JPH0394108A - 表面処理鋼板の品質検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 薄メッキブリキ（Ｌｉｇｈｔｌｙ　Ｔ１ｎ−Ｃｏａｔｅ
ｄ　Ｓｔｅｅｌ）を特殊加工すると、その表面に直径５
μｍ程度の島状の金属錫が分布して形威される。この島
状の金属錫は、ニッケルを含有する合金の欠陥部分を補
い、薄メッキブリキの溶接性と耐蝕性を向上させるもの
であることが解明されている。島状の金属錫に基づく薄
メッキブリキの表面性状は“ハジキ″と俗称され、島状
の金属錫の単位面積当たりの総個数と総面積とは薄メッ
キブリキの品質に影響するところが大き＜、シたがって
、この“ハジキ”に基づいて、薄メッキブリキの表面処
理の品質の良否が判断されている。

本発明は、画像処理技術を利用して薄メッキブリキ等の
表面処理鋼板の表面性状を検査する品質検査方法に関す
るものである。

［従来の技術コ 薄メッキブリキの表面性状への要求内容は、そのブリキ
製品がどのように利用されるかによってまちまちである
。例えば溶接性とともに塗装性を必要とする薄メッキブ
リキにおいては、島状金属錫は形を小さくして、できる
だけ高密度に形成させる必要があり、表面の光沢を重視
する薄メッキブリキにおいては、島状金属錫は形が大き
くなるように形成されねばならない。

表面品質が不良とされるのは、島状金属錫の単位面積当
たりの個数が少ない場合や島状金属錫の厚さが非常に薄
い場合で、このような場合は溶接性、塗装性あるいは耐
蝕性が低下している。

このように、鋼板の単位面積当たりの金属錫の付着量が
同一であっても、島状金属錫の形成状態は異なるもので
ある。

この表面処理鋼板の品質を左右する“ハジキ“の検査は
、従来は走査顕微鏡又は光学顕微鏡から得られた表面処
理材の表面の拡大された写真像を、検査員が目視によっ
て段階的に判定していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、表面処理鋼板の品質判断は、従来は検査
員が写真像を目視によって行うものであった。したがっ
て、検査員の体調や個人差の影響を受けて、表面処理鋼
板の品質判断にバラツキを生ずるばかりでなく、品質の
認定が不正確になるという問題がある。

本発明は従来方法の上記問題点を解消するためになされ
たもので、表面処理鋼板の品質判断に画像処理技術を応
用し、“ハジキ“のような表面性状を定量化して、その
品質を自動的に判定できるようにした表面処理鋼板の品
質検査方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る表面処理鋼板の品質検査方法は、表面処理
鋼板の表面の拡大画像を撮像する画像出力部と、画像記
憶処理部及び表面性状判定演算処理部で構威した画像演
算処理装置とを備え、表面性状判定演算処理部において
入力画像情報の輝度３ ４ 分布曲線と粒子Ｍ析情報により表面処理鋼板の品質の良
否を判定しようとするものである。

［作　　用］ 上記装置において、光学顕微鏡による錫鍍金鋼板の表面
の画像信号が画像演算処理装置に人力されると、この画
像演算処理装置を介して表面性状が画像表示部に表示さ
れる。画像演算処理装置では、入力画像情報の１画面を
構成する多数個の画素の各画素の輝度を例えば０〜２５
５段階の輝度レベルで記憶し、それぞれの輝度レベルの
画素の個数を計算して一画面分の画素の輝度の度数分布
を示すヒストグラムを作戊する。

また上記一画面を所定輝度（例えば島状金属錫の輝度）
により明暗に２値化し、それによって暗部の中に明るい
粒子すなわち島状金属錫の輝度を備えた粒子が島状に散
在する画面を形成する。この明るい粒子のうち、その面
積が所定値（例えば１５μボ）以上のものの総個数及び
総面積を求める。

このようにして得られた上記輝度ヒストグラムをチェッ
クし、その極小値の有無によって、薄メッキブリキの表
面処理加工の品質の良否を判定し、また、画像処理によ
り得られた上記島状金属錫に対応する明るさの輝度を備
え、かつその面積が一定値（例えばｌ５μボ）以上のも
のの１画面分の総個数と総面積をチェックし、その値が
所定値以上の場合を良、所定値より低いある値以下の場
合を不良とし、中間値をやや良と判定するのである。

なおこれらの判別操作は、装置を構或するホストシステ
ムによって、自動的に行われる。

また入力画像情報の１画面分の輝度ヒストグラムにおけ
る最小値の有無と、輝度ヒストグラムの半値幅を段階的
な閾値でランク分けしたときのランク値と、画像処理に
より島状金属錫に対応する明るさの輝度を備えかつその
面積が所定値（例えば１５μポ）以上の粒子の、１画面
分の総個数及び総面積を、段階的な閾値でランク分けし
たときのそれぞれのランク値を組み合わせることによっ
て、品質ランクを５段階に評価することも可能である。

さらに上記島状金属錫に対応する明るさの輝度を備えか
つその面積が所定値（例えば１５μボ）以上の粒子の１
画面分の総個数を段階的な閾値でランク分けしたときの
ランク値を面積率（上記粒子の総面積／１画面の面積）
で補正し、最終的な品質ランクを決定すれば、さらに判
定精度が向上する。

［実施例］ 以下、この発明を薄メッキブリキの“ハジキ”を判定す
るハジキ判定装置に適用した場合を例示して、その実施
例を図面により説明する。

第１図は、本発明に使用する判定装置の構或図である。

図中（１〉はその焦点位置に載置された薄メッキブリキ
試料片の表面のハジキの拡大像を描写する光学顕微鏡で
、オートステージ機構（４１）、オートフォーカス機構
（４２）を介して画像演算処理装置（５）に接続されて
いる。（２〉は光学顕微鏡（１）により描写されたハジ
キの拡大像を撮影するカメラ、（３）は拡大像を撮像し
て映像信号を出力するモノクロームの工業用テレビカメ
ラ（ＩＴＶカメラ）である。また（５）は画像記憶処理
部（５１）と表面性状判定演算処理部（５２）とよりな
る画像演算処理装置、（６）はホストシステム、（７〉
はキーボード、〈８）ハマウス、〈９）はプリンタ、（
５ｏ）はＣＲＴからなるディスプレイ装置、（５３）は
ハジキのレベルなどを設定する設定部である。

次に上記のように構成された判定装置の動作を説明する
。

光学顕微鏡（１）の焦点位置に薄メッキブリキからなる
被検試料がセットされると、ホストシステム（６〉の指
令に基づいてオートステージ機構（４１）とオートフォ
ーカス機構（４２）が動作して、自動的に被検試料表面
の指定された位置のハジキの鮮明な拡大像が得られる。

光学顕微鏡（１）で得られた上記拡大像は、カメラ（２
）により静止画像として写真撮影される。一方光学顕微
鏡（１）の拡大像はＩＴＶカメラ（３〉によって撮像さ
れ、映像信号となって画像演算処理装置（５）に出力さ
れる。

画像演算処理装置（５〉は、上記画像記憶処理部（５１
）により、ＩＴＶカメラ（３）から受信するビデオ７ ８ 信号を処理し、その一画面分（例えば縦１００　、横１
００の１万個）の画素の輝度を、例えば０〜２５５の２
５６段階に階調化された輝度レベルにより分類し記憶す
る。

表面性状判定演算処理部（５２）は次のようなｅＩ算を
行う。すなわち１画面分の各画素の輝度の度数分布を求
め、頻度の最大を１００％とするように正規化し、第２
図の輝度度数分布曲線を得る。得られた度数分布曲線を
移動平均処理などを用いて平滑処理する。

第２図において、度数分布曲線の増減が上りから下りに
変化する部分ＰＬ、Ｐ２をピーク点とする。同様に度数
分布曲線の増減が下りから上りに変化する部分をボトム
点Ｂとし、ピーク点Ｐ１とボトム点Ｂの頻度差が閾値Ｂ
Ｏより小さくかつピーク点Ｐ１とボトム点Ｂとの頻度差
が閾値Ｂｌより大きいとき、度数分布曲線は極小値を有
すると定義する。ただしＢＯ　＞Ｂｌとする。

また第２図において、頻度５０％の輝度範囲を半値幅Ｈ
と定義する。

次に第１図のマウス８を操作して、所定の輝度レベル例
えば島状金属錫の輝度で１画面分の画像を明と暗とに２
値化する。その結果暗部の中に島状金属錫に対応する明
るさを備えた多数個の粒子が鳥状に散在する画像を得る
。この粒子のうち、島状金属錫に対応する明るさを備え
、かつ面積が１５μボ以上の粒子の個数と粒子の総面積
を求める。

この粒子の総面積から 粒子の総面積／１画面の面積 を計算し、島状金属錫に対応する明るさを備え、かつ面
積が１５μ一以上の粒子の面積率を求める。

さらに度数分布曲線の半値幅、上記粒子の個数及び粒子
の面積率を第１表に示す閾値でランク分けする。

この結果、ハジキの判定は、度数分布曲線における極小
値の有無、度数分布曲線の半値幅、粒子個数及び粒子面
積率のそれぞれのランクの組み合わせによって、第２表
に示すように、５段階評価によって行われるのである。

第 ２ 表 １２ なお粒子個数による判定ランクが同一であっても、１個
当たりの粒子面積が小さいときと大きいときとでは、金
属錫の単位面積当たりの付着量が叉なり、薄メッキブリ
キの溶接性に影響する。したがって１個当たりの粒子面
積の大小を補正するため、ハジキの判定に次のような方
法が用いられる。

すなわち１画面分の輝度の度数分布を求め、頻度の最大
を１００％にするように正規化し、第３図に示す度数分
布曲線を得た後、得られた度数分布曲線を移動平均処理
などを用いて平滑処理する。

ついで第３図において、度数分布曲線を第４図に示す処
理フローによって形状判別し、第３図に示す２値化の閾
値Ｔ１、Ｔ２またはＴ３を求め、閾値Ｔｌ　、Ｔ２また
はＴ３の輝度レベルで１画面分の画像を２値化する。２
値化された画像から、島状の金属錫に対応する輝度の信
号について面積が１５μ一以上の粒子の個数と該粒子の
総面積を求め、上記粒子の総面積から粒子の面積率を求
める。

表面性状の判定は、段階的な閾値で５段階にランク分け
した粒子個数による判定を、第３表に示すように、粒子
の面積率で補正し、最終的なハジキ判定値を得るのであ
る。すなわち第３表において、Ａは面積率、Ｓ，ＳＬ−
８５及びＬＳＬｌ〜Ｌ５を経験より得たパラメータで、
矢印ａに示すように、個数による判定が１であっても、
面積率ＡがＡＳＬより小さいときは補正されて判定は２
となり、矢印ｂに示すように、個数による判定が２であ
っても、面積率ＡがＡＬ２より大きいときは補正されて
判定は１となることを示している。

第５図は目視判定値と本発明の方法を使用した判定値と
の実績比較である。目視判定は感覚的であり、個人差や
体調によるばらつきが起こりやすい。その結果３とすべ
き判定値を２や４にすることもないとはいえない。した
がって隣り合う判定値例えば判定値１は判定値２、判定
値２は判定値１や３などの範囲で一致していれば十分に
信頼し得ることとなる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明は、表面処理鋼板の表面の拡大
画像を撮像する画像出力部と、画像記憶処理部及び表面
性状判定演算処理部で構成した画像演算処理装置とを備
え、表面性状判定演算処理部において入力画像情報の輝
度分布曲線と粒子解析情報により表面処理鋼板の品質の
良否を判定する品質検査方法を採用した。

この結果、本発明方法によれば正確で信頼性が高く、か
つ自動的に薄メッキブリキ等の品質の良否を判定できる
表面処理鋼板の品質検査方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す判定装置の構成図、第
２図、第３図は１画面の画素の輝度の度数分布を示す線
図、第４図は閾値を求める動作を示すフローチャート、
第５図は本発明の効果を示す図表である。 第１図において、（１）は光学顕微鏡、（２〉はカメラ
、（３）はＩＴＶカメラ、（５）は画像演算処理装置、
（６）はホストシステム、（７）はキーボード、（８〉
はマウス、（９）はプリンタ、（４１〉はオートス１　
５ テージ機構、（４２〉はオートフォーカス機構、（５０
）はディスプレイ、（５１）は画像記憶処理部、（５２
）は表面性状判定演算処理部、（５３）はハジキ設定部
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学系により表面処理鋼板の表面の拡大映像を撮
   像して映像信号を出力する画像出力部と、該画像出力部
   の映像信号を記憶して処理する画像記憶処理部及び該画
   像記憶処理部から出力された画像情報を演算処理して判
   定する表面性状判定演算処理部とからなる画像演算処理
   装置を具備し、表面処理鋼板の表面画像の映像信号に基
   き、画像を構成する各画素の輝度の度数分布情報と、所
   定輝度により２値化して得られた、所定値の輝度を備え
   かつ所定値以上の面積を有する画像粒子の総個数及び該
   粒子総面積の画像面積に対する面積率を含む粒子解析情
   報とを求め、 上記度数分布情報と上記粒子解析情報とから表面処理鋼
   板の品質を判定するようにした ことを特徴とする表面処理鋼板の品質検査方法。
2. （２）上記表面処理鋼板の品質検査方法において、粒子
   の個数による判定を上記粒子面積率で補正するようにし
   た ことを特徴とする請求項１に記載の表面処理鋼板の品質
   検査方法。