JPH04355354A - 欠陥検査装置 - Google Patents
欠陥検査装置Info
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- JPH04355354A JPH04355354A JP3156031A JP15603191A JPH04355354A JP H04355354 A JPH04355354 A JP H04355354A JP 3156031 A JP3156031 A JP 3156031A JP 15603191 A JP15603191 A JP 15603191A JP H04355354 A JPH04355354 A JP H04355354A
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Landscapes
- Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、検査対象を走査して得
られる画像信号を用いて欠陥の有無を検査する欠陥検査
装置に関するものである。
られる画像信号を用いて欠陥の有無を検査する欠陥検査
装置に関するものである。
【0002】
【発明の技術的背景】鋼板やプラスチックフィルムや紙
などの表面を光学的に走査して、その表面のキズあるい
は内部の欠陥等を検出する欠陥検査装置が公知である。 ここに従来は検査対象を走査して得た画像信号を予め設
定されたしきい値と比較し、画像信号がこのしきい値を
超えるか又はしきい値より小さいときに欠陥であると判
断していた。
などの表面を光学的に走査して、その表面のキズあるい
は内部の欠陥等を検出する欠陥検査装置が公知である。 ここに従来は検査対象を走査して得た画像信号を予め設
定されたしきい値と比較し、画像信号がこのしきい値を
超えるか又はしきい値より小さいときに欠陥であると判
断していた。
【0003】しかし一般にこの画像信号は、その出力レ
ベルに大きな変動が伴う場合がある。例えばCCDライ
ンセンサやCCDエリヤセンサで画像を読取る場合には
、これらセンサの各画素の特性の不均一性のためや照明
のむらなどにより、出力レベルが大きく変動する。また
走査ビームの検査対象表面への入射角の変化や光学系へ
の入射角の変化により出力レベルに大きな変動が生じる
。さらに検査対象においても、例えば圧延鋼板などにお
いては欠陥までは至らない圧延時のむらなどの地合の変
化が生じることがあり、このような製造過程で生じる広
い範囲に亘る地合によっても出力レベルの変動が生じる
。
ベルに大きな変動が伴う場合がある。例えばCCDライ
ンセンサやCCDエリヤセンサで画像を読取る場合には
、これらセンサの各画素の特性の不均一性のためや照明
のむらなどにより、出力レベルが大きく変動する。また
走査ビームの検査対象表面への入射角の変化や光学系へ
の入射角の変化により出力レベルに大きな変動が生じる
。さらに検査対象においても、例えば圧延鋼板などにお
いては欠陥までは至らない圧延時のむらなどの地合の変
化が生じることがあり、このような製造過程で生じる広
い範囲に亘る地合によっても出力レベルの変動が生じる
。
【0004】このように出力レベルに大きい変動が含ま
れる場合には、しきい値と比較する際にこの大きい変動
の中に欠陥を示す信号が埋もれてしまったり、逆に背景
部分に含まれた単なるノイズを欠陥と判断してしまうこ
とが起る。このため欠陥検出の精度が低下するという問
題があった。
れる場合には、しきい値と比較する際にこの大きい変動
の中に欠陥を示す信号が埋もれてしまったり、逆に背景
部分に含まれた単なるノイズを欠陥と判断してしまうこ
とが起る。このため欠陥検出の精度が低下するという問
題があった。
【0005】そこで微分フィルタを用いて空間フィルタ
リング処理を行い、濃度レベルの大きい変動すなわち低
周波成分を除去することが考えられる。この微分処理を
すると欠陥検出感度が向上するが、逆に検査対象に表れ
る地合により誤検出し易くなるという問題が生じる。そ
こでこの地合には検査対象ごとに特徴的な方向性がある
ことを利用し、この地合の方向と微分フィルタの微分方
向とを揃えることにより誤検出を減らすことが行われて
いる。しかしこの地合の方向を人間の目で検出するのは
面倒である。また、正しい微分方向を決めるのが困難で
あり、この方向が不揃いだとかえって単なる地合をノイ
ズと誤検出し易くなり、検出精度が下がるという問題が
生じる。
リング処理を行い、濃度レベルの大きい変動すなわち低
周波成分を除去することが考えられる。この微分処理を
すると欠陥検出感度が向上するが、逆に検査対象に表れ
る地合により誤検出し易くなるという問題が生じる。そ
こでこの地合には検査対象ごとに特徴的な方向性がある
ことを利用し、この地合の方向と微分フィルタの微分方
向とを揃えることにより誤検出を減らすことが行われて
いる。しかしこの地合の方向を人間の目で検出するのは
面倒である。また、正しい微分方向を決めるのが困難で
あり、この方向が不揃いだとかえって単なる地合をノイ
ズと誤検出し易くなり、検出精度が下がるという問題が
生じる。
【0006】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、微分フィルタによる空間フィルタリング処
理を行う場合に、地合の種類に適する微分方向をもった
微分フィルタを設定可能として、欠陥を高精度に検出す
ることができる欠陥検査装置を提供することを目的とす
るものである。
ものであり、微分フィルタによる空間フィルタリング処
理を行う場合に、地合の種類に適する微分方向をもった
微分フィルタを設定可能として、欠陥を高精度に検出す
ることができる欠陥検査装置を提供することを目的とす
るものである。
【0007】
【発明の構成】本発明によればこの目的は、検査対象を
走査して得た画像信号を用いて検査対象の欠陥を検出す
る欠陥検査装置において、走査により得たアナログ画像
信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、この
デジタル化された濃度信号を微分フィルタにより空間フ
ィルタリング処理する空間フィルタリング手段と、所定
領域の主走査方向における画素間の濃度の差分と副走査
方向における画素間の濃度の差分とを求める差分演算手
段と、これら差分のヒストグラムを求めるヒストグラム
手段と、主・副走査方向に対するヒストグラムから地合
の特徴を判別する地合特徴判別手段と、この微分処理し
た信号を所定のしきい値と比較して欠陥を検出する欠陥
検出手段とを備え、判別した前記地合の特徴に基づいて
前記空間フィルタリング手段で用いる微分フィルタを設
定可能としたことを特徴とする欠陥検査装置、により達
成される。
走査して得た画像信号を用いて検査対象の欠陥を検出す
る欠陥検査装置において、走査により得たアナログ画像
信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、この
デジタル化された濃度信号を微分フィルタにより空間フ
ィルタリング処理する空間フィルタリング手段と、所定
領域の主走査方向における画素間の濃度の差分と副走査
方向における画素間の濃度の差分とを求める差分演算手
段と、これら差分のヒストグラムを求めるヒストグラム
手段と、主・副走査方向に対するヒストグラムから地合
の特徴を判別する地合特徴判別手段と、この微分処理し
た信号を所定のしきい値と比較して欠陥を検出する欠陥
検出手段とを備え、判別した前記地合の特徴に基づいて
前記空間フィルタリング手段で用いる微分フィルタを設
定可能としたことを特徴とする欠陥検査装置、により達
成される。
【0008】ここに用いる微分フィルタの選定は、地合
特徴判別手段の出力結果に基づいて手動で行ってもよい
のは勿論であるが、この選定を自動で行うのが望ましい
。例えば微分方向が異なる複数の微分フィルタをメモリ
しておき、地合特徴判別手段での判別結果に基づいて地
合の方向に適合した微分フィルタを自動で選定するよう
に構成することができる。またヒストグラムは、例えば
主・副走査方向の隣接する画素間あるいは所定数おきの
画素間の濃度の差分を用いたり、平均濃度との差分を用
いて求めたヒストグラムにより判別することが可能であ
る。ここに差分の絶対値や、差分の2乗を用いることが
できる。
特徴判別手段の出力結果に基づいて手動で行ってもよい
のは勿論であるが、この選定を自動で行うのが望ましい
。例えば微分方向が異なる複数の微分フィルタをメモリ
しておき、地合特徴判別手段での判別結果に基づいて地
合の方向に適合した微分フィルタを自動で選定するよう
に構成することができる。またヒストグラムは、例えば
主・副走査方向の隣接する画素間あるいは所定数おきの
画素間の濃度の差分を用いたり、平均濃度との差分を用
いて求めたヒストグラムにより判別することが可能であ
る。ここに差分の絶対値や、差分の2乗を用いることが
できる。
【0009】
【作用】画像濃度信号はデジタル化されて微分フィルタ
により微分されるから、信号に含まれる出力レベルの大
きい変動、すなわち低周波成分が除去される。このため
背景部分に対応する領域の出力レベルがほぼ一定に保た
れる。この微分後の信号をしきい値と比較することによ
り欠陥を高精度に検出することができる。
により微分されるから、信号に含まれる出力レベルの大
きい変動、すなわち低周波成分が除去される。このため
背景部分に対応する領域の出力レベルがほぼ一定に保た
れる。この微分後の信号をしきい値と比較することによ
り欠陥を高精度に検出することができる。
【0010】ここに地合特徴判別手段は画素濃度の差分
を用いたヒストグラムから地合の特徴を判別し、これに
応じて用いる微分フィルタを選定可能としたから、この
微分フィルタを検査対象の地合の特徴に適合させること
により検査精度は向上する。
を用いたヒストグラムから地合の特徴を判別し、これに
応じて用いる微分フィルタを選定可能としたから、この
微分フィルタを検査対象の地合の特徴に適合させること
により検査精度は向上する。
【0011】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例のブロック図、
図2は画像信号等の出力波形図、図3は空間フィルタリ
ング処理の説明図、図4は微分フィルタの一例を示す図
、図5は濃度変換テーブルの一例を示す図、図6は地合
を判別する領域を示す図、図7は地合特徴判別モードの
動作流れを示す図、図8は地合特徴判別モードの動作流
れ図、図9と図10はヒストグラムのパターン例を示す
図である。
図2は画像信号等の出力波形図、図3は空間フィルタリ
ング処理の説明図、図4は微分フィルタの一例を示す図
、図5は濃度変換テーブルの一例を示す図、図6は地合
を判別する領域を示す図、図7は地合特徴判別モードの
動作流れを示す図、図8は地合特徴判別モードの動作流
れ図、図9と図10はヒストグラムのパターン例を示す
図である。
【0012】図1において、符号50は鋼板、紙、プラ
スチックフィルムなどの検査対象であり、この検査対象
50は供給ロール52から巻取りロール54に送られる
。この巻取りロール54は巻取りモータ56により駆動
される。この検査対象50の送り中にフライングスポッ
ト方式による画像検出手段58によって表面の画像が読
取られる。この画像検出手段58は、レーザー光源60
から射出されるレーザ光からなる走査ビームLを、モー
タ62により回転される回転ミラー(ポリゴナルミラー
)64によって検査対象50の幅方向に一定の角速度で
走査(主走査)する一方、検査対象50の表面による反
射光を受光ロッド66によって一対の受光器68(68
a、68b)に導いて受光するものである。
スチックフィルムなどの検査対象であり、この検査対象
50は供給ロール52から巻取りロール54に送られる
。この巻取りロール54は巻取りモータ56により駆動
される。この検査対象50の送り中にフライングスポッ
ト方式による画像検出手段58によって表面の画像が読
取られる。この画像検出手段58は、レーザー光源60
から射出されるレーザ光からなる走査ビームLを、モー
タ62により回転される回転ミラー(ポリゴナルミラー
)64によって検査対象50の幅方向に一定の角速度で
走査(主走査)する一方、検査対象50の表面による反
射光を受光ロッド66によって一対の受光器68(68
a、68b)に導いて受光するものである。
【0013】すなわち受光ロッド66は走査ビームLの
主走査ライン70に近接してこれに平行に配設され、反
射光を受光すると受光ロッド66の内面で全反射させて
その両端に導き、フォトマルチプライヤ(光電子増倍管
)などの受光器68により受光量が検出される。各受光
器68が出力する画像信号はプリアンプ、メインアンプ
で増幅され、また波形整形されて図2に示すアナログ画
像信号a1 、a2 となる。各信号a1 、a2 に
は、異なる主走査ライン70に対応する連続信号が、時
間軸方向に一定時間毎に現れている。この図2でd11
、d12、d21、d22は検査対象50の表面の欠陥
に対応する。
主走査ライン70に近接してこれに平行に配設され、反
射光を受光すると受光ロッド66の内面で全反射させて
その両端に導き、フォトマルチプライヤ(光電子増倍管
)などの受光器68により受光量が検出される。各受光
器68が出力する画像信号はプリアンプ、メインアンプ
で増幅され、また波形整形されて図2に示すアナログ画
像信号a1 、a2 となる。各信号a1 、a2 に
は、異なる主走査ライン70に対応する連続信号が、時
間軸方向に一定時間毎に現れている。この図2でd11
、d12、d21、d22は検査対象50の表面の欠陥
に対応する。
【0014】各信号a1 、a2 は走査ビームLの主
走査ライン70上の走査位置から遠くなるとレベルが低
下し、反対に走査位置に近くなるとレベルが上昇するよ
うに変化する。そこでこの実施例では、両信号a1 、
a2 は加算手段72で加算され、主走査ライン70上
の走査位置の変化による影響が除去されて信号a3 と
なる。この信号a3 は、走査ビームLの検査対象50
の表面への入射角度の変化、検査対象50表面の地合い
ムラ、導光ロッド66内での減衰などのために、図2に
示すようにその出力レベルが大きく湾曲していることが
ある。
走査ライン70上の走査位置から遠くなるとレベルが低
下し、反対に走査位置に近くなるとレベルが上昇するよ
うに変化する。そこでこの実施例では、両信号a1 、
a2 は加算手段72で加算され、主走査ライン70上
の走査位置の変化による影響が除去されて信号a3 と
なる。この信号a3 は、走査ビームLの検査対象50
の表面への入射角度の変化、検査対象50表面の地合い
ムラ、導光ロッド66内での減衰などのために、図2に
示すようにその出力レベルが大きく湾曲していることが
ある。
【0015】この加算された信号a3 はA/D変換手
段74においてデジタル信号a4 に変換される。例え
ば256階調の濃度信号a4 に変換される。そしてラ
インメモリ76にメモリされる。
段74においてデジタル信号a4 に変換される。例え
ば256階調の濃度信号a4 に変換される。そしてラ
インメモリ76にメモリされる。
【0016】このラインメモリ76は主走査ラインの画
素数Nと後記する空間フィルタよりも大きい行数Mとの
積(N×M)に等しい記憶容量を持ち、検査幅ゲート信
号に同期して一主走査毎にデジタル画像信号a4 を記
憶する。すなわちラインメモリ76の記憶領域が一杯に
なると最も古いデータの上に順次上書きしてゆくリング
バッファ構造を持つ。ここに検査幅ゲート信号は回転ミ
ラー64の回転に同期して一主走査内の検査幅を示すも
のである。また、このラインメモリの代りに、1ライン
づつnライン分信号a3 をディレイさせるディレイ回
路で代用させることもできる。
素数Nと後記する空間フィルタよりも大きい行数Mとの
積(N×M)に等しい記憶容量を持ち、検査幅ゲート信
号に同期して一主走査毎にデジタル画像信号a4 を記
憶する。すなわちラインメモリ76の記憶領域が一杯に
なると最も古いデータの上に順次上書きしてゆくリング
バッファ構造を持つ。ここに検査幅ゲート信号は回転ミ
ラー64の回転に同期して一主走査内の検査幅を示すも
のである。また、このラインメモリの代りに、1ライン
づつnライン分信号a3 をディレイさせるディレイ回
路で代用させることもできる。
【0017】次にこのラインメモリ76の信号a5 に
は、空間フィルタリング手段78において微分フィルタ
による空間フィルタリング処理が施される。この微分処
理は例えば図3に示すように処理対象画像の各画素毎に
この画素を中心とした例えば3x3領域に空間フィルタ
Fを重ね合せ、対応する画素同志の積を求め、それらの
総和を出力値とする。この操作を左上の画素から右下の
画素までラスタ走査順に行うものである。
は、空間フィルタリング手段78において微分フィルタ
による空間フィルタリング処理が施される。この微分処
理は例えば図3に示すように処理対象画像の各画素毎に
この画素を中心とした例えば3x3領域に空間フィルタ
Fを重ね合せ、対応する画素同志の積を求め、それらの
総和を出力値とする。この操作を左上の画素から右下の
画素までラスタ走査順に行うものである。
【0018】このフィルタリング処理に用いる空間フィ
ルタとしては、例えば図4に示すような重み係数を持っ
たフィルタの1つまたは2つを選定して採用することが
できる。ここに用いるフィルタは、行方向微分用のフィ
ルタΔxfと列方向微分用のフィルタΔyfとこれらの
和からなるフィルタや、マスクサイズが異なるフィルタ
など種々のものから選定でき、これらの微分フィルタは
、予め微分フィルタメモリ102に種々のものがメモリ
され、後記する地合特徴判別手段100により地合に最
適なフィルタが選定される。
ルタとしては、例えば図4に示すような重み係数を持っ
たフィルタの1つまたは2つを選定して採用することが
できる。ここに用いるフィルタは、行方向微分用のフィ
ルタΔxfと列方向微分用のフィルタΔyfとこれらの
和からなるフィルタや、マスクサイズが異なるフィルタ
など種々のものから選定でき、これらの微分フィルタは
、予め微分フィルタメモリ102に種々のものがメモリ
され、後記する地合特徴判別手段100により地合に最
適なフィルタが選定される。
【0019】このようなフィルタリング処理の結果、画
像のχおよびy方向の輪郭が強調され、その後の欠陥検
出精度が向上する。ここにA/D変換した信号を所定の
濃度変換テーブルを用いて濃度変換する濃度変換手段8
2を設け、この濃度変換後の信号をラインメモリ76を
介して空間フィルタリング手段78に入力し空間フィル
タリング処理するようにしてもよい。
像のχおよびy方向の輪郭が強調され、その後の欠陥検
出精度が向上する。ここにA/D変換した信号を所定の
濃度変換テーブルを用いて濃度変換する濃度変換手段8
2を設け、この濃度変換後の信号をラインメモリ76を
介して空間フィルタリング手段78に入力し空間フィル
タリング処理するようにしてもよい。
【0020】この場合A/D変換された後の信号a4
は濃度変換手段82で濃度変換される。そして濃度変換
された信号はフレームメモリ84に移されてからテレビ
モニタ86に表示される。ここで濃度変換手段82に用
いる変換テーブルは例えば図5に示す特性のものが用い
られる。この図5において横軸はA/D変換手段74か
ら出力されこの濃度変換手段82に入力される濃度信号
xの濃度を示し、縦軸は出力される濃度変換後の濃度信
号Xを示す。これら濃度信号x、Xは例えば256階調
とされる。またこのテーブルは、背景濃度cを挟む両側
に一定濃度幅a内で一定濃度(例えば中間の濃度127
)とし、この幅aの外では傾きbをもって最大(255
)および最小濃度(0)に変換するものである。
は濃度変換手段82で濃度変換される。そして濃度変換
された信号はフレームメモリ84に移されてからテレビ
モニタ86に表示される。ここで濃度変換手段82に用
いる変換テーブルは例えば図5に示す特性のものが用い
られる。この図5において横軸はA/D変換手段74か
ら出力されこの濃度変換手段82に入力される濃度信号
xの濃度を示し、縦軸は出力される濃度変換後の濃度信
号Xを示す。これら濃度信号x、Xは例えば256階調
とされる。またこのテーブルは、背景濃度cを挟む両側
に一定濃度幅a内で一定濃度(例えば中間の濃度127
)とし、この幅aの外では傾きbをもって最大(255
)および最小濃度(0)に変換するものである。
【0021】この実施例では手動設定手段88によって
このテーブルの設定値a、b、cが変更可能となってい
る。すなわち操作者はテレビモニタ86の画像を見なが
ら背景領域のノイズが消えるようにこの設定手段88を
操作する。
このテーブルの設定値a、b、cが変更可能となってい
る。すなわち操作者はテレビモニタ86の画像を見なが
ら背景領域のノイズが消えるようにこの設定手段88を
操作する。
【0022】一方空間フィルタリング手段78で処理を
した信号yは、信号Xもしくはa4にあった低周波成分
が除去されて欠陥の部分が強調されている。欠陥検出手
段90はこの信号yをしきい値v1 、v2 と比較し
、y>v1 またはy<v2 (図5参照)の時に欠陥
と判断する。この濃度のしきい値v1 、v2 による
欠陥判断に代え、処理対象画素を中心とする一定のサイ
ズ(個数しきい値マスクサイズ)にある各画素に対して
、この濃度しきい値v1 を超えたまたはv2 以下と
なった画素の数(画素数しきい値)がある一定数(例え
ば4)以上あれば、この処理対象となった画素の値を1
に、そうでなければ0として欠陥を判別するようにする
ことも可能である。
した信号yは、信号Xもしくはa4にあった低周波成分
が除去されて欠陥の部分が強調されている。欠陥検出手
段90はこの信号yをしきい値v1 、v2 と比較し
、y>v1 またはy<v2 (図5参照)の時に欠陥
と判断する。この濃度のしきい値v1 、v2 による
欠陥判断に代え、処理対象画素を中心とする一定のサイ
ズ(個数しきい値マスクサイズ)にある各画素に対して
、この濃度しきい値v1 を超えたまたはv2 以下と
なった画素の数(画素数しきい値)がある一定数(例え
ば4)以上あれば、この処理対象となった画素の値を1
に、そうでなければ0として欠陥を判別するようにする
ことも可能である。
【0023】この欠陥を示す信号zはアドレス判別手段
92に送られ、この欠陥のアドレスAdが求められる。 このアドレスAdは速度検出器(パルスジェネレータ)
57、モータ62の回転角から求めるが、信号処理の間
の時間遅れがあるのでその時間を考慮して求める必要が
ある。例えばラインメモリ76やフレームメモリ84に
は信号a4 、Xと共に信号の座標を同時にメモリして
おき、欠陥の座標をこれらメモリ76、84から求める
ようにしてもよい。この結果はプリンタなどの記録手段
94に記録される。
92に送られ、この欠陥のアドレスAdが求められる。 このアドレスAdは速度検出器(パルスジェネレータ)
57、モータ62の回転角から求めるが、信号処理の間
の時間遅れがあるのでその時間を考慮して求める必要が
ある。例えばラインメモリ76やフレームメモリ84に
は信号a4 、Xと共に信号の座標を同時にメモリして
おき、欠陥の座標をこれらメモリ76、84から求める
ようにしてもよい。この結果はプリンタなどの記録手段
94に記録される。
【0024】次に空間フィルタリング手段78で用いる
微分フィルタを選定する過程を図6〜10に基づいて説
明する。このフィルタの選定は地合の方向を判別するこ
とにより行われ、この地合の検査は、図6に示すように
検査対象50の送り方向の先頭側中央付近に設定したn
×m画素からなる所定領域Aを用いて行われる。この領
域Aの主走査方向(x方向)の画素数nは例えば256
に設定され、また副走査方向(y方向)の画素数mすな
わちライン数mは例えば32とされる。前記ラインメモ
リ76の記憶可能なライン数Mはこのライン数mより大
きいか等しい。なおこの領域A内の画素(p、q)の濃
度はFp、q とする。
微分フィルタを選定する過程を図6〜10に基づいて説
明する。このフィルタの選定は地合の方向を判別するこ
とにより行われ、この地合の検査は、図6に示すように
検査対象50の送り方向の先頭側中央付近に設定したn
×m画素からなる所定領域Aを用いて行われる。この領
域Aの主走査方向(x方向)の画素数nは例えば256
に設定され、また副走査方向(y方向)の画素数mすな
わちライン数mは例えば32とされる。前記ラインメモ
リ76の記憶可能なライン数Mはこのライン数mより大
きいか等しい。なおこの領域A内の画素(p、q)の濃
度はFp、q とする。
【0025】この地合判別のモードでは(図8、ステッ
プ200)、差分演算手段96(図1)において領域A
内にある画素の濃度Fp、q がラインメモリ76から
読出され、その主走査方向および副走査方向の隣接する
画素の濃度差すなわち濃度の差分Δの絶対値|Δ|が求
められる(ステップ202)。図7はその主走査方向の
演算過程の概念を示すものである。
プ200)、差分演算手段96(図1)において領域A
内にある画素の濃度Fp、q がラインメモリ76から
読出され、その主走査方向および副走査方向の隣接する
画素の濃度差すなわち濃度の差分Δの絶対値|Δ|が求
められる(ステップ202)。図7はその主走査方向の
演算過程の概念を示すものである。
【0026】まず最初のライン0(i=0)に対する各
画素0〜255の濃度FはF0、0 〜F0、255
で表され、隣同志の画素の濃度の差分Δj の絶対値|
Δj |が求められる。|Δj|=|F0、j−1 −
F0、j |この演算を各画素j=1〜255および各
ラインi=0〜31に対して繰り返す。この時求めた差
分の数は、(Lx −1)×Ly =px である。こ
こにLx 、Ly はそれぞれ主・副走査方向の画素数
である。次にヒストグラム手段98は、このpx 個の
絶対値|Δj |によりヒストグラムX(図9、10)
を求める(ステップ204)。
画素0〜255の濃度FはF0、0 〜F0、255
で表され、隣同志の画素の濃度の差分Δj の絶対値|
Δj |が求められる。|Δj|=|F0、j−1 −
F0、j |この演算を各画素j=1〜255および各
ラインi=0〜31に対して繰り返す。この時求めた差
分の数は、(Lx −1)×Ly =px である。こ
こにLx 、Ly はそれぞれ主・副走査方向の画素数
である。次にヒストグラム手段98は、このpx 個の
絶対値|Δj |によりヒストグラムX(図9、10)
を求める(ステップ204)。
【0027】同様に差分演算手段96で副走査方向の差
分Δi の絶対値|Δi |が求められる(ステップ2
02)。その数はpy =(Ly −1)Lx である
。そしてこの結果を用いてヒストグラム手段98はヒス
トグラムY(図9、10)を求める(ステップ204)
。
分Δi の絶対値|Δi |が求められる(ステップ2
02)。その数はpy =(Ly −1)Lx である
。そしてこの結果を用いてヒストグラム手段98はヒス
トグラムY(図9、10)を求める(ステップ204)
。
【0028】これらのヒストグラムX、Yを比較するこ
とにより地合特徴判別手段100は地合の方向などの特
徴を判別する。例えば図9に示すようにX方向(主走査
方向)に長く輪郭が明確な地合に対しては、ヒストグラ
ムX、Yは差分Δが0の位置の第1の山P1 と、地合
の輪郭におけるコントラストに相当する位置(|Δ|=
α0 )の第2の山P2 とを持つ。なおこの図で縦軸
Pは頻度を示す。そしてY方向の差分|Δi |の方が
地合の輪郭を横断する回数がないから、ヒストグラムY
の第2の山P2 はヒストグラムXの第2の山P2 よ
りも高くなる。このことから、第2の山P2 の高さを
比較することにより地合の方向を判別できる。なお実線
で示した第1の山P0 は地合が無い場合である。
とにより地合特徴判別手段100は地合の方向などの特
徴を判別する。例えば図9に示すようにX方向(主走査
方向)に長く輪郭が明確な地合に対しては、ヒストグラ
ムX、Yは差分Δが0の位置の第1の山P1 と、地合
の輪郭におけるコントラストに相当する位置(|Δ|=
α0 )の第2の山P2 とを持つ。なおこの図で縦軸
Pは頻度を示す。そしてY方向の差分|Δi |の方が
地合の輪郭を横断する回数がないから、ヒストグラムY
の第2の山P2 はヒストグラムXの第2の山P2 よ
りも高くなる。このことから、第2の山P2 の高さを
比較することにより地合の方向を判別できる。なお実線
で示した第1の山P0 は地合が無い場合である。
【0029】図8のステップ206、208はこの第2
の山P2 が有ることを判別し、ステップ210はこの
山P2 がヒストグラムYの方が大きい場合に(X<Y
)X方向の地合と判断し(ステップ212)、X方向の
微分フィルタΔx fを選定することを示す(ステップ
214)。
の山P2 が有ることを判別し、ステップ210はこの
山P2 がヒストグラムYの方が大きい場合に(X<Y
)X方向の地合と判断し(ステップ212)、X方向の
微分フィルタΔx fを選定することを示す(ステップ
214)。
【0030】また反対に山P2 はヒストグラムXがY
より大きければY方向の地合であるとして(ステップ2
16)Y方向の微分フィルタΔyfを選定する(ステッ
プ218)。第2の山P2 にはYの山だけがありXの
山が無ければ(ステップ206、220)、X方向の地
合であり(ステップ212)、反対にXの山だけがある
場合には(ステップ206、208)Y方向の地合であ
る(ステップ216)。
より大きければY方向の地合であるとして(ステップ2
16)Y方向の微分フィルタΔyfを選定する(ステッ
プ218)。第2の山P2 にはYの山だけがありXの
山が無ければ(ステップ206、220)、X方向の地
合であり(ステップ212)、反対にXの山だけがある
場合には(ステップ206、208)Y方向の地合であ
る(ステップ216)。
【0031】X、Y共に第1の山P1 のみを有する場
合には(ステップ222)、地合は二次元に均等に広が
っているものとして(ステップ224)、XYの両方向
の微分を行うフィルタ(Δx f+Δy f)を選定す
る(ステップ226)。なおこの図9の例のように山P
1 、P2 が明確に表れる場合には、両山P1 、P
2 の間にしきい値βを求め、これを平均濃度に加算ま
たは減算することにより、前記欠陥検出手段90で用い
る濃度しきい値v1 、v2 とすることができる。
合には(ステップ222)、地合は二次元に均等に広が
っているものとして(ステップ224)、XYの両方向
の微分を行うフィルタ(Δx f+Δy f)を選定す
る(ステップ226)。なおこの図9の例のように山P
1 、P2 が明確に表れる場合には、両山P1 、P
2 の間にしきい値βを求め、これを平均濃度に加算ま
たは減算することにより、前記欠陥検出手段90で用い
る濃度しきい値v1 、v2 とすることができる。
【0032】図10に示すように地合のコントラスト変
化が小さくかつ輪郭が不明瞭でY方向に長い場合には、
ヒストグラムX、Yの第1の山P1 は幅が広がる。こ
の幅はXの方が広くなるから、両者X、Yの幅α1 、
α2 を比較することにより地合の方向を判別できる。
化が小さくかつ輪郭が不明瞭でY方向に長い場合には、
ヒストグラムX、Yの第1の山P1 は幅が広がる。こ
の幅はXの方が広くなるから、両者X、Yの幅α1 、
α2 を比較することにより地合の方向を判別できる。
【0033】以上の実施例はX、Y方向の隣接する画素
濃度の差分の絶対値を用いているが、本発明はこれに限
定されない。例えば1つおきあるいは2以上おきに選ん
だ画素間の差分の絶対値を用いて前記と同様にX方向お
よびY方向のヒストグラムX、Yを求めてもよい。この
場合には、地合の濃度が数画素に亘って緩やかに変化す
る場合に差分およびその絶対値を大きくし、地合の特徴
を強調して判別することが可能である。
濃度の差分の絶対値を用いているが、本発明はこれに限
定されない。例えば1つおきあるいは2以上おきに選ん
だ画素間の差分の絶対値を用いて前記と同様にX方向お
よびY方向のヒストグラムX、Yを求めてもよい。この
場合には、地合の濃度が数画素に亘って緩やかに変化す
る場合に差分およびその絶対値を大きくし、地合の特徴
を強調して判別することが可能である。
【0034】また隣接する画素間の差分、あるいは所定
数おきの画素間の差分の2乗を用いてヒストグラムX、
Yを求め、これらX、Yを用いて比較することも可能で
あり、この場合には不明瞭な地合や薄い地合を一層強調
して判別することができる。さらに所定範囲の平均濃度
と各画素濃度との差分を求め、この差分の絶対値や2乗
によってヒストグラムX,Yを求め地合を判別すること
もできる。以上の実施例はヒストグラムとの山の数、第
2の山の高さ、第1の山の広がりを用いているが、本発
明はこれに限られない。すなわちヒストグラムの山の位
置、山の面積など他の条件を用いて地合の特徴を判別す
るものであってもよい。
数おきの画素間の差分の2乗を用いてヒストグラムX、
Yを求め、これらX、Yを用いて比較することも可能で
あり、この場合には不明瞭な地合や薄い地合を一層強調
して判別することができる。さらに所定範囲の平均濃度
と各画素濃度との差分を求め、この差分の絶対値や2乗
によってヒストグラムX,Yを求め地合を判別すること
もできる。以上の実施例はヒストグラムとの山の数、第
2の山の高さ、第1の山の広がりを用いているが、本発
明はこれに限られない。すなわちヒストグラムの山の位
置、山の面積など他の条件を用いて地合の特徴を判別す
るものであってもよい。
【0035】また前記のように画素間の差分や平均濃度
との差分を用いて求めたヒストグラムX、Yのパタ−ン
の広がり度合いは、地合の明瞭さや大きさを示す指標と
もなるものである。従ってこのことを利用してマスクサ
イズが異なる微分フィルタを選定するようにしてもよい
。例えばヒストグラムX、Yの第1の山P1 の広がり
が大きく第2の山P2 が不明瞭な時は、地合が不明瞭
であったり大きい模様の地合と考えられるから、欠陥判
別手段90で用いるしきい値v1 、v2 を小さくし
たり、しきい値マスクサイズを5×5、7×7などと大
きくしたり、画素数しきい値を増減することなどが考え
得る。
との差分を用いて求めたヒストグラムX、Yのパタ−ン
の広がり度合いは、地合の明瞭さや大きさを示す指標と
もなるものである。従ってこのことを利用してマスクサ
イズが異なる微分フィルタを選定するようにしてもよい
。例えばヒストグラムX、Yの第1の山P1 の広がり
が大きく第2の山P2 が不明瞭な時は、地合が不明瞭
であったり大きい模様の地合と考えられるから、欠陥判
別手段90で用いるしきい値v1 、v2 を小さくし
たり、しきい値マスクサイズを5×5、7×7などと大
きくしたり、画素数しきい値を増減することなどが考え
得る。
【0036】このようにして地合の特徴が求められると
、この特徴に適する微分フィルタが微分フィルタメモリ
102から選定され、以後空間フィルタリング手段78
はこの選定された微分フィルタを用いて通常の欠陥判別
処理(図8、ステップ228)を行う。
、この特徴に適する微分フィルタが微分フィルタメモリ
102から選定され、以後空間フィルタリング手段78
はこの選定された微分フィルタを用いて通常の欠陥判別
処理(図8、ステップ228)を行う。
【0037】以上の実施例はレーザ光で検査対象表面を
走査するフライングスポット方式のものであるが、検査
対象をその幅方向に配置した棒状光源で照射し、その反
射光を回転ミラーを介して受光器で読取るフライングイ
メージ方式のもの、あるいはラインセンサやエリヤセン
サにより画像を読取る方式のもの等であってもよい。
走査するフライングスポット方式のものであるが、検査
対象をその幅方向に配置した棒状光源で照射し、その反
射光を回転ミラーを介して受光器で読取るフライングイ
メージ方式のもの、あるいはラインセンサやエリヤセン
サにより画像を読取る方式のもの等であってもよい。
【0038】以上の各実施例では検査対象の表面に表れ
た欠陥を検出するものとして説明しているが、本発明は
表面を走査することにより内部の欠陥を検出するものも
包含する。例えば鋼板の内部欠陥を磁気光学効果を用い
て検出するものであってもよい。これは、被検査材を交
流磁界で磁化した時の欠陥からの漏れ磁界を反射光の偏
光の変化として検出するものである。
た欠陥を検出するものとして説明しているが、本発明は
表面を走査することにより内部の欠陥を検出するものも
包含する。例えば鋼板の内部欠陥を磁気光学効果を用い
て検出するものであってもよい。これは、被検査材を交
流磁界で磁化した時の欠陥からの漏れ磁界を反射光の偏
光の変化として検出するものである。
【0039】
【発明の効果】本発明は以上のように、画像濃度信号を
微分フィルタにより空間フィルタリング処理し、この微
分処理した信号を所定のしきい値と比較することにより
欠陥を検出する場合に、画素の濃度の差分を用いて主・
副走査方向にヒストグラムを別々に求め、このヒストグ
ラムのパタ−ンから地合の特徴を判別し、用いる微分フ
ィルタを選定するものであるから、地合に応じた最適な
微分フィルタを用いて欠陥を高精度に判別することがで
きる(請求項1)。この場合判別した地合方向に対応し
て、微分方向が異なる複数の微分フィルタからいずれか
を手動あるいは自動で選定するように構成することがで
きる(請求項2)。
微分フィルタにより空間フィルタリング処理し、この微
分処理した信号を所定のしきい値と比較することにより
欠陥を検出する場合に、画素の濃度の差分を用いて主・
副走査方向にヒストグラムを別々に求め、このヒストグ
ラムのパタ−ンから地合の特徴を判別し、用いる微分フ
ィルタを選定するものであるから、地合に応じた最適な
微分フィルタを用いて欠陥を高精度に判別することがで
きる(請求項1)。この場合判別した地合方向に対応し
て、微分方向が異なる複数の微分フィルタからいずれか
を手動あるいは自動で選定するように構成することがで
きる(請求項2)。
【0040】ここに地合の判別は、画素濃度の主・副走
査方向のそれぞれの差分の絶対値によるヒストグラムを
比較することにより行うことができる(請求項3)。ま
た適宜領域の平均濃度と各画素濃度との差分の絶対値や
、差分の2乗のヒストグラムを求めて判別してもよい(
請求項4、5)。なお地合の判別は、ヒストグラムの山
の数、山の位置、山の高さ、山の面積、山の幅などのい
ずれかを用いて行うことができる(請求項6)。
査方向のそれぞれの差分の絶対値によるヒストグラムを
比較することにより行うことができる(請求項3)。ま
た適宜領域の平均濃度と各画素濃度との差分の絶対値や
、差分の2乗のヒストグラムを求めて判別してもよい(
請求項4、5)。なお地合の判別は、ヒストグラムの山
の数、山の位置、山の高さ、山の面積、山の幅などのい
ずれかを用いて行うことができる(請求項6)。
【図1】本発明の第1の実施例のブロック図
【図2】画
像信号等の出力波形図
像信号等の出力波形図
【図3】空間フィルタリング処理の説明図
【図4】微分
フィルタの一例を示す図
フィルタの一例を示す図
【図5】濃度変換テーブルの一例を示す図
【図6】地合
判別領域を示す図
判別領域を示す図
【図7】地合判別の一例を示す概念図
【図8】地合特徴判別モードの動作流れ図
【図9】ヒス
トグラムのパタ−ン例を示す図
トグラムのパタ−ン例を示す図
【図10】ヒストグラム
の他のパタ−ン例を示す図
の他のパタ−ン例を示す図
10 検査対象
74 A/D変換手段
78 空間フィルタリング手段
96 差分演算手段
98 ヒストグラム手段
100 地合特徴判別手段
102 微分フィルタメモリ手段
Claims (6)
- 【請求項1】 検査対象を走査して得た画像信号を用
いて検査対象の欠陥を検出する欠陥検査装置において、
走査により得たアナログ画像信号をデジタル信号に変換
するA/D変換手段と、このデジタル化された濃度信号
を微分フィルタにより空間フィルタリング処理する空間
フィルタリング手段と、所定領域の主走査方向における
画素間の濃度の差分と副走査方向における画素間の濃度
の差分とを求める差分演算手段と、これら差分のヒスト
グラムを求めるヒストグラム手段と、主・副走査方向に
対するヒストグラムから地合の特徴を判別する地合特徴
判別手段と、この微分処理した信号を所定のしきい値と
比較して欠陥を検出する欠陥検出手段とを備え、判別し
た前記地合の特徴に基づいて前記空間フィルタリング手
段で用いる微分フィルタを設定可能としたことを特徴と
する欠陥検査装置。 - 【請求項2】 微分方向性が異なる複数の微分フィル
タをメモリする微分フィルタメモリ手段を備え、前記地
合特徴判別手段は地合の方向に対応する1つの微分フィ
ルタを選定し、前記空間フィルタリング手段はこの選定
された微分フィルタを用いて処理する請求項1の欠陥検
査装置。 - 【請求項3】 差分演算手段は、隣接あるいは所定数
おきの画素間の差分の絶対値を求め、ヒストグラム手段
はこの絶対値のヒストグラムを求める請求項1の欠陥検
査装置。 - 【請求項4】 差分演算手段は、平均濃度と各画素濃
度との差分の絶対値を求め、ヒストグラム手段はこの絶
対値のヒストグラムを求める請求項1の欠陥検査装置。 - 【請求項5】 差分演算手段は、差分の絶対値に代え
て差分の2乗によりヒストグラムを求める請求項3また
は4の欠陥検査装置。 - 【請求項6】 地合特徴判別手段は、主・副走査方向
に対する各ヒストグラムの山の数、山の位置、山の高さ
、山の面積、山の幅の少くともいずれか1つを用いて判
別する請求項1〜6のいずれかの欠陥検査装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3156031A JPH04355354A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 欠陥検査装置 |
EP19920109219 EP0519255A3 (en) | 1991-05-31 | 1992-06-01 | Defect inspection system and inspection process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3156031A JPH04355354A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 欠陥検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04355354A true JPH04355354A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=15618803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3156031A Pending JPH04355354A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 欠陥検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04355354A (ja) |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3156031A patent/JPH04355354A/ja active Pending
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