JPH0514858B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、布織物、紙、フイルム、鉄板等のシ
ート状物を連続的に走行させながら、その表面の
傷を電気的に非接触的方法で検出するシート状物
の表面傷検出方法に関する。

＜従来の技術＞ 従来のシート状物の表面傷検出方法は、第１図
に示す如く、非測定物１をセンサカメラ２で一次
元、二次元光量として入力し、撮像素子で電気量
に変換するものである。この電気量は通常アナロ
グ量なので、デジタル量にＡ／Ｄ変換器３で変換
する。その後、判定装置４でデジタル量の大小判
別を行うことにより、非測定物１で傷かどうかを
判定するのである。

しかしながら、上記のような従来の表面傷検出
方法では、センサカメラ２から判定装置４でデジ
タル量を得るまでの間に、信号に雑音が入り込む
ことが多く、適正な表面傷検出を実現できないと
いう問題点があつた。

そこで、このような雑音を含んだ信号を２値化
する場合、演算処理によつて雑音除去を行い、コ
ンパレータによつてしきい値との大小を比較して
行つていた。斯かる雑音除去方法として、移動平
均法（単純移動平均法、多項式適合法、適応化平
滑化法）、周波数領域法などが従来よりある。

第２図は移動平均法の原理を示すものである。
原波形Ｘ(i)５上の点ａで雑音を除去する場合、点
ａにおけるデータＸ(a)ｂと、その前後のデータＸ
（ａ−２）、Ｘ（ａ−１）、Ｘ(a)、Ｘ（ａ＋１）、Ｘ
（ａ＋２）に定数Ｗ（−２）、Ｗ（−１），Ｗ（０）、
Ｗ(1)、Ｗ(2)を掛け合わせて平均値を求め、それを
例えば点ａにおける雑音除去値Ｘ(a)８としてい
る。こうして原波形Ｘ(i)５上の全ての点で上記の
演算を行うと、雑音除去波形Ｙ(i)９をもとめるこ
とができる。なお、平均値を求めるときのデータ
点数や定数Ｗ(j)７は、原波形Ｘ(i)５の特定に合わ
せて決定される。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上述したような雑音除去方法は
演算処理が基本となつているために、コンピユー
タによるソフトウエア処理に適しているが、
2.5MHz程度の信号をコンピユータで実時間処理
することは比較的困難である。

また、斯かる雑音除去をハードウエア化によつ
て実現しようとすると、高速乗算器等の部品を用
いなければならず、回路が複雑化すると共に、コ
ストアツプとなつてしまう。

そこで、雑音除去による高精度の表面傷検出を
高速且つ兼価に実現可能なシート状物の表面傷検
出方法の開発が望まれていた。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、上記に鑑みて為されたもので、セン
サカメラ２より入力された織物等シート状物（例
えば非測定物１）の表面情報としての光量をアナ
ログ量に変換し、更にＡ／Ｄ変換器３でデジタル
量に変換し、上記入力されたデジタル量との大小
判別を行うことによつて、シート状物１の表面傷
か否かを判定する表面傷検出方法において、 予め異なるしきい値１２を夫々設定してある複
数のコンパレータ１１によつて、入力されたデジ
タル量を一定時間毎に比較判定し、入力されたデ
ジタル量がしきい値１２を越えない第１状態値
と、入力されたデジタル量がしきい値を越える第
２状態値とに２値化して、各コンパレータ１１か
ら出力（例えば大小判定出力１３）させ、 上記コンパレータ１１の出力１３が第２状態値
であつた場合にカウントし、第１状態値であつた
場合にはリセツトするカウンタ１４によつて、各
コンパレータ１１の出力における第２状態値の継
続回数を個別に計数し、 上記各カウンタ１４の計数値が、予めカウンタ
１４に設定してあるカウント数１６以上になつた
場合に検出レベルとなる２値信号を出力（例えば
雑音除去出力１７）させ、 OR回路１８によつて、上記各カウンタ１４の
２値信号出力１７における検出レベルの論理和か
らなる欠点検出信号（例えば２値出力２０）を得
て、 この欠点検出信号２０における検出レベルに基
づいて、シート状物１の表面における欠点を検出
するようにしたことを特徴とするものである。

＜実施例＞ 次に、本発明に係る織物等のシート状物の表面
検査方法について、添付図面に基づき詳細に説明
する。

第３図は、本発明に係る織物等シート状物の表
面傷検出方法に用いる装置の一部を示した構成図
である。この回路図において、雑音除去の２値化
回路は複数のコンパレータ１１……と複数のカウ
ンタ１４……及びOR回路１８……とから成るも
のである。

コンパレータ１１……に接続されているカウン
タ１４は、コンパレータ１１の入力信号１０……
がしきい値１２を越えたときカウントとされ、越
えなかつたときはリセツトされる。カウント数が
予め設定しておいた値を越えたときに欠点の検出
信号が出る構成となつており、入力信号が一定回
数連続してしきい値１２を越えたとき欠点とな
る。各カウンタ１４……の出力はOR回路１８に
よつて一つにまとめられ、一つでも欠点を検出し
たカウンタ１４があれば欠点と看做されるのであ
る。

以上が、本発明に係る織物等シート状物の表面
傷検出方法の概略である。次に、第３図に基づき
本発明を具現化する回路構成を詳細に説明する。

各コンパレータ１１，１１，……１１は、デジ
タル量としての入力信号１０と、予め設定してあ
るしきい値１２，１２，……１２との大小を一定
時間毎に比較判定し、例えば入力信号１０がしき
い値１２を越えないときには第１状態値としての
ローレベルとなり、しきい値１２を越えるときに
大小判定出力１３が第２状態値としてのハイレベ
ルとなる。すなわち、入力信号１０を各しきい値
１２，１２，……１２に応じて第１状態値と第２
状態値とに２値化してなる大小判定出力１３が各
コンパレータ１１，１１，１１から出力されるの
である。

斯くして、各コンパレータ１１，１１，……１
１より出力された各大小判定出力１３，１３，…
…１３は、各コンパレータ１１……に対応させて
設けたカウンタ１４，１４，……１４の各ゲート
入力１５，１５，……１５へ供給されるものとし
てある。

これらカウンタ１４，１４，……１４には夫々
カウント数１６，１６，……１６を予め設定して
あると共に、該カウンタ１４からOR回路１８へ
の出力信号たる雑音除去出力１７の初期状態は非
検出レベルたるローレベルとしてある。

また、各カウンタ１４，１４，……１４は、上
記各コンパレータ１１，１１，……１１から大小
判定出力１３，１３，１３が出力されるタイミン
グに同期させたクロツクがカウントクロツク１９
より供給されるタイミングで動作するものとして
あり、コンパレータ１１の大小判定出力１３がハ
イレベル（第２状態値）のときに、予め設定され
ているカウント値からカウントダウン（“１”減
数）し、大小判定出力１３がローレベル（第１状
態値）のときには、カウント値をリセツトして初
期状態にする。すなわち、これらカウンタ１４，
１４，……１４は、各コンパレータ１１，１１，
……１１の大小判定出力１３における第２状態値
（本実施例においてはハイレベル）の継続回数を
個別に計数するのである。

そして、カウンタ１４の計数値がカウント数１
６以上になると、雑音除去出力１７を検出レベル
たるハイレベルにする。ここで、カウンタ１４は
計数値がカウント数１６に達すると、以降は大小
判定信号１３の第１状態値を計数せず、コンパレ
ータ１４よりの大小判定出力１３が第２状態値
（本実施例においてはローレベル）となつて、カ
ウンタ１４の計数値がリセツトされるまで、雑音
除去出力１７のハイレベルを継続出力するのであ
る。

すなわち、デジタル量に変換された入力信号１
０における信号レベルが各コンパレータ１１，１
１，……１１、に予め設定した異なるしきい値１
２，１２，……１２を越えた場合に、非測定物１
の表面における傷である蓋然性の高いものと看做
して、大小判定出力１３を第２状態値とし、更
に、この第２状態値が瞬時的なものであるのか、
所定時間継続して検出されるものであるかを、カ
ウンタ１４を用いて判定し、一定時間毎に比較判
定するコンパレータ１１の大小判定出力１３にお
ける第２状態値が、予めカウント数１６として設
定してある所定回数継続していれば、入力信号１
０の特定レベルが所定時間継続していることとな
り、シート状物の表面における欠点を検出したも
のとして検出レベルを出力するのである。したが
つて、入力信号１０の特定レベルが所定時間継続
しない場合には、単なる雑音であつたものとして
非検出レベルが継続して出力されることとなる。

斯くして、検出レベルと非検出レベルの２値信
号たる雑音除去出力１７，１７，……１７が各カ
ウンタ１４，１４，……１４よりOR回路１８に
入力され、各雑音除去出力１７，１７，……１７
が一つにまとめられて、各雑音除去出力１７にお
ける検出レベルの論理和からなる欠点検出信号と
しての２値出力２０がOR回路１８より得られる
のである。

尚、本実施例においては、設定されたカウント
数から減数する構成のカウンタ１４を用いたが、
設定値までカウントできるカウンタであれば、特
に限定されるものではない。また、第２状態値の
継続回数カウント用のカウンタに設定するカウン
ト数を、コンパレータ１１が比較判定を行う時間
間隔に応じて適宜に定めることで、第２状態値の
継続時間をカウンタのカウント数に置き換えるこ
とができる。

第４図は、例えば三組のコンパレータ１１，１
１，１１とカウンタ１４，１４，１４で構成した
回路で２値化した例を示したものである。各コン
パレータ１１……のしきい値１２を小さい方から
Ａ，Ｂ，Ｃとし、夫々のコンパレータ１１，１
１，１１に接続されているカウンタ１４のカウン
ト数１６に例えば８，５，２を各々設定する。こ
のとき、入力波形２１は、各コンパレータ１１…
…によつてしきい値Ａ２４、しきい値Ｂ２３、し
きい値Ｃ２２と各々比較され、大小判定出力波形
２５は、カウント数１６を“２”に設定したカウ
ンタ１４によつてハイレベル状態が２回以上続か
ないものは雑音成分として取り除かれ、雑音除去
出力波形２８のようになる。

同様にして、大小判定出力波形２６は、カウン
ト数１６を“５”に設定し、ハイレベルの状態が
５回以上続かないものが雑音成分として取り除か
れ、雑音除去出力波形２９のようになる。また、
大小判定出力波形２７は、カウント数１６を
“８”に設定し、ハイレベルの状態が８回以上続
かないものが雑音成分として取り除かれ、雑音除
去出力波形３０のようになる。

これらの雑音除去出力波形２８，２９，３０
は、OR回路１８により一つにまとめられ、２値
出力波形３１のようになるのである。

上記のように各しきい値１２（Ａ，Ｂ，Ｃ）と
各カウント数１６（“８”，“５”，“２”）を設定し
た場合に得られる雑音除去出力１７は、第４図に
示した如く、雑音除去出力波形２８，２９，３０
のように、夫々異なつた波形として得られる。す
なわち、しきい値１２とカウント数１６を任意に
設定することで、検出できる欠点の特性以外の特
性を異ならしめることができるのである。

しかしながら、単一のコンパレータとカウンタ
で回路を構成した場合には、雑音除去出力波形２
８〜２９からも明らかなように、夫々検出可能な
欠点の特性が限定されてしまい、他の欠点につい
ては検出不可能となるために、検出可能な欠点特
性以外の特性を有する欠点は雑音と看做されてし
まうという欠点が生じる。そこで、複数のコンパ
レータ１１……とカウンタ１４……を用いて相互
に欠点検出特性を補完せしめることで、雑音除去
性能を飛躍的に高めることができると共に、織物
等シート状物の表面における欠点の検出精度をも
向上させることが可能となるのである。ここで、
本実施例においては３組のコンパレータ１１とカ
ウンタ１４を用いて回路を構成したが、２組の構
成としても、４組以上の構成してもかまわない。

なお、検出すべき傷の特性や除去すべき雑音の
特性は、非測定物１の素材や入力信号１０を得る
ための諸条件（センサカメラ２やデジタル変換器
３の分解能、コンパレータ１１の動作時間間隔
等）によつて大きく左右されることとなるため
に、どの程度のレベル幅を基準としてしきい値１
２を多段階的に設定し、どの程度のカウント数以
上を傷の検出として設定するかは、傷検出に採取
しての諸条件に応じて個別具体的に定めざるを得
ない。

例えば、目の粗い生地の表面について傷の検出
を行う場合、分解能の比較的高いセンサカメラ２
から得られた入力信号１０においては、糸同士の
重なりあつた部分や隙間の部分が夫々レベル変化
として検出されているために、これらをノイズと
して除去する必要がある。同様に、毛羽立つた生
地の表面においても、毛羽の状態に応じて光が乱
反射するため、入力信号１０のレベルが一定しな
いが、これも本来検出すべき表面傷には該当しな
いので、ノイズとして除去する必要がある。さら
に、生地等の表面傷検査を行うに際しては多数の
生地等を取り扱う関係上、毛羽や埃等の塵埃が大
気中に散乱することは避けられず、これらの塵埃
が非測定物１とセンサカメラ２との間に介在する
ことで、入力信号１０のレベルに変動をきたす場
合も生ずるのである。また、表面傷検査用に照射
する光源以外から光が入射する場合や、センサカ
メラ２のCCD素子自体に感度差が生じている場
合にも、入力信号１０にレベル変動が生ずる。

上記に例示したようにノイズは、表面傷が存在
しないにもか拘らず、適正な入力信号に対してレ
ベル変動を引き起こしてしまうが、これらののノ
イズ的に若干大きなレベル変動を生じさせるよう
に作用するものが大半である。したがつて、表面
傷検出に際しては、各ノイズ要因に応じたレベル
変動幅およびレベル変動の継続時間から雑音特性
を特定して、この雑音特性に該当しない入力信号
１０のレベル変化のみを表面傷の検出信号とする
ことで、特定の雑音が除去した雑音除去出力１７
を得ることができるのである。

すなわち、ノイズ要因に応じたレベル変動幅
（振幅の大小）を、コンパレータ１１が比較対象
とするしきい値で多段階的に設定すると共に、当
該ノイズ要因に応じたレベル変動の継続時間をカ
ウンタ１４のカウント数１６で特定すれば、当該
コンパレータ１１のしきい値を越える異常入力と
して検出可能な傷に基づく入力信号１０のレベル
変化に対して、上記したような各種のノイズが作
用することにより、入力信号１０にレベル変動が
生じていても、ノイズに基づくレベル変動と傷検
出に基づくレベル変動とを的確に判別できるので
ある。

このように、複数のコンパレータ１１……に
夫々異なるしきい値１２を多段階的に設定してお
くと共に、該しきい値を基準とした第２状態値の
カウント数１６（検出継続回数）を適宜に設定し
ておくことで、傷検出に基づく入力信号１０のレ
ベル変動に対してノイズが介入することにより、
特定のしきい値に跨つて入力信号１０のレベルが
変動するような場合にも、相互補完的にノイズ除
去と傷検出を行うことが可能になるのである。

また、各コンパレータ１１……のしきい値１２
……及び各カウンタ１４……のカウント数１６…
…を、マイクロコンピユータで任意に設定できる
構成としておけば、信号と雑音の特定に応じた表
面傷の検出を一層簡便に行うことが可能となる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明に係る織物等シー
ト状物の表面傷検出方法によれば、織物等シート
状物の表面情報として得られた光量をＡ／Ｄ変換
して得るデジタル量を、予め異なるしきい値を設
定してある複数のコンパレータでしきい値を越え
ない第１状態値としきい値を越える第２状態値と
に２値化し、各コンパレータ出力の第２状態値が
設定カウント数以上になつた場合に検出レベルと
なる２値信号を得ると共に、各カウンタの２値信
号の検出レベルの論理和からなる欠点検出信号を
得るようにしたので、雑音の蓋然性が極めて高い
一時的なレベル変化を除去したコンパレータ出力
のみからなる欠点検出信号を取得することが可能
となる。

すなわち、コンパレータとカウンタとOR回路
よりなるハード構成によつて、表面傷検出に用い
る欠点検出信号の雑音除去を行うことができるの
で、従来のコンピユータによるソフトウエア処理
を用いた演算処理により雑音除去方法や、高速乗
算器等の高価なハードウエアを用いた演算処理に
よる雑音除去方法とは異なり、高速実時間処理を
廉価に実現できるのである。

したがつて本発明によれば、簡素化したローコ
ストのハード回路構成により欠点検出信号の雑音
除去を行うことが可能となるので、高速且つ廉価
に高精度の織物等シート状物の表面傷検出方法を
提供することができる。

また、使用するコンパレータの数、該コンパレ
ータに設定するしきい値、カウンタに設定するカ
ウント数を、各々適宜に設定変更することで、シ
ート状物の特性に応じたデジタル信号の雑音除去
を効果的に行うことが可能となるので、融通性が
高く、表面傷検出の適用範囲も広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシート状物の表面傷検出方法の
概略を示す構成図、第２図は表面傷検出の移動平
均法の原理説明図、第３図は本発明に係るシート
状物の表面傷検出方法を具現化するための回路構
成図、第４図は三組のコンパレータとカウンタに
より検出信号を２値化してノイズ除去を行う過程
を示す説明図である。 図中、１は被測定物、２はセンサカメラ、３は
Ａ／Ｄ変換器、１１はコンパレータ、１２はしき
い値、１３は大小判定出力、１４はカウンタ、１
６はカウント数、１７は２値信号、１８はOR回
路、２０は２値出力である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ センサカメラより入力された織物等シート状
   物の表面情報としての光量をアナログ量に変換
   し、更にＡ／Ｄ変換器でデジタル量に変換し、入
   力されたデジタル量の大小判別を行うことによつ
   て、シート状物の表面傷か否かを判定する表面傷
   検出方法において、 予め異なるしきい値を夫々設定してある複数の
   コンパレータによつて、入力されたデジタル量を
   一定時間毎に比較判定し、入力されたデジタル量
   がしきい値を越えない第１状態値と、入力された
   デジタル量がしきい値を越える第２状態値とに２
   値化して、各コンパレータから出力させ、 上記コンパレータの出力が第２状態値であつた
   場合にはカウントし、第１状態値であつた場合に
   はリセツトするカウンタによつて、各コンパレー
   タの出力における第２状態値の継続回数を個別に
   計数し、 上記各カウンタの計数値が、予めカウンタに設
   定してあるカウント数以上になつた場合に検出レ
   ベルとなる２値信号を出力させ、 OR回路によつて、上記各カウンタの２値信号
   出力における検出レベルの論理和からなる欠点検
   出信号を得て、 この欠点検出信号における検出レベルに基づい
   て、シート状物の表面における欠点を検出するよ
   うにしたことを特徴とする織物等シート状物の表
   面傷検出方法。