JPH05164703A - ワーク表面検査方法 - Google Patents

ワーク表面検査方法

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Publication number
JPH05164703A
JPH05164703A JP3333404A JP33340491A JPH05164703A JP H05164703 A JPH05164703 A JP H05164703A JP 3333404 A JP3333404 A JP 3333404A JP 33340491 A JP33340491 A JP 33340491A JP H05164703 A JPH05164703 A JP H05164703A
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JP
Japan
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image
gradation
image data
histogram
light
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Pending
Application number
JP3333404A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Kato
憲嗣 加藤
Tomohide Shimizu
智秀 清水
Kenichiro Mori
健一郎 森
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP3333404A priority Critical patent/JPH05164703A/ja
Priority to GB9225600A priority patent/GB2262339B/en
Priority to US07/988,420 priority patent/US5379347A/en
Publication of JPH05164703A publication Critical patent/JPH05164703A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】被検査面の形状に拘わらず、撮像された各画像
に対して適切に欠陥部を検出し、全体の検査時間の短縮
化が可能となるワーク表面検査方法を提供することを目
的とする。 【構成】ワーク表面から入力された画像に基づき、各輝
度に対応する画素数のヒストグラムを作成し、ワーク表
面が曲面の場合には、明部と暗部に相当する二つのピー
クの輝度の平均値を二値化レベルの閾値として設定す
る。また、ワーク表面が平面の場合には、最大輝度と最
小輝度に基づいて前記閾値を設定する。このようにする
ことにより、二値化に伴って、暗部を明部と誤認して、
不良箇所と認定するようなことはなくなる。また、閾値
を自動変更でき、検査時間の短縮化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークの塗装面等の表
面欠陥やその平滑さを検出するためのワーク表面検査方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術としては、例えば、特開平1
−180438号公報が開示されている。これは、検査
装置対象である被検査表面に写し出された明暗縞模様の
像を撮像手段により光の強弱レベル信号として撮像し、
前記レベル信号の強度に応じて光源の出力光量を調節す
るものであり、この光量の調節により、被検査面の塗装
色の相違や光源の劣化に関係なく、光の強弱レベル信号
を所定の範囲内で検出することができる。したがって、
予め設定された欠陥判定基準を変えることなく、被検査
面の欠陥部を確実に検出できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の技術の場合、被検査面が平面であれば、一
度、光量調節を行うだけで被検査面の欠陥を良好に検出
できるが、被検査面が曲面であれば、撮像状態によって
被検査面の反射光量が変化するため、被検査面を撮像す
る度に、光の強弱レベル信号が所定の範囲内かどうかを
判定し、光量調節を行うという過程を繰り返すことにな
り、検査時間が長期化するという不都合を露呈してい
る。
【0004】本発明は、この種の問題を解決するために
なされたものであって、被検査面の形状に拘わらず光量
調節を不要とし、撮像された各画像から適切に欠陥部を
検出し、全体の検査時間の短縮化が可能となるワーク表
面検査方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、被測定面に向かって検出光を照射する
投光手段と、該被測定面からの前記検出光の反射光を受
光する検出手段と、前記反射光を前記検出手段の受光面
に収束させる集光光学系とを備えた表面検査装置を用い
て、曲面を有するワークの表面を検査する方法であっ
て、前記表面検査装置をワーク表面に沿って順次変位さ
せ、前記検出光を前記検出手段により受光し、得られた
画像を階調画像データとして画素毎に保持する過程と、
該階調画像データにおける各階調レベルの画素数のヒス
トグラムを作成する過程と、前記ヒストグラムにおける
階調レベルの明部側の極大値と暗部側の極大値との間に
二値化レベルの閾値を設定する過程と、前記閾値に基づ
いて、前記階調画像データを二値化画像データに変換す
る過程と、該二値化画像データに対して画像処理する過
程と、からなることを特徴とする。
【0006】
【作用】検出手段から入力された画像を階調画像データ
として保持し、各階調レベルに対する画素数のヒストグ
ラムを作成し、該ヒストグラムの二つの極大値間に二値
化レベルの閾値を設定する。したがって、各画像毎にワ
ーク表面の形状が相違した場合、ヒストグラムの極大値
に対応する階調レベルが変化し、これによって前記閾値
が修正される。この修正された閾値に基づいて二値化画
像データを得て、前記二値化画像データを画像処理する
ことにより、適切に欠陥部を検出できる。
【0007】
【実施例】本発明に係るワーク表面検査方法について、
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
【0008】本実施例においては、自動車の製造ライン
におけるワーク表面検査装置を用いた検査方法に基づい
て説明する。
【0009】ワーク表面検査装置20は、図1に示すよ
うに、ロボット22に装着されており、光源24がこの
ロボット22のアーム26に固定されるとともに、前記
光源24から光ファイバ束28によって接続されるフレ
ネルレンズ等から構成される集光光学系30および検出
手段であるCCDカメラ32が手首部34に固定されて
いる。このCCDカメラ32は、ワーク表面35の画像
処理等を行う画像処理装置36に接続され、この画像処
理装置36とロボットコントローラ38とが接続されて
いる。
【0010】前記画像処理装置36は、図2に示すよう
に、CCDカメラ32から入力された画像データをA/
D変換器40でデジタル信号に変換し、階調画像データ
として画像濃淡メモリ42に入力する。画像濃淡メモリ
42の階調画像データは画像処理プロセッサ44で二値
化画像データに変換され、二値化画像メモリ46に入力
される。前記画像濃淡メモリ42に収容された階調画像
データおよび前記二値化画像メモリ46に収容された二
値化画像データは、適時、D/A変換器48を介してモ
ニタTV50に表示される。前記画像処理プロセッサ4
4には、バス58を介してマイクロプロセッサ52、メ
モリ54、外部入出力I/F56が接続されている。前
記外部入出力I/F56には、ロボットコントローラ3
8が接続されるとともに、処理結果を管理する外部のコ
ンピュータ59が接続される。
【0011】次に、このように構成されるワーク表面検
査装置20および画像処理装置36の動作を図3に示す
フローチャートを参照しながら概略説明する。
【0012】先ず、画像処理装置36およびロボットコ
ントローラ38の初期化を行う(ステップS2)。続い
て、ロボットコントローラ38から画像処理装置36に
後述する画像の処理パターンが入力される(ステップS
4)。以上の設定が完了した後、ロボット22が駆動さ
れ、アーム26の動作に伴い、光源24から光ファイバ
束28、集光光学系30を介して、ワーク表面の所定の
範囲に一区画ずつ検査光が照射され、前記検査光の反射
光がCCDカメラ32に入射され、画像データが画像処
理装置36に入力される(ステップS6)。
【0013】画像処理装置36に入力された画像データ
は、A/D変換器40によりデジタル信号としての階調
画像データに変換され、画像濃淡メモリ42に入力され
る。画像処理プロセッサ44は、前記階調画像データの
ヒストグラムに基づき、画像を明部と暗部に二値化して
識別する基準となる二値化レベルを設定する(ステップ
S8)。
【0014】以下、ロボットコントローラ38から入力
された処理パターンにより所定の画像処理が行われる
(ステップS10)。
【0015】第1の処理パターンとして、検査されるワ
ーク表面35が平面であり、前記階調画像データを二値
化する場合は、前記二値化レベルに基づき二値化画像デ
ータに変換し、二値化画像メモリ46に格納する(ステ
ップS12)。そして、前記二値化画像データにおい
て、明部の中に孤立している暗部を孤立点として抽出す
る(ステップS14)。前記孤立点の大きさにより、ゴ
ミであるか否かを判定および選別し(ステップS1
6)、前記処理パターンにおける一区画分のゴミの数お
よび大きさを外部入出力I/F56を介してコンピュー
タ59に転送し、記憶する(ステップS18)。以上の
処理をワーク表面35に設定された全ての区画に対して
行う(ステップS20)。全区画の画像処理が終了した
後、コンピュータ59において検査結果を出力する(ス
テップS22)。
【0016】第2、第3の処理パターンとして、ワーク
表面35が曲面であり、且つ、CCDカメラ32の取り
込み画像に対してウインドウを設定する場合は、予め設
定された処理範囲からなるウインドウを選択し、得られ
る画像の暗部に相当する部分を画像処理対象から削除す
る(ステップS24)。あるいは、画像を二値化した
後、明部の分布に基づきウインドウを演算して求め、ス
テップS24と同様に、暗部を画像処理対象から削除す
る(ステップS26)。
【0017】第4、第5の処理パターンとして、ワーク
表面35が曲面であり、且つ画像の合成を選択した場
合、二値化され明部と暗部を有する画像から明部のみを
取り出し、一フレーム分の画像データが蓄積されるまで
n回画像合成を行う(ステップS28、ステップS3
0)。あるいは、ステップS26と同様にウインドウを
演算して求め、このウインドウを用いて得られる明部の
みの画像を重複しないように二値化画像メモリ46に一
フレーム分記憶させて画像合成する(ステップS32、
ステップS30)。このようにして得られた画像には、
明部と暗部の境界部分におけるゴミ等の誤検出を防止す
るため、微小な粒子を取り除く等の膨張、縮小処理が施
される(ステップS34)。続いて、第1の処理パター
ンと同様に、ステップS16以降のゴミの検出が行われ
る。以上のようにして合成された画像に対して処理を行
うことにより、一つの画像に複数の画像の明部が取り込
まれた後、画像処理を一括して行えるため、画像処理速
度が向上する。
【0018】ここで、二値化レベルの閾値の設定につい
て図4乃至図8を参照して詳細に説明する。
【0019】先ず、CCDカメラ32からワーク表面3
5の画像を入力し、画像濃淡メモリ42に階調画像デー
タとして入力する。次に、画像処理プロッサ44におい
て、前記階調画像データから各輝度毎の画素数としてヒ
ストグラムを作成する。
【0020】この場合、ワーク表面35が曲面であれ
ば、図5aに示すように、集光光学系30から投光され
た検査光がワーク表面35で拡散するため、CCDカメ
ラ32から入力される入力画像60aには、図5bに示
すように、明部62と暗部64が形成される。したがっ
て、前記ヒストグラムは、図6に示すように、前記明部
62、暗部64に対応した二つのピークを形成する。そ
こで、前記ピークを形成している各輝度の平均値を二値
化レベルの閾値とする。もちろん、前記ピークの輝度間
であれば、平均値以外の方法で閾値を設定することも可
能である。
【0021】ワーク表面35が平面であれば、図7aに
示すように、集光光学系30から投光された検査光が好
適にCCDカメラ32に入力されるため、入力画像60
b(図7b参照)は明部62のみとなる。したがって、
前記ヒストグラムは、図8に示すように、前記明部62
に対応するピークのみが形成される。この場合には、前
記ヒストグラムにおける明部62に対応する最大輝度L
MAXとワーク表面35の塗装不良箇所等から検出される
最小輝度LMIN を用いて次式により二値化レベルの閾値
αを設定する。 α=LMIN +(LMAX −LMIN )×A 但し、Aは0<A<1の適当な係数であり、例えば、A
=0.7のように設定する。また、不良箇所が存在せ
ず、明部62のピークのみしか存在しない場合には、前
記最大輝度LMAX を前記ピークの輝度とし、前記最小輝
度LMIN を0とする。
【0022】本実施例では、二値化レベルの設定におい
て、ワーク表面35が曲面の場合には、入力画像60a
の明部62および暗部64に対応するヒストグラムの各
ピークに対応した輝度の平均値を二値化レベルの閾値と
するため、二値化する際に暗部64を明部62と誤認
し、後の画像処理において、誤認された部分を不良箇所
として検出するおそれはない。また、ワーク表面35が
平面の場合には、入力画像60aの最大輝度LMAX と最
小輝度LMIN に基づいて算出するために、適切な閾値を
設定することができる。このように、本実施例において
は、各入力画像60a、60bに対して閾値を自動的に
変更して設定できるので、検査時間が長期化するという
問題も回避することができる。
【0023】
【発明の効果】本発明に係るワーク表面検査方法によれ
ば、以下の効果が得られる。
【0024】すなわち、検出手段から入力された画像を
階調画像データとして入力し、各階調レベルに対する画
素数のヒストグラムを作成し、該ヒストグラムのピーク
間に二値化レベルの閾値を設定する。したがって、各画
像毎にワーク表面の形状が相違していても前記閾値が自
動的に修正されるため、前記形状の相違が二値化画像デ
ータに影響することはなく、該二値化画像データを画像
処理することにより、適切に欠陥部を検出できる。ま
た、入力画像に対して前記閾値が自動修正されるため、
検査時間の短縮化につながる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るワーク表面検査方法に
おけるワーク表面検査装置の概略説明図である。
【図2】本発明の一実施例に係るワーク表面検査方法に
おける画像処理装置の概略説明図である。
【図3】本発明の一実施例に係るワーク表面検査方法の
全体フローチャートである。
【図4】本発明の一実施例に係るワーク表面検査方法の
二値化レベルの閾値設定の要部説明図である。
【図5】本発明の一実施例に係るワーク表面検査方法に
おけるワーク表面が曲面時の入力画像の説明図である。
【図6】前記入力画像に基づく輝度のヒストグラムであ
る。
【図7】本発明の一実施例に係るワーク表面検査方法に
おけるワーク表面が平面時の入力画像の説明図である。
【図8】前記入力画像に基づく輝度のヒストグラムであ
る。
【符号の説明】
20…ワーク表面検査装置 22…ロボット 32…CCDカメラ 35…ワーク表面 36…画像処理装置 38…ロボットコントローラ 42…画像濃淡メモリ 44…画像処理プロセッサ 46…二値化画像メモリ 60a、60b…入力画像 62…明部 64…暗部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定面に向かって検出光を照射する投光
    手段と、該被測定面からの前記検出光の反射光を受光す
    る検出手段と、前記反射光を前記検出手段の受光面に収
    束させる集光光学系とを備えた表面検査装置を用いて、
    曲面を有するワークの表面を検査する方法であって、 前記表面検査装置をワーク表面に沿って順次変位させ、
    前記検出光を前記検出手段により受光し、得られた画像
    を階調画像データとして画素毎に保持する過程と、 該階調画像データにおける各階調レベルの画素数のヒス
    トグラムを作成する過程と、 前記ヒストグラムにおける階調レベルの明部側の極大値
    と暗部側の極大値との間に二値化レベルの閾値を設定す
    る過程と、 前記閾値に基づいて、前記階調画像データを二値化画像
    データに変換する過程と、 該二値化画像データに対して画像処理する過程と、 からなることを特徴とするワーク表面検査方法。
JP3333404A 1991-12-13 1991-12-17 ワーク表面検査方法 Pending JPH05164703A (ja)

Priority Applications (3)

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JP3333404A JPH05164703A (ja) 1991-12-17 1991-12-17 ワーク表面検査方法
GB9225600A GB2262339B (en) 1991-12-13 1992-12-08 Method of inspecting the surface of a workpiece
US07/988,420 US5379347A (en) 1991-12-13 1992-12-09 Method of inspecting the surface of a workpiece

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5566244A (en) * 1993-11-22 1996-10-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of inspecting a workpiece surface including a picturing system with a shortened focal plane
JP2012122965A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Tokyu Car Corp 外観検査装置及び外観検査方法
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WO2023008144A1 (ja) 2021-07-27 2023-02-02 コニカミノルタ株式会社 表示体、データ処理装置、データ処理方法及びプログラム
WO2023008146A1 (ja) 2021-07-27 2023-02-02 コニカミノルタ株式会社 撮影条件調整装置、撮影条件調整方法及びプログラム
WO2023053769A1 (ja) * 2021-09-29 2023-04-06 富士フイルム株式会社 画像処理装置、撮像装置、カメラシステム、画像処理方法、及びプログラム

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