JPH05340746A - 表面凹凸検査方法及びその方法に用いる装置 - Google Patents

表面凹凸検査方法及びその方法に用いる装置

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JPH05340746A
JPH05340746A JP15051992A JP15051992A JPH05340746A JP H05340746 A JPH05340746 A JP H05340746A JP 15051992 A JP15051992 A JP 15051992A JP 15051992 A JP15051992 A JP 15051992A JP H05340746 A JPH05340746 A JP H05340746A
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JP
Japan
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JP15051992A
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English (en)
Inventor
Masaaki Takao
昌明 高尾
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】物体の表面に現れる全体的なムラのような凹凸
状態の程度を検査する方法と装置に関し、少ない演算量
で、人が遠目で見て判定する外観検査と近い派判定結果
を得ることのできる表面凹凸検査方法と装置を提供する
こと。 【構成】ビデオカメラ3で対象物1の画像を撮像して、
A/D変換し、一次画像処理部5では、原画像に対する
移動平均処理を行い、一次処理画像を得る。二次画像処
理部6では、前記一次処理画像と前記原画像との差又は
商を求めて二次処理画像を得る。分散処理部8では、二
次処理画像の各画素の濃度分布における分散を算出す
る。判定部9では、前記分散を基準値と比較して外観の
程度を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の表面に現れる全
体的なムラのような凹凸状態を検査する方法と装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】物体の表面の凹凸状態を検出する従来の
方法としては、例えば、特開平2−133883号公報
に開示されているものがある。これは、図7に示したよ
うに、被検査物の表面に斜向する方向から投光して得ら
れる濃淡画像に対し、この濃度分布の測定結果から被検
査物の正常部濃淡より明るい方の閾値を越える部分の最
大値と、暗い方の閾値より小さい部分の最小値とを求
め、これらの最大値、最小値が濃度分布上で隣接してい
る場合、最大値と最小値との差を所定値と比較して、被
検査物の表面の外観を検査する方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した公報に開示さ
れている技術は、画像処理装置等の演算装置を用いて、
被検査物の表面の局所的な凹凸の程度を自動的に検出す
るものである。しかし、そのような技術は、表面の凹凸
が全体的にムラ状になっているか否かについての検査に
は不適切であった。
【0004】例えば、瓦のように、遠目での外観が重要
となる物品の表面の仕上がりを検査する場合には、前述
した技術のままでは、全体的なムラを判定できない。例
えば、局所的な凹凸を検出して、それを集合させて、全
体的にムラ状になっているか否かを判断することが考え
られるが、それには膨大な量の処理をしなければなら
ず、検査に時間がかかるという問題があった。
【0005】更に、そのように画像処理装置等を用いて
時間をかけて判断しても、実際の人の感覚による判断と
は一致しにくいという問題があった。
【0006】そこで、本発明においては、少ない演算量
で、人が遠目で見た判断と近い判断結果を得ることので
きる表面凹凸検査方法と装置を提供することを目的とし
てなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の表面凹
凸検査方法においては、検査対象面に投光して、前記検
査対象面の原画像を得て、この原画像を所定の大きさの
複数の画素に区分し、それぞれの画素において、隣接す
る画素との濃度の移動平均値を算出して、移動平均値に
よる一次処理画像を得て、この一次処理画像と前記原画
像との差または商による二次処理画像を得て、この二次
処理画像における、それぞれの画素についての濃度の分
散の値を得て、この分散の値によって前記検査対象面の
凹凸状態を判定するように構成した。
【0008】また、本発明の表面凹凸検査装置において
は、検査対象面に投光する照明手段と、前記検査対象面
の原画像を得る撮像手段と、前記原画像を所定の大きさ
の複数の画素に区分し、区分されたそれぞれの画素にお
ける隣接する画素との濃度の移動平均値を算出して、移
動平均値による一次処理画像を得る一次画像処理手段
と、この一次処理画像と前記原画像との差または商によ
る二次処理画像を得る二次画像処理手段と、この二次処
理画像における、それぞれの画素についての濃度の分散
の値を得る分散処理手段と、この分散の値によって前記
検査対象面の凹凸状態を判定する判定手段とを備えると
いう手段を講じた。
【0009】
【作用】上記構成の表面凹凸検査方法によれば、検査対
象面に投光して、前記検査対象面の原画像を得て、この
原画像を所定の大きさの複数の画素に区分し、それぞれ
の画素において、隣接する画素との濃度の移動平均値を
算出して、移動平均値による一次処理画像を得るので、
この一次処理画像においては、局部的な濃度の差は除去
されている。
【0010】次に、前記一次処理画像と前記原画像との
差または商による二次処理画像を得るので、この二次処
理画像においては、投光による明るさの相違に基づく濃
度の差、即ち緩やかな濃度の変化は除去されている。そ
して、この二次処理画像における、それぞれの画素の濃
度変化が少ないとき、即ち局部的な凹凸が少ないとき
は、濃度分布は図4のAに示すようにまとまった分布を
示す。しかし、画素の濃度がバラつく程、即ち、局部的
な凹凸が存在する程、濃度分布は図4のBに示すように
やや拡がりを示し、全体的に微弱な凹凸が存在するとき
は、濃度分布は図4のCに示すように更に拡がり、全体
的に強いムラが存在するときは、図4のDに示すように
なる。
【0011】ここで、図4のA,B,C,Dの濃度分布
の違いを数値的に判別するために、統計手法の分散の値
を指標とすることにより、前記検査対象面の凹凸状態が
検査・判別されるのである。
【0012】本発明の表面凹凸検査装置によれば、検査
対象面に投光して、撮像手段によって前記検査対象面の
原画像を得る。まず、一次画像処理手段においては、前
記原画像を所定の大きさの複数の画素に区分し、区分さ
れたそれぞれの画素における隣接する画素との濃度の移
動平均値を算出するので、得られた一次処理画像では、
緩やかな濃度の変化、即ち、投光源からの距離の差によ
る明るさの変化は補償されるのである。
【0013】次に、二次画像処理手段においては、前記
一次処理画像と前記原画像との差または商を演算処理す
るので、得られた二次処理画像では、表面の凹凸による
濃度の変化のみが抽出されているのである。そして、分
散処理手段においては、前記二次処理画像における、そ
れぞれの画素についての濃度の分布から、濃度の平均値
を求め、各画素における濃度と前記平均値との差の二乗
の平均を計算して、濃度分布の分散の値を得る。
【0014】そして、判定手段においては、前記分散の
値の大小によって前記検査対象面の凹凸状態の程度を判
定するのである。即ち、分散の値が小さければ、微小な
凹凸が少なく、分散が大きければ全体的に凹凸が強いと
判定できるのである。
【0015】
【実施例】以下に、本発明の表面凹凸検査方法に用いる
装置の実施例を図示して、詳細に説明する。図1は前記
実施例の表面凹凸検査装置のブロック構成図、図2は前
記表面凹凸検査装置による検査状態の説明図、図3は一
次処理画像と二次処理画像の濃度変化の一例、図4は二
次処理画像の濃度分布特性図の一例、図5は前記表面凹
凸検査装置における表面凹凸検査方法の一例の概略フロ
ーチャート、図6は対象物の一例の斜視図である。
【0016】各図において、1は対象物、2は該対象物
1に投光する光源であり、蛍光灯,レフランプ等でも良
く、前記対象物1の中心に対して入射角20度〜70度、距
離1000mmとなるように設置する。3は前記対象物1を
撮像する撮像手段としてのCCDエリアセンサとf:16
mmのレンズとを備えたビデオカメラであり、前記対象
物1に対して垂直上方の距離2000mmに設置し、前記対
象物1を視野に納める。
【0017】4は前記ビデオカメラ3からの画像信号を
所定の大きさの画素に量子化・標本化して、48ビットの
デジタル信号へ変換するA/D変換部である。5は移動
平均処理を行って一次処理画像を得る一次画像処理部で
あり、原画像に対する3×3サイズの平滑化フィルタに
よる移動平均処理を行う。6は前記一次処理画像と前記
原画像との差処理を行って二次処理画像を得る二次画像
処理部、7は二次処理画像を記憶する画像メモリであ
る。
【0018】8は各画素の濃度分布の分散を得る分散処
理部、9は所定の基準値と分散とを比較して外観の程度
を判定する判定部である。
【0019】上記構成の表面凹凸検査装置において、図
2のAに示すような形状の対象物1を検査するとき、二
点鎖線α−β線上における画像信号の濃度変化は図1の
Bに示すように、光源2からの距離に従って緩やかに変
化し、且つ局部的な濃度変化を含んでいる。前記二点鎖
線α−β線上における二次元の画像を例に以下説明す
る。
【0020】このような画像信号をデジタル信号に変換
して、前記一次画像処理部5において移動平均処理を行
うことによって、微細な凹凸による濃度のバラツキは除
去された、図3のBに示すような濃度変化を示す一次処
理画像を得る。この一次処理画像に対して、原画像の濃
度との差を演算処理することにより、光源からの距離に
よる濃度の変化分が補償された、図3のCに示すような
二次処理画像を得る。このように光源からの距離による
濃度の変化分が補償された画像を得ることは、差処理に
限らず原画像との商を求めるとによっても可能である。
いずれにしても、光源からの距離による濃度への影響を
補償するのである。
【0021】前記二次処理画像における、各画素の濃度
分布を図4に示す。図4のAは、二次処理画像における
各画素の濃度変化が少ない対象物の例である。このよう
に微小な凹凸が少ないときは、濃度の頻度はある濃度の
近傍に集中する。図4のBは、画素の濃度が若干バラつ
いた場合の例である。このように局部的な凹凸が存在す
るときは、濃度分布はやや拡がりを示す。
【0022】図4のCは、全体的に微弱な凹凸が存在す
る例であり、濃度分布は図4のBより更に拡がる。図4
のDは、全体的に強い凹凸が存在する例であり、視覚的
にも強いムラが感じられる。このように、図4に示した
各濃度分布の曲線の相違は、外観を視覚的に判断する観
点であるムラの大小と、極めてよく対応していることが
判ったので、前記濃度分布の曲線の特徴と数値的に表現
するものとして、統計処理の指標の一つである分散の値
に着目したものである。
【0023】即ち、分散処理部8においては、該当画像
の全ての画素(N個)の濃度Xi(i=1〜N)をレジ
スタにて加算して総計Sを求め、カウンタにて積算して
総画素数Nを得、前記総計を前記総画素数で除算して平
均Vを算出する。このようにして得た平均Vを前記各画
素の濃度Xiから減算し、その残差の平方(Xi−V)
2 を積算し、前記総画素数Nで除算して分散σ2 を求め
る。
【0024】判定部9においては、前記分散σ2 の値を
所定の基準値Kと比較して、基準値依り小さければ検査
合格、大きければ検査不合格と判定する。実際の装置に
おける各数値の一例を示すと、対象物1として、990 m
m×825mmの瓦を例にとると、その表面には3〜4m
m程度のムラが全面に存在する。そのような瓦を、この
表面凹凸検査装置によって、1画素の大きさを1.2 mm
×1.2 mmにして撮像し、一次画像処理,二次画像処理
を行い、得られた分散の値が108 ±1.2 以下であれば、
視覚的にも異常は認められないので、判定の基準値Kと
して110 程度を設定するとよい。
【0025】分散の値が192 以上であれば、視覚的にも
極めて強いムラが認められる。
【0026】このようにして、この表面凹凸検査装置に
よれば、対象物の原画像から移動平均処理によって局部
的な濃度変化を除去し、移動平均処理による画像と原画
像との差又は商を求めることによって、緩やかな濃度変
化を除去することができるので、二次処理画像は、局部
的な凹凸及び緩やかな凹凸の濃度への影響を排除した画
像となる。
【0027】よって、この表面凹凸検査装置によれば、
前記二次処理画像の各画素におけるバラツキの大小は分
散の大小によって判定できるので、人の視覚的な外観の
検査によく対応した判定結果が得られる、という効果を
奏するものである。
【0028】なお、一つの画素の大きさは、対象物の面
積に応じて選定すればよい。また、移動平均処理におい
ても、3×3に限らず、除去する凹凸の大きさに応じて
種々の移動平均処理が可能である。また、一次処理画像
と二次処理画像から緩やかな濃度変化を排除するには、
差を求めても商を求めても可能である。そして、得られ
た二次処理画像のバラツキを表す指標としては、基本的
な統計処理上の値である分散としたが、この分散から得
られる他の指標を用いることも可能である。
【0029】
【発明の効果】このようにして、本発明の外検査方法に
よれば、対象物の原画像から移動平均処理によって局部
的な濃度変化を除去し、移動平均処理による画像と原画
像との差又は商を求めることによって、緩やかな濃度変
化を除去して、局部的な凹凸及び緩やかな凹凸の濃度へ
の影響を排除した二次処理画像を得ることができるの
で、この二次処理画像の各画素における濃度の分布に関
して分散を得、該分散の大小によって、人の視覚的な外
観の検査によく対応した判定結果を得るとが可能となっ
たのである。
【0030】そして、本発明の表面凹凸検査装置によれ
ば、従来の画像処理による外観検査装置よりも少量の演
算、即ち短時間で、前述したような人の視覚的な外観の
検査によく対応した判定結果を得られる優れた表面凹凸
検査装置を提供できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】前記実施例の表面凹凸検査装置のブロック構成
図である。
【図2】前記表面凹凸検査装置による検査状態の説明図
である。
【図3】前記表面凹凸検査装置で得た一次処理画像と二
次処理画像の濃度変化の一例である。
【図4】前記表面凹凸検査装置で得た二次処理画像の濃
度分布特性図の一例を示す。
【図5】前記表面凹凸検査装置における外観表面凹凸検
査方法の一例の概略フローチャートである。
【図6】対象物の一例の斜視図である。
【図7】従来の外観検査方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 対象物,検査対象面 2 光源,照明手段 3 ビデオカメラ,撮像手段 4 A/D変換部 5 一次画像処理部,一次画像処理手段 6 二次画像処理部,二次画像処理手段 7 画像メモリ 8 分散処理部,分散処理手段 9 判定部,判定手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検査対象面に投光して、前記検査対象面の
    原画像を得て、この原画像を所定の大きさの複数の画素
    に区分し、それぞれの画素において、隣接する画素との
    濃度の移動平均値を算出して、移動平均値による一次処
    理画像を得て、この一次処理画像と前記原画像との差ま
    たは商による二次処理画像を得て、この二次処理画像に
    おける、それぞれの画素についての濃度の分散の値を得
    て、この分散の値によって前記検査対象面の凹凸状態を
    判定することを特徴とする表面凹凸検査方法。
  2. 【請求項2】検査対象面に投光する照明手段と、前記検
    査対象面の原画像を得る撮像手段と、前記原画像を所定
    の大きさの複数の画素に区分し、区分されたそれぞれの
    画素における隣接する画素との濃度の移動平均値を算出
    して、移動平均値による一次処理画像を得る一次画像処
    理手段と、この一次処理画像と前記原画像との差または
    商による二次処理画像を得る二次画像処理手段と、この
    二次処理画像における、それぞれの画素についての濃度
    の分散の値を得る分散処理手段と、この分散の値によっ
    て前記検査対象面の凹凸状態を判定する判定手段とを備
    えたことを特徴とする表面凹凸検査装置。
JP15051992A 1992-06-10 1992-06-10 表面凹凸検査方法及びその方法に用いる装置 Pending JPH05340746A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7349218B1 (ja) * 2023-05-29 2023-09-22 株式会社日本選別化工 卵表面検査装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7349218B1 (ja) * 2023-05-29 2023-09-22 株式会社日本選別化工 卵表面検査装置

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