JPH0551843B2 - - Google Patents

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JPH0551843B2
JPH0551843B2 JP58106673A JP10667383A JPH0551843B2 JP H0551843 B2 JPH0551843 B2 JP H0551843B2 JP 58106673 A JP58106673 A JP 58106673A JP 10667383 A JP10667383 A JP 10667383A JP H0551843 B2 JPH0551843 B2 JP H0551843B2
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Japan
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memory
scanning
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JP58106673A
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JPS606805A (ja
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Tsutomu Tachibana
Yasuhide Nakai
Manabu Nakatsuka
Yutaka Yoshima
Shigenori Nakajima
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/028Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学的エツジ検出方法に関する。
圧延中あるいは搬送中の走行する鋼材の板巾を
測定する装置としては、測定精度及び保全性等を
高める為に、板巾を非接触で測定することができ
る光学的巾計が用いられるようになつてきた。光
学的巾計には、(i)被測定材の背面側にバツクライ
トを設置して被測定材の陰影を撮像することによ
り巾値を得る透過光方式、(ii)被測定材の表面を光
源で照らして反射光画像を撮像することにより巾
値を得る反射光方式及び(iii)被測定材が熱間圧延材
のように熱放射する場合にその放射光を撮像する
放射光方式等がある。
被測定が例えば熱間圧延される鋼材である場
合、透過光方式では、鋼材を搬送するローラテー
ブルの下方に該テーブル全巾域に亘つて光源を設
置する必要がある上、これらの光源には落下する
スケール等に対する保護や防じん対策を施さなく
てはならず、設置場所も制約を受けるという問題
があり、反射光方式の場合には、光エネルギーの
大きい光源を必要とし、被測定材の表面が均質で
ない場合には反射パターンが不揃いになつて測定
不能となり、熱間圧延材の場合には特に反射率が
低い為に適さない。
上記2つの方式にくらべて放射光方式の場合に
は光源を必要としないので、保全面や設置場所に
対する制約が少く、熱間圧延される鋼材の巾計と
して最も適しているが、測定精度が高くないとい
う理由から実用されることが少なく、現在では透
過光方式の光学的巾計が多用されている。
次に、放射光方式の測定精度が低くい理由につ
いて説明する。分解能が高くかつ走査点輝度を正
確に電気信号(電圧)に変換する理想的な撮像装
置を用いて被測定物である赤熱物体を巾方向に走
査した場合の映像信号を第1図aに示す。走査点
が結像画像中の赤熱物体のエツジにさしかゝると
映像信号は零レベルから急峻に立上がり、走査点
が巾方向中央部へ移動するに伴つて表面温度分布
に対応した波形を描く。自然冷却される赤熱物体
は角隅部が他部に比して早く冷却されるので映像
信号は上記急峻対立上り後はゆるやかに上昇して
一定レベルに達する波形となる。この映像信号を
適当なしきい値レベルと比較して白(H)レベルと黒
(L)レベルに2値化し、(H)レベルの期間を例えばク
ロツクパルスを計数して求めることにより赤熱物
体の巾を測定することができる。
しかし、通常の撮像装置では、分解能に限りが
あり、映像信号は、広域周波数がカツトされる
上、感度波長が放射光物体の発光波長にくらべて
短波長側にあると温度変化に対する変化割合が大
きくなるので、実際には第1図aに示したような
急峻な立上りの映像信号を得ることができず、第
1図bに示す如く立上りがなまるので、しきい値
レベルの設定が非常に難しい上、被測定物の温度
が異ると同図cに示す如く映像信号の波形が異つ
たものになる為、しきい値レベルが固定されてい
る場合には、Hレベルとなる時点が△t1+△t2
け相違する結果となる。これには映像信号の波高
に対応してしきい値を自動的に変化させたり(ダ
イナミツクスレシヨールド法)、露光量や利得を
自動的に変化させて一定の映像信号を得る
(AGC)等により補正することができるが、第1
図dに示す如く、被測定物の角隅部から中央部に
かけての温度分布が異なる場合の映像信号に対し
ては補正の修正の方法がなく、しきい値比較法を
用いて正確なエツジ位置を検出することはできな
い。
更に、しきい値比較法では、しきい値レベルを
高く設定すると、角隈部の温度が高くない被測定
物に対しては真のエツジ位置より内側をエツジ位
置として検出し、しきい値レベルを低くゝ設定す
ると真のエツジ位置より外側をエツジ位置として
検出する傾向がある。この傾向は、映像信号が第
1図eに示す如く段階状となる固体撮像素子(固
体イメージセンサ)を用いた場合に著るしい。
このように、放射光方式による映像信号をしき
い値比較法を用いて信号処理した場合には、被測
定物のエツジ位置を正確に検出することが、難し
く、幅計として十分な測定精度が得られなかつ
た。しかし、放射光方式そのものは前記した如
く、光源が不要である等の大きな利点があり、特
に固体イメージセンサを用いる場合には悪環境下
でも安心して使用することができ上記利点を更に
助長することができるので、又、透過光方式や反
射光方式による巾測定の場合にもしきい値比較法
を用いた場合のエツジ位置検出精度が被測定物と
他部との明度差によつて左右されるので、常に高
精度のエツジ位置検出を可能にする信号処理方法
の開発が切望されていた。
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、映像信号の相隣る走査点の値を順次
差分して差分信号を作り、一走査サイクルにおけ
る該差分信号列の最大値及び/または最小値を与
える差分信号を検出し、その走査アドレスと走査
間隔から演算処理によりエツジ位置を検出する構
成とすることによつて、被測定物の明度や輝度に
左右されることなく、簡単な信号処理と演算処理
を用いて費用をかけることなく実用的に高い検出
精度が得られる光学的エツジ位置検出方法を提供
することを目的とする。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
第2図において、10は圧延ラインのローラテ
ーブルであつて、その上を被測定物(赤熱物体)
である厚板(板巾:900〜4500mm、温度700〜1000
℃)20が走行する。30は固体イメージセンサ
ーであつて、例えば、1024個の画素の光電面がピ
ツチdで1列に並び該光電面にレンズを通して厚
板20を含む図に削線で示す範囲(SCOP)の像
が結像される高さに設置され、該結像を厚板20
の板巾方向に走査する。固体イメージセンサー3
0からは一走査サイクルに第3図に示すごとき映
像信号F(x)が取り出される。この映像信号F(x)は
図示しないタイミング回路が発生するタイミング
パルスCK毎に1画素分づつサンプルホールド回
路31に取り込まれ、続いてAD変換回路32に
送り込まれ、その大きさもしくは高さVn(n:画
素アドレス、1、2……m……)に対応するデジ
タル値(信号)(説明の便宜上、Vnとする)に変
換されて順次送出される。33は引算回路であつ
てデジタル値Vmとこれに対して1画素分だけ遅
延されたメモリMOの出力Vn-1を減算して差分信
号Lm=Vn=Vn-1を送出する。この差分信号Lm
はメモリM1に送られ、タイミングパルスCKの
発生毎にメモリM1から次段のメモリM2に入力
される。メモリM1の内容はコンパレータC1と
セレクタSE1に入力される。コンパレータC1
はメモリM1からの入力とメモリM3からの入力
を比較して前者が大である場合に出力する。この
出力は選択指令SXとしてセレクタSE1に入力さ
れる。セレクタSE1は上記選択指令を受けると
メモリM1の内容をメモリM3に書き込む。上記
選択指令SXが無い場合、メモリM3の出力が選
択されメモリM3の内容は変化しない。また、コ
ンパレータC1からの選択指令SXはゲート回路
G1に入力される。該ゲート回路G1は上記コン
パレータC1の出力とタイミングパルスCKを共
に受けるとラツチ指令TXをラツチ回路R1に送
出する。ラツチ回路R1はタイミングパルスCK
を計数するカウンタ34の計数値(走査アドレ
ス)x=mを取り込んで記憶する。メモリM1の
出力は、又、コンパレータC2及びセレクタSE
2にも入力される。コンパレータC2はコンパレ
ータC1とは逆にメモリM1の出力がメモリM4
の出力の内容より小である場合に出力する。この
出力は選択指令SYとしてセレクタSE2に供給さ
れる。セレクタSE2は選択指令SYを受けるとメ
モリM1の出力をメモリM4に書き込む。上記選
択指令が無い場合はメモリM4の出力が選択さ
れ、メモリM4の内容は変化しない。又、コンパ
レータC2からの選択指令SYはゲート回路G2
に入力される。ゲート回路G2は上記出力SYと
タイミングパルスCKを共に受けるとラツチ指令
TYをラツチ回路R2に送出する。ラツチ回路R
2にはゲート回路G2が出力した時のカウンタ3
4の計数値x=mが書き込まれる。ラツチ回路R
1,R2の内容は一走査サイクルの終了時に演算
処理装置としてのマイクロコンピユータCPUか
らのアドレス信号CSにより順次、該マイクロコ
ンピユータCPUに読出される。
次に、この装置の動作を第3図、第4図を参照
して説明する。
映像信号F(x)は、第3図に示す如く、走査点が
厚板20の一方のエツジ近傍(x=2)にさしか
かるまでには、被測定部分の輝度が低い為に零レ
ベル近傍の低レベルであるが、エツジ近くにさし
かかると輝度が高くなるのでそのレベルが上昇し
始め、真のエツジ位置を含む領域を撮像している
画素に達すると(図では、x=3)急激なレベル
上昇を呈し、更に走査点が厚板20の内側に移動
するに伴つてゆるやかなレベル上昇を呈しつつほ
ぼ一定レベルに落ち着く。また、走査点が他方の
エツジ部を移動する間には上記とは逆のレベル変
動を示し、走査点が他方の真のエツジ位置を含む
領域を撮像している画素(x=m)に達した時に
最大のレベル降下を呈する。
本実施例では、走査開始後、まず、差分信号
Ln=Vn−Vn-1が正の値になつた時点で、コンパ
レータC1から選択指令SXが出され、メモリM
3に値Lmが記憶される。その後は、この記憶さ
れた差分信号値Lmよりも大きい差分信号が発生
する毎に選択指令SXが出され、メモリM3の内
容が更新されると同時にラツチ回路R1に記憶さ
れる走査アドレスmの値も更新される。
即ち、走査点が時刻t=T0で厚板20の一方
のエツジ位置の極く近傍を撮像している画素に達
したものと仮定すると、差分信号L2=V2−V1>
0となるので、選択指令SXが発生し、該差分信
号L2の値はメモリM3に記憶される。走査点が
1画素分だけ移動したx=3では真のエツジ位置
を撮像している画素が走査される為、差分信号
L3=V3−V2>V2−V1=L2となり、メモリM3
にはL3が書き込まれると同時にラツチ回路R1
はラツチ指令Txを受けてx=3を記憶する。更
に1画素分だけ移動したx=4では差分信号L4
=V4−V3<V3−V2=L3となるので、コンパレ
ータC1からの選択指令SXは無く、メモリM3
の内容はそのままとなる。即ち、真のエツジ位置
を撮像している画素の出力V3が走査された時点
の差分信号が正の最大値になり、以後は、その時
点の走査アドレスの値mがラツチ回路R1に記憶
されたままとなる。
また、走査開始後、まず、差分信号Vn−Vn-1
が負の値になつた時点でコンパレータC2から選
択指令SYが出力され、メモリM4に差分信号Lm
が記憶される。その後、記憶された差分信号の値
より小さい(極性は負で、その絶対値が大)差分
信号が発生する毎に選択指令SYが出され、メモ
リM4の内容が更新される。また、同時に、ラツ
チ回路R2に記憶される走査アドレスmの値も更
新される。
即ち、時刻t=T2で走査点が他方の真のエツ
ジ位置を撮像している画素(走査アドレスx=
m)に達し、映像信号F(x)の立ち下がり点にくる
と、差分信号Ln=Vn−Vn-1<0が最小になり、
以後はこの時の値より小となる差分信号が発生し
ないので、走査アドレスの値mがラツチ回路R2
に記憶されたままとなる。
従つて、ラツチ回路R1,R2にそれぞれ記憶
されている走査アドレスx=3、mにマイクイロ
コンピユータCPUで画素ピツチdを乗ずること
により、一方のエツジ位置及び他方のエツジ位置
を±dの検出精度を以てしることができる。この
検出精度は固体イメージセンサ30の画素数を多
くすることによつて容易に、実用上、許容し得る
程度まで高めることができる。
なお、上記実施例では、一台の固体イメージセ
ンサ30を用いて厚板の両方のエツジ位置を検出
する場合について述べたが、2台の固体イメージ
センサを用いて、それぞれが片方のエツジを分担
する構成にしてもよい。
また、本実施例では、映像信号がデイスクリー
トな場合について述べたが、アナログ的な映像信
号の場合にも適用して同様の効果を得ることがで
きることは明白である。
以上の如く、本発明によれば、撮像信号を一定
時間毎に差分して差分信号列を作り、その内の最
大値及び/または最小値を与える差分信号の発生
位置をエツジ位置として検出する構成としたこと
によつて、複雑な信号処理を要せず、被測定物と
部との輝度がはつきりしない場合にもしきい値比
較を行う従来の場合に比してより正確にエツジ位
置を検出することができ、被測定物の温度不均一
により走査サイクル毎に映像信号全体の波形が異
なる場合にもそれぞれの最大値及び/または最小
値を与える差分信号の発生位置を正確に検出する
ことが可能で、被測定物の角隈部だけ映像信号が
異なる場合にも上記各点を確実に検出することが
できるので、放射光方式による巾測定の精度をし
きい値比較法を用いる場合に比して顕著に高める
ことができる上、映像信号がデイスクリートな値
を取るような場合にも、エツジ位置を確実・正確
に検出することが可能であるので、固体イメージ
センサを用いて、保全性にすぐれ、設置場所に対
する制約が少なく、取り扱いが容易で、ランニン
グコストが安くて済み、悪環境にも強い光学的巾
形を実用化することが容易に可能になるという大
きな利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜eは従来の光学的エツジ位置検出方
法の問題点を説明する為の映像信号波形図、第2
図は本発明による光学的エツジ位置検出方法の実
施例の回路ブロツク図、第3図は上記実施例の動
作を説明する為の映像信号波形図、第4図は第3
図の映像信号の差分信号波形図である。 30……固体イメージセンサ、31……サンプ
リングホールド回路、32……AD変換回路、3
3……引算回路、34……カウンタ、M0〜M4
……メモリ、C1〜C2……コンパレータ、G
1,G2……ゲート回路、R1,R2……ラツチ
回路、CPU……マイクイロコンピユータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被測定物を該被測定物の巾方向に走査して得
    られる映像信号から上記被測定物のエツジを検出
    する場合において、 上記映像信号の相隣る走査点の値を順次差分し
    て差分信号を作るとともに第1のメモリ部と第2
    のメモリ部にそれぞれ差分信号の値及びその走査
    アドレスを記憶させ、第1のメモリ部の記憶内容
    を、記憶している差分信号の値より今回差分信号
    の値が大である場合にはこの大である差分信号の
    値と走査アドレスに更新し、第2のメモリ部の記
    憶内容を、記憶している差分信号の値より今回差
    分信号の値が小である場合にはこの大である差分
    信号の値と走査アドレスに更新し、一走査サイク
    ル終了時における上記第1のメモリ部および第2
    のメモリ部が記憶している走査アドレスとアドレ
    スピツチから演算処理によりエツジ位置を検出す
    ることを特徴とする光学的エツジ位置検出方法。
JP58106673A 1983-06-16 1983-06-16 光学的エツジ位置検出方法 Granted JPS606805A (ja)

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JPS606805A JPS606805A (ja) 1985-01-14
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6658629B2 (ja) * 2017-03-14 2020-03-04 Jfeスチール株式会社 高強度冷延鋼板のエッジ検出方法及びエッジ検出装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50149365A (ja) * 1974-04-24 1975-11-29

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS50149365A (ja) * 1974-04-24 1975-11-29

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JPS606805A (ja) 1985-01-14

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