JPH058370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば鋼板、アルミ板などの検査対
象の表面疵をオンラインで検査する表面検査装置
の改良に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来、鋼板やアルミ板などの検査対象の表面に
現われる疵の中から代表疵を選定する場合、検査
対象の表面幅方向を光学的に走査して得られる反
射光を検出ヘツドで取り込んで電気的なアナログ
信号に変換した後、弁別回路で弁別化して２値化
信号とし、この２値化信号をヒストグラム作成回
路によつて表面疵状態のヒストグラムを作成し、
更にこのヒストグラムから通常疵例えば面状又は
線状疵に着目しながら代表疵の選定を行なつてい
た。 このため、検査対象の表面に面状疵および線状
疵が現われている場合にはそれらの疵のヒストグ
ラムのうち大きい方をもつて代表疵と選定すれば
よいが、例えば独立性疵のみが存在している場合
又は線状疵よりも孤立性疵が密集して散在してい
る場合には孤立性疵については何ら評価をしてい
ないので孤立性疵を代表疵として選定することが
できない。従つて、上記検査手法では正しい評価
を下すことが難しく、誤評価の可能性があつた。 一方、過剰評価を行なつた場合には検査対象の
表面状態例えば表面粗さ、汚れ等の場合でも疵で
あると判定し代表疵として選定してしまうおそれ
がある。従つて、検査対象表面の線状および面状
疵以外の疵をも選定の対象としたとしても、線状
疵や面状疵と同様の評価を下したのでは誤評価す
る可能性が高い。 〔発明の目的〕 本発明は、以上のような点にかんがみてなされ
たもので、孤立性疵に対して通常疵とは異なる評
価を与えて孤立性疵をも線状疵や面状疵と同様に
選定の対象とし、代表疵の選定精度ひいては表面
欠陥の検査精度を高める表面検査装置を提供する
ものとする。 〔発明の概要〕 本発明は、走行される検査対象の表面像を量子
化して量子化データを得、この量子化データに基
づいてヒストグラムを作成して通常疵を判定する
とともに、また前記量子化データを受けてライン
方向複数ラインおよび幅方向複数ラインよりなる
２次元画像を作成して２次元フイルターにより孤
立部分を見つけ出してそれに番地を付し、この番
地に基づいて前記ヒストグラムデータを読み出し
て孤立疵を判定する。そして、この孤立疵判定結
果と前記通常疵判定結果とを比較して代表疵を選
定する表面検査装置である。 〔発明の実施例〕 第１図ないし第３図ａ〜ｃは本発明の一実施例
を示す図であつて、第１図は装置の全体構成図、
第２図ａ，ｂはヒストグラムの作成手段を説明す
る図、第３図ａ〜ｃは２次元フイルター・ロジツ
クと表面欠陥パターンを示す図である。第１図に
おいて検出ヘツド１０は、図示矢印方向に走行さ
れている検査対象１１の表面幅方向を光学的に走
査し、その検査対象１１からの反射光像を電気信
号に変換し、後続の２値化回路１２に供給するも
のである。この２値化回路１２は検出ヘツド１０
からの出力信号を適宜なレベルで波高弁別するこ
とにより２値化し、その２値化データを量子化回
路１３に供給する。この量子化回路１３には、検
査対象１１の走行速度に追従して回転するローラ
１４を介してパルス発生器１５からライン速度に
同期したパルスが入力されるようになつている。
このパルス発生器１５はローラ１４に連結され検
査対象１１の走行速度に比例したパルスを出力す
るものである。従つて、前記量子化回路１３は、
検出ヘツド１０の走査速度およびライン速度に同
期して動作され、２値化回路１２からの出力を所
要の面積の画素とした量子化データを得、これを
ヒストグラム作成回路１６と２次元画像作成回路
１７に供給する。このヒストグラム作成回路１６
は、検査対象１１について幅方向の画素幅ｗで分
割し、これら各分割領域におけるライン方向の所
要距離ごとに得られる２値画像の数からヒスト
グラムを作成する。２次元画像作成回路１７は、
複数のレジスタ１７Ａ−１〜１７Ａ−４がシリア
ルに接続されたライン方向Ｎラインレジスタ１７
Ａと、前記量子化回路１３の出力および各レジス
タ１７Ａ−１〜１７Ａ−４の出力が入力される幅
方向Ｍ（Ｎ，Ｍは整数、Ｎ Ｍ）ラインレジスタ
１７Ｂとからなる。ライン方向Ｎラインレジスタ
１７Ａは、検査対象１１のライン方向の所要距離
mmごとの複数本分のデータを幅方向毎に遅延し
て保持する機能を有し、また幅方向Ｍラインレジ
スタ１７Ｂは量子化回路１３の出力および各レジ
スタ１７Ａ−１〜１７Ａ−４の出力の幅方向複数
本についてシリアル−パラレル変換する機能をも
つている。１８は２次元画面作成回路１７で作成
された２次元画面から孤立部分を見つけ出す２次
元フイルターである。この２次元フイルター１８
は、一般的にテンプレートマツチングフイルタと
呼ばれ、多数のサンプルテストに基づいてパス条
件を作成し、このパス条件に従つてROM又は理
論回路をもつてフイルターロジツクを構成するも
のである。１９は２次元フイルター１８の判定結
果から得られる孤立疵について幅方向分割の番地
で表現する孤立番地発生回路であつて、この回路
１９から孤立疵判定回路２０に孤立性欠陥の番地
が送られる。この孤立疵判定回路２０は、ヒスト
グラム作成回路１６から孤立番地発生回路１９の
番地と等しい番地のヒストグラムデータを読取つ
て過剰評価及び過小評価とならないように通常疵
判定レベルNAよりも小なる孤立疵判定レベル
NBと比較し、ヒストグラムデータがその判定レ
ベルNBを越えたとき、孤立疵に相当するヒスト
グラムデータのレベル信号を出力する。２１はヒ
ストグラム作成回路１６のヒストグラムデータと
通常疵判定レベルNAとを比較し、ヒストグラム
データが通常疵判定レベルNAを越えたとき、そ
の通常疵に相当するヒストグラムデータのレベル
信号を出力する通常疵判定回路である。２２は比
較回路であつて、これは通常疵判定回路２１の出
力レベルと前記孤立疵判定回路２０の出力レベル
とを比較し、大なるレベルの方を代表疵として出
力する。 次に、以上のように構成された装置の作用を説
明する。検出ヘツド１０は、図示矢印方向に走行
されている検査対象１１の表面幅方向を光走査し
電気信号に変換し、この信号は後続の２値化回路
１２に送られ、ここで適宜なレベルで波高弁別さ
れて２値化された後、検査対象１１の幅方向に例
えば４mm毎に区分して量子化回路１３に送られ
る。一方、ローラ１４に連結されているパルス発
生器１５からはライン速度に同期した信号つまり
検査対象１１が例えば５mm走行するごとにパルス
がでて、量子化回路１３に入力される。従つて、
この量子化回路１３では、２値化回路１２から送
られてくる幅方向に分割された２値化信号とパル
ス発生器１５からのライン速度に同期したパルス
の入力によつて画素化された量子化データを得る
ことができる。そして、量子化回路１３によつて
得られた量子化データはヒストグラム作成回路１
６へ送られ、ここで検査対象１１の幅方向に分割
して得られる画素の幅ｗごとに各分割領域におけ
るライン方向の所要距離毎の２値画像を加算し
て第２図Ｂに示すようなヒストグラムを作成す
る。なお、同図Ｂのヒストグラムは検査対象１１
の表面に同図Ａのような疵が生じている場合を想
定して作成したものである。図中、イは独立性
疵、ロは線状疵、ハは面状疵を示し、またＷは検
査対象１１の幅方向分割長さ、はライン方向分
割長さを示す。また第２図Ｂにおいて横軸は幅方
向分割の番地AD、縦軸は２値画像の加算値を示
す。このようにしてヒストグラム作成回路１６で
作成されたヒストグラムデータは通常疵判定回路
２１に送られ、ここで通常疵判定レベルNAと比
較して通常疵例えば線状疵ロか面状疵ハかの判定
が行なわれ、通常疵と判定したときにはその通常
疵に相当するヒストグラムデータのレベル信号が
比較回路２２に送られる。 一方、量子化データは２次元画像作成回路１７
にも送られる。この２次元画像作成回路１７で
は、検査対象１１のライン方向mm毎に複数本分
データを幅方向毎に遅延し保持するライン方向Ｎ
ラインレジスタ１７Ａと、量子化回路１３の出力
およびライン方向Ｎラインレジスタ１７Ａを構成
する各レジスタ１７Ａ−１〜１７Ａ−４の出力を
幅方向に複数本分にわたつてシリアル−パラレル
変換する幅方向Ｍラインレジスタ１７Ｂとにより
２次元画像を作成し、この画面データを孤立部分
を見つけ出す２次元フイルター１８へ入力する。
この２次元フイルター１８は、例えば冷間圧延鋼
板の場合には数百枚のサンプルテストの結果に基
づいてフイルターロジツクを作成し、このロジツ
クに従つて孤立部分を見つけ出す。今、検査対象
１１が第３図Ａのような位置にガウジなどの孤立
疵イ′、ヘゲ、スリーバー状の線状疵ロ′、油ジ
ミ、サビなどの面状疵ハ′、カキ疵ニなどが生じ
ている場合、２次元画像作成回路１７の２次元画
面としては同図Ｂのように現われる。ヘは２値化
回路１２の弁別レベルに達しなかつたための抜け
を示している。そこで、２次元フイルター１８
は、フイルターロジツクのパス条件ホのように定
めると、２次元フイルター１８によつて同図Ｃに
示す位置チに孤立部分があることを見つけ出すこ
とができる。具体的には２次元フイルター１８
は、量子化出力幅方向Ｎ bit、ライン方向Ｌ
bit内の疵分布を判定するもので、図３−Ｂの様
に構成されている。 つまり、フイルターの基点トに量子化出力が存
在する場合に、基点トに対する信号の分布を判定
するもので、本例の場合、幅5bit、ライン方向
5bitで構成された２次元画像内で基点トに対し、
基点前後の□か所はどちらか一方を許容し、左右
×カ所は基点を含めて２カ所を許容し、基点の最
外周に位置する△カ所には信号があつてはならな
い。 つまり、理論式で表現すると、 ｍ (ト)（・・・・・・ ・・・・・・・・・・
ｇ・・・・・＋・ｌ・・・
ｎ・＋・・ｑ・・・＋・・
ｑ・ｉ・・＋・・・・ｎ・＋
ｇ・・・・・ｓ＋・・・・
ｎ・・ｈ・＋・ｒ＋・ の理論式を満たす場合に孤立条件疵有を出力す
る。なお、パス条件ホにおいて、トは基点を示
し、×はいずれか２ケ所以下、△はあつてはなら
ない、□はいずれか一方を示す。 以上のようにして孤立部分を見つけ出した後、
孤立番地発生回路１９はその孤立部分についての
幅方向分割の番地を発生し、孤立疵判定回路２０
に入力する。この回路２０は、ヒストグラム作成
回路１６に記憶されている同一番地のヒストグラ
ムデータを読み込んで、通常疵判定レベルNAよ
りも小なる孤立疵判定レベルNBで疵程度を判定
し、孤立疵と判定したときには、その孤立疵に相
当するヒストグラムデータのレベル信号を出力す
る。そこで、比較回路２２は、孤立疵判定結果の
レベル信号と通常疵判定結果のレベル信号とを比
較し、何れかレベルの大きい方を代表疵として選
定し出力するものである。 従つて、以上のような装置によれば、量子化デ
ータに基づいて２次元画像作成回路１７で２次元
画像を作成し、予め定められたフイルターロジツ
クによつてパスするようにしたので、孤立部分の
番地を正確に見つけ出すことができる。しかも、
この孤立部分の番地に基づいてヒストグラムデー
タを読み出して通常疵と異なる設定値で評価する
ようにしたので、汚れや面状の粗さ等の欠陥など
が排除され、高精度に孤立疵を判定し得る。そし
て、通常疵判定結果のレベルと孤立疵判定結果の
レベルとを比較して何れかレベルの大きい方を代
表疵として選定するため、例えば検査対象１１の
ある面積内で通常疵が存在しないときは孤立疵を
代表疵として選定して出力することができる。 なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。例えば特異な疵発生パターン例えば点
状、折れ状などに対応して回路１７〜２０を複数
組用意し、各パターン毎に判定することにより、
特異パターンで発生する疵の評価、精度を高める
ようにすることもできる。 〔発明の効果〕 以上詳記したように本発明によれば、検査対象
に疵が混在していてもその中から確実に孤立疵を
判定でき、かつ孤立疵を通常疵と同様に選定の対
象とすることができ、検査対象の検査精度を上げ
る表面検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る表面検査装置の一実施例
を示す構成図、第２図はヒストグラムを作成する
ための図であつて、同図Ａは検査対象表面の疵分
布図、同図Ｂはヒストグラム図、第３図は孤立部
分を見つけ出すための図であつて、同図Ａは検査
対象表面の疵分布図、同図Ｂは２次元画像作成
図、同図Ｃは孤立部分の番地を示す図である。 １１……検査対象、１３……量子化回路、１６
……ヒストグラム作成回路、１７……２次元画像
作成回路、１８……２次元フイルター、１９……
孤立番地発生回路、２０……孤立疵判定回路、２
１……通常疵判定回路、２２……比較回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行される検査対象の表面幅方向を光学的に
   走査し、該検査対象の表面幅方向の各点から得ら
   れる反射光を電気信号に変換し、この信号を波高
   弁別して量子化する量子化手段と、 この量子化手段によつて得られた量子化データ
   に基づいてヒストグラムを作成するヒストグラム
   作成回路と、 このヒストグラム作成回路のヒストグラムデー
   タと通常疵判定レベルとから通常疵を判定する通
   常疵判定回路と、 前記量子化データを受けてライン方向複数ライ
   ンと幅方向複数ラインとからなる２次元画像デー
   タを作成する２次元画像作成回路と、 この２次元画像作成回路の２次元画像データか
   ら孤立部分を見つけ出してその番地番号を発生す
   る手段と、 前記ヒストグラム作成回路から前記孤立部分の
   番地と等しい番地のヒストグラムデータを読み出
   し、前記通常疵判定レベルよりも低い孤立疵判定
   レベルを用いて孤立疵を判定する孤立疵判定回路
   と、 この孤立疵判定結果と前記通常疵判定結果とを
   比較して代表疵を選定する手段とを備えたことを
   特徴とする表面検査装置。 ２ ２次元画像作成回路は、複数のレジスタがシ
   リアルに接続され、前記量子化手段の出力を受け
   て前記検査対象のライン方向所定距離ごとの複数
   本分データを幅方向毎に遅延して保持するライン
   方向複数ラインレジスタと、前記量子化手段の出
   力および前記ライン方向複数ラインレジスタの各
   レジスタの出力をパラレルに変換し保持する幅方
   向複数ラインレジスタとを備えたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の表面検査装置。