JPH071237B2 - 鋼板の欠陥疵識別用表示の検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、コイル状に巻取られた冷間圧延鋼板の表面
の疵部分に付記された欠陥疵識別用の表示を巻戻し時に
検出するための鋼板の欠陥疵識別用表示の検出装置に関
するものである。

［従来の技術］ 例えば、自動車メーカーでは、コイル状に巻取られた冷
間圧延鋼板を巻戻す過程で、表面に疵のある部分を不良
品として分離し、疵の無い部分のみを良品として用いる
選別を行っている。このためには、疵の部位を予め鉄鋼
メーカー側で出荷時に欠陥疵表示として表示し、これを
ユーザー側で検出に用いるのが作業効率等の点で望まし
い。

従来の欠陥疵表示手段としては、例えば、疵位置を示す
展開図を製品に添付し、ユーザー側で展開図を参照しな
がら鋼板の表面の疵位置を特定していた。あるいは、特
公昭63−10784号に記載のように、着磁器によって疵位
置と他の部分とに磁界の状態の変化を生じさせ、これを
欠陥疵表示の磁気マークとして出荷すると共に、ユーザ
ー側では磁気マーク検出器を用いて磁気マークを検出
し、疵位置の特定を行っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した如き欠陥疵表示をユーザー側で効率的
に、且つ正確に検出することは困難であった。また、正
確な欠陥疵位置検出ができないため、自動検出をして切
り板にして良品と不良品に仕分けるのには適さないもの
であった。

即ち、前者のコイル鋼板の欠陥疵表示方法では、照合作
業に手間取って作業効率が悪いと共に、欠陥疵位置を高
精度に特定することは困難であった。また、後者の欠陥
疵表示装置では、作業効率の点では優れているものの、
一旦巻取った鋼板をユーザー側で巻戻す際に鋼板に曲げ
の外力が加わるため、着磁界の減少及び過電流の発生を
招き、着磁位置にずれを生じて正確な疵位置を検出でき
ない場合があった。このため、改めて着磁を行うための
着磁器をユーザー側でも設置することが要求されてい
た。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、コイル鋼板に付記された欠陥疵の表示を容易にし
かも正確に検出することのできる鋼板の欠陥疵識別用表
示の検出装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明は、コイル状の
冷間圧延鋼板の表面に欠陥疵識別用に付記された縦横一
定間隔で、且つ所定面積のドット表示を巻戻しの過程で
撮像する検出手段と、該検出手段による画像データをド
ット列毎にフーリエ変換し、そのスペクトラム強度を順
次加算した結果がドット間隔に相当する周波数領域で一
定レベルを超えたものを欠陥傷として認識する画像処理
手段とを設けたものである。

また、欠陥疵の検出に連動した選別処理が行えるよう
に、前記欠陥疵識別用に付記されたドット表示部の鋼板
を切断除去する良品／不良品選別手段を設けることもで
きる。

［作用］ 上記手段によれば、ドット配列による表示が画像として
検出され、この画像が周波数分析され、さらにスペクト
ラム強度が求められる。そして、取込み毎のスペクトラ
ム強度の加算結果が、ドット間隔に対応した空間周波数
において或るレベル以上になったものが疵として認識さ
れる。従って、直流分や底周波域の影響を受けない領域
にスペクトラム強度を出現させることができ、容易且つ
正確に疵表示を検出することができる。

また、画像処理手段が疵表示を検出するのに連動して、
疵表示部が自動的に切断され、良品と区分けされる。従
って、表示検出後の選別作業を表示検出に引続いて行う
ことができ、省力化を図ることができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の概略構成を示す構成図、
第２図は鋼板製造メーカー側で鋼板に付記される欠陥疵
識別用表示（マーキング）の内容を示す斜視図、第３図
は本発明に係る画像処理装置の処理内容を示すフローチ
ャート、第４図は第３図の処理内容のイメージを示す説
明図で、第５図（ａ），（ｂ）は欠陥疵表示の無い場合
と有る場合のパワースペクトラムの出力状況を示す波形
図、第６図は空間周波数の算出方法を示す説明図、第７
図は空間周波数ｆとパワースペクトラム相関を示す特性
図である。

第１図において、10は製造メーカーで製造された鋼板コ
イルであり、10aは巻戻された鋼板である。鋼板10aの表
面には欠陥疵の部分に予め欠陥疵識別用表示が付記され
ている。巻戻しブランキングラインにはCCD（電荷結合
素子）等の半導体素子を用いたカメラ12が配設され、そ
の撮像面は鋼板10aの表面に向けられている。カメラ12
には、その出力画像から周波数分析及びパワースペクト
ラムを求める処理を行う画像処理装置14が接続されてい
る。さらに、検出位置の後段には、画像処理装置14より
出力される切断命令によって鋼板10aを切断するシャー1
6が配設されている。また、シャー16の後段には切断さ
れた不良品（表示のある部分）を収容する不良品収容部
18及び疵の無い良品が収容される良品収容部20が順次配
設されている。

画像処理層14は、１つまたは複数のCPUを中核として半
導体メモリ，外部記憶装置，入出力インタフェース回
路，表示制御回路等を備えて構成される。あるいは、FF
T処理を主体とする信号処理部と、この結果について評
価並びに表示するコンピュータ部とに分離した構成とし
てもよいが、いずれも第３図に示す処理内容を実行す
る。

欠陥疵識別用表示24は、第２図に示すように縦方向及び
横方向に一定間隔（例えば、1mm間隔）にドットが形成
され、或る幅（例えば、10mm幅）で且つ搬送方向に延伸
（例えば90mm長）した長方形のドット配列表示となって
いる。また、カメラ12による撮像が行い易いように、鋼
板10aの側端から一定距離（例えば、50mm）をもって表
示が行われる。

ここで、搬送方向の長さは鋼板10aの搬送速度に対しCCD
が１ラインの全長にわたって画像を読取れる値とする。
こうしないと、後記する画像間引き処理で、間引いた領
域内に欠陥疵識別用表示24が含まれない場合が生じる。
幅方向のドット数は後記するように加算処理した時のパ
ワースペクトラムが十分な値になるように選定する。

この表示形成手段について簡単に説明すると、コンピュ
ータ等の記録装置として用いられているインクジェット
記録装置の原理に従ったマーキング機構によって行われ
る。そしてマーキング機構は、鋼板搬送方向に直交する
方向に複数のノズルが配設（各ノズルより吐出されたイ
ンク滴が鋼板10a上で1mm間隔になるように配設）されて
いる。そして、各ノズルのインク供給路または連通する
インク室にエネルギー発生体（圧電素子，ヒーター等）
を設け、このエネルギー発生体に交流パルス信号を印加
することになり、そのインク供給路またはインク室に生
じるインク圧変化を用いて、各ノズルより一斉にインク
滴が鋼板10aに向けて飛翔するように構成されている。
従って、鋼板10aの長さ方向のドット形成は、ノズルの
駆動時間及び駆動周波数を調製することにより、任意に
設定できる。

このように、ドット配列表示であることが本発明におい
ては重要な意味を持ち、そのドット列間隔によってパワ
ースペクトラムと欠陥疵とに相関をもたせることがで
き、後記するように、ノイズ等の影響を受けない欠陥疵
検出が可能になる。

第１図の構成において、巻戻された鋼板10aがシャー16
方向へ順次搬送される過程で、その表面に設けられてい
る欠陥疵識別用表示24がカメラ12の直下に到達すると、
その表示色と鋼板10aの地色とのコントラストで区別さ
れる表示画像がカメラ12で撮像される。カメラ12は受像
画を光−電変換し、この画像信号をデジタル構成された
画像処理装置14に転送できるように、例えば、８ビット
の並列デジタル信号に変換して出力する。

この映像信号に対し、画像処理装置14は１次元FFT（Fas
t Fourier Transformation:高速フーリエ変換）による
周波数分析を行い、さらに後記するパワースペクトラム
加算処理を行って明瞭なスペクトラムを得、欠陥疵識別
用表示24を塵等と区別して認識する。この認識結果はシ
ャー16の切断指令として用いられると共に、オンライン
でもモニタテレビ（不図示）に画像表示される。切断指
令は鋼板10aの搬送速度及びカメラ12の設置位置とシャ
ー16までの距離ｌとに基づいて、欠陥疵識別用表示24が
シャー16に到達する直前に発せられる。

シャー16は、切断指令を受けるとモータを駆動し、板状
の刃を鋼板10aに向けて瞬間的に急降下させ、欠陥疵識
別用表示24の直前をを板幅方向に切断する。さらに、欠
陥疵識別用表示24が通過した直後に再び切断指令が出さ
れ、欠陥疵識別用表示24の直後を同様に切断する。これ
により、欠陥疵識別用表示24を含む不良品が良品より分
離され、ついで不良品収容部18へ送り出される。切断処
理の終了した良品は、次の不良品が来るまで、仕様に従
った長さにシャー16によって順次切断する。この切断に
よる良品は、順次、良品収容部20へ送り出される。尚、
良品と不良品との供給先を選択するために、シャー16の
後段に行先切換機構（不図示）が設置されている。

次に、第３図及び第４図を用いて画像処理装置14が実行
する処理内容を説明する。

まず、カメラ12によって欠陥疵識別用表示24が映し込ま
れる（S31）。カメラ12は例えば512画素（水平方向）×
512ライン（垂直方向）の読取り能力を有するCCDが用い
られ、この画像領域内に帯状に欠陥疵識別用表示24が映
し込まれている（第４図（イ））。ここで、欠陥疵識別
用表示24が帯状になるのは、鋼板10aが例えば150mpmで
搬送されているのに対し、カメラ12のCCDの読取り速度
が33msecであり、この読取り時間中に鋼板10aが約80mm
移動するために、インクドット間がつながったものとし
て読取られるからである。ただし、鋼板10aの幅方向
は、CCDの読取り方向に対して移動しないので、インク
ドット間は分離した状態で読取られる。この結果、欠陥
疵識別用表示24は複数本の縞として画像化される。

カメラ12で撮像した画像信号は、８ビットの並列デジタ
ル信号に変換されてカメラ12より出力され、画像処理装
置14に高速バス転送される（第３図のS32及び第４図の
（ロ））。

ついで、１次元FFT処理を行うのであるが、これを取込
んだ１画面分の画像信号の全てに対して行うと、処理に
多大の時間を要して欠陥疵表示検出に遅れを生じる。そ
こで、長手方向のインクドット列を1/n（本実施例では1
/4または1/8）に間引きし（第３図のS34及び第４図の
（ハ））、間引きした画像領域についてのみ、１次元FF
T処理を行っている（第３図のS35及び第４図の
（ニ））。1/4に間引きした場合には、前記仕様のCCDに
ついては長手方向の128画素分が対象となり、1/8に間引
きした場合には長手方向の64画素分が対象になる（幅方
向のライン数は何れも512）。この場合、第４図の
（ニ）に示すように、CPUによる１次元FFT処理は、画像
処理装置14内でコーナーターン処理（＝縦／横変換処
理）を行った後、ライン方向から行っている。

このような１次元FFT処理に代えて、例えばスライスレ
ベルにより２値化の後、長さ計算，面積計算を行うレベ
ルスライス方式も考えられるのであるが、次のような理
由により採用に問題がある。

S/N比が低い（2.5〜３程度）。

CCDの電荷蓄積に時間がかかる（0.5秒）ため、通板速
度が早くなるほどS/N比が悪化する。

鋼板地色を特定できないためにレベルの特定ができ
ず、品種毎にスライスレベルを変える必要がある。

このような理由から、レベルスライス方式は正しく２値
化を行えない場合があり、欠陥疵識別用表示24を検出で
きない場合が生じる。しかし、本発明のように、１次元
FFT処理による周波数分析を用いることにより、この処
理結果を用いた以下のような処理が可能となるので、確
実且つ正確に欠陥疵識別用表示24の検出が可能になる。

次に、１次元FFTの結果に対し、パワースペクトラムを
算出する（第３図のS36及び第４図の（ホ））。１次元F
FTは、欠陥疵識別用表示24の縞模様の各々についてなさ
れている。従って、縞の１つ１つの１次元FFT結果につ
いてパワースペクトラムを算出する。ついで、各々のパ
ワースペクトラムを加算する（第３図のS37及び第４図
の（ヘ））。即ち、欠陥疵識別用表示24の幅方向のイン
クドット間隔（＝縞間隔）でスペクトラムが重ね合わせ
られるので、そのレベルはインクドット列（＝縞）以外
のスペクトラムが不変であるのに対して増大する。

この結果、第５図（ａ）に示すように、欠陥疵識別用表
示24が無い場合には直流成分及び低周波成分域にパワー
スペクトラムが集中しているのに対し、欠陥疵識別用24
が有る場合には第５図（ｂ）に示すように、インクドッ
ト間隔に対応した空間周波数ｆ（＝波長／長さ）に集中
したパワースペクトラムが発生する。ここで、空間周波
数ｆは、第６図に示すように、入力画面から求めること
ができる。即ち、 （１ライン当たりのドットマーク数） ＝512/56＝10 １マーク中のドット数＝10 （1mm間隔で10mmとしたため） 従って、 空間周波数ｆ＝10×512/56≒90となる。

また、第７図は空間周波数ｆとパワースペクトラムの関
係を示す特性図である。尚、ここでは200ビット幅にｍ
本のインクドット列がある場合について示している。

第７図より明らかなように、欠陥疵識別用表示24が無い
場合には、空間周波数ｆが小さくなるにつれてパワース
ペクトラムが大きくなる。これは波長の長い領域（低周
波領域）では塵等によるノイズが加算されることに起因
している。一方、欠陥疵識別用表示24が有る場合には、
波長の長い領域（低周波領域）では同一状況であるが、
インクドット間隔に対応した空間周波数ｆの近傍におい
ては、パワースペクトラムが大きくなる。尚、直流成分
及び低周波領域以外のパワースペクトラムの全てを欠陥
疵識別用表示24であるとした場合、或るレベル以上の加
算処理結果の全てのパワースペクトラムのものが疵検出
となってしまうので、しきい値を設けている。

次に、指示帯域のパワースペクトラム加算処理の結果を
表示制御回路あるいはホストコンピュータにデータ転送
し（第３図の38及び第４図の（ト））、疵表示の認識結
果をCRTモニタ等に画像表示する（第３図のS39）。

以上、本発明によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のでは無く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることは言うまでもない。

例えば、欠陥疵識別用表示24はドット状に形成するもの
としたが、長手方向に対してはドットで付記しても連続
線として撮像されるので、最初から板幅方向に一定間隔
を有する複数の縞模様を欠陥疵識別用表示24として付記
してもよい。

［発明の効果］ 以上より明らかな如く、本発明によれば、コイル状の冷
間圧延鋼板の表面に欠陥疵識別用に付記された縦横一定
間隔で、且つ所定面積のドット表示を巻戻しの過程で撮
像する検出手段と、該検出による画像データをドット列
毎にフーリエ変換し、そのスペクトラム強度を順次加算
した結果がドット間隔に相当する周波数領域で一定レベ
ルを超えたものを欠陥疵として認識する画像処理手段と
を設けるようにしたので、欠陥疵表示をユーザー側で効
率的に、且つ正確に自動検出を行うことができる。

また、前記画像処理手段が欠陥疵を認識するのに連動し
て、前記欠陥疵識別用に付記されたドット表示部の鋼板
を切断除去する良品／不良品選別手段を設けることによ
り、欠陥疵の認識に引続いて選別処理が可能になり、省
力化が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の概略構成を示す構成図、
第２図は鋼板製造メーカー側で鋼板に付記される欠陥疵
識別用表示（マーキング）の内容を示す斜視図、第３図
は本発明に係る画像処理装置の処理図内容を示すフロー
チャート、第４図は第３図の処理内容のイメージを示す
説明図、第５図（ａ），（ｂ）は欠陥疵表示の無い場合
と有る場合のパワースペクトラムに出力状況を示す波形
図、第６図は空間周波数の算出方法を示す説明図、第７
図は空間周波数ｆとパワースペクトラム相関を示す特性
図である。 図中． 10:鋼板コイル 10a:鋼板、12:カメラ 14:画像処理装置、16:シャー 18:不良品収容部、20:良品収容部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイル状の冷間圧延鋼板の表面に欠陥疵識
   別用に付記された縦横一定間隔で、且つ所定面積のドッ
   ト表示を巻戻しブランキングラインにて切り板にする過
   程で撮像する欠陥疵識別用表示の検出手段と、該検出手
   段による画像データをドット列毎にフーリエ変換し、そ
   のスペクトラム強度を順次加算した結果がドット間隔に
   相当する周波数領域で一定レベルを超えたものを欠陥疵
   として認識する画像処理手段とを具備することを特徴と
   する鋼板の欠陥疵識別用表示の検出装置。
2. 【請求項２】前記画像処理手段が欠陥疵を認識したのに
   連動して、前記欠陥疵識別用に付記されたドット表示部
   の鋼板を切断除去する良品／不良品選別手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項（１）に記載の鋼板の欠陥疵識別
   用表示の検出装置