JPH07218410A - 押し込み型硬度測定装置 - Google Patents
押し込み型硬度測定装置Info
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- JPH07218410A JPH07218410A JP6009488A JP948894A JPH07218410A JP H07218410 A JPH07218410 A JP H07218410A JP 6009488 A JP6009488 A JP 6009488A JP 948894 A JP948894 A JP 948894A JP H07218410 A JPH07218410 A JP H07218410A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
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- G01N3/42—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 撮像画像データの処理時間を短縮し、また圧
痕辺が曲線であっても高精度の硬度測定が行われるよう
にすること。 【構成】 ＣＣＤカメラ５により撮像された試験片表面
の撮像画像データを縮小処理し、この縮小画像データか
ら圧痕の角部小領域を特定する角部小領域特定部１７
と、画像メモリ１２に格納された撮像画像データのう
ち、角部小領域特定部１７により特定された角部小領域
に該当する領域の撮像画像データについて画像処理を行
い、圧痕の角部の座標値を算出する角部座標値算出部１
８と、角部座標値算出部１８により算出された角部の座
標値から試験片の硬度を演算する硬度演算部２０とを具
備する。
痕辺が曲線であっても高精度の硬度測定が行われるよう
にすること。 【構成】 ＣＣＤカメラ５により撮像された試験片表面
の撮像画像データを縮小処理し、この縮小画像データか
ら圧痕の角部小領域を特定する角部小領域特定部１７
と、画像メモリ１２に格納された撮像画像データのう
ち、角部小領域特定部１７により特定された角部小領域
に該当する領域の撮像画像データについて画像処理を行
い、圧痕の角部の座標値を算出する角部座標値算出部１
８と、角部座標値算出部１８により算出された角部の座
標値から試験片の硬度を演算する硬度演算部２０とを具
備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、押し込み型硬度測定装
置に関し、特にビッカース硬さ試験法、ヌープ硬さ試験
法などの押し込み式の硬さ試験法に準じた硬度測定をコ
ンピュータによる画像処理によって行う押し込み型硬度
測定装置に関するものである。
置に関し、特にビッカース硬さ試験法、ヌープ硬さ試験
法などの押し込み式の硬さ試験法に準じた硬度測定をコ
ンピュータによる画像処理によって行う押し込み型硬度
測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビッカース硬さ試験法、ヌープ硬さ試験
法など、平面形状が多角形の圧子を試験片の表面に押し
付け、試験片表面に生じる多角形の圧痕の対角線長さよ
り硬度を測定する押し込み式の硬さ試験法はよく知られ
ており、これは金属材料の機械的性質の評価に多く用い
られている。
法など、平面形状が多角形の圧子を試験片の表面に押し
付け、試験片表面に生じる多角形の圧痕の対角線長さよ
り硬度を測定する押し込み式の硬さ試験法はよく知られ
ており、これは金属材料の機械的性質の評価に多く用い
られている。
【０００３】周知のようにビッカース硬さ試験法は、ダ
イヤモンド正四角錘による圧子を使用し、試験片表面に
生じる正四角錘形状の圧痕の二つの対角線長さの平均値
と圧子の試験片に対する押し付け荷重との関係において
硬度を示し、ヌープ硬さ試験法は、ダイヤモンド長四角
錘による圧子を使用し、試験片表面に生じる長四角錘形
状の圧痕の長い方の対角線長さの平均値と圧子の試験片
に対する押し付け荷重との関係において硬度を示す。
イヤモンド正四角錘による圧子を使用し、試験片表面に
生じる正四角錘形状の圧痕の二つの対角線長さの平均値
と圧子の試験片に対する押し付け荷重との関係において
硬度を示し、ヌープ硬さ試験法は、ダイヤモンド長四角
錘による圧子を使用し、試験片表面に生じる長四角錘形
状の圧痕の長い方の対角線長さの平均値と圧子の試験片
に対する押し付け荷重との関係において硬度を示す。
【０００４】このような試験法による硬度測定をコンピ
ュータによる画像処理によって行う押し込み型硬度測定
装置が既に提案されている。この押し込み型硬度測定装
置は、特開平１−３１２４４１号公報に示されているよ
うに、圧子の押し付けにより試験片表面に生じた圧痕を
顕微鏡に接続されたＣＣＤカメラなどの撮像手段により
撮像し、この撮像画像データに対して二値化などの前処
理を行って圧痕の各辺を示す境界（点列データ）を抽出
し、抽出された境界を直線近似変換し、これにより得ら
れる圧痕の各辺に相当する直線の交点を圧痕の角部とし
て圧痕の対角線長さを座標演算により算出し、対角線長
さおよび圧子の押し付け荷重値などに基づいて硬度を算
出する。
ュータによる画像処理によって行う押し込み型硬度測定
装置が既に提案されている。この押し込み型硬度測定装
置は、特開平１−３１２４４１号公報に示されているよ
うに、圧子の押し付けにより試験片表面に生じた圧痕を
顕微鏡に接続されたＣＣＤカメラなどの撮像手段により
撮像し、この撮像画像データに対して二値化などの前処
理を行って圧痕の各辺を示す境界（点列データ）を抽出
し、抽出された境界を直線近似変換し、これにより得ら
れる圧痕の各辺に相当する直線の交点を圧痕の角部とし
て圧痕の対角線長さを座標演算により算出し、対角線長
さおよび圧子の押し付け荷重値などに基づいて硬度を算
出する。
【０００５】また、同様な手法で硬度を演算する従来例
として、材料試験技術 Vol.38 No.1 1993年1月 第７〜
第１２頁の「ビッカース硬さ測定への画像処理の応用」
を挙げることができる。ここには、圧痕の各辺の全長を
用いて直線を近似して角部を算出するものが開示されて
いる。
として、材料試験技術 Vol.38 No.1 1993年1月 第７〜
第１２頁の「ビッカース硬さ測定への画像処理の応用」
を挙げることができる。ここには、圧痕の各辺の全長を
用いて直線を近似して角部を算出するものが開示されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようする課題】従来、上述のような押し
込み型硬度測定装置においては撮像画像データの二値化
などの前処理は、撮像手段により撮像された画像の全撮
像画像データを対象として行われており、このため撮像
画像データの前処理に時間がかかり、これは微細撮像の
ために撮像手段の解像度が高いほど顕著なものになる。
込み型硬度測定装置においては撮像画像データの二値化
などの前処理は、撮像手段により撮像された画像の全撮
像画像データを対象として行われており、このため撮像
画像データの前処理に時間がかかり、これは微細撮像の
ために撮像手段の解像度が高いほど顕著なものになる。
【０００７】圧痕の各辺を示す境界の直線近似変換は、
最小２乗法やハーフ変換などによる直線近似式に従って
圧痕辺の全体あるいは圧痕の角部付近を除いた部分につ
いて行われが、これは試験片に付いた圧痕の輪郭形状が
理想的な四角形で圧痕辺が直線であることを前提として
おり、図５（ａ）、（ｂ）に示されているように、圧痕
辺ｓが内側あるいは外側に湾曲した曲線であると、直線
近似により得られる直線Ｌは実際の圧痕辺ｓに適合せ
ず、この直線Ｌの交点Ｐは圧痕の角部Ａｃより離れた位
置に位置し、この交点Ｐは圧痕の角部Ａｃを正しく指定
しない。このため、圧痕辺が曲線であると、正確な対角
線長さが得られず、正確な硬度測定が行われない。
最小２乗法やハーフ変換などによる直線近似式に従って
圧痕辺の全体あるいは圧痕の角部付近を除いた部分につ
いて行われが、これは試験片に付いた圧痕の輪郭形状が
理想的な四角形で圧痕辺が直線であることを前提として
おり、図５（ａ）、（ｂ）に示されているように、圧痕
辺ｓが内側あるいは外側に湾曲した曲線であると、直線
近似により得られる直線Ｌは実際の圧痕辺ｓに適合せ
ず、この直線Ｌの交点Ｐは圧痕の角部Ａｃより離れた位
置に位置し、この交点Ｐは圧痕の角部Ａｃを正しく指定
しない。このため、圧痕辺が曲線であると、正確な対角
線長さが得られず、正確な硬度測定が行われない。
【０００８】本発明は、撮像画像データの二値化などの
前処理に要する時間を短縮し、また圧痕辺が曲線であっ
ても高精度の硬度測定を行う押し込み型硬度測定装置を
提供することを目的としている。
前処理に要する時間を短縮し、また圧痕辺が曲線であっ
ても高精度の硬度測定を行う押し込み型硬度測定装置を
提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、平面形状が多
角形の圧子を試験片の表面に押し付け、試験片表面に生
じる多角形の圧痕から硬度を測定する押し込み型硬度測
定装置において、圧痕を付けられた試験片表面を撮像す
る撮像手段と、前記撮像手段により撮像された試験片表
面の撮像画像データに基づいて、前記圧痕の角部近傍を
構成する２辺からその角部の座標値を算出し、これらの
値と圧子押し付け荷重値などから前記試験片の硬度を演
算する硬度演算手段とを具備することにより、上述した
目的を達成する。また、圧痕を付けられた試験片表面を
撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された試
験片表面の撮像画像データを格納する画像メモリと、前
記撮像画像データによる試験片表面の画像を縮小処理し
て縮小画像データを生成する画像縮小処理部と、前記縮
小画像データから圧痕の角部小領域を特定する角部小領
域特定部と、前記画像メモリに格納された撮像画像デー
タのうち、前記角部小領域特定部により特定された角部
小領域に該当する領域の撮像画像データについて画像処
理を行い、圧痕の角部の座標値を算出する角部座標値算
出部と、前記角部座標値算出部により算出された角部の
座標値と圧子押し付け荷重値などから前記試験片の硬度
を演算する硬度演算部とを具備することにより、上述し
た目的を達成する。
角形の圧子を試験片の表面に押し付け、試験片表面に生
じる多角形の圧痕から硬度を測定する押し込み型硬度測
定装置において、圧痕を付けられた試験片表面を撮像す
る撮像手段と、前記撮像手段により撮像された試験片表
面の撮像画像データに基づいて、前記圧痕の角部近傍を
構成する２辺からその角部の座標値を算出し、これらの
値と圧子押し付け荷重値などから前記試験片の硬度を演
算する硬度演算手段とを具備することにより、上述した
目的を達成する。また、圧痕を付けられた試験片表面を
撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された試
験片表面の撮像画像データを格納する画像メモリと、前
記撮像画像データによる試験片表面の画像を縮小処理し
て縮小画像データを生成する画像縮小処理部と、前記縮
小画像データから圧痕の角部小領域を特定する角部小領
域特定部と、前記画像メモリに格納された撮像画像デー
タのうち、前記角部小領域特定部により特定された角部
小領域に該当する領域の撮像画像データについて画像処
理を行い、圧痕の角部の座標値を算出する角部座標値算
出部と、前記角部座標値算出部により算出された角部の
座標値と圧子押し付け荷重値などから前記試験片の硬度
を演算する硬度演算部とを具備することにより、上述し
た目的を達成する。
【００１０】
【作用】平面形状が多角形の圧子を試験片の表面に押し
付けることにより試験片表面に生じた多角形の圧痕を含
む試験片表面が撮像手段により撮像され、この撮像によ
り得られる試験片表面の撮像画像データは画像メモリに
格納される。この撮像画像データに基づいて、圧痕の角
部近傍を構成する２辺からその角部の座標値を算出して
荷重値との関係から試験片の硬度を演算する。また、撮
像画像データによる試験片表面の画像は画像縮小処理部
により縮小処理され、画像縮小処理部が生成する縮小画
像データより圧痕の角部小領域を特定し、特定された角
部小領域に該当する画像メモリ内の領域の撮像画像デー
タに基づいて圧痕の角部の座標値を算出する。この圧痕
角部の座標値に基づいて硬度演算部が硬度を演算する。
付けることにより試験片表面に生じた多角形の圧痕を含
む試験片表面が撮像手段により撮像され、この撮像によ
り得られる試験片表面の撮像画像データは画像メモリに
格納される。この撮像画像データに基づいて、圧痕の角
部近傍を構成する２辺からその角部の座標値を算出して
荷重値との関係から試験片の硬度を演算する。また、撮
像画像データによる試験片表面の画像は画像縮小処理部
により縮小処理され、画像縮小処理部が生成する縮小画
像データより圧痕の角部小領域を特定し、特定された角
部小領域に該当する画像メモリ内の領域の撮像画像デー
タに基づいて圧痕の角部の座標値を算出する。この圧痕
角部の座標値に基づいて硬度演算部が硬度を演算する。
【００１１】
【実施例】図１は本発明による押し込み型硬度測定装置
の一実施例を示している。押し込み型硬度測定装置は、
所定荷重をもって正四角錘の圧子１をステージ２上の試
験片Ｔの表面に押し付けるビッカース試験機３と、ビッ
カース試験機３の圧子１が試験片Ｔの表面に押し付られ
たことにより試験片表面に生じる正四角輪郭の圧痕を顕
微鏡４によって拡大撮像するＣＣＤカメラ（撮像手段）
５と、ＣＣＤカメラ５により撮像された試験片表面の画
像データを取り込んで画像処理により硬度（ビッカース
硬さ）を検出するコンピュータによる画像処理装置６と
を有している。
の一実施例を示している。押し込み型硬度測定装置は、
所定荷重をもって正四角錘の圧子１をステージ２上の試
験片Ｔの表面に押し付けるビッカース試験機３と、ビッ
カース試験機３の圧子１が試験片Ｔの表面に押し付られ
たことにより試験片表面に生じる正四角輪郭の圧痕を顕
微鏡４によって拡大撮像するＣＣＤカメラ（撮像手段）
５と、ＣＣＤカメラ５により撮像された試験片表面の画
像データを取り込んで画像処理により硬度（ビッカース
硬さ）を検出するコンピュータによる画像処理装置６と
を有している。
【００１２】図２に示されているように画像処理装置６
は、ＣＣＤカメラ５が出力するアナログ画像信号をディ
ジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１と、Ａ／Ｄ
変換部１１よりのディジタル画像信号、即ち撮像画像デ
ータを格納する画像メモリ１２と、撮像画像縮小処理部
１３と、縮小画像メモリ１４と、平滑化処理部１５と、
二値化処理部１６と、角部小領域特定部１７と、角部座
標値算出部１８と、対角線長さ演算部１９と、硬度演算
出力部２０とを具備している。
は、ＣＣＤカメラ５が出力するアナログ画像信号をディ
ジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１と、Ａ／Ｄ
変換部１１よりのディジタル画像信号、即ち撮像画像デ
ータを格納する画像メモリ１２と、撮像画像縮小処理部
１３と、縮小画像メモリ１４と、平滑化処理部１５と、
二値化処理部１６と、角部小領域特定部１７と、角部座
標値算出部１８と、対角線長さ演算部１９と、硬度演算
出力部２０とを具備している。
【００１３】この場合、試験片表面の圧痕の輪郭形状は
正四角形であり、圧痕の対角線が画像処理装置６におけ
る画像処理座標系（直角座標）の座標軸に整合するよ
う、ＣＣＤカメラ５による試験片表面の撮像姿勢が定め
られており、このことから画像メモリ１２に取り込まれ
る撮像画像データは圧痕の対角線が画像処理座標系の座
標軸に整合したものになる。
正四角形であり、圧痕の対角線が画像処理装置６におけ
る画像処理座標系（直角座標）の座標軸に整合するよ
う、ＣＣＤカメラ５による試験片表面の撮像姿勢が定め
られており、このことから画像メモリ１２に取り込まれ
る撮像画像データは圧痕の対角線が画像処理座標系の座
標軸に整合したものになる。
【００１４】撮像画像縮小処理部１３は撮像画像データ
による試験片表面の画像を縮小処理して縮小画像データ
を生成する。この縮小処理は試験片表面の画像を構成す
る画素を間引くなどして行われ、この縮小処理における
縮小率は１／８程度であってよい。縮小率が１／８であ
ると、縮小画像の画像数は撮像画像データによる原寸画
像の画像数の１／６４になる。図３（ａ）は原寸画像
を、図３（ｂ）は縮小画像を各々例示している。撮像画
像縮小処理部１３が生成する縮小画像データは縮小画像
メモリ１４に格納される。
による試験片表面の画像を縮小処理して縮小画像データ
を生成する。この縮小処理は試験片表面の画像を構成す
る画素を間引くなどして行われ、この縮小処理における
縮小率は１／８程度であってよい。縮小率が１／８であ
ると、縮小画像の画像数は撮像画像データによる原寸画
像の画像数の１／６４になる。図３（ａ）は原寸画像
を、図３（ｂ）は縮小画像を各々例示している。撮像画
像縮小処理部１３が生成する縮小画像データは縮小画像
メモリ１４に格納される。
【００１５】平滑化処理部１５は縮小画像メモリ１４に
格納された縮小画像データのノイズ除去のために縮小画
像データに対して平滑化処理を行い、二値化処理部１６
は平滑化処理後の縮小画像データを所定のしきい値をも
って二値化する。
格納された縮小画像データのノイズ除去のために縮小画
像データに対して平滑化処理を行い、二値化処理部１６
は平滑化処理後の縮小画像データを所定のしきい値をも
って二値化する。
【００１６】角部小領域特定部１７は二値化された縮小
画像データより圧痕Ａの角部小領域を特定する。この角
部小領域特定部１７による角部小領域の特定は、図３
（ｂ）を拡大して示す図４（ａ）に示されているよう
に、圧痕領域内の一点ｐから圧痕境界に属する点であっ
て画像処理座標系の各座標軸方向、ここでは＋Ｘ軸方向
と−Ｘ軸方向と＋Ｙ軸方向と−Ｙ軸方向の各々において
最も離れた位置にある点Ｐｘ1、Ｐｘ2、Ｐｙ1、Ｐｙ2を
抽出する。これら各点を中心にして画像メモリ１２上に
おいて角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2を特定す
る。
画像データより圧痕Ａの角部小領域を特定する。この角
部小領域特定部１７による角部小領域の特定は、図３
（ｂ）を拡大して示す図４（ａ）に示されているよう
に、圧痕領域内の一点ｐから圧痕境界に属する点であっ
て画像処理座標系の各座標軸方向、ここでは＋Ｘ軸方向
と−Ｘ軸方向と＋Ｙ軸方向と−Ｙ軸方向の各々において
最も離れた位置にある点Ｐｘ1、Ｐｘ2、Ｐｙ1、Ｐｙ2を
抽出する。これら各点を中心にして画像メモリ１２上に
おいて角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2を特定す
る。
【００１７】角部座標値算出部１８は、画像メモリ１２
上において、角部小領域特定部１７により特定された角
部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2の撮像画像データ
（図４（ｂ）〜（ｅ））について画像処理を行い、圧痕
Ａの角部の座標値を算出するものであり、角部小領域特
定部１７により特定された各角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、
Ｅｙ1、Ｅｙ2の撮像画像データを二値化する二値化処理
部２１と、二値化された撮像画像データより各角部小領
域について二つの圧痕境界の点列を抽出する境界抽出部
２２と、境界抽出部２２により抽出された各圧痕境界の
点列を最小二乗法、ハフ変換などにより直線近似変換す
る直線近似変換部２３と、直線近似変換部２３による直
線近似変換により各角部小領域について得られる二つの
直線の交点の座標値を検出し、この座標値を角部の座標
値とする交点座標値角部算出部２４とにより構成されて
いる。
上において、角部小領域特定部１７により特定された角
部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2の撮像画像データ
（図４（ｂ）〜（ｅ））について画像処理を行い、圧痕
Ａの角部の座標値を算出するものであり、角部小領域特
定部１７により特定された各角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、
Ｅｙ1、Ｅｙ2の撮像画像データを二値化する二値化処理
部２１と、二値化された撮像画像データより各角部小領
域について二つの圧痕境界の点列を抽出する境界抽出部
２２と、境界抽出部２２により抽出された各圧痕境界の
点列を最小二乗法、ハフ変換などにより直線近似変換す
る直線近似変換部２３と、直線近似変換部２３による直
線近似変換により各角部小領域について得られる二つの
直線の交点の座標値を検出し、この座標値を角部の座標
値とする交点座標値角部算出部２４とにより構成されて
いる。
【００１８】この場合、二値化処理部２１における二値
化のしきい値は、試験片照明むらや、試験片の表面研磨
むらなどに起因する各小領域における画像濃度のばらつ
きに応じて各角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2毎
に個別に最適値に設定される。しきい値は手動で行った
り、各小領域の濃度を自動的に判別して自動設定するよ
うに構成してもよい。したがって、試験片照明むらなど
に起因して各小角部領域において画像濃度にばらつきが
あっても、このしきい値の調整により対応でき、予め画
像全体にシューテイングなどの補正をかける必要がなく
なる。
化のしきい値は、試験片照明むらや、試験片の表面研磨
むらなどに起因する各小領域における画像濃度のばらつ
きに応じて各角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2毎
に個別に最適値に設定される。しきい値は手動で行った
り、各小領域の濃度を自動的に判別して自動設定するよ
うに構成してもよい。したがって、試験片照明むらなど
に起因して各小角部領域において画像濃度にばらつきが
あっても、このしきい値の調整により対応でき、予め画
像全体にシューテイングなどの補正をかける必要がなく
なる。
【００１９】対角線長さ演算部１９は角部座標値算出部
１８により算出された角部の座標値より圧痕Ａの対角線
長さを算出する。硬度演算出力部２０は対角線長さ演算
部１９により算出された圧痕の対角線長さや圧子の押し
付け荷重値に基づいて硬度を演算し、演算結果を出力す
る。
１８により算出された角部の座標値より圧痕Ａの対角線
長さを算出する。硬度演算出力部２０は対角線長さ演算
部１９により算出された圧痕の対角線長さや圧子の押し
付け荷重値に基づいて硬度を演算し、演算結果を出力す
る。
【００２０】つぎに上述の構成による押し込み型硬度測
定装置の動作順序について説明する。 （１）まずビッカース試験機３のステージ２上に載置し
た試験片Ｔに圧子１を所定の荷重をもって押し付ける。
これにより試験片Ｔの表面に圧子１による正四角形の輪
郭による圧痕が付く。 （２）試験片Ｔの表面に付いた圧痕を顕微鏡４によって
拡大し、それをＣＣＤカメラ５により撮像する。 （３）ＣＣＤカメラ５が出力するアナログ画像信号をＡ
／Ｄ変換部１１によりディジタル画像信号による撮像画
像データに変換し、これを画像メモリ１２に取り込む。
図３（ａ）はこの撮像画像データによる原寸画像例を示
している。
定装置の動作順序について説明する。 （１）まずビッカース試験機３のステージ２上に載置し
た試験片Ｔに圧子１を所定の荷重をもって押し付ける。
これにより試験片Ｔの表面に圧子１による正四角形の輪
郭による圧痕が付く。 （２）試験片Ｔの表面に付いた圧痕を顕微鏡４によって
拡大し、それをＣＣＤカメラ５により撮像する。 （３）ＣＣＤカメラ５が出力するアナログ画像信号をＡ
／Ｄ変換部１１によりディジタル画像信号による撮像画
像データに変換し、これを画像メモリ１２に取り込む。
図３（ａ）はこの撮像画像データによる原寸画像例を示
している。
【００２１】（４）また（３）項のデータ取り込みに並
行してＡ／Ｄ変換部１１よりの撮像画像データによる試
験片表面の画像（原寸画像）を画像縮小処理部１３によ
り縮小処理し、これにより得られる縮小画像データを縮
小画像メモリ１４に取り込む。 （５）縮小画像メモリ１４に取り込んだ縮小画像データ
を平滑化処理部１５により平滑化処理し、そして二値化
処理部１６により二値化する。この二値化により図３
（ｂ）に示されているように、撮像対象物である圧痕Ａ
とその他の部分（背景）Ｂとが分離され、圧痕Ａの各片
がなす境界Ｃが明確になる。
行してＡ／Ｄ変換部１１よりの撮像画像データによる試
験片表面の画像（原寸画像）を画像縮小処理部１３によ
り縮小処理し、これにより得られる縮小画像データを縮
小画像メモリ１４に取り込む。 （５）縮小画像メモリ１４に取り込んだ縮小画像データ
を平滑化処理部１５により平滑化処理し、そして二値化
処理部１６により二値化する。この二値化により図３
（ｂ）に示されているように、撮像対象物である圧痕Ａ
とその他の部分（背景）Ｂとが分離され、圧痕Ａの各片
がなす境界Ｃが明確になる。
【００２２】（６）次に二値化された縮小画像データに
基づいて画像メモリ１２上の圧痕Ａの角部小領域を角部
小領域特定部１７により特定する。この圧痕Ａの角部小
領域の特定は、図４（ａ）に示されているように、圧痕
Ａの領域内の任意の一点ｐから圧痕境界に属する点であ
って画像処理座標系の各座標軸方向、即ち＋Ｘ軸方向と
−Ｘ軸方向と＋Ｙ軸方向と−Ｙ軸方向の各々において最
も離れた位置にある点Ｐｘ1、Ｐｘ2、Ｐｙ1、Ｐｙ2を抽
出し、これら各点を中心した正方形状の角部小領域Ｅｘ
1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2を画像メモリ１２上の座標値と
して設定することにより行う。
基づいて画像メモリ１２上の圧痕Ａの角部小領域を角部
小領域特定部１７により特定する。この圧痕Ａの角部小
領域の特定は、図４（ａ）に示されているように、圧痕
Ａの領域内の任意の一点ｐから圧痕境界に属する点であ
って画像処理座標系の各座標軸方向、即ち＋Ｘ軸方向と
−Ｘ軸方向と＋Ｙ軸方向と−Ｙ軸方向の各々において最
も離れた位置にある点Ｐｘ1、Ｐｘ2、Ｐｙ1、Ｐｙ2を抽
出し、これら各点を中心した正方形状の角部小領域Ｅｘ
1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2を画像メモリ１２上の座標値と
して設定することにより行う。
【００２３】（７）次に画像メモリ１２に取り込んだ撮
像画像データのうち、角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ
1、Ｅｙ2の撮像画像データについて画像処理を行い、圧
痕の角部の座標値を算出する。この圧痕角部の座標値算
出は、まず画像メモリ１２上の各角部小領域Ｅｘ1、Ｅ
ｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2の撮像画像データを二値化処理部２
１にて二値化し、二値化した撮像画像データより各角部
小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2について二つの圧痕
境界の点列を境界抽出部２２により抽出する。次に抽出
した各圧痕境界の点列を直線近似変換部２３にて最小二
乗法、ハフ変換などにより直線近似変換し、この直線近
似変換により図４（ｂ）〜（ｅ）に示されているよう
に、各角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2について
二つの直線Ｌ1−Ｌ2、Ｌ3−Ｌ4、Ｌ5−Ｌ6、Ｌ7−Ｌ8を
算出し、その各組の二つの直線の交点Ｐ1〜Ｐ4の各々の
座標値（ｘ，ｙ）を交点座標値算出部２４によって算出
し、これを圧痕Ａの各角部の座標値とする。
像画像データのうち、角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ
1、Ｅｙ2の撮像画像データについて画像処理を行い、圧
痕の角部の座標値を算出する。この圧痕角部の座標値算
出は、まず画像メモリ１２上の各角部小領域Ｅｘ1、Ｅ
ｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2の撮像画像データを二値化処理部２
１にて二値化し、二値化した撮像画像データより各角部
小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2について二つの圧痕
境界の点列を境界抽出部２２により抽出する。次に抽出
した各圧痕境界の点列を直線近似変換部２３にて最小二
乗法、ハフ変換などにより直線近似変換し、この直線近
似変換により図４（ｂ）〜（ｅ）に示されているよう
に、各角部小領域Ｅｘ1、Ｅｘ2、Ｅｙ1、Ｅｙ2について
二つの直線Ｌ1−Ｌ2、Ｌ3−Ｌ4、Ｌ5−Ｌ6、Ｌ7−Ｌ8を
算出し、その各組の二つの直線の交点Ｐ1〜Ｐ4の各々の
座標値（ｘ，ｙ）を交点座標値算出部２４によって算出
し、これを圧痕Ａの各角部の座標値とする。
【００２４】（８）この各角部の座標値（ｘ，ｙ）より
圧痕Ａの対角線長を対角線長さ演算部１９により算出
し、硬度演算出力部２０にてその対角線に基づいて硬度
を演算し、演算結果を出力する。
圧痕Ａの対角線長を対角線長さ演算部１９により算出
し、硬度演算出力部２０にてその対角線に基づいて硬度
を演算し、演算結果を出力する。
【００２５】なお、上述の実施例はビッカース硬さ試験
法によるものであるが、本発明による押し込み型硬度測
定装置はこれに限定されることはなく、ヌープ硬さ試験
法、その他、これら硬さ試験法と等価の圧子押し込み方
式の硬さ試験法にて同様に適用されるものである。
法によるものであるが、本発明による押し込み型硬度測
定装置はこれに限定されることはなく、ヌープ硬さ試験
法、その他、これら硬さ試験法と等価の圧子押し込み方
式の硬さ試験法にて同様に適用されるものである。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る押し込み型硬度測定装置によれば、圧痕の角部近傍を
構成する２辺からその角部の座標値を算出して試験片の
硬度を演算するようにしたから、従来のように圧痕を形
成する全ての辺全体を用いたり、あるいはそれらの辺の
角部を除いた部分から角部の座標値を求める場合に比べ
て、測定精度が向上する。また、圧痕の角部が存在する
領域を縮小画像にて小領域絞り込み、小領域についての
み原寸画像のデータによって角部座標値算出のための詳
細な画像処理が行われるから、その原寸画像の全データ
に関して詳細な画像処理が行われる場合に比して画像処
理時間が短縮され、またこの画像処理を実行するコンピ
ュータの負荷が軽減される。
る押し込み型硬度測定装置によれば、圧痕の角部近傍を
構成する２辺からその角部の座標値を算出して試験片の
硬度を演算するようにしたから、従来のように圧痕を形
成する全ての辺全体を用いたり、あるいはそれらの辺の
角部を除いた部分から角部の座標値を求める場合に比べ
て、測定精度が向上する。また、圧痕の角部が存在する
領域を縮小画像にて小領域絞り込み、小領域についての
み原寸画像のデータによって角部座標値算出のための詳
細な画像処理が行われるから、その原寸画像の全データ
に関して詳細な画像処理が行われる場合に比して画像処
理時間が短縮され、またこの画像処理を実行するコンピ
ュータの負荷が軽減される。
【図１】本発明による押し込み型硬度測定装置の一実施
例を示す全体構成図。
例を示す全体構成図。
【図２】本発明による押し込み型硬度測定装置の画像処
理装置の一実施例を示すブロック線図。
理装置の一実施例を示すブロック線図。
【図３】（ａ）は画像メモリ１２の原寸画像データを示
す図、（ｂ）は縮小画像データを示す図。
す図、（ｂ）は縮小画像データを示す図。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は本発明による押し込み型硬度
測定装置における画像処理手順を示す説明図。
測定装置における画像処理手順を示す説明図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は各々従来の押し込み型硬度測
定装置における圧痕角部検出誤差発生メカニズムを示す
説明図。
定装置における圧痕角部検出誤差発生メカニズムを示す
説明図。
３ ビッカース試験機 ５ ＣＣＤカメラ ６ 画像処理装置 １２ 画像メモリ １３ 撮像画像縮小処理部 １４ 縮小画像メモリ １６ 二値化処理部 １７ 角部小領域特定部 １８ 角部座標値算出部 １９ 対角線長さ演算部 ２０ 硬度演算出力部 ２１ 二値化処理部 ２２ 境界抽出部 ２３ 直線近似変換部 ２４ 交点座標値角部算出部
Claims (2)
- 【請求項１】 平面形状が多角形の圧子を試験片の表面
に押し付け、試験片表面に生じる多角形の圧痕から硬度
を測定する押し込み型硬度測定装置において、圧痕を付
けられた試験片表面を撮像する撮像手段と、前記撮像手
段により撮像された試験片表面の撮像画像データに基づ
いて、前記圧痕の角部近傍を構成する２辺からその角部
の座標値を算出し、これらの値と圧子押し付け荷重値な
どに基づいて前記試験片の硬度を演算する硬度演算手段
とを具備することを特徴とする押し込み型硬度測定装
置。 - 【請求項２】 平面形状が多角形の圧子を試験片の表面
に押し付け、試験片表面に生じる多角形の圧痕から硬度
を測定する押し込み型硬度測定装置において、圧痕を付
けられた試験片表面を撮像する撮像手段と、前記撮像手
段により撮像された試験片表面の撮像画像データを格納
する画像メモリと、前記撮像画像データによる試験片表
面の画像を縮小処理して縮小画像データを生成する画像
縮小処理部と、前記縮小画像データから圧痕の角部小領
域を特定する角部小領域特定部と、前記画像メモリに格
納された撮像画像データのうち、前記角部小領域特定部
により特定された角部小領域に該当する領域の撮像画像
データについて画像処理を行い、圧痕の角部の座標値を
算出する角部座標値算出部と、前記角部座標値算出部に
より算出された角部の座標値とこれらの値と圧子押し付
け荷重値などに基づいて前記試験片の硬度を演算する硬
度演算部とを具備することを特徴とする押し込み型硬度
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009488A JP2776234B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 押し込み型硬度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009488A JP2776234B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 押し込み型硬度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218410A true JPH07218410A (ja) | 1995-08-18 |
| JP2776234B2 JP2776234B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=11721624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6009488A Expired - Lifetime JP2776234B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 押し込み型硬度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2776234B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008190900A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Mitsutoyo Corp | 硬さ試験機 |
| EP2570793A2 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-20 | Mitutoyo Corporation | Hardness tester and hardness test method |
| CN103123313A (zh) * | 2011-11-17 | 2013-05-29 | 株式会社三丰 | 硬度计和硬度测试方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5742838A (en) * | 1980-08-27 | 1982-03-10 | Komatsu Ltd | Microhardness meter |
| JPH0392745A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Nippon Steel Corp | 押込型硬度計 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP6009488A patent/JP2776234B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5742838A (en) * | 1980-08-27 | 1982-03-10 | Komatsu Ltd | Microhardness meter |
| JPH0392745A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Nippon Steel Corp | 押込型硬度計 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008190900A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Mitsutoyo Corp | 硬さ試験機 |
| EP2570793A2 (en) | 2011-09-15 | 2013-03-20 | Mitutoyo Corporation | Hardness tester and hardness test method |
| US20130068001A1 (en) * | 2011-09-15 | 2013-03-21 | Mitutoyo Corporation | Hardness tester and hardness test method |
| CN102998193A (zh) * | 2011-09-15 | 2013-03-27 | 株式会社三丰 | 硬度计和硬度测试方法 |
| US9146185B2 (en) | 2011-09-15 | 2015-09-29 | Mitutoyo Corporation | Hardness tester and hardness test method |
| CN103123313A (zh) * | 2011-11-17 | 2013-05-29 | 株式会社三丰 | 硬度计和硬度测试方法 |
| US9003871B2 (en) | 2011-11-17 | 2015-04-14 | Mitutoyo Corporation | Hardness tester and hardness test method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2776234B2 (ja) | 1998-07-16 |
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