JPH0755723A - 表面検査方法及びその実施に使用する装置 - Google Patents

表面検査方法及びその実施に使用する装置

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JPH0755723A
JPH0755723A JP20536293A JP20536293A JPH0755723A JP H0755723 A JPH0755723 A JP H0755723A JP 20536293 A JP20536293 A JP 20536293A JP 20536293 A JP20536293 A JP 20536293A JP H0755723 A JPH0755723 A JP H0755723A
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JP
Japan
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defect
signal
inspected
area ratio
actual area
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Application number
JP20536293A
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English (en)
Inventor
Koichi Yokoyama
廣一 横山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 欠陥と疑似欠陥との区別、及び欠陥形状の判
定が正確に行える表面検査方法及びその実施に使用する
装置を提供する。 【構成】 搬送される被検査材を走査したレーザ光の正
反射成分及び散乱成分とを光学センサ1にて受光し、夫
々フィルタ2,3を通した後、2値化を行う信号処理装
置4,5へ与える。画像処理装置6,7は、信号処理装
置4,5から画像信号を受けて搬送方向及び走査方向の
ヒストグラムを作成し、これらから特徴量を求める。そ
の特徴量として搬送方向の幅,走査方向の幅及び実面積
を求める。これら特徴量から実面積比を算出し、この実
面積比と閾値実面積比とを比較して欠陥判定部8にて欠
陥か否かの判定を行う。そして欠陥であると判定した場
合は、特徴量データを欠陥名・等級判定部9へ与えて欠
陥名・等級の判定を行い、表示装置10にて検査結果を表
示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板等の被検査材の表
面性状を光学的に検査する表面検査方法及びその実施に
使用する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から鋼板等の被検査材の表面検査
は、搬送される被検査材に光を照射し、これによる反射
光又は透過光を受光し、この受光信号を電気信号に変換
して生信号を得、さらにこの生信号から欠陥の特徴量を
算出し、この算出結果に基づいて欠陥の形状,等級の判
定を行うことによって行っている。
【0003】図7は、一般的な従来装置の構成を示すブ
ロック図である。搬送される鋼板等の被検査材(図示せ
ず)表面を、搬送方向に直交する方向にレーザ光で走査
し、被検査材で正反射, 散乱したレーザ光を、光学セン
サ21の正反射成分受光部21a, 散乱成分受光部21b とで
夫々受光する。ここで欠陥性状によっては正反射成分で
顕著に現れるものと散乱成分で顕著に現れるものとがあ
るため、正反射及び散乱したレーザ光を受光している。
そしてこの受光した光を対応する電気信号に変換して生
信号を得る。生信号は鋼板のばたつき,うねり等の影響
を受け易いため、夫々フィルタ22, 23を通過させてこの
影響を除去したフィルタ信号とする。図8(a) は生信号
を示し、図8(b) はこの生信号をフィルタリングしたフ
ィルタ信号を示す図である。
【0004】その後フィルタ信号は夫々信号処理装置2
4, 25へ与えられる。図9(a) は、ある走査で得られた
フィルタ信号を示し、図9(b) はこのフィルタ信号が信
号処理装置24(25)にて量子化された信号を示す。そして
プラスの閾値Th1 及びマイナスの閾値Th2 にて2値化
し、被検査材が搬送されることにより得られる任意の検
査範囲(Nライン走査分)の信号にて、図9(c) に示す
如き2次元的な2値化光学信号画像を得る。図9(c)
は、例えば面状欠陥を検査した場合を示しており、閾値
Th1, Th2を越えた部分を黒く、越えない部分を白く表し
ている。さらに図9(d) に示す如き、2値化光学信号画
像の、搬送方向における黒いマス目の個数分布を示すヒ
ストグラム(以下搬送方向画像という)を求め、このヒ
ストグラムから必要な特徴量(面積,幅等)を算出す
る。図9(d) に示す如く搬送方向画像の搬送方向長さが
搬送方向における欠陥の幅WL を示し、さらに前記検査
範囲内の黒いマス目数の合計にて面積SL が得られる。
信号処理装置24又は信号処理装置25より得られる算出結
果は欠陥判定部26へ入力され、より顕著に現れた方の結
果又は両方の結果に基づいて欠陥名, 等級を判定する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の如
き従来装置におけるフィルタ信号は、被検査材上に存在
する、欠陥とは異なる水,油等の疑似欠陥を検出した信
号を含む場合がある。そしてこのフィルタ信号から得ら
れる面積,長さ等の特徴量に関してのみ判定を行ってい
るので、欠陥と疑似欠陥との区別は困難であった。本発
明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、2値化
した電気信号の、被検査材表面の異なる2方向における
分布から得られる特徴量に基づいて欠陥を判定すること
により、欠陥と疑似欠陥との区別、及び欠陥形状の判定
が正確に行える表面検査方法及びその実施に使用する装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る表面検査方
法は、被検査材の表面に光を照射し、その反射光又は透
過光を受光して電気信号に変換し、該電気信号をフィル
タに通し、さらに2値化して特徴量を算出し、この算出
結果に基づいて欠陥の判定を行う表面検査方法におい
て、所定領域毎に、2値化した前記電気信号の、前記被
検査材表面の異なる2方向における分布を演算し、各方
向の演算結果から所定の特徴量を算出し、該特徴量に基
づいて欠陥判定及び欠陥名,欠陥等級の判定を行うこと
を特徴とする。
【0007】本発明に係る表面検査装置は、被検査材の
表面に光を照射その反射光又は透過光を受光して電気信
号に変換し、該電気信号をフィルタに通し、さらに2値
化して特徴量を算出し、この算出結果に基づいて欠陥の
判定を行う表面検査装置において、所定領域毎に、2値
化した前記電気信号の、前記被検査材表面の異なる2方
向における分布を演算する手段と、各方向の演算結果か
ら所定の特徴量を算出する手段と、該特徴量に基づいて
欠陥判定及び欠陥名,欠陥等級の判定を行う手段とを備
えることを特徴とする。
【0008】
【作用】水,油等の疑似欠陥は表面性状にムラが少なく
略一様であるため、エッジ検出を行うと、欠陥信号は欠
陥のエッジ部に現れやすく、中央部ではあまり現れな
い。一方、割れ,掻傷等の欠陥は表面性状が一様でない
ため、水,油のように欠陥信号は中空にはならない。こ
れに着目し、本発明にあっては、2値化した電気信号
の、被検査材表面の異なる2方向における分布から特徴
量、例えば欠陥の幅及び閾値を越えた欠陥信号部分が存
在する面積を求め、欠陥の長さから実面積を算出し、こ
の実面積と欠陥信号部分が存在する面積との比(以下実
面積比という) をとる。欠陥と疑似欠陥とでは前述の如
く欠陥信号の中空の度合いが異なることにより、この実
面積比が欠陥では小さく疑似欠陥では大きくなる。また
欠陥でもその形状により実面積比は異なる。そこでこの
実面積比と各方向の長さとの関係により欠陥判定を行え
ば、欠陥と疑似欠陥との区別、及び欠陥形状の判定が正
確に行える。
【0009】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は、本発明に係る表面検査装
置の構成を示すブロック図である。図中1は、搬送され
る鋼板等の被検査材(図示せず)表面を、搬送方向に直
交する方向にレーザ光で走査し、被検査材で正反射,散
乱したレーザ光を、光導棒からなる正反射成分受光部1a
と、同じく光導棒からなる散乱成分受光部1bとで夫々受
光し、電気信号に変換して生信号として処理する光学セ
ンサである。光学センサ1で得られる生信号は、フィル
タ2,3へ与えてばたつき,うねり等の影響を除去した
フィルタ信号とし、これらフィルタ信号は夫々信号処理
装置4, 5へ与えるようになしてある。信号処理装置
4, 5では、従来と同様、フィルタ信号を2値化して、
所定回数の走査を行って得られる任意の検査範囲の信号
にて2次元的な2値化光学信号画像を形成し、画像処理
装置6,7へこの画像信号を出力するようになしてあ
る。
【0010】画像処理装置6,7は、前記画像信号を受
けて搬送方向及び走査方向のヒストグラムを作成し、こ
れらから特徴量を求めるものである。そしてこの特徴量
は欠陥判定部8へ与え、欠陥判定部8ではこの特徴量に
基づいて欠陥と疑似欠陥との区別を行うようになしてあ
る。欠陥判定部8は欠陥であると判定すると、前記特徴
量を欠陥名・等級判定部9へ与え、欠陥名・等級判定部
9では前記特徴量に基づいて欠陥名・等級の判定を行
う。欠陥判定部8と欠陥名・等級判定部9とはコンピュ
ータに備え処理を行うようになしてある。さらにこの判
定結果は、表示装置10にて表示するようになっている。
【0011】次に本発明方法の具体例について説明す
る。本発明においては、従来と同様の方法にて信号処理
装置4, 5で得た2値化光学信号画像を、夫々画像処理
装置6,7へ与えて画像処理を行う。図2は画像処理装
置6,7における画像処理を段階的に示す図である。図
2(a) は、図9(c)に示すものと同様、閾値を越えた部
分を黒く、越えない部分を白く表した2値化光学信号画
像であり、図2(b) は、図9(d) に示すものと同様、2
値化光学信号画像の、搬送方向における黒いマス目の個
数分布を示すヒストグラム(以下搬送方向画像という)
である。さらに図2(c) は、2値化光学信号画像の、走
査方向における黒いマス目の個数分布を示すヒストグラ
ム(以下走査方向画像という)である。
【0012】画像処理装置6,7では、図2(b) ,図2
(c) に示すヒストグラムより、その特徴量として搬送方
向の幅WL ,走査方向の幅WW を求め、さらに各方向の
ヒストグラムで表される黒いマス目数の合計である面積
SL,面積SW を求める。これら特徴量から(1)又は
(2)式を使用して、実面積比SRを算出する。 SR=WL ×WW /SL …(1) SR=WL ×WW /SW …(2) 中空部分を含めた欠陥全体の面積は、搬送方向画像及び
走査方向画像から得た欠陥の各方向の最長距離である幅
WL ,WW を使用したWL ×WW の値で表現しており、
実面積比SRは、この値(WL ×WW ) が実面積(SL
又はSW ) の何倍であるかを求めてこの中空の度合いを
表している。そして欠陥判定部8にて、これら幅WL ,
WW 及び実面積比SRの値により欠陥か否かの判定を行
う。
【0013】この判定方法について説明する。水,油は
その分布にムラが少なく略一様であるため、エッジ検出
を行うと、2値化光学信号画像では図3(a) に示す如く
中空となり、一方、同じ面積でも面状欠陥の場合は、欠
陥の分布が一様でないため、図9(c) に示す如く、水,
油のように中空にはならない。また欠陥が線状の場合
は、図3(b) に示す如く生信号,2値化光学信号画像共
に略同形状の線状として表現され、面積SL(又はSW)と
実面積とはあまり変わらない。
【0014】図4は、このような各種欠陥と実面積比と
の関係を示すグラフである。この図においてサンプル番
号1〜12の○は点状欠陥、サンプル番号13〜24の○は線
状欠陥、サンプル番号25〜32の○は面状欠陥を夫々検出
した結果のデータであり、●は水,油を検出したデータ
である。図4に示す如く水,油を検出した実面積比は略
3以上である。これに対し欠陥を検出した実面積比はほ
とんどが2以下、大きくとも4以下である。そして欠陥
が面状のように大きい場合は実面積比は大きく、点状の
ように小さい場合は実面積比も小さくなる傾向がある。
また同様に水,油の形状の大小により実面積比も大小を
示す傾向がある。以上より実面積比閾値は、搬送方向画
像及び走査方向画像から得られる欠陥形状の各方向の幅
に基づいて設定すればよいことが判る。
【0015】このようなデータに基づいて欠陥判定部8
では欠陥の判定を行う。図5は欠陥判定部8で使用する
閾値テーブルであり、図6は欠陥判定部8における処理
を示すフローチャートである。閾値テーブルは搬送方向
画像の幅WL を縦軸に、走査方向画像の幅WW を横軸に
して夫々の値に応じた閾値実面積比を示している。欠陥
判定部8は、画像処理装置6,7からWL ,WW が与え
られると、これらWL,WW に応じた閾値実面積比SRt
hを図5に示す閾値テーブルから選択する(ステップS
1)。そしてこの閾値実面積比SRthと画像処理装置
6,7から得られる実面積比SRとを比較し(ステップ
S2)、SRがSRthより大きい場合は欠陥ではないと
判定する(ステップS3)。またSRがSRthより小さ
い場合は欠陥であると判定して画像処理装置6,7から
得られるデータを欠陥名・等級判定部9へ与え(ステッ
プS4)、欠陥名・等級判定部9では前述の如く欠陥
名,等級を判定する。
【0016】本実施例では、光学センサとしてレーザ方
式のセンサをを使用し、信号処理装置内で任意に設定し
た走査分だけの信号を取り込み、光学信号画像を形成す
る構成としているが、1次元CCDカメラを使用して同
様の効果が得られ、また2次元CCDカメラを使用し
て、カメラで撮影した視野を光学信号画像として処理し
てもよい。これらは、検査する範囲が任意であるか、カ
メラ視野内であるかの違いはあるが、求めた光学信号画
像からの処理内容は同等である。
【0017】なお本実施例では、搬送方向の分布と走査
方向の分布とから演算する特徴量として各方向の幅及び
欠陥信号部分が存在する面積を使用しているが、これら
に限るものではない。またこれら特徴量から算出するも
のは実面積及び実面積比に限るものではない。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明に係る表面検査方法
及びその実施に使用する装置は、2値化した電気信号
の、被検査材表面の異なる2方向の分布から得られる特
徴量を使用し、これに基づいて欠陥判定を行うことによ
り、欠陥と疑似欠陥とを区別することが可能となり、欠
陥形状も正確に判定することができるため、検査精度が
向上する等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る表面検査装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】図1に示す画像処理装置における画像処理を示
す図である。
【図3】本発明装置における各画像を示す模式図であ
る。
【図4】欠陥と実面積比との関係を示すグラフである。
【図5】本実施例で使用する閾値テーブルである。
【図6】図1に示す欠陥判定部における処理手順を示す
フローチャートである。
【図7】従来装置の構成を示すブロック図である。
【図8】生信号及びフィルタ信号を示す図である。
【図9】従来装置における各画像を示す模式図である。
【符号の説明】
1 光学センサ 2,3 フィルタ 4,5 信号処理装置 6,7 画像処理装置 8 欠陥判定部 9 欠陥名・等級判定部 10 表示装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査材の表面に光を照射し、その反射
    光又は透過光を受光して電気信号に変換し、該電気信号
    をフィルタに通し、さらに2値化して特徴量を算出し、
    この算出結果に基づいて欠陥の判定を行う表面検査方法
    において、所定領域毎に、2値化した前記電気信号の、
    前記被検査材表面の異なる2方向における分布を演算
    し、各方向の演算結果から所定の特徴量を算出し、該特
    徴量に基づいて欠陥判定及び欠陥名,欠陥等級の判定を
    行うことを特徴とする表面検査方法。
  2. 【請求項2】 被検査材の表面に光を照射その反射光又
    は透過光を受光して電気信号に変換し、該電気信号をフ
    ィルタに通し、さらに2値化して特徴量を算出し、この
    算出結果に基づいて欠陥の判定を行う表面検査装置にお
    いて、所定領域毎に、2値化した前記電気信号の、前記
    被検査材表面の異なる2方向における分布を演算する手
    段と、各方向の演算結果から所定の特徴量を算出する手
    段と、該特徴量に基づいて欠陥判定及び欠陥名,欠陥等
    級の判定を行う手段とを備えることを特徴とする表面検
    査装置。
JP20536293A 1993-08-19 1993-08-19 表面検査方法及びその実施に使用する装置 Pending JPH0755723A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009287980A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 外観検査装置
WO2013128500A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 日本精工株式会社 ダイカスト製品の強度評価方法及びダイカスト製品
JP2016072206A (ja) * 2014-09-22 2016-05-09 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company 燃料電池スタックの製造装置及び燃料電池スタックの積層検査方法

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