JPH0933230A

JPH0933230A - 円形状検査対象物の形状検査方法及びそれに用いる形状検査装置

Info

Publication number: JPH0933230A
Application number: JP18749595A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Yamada; 典彦山田; Keiji Taniguchi; 谷口　　慶治
Original assignee: TOUDOU KOGYO KK
Current assignee: TOUDOU KOGYO KK
Priority date: 1995-07-24
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】円形の検査対象物であるシールド板の形状検
査を容易に行えるようにする。【解決手段】カメラからの画像をデジタル化した画像
データ５′から切り出した検査対象物の画像データ２′
を構成する画素の座標系を一度ｒθ極座標系に変換した
後、ｒθ直交座標系に展開して得られる画像データ２″
に対して測定を行う画像処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理を用いる
ことにより円形状検査対象物の形状検査を行う方法及び
それに用いる形状検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像処理装置は人間の視覚を代行する機
能として早くから研究開発が進められてきたが、最近に
なってようやく実用化されつつある。これは、画像処理
のアルゴリズムの開発の進展ともに、画像処理を行うハ
ードウエアの処理能力の向上によるところが大きい。画
像処理装置は人間の視覚を代行するものであるという観
点から見れば非常に広い応用分野が考えられるが、処理
結果の信頼性の点から、現在、実際に実用化されている
分野は極めて限られている。特に処理結果の信頼性の点
から最も難しいとされている分野の一つである目視検査
を上記画像処理装置を用いて行える形状検査装置があれ
ば、従来、部品の形状検査を目視による全数検査により
行っていた場合に比べれば、処理能力の向上、人件費の
削減等による大幅なコスト低減が可能になる。この目視
検査を行う形状検査装置として、実用化されている例
に、正常加工品の画像データの面積と、検査対象物の画
像データの面積とを比較して、変形等を検出する方法が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法を、円形、特にドーナツ型の検査対象物の形状検査
に応用する場合に、部分的な画像データを処理するか、
全体的な画像データを処理するかの方法が考えられる
が、部分的な画像を処理する方法により検査を行う場合
には、１つの検査対象物に対して何度も画像取り込みを
行わなければならず、画像処理装置の構成が複雑になっ
たり、検査のための時間が長くかかったりして、検査効
率が悪くなる。一方、全体像を捉えて処理すれば検査に
かかる時間も少なく効率はよくなるが、その場合、検査
対象物がドーナツ型であるために領域を指定することが
困難であったり、一般に適用されている正方格子状のサ
ンプリングから得られた画素を有する画像データに対し
て画像処理を行おうとしても、中心点からの距離の計算
が複雑になるため、計算にかかる時間が膨大となり、迅
速な検査が行えず、やはり検査効率が悪くなるという問
題点を生じる。

【０００４】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、円形状検査対象物の形状
検査を容易に行うことができる形状検査方法及びそれに
用いる形状検査装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の円
形状検査対象物の形状検査方法は、上記の課題を解決す
るために、カメラ等から入力される画像データをデジタ
ル変換することにより、直交座標系上に得られる第１の
デジタル画像データを構成する第１の画素の明度レベル
の分布を、極座標系に座標変換するとともに直交座標系
に展開して得られる第２のデジタル画像データを構成す
る第２の画素の明度レベルの分布を用いて形状検査を行
うことを特徴としている。上記の構成により、直接得ら
れる円形の画像データの形状では、必要とする検査内容
によって取り扱いが困難な場合でも、極座標変換後の直
交座標展開によって円形状検査対象物のを帯状の画像デ
ータに変換することにより、以降の画像処理を簡単に行
うことができる。特に、検査基準として帯状の幅という
１つの基準をとれば、円形状検査対象物の円周角上の位
置による形状検査のバラツキを小さくすることができ、
また、円形状検査対象物の全体を同時に検査することが
可能となるので、円形状検査対象物の形状検査が容易に
行える。

【０００６】請求項２記載の発明の円形状検査対象物の
形状検査方法は、上記の課題を解決するために、請求項
１の構成に加えて、第１のデジタル画像データから第２
のデジタル画像データに変換する際に、第２の画素のア
ドレスに変換される第１のデジタル画像データのアドレ
スの明度レベルを、上記第１のデジタル画像データのア
ドレスを囲む位置にある第１の画素の明度レベルを補間
して求めるとともに、求められた第１のデジタル画像デ
ータのアドレスにおける明度レベルを上記第２の画素の
明度レベルとすることを特徴としている。上記の構成に
より、座標系の変換時に変換元と変換先の画素のアドレ
スが一致しない場合でも、補間により変換先における明
度レベルが得られるので、簡単な画像処理の手法を用い
て円形状検査対象物の形状検査が行える。

【０００７】請求項３記載の発明の円形状検査対象物の
形状検査装置は、上記の課題を解決するために、カメラ
等により撮像された検査対象物の画像データを入力する
画像入力端子と、この画像データをデジタル画像データ
に変換するＡ／Ｄ信号変換手段と、上記デジタル画像デ
ータを構成する画素の明度レベルを画素データとして記
憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された画素データに
基づいて検査対象物の形状検査を行う判定部と、上記検
査結果を出力する出力端子とを有しており、入力された
画像の明度レベルの分布から円形状検査対象物の形状検
査装置において、第１のデジタル画像データを直交座標
系から極座標系に変換するとともに、この極座標系を直
交座標系に展開することにより第２のデジタル画像デー
タに変換する座標変換手段が設けられる一方、上記記憶
手段にはＡ／Ｄ信号変換手段から出力される第１のデジ
タル画像データ上の第１の画素の明度レベルを画素デー
タとして記憶する画像メモリと、該座標変換手段によっ
て第１の画素の明度レベルから変換された第２の画素の
明度レベルを記憶する変換画像メモリとが設けられてお
り、第２の画素からなる第２のデジタル画像データに基
づいて形状検査を行うことを特徴としている。上記の構
成により、画像処理時に扱う画像データを、取り扱いの
簡単な形状に変換することができるので、画像処理のた
めの時間を短縮することができ、形状検査にかかる時間
を短くすることができる。また、円形の検査対象物から
得られた画像データを帯状の画像データに変換すること
ができるので、形状検査を容易に行うことができる。

【０００８】請求項４記載の発明の円形状検査対象物の
形状検査装置は、上記の課題を解決するために、請求項
３記載の構成に加えて、上記座標変換手段が、第２の画
素のアドレスβに変換される第１のデジタル画像データ
上のアドレスαを囲む第１の画素の明度レベルを補間し
て得られたアドレスαの明度レベルを、第２の画素のア
ドレスβの明度レベルとして変換画像メモリに出力する
ことを特徴としている。上記の構成により、変換元の座
標系の画素のアドレスβが変換先の座標系の画素のアド
レス位置と一致していなくても、変換先の画素の明度レ
ベルを求めることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図１８に基づいて説明すれば、以下のとおりで
ある。

【００１０】本発明に係る形状検査装置は、ドーナツ型
の検査対象物の形状検査を行うものであり、以下で説明
する形状検査装置は、シールドベアリングのシールド板
の形状検査を行うべく検査システムを構成している。こ
の検査システムの外観は、図２（ａ）に示すように、画
像フレーム５内に位置するように載置した検査対象物２
をカメラ１により走査して、得られた画像データ５′
（図２（ｂ））を画像処理装置４に取り込んで画像処理
を行い、判定結果をモニタ３に表示させるもので、一般
に知られる画像処理システムの構成と同様であるが、本
発明では得られた画像の処理方法に特徴があり、特にド
ーナツ型の検査対象物の形状検査が容易に行えるものと
されている。

【００１１】以下、画像処理装置４の構成及びその処理
手順について説明する。本発明の画像処理装置４は、図
３に示すように、画像入力端子１１と、Ａ／Ｄ変換器１
２と、明度計数部１３と、画像メモリ１４と、座標変換
部１５と、変換範囲設定部１６と、変換画像メモリ１７
と、判定部１８と、出力端子１９とを備えている。

【００１２】上記構成においてカメラ１から走査によっ
て得られたアナログ画像データが画像入力端子１１を介
してＡ／Ｄ変換器１２に入力される。Ａ／Ｄ変換器１２
ではこのアナログ画像データが、変換する画素数に応じ
て標本化される。そして、標本化された画像データは明
度計数部１３で、２５６階調の明度レベルに量子化され
たデジタル画像データに変換されるとともに、明度レベ
ルごとに出現頻度を計数して明度ヒストグラムが作成さ
れる。上記においてカメラ１が、ＣＣＤカメラ等のよう
に標本化されたデジタルデータを出力するものである場
合には、入力された画像データが直接明度計数部１３に
出力可能なようにＡ／Ｄ変換器１２内には図示しないバ
イパス回路が設けられている。もちろん、別の画像入力
端子を設けて直接明度計数部１３に入力されるようにし
てもよい。そして、上記で得られた各画素ごとの明度レ
ベルのデータは、それぞれの画素のアドレスに対応させ
て画像メモリ１４内に記憶される。なお、以下、画像デ
ータと記述するときは断らないかぎりデジタル画像デー
タのことを意味する。

【００１３】次の座標変換部１５は、後述の判定部１８
における処理を容易にするための座標変換を行う目的で
設けられており、ここでは、直交座標系上の画像データ
を極座標系に変換し、これをさらに直交座標系上に展開
することにより、ドーナツ状の画像データを帯状の画像
データに変換している。そのために、画像データにおけ
る検査対象物の画像データ２′の中心を求める必要があ
り、以下のように求めている。図４に示すように、画像
データ５′内における背景の明度レベルと検査対象物の
画像データ２′の明度レベルとは異なるので、画像デー
タ５′の中心からｘ軸上の正負方向に最初に現れる画像
データ２′の明度レベルを有する２点の画素のｘ軸のア
ドレスx₁・x₂間の中点x₀と、ｙ軸の正負方向に最初に現
れる画像データ２′の明度レベルを有する２点の画素の
ｙ軸のアドレスy₁・y₂間の中点y₀とを採れば、検査対象
物２の中心O(x₀,y₀)を求めることができる。

【００１４】上記の方法は、本検査システムで検査対象
としているシールド板のように、同心円形状であって、
かつ、検査対象物２の中央部に円形孔を有していること
が必要である。逆に言えば、同心状のドーナツ形状をし
ており、かつ、検査時に円形孔の内部に画像フレーム５
の中心が位置していれば検査対象物の中心を求めること
ができるので、画像フレーム５内における検査対象物２
の位置はあまり厳密にする必要はない。

【００１５】座標変換部１５では、さらに、上記で得ら
れた画像データ２′における検査対象物の中心を原点と
して、図１（ａ）に示すように、上記のO(x₀,y₀)を中心
とするｘｙ直交座標系をｒθ極座標系に変換する。ドー
ナツ型の検査対象物の場合には、画像データ５′内の全
ての画素データを変換する必要はなく、必要な部分だけ
を変換すればよいので、ここでは中心からの距離によ
り、検査対象物を含む範囲のドーナツ状に変換範囲を限
定している。図１（ａ）ではｒ₁からｒ₄までの範囲を
変換範囲として設定しているが、この値は検査対象物の
大きさによって変更する必要があり、この変換範囲を設
定するのが変換範囲設定部１６である。これをｒθ直交
座標系に展開すれば図１（ｂ）に示す帯状の画像データ
２″が得られる。

【００１６】上記の座標変換においては、明度レベルの
分布を展開することが重要であるが、変換前のｘｙ直交
座標系と展開後のｒθ直交座標系において、いずれも正
方格子状の画素配置を有しているとすれば、単に座標を
変換させるだけで、ｘｙ直交座標系の画素のアドレスと
ｒθ直交座標系における画素のアドレスとが一致すると
は限らず、ｒθ直交座標系における画素の明度レベルは
得られない。具体的に言えば、変換後のｒθ直交座標系
におけるアドレスC(r₃, θ₃)の画素に位置するように変
換されるｘｙ直交座標系におけるアドレスB(x₃,y₃)=(r₃
・cos θ₃,r₃・sin θ₃)の位置には画素が必ず存在して
いるとは言えない（上記のように、直交座標系を極座標
系に変換した後、直交座標系に展開した場合はそのほと
んどの画素のアドレスに対して同じことが言える。）。

【００１７】そこで、アドレスＢを囲む周辺の画素の明
度レベルからアドレスＢの明度レベルを線形補間法によ
り求めて、得られた明度レベルをアドレスＣの画素の明
度レベルとして変換画像メモリ１７に記憶させればよ
い。

【００１８】上記における線形補間法の一例を図５に基
づいて説明する。画素の配列が正方格子状であるとした
場合、図５に示すように、上記アドレスB(x₃,y₃)近傍の
４点の画素のアドレスは、x₄≦x₃≦x₅、y₄≦y₃≦y₅であ
るE(x₄,y₄),F(x₅,y₄),G(x₄,y₅),H(x₅,y₅) となる。

【００１９】そして、変換前のxy座標系における任意の
点(x,y) における明度レベルがd(x,y)で表され、また、
x₃がx₄とx₅との間をp:1-p に分割する位置にあり、y₃が
y₄とy₅との間をp:1-p に分割する位置にあるとすれば、
アドレスB(x₃,y₃)における明度レベルd(x₃,y₃)は、次の
式で表すことができる。 d(x₃,y₃)=(1-q)((1-p)*d(x₄,y₄)+p*d(x₅,y₄))+q((1-p)*
d(x₄,y₅)+p*d(x₅,y₅)) 上記の式で得られた明度レベルd(x₃,y₃)を変換後のアド
レスＣの明度レベルとする。

【００２０】続いて、判定部１８では、変換画像メモリ
１７において記憶された画像をもとに形状検査を行い、
判定結果を判定データとして出力端子１９から出力す
る。この判定データはモニタ３に表示させるだけでな
く、異常が発見された部分の加工を行った加工機械の制
御装置にフィードバックさせて、この加工機械を停止さ
せるなどの異常処理制御を行わせる等すれば、容易に自
動化が行える。また、前記の明度計数部１３で得られた
明度ヒストグラムは、この判定部１８で２値化処理等を
行う際の閾値を判定する目的で使用される。

【００２１】次に、上記判定部１８における処理手順を
説明するが、この処理手順は検査対象物に対して行おう
としている形状検査の種類によって異なるので、ここで
は、シールドベアリングのシールド板を例に挙げて、こ
の製造時に生じる欠陥の状態を図示するとともに、その
欠陥に応じた判定部１８の処理も含めて説明を行うこと
にする。

【００２２】上記のシールド板は、ベアリングの防塵の
ために設けられているもので、通常、プレス加工により
作成されており、正常加工品とされたシールド板２０の
場合、図６（ａ)(ｂ）に示す形状を有している。なお、
各部はそれぞれ、バール２０ａ、カール２０ｂ、ブラン
ク２０ｃ、節２０ｄ、刻印面２０ｅと呼ばれている。

【００２３】そして、シールド板の代表的な欠陥とし
て、内径バール未加工、カール潰れ、ブランク欠
け、カミコミ傷が挙げられるが、以下、それぞれの欠
陥の検出方法の詳細について述べる。

【００２４】内径バール未加工図７に示したシールド板２１のように、本来、プレスに
より曲げ加工が施され、バール２１ａ₁が形成されるべ
きところを、プレス機の何らかの異常により、内径部分
２１ａ₂に曲げ加工が入らずバール２１ａ₁が形成され
ない状態でプレス工程が終了したものを内径バール未加
工と呼んでいる。

【００２５】図８（ａ）に示すように、内径バール未加
工のシールド板２１を撮影した場合に得られる画像デー
タ２１′は、正規加工品の画像データ２０′と比べて内
径穴の直径が小さくなっている。従って、内径バール未
加工の欠陥を検出するために、正規加工品における幅h₁
を設定しておいて、検査対象物から得られた幅h₁′と比
較すればよい。比較の結果、h₁＜h₁′であれば内径バー
ル未加工であると判断できる。

【００２６】しかし、極座標状態では、上記の比較を行
うことが困難なため、前記したように同図（ｂ）に示す
直交座標系に予め展開しておく。そうすれば、図のｒ軸
方向の幅に存在する画素の明度レベルをチェックするこ
とにより、幅h₁′の測定が容易に行えるようになる。

【００２７】以下、内径バール未加工の場合の判定部１
８における処理手順を図８及び図９を用いて説明する。

【００２８】まず、上記したように座標変換部で極座標
系に変換された画像データが判定部１８に入力されると
（Ｓ１）、この画像データは図８（ｂ）に示すような直
交座標系に展開される（Ｓ２）。展開された画像データ
に対して、θ＝０°（図８（ｂ）における左端）の位置
における画素列の上下（ｒ軸方向）から調べていき、背
景の明度レベルから、最初に検査対象物の画像データ２
１″の明度レベルに変化したときのｒ座標の相対的な位
置の差を幅として計測する（Ｓ３）。そして、予め設定
された正規加工品の幅h₁に対する測定幅h₁′の大小を調
べる（Ｓ４）。その結果、測定幅h₁′＞正規幅h₁であれ
ば、このシールド板が内径バール未加工という欠陥に対
して不良品であると判断され、Ｓ５で判定不良が出力さ
れた後、Ｓ１に戻って次の画像の入力待ち状態となる。

【００２９】一方、測定幅h₁′≦基準幅h₁であれば、こ
のθの画素列においては内径バール未加工に関して良品
と判断し、θ＝３６０°（図８（ｂ）における左端）に
おける測定が終わったかどうかを判断し（Ｓ６）、もし
終わっていなければ、測定位置をθの正方向に一画素列
だけずらす（Ｓ７）。そして、Ｓ３に戻って再び測定を
続ける。そして、Ｓ６で右端、すなわち、θ＝３６０°
まで測定が終了して、異常がなければ、このシールド板
は少なくとも内径バール未加工という欠陥に対しては良
品であると判断され、判定良が出力され（Ｓ８）、やは
り、Ｓ１に戻って次の画像の入力待ち状態となる。

【００３０】ブランク欠け図１０に示したシールド板２２のように、正規のカール
２２ｂ₁に対してカール２２ｂ₂のように一部が欠けた
りして、ブランク２２ｄの形成されない領域が生じたも
のをブランク欠けと呼んでいる。

【００３１】このブランク欠けの検出も、基本的な考え
方は上記のの場合と同様であり、このブランク欠けを
有するシールド板２２を撮影した場合、図１１（ａ）に
示すものとなる。そして、画像データを前記した理由で
直交座標系に展開している。ところが、ブランク欠けの
場合、欠けの状態は必ずしも一定ではなく、例えば、欠
けた領域が小さければ、誤判定を行う恐れもある等、カ
ールの欠け具合によっては判別がしにくくなる恐れがあ
る。そこで、図１１（ｃ）に示すように、カール部分の
みを切り出して検査することにより、検出精度の向上を
図っている。また、ブランク欠けの場合、例えば、同図
のカールの画像データ２２ｂ₂″のように幅が０となる
場合や図１１（ｄ）のカールの画像データ２２ｂ₃″に
示す幅h₂′等のように、検出される幅としては小さくな
る方向である。従って、節の画像データ２２ｃ′の部分
で幅０を検出して、良品を不良品と判定する恐れがある
ので、誤判定の要素を低減するためにカールの画像２２
ｂ_n′ごとに切りわけて節の部分の画像データ２２ｃ′
を判定から除外しておく。

【００３２】測定されたカールの幅と、正規加工品のカ
ールの幅として設定された値との比較を行う。これによ
り微小な欠陥であっても検出することができる。

【００３３】上記の結果、検査対象であるシールド板の
カール幅の方が小さければ、ブランク欠けであると判定
できる。ただし、形状検査を行うときには同時に複数の
検査を行うことが多く、また、座標変換における処理時
間が長くかかるため、前記で変換された画像データを
利用して、ブランク欠けの検査を行えば、検査にかかる
トータルの時間を短縮することができる。

【００３４】従って、以下では、前記の検査後に検査
を行うことを前提として、ブランク欠けの場合の判定部
１８における処理手順を図１２を用いて説明する。ま
ず、座標変換部で極座標系に変換された画像データが判
定部１８に入力されると（Ｓ１１）、この画像データは
直交座標系に展開される（Ｓ１２）。ここまでは前記の
処理と共通である。そして、さらに、カール部近傍の画
像を切り出す（Ｓ１３）。そして、幅測定の前に測定し
ようとする部分が節に該当するかどうかを調べる（Ｓ１
４）。節でなければ、背景の明度レベルから、最初に検
査対象物の明度レベルに変化したときのｒ座標の相対的
な位置の差をカールの幅として計測して（Ｓ１５）、カ
ール幅の規定値と比較し、測定値が規定値より小さけれ
ば、ブランク欠けがあると判定して、Ｓ１７で判定不良
を出力した後、Ｓ１１に戻り次の画像データの入力待ち
の状態となる。そして、測定値が規定値より大きけれ
ば、ブランク欠けはないと判断して、Ｓ１８で測定が全
てのθ位置で測定を終了していなければθの正方向に１
画素列移動させて（Ｓ１９）、Ｓ１４に戻る。測定が終
了していれば、Ｓ２０で判定良を出力し、Ｓ１１に戻
り、次の画像データ入力待ちとなる。一方、Ｓ１４にお
いて節であると判断されたときにはＳ１５の幅測定及び
Ｓ１６の幅判定の処理を行わずに、直接Ｓ１８に行き、
上記と同様に処理を続ける。

【００３５】前記のように、で座標変換を行ったデー
タを利用すると検査にかかる時間が短縮できると記載し
たが、これは、ブランク欠けの判定に必要な画像とで
必要な画像とが共用可能な画像を得ることができるから
であり、撮影時において検査に必要な画像データを得る
ための光の照射方向が異なれば、個別にカメラへの画像
取り込みから始める必要がある。このことは次のカール
潰れの検査時にも言える。

【００３６】カール潰れ図１３に示したシールド板２３のように、正規のカール
２３ｂ₁の形状に対してカール２３ｂ₂のように押し潰
されたように変形しているものをカール潰れと呼んでい
る。

【００３７】上記カール潰れの欠陥を有するシールド板
２３を撮影した場合、例えば図１４（ａ）に示す画像デ
ータが得られる。この場合も、直交座標系に展開したの
ち処理を行うが、前記までのように、単にｒ方向の幅を
計測してもカール潰れによる変形の状態によっては、検
出できない恐れがある。そこで、図１４（ｃ）のように
切りわけたカールを２値化処理し、図１４（ｄ）のよう
なカールのみの画像データ２３ｂ₁″・２３ｂ₂″に変
換し、さらに、この画像データと正規加工されたカール
の画像データ２０ｂ″とを照合して、その差からカール
部の変形を検出する（図１４（ｅ））。その際の考え方
の概略は、画像上でカールと判定できる領域のｒ方向の
両端面の位置を基準とし、照合の際に上記両端面から突
出する面積があれば、変形がある、すなわち不良品と判
定するというものである。

【００３８】本検査においても、変換画像のデータの共
有化による検査時間の短縮が可能であるので、前記及
びの検査後に検査を行うことを前提として、カール潰
れの場合の判定部１８における処理手順を図１５を用い
て説明する。

【００３９】まず、座標変換部で極座標系に変換された
画像データが判定部１８に入力され（Ｓ２１）、この画
像データを直交座標系に展開した（Ｓ２２）後、カール
部近傍の画像を切り出す（Ｓ２３）までは前記の処理と
共通である。そして、さらに、得られたカール部近傍の
画像から節を削除して、カールのみの画像とする（Ｓ２
４）。照合が容易に行えるようにこのカールのみの画像
に２値化処理を施す（Ｓ２５）。そして、正常なカール
の画像と照合させる（Ｓ２６）。ここで、検査を行った
カールが正常であれば、正常なカールの画像と照合した
ときに一致するはずであるから、本来なら差の面積は０
となるはずである。しかし、変形していれば、図１４
（ｅ）のように重ならない領域Ｍ（長方形中の背景領域
面積）と領域Ｎ（長方形外の対象物領域面積）とが発生
するはずである。領域Ｍ及び領域Ｎの面積と、許容可能
な変形量を示す閾値（面積値）とを比較する（Ｓ２
９）。その結果、領域Ｍと領域Ｎの面積のいずれかが閾
値を越えていれば、その時点で、カール潰れと判定し
て、判定不良を出力し（Ｓ３０）、再びＳ２１に戻って
画像データの入力待ち状態となる。

【００４０】一方、ここで検査したカールにおいて、カ
ール潰れが検出されなければ、最後のカールかどうかを
調べて（Ｓ３１）、そうでなければ、次のカールに進ん
で（Ｓ３２）、再びＳ２６に戻る。最後のカールであれ
ば、全てのカールでカール潰れが検出されなかったこと
になるので、Ｓ３３に進んで判定良を出力し、Ｓ２１に
戻って、再び画像データの入力待ち状態となる。

【００４１】カミコミ傷図１６に示したシールド板２４のように、社名や型番等
が刻印されている刻印面２４ｅに形成された、プレス時
の異物等を噛み込んだ跡２４ｆをカミコミ傷と呼んでい
る。

【００４２】上記カミコミ傷を有するシールド板２４を
撮影する場合、の欄でも説明したように、本検査で必
要な画像データを得るためには、上記、、の場合
と異なる方向から光を照射する必要があり、画像データ
を共用することができない。従って、カミコミ傷の検査
を上記３つの検査と同時に行う場合には、少なくとも２
回のアナログ画像データの取り込みを行わなう必要があ
ることになる。

【００４３】上記のように、本検査に必要な光の照射状
態により撮影を行った結果、例えば図１７（ａ）に示す
画像データが得られる。これを前記と同様、直交座標系
に展開したのち処理を行う。この場合、ｒの範囲の設定
を変更して、いきなり、図１７（ｃ）に示すように、刻
印部の画像データ２４ｅ″のみを座標変換してもよい
が、ハードウエアの共通化の観点から、判定部１８に入
力される画像データは図１７（ｂ）に示すものとなる。
従って、判定部１８内において、やと同じように、
画像データ２４′において切り出す領域をｒ方向の位置
により設定し、刻印部の画像データ２４ｅ″のみを切り
出す。そして、図１７（ｄ）に示すように２値化処理を
施して、カミコミ傷のみを分離させ、この面積が所定の
面積以上であれば、ノイズではないことがわかり、カミ
コミ傷として判定する。

【００４４】以下、カミコミ傷の場合の判定部１８にお
ける処理手順を図１８を用いて説明する。まず、座標変
換部で極座標系に変換された画像データが判定部１８に
入力されると（Ｓ４１）、この画像データを直交座標系
に展開する（Ｓ４２）。ここまでは前記の処理と同様で
ある。そして、さらに、刻印部近傍の画像を切り出す
（Ｓ４３）。そして、明度計数部で明度ヒストグラムか
ら閾値を設定し（Ｓ４４）、この閾値に基づいて２値化
処理を行い（Ｓ４５）、傷の領域と傷の無い領域とを分
別する。

【００４５】２値化処理時に傷と同一色側に分別された
領域をラベル付けし、所定面積以下のものをノイズと判
断して削除する（Ｓ４６）。なお、ラベル付けとは連続
する同一色の領域ごとに異なるラベルを設定することを
いう。そして、ラベル数を計数する（Ｓ４７）。その値
が０であるかどうかでカミコミ傷があるかどうかを判断
する（Ｓ４８）が、もちろん、０でなければカミコミ傷
ありと判断して、判定不良を出力して（Ｓ４９）Ｓ４１
に戻り、再び画像データの入力待ち状態となり、０なら
ばカミコミ傷なしと判断するとともに、判定良を出力し
て（Ｓ５０）Ｓ４１に戻り、再び画像データの入力待ち
状態となる。

【００４６】以上のように、各検査においては、検査を
行う画像データは、得られた画像データに対して半径方
向の切り出し範囲が異なるだけであり、直交座標系から
極座標系への変換を行い、シールド板の半径方向の幅の
違いを検出することにより、内径バール未加工、ブランク欠け、カール潰れの
検査が行え、さらに、同一の変換処理を行うとともに２
値化処理を加えることで、カミコミ傷の検査も行える
というように、本発明による形状検査方法を用いること
により、シールド板における欠陥検査のすべてが容易に
行えるようになる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の円形状検査対象
物の形状検査方法は、以上のように、カメラ等から入力
される画像データをデジタル変換することにより、直交
座標系上に得られる第１のデジタル画像データを構成す
る第１の画素の明度レベルの分布を、極座標系に座標変
換するとともに直交座標系に展開して得られる第２のデ
ジタル画像データを構成する第２の画素の明度レベルの
分布を用いて形状検査を行うものである。それゆえ、円
形の画像データを帯状の画像データに変換して取り扱え
るので、検査基準として帯状の画像データの幅を基準と
して、円形状検査対象物の円形度の検査が行え、また、
円形状検査対象物の全体を同時に検査することが可能と
なるので、形状検査が容易に行える。その結果、検査効
率の向上による形状検査時間の短縮化が行えるという効
果を奏する。

【００４８】本発明の請求項２記載の円形状検査対象物
の形状検査方法は、以上のように、請求項１記載の構成
に加えて、第１のデジタル画像データから第２のデジタ
ル画像データに変換する際に、第２の画素のアドレスに
変換される第１のデジタル画像データのアドレスの明度
レベルを、上記第１のデジタル画像データのアドレスを
囲む位置にある第１の画素の明度レベルを補間して求め
るとともに、求められた第１のデジタル画像データのア
ドレスにおける明度レベルを上記第２の画素の明度レベ
ルとするものである。それゆえ、変換元である第１のデ
ジタル画像データを構成する画素のアドレスと変換先で
ある第２のデジタル画像データを構成する画素のアドレ
スとが一致していなくても、第１の画素の明度レベルか
ら第２の画素の明度レベルを求めることにより、座標変
換に伴う明度レベル分布の変換が行えるので、座標変換
を伴う画像処理を用いた形状測定が容易に行えるように
なるという効果を奏する。

【００４９】本発明の請求項３記載の円形状検査対象物
の形状検査装置は、以上のように、カメラ等により撮像
された検査対象物の画像データを入力する画像入力端子
と、この画像データをデジタル画像データに変換するＡ
／Ｄ信号変換手段と、上記デジタル画像データを構成す
る画素の明度レベルを画素データとして記憶する記憶手
段と、記憶手段に記憶された画素データに基づいて検査
対象物の形状検査を行う判定部と、上記検査結果を出力
する出力端子とを有しており、入力された画像の明度レ
ベルの分布から円形状検査対象物の形状検査装置におい
て、第１のデジタル画像データを直交座標系から極座標
系に変換するとともに、この極座標系を直交座標系に展
開することにより第２のデジタル画像データに変換する
座標変換手段が設けられる一方、上記記憶手段にはＡ／
Ｄ信号変換手段から出力される第１のデジタル画像デー
タ上の第１の画素の明度レベルを画素データとして記憶
する画像メモリと、該座標変換手段によって第１の画素
の明度レベルから変換された第２の画素の明度レベルを
記憶する変換画像メモリとが設けられており、第２の画
素からなる第２のデジタル画像データに基づいて形状検
査を行う構成である。それゆえ、これにより、第１のデ
ジタル画像データが円形の形状をしていても、座標変換
を行うことにより、より取り扱いの容易な帯状の画像デ
ータに変換することができるので、形状検査が容易に行
え、形状検査にかかる時間を短縮することができるとい
う効果を奏する。

【００５０】本発明の請求項４記載の円形状検査対象物
の形状検査装置は、以上のように、請求項３記載の構成
に加えて、上記座標変換手段が、第２の画素のアドレス
βに変換される第１のデジタル画像データ上のアドレス
αを囲む第１の画素の明度レベルを補間して得られたア
ドレスαの明度レベルを、第２の画素のアドレスβの明
度レベルとして変換画像メモリに出力する構成である。
それゆえ、これにより、変換元である第１の画素のアド
レスと変換先である第２の画素のアドレスとが一致して
いなくても、第１の画素の明度レベルから第２の画素の
明度レベルを求めることができるので、座標変換に伴う
明度レベル分布の変換が行え、座標変換時にも明度レベ
ルを利用した画像処理による形状測定を行うことができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の形状検査装置に係る画像処理装置にお
いて極座標系から直交座標系へ展開するときの方法を示
すもので、同図（ａ）はｒθ極座標系に変換するときの
画像データを示す概略図であり、同図（ｂ）はｒθ直交
座標系に展開したときの画像データを示す概略図であ
る。

【図２】本発明の形状検査装置を用いた検査システムに
係る図であり、同図（ａ）は検査システムの概略図であ
り、同図（ｂ）は上記で得られる画像データの一例を示
す概略図である。

【図３】本発明の形状検査装置に係る画像処理装置の一
構成例を示すブロック図である。

【図４】円形状検査対象物の中心を算出するための考え
方を示す説明図である。

【図５】正方格子状に配置された画素から画素の存在し
ないアドレスの明度レベルを求めるための方法を示す説
明図である。

【図６】ベアリングのシールド板を示すもので、同図
（ａ）は上面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＩ
−Ｉ断面斜視図である。

【図７】内径バール未加工時のシールド板の一部断面斜
視図である

【図８】内径バール未加工時の画像処理の手順を示すモ
デル図である。

【図９】内径バール未加工時の画像処理の手順を示すフ
ロー図である。

【図１０】ブランク欠け時のシールド板の一部断面斜視
図である。

【図１１】ブランク欠け時の画像処理の手順を示すモデ
ル図である。

【図１２】ブランク欠け時の画像処理の手順を示すフロ
ー図である。

【図１３】カール潰れ時のシールド板の一部断面斜視図
である。

【図１４】カール潰れ時の画像処理の手順を示すモデル
図である。

【図１５】カール潰れ時の画像処理の手順を示すフロー
図である。

【図１６】カミコミ傷時のシールド板の一部断面斜視図
である。

【図１７】カミコミ傷時の画像処理の手順を示すモデル
図である。

【図１８】カミコミ傷時の画像処理の手順を示すフロー
図である。

【符号の説明】

１カメラ２検査対象物２′ 画像データ（第１のデジタル画像データ）２″ 画像データ（第２のデジタル画像データ）４画像処理装置５画像フレーム５′ 画像データ１１画像入力端子１２Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ信号変換手段）１３明度計数部（Ａ／Ｄ信号変換手段）１４画像メモリ１５座標変換部（座標変換手段）１７変換画像メモリ１８判定部１９出力端子２０〜２４シールド板（検査対象物）Ｂアドレス（第１のデジタル画像データ上のアドレ
ス・アドレスβ）Ｃアドレス（アドレスα）Ｅ〜Ｈアドレス（第１の画素）

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【手続補正書】

【提出日】平成７年９月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】上記のシールド板は、ベアリングの防塵の
ために設けられているもので、通常、プレス加工により
作成されており、正常加工品とされたシールド板２０の
場合、図６（ａ)(ｂ）に示す形状を有している。なお、
各部はそれぞれ、バール２０ａ、カール２０ｂ、節２０
ｃ、ブランク２０ｄ、刻印面２０ｅと呼ばれている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カメラ等から入力される画像データをデジ
タル変換することにより、直交座標系上に得られる第１
のデジタル画像データを構成する第１の画素の明度レベ
ルの分布を、極座標系に座標変換するとともに直交座標
系に展開して得られる第２のデジタル画像データを構成
する第２の画素の明度レベルの分布を用いて形状検査を
行うことを特徴とする円形状検査対象物の形状検査方
法。
【請求項２】第１のデジタル画像データから第２のデジ
タル画像データに変換する際に、第２の画素のアドレス
に変換される第１のデジタル画像データのアドレスの明
度レベルを、上記第１のデジタル画像データのアドレス
を囲む位置にある第１の画素の明度レベルを補間して求
めるとともに、求められた第１のデジタル画像データの
アドレスにおける明度レベルを上記第２の画素の明度レ
ベルとすることを特徴とする請求項１記載の円形状検査
対象物の形状検査方法。
【請求項３】カメラ等により撮像された検査対象物の画
像データを入力する画像入力端子と、この画像データを
デジタル画像データに変換するＡ／Ｄ信号変換手段と、
上記デジタル画像データを構成する画素の明度レベルを
画素データとして記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶
された画素データに基づいて検査対象物の形状検査を行
う判定部と、上記検査結果を出力する出力端子とを有し
ており、入力された画像の明度レベルの分布から円形状
検査対象物の形状検査装置において、第１のデジタル画像データを直交座標系から極座標系に
変換するとともに、この極座標系を直交座標系に展開す
ることにより第２のデジタル画像データに変換する座標
変換手段が設けられる一方、上記記憶手段にはＡ／Ｄ信
号変換手段から出力される第１のデジタル画像データ上
の第１の画素の明度レベルを画素データとして記憶する
画像メモリと、該座標変換手段によって第１の画素の明
度レベルから変換された第２の画素の明度レベルを記憶
する変換画像メモリとが設けられており、第２の画素か
らなる第２のデジタル画像データに基づいて形状検査を
行うことを特徴とする円形状検査対象物の形状検査装
置。
【請求項４】上記座標変換手段が、第２の画素のアドレ
スβに変換される第１のデジタル画像データ上のアドレ
スαを囲む第１の画素の明度レベルを補間して得られた
アドレスαの明度レベルを、第２の画素のアドレスβの
明度レベルとして変換画像メモリに出力することを特徴
とする請求項３記載の円形状検査対象物の形状検査装
置。