JPS61213753A - System for detecting flaw on surface of object having regular reflection characteristic - Google Patents

System for detecting flaw on surface of object having regular reflection characteristic

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JPS61213753A
JPS61213753A JP5707785A JP5707785A JPS61213753A JP S61213753 A JPS61213753 A JP S61213753A JP 5707785 A JP5707785 A JP 5707785A JP 5707785 A JP5707785 A JP 5707785A JP S61213753 A JPS61213753 A JP S61213753A
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JP
Japan
Prior art keywords
reference table
orientation
inspected
image data
reflection characteristics
Prior art date
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JP5707785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsushi Ikeuchi
克史 池内
Shigemi Osada
茂美 長田
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Fujitsu Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to detect the presence of the flaw on the surface of mirror surface matter of a flaw such as gentle bending, by making it possible to adapt an illuminance difference stereoscopic system to an object having regular reflection characteristics. CONSTITUTION:An image data input apparatus 10 is equipped with at least three light sources P1-P3, an irregular reflective surface 11 and a TV camera 12 and matter 13 is arranged in said apparatus 10. At first, known shape matter has regular reflection characteristics is arranged in the image data input apparatus 10 and a reference table expressing the relation between the set of an observed density value and the direction of the minute surface element of the surface of the aforementioned matter 13 is formed and held to a holding means. Next, with respect to matter to be inspected having regular reflection characteristics, the reference table holding means is referred by the set of the observed density value to extract the direction of the minute surface element of the surface of the object to be inspected. The flaw on the surface of the matter is detected on the basis of the extracted direction of the minute surface element.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属面のような、正反射特性を有する物体表面
の欠陥を検出する欠陥検出装置に係り。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a defect detection device for detecting defects on the surface of an object having specular reflection characteristics, such as a metal surface.

特にキズ等の局所的な欠陥のみならず、緩やかな曲がり
やねじれ等の大域的な欠陥も検出することができる物体
表面の欠陥検出方式に関する。
In particular, the present invention relates to a method for detecting defects on the surface of objects that can detect not only local defects such as scratches but also global defects such as gentle bends and twists.

例えば表面に金属鍍金された機械部品のように。For example, mechanical parts whose surfaces are plated with metal.

鏡面特性すなわち正反射特性を有する物体表面にキズの
有無を検出したり、傾斜面の角度が標準のものと異なる
ような場合、従来は目視によりこれらをチェックするこ
とがほとんどである。
Conventionally, when detecting the presence or absence of scratches on the surface of an object that has specular characteristics, that is, specular reflection characteristics, or when the angle of an inclined surface is different from a standard one, these are usually checked visually.

ところでこのような目視による場合には、検出もれが存
在するので、コンピュータにおける画像処理技術を用い
てこのような欠陥検出を自動的に行うことが試みられて
いる。
By the way, in the case of such visual inspection, there are omissions in detection, so attempts have been made to automatically detect such defects using image processing technology in a computer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ところでコンピュータにおける画像処理技術を用いてキ
ズの如き欠陥検出を行う場合、その物体の表面の濃淡画
像をメモリに一度記憶させ、一旦2値化処理を行ない、
その「1」または「0」の境界の幾何学的形状からキズ
の有無の検出を行う方式と、前記濃淡値を微分してエツ
ジ検用を行い。
By the way, when detecting defects such as scratches using image processing technology in a computer, a grayscale image of the surface of the object is stored in a memory, and then binarized.
There is a method of detecting the presence or absence of scratches from the geometrical shape of the boundary of "1" or "0", and edge detection is performed by differentiating the density value.

そのエツジ強度からキズを検出する方式がある。There is a method of detecting scratches based on the edge strength.

しかしこれらの方式はいずれも輪郭線等の線を主体とし
てキズを検出するものであって、闇値の設定が難かしい
ということのみならず、緩やかな曲がり等の大域的な欠
陥を検出することができない等の問題があった。
However, all of these methods detect flaws mainly from lines such as contour lines, and it is not only difficult to set the darkness value, but also difficult to detect global defects such as gentle bends. There were problems such as not being able to.

ところで表面が乱反射性の物体に対しては、照度差ステ
レオ(Photometric 5tereo)といわ
れる手法によりその物体表面の傾き、つまり物体表面の
微小面素の向き(法線ベクトル)を求めることができる
。この手法は、  rReflectance Map
 Techniques for Analyzing
 5urface Defects in MetaI
 CastingsJ Robert J、Woodh
aa+ June 1978^rtificial I
ntelligence Laboratory M、
1.T、に発表されている。その概略を第11図により
説明する。
By the way, for an object whose surface is diffusely reflective, the inclination of the object surface, that is, the direction (normal vector) of the microsurface elements on the object surface can be determined by a method called photometric stereo. This method uses rReflectance Map
Techniques for Analyzing
5surface Defects in MetaI
CastingsJ Robert J, Woodh
aa+ June 1978^rtificial I
intelligence Laboratory M,
1. It has been published in T. The outline will be explained with reference to FIG.

第11図(a)に示す如く、あらかじめその物体表面の
傾きが既知な1例えば球の如き物体1を用意する。この
物体1の表面は乱反射特性を有する。
As shown in FIG. 11(a), an object 1, such as a sphere, whose surface slope is known in advance is prepared. The surface of this object 1 has diffuse reflection characteristics.

この物体1の周囲に3個の光源PI、P2.P3を配置
する。そしてこの光源をPI、P2.P3の順序で個別
に点灯する。これによりTVカメラ2からは、まず第1
1図(b)のdlに示す如き画像データが得られ1次い
で画像データd2.ct3が得られる。このとき物体1
が球体でありその各微小面素の向きは既知のため1画像
データd1〜d3における各微小面素毎の濃淡データが
得られる。
Three light sources PI, P2. Place P3. And this light source is PI, P2. They light up individually in the order of P3. As a result, from TV camera 2, first
1 Image data as shown at dl in FIG. 1(b) is obtained, and then image data d2. ct3 is obtained. At this time, object 1
is a sphere, and the direction of each micro-area element is known, so that grayscale data for each micro-area element in one image data d1 to d3 can be obtained.

従って、この画像データd1〜d3にもとづき各微小面
素毎の濃淡データの組合せを求めてこれを参照表とする
ことにより、傾きが未知の物体をこの光源P+、P2.
P3で個別に照射したとき得られた微小面素毎のデータ
の組合せにより前記参照表をアクセスすれば、未知物体
の微小面素毎の傾きを得ることができる。
Therefore, based on the image data d1 to d3, by finding a combination of shading data for each microscopic surface element and using this as a reference table, an object whose inclination is unknown can be detected from the light sources P+, P2, .
By accessing the reference table using a combination of data for each micro-surface element obtained when irradiating the object individually in P3, the inclination of the unknown object for each micro-surface element can be obtained.

すなわち、物体表面の微小面素の向き(法線ベクトル)
は、同一視点から異なった照明条件下で観測された複数
枚の画像から決定することができる。この手法は、前記
の如く、照度差ステレオと呼ばれ9反射率分布図(Re
flectance Map )に理論的根拠を置く、
前記参照表を使用してその傾きを求めることができる。
In other words, the direction (normal vector) of the microsurface element on the object surface
can be determined from multiple images observed from the same viewpoint under different lighting conditions. As mentioned above, this method is called photometric stereo, and the nine reflectance distribution maps (Re
reflectance Map),
The slope can be determined using the look-up table.

一般に被写体表面上の見掛けの明るさは光源の方向、観
測者の方向1面素の向き1表面の材質の4つの要素に左
右される。光源の方向、観測者の方向、さらに材質が既
知の場合には、見掛けの明るさEは面素の向きを従属変
数として。
Generally, the apparent brightness on the surface of an object depends on four factors: the direction of the light source, the direction of the observer, the direction of the surface element, and the material of the surface. If the direction of the light source, the direction of the observer, and the material are known, the apparent brightness E is determined by the direction of the surface elements as the dependent variable.

E=R(p、q) と表すことができる。ここで(p、q)は観測者を基準
とした座標系で表した面素の向きである。
It can be expressed as E=R(p, q). Here, (p, q) is the direction of the surface element expressed in a coordinate system based on the observer.

このEを(p、q)平面にプロットしたものを反射率分
布図と呼ぶ。分布は特に光源の方向に左右されることに
注意を要する。
A plot of this E on the (p, q) plane is called a reflectance distribution map. It should be noted that the distribution is particularly dependent on the direction of the light source.

ある光源下で写した画像の画素で見掛けの明るさE+を
得たとする。この画素に対応する被写体上の面素の向き
は。
Suppose that the pixels of an image taken under a certain light source have an apparent brightness of E+. What is the orientation of the surface element on the subject that corresponds to this pixel?

E+=R+  (p、q)         ・・−7
−(1)を満たす(p、  q)平面上の軌跡上に存在
する。
E+=R+ (p, q)...-7
- Exists on a trajectory on the (p, q) plane that satisfies (1).

第二の光源下で同一の画素からE2の明るさを得たとす
ると、  (p、q)はさらに。
Suppose we get a brightness of E2 from the same pixel under the second light source, (p, q) is further.

E 2 = R2(1) 、  q)        
 −−−−−−−−42)を満すことがわかる。
E2 = R2(1), q)
It can be seen that -------42) is satisfied.

ところで前記第一、第二の画像を取込む際に被写体とテ
レビカメラの位置は変化していないので。
By the way, the positions of the subject and the television camera have not changed when capturing the first and second images.

同一画素は(p、q)平面で同一位置として表せる。よ
って前記式(1)と(2)の交点が面素の向きとなる。
The same pixel can be represented as the same position on the (p, q) plane. Therefore, the intersection of the above equations (1) and (2) becomes the direction of the surface element.

また実際は両式の非線形性のため、第三の光源下におけ
る画像が必要となる。
Furthermore, in reality, due to the nonlinearity of both equations, an image under a third light source is required.

照度差ステレオは各画像間に視差が存在せず。In photometric stereo, there is no parallax between each image.

マツチングが高速に行える。さらに高速化を図るため参
照表を使用することが多い。このため観測者と被写体な
らびに光源と被写体との距離は物体の大きさに比して充
分遠いものとする。この仮定下では被写体の各面素にお
いて光源ならびに観測者の方向は一定とみなされる。し
たがって同一の反射率分布図が通用できる。換言すれば
明るさの3つのデータの組と面素の向きの関係は画面上
の位置に不変である。したがって予め明るさく画像デー
タの濃淡値)の3つ組(3光源を使用する場合)と面素
の向きの関係を計算し、3つ組から面素の向きが参照で
きる参照表として保持しておけばよい。
Matching can be done quickly. Lookup tables are often used to further increase speed. For this reason, the distances between the observer and the subject, as well as between the light source and the subject, are set to be sufficiently far compared to the size of the object. Under this assumption, the directions of the light source and the observer are considered constant in each plane element of the object. Therefore, the same reflectance distribution map can be used. In other words, the relationship between the three sets of brightness data and the orientation of the surface elements is unchanged depending on the position on the screen. Therefore, the relationship between the triplet (when using three light sources) of the brightness (shading value of the image data) and the orientation of the surface element is calculated in advance, and the relationship between the orientation of the surface element is stored as a reference table that allows you to refer to the orientation of the surface element from the triplet. Just leave it there.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで前記の如き従来の照度差ステレオでは。 By the way, in the conventional photometric stereo as mentioned above.

産業上の応用面において特に重である鏡面を有する物体
、つまり著しい正反射特性を有する物体を扱う場合には
この手法が通用できないという問題点がある。すなわち
、正反射特性を有する物体表面のため1例えば点光源を
使用したとき物体表面のほとんどの面素の向きが光を観
測方向に反射せず、観測される画像データはほぼ濃度レ
ベル零の集まりとなるという問題がある。
There is a problem in that this method cannot be used when dealing with objects that have mirror surfaces, which are particularly important in industrial applications, that is, objects that have significant specular reflection characteristics. In other words, because the object surface has specular reflection characteristics, 1. For example, when a point light source is used, the orientation of most surface elements on the object surface does not reflect light in the observation direction, and the observed image data is a collection of almost zero density levels. There is a problem that.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、前記の如き照度差ステレオ方式を正反射特性
を有する物体に対しても通用できるようにして物体表面
の面素の向きを抽出できるようにすることにより、鏡面
物体表面のキズの存在や緩やかな曲がり等の該物体表面
の欠陥検出を行うようにしたものであって、このために
1本発明の正反射特性を有する物体表面の欠陥検出方式
では。
The present invention makes it possible to use the above-mentioned photometric stereo method even for objects having specular reflection characteristics, thereby extracting the direction of surface elements on the surface of the object. For this purpose, the present invention provides a method for detecting defects on the surface of an object having specular reflection characteristics.

少なくとも3個の光源と、光源からの光を反射すること
によって対象物体に光を照射する乱反射面と、前記対象
物体を観測する画像入力手段と、正反射特性を有する既
知形状物体の各光源点燈下で観測される濃淡値の組と前
記物体表面の微小面素の向きとの関係を表現する参照表
を作成する参照表作成手段と3作成された参照表を保持
する参照表保持手段と、正反射特性を有する検査対象物
体の各光源点燈下で観測される濃淡値の組で前記参照表
保持手段を検索することにより検査対象物体表面の微小
面素の向きを抽出する抽出手段と、前記抽出手段の出力
に基づいて前記検査対象物体表面の欠陥を検出すること
を特徴とする。
at least three light sources, a diffused reflection surface that irradiates a target object with light by reflecting light from the light sources, an image input means for observing the target object, and each light source point of a known-shaped object having specular reflection characteristics. (3) a reference table creating means for creating a reference table expressing the relationship between a set of grayscale values observed under a light and the orientation of the microscopic plane elements on the surface of the object; and (3) a reference table holding means for holding the created reference table. , extraction means for extracting the orientation of the micro-area elements on the surface of the object to be inspected by searching the reference table holding means with a set of grayscale values observed under each light source point light of the object to be inspected having specular reflection characteristics; , detecting defects on the surface of the object to be inspected based on the output of the extraction means.

C作用) 本発明では乱反射面を利用して検査対象物体の濃淡値の
組を得ることができるので、これにもとづき微小面素の
向きの不連続性を抽出してキズのような局所欠陥を検出
することができる。またモデルを使用してあらかじめそ
の微小面素の向今を抽出しておき検査対象物体の微小面
素の向きをこのモデルのそれと比較することにより緩や
かな曲がり等の大域的な欠陥を検出することができる。
C effect) In the present invention, it is possible to obtain a set of gray values of the object to be inspected using the diffuse reflection surface, and based on this, discontinuities in the orientation of microscopic surface elements can be extracted and local defects such as scratches can be detected. can be detected. In addition, by using a model to extract the orientation of the microscopic surface elements in advance and comparing the orientation of the microscopic surface elements of the object to be inspected with that of this model, global defects such as gentle bends can be detected. I can do it.

〔実施例〕〔Example〕

本発明を一実施例にもとづき詳述するに先立ち。 Before describing the present invention in detail based on one embodiment.

その概要を第1図〜第3図にもとづき説明する。The outline will be explained based on FIGS. 1 to 3.

第1図(alは本発明における画像データを入力するた
めの画像データ人力装置であり、同(blは参照表を作
成するときの各面素が既知の球の如き物体の中心位置や
半径を求める場合のフローチャート。
Figure 1 (al is a human-powered image data device for inputting image data in the present invention, and bl is a human-powered image data device for inputting image data in the present invention, and bl shows the center position and radius of an object such as a sphere for which each surface element is known when creating a lookup table. Flowchart for searching.

同(C)及び(d)は面素の向きを抽出するときの説明
図。
(C) and (d) are explanatory diagrams when extracting the orientation of surface elements.

同(8)は本発明における参照表の作成および面素の向
きを出力するためのプロ・ンク図、第2図は参照表作成
状態説明図、第3図は第1図により得られた面素の向き
の抽出結果例である。
(8) is a pro-nk diagram for creating a reference table and outputting the orientation of surface elements in the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the state of creating a reference table, and FIG. This is an example of the extraction result of the raw orientation.

なお、第3図においてその左下図は面素の方向が求まっ
たか否かを表現したものである。面素の方向が求まった
部分は黒い部分で、求まらなかった部分は白い部分で表
現している。
In addition, in FIG. 3, the lower left diagram represents whether or not the direction of the surface element has been determined. The areas where the direction of the surface element was determined are shown in black, and the areas where the direction could not be determined are shown in white.

これは9面素の方向の表示の関係上、「・」が実際に求
まった面素の方向(真上を向いている面素の方向)か、
それとも求まらなかった部分かを区別するためである。
This is due to the display of the direction of the 9-sided element, so whether "・" is the direction of the actually calculated area element (the direction of the area element facing directly above), or
This is to distinguish whether it is a part that could not be found.

面素の方向が求まる。求まらないというのは。Find the direction of the surface element. It's not wanted.

参照表を作成する際に、三光源の組み合わせで物理的に
在り得ない組み合わせがあるためで、・参照表の内容は
必ずしもすべて埋まっているわけではない。従って、実
際には、参照表の内容として。
This is because when creating a reference table, there are physically impossible combinations of three light sources, and the contents of the reference table are not necessarily all filled in. Therefore, in fact, as the contents of the reference table.

参照表の内容が実際に意味のある組み合わせによるもの
か否かの情報(1ビツト)をもっておき。
Keep information (1 bit) as to whether or not the contents of the reference table are actually meaningful combinations.

参照表をひく場合に、その情報によって面素の方向が求
まったか否かを区別している。
When looking up a reference table, the information determines whether or not the direction of a surface element has been found.

左下図はこの情報を表示したものである。なおこの左下
図の意味は後述する他の図(第7図、第8図等)におい
ても同様である。
The lower left figure displays this information. Note that the meaning of this lower left diagram is the same in other diagrams (FIGS. 7, 8, etc.) to be described later.

第1図において、lOは画像データ入力装置であり、乱
反射面11.TV左カメラ2.光源P1〜P3が設備さ
れ2 この中に物体13が配置される。14は中心位置
・半径算出回路であって物体の中心位置や半径等を算出
するもの、15は補正回路であって物体13に照射する
光や物体13からTV左カメラ2に入力される光が平行
光線であることが必要であるが実際には物体13とTV
左カメラ2および乱反射面11との距離を大きくとれな
いため、明るさの補正を行うものであり、その画像デー
タ毎の補正量を補正係数表16より得てこれによる補正
を行うもの、17は正規化回路であって光源PI、P2
.P3の影響を除くためにメモリel、e2.63のそ
れぞれの最大値DIlax+ 、 Dmax2 、 D
tmax3を検出して各メモリel〜c3のデータをそ
れぞれの最大値で商をとったものを算出するもの、18
は最大値検索回路であってメモリel、e2.e3内の
それぞれの最大値Omax%、 Dsax2 、 On
+ax3を検索するもの、19は向き判定回路であって
球のような各画素の傾きがあらかじめわかっている物体
を使用して参照表を作成する「参照表作成モード」の場
合には中心位置半径算出回路14から送出されたデータ
をもとにして画像データの面素の位置を算出し、この位
置にもとづき傾き表20をアクセスしてその法線ベクト
ルLを求め、メモリM+ 、M2.M3より正規化され
た3つの濃度値の組とこの法線ベクトルLを参照表に記
入し、また検査対象物体23の面素の向きを検出する「
面素の向き検出モード」の場合には、各面素毎の3つの
濃度値の組をキーとして参照表21をアクセスしてそれ
に対応する法線ベクトルつまり面素の向きを求めてこれ
を出力データとして出力データ部22に出力するもので
ある。
In FIG. 1, lO is an image data input device, and a diffused reflection surface 11. TV left camera 2. Light sources P1 to P3 are installed 2 and an object 13 is placed therein. 14 is a center position/radius calculation circuit that calculates the center position and radius of an object, and 15 is a correction circuit that adjusts the light irradiated to the object 13 and the light input from the object 13 to the TV left camera 2. It is necessary that the rays be parallel, but in reality the object 13 and the TV
Since the distance between the left camera 2 and the diffused reflection surface 11 cannot be kept large, the brightness is corrected, and the correction amount for each image data is obtained from the correction coefficient table 16 and correction is performed using this. A normalization circuit that includes light sources PI and P2.
.. In order to remove the influence of P3, the respective maximum values DIlax+, Dmax2, D of memory el, e2.63 are set.
A device that detects tmax3 and calculates the quotient of data in each memory el to c3 by their respective maximum values, 18
is a maximum value search circuit, and the memories el, e2 . Each maximum value Omax% in e3, Dsax2, On
+ax3 is searched, 19 is a direction determination circuit, and in the case of "reference table creation mode" which creates a reference table using an object such as a sphere whose inclination of each pixel is known in advance, the center position radius The position of the surface element of the image data is calculated based on the data sent from the calculation circuit 14, and based on this position, the slope table 20 is accessed to obtain its normal vector L, and the memory M+, M2 . Enter the set of three density values normalized from M3 and this normal vector L in the reference table, and also detect the orientation of the surface elements of the object 23 to be inspected.
In the case of "Surface element orientation detection mode", the reference table 21 is accessed using the set of three density values for each surface element as a key, the corresponding normal vector, that is, the orientation of the surface element is determined and output. This is output to the output data section 22 as data.

次に参照表作成および検査対象物体の面素間作成につい
て説明する。
Next, the creation of a reference table and the creation of a surface area of an object to be inspected will be explained.

+1)  参照表作成 まず検査対象物体と同一の反射特性を持ち(検査対象物
体が鏡面特性を有するときは同じく鏡面特性を有するも
の)、形状が既知(通常は球形)の物体13を光源P+
、P2.P3下に置く。このときまず前記3つの光源P
 I−P 3を点燈し。
+1) Create a reference table First, an object 13 that has the same reflection characteristics as the object to be inspected (if the object to be inspected has specular characteristics, it also has specular characteristics) and has a known shape (usually spherical) is used as the light source P+
, P2. Place it under P3. At this time, first, the three light sources P
Turn on I-P 3.

物体13は乱反射面11により照射されるが、このとき
TV左カメラ2における物体13の画像データに陰線が
取込まれないように、必要に応じて補助光源を使用して
その位置を適宜定める。このようにしてTV左カメラ2
から球形物体13の画像データがメモリmQに保持され
、その中心位置および半径が中心位置半径算出回路■4
で算出され、これにより球形の物体1′3の輪郭が得ら
れる。
The object 13 is illuminated by the diffuse reflection surface 11, but its position is appropriately determined using an auxiliary light source as necessary so that no hidden lines are included in the image data of the object 13 in the TV left camera 2. In this way, TV left camera 2
The image data of the spherical object 13 is held in the memory mQ, and its center position and radius are calculated by the center position radius calculation circuit ■4
The contour of the spherical object 1'3 is thus obtained.

次に光源を1つずつ点燈する。これにより光源P+を点
燈したときの画像データがメモリm1に保持され、光源
P2を点燈したときの画像データがメモリm2に保持さ
れ、光源P3を点燈したときの画像データがメモリm3
に保持されることになる。これらメモリm1〜m3に保
持された画像データは、それぞれ補正回路15において
補正係数表16より得られる補正量にもとづき前記補正
が行われたあとメモリ61.e2.e3に保持される。
Next, turn on the light sources one by one. As a result, the image data when the light source P+ is turned on is held in the memory m1, the image data when the light source P2 is turned on is held in the memory m2, and the image data when the light source P3 is turned on is held in the memory m3.
will be held. The image data held in these memories m1 to m3 is corrected in the correction circuit 15 based on the correction amount obtained from the correction coefficient table 16, and then stored in the memory 61. e2. Retained in e3.

そして最大値検索回路18により、メモリet、e2.
e3に保持された各画像データの各メモリ毎の最大値M
/’+、MA2.MA3が求められる。そして正規化回
路17によりメモリe1の画像データをMA+で商し、
メモリe2の画像データをMA2で商し、メモリe3の
画像データをMA3で商して各画像データを正規化した
画像データD+、D2.D3をメモリMl、M2.M3
に保持する。このようにメモリM1〜M3に光源P I
−P 3を個々に点燈したときに得られる正規化された
3組の画像データが保持される。
Then, the maximum value search circuit 18 searches the memories et, e2.
Maximum value M for each memory of each image data held in e3
/'+, MA2. MA3 is required. Then, the normalization circuit 17 quotients the image data in the memory e1 by MA+,
Image data D+, D2 . D3 is connected to memory Ml, M2 . M3
to hold. In this way, the light sources PI are stored in the memories M1 to M3.
-P Three sets of normalized image data obtained when each light is turned on are held.

向き判定回路19は、参照表作成モードのとき。The orientation determination circuit 19 is in the reference table creation mode.

前記中心位置・半径算出回路14より伝達された球状の
物体13の輪郭データにもとづき、その物体13の面素
毎の向き(法線ベクトル)を傾き表20より順次読出し
てこれにメモリM+−M3より順次読出した画像データ
D1〜D3の該画素毎の組みを付加し、参照表21に格
納する。例えば第2図に示す如く、傾き表20より画素
rlにおける向きLIを読出し、メモリM1〜M3より
同一の画素r1における画像データdl−1+d2−I
、a3−1を読出し、この(LI:d+−+。
Based on the contour data of the spherical object 13 transmitted from the center position/radius calculation circuit 14, the orientation (normal vector) of each surface element of the object 13 is sequentially read out from the inclination table 20 and stored in the memory M+-M3. A set of image data D1 to D3 read out sequentially for each pixel is added and stored in the reference table 21. For example, as shown in FIG. 2, the direction LI at pixel rl is read out from the tilt table 20, and the image data dl-1+d2-I at the same pixel r1 is read out from the memories M1 to M3.
, a3-1, and this (LI:d+-+.

dz−1+  a3−+)を参照表21に格納する。dz-1+ a3-+) is stored in the reference table 21.

同様に画@rz、r3について得られた向きと画像デー
タの組合せ(L2 : d+−2,dz−2゜d:+−
2)、  (L3 :d+−3,dz−3・ d3−3
)を参照表21に格納する。このようなことを前記輪郭
データ内の全画素について行うことにより2面素の向き
に対する画像データD+ −D3の組合せが決定され、
これをもとにして逆に画像データの3つの組み合せから
その面素の向きを検出することができる。このとき前記
画像データの3つの成分を、)x、、3y、azとした
ときこれをつまり (p、q)で示すことができる。(
2方向を一般的に−1で表現する。) (2)イ★査対象物体の面素向作成 前記(1)により参照表21を作成したあとで、今度は
検査対象物体23を、第1図に示す物体13の位置にお
く。そして光源P+を点燈してTVカメラ12より得ら
れた画像データをメモリm1に保持し1次に光源P2の
みを点燈して得られた画像データをメモリm2に保持し
、最後に光源P3のみを点燈して得られた画像データを
メモリm3に保持する。それから前記(11と同様にこ
れらの画像デー タを補正係数表16を使用して補正回
路15で補正したあとこの補正された画像データをメモ
リel、e2.e3に保持する。それから各メモリe 
l −83毎の最大値を最大値検索回路18で検索し、
得られたそれぞれの最大値を使用して正規化回路17に
よりメモリel、e2.e3に保持された画像データを
正規化したのちこの正規化された画像データをメモリM
s 、M2.M3に格納する。このとき向き判定回路1
9は面素の向き検出モードで制御されているので、今度
は各メモリM1.M2.M3を順次スキャンして同一ア
ドレス(画素単位)の画像データを読み出す。このとき
例えばメモリM1よりdl−#、M2よりdz−n、M
3よりd3−mという画像データが得られたとき、これ
らの(d+−1,dz −n。
Similarly, the combination of orientation and image data obtained for images @rz and r3 (L2: d+-2, dz-2゜d:+-
2), (L3: d+-3, dz-3・d3-3
) is stored in the reference table 21. By performing this for all pixels in the contour data, the combination of image data D+ -D3 for the orientation of the two-plane elements is determined,
Based on this, the direction of the surface element can be detected from a combination of three image data. At this time, if the three components of the image data are )x, , 3y, and az, this can be expressed as (p, q). (
Two directions are generally expressed as -1. (2) Creation of surface orientation of object to be inspected After creating the reference table 21 according to (1) above, the object to be inspected 23 is placed at the position of the object 13 shown in FIG. Then, the image data obtained from the TV camera 12 by turning on the light source P+ is held in the memory m1, the image data obtained by turning on only the light source P2 is held in the memory m2, and finally the image data obtained by turning on the light source P3 is held in the memory m1. The image data obtained by turning on only the light is held in the memory m3. Then, as in (11) above, these image data are corrected by the correction circuit 15 using the correction coefficient table 16, and the corrected image data is held in the memories el, e2, and e3.
The maximum value search circuit 18 searches for the maximum value for each l −83,
Using the obtained maximum values, the normalization circuit 17 stores the memories el, e2 . After normalizing the image data held in e3, this normalized image data is stored in memory M.
s, M2. Store in M3. At this time, direction determination circuit 1
Since M1.9 is controlled in the surface element orientation detection mode, each memory M1. M2. Image data at the same address (pixel unit) is read out by sequentially scanning M3. At this time, for example, dl-# from memory M1, dz-n from M2, M
When image data d3-m is obtained from 3, these (d+-1, dz -n.

d3−m)を組みとして参照表21をアクセスし。d3-m) as a set and accesses the reference table 21.

これらの画像データの組みに対応した面素の向き(法線
ベクトル)Lfを出力データとして得る。
The orientation (normal vector) Lf of the surface elements corresponding to these image data sets is obtained as output data.

このようにしてメモリM1〜M3の画素単位の組みに対
して参照表21を照合することによりそれぞれの面素の
向きを得ることができる。第3図は検査対象物体として
円錐台を使用した場合の面素の向きを図形出力したとき
の例である。
In this way, by comparing the set of pixel units in the memories M1 to M3 with the reference table 21, the orientation of each surface element can be obtained. FIG. 3 is an example of graphical output of the orientation of surface elements when a truncated cone is used as the object to be inspected.

本発明では、前記(1)、 +2)の如き手法を使用し
て全画面の面素の向きを求め、これにもとづき局所的欠
陥(キズ)の検出を行ったり、大域的欠陥(緩やかな曲
がり、ゆがみ等)の検出を行うものであるが1本発明の
一実施例構成を第4図にもとづき説明する。
In the present invention, the orientation of the surface elements of the entire screen is determined using the methods (1) and +2) above, and based on this, local defects (scratches) can be detected and global defects (gentle curves) can be detected. , distortion, etc.), one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第4図において、第1図(+141と同符号部は同一部
分であり、30は向き判定回路であって第1図(e)に
おける向き判定回路19に対応するもの、31は微分回
路、32はモデル保持部、33は比較回路である。
In FIG. 4, the parts with the same symbols as those in FIG. 3 is a model holding section, and 33 is a comparison circuit.

向き判定回路30は、前記向き判定回路19と同様な処
理を行うものであるが、参照表作成モードの外に局所欠
陥検出モード、モデル作成モード。
The orientation determination circuit 30 performs the same processing as the orientation determination circuit 19, but has a local defect detection mode and a model creation mode in addition to the reference table creation mode.

大域欠陥検出モード等で制御される。ここで局所欠陥検
出モードの場合には、前記向き判定回路19における面
素の向き検出モードの場合と同様に検査対象物体の各面
素の向きを検出するとともにこれを微分回路31に出力
する。モデル作成モードの場合は、大域欠陥検出に必要
な無欠陥のモデルの面素の向きを検出してこれをモデル
保持部32に出力する。そして大域欠陥検出モードの場
合には、検査対象物体の各面素の向きを検出してこれを
比較回路33に送出し、先にモデル保持部32に格納し
であるモデルの各面素の向きと比較するものである。
Controlled by global defect detection mode, etc. In the case of the local defect detection mode, the orientation of each surface element of the object to be inspected is detected and outputted to the differentiator circuit 31, as in the case of the surface element orientation detection mode in the orientation determination circuit 19. In the model creation mode, the orientation of surface elements of a defect-free model necessary for global defect detection is detected and output to the model holding unit 32. In the case of the global defect detection mode, the orientation of each surface element of the object to be inspected is detected and sent to the comparison circuit 33, and the orientation of each surface element of the model is first stored in the model holding section 32. It is compared with.

微分回路31は物体表面の面素の向き(法線ベクトル(
p、q))を微分し、その微分値の大きさに闇値を設定
しそれ以上の部位をキズとして検出するものであり、微
分演算回路としては公知のものが使用される。1例とし
て第5図(alに示す関係の面素を2例えば同(bl、
 (C1等の係数を乗じて。
The differentiator circuit 31 calculates the direction of the surface element on the surface of the object (normal vector (
p, q)) is differentiated, a dark value is set to the magnitude of the differential value, and areas larger than that are detected as flaws, and a known differential calculation circuit is used. As an example, if the surface element of the relationship shown in FIG.
(Multiply by a coefficient such as C1.

演算を行うものである。勿論微分演算回路としてはここ
で例示されるものに限定されるものではないが、微分値
Sijは次のようにして求めることができる。
It performs calculations. Of course, the differential calculation circuit is not limited to the one exemplified here, but the differential value Sij can be obtained as follows.

5pxij = ((pi+++j−+ −pi−++
j−+)+ 2  (1)!+l+J  G’l−1+
 J )+  (pi++1j÷+   pi−+J+
+)  )Spyij  = ((pi−t・j÷s 
 pi−t+j−t)+ 2  (pLj++  pi
、j−+)+ (pi++Ij++ −pi+++j−
t) )Sqxij  = ((qi+++j−+ −
qi−++j−+)” 2  (Q1+I+J  Ql
−1+ J )+  (qL++j++  qi−+・
j++))Sqyij  =  ((qi−++j++
   qi−++j−+)+ 2  (qi、j++ 
 qi+j−+)+  (qi+++j++  qi+
tlj−+))Sij=  5pxij2+5pyij
2+5qxij2+5qyij2−−−−−−−43)
この(3)式により得られた値が大きい場合には隣接面
素の向きの変化率が大きいこと、つまりキズの存在を示
すので、このSijを、前述の如く闇値で判別してキズ
の有無を判定することができる。
5pxij = ((pi+++j-+ -pi-++
j−+)+2 (1)! +l+J G'l-1+
J ) + (pi++1j÷+ pi−+J+
+)) Spyij = ((pi-t・j÷s
pi-t+j-t)+2 (pLj++ pi
, j−+)+ (pi++Ij++ −pi+++j−
t) )Sqxij = ((qi+++j−+ −
qi-++j-+)” 2 (Q1+I+J Ql
−1+ J )+ (qL++j++ qi−+・
j++)) Sqyij = ((qi-++j++
qi-++j-+)+ 2 (qi, j++
qi+j-+)+ (qi+++j++ qi+
tlj−+))Sij= 5pxij2+5pyij
2+5qxij2+5qyij2−−−−−−−43)
If the value obtained from equation (3) is large, it indicates a large rate of change in the direction of the adjacent surface element, which indicates the presence of a flaw, so this Sij is determined by the darkness value as described above to identify the flaw. The presence or absence can be determined.

次に、第4図に示す本発明の一実施例構成の動作、つま
り局所的欠陥(キズ)の検出と、大域的欠陥(緩やかな
曲がり、ゆがみ等)の検出について説明する。
Next, the operation of the configuration of the embodiment of the present invention shown in FIG. 4, that is, the detection of local defects (scratches) and the detection of global defects (gentle bends, distortions, etc.) will be described.

10局所的欠陥(キズ)の検出 例えば第4図において検査対象物体34に局所的欠陥(
キズ)が存在するか否かを検出する場合。
10 Detection of local defects (scratches) For example, in FIG.
When detecting whether or not scratches exist.

前記(1)と同様にして、向き判定回路30を参照表作
成モードで制御し、またTVカメラ12の下方に形状が
既知な1例えば球状の1反射特性が検査対象物体34と
同様に正反射特性を有する物体13をおき、参照表21
を作成する。それから物体13にかわり検査対象物体3
4をおき、光源PI〜P3を順次個々に点燈するととも
に、また向き判定回路30を局所欠陥検出モードで制御
する。
In the same manner as in (1) above, the orientation determination circuit 30 is controlled in the reference table creation mode, and a reflector having a known shape, for example a spherical one, is placed below the TV camera 12 with specular reflection similar to the object to be inspected 34. Place an object 13 with characteristics and refer to the reference table 21.
Create. Then, object 13 is replaced by object 3 to be inspected.
4, the light sources PI to P3 are sequentially turned on individually, and the direction determination circuit 30 is controlled in the local defect detection mode.

これにより向き判定回路30は、前記(2)と同様に動
作し、検査対象物体34より得られた面素の向きを微分
回路31に順次送出する。微分回路31はかくして伝達
された面素の向きにより前記(3)式にもとづき微分値
を求める。例えば、向き判定回路30により第6図(a
)に示す如き面素の向きが求められ、これが微分回路3
1により前述の如く微分されて第6図(blの如き微分
値が得られ、これをあらかじめ定められた闇値で判定す
ることにより。
Thereby, the orientation determination circuit 30 operates in the same manner as in (2) above, and sequentially sends the orientations of the surface elements obtained from the object to be inspected 34 to the differentiating circuit 31. The differentiating circuit 31 calculates a differential value based on the direction of the thus transmitted surface element based on the above-mentioned equation (3). For example, the direction determination circuit 30 may
) is obtained, and this is determined by the differentiator circuit 3.
1 as described above, a differential value as shown in FIG. 6 (bl) is obtained, and this is judged by a predetermined darkness value.

第6図(C)に示す如く1局所的欠陥を出力することが
できる。このようにして前記(3)式により微分強度を
求め、その値を闇値で判別することによりキズ等の局所
的欠陥の有無を検出することができる。
One local defect can be output as shown in FIG. 6(C). In this way, the presence or absence of local defects such as scratches can be detected by determining the differential intensity using equation (3) and determining the value using the dark value.

■、・大域的欠陥の検出 例えば第4図において検査対象物体35′の大域的欠陥
を検出する場合、まず前記(1)と同様にして参照表2
1を作成する。それから向き判定回路30をモデル作成
モードで制御して、検査対象物体35′の無欠陥物体3
5をモデルとして使用して前記(2)と同様にしてこの
モデルである無欠陥物体35の面素の向きを求め、これ
をモデル保持部32に格納する。無欠陥物体とは設計図
通りの物体である。次に向き判定回路30を大域的欠陥
検出モードに制御し、無欠陥物体35に代り検査対象物
体35′をおき、その画像データを前記の如くしてメモ
リMl 、M2.M3に保持させる。向き判定回路30
はモデルである無欠陥物体35と検査対象物体35′の
同−面素毎の向きを比較回路33で比較する。この場合
無欠陥物体35の面素の向きはモデル保持部32に保持
されているのでこれを読出せばよい。検査対象物体35
′の面素の向きは比較に先立ち図示省略したメモリに格
納してもよいし、比較の度にメモリM1〜M3および参
照表21をアクセスして求めてもよいが。
(2) Detection of global defects For example, when detecting global defects in the object to be inspected 35' in FIG.
Create 1. Then, the orientation determination circuit 30 is controlled in the model creation mode to
5 as a model, the orientation of the surface elements of the defect-free object 35, which is this model, is determined in the same manner as in (2) above, and this is stored in the model holding unit 32. A defect-free object is an object that is exactly as designed. Next, the orientation determination circuit 30 is controlled to the global defect detection mode, the object to be inspected 35' is placed in place of the defect-free object 35, and the image data is stored in the memories M1, M2, . Let M3 hold it. Direction determination circuit 30
The comparison circuit 33 compares the orientations of each isoplane element of the model defect-free object 35 and the object to be inspected 35'. In this case, since the orientation of the surface elements of the defect-free object 35 is held in the model holding unit 32, it is sufficient to read it. Inspection object 35
The direction of the plane element ' may be stored in a memory (not shown) prior to the comparison, or may be obtained by accessing the memories M1 to M3 and the reference table 21 each time the comparison is made.

処理の高速化のためにあらかじめ比較に先立ちメモリに
格納しておくことが望ましい。この比較を行うためにモ
デルである無欠陥物体35と検査対象物体35′との位
置合せが必要であるが、これは重心位置を合せることに
より対処できる。そして比較回路33における不一致度
算出式として次の(4)式を使用した。ここで(p o
、  q o>は検査対象物体35′の法線ベクトルで
あり、  (pm。
In order to speed up processing, it is desirable to store the data in memory before comparison. In order to perform this comparison, it is necessary to align the defect-free object 35, which is a model, and the object to be inspected 35', but this can be done by aligning the centers of gravity. The following equation (4) was used as the equation for calculating the degree of mismatch in the comparison circuit 33. Here (po
, q o> is the normal vector of the object to be inspected 35', and (pm.

qm)はモデルである無欠陥物体35の法線ベクトルで
ある。
qm) is a normal vector of the defect-free object 35 that is a model.

dij  −((poij−pmij) 2+ (qo
ij −qmij) 2+ (poij −pmi−1
,j−+) 2+ (qoij −qmi−++j−+
) 2+(poij −pmi、 j−+) 2+ (
qoij −qmi、 j−+) 2+ (poij 
−pmi−4,j−1) 2+ (qoij −qmi
+1+j−+)  2+ (poij −pmi−t、
j) 2+ (qoij −qmi−++j) 2+ 
(poij −pmi+4.j) 2+ (qoij 
−qmi++、j) 2+  (poij −pmi−
t+j++)  2+  (QOij   Qmi−+
+jn)  2+  (pojj −pmi、  j+
+)  2+  <qojj −qmi、  j+1)
  2+  (poij −pmi+4.j+1)  
2+  (qoij −qmi++、j++)  2)
  / 9−一−−・−−(41 そしてこの不一致度を次の(5)式により全面素につい
て求める。
dij −((poij−pmij) 2+ (qo
ij −qmij) 2+ (poij −pmi−1
, j−+) 2+ (qoij −qmi−+++j−+
) 2+ (poij −pmi, j−+) 2+ (
qoij −qmi, j−+) 2+ (poij
-pmi-4,j-1) 2+ (qoij -qmi
+1+j-+) 2+ (poij-pmi-t,
j) 2+ (qoij −qmi−++j) 2+
(poij −pmi+4.j) 2+ (qoij
−qmi++, j) 2+ (poij −pmi−
t+j++) 2+ (QOij Qmi−+
+jn) 2+ (pojj -pmi, j+
+) 2+ <qojj −qmi, j+1)
2+ (poij −pmi+4.j+1)
2+ (qoij −qmi++, j++) 2)
/9-1--・--(41 Then, this degree of mismatch is determined for the entire surface element using the following equation (5).

d士Σd i j            −−−−−
−−−151このdに闇値を設定し、これにより大域的
な欠陥を検出することができる。例えば、モデルが円錐
台のときに、第4図の検査対象物体35′のように、ハ
字状の側面を有するような緩やかな欠陥が存在する場合
でもこれを検出することができる。
dshi Σd i j −−−−−
---151 A darkness value is set for this d, and thereby global defects can be detected. For example, when the model is a truncated cone, it is possible to detect even if there is a mild defect such as an object to be inspected 35' in FIG. 4 having a V-shaped side surface.

この場合、モデルは第7図に示す如き状態の面素の向き
を有し、検査対象物体35′は第8図の如き状態の面素
の向きを有することになるが、その不一致度は第9図(
a)に示す如くなり、闇値により面素毎にスライスすれ
ば、第9図(blの如く示すことができる。
In this case, the model has the direction of the surface elements as shown in FIG. 7, and the object to be inspected 35' has the direction of the surface elements as shown in FIG. Figure 9 (
As shown in a), by slicing every surface element using the darkness value, it can be shown as shown in FIG. 9 (bl).

ところで比較回路33における演算は、前記(4)式、
(5)式とそれぞれの闇値による出力のみならず1次の
(6)式、(7)式の演算およびそれぞれの闇値による
出力を得ることもできる。
By the way, the computation in the comparator circuit 33 is performed by the above equation (4),
In addition to outputs based on equation (5) and their respective dark values, it is also possible to obtain outputs based on calculations of linear equations (6) and (7) and their respective dark values.

dpij= ((QOij  pH1ij) + (p
oij −pmi−1,j−1)+ (poij−ρm
i、 j−1) −4−(poij −pmi+1+j−+)+ (po
ij −pmi4・j) +(poij −pmL++j) +  (poij    plTli−1+j+1)+
 (poij  pmi +j+4)+(POIJ  
pmL+l+J+1) )  −’−’−’(6)dQ
ij= ((QOij  qmij) + (qoij
 −qmi−1,j−1)+ (qoij −qmi、
 j−t)+  (qoij −qmi+1+j−+)
+ (qoij  qmi−++j) ” (QOij  qmiヤIIJ) + (qoij −qmi−++L+)+ (qoij
 −qmi+ j++)+ (qoij −qmi+h
j++) >  −−−−−−−−−(7>ところで前
記(6)式および(7)式は面素の向きがどちらの方向
に傾いているのかを示すものである。
dpij= ((QOij pH1ij) + (p
oij −pmi−1,j−1)+(poij−ρm
i, j-1) -4-(poij -pmi+1+j-+)+ (po
ij −pmi4・j) + (poij −pmL++j) + (poij plTli−1+j+1)+
(poij pmi +j+4)+(POIJ
pmL+l+J+1) ) −'−'−'(6) dQ
ij= ((QOij qmij) + (qoij
-qmi-1,j-1)+ (qoij -qmi,
j−t)+ (qoij −qmi+1+j−+)
+ (qoij qmi-++j) ” (Qoij qmiiyaIIJ) + (qoij -qmi-++L+)+ (qoij
−qmi+ j++)+ (qoij −qmi+h
j++) >−−−−−−−−−(7>> By the way, the above equations (6) and (7) indicate in which direction the direction of the surface element is inclined.

前記(6)式および(7)式が、正または負のもののみ
を出力させたものが第10図である。
FIG. 10 shows the equations (6) and (7) in which only positive or negative values are output.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば乱反射面と複数の光源を使用して、鏡面
のような正反射特性を有する物体表面のキズの検出は勿
論のことそのゆるやかな緩みや曲がり等の欠陥もきわめ
て正確に検出することができる。したがって従来目視検
査にたよっていた鏡面体をデータ処理方式により、正確
に検査することができる。
According to the present invention, by using a diffused reflection surface and a plurality of light sources, it is possible to detect not only scratches on the surface of an object having specular reflection characteristics such as a mirror surface, but also defects such as gradual loosening and bending in an extremely accurate manner. be able to. Therefore, specular objects, which conventionally relied on visual inspection, can be accurately inspected using the data processing method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)は本発明における画像データを入力するた
めの画像データ入力装置、同(blは物体の中心位置や
半径を求める場合のフローチャート同(C)。 (d)は面素の向きを抽出するときの説明図、同(e)
は本発明の特徴である参照表作成および面素の向きを出
力するためのブロック図、第2図は参照表作成状!:、
説明図、第3図は第1図により得られた面素の向きの抽
出結果例、第4図は本発明の一実施例構成図、第5図は
微分回路の説明図、第6図は局所的欠陥の検出例、第7
図はモデルの面素の向き、第8図は検査対象物体の面素
の向き、第9図は不一致度検出例、第10図(al、 
(b)は上からみたときのX軸方向の偏り、同(C1,
(d)は同じくy軸方向の偏り、第11図は従来の照度
差ステレオの説明図である。 図中、1は物体、2はTVカメラ、10は画像データ入
力装置、11は乱反射面、12はTVカメラ、13は物
体、14は中心位置・半径算出回路、15は補正回路、
16は補正係数表、17は正規化回路、18は最大値検
索回路、19は向き判定回路、20は傾き表、21は参
照表、22は出力データ部、23は検査対象物体、30
は向き判定回路、31は微分回路、32はモデル保持部
。 33は比較回路、34は検査対象物体、35は無欠陥物
体(モデル)、35’は検査対象物体を示す。 第2図 第6図 ((:l)              CC)第7図 第8図 (b) 第10図
Figure 1 (a) shows an image data input device for inputting image data in the present invention (bl is a flowchart for determining the center position and radius of an object (C)). (d) is the direction of the surface element. Explanatory diagram when extracting, same (e)
Figure 2 is a block diagram for creating a reference table and outputting the orientation of surface elements, which is a feature of the present invention, and Figure 2 is a reference table creation form! :,
3 is an example of the extraction result of the direction of the surface element obtained from FIG. 1, FIG. 4 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 5 is an explanatory diagram of a differential circuit, and FIG. Local defect detection example, 7th
The figure shows the orientation of the surface elements of the model, Figure 8 shows the orientation of the surface elements of the object to be inspected, Figure 9 shows an example of discrepancy detection, and Figure 10 (al,
(b) shows the deviation in the X-axis direction when viewed from above;
(d) shows the same bias in the y-axis direction, and FIG. 11 is an explanatory diagram of conventional photometric stereo. In the figure, 1 is an object, 2 is a TV camera, 10 is an image data input device, 11 is a diffused reflection surface, 12 is a TV camera, 13 is an object, 14 is a center position/radius calculation circuit, 15 is a correction circuit,
16 is a correction coefficient table, 17 is a normalization circuit, 18 is a maximum value search circuit, 19 is a direction determination circuit, 20 is a tilt table, 21 is a reference table, 22 is an output data section, 23 is an object to be inspected, 30
31 is a differentiation circuit; 32 is a model holding unit; 33 is a comparison circuit, 34 is an object to be inspected, 35 is a defect-free object (model), and 35' is an object to be inspected. Figure 2 Figure 6 ((:l) CC) Figure 7 Figure 8 (b) Figure 10

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも3個の光源と、光源からの光を反射す
ることによって対象物体に光を照射する乱反射面と、前
記対象物体を観測する画像入力手段と、正反射特性を有
する既知形状物体の各光源点燈下で観測される濃淡値の
組と前記物体表面の微小面素の向きとの関係を表現する
参照表を作成する参照表作成手段と、作成された参照表
を保持する参照表保持手段と、正反射特性を有する検査
対象物体の各光源点燈下で観測される濃淡値の組で前記
参照表保持手段を検索することにより検査対象物体表面
の微小面素の向きを抽出する抽出手段と、前記抽出手段
の出力に基づいて前記検査対象物体表面の欠陥を検出す
ることを特徴とする正反射特性を有する物体表面の欠陥
検出方式。
(1) At least three light sources, a diffuse reflection surface that irradiates a target object with light by reflecting light from the light sources, an image input means for observing the target object, and a known-shaped object having regular reflection characteristics. a reference table creating means for creating a reference table that expresses the relationship between the set of grayscale values observed under each light source point light and the orientation of the microscopic surface elements on the surface of the object; and a reference table that holds the created reference table. The direction of the micro-area element on the surface of the object to be inspected is extracted by searching the reference table holding means using the holding means and a set of grayscale values observed under each light source point light of the object to be inspected having specular reflection characteristics. 1. A method for detecting defects on the surface of an object having specular reflection characteristics, comprising: an extraction means; and a defect on the surface of the object to be inspected is detected based on the output of the extraction means.
(2)前記欠陥の検出は、前記抽出手段により抽出され
た微小面素の向きの不連続性を抽出することにより物体
表面の局所的欠陥の検出を行なうことを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項記載の正反射特性を有する物体表
面の欠陥検出方式。
(2) The defect detection is performed by detecting local defects on the object surface by extracting discontinuities in the orientation of the micro-area elements extracted by the extraction means. A method for detecting defects on the surface of an object having specular reflection characteristics as described in (1).
(3)前記欠陥の検出は、前記抽出手段によりモデルの
微小面素の向きを抽出し、また検査対象物体の微小面素
の向きを抽出してこれらを照合することにより検査対象
物体の大域的な欠陥を検出するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項記載の正反射特性を有す
る物体表面の欠陥検出方式。
(3) The defect detection is performed by extracting the orientation of the micro-area elements of the model by the extraction means, and by extracting the orientation of the micro-area elements of the object to be inspected and comparing these. 2. A method for detecting defects on the surface of an object having specular reflection characteristics as claimed in claim (1), characterized in that the method detects defects such as:
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