JPS6142222B2 - - Google Patents
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- JPS6142222B2 JPS6142222B2 JP14251677A JP14251677A JPS6142222B2 JP S6142222 B2 JPS6142222 B2 JP S6142222B2 JP 14251677 A JP14251677 A JP 14251677A JP 14251677 A JP14251677 A JP 14251677A JP S6142222 B2 JPS6142222 B2 JP S6142222B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は冷間または熱間で圧延される鋼板の表
面における欠陥の自動検査方法特に欠陥の種類判
別法に関するものであり、とりわけ従来方式の表
面欠陥検査装置では発生する欠陥の種類によつて
欠陥の評価が異なり適切な評価が困難であつた検
査工程に対して目視に代わる自動表面検査装置の
適用を可能とする欠陥の検出・処理方法を提供す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for automatically inspecting defects on the surface of cold- or hot-rolled steel sheets, and particularly to a method for determining the type of defects, particularly those that occur in conventional surface defect inspection equipment. The present invention provides a method for detecting and processing defects that enables the application of an automatic surface inspection device to replace visual inspection in an inspection process in which defect evaluation differs depending on the type of defect and appropriate evaluation is difficult.
はじめに従来の光学的表面欠陥装置の概要を述
べるに、従来の装置は被検査材の表面を照明する
投光装置と、被検査材表面より反射されて欠陥の
特徴を表わす情報の加わつた光を受けこれを電気
信号に変換する受光部、受光部から得られた電気
信号を加工処理することにより欠陥の有無、欠陥
の大きさを判定する処号処理部分から構成され
る。通常、検査は鋼板表面の微小部分での光反射
率の変化を基本情報とするため、前記投光部の光
束あるいは受光部視野のいずれか一方あるいは両
方を十分に絞り、瞬間的には非常に狭い視野範囲
の表面反射について測定を行なう構成とし、鋼板
全表面を検査するために上記の視野を時間的に順
次移動つまり走査する構成になつている。このよ
うな光学的欠陥検査装置において要求される能力
は、欠陥の発見能力、発見された欠陥についてそ
の有害度即ち欠陥レベルの判定能力、欠陥の種類
識別能力が主要なものである。 First, to give an overview of conventional optical surface defect equipment, conventional equipment consists of a light projector that illuminates the surface of a material to be inspected, and a light that is reflected from the surface of the material to be inspected and adds information representing the characteristics of the defect. It consists of a light receiving section that receives the received signals and converts them into electrical signals, and a processing section that processes the electrical signals obtained from the light receiving section to determine the presence or absence of a defect and the size of the defect. Normally, inspection uses changes in light reflectance at minute portions of the steel plate surface as basic information, so either or both of the luminous flux of the light emitter or the field of view of the light receiver is sufficiently narrowed down, and instantaneous extremely It is configured to measure surface reflection in a narrow field of view, and is configured to sequentially move or scan the field of view in order to inspect the entire surface of the steel plate. The main abilities required of such an optical defect inspection apparatus are the ability to discover defects, the ability to determine the harmfulness of the discovered defects, that is, the defect level, and the ability to identify the type of defect.
従来の検査装置においては前述のように情報の
基礎を鋼板表面微小部分での光量反射率に置いて
おり、得られた反射率信号の変化から欠陥の存在
を推定するものである。通常、前記受光装置出力
信号を適当な前置増幅器により増幅したのちその
まま、あるいは更に微分装置により出力変化分の
みを取り出して適当な閾値でレベル弁別すること
により、通常表面のノイズ成分と欠陥の区別及び
欠陥の有害度(レベル)の判定を行なつているの
である。しかるに、欠陥の有害度の判定はその鋼
板の使用目的によつて疵種類毎に異なり、また、
人間の目視判定を基礎に定められた規準を使用す
るため前記の欠陥の表面反射率変化の検出レベル
弁別は、非常に困難であつたわけである。即ち、
ある欠陥を基準とした判定回路のレベル設定値を
基準とした判定回路のレベル設定値によれば、他
の種類の欠陥については判定を誤る可能性が非常
に高いのである。したがつて表面欠陥のレベルを
判定するためには当該欠陥の種類を認識すること
は重要な要素である。欠陥の種類は欠陥の性状、
成因等により経験的に分類されたものであるが、
欠陥レベルの判定を目的とする場合は類似のもの
をまとめて数種類の群に分けることが可能であ
る。欠陥をこの群のうちのどれに属するものであ
るか識別できれば、このなかでは欠陥レベルの判
定が比較的容易となることは明白である。 As mentioned above, in conventional inspection equipment, the basis of information is based on the light intensity reflectance at minute portions on the surface of the steel sheet, and the presence of defects is estimated from changes in the obtained reflectance signal. Normally, it is possible to distinguish between noise components and defects on the surface by amplifying the output signal of the light receiving device with an appropriate preamplifier and then extracting it as is, or by extracting only the output change using a differentiator and level-discriminating it with an appropriate threshold value. and the degree of harmfulness (level) of the defect. However, the determination of the degree of harmfulness of defects differs for each type of flaw depending on the purpose of use of the steel sheet, and
Since standards established on the basis of human visual judgment are used, it is extremely difficult to discriminate the detection level of the change in surface reflectance of the defect. That is,
According to the level setting value of the judgment circuit based on the level setting value of the judgment circuit based on a certain defect, there is a very high possibility that the judgment will be erroneously made regarding other types of defects. Therefore, in order to determine the level of surface defects, it is important to recognize the type of defects. The type of defect is the nature of the defect,
They are empirically classified according to their causes, etc.
When the purpose is to determine the defect level, it is possible to group similar items together into several groups. It is clear that if it is possible to identify which of these groups a defect belongs to, it will be relatively easy to determine the level of the defect.
これらの欠陥種類の識別において、目視では欠
陥の形状、色、発生部位等を経験的に勘案して一
瞬の間に疵判定しており、この機能はいわゆるパ
ターン認識の分野に属する。目視検査は、欠陥の
部分的な反射特性のみでなくその平面的な集合即
ち欠陥像として疵を認識するところに従来の光学
的欠陥検査装置との大きな差異があるわけであ
る。 In identifying these types of defects, defects are determined instantaneously by visual observation, taking into account the shape, color, site of occurrence, etc. of the defects empirically, and this function belongs to the field of so-called pattern recognition. Visual inspection differs greatly from conventional optical defect inspection systems in that it recognizes defects not only by their partial reflection characteristics but also by their planar aggregation, ie, defect images.
本発明は、欠陥検査装置に対して上記目視検査
に近い性能を保有させるため、欠陥を従来の一次
元的な捕え方から2次元的な像として検出し、信
号処理を施し、その特徴をとらえて欠陥の種類識
別を行なうものである。 The present invention detects defects as a two-dimensional image instead of the conventional one-dimensional detection method, performs signal processing, and captures the characteristics of the defect in order to provide a defect inspection device with performance close to that of the above-mentioned visual inspection. This method identifies the type of defect.
以下図に従つて本発明を説明する。第5図に本
発明に基づく欠陥検査装置の基本的な1構成例を
示す。図において1は被検査材である鋼板であ
り、2はこの上に生じている欠陥を示す。3は照
明用の光源である。4は疵部での照明による反射
光を光像などの像に変換する光学系、5は光学系
4により変換された像を電気的信号に変換する撮
像部、6は得られた映像情報に対して前記特徴を
抽出する為の処理を行なう二次元信号処理部、7
は処理部6により得られた処理後情報から疵種別
を判定するための特徴パラメータの識別判定部、
8は得られた各特徴パラメータについてその大き
さを判定するレベル判別部、9は各特徴パラメー
タのレベル相互関係から欠陥の種類程度を判定す
る欠陥判定部、10は判定された欠陥を表示し、作
業者に知らせ、又本図に図示しない検査情報処理
装置に欠陥情報を出力する出力表示装置である。 The present invention will be explained below with reference to the drawings. FIG. 5 shows an example of a basic configuration of a defect inspection device based on the present invention. In the figure, 1 is a steel plate which is a material to be inspected, and 2 indicates defects occurring thereon. 3 is a light source for illumination. 4 is an optical system that converts the reflected light from the illumination at the defect into an image such as a light image; 5 is an imaging unit that converts the image converted by the optical system 4 into an electrical signal; and 6 is an image pickup unit that converts the image converted by the optical system 4 into an electrical signal; a two-dimensional signal processing unit that performs processing for extracting the features;
is a feature parameter identification determination unit for determining the flaw type from the post-processing information obtained by the processing unit 6;
8 is a level determination unit that determines the magnitude of each characteristic parameter obtained; 9 is a defect determination unit that determines the type and degree of the defect from the level correlation of each characteristic parameter; 10 is a display unit that displays the determined defect; This is an output display device that notifies the operator and outputs defect information to an inspection information processing device (not shown in this figure).
この装置では欠陥像は光学系4により撮像部5
に結ばれ、電気信号に変換されて信号処理部6へ
送られる。信号処理部6では欠陥像情報に対して
平均値、トレンドの除去等必要な前処理を施した
後、2次元周波数分析処理と、欠陥の面積、長さ
算出処理が並行して行なわれる。信号処理部6の
出力13は、欠陥画像の空間周波数軸上の像すな
わち2次元周波数成分分布パターンに基づく4つ
のパラメータと、面積、長さ算出手法に基づく3
つのパラメータである。 In this device, a defect image is captured by an optical system 4 at an imaging unit 5.
The signal is connected to the electrical signal, converted into an electrical signal, and sent to the signal processing section 6. In the signal processing section 6, after performing necessary preprocessing such as removal of an average value and trend on the defect image information, two-dimensional frequency analysis processing and defect area and length calculation processing are performed in parallel. The output 13 of the signal processing unit 6 is an image of the defect image on the spatial frequency axis, that is, four parameters based on the two-dimensional frequency component distribution pattern, and three parameters based on the area and length calculation method.
There are two parameters.
2次元周波数成分分布パターンに基づく4つの
パラメータを以下説明する。まず、2次元の画像
データに対して周波数分析を実施した例を第1図
に示す。第1図aの碁盤目状の2次元画像データ
に対して周波数分析(二次元フーリエ変換または
アダマール変換)を実施した結果が第1図bの2
次元周波数成分分布パターン(2次元パワースペ
クトラム密度)である。第1図cは横方向の定常
波の周波数成分分布を、また第1図dは縦方向の
それを示す。時系列データの周波数分析が時系列
データに含まれる変化分の周期性を抽出すること
は周知の通りであるが、画像データの周波数分析
は画像データに含まれる変化分の2次元平面での
周期性を抽出するものである。第1図に示したよ
うな例では横方向の周期性は大部分が縦方向周波
数0である軸上に現われ、逆に縦方向の周期性は
大部分が横方向周波数0である軸上に現われる
(これは画像データに縦横の相関がないことを示
している)。これらを横方向の定常波周波数成
分、縦方向の定常波周波数成分と呼ぶ。鋼板表面
を、画像データとして周波数分析を行なうと、一
般には表面欠陥による周波数成分のほとんどが2
つの方向の高常波周波数成分に集中し、かつ、正
常な鋼板表面と比較して表面欠陥が発生している
鋼板表面の周波数分析結果では表面欠陥による変
化分に応じて横方向または縦方向(あるいは両方
向)の定常波周波数成分のうち、比較的高帯域の
周波数成分が大きくなる。各表面欠陥のもつ特徴
を2次元周波数成分分布のパターンと対応させる
ことができれば、この2次元周波数成分分布パタ
ーンから逆に表面欠陥を識別することが可能であ
る。 The four parameters based on the two-dimensional frequency component distribution pattern will be explained below. First, FIG. 1 shows an example in which frequency analysis was performed on two-dimensional image data. The results of frequency analysis (two-dimensional Fourier transform or Hadamard transform) on the grid-shaped two-dimensional image data in Figure 1 a are shown in Figure 1 b.
It is a dimensional frequency component distribution pattern (two-dimensional power spectrum density). FIG. 1c shows the frequency component distribution of a standing wave in the transverse direction, and FIG. 1d shows it in the longitudinal direction. It is well known that frequency analysis of time series data extracts the periodicity of changes contained in time series data, but frequency analysis of image data extracts the periodicity of changes contained in image data on a two-dimensional plane. It extracts sexuality. In the example shown in Figure 1, the horizontal periodicity appears mostly on the axis where the vertical frequency is 0, and conversely, the vertical periodicity appears mostly on the axis where the horizontal frequency is 0. (This indicates that there is no vertical and horizontal correlation in the image data). These are called a horizontal standing wave frequency component and a vertical standing wave frequency component. When frequency analysis is performed on the surface of a steel plate as image data, most of the frequency components due to surface defects are generally 2.
The frequency analysis results of the steel plate surface where the high frequency components are concentrated in two directions, and where surface defects have occurred compared to the normal steel plate surface, show that the frequency components are concentrated in the horizontal or vertical direction (or both directions) depending on the change due to the surface defects. ) of the standing wave frequency components, the frequency components in a relatively high band become large. If the characteristics of each surface defect can be associated with the pattern of the two-dimensional frequency component distribution, it is possible to conversely identify the surface defect from this two-dimensional frequency component distribution pattern.
いま該画像データにデイジタル的に2次元周波
数分析を施して算出した周波数成分をP(f1、
f2)とする(f1:横方向の周波数座標:−Nrf1
Nr、f2:縦方向の周波数座標:0f2Nw、た
だし、Nr、Nwは画像データのサンプリングにお
けるナイキスト定理より定まる)。P(f1、f2)を
用いて4つのパラメータを抽出して2次元周波数
成分分布を記述するわけである。パラメータ抽出
にはすべてのP(f1、f2)を用いるわけではなく、
両方向の定常波周波数成分({P(0、f2)}と
{P(f1、0)})近傍の成分を用いるだけでよ
い。逆に近傍成分を用いるというのは、両方向に
おける緩慢な変化に埋もれた表面欠陥による周波
数成分を無視することを防ぐわけである。 Now, the frequency components calculated by digitally performing two-dimensional frequency analysis on the image data are expressed as P(f 1 ,
f 2 ) (f 1 : Horizontal frequency coordinate: −Nrf 1
Nr, f 2 : Vertical frequency coordinate: 0f 2 Nw (Nr, Nw are determined from the Nyquist theorem in image data sampling). Four parameters are extracted using P(f 1 , f 2 ) to describe the two-dimensional frequency component distribution. Not all P(f 1 , f 2 ) are used for parameter extraction;
It is only necessary to use components near the standing wave frequency components in both directions ({P(0, f 2 )} and {P(f 1 , 0)}). Conversely, using neighboring components prevents ignoring frequency components due to surface defects that are buried in slow changes in both directions.
具体的にはP(f1、f2)から次式により定常波近
傍周波数成分Pr(f1)、Pw(f2)を定義する。 Specifically, the standing wave near frequency components Pr(f 1 ) and Pw(f 2 ) are defined from P(f 1 , f 2 ) using the following equations.
r、wは原画像データにおける緩慢な変化に対
応するもので実験的に2〜4を選ぶのが適当であ
ることがわかつている。 r and w correspond to slow changes in the original image data, and it has been experimentally found that it is appropriate to select 2 to 4.
Pr(f1)、Pw(f2)を用いて表面欠陥の方向性を
表わすパラメータDFr,DFwと横方向、縦方向
における表面欠陥の鋭さを表わすパラメータ
Rr,Rwを抽出する。DFr,DFw、Rr、Rwが2
次元周波数成分分布を記述する4つのパラメータ
となるのである。 Parameters DFr and DFw that express the directionality of surface defects using Pr (f 1 ) and Pw (f 2 ), and parameters that express the sharpness of surface defects in the horizontal and vertical directions.
Extract Rr and Rw. DFr, DFw, Rr, Rw are 2
There are four parameters that describe the dimensional frequency component distribution.
4つのパラメータについて説明するために実際
の分析結果例を第2図に示す。DFr,DFwは次
の定義式によつて与えられる。 An example of an actual analysis result is shown in FIG. 2 to explain the four parameters. DFr and DFw are given by the following definition formulas.
例として第2図の分析結果ではパワー大である
周波数成分が横方向と比較して縦方向に集中して
おり(原画像データにおいては横方向の変化は緩
慢であり、縦方向の変化は激しい)、{Pr(f1)}
は{Pw(f2)}に比較して振幅が小さい。すなわ
ち、DFw=0となり、縦方向の定常波の周波数
成分はパワーが大で、DFr<0(第2図ではDFr
=−1)となり横方向の定常波の周波数成分はパ
ワーが小であることが定量的に把握できるわけで
ある。 For example, in the analysis results shown in Figure 2, frequency components with high power are concentrated in the vertical direction compared to the horizontal direction (in the original image data, changes in the horizontal direction are slow and changes in the vertical direction are large). ), {Pr(f 1 )}
has a smaller amplitude than {Pw(f 2 )}. In other words, DFw=0, the frequency component of the standing wave in the vertical direction has a large power, and DFr<0 (DFr in Fig. 2).
= -1), and it can be quantitatively understood that the power of the frequency component of the horizontal standing wave is small.
次に、縦方向、横方向において表面欠陥による
周波数成分があるかないかを示すパラメータが
Rw、Rrである。第2図c,bのように縦方向、
横方向の定常波周波数成分を抽出すると、そのう
ちで表面欠陥による成分がどの周波数帯域にある
かを判断しなければならない。一般に点状疵、線
状疵のような表面欠陥においては縦方向または横
方向(あるいはその両方)に激しい変化分を生じ
るため、当該方向の比較的高帯域の周波数成分が
大きくなることが多い(第2図参照)。これを数
値化したものがRw,Rrである。Rr,Rwの定義
式は次の式で与えられる。 Next, a parameter indicating whether or not there are frequency components due to surface defects in the vertical and horizontal directions is determined.
Rw, Rr. Vertical direction as shown in Figure 2 c and b,
Once the horizontal standing wave frequency components are extracted, it is necessary to determine in which frequency band the components due to surface defects are located. In general, surface defects such as point defects and linear defects produce large changes in the vertical or horizontal direction (or both), so relatively high frequency components in the relevant direction often become large ( (See Figure 2). The numerical values of this are Rw and Rr. The definition formulas for Rr and Rw are given by the following formulas.
nr,nwは対象とする表面欠陥の大きさ、間隔
から空間周波数を計算することによつて定めるこ
とができる。 n r and n w can be determined by calculating the spatial frequency from the size and spacing of the target surface defects.
したがつてPr(0)、Pr(1)、………Pr(nr−
1)およびPw(0)、Pw(1)、………Pw(nw−
1)は表面欠陥によらない、たとえば鋼板表面の
汚れによる周波数成分であるとみなし、Pr(n
r)、Pr(nr+1)、………Pr(Nr)およびPw
(nw)、Pw(nw+1)、………Pw(Nw)は表面
欠陥による周波数成分であるとみなすことができ
る。 Therefore, Pr(0), Pr(1),...Pr(n r −
1) and Pw(0), Pw(1), ......Pw(n w −
1) is considered to be a frequency component not caused by surface defects, for example, due to dirt on the surface of the steel plate, and Pr(n
r ), Pr (n r +1), ......Pr (Nr) and Pw
(n w ), Pw (n w +1), Pw (Nw) can be considered to be frequency components due to surface defects.
2次元周波数分析手法は画像データにおける変
化分、すなわち、表面欠陥における周期性(繰り
返し性)により欠陥種類の識別を行なうものであ
つて、単発的に存在する欠陥に対しては必ずしも
有効な方法ではない。単発的に存在する欠陥の識
別に対して、2次元周波数分析手法の欠点を補償
するのが欠陥の面積、長さ算出手法である。 The two-dimensional frequency analysis method identifies defect types based on changes in image data, that is, the periodicity (repeatability) of surface defects, and is not necessarily an effective method for defects that occur only one time. do not have. The defect area and length calculation method compensates for the shortcomings of the two-dimensional frequency analysis method for identifying defects that occur singly.
本手法は撮像装置から送られる電気信号を直接
利用するもので、これを第3図を参照しながら説
明すると、第3図aはテレビカメラの各水平走査
線(ライン)に対応する多数のビデオ信号を示
し、同図bはこれを点線で示すスレツシユホール
ドレベルにより閾別して3値化した信号を示す。
この3値化した信号でゲートを開閉し、カウンタ
へのクロツク入力を制御することにより欠陥
N1,N2の存在する位置を知り、この結果同一欠
陥か否かを判別して欠陥の長さおよび面積を求め
ることが可能である。面積、長さ算出手法は2次
元周波数分析手法と同期をとつて、同一の画像デ
ータに対して実施する。本手法により1つの画像
データに対して複数の面積、長さ情報が得られる
が、欠陥種類識別に用いるのはその中で、最大の
面積をもつ欠陥の長さLと3値化における正、負
(反射光散乱性欠陥、反射光吸収性欠陥)を示す
ATRの2つである。 This method directly uses electrical signals sent from the imaging device, and this will be explained with reference to Figure 3. Figure 3a shows a large number of video signals corresponding to each horizontal scanning line of a television camera. Figure b shows a signal that has been thresholded and ternarized using threshold levels indicated by dotted lines.
This ternary signal is used to open and close the gate and control the clock input to the counter to detect defects.
By knowing the positions where N 1 and N 2 exist, it is possible to determine whether or not they are the same defect, and to determine the length and area of the defect. The area and length calculation method is performed on the same image data in synchronization with the two-dimensional frequency analysis method. With this method, multiple area and length information can be obtained for one image data, but among them, the length L of the defect with the largest area and the positive value in ternarization are used to identify the defect type. Indicates negative (reflected light scattering defect, reflected light absorbing defect)
There are two ATRs.
鋼板表面上に適当な大きさの画像視野を設定す
ればこれまで述べてきた2つの信号処理手法によ
り抽出した6つのパラメータ及び欠陥の発生によ
つて鋼板表面が汚れ状となつているかどうかを評
価するための該画像電気信号のレベルに関するパ
ラメータiRiSを用いて該画像中に存在する欠陥の
種類を識別することが可能である。具体的に本発
明で用いた7つのパラメータの組み合わせ方法の
一例を第4図に示す。これは欠陥サンプルを用い
てオフライン試験を行ない、7つのパラメータを
算出してそのデータを整理して各パラメータに対
する境界値を決定し、識別論理を構成したもので
ある。第4図において用いたパラメータの物理的
意味はこれまでに述べてきた通りであり、また識
別の対像とした各表面欠陥の特徴の概略は次の通
りである。 By setting an image field of appropriate size on the steel plate surface, it is possible to evaluate the six parameters extracted by the two signal processing methods described above and whether the steel plate surface is dirty due to the occurrence of defects. It is possible to identify the type of defect present in the image using the parameter iRiS relating to the level of the image electrical signal. FIG. 4 specifically shows an example of a method of combining the seven parameters used in the present invention. This involves performing an off-line test using a defective sample, calculating seven parameters, organizing the data, determining boundary values for each parameter, and constructing identification logic. The physical meanings of the parameters used in FIG. 4 are as described above, and the characteristics of each surface defect used for identification are outlined below.
CBカキ疵:圧延方向に延びる線状欠陥
肌荒れ状スケール:反射光吸収性の点状欠陥共ズ
レ疵:反射光散乱性の点状欠陥または線状密集
欠陥
正常表面:光沢のムラ(反射光を吸収する)をも
つ表面
肌荒れ状スケールα:典型的な肌荒れ状スケール
(模様状)共ズレ疵α:集合的な共ズレ疵
CBカキ疵α:複数のカキ疵
(カキ疵状)共ズレ疵α:集合的な共ズレ疵
CBカキ疵β:複数のカキ疵
カキ疵状共ズレ疵β:集合的な共ズレ疵
肌荒れ状スケールβ:幅方向には弱い肌荒れ状ス
ケール
CBカキ疵γ:単数のカキ疵
肌荒れ状スケールγ:幅方向には弱い肌荒れ状ス
ケール
たとえば、CBカキ疵βについては圧延方向に
伸びる複数の線状欠陥であり、パラメータ
DFw,DFr,Rw,Rrを定義するために引用した
分析結果例の第2図のような2次元周波数成分分
布をもつ。すなわち、DFw=0、DFr=−1、
及びRw40が求められている(Rrの算出は識別
フロー上不要)。更に欠陥の電気信号は明瞭であ
るためレベルも高いのでiRiS>8が成立し、圧延
方向の欠陥長さも長く、L40が成立している。
したがつて第4図の識別フローにて正しく分類す
ることができる。また肌荒れ状スケールαを例に
とると、この欠陥は反射光吸収性の点状欠陥であ
るから、圧延方向、幅方向のいずれも欠陥による
電気信号変化が激しく、求められる2次元周波数
成分分布にて、圧延方向にも幅方向にもパワー大
なる周波数成分は分布しており、更にいずれの方
向にも高帯域までパワー大なる周波数成分が分布
している。すなわち、DFw=DFr=0及びRwRr
40が求められる。更にiRiS>8、ATR1<0が
成立するのは明らかであるから、これも第4図の
識別フローで正しく分類することができる。な
お、ATRについては面積、長さ算出手法にて1
つの画像データに対して得られる複数の光学的性
質パラメータATRについて総和を算出したもの
をATR1として判定パラメータに用いるととも
に、最大の面積をもつ欠陥の光学的性質パラメー
タATRをそのままATR2として求めたが、第4図
での識別フローには不要であつた。そして、第4
図の識別フローを用いて約50枚のサンプル試験を
行なつた結果、疵種類の自動識別判定と目視判定
の一致率が95.9%という結果を得ている。CB oyster defects: Linear defects extending in the rolling direction Rough surface scale: Point defects that absorb reflected light Co-slip defects: Point defects or linear dense defects that scatter reflected light Normal surface: Uneven gloss (reflected light Surface roughness scale α: Typical rough skin scale (patterned) co-slip flaw α: Collective co-slip flaw CB oyster flaw α: Multiple oyster flaw (oyster flaw-like) co-slip flaw α :Collective co-slip flaw CB oyster flaw β: Multiple co-slip flaw oyster flaw-like co-slip flaw β: Collective co-slip flaw rough skin scale β: Weak rough skin scale in the width direction CB oyster flaw γ: Single Rough skin scale γ: Rough skin scale that is weak in the width direction For example, CB oyster scratch β is a multiple linear defect extending in the rolling direction, and the parameter
It has a two-dimensional frequency component distribution as shown in Figure 2, which is an example of the analysis results cited to define DFw, DFr, Rw, and Rr. That is, DFw=0, DFr=-1,
and Rw40 are required (calculation of Rr is unnecessary in the identification flow). Furthermore, since the electric signal of the defect is clear and has a high level, iRiS>8 holds true, and the length of the defect in the rolling direction is also long, so L40 holds true.
Therefore, classification can be performed correctly using the identification flow shown in FIG. Taking rough skin scale α as an example, since this defect is a point-like defect that absorbs reflected light, the electric signal changes drastically due to the defect in both the rolling direction and the width direction, and the required two-dimensional frequency component distribution Therefore, frequency components with high power are distributed in both the rolling direction and the width direction, and furthermore, frequency components with high power are distributed in both directions up to the high band. That is, DFw=DFr=0 and RwRr
40 is required. Furthermore, since it is clear that iRiS>8 and ATR1<0 hold true, this can also be correctly classified using the identification flow shown in FIG. Regarding ATR, the area and length calculation method is 1
The sum of multiple optical property parameters ATR obtained for one image data was used as the judgment parameter as ATR1, and the optical property parameter ATR of the defect with the largest area was directly determined as ATR2. This was unnecessary for the identification flow in FIG. And the fourth
As a result of testing approximately 50 samples using the identification flow shown in the figure, we obtained a 95.9% concordance rate between automatic flaw type identification and visual judgment.
なお通常使用される画像−電気信号変換器例え
ばTVカメラに利用されるビジコン等の撮像管あ
るいはフオトダイオード、電荷転送素子CCD等
を多数配列した固体撮像素子による画像変換装置
における画面の分解能には限界があり、鋼板表面
の板幅の全幅検査を行なうには画像変換装置を複
数台並べるか、または画像変換装置の視野を振幅
方向に順次移動させる(走査する)必要がある。
信号処理は通常のデイジタル計算機システムにて
行なうものとするが、信号処理に要する時間はか
なりかかるため、欠陥が存在する部分の像に対し
てのみ全信号処理を行なうものとする。 It should be noted that there is a limit to the screen resolution of commonly used image-to-electrical signal converters, such as image pickup tubes such as vidicon used in TV cameras, or image conversion devices using solid-state image sensors that have a large array of photodiodes, charge transfer devices, CCDs, etc. In order to perform a full-width inspection of the surface of a steel plate, it is necessary to line up a plurality of image conversion devices or to sequentially move (scan) the field of view of the image conversion device in the amplitude direction.
Signal processing is performed by a normal digital computer system, but since signal processing takes a considerable amount of time, all signal processing is performed only on the image of the portion where the defect exists.
以上、本発明によれば従来の表面欠陥検査装置
においては不可能であつた表面欠陥の種類識別が
可能となり、欠陥レベルの判定精度が向上すると
ともに欠陥種類毎の分類情報による前後工程の品
質管理も可能となる等の効果があり従来の目視に
よる表面欠陥険査の完全な自動化が可能となつ
た。 As described above, according to the present invention, it is possible to identify the types of surface defects, which was impossible with conventional surface defect inspection equipment, and the accuracy of determining defect levels is improved, as well as quality control before and after the process using classification information for each defect type. It has become possible to completely automate the conventional visual inspection for surface defects.
第1図a〜dは2次元周波数分析の説明図、第
2図a〜cは2次元周波数成分分布パターンとパ
ラメータDFr,DFwの説明図、第3図は欠陥の
面積、長さパラメータの算出要領を説明する図、
第4図は欠陥種類判定の要領を説明するフローチ
ヤート、第5図は欠陥検出装置の説明図である。
図面で1は被検査鋼板、2は欠陥、3は照明用
光源、4は欠陥の画像変換部5への結像用光学
系、5は欠陥像を電気的信号に変換する画像変換
部、6は2次元信号処理部、7は特徴パラメータ
識別判定部、8はレベル判定部、9は欠陥判定
部、10は出力表示装置である。
Figures 1 a to d are illustrations of two-dimensional frequency analysis, Figures 2 a to c are illustrations of the two-dimensional frequency component distribution pattern and parameters DFr and DFw, and Figure 3 is calculation of defect area and length parameters. A diagram explaining the procedure,
FIG. 4 is a flowchart explaining the procedure for defect type determination, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the defect detection device. In the drawings, 1 is a steel plate to be inspected, 2 is a defect, 3 is a light source for illumination, 4 is an optical system for imaging the defect to an image conversion unit 5, 5 is an image conversion unit that converts the defect image into an electrical signal, 6 7 is a two-dimensional signal processing section, 7 is a feature parameter identification/judgment section, 8 is a level judgment section, 9 is a defect judgment section, and 10 is an output display device.
Claims (1)
させて光電変換し、その画像電気信号に対して2
次元周波数分析を行なつて周波数成分の縦方向、
横方向における分布からそのパワーレベルを評価
して表面欠陥の方向性を表わすパラメータ
DFw,DFrを、また縦方向、横方向それぞれに
ついて全帯域に対する高帯域周波数成分の存在比
率を算出して縦、横方向における表面欠陥の鋭さ
を表わすパラメータRw,Rrを得、また該画像電
気信号から該画像中の面積最大の欠陥の長さL、
該画像中に存在した欠陥の電気信号レベルの正負
に対応して反射光散乱性欠陥か反射光吸収性欠陥
かという光学的性質を示すATR、及び欠陥の発
生によつて鋼板表面が汚れ状となつているかどう
かを評価するための電気信号レベルを示すiRiSの
3つのパラメータを得、これら7つのパラメータ
を用いて欠陥の種類を判定することを特徴とする
鋼板の表面欠陥検査方法。1 The surface of the steel plate to be inspected is illuminated, the surface reflected light is imaged and photoelectrically converted, and 2
Perform dimensional frequency analysis to determine the vertical direction of frequency components,
A parameter that expresses the directionality of surface defects by evaluating the power level from the distribution in the lateral direction.
DFw and DFr, and the existence ratio of high frequency components to the whole band in the vertical and horizontal directions, respectively, are calculated to obtain parameters Rw and Rr that express the sharpness of surface defects in the vertical and horizontal directions, and the image electrical signal from the length L of the defect with the largest area in the image,
The ATR indicates the optical property of whether the defect is a reflected light scattering defect or a reflected light absorbing defect, depending on the positive or negative electrical signal level of the defect present in the image, and whether the steel plate surface is dirty due to the occurrence of the defect. A method for inspecting surface defects on a steel sheet, characterized in that three parameters of iRiS indicating an electrical signal level are obtained for evaluating whether or not the surface is damaged, and the type of defect is determined using these seven parameters.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14251677A JPS5474793A (en) | 1977-11-28 | 1977-11-28 | Surface defect inspection method of steel plates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14251677A JPS5474793A (en) | 1977-11-28 | 1977-11-28 | Surface defect inspection method of steel plates |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5474793A JPS5474793A (en) | 1979-06-15 |
JPS6142222B2 true JPS6142222B2 (en) | 1986-09-19 |
Family
ID=15317164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14251677A Granted JPS5474793A (en) | 1977-11-28 | 1977-11-28 | Surface defect inspection method of steel plates |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5474793A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62168217U (en) * | 1986-04-16 | 1987-10-26 | ||
JPH0511936Y2 (en) * | 1987-03-24 | 1993-03-25 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2559581B1 (en) * | 1984-02-10 | 1986-07-11 | Siderurgie Fse Inst Rech | METHOD AND INSTALLATION FOR DETECTING SURFACE DEFECTS ON A TAPE DURING TRIPPING |
-
1977
- 1977-11-28 JP JP14251677A patent/JPS5474793A/en active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62168217U (en) * | 1986-04-16 | 1987-10-26 | ||
JPH0511936Y2 (en) * | 1987-03-24 | 1993-03-25 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5474793A (en) | 1979-06-15 |
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