KR20020066375A

KR20020066375A - 비파괴 검사 방법과 그 장치 및 디지털 카메라 시스템

Info

Publication number: KR20020066375A
Application number: KR1020020004605A
Authority: KR
Inventors: 가쯔따다이스께; 노모또미네오; 다구찌데쯔오; 호따마사히로; 다나까이사오
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2002-01-26
Publication date: 2002-08-16
Also published as: US7272253B2; US20020154811A1; TW555969B; JP2002236100A

Abstract

화상 입력은 디지털 카메라에 조명 장치를 조합하여 휴대성이 우수한 무선형 촬상 장치를 이용함으로써 검사 대상물의 물리적 상태와 설치 영역과 같은 환경의 어떤 영향 없이 실행될 수 있다. 검사 대상물의 화상을 촬상하는 경우, 공지된 치수의 직사각형, 원형, 직선형과 같은 형상과 직선을 조합하여 형성된 형상[플러스 부호(+), 대문자 L, 십자형(+)]의 마크가 동일 화상 내에 위치되며, 이들 마크는 동시에 추출된다. 이로써, 배율, 위치 및 기울기에 대한 보정 처리는 등간격으로 화상에 위치된 마크를 사용하여 실행된다. 입력 데이터는 입력 데이터를 조합하여 전체 검사 지도를 생성하도록 검사 대상물에 따라서 연속으로 적용된다. 컴퓨터는 검사 검출 처리를 실행하며 검사 화상과 함께 파일 형태로 처리 결과를 저장한다. 이로써, 특징 요소와 같은 정보와 검사 대상물의 검사 결과를 이용하여 검색하기 위한 검사 관리 시스템이 설정될 수 있다.

Description

비파괴 검사 방법과 그 장치 및 디지털 카메라 시스템 {METHOD FOR NON-DESTRUCTION INSPECTION, APPARATUS THEREOF AND DIGITAL CAMERA SYSTEM}

본 발명은 금속과 세라믹의 표면 균열 등과 같은 결함의 비파괴 검사 방법 및 그 장치에 관한 것이며, 특히 액체 침투 검사와 자분 검사라 하는 검사 방법을기초로 한 비파괴 검사 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

금속과 세라믹의 표면 균열 등과 같은 결함의 육안 검사를 위한 액체 침투 검사와 자분 검사는 JIS W 0904와 JIS Z 2343 등에 의해 구체화되며, 이들 검사 방법은 인식된 기술을 갖는 검사 직원에 의한 다양한 조건의 평가 환경을 요구한다.

또한, 일본 특허 공개 평6-118062호 공보에는, 공지된 형상과 치수의 수차 러너의 베인의 액체 침투 검사 방법으로서, 고정 카메라에 화상을 입력하여 형상과 치수에서 결함의 위치를 산출하는 방법이 개시되어 있다.

전술된 JIS에 의해 구체화된 육안 검사는 이하의 문제점을 갖는다.

(1) 검사자가 피로하여서 불운하게도 결함을 못보고 지나치거나, 검사 결과가 검사자의 개인차에 따라 다르다.

(2) 검사 결과가 "합격"이라는 단어로만 레포트 등에서 표현되고, 문제의 발생으로 인해 재검사가 요구되는 경우에, 실질적인 변화가 여전히 공지되지 않고 재현성이 없기 때문에 검사의 신뢰성은 어느 정도 문제를 갖는다.

(3) TV 카메라 등이 사용되는 경우에,

(3a) 카메라는 수차 발전기의 부품인 수차 러너와 같은 검사 대상물이 이동하는 경우에 이용되기 위해 고정될 수 있지만, 검사 대상물이 플랜트 배관과 같은 고정된 것인 경우에는 긴 카메라 케이블을 당김으로써 실행되는 검사로 검사 범위가 제한되며,

(3b) TV 카메라와 같은 촬상 장치가 검사 영역으로 이동되고 화상 입력이 수행되는 경우에, 화상의 배율과 기울기가 촬상될 화상마다 달라지는 문제가 발생하며,

(3c) 더욱이, 대형 플랜트의 교량 검사와 배관 검사의 경우에, 입력 화상의 많은 양이 요구되며, 검사 상태는 검사 결과를 검색하여 평가되는데, 이 경우에, 많은 절차와 긴 시간이 요구되어 평가 작업이 매우 복잡하게 되는 것을 예측할 수 있다.

본 발명의 목적은 휴대성이 우수한 장치를 이용하는 결함 검사 방법 및 그 장치와, 더 쉬운 데이터 검색을 보장하는 검사 결과 관리 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

전술된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 디지털 카메라 등과 같은 우수한 휴대성을 갖는 칼라 촬상 수단과 조명 장치를 조합함으로써 전원 케이블과 신호 케이블 들이 제거되어 휴대성이 우수한 무선형 화상 형성 장치를 이용하여 검사 대상물을 촬상할 수 있다.

검사 대상물의 복수개의 영역을 촬상하고 복수개의 위치의 화상의 배율, 위치, 기울기를 일치시키기 위해, 공지된 치수의 직사각형, 원형, 직선형과 같은 형상과 직선을 조합하여 형성된 형상 [플러스 부호(+), 대문자 L, 십자형(+)]인 마크 A가 칼라 촬상 수단의 화상 표시 장치에 배치되며, 또한 마크 B는 검사 대상물 상에 배치된다. 여기에서, 검사 대상물 화상은 마크 A와 마크 B의 치수와 위치가 거의 일치하는 상태에서 촬상된다. 또한, 화상 처리 수단이 촬상 마크 B를 이용하여 배율, 위치 및 기울기가 상수값이 되도록 보정되며, 복수개의 보정된 검사 대상 화상에서 결함 후보가 추출되며, 추출된 결함 후보의 화상이 표시 영역 (스크린) 상에 표시되며, 그 다음, 표시된 결함 후보의 화상에서 추출된 화상이 메모리 수단에 저장되며, 저장된 화상이 표시 영역에 다시 표시된다.

촬상 수단의 화상 검출 범위보다 더 큰 영역을 갖는 길이가 긴 대상물의 검출된 화상과 검사 결과가 표시 장치로 확인되는 경우에도, 검출된 화상 각각의 배율, 위치 및 기울기는 일정하게 되도록 화상 처리 수단으로 보정되고, 복수개의 검사 대상물 화상은 마크 B를 이용하여 연속적으로 결합되고, 화상은 위치 설정 상태에서 표시 영역 상에서 다시 표시된다.

특히, 결함에 침투하는 색의 채도와 명도에 따라 결함을 판정하는 액체 침투 검사 방법 등과 같은 검사 방법에서, 검사 대상물은 화상을 촬상하기 위해 요구되는 소정 시간의 소정 범위 내에서 색온도로 조명되어, 조명 비임의 색온도의 변화로 인해 결함 영역으로 침투된 침투액의 색의 채도와 명도의 변화가 발생하기 때문에 결함 영역이 잘못 검출되고 못보고 지나쳐지는 것이 제거된다.

검사 대상물의 종류는 검사를 완료한 검사 대상물의 정보에 관련된 유사성 P[결함의 형상(원형, 직선형, 영역과 위치), 색 정보(색도, 최대 색도, 최대 광도, 미분치), 치수(길이, 폭, 종횡비)]에 기초하여 분류되며, 결함 후보의 종류는 결함 후보 정보에 관련된 유사성 Q[재료, 용접 검사 유무, 검사장명, 공장명, 플랜트명, 건물명, 배관 시스템명, 배관 번호, 배관 직경, 배관 두께, 실행 시기 들]에 기초하여 분류되며, 검사 대상물과 결함 후보의 특징은 분류된 결과에 기초하여 추출되며, 이 추출된 검사 대상물과 결함 후보의 특징은 피드백되어 유사 결함과 유사성검사 부분을 표시하고 더욱 쉬운 검사와 검색 들을 보장한다.

또한, 본 발명은 렌즈부, 셔터부, 렌즈부 근처에 제공된 균일한 광선을 방사하기 위한 광, 촬상된 화상을 전자식으로 저장하기 위한 기록 매체, 전지 및 표시 유닛을 포함하는 디지털 카메라 시스템을 또한 이용한다.

이들 그리고 다른 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면에서 도시되는 바와 같은 이하의 본 발명의 양호한 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도1은 배관의 용접부에 대한 본 발명의 침투 검사 장치의 예를 도시한 개략적인 구성도.

도2는 LED 링 조명 장치가 본 발명의 디지털 카메라에 장착된 무선형 화상 입력 장치의 사시도.

도3은 방수 커버와 방진 커버(dust-proof cover)가 제공되는 도2의 화상 입력 장치의 프로파일을 도시한 도면.

도4는 도2의 화상 입력 장치를 사용한 배관에 대한 액체 침투 검사에 사용된 입력 화상의 실시예를 도시한 모델도.

도5는 도4에서 입력된 7개의 화상이 1개 시트의 화상으로서 배관의 검사 표면을 재형성하도록 정렬되는 것을 도시한 개략도.

도6의 (a) 내지 (c)는 본 발명에서 입력 화상, 기울기, 위치 편차를 보정하는 방법을 도시한 화상 처리도로서, 도6의 (a)는 입력 화상을, 도6의 (b)는 기울기 보정후의 화상을, 도6의 (c)는 위치 보정 후의 화상을 도시한 도면.

도7은 본 발명의 등간격으로 배치된 마크를 동시에 화상 형성하여 배율 보정을 실행한 후의 보정 처리 화상을 도시한 도면.

도8은 본 발명의 현상제로 코팅된 검사 대상물의 입력 화상에서 기준 화이트의 색도를 결정하는 알고리즘을 도시한 도면.

도9a와 도9b는 도8의 화상 처리 알고리즘을 사용한 칼라 화상의 결함 검사 처리의 실시예를 도시한 도면으로서, 도9a는 결함 화상을 도시하고, 도9b는 색도 다이어그램 상의 결함의 전개를 도시한 도면.

도10의 (a)와 (b)는 배관의 용접부가 길이 방향으로 연장될 때 등간격으로 배치된 마크의 위치와 화상 형성의 예를 도시하고, 도10의 (c)는 연속 화상으로서의 정렬 처리를 도시한 개념도.

도11의 (a)와 (b)는 배관의 용접부가 주연 방향으로 연장될 때 등간격으로 배치된 마크의 위치와 화상 형성의 예를 도시하고, 도11의 (c)는 연속 화상으로서의 정렬 처리를 도시한 개념도.

도12는 본 발명의 액체 침투 검사에서 자동 검사 방법의 흐름을 도시한 흐름도.

도13은 xy 색도 다이어그램.

도14는 카메라 교정 장치 구조의 정면도.

도15는 카메라 교정 처리의 흐름을 도시한 흐름도.

도16a, 도16b 및 도16c는 색차 화상에서 기준 화이트의 색도를 얻는 방법을 도시한 도면으로서, 도16a는 x색도와 y색도에서 화소수를 도시하고, 도16b는 기준 칼라의 x색도를 도시하고, 도16c는 기준 칼라의 y색도를 도시한 그래프.

도17a, 도17b 및 도17c는 색도 다이어그램 상에 색상을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도17a는 색도 화상을 도시하고, 도17b는 기준색도에 대한 x색도와 y색도의 그래프이고, 도17c는 색상(hue) 화상을 도시한 도면.

도18a, 도18b 및 도18c는 색도 다이어그램 상의 색차를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도18a는 색도 화상을 도시하고, 도18b는 기준색도에 대한 x색도와 y색도의 그래프이고, 도18c는 색차 화상을 도시한 도면.

도19는 도17에서 얻어진 색상과 도18에서 얻어진 색차에서 결함 후보 영역을 얻는 방법을 도시한 x색도와 y색도의 그래프.

도20의 (a) 내지 (d)는 도19에서 얻어진 결함 후보 영역에서 인공 결함을 결정하여 결함 영역을 얻기 위한 방법을 도시한 도면으로서, 도20의 (a)는 결함 후보 영역을 도시하고, 도20의 (b)는 기준 화이트와 다른 칼라를 도시한 그래프이고, 도20의 (c)는 선명한 윤곽의 결함 영역을 도시하고, 도20의 (d)는 색차의 차등 분포를 도시한 그래프.

도21a와 도21b는 도20에서 도시된 결함 후보 영역에서 인공 결함을 결정하여 결함 영역을 얻도록 한계치를 얻기 위한 방법을 설명한 도면.

도22는 데이터 파일링 시스템의 예로서, 검출된 결함 데이터의 특징이 유사성으로 정의된 화상 파일 형식을 도시한 도면.

도23의 (a) 내지 (f)는 데이터 파일링 시스템의 예로서, 공장명과 배관 시스템명과 실행 시기와 같은 정보가 유사성으로 정의되는 화상 파일 형식을 도시한 도면으로서, 도23의 (a)는 검사 장소를 도시하고, 도23의 (b)는 설비 영역을 도시하고, 도23의 (c)는 배관 시스템을 도시하고, 도23d는 액체 침투 검사 방법의 결과를도시하고, 도23의 (e)는 도23의 (a) 내지 (d)의 파일링 예를 도시하고, 도23의 (f)는 화상 데이터의 표시를 모니터링한 예를 도시한 도면.

도24는 액체 침투 검사의 결과를 모니터 상에 3차원으로 표시한 예를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 검사 대상물

12 : 용접 비드

13 : 검사 영역

14 : 디지털 카메라

15 : LED 링라이트

16 : 기록 매체

17 : 컴퓨터

27 : 통신 케이블

61a, 61b, 61c : 마크

89 : 색도 다이어그램

본 발명의 양호한 실시예는 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

도1은 본 발명의 액체 침투 검사 장치의 예를 도시한 개략적인 구성도이다.

검사 대상물(11)은 용접 비드(12)가 도면의 수평 방향으로 존재하는 용접부를 검사하기 위한 금속 배관부이다. 액체 침투 검사를 위해, 용접 비드(12)를 포함한 금속 배관부의 표면은 레드색 용제로 코팅되며, 이 용제는 몇 분 후에 제거된다. 그러나, 균열 등과 같은 결함이 레드색 용제로 코팅된 영역에 존재하는 경우, 균열 등과 같은 결함 내에 침투된 레드색 용제는 제거될 수 없으며 남아있다. 다음으로, 코팅된 레드색 용제가 제거된 금속 배관 부분의 표면 영역은 화이트색 현상제로 코팅된다. 이 경우에, 균열 등과 같은 결함이 레드색 용제로 코팅된 영역에 존재한다면, 결함 내에 잔류하는 레드색 용제는 코팅된 현상제의 모세관 현상으로 인해 결함 영역에서 현상제 표면으로 퍼져서 화이트색의 현상제가 레드색으로 변한다. 결함이 없는 용접 비드부(12)는 화이트색(현상제의 색)으로 남아있다.

용접 비드(12)를 포함하는 검사 영역(13)은 디지털 카메라(14)로 촬상하기위해 LED 링라이트(15)로 조명된 후에, 화상이 입력된다. 결함(28)은 검사 영역(13) 내에서 발견될 수 있다. 이 디지털 카메라(14)는 링라이트를 위한 내장형 전지(151)를 포함한다. LED 링라이트(15)는 디지털 카메라(14)와 일체로 되어, 동일한 조명 조건에서 화상이 항상 촬상되고 입력될 수 있게 한다.

촬상된 화상 데이터는 메모리 카드 등과 같은 기록 매체에 기록된다. 이 기록 매체(16)는 디지털 카메라(14)에서 제거될 수 있으며, 그 다음에 컴퓨터(17)에 설치될 수 있다. 이로써, 기록된 화상 데이터는 판독될 수 있으며 그 다음에 하드 디스크와 같은 대형 메모리(18)에 저장된다.

또한, 디지털 카메라(14)를 데이터 통신용 단자(휴대 전화)(27)에 접속하고 그 다음에 디지털 카메라(14)로 화상을 전송하여, 디지털 카메라(14)로 촬상된 화상이 통신을 통하여 컴퓨터(17)로 직접 저장될 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터(17)가 공장의 관리소에 설치되고 디지털 카메라(14)를 지닌 검사자가 관리소에서 떨어져 있는 검사장(배관 구조 또는 교량 등)으로 가서, 결함 후보의 화상을 촬상하고 그 다음에 화상 입력을 위해 화상을 입력하며, 그 후에는 데이터 통신용 단자(27) 또는 기록 매체(16)로부터 컴퓨터(17)로 데이터를 입력 또는 전송한다.

여기에서, 우수한 기동성과 휴대성을 보장하는 검사 시스템은 얻어질 수 있는 데, 이는 결함을 판정하기 위한 화상 처리가 컴퓨터(17)로 실행될 수 있으며 입력을 위한 기록 매체(16)와 데이터 통신 단자(27) 등을 이용하여 디지털 카메라(14)가 컴퓨터에서 분리될 수 있기 때문이다.

컴퓨터(17)는 결함 판정(19)을 위해 메모리(18)에 기록된 화상에 (이후에 설명되는) 화상 처리를 실행한다. 이 처리로 추출된 결함은 결함 판정 화상(21)을 발생시키도록 원화상(20)에 반영된다. 화상(25)은 칼라 모니터(24)로 확인될 수 있다. 결함 판정 처리(19)로 검출된 결함의 형상, 색, 치수와 같은 정보는 원화상(20)과 결함 판정 화상(21)과 함께 파일(22)에 보관된다. 또한, 결함 정보(26)의 각 항은 화상(25)과 함께 칼라 모니터(24)에 표시된다. 또한, 검색 명령, 예를 들어 요꼬하마 플랜트와 검사 일자 및 시간이 키워드로서 결함 정보를 사용하여 외부 키보드(23)에서 입력될 때, 관련 정보는 얻을 수 있고 정보(26)와 화상(25)은 검색 결과로서 칼라 모니터(24) 상에 표시될 수 있다. 따라서, 예를 들면 작년부터 시간의 흐름에 의한 변화는 칼라 모니터(24) 상의 표시를 관찰하여 모니터링될 수 있다.

컴퓨터(17)는 통신 케이블(27)로 네트워크에 접속되며, 이 컴퓨터(17)의 파일(22)의 정보를 다른 컴퓨터에서 검색하는 것이 가능하다.

도1에 도시된 이 실시예에서 이용된 디지털 카메라(14)는 다음과 같은 기본 기능, 즉

(1) 촬상 소자는 2차원 영역을 한번에 검출할 수 있는 2차원 CCD이며,

(2) 촬상 렌즈는 화상 초점 맞춤 광학 시스템을 형성하는 단일 초점 렌즈 또는 줌 렌즈이며,

(3) 자동 초점 맞춤 기능이 제공되며,

(4) 화이트 밸런스 기능이 제공되며,

(5) 촬상 상태를 관찰하는 모니터 기능이 제공되며,

(6) 스트로브 기능이 또한 제공되며,

(7) 전원이 전지 (알칼리 전지) 또는 충전용 전지로 형성되며,

(8) 기록 매체는 카드형 기록 매체로 형성되고, 기록된 화상 데이터는 플로피 디스크 드라이브 등을 사용하는 컴퓨터로 입력될 수 있으며,

(9) 기록 시스템은 JPEG, TIFF 들과 같은 화상 파일 형식인

기능을 제공하며, 이 실시예에서 촬상 수단으로서 이용될 수 있다.

디지털 카메라(14)에는 스트로브 광을 방사하여 어두운 환경에서 화상을 촬상하기 위해 스트로브가 제공된다. 그러나, 통상, 화이트 밸런스[화상 형성 조건에서 광원(색온도)에 따라 화이트 화상으로서 화이트 영역을 촬상하는 기능]는 스트로브 광의 방사를 통해 화상을 촬상하는 상태로 자동 설정되는 몇몇의 경우가 있으며, 화상 촬상 상태에서 광원의 상태를 평가함으로써 종속 보정이 자동으로 부가되기 때문에 촬상된 화상의 색은 대상물의 실제 색과 다를 수 있다.

따라서, 화상이 화이트 밸런스를 수동으로 설정하는 기능을 갖는 디지털 카메라로 촬상될 수 있는 경우에, 화상 형성 대상물의 기준으로서 화이트 대상물을 미리 화상 형성한 결과에서 역으로 산출될 수 있는 광원의 색온도가 그 결과 촬상될 화상에 대한 색 보정에 반영될 수 있기 때문에, 촬상된 화상의 색은 화상 형성 대상물의 색을 재현할 수 있다.

도2는 본 발명에 의해 색의 매우 정밀한 재생을 실현할 수 있는 디지털 카메라 시스템(200)을 도시한다. 이 디지털 카메라 시스템(200)은 디지털 카메라 본체(201)에 조명하는 광원으로서 LED 링라이트(202)를 장착하며, 화상을 검출하기위해 광원의 색온도에 대응한 화이트 밸런스를 설정한다. 카메라 본체(201)의 외부에 장착된 LED 링라이트(202)에는 화상 형성 대상물을 광선으로 균일하게 조사하여 조도 분포가 균일하게 제공되도록 확산판(도시되지 않음)이 제공된다.

LED 링라이트(202)의 전원으로서, 전지(알칼리 전지 등) 또는 충전용 전지 등을 사용하는 전지(203)는 디지털 카메라 본체(201)의 전원과 같이 이용되며, 이 전지(203)는 온/오프 상태로 공급하는 전력을 제어하는 기능을 또한 갖는다.

도2에 도시된 디지털 카메라 시스템(200)은 매우 용이하게 보유 및 휴대될 수 있는 구조를 제공하도록 디지털 카메라 본체(201), LED 링라이트(202) 및 전지(203)를 통합한다. 시험 삼아 제조된 도2에 도시된 구조의 디지털 카메라 시스템(200)의 경우, 8개의 타입-1의 니켈 카드뮴 축전지가 전지(203)를 충전하기 위한 전지로서 사용되지만, 이 경우에 디지털 카메라 시스템(200)이 5 킬로그램 이하의 중량으로 형성될 수 있어 용이하게 보유 및 휴대될 수 있다는 것이 보장된다. 도2에 도시된 디지털 카메라 시스템(200)에서, LED 링라이트(202)는 조명 시스템을 위한 광원으로서 사용되지만, 유사한 효과가 광원으로서 형광 전구, 백열등, 할로겐 파이버 광원, 음극 전구 들을 더 사용하여 얻어질 수 있다.

도3은 방수 커버와 방진 커버 내에 화상 형성을 위해 수용된 화상 입력 장치의 프로파일을 도시한다. 디지털 카메라의 스트로브 기능을 사용하여 화상을 촬상하는 경우나 도2에 도시된 실시예의 촬상 장치를 사용하는 경우에, 촬상 장치 본체(301)는 화상 형성 중에 전방 커버(302)와 후방 커버(303)로 구성된 방수 커버와 방진 커버로 덮인다. 이로써, 화상 형성은 비나 눈이 내리거나 습기와 먼지가많은 환경에서도 매우 용이하게 실현될 수 있다.

도3의 실시예에서, 방수 커버와 방진 커버는 투명 수지 재료로 형성되며, 전방 커버(302)와 후방 커버(303)의 정렬부는 O-링(304)로 밀봉되며 또한 나사(305)로 고정된다. 카메라의 셔터부(306) 근처에 제공된 커버는 연성 재료 부재(307)로 형성되어, 셔터와 전원 스위치를 매우 용이하게 조작할 수 있다. 도3의 실시예에 도시된 바와 같이, 방수 커버와 방진 커버 내의 수용부를 통해 화상을 촬상하는 기능이 제공되므로, 결함 검사는 날씨 상태에 무관하게 실행될 수 있다.

도4는 배관 부재의 결함 검사의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 용접 비드(42)는 배관(41)에 수평 방향으로 존재하며, 7개의 화상들은 단일 배관의 결함 검사를 위해 정렬된다. 결함 검사 처리와 관련하여, 수평 방향인 용접 비드(42)의 전체 영역은 도4에 도시된 바와 같이 제1단계로서 화상이 형성된다. 도4에 도시된 배관 부재와 같은 길이가 긴 화상 형성 대상물이 사용될 때, 몇몇 경우에는 카메라의 해상도와 검출될 결함의 최소 치수 사이의 관계로 인해 카메라의 하나의 시야만으로 배관 부재의 검사 대상물의 전체 영역을 가져오는 것이 어렵다. 따라서, 도4에 도시된 경우, 용접 비드(42)의 전체 영역은 화상 형성 영역이 예를 들어 카메라의 시야 범위로서 창(43)을 설정하여 순차로 이동되는 동안 비촬상 영역의 발생을 방지하기 위해 각각의 화상들 사이에 약간의 중첩을 통해 화상을 7번 촬상하여 화상이 형성된다.

도4에 도시된 바와 같이, 배관 부재(41)와 같은 길이가 긴 화상 형성 대상물을 그의 화상 형성 영역을 분할한 다음 도2에 도시된 디지털 카메라 시스템(200)를사용하여 분할된 영역을 순차로 화상 형성함으로써 얻어진 화상을 정렬하여 검사하는 경우에, 초점이 맞춰진 촬상된 화상은 디지털 카메라 본체(201)의 자동 초점 맞춤 기능으로 얻어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 디지털 카메라 시스템(200)이 검사자의 손에 보유되고 비접촉식으로 화상 형성 대상물을 촬상하도록 구성되기 때문에, 분할된 영역의 화상을 순차로 촬상하는 경우에 동일한 조건에서 분할된 영역의 화상을 촬상하는 것은 어려우며, 각 화상 중의 배율, 회전 및 기울기는 실제로 얻어지는 화상에서 약간 다르다.

디지털 카메라(200)를 이용하여 도4에 도시된 검사 대상물을 촬상하여 얻어진 화상이 도5에 도시된다. 이 도면에서, 디지털 카메라 시스템(200)을 사용한 화상 형성 작업에 의해 얻어진 화상(51a 내지 51g)은 회전되거나, 수직 방향으로 위치가 어긋나거나, 용접 비드(42)의 용접의 수평 방향에 대해 배율이 어긋난다. 따라서, 상대 위치는 동일한 결함이라도 그의 화상 중에서 몇몇 경우에 어긋나며, 이로써 회전과 수평 및 수직 방향과 배율에 대한 일정한 보정이 필요하다. 따라서, 화상 형성 작업의 다음 단계로서, 각 화상의 회전과 수평 및 수직 방향과 배율에 대한 보정은 화상 형성 작업을 통해 얻어진 복수개의 화상에 대해 실행된다.

이러한 보정 처리 공정은 도6을 참조하여 설명될 것이다. 도6의 (a)는 위치 설정 마크(61a, 61b, 61c)가 검사 대상물에 주어지고 이들 3개의 마크를 하나의 시야만으로 가져오게 하는 방식으로 촬상되는 입력 화상을 도시한다. CCD의 중심을 지나가는 수평 및 수직선이 수평 기준선(64)과 수직 기준선(65)으로 한정될 때, 도6의 (a)의 수직 방향으로의 위치 어긋남은 수평 기준선(64)과 마크(61a, 61b) 사이의 거리(YR, YU)에서 결정될 수 있는 한편, 수평 방향으로의 위치 어긋남은 수직 기준선(65)과 마크(61a, 61b) 사이의 거리(XR, XL)에서 결정될 수 있으며, 회전각(θ)의 각 어긋남은 도6의 (a)의 YL과 YR에서 결정될 수 있어, 위치 설정은 YR = YU, XR = XL 및 YR = YL의 관계를 제공하도록 보정을 실행하여 완료될 수 있다.

여기에서, 그 다음에 이 위치는 중립점으로서 기준 교차점을 한정하여 마크(61a, 61b)에서 각(θ)으로 기울어진 위치에 다시 위치된다. 도6의 (b)는 화소에 대한 각(θ)의 변환을 통한 기울기 보정 후의 도면을 도시한다. 다음으로, 도6의 (c)는 YR = YU, XR = XL의 결과를 얻는 보정 프로파일을 도시한다.

이러한 처리가 미리 입력된 도4의 7개의 화상에 위치 보정을 실행하여 결함 후보의 절대 위치가 검출될 수 있다.

더 높은 정밀도의 위치 보정을 위해, 배율에 대한 보정도 실행된다. 도7은 이러한 보정의 실시예를 도시한다. 검사 대상물의 용접 비드(71) 근처에는 등간격으로 위치된 선(Bh, Bv)과 마크(B1, B2)가 마련된다. 한편, 모니터(72)는 디지털 카메라 시스템(200)에 연결되고, 이 모니터(72)에는 또한 마크(A1, A2)가 주어진다. 마크(A1, A2)들 사이의 간격은 입력 화상의 마크(B1, B2)들 사이의 간격과 동일하게 되는 위치에 설정된다. 모니터(72) 상에서, 디지털 카메라 시스템(200)의 위치는 마크(A1, B1)들 사이와 마크(A2, B2)들 사이가 거의 일치하도록 조정되어, 그 후에 검사 대상물 화상은 입력 화상으로서 촬상된다. 이들 입력 화상은 카메라가 흔들려 발생되는 배율의 작은 어긋남을 포함하여, 모니터(72)의 화상은 모니터(72)의 마크(A1, B1)들 사이와 마크(A2, B2)들 사이가 가장 일치되도록 확대및 압축 처리를 실행하여 달성될 수 있다.

이들 확대 및 압축 처리는, 예를 들면, 참고 문헌 "화상 공학"(미나미 도시, 나까무라 노우 저, 코로나 출판사)의 4.1.4절의 "기하학적 보정", 또는 참고 문헌 "공업용 화상 처리"(에지리 마사까즈 저, 쇼꼬도 출판사)의 3.3절의 "확대, 압축 및 회전에 대한 산출"에서 서술된 방법으로 용이하게 실행될 수 있다.

전술된 바와 같이 마크(A1, A2, B1, B2, Bh, Bv)를 사용한 위치 설정, 기울기 보정 및 배율 보정 중의 화상 입력과, 이들 마크를 이용한 화상 처리를 통한 더 정밀한 보정을 하여, 복수개의 화상에 대한 고정밀도의 위치 설정과 기울기 보정과 배율 보정이 실행될 수 있어, 화상의 정렬 영역에서 발생된 결함이나 작은 결합을 못보고 지나치지 않고 검사할 수 있는 효과를 보장한다. 이 실시예에서, 배율 보정은 위치 설정 후에 실행되지만, 세부적인 위치 보정은 배율 보정의 정렬 후에 실행될 수 있음이 명백하다.

따라서, 결함은 다양한 보정이 실행되는 화상을 이용하여, 도8과 도9에 도시된 방법으로 검출될 수 있다. 그러나, 이 결함 검출을 실행하기 전에, 전술된 복수개의 화상 중 각 화상의 배율, 기울기 및 위치를 보정 처리한 후 이들 복수개의 화상들을 정렬하여 연속 화상을 발생시키는 절차가 도10의 (a) 내지 (c)와 도11의 (a) 내지 (c)를 참조하여 설명될 것이다. 도10의 (a) 내지 (c)는 용접이 배관의 종방향으로 수행될 때 연속 화상을 형성하는 절차를 각각 도시하는 한편, 도11의 (a) 내지 (c)는 용접이 주연 방향으로 수행될 때 연속 화상을 형성하는 절차를 각각 도시한다.

도10의 (a)의 배관(101)의 용접은 수직 방향으로 수행되며, 마크(106, 107, 108, 110)는 용접 비드(109)를 따라 등간격으로 위치된다. 촬상 장치의 화상 형성 작업의 범위가 30 밀리미터로 한정될 때, 입력 화상은 도10의 (b)의 103, 104 및 105로 한정된다. 이들 화상의 각각이 기울기와 위치 보정을 포함하기 때문에, 배율, 기울기 및 위치에 대한 보정은 도6을 참조하여 설명된 방법으로 화상에 대해 각각 실행된다. 연속 화상은 등간격으로 위치된 마크를 기준으로 도10의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 화상(103, 104, 105)을 정렬하여 얻어질 수 있다. 이로써, 배관(101)의 결함 지도(map)가 생성될 수 있다.

도11의 (a) 내지 (c)는 배관의 주연 방향으로 용접된 비드에 대한 액체 침투 검사의 예를 도시한다. 도10에서의 처리와 같이, 마크(112 내지 115)는 등간격으로 위치되며, 3개의 화상은 도11의 (b)에 도시된 바와 같이 용접 비드(116)와 함께 촬상되며, 배율, 기울기 및 위치 보정은 각 화상에 대해 실행되며, 이들 화상은 도11의 (c)의 연속 화상을 생성하도록 정렬된다. 주연 방향의 화상이 검사면에 크게 만곡되어서, 화상 중심에서의 배율은 양 단부에서와 다르다. 따라서, 마크(112 내지 115)는 작은 간격으로 주어지고, 도11의 (c)의 연속 화상은 마크를 기준으로 화상을 정렬하여 생성될 수 있다.

도10과 도11에 도시된 바와 같이, 화상들은 정렬되고, 배관의 용접 표면의 전체 영역의 검사 결과는 파일링을 위해 컴퓨터에 연속 화상 정보로서 저장된다. 도10과 도11에 도시된 실시예에 따르면, 연속하여 용접된 부분의 화상이 고정밀도로 정렬되고 입력 화상과 결함 판정 화상으로서 표시 장치 상에서 확인될 수 있으며 더욱이 용접부의 전체 부분이 평가될 수 있는 효과가 제공된다.

다음으로, 칼라 화상 처리의 기준 화이트색을 설정하는 방법의 예는 도8을 참조하여 설명될 것이다. 배관(81)의 용접 비드(82)는 현상제(83)로 코팅된다. 이로써, 검사 표면에의 현상제는 화이트색을 갖도록 건조되고, 결함 생성 영역은 침투액이 확산되기 때문에 레드색으로 변한다. 결함이 없는 상태의 현상제의 화이트색은 기준색으로 한정된다.

화상 처리의 자동 기준 설정은 이하에서 설명되는 것과 같이 실행될 수 있다. 검사 표면 주위의 창(86)은 검사 표면의 화상을 촬상하는 디지털 카메라(84)의 출력 화상(85)에 설치된다. 이러한 창(86)의 휘도(87) 분포가 밝기를 표시하도록 한정된 수평축과 빈도수를 표시하도록 한정된 수직축에 표시될 때, 얻어진 분포는 일정한 휘도 지점에서 피크값(88)을 보여준다. 이 피크값(88)은 화이트색의 휘도값으로 한정된다.

창(86)이 충분히 넓은 영역에 대해 설정될 때, 상당히 많은 수의 화이트색 지점은 결함의 레드색이 창 내에 존재할 때에도 피크(88)에 나타난다. 이 값은 R, G 및 B의 3개 색에 대해 얻어지고, xy 색도 변환이 되도록 한다. 이로써, 색도 다이어그램(89)의 지점(k)이 얻어질 수 있다. 여기에서, 색도 다이어그램(89)의 + 지점(k)은 x = 0.31 와 y = 0.32 값을 갖는다. 결함 지점으로 확산하는 침투액의 레드색은 또한 색도 다이어그램(89) 상에 그려진다. 후속하는 결함 검출 처리에서, 이들 2개의 지점 간의 색차가 이용된다.

도9a와 도9b는 칼라 화상을 이용하는 결함 검출의 예를 도시한다. 도9a는액체 침투 검사가 용접부에서 결함을 갖는 배관에 실행될 때 얻어진 화상을 도시한다. 입력 화상(91)에 관하여, 용접 비드(92)의 주연 영역은 침투액으로 코팅되며, 이 상태는 약 20분동안 방치된다. 그 후에, 침투액은 표면을 닦음으로써 제거되며 용접 비드(92)는 현상제로 코팅된다. 그 결과, 레드색의 침투액이 현상제의 화이트색(93)으로 확산되는 몇몇의 결함 후보(94)가 시각화될 수 있다.

이들 결함 후보에서 정확한 결함(true flaw)을 검출하는 방법으로, 색차 요소가 이용된다. xy 색도는 도9a의 칼라 화상의 모든 화소의 R, G, 및 B 데이터에서 산출되며, 그 다음에 도9b의 xy 색도 다이어그램에 그려진다. 도8에서 미리 도시된 바와 같이, 현상제의 화이트색은 화이트색(96)의 지점(k)이 된다. 결함 지점(94)은 레드색의 부호 x(97)가 된다. 색차는 (x2 - x1)과 (y2 - y1)으로 표현되며, 결함(94)은 x1에서 x2 사이와 y1과 y2 사이에서 한계치를 설정하여 화상(91)에서 추출될 수 있다.

얻어진 칼라 화상에서 결함을 추출하는 방법은 도12 내지 도20을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

도12는 처리 공정의 흐름을 도시한다. 먼저, 단계(1250)에서, 용접부의 화상은 칼라 화상을 얻도록 촬상되며, 색도 변환은 얻어진 R, G, 및 B 칼라 화상 데이터에서 각 화소의 xy 색도값을 얻기 위해 단계(1251)에서 실행된다. 그 다음, 단계(1252)에서 기준 화이트색은 현상제의 기준 화이트색의 색도를 산출하기 위해 결정되며, 단계(1253)에서는 기준 화이트색에 대한 화상의 위치 각각에서 색상과 색차가 산출된다. 그 후에, 단계(1254)에서는 결함 후보를 추출하기 위해 특정 범위의 색상과 색차의 영역이 이원화 처리를 통해 추출된다.

단계(1254)에서는 정확한 결함이 선명한 윤곽부를 갖고, 의사-결함(pseudo-flaw)은 종종 선명하지 않은 윤곽부를 갖는다. 따라서, 추출된 결함 후보 영역의 윤곽에서 색차 변화율을 얻기 위해 색차 화상이 단계(1255)에서 미분된다. 다음으로, 단계(1256)에서는 형상의 계측이 결함 후보 영역의 면적, 종횡비 및 길이에 대해 실행된다. 그 후에, 색차의 큰 변화율과 설정된 것들보다 큰 길이와 면적을 갖는 영역 만을 정확한 결함으로서 검출하도록 결함이 단계(1257)에서 검출된다. 또한, 검사 결과가 칼라 모니터(24)에 표시되어, 검사자는 결함을 확인한다. 그 후에, 단계(1258)에서는 화상 데이터, 형상 데이터 및 위치 정보가 메모리 장치에 저장되기 위해 파일링되거나 하드 카피로 저장되기 위해 프린팅된다.

색에 기초한 검사에 대해, 색은 양적으로 평가되어야 한다. 이 때문에 색도 변환을 위한 단계(1251)에서는, 촬상된 칼라 화상의 RGB 데이터가 CIE[국제 조명 위원회(Commission Internationale de l'Eclairage)]에 규정된 색도 x, y 와 휘도 Y로 변화되며 검사는 이 데이터를 사용하여 실행된다. 2차원 직교 좌표계에 표현된 x, y 좌표의 색도를 색도 다이어그램이라 하고 이는 도13에 도시된다. 색도 다이어그램에서 화이트색은 중심에 나타나고, 다양한 색은 화이트색 주위에 위치되며, 다양한 색은 화이트색에서 멀어질수록 선명해진다. 그 후에, 색조(tint)를 색상이라 하며, 각 색의 선명도는 색도라 하며, 2개의 색도값 간의 차이는 색차라 한다. 액체 침투 결함 검사에서 색도의 범위(130)는 도13에 도시된다.

이 방법에서, RGB 데이터에서 x, y 색도와 휘도 Y로 고정밀의 변환을 실현하기 위해, 색 교정은 도14에 도시된 바와 같이 카메라 교정용 색표(1471)을 이용하여 미리 실행된다. 이러한 처리 공정의 흐름은 도15에 도시된다. 카메라 교정용 색표(1471)는 예를 들어 3개 이상의 색으로 채색된다. 단계(1581)에서는 카메라 교정용 색표(1471)의 화상이 디지털 카메라(84)로 촬상되며, 각 색의 RGB값은 단계(1582)에서 산출된다. 또한, 단계(1583)에서는 이 색도 x, y와 휘도 Y가 색채계(1472, color meter)로 계측된다. 여기에서, RGB값과 xyY값 사이의 관계는 식(1)과 식(2)로 표현된다.

.................................(1)

여기에서, X, Y, Z는 3개의 자극값(stimulus value)이라 한다.

..........(2)

그러므로, 카메라의 고유 변환 파라미터는 식(1)과 식(2)에 카메라에서 추출한 각 색의 RGB값을 대입하여 xyY값을 산출하고 색채계로 계측된 xyY값과 일치하는 이들 값을 제공하도록 a₁₁내지 a₃₃을 얻음으로써 얻어질 수 있다. 9개의 파라미터를 아직 알지 못하므로, 파라미터는 적어도 3개의 RGB값[(R₁G₁B₁) 내지 (R₃G₃B₃)]과 이에 대응하는 색채계의 xyY값[(x₁y₁Y₁) 내지 (x₃y₃Y₃)]으로 산출될 수 있다.

XYZ가 xyY값에서 이하의 식(3)으로 산출될수 있음은 식(2)에서 분명하므로,

...........(3)

XYZ는 식(3)에서 색채계의 3개 색의 xyY값을 대입하여 얻어지며, 그다음에 식(1)에 대입된다.

.....................(4)

이에 의해, 카메라의 고유 변환 파라미터(a₁₁내지 a₃₃)는 단계(1584)에서 얻어지며, 색채계의 값과 동일한 xyY값은 또한 카메라의 RGB값에서 얻어질 수 있다.

액체 침투 결함 검사에 이용된 카메라 교정용 색표(1471)의 프로파일은, R, G, B 및 W의 기준색과 현상제의 화이트색에서 침투액의 레드색으로 변하는 다양한 색이 위치된 경우, 색 보정에 바로 적합하다.

레드색으로 변하는 현상제와 유사한 화이트색과, 결함 후보의 핑크색과, 결함에 대응하는 레드색은 도13의 액체 침투 결함 검사 화상에 대한 색도 범위(130)에서단계적으로 선택되며, xyY값은 색채계(1472)로 계측되며 이러한 xyY값은 사용될 카메라의 고유 xy값의 변환 파라미터에서 산출된 각각의 xyY값과 비교된다. 이에 의해, 변환 파라미터의 재현성이 확인될 수 있다. 따라서, 액체 침투 결함 검사 작업 중에 도14의 색표(1471)을 정기적으로 (양호하게는, 결함 검사 전에) 이용하여 색의 재현성을 확인함으로써 높은 신뢰성과 정밀도의 색도 측정이 용이하게 실현될 수 있다.

또한, 색표의 기준색이 조명을 위한 광원의 색온도에 따라 다르므로, 광원에 따라 교정을 위한 색도를 선택할 필요가 있다. 또한, 화이트색에서 레드색까지의색의 색도는 검사 대상물의 표면 상태에 따른 색조(스테인레스와 같은 금속 표면과 철 등의 블랙 외피의 어두운 표면 또는 녹 등의 브라운 표면)의 차이로 인해 다르다. 따라서, 화이트색, 핑크색 및 레드색의 보간색의 수는 증가되어, xyY값으로의 변환은 색 교정이 계속될 때 고정밀도로 실행될 수 있다.

또한, 현상제와 침투액의 색도에 따라 레드, 그린, 블루 및 화이트의 기준색을 선택하고 또한 화이트색에서 레드색으로 변하는 색도를 선택하는 것이 바람직하다.

교정으로 미리 산출된 카메라의 고유 파라미터를 사용하여, 카메라에서 얻어진 RGB값은 xyY값에 색도가 변환되고, 화상의 색도 분포는 산출된다. 그 후에, 현상제의 색도값은 화상에서 산출되는데, 이는 일반 영역의 색도가 도12의 단계(1252)에서 기준값으로 산출되는 것이다. 먼저, 화상의 각 화소의 색도 x, y가 검색되고, 도16a의 그래프에 도시된 x, y값 각각을 갖는 화소수는 2차원 색도 분포를 생성하기 위해 카운트된다. 그 후에, 도16b에 도시된 많은 화소수를 포함한 화상의 x 색도값과 도16c에 도시된 y색도가 얻어진다. 화상의 많은 부분이 어떤 결함도 갖지 않으므로, 2차원 색도 분포의 피크값의 x, y색도값은 기준 화이색의 xy색도값과 동일하게 된다.

다음으로, 이러한 기준 화이트색에 대한 화상의 각 위치에서의 색상과 색차는 도12의 단계(1253)에서 산출된다.

기준 화이트색의 색도가 (x_c, y_c)로 한정되고, 화상의 위치(i, j)에서의 색도가 (x_ij, y_ij)로 한정될 때, 위치(i, j)에서의 색상은 도17a 내지 도17c에서 도시된 바와 같이 색도 다이어그램 상의 기준색을 향하는 방향으로 산출된다.

산출식은 식(5)로 나타낸다.

......................(5)

또한, 위치(i, j)에서의 색차는 도18a 내지 도18c에 도시된 색도 다이어그램 상의 기준색에서 거리로 산출된다. 산출식은 식(6)으로 표현된다.

......................(6)

도19에서 도시된 바와 같이, 색상에 따라 결함 영역으로서 검출될 범위는 전술된 바와 같이 산출된 기준 화이트색에 대한 화상의 각 위치에서의 색상과 색차에서 제한되며[도면에서 색상(θ)이 θ₁≤θ≤θ₂로 설정되는 범위], 기준 화이트색에서의 색의 선명함의 차이의 정도는 색차로 제한된다[도면에서 색차(d)가 d₁≤d ≤d₂로 설정되는 범위]. 또한, 이 범위 내의 영역은 결함 후보 영역으로서 추출된다.

여기에서, 전술된 바와 같이 색상과 색차로 범위를 제한하여 얻어진 결함 후보는 결함으로서 검출되도록 요구되지 않는 영역을 또한 포함한다. 예를 들면, 색도가 기준 화이트색에 대해 점진적으로 변하는 영역은 결함을 생성하지 않으며, 결함으로 검출된 영역은 항상 선명한 윤곽을 갖는다.

따라서, 주연 영역의 색에 대한 색의 점진적인 변화를 도시한 영역은 의사-결함으로 추정되며, 색의 급격한 변화를 도시한 영역만이 결함으로서 추정된다.

도2의 단계(1255)에서는 결함 후보 영역의 기준 화이트색과의 색차의 변화가 얻어지며, 상수값보다 큰 이러한 변화를 갖는 영역만이 결함으로 추정된다.

도20의 (a) 내지 (d)에서, 도12의 단계(1254)에서 추출된 결함 후보 영역(2031)은 도20의 (a)에 표시된다. 도20의 (b)의 도면 부호 2033은 도20의 (a)에 도시된 선(2032)의 기준 화이트색에 대한 색차의 그래프를 나타낸다. 또한, 도20의 (d)에 도시된 색차의 미분 분포(2034)는 선 2032의 각 위치에서 색차(2033)의 변화로부터, 즉 색차(2033)의 미분에 의해 얻어질 수 있다. 기준 화이트색에 대한 색차 변화가 작을 때, 미분값은 또한 전술한 바와 같이 작아진다. 여기에서, 도20의 (d)에 도시된 바와 같이, 미분값이 상수값(2035)보다 큰 영역만이 결함 영역으로 한정된다. 그 결과, 도20의 (c)에 도시된 바와 같이 큰 색차와 큰 색차 변화를 제공하는 영역만이, 즉 선명한 윤곽을 갖는 영역만이 결함 영역(2036)으로 검출된다.

다음으로, 한계치(2035)를 결정하는 방법이 도21을 참조하여 설명될 것이다.

도21a의 그래프에서, 색상과 색차로 추출된 각 결함 후보 영역에서 색차의 최대값을 수직축에, 각 결함 영역의 윤곽의 색차 미분 최대값을 수평축에 정하여, 정확한 결함의 값은 x로 그려지는 한편, 의사 결함의 값은 o로 그려진다. 또한, 2141a는 각 색차값의 빈도수 분포를 나타내는 한편, 2142a는 색차 미분값의 빈도수 분포를 나타낸다. 결함과 의사 결함이 분명하게 분리된 경우에, 도21a에 도시된바와 같이 좋음/나쁨(Good/No-good) 판정선(2144a)은 2141a와 2142a의 빈도수 분포의 골의 피크값을 지나는 교차점을 지나는 직선(2144a)이 되며, 그려진 점의 관성 주축(2143a)에 직각이다. 또한, 정확한 결함과 의사 결함이 분리되지 않는 경우, 즉 빈도수 분포의 골의 피크가 없는 경우에, 도21b에 도시된 바와 같이 판정선은 2144b로 한정되며, 이로써 모든 결함 후보 영역은 검출 오류가 생기거나 간과되지 않고 결함으로서 검출될 수 있다.

다음으로, 화상 파일링의 프로파일의 예가 도22에 도시된다. 입력 화상(2221)은 결함(2222)을 포함하며, 마크(2223)는 동일한 화상에 동시에 표시된다. 특징값으로서, 검출된 결함의 상세 데이터(2224)는 길이, 폭, 종횡비, 채도 및 색 에지(채도의 미분값)를 포함한다. 이들 값은 화상(2221)과 관련하여 컴퓨터에 파일 R로서 기록된다. 파일 내의 수치는 다른 화상의 유사 화상으로서 촬상될 수 있다. 예를 들면, 파일 S의 화상(2225)과 상세 데이터(2226)는 파일 R의 6개월의 파일링 후에 재검사되었다. 여기서, 이들은 검사 위치의 유사성 항목에 기초하여 표시된다.

도23의 (a) 내지 (f)는 재료, 용접 검사의 유무, 검사장명, 공장명, 플랜트명, 건물명, 배관 시스템명, 배관 번호, 배관 직경, 배관 두께, 실행 시기 들과 같은 정보의 유사성에 대한 파일링의 예를 도시한다. 도23의 (a)는 지도에 그려진 검사장 A 내지 P를 도시한다. 도23의 (b)는 설비 영역을 도시한다. 이 도면은 설비(B1, B2, B3)가 공장(A)과 같은 검사장에 제공됨을 도시한다. 또한, 도23의 (c)는 배관 시스템을 도시한다. 이 도면은 단순화된 모델을 도시하며, 실제 설비는상당히 복잡하다. 도23의 (c)의 배관은 영역(C1, C2, C3)에서 용접된다. 용접 영역(C2)에 대한 액체 침투 결함 검사의 결과는 도23의 (d)에 도시된다. 실시예의 검사 결과는 결함이 영역(1)과 영역(2)의 2개의 영역에서 인식되는 것을 도시한다. 도23의 (e)는 이러한 화상 데이터가 도23의 (a) 내지 (d)의 각 항목에 대해 파일링되는 예를 도시한다. 도23의 (f)는 예를 들어 이 파일에서 얻어진 1999년 9월 검사의 P 화상과 2000년 3월 검사의 Q 화상의 모니터 표시의 예를 도시한다.

이 실시예에서, 유사성(P)와 유사성(Q)를 사용한 화상 파일의 프로파일과 검색 내용은 전술된 바와 같이 일정한 분야의 플랜트에서 검색되고 표시되지만, 물론 일본 내의 일정 지역을 포함한 세계 각국에의 플랜트 설비에 대해서도 결함 형상의 비교와 결함 검사 처리 상태가 유사성 검사 결과에 대한 검색과 표시에서 신속하게 확인 될 수 있고, 이 실시예는 결함 검사의 신뢰성의 우수한 효과를 제공한다.

다음으로, 연속 화상 정보를 정렬하여 3차원으로 화상을 표시하는 수단의 예가 도24에 도시된다.

도24는 3차원 형상으로 재구성된 전체 화상이 배관(2441)의 상세 치수에 기초하여 디스플레이(2440)에 표시되는 실시예이다. 이 도면에서, 용접 비드(2442)의 결함(2443, 2445)과 마크(2444, 2446)는 또한 동시에 표시된다. 결함 상태는 컴퓨터의 키보드와 마우스를 조작함으로써 회전 및 기울기 각도의 변동을 통해 이 화상을 표시하여 분명하게 검출될 수 있다. 전술된 바와 같이, 결함 상태의 용이한 검출은 실제 사용 상태에서 응력과 균열을 발생시키는 영역이 용이하게 판정되어 얻어진 데이터가 재료 선택과 구조 설계에 대해 피드백되는 효과를 가져온다.

액체 침투 결함 검사에 대해 설명되었지만, 이 실시예에서 검사 대상물이 자성 재료로 형성된 경우에, 본 발명은, 형광 자분을 포함하는 액체로 코팅되어 검사 대상물이 자화되고 검사 대상물에 자외선을 조사하는 검사로 자속이 집중된 결함 영역에서 형광 물질의 방사물이 검출되는, 자분 결함 검사에 적용될 수 있다. 이 경우에, 도2에 도시된 디지털 카메라 시스템(200)의 구조와 관련하여, 자외선을 발생시키는 광원은 LED 링라이트(202)를 대신하여 이용되고, 디지털 카메라(200)가 교란 광의 어떤 영향도 없는 결함 영역에서 발생된 형광 물질을 고효율성으로 검출하는 데 적합한 구조, 예를 들어 형광 물질 검출을 위한 필터가 제공된 구조를 도입하기에 충분하다.

본 발명에 따르면, 선행 기술의 문제를 해결하고 이하의 효과를 제공할 수 있다.

(1) 육안 검사의 경우, 검사자의 개인차로 인해 검사 결과가 다르더라도, 화상이 디지털 카메라 등과 같은 촬상 장치로 입력될 수 있으므로, 결함 영역에 대한 양적 평가와 안정된 평가를 실현할 수 있다.

(2) 신뢰성이 높은 데이터는 검사 결과의 레포트에 입력 화상과 컴퓨터의 결함 검출 처리 결과를 부가하여 저장될 수 있다.

(3) LED 링라이트 장치와 같은 배터리 구동 조명 장치를 디지털 카메라와 같은 무선형 촬상 장치에 조합하여 비디오 신호 케이블와 전원 공급 케이블을 컴퓨터에 접속하는 것이 더 이상 요구되지 않아서, 어떤 환경 상태에서도 모든 영역의 액체 침투 결함 검사를 실현하도록 장치의 휴대성이 향상될 수 있다.

(4) 화상이 디지털 카메라 등과 같은 촬상 장치로 입력될 때, 용이하게 발생되는 기울기와 화상 배율의 차는 화상 내에 등간격으로 주어진 선과 마크를 위치시켜 오프라인으로 보정할 수 있다.

(5) 또한, 길이가 긴 배관 시스템의 검사에서, 검사 결과는 배관의 연속 화상에 몇몇 화상을 정렬하고 검사 대상물과 그 검사 데이터의 정보를 포함하는 이러한 화상을 파일링함으로써 파일의 특징의 키워드를 사용하여 검색될 수 있다.

(6) 더욱이, 본 발명의 액체 침투 결함 검사 방법은 촬상 장치의 작업 환경의 어떤 제한도 주지 않으므로, 교량, 부하가 가해진 차량의 액슬, 또는 압력 장치 및 배관 설비의 아주 작은 균열의 검사를 위해 효율적으로 사용될 수 있다.

본 발명은 그 기술 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 이 실시예는 제한적이지 않고 예시적인 것으로서 모든 면에서 고려되어, 본 발명의 범위는 전술한 설명에 의해서보다는 첨부된 특허청구범위로 나타나며, 따라서 특허청구범위의 상응하는 범위와 의미 내에 있는 모든 변형은 그 안에 포함되도록 의도된다.

Claims

검사 대상물의 결함 영역의 비파괴 검사 방법에 있어서,

검사 대상물의 화상을 형성하여 검사 대상물의 디지털 화상을 얻는 단계와,

상기 디지털 화상을 저장하는 단계와,

상기 저장된 디지털 화상을 처리하여 결함 후보를 포함하는 화상을 추출하는 단계와,

상기 추출된 결함 후보를 포함하는 화상에서 추출된 화상을 상기 화상에 관련된 정보와 함께 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 비파괴 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 검사 대상물은 액체 침투 결함 검사로 검사되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 검사 대상물은 자분 결함 검사로 검사되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
검사 대상물의 결함 영역의 비파괴 검사 방법에 있어서,

검사 대상물의 화상을 형성하여 검사 대상물의 디지털 화상을 얻는 단계와,

상기 디지털 화상을 통신 수단을 통해 처리 수단에 입력하는 단계와,

상기 처리 수단에 입력된 디지털 화상을 처리하여 결함을 포함하는 화상을추출하는 단계와,

상기 추출된 결함을 포함하는 화상을 상기 화상에 관련된 정보와 함께 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 비파괴 검사 방법.
제4항에 있어서, 상기 검사 대상물의 화상을 형성하여 얻은 디지털 화상을 저장 수단에 저장하는 단계가 더 제공되고, 디지털 화상을 처리 수단에 입력하는 단계에서 상기 저장 수단에 저장된 디지털 화상은 통신 수단을 통하여 처리 수단에 입력되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
제4항에 있어서, 상기 화상에 관련된 정보는 상기 화상이 얻어지는 시간 및 장소에 관한 것인 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
검사 대상물의 결함 영역의 비파괴 검사 방법에 있어서,

검사 대상물의 검사 영역을 복수의 영역으로 분할하여 상기 분할된 영역의 화상을 형성하고 상기 검사 대상물의 복수의 디지털 화상을 얻는 단계와,

상기 복수의 디지털 화상을 저장 수단에 저장하는 단계와,

상기 저장 수단에 저장된 복수의 디지털 화상들 중에서 디지털 화상들 사이의 기울기를 보정하는 단계와,

상기 보정된 디지털 화상의 각각을 이용하여 결함을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
제7항에 있어서, 디지털 화상들 사이의 기울기를 보정하는 단계에는 상기 저장 수단에 저장된 복수의 디지털 화상들 중에서 디지털 화상들 사이의 기울기와 함께 배율을 보정하는 단계가 제공된 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 결함의 화상의 특징에 대한 정보와 함께 디스플레이 화상에 상기 검출된 결함의 화상을 표시하는 단계가 더 제공된 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 검사 대상물의 복수의 디지털 화상의 각각은 복수의 검사 영역으로 분할된 검사 대상물의 검사 영역 중에서 인접하는 분할된 영역의 일부의 화상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
검사 대상물의 결함 영역의 비파괴 검사 방법에 있어서,

복수의 디지털 화상을 저장 수단에 저장하는 단계와,

상기 저장 수단에 저장된 복수의 디지털 화상을 통신 수단을 통해 전송하는 단계와,

상기 전송된 복수의 디지털 화상을 수신하는 단계와,

상기 수신된 디지털 화상을 기초로 하여 디지털 화상들 사이의 기울기를 보정하는 단계와,

상기 각 디지털 화상을 이용하여 결함을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 방법.
검사 대상물의 결함의 비파괴 검사 장치에 있어서,

검사 대상물의 화상을 형성하여 검사 대상물의 디지털 화상을 얻는 촬상 수단과,

상기 촬상 수단으로 촬상된 디지털 화상을 저장하는 제1 저장 수단과,

상기 제1 저장 수단에 저장된 디지털 화상을 처리하여 결함 후보를 추출하는 결함 후보 추출 수단과,

상기 결함 후보 추출 수단으로 추출된 결함 후보들 중에서 지정된 화상을 상기 화상이 얻어지는 시간 및 장소의 정보와 관련하여 저장하는 제2 저장 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 장치.
제12항에 있어서, 상기 제1 저장 수단에 저장된 디지털 화상을 전송하는 전송 수단과, 상기 전송 수단으로 전송된 디지털 화상을 수신하는 수신 수단이 더 제공되고, 상기 수신 수단으로 수신된 디지털 화상은 상기 결함 후보 추출 수단으로 처리되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 장치.
제12항에 있어서, 상기 제2 저장 수단에 저장된 화상을 화상이 얻어지는 시간 및 장소의 정보와 함께 표시하는 수단이 더 제공된 것을 특징으로 하는 비파괴검사 장치.
검사 대상물의 결함의 비파괴 검사 장치에 있어서,

검사 대상물의 검사 영역을 상기 검사 영역보다 작은 시야로 촬상하여 상기 검사 대상물의 디지털 화상을 취득하는 화상 취득 수단과,

상기 화상 취득 수단의 상기 검사 영역보다 작은 시야로 상기 검사 영역을 순차적으로 촬상하여 얻어진 상기 검사 영역 전체에 대해 복수의 디지털 화상을 저장하는 저장 수단과,

상기 저장 수단에 저장된 검사 영역 전체에 대해 복수의 디지털 화상들 중에서 디지털 화상들 사이의 기울기를 얻고 보정하는 기울기 보정 수단과,

상기 기울기 보정 수단으로 기울기가 보정된 각 디지털 화상을 처리하여 결함 후보를 추출하는 결함 후보 추출 수단과,

상기 추출된 결함 후보의 화상을 표시하는 표시 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 장치.
제15항에 있어서, 상기 저장 수단에 저장된 복수의 디지털 화상 중에서 각 화상의 배율을 보정하는 배율 보정 수단이 더 제공된 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 장치.
제15항에 있어서, 상기 표시 수단은 결함 후보 화상에서 선택된 결함의 화상을 상기 결함 영역의 화상의 특징에 대한 정보와 함께 디스플레이 화상에 표시하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 장치.
디지털 카메라 시스템에 있어서,

렌즈부와,

셔터부와,

상기 렌즈부 근처의 영역에 제공된 균일한 광선을 방사하는 광원과,

촬상된 화상을 전자식으로 저장하는 기록 매체와,

전지와,

표시 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라 시스템.
제18항에 있어서, 검사 대상물 상에 부착된 마크에 대응하는 표시 장치 상의 위치에 마크가 표시되는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라 시스템.
제18항에 있어서, 광원에서의 광선이 전송되는 부품과 적어도 렌즈부는 투명한 상태로 형성되고, 셔터부에 대응하는 부분은 연질 재료 부재로 형성된 커버로 덮인 것을 특징으로 하는 디지털 카메라 시스템.