TW201333421A - 輪胎形狀檢測方法及輪胎形狀檢測裝置 - Google Patents

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Abstract

以重疊於凹凸標記上之方式，存在凹凸缺陷的情形，只減去凹凸標記的高度部分來計算、取得單單凹凸缺陷的高度。於利用具有形成有凹凸標記之側壁面的樣品輪胎的影像，來檢測檢測輪胎的側壁面的形狀缺陷之輪胎形狀檢測方法中，執行以下之工程。首先，作為教導作業工程，於樣品輪胎之樣品原始影像中，檢測凹凸標記之邊界線，產生顯示邊界線的遮罩影像，從樣品原始影像，去除對應顯示於遮罩影像之邊界線的區域，產生使用1或複數的偏移值來表示剩餘區域的高度偏移影像。接著，作為檢測作業工程，從檢測輪胎的檢測影像，減去高度偏移影像，同時去除遮罩影像所表示之邊界區域，依據所獲得的凹凸去除影像，檢測檢測輪胎的側壁面之形狀缺陷。

Description

輪胎形狀檢測方法及輪胎形狀檢測裝置
本發明係關於輪胎之檢測技術，特別是關於，使用影像處理手法來檢測形成有凹凸之標記的側壁面的形狀缺陷之輪胎形狀檢測方法及其裝置。
輪胎係具有由橡膠或化學纖維、鋼線等之各種材料所層積的構造。於其層積構造上，如存在不均勻部分，在被填充空氣時，於相對地耐壓性較弱的部分，會產生被稱為凸塊(Bulge)之隆起部(凸部)、或稱為凹陷(Dent)或耗損之凹陷部(凹部)。產生該種凸塊或凹陷等之形狀缺陷的輪胎，由於安全上之問題或外觀不良等之問題，需要予以檢測，從出貨對象予以排除。
因此，在輪胎製造的最終工程(輪胎加硫後之檢測工程)中，進行在輪胎表面，特別是側壁面之凹凸形狀不良的檢測。另外，於輪胎的側壁面，形成有顯示產品的型式或尺寸、製造商之商標等顯示標記(正常凹凸之標記)。因此，於側壁面之形狀缺陷檢測處理中，需要不將此顯示標記錯誤檢測而當成形狀缺陷。
此種凹凸形狀不良之檢測，以往，雖藉由人員之目視檢測或手感檢測來進行，但近年來，則採用雷射距離感測器、三次元形狀檢測裝置、或藉由相機之影像檢測等之自動化技術，不對正常凹凸之標記造成影響之檢測技術來進 行。
例如，於專利文獻1中，揭示了：攝取照射於相對地旋轉之輪胎表面之線光的影像，依據該攝取影像，進行藉由光切斷法之形狀檢測，來檢測前述輪胎的表面形狀之輪胎形狀檢測裝置，其係具備：以於前述輪胎的表面形成有一個光切斷線之方式，從與該光切斷線中之檢測高度方向不同的方向，連串照射複數的線光之線光照射手段、及被照射於前述輪胎的表面之前述複數的線光之個別的主光線，於對於前述輪胎的表面為正反射方向中被攝影之攝影手段。
此種輪胎形狀檢測裝置，為一種藉由於輪胎表面連串照射複數的線光，攝取被照射之複數的線光的影像，來檢測輪胎表面形狀者。
另外，於專利文獻2中，揭示了：檢測輪胎表面之藉由凹凸所形成的一個以上的圖形之三次元形狀的方法，其係具有：針對包含此等之圖形的特定的輪胎表面區域內的各面積要素，量測凹凸的高度，取得凹凸分布資料之工程；及由對於個別的圖形，作為圖形的雛形所預先準備的圖形模型的三次元形狀資料、及所取得的前述凹凸分布資料，界定前述輪胎表面區域中，對應圖形模型之輪胎表面部分之工程；及對於個別的圖形，求得所被界定的輪胎表面部分的凹凸分布資料與圖形模型的三次元資料之一致度，依據此一致度，來判定前述圖形的三次元形狀之合否的工程的輪胎凹凸形狀之檢測方法。
此輪胎凹凸圖形之檢測方法，係揭示了：特別是藉由計算將照射光照射於輪胎表面而獲得之三次元凹凸分布資料、及由CAD資料所至做成之圖形模型的三次元形狀資料之一致度，來檢查缺陷之有無的技術。本技術，為了進行正常凹凸圖形(文字等)本身之良否判定，將作為正常凹凸圖形的雛形而預先準備的圖形模型當作教導資料使用。雛形係藉由輪胎CAD資料或模具CAD資料來產生。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2008-221896號公報
專利文獻2：日本專利特開2005-331274號公報
於專利文獻1之輪胎形狀檢測裝置中，藉由光切斷法，可以檢測輪胎表面形狀，得以檢測輪胎表面的凹凸形狀。但是，無法得知所被檢測出之輪胎表面的凹凸形狀，是被形成於輪胎表面之正常圖形，或是為缺陷。另外，於正常圖形的位置存在缺陷之情形，要檢測該缺陷，變得更為困難。
因此，如專利文獻2所揭示般，如利用輪胎CAD資料或模具CAD資料來當作教導資料(參照資料)，可以獲得不受到輪胎變形或缺陷所影響之數值，說不定可以避開專利文獻1之技術的困難性。但是，由於輪胎為橡膠製 品、及在成為本發明對象之輪胎形狀檢測中，要檢測已經灌入空氣之輪胎，從CAD資料之輪胎的變形量大。因此，實用上，即使單單要使對應的座標一致，計算及運算量變得非常巨大，難於適用於實際用途。
進而，對比於專利文獻2所揭示技術之CAD資料的使用，將實際所量測之輪胎的高度資料當成教導資料使用，較為容易進行類推。如依據此方法，可以簡便地取得實際的高度資料。
但是，在此情形，要求在使用的輪胎高度影像中，只能存在正常的凹凸圖形，且檢測對象之凹凸缺陷(Bulge/Dent)或輪胎圓周方向的大的彎曲變形成分之Runout(偏轉)成分的高度變化完全不存在之高度影像資料。在將檢測對象之凹凸缺陷或Runout成分存在的高度影像資料當成教導資料使用的情形，文字等之正常凹凸標記，在線上(on line)檢測時，雖藉由差量處理而被平面化(去除)，但存在於教導資料之凹凸缺陷或Runout成分被轉印於檢測對象的高度影像之結果，此種高度影像資料無法使用於檢測。另外，將不存在Runout成分之完全平坦的輪胎特別製作為教導資料登錄用，並不實際。
因此，本發明係有鑑於上述問題點，目的在於提供：不受到存在於輪胎的側壁面上之正常凹凸的標記(文字、商標、模樣等)的影響，可以確實地檢測側壁面的凹凸缺陷之輪胎形狀檢測方法、及輪胎形狀檢測裝置。
為了達成上述目的，於本發明中，採取以下之技術手段。
關於本發明之輪胎形狀檢測方法，係利用具有形成有凹凸標記之側壁面的樣品輪胎的前述側壁面的影像，來檢測檢測輪胎的側壁面的形狀缺陷之輪胎形狀檢測方法，其特徵為：作為教導作業工程，為具備：於前述樣品輪胎之側壁面的二維影像之樣品原始影像中，檢測前述凹凸標記之輪廓，亦即邊界線，產生顯示前述邊界線的位置之遮罩影像之遮罩影像產生工程；及於前述樣品原始影像中，去除對應顯示於前述遮罩影像之前述邊界線的位置之區域，產生使用1或複數的偏移值來表示剩餘區域的高度而獲得之高度偏移影像之高度偏移影像產生工程，作為前述檢測作業工程，為具備：從前述檢測輪胎的側壁面之二維影像的檢測影像，減去前述高度偏移影像，同時去除前述遮罩影像所表示之邊界區域之差量處理工程；及依據作為前述差量處理工程之結果而獲得的凹凸去除影像，檢測檢測輪胎的側壁面之形狀缺陷的形狀缺陷檢測工程，於前述之高度偏移影像產生工程中，就樣品原始影像，製作近似沒有形成凹凸標記之側壁面，亦即基底面的偏移外形，以所製作之偏移外形為基礎，從樣品原始影像抽出凹凸標記，將所被抽出的凹凸標記的高度作為前述偏移值。
此處，前述高度偏移影像產生工程，可以為：(I)抽出沿著前述樣品原始影像的輪胎周圍方向之 線資料，(II)以前述線資料為基礎，抽出前述樣品輪胎的基底線，(III)從前述線資料減去前述基底線資料，來製作凹凸標記之凹凸線資料，(IV)將所製作的凹凸線資料的高度作為凹凸標記的偏移值。
進而，於上述(IV)工程中，可以為：(IV-1)設定於凹凸標記部的高度方向具有特定寬之評價視窗，(IV-2)一面將前述評價視窗朝凹凸線資料的高度方向移位，一面求取包含於前述評價視窗之凹凸線資料的平均值，(IV-3)將所求得之平均值置換成凹凸線資料的凹凸標記的高度後，當成前述偏移值使用。
進而，於前述前述遮罩影像產生工程，可以藉由適用微分濾波器，得到強調之前述凹凸標記的邊界線部分之微分影像，藉由對於前述而獲得之微分影像適用特定的臨界值，將前述微分影像予以二值化，來產生前述遮罩影像。
除此之外，在適用前述微分濾波器之前，可以內插去除前述樣品原始影像內之未檢測點，以前述側壁面的外形形狀為基礎，從去除前述未檢測點後之影像去除側壁面的彎曲成分，將去除前述未檢測點之影像予以平面化。
另外，前述高度偏移影像產生工程，為使用前述樣品 原始影像、及前述遮罩影像、及對於前述凹凸標記設定的前述複數個偏移值，(I)從前述遮罩影像，將對應沿著前述樣品原始影像的輪胎周圍方向之1個線資料的線資料予以抽出，(II)於前述樣品原始影像之1線資料上，將被從遮罩影像所抽出的前述線資料所顯示的邊界線區分的各區域各當成1個標籤區域，(III)於前述標籤區域中，將於周圍方向最長的標籤區域當成高度偏移值的計算開始區域，或於被前述遮罩影像所顯示的邊界線包圍的區域中，將最大面積的區域當成高度偏移值的計算開始區域，(IV)從前述計算開始區域，依序求得與鄰接標籤區域之高度差，(V)於前述複數個偏移值中，將最接近所求得之高度差的偏移值，當成鄰接之標籤區域的高度偏移值，針對全部的標籤區域進行設定，針對前述樣品原始影像的全部之線資料，藉由重複前述(I)至(V)之步驟，來產生高度偏移影像。
此處，前述高度偏移影像產生工程，可以為：將前述遮罩影像重疊於前述高度偏移影像，於每一被前述遮罩影像所顯示的邊界線包圍的區域，將區域內最多數存在的高度偏移值，設定為該區域全體的高度偏移值。
另外，可以具有對於在前述差量處理工程而獲得的影像內中之被於該差量處理工程中使用的遮罩影像遮蔽的遮 蔽範圍，以下述之(I)、(II)或(III)之處理來內插高度座標值之內插工程。
(I)選擇夾住前述遮蔽範圍之2個位置的高度座標值，藉由將從一方的高度座標值向另一方的高度座標值予以線性的變化而獲得的高度座標值，予以分配於前述遮蔽範圍來進行內插。
(II)選擇夾住前述遮蔽範圍之2個位置的高度座標值，藉由將藉由求得一方的高度座標值和另一方的高度座標值的平均值而獲得之平均高度座標值，分配於前述遮蔽範圍來進行內插。
(III)設置至少一部份重疊於前述遮蔽範圍，且比前述遮蔽範圍還短之視窗，一面使前述視窗從前述遮蔽範圍的一端朝一端移動，一面於前述檢測影像中，選擇對應前述視窗之位置的最大的高度座標值或最小的高度座標值，藉由將所選擇的高度座標值分配於前述遮蔽範圍來進行內插。
關於本發明之輪胎形狀檢測裝置，係利用具有形成有凹凸標記之側壁面的樣品輪胎的前述側壁面的影像，來檢測檢測輪胎的側壁面的形狀缺陷之輪胎形狀檢測裝置，其特徵為：具備攝取前述側壁面的二維影像之攝影手段、及於前述樣品輪胎的側壁面之二維影像的樣品原始影像中，檢測前述凹凸標記的輪廓，亦即邊界線，產生顯示前述邊界線的位置之遮罩影像的遮罩影像產生手段、及於前述樣品原始影像中，去除對應顯示於前述遮罩影像之前述邊界 線的位置之區域，產生使用1或複數的偏移值來表示剩餘區域的高度而獲得之高度偏移影像之高度偏移影像產生手段，且具備：從前述檢測輪胎的側壁面之二維影像的檢測影像，減去前述高度偏移影像，同時去除前述遮罩影像所表示之邊界區域之差量處理手段、及依據作為前述差量處理工程之結果而獲得的凹凸去除影像，檢測檢測輪胎的側壁面之形狀缺陷的形狀缺陷檢測手段，複數個偏移值，係於樣品原始影像中，製作近似沒有形成凹凸標記之側壁面，亦即基底面的偏移外形，且以所製作之偏移外形為基礎，從樣品原始影像抽出凹凸標記所獲得之凹凸標記之高度。
此處，前述攝影手段，係具備：對前述側壁面照射一個光切斷線之線光照射手段；及攝取被照射於前述側壁面之前述線光的影像之攝影相機；及藉由逐次儲存前述攝影相機所攝取之1線影像，來構成前述側壁面的二維影像之攝影記憶體。
如依據關於本發明之輪胎形狀檢測方法、及輪胎形狀檢測裝置，可以不受存在於輪胎的側壁面上之正常凹凸的標記(文字、商標、模樣等)的影響，確實地檢測側壁面的凹凸缺陷。
以下，依據圖面來說明本發明之實施型態。
關於本發明之實施型態之輪胎形狀檢測裝置1，藉由相機攝取照射於旋轉之輪胎T的表面之線光的影像，依據該攝取影像，藉由進行依據光切斷法之形狀檢測來量測輪胎T之各部的高度。接著，輪胎形狀檢測裝置1將所量測之輪胎T各部的高度個別置換為對應之亮度值，可以獲得輪胎T表面之二維影像(檢測影像)。
進而，輪胎形狀檢測裝置1係使用攝取樣品輪胎(無缺陷之輪胎)所獲得之「樣品原始影像」，依據事先製作的「遮罩影像」及「高度偏移影像」，去除形成於側壁面(基底面)上之顯示標記，之後，檢測存在於輪胎表面之缺陷的裝置。另外，「樣品原始影像」、「遮罩影像」、「高度偏移影像」之詳細，之後敘述。
且說在輪胎T之形狀檢測的情形，雖然輪胎T的輪面及側壁面可以成為量測對象，但於本實施型態中，以側壁面為量測對象。
如第2圖所示般，所謂輪胎T中之側壁面，係指與路面接觸之輪面及被夾於輪圈(limb)之胎緣(bead)部之間的部分。第2圖中，以空白所示之部分，可以認為是形成於側壁面(基底面)上之顯示標記(文字、商標、模樣等之正常圖形之「正常凹凸標記」。此正常凹凸標記，對於在側壁面上沒有形成正常凹凸標記的基面(基底面)，係以具有特定高度的凹凸所構成。
首先，一面參照第1圖一面說明關於本發明之實施型 態的輪胎形狀檢測裝置1之整體構造。
如第1(a)圖所示般，輪胎形狀檢測裝置1係具備：輪胎旋轉機2、感測器單元(攝影手段)3(3a、3b)、編碼器4、影像處理裝置5等。
輪胎旋轉機2係具備有：使形狀檢測對象亦即輪胎T，以其旋轉軸為中心而旋轉之電動機等之旋轉裝置。輪胎旋轉機2例如係以60rpm之旋轉速度使輪胎T旋轉。於此旋轉中，藉由後述之感測器單元3來檢測側壁面之全周範圍的表面形狀。
於本實施型態中，具有用於輪胎T之2個側壁面個別的形狀量測之2個感測器單元3(3a、3b)。感測器單元3a、3b係個別含有：對旋轉輪胎T的表面照射線光(光切斷線)之線光照射手段、及攝取在輪胎T表面反射之線光的影像之攝影相機6等之單元。
第1(b)圖係模型地表示具備感測器單元3之機器的配置圖。
第1(b)圖中，Y軸係表示輪胎T之形狀檢測位置中之輪胎T圓周的半徑方向，Z軸表示從輪胎T之形狀檢測位置中之側壁面表面起之檢測高度方向(檢測之表面高度的方向)，X軸表示和Y軸及Z軸正交的方向。即使用於輪胎T的側壁面之形狀檢測的感測器單元3中，Z軸為和輪胎T的旋轉軸平行的座標軸，Y軸為表示對於輪胎T的旋轉軸之法線的方向之座標軸。另外，輪胎T和座標軸的對應關係，可以因應相機的支撐型態來改變。
線光照射手段為具備：複數(第1(b)圖中為3個)的線光源7a、7b、及7c，藉由該等複數個線光源7a、7b、及7c，以於輪胎T表面的一條線Ls上，形成1條之光切斷線之方式，從和該一條線Ls(光切斷線)中之檢測高度方向(Z軸方向)不同的方向，接連照射複數之線光的裝置。
另外，攝影相機6係具備：相機透鏡8及攝影元件9，用來攝取接連照射於輪胎T的側壁面之複數個線光的影像v1(一條線Ls上之光切斷線的影像)。
另一方面，於上述之輪胎旋轉機2，設置有編碼器4。此編碼器係檢測輪胎旋轉機2之旋轉軸的旋轉角度，即輪胎T的旋轉角度，將所檢測的旋轉角度當成檢測訊號予以輸出的感測器。該檢測訊號被使用於感測器單元3a、3b所具備之攝影相機6的攝影時機的控制。
例如，以60rpm之速度旋轉的輪胎T，在以特定的角度旋轉之際，接收從編碼器4所被輸出的檢測訊號，以配合檢測訊號的接收時機，快門被關閉之方式，來控制感測器單元3a、3b的攝影相機6。藉此，得以和檢測訊號的接收時機一致之特定的攝影率來進行攝影。
來自感測器單元3a、3b之訊號(1線影像)，係被輸入影像處理裝置5。
影像處理裝置5係對於所被輸入的1線影像，藉由適用三角量測法的原理，獲得光切斷線所照射的部分(側壁面上之1線部分)的高度分布資訊。接著，影像處理裝置 5將所被量測之輪胎T表面各部的高度分別置換為對應的亮度值，且記憶於所內藏的訊框記憶體(frame memory)(攝影記憶體)，獲得輪胎T表面的二維影像(檢測影像)。
此二維影像(檢測影像)，其側壁面之涵蓋圓周方向360°的範圍之各位置的表面高度量測值(亮度值)，係被排列於由表示該輪胎T的半徑方向之Y軸及表示輪胎T的圓周方向的X軸(訊框)所形成之二維的座標系內的資訊。
另外，作為高度分布資訊，第7(b)圖所舉例表示者即是，作為檢測影像或樣品原始影像，第7(a)圖所舉例表示者即其對應者。另外，高度分布資訊中之縱軸的(值高度畫素值)與檢測影像的亮度值，係一對一對應者，於以下說明中，使用同樣意義。
進而，本實施型態之影像處理裝置5，係以所獲得的檢測影像及相當於此檢測影像中的1線之高度分布資訊為基礎，由檢測影像只去除正常凹凸標記，對於去除後的影像，藉由適用既存的影像處理手法，檢測輪胎側壁面且存在於非正常凹凸標記部分之凹凸缺陷。
另外，影像處理裝置5例如可以藉由以個人電腦等所構成的硬體來實現。
接著，說明本實施型態之輪胎形狀檢測裝置1的影像處理裝置5所實行的處理。
第3圖係表示影像處理裝置5所實行的處理內容的流 程圖。
由此圖可以明白，影像處理裝置5所實行的處理，係具有線上檢測存在於輪胎的側壁面的凹凸缺陷之「檢測作業工程」。進而，作為檢測作業工程前之前工程，具有「教導作業工程」。
檢測作業工程，係具備：由檢測輪胎的側壁面之二維影像的檢測影像，減去高度偏移影像，且去除遮罩影像所表示的邊界區域之「差量處理工程(S6)」；及依據作為差量處理工程(S6)的結果而獲得的正常凹凸標記去除影像，來檢測檢測輪胎的側壁面之形狀缺陷的「形狀缺陷檢測工程(S7)」。各別之工程S6、S7，係以設置於影像處理裝置5內之差量處理手段、形狀缺陷檢測手段來進行。
如第3圖所示般，教導作業工程，係具備：於樣品輪胎的側壁面之二維影像的樣品原始影像中，檢測正常凹凸標記的輪廓，亦即邊界線，來產生表示邊界線的位置之影像的「遮罩影像產生工程(S2)」；及產生於樣品原始影像中，去除對應遮罩影像所表示之邊界線的位置之區域，利用偏移值來分類剩餘區域的高度而獲得的高度偏移影像之「高度偏移影像產生工程(S3)」。各別之工程S2、S3係藉由設置於影像處理裝置5內之遮罩影像產生手段、高度偏移影像產生手段來進行。
另外，檢測對象之輪胎種類為複數種，作為每一種輪胎(Tire ID)之線上檢測前的登錄作業，進行設置作業 (set up)。此設置作業為將每一Tire ID不同直徑尺寸或接地面(輪面)的寬度等之輪胎形狀等有關的設計資訊，於檢測前予以登錄的作業，是必要的作業。於依據本實施型態之輪胎形狀檢測中，上述的設置作業也是在檢測作業工程前進行。
於本發明之輪胎形狀檢測方法中，於檢測作業工程之「差量處理工程(S6)」、教導作業工程之「遮罩影像產生工程(S2)」及「高度偏移影像產生工程(S3)」，具有顯著的特徵。因此，重點地說明此等工程之同時，也敘述本輪胎形狀檢測方法的詳細。
首先，參照第4圖，說明教導作業工程的詳細。
最初，取得沒有缺陷之理想輪胎的樣品輪胎的側壁面的高度影像(原始資料)。
於此處所取得的高度影像(原始資料)，存在「未檢測點」。未檢測點因正常凹凸標記的段差之影響，片狀光不返回相機，受光強度成為規定值以下，因此無法取得高度座標，且高度座標0(黑點)被輸出。因此，在未檢測點附近，利用高度座標為檢測完畢，且夾住未檢測點，排列於輪胎圓周方向之2個畫素的高度座標，來計算直線內插值，將所計算的直線內插值作為未檢測點的座標予以插入。
決定未檢測點的座標之方法，在此之外，可以藉由將未檢測點附近的高度原樣地複製(近似0次)，或藉由包圍未檢測點之4點(圓周方向2點與直徑方向2點)來形 成平面，進行平面內插等，來決定未檢測點的座標。另外，在未檢測點的高度座標維持為不定之情形下，於接著的平滑微分處理中，沒有預期之大的微分值出現，有可能對最終之正常凹凸標記的位置(邊界線)檢測產生不好影響，需要特別注意。
一般在輪胎半徑方向存在低次的彎曲成分，於上述直線內插後之高度影像，包含輪胎半徑方向及輪胎圓周方向的低次之彎曲成分。如殘留此彎曲成分來進行接著的平滑微分處理工程時，因彎曲成分之影響，微分值變高。起因於此彎曲成分之微分值，不容易和本來想要檢測的正常凹凸標記的邊界線的微分值區別，從直線內插後的高度影像去除此彎曲成分之平面化處理，極為重要。
想要反映輪胎設計CAD資料或模具CAD資料所預測的此低次的彎曲成分，可以使用從此等CAD資料之形狀模型來修正。但是，一般和CAD資料之連結，系統上不容易，於本實施型態中，從所取得的高度影像本身來取得理想的彎曲成分。
首先，求得彎曲成分方向的平均剖面外形形狀，例如，藉由剖面外形形狀的二次曲線之最小平方配適(fitting)，將彎曲成分予以數學式模型化，將被數學式模型化之彎曲成分從上述直線內插後的高度影像予以去除。
藉此，直線內插後之高度影像，在留下涵蓋周圍全體其高度座標改變的周圍圖形等之圖形凹凸下，被高精度地 平面化，取得第5(a)圖所示之樣品原始影像(S21)。
接著，說明第3圖之遮罩影像產生工程(S2)。
此遮罩影像產生工程(S2)，係於第4(a)圖中，以遮罩影像產生的流程被表示。
對於在上述之處理(S21)而獲得的被平面化的高度影像(以下，稱為樣品原始影像)，例如取得施以使用索貝爾濾波器(Sobel filter)或拉普拉斯濾波器之微分濾波器(二維平滑微分濾波器)處理之微分值影像(S22)。
對於如此獲得的微分值影像，每一線地求得平均值(Ave)及散布(1 σ)。使用取得的平均值(Ave)及散布(1 σ)，決定可將正常凹凸標記的邊界線從背景雜訊之微分值予以分離的二值化臨界值，以此二值化臨界值為基礎，將微分值的影像予以二值化。藉此，可以獲得表示正常凹凸標記的邊界線之二值化影像(S23)。
另外，藉由孤立點去除濾波器將所獲得的二值化影像內的孤立畫素點予以去除，進而，以進行藉由擴張濾波器來將去除孤立畫素點而獲得的影像內之正常凹凸標記的邊界線部分予以擴張之處理為佳。
經過以上處理而獲得的影像，成為邊界線部分之二值畫素點的值為1，邊界線以外部分之二值畫素點的值為0之遮罩影像，如第5(c)圖所示。此遮罩影像係被保存於影像處理裝置5內的記憶體(S24)。
接著，利用第4圖、第6~9圖，說明第3圖之高度偏移影像產生工程(S3)。此高度偏移影像產生工程 (S3)係於第4(b)圖中，被表示為偏移影像產生之流程。在本工程中，和遮罩影像產生工程(S2)相同，係使用經過直線內插與平面化處理之樣品原始影像(S31)。
以模型圖表示於第7(a)圖之平面化後的樣品原始影像中，以實線所表示的部分，係掃瞄線的一部份，指正常凹凸標記部分。第7(b)圖之曲線，例如係表示於第7(a)圖模型地表示之1掃瞄線份之高度畫素外形(剖面形狀)。於此外形上，側壁面的彎曲之低頻的高度畫素變化(低頻成分)係整體地存在，於正常凹凸標記的部分，高速畫素值則急遽地變化。另外，所謂低頻的高度畫素變化，例如係表示20次~70次程度(離散傅立葉轉換後之20次~70次程度)的低頻之變化。
第7(b)圖之曲線所表示的高度畫素外形中，對應樣品原始影像的實線之部分，係以箭頭方向來表示。此處所示之正常凹凸標記(凹凸標記面)，雖然個別為幾乎相同高度，但附著在先前說明之低頻的高度畫素變化(Runout成分)之上，隨著低頻的高度畫素變化，個別成為不同的高度。
此處，於第7(b)圖作為線資料所表示之高度畫素外形，係表示對應側壁面上之位置座標(Distance)之亮度值(Gray value)的點資料之集合，是以線來連接各點資料予以曲線化者。因此，是以線的兩端點表示實際的亮度值之點資料，去除此兩端點之線的部分，並非表示實際的亮度值資料。
首先，將構成高度畫素外形之各點資料分為表示樣品輪胎的側壁面的基底面者，和表示凹凸標記面等之基底面以外者，並做成偏移外形。因此，於第7(b)的高度畫素外形中，例如從位置座標0依序檢測與相鄰的點資料之亮度值的差量(變化量)，獲得如第7(c)圖之曲線所示的變化量的絕對值之變化。
即在第7(c)圖之曲線中，第7(b)圖中之亮度值在正方向及負方向大大改變之位置，成為大的值。因此，從第7(c)圖之曲線得知，取其大的值之位置，成為基底面與基底面以外的面之邊界的位置。
於此種第7(c)圖中，對於以縱軸所示之亮度值的變化量，設定判定臨界值Pth。具體來說，將對於亮度值的變化量之值所設定的判定臨界值，從0依序以相當於高度+0.1mm之亮度值的階段予以徐徐地增加。除此之外，針對所設定的各判定臨界值，以該判定臨界值為界，以高度畫素外形來辨別基底面的點資料群和基底面以外的點資料群，累計各別的點資料之從判定臨界值的差異(距離)，將該累計的距離成為最小(或平方誤差成為最小)時之判定臨界值設定為最終之判定臨界值Pth。
於第7(c)圖中，比較判定臨界值Pth與各點資料，將點資料所示之變化量比判定臨界值Pth還大的位置，判定其成為「基底面和基底面以外的面之邊界」的位置。即如參照第7(c)圖時，點資料所示之變化量，在位置P1、P2、P3、P4、P5變成比判定臨界值Pth還大，在第7 (b)圖中，相當於位置P1、P2、P3、P4、P5的位置，係被判定為成為基底面和基底面以外的面的邊界之位置。依循此種判定，將構成第7(b)所示之高度畫素外形的各點資料，分為表示基底面者，及表示凹凸標記面等的基底面以外者。
例如，對於第7(b)圖中，從亮度值小、且對應基底面之位置座標(Distance)0之點資料至對應第7(c)圖亮度值的變化量初次超過判定臨界值Pth的位置P1的位置前之點資料，賦予表示基底面的資料之旗標。
接著，對於第7(b)圖中，從第7(c)圖的位置P1至對應第2次超過判定臨界值Pth之位置P2的位置前之點資料，賦予表示基底面以外的面之旗標。如此，將表示基底面的旗標和表示基底面以外的面之旗標，以超過判定臨界值Pth的位置為界交互地變更，從位置座標(Distance)0的點資料依序賦予第7(b)圖的點資料。
藉此此種處理，將構成第7(b)圖所示之高度畫素外形的各點資料，分成表示基底面者、及對應基底面以外的面(例如，文字面)者。
之後，從第7(b)圖的高度畫素外形只抽出表示基底面的點資料，獲得表現基底面的高度畫素資料。此時所獲得的高度畫素資料，為欠缺表示基底面以外的點資料的資料，欠缺的部分予以直線內插，製作表現基底面整體之高度畫素資料。
也可以採用在直線內插以外的製作表現基底面整體之 高度畫素資料的方法。例如，於第7(b)圖中，將表示基底面以外的點資料的亮度值減去判定臨界值Pth，使減完之高度畫素資料和表現基底面的高度畫素資料相配合。即使基底面以外的高度只降低判定臨界值Pth的量，使得接近基底面的高度畫素資料。如此，藉由將基底面以外的高度只降低特定值，也可以製作表現第7(d)圖所示之基底面整體的高度畫素資料。
如此所獲得之第7(d)圖的高度畫素資料，乍看為連續的資料，但卻是連接不連續的點資料所成，以作為和側壁的實際的基底面相同的連續的曲線之資料來表現為佳。
第7(e)圖係將第7(d)圖之曲線，例如藉由低通濾波器予以平滑化之曲線。作為低通濾波器，係採用將高度畫素資料予以FFT(高速傅立葉轉換)後，予以截斷高頻成分之處理。第7(e)圖之曲線可以認為係幾乎正確地將側壁的基底面的低頻之高度畫素變化(Runout成分)作為基底線予以表現。
接著，一面參照第8圖一面說明將如第7(e)圖所示般，所獲得的基底線適用於第7(b)圖之線資料，求得各正常凹凸標記(凹凸標記面)的高度之方法。
第8圖中，係表示：藉由從第7(b)圖所示之線資料減去第7(e)圖所示之基底面的Runout成分，來修正線資料之步驟。如第8圖所示般，如從線資料減去基底面的Runout成分，如第8(f)圖所示般，可以獲得沒有Runout成分(大的彎曲)、且幾乎只表示凹凸標記的高度 之被平面化的高度影像資料(凹凸線資料)。此被平面化的高度影像資料，係由高度0附近的平面部、及複數個高度的凹凸標記面所構成。
對於如此獲得的第8(f)圖之被平面化的高度影像資料，一使用事先製作的遮罩化向來進行遮罩處理時，有急遽的高度變化的邊界部分的高度成為0(畫素值)。此外，將平面部辨識為一個的標籤圖形，作為高度0予以分類處理(群組化)，高度0附近的平面部全部成為高度0(黑)的一個值。進而，針對每個遮罩影像的標籤區域，求得包含於各標籤區域之全部的畫素值的平均值(平均高度)，當作各標籤區域的畫素值(高度)。於本實施型態中，將此等每個標籤區域被平均化的複數個不同的畫素值(高度)稱為無段偏移值。
第9(g)圖係表示作為此種無段偏移值，以複數個不同的值所表現的高度影像資料。第9(g)圖中，於上側2條的點線附近可視為表現凹凸標記的高度。即在第9(g)圖中，可說於上側2條的點線附近，表現2種的凹凸標記的高度。接著，說明從第9(g)圖的高度影像資料，來檢測2種的凹凸標記的高度之方法。
如第9(g)圖的右側所示般，設定於高度(亮度值)方向具有特定寬的評價視窗(視窗)。此外，將評價視窗從高度0朝高度方向移動，評價包含於評價視窗的點資料(於評價視窗內具有高度值之全部的點資料)的個數。
首先，於第9(g)圖所示之上側2條的點線中，在下 面的點線附近，包含於評價視窗之點資料的數目開始增加，在點資料的數目開始增加的高度之前後，檢測評價視窗包含最多的點資料之評價視窗的位置。此外，於檢測的評價視窗的位置中，使用與包含於評價視窗的各點資料之誤差成為最小的亮度值，置換包含於評價視窗的各點資料。
進而，使評價視窗朝高度方向移動，在上面的點線附近，包含於評價視窗的點資料的數目開始增加，同樣地，檢測評價視窗包含最多的點資料之評價視窗的位置。此外，於檢測的評價視窗的位置中，使用與包含於評價視窗的各點資料之誤差成為最小的亮度值，置換包含於評價視窗的各點資料。
如此，以無段偏移值所表示之第9(g)圖的高度影像資料，如在第9(h)圖以上側2條的點線所示般，成為被以2種的高度(亮度值Pth1、Pth2)，即有段偏移值平均化所表示，此等2個的高度(亮度值)，係被當作線資料中之2種的凹凸標記的偏移值使用。
一面參照第7圖~第9圖所說明的一連串之處理，係藉由電腦程式等自動地進行，可以不用透過人手來自動地取得凹凸標記的偏移值。
以下，說明使用如此獲得的凹凸標記的偏移值，來產生表示正常凹凸標記的高度之高度偏移值影像的工程。
第6圖係表示在藉由本實施型態之輪胎形狀檢測方法中，高度畫素外形與標籤區域的關係圖。
第6(a)圖係在樣品原始影像中之側壁周圍方向的高度外形1線中，沿著輪胎周圍方向的X座標將數百點份予以放大的曲線圖。曲線圖中之矩形波，係將先前求得之遮罩影像予以反轉所產生的反轉遮蔽影像中，位於和高度外形相同位置之影像予以重疊表示者。
反轉遮罩影像雖係在和反轉前之遮罩影像相同高度畫素值0和1間振動的矩形波，但為了使曲線容易觀看，將反轉遮罩影像在高度畫素值正方向予以移動。
於反轉遮罩影像中，邊界線部分之二值畫素點之值為0，邊界線以外之部分的二值畫素點之值為1，於第6圖中，相當於反轉遮罩影像的高度畫素值0之區域，係指正常凹凸標記的邊界線部分。於反轉遮罩影像中，對於相當於被以邊界線部分所區分之高度畫素值1之區域，各分配標籤號碼，將該等區域決定為標籤區域。
該等標籤區域中，將最長標籤區域(第6(b)圖之情形，曲線最左部分之標籤區域)W1之平均高度設為高度偏移值=0，將該標籤區域登錄為高度偏移計算的開始區域。之後，從高度外形，求得於上述之最長標籤區域中，包含和正常凹凸標記的邊界線相接之端點附近的平均高度，接著，求得夾住邊界線而鄰接之標籤區域W2的平均高度。之後，計算所求得之2個高度之差(高度差)。
比較此求得的高度差和先前取得的凹凸標記的偏移值，將差最小(略為一致)之偏移值作為鄰接最長標籤區域W1之標籤區域W2的高度偏移予以分配，記錄於偏移 影像記憶區域內。
以後，以相同方法，求得依序鄰接之2個區域W3、W4、…之高度差，將和求得之高度差的差值最小之偏移值作為高度偏移值予以分配(S33)。對於1線1圓周份，予以分配高度偏移值時，依序對於別的1線1圓周份進行同樣的分配，對於樣品原始影像的全範圍之線分配高度偏移值，獲得第5(b)圖所示之高度偏移影像(S34)。
假如在教導時所取得的高度影像，完全沒有低頻的Runout成分，正常凹凸標記和輪胎設計CAD資料本身為相同值的話，不使用上述之「高度標記的偏移值」，將取得的樣品原始影像(高度影像)本身登錄為偏移影像，或不使用「凹凸標記的偏移值」，將求得的高度差本身設定為相鄰區域間之高度差=相對之偏移值即可。
但是，於橡膠製品且灌入空氣之輪胎中，可以說無Runout成分之輪胎並不存在，將取得的樣品原始影像本身作為偏移影像使用，並不實際，將求得的高度差本身作為連續的偏移值予以登錄之情形，會引起在計算1圓周份當中，起因於Runout成分之誤差累積，1線終點之高度偏移值變成和1線開始點之高度偏移值不連續之問題。
因此，藉由一面反映灌入有空氣之狀態的輪胎形狀，一面使用凹凸標記的偏移值，以一定的偏移來推測計算側壁面的正常凹凸標記的高度之本手法，可以取得實用的教導時之偏移影像。
於第3圖之資訊登錄工程(S4)中，將遮罩影像和偏 移影像登錄於影像處理裝置5，結束教導作業工程。藉由以上，對於教導完之輪胎樣品影像，於電腦GUI上之確認、修正作業變成可行，可以實現短時間之教導作業。
上述之教導處理後，實行檢測檢測對象輪胎之側壁面的凹凸缺陷(Bulge(膨脹)/Dent(凹陷))之檢測作業工程(線上檢測)。
一面參照第3圖及第5圖，以下，一面說明檢測作業工程。
於檢測作業工程中，首先，取得第5(a)圖所示之檢測對象輪胎的側壁面的原始影像(檢測影像)。
接著，以第3圖之座標系偏差補償工程(S5)來修正檢測影像的座標系偏差(主要是，圓周方向的相位差=旋轉角度)。作為對位的手法，以存在於側壁面之正常凹凸標記(例如商標)成為一致之方式，進行影像匹配來修正相位差。
接著，以第3圖之差量處理工程(S6)，從檢測影像減去教導時所被登錄之高度偏移影像。藉此，可獲得正常凹凸標記之高度被減去之側壁面的高度影像。
於此所獲得的高度影像，遮罩影像所示之邊界線部分(遮蔽範圍)的資料並不一定表示適當的值，以遮罩影像為基本來內插邊界線部分。以下，說明該內插處理。
例如，以在1線上圓周方向的遮罩範圍為連續之X座標值，為數點份程度之情形，求得夾住遮罩影像的遮蔽範圍且鄰接之2個正常凹凸標記的兩端的平均高度，藉由將 該平均高度座標採用為遮蔽範圍的高度座標，予以進行直線內插。
另一方面，例如，以在圓周方向的遮蔽範圍為連續之X座標值，為數十點份以上連續之情形，對於遮罩影像的遮蔽範圍內之高度畫素值，選擇遮蔽範圍長度以下的部分範圍中之最大值或最小值，藉由將該被選擇之高度座標值採用為遮蔽範圍的高度座標，來內插遮蔽範圍內之全部的高度座標。
經過此種處理，獲得第5(d)所示之文字凹凸去除後的影像。
利用此文字凹凸去除後的影像，進行第3圖之形狀缺陷檢測工程(S7)。於第5(d)圖所示之文字凹凸去除後的影像中，只有正常凹凸標記的高度變化被去除，影像左側以白色橢圓狀所示之凸缺陷部的高度，和第5(a)圖的原始影像(檢測影像)比較，並無變化而殘留。形狀缺陷檢測工程(S7)係如此般，檢測在文字凹凸去除後的影像所殘留之凸缺陷部或凹缺陷部。
形狀缺陷檢測工程(S7)，可以採用既有之影像處理手法。也可以採用藉由2值化之缺陷抽出或藉由圖案匹配之缺陷抽出。
藉由採用以上所述之本發明的輪胎形狀檢測方法，可以不受存在於輪胎側壁面上的正常凹凸之標記(文字、商標、模樣等)之影響，能夠確實地檢測具有和正常凹凸標記相同程度的高度變化之凹凸缺陷(凸缺陷=Bulge、凹缺 陷=Dent)。特別是，於輪胎形狀之檢測中，可以不受橡膠製品特有的變形或於輪胎灌入空氣之變形等的影像，而進行輪胎形狀的檢測。
此次所揭示之實施型態，其所述及之各點，係舉例表示而已，不應認為係限制用者。本發明之範圍，並非上述說明者，而是由申請專利範圍所示，意在涵蓋與申請專利範圍同等之意義及範圍內之全部的變更。
例如，可以自動地進行遮罩影像產生工程(S2)或高度偏移影像產生工程(S3)等之各工程，也可以操作人員一面參照影像，一面以手動來進行。另外，也可以複數次重複進行各工程。
具體而言，於影像處理裝置5中，可以並列顯示或切換顯示檢測影像、遮罩影像、高度偏移影像、正常凹凸標記去除後之影像等，操作人員選擇各影像，能夠確認本來應該被連接的邊界線是否沒有被切斷，或不適當的部分被辨識為邊界線即可。
假定藉由確認作業，遮罩影像有不當之處，藉由GUI進行邊界線的追加、刪除，做了修正的情形，可以進行遮罩影像的再計算。接著，確認被設定的高度偏移影像，確認每一標籤所被設定的一種的偏移值是否異常。如有不當之處，指定修正區域，變更高度偏移值(各±1予以增減)，做了修正之情形，可再來進行高度偏移影像的再計算。
正常凹凸標記去除後之影像，係表示依據此次設定的教導資訊，實際做了線上檢測知情形的平面化狀態，在確 認處理後的高度影像後，如有不當之處，以回到遮罩影像或高度影像的確認、修正，個別進行修正、再計算為佳。
再說，於本實施型態所產生的遮罩影像，有時會存在比想要檢測之凹凸缺陷(Bulge/Dent)還大的遮蔽範圍(遮蔽區域)。於此種大的遮蔽範圍存在凹凸缺陷的情形，由於被遮蔽的關係，變成會漏掉想要檢測之凹凸缺陷。因此，以設置內插高度座標值之處理為佳。以依據遮蔽範圍之大小(長度)，來改變遮蔽範圍內插處理更佳。
此處，參照第10圖，針對接續上述第3圖中之差量處理工程(S6)所進行的內插處理(內插工程)，更詳細地說明。第10圖中，X軸係表示輪胎旋轉方向(圓周方向)，Y軸係表示輪胎表面的高度變化量。
如先前說明般，於差量處理工程(S6)中，首先，從檢測影像減去教導時所登錄之高度偏移影像，獲得輪胎側壁面的高度影像。第10(a)圖係表示所獲得之高度影像的1線中之一部份。
於第10(a)圖所示之高度影像中，存在多數的輪胎旋轉方向之X軸方向中的畫素數少(短)的正常凹凸標記，且彼等在正常凹凸標記的邊界線，高度座標值(高度畫素值)急遽變化的部分接近。因此，該正常凹凸標記，於第4(a)圖所示之遮罩影像產生工程所獲得的遮罩影像中，幾乎全部成為遮蔽範圍。將如此獲得之遮罩影像予以反轉，獲得反轉遮罩影像。
第10(b)圖係表示所獲得之反轉遮罩影像中之對應 第10(a)圖的高度影像之部分。於反轉遮罩影像中，對應高度影像的正常凹凸標記之遮蔽範圍的二值畫素點之值，為0。藉由取用此種反轉遮罩影像和高度影像的邏輯積，將第10(a)圖所示之高度影像中之對應遮蔽範圍的位置予以遮蔽，將高度座標值設為0，獲得第10(c)圖所示之遮蔽後高度影像。
於此種遮蔽後高度影像中，對應遮蔽範圍之位置的高度座標值，全部成為0的關係，對該遮蔽範圍必須內插高度座標值。內插高度座標值的方法，可以考慮：直線內插、平均內插、及包絡線內插之3種內插處理。對應遮蔽後高度影像之遮蔽範圍之位置，在數畫素程度(例如，未滿10畫素)的長度之情形，藉由直線內插或平均內插來內插高度座標值。對應遮蔽後高度影像之遮蔽範圍之位置，在超過數畫素(例如，10畫素以上之)長度的情形，藉由包絡線內插來內插高度座標值。
所謂直線內插，係如第10(d)圖所示般，以直線連接夾住對應遮罩影像的遮蔽範圍之位置而相鄰的2個正常凹凸標記的兩端之高度座標值，將線性地變化之直線上的值當成對應遮蔽範圍之位置的高度座標值予以分配來內插之方法。
所謂平均內插，係如第10(d)圖所示般，求得夾住對應遮罩影像的遮蔽範圍之位置而相鄰的2個正常凹凸標記的兩端之高度座標值的平均，將該高度座標值的平均(平均高度座標值)當成對應遮蔽範圍之位置的高度座標 值予以分配來內插之方法。
另外，所謂包絡線內插，係如第10(e)圖所示般，沿著X軸方向設定作為對應遮蔽範圍的位置中之部分的範圍之視窗，將該視窗範圍中之最大的高度座標值當成對應遮蔽範圍之位置的高度座標值予以分配來內插之方法。
說明視窗的設定方法。於以下說明中，第10(b)圖的反轉遮罩影像所示之遮蔽範圍，例如假定於X軸方向具有40畫素的長度。於第10(a)圖之高度影像中，將遮蔽範圍之X座標最小的點(最左邊的點)設為視窗中心點。將包含此視窗中心點與視窗中心點的左右數畫素的範圍設為視窗，設定為第10(a)圖之高度影像。例如，在設定包含視窗中心點與其左右10畫素為視窗之情形，將遮蔽範圍的最左邊的點當成視窗中心點，21畫素份被設定為視窗。一般而言，視窗的畫素數，以在遮蔽範圍的畫素數的一半程度或一半以下為佳。
於如此設定的視窗內，檢測出最大的高度座標值，將檢測出來的值當成對應視窗中心點的位置之高度座標值，分配於第10(c)圖的遮蔽後高度影像。
接著，使視窗中心點朝X軸方向移動1畫素份，以上述方法，設定包含移動後的視窗中心點的新的視窗。於所設定的新的視窗內，檢測出最大的高度座標值，將檢測出來的值當成對應視窗中心點之位置的高度座標值，分配於遮蔽後高度影像。
將此處理重複至視窗中心點移動至對應遮蔽範圍的X 座標最大的點(最右邊的點)之位置為止，以最大的高度座標值來畫出包絡線，進行內插，如此可以涵蓋對應遮蔽範圍之位置全體來內插高度座標值。第10(e)圖係表示施以上述之包絡線內插的高度影像，幾乎再現第10(a)圖的高度影像所示之正常凹凸標記的外形的概略形狀。
另外，於上述包絡線內插中，雖將視窗範圍中之最大的高度座標值當成對應視窗中心點之位置的高度座標值予以分配，但將最小的高度座標值當成遮蔽範圍的高度座標值予以分配亦可。
在分配完最小的高度座標值之情形，所獲得的高度影像，成為幾乎再現第10(a)圖的高度影像所示之正常凹凸標記的基礎部分的外形的概略形狀。換言之，即使在分配最大的高度座標值的情形、分配最小的高度座標值之情形，都可以評估輪胎側壁面中之遮蔽範圍的大形勢(低頻成分所示)凹凸變化。另外，也可以將視窗範圍中之高度座標值的最大值和最小值的平均，當成對應視窗中心點之位置的高度座標值予以分配。
1‧‧‧輪胎形狀檢測裝置
2‧‧‧輪胎旋轉機
3a、3b‧‧‧感測器單元
4‧‧‧編碼器
5‧‧‧影像處理裝置
6‧‧‧攝影相機
7‧‧‧線光源
8‧‧‧相機透鏡
9‧‧‧攝影元件
第1(a)圖係表示依據本發明之實施型態的輪胎形狀檢測裝置之構造概略圖，(b)圖為表示輪胎形狀檢測裝置所具備之感測器單元中之線光照射手段及相機的三維配置之模型圖。
第2圖係表示輪胎的側壁面之模型圖。
第3圖係表示依據本發明之實施型態之輪胎形狀檢測方法之處理內容的流程圖。
第4(a)圖係表示依據本發明之實施型態之輪胎形狀檢測方法中之遮罩影像產生處理之流程圖，(b)圖係表示依據本發明之實施型態之輪胎形狀檢測方法中之偏移影像產生處理的流程圖。
第5圖係表示依據本發明之實施型態之輪胎形狀檢測方法中之影像處理的過程模型圖。
第6圖係表示於依據本發明之實施型態之輪胎形狀檢測方法中，高度畫素外形與標籤區域的關係圖。
第7圖係表示於依據本發明之實施型態之輪胎形狀檢測方法中，求取基底線之方法的概略圖。
第8圖係表示利用基底線而獲得之凹凸標記的高度影像資料圖。
第9圖係表示從被以無階段偏移值所表現的高度影像資料，來求取高度偏移值(有階段偏移值)之方法的概略圖。
第10圖係表示於依據本發明之實施型態之輪胎形狀檢測方法中，對於對應遮蔽範圍之位置的高度畫素值之內插方法圖。

Claims (10)

  1. 一種輪胎形狀檢測方法，係利用具有形成有凹凸標記之側壁面的樣品輪胎的前述側壁面的影像，來檢測檢測輪胎的側壁面的形狀缺陷之輪胎形狀檢測方法，其特徵為：作為教導作業工程，為具備：於前述樣品輪胎之側壁面的二維影像之樣品原始影像中，檢測前述凹凸標記之輪廓，亦即邊界線，產生顯示前述邊界線的位置之遮罩影像之遮罩影像產生工程；及於前述樣品原始影像中，去除對應顯示於前述遮罩影像之前述邊界線的位置之區域，產生使用1或複數的偏移值來表示剩餘區域的高度而獲得之高度偏移影像之高度偏移影像產生工程，作為前述檢測作業工程，為具備：從前述檢測輪胎的側壁面之二維影像的檢測影像，減去前述高度偏移影像，同時去除前述遮罩影像所表示之邊界區域之差量處理工程；及依據作為前述差量處理工程之結果而獲得的凹凸去除影像，檢測檢測輪胎的側壁面之形狀缺陷的形狀缺陷檢測工程，於前述之高度偏移影像產生工程中，就樣品原始影像，製作近似沒有形成凹凸標記之側壁面，亦即基底面的偏移外形，以所製作之偏移外形為基礎，從樣品原始影像抽出凹凸標記，將所被抽出的凹凸標記的高度作為前述 偏移值。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之輪胎形狀檢測方法，其中，前述高度偏移影像產生工程，為：(I)抽出沿著前述樣品原始影像的輪胎周圍方向之線資料，(II)以前述線資料為基礎，抽出前述樣品輪胎的基底線，(III)從前述線資料減去前述基底線資料，來製作凹凸標記之凹凸線資料，(IV)將所製作的凹凸線資料的高度作為凹凸標記的偏移值。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之輪胎形狀檢測方法，其中，前述申請專利範圍第2項的(IV)工程，為：(IV-1)設定於凹凸標記部的高度方向具有特定寬之評價視窗，(IV-2)一面將前述評價視窗朝凹凸線資料的高度方向移位，一面求取包含於前述評價視窗之凹凸線資料的平均值，(IV-3)將所求得之平均值置換成凹凸線資料的凹凸標記的高度後，當成前述偏移值使用。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之輪胎形狀檢測方法，其中，前述遮罩影像產生工程，為：藉由適用微分濾波器，得到強調之前述凹凸標記的邊界線部分之微分影像， 藉由對於前述而獲得之微分影像適用特定的臨界值，將前述微分影像予以二值化，來產生前述遮罩影像。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之輪胎形狀檢測方法，其中，在適用前述微分濾波器之前，內插去除前述樣品原始影像內之未檢測點，以前述側壁面的外形形狀為基礎，從去除前述未檢測點後之影像去除側壁面的彎曲成分，將去除前述未檢測點之影像予以平面化。
  6. 如申請專利範圍第1、2、3、4或5項所記載之輪胎形狀檢測方法，其中，前述高度偏移影像產生工程，為：使用前述樣品原始影像、及前述遮罩影像、及對於前述凹凸標記設定的前述複數個偏移值，(I)從前述遮罩影像，將對應沿著前述樣品原始影像的輪胎周圍方向之1個線資料的線資料予以抽出，(II)於前述樣品原始影像之1線資料上，將被從遮罩影像所抽出的前述線資料所顯示的邊界線區分的各區域各當成1個標籤區域，(III)於前述標籤區域中，將於周圍方向最長的標籤區域當成高度偏移值的計算開始區域，或於被前述遮罩影像所顯示的邊界線包圍的區域中，將面積最大的區域當成高度偏移值的計算開始區域，(IV)從前述計算開始區域，依序求得與鄰接標籤區域之高度差， (V)於前述複數個偏移值中，將最接近所求得之高度差的偏移值，當成鄰接之標籤區域的高度偏移值，針對全部的標籤區域進行設定，針對前述樣品原始影像的全部之線資料，藉由重複前述(I)至(V)之步驟，來產生高度偏移影像。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之輪胎形狀檢測方法，其中，前述高度偏移影像產生工程，為：將前述遮罩影像重疊於前述高度偏移影像，於每一被前述遮罩影像所顯示的邊界線包圍的區域，將區域內最多數存在的高度偏移值，設定為該區域全體的高度偏移值。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載之輪胎形狀檢測方法，其中，具有對於在前述差量處理工程而獲得的影像內中之被於該差量處理工程中使用的遮罩影像遮蔽的遮蔽範圍，以下述之(I)、(II)或(III)之處理來內插高度座標值之內插工程，(I)選擇夾住前述遮蔽範圍之2個位置的高度座標值，藉由將從一方的高度座標值向另一方的高度座標值予以線性的變化而獲得的高度座標值，予以分配於前述遮蔽範圍來進行內插，(II)選擇夾住前述遮蔽範圍之2個位置的高度座標值，藉由將藉由求得一方的高度座標值和另一方的高度座標值的平均值而獲得之平均高度座標值，分配於前述遮蔽範圍來進行內插， (III)設置至少一部份重疊於前述遮蔽範圍，且比前述遮蔽範圍還短之視窗，一面使前述視窗從前述遮蔽範圍的一端朝一端移動，一面於前述檢測影像中，選擇對應前述視窗之位置的最大的高度座標值或最小的高度座標值，藉由將所選擇的高度座標值分配於前述遮蔽範圍來進行內插。
  9. 一種輪胎形狀檢測裝置，係利用具有形成有凹凸標記之側壁面的樣品輪胎的前述側壁面的影像，來檢測檢測輪胎的側壁面的形狀缺陷之輪胎形狀檢測裝置，其特徵為：具備：攝取前述側壁面的二維影像之攝影手段、及於前述樣品輪胎的側壁面之二維影像的樣品原始影像中，檢測前述凹凸標記的輪廓，亦即邊界線，產生顯示前述邊界線的位置之遮罩影像的遮罩影像產生手段、及於前述樣品原始影像中，去除對應顯示於前述遮罩影像之前述邊界線的位置之區域，產生使用1或複數的偏移值來表示剩餘區域的高度而獲得之高度偏移影像之高度偏移影像產生手段，且具備：從前述檢測輪胎的側壁面之二維影像的檢測影像，減去前述高度偏移影像，同時去除前述遮罩影像所表示之邊界區域之差量處理手段、及依據作為前述差量處理工程之結果而獲得的凹凸去除影像，檢測檢測輪胎的側壁面之形狀缺陷的形狀缺陷檢測手段， 複數個偏移值，係於樣品原始影像中，製作近似沒有形成凹凸標記之側壁面，亦即基底面的偏移外形，且以所製作之偏移外形為基礎，從樣品原始影像抽出凹凸標記而獲得之凹凸標記之高度。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之輪胎形狀檢測裝置，其中，前述攝影手段，係具備：對前述側壁面照射一個光切斷線之線光照射手段；及攝取被照射於前述側壁面之前述線光的影像之攝影相機；及藉由逐次儲存前述攝影相機所攝取之1線影像，來構成前述側壁面的二維影像之攝影記憶體。
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