WO2017164338A1 - 探傷装置、及び探傷装置による欠陥検出方法 - Google Patents

探傷装置、及び探傷装置による欠陥検出方法 Download PDF

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WO2017164338A1
WO2017164338A1 PCT/JP2017/011857 JP2017011857W WO2017164338A1 WO 2017164338 A1 WO2017164338 A1 WO 2017164338A1 JP 2017011857 W JP2017011857 W JP 2017011857W WO 2017164338 A1 WO2017164338 A1 WO 2017164338A1
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defect candidate
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flaw
inspection
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慎一 西澤
松本　謙二
哲男 一本
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マークテック株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a flaw detection apparatus and a defect detection method using the flaw detection apparatus, and more particularly to a flaw detection apparatus capable of mechanically detecting a defect of an inspection object and a defect detection method using the flaw detection apparatus.
  • a flaw detection inspection of the surface of an object to be inspected having a ferromagnetism such as a steel material is performed by a magnetic particle flaw inspection, a penetrant flaw inspection, or the like, which is a kind of nondestructive inspection method.
  • magnetic particle flaw detection is one of the most effective methods for detecting defects (cracks) that are harmful flaws on the surface of an object to be inspected.
  • the magnetic flux is disturbed due to a flaw in the steel material, and a part of it is leaked into the air as a leakage magnetic flux.
  • the magnetic powder is attracted to the leaked magnetic flux to form an indication pattern of the magnetic powder.
  • the defect is inspected by observing the magnetic particle indicating pattern.
  • penetrant flaw detection penetrating liquid is penetrated into defects such as cracks or pinholes opened on the surface of the object to be inspected, and developer powder is applied to the surface from which the surplus penetrating liquid has been removed. From the defect, a permeation indication pattern is formed by the permeated liquid sucked to the surface by capillary action.
  • the penetration flaw inspection is to inspect the defect by observing the penetration instruction pattern.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2004-26883 discloses a magnetizing part that generates a rotating magnetic field near the surface layer part of an object to be inspected, and flaw detection that corrects shading of an image photographed by a camera while the rotating magnetic field is being generated and detects flaws in all directions. There is disclosed a magnetic particle flaw detector having a portion.
  • Patent Document 1 it is possible to observe a magnetic particle indicating pattern in a rotating magnetic field, and it is possible to stably detect a shallow depth that has been overlooked conventionally, so that the detection accuracy of a flaw portion is improved, It is said that there is an effect that the productivity of the inspection object is improved.
  • the magnetic particle indicating pattern is also formed in a magnetic discontinuity portion that does not become a defect in the object to be inspected or a surface shape change portion, it is not easy to distinguish these portions from defects.
  • an object of the present disclosure is to provide a flaw detection apparatus with an increased defect detection rate and a defect detection method using the flaw detection apparatus.
  • the present disclosure provides a flaw detection apparatus including: an input device that images an inspection object; and a detection device that detects a defect of the inspection object from an original image acquired by the input device.
  • the detection apparatus In the width calculation region having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate portion extracted from the original image, the detection apparatus is between two straight lines parallel to the major axis direction of the defect candidate portion. It has a defect determination unit that determines the defect candidate part as the defect when the defect candidate part is contained and the distance (width) between two straight lines is within a predetermined range.
  • the width calculation area includes a center of gravity of the defect candidate portion.
  • the detection apparatus binarizes the original image with a first threshold value to extract a first defect candidate portion, and generates an inspection region so that the first defect candidate portion is included.
  • An inspection region generation unit that performs the above processing, and a second extraction unit that binarizes the inspection region with a second threshold value that is smaller than the first threshold value and extracts a second defect candidate portion,
  • the defect candidate portion is a region in which the second defect candidate portion is expanded.
  • the inspection area is an area surrounded by a rectangle enlarged by a predetermined width from a minimum rectangle including the first defect candidate portion.
  • the expansion process is a process of expanding the second defect candidate portion in at least the major axis direction.
  • the flaw detection apparatus is a magnetic particle flaw detection apparatus further comprising a magnetic powder spraying device that applies magnetic powder to the inspection object, and a magnetization device that magnetizes the inspection object to form a magnetic particle instruction pattern by a leakage magnetic flux.
  • the length of the width calculation region is 0.3 mm to 10 mm.
  • the present disclosure provides the defect detection method according to the flaw detection apparatus in which the input device images the inspection object and the detection device detects the defect of the inspection object from the original image acquired by the input device.
  • the defect determination unit included in the apparatus is parallel to the major axis direction of the defect candidate portion.
  • the defect candidate portion is determined to be the defect when the defect candidate portion fits between the straight lines and the distance (width) between the two straight lines is within a predetermined range.
  • the width calculation area includes a center of gravity of the defect candidate portion.
  • a first extraction unit further included in the detection device binarizes the original image with a first threshold value to extract a first defect candidate portion, and an inspection region generation unit includes the first defect candidate portion.
  • An inspection region is generated so as to be included, and a second extraction unit binarizes the inspection region with a second threshold value that is smaller than the first threshold value, and extracts a second defect candidate portion;
  • the defect candidate portion is a region in which the second defect candidate portion is expanded.
  • the inspection area is an area surrounded by a rectangle enlarged by a predetermined width from a minimum rectangle including the first defect candidate portion.
  • the expansion process is a process of expanding the second defect candidate portion in at least the major axis direction.
  • the flaw detection apparatus is a magnetic particle flaw detection apparatus further comprising a magnetic powder spraying device that applies magnetic powder to the inspection object, and a magnetization device that magnetizes the inspection object to form a magnetic particle instruction pattern by a leakage magnetic flux.
  • the length of the width calculation region is 0.3 mm to 10 mm.
  • the detection device is extracted from the original image.
  • the defect candidate portion fits between two straight lines parallel to the major axis direction of the defect candidate portion, and between the two straight lines.
  • the defect determination unit determines that the defect candidate portion is a defect, so that the shape of the defect of the inspection object is quantitatively extracted as a feature amount, and the defect And other than that can be identified with high accuracy, and overdetection can be reduced. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with an increased defect detection rate.
  • the width calculation area includes the center of gravity of the defect candidate portion, so that the shape of the defect of the inspection object can be more quantitatively extracted as a feature amount, and the defect and the other can be identified with higher accuracy. Detection omission and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • a detection apparatus binarizes an original image with a first threshold value to extract a first defect candidate portion, and an inspection region that generates an inspection region so as to include the first defect candidate portion A generation unit; and a second extraction unit that binarizes the inspection region with a second threshold value that is smaller than the first threshold value and extracts a second defect candidate unit. Since the second defect candidate portion is a region subjected to the expansion process, the defect shape of the inspection object is prevented from being overdetected and overdetected, and the shape of the defect is more reliably extracted as the feature quantity more reliably. , Defects can be identified with higher accuracy, and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the inspection area is an area surrounded by a rectangle that is enlarged by a predetermined width from the smallest rectangle including the first defect candidate portion, so that a defect in the inspection object is not detected and overdetected.
  • the shape of the defect can be more reliably quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the expansion process is a process of expanding the second defect candidate portions in at least the major axis direction, thereby preventing defects in detection of defects of the inspection object and overdetection more reliably.
  • the shape is more quantitatively extracted as the feature amount, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce the overdetection. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the flaw detection device is a magnetic particle flaw detection device further comprising a magnetic powder spraying device that applies magnetic powder to an object to be inspected and a magnetizing device that magnetizes the object to be inspected to form a magnetic powder instruction pattern by a leakage magnetic flux.
  • the shape of the defect of the object to be inspected can be more reliably quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the length of the width calculation region is 0.3 mm or more and 10 mm or less, the shape of the defect of the object to be inspected is more reliably extracted quantitatively as the feature amount, Can be identified with higher accuracy, and detection omission and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the present disclosure provides a defect detection method using a flaw detection device in which an input device photographs an object to be inspected, and a detection device detects a defect of the object to be inspected from an original image acquired by the input device.
  • the defect determination unit In the width calculation region having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate portion extracted from the original image, the defect determination unit has a defect candidate between two straight lines parallel to the major axis direction of the defect candidate portion. Since the defect candidate portion is determined as a defect when the portion is within the range and the distance (width) between the two straight lines is within a predetermined range, the shape of the defect of the inspection object is quantitatively determined as a feature amount. It is possible to identify the defect and the other with high accuracy and reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detector with an increased defect detection rate.
  • the width calculation area includes the center of gravity of the defect candidate portion, so that the shape of the defect of the inspection object can be more quantitatively extracted as a feature amount, and the defect and the other can be identified with higher accuracy. Detection omission and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the first extraction unit further included in the detection device binarizes the original image with the first threshold to extract the first defect candidate portion, and the inspection region generation unit includes the first defect candidate portion.
  • the second extraction unit binarizes the inspection region with a second threshold value that is smaller than the first threshold value, and extracts a second defect candidate portion. Since the second defect candidate portion is a region subjected to the expansion process, the defect shape of the inspection object is prevented from being overdetected and overdetected, and the shape of the defect is more reliably extracted as the feature quantity more reliably. , Defects can be identified with higher accuracy, and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the inspection area is an area surrounded by a rectangle that is enlarged by a predetermined width from the smallest rectangle including the first defect candidate portion, so that a defect in the inspection object is not detected and overdetected.
  • the shape of the defect can be more reliably quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the expansion process is a process of expanding the second defect candidate portions in at least the major axis direction, thereby preventing defects in detection of defects of the inspection object and overdetection more reliably.
  • the shape is more quantitatively extracted as the feature amount, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce the overdetection. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the flaw detection device is a magnetic particle flaw detection device further comprising a magnetic powder spraying device that applies magnetic powder to an object to be inspected and a magnetizing device that magnetizes the object to be inspected to form a magnetic powder instruction pattern by a leakage magnetic flux.
  • the shape of the defect of the object to be inspected can be more reliably quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • the length of the width calculation region is 0.3 mm or more and 10 mm or less, the shape of the defect of the object to be inspected is more reliably extracted quantitatively as the feature amount, Can be identified with higher accuracy, and detection omission and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a magnetic particle flaw detector 1 as an example of a flaw detector according to the present embodiment.
  • the conveyance direction of the to-be-inspected object 10 which is an inspection object of the magnetic particle flaw detector 1 is set from right to left as indicated by an arrow in FIG.
  • the magnetic particle flaw detector 1 is a device that automatically detects defects on the surface of the inspection object 10 having ferromagnetism or directly under the surface, using magnetic particles as a marker.
  • a magnetic particle flaw detector 1 illustrated in FIG. 1 is used for an inspection object having a relatively large size, and the inspection object 10 is a long prismatic steel material.
  • the magnetic particle inspection device 1 includes a roller conveyor 11, a magnetic particle dispersion device 12, a magnetizing device 13, an air blow device 14, an ultraviolet flaw detection lamp 15, a camera 16, and a marking device 17. Further, the magnetic particle flaw detector 1 includes a controller (not shown), a detection device, and the like.
  • a roller conveyor 11 as a conveying device conveys the inspection object 10.
  • the roller conveyor 11 includes a plurality of rollers and is configured to convey the inspection object 10 at a desired speed. Then, the roller conveyor 11 conveys the inspection object 10 from the position of the magnetic particle spraying device 12 to the position of the marking device 17 through the position where the magnetizing device 13, the ultraviolet flaw detection lamp 15, the camera 16, etc. are provided. Provided in the route.
  • the conveying device is not limited to the roller conveyor 11 as long as the object to be inspected 10 can be conveyed, and may be, for example, a belt conveyor constituted by an endless belt or the like.
  • the roller conveyor 11 is provided with a transport distance measuring device (not shown).
  • the transport distance measuring device measures the transport distance of the inspection object 10.
  • a transport distance measuring device for example, a device in which a rotary encoder that measures the rotational displacement of the rollers of the roller conveyor 11 is used as a sensor can be used.
  • the transport distance measuring device is not limited to a rotary encoder, and a non-contact measuring device such as a laser surface velocimeter may be used, or a combination of these may be used.
  • the magnetic powder spraying device 12 applies (spreads) magnetic powder as a marker to the surface of the inspection object 10 to be inspected, and is disposed on the upstream side in the transport direction of the inspection object 10.
  • the magnetic powder for example, fluorescent magnetic powder in which the surface of magnetic powder (iron powder) is coated with a phosphor is used, and a magnetic powder inspection liquid in which the fluorescent magnetic powder is dispersed in water or oil is used.
  • the magnetic powder spraying device 12 includes, for example, a tank, a pump, a nozzle, and the like (not shown), and is configured to pump the magnetic powder inspection liquid stored in the tank with a pump and to eject the liquid from the nozzle.
  • the magnetic powder spraying device 12 is configured so that a desired amount of magnetic powder test liquid can be continuously sprayed on the surface of the inspection object 10.
  • the magnetizing device 13 applies a magnetic field to the object to be inspected 10 and is magnetized, and is arranged adjacent to the downstream side of the magnetic particle spraying device 12.
  • the magnetizing device 13 is arranged in a row in the transport direction between the two penetration coils 19 and 20 that are disposed to face the upstream side and the downstream side in the transport direction of the inspection object 10.
  • the through coils 19 and 20 are formed in an annular shape, and the conveyance path of the inspection object 10 is arranged so as to penetrate the annular ring.
  • the interpolar coils 21 and 22 are formed in a U shape, and the conveyance path of the inspection object 10 is arranged so as to pass through the gap.
  • the magnetizing device 13 is configured to generate a uniform rotating magnetic field between the two penetration coils 19 and 20 by including the two inter-pole coils 21 and 22.
  • the through coils 19 and 20 generate a magnetic field in the conveyance direction of the inspection object 10
  • the interpolar coils 21 and 22 generate a magnetic field in a direction perpendicular to the conveyance direction of the inspection object 10 that is the gap direction. Is generated.
  • an alternating current having a phase difference of 90 degrees flows through the through coils 19 and 20 and the interpolar coils 21 and 22, the plane formed by the magnetic field in the transport direction and the magnetic field in the direction orthogonal to the transport direction
  • a rotating magnetic field that rotates at a constant magnetic field strength is generated.
  • the magnetizing device 13 may be configured to further include a plurality of inter-pole coils in addition to the inter-pole coils 21 and 22, while being configured by one through coil 19 and one inter-pole coil 21. It may be.
  • the air blow device 14 blows air toward the object 10 in a direction against gravity, and has a function of adjusting the flow rate of the magnetic particle inspection liquid flowing on the surface of the object 10. And the magnetic powder instruction
  • the air blow device 14 is provided between the penetration coil 19 and the interpolar coil 21, between the two interpolar coils 21 and 22, and between the interpolar coil 22 and the penetration coil 20.
  • the ultraviolet flaw detection lamp 15 as a light source irradiates the magnetic particle inspection liquid on the surface of the inspection object 10 between the two penetration coils 19 and 20 with ultraviolet rays.
  • the ultraviolet flaw detection lamp 15 is preferably provided with a parabolic reflector.
  • the ultraviolet flaw detection lamp 15 is preferably arranged at an appropriate distance from the object to be inspected, for example, about 600 mm to 2000 mm.
  • the ultraviolet flaw detection lamp 15 may be magnetically shielded.
  • the light source may be visible light.
  • the magnetic powder indicating pattern shines brightly (emits light) in the visible light region, and is not easily affected by dirt on the surface of the object 10 to be inspected, scale, etc. It is possible to detect failure of accuracy. For this reason, it is more preferable to use the ultraviolet flaw detection lamp 15 and the fluorescent magnetic powder.
  • the camera 16 as an input device photographs the surface of the inspection object 10 irradiated with ultraviolet rays by the ultraviolet flaw detection lamp 15.
  • the camera 16 is preferably arranged to take an image from a direction perpendicular to the surface of the inspection object 10 in order to detect a defect with higher accuracy. Further, the camera 16 is arranged at an appropriate distance from the object 10 to be inspected, for example, about 600 mm to 2000 mm, and is magnetically shielded in order to avoid the influence of the strong rotating magnetic field generated by the magnetizing device 13. It is preferable.
  • a line camera or an area camera may be used. Further, for the elements mounted on the camera 16, a CCD (Charge-Coupled Device) image sensor may be used, or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor may be used.
  • CCD Charge-Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • the marking device 17 performs visible marking on the surface defect of the inspection object 10 detected by the detection device.
  • a marking gun that performs marking by ejecting ink with air pressure can be used.
  • the marking device 17 may be omitted when the magnetic particle flaw detector 1 is used for an inspection object having a relatively small size, for example, when a defective product can be discharged to a defective product pallet together with the product.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a control system of the magnetic particle inspection device 1.
  • the magnetic particle flaw detector 1 includes a controller C.
  • the controller C includes a roller conveyor 11, a transport distance measuring device 18, a magnetic powder spreading device 12, a magnetizing device 13, an air blowing device 14, an ultraviolet flaw detection lamp 15, a camera 16, a marking device 17, and a detection
  • the device 30 is electrically connected.
  • Various sensors other than the configuration illustrated in FIG. 2 are also electrically connected to the controller C.
  • the magnetic particle inspection apparatus 1 is configured such that the controller C automatically detects defects on the surface of the inspection object 10 by controlling the above-described various apparatuses.
  • the controller C is configured to control operations of various devices included in the magnetic particle flaw detector 1 by reading input signals such as various setting values and detection values by various sensors and outputting a control signal.
  • the controller C includes a processing device that performs arithmetic processing and control processing, a main storage device that stores data, and the like.
  • the controller C includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) as a processing device, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) as a main storage device, a timer, an input circuit, an output circuit, a power supply circuit, and the like. It is a computer.
  • the main storage device stores a control program for executing operations according to the present embodiment, various data, and the like.
  • the various programs, data, and the like may be stored in a storage device provided separately from the controller C and read by the controller C.
  • the detection device 30 detects a defect on the surface of the inspection object 10 by reading an image signal (original image) acquired by the camera 16 and performing predetermined processing on the original image.
  • the controller C is configured to input the original image acquired by the camera 16 to the detection device 30.
  • the detection device 30 includes a processing device that performs arithmetic processing and control processing, a main storage device that stores data, and the like.
  • a CPU central processing unit
  • main storage device that stores data
  • the microcomputer includes a power supply circuit and the like.
  • the detection apparatus 30 includes at least a defect determination unit that determines whether or not the defect candidate portion extracted from the original image is a defect. Thereby, the shape of the defect of the inspection object 10 is quantitatively extracted as a feature amount, and it is possible to identify the defect and the other with high accuracy and reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with an increased defect detection rate.
  • the second extraction unit 33 includes a defect determination unit 34.
  • Each of these units is configured by a program, for example. Note that the function of each unit may be configured to be realized by hardware.
  • the first extraction unit 31 is configured to input an original image acquired by the camera 16 and binarize with a predetermined first threshold value to extract a first defect candidate portion.
  • the inspection region generation unit 32 is configured to generate an inspection region so that the first defect candidate portion extracted by the first extraction unit 31 is included.
  • the second extraction unit 33 is configured to input the inspection region generated by the inspection region generation unit 32, binarize with a predetermined second threshold value, and extract the second defect candidate portion. Yes.
  • the defect determination unit 34 is configured to input the second defect candidate portion extracted by the second extraction unit 33, calculate the width of the expanded defect candidate portion, and detect the defect.
  • the detection device 30 is configured to output the position data of the defect detected by the defect determination unit 34 to the controller C.
  • the magnetic particle inspection apparatus 1 is configured such that the inspection object 10 is sequentially conveyed to each apparatus by a roller conveyor 11 and a surface defect of the inspection object 10 is detected.
  • a magnetic particle inspection liquid is applied to the surface of the object to be inspected 10 by the magnetic particle spraying device 12.
  • the inspection object 10 to which the magnetic particle inspection liquid is applied on the surface is conveyed into a rotating magnetic field region formed by the magnetizing device 13.
  • a leakage magnetic field caused by the flaw is generated, and the magnetic powder contained in the magnetic particle inspection liquid is attracted to the leakage magnetic field.
  • the magnetic field formed by the magnetizing device 13 is rotating, a leakage magnetic field is generated regardless of the extending direction or shape of the flaw, and the magnetic powder is attracted to any flaw.
  • the magnetic powder gathers without flaws, so that a magnetic powder indication pattern corresponding to the flaws is formed on the surface of the inspection object 10.
  • the flow rate of the magnetic particle inspection liquid flowing on the surface of the inspection object 10 is appropriately adjusted by the air blow device 14. If the flow rate of the magnetic particle inspection liquid is too low, a long time is required until the magnetic particle indicating pattern is formed and stabilized, and the inspection efficiency is lowered. On the other hand, if the flow rate of the magnetic particle inspection liquid is too high, the magnetic particles are less likely to be attracted to the leakage magnetic field caused by the flaws, and the magnetic particle indicating pattern becomes uncertain. Therefore, the flow rate of the magnetic particle inspection liquid is preferably 5 mm / s or more and 100 mm / s or less from the viewpoint of reliably forming the magnetic particle instruction pattern.
  • the magnetic powder indicating pattern thus formed is emitted when the phosphor covering the surface of the magnetic powder absorbs and excites the ultraviolet energy irradiated by the ultraviolet flaw detection lamp 15 and returns to the ground state.
  • the high-luminance visible light is captured by the camera 16.
  • the original image acquired by the camera 16 is input to the detection device 30.
  • the detection device 30 performs a predetermined process on the original image to detect a defect in the original image, and outputs the position data to the controller C.
  • the controller C controls the operation of the marking device 17 based on the defect position data and the measurement data of the transport distance measuring device 18.
  • a marking device 17 marks the surface defect of the inspection object 10.
  • the defect determination unit 34 included in the detection apparatus 30 has a width having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate part extracted from the original image. Cut out the calculation area. Then, the defect determination unit 34 includes a range in which the defect candidate portion is accommodated between two straight lines parallel to the major axis direction of the defect candidate portion and the distance (width) between the two straight lines is predetermined in the width calculation region. If it is within the range, the defect candidate portion is determined as a defect.
  • the defect shape of the inspection object 10 is quantitatively extracted as the feature amount by inputting the defect candidate portion, Can be identified with high accuracy to reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detector with an increased defect detection rate.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of the detection operation of the detection device 30.
  • the detection device 30 captures an image (step S1).
  • the detection device 30 captures an image signal (original image) acquired by the camera 16 via the controller C.
  • the original image is composed of pixels of horizontal ⁇ vertical, for example, 1280 ⁇ 960.
  • the original image stores shooting time information.
  • the defect is extracted from the original image through three steps.
  • the first step (i) is performed by the first extraction unit 31.
  • the first extraction unit 31 performs enhancement processing (step S2).
  • the first extraction unit 31 performs enhancement processing on the original image using various filters as preprocessing.
  • the enhancement process may be any process in which flaws in the original image are enhanced. For example, LUT (Look Up Table) conversion process, enlargement / shrinkage process, shading process, etc., and these various processes are combined. There may be. Although it is possible to omit the enhancement process, it is preferable to perform the enhancement process in order to increase the defect detection rate.
  • the first extraction unit 31 performs binarization with the first threshold value (step S3).
  • the first extraction unit 31 binarizes the enhanced image (original image when the enhanced processing is omitted) with a first threshold value.
  • the first threshold value is set in advance as an appropriate value adjusted to detect a defect with high accuracy, and is stored in a main storage device (not shown) of the detection device 30.
  • the detection device 30 may be configured to change the first threshold value.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an image binarized by the first extraction unit 31. Note that FIG. 4 shows pixels extracted for the description. In FIG. 4, the magnetic powder instruction pattern is shown in black. Labeling is performed for each magnetic powder indicating pattern displayed in black. Here, labeling is a process of assigning the same label (number) to pixels connected in a binarized image, that is, a region closed by one contour line, and dividing the region.
  • the 1st extraction part 31 extracts the area
  • the first extraction unit 31 calculates, for example, an area, a length, a vertical width, and a horizontal width as determination values for each labeled region. And the 1st extraction part 31 compares these calculated judgment values with the 1st judgment standard value stored beforehand, and judges whether it is the 1st defect candidate part, A region corresponding to the first defect candidate portion is extracted.
  • the first defect candidate portion is a region assumed to be a defect.
  • the 1st extraction part 31 determines whether it is a 1st defect candidate part similarly about all the area
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an image showing an example of the extracted first defect candidate portion 40 and the generated inspection region 41.
  • FIG. 5 shows a state in which the first defect candidate portion 40 is extracted using the length of the region as a determination value, and the eight first defect candidate portions 40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f, and 40g. , And 40h are extracted.
  • the determination value may be set as appropriate as long as it can compare the characteristics of the regions. Furthermore, the determination as to whether or not the defect candidate portion 40 is the first defect candidate 40 may be performed based on one type of determination value, or may be performed based on a plurality of types of determination values. Furthermore, when it is determined based on a plurality of types of determination values whether or not it is the first defect candidate portion 40, a determination is made based on at least one type of determination values among the plurality of types of determination values. If it is made. For example, a method of determining that the region is the first defect candidate portion 40 when at least two of the three determination values satisfy the criterion may be used.
  • the first extraction unit 31 does not repeat step S4 for each area, but first calculates the determination values for all areas, and then calculates the calculated determination value and the first determination reference value for each area. And whether or not it is the first defect candidate portion 40 may be determined.
  • the second step is performed by the inspection region generation unit 32 and the second extraction unit 33 of the detection device 30.
  • the inspection area generation unit 32 generates the inspection area 41 (step S5).
  • the inspection region generation unit 32 generates the inspection region 41 so that each of the first defect candidate portions 40 extracted by the first extraction unit 31 is included.
  • the inspection area 41 is narrowed to the vicinity of the first defect candidate portion 40, thereby preventing overdetection in which flaws, dust and the like that are not harmful are detected as defects in an area where there is a low possibility that a defect exists.
  • the Furthermore, the calculation amount of the detection device 30 is reduced.
  • FIG. 5 shows inspection regions 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, and 41f generated corresponding to the eight first defect candidate portions 40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f, 40g, and 40h, respectively. , 41g, and 41h.
  • the inspection area 41 illustrated in FIG. 5 is an area surrounded by a rectangle extending in the vertical direction and the horizontal direction.
  • the inspection area 41 is an area surrounded by a rectangle which is enlarged by a predetermined width in the vertical direction and the horizontal direction from the smallest area.
  • the vertical and horizontal expansion widths may be the same or different.
  • the inspection area 41 may be an area including the first defect candidate portion 40, and may be an area surrounded by a rhombus, a trapezoid, a circle, an ellipse, or the like. Further, the inspection area 41 may be an inclined area, and may be, for example, a rectangle that extends in the major axis direction of the first defect candidate portion 40.
  • the second extraction unit 33 performs enhancement processing (step S6).
  • the second extraction unit 33 performs enhancement processing on the inspection area 41 of the original image in the same manner as step S ⁇ b> 2 by the first extraction unit 31.
  • the detection device 30 stores the image enhanced in step S2 in the main storage unit, and the second extraction unit 33 cuts out the inspection region 41 of the stored image so that step S6 is omitted. May be made. By using such a method, the calculation amount of the detection device 30 can be reduced.
  • the second extraction unit 33 performs binarization with the second threshold (step S7).
  • the second extraction unit 33 binarizes the enhanced image (or the original image when the enhancement process is omitted) with a second threshold value that is smaller than the first threshold value.
  • the second threshold value is set in advance as an appropriate value adjusted to detect a defect with high accuracy, and is stored in a main storage device (not shown) of the detection device 30.
  • the detection device 30 may be configured to change the second threshold value.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of an image binarized by the second extraction unit 33.
  • many smaller regions are extracted as compared to FIG. 4.
  • the regions corresponding to the first defect candidate portion 40c and the first defect candidate portion 40d in FIG. 5 are connected and formed as one region. This is because the second threshold value is smaller than the first threshold value, and the region where the width of the flaw is narrow or shallow and the magnetic powder indicating pattern is not clear and the luminance is lower is also detected. Because.
  • a flaw is photographed in a state where a region with high luminance and a region with low luminance are present randomly according to the depth and width of a single continuous image.
  • the second extraction unit 33 labels the individual magnetic powder instruction patterns of the binarized image.
  • the 2nd extraction part 33 extracts the area
  • the second extraction unit 33 calculates, for example, an area, a length, a vertical width, and a horizontal width as determination values for each labeled region. Then, the second extraction unit 33 compares these calculated determination values with a second determination reference value stored in advance to determine whether or not it is a second defect candidate portion, A region corresponding to the second defect candidate portion is extracted.
  • the second defect candidate portion is a region assumed to be a defect, like the first defect candidate portion.
  • the 2nd extraction part 33 determines whether it is a 2nd defect candidate part similarly about all the area
  • the second determination reference value is a value that makes the region less likely to be extracted as a defect than the first determination reference value used in the first extraction unit 31.
  • the phrase “not easily extracted” means that, for example, a defect cannot be extracted unless it is a larger area or a longer area. That is, the range of the second determination reference value is included in the range of the first determination reference value and is a narrow range.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of an image showing an example of the extracted second defect candidate part 42.
  • FIG. 7 shows a state in which the second defect candidate part 42 is extracted using the length of the region as a determination value.
  • the six second defect candidate parts 42a, 42b, 42c, 42e, 42f, and 42g It is an extracted state.
  • a region corresponding to the first defect candidate portion 40h in FIG. 5 is not extracted. This is because the second determination reference value is a value that is less likely to be extracted as a defect than the first determination reference value, and therefore the region corresponding to the first defect candidate portion 40h is assumed to be a defect. This is because it is determined not to be an area.
  • the determination value may be set as appropriate as long as it can compare the characteristics of the regions. Furthermore, the determination as to whether or not it is the second defect candidate portion 42 may be performed based on one type of determination value, or may be performed based on a plurality of types of determination values. Further, when it is determined based on a plurality of types of determination values whether or not it is the second defect candidate portion 42, the determination is made based on at least one type of determination values among the plurality of types of determination values. If it is made. For example, a method of determining that the region is the second defect candidate portion 42 when at least two of the three determination values satisfy the criterion may be used.
  • the second determination reference value may not be a value at which the region is more likely to be extracted as a defect than the first determination reference value.
  • the second determination reference value may be the same as the first determination reference value.
  • the second extraction unit 33 has more types than the first extraction unit 31. Based on the determination value, it is configured to determine whether or not it is the second defect candidate portion 42.
  • the second extraction unit 33 does not repeat step S8 for each region, but instead calculates the determination values for all regions before calculating each region. A comparison between the determined determination value and the second determination reference value and determination of whether or not the second defect candidate portion 42 is made may be performed.
  • the third step is performed by the defect determination unit 34 of the detection device 30.
  • the defect determination unit 34 performs an expansion process on each of the second defect candidate units 42 (step S9).
  • the expansion process is a process for expanding (expanding) the region of the second defect candidate portion 42.
  • the defect determination unit 34 enlarges each of the second defect candidate units 42 by a predetermined amount in the vertical direction and the horizontal direction. That is, the expansion process of the defect determination unit 34 is a process of expanding the second defect candidate unit 42 in the outer circumferential direction. At that time, the expansion process may be performed at least in the major axis direction of each of the second defect candidate portions 42.
  • this expansion processing it is prevented that one continuous flaw is discontinuous and it is determined that it is not a defect, and defect detection omission is prevented. In this manner, the expanded region of the second defect candidate portion 42 is set as a defect candidate portion.
  • FIG. 8 is a schematic view of an image showing an example in which the second defect candidate portion 42 is expanded.
  • the three second defect candidate portions 42a, 42b, and 42c in FIG. 7 are connected by expansion processing to form one defect candidate portion 43a.
  • the defect determination part 34 is the same as the 1st extraction part 31 and the 2nd extraction part 33 about the individual defect candidate part 43 formed by the 2nd defect candidate part 42 being expanded. Perform labeling.
  • the defect determination unit 34 regards the defect candidate unit 43 as an elliptical arc and approximates it with an ellipse, and calculates the center of gravity and the major axis of the defect candidate unit 43 based on the ellipse (step S10).
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an example of a method for extracting the feature amount of the defect candidate portion 43a.
  • FIG. 9 shows the center of gravity c (centroid) calculated at a position inside the defect candidate portion 43a that curves in an elliptical arc shape.
  • the defect determination unit 34 cuts out a width calculation region Lc having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate unit 43a.
  • the width calculation region Lc is a value determined in advance according to the processing stage, processing method, and the like of the inspection object 10.
  • the length of the width calculation region Lc is preferably 0.3 mm to 10 mm, more preferably 1 mm to 6 mm.
  • the width calculation region Lc By setting the width calculation region Lc in such a range, the shape of the defect of the inspection object 10 is more reliably extracted quantitatively as the feature amount, and the defect and the other are identified with higher accuracy. Detection omission and overdetection can be further reduced.
  • the width calculation region Lc preferably includes the center of gravity c of the defect candidate portion 43a.
  • the width calculation region Lc includes the center of gravity c of the defect candidate portion 43a means that when a line is extended from each of both ends of the width calculation region Lc in a direction perpendicular to the major axis direction, between the two lines. This means that the center of gravity c is located.
  • the defect determination unit 34 calculates the width w (step S12).
  • the width w is such that the defect candidate portion 43a fits between two straight lines parallel to the major axis direction of the defect candidate portion 43, and the distance between the two straight lines is minimized.
  • the defect determination unit 34 draws two straight lines s1 and s2 parallel to the major axis direction of the defect candidate part 43a on both outer sides with the defect candidate part 43a interposed therebetween.
  • a straight line s1 is drawn on the inner side where the defect candidate portion 43a is curved
  • a straight line s2 is drawn on the outer side.
  • the defect determining unit 34 brings the two straight lines s1 and s2 closer to the defect candidate unit 43a while keeping parallel to the major axis direction. That is, the straight line s1 is approximated in the direction indicated by the arrow d1, and the straight line s2 is approximated in the direction indicated by the arrow d2.
  • the defect determination unit 34 detects a defect by determining the defect candidate unit 43a as a defect when the width w is within a predetermined range (step S13). The defect detection is performed in the same manner for the defect candidate portions 43e and 43f shown in FIG.
  • FIG. 10 is a schematic view of an image showing an example of the extracted defect 50.
  • the defect candidate portions 43e and 43f are excluded, and only the defect candidate portion 43a is determined to be the defect 50. Then, the detection device 30 outputs position data of the detected defect 50 to the controller C.
  • the magnetic powder indicating pattern formed on the inspection object 10 is characterized by its formation factor.
  • the magnetic particle indicating pattern of harmful flaws has the characteristics that the outline is clear, line shape, and there are few discontinuities, while the magnetic powder indicating pattern of harmless flaws has the outline, unknown, serrated, and many discontinuities, etc. It has the following characteristics.
  • Such a feature of the magnetic particle indicating pattern is particularly prominent in the width w when image processing is performed in the magnetic particle inspection test.
  • the value of the width w is reflected in the determination criterion, so that the magnetic powder instruction pattern due to harmful flaws is distinguished from other magnetic powder instruction patterns.
  • the magnetic particle flaw detector 1 According to the defect detection method by the magnetic particle flaw detector 1 according to the present embodiment, it is possible to grasp the characteristics of the new magnetic particle instruction pattern shape as a value in image processing, and the magnetic particle instruction pattern due to harmful flaws and the others It is possible to identify the magnetic powder instruction pattern with higher accuracy.
  • whether or not the defect candidate portion 43 is the defect 50 may be determined based on other determination values in addition to the width w.
  • the area, length, vertical width, and horizontal width are used as determination values, and whether or not the defect is based on a comparison with a defect determination reference value. May be used.
  • the determination based on the width w may be prioritized.
  • the defect determination reference value may be a value that makes the region less likely to be extracted as a defect than the second determination reference value in the second extraction unit 33.
  • the detection device 30 may be configured so that data such as an original image, an image extracted in each step, a calculated width w, a determination value, and the like are appropriately stored in the main storage unit.
  • the detection device 30 may be configured to be able to appropriately change values such as each threshold value, each determination reference value, and a width calculation region. Thereby, the size of the defect detected as a defect can be changed as appropriate, the inspection accuracy of the defect can be adjusted as appropriate, and it is easy to use.
  • the camera 16 images the inspection object 10, and the detection apparatus 30 detects the defect of the inspection object 10 from the original image acquired by the camera 16.
  • the defect determination unit 34 included in the detection device 30 has the defect candidate unit 43 in the width calculation region Lc having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate unit 43 extracted from the original image.
  • the shape of the defect of the object to be inspected 10 is quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with high accuracy to reduce overdetection. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a defect detection method using the magnetic particle flaw detector 1 with an increased defect detection rate.
  • the magnetic particle flaw detector 1 includes a camera 16 that images the inspection object 10 and a detection device 30 that detects a defect of the inspection object 10 from an original image acquired by the camera 16.
  • the apparatus 30 In the width calculation region Lc having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate portion 43 extracted from the original image, the apparatus 30 has two straight lines s1 and s2 parallel to the major axis direction of the defect candidate portion 43. Defect determination in which the defect candidate portion 43 is determined to be a defect 50 when the defect candidate portion 43 is within the range and the width w that minimizes the distance between the two straight lines s1 and s2 is within a predetermined range. Part 34.
  • the shape of the defect of the object to be inspected 10 is quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with high accuracy to reduce overdetection. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the magnetic particle flaw detector 1 with an increased defect detection rate.
  • the magnetic particle flaw detector 1 as a flaw detector is not limited to the above-described configuration.
  • the controller C and the detection device 30 may be integrally configured. That is, the controller C may be configured to include the first extraction unit 31, the inspection region generation unit 32, the second extraction unit 33, and the defect determination unit 34. With this configuration, the magnetic particle flaw detector 1 can be simplified and downsized.
  • the detection apparatus 30 includes an image from which the first defect candidate portion 40 is extracted, an inspection area 41 that has been generated, an image from which the second defect candidate portion 42 has been extracted, and the second defect candidate portion 42 that has undergone expansion processing.
  • It may be configured to include a monitor that displays data such as the image of the defect candidate portion 43 that has been detected, the image of the detected defect 50, and the calculated determination value. With such a configuration, the defect detection result can be confirmed as appropriate, and it is easy to use.
  • the magnetic particle flaw detector 1 may be configured to further include another controller connected to the controller C.
  • Another controller like the controller C, includes a processing device that performs arithmetic processing and control processing, a main storage device that stores data, and the like, for example, a CPU, a main storage device, a timer, an input circuit, an output circuit, A microcomputer including a power supply circuit and the like.
  • the controller C includes an image in which the first defect candidate portion 40 is extracted, a generated inspection area 41, an image in which the second defect candidate portion 42 is extracted, and a defect in which the second defect candidate portion 42 is subjected to expansion processing. Data such as an image of the candidate portion 43, an image of the detected defect 50, and a calculated determination value are sent to another controller.
  • the other controller stores these data sent from the controller C in the main storage device in association with data such as the size and material of the object 10 stored in advance.
  • mapping data of the defect 50 of the inspection object 10 can be created by another controller, and production management of the inspection object 10 can be easily performed.
  • the controller C may be configured to receive data such as the size and material of the inspection object 10 from another controller and create mapping data of the defect 50 of the inspection object 10.
  • the flaw detection apparatus of the present disclosure is not limited to the magnetic particle flaw detection apparatus 1, and may be, for example, a penetration flaw detection apparatus that flaws the surface of the inspection object 10 using a penetrating liquid.
  • the present invention can be applied to any flaw detection apparatus including an input device that captures the surface of the image sensor and a detection device that processes an original image acquired by the input device to detect defects on the surface.
  • Magnetic particle flaw detector (Flaw detector) 10 Inspection object 16 Camera (input device) DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Detection apparatus 31 1st extraction part 32 Inspection area production

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Abstract

被検査物を撮影するカメラと、カメラによって取得された原画像から被検査物の欠陥を検出する検出装置とを備える磁粉探傷装置において、検出装置は、原画像から抽出された欠陥候補部４３の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域Ｌｃにおいて、欠陥候補部４３の長軸方向と平行な２直線ｓ１、ｓ２の間に欠陥候補部４３が収まり、かつ２直線ｓ１、ｓ２の間の距離（幅ｗ）が予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部４３を欠陥と判定する欠陥判定部を有する。

Description

探傷装置、及び探傷装置による欠陥検出方法
　本開示は、探傷装置、及び探傷装置による欠陥検出方法に関し、より詳細には、被検査物の欠陥を機械的に検出することが可能な探傷装置、及び探傷装置による欠陥検出方法に関する。
　鋼材等の強磁性を有する被検査物の表面の探傷検査は、非破壊検査方法の一種である磁粉探傷検査や、浸透探傷検査等によって行われている。中でも、磁粉探傷は、被検査物の表面の有害なきずである欠陥（クラック）を検出する方法として最も有力な方法の１つである。
　鋼材に磁場を印加して鋼材を磁化すると、鋼材のきずに起因した磁束の乱れが生じ、その一部が、漏えい磁束として空中に漏れる。このとき、鋼材の表面に、磁粉や、磁粉を含有する磁粉液が存在すると、この漏えい磁束に磁粉が引き寄せられて磁粉の指示模様が形成される。磁粉探傷は、この磁粉指示模様を観測することで欠陥を検査するものである。
　一方で、浸透探傷では、被検査物の表面に開口している割れや、ピンホール等の欠陥に浸透液を浸透させ、余剰浸透液の除去された表面に現像剤粉末が塗布されることによって、欠陥から、毛細管現象で表面に吸い出された浸透液による浸透指示模様が形成される。浸透探傷は、この浸透指示模様を観測することで欠陥を検査するものである。
　これらの探傷検査は、自動化されることによって、生産性の向上や、費用の低減、品質の向上等が期待される。上述された指示模様をカメラで取り込み、画像処理によって欠陥を検出する探傷装置の自動化の試みが取り組まれている。
　特許文献１には、被検査物の表層部付近に回転磁界を発生する磁化部と、回転磁界の発生中にカメラで撮影した画像をシェーディング補正し、かつ全方向のきず部を検出するきず検出部とを具備する磁粉探傷装置が開示されている。
特開２０１１－０３８７９６号公報
　特許文献１の構成によれば、回転磁界内での磁粉指示模様の観察が可能になり、従来見落としていた深さの浅いきずも安定して検出できるので、きず部の検出精度が向上し、被検査物の生産性が改善される効果を奏するとされている。しかしながら、磁粉指示模様は、被検査物において欠陥とはならない磁気的不連続部や、表面形状の変化部においても形成されるため、これらの箇所と、欠陥との判別が容易ではない。
　そこで本開示の目的は、欠陥の検出率が高められた探傷装置、及び探傷装置による欠陥検出方法を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本開示は、被検査物を撮影する入力装置と、前記入力装置によって取得された原画像から前記被検査物の欠陥を検出する検出装置とを備える探傷装置において、前記検出装置は、前記原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、前記欠陥候補部の前記長軸方向と平行な２直線の間に前記欠陥候補部が収まり、かつ２直線の間の距離（幅）が予め定められた範囲内である場合に、前記欠陥候補部を前記欠陥と判定する欠陥判定部を有することを特徴とする。
　更に、前記幅算出領域は、前記欠陥候補部の重心を含むことを特徴とする。
　前記検出装置は、前記原画像を第１の閾値で二値化して第１の欠陥候補部を抽出する第１の抽出部と、前記第１の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成する検査領域生成部と、前記検査領域を前記第１の閾値よりも小である第２の閾値で二値化して第２の欠陥候補部を抽出する第２の抽出部とを更に有し、前記欠陥候補部は、前記第２の欠陥候補部が膨張処理された領域であることを特徴とする。
　更に、前記検査領域は、前記第１の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることを特徴とする。
　更に、前記膨張処理は、前記第２の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることを特徴とする。
　前記探傷装置は、前記被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、前記被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置とを更に備える磁粉探傷装置であることを特徴とする。
　更に、前記幅算出領域の前記長さは、０．３ ｍｍ以上、１０ ｍｍ以下であることを特徴とする。
　更に、本開示は、入力装置が、被検査物を撮影し、検出装置が、前記入力装置によって取得された原画像から前記被検査物の欠陥を検出する探傷装置による欠陥検出方法において、前記検出装置が有する欠陥判定部が、前記原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、前記欠陥候補部の前記長軸方向と平行な２直線の間に前記欠陥候補部が収まり、かつ２直線の間の距離（幅）が予め定められた範囲内である場合に、前記欠陥候補部を前記欠陥と判定することを特徴とする。
　更に、前記幅算出領域は、前記欠陥候補部の重心を含むことを特徴とする。
　前記検出装置が更に有する第１の抽出部が、前記原画像を第１の閾値で二値化して第１の欠陥候補部を抽出し、検査領域生成部が、前記第１の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成し、第２の抽出部が、前記検査領域を前記第１の閾値よりも小である第２の閾値で二値化して第２の欠陥候補部を抽出し、前記欠陥候補部は、前記第２の欠陥候補部が膨張処理された領域であることを特徴とする。
　更に、前記検査領域は、前記第１の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることを特徴とする。
　更に、前記膨張処理は、前記第２の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることを特徴とする。
　前記探傷装置は、前記被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、前記被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置とを更に備える磁粉探傷装置であることを特徴とする。
　更に、前記幅算出領域の前記長さは、０．３ ｍｍ以上、１０ ｍｍ以下であることを特徴とする。
　本開示によれば、被検査物を撮影する入力装置と、入力装置によって取得された原画像から被検査物の欠陥を検出する検出装置とを備える探傷装置において、検出装置は、原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、欠陥候補部の長軸方向と平行な２直線の間に欠陥候補部が収まり、かつ２直線の間の距離（幅）が予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部を欠陥と判定する欠陥判定部を有するので、被検査物の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、欠陥の検出率が高められた探傷装置を提供することができる。
　更に、幅算出領域は、欠陥候補部の重心を含むことによって、被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。
　検出装置は、原画像を第１の閾値で二値化して第１の欠陥候補部を抽出する第１の抽出部と、第１の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成する検査領域生成部と、検査領域を第１の閾値よりも小である第２の閾値で二値化して第２の欠陥候補部を抽出する第２の抽出部とを更に有し、欠陥候補部は、第２の欠陥候補部が膨張処理された領域であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出が防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。
　更に、検査領域は、第１の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。
　更に、膨張処理は、第２の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。
　探傷装置は、被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置とを更に備える磁粉探傷装置であることによって、強磁性を有する被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。
　更に、幅算出領域の長さは、０．３ ｍｍ以上、１０ ｍｍ以下であることによって、被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。
　更に、本開示は、入力装置が、被検査物を撮影し、検出装置が、入力装置によって取得された原画像から被検査物の欠陥を検出する探傷装置による欠陥検出方法において、検出装置が有する欠陥判定部が、原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、欠陥候補部の長軸方向と平行な２直線の間に欠陥候補部が収まり、かつ２直線の間の距離（幅）が予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部を欠陥と判定するので、被検査物の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、欠陥の検出率が高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。
　更に、幅算出領域は、欠陥候補部の重心を含むことによって、被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。
　検出装置が更に有する第１の抽出部が、原画像を第１の閾値で二値化して第１の欠陥候補部を抽出し、検査領域生成部が、第１の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成し、第２の抽出部が、検査領域を第１の閾値よりも小である第２の閾値で二値化して第２の欠陥候補部を抽出し、欠陥候補部は、第２の欠陥候補部が膨張処理された領域であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出が防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。
　更に、検査領域は、第１の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。
　更に、膨張処理は、第２の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。
　探傷装置は、被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置とを更に備える磁粉探傷装置であることによって、強磁性を有する被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。
　更に、幅算出領域の長さは、０．３ ｍｍ以上、１０ ｍｍ以下であることによって、被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。
本実施形態に係る探傷装置の一例としての磁粉探傷装置が示された模式図である。 磁粉探傷装置の制御系統の一例が示されたブロック図である。 検出装置の検出動作の一例を説明するための流れ図である。 第１の抽出部によって二値化された画像の一例が示された概略図である。 抽出された第１の欠陥候補部、及び生成された検査領域の一例が示された画像の概略図である。 第２の抽出部によって二値化された画像の一例が示された概略図である。 抽出された第２の欠陥候補部の一例が示された画像の概略図である。 第２の欠陥候補部が膨張処理された一例が示された画像の概略図である。 欠陥候補部の特徴量を抽出する方法の一例を説明するための概略図である。 抽出された欠陥の一例が示された画像の概略図である。
　以下に、図面を参照しつつ、本開示の実施形態の詳細を説明する。まず、本実施形態に係る探傷装置について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る探傷装置の一例としての磁粉探傷装置１が示された模式図である。なお、磁粉探傷装置１の検査対象である被検査物１０の搬送方向が図１において矢印で示されるように右から左とされている。
　磁粉探傷装置１は、標識として磁粉が用いられ、強磁性を有する被検査物１０の表面や、表面直下における欠陥を機械的に自動検出する装置である。図１に例示の磁粉探傷装置１は寸法の比較的大なる検査対象に用いられるものであり、被検査物１０は、長尺な角柱状の鋼材である。そして、磁粉探傷装置１は、ローラコンベア１１と、磁粉散布装置１２と、磁化装置１３と、エアーブロー装置１４と、紫外線探傷灯１５と、カメラ１６と、マーキング装置１７とを備えている。更に、磁粉探傷装置１は、ここでは図示せぬコントローラや、検出装置等も備えている。
　搬送装置としてのローラコンベア１１は被検査物１０を搬送するものである。ローラコンベア１１は、複数のローラを備え、被検査物１０を所望の速度で搬送するように構成されている。そして、ローラコンベア１１は、磁粉散布装置１２の位置から、磁化装置１３や、紫外線探傷灯１５、カメラ１６等の設けられた位置を通過してマーキング装置１７の位置に至る被検査物１０の搬送経路に設けられる。なお、搬送装置は、被検査物１０を搬送することができればローラコンベア１１には限らず、例えば、無端帯のベルト等によって構成されるベルトコンベアであっても良い。
　ローラコンベア１１には、ここでは図示せぬ搬送距離計測装置が設けられている。搬送距離計測装置は、被検査物１０の搬送距離を計測するものである。搬送距離計測装置としては例えば、ローラコンベア１１のローラにおける回転の変位を測定するロータリエンコーダがセンサとして構成される装置を用いることができる。なお、搬送距離計測装置には、ロータリエンコーダに限らず、非接触による測定装置、例えば、レーザ表面速度計が用いられても良く、これらが組み合わされて用いられても良い。
　磁粉散布装置１２は、被検査物１０の検査対象の表面に標識としての磁粉を適用（散布）するものであり、被検査物１０の搬送方向の上流側に配置される。磁粉としては例えば、磁性粉（鉄粉）の表面が蛍光体で被覆された蛍光磁粉が用いられ、この蛍光磁粉が水や、油に分散している磁粉検査液が用いられる。磁粉散布装置１２は、例えば図示せぬタンクや、ポンプ、ノズル等を備え、タンクに収容した磁粉検査液をポンプよって圧送し、ノズルから噴出するように構成されている。磁粉散布装置１２は、被検査物１０の表面に、所望の量の磁粉検査液を連続して散布することができるように構成されている。
　磁化装置１３は、被検査物１０に磁場を印加して磁化するものであり、磁粉散布装置１２の下流側に隣接して配置される。磁化装置１３は、被検査物１０の搬送方向の上流側と下流側とに対向して配置される２つの貫通コイル１９、２０と、これらの間において、搬送方向に列を成して配置される２つの極間コイル２１、２２とを備える。貫通コイル１９、２０は円環状に形成され、その円環内を貫通するように被検査物１０の搬送経路が配置される。一方で、極間コイル２１、２２はＵ字状に形成され、その空隙を通過するように被検査物１０の搬送経路は配置される。そして、磁化装置１３は、この２つの極間コイル２１、２２を備えることで２つの貫通コイル１９、２０の間で一様な回転磁界を発生させるように構成されている。
　より詳細には、貫通コイル１９、２０では被検査物１０の搬送方向に磁場が生成され、極間コイル２１、２２では、その空隙方向である被検査物１０の搬送方向と直交する方向に磁場が生成される。そして、貫通コイル１９、２０と、極間コイル２１、２２とに９０度位相のずれた交流電流が流れると、搬送方向の磁場と、搬送方向と直交する方向の磁場とで形成される平面内において一定の磁界強度で回転する回転磁界が生成される。この回転磁界によって、被検査物１０の表層部にきずの方向によらずに漏えい磁束が生成され、磁粉指示模様が形成される。
　なお、磁化装置１３を構成する貫通コイル１９、２０や、極間コイル２１、２２の数等は適宜設計される。例えば、磁化装置１３は、極間コイル２１、２２の他に複数の極間コイルを更に有する構成であっても良く、一方で、１つの貫通コイル１９と、１つの極間コイル２１とによって構成されるものであっても良い。
　エアーブロー装置１４は、被検査物１０に向けて重力に逆らう方向にエアーを吹き付けるものであり、被検査物１０の表面を流れる磁粉検査液の流速を調節する機能を有する。そして、このエアーブロー装置１４によって形成される磁粉指示模様が明りょうなものとなる。エアーブロー装置１４は、貫通コイル１９と極間コイル２１との間、２つの極間コイル２１、２２の間、及び極間コイル２２と貫通コイル２０との間にそれぞれ設けられている。
　光源としての紫外線探傷灯１５は、２つの貫通コイル１９、２０の間において被検査物１０の表面の磁粉検査液に紫外線を照射するものである。カメラ１６の撮影範囲の紫外線強度を均一にするために紫外線探傷灯１５には放物線型の反射板が設けられると良い。紫外線探傷灯１５は、磁化装置１３によって生成される強い回転磁界の影響を避けるために、被検査物１０から適切な距離、例えば６００ ｍｍ～２０００ ｍｍ程度離れるように配置されることが好ましい。なお、紫外線探傷灯１５には磁気シールドがなされていても良い。
　なお、磁粉として例えば、磁性粉（鉄粉）の表面が、白、黒、赤といった着色顔料で被覆された非蛍光磁粉が用いられる場合には、光源は可視光とされれば良い。しかしながら、蛍光磁粉に対して紫外線が照射されると、磁粉指示模様が可視光領域で明るく輝いて（発光して）、被検査物１０の表面の汚れや、スケール等の影響を受けにくく、高い確度できずを検出することができる。このため、紫外線探傷灯１５と、蛍光磁粉とが用いられることがより好ましい。
　入力装置としてのカメラ１６は、紫外線探傷灯１５によって紫外線が照射された被検査物１０の表面を撮影するものである。カメラ１６は、欠陥をより高い確度で検出するために、被検査物１０の表面に対して垂直方向から撮影する配置とされることが好ましい。更に、カメラ１６は、磁化装置１３によって生成される強い回転磁界の影響を避けるために、被検査物１０から適切な距離、例えば６００ ｍｍ～２０００ ｍｍ程度離れるように配置されるとともに、磁気シールドされることが好ましい。
　カメラ１６としては、ラインカメラが用いられても良く、エリアカメラが用いられても良い。更に、カメラ１６に搭載される素子についても、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサが用いられても良く、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサが用いられても良い。
　マーキング装置１７は、検出装置によって検出された被検査物１０の表面の欠陥に目視可能なマーキングを行うものである。マーキング装置１７としては例えば、空気圧でインクを噴射してマーキングを行うマーキングガンを用いることができる。なお、寸法の比較的小なる検査対象に用いられる磁粉探傷装置１、例えば欠陥品を製品ごと不良品パレットに排出できるようなものである場合ではマーキング装置１７を省略することもできる。
　次に、本実施形態に係る磁粉探傷装置１の制御系統について詳細に説明する。図２は、磁粉探傷装置１の制御系統の一例が示されたブロック図である。
　磁粉探傷装置１はコントローラＣを備える。コントローラＣには、ローラコンベア１１と、搬送距離計測装置１８と、磁粉散布装置１２と、磁化装置１３と、エアーブロー装置１４と、紫外線探傷灯１５と、カメラ１６と、マーキング装置１７と、検出装置３０とが電気的に接続されている。なお、コントローラＣには、図２に例示された構成以外の各種センサ類も電気的に接続されている。磁粉探傷装置１は、このコントローラＣが上述の各種装置を制御して被検査物１０の表面の欠陥を自動的に検出するように構成されている。
　コントローラＣは、種々の設定値や、各種センサによる検出値等の入力信号を読み込むとともに、制御信号を出力することで、磁粉探傷装置１が備える各種装置の動作を制御するように構成されている。コントローラＣは、演算処理及び制御処理を行う処理装置や、データが格納される主記憶装置等によって構成されている。コントローラＣは、例えば、処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、主記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、タイマ、入力回路、出力回路、電源回路等を備えるマイクロコンピュータである。主記憶装置には、本実施形態に係る動作を実行するための制御プログラムや、各種データ等が格納されている。なお、これらの各種プログラムやデータ等は、コントローラＣとは別体として設けられる記憶装置に格納され、コントローラＣが読み出す形態であっても良い。
　検出装置３０は、カメラ１６によって取得された画像信号（原画像）を読み込むとともに原画像に所定の処理を行うことによって被検査物１０の表面の欠陥を検出するものである。なお、カメラ１６によって取得された原画像の検出装置３０への入力はコントローラＣが行うように構成されている。検出装置３０は、コントローラＣと同様に、演算処理及び制御処理を行う処理装置や、データが格納される主記憶装置等によって構成され、例えば、ＣＰＵ、主記憶装置、タイマ、入力回路、出力回路、電源回路等を備えるマイクロコンピュータである。
　検出装置３０は、原画像から抽出された欠陥候補部が欠陥か否かを判定する欠陥判定部を少なくとも有する。これによって、被検査物１０の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、欠陥の検出率が高められた探傷装置を提供することができる。
　図２に例示される検出装置３０は、第１の抽出部３１と、検査領域生成部３２と、第２の抽出部３３と、欠陥判定部３４とを有している。これらの各部は、例えばプログラムによって構成される。なお、各部の機能が、ハードウェアで実現されるように構成されても構わない。
　第１の抽出部３１は、カメラ１６によって取得された原画像を入力し、予め定められた第１の閾値で二値化して第１の欠陥候補部を抽出するように構成されている。
　検査領域生成部３２は、第１の抽出部３１によって抽出された第１の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成するように構成されている。
　第２の抽出部３３は、検査領域生成部３２によって生成された検査領域を入力し、予め定められた第２の閾値で二値化して第２の欠陥候補部を抽出するように構成されている。
　欠陥判定部３４は、第２の抽出部３３によって抽出された第２の欠陥候補部を入力し、膨張処理した欠陥候補部の幅を算出して欠陥を検出するように構成されている。そして、検出装置３０は、欠陥判定部３４によって検出された欠陥の位置データをコントローラＣに出力するように構成されている。
　次に、磁粉探傷装置１の動作について詳細に説明する。磁粉探傷装置１は、被検査物１０が、ローラコンベア１１によって順次各装置のもとに搬送され、被検査物１０の表面の欠陥が検出されるように構成されている。
　まず、被検査物１０の表面には、磁粉散布装置１２によって磁粉検査液が適用される。磁粉検査液が表面に適用された被検査物１０は、磁化装置１３によって形成された回転磁界領域内に搬送される。その際に、被検査物１０の表面にきずが存在する場合には、そのきずに起因する漏えい磁界が生じ、磁粉検査液に含まれる磁粉はその漏えい磁界に引き寄せられる。このとき、磁化装置１３によって形成されている磁界は回転しているため、きずには、その延びる方向や、形状によらずに漏えい磁界が発生し、どのきずにも磁粉が引き寄せられる。そして、磁粉がきずに集合することで、きずに対応する磁粉指示模様が被検査物１０の表面に形成される。
　なお、被検査物１０の表面を流れる磁粉検査液の流速はエアーブロー装置１４によって適宜調節される。磁粉検査液の流速が低すぎると、磁粉指示模様が形成されて安定するまでに多くの時間を要することになり、検査効率が低下する。一方で、磁粉検査液の流速が高すぎると、磁粉が、きずに起因する漏えい磁界に引き寄せられにくくなり、磁粉指示模様が不確実なものとなる。したがって、磁粉指示模様を確実に形成させる観点から磁粉検査液の流速は、５ ｍｍ／ｓ以上、１００ ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
　このようにして形成された磁粉指示模様は、磁性粉の表面を被覆する蛍光体が、紫外線探傷灯１５によって照射された紫外線のエネルギを吸収して励起し、それが基底状態に戻る際に放出する高輝度な可視光としてカメラ１６によって撮影される。このカメラ１６によって取得された原画像は検出装置３０に入力される。検出装置３０は、この原画像に所定の処理を行って原画像内における欠陥を検出し、その位置データをコントローラＣに出力する。コントローラＣは、この欠陥の位置データと、搬送距離計測装置１８の計測データとに基づいてマーキング装置１７の動作を制御する。そして、被検査物１０の表面の欠陥にはマーキング装置１７によってマーキングが行われる。
　次に、検出装置３０による欠陥の検出方法について詳細に説明する。本実施形態に係る探傷装置による欠陥検出方法では、まず、検出装置３０が有する欠陥判定部３４が、原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域を切り出す。そして、欠陥判定部３４は、幅算出領域において、欠陥候補部の長軸方向と平行な２直線の間に欠陥候補部が収まり、かつ２直線の間の距離（幅）が予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部を欠陥と判定する。このように、本実施形態に係る探傷装置による欠陥検出方法では、欠陥候補部が入力されることで被検査物１０の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、欠陥の検出率が高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。
　本実施形態に係る探傷装置による欠陥検出方法では、被検査物１０の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止されるように欠陥候補部を抽出する工程を含めることもできる。次に、このような探傷装置による欠陥検出方法について詳細に説明する。図３は、検出装置３０の検出動作の一例を説明するための流れ図である。
　まず、検出装置３０が、画像の取り込みを行う（ステップＳ１）。検出装置３０は、コントローラＣを介して、カメラ１６によって取得された画像信号（原画像）の取り込みを行う。原画像は、横×縦が、例えば１２８０×９６０の画素で構成されている。そして、原画像には、撮影時刻の情報が格納されている。
　本実施形態に係る探傷装置による欠陥検出方法では、大別して、３つの工程を経て、原画像から欠陥が抽出される。第１工程（ｉ）は、第１の抽出部３１によってなされる。
　まず、第１の抽出部３１が、強調処理を行う（ステップＳ２）。第１の抽出部３１は、前処理として、各種のフィルタを用い、原画像に対して強調処理を行う。強調処理は、原画像のきずが強調される処理であれば良く、例えば、ＬＵＴ（Look Up Table）変換処理、拡大・収縮処理、シェーディング処理等であり、これらの各種処理が組み合わされた処理であっても良い。なお、強調処理を省略することも可能ではあるものの、欠陥の検出率を高めるためには強調処理が行われることが好ましい。
　次に、第１の抽出部３１は、第１の閾値で二値化を行う（ステップＳ３）。第１の抽出部３１は、強調処理された画像（強調処理が省略された場合には原画像）を第１の閾値で二値化する。この第１の閾値は、高い確度で欠陥を検出するために調整された適切な値として予め設定されるものであり、検出装置３０の図示せぬ主記憶装置に格納されている。検出装置３０は第１の閾値を変更可能に構成されていても良い。
　図４は、第１の抽出部３１によって二値化された画像の一例が示された概略図である。なお、図４は、説明に必要な部分の画素が抜き出されたものである。図４では、磁粉指示模様が黒で示されている。この黒で表示された個々の磁粉指示模様についてラベリングが行われる。ここで、ラベリングとは、二値化画像において連結する画素、すなわち１つの輪郭線で閉じられた領域に対して同一のラベル（番号）を付し、領域分けを行う処理である。
　そして、第１の抽出部３１は、第１の欠陥候補部に該当する領域を抽出する（ステップＳ４）。ここまでが第１工程である。第１の抽出部３１は、ラベルが付された領域毎に、判定値として例えば、面積、長さ、縦方向の幅、横方向の幅を算出する。そして、第１の抽出部３１は、これらの算出された判定値と、予め格納されている第１の判定基準値とを比較して第１の欠陥候補部であるか否かを判定し、第１の欠陥候補部に該当する領域を抽出する。
　ここで、第１の欠陥候補部とは、欠陥と想定される領域である。そして、第１の抽出部３１は、ラベルが付されたすべての領域に対して同様に、第１の欠陥候補部であるか否かの判定を行う。
　図５は、抽出された第１の欠陥候補部４０、及び生成された検査領域４１の一例が示された画像の概略図である。なお、図５は、領域の長さを判定値として第１の欠陥候補部４０が抽出された状態であり、８つの第１の欠陥候補部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ、及び４０ｈが抽出された状態である。
　なお、判定値は、領域の特徴を比較できるものであれば良く適宜設定される。更に、第１の欠陥候補部４０であるか否かの判定は、１種類の判定値に基づいて行われても良く、複数種類の判定値に基づいて行われても良い。更に、複数種類の判定値に基づいて、第１の欠陥候補部４０であるか否かが判定される場合には、それら複数種類の判定値の内で少なくとも１種類の判定値に基づいて判定がなされれば良い。例えば、３種類の判定値の内で、少なくとも２種類の判定値が基準を満たす場合に、その領域を第１の欠陥候補部４０であると判定する方法が用いられても良い。
　更に、第１の抽出部３１は領域毎に、ステップＳ４を繰り返すのではなく、すべての領域の判定値を先に算出した後に、領域毎に、算出された判定値と第１の判定基準値との比較、及び第１の欠陥候補部４０であるか否かの判定を行っても良い。
　次に、第２工程（ｉｉ）に進む。第２工程は、検出装置３０の検査領域生成部３２と第２の抽出部３３とによってなされる。
　検査領域生成部３２は検査領域４１の生成を行う（ステップＳ５）。検査領域生成部３２は、第１の抽出部３１によって抽出された第１の欠陥候補部４０毎にそれぞれが含まれるように検査領域４１を生成する。このように、検査領域４１が、第１の欠陥候補部４０の付近に絞られることによって、欠陥の存在する可能性が低い領域において有害でないきずや埃等を欠陥として検出する過検出が防止される。更に、検出装置３０の演算量が低減される。
　図５には、８つの第１の欠陥候補部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ、及び４０ｈに対応してそれぞれ生成された検査領域４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、及び４１ｈが示されている。図５に例示の検査領域４１は、縦方向、及び横方向に延びる長方形によって囲われる領域である。そして、検査領域４１は、その面積が最小となるものから縦方向、及び横方向に各々予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域である。
　なお、この縦、及び横の拡大幅は、同じであっても良く、異なっていても良い。ここで、検査領域４１は、第１の欠陥候補部４０が含まれる領域であれば良く、例えば、菱形、台形、円、楕円等によって囲われる領域であっても良い。更に、検査領域４１は、傾いた領域であっても良く、例えば、第１の欠陥候補部４０の長軸方向に延びる長方形等であっても良い。
　次に、第２の抽出部３３が強調処理を行う（ステップＳ６）。第２の抽出部３３は、原画像の検査領域４１に、第１の抽出部３１によるステップＳ２と同様に強調処理を行う。なお、検出装置３０は、ステップＳ２で強調処理された画像を主記憶部に格納し、第２の抽出部３３は、格納された画像の検査領域４１を切り出すことでステップＳ６を省略するようになされても良い。このような方法が用いられることによって検出装置３０の演算量を低減することができる。
　更に、第２の抽出部３３は、第２の閾値で二値化を行う（ステップＳ７）。第２の抽出部３３は、強調処理された画像（強調処理が省略された場合には原画像）を第１の閾値よりも小である第２の閾値で二値化する。この第２の閾値は、高い確度で欠陥を検出するために調整された適切な値として予め設定されるものであり、検出装置３０の図示せぬ主記憶装置に格納されている。検出装置３０は第２の閾値を変更可能に構成されていても良い。
　図６は、第２の抽出部３３によって二値化された画像の一例が示された概略図である。ここで、図６を参照すると、図４に比べて、より小さな領域が多数抽出されている。そして、例えば、図５における第１の欠陥候補部４０ｃ、及び第１の欠陥候補部４０ｄに対応する領域は連結され、１つの領域として形成されている。これは、第２の閾値は、第１の閾値よりも小であり、きずの幅が狭かったり、浅かったりする等して磁粉指示模様としてはより明確でなく輝度がより小さい領域も検出されるためである。
　きずは、１つの連続するものであってもその深さや幅に応じて、輝度が大きい領域と、輝度が小さい領域とがランダムに存在する状態で撮影される。しかしながら、第１の閾値よりも小である第２の閾値で二値化することによって輝度のより小さい領域も検出することができ、欠陥に相当する領域が浅い箇所等で途切れたものにはならないようにすることができる。そして、第２の抽出部３３は、第１の抽出部３１と同様に、二値化された画像の個々の磁粉指示模様についてラベリングを行う。
　そして、第２の抽出部３３は、第２の欠陥候補部に該当する領域を抽出する（ステップＳ８）。ここまでが第２工程である。第２の抽出部３３は、ラベルが付された領域毎に、判定値として例えば、面積、長さ、縦方向の幅、横方向の幅を算出する。そして、第２の抽出部３３は、これらの算出された判定値と、予め格納されている第２の判定基準値とを比較して第２の欠陥候補部であるか否かを判定し、第２の欠陥候補部に該当する領域を抽出する。
　ここで、第２の欠陥候補部とは、第１の欠陥候補部と同様に、欠陥と想定される領域である。そして、第２の抽出部３３は、ラベルが付されたすべての領域に対して同様に、第２の欠陥候補部であるか否かの判定を行う。
　この第２の判定基準値は、第１の抽出部３１で用いられる第１の判定基準値よりも、領域が、欠陥としてより抽出されにくくする値である。抽出されにくいとは、例えばより大きい領域や、より長い領域でないと欠陥としては抽出されないことを意味する。すなわち、第２の判定基準値の範囲は、第１の判定基準値の範囲に含まれ、かつ狭い範囲である。
　図７は、抽出された第２の欠陥候補部４２の一例が示された画像の概略図である。なお、図７は、領域の長さを判定値として第２の欠陥候補部４２が抽出された状態であり、６つの第２の欠陥候補部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｅ、４２ｆ、及び４２ｇが抽出された状態である。そして、図７では、図５における第１の欠陥候補部４０ｈに対応する領域は抽出されていない。これは、第２の判定基準値が、第１の判定基準値よりも、領域が、欠陥として抽出されにくい値であるため、第１の欠陥候補部４０ｈに対応する領域が欠陥に想定される領域ではないと判定されたためである。
　なお、判定値は、領域の特徴を比較できるものであれば良く適宜設定される。更に、第２の欠陥候補部４２であるか否かの判定は、１種類の判定値に基づいて行われても良く、複数種類の判定値に基づいて行われても良い。更に、複数種類の判定値に基づいて、第２の欠陥候補部４２であるか否かが判定される場合には、それら複数種類の判定値の内で少なくとも１種類の判定値に基づいて判定がなされれば良い。例えば、３種類の判定値の内で、少なくとも２種類の判定値が基準を満たす場合に、その領域を第２の欠陥候補部４２であると判定する方法が用いられても良い。
　なお、第２の判定基準値は、第１の判定基準値よりも、領域が、欠陥として抽出されやすい値でなければ良い。例えば、第２の判定基準値は、第１の判定基準値と同じであっても良く、このような場合には、第２の抽出部３３は、第１の抽出部３１よりも多くの種類の判定値に基づいて、第２の欠陥候補部４２であるか否かの判定をするように構成される。
　更に、第２の抽出部３３は、第１の抽出部３１と同様に、領域毎に、ステップＳ８を繰り返すのではなく、すべての領域の判定値を先に算出した後に、領域毎に、算出された判定値と第２の判定基準値との比較、及び第２の欠陥候補部４２であるか否かの判定を行っても良い。
　次に、第３工程（ｉｉｉ）に進む。第３工程は、検出装置３０の欠陥判定部３４によってなされる。
　欠陥判定部３４は、第２の欠陥候補部４２をそれぞれ膨張処理する（ステップＳ９）。ここで、膨張処理とは、第２の欠陥候補部４２の領域を拡大（膨張）させる処理である。欠陥判定部３４は、第２の欠陥候補部４２のそれぞれについて、その縦方向、及び横方向に予め定められた量だけ拡大させる。すなわち、欠陥判定部３４の膨張処理は第２の欠陥候補部４２をその外周方向に拡大する処理である。その際に、膨張処理は、第２の欠陥候補部４２のそれぞれについて、少なくともその長軸方向に拡大すれば良い。この膨張処理によって、１つの連続するきずが途切れ途切れなものであって欠陥ではないと判定されることが防止され、欠陥の検出漏れが防止される。このようにして、第２の欠陥候補部４２の膨張処理された領域が欠陥候補部とされる。
　図８は、第２の欠陥候補部４２が膨張処理された一例が示された画像の概略図である。図８を参照すると、例えば、図７における３つの第２の欠陥候補部４２ａ、４２ｂ、及び４２ｃは膨張処理されることによって連結され、１つの欠陥候補部４３ａが形成されている。そして、欠陥判定部３４は、第１の抽出部３１、及び第２の抽出部３３と同様に、第２の欠陥候補部４２が膨張処理されることによって形成された個々の欠陥候補部４３についてラベリングを行う。
　次に、欠陥判定部３４は、欠陥候補部４３を楕円弧とみなして楕円で近似し、この楕円に基づいて欠陥候補部４３の重心、及び長軸の算出を行う（ステップＳ１０）。図９は、欠陥候補部４３ａの特徴量を抽出する方法の一例を説明するための概略図である。図９には、楕円弧状に湾曲する欠陥候補部４３ａの内側の位置に算出された重心ｃ（図心）が示されている。
　次に、幅算出領域Ｌｃの切り出しを行う（ステップＳ１１）。欠陥判定部３４は、欠陥候補部４３ａの長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域Ｌｃを切り出す。この幅算出領域Ｌｃは、被検査物１０の加工段階や、加工方法等に応じて予め定められた値である。
　なお、幅算出領域Ｌｃが小さすぎると、欠陥でないものが、欠陥としての特徴を示してしまう可能性が高まり、誤検出の割合が高まってしまう。一方で、幅算出領域Ｌｃが大きすぎると、欠陥候補部４３ａの線幅でなく、欠陥候補部４３ａの全体としての幅Ｂを算出することになって欠陥候補部４３ａとしての特徴を抽出しにくくなり、欠陥の検出漏れの割合が高まってしまう。このようなことから幅算出領域Ｌｃの長さは、０．３ ｍｍ以上、１０ ｍｍ以下であることが好ましく、１ ｍｍ以上、６ ｍｍ以下であることがより好ましい。幅算出領域Ｌｃがこのような範囲とされることによって、被検査物１０の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。
　欠陥や、欠陥とはならない磁気的不連続部、表面形状の変化部等はいずれも、その端部の付近では判別が容易でなくなる。更に、これらは、重心付近から離れるほど、長軸方向に対する傾きが大きくなって正確な線幅を検出しにくくなる。したがって、幅算出領域Ｌｃは、欠陥候補部４３ａの重心ｃを含むことが好ましい。これによって、被検査物１０の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。ここで、幅算出領域Ｌｃが、欠陥候補部４３ａの重心ｃを含むとは、幅算出領域Ｌｃの両端のそれぞれから長軸方向とは垂直方向に線を延ばしたときにその２線の間に重心ｃが位置していることを意味している。
　次に、欠陥判定部３４は、幅ｗの算出を行う（ステップＳ１２）。幅ｗは、欠陥候補部４３の長軸方向と平行な２直線の間に欠陥候補部４３ａが収まり、かつ２直線の間の距離が最小となるものである。
　まず、欠陥判定部３４は、欠陥候補部４３ａの長軸方向と平行な２直線ｓ１、ｓ２を欠陥候補部４３ａを挟むようにして両外側に描く。図９の例示では、欠陥候補部４３ａの湾曲する内側に直線ｓ１が描かれ、外側に直線ｓ２が描かれている。更に、欠陥判定部３４は、２直線ｓ１、ｓ２を長軸方向と平行を保ったままで欠陥候補部４３ａにそれぞれ近づけていく。すなわち、直線ｓ１は、矢印ｄ１で示される方向に近づけられ、直線ｓ２は、矢印ｄ２で示される方向に近づけられる。そして、直線ｓ１、及び直線ｓ２の各々が、欠陥候補部４３ａの輪郭と最初に交わる位置、すなわち、交点ｖ１、及び交点ｖ２が定められる。そして、このようにして定まった２直線ｓ１、ｓ２の間の距離が欠陥候補部４３ａの幅ｗと定義される。
　欠陥判定部３４は、この幅ｗが、予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部４３ａを欠陥と判定することで、欠陥の検出を行う（ステップＳ１３）。そして、図８に示される欠陥候補部４３ｅ、及び４３ｆについても同様にして欠陥の検出が行われる。
　図１０は、抽出された欠陥５０の一例が示された画像の概略図である。図８における３つの欠陥候補部４３ａ、４３ｅ、及び４３ｆの内で欠陥候補部４３ｅ、及び４３ｆが除外され、欠陥候補部４３ａのみが欠陥５０と判定されている。そして、検出装置３０は、コントローラＣに検出した欠陥５０の位置データを出力する。
　被検査物１０に形成される磁粉指示模様にはその形成要因によって特徴が表れる。例えば有害なきずの磁粉指示模様は輪郭が、明りょう、線形状、途切れが少ないといった特徴を有し、一方で、無害なきずの磁粉指示模様は輪郭が、不明りょう、鋸歯状、途切れが多いなどといった特徴を有する。このような磁粉指示模様の特徴は磁粉探傷試験において画像処理を行うと、幅ｗに特に顕著に表れる。そして、本実施形態は、この幅ｗの値を判定基準に反映することで、有害なきずによる磁粉指示模様とそれ以外の磁粉指示模様との識別を行うものである。したがって、本実施形態に係る磁粉探傷装置１による欠陥検出方法によれば、新たな磁粉指示模様形状の特徴を画像処理上の値として捉えることが可能となり、有害なきずによる磁粉指示模様とそれ以外の磁粉指示模様とのより確度の高い識別が可能となる。
　なお、欠陥候補部４３が欠陥５０であるか否かの判定は幅ｗに加えて他の判定値に基づいて行われても良い。その際には、ステップＳ４と同様に、判定値として例えば、面積、長さ、縦方向の幅、横方向の幅が用いられ、欠陥判定基準値との比較に基づいて欠陥であるか否かを判定する方法が用いられても良い。そして、その際に、幅ｗによる判定が優先するようになされても良い。なお、欠陥判定基準値は、第２の抽出部３３における第２の判定基準値よりも、領域が、欠陥としてより抽出されにくくする値であると良い。
　なお、検出装置３０は、原画像や、各工程で抽出された画像、算出された幅ｗ、判定値等のデータが適宜主記憶部に格納されるように構成されても良い。
　更に、検出装置３０は、各閾値、各判定基準値、幅算出領域等の値を適宜変更可能に構成されると良い。これによって、欠陥として検出される欠陥の大きさを適宜変更することができ、欠陥の検査精度を適宜調節することができ、使い勝手が良い。
　以上のように、本実施形態では、カメラ１６が、被検査物１０を撮影し、検出装置３０が、カメラ１６によって取得された原画像から被検査物１０の欠陥を検出する磁粉探傷装置１による欠陥検出方法において、検出装置３０が有する欠陥判定部３４が、原画像から抽出された欠陥候補部４３の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域Ｌｃにおいて、欠陥候補部４３の長軸方向と平行な２直線ｓ１、ｓ２の間に欠陥候補部４３が収まり、かつ２直線ｓ１、ｓ２の間の距離が最小となる幅ｗが予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部４３を欠陥５０と判定する。
　これによって、被検査物１０の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、本実施形態によれば、欠陥の検出率が高められた磁粉探傷装置１による欠陥検出方法を提供することができる。
　更に、本実施形態に係る磁粉探傷装置１は、被検査物１０を撮影するカメラ１６と、カメラ１６によって取得された原画像から被検査物１０の欠陥を検出する検出装置３０とを備え、検出装置３０は、原画像から抽出された欠陥候補部４３の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域Ｌｃにおいて、欠陥候補部４３の長軸方向と平行な２直線ｓ１、ｓ２の間に欠陥候補部４３が収まり、かつ２直線ｓ１、ｓ２の間の距離が最小となる幅ｗが予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部４３を欠陥５０と判定する欠陥判定部３４を有する。
　これによって、被検査物１０の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、本実施形態によれば、欠陥の検出率が高められた磁粉探傷装置１を提供することができる。
　なお、探傷装置としての磁粉探傷装置１は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、コントローラＣと、検出装置３０とが一体に構成されていても良い。すなわち、コントローラＣが、第１の抽出部３１、検査領域生成部３２、第２の抽出部３３、及び欠陥判定部３４を備える構成であっても良い。このような構成にすることで、磁粉探傷装置１が簡素化され、小型化が図れる。更に、検出装置３０は、第１の欠陥候補部４０が抽出された画像、生成された検査領域４１、第２の欠陥候補部４２が抽出された画像、第２の欠陥候補部４２が膨張処理された欠陥候補部４３の画像、検出された欠陥５０の画像、算出された判定値等のデータを表示させるモニタを備える構成であっても良い。このような構成により、適宜欠陥の検出結果を確認することができ、使い勝手が良い。
　更に、磁粉探傷装置１は、コントローラＣに接続される別のコントローラを更に備える構成であっても良い。別のコントローラは、コントローラＣと同様に、演算処理及び制御処理を行う処理装置、データが格納される主記憶装置等から構成され、例えば、ＣＰＵ、主記憶装置、タイマ、入力回路、出力回路、電源回路等を備えるマイクロコンピュータである。コントローラＣは、第１の欠陥候補部４０が抽出された画像、生成された検査領域４１、第２の欠陥候補部４２が抽出された画像、第２の欠陥候補部４２が膨張処理された欠陥候補部４３の画像、検出された欠陥５０の画像、算出された判定値等のデータを別のコントローラへ送る。一方、別のコントローラは、コントローラＣから送られるこれらのデータを、その主記憶装置に、予め格納された被検査物１０のサイズや材質等のデータに関連付けて格納する。
　このような構成にすることで、別のコントローラによって被検査物１０の欠陥５０のマッピングデータを作成することができ、被検査物１０の生産管理が容易に行える。なお、コントローラＣが、別のコントローラから被検査物１０のサイズや材質等のデータを受け取り、被検査物１０の欠陥５０のマッピングデータを作成するように構成されていても良い。
　本開示の探傷装置は、磁粉探傷装置１に限定されるものではなく、例えば、浸透液を用いて被検査物１０の表面の欠陥を探傷する浸透探傷装置であっても良く、被検査物１０の表面を撮影する入力装置と、入力装置によって取得された原画像を処理して表面における欠陥を検出する検出装置とを備える、あらゆる探傷装置に適用することができる。
　１　磁粉探傷装置（探傷装置）
　１０　被検査物
　１６　カメラ（入力装置）
　３０　検出装置
　３１　第１の抽出部
　３２　検査領域生成部
　３３　第２の抽出部
　３４　欠陥判定部
　４０　第１の欠陥候補部
　４１　検査領域
　４２　第２の欠陥候補部
　４３　欠陥候補部
　５０　欠陥
　Ｃ　重心（図心）
　Ｌｃ　幅算出領域
　ｓ１、ｓ２　直線
　ｗ　幅

Claims (14)

  1. 　被検査物を撮影する入力装置と、
    　前記入力装置によって取得された原画像から前記被検査物の欠陥を検出する検出装置と
    を備える探傷装置において、
    　前記検出装置は、
    　前記原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、前記欠陥候補部の前記長軸方向と平行な２直線の間に前記欠陥候補部が収まり、かつ２直線の間の距離（幅）が予め定められた範囲内である場合に、前記欠陥候補部を前記欠陥と判定する欠陥判定部を有することを特徴とする
    　探傷装置。
  2. 　前記幅算出領域は、前記欠陥候補部の重心を含むことを特徴とする
    　請求項１に記載の探傷装置。
  3. 　前記検出装置は、
    　前記原画像を第１の閾値で二値化して第１の欠陥候補部を抽出する第１の抽出部と、
    　前記第１の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成する検査領域生成部と、
    　前記検査領域を前記第１の閾値よりも小である第２の閾値で二値化して第２の欠陥候補部を抽出する第２の抽出部と
    を更に有し、
    　前記欠陥候補部は、前記第２の欠陥候補部が膨張処理された領域であることを特徴とする
    　請求項１乃至２のいずれか１項に記載の探傷装置。
  4. 　前記検査領域は、前記第１の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることを特徴とする
    　請求項３に記載の探傷装置。
  5. 　前記膨張処理は、前記第２の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることを特徴とする
    　請求項３乃至４のいずれか１項に記載の探傷装置。
  6. 　前記探傷装置は、
    　前記被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、
    　前記被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置と
    を更に備える磁粉探傷装置であることを特徴とする
    　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の探傷装置。
  7. 　前記幅算出領域の前記長さは、０．３ ｍｍ以上、１０ ｍｍ以下であることを特徴とする
    　請求項１乃至６のいずれか１項に記載の探傷装置。
  8. 　入力装置が、被検査物を撮影し、
    　検出装置が、前記入力装置によって取得された原画像から前記被検査物の欠陥を検出する探傷装置による欠陥検出方法において、
    　前記検出装置が有する欠陥判定部が、前記原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、前記欠陥候補部の前記長軸方向と平行な２直線の間に前記欠陥候補部が収まり、かつ２直線の間の距離（幅）が予め定められた範囲内である場合に、前記欠陥候補部を前記欠陥と判定することを特徴とする
    　探傷装置による欠陥検出方法。
  9. 　前記幅算出領域は、前記欠陥候補部の重心を含むことを特徴とする
    　請求項８に記載の探傷装置による欠陥検出方法。
  10. 　前記検出装置が更に有する第１の抽出部が、前記原画像を第１の閾値で二値化して第１の欠陥候補部を抽出し、
    　検査領域生成部が、前記第１の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成し、
    　第２の抽出部が、前記検査領域を前記第１の閾値よりも小である第２の閾値で二値化して第２の欠陥候補部を抽出し、
    　前記欠陥候補部は、前記第２の欠陥候補部が膨張処理された領域であることを特徴とする
    　請求項８乃至９のいずれか１項に記載の探傷装置による欠陥検出方法。
  11. 　前記検査領域は、前記第１の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることを特徴とする
    　請求項１０に記載の探傷装置による欠陥検出方法。
  12. 　前記膨張処理は、前記第２の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることを特徴とする
    　請求項１０乃至１１のいずれか１項に記載の探傷装置による欠陥検出方法。
  13. 　前記探傷装置は、
    　前記被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、
    　前記被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置と
    を更に備える磁粉探傷装置であることを特徴とする
    　請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の探傷装置による欠陥検出方法。
  14. 　前記幅算出領域の前記長さは、０．３ ｍｍ以上、１０ ｍｍ以下であることを特徴とする
    　請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の探傷装置による欠陥検出方法。
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