JPH04171585A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は画像処理装置に関する。

（従来の技術） 自動車や産業機械等の部材に用いられる特殊鋼をはじめ
とする鉄鋼材料は圧延や熱処理等の製造過程で雰囲気中
の酸素にふれると鋼材中の炭素と雰囲気中の酸素が反応
し、Ｃｏ、ｃｏ２として鋼材から散逸する。従って、鋼
材の表面ならびに表面近傍の炭素含有率がバルク（ｂｕ
ｌｋ）と異なることになる。（通常、脱炭と称する。）
例えば、鋼線材からボルトを成形する場合には鋼材表面
を切断せずに圧延肌又は熱処理肌のままボルト成形機に
てボルトを成形する。従って、鋼材に脱炭層が生じてい
る場合、ボルトにも脱炭層か残存する。二〇脱炭層部は
強度が低いのでボルトは使用中に破損という事態をもお
こしかねない。

鋼材メーカは実質脱炭の無い鋼材の製法を改善していく
ことは重要ではあるが、一方、ユーザへの脱炭のない鋼
材であることを保証するための検査技術もまた重要であ
る。

したがって鋼材の品質を定期的に検査することか必要に
なってくる。この検査は鋼材の一部を切り出して周囲を
樹脂で固めたサンプルを作り、このサンプルの切り出し
面を画像処理して濃淡情報から脱炭の状態を測定するこ
とによって行われている。

ところで脱炭の状態はは鋼材の表層から中心に向って脱
炭かどの程度の深さまで進行しているかを調べることに
よって行われる。

このためサンプルである鋼材の正確な中心を求めること
か必要となっている。

しかしながら従来のこのような検査装置では位置合わせ
装置などで位置合わせをしていただけなのでサンプルで
ある鋼材の十分正確な中心を求めることが難しく、この
検査には技能を要し、また多大の工数を要するため正確
な中心を求めることのできる画像処理装置か望まれてい
た。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の鋼材の脱炭検査装置などではサ
ンプルである鋼材の十分正確な中心を求めることか難し
く、正確な中心を求めることのできる画像処理装置か望
まれていた。

本発明は上記課題を解決すべく創案されたもので、被検
査物の正確な中心を求めることかできる画像処理装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の検査装置では、上記目的を達成するために、円
形状被撮像体の画像を入力する画像入力手段と、この画
像入力手段から入力された円形状被撮像体の画像の仮中
心点を求める仮中心点求出手段と、前記仮中心点から第
１の方向に前記円形状被撮像体の半径の長さ離れた位置
近傍で前記円形状被撮像体の第１の画像エツジ位置を求
め、この第１の画像エツジ位置と前記仮中心点とを通る
直線上の第２の画像エツジ位置を求め、前記第１の画像
エツジ位置と前記第２の画像エツジ位置とを結ぶ線分の
中点を求め、この中点から前記第１の方向とは異なる第
２の方向に前記半径の長さ離れた位置近傍で第３の画像
エツジ位置を求め、この第３の画像エツジ位置から前記
第２の方向と逆方向に前記半径の長さ離れた位置を求め
、この位置を前記円形状被検査物の中心点とする中心点
求出手段とこの中心点算出手段によって求められた中心
点に基づいて前記円形状被撮像体の画像に所定の画像処
理を実行する画像処理手段とを具備している。

（作　用） 本発明の画像処理装置では、仮中心点から第１の方向に
前記円形状被撮像体の半径の長さ離れた位置近傍で円形
状被撮像体の第１の画像エツジ位置を求め、この第１の
画像エツジ位置と仮中心点とを通る直線上の第２の画像
エツジ位置を求め、第１の画像エツジ位置と第２の画像
エツジ位置とを結ぶ線分の中点を求め、この中点から前
記第１の方向以外の第２の方向に半径の長さ離れた位置
近傍で第３の画像エツジ位置を求め、この第３の画像エ
ツジ位置から第２の方向と逆方向に半径の長さ離れた位
置を求め、この位置を円形状被撮像体の中心点として、
この中心点を基準として画像の処理が行われる。

したがって、より正確な中心点を基準として画像処理が
行われるので精度か高くなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の画像処理装置を鋼材の脱炭検査に適用
した場合の一実施例である脱炭検査装置の構成を示す図
である。

同図に示すように、この脱炭検査装置は鋼材サンプル１
００を拡大視した映像信号を得るための光学系２００と
、光学系２００により得られた映像信号を画像処理して
脱炭の検査を行う処理系３ＯＯとから主要部が構成され
ている。

光学系２００は鋼材サンプル１００を収納するホルダ２
１０と、鋼材サンプル１００の切断面を光学的に拡大す
る光学顕微鏡２２０と、光学顕微鏡２２０により拡大さ
れた鋼材サンプル１００の切断面を撮影して映像信号に
変換するＩＴＶ（ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ　置ＥＶＩＳＩ
ＯＮ）カメラ２３０と、鋼材サンプル１００の切断面を
照明する照明装置２４０と、顕微鏡２２０に備えられた
オートフォーカス機構の制御を行うオートフォーカスコ
ントローラ２５０と、ホルダ２１０を保持して平面上を
移動させるＸ−Ｙステージ２６０と、画像処理系３００
からの指示に基づいてＸ−Ｙステージ２６０の移動制御
を行うＸ−Ｙステージコントローラ２７０とから構成さ
れている。

処理系３００は脱炭検査装置全体の検査装置全体の制御
と測定データの処理を行う情報処理装置３１０と、情報
処理装置３１０の指示に基づいてＩＴＶカメラ２３０か
ら映像信号を入力して脱炭検査に必要な画像処理を行う
画像処理装置３２０と、ＩＴＶカメラ２３０て撮影され
た生画像の表示を行う画像モニタ３３０、画像処理装置
３２０で画像処理された画像の表示を行う画像モニタ３
４０、画像処理装置３２０で画像処理された画像のハー
ドコピーを出力するビデオプリンタ３５０と、情報処理
装置３１０て処理された測定データなどの印字を行うプ
リンタ３６０とから構成されている。

第２図は画像処理装置３２０の構成を示すブロック図で
ある。

同図に示すように、画像処理装置３２０は、画像処理装
置３２０全体の制御を行うＣＰＵ３２１と、ＩＴＶカメ
ラ２３０から入力された映像信号の濃度データをディジ
タル値に変換するＡ／Ｄコンバータ３２２と、Ａ／Ｄコ
ンバータ３２２によって変換された画像データを格納す
るフレームメモリ３２３と、フレームメモリ３２３に格
納されている画像データの画像処理を行う画像処理プロ
セッサ３２４と、画像処理プロセッサか画像処理を行う
場合に使用する作業ＲＡＭである。

第３図は鋼材サンプル１００を示す斜視図である。

同図に示すように鋼材サンプル１００は鋼材から切り出
した鋼材片１０１の周囲を黒い樹脂１０２で固められ、
円柱状になっている。

次に、上述した構成の脱炭検査装置の動作について説明
する。

まずＩＴＶカメラ２３０により鋼材サンプル１００の全
体の画像が取込まれる。図示を省略する位置合わせ装置
あるいは鋼材サンプル１００の全体の画像のＸ方向およ
びＹ方向の射影が取られて鋼材サンプル１００の鋼材片
１０１の仮中心点ＴＰが求められる。また情報処理装置
３１０に予め登録しである鋼材の半径の長さをＲとする
。

次に、この仮中心点ＴＰからより正確な中心点ＣＰを求
める動作を説明する。

第４図は中心点ＣＰを求める動作を説明するための図で
ある。

まず仮中心点ＴＰからＸ軸の正の方向にＲ離れた位置Ｐ
１の画素の濃度を検出して鋼材面であると判定されたら
、さらにＸ軸の正の方向の画素の濃度を順次測定してい
き、鋼材片１０１と樹脂１０２の境界点Ｐ２を求める。

（同図（ａ））位置Ｐ１の画素の濃度を検出した結果、
樹脂面であると判定された場合にはＸ軸の負の方向の画
素を順次測定していき鋼材片１０１と樹脂１０２の境界
点Ｐ２を求める。（同図（ｂ））そして境界点Ｐ２か求
まったらＸ軸の負の方向の画素の濃度を順次測定してい
き、鋼材片１０１と樹脂１０２の境界点Ｐ３を求める。

（同図（ｃ）さらに境界点Ｐ２と境界点Ｐ３とを結ぶ線
分の中点Ｐ４を求める。（同図（ｄ）） つぎに中点Ｐ４からＹ軸の正の方向にＲＭれた位置Ｐ５
の画素の濃度を検出して鋼材面であると判定されたら、
さらにＹ軸の正の方向の画素の濃度を順次測定していき
、鋼材片１０１と樹脂１０２の境界点Ｐ６を求める。（
同図（ｅ））つぎに中点Ｐ４からＹ軸の正の方向にＲ離
れた位置Ｐ５の画素の濃度を検出した結果、樹脂面であ
ると判定された場合にはＹ軸の負の方向の画素を順次測
定していき鋼材片１０１と樹脂１０２の境界点Ｐ６を求
める。（同図（ｆ）） そして境界点Ｐ６からＹ軸の負の方向にＲだけ離れた点
が中心点ＣＰになる。

このようにして鋼材片１０１の中心が求まった後は、画
像処理が行われる。

まず第５図に示すように鋼材片１０１の周辺部分の画像
が画面Ｆ１分取込まれる。フレームメモリ３２３上で１
画面分の画像データは第６図に示すように２５５個のセ
クタに分割され、セクタ毎に濃度データが加算され、作
業ＲＡＭ３２５に格納される。

つぎにＸ−Ｙステージコントローラ２７０によってＸ−
Ｙステージ２６０が移動制御されて画面Ｆｌに隣接する
画面Ｆ２分の画像が取込まれ、同様に、画面Ｆ２分の画
像はフレームメモリ３２３上で２５５個のセクタに分割
され、セクタ毎に濃度データか加算され、作業ＲＡＭ３
２５に格納される。

同様にして画面Ｆ３、Ｆ４に対応する画像のセクタ毎の
濃度データか加算されて作業ＲＡＭ３２５に格納される
。

第７図はセクタ毎の濃度データの積算値とセクタとの関
係を示すグラフである。このグラフで示される作業ＲＡ
　Ｍ　３２５に格納されているセクタ毎の積算濃度デー
タに平滑化処理が施されて、第８図に示すデータに変換
されて再び作業ＲＡ　Ｍ　３２５上に格納される。

鋼材片１０１のエツジＡから鋼材片１０１の脱炭してい
ない表面濃度になる位置Ｂまでの距離である脱炭深度Ｄ
Ｔが測定される。二〇脱炭深度ＤＴが所定の値より大き
い場合には不良品であると判断される。また第８図に示
すエツジ部から鋼材片の中心方向の距離と画像の濃度デ
ータのグラフが画像モニタ３４０に表示される。

本実施例の脱炭検査装置では、仮の中心点からより正確
な中心点か求められ、この正確な中心点を基準として脱
炭の検査か行われるので鋼材の脱炭深度が正確に測定さ
れる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の画像処理装置によれば、
仮中心点から正確な中心点が求められ、この正確な中心
点に基づいて画像処理して円形状被撮像体の画像処理が
行われる。このため画像処理が正確に実行される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の脱炭検査装置の一実施例の構成を示す
図、第２図は画像処理装置の構成を示すブロック図、第
３図は鋼材サンプルを示す斜視図、第４図は鋼材片の中
心点を求める動作を説明するための図、第５図は鋼材サ
ンプルの画像を取込む画面を示す図、第６図は１画面の
画像をセクタに分割した様子を示す図、第７図はセクタ
毎の濃度データの積算値とセクタとの関係を示すグラフ
、第８図は第７図に示す濃度データを平滑化した後の状
態を示す図である。 １００・・・鋼材サンプル、１０１・・・鋼材片、１０
２・・・樹脂、２００・・・光学系、２１０・・・ホル
ダ、２２０・・・光学顕微鏡、２３０・・・ＩＴＶカメ
ラ、２４Ｏ・・・照明装置ｆ、２５０・・・オートフォ
ーカスコントローラ、２６０・・・ｘ−ｙステージ２７
０・・・ｘ−ｙステージコントローラ、３００・・・処
理系、３１０・・・情報処理装置、３２０・・・画像処
理装置、３３０．３４０・・パ画像モニタ、３５０・・
・ビデオプリンタ、３６０・・・プリンタ。 出願人　　　　　　東芝エンジニアリング株式会社 同　　　　　　　大同特殊鋼株式会社 代理人　弁理士　　須　山　佐　− （ほか１名） 直 Ｌ−−一―■−−−−−シー軸−−−−畳、−一一静一
−−」第２図 第３１￥） 第４図 Ｆ４ 榛５１ ｔｑり２５３ 第６１￥：ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円形状被撮像体の画像を入力する画像入力手段と
   、 この画像入力手段から入力された円形状被撮像体の画像
   の仮中心点を求める仮中心点求出手段と、前記仮中心点
   から第１の方向に前記円形状被撮像体の半径の長さ離れ
   た位置近傍で前記円形状被撮像体の第１の画像エッジ位
   置を求め、この第１の画像エッジ位置と前記仮中心点と
   を通る直線上の第２の画像エッジ位置を求め、前記第１
   の画像エッジ位置と前記第２の画像エッジ位置とを結ぶ
   線分の中点を求め、この中点から前記第１の方向とは異
   なる第２の方向に前記半径の長さ離れた位置近傍で第３
   の画像エッジ位置を求め、この第３の画像エッジ位置か
   ら前記第２の方向と逆方向に前記半径の長さ離れた位置
   を求め、この位置を前記円形状被検査物の中心点とする
   中心点求出手段と、 この中心点算出手段によって求められた中心点に基づい
   て前記円形状被撮像体の画像に所定の画像処理を実行す
   る画像処理手段と を具備したことを特徴とする画像処理装置。