JPH06100551B2 - 欠陥検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光沢のある物体表面の平面部分上の疵、クラッ
ク等の欠陥を外観より自動的に検出する欠陥検出方法に
関するものである。

［従来の技術］ 従来、光沢のある物体、例えばプラスチックや、金属に
おいて、表面上の疵やクラックを検査する場合、TVカメ
ラで撮像して得られる画像を処理することにより行われ
てきた。

大きな疵や、隙間が開くような大きなクラックに対して
は、２値画像を用いる簡便な面積判定処理が使われる。

一方隙間が開かず段差のみを生じるようなクラックに対
しては、濃淡画像、空間微分画像、エッジ画像を用いる
複雑な処理が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで濃淡画像、空間微分画像、エッジ画像を使用す
る処理としては、例えばエッジ画像上を探索してエッジ
を探し、見付け出したエッジ像周辺の微分値や濃度値の
変化具合、エッジ形状を検査することにより欠陥検出を
行う方法があるが、多くの処理を行うため、処理時間が
かかるという問題があった。

また実際の処理においては、検査時間が制限されるた
め、２値画像を使い大きな疵やクラックのみを検出する
か、又は演算速度が超高速なプロセッサを使用して濃淡
画像処理を行う必要があるが、超高速なプロセッサは高
価であるという問題があった。

本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目
的とするところは濃淡画像を用い、光沢を持つ物体表面
上の外観検査を高速に且つ精度良く行うことができる欠
陥検出方法を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、被検査物の平面部
分に、撮像素子に被検査物平面部の正反射光が入射する
ように照明を行って撮像し、該撮像によって得られた濃
淡画像を空間微分、２値化、細線化、エッジ延長して得
られるエッジ画像において、第１番目の欠陥検出処理と
して所定検査エリア内で一定長以上のエッジ像の有無の
判定を行って、該当するエッジ像が有れば第１番目の欠
陥検出処理のみで欠陥検出を終了し、一定長以上のエッ
ジ像が無ければ、第２番目の欠陥検出処理として、撮像
素子に被検査物の平面部分に、拡散反射光が入射するよ
うに照明を切り換えて第１番目の欠陥検出処理と同一部
分を撮像し、該撮像によって得られた濃淡画像を空間微
分、２値化、細線化、エッジ延長して得られるエッジ画
像において、所定の検査エリア内のエッジ像についてエ
ッジ像の長さ、大きさ、エッジ像周辺の濃度値、微分値
の大きさにより欠陥の有無を判定をする第２番目の欠陥
検出処理を行うものである。

［作用］ 而して光沢のある被検査物の平面部分に正反射照明を行
うと、平面状態の崩れているところ、即ちクラックが生
じて、亀裂、段差のある所や、光沢面が削り取れられて
疵となっている所は、濃淡画像上で正常面に比べて暗く
なっているため、本発明のように濃淡画像を空間微分、
２値化、細線化、エッジ延長して得られるエッジ画像は
クラック、疵の欠陥をコントラスト良く表すものとな
る。

よって大きな疵や、クラックは正反射照明下での撮像に
より得られたエッジ画像上において、一定長以上のエッ
ジ像の有無を判定するだけで検出することができ、その
ため第１番目の欠陥検出処理が高速に行える。

一方上記の正反射照明下により得られる画像上では小さ
な疵やクラックは検出できないため、上記照明を拡散反
射照明に切り換えて再度撮像する。

そこで第１番目の欠陥検出処理で、欠陥検出が無かった
場合に照明を拡散反射照明に切り換えて撮像を行う。こ
の拡散反射照明下による撮像で得られた濃淡画像を空間
微分、２値化、細線化、エッジ延長して得られるエッジ
画像は、小さな疵やクラックの欠陥像ともにノイズ成分
である、埃、擦り疵などの像が混在しているため、エッ
ジ像の有無だけでは欠陥の有無の判定ができないが、本
発明では第２番目の欠陥検出処理として、所定の検査エ
リア内のエッジ像についてエッジ像の長さ、大きさ、エ
ッジ像周辺の濃度値、微分値の大きさにより欠陥の有無
を判定するので、ノイズ成分と欠陥との分離を行って欠
陥を検出することができるのである。

このように本発明欠陥検出方法では大きな欠陥について
は大まかに簡単に検出を行って高速処理を図り、小さな
欠陥については、撮像時の照明を拡散反射照明に切り換
えて詳細な検出処理を行うことにより精度の高い欠陥検
出が行えるのである。

［実施例］ 以下本発明を実施例装置により説明する。

第１図は本発明の実施例装置を示しており、この装置の
動作を第２図に示すフローチャートに沿って説明する。
まず検査開始時に制御部15から照明切り換えコントロー
ラ10に対して、正反射照明となるように指令を出し、照
明切り換えコントローラ10により正反射照明の設定を行
って正反射照明用ライト２を点灯させる。

この点灯後において、TVカメラ２に被検査物１を撮像さ
せる。

このTVカメラ２の撮像信号はA/D変換器５に入力してA/D
変換され、A/D変換器５は変換出力を分岐させて一方を
原画像フレームメモリ13に送って濃淡画像を作成し、も
う一方を空間微分回路６へ送り込む。

空間微分回路６は送り込まれてデジタル化された画像信
号を空間微分した後、２値化回路７と空間微分画像フレ
ームメモリ12とに分岐出力しており、２値化回路７へ送
られた画像信号は２値化された後、更に細線化回路８、
エッジ延長処理回路９を経て、明るさが変化する部分を
示すエッジ画像となってエッジ画像フレームメモリ11に
蓄積され、また空間微分画像フレームメモリ12に送られ
た画像信号が空間微分画像となる。

このようにして、原画像フレームメモリ13、空間微分画
像フレームメモリ12、エッジ画像フレームメモリ11の総
てに画像が作成された時点で制御部15は判定処理部14に
対して第１番目の欠陥検出処理の開始を指令する。

判定処理部14はエッジ画像フレームメモリ11上の第３図
（ａ）に示す検査エリアａ内に一定長以上のエッジ像イ
が存在するかどうかの探索を行って、エッジ像イに該当
するものがあれば欠陥ありと判定するもので、欠陥あり
と判定した場合には処理を終了し、エッジ像イが存在し
なかった場合には第１番目の欠陥検出処理ではエッジ像
イが無かったことを制御部15へ通知する。

制御部15は第１番目の欠陥検出処理で欠陥が見付からな
かった通知を受け取ると、照明切り換えコントローラ10
に指令を出して正反射照明用ライト４を消灯させ、この
消灯後に拡散反射照明用ライト３を点灯させ、TVカメラ
２により被検査物１を撮像する。TVカメラ２で得られた
画像信号は、第１番目の欠陥検出処理の時と同様にして
A/D変換器５、空間微分回路６、２値化回路７、細線化
回路８、エッジ延長処理回路９の回路を経て、エッジ画
像フレームメモリ11、空間微分画像フレームメモリ12、
原画像フレームメモリ13上に画像を作成する。各フレー
ムメモリ11,12,13上に画像作成が終了すると、制御部15
は判定処理部14に第２番目の欠陥検出処理開始を指令す
る。

判定処理部14はエッジ画像フレームメモリ11上の第３図
（ｂ）に示す所定の検査エリアａ内を探索し、小さなク
ラックのエッジ像ロ、擦り疵のエッジ像ハ、埃によるエ
ッジ像ニ等の小さなエッジ像が見付かると、そのエッジ
像を追跡し、エッジ像の長さ、大きさが規定の範囲内か
どうかを調べ、範囲内であれば欠陥無しと判定し、残り
の検査エリア内において次のエッジ像の探索を行う。規
定の範囲を越える場合には、エッジ周辺の濃度値、微分
値を調べて規定の範囲内であれば欠陥無しと判定し、残
りの検査エリア内において次のエッジ像の探索を行う。
ここで規定の範囲を越える場合には欠陥有りと判定して
処理を終了する。

このようにして第２番目の欠陥検出処理では詳細にエッ
ジ像を検定するため、擦り疵によるエッジ像ハや、埃に
よるエッジ像ニ等のノイズ成分と欠陥である小さなクラ
ックによるエッジ像ロとを識別して確実に欠陥を検出す
ることができるのである。

［発明の効果］ 本発明は被検査物の平面部分に、撮像素子に被検査物平
面部の正反射光が入射するように照明を行って撮像し、
該撮像によって得られた濃淡画像を空間微分、２値化、
細線化、エッジ延長して得られるエッジ画像において、
第１番目の欠陥検出処理として所定検査エリア内で一定
長以上のエッジ像の有無の判定を行って、該当するエッ
ジ像が有れば第１番目の欠陥検出処理のみで欠陥検出を
終了し、一定長以上のエッジ像が無ければ、第２番目の
欠陥検出処理として、撮像素子に被検査物の平面部分
に、拡散反射光が入射するように照明を切り換えて第１
番目の欠陥検出処理と同一部分を撮像し、該撮像によっ
て得られた濃淡画像を空間微分、２値化、細線化、エッ
ジ延長して得られるエッジ画像において、所定の検査エ
リア内のエッジ像についてエッジ像の長さ、大きさ、エ
ッジ像周辺の濃度値、微分値の大きさにより欠陥の有無
を判定をする第２番目の欠陥検出処理を行うので、第１
番目の欠陥検出処理では高速で大きな欠陥の検出処理が
行なえ、また第２番目の欠陥処理では第１番目の欠陥検
出処理では検出できない小さな欠陥の検出を精度良く行
え、結果被検査物の外観検査処理が超高速プロセッサを
用いることなく高速に精度良く行えることができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の回路構成図、第２図は同
上のフローチャート、第３図（ａ）は正反射照明による
エッジ画像例図、第３図（ｂ）は拡散反射照明によるエ
ッジ画像例図である。 １は被検査物、２はTVカメラ、３は拡散照明用ライト、
４は正反射照明用ライト、５はA/D変換器、６は空間微
分回路、７は２値化回路、８は細線化回路、９はエッジ
延長処理回路、10は照明切り換えコントローラ、11はエ
ッジ画像フレームメモリ、12空間微分画像フレームメモ
リ、13は原画像フレームメモリ、14は判定処理部、15は
制御部、ａは検査エリア、イ〜ニはエッジ像である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査物の平面部分に、撮像素子に被検査
   物平面部の正反射光が入射するように照明を行って撮像
   し、該撮像によって得られた濃淡画像を空間微分、２値
   化、細線化、エッジ延長して得られるエッジ画像におい
   て、第１番目の欠陥検出処理として所定検査エリア内で
   一定長以上のエッジ像の有無の判定を行って、該当する
   エッジ像が有れば第１番目の欠陥検出処理のみで欠陥検
   出を終了し、一定長以上のエッジ像が無ければ、第２番
   目の欠陥検出処理として、撮像素子に被検査物の平面部
   分に、拡散反射光が入射するように照明を切り換えて第
   １番目の欠陥検出処理と同一部分を撮像し、該撮像によ
   って得られた濃淡画像を空間微分、２値化、細線化、エ
   ッジ延長して得られるエッジ画像において、所定の検査
   エリア内のエッジ像についてエッジ像の長さ、大きさ、
   エッジ像周辺の濃度値、微分値の大きさにより欠陥の有
   無を判定する第２番目の欠陥検出処理を行うことを特徴
   とする欠陥検出方法。