JPH0682390A - 表面欠陥検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像装置によって撮像した表面欠陥を処理し
て、微妙な色むら状の表面欠陥などを正確に検出できる
ようにする。 【構成】 ２色以上の色成分を撮像できる撮像装置を用
いて、撮影された各色成分から、輝度の平均値より計算
されたオフセット値を引き、各色成分を足し合わせ、特
定の値で二値化処理することにより、微小な欠陥成分を
強調する撮像画面を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷延鋼板などの表面欠
陥を検出するための表面欠陥検査方法及び装置に係わ
り、特に、テレビカメラによって撮像した表面欠陥像を
処理して、微妙な色むら状の表面欠陥などを正確に検出
するできるようにした、表面欠陥検査方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷延鋼板などの表面欠陥を検出
する方法としては、例えば特開昭６２−７５２３４号に
開示されているように、スポット状のレーザ光を冷延鋼
板などの表面に照射し、該表面の凹凸によって生ずるレ
ーザ光の散乱や回折現象を利用して表面欠陥を検出す
る、レーザ散乱方式やレーザ回折方式による表面欠陥検
出方法が知られている。

【０００３】一方、被検査物体の表面をテレビカメラで
撮映した画像データから該物体の表面欠陥を検出する方
法としては、例えば特開昭５６−７７７０４号に開示さ
れているように、閾値による二値化法が用いられてお
り、被検査物体の表面をテレビカメラで撮像して得られ
た映像が、設定値以上の、若しくは設定値以下の輝度を
示しているとき、該表面を欠陥と判定するようにされて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記レ
ーザ散乱方式やレーザ回折方式では、色むら状の表面欠
陥を検出することができないうえ、表面粗度の微妙な変
化による欠陥の検出が困難であるという問題点があっ
た。

【０００５】又、テレビカメラ撮像による二値化法で
は、微細な欠陥は、表面粗度による回折や散乱光との判
別が困難であるうえ、一定の値の閾値で二値化を行う
と、被検査物体表面の反射率の変化や照明光強度の変動
によって信号強度変化が生じたときに、二値化範囲に大
きな差が生ずるという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決すべく
成されたものであり、テレビカメラによって撮像した表
面欠陥像を処理して、微妙な色むら状の表面欠陥などを
正確に検出できる表面欠陥の検出方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を達成するための手段】本発明は、表面を撮像し
て得た画像データから、被検査物体の表面欠陥を検出す
る表面欠陥検査方法において、２色以上の色成分を撮像
できる撮像装置を用いて、撮影された各色成分から、特
定のオフセット値を引き、各色成分を足し合わせること
により、微小な欠陥信号を強調する撮像画面を作成する
ようにして、前記課題を解決したものである。

【０００８】又、前記オフセット値を、画像中の各色成
分のそれぞれの平均値から求めることにより、表面の反
射率の変化や照明光強度の変動による影響を軽減したも
のである。

【０００９】又、前記により作成された撮像画面を、予
め設定された値で二値化し、二値化された面積が、予め
設定された判別閾値を越えた場合、当該撮影画像中に欠
陥が存在すると判定するようにしたものである。

【００１０】同様にして、本発明は、表面欠陥検査装置
において、被検査物体を照射する光源と、被検査物体表
面を撮像し、画像信号をビデオ信号として伝送する機能
を有し、２色以上の色成分を撮像できる撮像装置と、ビ
デオ画像信号をデジタル画像信号に変換する機能を有す
るアナログ／デジタル信号変換装置と、画像データを保
存する画像データメモリを有し、画像中の輝度の平均値
を計算して、特定のオフセット値を引き、各色成分の値
を足し合わせ、二値化する機能を有する画像処理装置
と、二値化の面積から欠陥の有無を判定する判別装置
と、判定結果を出力する出力装置とを備えることによ
り、前記課題を達成したものである。

【００１１】

【作用】これまで、テレビカメラ撮像による鋼板表面欠
陥検査では、鋼板表面の表面粗度による回折、散乱光、
更には鋼板表面の反射率の変化や照明光強度の変動のた
め、微弱な色むら状の欠陥は判別が困難であった。

【００１２】そこで本発明では、２色以上の色成分が撮
像できる撮像装置で撮像した、一画像中の画像データの
各色成分の輝度の平均値を求める。この平均値より幾ら
か小さい値を、それぞれ各成分のオフセット値として設
定し、各色成分の画像から引く。この各色成分からオフ
セット値を差し引いた画像を足し合わせ、濃淡画像とし
て表示することにより、微妙な色むら状欠陥の信号が強
調され、又、鋼板表面の散乱光や撮像素子の電子ノイズ
は足し合わされることにより平均化され、色むら状の欠
陥のＳＮ比が良くなる。

【００１３】更に、平均値から求めたオフセット値を差
し引くことにより、鋼板表面の反射率や照明光強度の変
化を補正することができる。

【００１４】更に、この濃淡画像に、予め設定した閾値
により二値化処理を施すことにより、欠陥部分が二値化
され、二値化面積により欠陥の有無が判定できる。

【００１５】

【実施例】以下、３個の一次元撮像素子をもつ、３つの
色成分を検出する一次元撮像装置を用いた本発明の実施
例について、図面を参照して詳しく説明する。

【００１６】図１は、本実施例の構成を示す説明図であ
る。この図において、例えば鋼板でなる被検査物体１０
に表面欠陥１２が存在し、該表面欠陥１２の周辺を照ら
すようにして、照明光源２０から被検査物体１０に光が
照射されている。

【００１７】２２は、２色以上の色成分（実施例では、
赤、緑、青の３成分）を撮像できる２個以上（実施例で
は３個）の一次元撮像素子を備えた一次元撮像装置（例
えば３板式の３色テレビカメラ）であって、被検査物体
１０の表面欠陥１２及びその周辺部を撮像する。該一次
元撮像装置２２の出力は、ビデオ信号として伝送され、
アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換装置２４でＡ／Ｄ変
換された後、画像処理装置２６に送出されて画像処理さ
れる。

【００１８】前記画像処理装置２６では、一次元撮像装
置２２からのビデオ信号を被検査物体１０の移動ピッチ
に同期させて１ライン毎に蓄積し、時系列的に１ライン
毎のビデオ信号を順次蓄積することにより、被検査物体
１０の画像を二次元化する。

【００１９】画像処理装置２６の出力は、演算装置２８
に送出されて、二値化の面積から表面欠陥の有無が判定
されるなどの演算が施され、該演算結果が、演算結果出
力装置３０を介して出力される。又、演算装置２８の出
力は画像モニタ３０にも送出され、上記表面欠陥１２を
鮮明に示す画像を表示する。

【００２０】図２は、赤（波長範囲６００〜８００n
m）、緑（波長範囲５００〜６００nm）及び青（波長範
囲４００〜５００nm）の３色の成分が撮像できる一次元
撮像装置２２により撮像した、表面処理鋼板における色
むら状の表面欠陥の画像である。この画像の青成分のa
−b 間の輝度分布を図３に示す。これらの本画像中の各
色成分の画像の輝度の平均値を下表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】この平均値から、例えば３０を引いた値を
それぞれの成分のオフセット値と設定し、各色成分の画
像から差し引くと、図４に示す輝度分布となる。図中、
（Ｒ）は赤成分、（Ｇ）は緑成分、（Ｂ）は青成分をそ
れぞれ示す。

【００２３】これらのオフセット値を引いた各色成分の
画像を濃淡画像として足し合わせると、図５に示す画像
となり、その輝度分布は図６となる。このように微弱で
あった欠陥部の信号が、一連の処理により強調され、鋼
板表面の反射率や照明光の変化が補正される。

【００２４】更に、閾値で二値化処理を行うと図７に示
す画像が得られ、欠陥部が抽出される。

【００２５】なお、上記一連の画像処理は、図１の画像
処理装置２６で行われる。

【００２６】図７の画像から二値化面積を計算すると、
表示画面に対する面積率は約６％となり、面積率による
欠陥判定が行える。

【００２７】この欠陥判定は演算装置２８で行われ、該
判定結果が演算結果出力装置３０に送出されて印刷など
が行われる。又、該判定結果は、画像モニタ３２にも送
出され、該モニタ３２上に表示される。

【００２８】なお、前記実施例においては、撮像装置と
して３板式の３色テレビカメラが用いられていたが、撮
像装置の種類は、これに限定されず、２色以上の色成分
を撮像できる２個以上の一次元撮像素子を備えたもので
あれば他のものでもよい。

【００２９】又、撮像素子も一次元撮像素子に限定され
ず、各色成分を分離して撮像できる二次元撮像素子を用
いてもよい。二次元撮像素子を用いた構成では、画像処
理装置２６において、一次元撮像素子を用いた構成のと
きのように、被検査物体１０の移動ピッチに同期させて
１ライン毎にビデオ信号を蓄積し、二次元画像とする必
要はなく、撮像素子からの二次元のビデオ信号をそのま
ま処理することができる。

【００３０】又、検査対象も表面処理鋼板に限定され
ず、一般の鋼板や、他の金属板にも、同様に適用でき
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
２色以上の色成分を撮像できる撮像装置により撮像した
表面欠陥像を処理することにより、これまで検出が困難
であった微妙な色むら状の表面欠陥が正確に検出できる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成説明図

【図２】前記実施例の撮像装置で撮像した表面欠陥を含
む画像の例を示す線図

【図３】図２のa −b 間の青成分の輝度プロファイルを
示す線図

【図４】前記実施例で、各色成分の画像から特定のオフ
セット値を差し引いた輝度プロファイルを示す線図

【図５】同じく、オフセット値を差し引いた各色成分を
足し合わせた画像を示す線図

【図６】図５のa −b 間の輝度プロファイルを示す線図

【図７】図５に対して二値化処理を施した画像を示す線
図

【符号の説明】

１０…被検査物体 １２…表面欠陥 ２０…照明光源 ２２…一次元撮像装置 ２４…Ａ／Ｄ変換装置 ２６…画像処理装置 ２８…演算装置 ３０…演算結果出力装置 ３２…画像モニタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面を撮像して得た画像データから、被検
   査物体の表面欠陥を検出する表面欠陥検査方法におい
   て、 ２色以上の色成分を撮像できる撮像装置を用いて、撮影
   された各色成分から、特定のオフセット値を引き、各色
   成分を足し合わせることにより、 微小な欠陥信号を強調する撮像画面を作成することを特
   徴とする表面欠陥検査方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記オフセット値を、
   画像中の各色成分のそれぞれの平均値から求めることに
   より、表面の反射率の変化や照明光強度の変動による影
   響を軽減することを特徴とする表面欠陥検査方法。
3. 【請求項３】請求項１により作成された撮像画面におい
   て、予め設定された値で二値化し、二値化された面積
   が、予め設定された判別閾値を越えた場合、当該撮影画
   像中に欠陥が存在すると判定することを特徴とする表面
   欠陥検査方法。
4. 【請求項４】被検査物体を照射する光源と、 被検査物体表面を撮像し、画像信号をビデオ信号として
   伝送する機能を有し、２色以上の色成分を撮像できる撮
   像装置と、 ビデオ画像信号をデジタル画像信号に変換する機能を有
   するアナログ／デジタル信号変換装置と、 画像データを保存する画像データメモリを有し、画像中
   の輝度の平均値を計算して、特定のオフセット値を引
   き、各色成分の値を足し合わせ、二値化する機能を有す
   る画像処理装置と、 二値化の面積から欠陥の有無を判定する判別装置と、 判定結果を出力する出力装置と、 を含むことを特徴とする表面欠陥検査装置。