JPH0810197B2

JPH0810197B2 - 表面疵自動探傷方法

Info

Publication number: JPH0810197B2
Application number: JP4111314A
Authority: JP
Inventors: 隆良多田; 浩司中田; 弘一藤原; 宗興平田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH05307009A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種金属材料(例えば
角形ビレット等)の表面疵を探傷する際に用いて好適の
表面疵自動探傷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属材料の表面疵を探傷する手段
としては、例えば特公昭５９−２２８９５号公報に開示
されるようなものがある。この手段は、材幅方向の走査
線で材長方向に順次走査する撮像装置により被検材の材
面を撮像して表面疵を検査するものであって、撮像装置
からのビデオ信号をサンプリングして材幅方向に多数個
のディジタル信号に変換し、次に、材幅方向および材長
手方向の複数個のディジタル信号毎に、そのディジタル
信号を差分して代表値をそれぞれ求め、この各代表値を
所要数の走査線に対応して各走査線毎に記憶させてお
き、その記憶した各代表値を被検材の材面上における所
定線分方向に所要数だけ加算し、この加算値が閾値を超
えた時の疵信号により表面疵を検査するものである。

【０００３】より具体的に従来手段について説明する
と、図１４に示すように、まず、撮像装置(例えばプラ
ンビコン)によって得られＡ／Ｄ変換された画像データ
に対して、予め作成したビレット幅方向の輝度ムラ補正
パターンを差し引くことにより、シェーディング補正を
行なう(ステップＡ１)。この後、疵信号が急峻な立上り
をもつという性質に着目し、その特徴を抽出できるよう
に、水平(ビレット幅)方向，垂直(ビレット長手)方向に
ついて直近画素データの差分データ(＝濃度変化量)を、
例えば図７上段に示すような２８列×４３２個のデータ
として求める(ステップＡ２)。

【０００４】そして、図７に示すように、水平，垂直の
各差分データの近傍４×４個内のピーク値(１０８個×
７列の代表値データ)を求め、水平，垂直の各差分メモ
リに記憶することにより、差分データに対して４×４の
縮退処理を施す(ステップＡ３)。このような縮退処理に
より、データ圧縮がなされて処理データ量を減少できる
とともに、疵信号の画素位置のずれ(バラツキ)の吸収が
可能になる。

【０００５】縮退処理後、差分ピーク値を８種の方向
(図９参照)に近傍連続７個積算する。処理エリアについ
て縮退データ(＝差分ピーク値)を１ポジションずつずら
しながら、８方向全てについて積算を行なう(ステップ
Ａ４)。そして、全ての積算データ個々について予め設
定されている判定レベル(閾値)に基づいて疵深さ分類を
行ない(ステップＡ５)、処理エリア水平方向に１０８分
割し、各分割エリア内における最大深さデータとその方
向データとを疵データメモリに記憶する(ステップＡ
６)。このようにして得られた疵データからノイズを除
去し、フィールド間のつながり判定等を行なって疵判定
を行なう(ステップＡ７)。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の表面疵自動探傷手段では、小さい欠陥(微細欠
陥)や不定形欠陥の検出能力が低い。例えば、図１０に
示すように、走査線１４本分の大きさの欠陥の検出レベ
ルは長い欠陥の検出レベルよりも低く、その検出は困難
になっている。つまり、前述のステップＡ２により得ら
れた差分値テーブルが図１０(ａ)に示すようなものであ
り、走査線No.３〜１６(１４本分の長さ)の欠陥を検出
した場合において、図１０(ａ)の差分値データに対して
前述のステップＡ３による４×４縮退処理を施すと、図
１０(ｂ)に示すような縮退データテーブルが得られる。

【０００７】そして、図１０(ｂ)に示すごとく得られた
縮退データに対し、前述のステップＡ４による線分抽出
処理を施し、縦方向(図１０中の斜線部)の積算を実施す
ると、‘３６’となる。走査線２８本以上の長い疵の場
合は、縮退データの縦方向７ヵ所とも‘９’となり、積
算値は‘６３’である。従って、小さい短い欠陥につい
ては、前記積算値が判定レベル(閾値)に到達せず、検出
できない場合があり、搬送速度２０ｍ／分の際に長さ２
０mm以上の疵を検出するのが限界であった。なお、図１
０中、差分値が大きい程、輝度(または検出信号)が大き
く急峻であることを示す。

【０００８】しかし、近年、ユーザの製品品質に対する
要求は厳格化してきているため、ビレット段階における
自動磁粉探傷装置による表面疵検出性能の向上が品質保
証体制を確立する上で重要となっている。また、ビレッ
ト加工向上の省力化を目的とした処理能力の向上、即ち
自動磁粉探傷における搬送速度向上が要求され、その中
で現状レベル以上のより短い表面疵(１０mm以上)の検出
性能を有する探傷手段が必要となっている。

【０００９】また、微小疵を探傷対象とする場合、撮像
装置からのモニタ信号のＳ／Ｎ比が低く、疵検出を目的
とすると誤検出率が増加する一方、逆に誤検出を低下さ
せようとすると検出できない疵が増加してしまう。

【００１０】さらに、前述のステップＡ２において水平
方向の差分値を求める際に重要な点は、疵部分の信号の
みを抽出するところにある。しかし、撮像に際して蛍光
磁粉探傷法を適用した場合、磁化コイルと被検材(ビレ
ット)との位置関係や、磁粉液の流動方向から考えて、
ビレットのエッジ部分に磁粉が付着し、その部分の輝度
が高くなり材面に輝度ムラを生じてしまう。このため、
水平差分値を求めた結果、疵だけではなく、エッジ部分
も差分値が大きくなり、誤検出を生じるおそれがある。
このような輝度ムラは、鋼種，磁粉液濃度等の種々の条
件の違いにより大きく異なるため、状況に応じた輝度ム
ラ補正が必要となる。

【００１１】またさらに、被検材の表面の光度は、例え
ば蛍光磁粉探傷法であれば、紫外線強度の経時変化，磁
粉液濃度の変動，被検材の種類の違いにより変化する。
このため、撮像装置により取り込んだ被検材表面のビデ
オ信号レベルが条件により異なるので、疵判断回路にお
ける閾値が同一では対応できず、表面疵の見逃しあるい
は誤検出を誘発する要因となっている。

【００１２】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、被検材の表面欠陥検出能力を向上し、最終
製品の品質向上，搬送速度アップによる処理能力向上を
はかった表面疵自動探傷方法を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の表面疵自動探傷方法(請求項１)は、材幅方
向の走査線で材長方向に順次走査する撮像装置により被
検材の材面を撮像して表面疵を検査するものにおいて、
前記撮像装置からのビデオ信号をサンプリングして材幅
方向に多数個のディジタル信号に変換し、各ディジタル
信号毎に、材幅方向，材長手方向について直近ディジタ
ル信号との差分データを求めた後、前記多数個のディジ
タル信号を複数部分に区画する少なくとも大小２種類の
メッシュを設定し、前記少なくとも大小２種類のメッシ
ュ毎に、各メッシュの各区画内における前記ディジタル
信号毎に得られた前記差分データの代表値を求め、該代
表値を所要数の走査線に対応して各走査線毎に記憶し、
前記の各メッシュ毎に得られた前記の各代表値を、前記
被検材の材面上における所定線分方向に所要数だけ加算
し、前記の各メッシュ毎に算出した加算値が閾値を超え
た時の疵信号により表面疵を検査することを特徴として
いる。

【００１４】また、前記撮像装置からのビデオ信号を所
定期間だけサンプリングしてその平均値を求め、該平均
値が設定値に一致するように前記ビデオ信号の増幅率も
しくはオフセット値を調整してもよいし(請求項２)、前
記被検材の種類および該被検材に対する探傷条件に応じ
た輝度ムラの補正パターンを予め作成しておき、差分処
理前の前記多数個のディジタル信号から前記補正パター
ンを減算してもよい(請求項３)。

【００１５】さらに、前記差分データを求めるに際し、
差分データが所定値以下の負値となった場合、当該差分
データから所定個前までの差分データを出力するフィル
タリング処理を施してもよいし(請求項４)、前記撮像装
置をＣＣＤカメラとしてもよい(請求項５)。

【００１６】

【作用】上述した本発明の表面疵自動探傷方法(請求項
１)では、少なくとも大小２種類のメッシュ毎に、各メ
ッシュの各区画内における差分データの代表値を求める
ことにより、多数個のディジタル信号に対して大小のメ
ッシュで縮退処理を施され、このように大小のメッシュ
を併用することで、大きいメッシュでは検出困難な疵を
小さいメッシュの縮退結果に基づいて検出できる一方、
小さいメッシュでは検出困難な疵を大きいメッシュの縮
退結果に基づいて検出できる。

【００１７】また、撮像装置からのビデオ信号の平均値
が設定値に一致するようにビデオ信号の増幅率もしくは
オフセット値を調整することにより(請求項２)、各種条
件により変化する被検材表面のビデオ信号レベルに対応
することができ、各種ビデオ信号レベルに対しても同一
閾値で疵判定を行なえる。

【００１８】差分処理前の多数個のディジタル信号か
ら、被検材の種類および探傷条件に応じた輝度ムラの補
正パターンを減算することにより(請求項３)、状況に応
じた輝度ムラ補正を施すことができ、疵部分のみを際立
たせることができる。

【００１９】差分データが所定値以下の負値となった場
合、当該差分データから所定個前までの差分データを出
力するフィルタリング処理を施すことにより(請求項
４)、撮像装置からのビデオ信号の画像を改善できＳ／
Ｎ比を向上させることができる。

【００２０】さらに、撮像装置として、立上り特性，動
特性ともに優れているＣＣＤカメラを用いることにより
(請求項５)、被検材の搬送速度が速くなっても、被検材
の材面を確実に撮像することができる。

【００２１】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
表面疵自動探傷方法について説明すると、図１はその手
順を説明するためのフローチャート、図２は本実施例の
方法を適用される装置を示す構成図、図３は本実施例に
おける自動感度校正の積算処理対象となる画像データの
一例を示す図、図４は本実施例における輝度ムラ補正パ
ターンの算出手段を説明する図、図５(ａ)〜(ｃ)は本実
施例における輝度ムラ補正処理を説明する図、図６(ａ)
〜(ｃ)は本実施例における差分データのフィルタリング
処理を説明する図、図７は４×４縮退処理を説明する
図、図８は２×２縮退処理を説明する図、図９(ａ)〜
(ｈ)は線分抽出用のパターン示す図、図１０(ａ)，(ｂ)
は４×４縮退処理の具体例を示す差分値テーブルおよび
縮退データテーブル、図１１(ａ)，(ｂ)は２×２縮退処
理の具体例を示す差分値テーブルおよび縮退データテー
ブル、図１２(ａ)，(ｂ)は４×４および２×２縮退処理
用の差分値データの他の具体例を示す差分値テーブル、
図１３(ａ)，(ｂ)は図１２(ａ)，(ｂ)の差分値テーブル
に対して４×４および２×２縮退処理を施した結果を示
す縮退データテーブルである。

【００２２】図２において、１は角形ビレット等の被検
材であり、この被検材１は、隣合う被探傷面２が上側と
なる姿勢でＶ形搬送ローラおよびピンチローラ(いずれ
も図示省略)により、矢印ａ方向に２５ｍ／分程度で搬
送されている。３は被検材１の被探傷面２に蛍光磁粉液
を散布する磁粉液散布器で、この磁粉液散布器３から被
検材１の被探傷面２に対して蛍光磁粉液が満遍なく散布
されるようになっている。

【００２３】４は被検材１を磁化する磁化装置であっ
て、被検材１の左右前後に配置された４個の鉄心５と、
各鉄心５に巻回された４個の励磁コイル６と、各鉄心５
を相互に結合する継鉄７とをそなえ、その各励磁コイル
６は、被検材１中に回転磁界ができるように三相交流電
源に接続されている。なお、磁化装置４は、被検材１に
対して追従する追従装置(図示省略)に搭載して、該被検
材１の曲がり，位置的変動等の現場条件に拘らず該被検
材１とのギャップを一定に保つことにより、被検材１の
被探傷面２上で一様な磁化が得られるようにしている。

【００２４】８は被検材１の被探傷面２を撮像するＣＣ
Ｄカメラ(撮像装置)であり、被探傷面２に対応しその垂
直線上に位置するように配置され、材幅方向の走査線で
材長方向に順次走査して被検材１の被探傷面(材面)２が
撮像されるようになっている。なお、ＣＣＤカメラ８
は、図２中、１台のみ図示されているが、実際には、被
検材１の各被探傷面２および各コーナー部に対向するよ
うに配置され、合計８台のＣＣＤカメラ８によって被検
材１の表面全周が撮像されるようになっている。

【００２５】９は被検材１の被探傷面２に紫外線を照射
する紫外線光源で、高圧水銀灯，可視光線カットフィル
タ，集光レンズなどから構成され、各被探傷面２に対応
して設けられている。ここで、蛍光磁粉は、紫外線光源
９からの紫外線照射により可視光を発光するので、これ
が疵信号としてＣＣＤカメラ８により撮像されるように
なっている。

【００２６】また、１０はＣＣＤカメラ８からのビデオ
信号を受けて該ビデオ信号に対し画像処理(疵信号のパ
ターン認識処理)を施す画像処理装置、１１はこの画像
処理装置１０による画像処理後のデータを受けて該デー
タに対し所定のデータ処理を施して表面疵を検査して疵
マップを作成するデータ処理装置で、これらの画像処理
装置１０およびデータ処理装置１１は、図１にて後述す
るフローチャートに従って動作するものである。さら
に、１２はデータ処理装置１１からの表面疵検査結果
(疵マップ)を用いて被検材１の被探傷面２における疵を
取り除く自動疵取装置である。

【００２７】次に、上述のごとく構成された本実施例の
装置により実施される表面疵自動探傷動作について説明
すると、まず、角形ビレット等の被検材１の表面疵を探
傷する場合には、被探傷面２が上側となる姿勢で搬送ロ
ーラにより被検材１を図２に矢印ａで示す方向へ一定速
度で搬送しながら、被探傷面２に付着した粉塵，油等の
雑物を図示しない洗浄手段により除去し、磁粉液散布器
３から被探傷面２に蛍光磁粉液を散布した後、磁化装置
４により被検材１に回転磁界を与えて磁化することによ
り、被探傷面２に散布した蛍光磁粉を疵部に付着させ
る。

【００２８】このように蛍光磁粉を散布された被探傷面
２が、本実施例では、紫外線光源９からの紫外線照射を
受けてＣＣＤカメラ８により撮像され、そのビデオ信号
が画像処理装置１０，データ処理装置１１に入力され、
そのビデオ信号に対して図１に示すような処理が施され
る。以下に、画像処理装置１０，データ処理装置１１に
よる表面自動探傷処理を図１に示すフローチャートに従
って説明する。

【００２９】まず、探傷スタートボタン(図示省略)をオ
ン操作して、表面自動探傷処理を開始した際には、処理
装置１０，１１内のＦＩＦＯ(先入れ先出し)メモリのイ
ニシャライズおよび各種ポインタ類のイニシャライズを
行なってから(ステップＳ１)、ＣＣＤカメラ８が探傷撮
像動作中であるか否かを判断し(ステップＳ２)、動作中
でなければ、探傷スタートボタンを自動オフもしくは終
了操作を行なって、アイドル状態(次トリガまたはメニ
ュ待ち状態；ステップＳ３)となる。

【００３０】ステップＳ２にて探傷撮像動作中であると
判断された場合には、ＣＣＤカメラ８からのビデオ信号
を、サンプリングしてディジタル信号(走査線数５２５
本，フィールド周波数６０Ｈｚ，Ａ/Ｄクロック１６Ｍ
Ｈｚ，量子化/フィールド４３２Ｈ×２４０Ｖ×８bit)
に変換する(ステップＳ４)。このとき、本実施例では、
Ａ／Ｄ変換後のディジタル信号(画像濃度)の積算処理を
行ない、校正結果、即ちオフセット値もしくはゲイン値
(増幅率)を求めて、自動感度校正処理を行なっている
(ステップＳ５)。その積算処理は、任意の時間毎に入力
される１フィールドの画像データに対して施される。

【００３１】例えば、図３に自動感度校正の積算処理対
象となる画像データの一例を示す。この図３に示すよう
に、積算対象データは、ｌ₁，ｌ₂，…，ｌ_nラインおよ
びｋ₁，ｋ₂，…，ｋ_mドットで、各ドットの濃度を、Ｐ
₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₂₁，…，Ｐ_nmとすると、校正結果(濃度平
均値)は、校正結果＝濃度積算値／積算ドット数＝(Ｐ₁₁＋Ｐ₁₂＋…＋Ｐ_nm)／(ｎ×ｍ) と表される。この校正結果から、求めるオフセット値
は、オフセット値＝前回オフセット値 −(校正結果−濃度設定値)×オフセット最大値／濃度最
大値となる。このような演算処理を数フィールド間に亘って
繰り返し、最適オフセット値を求め、ステップＳ４にお
けるＡ／Ｄ変換に反映している。なお、最適なゲイン値
も上述のオフセット値の場合と同様に算出することがで
きる。

【００３２】このようにステップＳ５の自動感度校正を
行ないながら、Ａ／Ｄ変換を行なうことで、濃度平均値
が常に濃度設定値に一致するようにオフセット値もしく
はゲイン値が自動調整され、紫外線強度の経時変化，磁
粉液濃度の変動，被検材１の種類の違いなど各種条件に
より変化する被探傷面２のビデオ信号レベルに対応する
ことができ、後述するステップＳ１６等において、各種
ビデオ信号レベルに対しても同一閾値で疵判定を行なえ
る。

【００３３】さて、ステップＳ４にてビデオ信号をＡ／
Ｄ変換することにより得られたディジタル信号は、４面
分、画像メモリ(図示省略)に記憶・格納される(ステッ
プＳ６)。この画像メモリに格納されたデータは、表示
メモリ(６４０Ｈ×４８０Ｖ×８bit)１３を介してＣＲ
Ｔモニタ１４上に表示される。

【００３４】また、画像メモリに格納されたディジタル
信号に対しては、被検材１の種類および探傷条件に応じ
て予め作成した材幅方向の輝度ムラ補正パターンを減算
することにより、輝度ムラ補正が施される(ステップＳ
７)。ここで、輝度ムラ補正パターンは、以下に詳述す
るように、材幅(水平)方向の輝度を材長手(垂直)方向に
亘って積算し平均値を求めその平均値を補正パターンと
することにより得られ、輝度ムラ補正パターンメモリ１
５に記憶・格納される。

【００３５】輝度ムラ補正パターンを算出する際には、
まず、図４に示すように、ＣＣＤカメラ８により撮像さ
れＡ／Ｄ変換して得られたディジタル信号(画像データ)
について１本の走査線の輝度信号をＮ本分(Ｎ≧１)垂直
(材長手)方向に積算する処理を、Ｍ(Ｍ≧１)画面分繰り
返して行ない、得られたＮ×Ｍ個の積算値の平均値を輝
度ムラ補正パターンとして算出する。

【００３６】このようにして得られた補正パターンが輝
度ムラ補正パターンメモリ１５に記憶・格納されてお
り、Ａ／Ｄ変換後のディジタル信号〔入力画像データ；
図５(ａ)参照〕から、図５(ｂ)に示すような補正パター
ンを減算することにより、図５(ｃ)に示すように、状況
に応じた輝度ムラ補正を施すことができ、輝度ムラのな
い疵信号が得られ、疵部分のみを際立たせることができ
る。なお、Ａ／Ｄ変換後の画像データに対し、走査線単
位に平滑化を行ない、生データとの差分をとれば、オン
ライン・リアルタイムで厳密な補正パターンを用いた輝
度ムラの補正を行なえる。

【００３７】ついで、ステップＳ７による輝度ムラ補正
後のディジタル信号(画像データ)に対し、水平(材幅)方
向，垂直(材長手)方向のそれぞれについて直近画素デー
タの差分データ(＝濃度変化量)を、例えば図７，図８上
段に示すような２８列×４３２個のデータとして求める
(ステップＳ８，Ｓ９)。この差分演算は、疵信号が急峻
な立上りをもつという性質に着目し、その特徴を抽出す
るためのものである。

【００３８】さらに、本実施例では、図６(ａ)，(ｂ)に
示すように、疵部分を含むビデオ信号を微分(差分)する
と、疵部分において連続する差分データは正から負へ大
きく変化する性質があることに着目し、差分演算時に、
差分データが所定値以下の負値となった場合、その差分
データから所定個前までの差分データを出力するフィル
タリング処理を施している。例えば、本実施例では、図
６(ｂ)，(ｃ)に示すように、差分データが−２以下にな
った時に、その差分データの１タイミング前と２タイミ
ング前の差分データのみを有効として出力し、他の差分
データは０とするフィルタリング処理を行なっている。
このようなフィルタリング処理により、ＣＣＤカメラ８
からのビデオ信号の画像を改善できＳ／Ｎ比を向上させ
ることができる。

【００３９】そして、図７，図８にそれぞれ示すよう
に、水平，垂直の各差分データの近傍４×４個内のピー
ク値(１０８個×７列の代表値データ)および２×２個内
のピーク値(２１６個×１４列の代表値データ)を求め
(ステップＳ１０，Ｓ１１)、水平，垂直の各差分メモリ
に記憶することにより(ステップＳ１２，Ｓ１３)、差分
データに対して４×４縮退と２×２縮退の２種の縮退処
理が施される。このような２種の縮退処理は毎フィール
ド実行され、以降の線分抽出，疵深さ分類，疵データ作
成，疵判定処理の全てにおいて、この２種の縮退データ
に対する処理が実行される。このような縮退処理によ
り、データ圧縮がなされて処理データ量を減少できると
ともに、疵信号の画素位置のずれ(バラツキ)の吸収が可
能になる。

【００４０】縮退処理後、差分ピーク値を、図９(ａ)〜
(ｈ)に示す８種の方向に連続７個積算する(ステップＳ
１４，Ｓ１５)。処理エリアについて縮退データ(＝差分
ピーク値)を１ポジションずつずらしながら、８方向全
てについて積算を行ない線分抽出を行なう。このとき、
水平差分データについては図９(ａ)〜(ｅ)の５種の方向
について積算し、垂直差分データについては図９(ｆ)〜
(ｈ)の３種の方向について積算する。

【００４１】そして、全ての積算データ個々について予
め設定されている判定レベル(各方向の深さランク付け
閾値)に基づいて、８方向の疵深さのランク付けつまり
疵深さ分類を行なう(ステップＳ１６)。この後、処理エ
リア水平方向に１０８分割し、各分割エリア内における
最大深さデータを検知し(ステップＳ１７)、２×２縮退
データについてはつながり判定を行なってから(ステッ
プＳ１８)、最大深さデータとその方向データとを疵デ
ータメモリ(１０８Ｈ×５bitのものを４×４縮退データ
用と２×２縮退データ用との２組そなえる)に記憶する
(ステップＳ１９)。

【００４２】疵データメモリに格納された疵データに対
しては、実探傷幅外は０にして疵データからノイズを除
去するほか、疵表示データを太らせて疵表示を明確化す
るなどの疵データ編集が施される(ステップＳ２０)。こ
の後、フィールド間のつながり判定を行なってから(ス
テップＳ２１)、画像メモリに対して疵マークの重ね書
きを行なうとともに(ステップＳ２２)、その疵データを
プログラムメモリに順次セーブしプリンタ１６へのデー
タ出力を行なう(ステップＳ２３)。

【００４３】そして、４×４縮退データと２×２縮退デ
ータとの２種類のＯＲ条件により疵判定を行ない(ステ
ップＳ２４)、１０フィールドに１回、上位コンピュー
タのＦＩＦＯメモリへ出力を行なう(ステップＳ２５)。

【００４４】ところで、本実施例では、上述のように、
大小２種類のメッシュ毎に差分データの代表値を求める
２種の縮退処理を併用し、疵判定時にはそのＯＲ条件を
とっている。ここで、４×４縮退データでは、探傷領域
に対して十分長い疵についての差分値が高くなる一方、
２×２縮退データでは、探傷領域よりも短い疵について
の差分値が高くなる。従って、大小２種類のメッシュを
併用することにより、大きいメッシュつまり４×４縮退
データでは検出困難な疵を小さいメッシュつまり２×２
縮退データに基づいて検出できる一方、２×２縮退デー
タでは検出困難な疵を４×４縮退データに基づいて検出
できる。

【００４５】例えば、図１０(ａ)，(ｂ)により前述した
ように、探傷領域よりも短い疵について、４×４縮退処
理を施すと、図１０(ｂ)に示すような縮退データテーブ
ルが得られが、この縮退データに対し、ステップＳ１４
による線分抽出処理を施し、縦方向(図１０中の斜線部)
の積算を実施すると、‘３６’となり、この積算値が判
定レベル(閾値)に到達せず、検出できない場合がある。
しかし、図１１(ａ)に示すように、図１０(ａ)に示す差
分値テーブルの疵部分を抽出した差分値テーブルに対し
２×２縮退処理を施すと、図１１(ｂ)に示すように、縦
方向積算値のピーク値は‘６３’となり、短い疵でも十
分に検出することができる。

【００４６】逆に、２×２縮退データでは検出困難であ
るが、４×４縮退データでは検出できる例としては、図
１２(ａ)，(ｂ)の差分値テーブルに示すようなもの(斜
め欠陥)がある。図１２(ａ)，(ｂ)の各差分値テーブル
に対して、それぞれ４×４縮退処理，２×２縮退処理を
施すと、図１３(ａ)，(ｂ)に示すような縮退データテー
ブルが得られ、この図１３(ａ)，(ｂ)から明らかなよう
に、縦方向の積算値は４×４縮退処理の方が大きくな
り、４×４縮退データによる方が検出容易になってい
る。

【００４７】このように、本実施例の方法によれば、４
×４縮退データと２×２縮退データとを併用して疵判定
を行なうことで、疵長さ１０mm以上の大小の疵(表面欠
陥)を確実に検出することが可能になり、被検材１の表
面欠陥検出能力が大幅に向上し、最終製品の品質向上に
大きく寄与する。

【００４８】また、本実施例では、撮像装置として、従
来のプランビコンに代え、立上り特性，動特性ともに優
れているＣＣＤカメラ８を用いたことにより、被検材１
の搬送速度を２０ｍ／分から２５ｍ／分に上げても、被
検材１の材面を確実に撮像して表面欠陥を検出すること
ができるので、搬送速度アップによって処理能力を大幅
に向上することもできる。

【００４９】なお、上記実施例では、ステップＳ５によ
る自動感度校正処理により、オフセット値を調整してい
るが、オフセット値は一定とし、疵判定における閾値を
調整することによっても、自動感度校正処理を行なった
のと同様の効果が得られる。この場合、濃度設定値と校
正結果との比を前回閾値に乗算して閾値(疵判定レベル)
を自動的に変更する。

【００５０】また、上記実施例では、４×４縮退処理と
２×２縮退処理とを併用する場合について説明したが、
本発明の方法は、これに限定されるものではなく、３種
類以上の縮退処理を併用してもよいし、メッシュの大き
さも４×４や２×２以外のものであってもよく、いずれ
の場合も上記実施例と同様の作用効果が得られることは
言うまでもない。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の表面疵自
動探傷方法(請求項１)によれば、少なくとも大小２種類
のメッシュ毎に、各メッシュの各区画内における差分デ
ータの代表値を求めて、多数個のディジタル信号に対し
て大小のメッシュで縮退処理を施し、これらの大小のメ
ッシュを併用することにより、大小の疵(表面欠陥)を確
実に検出することが可能になり、被検材の表面欠陥検出
能力が大幅に向上し、最終製品の品質を大きく向上でき
る効果がある。

【００５２】また、撮像装置からのビデオ信号の平均値
が設定値に一致するようにビデオ信号の増幅率もしくは
オフセット値を調整することにより(請求項２)、各種条
件により変化する被検材表面のビデオ信号レベルに対応
し、各種ビデオ信号レベルに対しても同一閾値で疵判定
を行ないながら、表面疵の見逃しや誤検出を確実に防止
できる。差分処理前の多数個のディジタル信号から、被
検材の種類および探傷条件に応じた輝度ムラの補正パタ
ーンを減算することにより(請求項３)、状況に応じた輝
度ムラ補正を施せ、疵部分のみを際立たせることがで
き、表面疵の検出精度が大きく向上する。差分データが
所定値以下の負値となった場合、当該差分データから所
定個前までの差分データを出力するフィルタリング処理
を施すことにより(請求項４)、撮像装置からのビデオ信
号の画像を改善できＳ／Ｎ比を向上させることができ、
表面疵の検出精度向上に寄与する。

【００５３】さらに、撮像装置として、立上り特性，動
特性ともに優れているＣＣＤカメラを用いることにより
(請求項５)、被検材の搬送速度が速くなっても、被検材
の材面を確実に撮像して表面疵を検出できるので、搬送
速度アップによって処理能力も大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての表面疵自動探傷方法
の手順を説明するためのフローチャートである。

【図２】本実施例の方法を適用される装置を示す構成図
である。

【図３】本実施例における自動感度校正の積算処理対象
となる画像データの一例を示す図である。

【図４】本実施例における輝度ムラ補正パターンの算出
手段を説明する図である。

【図５】(ａ)〜(ｃ)は本実施例における輝度ムラ補正処
理を説明する図である。

【図６】(ａ)〜(ｃ)は本実施例における差分データのフ
ィルタリング処理を説明する図である。

【図７】４×４縮退処理を説明する図である。

【図８】２×２縮退処理を説明する図である。

【図９】(ａ)〜(ｈ)は線分抽出用のパターン示す図であ
る。

【図１０】(ａ)，(ｂ)は４×４縮退処理の具体例を示す
差分値テーブルおよび縮退データテーブルである。

【図１１】(ａ)，(ｂ)は２×２縮退処理の具体例を示す
差分値テーブルおよび縮退データテーブルである。

【図１２】(ａ)，(ｂ)は４×４および２×２縮退処理用
の差分値データの他の具体例を示す差分値テーブルであ
る。

【図１３】(ａ)，(ｂ)は図１２(ａ)，(ｂ)の差分値テー
ブルに対して４×４および２×２縮退処理を施した結果
を示す縮退データテーブルである。

【図１４】従来の表面疵探傷手段を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１被検材２被探傷面３磁粉液散布器４磁化装置５鉄心６励磁コイル７継鉄８ＣＣＤカメラ(撮像装置) ９紫外線光源１０画像処理装置１１データ処理装置１２自動疵取装置１３表示メモリ１４ＣＲＴモニタ１５輝度ムラ補正パターンメモリ１６プリンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平田宗興兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地株式会社神戸製鋼所神戸製鉄所内 (56)参考文献特開平１−253639（ＪＰ，Ａ) 特開平１−224649（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】材幅方向の走査線で材長方向に順次走査
する撮像装置により被検材の材面を撮像して表面疵を検
査する表面疵自動探傷方法において、前記撮像装置からのビデオ信号をサンプリングして材幅
方向に多数個のディジタル信号に変換し、各ディジタル
信号毎に、材幅方向，材長手方向について直近ディジタ
ル信号との差分データを求めた後、前記多数個のディジタル信号を複数部分に区画する少な
くとも大小２種類のメッシュを設定し、前記少なくとも
大小２種類のメッシュ毎に、各メッシュの各区画内にお
ける前記ディジタル信号毎に得られた前記差分データの
代表値を求め、該代表値を所要数の走査線に対応して各
走査線毎に記憶し、前記の各メッシュ毎に得られた前記の各代表値を、前記
被検材の材面上における所定線分方向に所要数だけ加算
し、前記の各メッシュ毎に算出した加算値が閾値を超えた時
の疵信号により表面疵を検査することを特徴とする表面
疵自動探傷方法。
【請求項２】前記撮像装置からのビデオ信号を所定期
間だけサンプリングしてその平均値を求め、該平均値が
設定値に一致するように前記ビデオ信号の増幅率もしく
はオフセット値を調整することを特徴とする請求項１記
載の表面疵自動探傷方法。
【請求項３】前記被検材の種類および該被検材に対す
る探傷条件に応じた輝度ムラの補正パターンを予め作成
しておき、差分処理前の前記多数個のディジタル信号か
ら前記補正パターンを減算することを特徴とする請求項
１または２記載の表面疵自動探傷方法。
【請求項４】前記差分データを求めるに際し、差分デ
ータが所定値以下の負値となった場合、当該差分データ
から所定個前までの差分データを出力するフィルタリン
グ処理を施すことを特徴とする請求項１〜３記載の表面
疵自動探傷方法。
【請求項５】前記撮像装置がＣＣＤカメラであること
を特徴とする請求項１〜４記載の表面疵自動探傷方法。