JPH11328409A - シート材欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のシート材欠陥検査装置では、ラインセ
ンサカメラの撮像時間が一定時間であるため搬送系の加
減速時には間延びした画像が撮像されて実際の欠陥部分
よりも大きな面積で撮像され、欠陥部分の検出判定を誤
ってしまうという問題があった。そこで、本発明は、搬
送系の加減速度に関わらず、正確にシート材の欠陥を検
出できるものを提供する。 【解決手段】 本発明では、予め搬送系の加減速度と撮
像画像の分解能の比率を計算した分解能補正テーブルＴ
を持ち、この分解能補正テーブルＴに基づきラベリング
手段５による抽出領域の面積を誤差補正して算出する面
積補正算出手段６を備えるので、搬送系の加減速時に生
じた間延びした画像の誤差を補正し、搬送系の加減速度
に関わらず一定速度と同じ分解能で面積を算出すること
ができ、シート材９の欠陥部分８を正確に検出できると
いう効果を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続して搬送され
るシート材の傷、打痕等の欠陥を検出するシート材欠陥
検査装置に関し、特に、撮像手段で撮像された濃淡画像
からシート材の欠陥を検出するシート材欠陥検査装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種生産設備において、ラインセ
ンサカメラ等の撮像装置で撮像された撮像画像から対象
物の欠陥を検出する外観検査装置が広く利用されてい
る。この外観検査装置の中からシート材の傷、打痕等の
欠陥を検出するものとしてはシート材欠陥検査装置が利
用されている。

【０００３】図５は、従来のシート材欠陥検査装置を示
すブロック図である。シート材欠陥検査装置は、図５に
示すように、搬送系（図示せず）により連続して搬送さ
れているシート材９を撮像するラインセンサカメラ１
（撮像手段）と、このラインセンサカメラ１により得ら
れた濃淡画像を処理する電子計算機２とを備えるもので
ある。上記ラインセンサカメラ１は、シート材９の上方
に配置固定され、このシート材９の表面状態を連続して
撮像するものである。また、上記電子計算機２は、ライ
ンセンサカメラ１によって撮像された撮像画像のうちの
濃淡画像を記憶する主メモリ１３（濃淡画像記憶手段）
と、この濃淡画像に基づいてシート材９の欠陥部分８を
検出処理するＣＰＵ１０とを備える。

【０００４】上記ＣＰＵ１０は、２値化手段１４、ラベ
リング手段１５、面積算出手段１６、及び欠陥検出手段
１７を備えており、このＣＰＵ１０での一連の処理はハ
ードやソフトウエアにより行うことができる。上記２値
化手段１４は、主メモリ１３から濃淡画像を読み出し
て、この濃淡画像をシート材９の背景部分と欠陥部分８
とに２値化するものである。上記ラベリング手段１５
は、この２値化手段１４によって２値化して分けられた
欠陥部分８の領域を示す黒色または白色の領域を抽出す
るものである。上記面積算出手段１６は、このラベリン
グ手段１５によって抽出された欠陥部分領域からその面
積を算出するものである。上記欠陥検出手段１７は、こ
の面積算出手段１６によって算出された算出面積を上記
シート材９の欠陥部分８として扱い、この算出面積が指
定範囲より大きければシート材９の欠陥として検出する
ものである。

【０００５】次に、このシート材欠陥検査装置の動作を
以下に説明する。図５に示すように、矢印Ｅ方向に移動
するシート材９をラインセンサカメラ１によって撮像し
撮像画像を得る。この撮像画像から濃淡画像を得て、こ
の濃淡画像を電子計算機２の主メモリ１３に記憶させ
る。次に、主メモリ１３に記憶させた濃淡画像を読み出
して、２値化手段１４で濃淡画像の背景から欠陥部分８
の領域を切り出す閾値により濃淡画像を０と１とに２値
化する。ここで、例えば、欠陥部分８の領域を１の白色
領域として２値化した場合、ラベリング手段１５で白色
領域を抽出することにより、上記欠陥部分領域が取り出
される。そして、面積算出手段１６によってこの欠陥部
分領域の占める面積を算出する。面積算出手段１６によ
る面積算出は、以下のように欠陥部分領域を座標化して
行われる。

【０００６】図６は、上記２値化手段１４によって２値
化された濃淡画像のうちの欠陥部分領域を模式的に示
す。図６において、３０は上記ラベリング手段１５で抽
出された欠陥部分領域であり、３１はその欠陥部分領域
３０を等分化した１つのラインを示す。ここで、ライン
３１のｙ座標をＹとすると、ライン３１の前後における
ライン３１１，３１２のｙ座標はそれぞれ（Ｙ−１）、
（Ｙ＋１）となる。また、３２はライン３１のｘ座標の
始点ＳＸ（Ｙ）を示し、３３はライン３１のｘ座標の終
点ＥＸ（Ｙ）を示す。そうすると、ライン３１の面積は
（ＥＸ（ｙ）−ＳＸ（ｙ））で表すことができる。他の
ラインも同様にしてその面積を求められる。すなわち、
上記ラベリング手段１５によって抽出された欠陥部分領
域３０の占める面積は次式で示される。 Σ（ＥＸ（ｙ）−ＳＸ（ｙ）） ・・・ （Ａ） このようにして上記面積算出手段１６では、上記（Ａ）
式によって欠陥部分領域３０の占める面積が算出され
る。次いで、欠陥検出手段１７によって上記面積算出手
段１６で算出された算出面積が指定範囲より大きな面積
であればシート材９の欠陥として検出する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
ート材欠陥検査装置では、同じ欠陥部分であっても、搬
送系の一定速度時では、図６に示すように、上記ラベリ
ング手段１５で抽出された欠陥部分領域３０はライン毎
に等価な画像が得られるのに対し、搬送系の加減速時で
は、図７に示すように、欠陥領域４０の各ライン４１，
４１１，４１２等が間延びしたような画像が得られる。
そして、上記面積算出手段１６では、搬送系の加減速時
でもこの間延びした画像に対して上記（Ａ）式によって
その面積が算出されるため、搬送系の一定速度時では実
際の欠陥部分８に比例した算出面積が得られるのに対
し、加減速時では実際の欠陥部分８よりも大きな算出面
積が得られてしまい、その結果、シート材９の欠陥部分
８を誤って検出判定をしてしまうという問題があった。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされ、特に搬送系の搬送速度に対する撮像画像の分解
能変化に着目し、この分解能変化に基づいて抽出した欠
陥部分領域の誤差を補正することによって搬送系の加減
速時においても正確に欠陥部分を検出することができる
シート材欠陥検査装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のシート材欠陥検
査装置は、搬送系により連続して搬送されているシート
材の濃淡画像からその欠陥部分を検出するシート材欠陥
検査装置であって、上記連続して搬送されているシート
材を撮像する撮像手段と、上記撮像手段によって撮像さ
れた撮像画像における濃淡画像を記憶する濃淡画像記憶
手段と、上記濃淡画像記憶手段から読み出した濃淡画像
を、上記シート材の背景部分と欠陥部分との領域に分け
る閾値によってこの濃淡画像を２値化する２値化手段
と、上記２値化手段によって２値化された濃淡画像のう
ちの欠陥部分の領域を抽出するラベリング手段と、上記
搬送系の搬送速度に対する，上記撮像手段による撮像画
像の分解能の変化を表す分解能比率を予め計算した分解
能補正テーブルと、上記ラベリング手段によって抽出さ
れた欠陥部分領域の面積を、上記分解能補正テーブルに
基づき誤差補正をして算出する面積補正算出手段と、上
記面積補正算出手段によって算出された算出面積が指定
範囲より大きければシート材の欠陥として検出する欠陥
検出手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明のシート材欠陥検査装置は、
上記のシート材欠陥検査装置において、上記分解能補正
テーブルは、外部入力手段によって得られた現在の搬送
系の搬送速度に応じて計算したものであることを特徴と
するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明によるシート材欠
陥検査装置の実施の形態を図１から図４に基づいて説明
する。なお、本発明のシート材欠陥検査装置は、図５に
示した従来のものと同様に撮像手段や電子計算機を備え
るものであるが、電子計算機を構成する１手段であるＣ
ＰＵにおいて、分解能補正テーブル、及びこの分解能補
正テーブルに基づいた誤差処理を行う面積補正算出手段
を備えるものである。

【００１２】図１は、本発明の実施の形態におけるシー
ト材欠陥検査装置を示すブロック図である。本実施の形
態によるシート材欠陥検査装置は、図１に示すように、
搬送系（図示せず）により連続して搬送されているシー
ト材９を撮像するラインセンサカメラ１（撮像手段）
と、このラインセンサカメラ１により得られた濃淡画像
を処理する電子計算機２とを備えるものである。上記ラ
インセンサカメラ１は、シート材９の上方に配置固定さ
れ、このシート材９の表面状態を連続して撮像するもの
である。また、ラインセンサカメラ１は、外部信号によ
って撮像を開始または終了する。上記電子計算機２は、
ラインセンサカメラ１によって撮像された撮像画像のう
ちの濃淡画像を記憶する主メモリ３（濃淡画像記憶手
段）と、この濃淡画像に基づいてシート材９の欠陥部分
８を検出処理するＣＰＵ１０とを備える。上記主メモリ
３は、濃淡画像を書き込み・読み出しが可能なＲＡＭに
より構成される。

【００１３】上記ＣＰＵ１０は、２値化手段４、ラベリ
ング手段５、分解能補正テーブルＴ、面積補正算出手段
６、及び欠陥検出手段７を備えている。なお、このＣＰ
Ｕ１０での処理はハードやソフトウエアにより行うこと
ができる。上記２値化手段４は、主メモリ３から濃淡画
像を読み出して、シート材９の背景部分と欠陥部分８と
に分ける閾値によってこの濃淡画像を２値化するもので
あり、例えば、欠陥部分８を１の白色領域とし、背景部
分を０の黒色領域とするように２値化する。上記ラベリ
ング手段５は、この２値化手段４によって分けられた欠
陥部分８の欠陥部分領域を抽出するものである。上記分
解能補正テーブルＴは、シート材９の搬送系の搬送速度
に対する、上記ラインセンサカメラ１によって得られる
撮像画像の分解能変化の関係を示す分解能比率を予め計
算したテーブルである。上記面積補正算出手段６は、分
解能補正テーブルＴに基づき、上記ラベリング手段５に
よって抽出された欠陥部分領域を補正してその占める面
積を算出するものである。なお、この面積補正算出手段
６で得られる算出面積が、シート材９の欠陥部分８の面
積として扱われる。上記欠陥検出手段７は、面積算出手
段６によって算出された算出面積が指定範囲より大きい
面積であれば上記シート材９の欠陥として検出するもの
である。

【００１４】次に、上記分解能補正テーブルＴについて
説明する。図２は、上記面積補正算出手段６で使用され
る分解能補正テーブルＴを示すグラフであり、その縦軸
が送り方向である撮像画像の取り込みライン（Ｙ）を示
し、横軸が取り込みライン（Ｙ）に対する撮像画像の分
解能比率（ｆ（Ｙ））を示す。分解能補正テーブルＴ
は、図２に示すように、撮像画像のライン毎の分解能変
化分を表し、その取り込みライン（Ｙ）毎に対する分解
能比率（ｆ（Ｙ））としている。

【００１５】ラインセンサカメラ１が撮像画像の取り込
みを開始してから取り込みを終了するまでの間は一定時
間であるためその単位時間に搬送系が加減速することに
よってシート材９の単位面積当たりに取り込まれるライ
ン数が変化し、このときのライン毎における撮像画像の
分解能も変化することとなる。

【００１６】図３は、搬送系の搬送速度とラインセンサ
カメラ１による撮像画像の分解能の関係を示し、図３に
おいて縦軸が搬送系の搬送速度を示し、横軸がラインセ
ンサカメラ１による撮像画像の分解能を示す。図３に示
すように、搬送系の搬送速度が０のとき、すなわち静止
しているときでは撮像画像の分解能は最高となるが、搬
送速度が増すに連れて一度にシート材９の広い範囲が撮
像されるためシート材９の単位面積当たりにおける撮像
画像の分解能は低下して行くこととなる。すなわち、分
解能は、搬送速度に対して反比例の関係を有する。ここ
で、撮像画像のｙライン目における搬送系の搬送速度Ｓ
のとき分解能を１とすると、搬送速度の変化に対する分
解能の変化（ｆ（ｙ（Ｓ）））は、以下の式で表すこと
ができる。 ｆ（ｙ（Ｓ））＝１／Ｓ ・・・ （Ｂ） 上記（Ｂ）式より、搬送系の速度に対する分解能は速度
成分の逆数として表される。搬送系の搬送速度を一定速
度Ｓに設定するとした場合、搬送系が加減速（０→Ｓ、
Ｓ→０）にあるときは速度Ｓより遅いので、そのときの
撮像画像の分解能は一定速度Ｓにある場合に比べ高くな
る。したがって、搬送系が加減速にある場合の分解能
を、一定速度Ｓにある場合の分解能１と同じ条件下に設
定するためには、上記（Ｂ）式の関係を満足すればよ
い。

【００１７】上記（Ｂ）式で得られる比率を、撮像画像
の取り込みライン毎にプロットすると、図２に示す、分
解能補正テーブルＴが得られる。すなわち、分解能補正
テーブルＴとしては、図２から明らかなように、搬送系
が一定速度にある場合（図２中、範囲ｂで示す。）、分
解能比率（ｆ（ｙ））は一定であるが、搬送系が加速時
（図２中、範囲ａで示す。）または減速時（図２中、範
囲ｃで示す。）にある場合、その速度が遅くなればなる
ほど分解能比率（ｆ（ｙ））が小さくなるような関係が
得られることとなる。

【００１８】次に、本実施の形態によるシート材欠陥検
査装置の動作を以下に説明する。図１に示すように、矢
印Ｅ方向に移動するシート材９を上方に配置したライン
センサカメラ１によって撮像し撮像画像を得る。この撮
像画像から濃淡画像を得て、この濃淡画像を電子計算機
２の主メモリ３に記憶させる。次に、主メモリ３に記憶
させた濃淡画像を読み出して、２値化手段４で濃淡画像
の背景から欠陥部分８の領域を切り出す閾値により濃淡
画像を０と１とに２値化する。ここで、例えば、欠陥部
分８の領域を１の白色領域として２値化した場合、ラベ
リング手段５で白色領域を抽出することにより、上記欠
陥部分領域が取り出される。そして、面積算出手段６に
よってこの欠陥部分領域の占める面積を算出する。面積
算出手段６による面積算出は、以下のように欠陥部分領
域を座標化して行われる。

【００１９】図４は、上記面積補正算出手段６で誤差補
正された欠陥部分領域を模式的に示す。図４において、
１８は誤差補正された欠陥部分領域（算出面積）であ
り、２０はラベリング手段５で抽出された欠陥部分領域
であり、２１はｙ座標のＹライン目の抽出領域を示し、
２２はライン２１のｘ座標の始点ＳＸ（Ｙ）を示し、２
３はライン２１のｘ座標の終点ＥＸ（Ｙ）を示す。した
がって、従来の場合と同様にライン２１の面積は、（Ｅ
Ｘ（ｙ）−ＳＸ（ｙ））の関係より求められるから、ラ
ベリング手段５で抽出された欠陥部分領域２０の面積
は、Σ（ＥＸ（ｙ）−ＳＸ（ｙ））で表される。

【００２０】次に、予め計算された前記図２の分解能補
正テーブルＴを用いて搬送速度の異なる各ライン毎の分
解能比率を加味し、ラベリング手段５によって抽出され
た欠陥部分領域２０を誤差補正した面積は、次式で表す
ことができる。 Σ（ＥＸ（ｙ）−ＳＸ（ｙ））＊ｆ（ｙ） ・・・ （Ｃ） なお、式中、ｆ（ｙ）は、図２の分解能補正テーブルＴ
で示す各ライン（ｙ）毎の分解能比率である。上記
（Ｃ）式で算出された面積は、搬送速度に対する撮像画
像の分解能比率によって誤差補正された面積１８を表す
ものである。

【００２１】このようにして、上記面積補正算出手段６
では、分解能補正テーブルＴを加味した上記（Ｃ）式で
ラベリング手段５から抽出された欠陥部分領域２０から
搬送系の加減速による誤差を補正した算出面積１８を得
る。ここで得た算出面積１８は、上記シート材９の欠陥
部分８の面積と等価であるとして扱われる。次いで、上
記欠陥検出手段７によってこの算出面積１８が指定範囲
より大きな面積であれば、シート材９の欠陥として検出
する。

【００２２】以上のように、本実施の形態によるシート
材欠陥検査装置によれば、シート材９の搬送系の加減速
度に応じてラインセンサカメラ１によって得られる撮像
画像の分解能の比率を予め計算した分解能補正テーブル
Ｔに基づき、ラベリング手段５で抽出された欠陥部分領
域２０から面積補正算出手段６によって誤差補正された
面積１８を算出するので、搬送系の加減速度に関わらず
一定速度と同じ分解能で欠陥部分８の面積を算出してシ
ート材９の欠陥８を検査することができ、その結果、シ
ート材の欠陥を高精度で検出することができるという効
果を有する。

【００２３】なお、上記実施の形態では、分解能補正テ
ーブルＴは、搬送系の加減速度に応じてその分解能比率
ｆ（ｙ）を予め計算したものを用いたが、搬送系の速度
をエンコーダ等の外部入力装置から逐次に読み取り、そ
のときの速度に応じた分解能補正テーブルを作成して、
この分解能補正テーブルを使用するようにしても良い。
そうすれば、搬送系の速度に追従させた面積を算出する
ことができ、より高精度にシート材の欠陥を検出するこ
とができるという効果を有する。

【００２４】

【発明の効果】本発明のシート材欠陥検査装置によれ
ば、搬送系により連続して搬送されているシート材の濃
淡画像からその欠陥部分を検出するシート材欠陥検査装
置であって、上記連続して搬送されているシート材を撮
像する撮像手段と、上記撮像手段によって撮像された撮
像画像における濃淡画像を記憶する濃淡画像記憶手段
と、上記濃淡画像記憶手段から読み出した濃淡画像を、
上記シート材の背景部分と欠陥部分との領域に分ける閾
値によってこの濃淡画像を２値化する２値化手段と、上
記２値化手段によって２値化された濃淡画像のうちの欠
陥部分の領域を抽出するラベリング手段と、上記搬送系
の搬送速度に対する，上記撮像手段による撮像画像の分
解能の変化を表す分解能比率を予め計算した分解能補正
テーブルと、上記ラベリング手段によって抽出された欠
陥部分領域の面積を、上記分解能補正テーブルに基づき
誤差補正をして算出する面積補正算出手段と、上記面積
補正算出手段によって算出された算出面積が指定範囲よ
り大きければシート材の欠陥として検出する欠陥検出手
段とを備えたことを特徴とするもので、上記面積補正手
段では、上記ラベリング手段によって抽出された欠陥部
分領域から、上記分解能補正テーブルに基づいた誤差補
正をして面積を算出するので、この算出面積には搬送系
の加減速時に生じる画像の間延びによる誤差が除かれて
いるため、搬送系の加減速度に関わらず一定速度と同じ
分解能で面積を算出することができ、その結果、シート
材の欠陥部分を正確に検出することができるという効果
を有する。

【００２５】また、本発明のシート材欠陥検査装置によ
れば、搬送系の速度を逐次にエンコーダ等の外部入力装
置から読み取り、速度に応じた分解能補正テーブルを作
成することによって、搬送系の速度に追従させた面積を
算出でき、シート材の欠陥をより正確に検出することが
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるシート材欠陥検査装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】分解能補正テーブルを示すグラフである。

【図３】搬送系の搬送速度と分解能との関係を示すグラ
フである。

【図４】分解能補正した欠陥部分領域（算出面積）を示
す模式図である。

【図５】従来のシート材欠陥検査装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】搬送系が一定速度時にある場合に従来のシート
材欠陥検査装置により検出した欠陥部分領域を示す模式
図である。

【図７】搬送系が加減速時にある場合に従来のシート材
欠陥検査装置により検出した欠陥部分領域を示す模式図
である。

【符号の説明】

１ ラインセンサカメラ（撮像手段） ２ 電子計算機 ３ 主メモリ（濃淡画像記憶手段） ４ ２値化手段 ５ ラベリング手段 ６ 面積補正算出手段 ７ 欠陥検出手段 ８ 欠陥部分 ９ シート材 １０ ＣＰＵ １８ 算出面積 ２０ ラベリング手段で抽出された欠陥部分領域 ２１ １ライン ２２ ｘ座標の始点 ２３ ｘ座標の終点 ３０ ラベリング手段で抽出された欠陥部分領域（一定
速度時） ３１ １ライン ３２ ｘ座標の始点 ３３ ｘ座標の終点 ３１１ （ｙ−１）ライン ３１２ （ｙ＋１）ライン ａ 加速領域 ｂ 定速領域 ｃ 減速領域 Ｔ 分解能補正テーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送系により連続して搬送されているシ
   ート材の濃淡画像からその欠陥部分を検出するシート材
   欠陥検査装置であって、 上記連続して搬送されているシート材を撮像する撮像手
   段と、 上記撮像手段によって撮像された撮像画像における濃淡
   画像を記憶する濃淡画像記憶手段と、 上記濃淡画像記憶手段から読み出した濃淡画像を、上記
   シート材の背景部分と欠陥部分との領域に分ける閾値に
   よってこの濃淡画像を２値化する２値化手段と、 上記２値化手段によって２値化された濃淡画像のうちの
   欠陥部分の領域を抽出するラベリング手段と、 上記搬送系の搬送速度に対する，上記撮像手段による撮
   像画像の分解能の変化を表す分解能比率を予め計算した
   分解能補正テーブルと、 上記ラベリング手段によって抽出された欠陥部分領域の
   面積を、上記分解能補正テーブルに基づき誤差補正をし
   て算出する面積補正算出手段と、 上記面積補正算出手段によって算出された算出面積が指
   定範囲より大きければシート材の欠陥として検出する欠
   陥検出手段とを備えたことを特徴とするシート材欠陥検
   査装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載のシート材欠陥検査
   装置において、 上記分解能補正テーブルは、外部入力手段によって得ら
   れた現在の搬送系の搬送速度に応じて計算したものであ
   ることを特徴とするシート材欠陥検査装置。