JPH0735699A - 表面欠陥検出方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて簡易な方法および手段により被検査対
象物の微少欠陥を的確に検出し得るようにする。 【構成】 被検査対象物Ｗの表面状態を明るさの情報を
持つ多数の画素a,a・・の集合によって構成される画像
Ａとして取り込み、該画像Ａの所定領域Ｓに含まれる各
画素a毎の階調値の総和平均と、前記領域aを１画素ずら
した場合に含まれる各画素a毎の階調値の総和平均とを
求め、両総和平均の差を１画素ずらす前の領域Ｓの中央
に総和平均階調差Ｔとして入力する処理を前記画像Ａの
全領域に対して繰り返して行い、前記総和平均階調差Ｔ
の集合からなる処理画像Ａ′に対して所定の抽出レベル
を基準とする抽出処理を行って表面欠陥Ｎを検出するよ
うにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、表面欠陥検出方法お
よびその装置に関し、さらに詳しくはプレスワーク等の
表面に生ずる微少欠陥を画像処理により検出する表面欠
陥検出方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プレスワーク等に生じる微少な
欠陥の検出は、作業者の目視に頼ることが多く、検出作
業も作業者の官能に頼ることが多かった。従って、熟練
した作業者でなければ上記欠陥の検出が難しいという問
題があった。

【０００３】そこで、上記欠陥検出を作業者の目視に頼
ることなく的確に行い得るような方法および装置の開発
が待たれている。

【０００４】上記のような要求に対応するものとして、
被検査対象物の状態を明るさの情報を持つ多数の画素の
集合によって構成される画像として取り込み、該画像に
基づいて欠陥検出を行う方法があるが、この場合、取り
込まれた画像における各画素の明度差が微少欠陥におい
ては鮮明にでないため、欠陥検出が難しいという問題が
存する。

【０００５】なお、被検査対象物の状態をカメラのレン
ズを介して複数のセンサーで像情報として検知して、該
センサーの数に対応した複数の像情報信号を集約するこ
とにより、明度階調を精緻に検知し得るようにしたもの
が提案されている(特開平３ー２１６７６８号公報参
照)。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公知例
のものでは、複数のセンサーにより検知した像情報信号
を集約するようにしているため、非常に多くのセンサー
が必要となるとともに、情報量も極めて多くならざるを
得ず、装置の複雑化および情報処理作業の繁雑化が免れ
がたいという不具合が存する。

【０００７】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、極めて簡易な方法および手段により被検査対象物
の微少欠陥を的確に検出し得るようにすることを目的と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の方法では、上
記課題を解決するための手段として、被検査対象物の表
面状態を明るさの情報を持つ多数の画素の集合によって
構成される画像として取り込み、該画像の所定領域に含
まれる各画素毎の階調値の総和平均と、前記領域を１画
素ずらした場合に含まれる各画素毎の階調値の総和平均
とを求め、両総和平均の差を１画素ずらす前の領域の中
央に総和平均階調差として入力する処理を前記画像の全
領域に対して繰り返して行い、前記総和平均階調差の集
合からなる処理画像に対して所定の抽出レベルを基準と
する抽出処理を行って表面欠陥を検出するようにしてい
る。

【０００９】請求項２の装置では、上記課題を解決する
ための手段として、被検査対象物の表面状態を明るさの
情報を持つ多数の画素の集合によって構成される画像と
して取り込む画像取込手段と、前記画像の所定領域に含
まれる各画素毎の階調値の総和平均と、前記領域を１画
素ずらした場合に含まれる各画素毎の階調値の総和平均
とを求め、両総和平均の差を１画素ずらす前の領域の中
央に総和平均階調差として入力する処理を前記画像の全
領域に対して繰り返して行う画像処理手段と、前記総和
平均階調差の集合からなる処理画像に対して所定の抽出
レベルを基準とする抽出処理を行う欠陥抽出手段とを備
えて構成するようにしている。

【００１０】

【作用】請求項１の方法あるいは請求項２の装置では、
上記手段によって次のような作用が得られる。

【００１１】即ち、被検査対象物の表面状態が取り込ま
れ、明るさの情報を持つ多数の画素の集合によって構成
される画像の所定領域に含まれる各画素毎の階調値の総
和平均と、前記領域を１画素ずらした場合に含まれる各
画素毎の階調値の総和平均とを求め、両総和平均の差を
１画素ずらす前の領域の中央に総和平均階調差として入
力する処理を前記画像の全領域に対して繰り返して行う
こととなっているため、得られた処理画像における総和
平均階調差は、取り込まれた画像における各画素に重み
付けされたものとなり、その後、所定の抽出レベルを基
準とした抽出処理を行った場合、欠陥部分が的確に抽出
されることとなる。

【００１２】

【発明の効果】請求項１の方法あるいは請求項２の装置
によれば、被検査対象物の表面状態が取り込まれ、明る
さの情報を持つ多数の画素の集合によって構成される画
像の所定領域に含まれる各画素毎の階調値の総和平均
と、前記領域を１画素ずらした場合に含まれる各画素毎
の階調値の総和平均とを求め、両総和平均の差を１画素
ずらす前の領域の中央に総和平均階調差として入力する
処理を前記画像の全領域に対して繰り返して行うことと
なっているため、得られた処理画像における総和平均階
調差は、取り込まれた画像における各画素に重み付けさ
れたものとなるため、その後、所定の抽出レベルを基準
とした抽出処理を行った場合、欠陥部分が的確に抽出さ
れることとなり、極めて簡易な方法・装置によって被検
査対象物における欠陥を的確に検出することができると
いう優れた効果がある。しかも、欠陥の大きさに応じて
総和平均階調差を求めるための領域を設定することも可
能なので、総和平均階調差を求める処理が欠陥の大きさ
に適応させて行えるという効果もある。

【００１３】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本願発明の好適
な実施例を説明する。

【００１４】本実施例は、本願発明をプレスワークＷの
微少な欠陥を検出する場合に適用したものであり、図１
に示すように、治具１上に位置決めされたプレスワーク
Ｗに対してファイバー照明２を１０〜２０°の角度で照
射し、前記ファイバー照射２の反対側に位置するＣＣＤ
カメラ３により撮影して得られた画像を、以下に説明す
る手法により画像処理することにより欠陥検出を行うも
のである。

【００１５】本実施例の表面欠陥検出装置は、図２に示
すように、被検査対象物であるプレスワークＷの表面状
態をＣＣＤカメラ３により撮影し、これを明るさの情報
を持つ多数の画素a,a・・の集合によって構成される画
像Ａ(図３参照)として取り込む画像取込手段１１と、前
記画像Ａの所定領域Ｓ(図４参照)に含まれる各画素ａ毎
の階調値の総和平均と、前記領域Ｓを１画素ずらした場
合に含まれる各画素ａ毎の階調値の総和平均とを求め、
両総和平均の差を１画素ずらす前の領域の中央に総和平
均階調差Ｔ(後に詳述する)として入力する処理を前記画
像Ａの全領域に対して繰り返して行う画像処理手段１２
と、前記総和平均階調差の集合からなる処理画像Ａ′に
対して所定の抽出レベルを基準とする抽出処理を行う欠
陥抽出手段１３とを備えて構成されている。符号１４
は、前記欠陥抽出手段１３により抽出された欠陥を表示
する表示手段(例えば、ＣＲＴあるいはハードコピー)で
ある。

【００１６】上記構成の表面欠陥検出装置によるプレス
ワークＷの表面欠陥検出方法を説明する。

【００１７】ＣＣＤカメラ３により撮影され、これを明
るさの情報を持つ多数の画素a,a・・の集合によって構
成される画像Ａ(図３参照)として取り込む。該画像Ａは
グレイレベルの生画像とされており、例えば２５６段階
の階調値に基づく明度差を保有している。

【００１８】ついで、図４および図５に示すように、前
記画像Ａの所定領域Ｓ(例えば、i×j個の画素を含む領
域)に含まれる各画素a毎の階調値の総和平均と、前記領
域Ｘを横軸Ｘ方向に１画素ずらした場合に含まれる各画
素a毎の階調値の総和平均とを求め、両総和平均の差(即
ち、総和平均階調差)Ｔ＝Ｐ{Ｘ＋(j／２)、Ｙ＋(i／
２)}を次式により求める。

【００１９】

【数１】

【００２０】ここで、Ｐ:１画素毎の階調値、Ｙ:縦軸 上記のようにして求められた総和平均階調差Ｔを、図６
に示すように、１画素ずらす前の領域の中央に入力す
る。

【００２１】上記した総和平均階調差Ｔの算出および入
力処理を前記画像Ａの横軸Ｘ方向に１画素づつずらして
全画素に対して繰り返し行い、横軸Ｘ方向における全画
素に対する処理が終了すると、図７に示すように、縦軸
Ｙ方向に１画素ずらして上記と同様な処理を行って画像
Ａにおける全領域に対して総和平均階調差Ｔの算出およ
び入力処理を行う。上記処理は画像処理手段１２により
実施される。

【００２２】上記のようにして得られた総和平均階調差
Ｔを、その階調の違いを何段階かに分類して色差表現あ
るいは鳥瞰図表示すると、図８に示すような処理画像
Ａ′が得られる。

【００２３】上記結果から、検出したい表面欠陥に対応
した抽出レベルを決定し、該抽出レベルを基準として表
面欠陥を抽出すると、図９に示すように、表面欠陥Ｎが
位置とともに的確に検出される。該処理は欠陥抽出手段
１３により実施される。

【００２４】上記したように本実施例によれば、プレス
ワークＷの表面状態が取り込まれ、明るさの情報を持つ
多数の画素a,a・・の集合によって構成される画像Ａの
所定領域Ｓに含まれる各画素a毎の階調値の総和平均
と、前記領域Ｓを１画素ずらした場合に含まれる各画素
毎の階調値の総和平均とを求め、両総和平均の差を１画
素ずらす前の領域の中央に総和平均階調差Ｔとして入力
する処理を前記画像Ａの全領域に対して繰り返して行う
こととなっているため、得られた処理画像Ａ′における
総和平均階調差Ｔは、取り込まれた画像Ａにおける各画
素aに重み付けされたものとなる。従って、その後、所
定の抽出レベルを基準とした抽出処理を行った場合、欠
陥部分が的確に抽出されることとなり、極めて簡易な方
法・装置によって被検査対象物であるプレスワークＷに
おける欠陥Ｎを的確に検出することができる。しかも、
欠陥Ｎの大きさに応じて総和平均階調差Ｔを求めるため
の領域Ｓを設定することも可能なので、総和平均階調差
Ｔを求める処理が欠陥の大きさに適応させて行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例にかかる表面欠陥検出装置に
おける撮影状態を示す側面図である。

【図２】本願発明の実施例にかかる表面欠陥検出装置の
内容を示すブロック図である。

【図３】本願発明の実施例にかかる表面欠陥検出装置に
おいて取り込まれた画像を示す平面図である。

【図４】本願発明の実施例にかかる表面欠陥検出装置に
おいて取り込まれた画像に対して所定領域における総和
平均階調値を求める処理を説明する説明図である。

【図５】本願発明の実施例にかかる表面欠陥検出装置に
おいて取り込まれた画像に対して所定領域を１画素ずら
した時の総和平均階調値を求める処理を説明する説明図
である。

【図６】本願発明の実施例にかかる表面欠陥検出装置に
おいて取り込まれた画像から求められた所定領域におけ
る総和平均階調値と前記領域を横軸方向に１画素ずらし
た時の総和平均階調値との差(即ち、総和平均階調差)の
入力状態を説明する説明図である。

【図７】前記領域を縦軸方向に１画素ずらした時の総和
平均階調差の入力状態を説明する説明図である。

【図８】前記総和平均階調差の集合として求められた処
理画像を示す説明図である。

【図９】前記処理画像に対して所定の抽出レベルを基準
とする抽出処理を行った結果を示す説明図である。

【符号の説明】

３はＣＣＤカメラ、１１は画像取込手段、１２は画像処
理手段、１３は欠陥抽出手段、Ａは画像、aは画素、
Ａ′は処理画像、Ｎは欠陥、Ｓは領域、Ｔは総和平均階
調差、Ｗは被検査対象物(プレスワーク)。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査対象物の表面状態を明るさの情報
   を持つ多数の画素の集合によって構成される画像として
   取り込み、該画像の所定領域に含まれる各画素毎の階調
   値の総和平均と、前記領域を１画素ずらした場合に含ま
   れる各画素毎の階調値の総和平均とを求め、両総和平均
   の差を１画素ずらす前の領域の中央に総和平均階調差と
   して入力する処理を前記画像の全領域に対して繰り返し
   て行い、前記総和平均階調差の集合からなる処理画像に
   対して所定の抽出レベルを基準とする抽出処理を行って
   表面欠陥を検出することを特徴とする表面欠陥検出方
   法。
2. 【請求項２】 被検査対象物の表面状態を明るさの情報
   を持つ多数の画素の集合によって構成される画像として
   取り込む画像取込手段と、前記画像の所定領域に含まれ
   る各画素毎の階調値の総和平均と、前記領域を１画素ず
   らした場合に含まれる各画素毎の階調値の総和平均とを
   求め、両総和平均の差を１画素ずらす前の領域の中央に
   総和平均階調差として入力する処理を前記画像の全領域
   に対して繰り返して行う画像処理手段と、前記総和平均
   階調差の集合からなる処理画像に対して所定の抽出レベ
   ルを基準とする抽出処理を行う欠陥抽出手段とを備えて
   いることを特徴とする表面欠陥検出装置。