模様性欠陥の判定方法

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【発明の名称】	模様性欠陥の判定方法
【発明者】	【氏名】横田廣幸
【要約】	【課題】模様性欠陥の発生の有無を確実に検出して判定できる模様性欠陥の判定方法を提供する。【解決手段】被検物体表面の二次元画像データを得、該二次元画像データの隣接する画素ブロック間の画素データ平均値の比較に基づいて、画素ブロックの画素数を増加させながら平滑化処理を繰り返して模様性欠陥の特徴量であるピッチを検出し、そのピッチに基づいて模様性欠陥の発生の有無を判定する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】被検物体表面の二次元画像データを得、該二次元画像データの隣接する画素ブロック間の画素データ平均値の比較に基づいて、画素ブロックの画素数を増加させながら平滑化処理を繰り返して模様性欠陥の特徴量であるピッチを検出し、そのピッチに基づいて模様性欠陥の発生の有無を判定することを特徴とする模様性欠陥の判定方法。
【請求項２】前記模様性欠陥のピッチとして、二次元画像データの異なる複数方向の各々について、隣接する画素ブロック間の画素データ平均値の差分の絶対値が基準値以下となるように平滑化処理を繰り返し、前記差分の絶対値が基準値以下となる直前の平滑化処理における画素ブロックの画素数から当該方向における模様性欠陥のピッチを検出することを特徴とする請求項１に記載の模様性欠陥の判定方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば薄鋼板の表面に生じる模様性欠陥の発生の有無を判定するのに好適な模様性欠陥の判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、冷間圧延鋼板の表面欠陥を判定方法として、鋼板の表面をスポット状のレーザ光で走査し、その反射強度を観測することで欠陥部分の判定を行うものや、鋼板の表面を一様照明し、その像を一次元あるいは二次元のＣＣＤカメラで観測することで欠陥部分を判定するものが知られている。
【０００３】これらの従来の欠陥判定方法においては、レーザスポットの反射強度やＣＣＤカメラの画像信号を、微分処理、積分処理や大小判定処理して欠陥部分を強調し、その相対強度、面積、形状、個数等の特徴量を求めて、種々の組み合わせや比率から欠陥の発生の有無、良否の判定を行うようにしている。
【０００４】また、欠陥が大きな面積や複雑な形状等を有する場合には、鋼板表面の二次元画像データを画像処理して、欠陥面の重心、欠陥全体の方向、欠陥面の周囲長さ、濃さ、発生周期や任意面積当たりでの発生個数の大小、またはそれぞれの比率等を特徴量として欠陥の判定を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来提案されている欠陥判定方法にあっては、特に薄鋼板に発生し易い人間の目で容易に判定できるような縞模様や複雑な形状の模様等の模様性欠陥については、特徴量を抽出することができない場合が多く、このため他の欠陥として誤認識したり、最悪の場合には過検出となって使用不能になるという問題があった。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、模様性欠陥の発生の有無を確実に検出して判定できる模様性欠陥の判定方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発明に係る模様性欠陥の判定方法の発明は、被検物体表面の二次元画像データを得、該二次元画像データの隣接する画素ブロック間の画素データ平均値の比較に基づいて、画素ブロックの画素数を増加させながら平滑化処理を繰り返して模様性欠陥の特徴量であるピッチを検出し、そのピッチに基づいて模様性欠陥の発生の有無を判定することを特徴とするものである。
【０００８】このように、二次元画像データの隣接する画素ブロックの画素数を増加させながら平滑化処理を繰り返せば、模様性欠陥の特徴量であるピッチを検出することができるので、そのピッチに基づいて模様性欠陥の発生の有無を確実に判定することが可能となる。
【０００９】本発明の好適実施の形態では、上記の模様性欠陥のピッチとして、二次元画像データの異なる複数方向の各々について、隣接する画素ブロック間の画素データ平均値の差分の絶対値が基準値以下となるように平滑化処理を繰り返し、前記差分の絶対値が基準値以下となる直前の平滑化処理における画素ブロックの画素数から当該方向における模様性欠陥のピッチを検出する。
【００１０】このように、二次元画像データの異なる複数方向の各々について、模様性欠陥のピッチを検出すれば、縞模様等の模様性欠陥の発生の有無をより確実に判定することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る模様性欠陥の判定方法を実施する薄鋼板の表面欠陥判定装置の要部の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、被検物体である図示しない薄鋼板の表面を撮像素子１で撮像して、その二次元画像データを画像メモリ２に格納する。ここで、撮像素子１は、例えば一次元ＣＣＤカメラや二次元ＣＣＤカメラを用いることができるが、一次元ＣＣＤカメラを用いる場合には、例えば走行する薄鋼板の幅方向に一次元ＣＣＤカメラを配置して二次元画像データを得るようにする。
【００１２】画像メモリ２に格納された二次元画像データは、ピッチ検出処理回路３に供給して、後述するようにして模様性欠陥の特徴量であるピッチを検出し、その検出したピッチを模様性欠陥判定回路４に供給して縞模様等の模様性欠陥の発生の有無を判定する。
【００１３】また、画像メモリ２に格納された二次元画像データは、加算処理回路５に供給すると共に、平均化処理回路６で平均化処理した後、反転処理回路７で反転処理して加算処理回路５に供給する。加算処理回路５では、模様性欠陥判定回路４での判定結果に応じて、画像メモリ２からの二次元画像データ（原画像）に、反転処理回路７からの反転二次元画像データ（反転画像）を選択的に加算し、その出力を公知の欠陥抽出処理回路８に供給して点状／線状欠陥を抽出する。
【００１４】次に、上記のピッチ検出処理回路３における模様性欠陥のピッチ検出処理について説明する。本実施の形態では、先ず、図２（ａ）に示す二次元画像データを３画素×３画素の画素ブロックに分割し、図２（ｂ）に示すように各画素ブロック毎に画素データ平均値を求める平滑化処理を行う。なお、ここでは、便宜上、画素データの最大値（明部）を「９」、最小値（暗部）を「０」としている。
【００１５】その後、画素ブロックの縦、横、±４５°の８方向の各方向について隣接する画素ブロック間の画素データ平均値の差分を演算し、その絶対値と基準値とを比較して、差分の絶対値が基準値以下となるように、画素ブロックの画素数を増加させながら平滑化処理を繰り返し、全ての差分の絶対値が基準値以下となった時点、あるいは画素ブロックの画素数が予め設定した上限値に達した時点で、当該方向における平滑化処理を終了する。ここで基準値は、例えば画素データの最大値と最小値との差の２０％に設定する。したがって、この場合、基準値は（９－０）×０．２＝１．８となる。
【００１６】本実施の形態では、順次の平滑化処理における画素ブロックの各辺の画素数ｎを３を底として指数関数的に増加させる。したがって、２回目の平滑化処理では、指数ｍを２として二次元画像データを９画素×９画素の画素ブロックに分割して、同様にして、図２（ｃ）に示すように各画素ブロック毎に画素データ平均値を求める平滑化処理を行って、その絶対値と基準値とを比較する。
【００１７】図２（ｂ）に示す一回目の平滑化処理後の状態は、例えば横方向では楕円で囲った隣接画素ブロック間で差分の絶対値が基準値を越えており、図２（ｃ）に示す二回目の平滑化処理後の状態は、横方向および－４５°方向では平滑化処理が完了し、縦方向および＋４５°方向では楕円で囲った隣接画素ブロック間で差分の絶対値が基準値を越えているため平滑化処理が完了していない状態を示している。
【００１８】上記の各方向において、全ての隣接画素ブロック間の画素データ平均値の差分の絶対値が基準値以下となって平滑化処理が完了したら、その平滑化処理完了直前の平滑化処理における画素ブロックの画素数を当該方向における模様性欠陥のピッチとして検出して、その検出したピッチを模様性欠陥判定回路４に供給する。なお、画素ブロックの画素数が予め設定した上限値に達するまで平滑化処理を繰り返しても、隣接画素ブロック間の画素データ平均値の差分の絶対値が基準値以下とならない場合には、当該方向におけるピッチをゼロとみなす。
【００１９】図３は、上記のピッチ検出処理回路３による各方向での模様性欠陥のピッチ検出処理の動作を示すフローチャートである。先ず、指数ｍを１として（ステップＳ１）、画素ブロックの各辺の画素数ｎを３^ｍに設定する（ステップＳ２）。次に、画素数ｎが予め設定した上限値以下であることを確認して（ステップＳ３）、ｎ×ｎの画素ブロックの平滑化処理を行って（ステップＳ４）、その平滑化処理後の当該方向における隣接画素ブロックの画素データ平均値の差分を演算し（ステップＳ５）、その差分の絶対値が基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００２０】ステップＳ６において、差分の絶対値が基準値以下でないと判断された場合には、指数ｍをｍ＋１として（ステップＳ７）、ステップ２に戻って上記の動作を繰り返す。ここで、ステップＳ３において、画素数ｎが予め設定した上限値を越えた場合には、平滑化処理を終了して、当該方向におけるピッチをゼロとみなし（ステップＳ８）、ステップＳ６において、差分の絶対値が基準値以下であると判断された場合には、平滑化処理が完了したものとして、その直前（１回前）の平滑化処理における画素数ｎを当該方向におけるピッチとして検出する（ステップＳ９）。
【００２１】以上のように、ピッチ検出処理回路３において、二次元画像データの縦、横、±４５°の４方向について模様性欠陥のピッチを検出したら、それらのピッチに基づいて模様性欠陥判定回路４において模様性欠陥の発生の有無を判定して、その判定結果を出力すると共に、判定結果が模様性欠陥有りの場合には、加算処理回路５において画像メモリ２からの原画像に、反転処理回路７からの反転画像を加算して、原画像から模様性欠陥を消去した画像を欠陥抽出処理回路８に供給する。
【００２２】本実施の形態によれば、画像メモリ２に格納された薄鋼板表面の二次元画像データに基づいて、ピッチ検出処理回路３で縦、横、±４５°の８方向の各々について、隣接する画素ブロック間の画素データ平均値の差分の絶対値が基準値以下となるように、画素ブロックの各辺の画素数（ｎ）を指数関数的に増加させながら平滑化処理を繰り返し、差分の絶対値が基準値以下となる直前の平滑化処理における画素ブロックの画素数（ｎ）を当該方向における模様性欠陥のピッチとして検出するようにしたので、これらの各方向のピッチに基づいて模様性欠陥判定回路４において模様性欠陥の発生の有無を正確に判定することができる。また、画素ブロックの各辺の画素数（ｎ）が予め設定した上限値に達しても、隣接する画素ブロック間の画素データ平均値の差分の絶対値が基準値以下とならない場合には、それ以後の平滑化処理を行わないようにしたので、不要な処理を省き、模様性欠陥の判定をリアルタイムで高速に行うことができる。
【００２３】さらに、画像メモリ２に格納された二次元画像データを平均化処理回路６で平均化処理した後、反転処理回路７で反転処理して反転画像を得、この反転画像を模様性欠陥が検出された場合に加算処理回路５において原画像に加算するようにしたので、原画像から必要な欠陥画像を失うことなく模様性欠陥を消去することができる。したがって、欠陥抽出処理回路８において過検出や誤検出を生じることなく、必要な欠陥のみを確実に検出することができる。
【００２４】なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されることなく、幾多の変更または変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、画素ブロックの各辺の画素数を３^ｍ（ｍは正の整数）として平滑化処理を繰り返すようにしたが、順次の平滑化処理における各辺の画素数の増加は任意に設定することができる。また、上記実施の形態では、ピッチ検出処理回路３において、縦、横、±４５°の４方向の各々について模様性欠陥のピッチを検出するようにしたが、模様性欠陥の発生方向がほぼ決まっている場合には、その方向についてのみピッチを検出して模様性欠陥の発生の有無を判定するようにすることもできる。さらに、本発明は、薄鋼板に限らず、一般の鋼板あるいは鋼板以外の被検物体表面の模様性欠陥の判定に有効に適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被検物体表面の二次元画像データの隣接する画素ブロック間の画素データ平均値の比較に基づいて、画素ブロックの画素数を増加させながら平滑化処理を繰り返して模様性欠陥の特徴量であるピッチを検出し、そのピッチに基づいて模様性欠陥の発生の有無を判定するようにしたので、模様性欠陥を確実に判定することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００１２５８【氏名又は名称】川崎製鉄株式会社
【出願日】	平成１２年１月１７日（２０００．１．１７）
【代理人】	【識別番号】１０００８０６８７【弁理士】【氏名又は名称】小川順三（外１名）
【公開番号】	特開２００１－１９４１３１（Ｐ２００１－１９４１３１Ａ）
【公開日】	平成１３年７月１９日（２００１．７．１９）
【出願番号】	特願２０００－７５４０（Ｐ２０００－７５４０）