JP2002243647A - 試料表面の欠損の検出及び分析方法 - Google Patents
試料表面の欠損の検出及び分析方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 欠損の構造および深さ寸法に関する情報を得
るため、試料表面に生じた欠損を検出及び分析し、誤り
無く最大限の精度で欠損を検出特定する方法を提供す
る。 【解決手段】 この方法では、先ず平行光を検査すべき
表面に照射し、該表面からはね返った放射を位置解析画
像処理手段に供給する。その後、画像処理手段から供給
された画像に基づいてマスクを生成する。このマスク
は、前記画像の相対的に明るい部分により画定されるマ
スク領域と、前記画像の相対的に暗い部分により画定さ
れる非マスク領域とを有する。次に、検査すべき表面に
拡散光を照射し、該表面からはね返った放射を位置解析
画像処理手段に供給する。分析に際しては、非マスク領
域からの放射のみを考慮する。
るため、試料表面に生じた欠損を検出及び分析し、誤り
無く最大限の精度で欠損を検出特定する方法を提供す
る。 【解決手段】 この方法では、先ず平行光を検査すべき
表面に照射し、該表面からはね返った放射を位置解析画
像処理手段に供給する。その後、画像処理手段から供給
された画像に基づいてマスクを生成する。このマスク
は、前記画像の相対的に明るい部分により画定されるマ
スク領域と、前記画像の相対的に暗い部分により画定さ
れる非マスク領域とを有する。次に、検査すべき表面に
拡散光を照射し、該表面からはね返った放射を位置解析
画像処理手段に供給する。分析に際しては、非マスク領
域からの放射のみを考慮する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のワニス面等
の試料表面の欠損を検出及び分析するために使用する光
学的画像認識方法に関する。特に、本発明は、検査すべ
き試料表面に２種類の光を相次いで照射して該表面を分
析する方法に関する。
の試料表面の欠損を検出及び分析するために使用する光
学的画像認識方法に関する。特に、本発明は、検査すべ
き試料表面に２種類の光を相次いで照射して該表面を分
析する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学画像認識方法は、例えば、自然又は
人工の気候条件に晒された車両のワニス面等の表面を検
査するとき、及び、こうした気候により生じた表面の欠
損を検出及び分析するときに重要な要素である。
人工の気候条件に晒された車両のワニス面等の表面を検
査するとき、及び、こうした気候により生じた表面の欠
損を検出及び分析するときに重要な要素である。
【０００３】こうした塗料コーティングの品質検査では
特に、石の衝撃（stone impact）に関する接着性の抵抗
（adhesive resistance）も調べる。これを行うため
に、自動車業界では通常、塗料コーティングを施した金
属板の平面状試料を準備し、これに石又は金属の破片を
衝突させる。これにより試料の塗料コーティングに生じ
たあらゆる欠損をその後分析及び分類する。この方法は
塗料コーティングの品質の等級付けにおいて重要な構成
要素である。
特に、石の衝撃（stone impact）に関する接着性の抵抗
（adhesive resistance）も調べる。これを行うため
に、自動車業界では通常、塗料コーティングを施した金
属板の平面状試料を準備し、これに石又は金属の破片を
衝突させる。これにより試料の塗料コーティングに生じ
たあらゆる欠損をその後分析及び分類する。この方法は
塗料コーティングの品質の等級付けにおいて重要な構成
要素である。
【０００４】車両の塗料コーティングは、電着層、充填
剤（filler）コート層、実際の塗料コート層、及び最後
の透明コート層が金属製の車体に連続的に塗装された構
造を有する場合が多い。上述したような外部からの影響
により、こうしたコーティング構造には、例えば、掻
傷、穿孔、又は変形等、異なる種類の欠損が生じる可能
性がある。材料の除去により生じた欠損は特に、深さ寸
法が互いに異なり、こうした破壊は、隣接するコート層
間の境界面、又は個々のコート層の中で発生する。コー
ト層の構造に使用した材料の耐久性、又はコート層間の
接着性に関する情報を得るには、こうした欠損のミクロ
構造と、欠損の様々な構造的特徴の度数比とを検出する
ことが重要である。
剤（filler）コート層、実際の塗料コート層、及び最後
の透明コート層が金属製の車体に連続的に塗装された構
造を有する場合が多い。上述したような外部からの影響
により、こうしたコーティング構造には、例えば、掻
傷、穿孔、又は変形等、異なる種類の欠損が生じる可能
性がある。材料の除去により生じた欠損は特に、深さ寸
法が互いに異なり、こうした破壊は、隣接するコート層
間の境界面、又は個々のコート層の中で発生する。コー
ト層の構造に使用した材料の耐久性、又はコート層間の
接着性に関する情報を得るには、こうした欠損のミクロ
構造と、欠損の様々な構造的特徴の度数比とを検出する
ことが重要である。
【０００５】これを行うために、様々な光学画像認識法
が開発されており、これらの共通点として、検査される
材料片の表面が再現可能な条件下で照射され、前記表面
からはね返った光は、塗料コーティングの欠損の画像を
生成するために画像処理手段に供給される。
が開発されており、これらの共通点として、検査される
材料片の表面が再現可能な条件下で照射され、前記表面
からはね返った光は、塗料コーティングの欠損の画像を
生成するために画像処理手段に供給される。
【０００６】ＤＥ−ＰＳ４１３９１０７Ｃ１号公報で
は、人工又は自然の気候条件に晒された試料表面の変化
を検出及び分析する方法を開示している。試料表面の画
像は、照射手段と位置解析検出器を含む電子カメラとに
より、前記画像のグレーレベルのヒストグラムを生成す
るコンピュータに取り込まれ、デジタル化され、格納さ
れる。その後、この気候条件に晒されていない試料又は
比較基準フィールドのグレーレベルのヒストグラムと、
気候条件に晒された試料のヒストグラムとの減算によ
り、表面の変化が検出できる。しかしながら、上記方法
により、塗料コーティング構造において異なる深さで発
生する欠損を検出して、これらを互いに区別することは
未だ不可能である。
は、人工又は自然の気候条件に晒された試料表面の変化
を検出及び分析する方法を開示している。試料表面の画
像は、照射手段と位置解析検出器を含む電子カメラとに
より、前記画像のグレーレベルのヒストグラムを生成す
るコンピュータに取り込まれ、デジタル化され、格納さ
れる。その後、この気候条件に晒されていない試料又は
比較基準フィールドのグレーレベルのヒストグラムと、
気候条件に晒された試料のヒストグラムとの減算によ
り、表面の変化が検出できる。しかしながら、上記方法
により、塗料コーティング構造において異なる深さで発
生する欠損を検出して、これらを互いに区別することは
未だ不可能である。
【０００７】ＷＯ９８／１６８１５号公報では、表面の
欠損を検査する手段を説明しており、前記手段は、第一
のステップにおいて適切な光学要素により平行光を生成
し、これを検査する試料表面へ向けるために使用される
第一の光源を備える。この光は試料表面ではね返り、画
像を取り込んだらそれを格納することが可能な画像処理
手段のＣＣＤ検出器等の位置解析検出器へ向けられる。
更に、別の光源が設けられ、これは適切な光学手段によ
り拡散光を生成し、別のステップにおいて、この光を試
料表面へ向けるために使用される。試料表面ではね返っ
た光は同じく画像処理手段に供給され、これにより対応
する画像が格納される。前記２種類の光を使用し、これ
らにより実行されたステップを比較することで、検出さ
れた欠損を特徴付けることが可能になる。例えば、前記
方法により、車両の塗料コーティングの外部透明コート
層で発生した欠損だけでなく、前記透明コート層の下に
ある塗料コーティングで発生した欠損をも検出及び特定
することができる。したがって、ＷＯ９８／１６８１５
号公報、特に、図１に記載されている手段と、これに関
連する、平行光及び拡散光の２種類の光を生成すること
についての説明は、本発明の開示に含まれるものとす
る。
欠損を検査する手段を説明しており、前記手段は、第一
のステップにおいて適切な光学要素により平行光を生成
し、これを検査する試料表面へ向けるために使用される
第一の光源を備える。この光は試料表面ではね返り、画
像を取り込んだらそれを格納することが可能な画像処理
手段のＣＣＤ検出器等の位置解析検出器へ向けられる。
更に、別の光源が設けられ、これは適切な光学手段によ
り拡散光を生成し、別のステップにおいて、この光を試
料表面へ向けるために使用される。試料表面ではね返っ
た光は同じく画像処理手段に供給され、これにより対応
する画像が格納される。前記２種類の光を使用し、これ
らにより実行されたステップを比較することで、検出さ
れた欠損を特徴付けることが可能になる。例えば、前記
方法により、車両の塗料コーティングの外部透明コート
層で発生した欠損だけでなく、前記透明コート層の下に
ある塗料コーティングで発生した欠損をも検出及び特定
することができる。したがって、ＷＯ９８／１６８１５
号公報、特に、図１に記載されている手段と、これに関
連する、平行光及び拡散光の２種類の光を生成すること
についての説明は、本発明の開示に含まれるものとす
る。
【０００８】上述した文献では、最適なコントラスト
（対比）の像を得るために、試料の照射、像の取り込
み、取得した画像データの分析をそれぞれ行う手法や手
段について特に説明されていない。この点、一方では、
透明コート層が使用されていること、他方では、他の塗
料コーティングとの色の違いが目立たないものであるこ
とは決定的な要素であり、このため、認識が更に困難に
なる可能性がある。
（対比）の像を得るために、試料の照射、像の取り込
み、取得した画像データの分析をそれぞれ行う手法や手
段について特に説明されていない。この点、一方では、
透明コート層が使用されていること、他方では、他の塗
料コーティングとの色の違いが目立たないものであるこ
とは決定的な要素であり、このため、認識が更に困難に
なる可能性がある。
【０００９】しかしながら、現在に至るまで、ＷＯ９８
／１６８１５号公報において説明された方法の効果や効
率が完全に検討し尽くされたか否かを示す公表はなされ
ていない。
／１６８１５号公報において説明された方法の効果や効
率が完全に検討し尽くされたか否かを示す公表はなされ
ていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、試料表面に生じた欠損を検出及び分析し、これ
により誤りなく最大限の精度で欠損を検出及び特定する
方法を提供することである。特に、こうした方法は、欠
損の構造およびその深さ寸法に関する情報を得るために
使用することができる。
目的は、試料表面に生じた欠損を検出及び分析し、これ
により誤りなく最大限の精度で欠損を検出及び特定する
方法を提供することである。特に、こうした方法は、欠
損の構造およびその深さ寸法に関する情報を得るために
使用することができる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
特徴により解決される。その他の有利な成果は各従属請
求項に含まれる。
特徴により解決される。その他の有利な成果は各従属請
求項に含まれる。
【００１２】すなわち、本願発明は、試料表面の欠損を
検出及び分析する方法であって、（ａ）検査すべき表面
に平行光を照射して該表面からはね返った放射を位置解
析画像処理手段に供給するステップと、（ｂ）前記画像
処理手段により供給された画像に基づきマスクを生成す
るステップと、ここで前記マスクは、前記画像の相対的
に明るい部分により画定されるマスク領域と、前記画像
の相対的に暗い部分により画定される非マスク領域とを
有するものであり、（ｃ）検査すべき表面に拡散光を照
射して該表面からはね返った放射を前記位置解析画像処
理手段に供給するステップと、ここで非マスク領域から
の放射のみが照射条件の設定に際して考慮されているこ
と、を備えることを特徴とする。
検出及び分析する方法であって、（ａ）検査すべき表面
に平行光を照射して該表面からはね返った放射を位置解
析画像処理手段に供給するステップと、（ｂ）前記画像
処理手段により供給された画像に基づきマスクを生成す
るステップと、ここで前記マスクは、前記画像の相対的
に明るい部分により画定されるマスク領域と、前記画像
の相対的に暗い部分により画定される非マスク領域とを
有するものであり、（ｃ）検査すべき表面に拡散光を照
射して該表面からはね返った放射を前記位置解析画像処
理手段に供給するステップと、ここで非マスク領域から
の放射のみが照射条件の設定に際して考慮されているこ
と、を備えることを特徴とする。
【００１３】好ましくは、前記ステップ（ａ）及びステ
ップ（ｃ）において前記画像処理手段により取得される
画像の信号はデジタル化され、前記画像のグレーレベル
のヒストグラム（gray level histogram）がコンピュー
タにより生成されることを特徴とする。また好ましく
は、前記グレーレベルヒストグラムのグレーレベル値の
分布を表すパラメータ、特に標準偏差が最大になるよう
に照射条件を設定し、該照射条件の下で生成された画像
を選択することを特徴とする。また好ましくは、前記相
対的に暗い部分又は前記相対的に明るい部分を、上記各
部分のグレーレベル値が所定の閾値以上又は閾値以下と
なるかにより、前記ステップ（ｂ）において画定するこ
とを特徴とする。さらに好ましくは、分析のために考慮
すべき前記画像処理手段の画素をリストの形態にして非
マスク部分を生成することにより、前記マスクを生成す
ることを特徴とする。
ップ（ｃ）において前記画像処理手段により取得される
画像の信号はデジタル化され、前記画像のグレーレベル
のヒストグラム（gray level histogram）がコンピュー
タにより生成されることを特徴とする。また好ましく
は、前記グレーレベルヒストグラムのグレーレベル値の
分布を表すパラメータ、特に標準偏差が最大になるよう
に照射条件を設定し、該照射条件の下で生成された画像
を選択することを特徴とする。また好ましくは、前記相
対的に暗い部分又は前記相対的に明るい部分を、上記各
部分のグレーレベル値が所定の閾値以上又は閾値以下と
なるかにより、前記ステップ（ｂ）において画定するこ
とを特徴とする。さらに好ましくは、分析のために考慮
すべき前記画像処理手段の画素をリストの形態にして非
マスク部分を生成することにより、前記マスクを生成す
ることを特徴とする。
【００１４】すなわち、本発明は、試料表面に生じた欠
損を検出及び分析する方法を説明する。この方法では、
検査すべき試料表面に２種類の光を相次いで照射し、は
ね返った放射に基づいて画像処理手段により表面画像を
取り込み分析する。
損を検出及び分析する方法を説明する。この方法では、
検査すべき試料表面に２種類の光を相次いで照射し、は
ね返った放射に基づいて画像処理手段により表面画像を
取り込み分析する。
【００１５】したがって、本発明の主要な考え方は、改
善された照射条件下で拡散光による第二の照射ステップ
を実行するために、平行光により実行される第一の照射
ステップを分析することで得られた結果を使用する、と
いうものである。
善された照射条件下で拡散光による第二の照射ステップ
を実行するために、平行光により実行される第一の照射
ステップを分析することで得られた結果を使用する、と
いうものである。
【００１６】最初に、検査すべき表面に平行光を照射
し、そこからはね返った放射が位置解析画像処理手段に
供給される。次に、画像処理手段により供給された画像
に基づいてマスクが生成され、マスクされる領域は相対
的に明るい部分により定められ、マスクされない領域
（非マスク領域）は前記画像の相対的に暗い部分により
定められる。その後、検査すべき表面に拡散光を照射
し、そこからはね返った放射が画像処理手段に供給され
るが、ここでは非マスク領域からの放射のみが照射条件
を設定するために考慮されている。
し、そこからはね返った放射が位置解析画像処理手段に
供給される。次に、画像処理手段により供給された画像
に基づいてマスクが生成され、マスクされる領域は相対
的に明るい部分により定められ、マスクされない領域
（非マスク領域）は前記画像の相対的に暗い部分により
定められる。その後、検査すべき表面に拡散光を照射
し、そこからはね返った放射が画像処理手段に供給され
るが、ここでは非マスク領域からの放射のみが照射条件
を設定するために考慮されている。
【００１７】このような手順により、前記第二の方法の
ステップにおいて最適な照射条件を設定することが可能
になる。これは、マスクの効果により、欠損から発せら
れる後方散乱光の部分のみが照射条件を設定するために
考慮されるからである。したがって、欠損のない試料表
面領域からの後方散乱光の部分は考慮から除外され、必
ず検査しなければならない欠損のみを最適に照射するこ
とができる。
ステップにおいて最適な照射条件を設定することが可能
になる。これは、マスクの効果により、欠損から発せら
れる後方散乱光の部分のみが照射条件を設定するために
考慮されるからである。したがって、欠損のない試料表
面領域からの後方散乱光の部分は考慮から除外され、必
ず検査しなければならない欠損のみを最適に照射するこ
とができる。
【００１８】したがって、平行光、好ましくは平行（直
接）光による第一の照射ステップは、最初に、平面状の
表面の偏差（deviation）のすべて、つまり、対象とな
るコート層が透明、不透明、又は完全に透明性のないも
のであるかどうかに関係なく、あらゆる塗料コーティン
グの欠損を可視状態にするために使用される。こうした
偏差は、どのような種類のものであろうと、平行光によ
り取り込まれた像の露光部分において、暗い部分として
現れる。これは、偏差において発生し画像処理手段へ反
射される光が、欠損のない領域の場合に比べて少ないか
らである。前記欠損のない領域は明るい部分として現れ
るが、これは画像処理手段へ直接光が反射されるためで
ある。
接）光による第一の照射ステップは、最初に、平面状の
表面の偏差（deviation）のすべて、つまり、対象とな
るコート層が透明、不透明、又は完全に透明性のないも
のであるかどうかに関係なく、あらゆる塗料コーティン
グの欠損を可視状態にするために使用される。こうした
偏差は、どのような種類のものであろうと、平行光によ
り取り込まれた像の露光部分において、暗い部分として
現れる。これは、偏差において発生し画像処理手段へ反
射される光が、欠損のない領域の場合に比べて少ないか
らである。前記欠損のない領域は明るい部分として現れ
るが、これは画像処理手段へ直接光が反射されるためで
ある。
【００１９】最初に、平行光が最適な照射条件の設定に
使用される。その後、画像処理手段が画像を生成する。
次に、マスクが生成され、マスクされる領域は欠損のな
い明るい画像部分により作成され、マスクされない領域
は暗い欠損のある画像部分により作成される。後に続
く、拡散光によって実行される照射ステップのために、
前記マスクは、最適な照射条件を設定するために使用さ
れる。こうした設定では、欠損のない明るい領域は都合
よく考慮から除外されるが、これがなければ、こうした
部分は欠損領域にとって望ましくない重ね合わせ（over
lay）を引き起こす可能性がある。このような場合、欠
損部分は、もはや最適に照射され得ない。
使用される。その後、画像処理手段が画像を生成する。
次に、マスクが生成され、マスクされる領域は欠損のな
い明るい画像部分により作成され、マスクされない領域
は暗い欠損のある画像部分により作成される。後に続
く、拡散光によって実行される照射ステップのために、
前記マスクは、最適な照射条件を設定するために使用さ
れる。こうした設定では、欠損のない明るい領域は都合
よく考慮から除外されるが、これがなければ、こうした
部分は欠損領域にとって望ましくない重ね合わせ（over
lay）を引き起こす可能性がある。このような場合、欠
損部分は、もはや最適に照射され得ない。
【００２０】好適な実施形態では、それぞれの照射ステ
ップにおいて、取り込んだ画像のグレーレベルのヒスト
グラムが生成される。前記ヒストグラムは特に、最適な
照射条件を設定するために使用できる。この条件は、取
り込んだ画像のグレーレベル値が最も広範な度数分布と
なる場合に得られる。度数分布の幅の好適な尺度は、標
準偏差である。例えば、２種類の照射ステップは、照射
条件、特に平行光又は拡散光の光度がある領域にわたっ
て段階的に変化するような自動的な方法で実行可能であ
り、それぞれの設定（条件）についてグレーレベルのヒ
ストグラムが得られ、その度数分布が判断され、関連す
る標準偏差が計算される。その後、最大の標準偏差が得
られた光度が設定され、この光度での画像が取り込ま
れ、最終的に分析される。
ップにおいて、取り込んだ画像のグレーレベルのヒスト
グラムが生成される。前記ヒストグラムは特に、最適な
照射条件を設定するために使用できる。この条件は、取
り込んだ画像のグレーレベル値が最も広範な度数分布と
なる場合に得られる。度数分布の幅の好適な尺度は、標
準偏差である。例えば、２種類の照射ステップは、照射
条件、特に平行光又は拡散光の光度がある領域にわたっ
て段階的に変化するような自動的な方法で実行可能であ
り、それぞれの設定（条件）についてグレーレベルのヒ
ストグラムが得られ、その度数分布が判断され、関連す
る標準偏差が計算される。その後、最大の標準偏差が得
られた光度が設定され、この光度での画像が取り込ま
れ、最終的に分析される。
【００２１】好ましくは、マスクは、マスクされない領
域が画像処理手段の画素のリスト（list）という形態で
生成されるようにつくられる。これらの非マスク領域
を、第二の照射ステップにおける照射条件を設定するた
めに考慮しなければならない。したがって、このマスク
は、電子的に格納された仮想のマスクである。このマス
クを生成するには、第一の照射ステップで取り込まれた
画像のグレーレベル値を使用できる。相対的に暗い領域
および相対的に明るい領域の定義に関しては、グレーレ
ベルのスケールにおいて、予め閾値を定義しておくこと
により可能となる。グレーレベル値がこの閾値を下回る
画像部分は明るい部分であり、したがって、マスクされ
る領域として定められる。一方、グレーレベル値がこの
閾値を上回る画像部分は暗い部分であり、マスクされな
い領域として定められる。
域が画像処理手段の画素のリスト（list）という形態で
生成されるようにつくられる。これらの非マスク領域
を、第二の照射ステップにおける照射条件を設定するた
めに考慮しなければならない。したがって、このマスク
は、電子的に格納された仮想のマスクである。このマス
クを生成するには、第一の照射ステップで取り込まれた
画像のグレーレベル値を使用できる。相対的に暗い領域
および相対的に明るい領域の定義に関しては、グレーレ
ベルのスケールにおいて、予め閾値を定義しておくこと
により可能となる。グレーレベル値がこの閾値を下回る
画像部分は明るい部分であり、したがって、マスクされ
る領域として定められる。一方、グレーレベル値がこの
閾値を上回る画像部分は暗い部分であり、マスクされな
い領域として定められる。
【００２２】本発明にかかる方法により、第二の照射ス
テップについての最適な照射条件が得られ次第、その条
件について検出された光度値で画像が取り込まれる。好
ましくは、このマスクは、最適な照射条件を設定するた
めだけではなく、分析すべき画像を取り込み、欠損のな
い部分として定義される部分を溶暗（fade out）させる
ためにも使用される。例えば、考慮に入れない画素の電
子的リストにより、こうしたすべての画素の出力をゼロ
に設定し、取り込み画像における上記対応部分を黒い部
分として表示する。
テップについての最適な照射条件が得られ次第、その条
件について検出された光度値で画像が取り込まれる。好
ましくは、このマスクは、最適な照射条件を設定するた
めだけではなく、分析すべき画像を取り込み、欠損のな
い部分として定義される部分を溶暗（fade out）させる
ためにも使用される。例えば、考慮に入れない画素の電
子的リストにより、こうしたすべての画素の出力をゼロ
に設定し、取り込み画像における上記対応部分を黒い部
分として表示する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、欠損のある塗料コーティン
グ試料を用いて、本発明の方法を詳細に説明する。
グ試料を用いて、本発明の方法を詳細に説明する。
【００２４】以下説明する画像は、検査する試料を平行
光又は拡散光のいずれかにより照射することが可能な、
それ自体公知の従来技術の画像認識システムにより取り
込まれたものである。こうした機器の構造については、
前記ＷＯ９８／１６８１５号公報、特に図１とその関連
説明を参考されたい。
光又は拡散光のいずれかにより照射することが可能な、
それ自体公知の従来技術の画像認識システムにより取り
込まれたものである。こうした機器の構造については、
前記ＷＯ９８／１６８１５号公報、特に図１とその関連
説明を参考されたい。
【００２５】図１は破片の衝突により損傷が生じた塗料
コーティング試料であり、この画像は平行光により取り
込まれている。確認できるように、この種の光では塗料
コーティングの損傷部分はほぼ黒であり、損傷を受けて
いないコーティング部分は白である。
コーティング試料であり、この画像は平行光により取り
込まれている。確認できるように、この種の光では塗料
コーティングの損傷部分はほぼ黒であり、損傷を受けて
いないコーティング部分は白である。
【００２６】画像は、位置解析検出器としてＣＣＤチッ
プが設けられた電子ビデオカメラにより取り込まれてい
る。塗料コーティング面はＣＣＤチップにマッピングさ
れる。個々の画素は０ないし２５５のスケール上のグレ
ーレベル値をとることができる。光度を所定の段階で変
化させ、それぞれの設定光度に関して、取り込み画像の
グレーレベル値の度数分布が検出され、その後、これに
より標準偏差が検出される。次に、標準偏差が最大とな
る光度が選択され、その後の分析のために使用される画
像が取り込まれる。図１にその画像を示す。
プが設けられた電子ビデオカメラにより取り込まれてい
る。塗料コーティング面はＣＣＤチップにマッピングさ
れる。個々の画素は０ないし２５５のスケール上のグレ
ーレベル値をとることができる。光度を所定の段階で変
化させ、それぞれの設定光度に関して、取り込み画像の
グレーレベル値の度数分布が検出され、その後、これに
より標準偏差が検出される。次に、標準偏差が最大とな
る光度が選択され、その後の分析のために使用される画
像が取り込まれる。図１にその画像を示す。
【００２７】次に、図１の画像はマスクを生成するのに
使用され、つまり、その後の画像処理ステップ、特に、
拡散光による画像取込みの際の最適な照射条件を設定す
るために、考慮する必要がある領域と、以降考慮に入れ
る必要がない領域とが定められる。図２によれば、マス
クされた領域は黒で、マスクされない領域は灰色であ
る。
使用され、つまり、その後の画像処理ステップ、特に、
拡散光による画像取込みの際の最適な照射条件を設定す
るために、考慮する必要がある領域と、以降考慮に入れ
る必要がない領域とが定められる。図２によれば、マス
クされた領域は黒で、マスクされない領域は灰色であ
る。
【００２８】黒いマスクされた領域は、グレーレベル値
が所定の閾値を下回ったＣＣＤ検出器画素の電子リスト
の形態として存在し、これにより欠損のない領域として
定義される。このマスクを生成するために、取り込まれ
た像のグレーレベル値は、２種類の領域、つまりマスク
されない欠損のある領域と、欠損のないマスクされた領
域とに区分される。
が所定の閾値を下回ったＣＣＤ検出器画素の電子リスト
の形態として存在し、これにより欠損のない領域として
定義される。このマスクを生成するために、取り込まれ
た像のグレーレベル値は、２種類の領域、つまりマスク
されない欠損のある領域と、欠損のないマスクされた領
域とに区分される。
【００２９】次に、拡散光により塗料コーティング面の
画像が取り込まれる。平行光により取り込んだ露光の場
合と同じように、拡散光の光度も所定の段階で変化さ
れ、それぞれの設定の光度に関して、取り込んだ画像の
グレーレベル値の度数分布が検出され、その後、ここか
ら標準偏差が検出される。しかしながら、これを行う際
には、前のステップにおいて生成されたマスクによりマ
スクされなかった領域に対応する画素のグレーレベル値
のみが考慮される。度数分布および標準偏差は、前記グ
レーレベル値のみにより決定される。このように所定の
光度の範囲を経た後、度数分布の標準偏差が最大となる
光度が選択され、取り込まれた画像が分析される。この
像を取り込むために、マスクされた領域に対応する画素
のグレーレベル値をゼロに設定し、図２によるマスクに
関してすでに表わしたように、黒い部分として表示する
ことが可能である。
画像が取り込まれる。平行光により取り込んだ露光の場
合と同じように、拡散光の光度も所定の段階で変化さ
れ、それぞれの設定の光度に関して、取り込んだ画像の
グレーレベル値の度数分布が検出され、その後、ここか
ら標準偏差が検出される。しかしながら、これを行う際
には、前のステップにおいて生成されたマスクによりマ
スクされなかった領域に対応する画素のグレーレベル値
のみが考慮される。度数分布および標準偏差は、前記グ
レーレベル値のみにより決定される。このように所定の
光度の範囲を経た後、度数分布の標準偏差が最大となる
光度が選択され、取り込まれた画像が分析される。この
像を取り込むために、マスクされた領域に対応する画素
のグレーレベル値をゼロに設定し、図２によるマスクに
関してすでに表わしたように、黒い部分として表示する
ことが可能である。
【００３０】図３は、取り込んだ画像から生成した擬似
カラー表示の白黒コピーを示す。擬似カラー表示では、
特定の主要な画像グレーレベル値に異なる色が割り当て
られる。図４の拡大した正方形の部分図は、画像のほぼ
中央の領域を示すものである。前記部分図によれば、検
出された欠損は、４種類の部分のグループ又はタイプ、
つまりＩないしＩＶに分類することができる。
カラー表示の白黒コピーを示す。擬似カラー表示では、
特定の主要な画像グレーレベル値に異なる色が割り当て
られる。図４の拡大した正方形の部分図は、画像のほぼ
中央の領域を示すものである。前記部分図によれば、検
出された欠損は、４種類の部分のグループ又はタイプ、
つまりＩないしＩＶに分類することができる。
【００３１】この画像の上半分にはタイプＩの円形部分
がある。この部分では、破片の衝突により、本体の金属
が露出している。前記部分を取り囲む部分はタイプＩＩ
及びＩＩＩであり、斜線が入っている。
がある。この部分では、破片の衝突により、本体の金属
が露出している。前記部分を取り囲む部分はタイプＩＩ
及びＩＩＩであり、斜線が入っている。
【００３２】円形のタイプＩＩ部分が、円形の金属部分
を取り囲んでおり、この部分では、後続の次のコート層
の材料が露出していると考えられる。したがって、この
種の部分は、金属に塗布された第一のコート層、つまり
電着層により形成されている。一方、この部分は、タイ
プＩＩＩ部分により囲まれており、これはコート構造に
おいて後続の次の層であると考えられる。つまりタイプ
ＩＩＩの部分では充填剤コート層が露出していると考え
られる。画像の下部においては、タイプＩＩＩの部分を
主として取り囲むタイプＩＶの暗い部分が示されてい
る。したがって、この位置では塗装コート層が露出して
いる。
を取り囲んでおり、この部分では、後続の次のコート層
の材料が露出していると考えられる。したがって、この
種の部分は、金属に塗布された第一のコート層、つまり
電着層により形成されている。一方、この部分は、タイ
プＩＩＩ部分により囲まれており、これはコート構造に
おいて後続の次の層であると考えられる。つまりタイプ
ＩＩＩの部分では充填剤コート層が露出していると考え
られる。画像の下部においては、タイプＩＩＩの部分を
主として取り囲むタイプＩＶの暗い部分が示されてい
る。したがって、この位置では塗装コート層が露出して
いる。
【００３３】掻傷等の透明コート層の任意の欠損は、拡
散光により取り込んだ像では検出できないが、平行光に
より取り込んだ場合に限り可能である。したがって、こ
うした欠損は、拡散光により像を取り込んだ際に特定の
部分が黒であるという事実により容易に特定できる。拡
散光による像は欠損のある部分のみを示すからである。
散光により取り込んだ像では検出できないが、平行光に
より取り込んだ場合に限り可能である。したがって、こ
うした欠損は、拡散光により像を取り込んだ際に特定の
部分が黒であるという事実により容易に特定できる。拡
散光による像は欠損のある部分のみを示すからである。
【００３４】図５、図６は平滑化されたグレーレベルの
ヒストグラムを示しており、図５はマスクを使用せずに
拡散光により取り込んだ塗料コーティング試料の画像の
グレーレベルヒストグラムを示している。左半分におい
て、広範な最大を形成する、欠損のない低グレーレベル
値の明るい部分の影響を明確に確認することができる。
対照的に、図６は同じ試料でマスクを使用して生成した
グレーレベルヒストグラムを示している。マスクがない
場合、欠損のある部分における決定的な情報が覆い隠さ
れ、この部分のコントラストを最適化できない。
ヒストグラムを示しており、図５はマスクを使用せずに
拡散光により取り込んだ塗料コーティング試料の画像の
グレーレベルヒストグラムを示している。左半分におい
て、広範な最大を形成する、欠損のない低グレーレベル
値の明るい部分の影響を明確に確認することができる。
対照的に、図６は同じ試料でマスクを使用して生成した
グレーレベルヒストグラムを示している。マスクがない
場合、欠損のある部分における決定的な情報が覆い隠さ
れ、この部分のコントラストを最適化できない。
【００３５】拡散光を生成するのに使用される、「球状
光度計（globe photometer）」とも呼ばれる球状装置の
光源として、例えば、赤色、緑色、及び青色のＬＥＤ等
を使用することが可能であり、これにより色のスペクト
ル全体をカバーすることが可能であるため、検査される
試料の塗料コーティングの要件及び色に応じて、特別な
色の拡散光を試料表面に送ることができる。
光度計（globe photometer）」とも呼ばれる球状装置の
光源として、例えば、赤色、緑色、及び青色のＬＥＤ等
を使用することが可能であり、これにより色のスペクト
ル全体をカバーすることが可能であるため、検査される
試料の塗料コーティングの要件及び色に応じて、特別な
色の拡散光を試料表面に送ることができる。
【００３６】
【発明の効果】平行光による第一の照射ステップにおい
て、マスクすべき欠損のない部分（考慮しない部分）を
決定するので、拡散光による第二の照射ステップにおい
て最適な照射条件を設定することが可能になる。これ
は、マスクの効果により、欠損から発せられる後方散乱
光の部分のみが、照射条件を設定するために考慮される
からである。したがって、欠損のない試料表面領域から
の後方散乱光の部分は考慮から除外され、必ず検査しな
ければならない欠損を最適に照射することができる。こ
れにより、欠損の構造と深さ寸法とに関する情報を得
て、試料表面に生じた欠損を検出及び分析し、誤り無く
最大限の精度で欠損を検出特定することができる。
て、マスクすべき欠損のない部分（考慮しない部分）を
決定するので、拡散光による第二の照射ステップにおい
て最適な照射条件を設定することが可能になる。これ
は、マスクの効果により、欠損から発せられる後方散乱
光の部分のみが、照射条件を設定するために考慮される
からである。したがって、欠損のない試料表面領域から
の後方散乱光の部分は考慮から除外され、必ず検査しな
ければならない欠損を最適に照射することができる。こ
れにより、欠損の構造と深さ寸法とに関する情報を得
て、試料表面に生じた欠損を検出及び分析し、誤り無く
最大限の精度で欠損を検出特定することができる。
【図１】平行光により取り込まれた欠損のある試料表面
の画像を示す図である。
の画像を示す図である。
【図２】図１の画像から生成されたマスクを示す図であ
る。
る。
【図３】拡散光により取り込まれた、図１に基づいてマ
スクされた試料表面の画像を示す図である。
スクされた試料表面の画像を示す図である。
【図４】個々のグレーレベル領域が見えるようにした、
欠損部分の拡大図である。
欠損部分の拡大図である。
【図５】マスクを使用せずに取り込んだ対応画像の平滑
化されたグレーレベルヒストグラムを示す図である。
化されたグレーレベルヒストグラムを示す図である。
【図６】図３の画像の平滑化されたグレーレベルヒスト
グラムを示す図である。
グラムを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター マーチ ドイツ・フランクフルト アム マイン デー−60326・ジントリンガー シュトラ ーセ 15 (72)発明者 フランク ケルナー ドイツ・バート ヘーァスフェルト デー −36251・トゥーフマハーヴェーク ２ Ｆターム(参考） 2G051 AA89 AB12 CA03 CB01 EA11 EA12 EB01 EC01 EC02 ED01 5B057 AA17 BA02 CA01 CA08 CA16 CB01 CB08 CB16 CC03 CE11 DA03 DA08 DB06 DB09 DC23
Claims (5)
- 【請求項１】 試料表面の欠損を検出及び分析する方法
であって、 （ａ）検査すべき表面に平行光（collimated light）を
照射して該表面からはね返った放射（radiation）を位
置解析画像処理手段に供給するステップと、 （ｂ）前記画像処理手段により供給された画像に基づき
マスクを生成するステップと、ここで前記マスクは、前
記画像の相対的に明るい部分により画定されるマスク領
域と、前記画像の相対的に暗い部分により画定される非
マスク領域とを有するものであり、 （ｃ）検査すべき表面に拡散光（diffuse light）を照
射して該表面からはね返った放射を前記位置解析画像処
理手段に供給するステップと、ここで非マスク領域から
の放射のみが照射条件の設定に際して考慮されているこ
と、 を備える方法。 - 【請求項２】 前記ステップ（ａ）及びステップ（ｃ）
において前記画像処理手段により取得される画像の信号
はデジタル化され、前記画像のグレーレベルのヒストグ
ラム（gray level histogram）がコンピュータにより生
成されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記グレーレベルヒストグラムのグレー
レベル値の分布を表すパラメータ、特に標準偏差が最大
になるように照射条件を設定し、 該照射条件の下で生成された画像を選択することを特徴
とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記相対的に暗い部分又は前記相対的に
明るい部分を、上記各部分のグレーレベル値が所定の閾
値以上又は閾値以下となるかにより、前記ステップ
（ｂ）において画定することを特徴とする請求項２又は
３記載の方法。 - 【請求項５】 分析のために考慮すべき前記画像処理手
段の画素をリストの形態（form of list）にして非マス
ク部分を生成することにより、前記マスクを生成するこ
とを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10102387.1 | 2001-01-19 | ||
| DE10102387A DE10102387C1 (de) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | Verfahren zur Feststellung und Bewertung von Defekten einer Probenoberfläche |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002243647A true JP2002243647A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=7671135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001190274A Pending JP2002243647A (ja) | 2001-01-19 | 2001-06-22 | 試料表面の欠損の検出及び分析方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7308127B2 (ja) |
| EP (1) | EP1352232B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002243647A (ja) |
| KR (1) | KR100517868B1 (ja) |
| CN (1) | CN1220047C (ja) |
| CA (1) | CA2437005C (ja) |
| DE (2) | DE10102387C1 (ja) |
| WO (1) | WO2002057761A1 (ja) |
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| WO2006029536A1 (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-23 | De.Vice Scientific Incorporated | Optical inspection of flat media using direct image technology |
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| CN116402808B (zh) * | 2023-05-31 | 2023-08-25 | 山东华禹威达机电科技有限公司 | 一种电缆夹板模具制造智能化检测方法 |
| CN117269180B (zh) * | 2023-11-24 | 2024-03-12 | 成都数之联科技股份有限公司 | 车辆外观检测方法、装置、服务器和计算机可读存储介质 |
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| US4895446A (en) * | 1986-10-23 | 1990-01-23 | Inspex Incorporated | Particle detection method and apparatus |
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-
2001
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