JP5786631B2 - Surface defect inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば溶融亜鉛めっき鋼板の連続製造設備などで用いられる表面欠陥検査装置に関する。 The present invention relates to a surface defect inspection apparatus used in, for example, a continuous production facility for hot-dip galvanized steel sheets.
溶融亜鉛めっき鋼板を連続的に製造する設備では、溶融亜鉛めっき処理が施された鋼帯を巻取機によりコイル状に巻き取る前に、凹凸欠陥や模様状欠陥などの表面欠陥が鋼帯の表面に発生しているか否かの検査が行われている。
このような鋼帯などの金属帯の表面検査に用いられる表面欠陥検査装置としては、金属帯の幅方向に沿って配列された複数台の撮像装置と、撮像装置の撮像領域に照明光を照射する照明装置と、撮像装置により撮像された金属帯の表面画像を記憶する画像メモリと、画像メモリに記憶された画像を画像処理して金属帯の表面欠陥を検出する欠陥検出装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成の表面欠陥検査装置によると金属帯を目視検査する検査員の経験などに頼ることなく表面欠陥を精度よく検出することができるが、撮像装置に故障などの異常が生じた場合には表面欠陥を見逃してしまうおそれがある。
In equipment that continuously manufactures hot-dip galvanized steel sheets, surface defects such as irregularities and pattern defects are detected before the hot-dip galvanized steel strip is coiled by a winder. An inspection of whether or not it occurs on the surface is being conducted.
As a surface defect inspection device used for the surface inspection of such a metal strip such as a steel strip, a plurality of image pickup devices arranged along the width direction of the metal strip, and illumination light is irradiated to the imaging region of the image pickup device And an image memory for storing the surface image of the metal band imaged by the imaging device, and a defect detection device for detecting a surface defect of the metal band by performing image processing on the image stored in the image memory. Those are known (for example, see Patent Document 1). According to the surface defect inspection apparatus having such a configuration, it is possible to accurately detect surface defects without depending on the experience of an inspector who visually inspects a metal strip, but when an abnormality such as a failure occurs in the imaging apparatus. May miss surface defects.
このような問題を解決する方法としては、画像メモリに記憶された画像から金属帯のエッジを検出すると共に検出したエッジから金属帯の板幅を算出し、その板幅算出値を金属帯の真の板幅情報と比較して撮像装置の異常を検出する方法が考えられる。
しかしながら、上述した方法では、金属帯の幅方向に配列された複数台の撮像装置のうち金属帯のエッジを含む領域を撮像する撮像装置については異常を検出することができるが、金属帯のエッジを含まない領域を撮像する撮像装置については異常を検出することができない。このため、金属帯のエッジを含まない領域を撮像する撮像装置に故障などの異常が生じた場合には撮像装置により撮像された金属帯表面の画像から表面欠陥を精度よく検出することができなくなり、表面欠陥を見逃してしまうおそれがあった。
As a method for solving such a problem, the edge of the metal band is detected from the image stored in the image memory, the plate width of the metal band is calculated from the detected edge, and the calculated value of the plate width is used as the true value of the metal band. A method of detecting an abnormality of the imaging device in comparison with the plate width information of the image can be considered.
However, in the above-described method, an abnormality can be detected for an imaging device that captures an area including the edge of the metal band among a plurality of imaging devices arranged in the width direction of the metal band. An abnormality cannot be detected for an image pickup apparatus that picks up an area that does not include the. For this reason, when an abnormality such as a failure occurs in an imaging device that captures an area that does not include the edge of the metal strip, it becomes impossible to accurately detect surface defects from the image of the surface of the metal strip captured by the imaging device. There was a risk of overlooking surface defects.
監視カメラなどの撮像装置の健全性を確認する技術としては、入力画像データと過去の平均画像データとの差異から監視カメラの異常を検出する方法（特許文献２参照）、監視カメラの露光量が目標値になるように監視カメラの絞りとシャッター速度を制御する制御値を算出し、算出した制御値と画像信号を信号処理する信号処理手段からの信号レベルとから監視カメラの異常を検出する方法（特許文献３参照）、複数の監視カメラを監視領域の一部が重なり合うように配置し、互いに対応する位置における画像データを比較して監視カメラの異常を検出する方法（特許文献４参照）、金属帯の表面疵を光学的に検査する表面疵検査装置において、金属帯を搬送するロール表面に標準欠陥標識を貼り付け、これを金属帯の表面と一緒に撮像し、標準欠陥の画像が変化していないことを確認することにより異常を検出する方法（特許文献５参照）などが知られている。 Techniques for confirming the soundness of an imaging device such as a monitoring camera include a method of detecting an abnormality of the monitoring camera from the difference between input image data and past average image data (see Patent Document 2), and the exposure amount of the monitoring camera. A method for calculating a control value for controlling an aperture and a shutter speed of a monitoring camera so as to be a target value, and detecting an abnormality of the monitoring camera from the calculated control value and a signal level from a signal processing unit that performs signal processing on an image signal (See Patent Document 3), a method of detecting a monitoring camera abnormality by arranging a plurality of monitoring cameras so that a part of the monitoring area overlaps and comparing image data at positions corresponding to each other (see Patent Document 4), In a surface defect inspection device that optically inspects the surface defect of a metal band, a standard defect marker is attached to the surface of a roll that conveys the metal band, and this is imaged together with the surface of the metal band. And a method for detecting an abnormality (see Patent Document 5) is known by confirming that the image of the standard defect has not changed.
しかし、鋼帯などの金属帯はその板幅や反射率、光沢度合が時々刻々と変化するため、特許文献２に記載の方法では、平均画像を撮ったときよりも幅の小さい金属帯や平均画像より反射率の大きく異なる金属帯を撮像した場合などにカメラの異常を誤判定してしまう可能性があり、特許文献３に記載の方法も同様に、金属帯の板幅や反射率、光沢度合が大きく変化すると制御値も大きく変化するため、カメラの異常と対象物の変化を判別することは困難である。従って、特許文献２及び特許文献３はカメラで撮像する対象物が静止物や大きさなどが大きく変化しない場合には有効であるが、金属帯のように板幅や反射率、光沢度合が変化する場合には撮像装置の異常を正確に検出することができないという問題がある。
However, since the width, reflectance, and gloss level of a metal band such as a steel band change every moment, the method described in
特許文献４に記載の方法は上記のような問題が生じるおそれがないが、現実問題として、全く同じ特性を持つカメラやレンズを製作することは困難であり、同じ場所を見ても全く同じ画像とはならない。一般的にカメラ視野を重ね合せる場合はカメラの端部で重ね合せることになるが、端部は特にレンズの収差などの関係により光量差が大きくなる場合がある。
Although the method described in
また、偏光フィルタなどの特殊フィルタを用いると、カメラ視野の周辺では画角の影響を大きく受け、カメラ視野両端部における入力光量には大きな差が発生することがある。さらに鋼帯などの金属帯のように被検査体の厚さが変化したり、あるいは搬送に伴う振動により対象物との距離が変化する場合、視野サイズも変化するため、重なり領域も変化してしまう。精密な画像を採取する場合においては、このような変化は無視できない場合もある。 When a special filter such as a polarizing filter is used, the angle of view is greatly influenced around the camera field of view, and a large difference may occur in the amount of input light at both ends of the camera field of view. In addition, when the thickness of the object to be inspected changes, such as a metal strip such as a steel strip, or when the distance to the object changes due to vibration caused by transportation, the field of view size also changes, so the overlap area also changes. End up. In the case where a precise image is acquired, such a change may not be ignored.
従って、特許文献４に記載された方法のように、単純に差分を算出するだけでは良否の判定は困難であり、金属帯の表面欠陥を光学的に検査する表面欠陥検査装置に有効に使用することができないという問題がある。
特許文献５に記載の方法では、ロール表面に貼り付けられた欠陥標識が金属帯によって傷つけられたり、汚れてしまい、機能を果たせなくなる。また、カメラが複数台あった場合には、金属帯が常に流れている部分のカメラについては装置の異常判断が行えないことになり、装置の異常を判断するためには連続して製造しているコイルを一旦切って、ロール全体をカメラで捉えることが必要となり、通常検査中には異常判断ができないという問題がある。
Therefore, as in the method described in
In the method described in
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属帯の幅方向に配列された複数台の撮像装置に故障などの異常が生じたことを正確に検出して表面欠陥の見逃し等を防止することのできる表面欠陥検査装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to accurately detect that an abnormality such as a failure has occurred in a plurality of imaging devices arranged in the width direction of a metal strip. An object of the present invention is to provide a surface defect inspection apparatus that can prevent oversight of defects.
上記課題を解決するために、本発明は、金属帯の幅方向に沿って配列された複数台の撮像装置と、該撮像装置の撮像領域に照明光を照射する照明装置と、前記撮像装置により撮像された金属帯の表面画像を記憶する画像メモリと、該画像メモリに記憶された画像を画像処理して前記金属帯の表面欠陥を検出する欠陥検出装置とを備えた表面欠陥検査装置であって、前記画像メモリに記憶された画像から前記金属帯のエッジを検出するエッジ検出部と、該エッジ検出部により検出されたエッジから前記金属帯の板幅を検出する板幅算出部と、前記撮像装置から出力された画像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度算出部と、前記板幅算出部により算出された板幅を前記金属帯の真の板幅情報と比較すると共に前記平均輝度算出部により算出された平均輝度レベルを予め定めた閾値レベルと比較して前記撮像装置の異常を判断する異常判断部とを有してなる異常検出装置をさらに備え、前記平均輝度算出部は、前記画像メモリに記憶された画像から前記画像信号のエッジより内側の平均輝度レベルを算出し、前記照明装置から前記撮像装置の撮像領域に照射される照明光の光量を制御する光量制御装置をさらに備え、前記金属帯の先行金属帯と後行金属帯との溶接部を境にして照明光の光量を変化させる機能を前記光量制御装置が有し、前記異常検出装置は、前記金属帯のエッジより内側に位置する複数の撮像装置から出力された輝度信号の平均輝度を比較し、該平均輝度の比較結果から前記照明光の光量変化が所定の光量変化であるか否かを判定して前記撮像装置の異常を検出することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a plurality of imaging devices arranged along the width direction of a metal strip, an illumination device that irradiates illumination light to an imaging region of the imaging device, and the imaging device. A surface defect inspection apparatus comprising: an image memory that stores a surface image of a captured metal strip; and a defect detection device that performs image processing on the image stored in the image memory to detect a surface defect of the metal strip. An edge detection unit that detects an edge of the metal band from an image stored in the image memory; a plate width calculation unit that detects a plate width of the metal band from the edge detected by the edge detection unit; An average luminance calculation unit that calculates an average luminance level of an image signal output from the imaging device, and compares the plate width calculated by the plate width calculation unit with the true plate width information of the metal strip and calculates the average luminance Calculated by part Further comprising an abnormality detecting device comprising a an abnormality determination unit that determines an abnormality of a predetermined image pickup device compared with the threshold level and the average luminance levels, the average luminance calculator is the picture memory A light intensity control device for calculating an average luminance level inside the edge of the image signal from the stored image, and controlling a light amount of illumination light emitted from the illumination device to an imaging region of the imaging device; The light quantity control device has a function of changing the light quantity of illumination light at the boundary between the welded portion of the preceding metal band and the subsequent metal band of the belt, and the abnormality detection device is located inside the edge of the metal band. Comparing the average luminance of the luminance signals output from the plurality of imaging devices, and determining whether or not the change in the amount of illumination light is a predetermined change in the amount of illumination light based on the comparison result of the average luminance Detect It is characterized in.
本発明において、前記異常検出装置は、前記異常判断部の判断結果を出力する判断結果出力部をさらに有するものであってもよい。 In the present invention, before Symbol abnormality detection apparatus may further comprising a determination result output unit for outputting a determination result of the abnormality determination portion.
本発明によれば、平均輝度算出部により算出された平均輝度レベルを予め定められた閾値レベルと比較することによって金属帯のエッジを含まない領域を撮像する撮像装置についても故障などの異常が生じたかどうかを異常判断部で判断することができる。従って、金属帯の幅方向に配列された複数台の撮像装置に故障などの異常が生じたことを正確に検出して表面欠陥の見逃し等を防止することができる。 According to the present invention, an abnormality such as a failure occurs in an imaging device that captures an area that does not include an edge of a metal band by comparing the average luminance level calculated by the average luminance calculation unit with a predetermined threshold level. It can be determined by the abnormality determination unit. Accordingly, it is possible to accurately detect that an abnormality such as a failure has occurred in a plurality of imaging devices arranged in the width direction of the metal band, thereby preventing the surface defect from being overlooked.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る表面欠陥検査装置を示す図で、本実施形態に係る表面欠陥検査装置２は、撮像装置３，４，５，６、照明装置７、画像入力装置８、画像メモリ９、欠陥検出装置１０、光量制御装置１４及び異常検出装置１５を備えている。
撮像装置３，４，５，６は図示しない巻取機により図中矢印方向に巻き取られる金属帯１の表面を撮像して画像信号を出力するものであって、金属帯１の幅方向に沿って一定間隔で配列されている。また、撮像装置３，４，５，６は例えば一次元または二次元のＣＣＤカメラまたは光電子倍増管などから構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a surface defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. A surface
The
照明装置７は撮像装置３，４，５，６の撮像領域に照明光を照射するものであって、金属帯１の板幅全体にわたって照明光を照射するように構成されている。
画像入力装置８は撮像装置３，４，５，６により撮像された金属帯１の表面画像を取り込むものであって、図示を省略したが、撮像装置３，４，５，６から出力された画像信号を増幅する増幅器や増幅された画像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器などから構成されている。
The
The
画像メモリ９は撮像装置３，４，５，６により撮像された金属帯１の表面画像を記憶するものであって、撮像装置３，４，５，６から出力された画像信号は画像入力装置８でディジタル信号に変換された後、金属帯１の表面画像データとして画像メモリ９に記憶されるようになっている。
欠陥検出装置１０は金属帯１の表面欠陥を検出するものであって、例えば画像メモリ９に記憶された画像を画像処理する画像処理部１１、画像処理部１１の出力から表面欠陥の種別や程度などを判断する欠陥判断部１２、欠陥判断部１２の判定結果を表示装置やプリンタなどに出力する判断結果出力部１３などから構成されている。
The
The
光量制御装置１４は撮像装置３，４，５，６に入射する照明光の光量が一定となるように照明装置７を制御するものであって、画像入力装置８に入力した撮像装置３，４，５，６の出力信号を基に照明装置７を制御するように構成されている。
異常検出装置１５は撮像装置３，４，５，６の異常を検出するものであって、エッジ検出部１６、板幅算出部１７、平均輝度算出部１８及び異常判断部１９を有している。この異常検出装置１５のエッジ検出部１６は画像メモリ９に記憶された画像から金属帯１のエッジ１ａ，１ｂを検出するものであって、例えば画像メモリ９に記憶された金属帯１の表面画像を画像処理して金属帯１のエッジ１ａ，１ｂを検出するように構成されている。
The light
The
異常検出装置１５の板幅算出部１７はエッジ検出部１６により検出されたエッジ１ａ，１ｂから金属帯１の板幅を算出するものであって、例えばエッジ検出部１６で検出されたエッジ１ａとエッジ１ｂとの間の画素数を計数して金属帯１の板幅を算出するように構成されている。
異常検出装置１５の平均輝度算出部１８は撮像装置３，４，５，６から出力された画像信号の平均輝度レベルを算出するものであって、例えば画像メモリ９に記憶された画像データから平均輝度レベルを算出するように構成されている。
The plate
The average
異常検出装置１５の異常判断部１９は撮像装置３，４，５，６が異常であるかどうかを判断するものであって、板幅算出部１７により算出された板幅を金属帯１の真の板幅情報（例えば前工程で測定した板幅実測値）と比較すると共に平均輝度算出部１８により算出された平均輝度レベルを予め定めた閾値レベルと比較して撮像装置３，４，５，６の異常を判断するように構成されている。
異常検出装置１５は、また、判断結果出力部２０を有し、異常判断部１９の判定結果は判断結果出力部２０から表示装置やプリンタなどに出力されるようになっている。
The
The
また、異常検出装置１５は例えば図２に示すフローチャートに従って撮像装置３，４，５，６の異常を検出するように構成されている。すなわち、撮像装置３，４，５，６により撮像された金属帯１の表面画像が画像メモリ９に格納されると、異常検出装置１５は金属帯１の真の板幅情報（例えば板幅実測値）を図示しない上位計算機から取得する(ステップＳ１)。
Further, the
金属帯１の真の板幅情報を取得したならば、異常検出装置１５は金属帯１のエッジ１ａ，１ｂを本来撮像すべき２台の撮像装置（以下「エッジ撮像カメラ」という。）を金属帯１の真の板幅情報から特定する(ステップＳ２)。そして、金属帯１のエッジ１ａ，１ｂを画像メモリ９に記憶された画像データから検出し(ステップＳ３)、検出したエッジから金属帯１の板幅を算出する(ステップＳ４)。なお、ステップＳ３で検出したエッジから金属帯１の板幅を算出する方法としては、例えばエッジ１ａとエッジ１ｂとの間の画素数から金属帯１の板幅を算出することができる。
If the true plate width information of the
金属帯１の板幅をステップＳ４で算出したならば、異常検出装置１５は算出した板幅（以下「板幅算出値」という。）を金属帯１の真の板幅情報と比較する（ステップＳ５）。そして、板幅算出値が真の板幅情報と同じ板幅または許容範囲内であるかどうかを判定する（ステップＳ６）。
ここで、板幅算出値が真の板幅情報と同じ板幅または許容範囲内でない場合には、異常検出装置１５はエッジ撮像カメラ（本実施形態では撮像装置３及び／又は撮像装置６）に故障などの異常が発生したと判断する（ステップＳ７）。また、板幅算出値が真の板幅情報と同じ板幅または許容範囲内である場合には、異常検出装置１５はステップＳ１２に進む。
If the plate width of the
Here, if the calculated value of the plate width is not within the same plate width or allowable range as the true plate width information, the
エッジ撮像カメラ（撮像装置３及び／又は撮像装置６）に故障などの異常が発生したとステップＳ７で判断した場合には、異常検出装置１５はステップＳ８に進み、ステップＳ２でエッジ撮像カメラであると特定された撮像装置３がエッジを検出しているかどうかを判定する。ここで、撮像装置３がエッジを検出していると判定した場合には、異常検出装置１５はステップＳ１０に進む。また、撮像装置３がエッジを検出していないと判定した場合には、異常検出装置１５は撮像装置３が異常であると判断し、その判断結果を表示装置等に出力し（ステップＳ９）、ステップＳ１０に進む。
When it is determined in step S7 that an abnormality such as a failure has occurred in the edge imaging camera (
ステップＳ１０では、ステップ２でエッジ撮像カメラであると特定された撮像装置６がエッジを検出しているかどうかを判定する。ここで、撮像装置６がエッジを検出していると判定した場合には、異常検出装置１５はステップＳ１２に進む。また、撮像装置６がエッジを検出していないと判定した場合には、異常検出装置１５は撮像装置６が異常であると判断し、その判断結果を表示装置等に出力し（ステップＳ１１）、ステップＳ１２に進む。
In step S10, it is determined whether or not the imaging device 6 identified as the edge imaging camera in
ステップＳ１２では、撮像装置３から出力された画像信号の平均輝度（エッジより内側の平均輝度）を画像メモリ９に記憶された画像データから算出する。そして、異常検出装置１５はステップＳ１２で求めた平均輝度が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１３）。ここで、閾値以上である場合には、異常検出装置１５はステップＳ１５に進む。また、ステップＳ１２で求めた平均輝度が閾値以上でない場合には、異常検出装置１５は撮像装置３が異常であると判断し、その判断結果を表示装置等に出力し（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に進む。
In step S <b> 12, the average luminance (average luminance inside the edge) of the image signal output from the
このとき、金属帯１の蛇行等がある場合には、図７に示すように、撮像装置３と撮像装置５の両方がエッジ撮像カメラとなる場合もある。これに対応するため、各撮像装置の平均輝度を算出するステップＳ１２、Ｓ１５、Ｓ１８、Ｓ２１の処理の前に、各撮像装置についてエッジ撮像カメラであるかエッジ撮像カメラの内側に位置するカメラであるかを判断する（ステップＳ１２−０、Ｓ１５−０、Ｓ１８−０、Ｓ２１−０）。ここで、エッジ撮像カメラでないと判断した場合あるいはエッジ撮像カメラの外側に位置するカメラ（図７の場合には撮像装置６）であると判断した場合は、平均輝度算出および閾値判定を行わず、次の処理に進むようにする。こうすることで、金属帯１が蛇行して、エッジのかかっていないカメラや金属帯１を全く撮像していないカメラを異常と判断することが無くなる。
At this time, when there is meandering of the
ステップＳ１５では、撮像装置６から出力された画像信号の平均輝度（エッジより内側の平均輝度）を画像メモリ９に記憶された画像データから算出する。そして、異常検出装置１５はステップＳ１５で求めた平均輝度が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１６）。ここで、閾値以上である場合には、異常検出装置１５はステップＳ１８に進む。また、ステップＳ１５で求めた平均輝度が閾値以上でない場合には、異常検出装置１５は撮像装置６が異常であると判断し、その判断結果を表示装置等に出力し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に進む。
In step S15, the average luminance (average luminance inside the edge) of the image signal output from the imaging device 6 is calculated from the image data stored in the
ステップＳ１８では、撮像装置４から出力された画像信号の平均輝度を画像メモリ９に記憶された画像データから算出する。そして、異常検出装置１５はステップＳ１８で求めた平均輝度が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１９）。ここで、閾値以上である場合には、異常検出装置１５はステップＳ２１に進む。また、ステップＳ１８で求めた平均輝度が閾値以上でない場合には、異常検出装置１５は故障などの異常が撮像装置４に発生したと判断し、その判断結果を表示装置等に出力し（ステップＳ２０）、ステップＳ２１に進む。
In step S <b> 18, the average luminance of the image signal output from the
ステップＳ２１では、撮像装置５から出力された画像信号の平均輝度を画像メモリ９に記憶された画像データから算出する。そして、異常検出装置１５はステップＳ２１で求めた平均輝度が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２２）。ここで、閾値以上である場合には、異常検出装置１５はステップＳ２４に進む。また、ステップＳ２１で求めた平均輝度が閾値以上でない場合には、異常検出装置１５は故障などの異常が撮像装置５に発生したと判断し、その判断結果を表示装置等に出力し（ステップＳ２３）、ステップＳ２４に進む。
In step S <b> 21, the average luminance of the image signal output from the
ステップＳ２４では、以上のフローで異常が見つからなければ、全ての撮像装置３，４，５，６は正常であると判断し、その判断結果を表示装置等に出力する。
なお、以上の図２による説明において、後述する図６に示す場合のように金属帯１が蛇行したことにより撮像装置６でエッジ検出せず、撮像装置５でエッジを検出する場合は、ステップＳ１５〜Ｓ１７における撮像装置６に関する判定に換えて、撮像装置５についてステップＳ２１−０〜Ｓ２３にて判定を行うことになる。
In step S24, if no abnormality is found in the above flow, it is determined that all the
In the description according to FIG. 2 described above, without edge detected by the image pickup device 6 by the
図１に示した構成において、撮像装置３，４，５，６に異常が生じていないときの各撮像装置の出力信号を図３に示す。また、撮像装置６に異常が生じているときの各撮像装置の出力信号を図４に、撮像装置５に異常が生じているときの各撮像装置の出力信号を図５に、金属帯１に蛇行が生じたときの各撮像装置の出力信号を図６に示す。
上述した本発明の一実施形態では、撮像装置３，４，５，６に異常が生じていない場合には板幅算出部１７により算出された板幅Ｗ１が金属帯１の板幅Ｗ０と一致することが図３からわかり、撮像装置６に異常が生じている場合には板幅算出部１７により算出された板幅Ｗ１が金属帯１の板幅Ｗ０と一致しないことが図４からわかる。
In the configuration shown in FIG. 1, the output signals of the respective imaging devices when no abnormality has occurred in the
In the embodiment of the present invention described above, the plate width W 1 calculated by the plate
また、撮像装置３，４，５，６に異常が生じていない場合には撮像装置３，４，５，６の出力信号レベルＬ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６が閾値レベルＬ０以上となることが図３からわかり、撮像装置５に異常が生じている場合には平均輝度算出部１８により算出された撮像装置５の出力信号レベルＬ５が閾値レベルＬ０より低くなることが図５からわかる。
また、金属帯１に蛇行が生じたために本来はエッジを検出すべき撮像装置６の出力信号が低い場合でも、板幅算出部１７により算出された板幅板幅Ｗ１が金属帯１の板幅Ｗ０と一致する場合には、撮像装置６の異常でないことが図６からわかる。
When no abnormality occurs in the imaging devices 3 , 4 , 5 , and 6, the output signal levels L 3 , L 4 , L 5 , and L 6 of the imaging devices 3 , 4 , 5 , and 6 are equal to or higher than the threshold level L 0. Figure that the output signal level L 5 of an
Further, even when the output signal of the imaging device 6 that should originally detect the edge is low due to the meandering of the
従って、上述した本発明の一実施形態のように、撮像装置３，４，５，６の異常を検出する装置として、画像メモリ９に記憶された画像から金属帯１のエッジ１a，１ｂを検出するエッジ検出部１６と、エッジ検出部１６により検出されたエッジ１a，１ｂから金属帯１の板幅を算出する板幅算出部１７と、撮像装置３，４，５，６から出力された画像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度算出部１８と、板幅算出部１７により算出された板幅を金属帯１の真の板幅情報と比較すると共に平均輝度算出部１８により算出された平均輝度レベルを予め定めた閾値レベルと比較して撮像装置３，４，５，６の異常を判断する異常判断部１９とを有してなる異常検出装置１５を備えたことで、金属帯１のエッジ１ａ，１ｂを含まない領域を撮像する撮像装置４，５についても故障などの異常が生じたかどうかを判断できるので、金属帯の幅方向に配列された複数台の撮像装置に故障などの異常が生じたことを正確に検出して表面欠陥の見逃し等を防止することができる。
Therefore, as in the above-described embodiment of the present invention, the
また、上述した本発明の一実施形態のように、照明装置７を制御する光量制御装置１４を備えたことで、金属帯１から撮像装置３，４，５，６に入射する照明光の光量が一定となるので、撮像装置３，４，５，６から出力された画像信号の平均輝度を予め定めた閾値と比較することによって撮像装置３，４，５，６の異常を正確に検出することができる。
さらに、板幅算出部１７により算出された板幅を金属帯１の真の板幅情報と比較してエッジ撮像カメラの異常の可能性を判断した後、平均輝度算出部１８により算出された平均輝度レベルを予め定めた閾値レベルと比較して撮像装置の異常を判断することで、金属帯１の蛇行による影響を受けることなく撮像装置の異常を判断することができる。
Further, as in the embodiment of the present invention described above, the light
Further, after comparing the plate width calculated by the plate
なお、上述した本発明の一実施形態では、金属帯の表面を撮像する複数台の撮像装置として４台の撮像装置を例示したが、撮像装置の台数については２〜３台または５台以上であってもよい。
図２に示した処理フローを行った時に、撮像装置の通常の故障、異常時については判断することが可能であるが、撮像装置の故障の中には、撮像装置がある一定レベルの輝度を出力したままの状態となる故障もある。この場合には図２の処理フローでは撮像装置の故障や異常を検出することができない。そこで、以下に示す方法で撮像装置の故障や異常を検出できるようにする。
In the above-described embodiment of the present invention, four imaging devices are exemplified as the plurality of imaging devices that image the surface of the metal strip. However, the number of imaging devices is two or three or more. There may be.
When the processing flow shown in FIG. 2 is performed, it is possible to determine whether the imaging device has a normal failure or an abnormality, but the imaging device has a certain level of brightness. Some faults remain output. In this case, the processing flow in FIG. 2 cannot detect a failure or abnormality in the imaging apparatus. Therefore, a failure or abnormality of the imaging apparatus can be detected by the following method.
通常の金属帯の連続製造設備では、金属帯をコイルと呼ばれる巻き取った状態のものを溶接しながら連続的に製造している。コイルのつなぎ目の溶接部分については、溶接部の検出等のための穴を開けており、この部分は製造時に切り落とす。このため、図８に示すように、表面欠陥検査装置ではその部分を不感帯として処理しないのが通常である。この場合には、溶接部より前の先行金属帯である先行コイル１ａの区間Ａにおいて、エッジ撮像カメラ及びその内側のカメラについて、各カメラの平均輝度を図９に示す処理フローのステップＳ１２、Ｓ１５、Ｓ１８、Ｓ２１で求めておく。コイルが切り替わると同時に、光量制御装置１４の光量を不感帯の部分で現状の半分の光量に下げる。たとえば、図８に示す区間Ｂのように、光量を８０％から４０％に変える。このとき、図８の区間Ｂで求めた後行コイル（後行金属帯）１ｂの各カメラの平均輝度が図８の区間Ａで求めた先行コイル１ａの各カメラの平均輝度の約１／２になっているかを図９に示すステップＳ１３、Ｓ１６、Ｓ１９、Ｓ２２で判断する。
In a normal metal strip continuous manufacturing facility, a metal strip wound in a wound state called a coil is continuously manufactured. The welded part of the joint of the coil has a hole for detection of the welded part, and this part is cut off during manufacture. For this reason, as shown in FIG. 8, the surface defect inspection apparatus normally does not process the portion as a dead zone. In this case, in the section A of the leading
平均輝度が光量制御装置１４で下げた輝度（例えば１／２）になっていない場合には、そのカメラはカメラ出力がある値で固定しているような異常と判断することが可能となる。この処理を行う場合には、先行コイルと後行コイルの表面性状、例えば粗さ等が大きく変わっても金属帯の反射率が大きく変わる部分では誤判断をする可能性があるため、先行コイルと後行コイルの表面性状等の製造条件がほぼ同じで金属帯の反射率が大きく変化しない部分で行うことで、カメラの異常を判断することが可能となる。
If the average brightness is not the brightness (for example, ½) lowered by the light
１…金属帯
１ａ，１ｂ…エッジ
２…表面欠陥検査装置
３，４，５，６…撮像装置
７…照明装置
８…画像入力装置
９…画像メモリ
１０…欠陥検出装置
１１…画像処理部
１２…欠陥判断部
１３…判断結果出力部
１４…光量制御装置
１５…異常検出装置
１６…エッジ検出部
１７…板幅算出部
１８…平均輝度算出部
１９…異常判断部
２０…判断結果出力部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記画像メモリに記憶された画像から前記金属帯のエッジを検出するエッジ検出部と、該エッジ検出部により検出されたエッジから前記金属帯の板幅を検出する板幅算出部と、前記撮像装置から出力された画像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度算出部と、前記板幅算出部により算出された板幅を前記金属帯の真の板幅情報と比較すると共に前記平均輝度算出部により算出された平均輝度レベルを予め定めた閾値レベルと比較して前記撮像装置の異常を判断する異常判断部とを有してなる異常検出装置をさらに備え、
前記平均輝度算出部は、前記画像メモリに記憶された画像から前記画像信号のエッジより内側の平均輝度レベルを算出し、
前記照明装置から前記撮像装置の撮像領域に照射される照明光の光量を制御する光量制御装置をさらに備え、前記金属帯の先行金属帯と後行金属帯との溶接部を境にして照明光の光量を変化させる機能を前記光量制御装置が有し、前記異常検出装置は、前記金属帯のエッジより内側に位置する複数の撮像装置から出力された輝度信号の平均輝度を比較し、該平均輝度の比較結果から前記照明光の光量変化が所定の光量変化であるか否かを判定して前記撮像装置の異常を検出することを特徴とする表面欠陥検査装置。 A plurality of imaging devices arranged along the width direction of the metal band, an illuminating device that irradiates illumination light to an imaging region of the imaging device, and an image that stores a surface image of the metal band imaged by the imaging device A surface defect inspection apparatus comprising: a memory; and a defect detection apparatus that performs image processing on an image stored in the image memory to detect a surface defect of the metal strip,
An edge detection unit that detects an edge of the metal strip from an image stored in the image memory; a plate width calculation unit that detects a plate width of the metal strip from the edge detected by the edge detection unit; and the imaging device An average luminance calculation unit that calculates an average luminance level of the image signal output from the plate width calculated by the plate width calculation unit is compared with the true plate width information of the metal strip and the average luminance calculation unit An abnormality detection device comprising an abnormality determination unit that determines the abnormality of the imaging device by comparing the calculated average luminance level with a predetermined threshold level ;
The average luminance calculation unit calculates an average luminance level inside the edge of the image signal from the image stored in the image memory,
A light amount control device for controlling the amount of illumination light emitted from the illumination device to the imaging region of the imaging device; and illumination light with a welded portion between the preceding metal strip and the following metal strip as a boundary The light amount control device has a function of changing the light amount of the light source, and the abnormality detection device compares the average luminance of the luminance signals output from a plurality of imaging devices located inside the edge of the metal band, A surface defect inspection apparatus characterized by determining whether or not a change in light quantity of the illumination light is a predetermined light quantity change from a luminance comparison result and detecting an abnormality in the imaging apparatus.
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