JP7040325B2 - 凹凸部検出方法及び凹凸部検出装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明の凹凸部検出方法の概要について説明する。本明細書では、スラブの表面に有する凸部状の未溶削部を検出する場合を例にして本発明の凹凸部検出方法を説明する。スラブは、ホットスカーファと呼ばれる装置を用いて、表面に高温の燃焼フレームが吹付けられ、表面が溶削される。介在物や割れなどの表面欠陥を除去するスカーフィング工程では、スラブの一部表面が溶削されなかったり、スラブの表面への溶削が不十分だったりして、スラブの表面に凸部状の未溶削部が形成されることがある。
本発明では、以下で説明する原理に基づいて、2次元ポアソン方程式を用いることとした。一般的に、座標位置(x,y)での高さH(x,y)ではなく、座標位置(x,y)での勾配∇H(x,y)が測定可能な場合には、勾配∇H(x,y)の測定結果にノイズが無ければ、渦無し条件(∇×∇H(x,y)=0)を満たすため、勾配∇H(x,y)を任意の経路で線積分することで、各座標位置(x,y)において、勾配∇H(x,y)から高さH(x,y)を復元することができる。ここで、∇はいわゆるナブラ演算子である。
次に、上述した凹凸部検出方法を実行する演算装置11について説明する。図4に示すように、演算装置11は、表面形状画像生成部20と、画像処理部30と、凹凸検出演算部40と、表示部12と、を備え、これら各回路部がバス14を介して制御部13に接続されている。制御部13は、各回路部を統括的に制御し、表面形状画像生成プログラムや勾配画像生成プログラム、凹凸検出プログラムなどに従って各種処理を実行する。
以上の構成において、本発明の凹凸部検出装置10は、光切断法によるスラブ表面4aの測定結果に基づいて生成された表面形状画像Iを取得する。凹凸部検出装置10は、表面形状画像I内で横方向(第1方向)にて隣接する画素間の輝度の差分を第1差分値Ix=I(x+1,y)-I(x,y)として算出し、横方向と直交する縦方向(第2方向)にて隣接する画素間の輝度の差分を第2差分値Iy=I(x,y+1)-I(x,y)として算出する(輝度差分値算出工程)。凹凸部検出装置10は、表面形状画像Iの各画素について、第1差分値Ixと第2差分値Iyとに基づき、差分強度Gmagを算出し(差分強度算出工程)、表面形状画像Iの各画素について、第1差分値Ixと第2差分値Iyとに基づき、差分方向Goriを算出する(差分方向算出工程)。
上記の実施形態では、凸部としてスラブ4の未溶削部7の領域を検出する場合について説明してきたが、本発明はこれに限られず、未溶削部7のような凸部ではなく、表面に形成された凹部の領域も検出することもできる。例えば、本発明は、スラブ4の表面の皺や疵などの欠陥の領域も検出することもできる。さらに、本発明は、スラブ4以外にも他の鉄鋼製品や他の材料の製品などの表面に形成された凹部又は凸部の領域も検出できる。
表面を溶削したスラブを用意し、凹凸部検出装置10の表面形状画像生成部20で当該スラブの表面形状画像Iを作成した。作成した表面形状画像Iの一部をトリミングし、図3に示す表面形状画像Iを用意した。図3中のx方向が、スラブの幅方向である。
3 光切断線
4 スラブ
5 エリアカメラ
7 未溶削部
10 凹凸部検出装置
31 輝度差分値算出部
34 2値化画像生成部
35 細線化画像生成部
36 単位勾配画像生成部
41 ソース項算出部
42 求解部
43 凹凸検出部
Claims (6)
- 光切断法による被検査体表面の測定結果に基づいて生成した表面形状画像から、前記被検査体表面に存在する凹部又は凸部を検出する凹凸部検出方法であって、
前記表面形状画像内で第1方向にて隣接する画素間の輝度の差分を示す第1差分値と、前記第1方向と直交する第2方向にて隣接する画素間の輝度の差分を示す第2差分値とを、算出する輝度差分値算出工程と、
前記表面形状画像の各画素について、前記第1差分値と前記第2差分値とに基づき、差分強度を算出する差分強度算出工程と、
前記表面形状画像の各画素について、前記第1差分値と前記第2差分値とに基づき、差分方向を算出する差分方向算出工程と、
前記差分強度に基づいて、前記表面形状画像内における前記凹部又は前記凸部のエッジを示したエッジ特定画像を生成するエッジ特定画像生成工程と、
前記エッジ特定画像から、前記差分方向に基づき、勾配の大きさが一定値の勾配画像を生成する勾配画像生成工程と、
前記勾配画像内で所定方向にて隣接する画素間の前記勾配の差分から、2次元ポアソン方程式のソース項を算出するソース項算出工程と、
前記ソース項を用いて前記2次元ポアソン方程式の解を求める求解工程と、
前記2次元ポアソン方程式の解を2値化し、前記凹部又は前記凸部の領域を検出する凹凸検出工程と、を有する、凹凸部検出方法。 - 前記勾配画像生成工程は、前記エッジ特定画像内にて前記エッジを示すエッジ画素の前記勾配の大きさを1とし、前記エッジ画素以外の画素の前記勾配の大きさを0とした単位勾配画像を生成する、請求項1に記載の凹凸部検出方法。
- 前記エッジ特定画像生成工程は、
前記差分強度の大きさを示す2値化画像を生成する2値化画像生成工程と、
前記エッジ特定画像として、前記2値化画像から前記エッジを細線化した細線化画像を生成する細線化画像生成工程と、を備える、請求項1又は2に記載の凹凸部検出方法。 - 前記被検査体表面はスラブの表面であり、
前記ソース項算出工程は、前記勾配画像内で、前記スラブの長手方向と直交する幅方向にて隣接する画素間の前記勾配の差分から、前記ソース項を算出する、請求項1~3のいずれか1項に記載の凹凸部検出方法。 - 前記被検査体表面はスラブの表面であり、
前記ソース項算出工程は、前記勾配画像内で、前記スラブの長手方向にて隣接する画素間の前記勾配の差分から、前記ソース項を算出する、請求項1~3のいずれか1項に記載の凹凸部検出方法。 - 光切断法による被検査体表面の測定結果に基づいて生成した表面形状画像から、前記被検査体表面に存在する凹部又は凸部を検出する凹凸部検出装置であって、
前記表面形状画像内で第1方向にて隣接する画素間の輝度の差分を示す第1差分値と、前記第1方向と直交する第2方向にて隣接する画素間の輝度の差分を示す第2差分値とを、算出する輝度差分値算出部と、
前記表面形状画像の各画素について、前記第1差分値と前記第2差分値とに基づき、差分強度を算出する差分強度算出部と、
前記表面形状画像の各画素について、前記第1差分値と前記第2差分値とに基づき、差分方向を算出する差分方向算出部と、
前記差分強度に基づいて、前記表面形状画像内における前記凹部又は前記凸部のエッジを示したエッジ特定画像を生成するエッジ特定画像生成部と、
前記エッジ特定画像から、前記差分方向に基づき、勾配の大きさが一定値の勾配画像を生成する勾配画像生成部と、
前記勾配画像内で所定方向にて隣接する画素間の前記勾配の差分から、2次元ポアソン方程式のソース項を算出するソース項算出部と、
前記ソース項を用いて前記2次元ポアソン方程式の解を求める求解部と、
前記2次元ポアソン方程式の解を2値化し、前記凹部又は前記凸部の領域を検出する凹凸検出部と、を備える、凹凸部検出装置。
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JP2011033392A (ja) | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Kobe Steel Ltd | 凹凸形状を抽出するための画像処理方法及び画像処理装置 |
JP2012098087A (ja) | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Canon Inc | 測定装置及び測定方法 |
JP2012112952A (ja) | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Koh Young Technology Inc | 表面形状測定方法及び測定装置 |
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