JPH01109249A - 部品の表面の亀裂の確認および判定をする方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、撮影カメラによって部品表面の映像を撮影し
、デジタル化し、電子計算機を用いて亀裂の有無を、二
重映像を撮り、亀裂が規定の限界値を超えている場合に
選別検査判定器が作動するという方法で処理される、部
品における表面の亀裂の確認および判定をする方法及び
装置に関するものである。

［従来の技術］５ この種の方法とそれに対応する装置は、西ドイツ公開特
許第３４４０４７３号により既知である。

亀裂の識別方法は、表面の亀裂が重大な危険を招くので
、安全技術上特に重要な部品の場合に必要である。これ
は、個数が非常に多くて、しかも、個々に亀裂の有無を
調べなければならない、原動機つき車両の部品の場合に
特に必要である。欠陥の兆候を一人の検査人によって視
覚で判断するのは、欠陥の発見される確率が低く、しか
も、検査人の集中力にかかっているために、非常に負担
が重くなる。このために、欠陥を確認する確率が低下す
る。

既知の方法では、検査は、グレーバリュー（Ｇｒａｕｗ
ｅ’ｒｔｅ）のカメラ映像の映像インフォーメーション
がデジタル化され、そうして得られたデジタル数値が映
像ポイントの数列として半導体記憶装置に整理さりるや
り方で自動的に行なわれる。ここから計算器を用いて、
第１処理段階において、二重映像を撮り、その映像から
、第２処理段階において、映像ポイントの規定値を超え
ていない範囲内にあるすべての点又は線の形をした構造
が除去される。第３処理段階において、残っている平面
構造の指示が各方向に１映像ポイント以上本来の範囲を
超えている場合、拡大され、そうして得られる二重映像
は、すべての平面構造をおおうマスクとして、原型の二
重映像からはがされる。最後に、その後に残っている二
重映像が判定のために、−段ごとに又は−行ごとに調べ
られる。その際調べられた表示が持つ映像ポイントが数
えられ、直接隣り合っている映像ポイントの列を調べる
際に、表示の規定の最低数が数えられると、選別検査判
断器が作動する。

［発明が解決しようとする課題］ 既知の方法では、第１段階において二重映像が作られる
ために、シグナル／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）の簡単な改善
が不可能である。さらに、既知の方法によって作られた
二重映像は元の映像の絶対光度にかかつており、露出度
を控えたり、亀裂表示方法の構成の変更および塵埃の影
響等、装置の変動については表示できない。白黒テレビ
カメラの使用も、類似のシグナル前処理の可能性を強く
制限する。

従って、本願発明の課題は、自動亀裂識別および判断の
際に、周囲の影響とか背後関係の変調に関係なく、でき
るだけ高い識別力を得られる、工業大量生産に適した可
能性を持つ方法と装置を生み出すことである。

［課題を解決するための手段］ この課題は、数字で表わされた（デジタル化された）、
グレーバリュー分類に分けられた、元来の映像値によっ
て、不明瞭なバックグラウンド像は排除され、そして元
来の映像から除去され、あるいは、オリジナル映像に適
当なハイパスフィルターが、かけられ、こうして作られ
た、ディファレンス映像又はハイパスフィルターにかけ
られた映像が亀裂表示となる、発明の詳細な説明の欄の
冒頭に既述した、形式の方法、即ち本発明に係る方法に
よって解決される。バックグラウンド像はローパスフィ
ルター又はその他の演算操作によって得られる。オリジ
ナル像からの除去によって、位置空間によって緩やかに
変化する構造は持たず、亀裂に似た構造等の、高い位置
的周波数を持つディファレンス像が得られる。誤った表
示を避けるために、表面測定、縦測定、およびもしくは
横測定を行ない規定の縦・横比を再検討する等して、本
当に亀裂があるのかどうか再検査する。

この方法をさらに、進めていくと元来の映像またはディ
ファレンス映像のグレーバリュー分布の比較による動的
なグレーバリュー限界が一つ以上の、あらかじめ判定さ
れた、元来の又はオリジナルの映像によって設定され、
元来の像あるいはディファレンス映像、およびグレーバ
リュー限界から二′重映像が得られ、設定された限界を
超えた映像ポイントが欠陥として、グレーバリューによ
って表示される。装置の変調、例えば、露出度の変動、
亀裂表示方法の組み立ての変更又はほこりの影響等があ
らかじめ判定された部分と比較して確認できるので、本
発明による方法に従って処理された、自動判定システム
が製造装置内に設置される。

不明瞭なバックグラウンド像を元来の映像から取り去る
ことによって、オリジナル映像の絶対光度に依存しない
、ディファレンス像が得られる。

二重映像によりて得られた欠陥指示は、製品操作システ
ムに誘導され、当該製品を除去する意味でそれを操作す
るとよい。

デジタル化されたグレーバリュー分類の際のシグナル／
ノイズ比をよくするために、カメラによって撮影された
テレビ映像の若干をテレビリアルタイムに加算できる。

これによって秒間フレーム数２５．１秒から２秒までの
時間間隔、グレーバリュー分類の場合、かなりノイズパ
ックグラウンドが減少される。

カラーテレビカメラによって、映像を撮影すると一層有
利である。この場合、バックグラウンド像は、亀裂表示
装置から出る光によって同調されたフィルターによりフ
ェードアウトされる。これは、光のフィルターが基本的
には、部品を照明する際に亀裂表示器によって発生され
る蛍光ライトをカメラの受像部分に透過させることによ
って得られる。

カラーテレビカメラおよびカラー混合ユニットが接続さ
れると、アナログ方式のシグナル前処理が赤、緑、青色
の混合によって行なわれる。この混合は、判定予定の映
像がバックグラウンドシグナルおよび／もしくは妨害シ
グナルから分離され、他のシグナルがフィルターにかけ
られ、および／もしくは強化されるような割合で行なわ
れる。さらに、磁性粉末法又は着色浸透法および／もし
くはコントラスト強化法を用いて、部品表面を前処理す
ることが望ましい。

本発明に係る方法を実施する装置は、亀裂表示器から出
る光に合わせた、光のフィルターを備えたカラーテレビ
カメラ、接続されたカラー混合ユニット、アナログ−デ
ジタルシグナル変調器および、映像記憶装置とデジタル
映像値の引伸ばしと分析のための計算ユニットを備えた
デジタル■像処理ユニット、部品操作装置と接続された
コントロール引出口（またはシグナル出口）を持つこと
を特徴とする部品操作装置でて明らかにされる。

亀裂識別を受ける部品１は、操作装置２によって動かす
ことができ、対物レンズ４とその前に取り付けられた光
線フィルターを備えたカラーテレビカメラ３の前におか
れる０部品１は磁気粉末法、又はカラー浸透法により、
場合によってはコントラスト強化器を用いて処理され、
図面に記載していない光源を用いて、万一、表面に亀裂
があった場合に、この亀裂から発せられる蛍光光線を識
別できるように、照明する。

光線フィルター５を用いて、バックグラウンド像をさら
にフェードアウトして、基本的に蛍光光線がレンズ４を
通うてカラーテレビカメラ３の撮像部分に到達できるよ
うにする。カラーテレビカメラは、カラー混合ユニット
６に導かれた赤色、緑色、青色に対してシグナルを発す
る。この電子カラー混合ユニット６を用いて、色を任意
の割合に混ぜて、さらに起る可能性のあるパックグラウ
ンドシグナル又は妨害シグナルを除去するか、映像の一
定の範囲を浮き上がらせるようにする。カラー混合ユニ
ット６において、かくして、アナログ式シグナル前処理
が行なわれる。

アナログ−デジタルシグナル変調器フによって、映像は
デジタル映像処理ユニット８に到達し、そこでグレーパ
リニー分類に分けられ、映像記憶装置に収容される。シ
グナル／ノイズ比をよくするために、若干のテレビ映像
がテレビリアルタイムに加算される。この結果、秒間フ
レーム数２５、時間間隔１秒から２秒までの場合、２５
から５０の映像が集積できる。シグナル／ノイズ比を改
善するこの処理は図面に番号９で示されている０次に番
号１０で図示されている部分は、ローパスフィルターを
透過させるか、他の演算操作を受けることによって、本
来の映像から不明瞭なバックグラウンド像を作り出す。

次の処置１１において、位置的空間において緩やかに変
化する構造は持たず、亀裂に似た構造等の高い位置的周
波数を持つディファレンス像を得るために、不明瞭なパ
ックグラウンド像は元来の像から構成される装置１２は
元来の像とディファレンス像におけるグレーバリュー分
類の計算機による分析、ならびに、それらの数値と既に
判定された一つ以上の成分のそれとの比較である。この
分析の際に、カメラ、ランプ、亀裂表示装置等すべての
装置の変更が確認され、欠陥シグナルを調べるための動
的なグレーバリュー限界が確定される。この動的に設定
されたグレーバリュー限界によって、グレーバリュー像
から、設定された限界の上半分に位置するグレーバリュ
ー像のすべてのグレーバリューがある二重映像が明るく
見え、逆になっている。

処理１３において、亀裂状の構造を示さない二重情報は
取り除かれ、まだ残っている、所定の限界を超えた映像
ポイントは欠陥とされ、シグナル変調器１４内で処理さ
れ、コントロール・シグナルとしてシグナル説導線１５
によって操作装置２、および表示および記憶装置１６ま
で誘導されることによって、二重映像は分析される。

亀裂表示を受信するために、オリジナル像にもハイパス
フィルターをかけることができる。

次に、テレビカメラによって撮影された、比較的にノイ
ズの出る映像を再び若干のテレビ映像に集積させる。つ
まり、映像は合計して２５６段階からなるグレーバリュ
ーに分類される。この映像はフィルター原型によってハ
イパスフィルターをかけられる。これはローパスフィル
ター（バックグラウンド像の製造）およびオリジナル像
のディファレンスにも一致する。用いられたハイパスフ
ィルター原型は７×７原型要素（試験問題に適応してい
る）から成り立っている。

バイパス像では、グレーバリュー分布とノイズ分布の標
準偏差の平均値が決められる。これにより、限界値が計
算される。グレーバリュー像は記述したように、限界値
操作によって、二重映像に変化させられる。

残っている二重ポイントの座標が求められる０例えば、
４ピクセル（画素）より小さくて中断している亀裂表示
はすぐに補間処理され、完全にされる。その後、縦対横
比率が求められる０例えばそれが２より大きいと、それ
が亀裂表示と確認され、ビクセルの総数は例えば２０よ
り大きいと仮定される。与えられた数字上の総数は、一
定の対象物に対する亀裂の確認をできるだけ少ない計算
機費用で確実に達成できるという問題に適合しなければ
ならない。

［発明の効果］ 本発明による方法と装置は簡単な方法で部品の表面の亀
裂を確認し、′亀裂を有する部品を排除することができ
る０本方法はきわめて感度がよく、周囲の影響に左右さ
れず、部品の形にとられれない、同時に、装置内の変動
を確認し除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例を示す概略図である。 １・・・（検査対象）部品　２・・・操作装置３・・・
カラーテレビカメラ　４・・・レンズ５・・・光線フィ
ルター ６・・・カラー混合ユニット ７・・・アナログ−デジタルシグナル変調器８・・・映
像処理ユニット １４・・・シグナル変調器 １５・・・シグナル銹導線 １６・・・表示および記録装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　撮影カメラによって部品表面の映像を撮り、デジタ
   ル化し、計算機を用いて、存在するかも知れない亀裂の
   二重映像を撮り、規定の限界値を超えている場合に選別
   判定器が作動するというやり方で処理される、部品にお
   ける表面の亀裂の確認および判定をする方法において、
   デジタル化されたグレーバリュー分類によって分けられ
   た映像値が、不鮮明なバックグラウンド像を排除して元
   来の映像から除去し、ディファレンス像が亀裂の表示を
   することを特徴とする部品の亀裂の確認および判定をす
   る方法。 ２　撮影カメラを用いて部品表面の映像を撮り、デジタ
   ル化し、存在するかも知れない亀裂の二重映像を撮り、
   規定の限界値を超えている場合に選別判定器が作動する
   という方法で計算機を用いて処理する、部品表面に現わ
   れている亀裂の確認および判定方法であり、オリジナル
   映像にハイパスフィルターをか け、ハイパスフィルターをかけられた映像が亀裂表示を
   することを特徴とする亀裂の確認および判定する方法。 ３　動的なグレーバリュー限界を元来の映像又はディフ
   ァレンス像のグレーバリューをあらかじめ判定された一
   つ以上の又はディファレンス像およびグレーバリュー限
   界を比較することによって、二重映像ができ、そのグレ
   ーバリューと共に、定められた限界を超えている映像ポ
   イントが欠陥として検知されることを特徴とする請求項
   １又は２に記載の方法。 ４　部品操作システムが、欠陥表示のでた場合に当該部
   品を取り除くように操作されることを特徴とする請求項
   ３に記載の方法。 ５　複数の、グレーバリュー分類に分けられた映像をさ
   らに加算することを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   か１つに記載の方法。 ６　二重映像の映像ポイントがその縦−横比もしくは亀
   裂表示の各平面に関して調べられることを特徴とする請
   求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。 ７　バックグラウンド像を亀裂表示器からでる光に合わ
   せたフィルターによってフェードアウトしながら、カラ
   ーカメラを用いて映像撮影をすることを特徴とする請求
   項１乃至６のいずれか１つに記載の方法。 ８　赤色、緑色、青色を判定する映像が、バックグラウ
   ンドシグナルもしくは妨害シグナルから分離し、他のシ
   グナルをフィルターにかけるか、もしくは強化するよう
   な割合で混合することによるアナログ式シグナル処理を
   カラー混合ユニットを用いて行なうことを特徴とする請
   求項７に記載の方法。 ９　部品の表面を磁性粉末法又は浸透法もしくはコント
   ラスト強化器を用いて前処理することを特徴とする請求
   項１乃至８のいずれか１つに記載の方法。 １０　部品操作装置（２）、亀裂表示器からでる光に合
   わせた光線フィルター（５）を備えたカラーテレビカメ
   ラ（３）、接続されたカラー混合ユニット（６）、アナ
   ログ−デジタルシグナル変調器（７）、映像記憶装置、
   とデジタル映像値を分析し拡大するための計算装置を備
   えたデジタル処理ユニット、部品操作装置（２）と接続
   されたシグナル出口（１５）を特徴とする請求項１乃至
   ９のいずれか１つに記載の方法を実施する装置。