JPH06174659A - 画像処理による傷検査方法 - Google Patents

画像処理による傷検査方法

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JPH06174659A
JPH06174659A JP4327835A JP32783592A JPH06174659A JP H06174659 A JPH06174659 A JP H06174659A JP 4327835 A JP4327835 A JP 4327835A JP 32783592 A JP32783592 A JP 32783592A JP H06174659 A JPH06174659 A JP H06174659A
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Haruhiko Yokoyama
晴彦 横山
Akira Kobayashi
彰 小林
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 塵や汚れと、小さな傷との識別を確実に行え
る画像処理による傷検査方法を提供することを目的とし
ている。 【構成】 画像処理によって各画像の方向性を求めて傷
か否かを判断する傷検査方法において、被検査物の画像
データを処理して検査対象になる2値画像群を求め、こ
れらの2値画像群の各2値画像を構成する画素2に同一
番号を付けたラベル領域5を作り、前記各ラベル領域5
の輪郭を構成する画素2について各隣接画素間の方向で
ある輪郭方向コード3を算出し、前記輪郭方向コード3
の方向分布から前記ラベル領域5の方向を算出し、算出
された方向が近いラベル領域5のデータを融合してデー
タ融合領域を作り、前記データ融合領域の面積等を示す
特徴量によって前記データ融合領域が傷か否かを判断す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機械部品等の傷の検査
方法に関し、特に、画像処理による傷検査方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】画像処理による傷検査方法の従来例を図
1、図2に基づいて説明する。
【0003】図1は傷検査の対象であるシリンダを示
す。図2はシリンダ表面を拡大した場合の傷の2値画像
1を示す。画像処理による傷検査の場合、滑らかな面に
傷が付くと、傷の部分が乱反射するので、斜めから光を
当てて、直接反射光が撮像装置に入射しないような暗視
野照明を行うと、乱反射する傷部分のみが光った状態の
傷の像が得られる。図2の2値画像1は、このようにし
て得られた傷の像である。
【0004】前記2値画像1を得るには、先ず、テレビ
カメラの入力を、画像入力装置を用いて、画像記憶回路
に記憶させる。
【0005】次に、2値化する。この2値化とは、或る
閾値よりも大きな濃度を有する画素を‘1’とおき、前
記と同じ閾値以下の濃度を有する画素を‘0’とおくこ
とである。従って、図2を2値化すると、光っている傷
の部分が‘1’、傷以外の部分が‘0’となる。
【0006】次に、ラベリング処理とリナンバリング処
理とを行う。ラベリング処理とは、‘1’の濃度を有す
る画素の領域と、‘0’の濃度を有する画素の領域とを
領域分割し、‘1’の領域のうち、画素が縦・横・斜め
隣につながっている部分を一かたまりの連結領域とみ
て、これらの連結領域に通し番号を付け、夫々の連結領
域内の画素にその連結領域の前記通し番号を共通に付け
る処理である。そして、前記通し番号を付けた連結領域
をラベル領域という。リナンバリング処理とは、前記通
し番号に抜けが無いように番号を付け換えることであ
る。
【0007】このラベリング処理とリナンバリング処理
とを、図3〜図8のラベリング処理とリナンバリング処
理とのPADチャートに基づいて説明する。
【0008】図3は、前記ラベリング処理の全体を示
し、A〜Eのステップでラベリング処理とリナンバリン
グ処理とを行うことを示している。
【0009】図4は、最も上のラインの処理・ステップ
Aを示し、ラスタ順に、即ち、横書きの文章を書く場合
の順番に、最も上のラインから走査し、最初に出現した
濃度‘1’の画素を着目画素とし、これにラベル番号
「1」を付与し、走査を続け、次の濃度‘1’の着目画
素に進み、左隣の画素のラベル番号を調べ、左隣の画素
の濃度が‘1’でラベル番号が「1」を含めて一般的に
nの場合に、左隣と同じラベル番号nを付け、この着目
画素と左隣の画素とがつながっていることを記憶してお
く。左隣の画素の濃度が‘0’でラベル番号が無い場合
には、新しいラベル番号「2」を含めて一般的にn+1
を付ける。
【0010】図5、図6は、2ライン目以下のラインの
処理・ステップB、ステップCを示し、2ライン目以下
のラインのラスタ走査を続け、到達した濃度‘1’の画
素を着目画素とし、この着目画素について、縦隣・横隣
・斜め隣の8近傍画素の内でそれまでのラスタ走査で走
査済の左隣・右上隣・上隣・左上隣の4画素のラベル番
号を調べ、1種類だけのラベル番号が付与されていれ
ば、その番号を前記着目画素に付与する。2種類以上の
ラベル番号n、m等が付与されていれば、それらの中の
どれかのラベル番号を前記着目画素に付与し、後で、つ
ながった領域のラベル番号を整理統一するためのデータ
として、ラベル番号n、m等の領域が前記着目画素につ
ながっているという情報を記憶しておく。又、それまで
のラスタ走査で走査済の左隣・右上隣・上隣・左上隣の
4画素のラベル番号を調べ、ラベル番号が付与されてい
なければ、その注目画素に新しいラベル番号n+1を付
ける。
【0011】図7は、ラベル番号の整理・ステップDを
示し、総ての画素について上記のラベリング処理が終了
した後、つながったラベル領域のラベル番号を整理統一
するために、つながった領域の画素に付与されている複
数のラベル番号の中の1つに統一する。
【0012】図8は、ラベル番号のつけ代え・ステップ
Eを示し、必要に応じて、番号に抜けがないように番号
を付け換えるリナンバリング処理を行う。
【0013】上記のようにして、濃度‘1’の各2値画
像のラベリング処理、リナンバリング処理が終了した
後、夫々の番号が付与された2値画像(以後、ラベル領
域という)について、夫々の面積、即ち、含んでいる画
素数を計算する。この場合、ゴミの反射や滑らかである
部分の僅かな乱反射によって、傷以外の部分が光ること
があるが、これらは小さい面積のものなので、これらを
傷と誤認しないために、小さい面積のものは傷ではない
とみなして、前記ラベル領域の内で、面積が大きなもの
のみを傷として抽出する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
では、次のような問題点がある。即ち、被検査物の滑ら
かな面に衝撃で生成した傷の場合、図2の2値画像1に
示すように、複数の飛び飛びに連なった傷として発生す
るので、鋭い傷の場合、1つ1つの傷のラベル領域を取
ると、大きさが小さく、傷か塵か汚れかの判定が困難な
場合がある。
【0015】本発明は、上記の問題点を解決し、塵や汚
れと、傷との識別を確実に行える画像処理による傷検査
方法を提供することを課題としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理による
傷検査方法は、上記の課題を解決するために、画像処理
によって各画像の方向性を求めて傷か否かを判断する傷
検査方法において、被検査物の画像データを処理して検
査対象になる2値画像群を求め、これらの2値画像群の
各2値画像を構成する画素に同一番号を付けたラベル領
域を作り、前記各ラベル領域の輪郭を構成する画素につ
いて各隣接画素間の方向である輪郭方向コードを算出
し、前記輪郭方向コードの方向分布から前記ラベル領域
の方向を算出し、算出された方向が近いラベル領域のデ
ータを融合してデータ融合領域を作り、前記データ融合
領域の面積等を示す特徴量によって前記データ融合領域
が傷か否かを判断することを特徴とする。
【0017】
【作用】本発明の画像処理による傷検査方法は、同一要
因で付いた傷は、その傷が複数個に分かれていても、細
長い形状をして、1つの線上、又は、同一方向に並んで
いるものなので、検査対象画像の形状と方向性を判断し
て、傷か否かを判断するものである。そのために、本発
明での画像処理は、被検査物の画像データを処理して2
値画像群を求め、これらの2値画像群の各2値画像を構
成する画素に同一番号を付けたラベル領域を作るところ
までは、従来例と同様であるが、その後に、各ラべル領
域毎に、その領域の形状と方向性を示す輪郭方向コード
を求め、この輪郭方向コードの方向分布から、ラベル領
域の形状と方向性とを演算して、同一方向に長く伸びて
いるラベル領域を選定し、選定したラベル領域のデータ
を融合し、データを融合したデータ融合領域について、
傷か否かを判断している。
【0018】前記輪郭方向コードとは、前記各ラベル領
域の輪郭を構成する画素についての各隣接画素間の方向
なので、1つのラベル領域について求められた輪郭方向
コード群が或る方向に揃っている場合には、そのラベル
領域はその或る方向に長く伸びていることになる。
【0019】従って、本発明では、前記各ラベル領域の
輪郭方向コードを求め、各ラベル領域毎に輪郭方向コー
ドの方向分布を算出し、この方向分布からそのラベル領
域が長く伸びている方向を算出し、算出された方向が近
いラベル領域を1つの傷を構成している可能性ありとし
て、そのデータを融合してデータ融合領域を作り、この
データ融合領域の面積等の特徴量によって前記データ融
合領域が傷か否かを判断する。
【0020】
【実施例】本発明の1実施例方法を図1〜図14に基づ
いて説明する。この場合、図1〜図8は従来例と共通で
ある。
【0021】本発明の画像処理による傷検査方法は、検
査対象物の画像処理において、従来例と同様にして行わ
れるラベリング処理が終了した2値画像、即ち、ラベル
領域について、各ラベル領域の輪郭方向コードを求め、
この輪郭方向コードの方向分布によって、ラベル領域の
形状がどの方向に伸びているかを算出し、伸びていると
算出された方向が近いラベル領域のデータを融合してデ
ータ融合ラベル領域を作り、前記データ融合ラベル領域
の面積等の特徴量によって前記データ融合ラベル領域が
傷か否かを判断している。
【0022】本実施例では、先ず、図1に示すシリンダ
の表面をテレビカメラで撮像し、得られた画像データを
画像入力装置を用いて画像記憶回路に記憶させ、2値化
処理して図2に示すような2値画像1が多数ある画面を
作る。その後に、従来例と同様に、図3〜図8に示すよ
うにして、前記画面内の多数の2値画像をラベリング処
理と、リナンバリング処理して、多数のラベル領域を得
るが、この図3〜図8の処理は、前記の従来例の場合と
同様なので、説明を省略する。
【0023】次に、上記の多数のラベル領域について、
輪郭方向コードを求めるが、この輪郭方向コードの定義
と求め方は次の通りである。
【0024】図9は、輪郭方向コード3とその求め方を
説明するものである。画素2はラベル領域5を構成する
画素であり、輪郭方向コード3は、前記画素2の中で、
ラベル領域5の輪郭を構成し且つ隣接する画素2間の特
定方向回りの輪郭ベクトルである。
【0025】図9に基づいて、前記のラベリング処理が
終了した多数のラベル領域5がある画面から、輪郭方向
コード3を求める方法を説明する。
【0026】図9において、先ず、横書き文章を書くと
きの順序であるラスタ方向に、画面を走査し、最初に到
達したラベル領域5内の画素P1を注目画素として、こ
の注目画素の上下斜め隣の8近傍の近傍画素を左隣から
時計まわりに調べて、これらの近傍画素の画像濃度が
‘0’から‘1’に変化した近傍画素を画素P2とすれ
ば、画素P1を起点とし画素P2を終点とするベクトル
が輪郭方向コード3である。
【0027】次に、画素P2を注目画素として、この注
目画素から見て画素P1から時計まわりに近傍画素を調
べて、これらの近傍画素の画像濃度が‘0’から‘1’
に変化した近傍画素を画素P3とする。以下、同様にし
て、画素P4、画素P5・・・・を求め、もとの画素P
1に戻るまで続ける。このようにして、ラベル領域5の
輪郭を、時計まわりに輪郭方向コード3でつなぐことが
できる。
【0028】以上のようにして求めた輪郭方向コードに
は、上下左右斜めの8方向があるが、180°逆の方向
を同じ方向とすると、4方向が存在することになる。
【0029】本実施例では、次に、輪郭方向コード3の
方向分布を求める。図10は、各ラベル領域5毎の、輪
郭方向コード3の方向分布を示す方向分布グラフ4で、
方向分布グラフ4は、各方向の度数で構成される。従っ
て、ラベル領域5は、前記度数が大きい方向に長く伸び
ていることになり、図10のデータから、度数が最大の
方向を求めれば、その方向が、ラベル領域5が伸びてい
る方向になり、図10の方向分布によって、ラベル領域
5の形状と方向性が判る。上記の輪郭方向コード3の演
算結果と、方向分布データを記憶しておく。
【0030】本実施例では、次に、上記の記憶されたデ
ータを使用して、伸びていると判断される方向が近いラ
ベル領域5のデータを融合してデータ融合ラベル領域を
作るために、クラスタリング処理を行う。
【0031】クラスタリング処理は、図11〜図13の
クラスタリングのPADチャートに示すように行う。
【0032】図11は、前記クラスタリング処理の全体
を示し、上記の記憶されたデータからなる参照テーブル
から、データを読み出し、A、Bのステップでクラスタ
リングを行うことを示している。
【0033】図12は、ラベル領域のデータを融合する
ラベル領域のデータ融合処理・ステップAを示し、前記
の輪郭方向コードの方向分布が求められた多数のラベル
領域5の全組合せについて、前記輪郭方向コードの最大
分布方向が同一なラベル領域5の組合せを選定し、選定
したラベル領域のデータを融合する。
【0034】図13は、データ融合ラベル領域の番号に
抜けがないように番号を付け替えるリナンバリング処理
・Bステップを示す。これは、前記の最大分布方向が同
一なラベル領域5が有する複数のラベル番号を、その中
の1つに合わせる処理である。
【0035】この具体的作業を、図14に基づいて説明
する。図14(a)はリナンバリング処理前のデータを
示し、図14(b)は0、1にリナンバリングされた後
を示す。1と5とは同じナンバーが付いているので、1
に統合される。0と2とは同じナンバーが付いているの
で、0に統合され、3、4、5は1、2と異なるナンバ
ーが付いているが、連続しているとの記憶があるので、
0に統合される。
【0036】本実施例では、上記のクラスタリング処理
とリナンバリング処理とを行った後、即ち、その方向性
による判断でデータを融合されたデータ融合ラベル領域
について、その面積の大小によって前記融合ラベル領域
が傷か否かを判断する。
【0037】このようにすると、1つの原因で付いた
が、その付いた傷が複数の傷に分離し、1つ1つの傷が
小さな場合にも、これらの分離した小さな傷のデータを
融合し、塵や汚れの付着と区別して判断できるので、正
確な傷の検査を行える。
【0038】
【発明の効果】従来例の画像処理による傷検査方法で
は、検査対象画像が、衝撃によって付いた傷であるか否
かを判断する場合、検査対象画像の大きさのみを用いて
判断しているので、塵や汚れの付着による小さな画像と
小さな傷の小さな画像との区別が困難であったが、本発
明では、輪郭方向コードによって、画像が長く伸びてい
る方向を認識し、分離している画像の中から、同一方向
に長く伸びた複数の小さな画像を抽出し、これらの画像
のデータを融合して、傷であるか否かを判断するので、
小さく分離した傷について、従来例よりも正確に傷か否
かの判断ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】被検査物のシリンダの斜視図である。
【図2】図1の傷の画像である。
【図3】ラベリング処理のPADチャートである。
【図4】ラベリング処理のPADチャートである。
【図5】ラベリング処理のPADチャートである。
【図6】ラベリング処理のPADチャートである。
【図7】ラベリング処理のPADチャートである。
【図8】ラベリング処理のPADチャートである。
【図9】本発明の輪郭方向コードの構成図である。
【図10】本発明の輪郭方向コードの方向分布図であ
る。
【図11】本発明の実施例のクラスタリング処理のPA
Dチャートである。
【図12】本発明の実施例のクラスタリング処理のPA
Dチャートである。
【図13】本発明の実施例のクラスタリング処理のPA
Dチャートである。
【図14】本発明の実施例のリナンバリング処理の動作
図である。
【符号の説明】
1 2値画像 2 画素 3 輪郭方向コード 4 方向分布グラフ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像処理によって各画像の方向性を求め
    て傷か否かを判断する傷検査方法において、被検査物の
    画像データを処理して検査対象になる2値画像群を求
    め、これらの2値画像群の各2値画像を構成する画素に
    同一番号を付けたラベル領域を作り、前記各ラベル領域
    の輪郭を構成する画素について各隣接画素間の方向であ
    る輪郭方向コードを算出し、前記輪郭方向コードの方向
    分布から前記ラベル領域の方向を算出し、算出された方
    向が近いラベル領域のデータを融合してデータ融合領域
    を作り、前記データ融合領域の面積等を示す特徴量によ
    って前記データ融合領域が傷か否かを判断することを特
    徴とする画像処理による傷検査方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032334A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 成形品の外観検査方法およびその装置
JP2010032332A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 外観検査方法およびその装置
CN106990119A (zh) * 2017-04-27 2017-07-28 中科慧远视觉技术(洛阳)有限公司 一种自动检测白玻表面缺陷的视觉检测***及检测方法

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