JPH06229930A - コンクリートブロック製品の検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ひび割れの正確な合否判定と検査の省力化が図
れると共に、製造工程への再発防止を確実に行い得る、
コンクリートブロック製品の検査方法及び検査装置を提
供する。 【構成】コンクリートブロック製品の表面画像を所定の
しきい値に基づき２値化して２値画像を得る（〜Ｓ１０
２）と共に、この２値画像のうち「ひび割れ」に相当す
る値が集合する箇所の基準点を求め、該箇所を拡大（〜
Ｓ１０６）する。拡大した箇所のうち、連続する箇所の
基準点間の距離を計算してひび割れの「長さ」を求め、
これを基準値と比較（〜Ｓ１１０）して製品の合否を判
定する。この判定後に、上記距離が所定値以上の箇所の
個数、即ちひび割れの「本数」を計数して基準値と比較
（〜Ｓ１１３）したり、あるいは、拡大した箇所を縮小
し、縮小した箇所の隣合う基準点に沿ってひび割れの
「幅」を計算し、これを基準値と比較（〜Ｓ１１８）し
て、それぞれ製品の合否を判定することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリートブロック
製品の表面欠陥の一つであるひび割れを自動的に検査し
得る、コンクリートブロック製品の検査方法及び検査装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば道路の舗道の敷設に使用し
たり、建築用に使用するインターロッキングブロック等
のコンクリートブロック製品は、美的観点等から、図７
に示すようにブロック本体２０の上面に、適宜の模様等
が施された化粧板２１が結合されている。このコンクリ
ートブロック製品は、例えば、次のようにして製造され
ている。

【０００３】即ち、下鉄板上に複数個の製品が同時に得
られる型枠をセットし、下鉄板を振動等させながら型枠
内にコンクリートを打つ。その後、コンクリート上面に
化粧板２１となる材料（例えば粉末材）を積み重ね、こ
の材料の上に所定の模様が形成された上鉄板を置き、該
鉄板で所定の圧力を加えつつ、固化させている。

【０００４】そして、このコンクリートブロック製品
は、その製造過程において種々の欠陥、特に、化粧板２
１表面のひび割れが発生し易く、このような製品の市場
への流出を防止するために、製品完成時あるいは出荷段
階において、検査員が検査基準や限度見本等を利用して
目視にて検査している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな検査方法にあっては、検査基準を、例えば「長さ３
ｍｍ以上、幅０．２ｍｍ以上で不合格」と規定しても、
実際の製品においては、単純なひび割れはほとんどな
く、途中で切れたり、途中で０．２ｍｍ以下にくびれた
りするものが多い。従って、大量生産されるこれらの製
品を、検査員が正確かつ即座に判断することは極めて困
難である。また、限度見本を作成したとしても、同じ形
状のひび割れが発生する確率は極めて低いこと等から、
上記と同様なことが言える。

【０００６】このように、検査員の視感という感能検査
が主体の上記検査方法においては、その検査に自ずと限
界があって、検査員による判断にバラツキが発生した
り、不良品の見逃しが発生し易く、製品の正確な合否判
定を行うことが困難であると共に、合否判定等に時間が
かかり検査時間が長くなり易いという問題点があった。
また、目視検査においては、検査結果を数値データとし
て製造現場へフィードバックすることが極めて難しく、
欠陥の再発を防止するために、製造工程に適切な対策を
講じることが困難であるという問題点があった。

【０００７】特に、上述したように美的要素を有するイ
ンターロッキングブロック製品等にあっては、表面のひ
び割れ等は致命的欠陥となり易く、検査方法の改善が望
まれているのが実情である。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ひび割れの正確な合否判定と検査の省力化が
図れると共に、製造工程での不良品の再発防止を確実に
行い得る、コンクリートブロック製品の検査方法及び検
査装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、コンクリートブロック製品の
表面画像を、所定のしきい値に基づき２値化して２値画
像を得るステップと、２値化画像のうち、ひび割れに相
当する値が集合する箇所の基準点を求めると共に、該箇
所を所定比率で拡大するステップと、拡大した箇所のう
ち、連続する箇所の基準点間の距離を計算し、該距離と
第１の基準値とを比較して合否を判定するステップとを
具備することを特徴とする。

【００１０】また、請求項２の発明は、上記ひび割れに
相当する値が集合する箇所の面積を求め、該面積と第２
の基準値とを比較した後に、上記基準点を求めることを
特徴とする。また、請求項３の発明は、請求項１の発明
に加え、連続する基準点間の距離が所定値以上の箇所の
個数を計数し、該個数と第３の基準値とを比較して合否
を判定するステップを具備することを特徴とする。さら
に、請求項４の発明は、請求項１の発明に加え、拡大し
た箇所を所定比率で縮小すると共に、縮小した箇所の隣
合う基準点を結ぶ線に沿って２値画像の幅を計算し、該
幅と第４の基準値とを比較して合否を判定するステップ
を具備することを特徴とする。

【００１１】またさらに、請求項５の発明は、コンクリ
ートブロック製品の表面画像を撮影する撮影手段と、該
撮影手段で撮影された画像を所定のしきい値に基づき２
値化して２値画像を得ると共に、２値画像のうち、ひび
割れに相当する値が存在する箇所を所定の方式にしたが
って処理する画像処理手段と、該画像処理手段で処理さ
れた結果と、予め設定した基準値とを比較して製品の合
否を判定する判定手段とを具備することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の検査方法によれば、まずひび割れの
「長さ」を判断する。この場合、２値画像のうち、ひび
割れに相当する値、例えば「１」が集合する箇所の面積
（画素数）を基準値（第２の基準値）と比較し、面積が
その基準値以上の箇所の基準点（例えば中心点）を求め
ると共に、該箇所を所定比率で拡大する。この拡大によ
り、実際はひび割れが発生しているのに２値画像上離れ
ている箇所が連続する。そして、この連続した箇所の基
準点間の距離を求め、この距離と基準値（第１の基準
値）とを比較して「長さ」を判断する。

【００１３】また、「長さ」の判断において、上記基準
点間距離が基準値未満の場合、即ち、ひび割れの「長
さ」が短い場合は、ひび割れの「本数」を判断するか、
ひび割れの「幅」を判断する。ひび割れの「本数」は、
拡大した箇所のうち、連続した箇所の個数を計数し、こ
の個数と基準値（第３の基準値）とを比較する。また、
ひび割れの「幅」は、拡大した箇所を縮小して元に戻
し、各箇所の基準点を結ぶ、例えば直線に沿って一定間
隔毎にその直角方向に切断して切断幅を計算する。そし
て、各区間の平均値を算出し、この平均値と基準値（第
４の基準値）とを比較する。

【００１４】また、本発明の検査装置によれば、撮影手
段で撮影した画像を画像処理手段で２値化すると共に、
ひび割れに相当する２値画像を所定の方式にしたがって
処理し、判定手段でこの処理結果と基準値とを比較し
て、製品の合否を判定する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明に係わるコンクリートブ
ロック製品の検査装置の基本構成図を示している。図に
おいて、検査装置１は、パソコン２と、画像処理装置３
と、カメラ４と、画像モニタ５等を有している。パソコ
ン２は、図示しない、ＣＰＵ（中央処理装置）、ディス
クドライブ装置、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有し、例えばディ
スクドライブ装置にセットされる制御用ソフトウェア６
に基づいて、各種の処理を行うと共に、画像処理装置３
を制御する。

【００１６】画像処理装置３は、例えば、パソコン２か
らの制御信号により、各種の画像処理及び演算等を行う
画像処理プロセッサ７と、カメラ４の撮影画像が入力さ
れる入力インターフェース８と、該入力インターフェー
ス８を介して入力される画像及び後述する２値画像等を
記憶するメモリ９と、画像処理プロセッサ７で処理され
たデータを、画像モニタ５に表示させるモニタインター
フェース１０等を有している。

【００１７】カメラ４は、例えば電荷結合素子（ＣＣ
Ｄ）等の固定画像素子を有し、撮影した画像を、５１２
×５１２の２５万画素数の電気信号に変換し、この電気
信号を入力インターフェース８に出力する。また、画像
モニタ５はＣＲＴ等によって構成され、画像処理装置３
で処理された各種処理結果等を表示する。なお、パソコ
ン２あるいは画像処理装置３に、必要に応じて処理結果
及び検査結果等を印刷するためのプリンタ１１を接続す
ることもできる。

【００１８】次に、検査装置１による検査方法につい
て、図２のフローチャートに基づいて説明する。このフ
ローチャートは、パソコン２にセットされた制御用ソフ
トウエア６のプログラムにしたがって、パソコン２と画
像処理装置３とによって実行される。

【００１９】まず、カメラ４をコンクリートブロック製
品の表面上方にセットし、該ブロック製品の表面全体の
画像を撮影する。この画像は、２５万個の画素として入
力インターフェース８を介して画像処理装置３に入力
（Ｓ１００）され、メモリ９に記憶されると共に、画像
処理プロセッサ７によって濃淡画像処理（Ｓ１０１）が
施される。この濃淡画像処理は、例えば入力画像の平均
化、シューディング補正、コントラスト強調等の処理が
施される。この処理によって、ひび割れと同質のものと
して認識され易い、製品表面上に無数にある凹凸の影や
材料に含まれる黒い粒子とを区別する。

【００２０】そして、濃淡画像処理が施された画像の各
画素を、予め定めたしきい値で「０」と「１」とに２値
化（Ｓ１０２）し、２値画像としてメモリ９に記憶す
る。次に、この２値画像を、その左上端を座標（０，
０）、右下端を座標（５１１，５１１）とし、左から右
へ上から下へと順次走査し、「１」が存在している箇所
（以下この箇所を、説明の便宜上「データ箇所」とい
う）を抽出し、その面積を算出（Ｓ１０３）する。この
面積の算出は、データ箇所の画素数をカウントすること
により行われる。データ箇所の面積を算出したら、その
面積のうち、予め定めた基準値（第２の基準値）以上の
ものがあるか否かを判断（Ｓ１０４）する。

【００２１】即ち、この判断では２値画像を上記の如く
走査して、「１」が存在もしくは「１」が集合するデー
タ箇所の面積が基準値未満の箇所は、その値を消去（２
値画像を「０」に）し、基準値以上のデータ箇所のみメ
モリ９に記憶する。従って、ステップ１０４で「ＮＯ」
の場合、即ち、基準値以上のデータ箇所が存在しない場
合は、２値画像が全て「０」となって、ひび割れは無い
ものとして、「合格」と判定（Ｓ１１９）する。

【００２２】一方、ステップ１０４で「ＹＥＳ」の場合
は、基準値以上の面積を有するデータ箇所の基準点、例
えばその中心点を算出（Ｓ１０５）する。この中心点の
算出方法としては、例えば、図３に示すように、該当す
るデータ箇所Ｄ１をＸ軸及びＹ軸方向に走査し、各走査
線ｘｉ、ｙｉのデータ箇所Ｄ１の中点を結ぶ線Ｌ１、Ｌ
２を求め、この線Ｌ１、Ｌ２の交点を中心点Ｔ１とし、
該中心点Ｔ１が位置する画素の座標（ｘ１，ｙ１）をメ
モリ９に記憶する。なお、各画素に重みを付ければ、中
心点の代わりにデータ箇所の重心点を求めてもよい。

【００２３】そして、中心点が算出されたら、データ箇
所を図４の実線矢印の方向に拡大（Ｓ１０６）する。即
ち、各画素の周囲を１画素ずつ（１画素に対して８画
素）拡大させる。なお、データ箇所の内部は重複するた
め、実施的に拡大に寄与する画素の位置はデータ箇所の
外周部分の画素が主体となる。従って、例えば図５に示
すようなデータ箇所Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がある場合、図の
空白部分Ｋが拡大されて、３つのデータ箇所Ｄ２、Ｄ
３、Ｄ４が連続することになる。この拡大する意味は、
ひび割れの例えば部分的にくびれている箇所等をも見逃
さないようにするためである。

【００２４】データ箇所が拡大されたら、連続したデー
タ箇所があるか否かを判断（Ｓ１０７）し、この判断で
「ＮＯ」の場合、即ちデータ箇所を拡大しても、他のデ
ータ箇所と連続する箇所が無い場合は、所定長さのひび
割れは無いものとして、「合格」と判定（Ｓ１１９）す
る。また、ステップ１０７で「ＹＥＳ」の場合、即ち、
連続しているデータ箇所が存在する場合は、該データ箇
所をメモリ９に記憶させると共に、連続しているデータ
箇所の中心点間の距離を算出（Ｓ１０８）する。この算
出は、両中心点の座標によって計算される。なお、３個
以上のデータ箇所が連続する、例えば図５のような場合
は、隣合う最短の２箇所の中心点間の距離、即ち、中心
点Ｔ２（ｘ２，ｙ２）と中心点Ｔ３（ｘ３，ｙ３）間及
び中心点Ｔ３（ｘ３，ｙ３）と中心点Ｔ４（ｘ４，ｙ
４）間の距離をそれぞれ算出することになる。

【００２５】そして、中心点間の距離が算出されたら、
連続しているデータ箇所の距離を全て累計（Ｓ１０９）
し、この累計値が、基準値（第１の基準値）以上か否か
を判断（Ｓ１１０）する。この判断で「ＹＥＳ」の場
合、即ち、連続したデータ箇所の中心点間の累計値が基
準値以上の場合は、ひび割れの長さが長いものとして、
「不合格」と判定（Ｓ１１１）する。なお、ステップ１
０９、１１０では、中心点間距離を累計して基準値と比
較したが、例えば、中心点間距離の各区間を基準値とそ
れぞれ比較して、「合否」を判定することもできる。一
方、ステップ１１０で「ＮＯ」の場合は、次のひび割れ
の「本数」を判断するステップに移る。

【００２６】まず、ステップ１０７で「ＹＥＳ」となっ
てメモリ９に記憶されているデータ箇所の個数、即ち、
連続した箇所の本数を計数（Ｓ１１２）し、この計数値
が基準値（第３の基準値）以上か否かを判断（Ｓ１１
３）する。この判断で「ＹＥＳ」の場合、即ち、連続し
たデータ箇所の本数が基準値以上ある場合は、長さは短
いものの本数が多いとして、「不合格」と判定（Ｓ１１
１）する。また、ステップ１１３で「ＮＯ」の場合、即
ち、本数も基準値未満の場合は、ひび割れの「幅」を判
断する次のステップに移る。

【００２７】このステップでは、先ずステップ１０６で
拡大したデータ箇所を、図４の点線矢印の方向に縮小
（Ｓ１１４）する。そして、該データ箇所の中心点を結
ぶ直線に沿って、一定間隔毎に、その直線に対して直角
方向に切断（Ｓ１１５）し、切断した箇所の切断長、即
ち、切断幅を計算（Ｓ１１６）する。この計算は、例え
ば図５に示すデータ箇所Ｄ２の場合、図６に拡大して示
す如く、切断線Ｌ３の両端部が位置する画素の座標ｑ
（ｘ５，ｙ５）、ｑ（ｘ６，ｙ６）に基づいて計算す
る。なお、次の切断線Ｌ４の場合は、座標ｑ（ｘ７，ｙ
７）、ｑ（ｘ８，ｙ８）に基づき計算する。各切断幅が
算出されたら、各区間、即ち隣合うデータ箇所間（例え
ば図５の場合、Ｔ２−Ｔ３間及びＴ３−Ｔ４間）の各切
断幅の平均値を算出（Ｓ１１７）する。この平均値は、
切断幅の合計をデータ数で除算することによって算出さ
れる。

【００２８】そして、各区間の平均値が算出されたら、
各区間の平均値を基準値（第４の基準値）とそれぞれ比
較し、基準値以上が連続する箇所があるか否かを判断
（Ｓ１１８）する。即ち、この判断では、１区間のみ基
準値以上の場合は無視し、基準値以上が連続する箇所を
抽出することになる。そして、この判断で「ＹＥＳ」の
場合は、ひび割れの長さも短く本数もすくないが、ひび
割れの幅が大きいものとして「不合格」と判定（Ｓ１１
１）し、「ＮＯ」の場合は、ひび割れの長さ、本数、幅
が共に基準値未満として「合格」と判定（Ｓ１１９）す
る。このように、連続する箇所を抽出するのは、ひび割
れ部分をより正確に抽出するためであるが、各区間の平
均値を基準値とそれぞれ比較して、製品の「合否」を判
定することも、勿論可能である。

【００２９】以上で一連のフローチャートが終了、即ち
製品の検査が終了するが、このフローチャートにおいて
は、ステップ１０７までで、ひび割れと見なされる箇所
があるか否かを判断し、ステップ１１０まででひび割れ
の「長さ」を、またステップ１１３まででひび割れの
「本数」を、さらに、ステップ１１８まででひび割れの
「幅」を判断していることになる。そして、ステップ１
０４、１０７、１１８で「ＮＯ」の場合にのみ、「合
格」と判定される。

【００３０】このように、上記実施例によれば、２値画
像に基づいて所定の演算処理を行い、ひび割れの「長
さ」、「本数」、「幅」の各項目を、予め定めた基準値
と比較することにより、製品の「合否」を機械的に判定
する。従って，検査基準の定量化を図ることができ、合
否の判定において人的作用がなくなるため、検査のバラ
ツキ、見逃し等がなくなり、検査の正確さ及び検査の信
頼性の向上を図ることができる。また、判断をパソコン
２及び画像処理装置３によって機械的に行うことができ
るため、検査を自動化することができて検査時間の短縮
が可能になる等、検査の省力化が図れる。さらに、例え
ば、各判断項目における検査結果により、ひび割れの形
態を数値データで表すこともできるため、この数値デー
タの製造現場へのフィードバックが容易となり、適切な
不良品の再発防止対策を講じることが可能になる。

【００３１】特に、上記実施例において、「しきい値」
を照明方法、照度、製品表面の明度等に応じ適宜に設定
すると共に、ひび割れの「長さ」の判断において２値画
像を適宜比率拡大したり、「幅」の判断において拡大し
た２値画像を縮小し切断幅を平均化する等の適宜の処理
を施すことにより、コンクリートブロック製品表面の種
々の形態の「ひび割れ」を、極めて高い確率で正確に判
定し得ることが、実験的に確認されている。

【００３２】なお、上記実施例においては、検査装置１
として、画像処理装置３を使用することにより、画像処
理部を専用ハードウエアー化したが、本発明はこれに何
ら限定されず、例えば２値化等の簡単な画像処理機能を
専用ハードウエアー化し、主な画像処理をパソコン２上
のソフトウエアで行うようにしてもよい。また、上記実
施例においては、ひび割れの検査を、「長さ」の判断後
に「本数」を判断し、さらにその後「幅」を判断した
が、例えば、ひび割れの重要な判断項目である「長さ」
のみの判断で製品の「合否」を判定してもよいし、「長
さ」の判断後に「幅」を判断して製品の「合否」を判定
したり、「長さ」の判断後に「本数」を判断して製品の
「合否」を判定するようにしてもよい。

【００３３】さらに、上記実施例におけるフローチャー
トは一例であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて、種々変更可能であることは言うまでもなく、ま
た、例えば、上記フローチャートにおける拡大、縮小の
方法、中心点の位置及び中心点間距離の算出方法、面積
の算出方法、切断幅の算出方法等も他の適宜の方法を採
用し得るものである。またさらに、上記実施例において
は、表面欠陥の「ひび割れ」について説明したが、ひび
割れに類似する「きず」等の他の欠陥にも適用できる
し、インターロッキングブロック製品に限らず、他のあ
らゆるコンクリートブロック製品にも適用できるもので
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のコンクリ
ートブロック製品の検査方法及び検査装置にあっては、
正確な合否判定と検査の信頼性向上を図ることができる
と共に、検査の省力化を図ることができる。また、製造
現場への適切なフィードバックが可能となり、製造工程
での不良品の再発防止を確実に行い得る等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるコンクリートブロック製品の検
査装置の一例を示す基本構成図

【図２】同装置を使用した検査方法の一例を示すフロー
チャート

【図３】同面積算出方法の説明図

【図４】同拡大及び縮小方法の説明図

【図５】同拡大した画像の説明図

【図６】同切断幅の算出方法の説明図

【図７】コンクリートブロック製品を示す斜視図

【符号の説明】

１・・・・検査装置 ２・・・・パソコン ３・・・・画像処理装置 ４・・・・カメラ ５・・・・画像モニタ ７・・・・画像処理プロセッサ ８・・・・入力インターフェース ９・・・・メモリ １０・・・モニタインターフェース ２０・・・ブロック本体 ２１・・・化粧板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリートブロック製品の表面画像を、
   所定のしきい値に基づき２値化して２値画像を得るステ
   ップと、 ２値画像のうち、ひび割れに相当する値が集合する箇所
   の基準点を求めると共に、該箇所を所定比率で拡大する
   ステップと、 拡大した箇所のうち、連続する箇所の基準点間の距離を
   計算し、該距離と第１の基準値とを比較して合否を判定
   するステップと、を具備することを特徴とするコンクリ
   ートブロック製品の検査方法。
2. 【請求項２】上記ひび割れに相当する値が集合する箇所
   の面積を求め、該面積と第２の基準値とを比較した後
   に、上記基準点を求めることを特徴とする請求項１記載
   のコンクリートブロック製品の検査方法。
3. 【請求項３】コンクリートブロック製品の表面画像を、
   所定のしきい値に基づき２値化して２値画像を得るステ
   ップと、 ２値画像のうち、ひび割れに相当する値が集合する箇所
   の基準点を求めると共に、該箇所を所定比率で拡大する
   ステップと、 拡大した箇所のうち、連続する箇所の基準点間の距離を
   計算し、該距離と第１の基準値とを比較して合否を判定
   するステップと、 上記距離が所定値以上の箇所の個数を計数し、該個数と
   第３の基準値とを比較して合否を判定するステップと、
   を具備することを特徴とするコンクリートブロック製品
   の検査方法。
4. 【請求項４】コンクリートブロック製品の表面画像を、
   所定のしきい値に基づき２値化して２値画像を得るステ
   ップと、 ２値画像のうち、ひび割れに相当する値が集合する箇所
   の基準点を求めると共に、該箇所を所定比率で拡大する
   ステップと、 拡大した箇所のうち、連続する箇所の基準点間の距離を
   計算し、該距離と第１の基準値とを比較して合否を判定
   するステップと、 上記拡大した箇所を所定比率で縮小する共に、縮小した
   箇所の隣合う基準点を結ぶ線に沿って２値画像の幅を計
   算し、該幅と第４の基準値とを比較して合否を判定する
   ステップと、を具備することを特徴とするコンクリート
   ブロック製品の検査方法
5. 【請求項５】コンクリートブロック製品の表面画像を撮
   影する撮影手段と、 該撮影手段で撮影された画像を所定のしきい値に基づき
   ２値化して２値画像を得ると共に、該２値画像のうち、
   ひび割れに相当する値が存在する箇所を所定の方式にし
   たがって処理する画像処理手段と、 該画像処理手段で処理された結果と、予め設定した基準
   値とを比較して製品の合否を判定する判定手段と、を具
   備することを特徴とするコンクリートブロック製品の検
   査装置。