JPS6250775B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温被検材の表面欠陥判別法に関し、
熱鋼片等の高温被検材の表面欠陥を表面温度斑、
スケールの存在等に拘りなく確実かつ迅速に検出
できるようにしたものである。

板状の移動物体の表面欠陥を検査する方法とし
ては、その表面状況をカメラで撮像して線情報に
変換し、この線情報を信号処理することにより欠
陥信号を抽出するスキヤナー方式が従来より実用
に供されている。この種の表面検査装置における
検査方式は、表面状況の良好なものの検査には非
常に有効であるが、熱鋼片等の高温被検材のよう
に表面にスケールが存在し、表面温度斑による輝
度のバラツキの大きい材料に適用するのは相当困
難である。

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなさ
れたものであり、表面状態の良否を判断するため
の基準レベルを固定せずに、表面温度斑等の温度
レベルに応じた基準パターンなるものを設定する
と共に、判定を小区画と大区画の２段階に分けて
行なうことによつて、表面温度斑、スケールの存
在に拘りなく確実かつ迅速に表面欠陥を検出でき
るようにしたものであつて、その特徴とするとこ
ろは、高温被検材の被検査面を縦横に多数の画素
に分割すると共に、その各画素毎に被検査面の温
度レベルに対応する基準パターン信号と比較して
画素情報を求め、次に縦横の複数個の画素数に相
当する小区画を１画素分づつ順次移動させながら
該小区画内における画素情報数を求めて、この画
素情報数が設定値以上の時に、対応する各画素の
画素情報を欠陥部とした後、小区画の画素数より
も多い縦横の画素数に相当する大区画を１画素分
づつ順次移動させながら、該大区画内における前
記小区画処理後の画素情報数を求めて欠陥部の判
定を行なう点にある。

以下、図示の実施例について本発明方法を詳述
する。

今、例えば、第１図に示すように欠陥〔ヘゲ〕
１及びスケール２が存在する高温被検材３の表面
に大区画４を設定する。この大区画４は被検査面
を縦横に多数の画素に分割し、その画素を縦横に
所要数（16×16画素）だけ集めたものであり、こ
の大区画４内に第２図に示す斜線部の如く欠陥１
及びスケール２が存在した場合を想定する。この
斜線部は被検材３の被検査面を撮像することによ
つて得られた映像信号の内、被検査面の温度レベ
ルに対応する基準パターン信号以下の部分であ
る。

従来の検出方法にあつては、単に大区画４内の
斜線部の個数を数えて表面状態の良否を判断する
だけであるため、スケール２が存在すれば、それ
が欠陥１と同様に数えられ、判断に誤りが生じて
しまう。第２図の例では、実際の欠陥１は52画素
の大きさを持つが、スケール２〔計52画素〕も加
わつて、この大区画４内には104画素の欠陥が存
在すると判断される。

然るに本発明方法にあつては、先ず第３図に示
すような小区画〔４×４画素〕５を１画素分づつ
移動させ、その小区画５内の斜線部の占める割合
が設定値に比して多い場合に、その小区画５は欠
陥部であると判定し、その後、大区画４内の欠陥
部を数えて表面状態の良否を判断する。従つて第
２図の例に適用すると、小区画５による判定によ
つて第４図に示すような欠陥部が得られ、大区画
４内には52画素の欠陥１が存在することが判る。
これはスケール２を除いた実際の欠陥１の大きさ
である。但し、小区画５の設定値は８個とした。
このようにして被検材３の被検査面を検査して行
けば、スケール２の存在に拘らず欠陥１を確実か
つ迅速に検出することができる。

次に本発明方法を実施するための装置を第５図
を参照しながら説明する。第５図において、６は
被検材３を搬送する搬送経路で、ローラテーブル
等により構成される。７は撮像装置であつて、被
検材３の搬送方向と略直交方向に被検査面を走査
し、被検材３の輻射光画像を捕えて映像信号VS
１を得る。この撮像装置７によつて得た映像信号
VS１は、録画装置８へ送られて記録されると共
に、自動感度調整器９及びＡ／Ｄ変換器１０を経
てデイジタル映像信号VS２に変換される。なお
自動感度調整器９は被検材３の温度の高低による
検出能の違いをなくすためのものである。１１は
シフトレジスタ等の記憶回路であり、Ａ／Ｄ変換
器１０によりデイジタル化されたデイジタル映像
信号VS２を受けて、このデイジタル映像信号VS
２を一定時間（複数走査線分）だけ遅延させるた
めのものである。デイジタル映像信号VS２から
被検材３の表面温度レベルに対応した基準パター
ン信号（後述する）をそのまま引算すると、対象
となる場所がずれるので、記憶回路１１にデイジ
タル映像信号VS２を通して基準パターン信号を
作るに必要なだけの時間、そのデイジタル映像信
号VS２を遅延させる。１２は基準パターン検出
回路であり、Ａ／Ｄ変換器１０によりデイジタル
化されたデイジタル映像信号VS２を受けて、被
検材３の表面の欠陥やスケールのない正常な場合
の温度レベルを示す基準パターン信号VS４を作
る。つまり、被検材３には温度斑があるため、欠
陥を判別する時に、欠陥やスケール等の影響を除
いた正常な場合の材面輻射光レベルを基準パター
ン信号VS４とし、その基準パターン信号VS４に
対して映像信号がどれだけずれたかを見なければ
ならない。１３は暗部浮動２値化回路であり、記
憶回路１１より取出した遅延映像信号VS３と基
準パターン検出回路１２より取出した基準パター
ン信号VS４との偏差を減算器で求め、その差信
号を比較器で一定値と比較する。比較器には予め
一定値が設定されており、前記差信号がこの一定
値より低い時に論理１を出力する。この結果は面
積判別回路１４に送られる。面積判別回路１４で
は前述した本発明方法に従つて疵面積の算出を行
ない、予め設定された面積と比較し、その設定面
積より大きい時に論理１の疵信号FSとして疵位
置検出回路１５へ出力する。この暗部浮動２値化
回路１３及び面積判別回路１４は第６図に示すよ
うに構成されている。

第６図において、１６は８ビツトの減算器であ
り、遅延映像信号VS３と基準パターン信号VS４
との偏差を求め、その差信号を８ビツトの比較器
１７で一定値Ｌと比較する。比較器１７は差信号
が一定値より低い時に論理１を出力する。１８−
１，１８−２，１８−３は2048ビツトのシフトレ
ジスタであり、比較器１７の出力を受けて、その
信号を小区画５の判断をするに必要な時間だけ遅
延させるためのものである。１９−１，１９−
２，１９−３，１９−４は並列出力を持つ４ビツ
トのシフトレジスタで、小区画〔４×４画素〕５
の内容を出力する。２０−１，２０−２，２０−
３，２０−４及び２１は加算器で、この小区画５
の内容をすべて読出して加算し、その結果を４ビ
ツトの比較器２２で個数設定値Ｎと比較して、そ
の設定値Ｎより多い時に論理１を出力する。２３
−１，２３−２，２３−４……２３−１５は2048
ビツトのシフトレジスタであり、比較器２２の出
力を受けて、その信号を大区画４の判断をするに
必要な時間だけ遅延させるためのものである。２
４−１，２４−２，２４−３……２４−１５は並
列出力を持つ16ビツトのシフトレジスタであり、
大区画〔16×19画素〕４の内容を出力する。２５
−１，２５−２，２５−３……２５−１６、及び
２６は加算器で、大区画４の内容をすべて読出し
て加算し、その結果を16ビツトの比較器２７で面
積設定値Ｓと比較して、この設定値Ｓより大きい
時に論理１を疵信号として出力する。

第５図において、２８は材エツジ検出回路であ
り、基準パターン検出回路１２より取出した基準
パターン信号VS４を比較器で一定値と比較し、
この一定値より高い部分を被検材３とみなして材
エツジを検出する。疵位置検出回路１５は材エツ
ジ検出回路２８からのエツジ信号と前記疵信号
FSとから疵位置を算出し、その結果は疵位置表
示回路２９を介してプリンタ３０上に表示される
と共に、コンピユータ３１に送られる。３２は走
行状態検出回路で、ホツトメタル検出器３３から
の材有無信号とローラテーブル速度計３４からの
材速度信号とから被検材３の走行状態を判断す
る。３５は材前後端検出回路で、走行状態検出回
路３２からの信号により材前後端を検出し、コン
ピユータ３１に送る。コンピユータ３１では、こ
のようにして送られてきた信号に基づいて、疵の
状態を再生して見る必要があれば、録画装置８を
コントロール（再生）して表示装置３６に表示す
る。また疵総面積等の算出、疵位置による判定等
の高度判断がなされ、この結果はリジエクト判
定、ホツトスカーフコントロール、スポツトスカ
ーフコントロール、製鋼指令（疵情報、材形状）
等に利用される。３７は暗部絶対２値化回路であ
り、記憶回路１１より取出された遅延映像信号
VS３を比較器で一定値と比較し、この遅延映像
信号VS３が一定値より低い時に論理１を出力す
る。この結果は面積判別回路３８に送られ、前述
の本発明方法に基づいて疵面積の算出を行ない、
予め設定された面積と比較し、この面積より大き
い時に論理１を疵信号として出力する。３９は信
号幅・深さによる２値化回路であり、記憶回路１
１より取出された遅延映像信号VS３と基準パタ
ーン検出回路１２より取出された基準パターン信
号VS４との差を求め、その差信号の信号幅と信
号深さとのデータをパラメータとして演算して欠
陥か否かを判別するものであり、その結果はつな
がり判別回路４０に送られ、このつながり判別回
路４０にて疵のつながり方に基づいて疵長さの算
出を行ない、予め設定された長さと比較し、その
長さよりも長い時に論理１を疵信号として出力す
る。４１は明部浮動２値化回路で、記憶回路１１
より取出された遅延映像信号VS３と基準パター
ン検出回路１２より取出された基準パターン信号
VS４との偏差を減算器で求め、その差信号を比
較器で一定値と比較し、差信中が一定値より高い
時に論理１を出力する。この結果はつながり判別
回路４２に送られ、疵のつながり方に基づいて疵
の長さの算出を行ない、予め設定された長さと比
較し、その長さより長い時に論理１を疵信号とし
て出力する。

なお暗部浮動２値化回路１３、面積判別回路１
４は小ヘゲ疵、暗部絶対２値化回路３７、面積判
別回路３８は大ヘゲ疵、信号幅・深さによる２値
化回路３９、つながり判別回路４０は根ありヘゲ
疵、明部浮動２値化回路４１、つながり判別回路
４２は割れ疵を夫々検出するためのものである。

以上実施例に詳述したように本発明では、高温
被検材３の被検査面を縦横に多数の画素に分割す
ると共に、その各画素毎に被検査面の温度レベル
に対応する基準パターン信号と比較して画素情報
を求め、次に縦横の複数個の画素数に相当する小
区画５を１画素分づつ順次移動させながら該小区
画５内における画素情報数を求めて、この画素情
報数が設定値以上の時に、対応する各画素の画素
情報を欠陥部とした後、小区画５の画素数よりも
多い縦横の画素数に相当する大区画４を１画素分
づつ順次移動させながら、該大区画４内における
前記小区画処理後の画素情報数を求めて欠陥部の
判定を行なうので、ヘゲ疵等の被検材表面の欠陥
を、スケール等のノイスから完全に分離抽出で
き、その欠陥の面積に比例した判断を出力するこ
とが可能となり、表面欠陥を確実かつ迅速に検出
できる。

因みに本発明方法により得られた具体的実験結
果を第７図に示す。これは或る大きさの欠陥が小
区画及び大区画に設定された設定値に対してどの
ように検出されたかを示すものである。Ａの設定
〔小区画13/16、大区画208/256〕では◎印の欠陥
のみが検出され、同様にＢの設定〔8/16，160/25
６〕では◎と〇、Ｃの設定では◎と〇と□、Ｄの
設定では◎と〇と□と△の欠陥が夫々検出され
た。また×印の欠陥はこれらの設定では検出され
なかつた。この結果から判るように、本発明によ
れば、ヘゲ疵等の欠陥の面積に相応した出力を得
ることができる。

なお区画の大小は、２つの区画の相対関係を示
すのみであり、被検査面に対する大小関係を示す
ものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は被検
材表面を示す図、第２図乃至第４図は画素と区画
との関係を示す説明図、第５図は全体のブロツク
図、第６図は要部のブロツク図、第７図は欠陥の
大きさと検出結果との関係を示す図である。 １……欠陥、３……被検材、４……大区画、５
……小区画、７……撮像装置、１２……基準パタ
ーン検出回路、１３……暗部浮動２値化回路、１
４，３８……面積判別回路、３７……暗部絶対２
値化回路、３９……信号幅・深さによる２値化回
路、４０，４２……つながり判別回路、４１……
明部浮動２値化回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高温被検材３の被検査面を縦横に多数の画素
   に分割すると共に、その各画素毎に被検査面の温
   度レベルに対応する基準パターン信号と比較して
   画素情報を求め、次に縦横の複数個の画素数に相
   当する小区画５を１画素分づつ順次移動させなが
   ら該小区画５内における画素情報数を求めて、こ
   の画素情報数が設定値以上の時に、対応する各画
   素の画素情報を欠陥部とした後、小区画５の画素
   数よりも多い縦横の画素数に相当する大区画４を
   １画素分づつ順次移動させながら、該大区画４内
   における前記小区画処理後の画素情報数を求めて
   欠陥部の判定を行なうことを特徴とする高温被検
   材の表面欠陥判別法。