JPH079408B2 - Surface defect detector - Google Patents
Surface defect detectorInfo
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- JPH079408B2 JPH079408B2 JP1120845A JP12084589A JPH079408B2 JP H079408 B2 JPH079408 B2 JP H079408B2 JP 1120845 A JP1120845 A JP 1120845A JP 12084589 A JP12084589 A JP 12084589A JP H079408 B2 JPH079408 B2 JP H079408B2
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- Japan
- Prior art keywords
- image signal
- main scanning
- data
- sub
- scanning direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被検材料の表面欠陥を検出する装置に関し、
例えば、圧延後の鋼材の表面の疵等を検出する装置に関
する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for detecting a surface defect of a test material,
For example, the present invention relates to a device for detecting flaws and the like on the surface of rolled steel.
例えば、圧延後の鋼材の表面には、“ヘゲ”と呼ばれ
る、薄鋼片が付着したような疵を生じることがある。従
来においては、このような疵は、生産ライン上に待機す
る検査係の目視検査により検出されていた。For example, on the surface of the steel material after rolling, there may be a defect called "hege", in which thin steel pieces are attached. Conventionally, such a flaw has been detected by visual inspection by an inspector who stands by on the production line.
しかしながら、このような目視による検査は、生産ライ
ンに乗って搬送される鋼材を対象とするために熟練を要
し、また、検査係に大きな負担を強いることになる。However, such visual inspection requires skill because it targets the steel material conveyed on the production line, and also puts a heavy burden on the inspection staff.
そこで、TVカメラ等を用いて鋼材表面を撮像し、画像処
理により自動的に表面欠陥を検出しようとする試みがな
されるようになった。つまり、高温の鋼材は自己発光し
ているが、疵部においては冷却後の復熱が他の部位より
遅くなることに注目して欠陥検出を行なおうとするもの
である。Therefore, attempts have been made to automatically detect surface defects by imaging the surface of a steel material using a TV camera or the like and performing image processing. In other words, although the high temperature steel material emits light by itself, it is intended to detect defects by paying attention to the fact that, in the flaw portion, the recuperation after cooling becomes slower than that in other portions.
この種の欠陥検出装置の実用化に当っては様々な問題を
生じたが、本出願人等が出願し、すでに公告となった特
公昭61-18694号,同57-52983号,同57-48735号および係
属中の特願昭63-261548号等に開示した技術によりそれ
らの問題を逐次解決したため、現在では欠陥の検出精度
をより向上することに努力が傾注されている。There were various problems in the practical application of this type of defect detection device, but the applicants of the present application filed and have already made public notices of Japanese Patent Publication Nos. 61-18694, 57-52983, 57-57- Since these problems have been successively solved by the technique disclosed in Japanese Patent Application No. 48735 and Japanese Patent Application No. 63-261548, which is pending, efforts have been focused on further improving the defect detection accuracy.
そこで本発明においては、被検材料の表面の欠陥を高い
精度で検出する表面欠陥検出装置を提供することを目的
とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a surface defect detection device that detects defects on the surface of a test material with high accuracy.
上記目的を達成するため、本発明の表面欠陥検出装置
は、 所定の方向に移動する被検材料(BM)の表面を撮像し、
その光学的特徴を電気信号に変換した原画像信号(O
(z))を生成する、主走査方向xを前記移動方向と直
交する方向とし、副走査方向zを前記移動方向と平行と
した撮像手段(61); 主走査1ライン分の、主走査方向各画素宛ての平滑画像
信号(P(z))を保持するための記憶手段(327); 前記撮像手段(61)が生成する主走査方向各画素の原画
像信号(O(z))を、それが属する主走査ラインの直
前の主走査ラインまでの前記記憶手段(327)の対応画
素の平滑画像信号(P(z))を用いて副走査方向に平
滑化し平滑画像信号(P(z))を生成しこれを前記記
憶手段(327)に更新記憶する平滑手段(321〜326,32
8); 原画像信号(O(z))と、それが属する主走査ライン
の直前の主走査ラインまでの前記記憶手段(327)の平
滑画像信号(P(z))との差分(O(z)−P
(z))を主走査方向同一位置画素対応で求め差分画像
信号(O(z)−P(z))を生成する処理手段(32
1);および、 前記処理手段(321)が生成した差分画像信号(O
(z)−P(z))に基づいて被検材料(BM)の表面の
欠陥を検出する検出手段(331〜333,301); を備える。なお、カッコ内には、理解を容易にするため
に、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号を、参
考までに付記した。In order to achieve the above object, the surface defect detection apparatus of the present invention images a surface of a test material (BM) moving in a predetermined direction,
The original image signal (O
(Z)) in which the main scanning direction x is a direction orthogonal to the moving direction and the sub-scanning direction z is parallel to the moving direction (61); main scanning direction for one main scanning line Storage unit (327) for holding the smoothed image signal (P (z)) addressed to each pixel; the original image signal (O (z)) of each pixel in the main scanning direction generated by the imaging unit (61); The smoothed image signal (P (z)) is smoothed in the sub-scanning direction using the smoothed image signal (P (z)) of the corresponding pixel of the storage means (327) up to the main scanning line immediately before the main scanning line to which it belongs. ) Is generated and is updated and stored in the storage means (327). Smoothing means (321 to 326, 32)
8); the difference (O (O (z)) between the original image signal (O (z)) and the smooth image signal (P (z)) of the storage means (327) up to the main scanning line immediately before the main scanning line to which it belongs. z) -P
(Z)) corresponding to pixels at the same position in the main scanning direction to generate a differential image signal (O (z) -P (z)).
1); and the differential image signal (O) generated by the processing means (321).
(Z) -P (z)) based on (z) -P (z)) to detect a defect on the surface of the test material (BM). In addition, in order to facilitate understanding, the reference numerals of corresponding elements in the embodiments shown in the drawings and described later are added in parentheses for reference.
被検材料(BM)が例えば圧延および一時的な冷却が行な
われた鋼材の場合、冷却時に低温となった表面が復熱に
より高温となる。幅方向の温度分布は比較的に温度変動
が大きいものであるが、長手方向には温度変化はゆるや
かである。欠陥部は冷却後の復熱が遅れるために低温で
あり、そこでは大きな温度変化がある。When the test material (BM) is, for example, a steel material that has been rolled and temporarily cooled, the surface of which the temperature is low during cooling becomes high due to recuperation. The temperature distribution in the width direction has a relatively large temperature variation, but the temperature change is gentle in the longitudinal direction. The defect portion is at a low temperature because the heat recovery after cooling is delayed, and there is a large temperature change there.
本発明では、撮像手段(61)の主走査方向xを被検材料
(BM)の移動方向と直交する方向すなわち幅方向とし、
副走査方向zを前記移動方向と平行としたので、撮像手
段(61)が生成する原画像信号(O(z))は、主走査
1ライン上でレベル変動が比較的に大きいが、副走査方
向ではレベル変動が小さい。In the present invention, the main scanning direction x of the image pickup means (61) is set to a direction orthogonal to the moving direction of the test material (BM), that is, the width direction,
Since the sub-scanning direction z is parallel to the moving direction, the original image signal (O (z)) generated by the image pickup means (61) has a relatively large level variation on one main-scanning line, but the sub-scanning direction. Level fluctuation is small in the direction.
平滑手段(321〜326,328)が、原画像信号(O(z))
を副走査方向に平滑化し平滑画像信号(P(z))を生
成するので、この平滑画像信号(P(z))は、欠陥が
ない領域では原画像信号(O(z))との偏差が小さ
く、いわば、予測値と言うことができる。この平滑画像
信号(P(z))に対する原画像信号(O(z))の差
分は、予測値に対する原状の偏差であり、これが大きい
ことは、原状が予測(無欠陥面)から大きく外れている
ことを意味する。この外れがあるときに検出手段(331
〜333,301)が欠陥ありと検出するので、欠陥検出精度
が高い。なお、仮に、原画像信号(O(z))を主走査
方向(鋼材の幅方向)に平滑化すると、該主走査方向に
は、欠陥が無い面でも温度変化が大きいので、平滑画像
信号と原画像信号との偏差が大きい領域を生じ、欠陥が
無い領域を欠陥と誤検出したり、欠陥部を見落すなど、
検出精度は低い。The smoothing means (321 to 326,328) is the original image signal (O (z))
Is smoothed in the sub-scanning direction to generate a smoothed image signal (P (z)). Therefore, this smoothed image signal (P (z)) is different from the original image signal (O (z)) in a defect-free area. Is small, so to speak, it can be called a predicted value. The difference between the original image signal (O (z)) and the smooth image signal (P (z)) is the deviation of the original state from the predicted value, and the large difference means that the original state greatly deviates from the prediction (non-defect surface). Means that When there is this deviation, the detection means (331
~ 333,301) detects that there is a defect, the defect detection accuracy is high. If the original image signal (O (z)) is smoothed in the main scanning direction (width direction of the steel material), the temperature change is large in the main scanning direction even on the surface having no defect. A region with a large deviation from the original image signal is generated, a region without a defect is erroneously detected as a defect, or the defective portion is overlooked.
Detection accuracy is low.
更には、本発明は、主走査1ライン分の、主走査方向各
画素宛ての平滑画像信号(P(z))を保持するための
記憶手段(327)を備え、平滑手段(321〜326,328)
が、撮像手段(61)が生成する主走査方向各画素の原画
像信号(O(z))を、それが属する主走査ラインの直
前の主走査ラインまでの前記記憶手段(327)の対応画
素の平滑画像信号(P(z))を用いて副走査方向に平
滑化し平滑画像信号(P(z))を生成しこれを前記記
憶手段(327)に更新記憶し、処理手段(321)が、原画
像信号(O(z))と、それが属する主走査ラインの直
前の主走査ラインまでの前記記憶手段(327)の平滑画
像信号(P(z))との差分(O(z)−P(z))を
主走査方向同一位置画素対応で求め差分画像信号(O
(z)−P(z))を生成するので、撮像手段(61)の
原画像信号(O(z))の出力と同時にその差分画像信
号(O(z)−P(z))が得られ、検出手段(331〜3
33,301)は、撮像手段(61)が出力する原画像信号(O
(z))に同期してその画素が欠陥部であるか否を検出
することができ、欠陥検出速度が速い。その結果、比較
的に高い速度で移動する被検材料(BM)の場合も、高精
度の欠陥検出が可能である。Furthermore, the present invention comprises a storage means (327) for holding a smoothed image signal (P (z)) for each pixel in the main scanning direction for one main scanning line, and the smoothing means (321 to 326, 328).
The original image signal (O (z)) of each pixel in the main scanning direction generated by the image pickup means (61) corresponds to the main scanning line immediately before the main scanning line to which it belongs and the corresponding pixel of the storage means (327). Of the smoothed image signal (P (z)) is smoothed in the sub-scanning direction to generate a smoothed image signal (P (z)), which is updated and stored in the storage means (327). , The difference (O (z)) between the original image signal (O (z)) and the smoothed image signal (P (z)) of the storage unit (327) up to the main scanning line immediately before the main scanning line to which it belongs. -P (z)) is calculated for the same position pixel in the main scanning direction and the difference image signal (O
Since (z) -P (z)) is generated, the difference image signal (O (z) -P (z)) is obtained simultaneously with the output of the original image signal (O (z)) from the image pickup means (61). Detection means (331-3
33, 301) are original image signals (O) output by the image pickup means (61).
It is possible to detect whether or not the pixel is a defective portion in synchronization with (z)), and the defect detection speed is high. As a result, it is possible to detect defects with high accuracy even in the case of a test material (BM) that moves at a relatively high speed.
本発明の後述する実施例では、検出手段(331〜333,30
1)は、差分画像信号(O(z)−P(z))に基づい
て、主走査各ラインにおける、平滑画像信号(P
(z))よりも原画像信号(O(z))が暗い画素数を
カウントするカウント手段(332)、および、該カウン
ト値を副走査位置対応で記憶するカウントデータ記憶手
段(333)、を含む。カウント値は主走査1ライン上の
欠陥延べ長(画素数;欠陥幅)であり、これがライン副
走査位置対応でカウントデータ記憶手段(333)に記憶
されるので、撮像手段(61)が原画像信号(O(z))
を1画面分出力し終ると、カウントデータ記憶手段(33
3)には、該1画面の主走査各ラインの欠陥幅データが
存在することになり、1画面の画像読取と実質上同時に
該画面の欠陥情報が得られる。欠陥情報処理速度が速
い。その結果、比較的に高い速度で移動する被検材料
(BM)の場合も、短周期で画像読取を繰返すことがで
き、高密度の欠陥検出を行なうことができる。In the embodiments described later of the present invention, the detection means (331 to 333,30
1) is based on the difference image signal (O (z) -P (z)) and is based on the smooth image signal (P
A count means (332) for counting the number of pixels in which the original image signal (O (z)) is darker than that of (z)), and a count data storage means (333) for storing the count value in correspondence with the sub-scanning position. Including. The count value is the total defect length (number of pixels; defect width) on one main scanning line, and this is stored in the count data storage means (333) in correspondence with the line sub-scanning position. Signal (O (z))
When one screen has been output, the count data storage means (33
In 3), the defect width data of each main scanning line of the one screen is present, and the defect information of the screen can be obtained substantially simultaneously with the image reading of the one screen. Fast defect information processing speed. As a result, even in the case of the test material (BM) that moves at a relatively high speed, the image reading can be repeated in a short cycle, and high-density defect detection can be performed.
本発明の他の目的および特徴は、以下の図面を参照した
実施例説明より明らかになろう。Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments with reference to the drawings.
第1図に、本発明を一例で実施する鋼材の欠陥検出装置
を模式的に示した。この装置は、システムコントローラ
1,入出力装置2,画像処理ユニット3−1〜3−4(それ
ぞれを個別に指す必要がないときは“3"で代表させる。
他について同じ。),カメラコントローラ4−1〜4−
4,モータコントローラ5−1〜5−4,撮像ユニット6−
1〜6−4,切換ユニット7,モニタTV8,および鋼材検知セ
ンサBSENならびに搬送速度センサSSEN等でなる。FIG. 1 schematically shows a defect detecting device for a steel material for carrying out the present invention as an example. This device is a system controller
1, input / output device 2, image processing units 3-1 to 3-4 (represented by "3" when it is not necessary to indicate each individually.
Same for everything else. ), Camera controllers 4-1 to 4-
4, motor controller 5-1 to 5-4, image pickup unit 6-
1 to 6-4, switching unit 7, monitor TV8, steel material detection sensor BSEN, transport speed sensor SSEN, and the like.
撮像ユニット6−1〜6−4は、図示していない加熱炉
および圧延機等を出て、散水機やデスケーリング装置等
の水で冷却された後、同じく図示していない鋼材搬送装
置により矢印方向にライン速度vで搬送される鋼材(こ
こではH形鋼)BMの左右各フランジ面および上下ウェブ
面をそれぞれ撮像する。各撮像ユニットは、それぞれIT
Vカメラ61,スリット62,ITVカメラ61およびスリット62を
収容するケース63,ITVカメラ61およびスリット62を移動
自在に支持するレール64,および、ITVカメラ61およびス
リット62をそれぞれ独立に位置変更する駆動装置等でな
る。The imaging units 6-1 to 6-4 leave the heating furnace and rolling mill (not shown), and are cooled by water such as a sprinkler and a descaling device, and then an arrow is drawn by a steel material conveying device (not shown). The left and right flange surfaces and the upper and lower web surfaces of the steel material (here, H-shaped steel) BM conveyed in the direction at the line speed v are respectively imaged. Each imaging unit has its own IT
V camera 61, slit 62, case 63 accommodating ITV camera 61 and slit 62, rail 64 movably supporting ITV camera 61 and slit 62, and drive for independently changing the position of ITV camera 61 and slit 62 It consists of devices.
ケース63は、耐熱性の暗箱であり、透明ガラス付の窓63
1および反射ミラー632を有している。窓631は、ユニッ
ト6−1であればH形鋼BMの右側(搬送方向に向って)
のフランジ面に、ユニット6−2であればその左側のフ
ランジ面に、ユニット6−3であればその上側のウェブ
面に、ユニット6−4であればその下側のウェブ面に、
それぞれ平行に開口しており、反射ミラー632は、窓631
を介して入射する光をねじれなくITVカメラ61の方向に
変向する。The case 63 is a heat-resistant dark box and has a window 63 with transparent glass.
1 and a reflecting mirror 632. The window 631 is the right side of the H-section steel BM in the unit 6-1 (toward the carrying direction).
To the flange surface on the left side of the unit 6-2, to the upper web surface of the unit 6-3, and to the lower web surface of the unit 6-4,
The openings are parallel to each other, and the reflection mirror 632 has a window 631.
The light incident via the LED is redirected to the ITV camera 61 without being twisted.
ITVカメラ61は、フォーカルプレーンシャッタおよび受
光素子列でなり、各受光素子は受光エネルギに応じた電
気信号(以下濃度信号という。“濃度高”は“エネルギ
高”に対応する。)を、640×480画素区分で出力する
(これにおいて、水平方向に主走査し、垂直方向に副走
査するラスタスキャンが行なわれ、副走査方向は鋼材の
搬送方向と平行になるものとする。)。The ITV camera 61 is composed of a focal plane shutter and a light-receiving element array, and each light-receiving element outputs an electrical signal (hereinafter referred to as a density signal. “High density” corresponds to “high energy”) corresponding to the received light energy by 640 ×. Output in 480 pixel sections (in this, a raster scan is performed in which horizontal main scanning is performed and vertical sub-scanning is performed, and the sub-scanning direction is assumed to be parallel to the steel material conveying direction.).
スリット62は、鋼材BMの各面の基本的なエネルギ分布の
偏りを補正する。例えば、H形鋼においては、ウェブと
フランジの境界部の積畜エネルギが高いため、その部位
では冷却後の復熱が他よりも早くなる。したがって、ウ
ェブ面は第2a図および第2b図の左端に示したような温度
分布を有し、フランジ面は第2c図および第2d図の左端に
示したような温度分布を有する。そこで、ウェブ面を撮
像するユニット6-3,6-4では、スリット62-3,62-4により
ウェブの両端部からの放射エネルギを減衰させてITVカ
メラ61-3,61-4の受光素子列の受光エネルギを平均化
し、フランジ面を撮像するユニット6-1,6-2では、スリ
ット62-1,62-2によりフランジの中央部からの放射エネ
ルギを減衰させてITVカメラ61-1,61-2の受光素子列の受
光エネルギを平均化している。これらのスリットは、図
示していない駆動装置により駆動され、効果的に受光素
子列の受光エネルギを平均化するように充分にITVカメ
ラに近い位置に位置決めされる。The slit 62 corrects the deviation of the basic energy distribution of each surface of the steel material BM. For example, in the H-section steel, since the energy storage capacity at the boundary between the web and the flange is high, the recuperation after cooling becomes faster than that at the other parts. Therefore, the web surface has a temperature distribution as shown at the left end of FIGS. 2a and 2b, and the flange surface has a temperature distribution as shown at the left end of FIGS. 2c and 2d. Therefore, in the units 6-3 and 6-4 that capture the image of the web surface, the slits 62-3 and 62-4 attenuate the radiant energy from both ends of the web to receive the light receiving elements of the ITV cameras 61-3 and 61-4. In units 6-1, 6-2 that average the received light energy of the rows and image the flange surface, the slits 62-1 and 62-2 attenuate the radiant energy from the central part of the flange, and ITV camera 61-1 The received light energy of the light receiving element array 61-2 is averaged. These slits are driven by a driving device (not shown) and are positioned sufficiently close to the ITV camera so as to effectively average the received light energy of the light receiving element array.
なお、本実施例においては、ウェブ面を撮像するユニッ
トに使用するスリットを第3a図に示したような形状の2
枚のスリット板で構成し、フランジ面を撮像するユニッ
トに使用するスリットを第3b図に示したような形状の1
枚のスリット板で構成した(被測定鋼材が異なるときに
は必要に応じて交換し、例えば、鋼矢板の疵検出におい
てはフランジ面を撮像するユニットに使用するスリット
に2枚のスリット板を使用することもある。)。これら
のスリット板は図示していない駆動装置により上下に位
置変更される。In this embodiment, the slit used in the unit for imaging the web surface has a shape as shown in FIG. 3a.
A slit composed of a single slit plate and used for a unit for imaging the flange surface has a shape as shown in Fig. 3b.
Consists of a single slit plate (If the steel material to be measured is different, replace it if necessary. For example, when detecting flaws in a steel sheet pile, use two slit plates for the slit used in the unit that images the flange surface. There is also.) The positions of these slit plates are vertically changed by a driving device (not shown).
モータコントローラ5は、システムコントローラ1の指
令を受けてITVカメラ61の位置変更用のモータ,スリッ
ト62の位置変更用のモータおよびにスリット62のスリッ
ト板の位置変更用のモータを制御し、それぞれを指示さ
れた位置に位置決めする。In response to a command from the system controller 1, the motor controller 5 controls the motor for changing the position of the ITV camera 61, the motor for changing the position of the slit 62, and the motor for changing the position of the slit plate of the slit 62, and controls them respectively. Position at the indicated position.
カメラコントローラ4は、システムコントローラ1の指
令を受けてITVカメラ61のシャッタを制御し、指示され
たタイミングに指示されたスピードでシャッタを駆動す
る。The camera controller 4 receives a command from the system controller 1 to control the shutter of the ITV camera 61, and drives the shutter at the instructed timing and the instructed speed.
ITVカメラ61が出力した濃度信号は、切換ユニット7に
おいて2方に分岐され、一方は画像処理ユニット3に入
力され、他方は選択的にモニタTV8に与えられる。The density signal output from the ITV camera 61 is branched into two in the switching unit 7, one is input to the image processing unit 3 and the other is selectively given to the monitor TV8.
画像処理ユニット3は、第4図に示したように専用のマ
イクロコンピュータ301および各種の演算回路を備えて
なる。ここでは、例えば、ITVカメラ61が第5a図に示し
たような疵を有する鋼材表面を撮像したものとすると、
それと第6a図に示したようなその平滑画像とを用いて第
7a図に示したような差分画像を作成し、さらに2値化し
て第8a図に示したような2値画像を得る。つまり、画像
中の疵を通る鋼材の搬送方向に平行な副走査ラインlvに
注目してその方向の濃度変化を調べると、第5a図に示し
た画像から第5b図に示したように低周波で変化する温度
ムラに対応する波形と高周波で変化する疵に対応する波
形とを合成したデータが得られ、第6a図に示した画像か
ら第6b図に示したように低周波で変化する温度ムラに対
応するデータが得られる。したがって、第7a図に示した
これらの差分画像から高周波で変化する疵のみに対応す
るデータが得られ、これを2値化することにより第8b図
に示したような副走査方向の疵の位置を特定するデータ
が得られる。The image processing unit 3 comprises a dedicated microcomputer 301 and various arithmetic circuits as shown in FIG. Here, for example, if the ITV camera 61 captures an image of a steel material surface having a flaw as shown in FIG. 5a,
Using it and its smooth image as shown in Figure 6a,
A difference image as shown in FIG. 7a is created and further binarized to obtain a binary image as shown in FIG. 8a. That is, when attention was paid to the sub-scanning line lv parallel to the conveying direction of the steel material passing through the flaw in the image and the density change in that direction was examined, as shown in the image shown in FIG. The data obtained by synthesizing the waveform corresponding to the temperature unevenness changing with the waveform corresponding to the flaw changing with the high frequency is obtained, and the temperature changing with the low frequency as shown in FIG. 6a from the image shown in FIG. 6a. Data corresponding to unevenness can be obtained. Therefore, from these difference images shown in FIG. 7a, data corresponding to only the flaws that change at high frequencies are obtained, and by binarizing the data, the flaw position in the sub-scanning direction as shown in FIG. 8b is obtained. Data that identifies
平滑データは、副走査ライン上の画素の濃度データ(IT
Vカメラ61の濃度信号をA/Dコンバータ311でデジタル変
換したデータ)を逐次取込みながら1次遅れ要素と2次
遅れ要素により、下側に隣接する画素の濃度データを予
測した、予測データである。つまり、差分データは、上
側に連続する濃度データから予測されなかったデータと
いうことになる。具体的には、副走査ライン上に並ぶ画
素の濃度データの取込みに主走査画素数(640画素)分
のラインバッファ327および328を用いて、定数(×α)
乗算回路322と加算回路323により1次遅れ要素を演算
し、加算回路324により2次遅れ要素を演算し(本来微
分演算が含まれるが、ここではサンプリング周期を単位
としてその演算を省略している。)、定数(×β)乗算
回路325と加算回路326により予測データを演算してい
る。この予測データを、そのとき注目している画素(注
目画素)の濃度データから減じたものが差分データであ
り、その演算は減算回路321においてなされる。The smoothed data is the density data (IT
This is prediction data that predicts the density data of the pixel adjacent to the lower side by the primary delay element and the secondary delay element while sequentially capturing the data obtained by digitally converting the density signal of the V camera 61 by the A / D converter 311. . That is, the difference data is data that was not predicted from the concentration data that is continuous on the upper side. Specifically, the line buffers 327 and 328 for the number of main scanning pixels (640 pixels) are used to capture the density data of the pixels arranged on the sub-scanning line, and a constant (× α) is used.
The multiplication circuit 322 and the addition circuit 323 calculate a first-order lag element, and the addition circuit 324 calculates a second-order lag element (which originally includes a differential calculation, but here, the calculation is omitted in units of sampling cycle. , And a constant (× β) multiplication circuit 325 and an addition circuit 326 calculate the prediction data. The difference data is obtained by subtracting the predicted data from the density data of the pixel of interest (pixel of interest) at that time, and the subtraction circuit 321 performs the calculation.
なお、注目画素の濃度データをO(z)とし、そのとき
の予測データ(平滑データ)をP(z)とすると(zは
副走査アドレスを示す。)、1次遅れ要素S(z)は、 S(z)=P(z)+α〔O(z)−P(z)〕 …
(1) 2次遅れ要素S′(z)は、 S′(z)=S′(z−1)+〔O(z)−P(z)〕
…(2) 下側に隣接する次の画素の予測データP(z)は、 P(z)=S(z)+β・S′(z) …(3) でそれぞれ与えられる。When the density data of the pixel of interest is O (z) and the prediction data (smoothed data) at that time is P (z) (z indicates a sub-scanning address), the first-order lag element S (z) is , S (z) = P (z) + α [O (z) −P (z)] ...
(1) The second-order lag element S ′ (z) is S ′ (z) = S ′ (z−1) + [O (z) −P (z)].
(2) Prediction data P (z) of the next pixel adjacent to the lower side is given by P (z) = S (z) + β · S ′ (z) (3)
差分データは、比較回路331においてマイクロコンピュ
ータ301より与えられる2値化閾値Sthと比較され、それ
より濃度が高い(明るい)ときには“1",低い(暗い)
ときには“0"として2値化される。この2値化データ
は、カウンタ332に入力される。The difference data is compared with the binarization threshold value Sth given by the microcomputer 301 in the comparison circuit 331, and is “1” when the density is higher (lighter) and lower (darker).
It is sometimes binarized as "0". This binarized data is input to the counter 332.
カウンタ332は、副走査同期信号でリセットされ2値デ
ータの“0"の立下りでカウントアップする。このカウン
トデータは、各主走査の終了時にシフトレジスタ333に
入力される。したがって、1フレームの処理を終了した
とき、シフトレジスタ333には2値画像の“0"画素を1
本の副走査ライン上に投影したデータが得られる。つま
り、例えば、第10a図に示したような“0"で与えられた
疵1,疵2を含む2値画像が得られたものとすると、シフ
トレジスタ333には、第10b図に示したように、副走査方
向の“0"画素の出現度を示したヒストグラムに対応する
縦射影データF(z)が得られる(ただし、各々の縦射
影データは副走査アドレスzにより特定される。)。マ
イクロコンピュータ301では、この縦射影データF
(z)と所定の閾値Wthとを比較し、副走査方向に連続
して該閾値Wthを超えるデータ群(第10b図のヒストグラ
ムを2値化して得られる第10c図の2値データに対応)
のそれぞれに関して主走査方向の最大画素数を“幅",副
走査方向の画素数を“高さ",中央の副走査アドレスを
“位置”とする特徴量を抽出した後、さらにこの特徴量
をシステムコンピュータ1より与えられた疵判定基準に
基づいて吟味し、各疵を検出する。The counter 332 is reset by the sub-scanning synchronization signal and counts up at the trailing edge of binary data “0”. This count data is input to the shift register 333 at the end of each main scan. Therefore, when the processing of one frame is completed, the shift register 333 stores 1 "0" pixel of the binary image.
The data projected on the sub-scanning line of the book can be obtained. That is, for example, if a binary image including flaws 1 and 2 given by “0” as shown in FIG. 10a is obtained, the shift register 333 has a binary image as shown in FIG. 10b. Then, vertical projection data F (z) corresponding to the histogram showing the appearance degree of "0" pixel in the sub-scanning direction is obtained (however, each vertical projection data is specified by the sub-scanning address z). In the microcomputer 301, this vertical projection data F
(Z) is compared with a predetermined threshold value Wth, and the data group continuously exceeds the threshold value Wth in the sub-scanning direction (corresponding to the binary data of FIG. 10c obtained by binarizing the histogram of FIG. 10b).
After extracting the feature quantity with the maximum number of pixels in the main scanning direction as "width", the number of pixels in the sub-scanning direction as "height", and the central sub-scanning address as "position", Each defect is detected by examining based on the defect judgment standard given by the system computer 1.
また、画像処理ユニット3では、上記縦射影データF
(z)の検出を行う間に、平均濃度データMを生成す
る。この平均濃度データMは、第9a図に示したようにIT
Vカメラ61の撮像画面の中心から上下にそれぞれ指定値P
/2離れた主走査ラインl1およびl2上の画素のうち、濃度
データが所定値δを超えるものについて濃度データを平
均したものであり、ITVカメラ61のシャッタスピードの
調整に用いられる。ここでδは、シャッタスピードが適
切に設定されているとき、第9b図に示すようにラインl1
またはl2上の濃度分布を背景部と鋼材部に分割する値で
ある。In the image processing unit 3, the vertical projection data F
The average density data M is generated during the detection of (z). This average density data M is calculated as IT as shown in FIG. 9a.
V Specify the specified value P above and below the center of the screen of the camera 61
Of the pixels on the main scanning lines l 1 and l 2 that are separated by / 2, the density data is averaged for those whose density data exceeds a predetermined value Δ, and is used for adjusting the shutter speed of the ITV camera 61. Here, δ is the line l 1 as shown in FIG. 9b when the shutter speed is appropriately set.
Or it is the value that divides the concentration distribution on l 2 into the background part and the steel part.
平均濃度データMは、第4図に示したゲート回路341,加
減算回路342,バッファ343,比較回路344,カウンタ345お
よびマイクロコンピュータ301で演算される。比較回路3
44は、濃度データと所定値δとの比較により濃度データ
がδを超えるときに“ゲート開”を許可するゲート信号
を生成してゲート回路341に与える。ゲート回路341で
は、このゲート信号により“ゲート開”が許可されたと
きにのみゲートを開いて濃度データを加減算回路342側
に送る。加減算回路342およびバッファ343では、送られ
た濃度データと仮平均濃度データD0との差を累算し、差
分累算データDを生成する。この間、カウンタ345では
“ゲート開”を許可した画素数をカウントし、カウント
データNを生成する。なお、仮平均濃度データD0は加減
算回路342のビット数削減のために用いたものであり、
バッファ343およびカウンタ345は副走査同期信号により
リセットされる。The average density data M is calculated by the gate circuit 341, the addition / subtraction circuit 342, the buffer 343, the comparison circuit 344, the counter 345 and the microcomputer 301 shown in FIG. Comparison circuit 3
44 compares the density data with a predetermined value δ to generate a gate signal for permitting “gate opening” when the density data exceeds δ, and supplies the gate signal to the gate circuit 341. The gate circuit 341 opens the gate and sends the concentration data to the addition / subtraction circuit 342 side only when the "gate opening" is permitted by this gate signal. The addition / subtraction circuit 342 and the buffer 343 accumulate the difference between the sent density data and the temporary average density data D 0 to generate difference accumulated data D. During this period, the counter 345 counts the number of pixels for which "gate opening" is permitted, and generates count data N. The temporary average density data D 0 is used to reduce the number of bits of the adder / subtractor circuit 342,
The buffer 343 and the counter 345 are reset by the sub scanning synchronizing signal.
マイクロコンピュータ301では、l1ラインおよびl2ライ
ンの主走査終了時に差分累算データDおよびカウントデ
ータNを読み取り、差分累算データDの平均D/Nを求め
てこれに仮平均濃度データD0を加え、平均濃度データM
を生成する。In the microcomputer 301, the difference accumulation data D and the count data N are read at the end of the main scanning of the l 1 line and the l 2 line, the average D / N of the difference accumulation data D is calculated, and the provisional average density data D 0 is obtained. Average density data M
To generate.
次に、本実施例装置の全体的な動作を説明する。第11図
を参照されたい。Next, the overall operation of the apparatus of this embodiment will be described. See FIG. 11.
システムコントローラ1は、入出力装置2を介してオペ
レータにより被測定鋼材の品種コードおよび圧延No.等
が入力されると、予め記憶しているデータを参照してIT
Vカメラ61の位置やシャッタスピード(初期値)および
スリット62の位置やスリット板の位置等に関する撮像条
件ならびに2値化閾値Sthや疵判定基準(W1L,W2L,H1L,H
2L)等に関する画像処理条件を設定し、それぞれモータ
コントローラ5,カメラコントローラ4あるいは画像処理
ユニット3に転送して待機モードを設定する。これによ
りモータコントローラ5は、ITVカメラ61およびスリッ
ト62ならびにスリット板を指定された位置に位置決め
し、カメラコントローラ4は指定されたシャッタスピー
ドをセットする。また画像処理ユニット3のマイクロコ
ンピュータ301は入出力ポートや内部レジスタ等を初期
化した後、画像処理条件を登録し、比較回路331に2値
化閾値Sthを与えて待機モードを設定する。When the operator inputs the product type code and rolling No. of the steel to be measured through the input / output device 2, the system controller 1 refers to the data stored in advance to perform IT.
Imaging conditions related to the position of the V camera 61, the shutter speed (initial value), the position of the slit 62, the position of the slit plate, the binarization threshold Sth, and the flaw determination standard (W1 L , W2 L , H1 L , H
2 L ) and other image processing conditions are set and transferred to the motor controller 5, the camera controller 4 or the image processing unit 3, respectively, and the standby mode is set. As a result, the motor controller 5 positions the ITV camera 61, the slit 62, and the slit plate at the designated position, and the camera controller 4 sets the designated shutter speed. Further, the microcomputer 301 of the image processing unit 3 initializes the input / output port, the internal register, etc., then registers the image processing condition, and gives the binarization threshold value Sth to the comparison circuit 331 to set the standby mode.
この後、鋼材検知センサBSENが被測定鋼材の先端を検知
すると、システムコントローラ1および画像処理ユニッ
ト3のマイクロコンピュータ301が立上り、、システム
コントローラ1は速度センサSSENが検知した鋼材の搬送
速度に応じて撮像間隔(画像処理を行う間隔)を設定す
る。この撮像間隔は、鋼材の搬送速度4m/sを超えるとき
には15Hzに、4m/s以下のときには10Hzに設定される。つ
まり、ITVカメラ61は1/30秒で1画面を撮像するので15H
zの撮像間隔を設定した場合には第12a図に示すように1
画面置きに、10Hzの撮像間隔を設定した場合には第12b
図に示すように2画面置きに画像処理を行うことにな
る。After that, when the steel material detection sensor BSEN detects the tip of the steel material to be measured, the system controller 1 and the microcomputer 301 of the image processing unit 3 start up, and the system controller 1 responds to the steel material conveyance speed detected by the speed sensor SSEN. The imaging interval (interval for performing image processing) is set. This imaging interval is set to 15 Hz when the steel material conveying speed exceeds 4 m / s, and 10 Hz when it is 4 m / s or less. In other words, the ITV camera 61 captures one screen in 1/30 second, so 15H
When the imaging interval of z is set, as shown in Fig. 12a, 1
If you set a 10Hz imaging interval on the screen, the 12b
As shown in the figure, image processing is performed every two screens.
さらに、システムコントローラ1では、鋼材の搬送速度
に応じて有効エリアを算出する。この有効エリアは疵判
定の範囲を限定するものであり、その副走査方向の長さ
Vaは、検出した鋼材の搬送速度をv,フォーカルプレーン
シャッタのシャッタスピードをv′,撮像周期をfs,一
画素の長さをCpm,オーバラップ率をε0とするとき、 Va=v・fs-1・Cmp-1・v′/(v+v′)・ε
0 (4) で与えられる。有効エリアは第12a図および第12b図に示
すように各採取画面(画像処理を行う画面)毎に設定さ
れ、前後の有効エリアはオーバラップ率ε0でオーバラ
ップするので鋼材の被撮像面の疵はいずれかの有効エリ
ア内に含まれる。システムコントローラ1は、上記第
(4)式に基づいて有効エリアを設定するとフレームN
o.(採取した画面の番号)に対応付けて長さVaを登録す
るとともに、その領域上端の副走査アドレスVsおよび下
端の副走査アドレスVeを画像処理ユニット3のマイクロ
コンピュータ301に転送し、画像処理の開始を指示す
る。Further, the system controller 1 calculates the effective area according to the transport speed of the steel material. This effective area limits the flaw detection range, and its length in the sub-scanning direction.
Va is Va = v · fs, where v is the transport speed of the detected steel material, v ′ is the shutter speed of the focal plane shutter, fs is the imaging cycle, Cpm is the length of one pixel, and ε 0 is the overlap rate. -1・ Cmp -1・ v '/ (v + v') ・ ε
It is given by 0 (4). The effective area is set for each sampling screen (screen for image processing) as shown in FIGS. 12a and 12b, and the effective areas before and after overlap with the overlap ratio ε 0 , so Defects are included in any of the effective areas. When the system controller 1 sets the effective area based on the above equation (4), the frame N
The length Va is registered in association with the o. Instruct to start processing.
マイクロコンピュータ301は、画像処理開始の指示があ
ると、そのときITVカメラ61が撮像した画面に対する画
像処理を行う。第13図は画像処理の最初に行う平均濃度
データの検出サブルーチンを示したフローチャートであ
る。このサブルーチンはラインl1またはl2の主走査終了
時に起動される。Upon receiving an instruction to start image processing, the microcomputer 301 performs image processing on the screen imaged by the ITV camera 61 at that time. FIG. 13 is a flowchart showing the average density data detection subroutine performed at the beginning of image processing. This subroutine is activated at the end of the main scan of line l 1 or l 2 .
前述したように、各主走査の終了時にバッファ343の出
力端から差分累算データDが、カウンタ345の出力端か
らカウントデータNがそれぞれ与えられる。そこでマイ
クロコンピュータ301は、ラインl1およびl2の主走査終
了時にそれぞれ差分累算データDおよびカウントデータ
Nを読み取り、D/N+D0を演算して、それぞれのライン
の平均濃度データを求め、さらに各ラインの平均濃度デ
ータを平均してその画面の平均濃度データMを求める
と、それをシステムコントローラ1に転送する。As described above, the difference accumulation data D is provided from the output end of the buffer 343 and the count data N is provided from the output end of the counter 345 at the end of each main scan. Therefore, the microcomputer 301 reads the difference accumulation data D and the count data N respectively at the end of the main scanning of the lines l 1 and l 2 , calculates D / N + D 0, and obtains the average density data of each line. When the average density data of each line is averaged to obtain the average density data M of the screen, the average density data M is transferred to the system controller 1.
システムコントローラ1では、この平均濃度データMが
所定値以下の場合には鋼材が撮像位置に到達していない
(鋼材検知センサBSENは撮像位置より上流に設置されて
いる。)ものと判定して次の画面の撮像を待機するが、
それが所定値を超えるとシャッタスピードの適否を判定
する。シャッタスピードの適否の判定においては、平均
濃度データMと予め設定した参照レベルD1,D2,U1,U
2(ただしD2<D1<U1<U2)とを比較して、平均濃度デ
ータMが参照レベルD2以下のときは“−2",D2を超えD1
以下のときは“−1",D1を超えU1以下のときは“0",U1を
超えU2以下のときは“+1",U2を超えるときは“+2"な
る評価値を設定する。ここで、評価値の符号は露光の過
不足(マイナスは不足、プラスは過多に対応する。)を
示し、数字は過不足の程度を示す。したがって、例え
ば、評価値“−2"を設定したときは、露光が大きく不足
しているので、カメラコントローラ4にシャッタスピー
ドの2段階ダウン(遅くする)を指示し、また、評価値
“+1"を設定したときは、露光が多少過大であるので、
カメラコントローラ4にシャッタスピードの1段階アッ
プ(速くする)を指示する。When the average density data M is less than or equal to the predetermined value, the system controller 1 determines that the steel material has not reached the image capturing position (the steel material detecting sensor BSEN is installed upstream from the image capturing position). I will wait for the image of the screen of
When it exceeds a predetermined value, it is determined whether the shutter speed is appropriate. In determining the appropriateness of the shutter speed, the average density data M and preset reference levels D 1 , D 2 , U 1 , U
2 (however, D 2 <D 1 <U 1 <U 2 ) is compared, and when the average density data M is the reference level D 2 or less, it exceeds “−2”, D 2 and D 1
In the following cases, the evaluation value is “−1”, when it is over D 1 and U 1 it is “0”, when it is over U 1 and U 2 it is “+1”, and when it is over U 2 it is “+2”. Set. Here, the sign of the evaluation value indicates excess or deficiency of exposure (minus corresponds to insufficient, plus corresponds to excessive), and the number indicates the degree of excess or deficiency. Therefore, for example, when the evaluation value "-2" is set, since the exposure is largely insufficient, the camera controller 4 is instructed to reduce the shutter speed by two steps (slow) and the evaluation value "+1". When set to, the exposure is a little too large, so
The camera controller 4 is instructed to increase the shutter speed by one step (speed up).
この後、システムコントローラ1は、画像処理ユニット
3のマイクロコンピュータ301に対して疵検出処理の実
行を指示する。After that, the system controller 1 instructs the microcomputer 301 of the image processing unit 3 to execute the flaw detection process.
第14a図および第14b図は、疵検出処理のサブルーチンを
示したフローチャートである。このサブルーチンは、シ
ステムコントローラ1より疵検出処理実行の指令があ
り、画面採取の終了時に起動される。以下、順を追って
この処理を説明する。14a and 14b are flowcharts showing a subroutine of flaw detection processing. This subroutine is instructed by the system controller 1 to execute a flaw detection process, and is activated at the end of screen collection. Hereinafter, this process will be described step by step.
前述したように、画面採取の終了時には、カウンタ333
の出力端から縦射影データF(z)が出力されるので、
まずステップ2においてこのデータを読取り、ステップ
3においてレジスタH,W,G,Z,iおよびzをクリア(0)
する。As described above, at the end of screen collection, the counter 333
Since the vertical projection data F (z) is output from the output end of
First, in step 2, this data is read, and in step 3, the registers H, W, G, Z, i and z are cleared (0).
To do.
レジスタGは、副走査方向に連続して閾値Wthを超える
縦射影データF(z)のグループを検出するためのフラ
グであり、この値が0であれば、レジスタz(副走査ア
ドレスに対応)を逐次インクリメントしながら閾値Wth
を超える縦射影データF(z)を探索する(ステップ4,
5,13,14)。この間に、閾値Wthを超える縦射影データF
(z)が見付かると、ステップ6においてレジスタGの
値を1にセットしてレジスタiを1インクリメントし、
ステップ7においてレジスタiの値で特定されるレジス
タW(i)(以下、レジスタW(i)という。他につい
て同じ。)の値(当初は0)データF(z)とを比較す
る。このとき、レジスタW(i)の値がデータF(z)
より小さければ、ステップ8においてレジスタW(i)
にデータF(z)を格納し、ステップ9においてレジス
タH(i)の値を1インクリメントし、ステップ13にお
いてレジスタzの値を1インクリメントしてステップ4
に戻る。The register G is a flag for detecting a group of vertical projection data F (z) that continuously exceeds the threshold value Wth in the sub-scanning direction, and if this value is 0, the register z (corresponds to the sub-scanning address). Threshold value Wth
Search for vertical projection data F (z) that exceeds (step 4,
5,13,14). During this period, the vertical projection data F that exceeds the threshold value Wth
When (z) is found, the value of the register G is set to 1 in the step 6 and the register i is incremented by 1,
In step 7, the value of the register W (i) specified by the value of the register i (hereinafter, referred to as the register W (i). The same applies to the rest) (initially 0) is compared with the data F (z). At this time, the value of the register W (i) is the data F (z).
If smaller, register W (i) in step 8
The data F (z) is stored in, the value of the register H (i) is incremented by 1 in step 9, the value of the register z is incremented by 1 in step 13, and step 4
Return to.
今度は、レジスタGの値が1であるので、ステップ10に
おいて縦射影データF(z)と閾値Wthとの比較を行な
い、縦射影データF(z)が閾値Wth以下になるまでス
テップ10,7〜9,13,14および4を繰り返す。この後、縦
射影データF(z)が閾値Wth以下になると、ステップ1
1においてレジスタGをクリアし、ステップ12において
レジスタzの値からレジスタH(i)の値の1/2を減じ
た値をレジスタZ(i)に格納する。つまり、この時点
で、閾値Wthを超える縦射影データF(z)のグループ
のうち、上からi番目のグループの“幅(グループ内の
最大画素数)”がレジスタW(i)に、“高さ(グルー
プの副走査方向の画素数)”がレジスタH(i)に、
“位置(グループの中心画素の副走査アドレス)”がレ
ジスタZ(i)に、それぞれ格納される。This time, since the value of the register G is 1, the vertical projection data F (z) is compared with the threshold value Wth in step 10, and steps 10 and 7 are performed until the vertical projection data F (z) becomes equal to or less than the threshold value Wth. Repeat ~ 9, 13, 14 and 4. After that, when the vertical projection data F (z) becomes less than or equal to the threshold value Wth, step 1
The register G is cleared in 1 and the value obtained by subtracting 1/2 of the value in the register H (i) from the value in the register z is stored in the register Z (i) in step 12. That is, at this point, of the groups of the vertical projection data F (z) exceeding the threshold value Wth, the “width (maximum number of pixels in group)” of the i-th group from the top is stored in the register W (i) as “high”. "(The number of pixels in the sub-scanning direction of the group)" is stored in the register H (i),
The "position (sub-scanning address of the central pixel of the group)" is stored in the register Z (i).
縦射影データF(z)のすべてについて以上の処理を行
ない、閾値Wthを超える縦射影データF(z)のグルー
プの特徴量をレジスタW(i),H(i)およびZ(i)
に整理すると、次に特徴量と疵判定基準との比較により
各グループの吟味を行なう。The above processing is performed for all the vertical projection data F (z), and the feature amount of the group of the vertical projection data F (z) exceeding the threshold value Wth is registered in the registers W (i), H (i) and Z (i).
Then, each group is examined by comparing the feature amount with the defect judgment standard.
このとき検出したグループの数はレジスタiの値で示さ
れるので、ステップ15においてレジスタiの値をレジス
タIに退避し、ステップ16においてレジスタAw,Ah,Bwお
よびBhをクリア(0)し、レジスタi,jおよびkにlを
格納する。Since the number of groups detected at this time is indicated by the value of register i, the value of register i is saved in register I in step 15, and registers Aw, Ah, Bw and Bh are cleared (0) in step 16 Store l in i, j and k.
前述したように、システムコントローラ1により副走査
アドレスVsから副走査アドレスVeまでの範囲が有効エリ
アに設定されているので、まず、レジスタiの値を更新
しながらレジスタZ(i)に格納している位置データが
この範囲となる縦射影データF(z)のグループを探索
する(ステップ17,26,27)。As described above, since the range from the sub-scanning address Vs to the sub-scanning address Ve is set as the effective area by the system controller 1, first, the value of the register i is updated and stored in the register Z (i). A group of vertical projection data F (z) whose position data is in this range is searched (steps 17, 26, 27).
位置データが有効エリア内に含まれる縦射影データF
(z)のグループが見付かると、ステップ18においてレ
ジスタW(i)に格納しているそのグループの幅データ
と第1幅判定基準W1Lとを比較し、ステップ19において
レジスタH(i)に格納しているそのグループの高さデ
ータと第1高さ判定基準H1Lとを比較する。これらの比
較において、幅データが第1幅判定基準W1Lを超え、ま
たは、高さデータが第1高さ判定基準H1Lを超えるとき
には、その縦射影データF(z)のグループはクラスA
の疵に対応するものと判定し、ステップ20においてレジ
スタAw(j)にレジスタW(i)の値を、レジスタAh
(j)にレジスタH(i)の値をそれぞれ格納し、ステ
ップ21においてレジスタjの値を1インクメントする。Vertical projection data F whose position data is included in the effective area
When the group of (z) is found, the width data of the group stored in the register W (i) in step 18 is compared with the first width determination reference W1 L, and stored in the register H (i) in step 19. The height data of the group being compared with the first height criterion H1 L are compared. In these comparisons, when the width data exceeds the first width determination criterion W1 L or the height data exceeds the first height determination criterion H1 L , the group of the vertical projection data F (z) is class A.
It is determined that the value of the register W (i) is stored in the register Aw (j) and the value of the register Ah is stored in the register Ah (j) in step 20.
The value of register H (i) is stored in (j), and the value of register j is incremented by 1 in step 21.
また、このとき吟味しているグループの幅データが第1
幅判定基準W1L以下であり、かつ、高さデータが第1高
さ判定基準H1Lである場合には、さらにステップ22およ
び23においてそのグループの幅データと第2幅判定基準
W2Lとの比較および高さデータと第2高さ判定基準H2Lと
の比較(ただしW1L>W2L,H1L>H2L)を行なう。これに
おいて、幅データが第2幅判定基準W2Lを超え、かつ、
高さデータが第2高さ判定基準H2Lを超えるときには、
その縦射影データF(z)のグループはクラスBの疵に
対応するものと判定し、ステップ24においてレジスタBw
(k)にレジスタW(i)の値を、レジスタBh(k)に
レジスタH(i)の値をそれぞれ格納し、ステップ25に
おいてレジスタkの値を1インクメントする。Also, the width data of the group being examined at this time is the first
When the width is less than the width criterion W1 L and the height data is the first height criterion H1 L , the width data of the group and the second width criterion are further determined in steps 22 and 23.
Comparison with W2 L and height data with the second height criterion H2 L (W1 L > W2 L , H1 L > H2 L ) are performed. In this, the width data exceeds the second width criterion W2 L , and
When the height data exceeds the second height criterion H2 L ,
It is determined that the group of the vertical projection data F (z) corresponds to the flaw of class B, and the register Bw is registered in step 24.
The value of the register W (i) is stored in (k), the value of the register H (i) is stored in the register Bh (k), and the value of the register k is incremented by 1 in step 25.
上記の吟味をすべての縦射影データF(z)のグループ
について行ない、検出したクラスAの疵の特徴量(幅お
よび高さ)をレジスタAwおよびAhに、クラスBの疵の特
徴量(幅および高さ)をレジスタBwおよびBhにそれぞれ
整理すると、ステップ28においてそれらのデータをフレ
ームNo.に対応付けて記憶(登録)する。The above examination is performed for all groups of the vertical projection data F (z), and the detected feature quantities (width and height) of the class A flaw are registered in the registers Aw and Ah, and the feature quantity of the class B flaw (width and height). When the height) is sorted in the registers Bw and Bh, the data is stored (registered) in step 28 in association with the frame number.
以上の処理を、鋼材検知センサBSENが鋼材なしを検出
し、かつ、平均濃度データMが所定値以下(撮像位置に
鋼材なし)になるまで、設定した撮像周期毎に繰り返
す。The above processing is repeated for each set imaging cycle until the steel material detection sensor BSEN detects the absence of steel material and the average density data M becomes a predetermined value or less (no steel material at the imaging position).
システムコントローラ1は、鋼材検知センサBSENの鋼材
なし検出に続いて平均濃度データMが所定値以下になる
と、画像処理ユニット3のマイクロコンピュータ301に
処理終了を報知する。これによりマイクロコンピュータ
301からフレームNo.に対応付けて登録された疵に関する
データが転送されるので、システムコントローラ1で
は、フレームNo.に対応付けして記憶している有効エリ
アの長さVaを用いてそのデータを整理し、鋼材先端から
の距離および後端からの距離に対応付けて各疵およびそ
のクラス分ならびに特微量を入出力装置2のCRTディス
プレイに表示し、併せてプリンタを介してプリントアウ
トする。The system controller 1 notifies the microcomputer 301 of the image processing unit 3 of the end of processing when the average density data M becomes equal to or less than a predetermined value after the steel material detection sensor BSEN detects that there is no steel material. This allows the microcomputer
Since the data related to the flaw registered in association with the frame number is transferred from 301, the system controller 1 uses the effective area length Va stored in association with the frame number to store the data. The defects are sorted and displayed in the CRT display of the input / output device 2 in association with the distance from the front end and the distance from the rear end of the steel material, the class thereof, and the trace amount, and are also printed out via the printer.
なお、以上の実施例においては、鋼材の撮像面の基本的
なエネルギ分布の偏りをスリットにより補正している
が、ITVカメラ61の出力信号をマスキングすることによ
りこれを行なっても良い。ただし、撮像面のエネルギの
全レンジに対して疵部に生じる温度差が小さいため、信
号処理によりエネルギ分布の偏りを補正する場合にはIT
Vカメラの選定に注意を要する。In the above embodiment, the deviation of the basic energy distribution on the imaging surface of the steel material is corrected by the slit, but this may be done by masking the output signal of the ITV camera 61. However, since the temperature difference that occurs at the flaw is small over the entire range of energy on the imaging surface, it is necessary to use IT when correcting the bias in the energy distribution by signal processing.
Care must be taken when selecting a V camera.
また、本発明が上記実施例において示したH形鋼以外の
各種の材料の疵検出にも適用可能なことは自明であろ
う。Further, it is obvious that the present invention can be applied to the flaw detection of various materials other than the H-section steel shown in the above embodiment.
以上のように本発明によれば、圧延および一時的な冷却
が行なわれた鋼材が被検材料(BM)である場合、平滑画
像信号(P(z))は、欠陥がない領域では原画像信号
(O(z))との偏差が小さく、いわば、予測値と言う
ことができる。この平滑画像信号(P(z))に対する
原画像信号(O(z))の差分は、予測値に対する原状
の偏差であり、これが大きいことは、原状が予測(無欠
陥面)から大きく外れていることを意味する。この外れ
があるときに検出手段(331〜333,301)が欠陥ありと検
出するので、欠陥検出精度が高い。なお、仮に、原画像
信号(O(z))を主走査方向(鋼材の幅方向)に平滑
化すると、該主走査方向には、欠陥が無い面でも温度変
化が大きいので、平滑画像信号と原画像信号との偏差が
大きい領域を生じ、欠陥が無い領域を欠陥と誤検出した
り、欠陥部を見落すなど、検出精度は低い。As described above, according to the present invention, when the steel material that has been rolled and temporarily cooled is the test material (BM), the smooth image signal (P (z)) shows the original image in the defect-free region. The deviation from the signal (O (z)) is small, so to speak, it can be called a predicted value. The difference between the original image signal (O (z)) and the smooth image signal (P (z)) is the deviation of the original state from the predicted value, and the large difference means that the original state greatly deviates from the prediction (non-defect surface). Means that When there is this deviation, the detection means (331 to 333, 301) detect that there is a defect, so the defect detection accuracy is high. If the original image signal (O (z)) is smoothed in the main scanning direction (width direction of the steel material), the temperature change is large in the main scanning direction even on the surface having no defect. The detection accuracy is low, for example, a region having a large deviation from the original image signal is generated, a region having no defect is erroneously detected as a defect, or a defective portion is overlooked.
更には、本発明では、撮像手段(61)の原画像信号(O
(z))の出力と同時にその差分画像信号(O(z)−
P(z))が得られ、検出手段(331〜333,301)は、撮
像手段(61)が出力する原画像信号(O(z))に同期
してその画素が欠陥部であるか否を検出することがで
き、欠陥検出速度が速い。その結果、比較的に高い速度
で移動する被検材料(BM)の場合も、高精度の欠陥検出
が可能である。Furthermore, in the present invention, the original image signal (O
(Z)) and the difference image signal (O (z) −
P (z)) is obtained, and the detection means (331 to 333, 301) detect whether or not the pixel is a defective portion in synchronization with the original image signal (O (z)) output by the image pickup means (61). The defect detection speed is high. As a result, it is possible to detect defects with high accuracy even in the case of a test material (BM) that moves at a relatively high speed.
本発明の上述の実施例では、1画面の画像読取と実質上
同時に該画面の欠陥情報が得られる。欠陥情報処理速度
が速い。その結果、比較的に高い速度で移動する被検材
料(BM)の場合も、短周期で画像読取を繰返すことがで
き、高密度の欠陥検出を行なうことができる。In the above-described embodiment of the present invention, the defect information of the screen can be obtained substantially simultaneously with the image reading of the screen. Fast defect information processing speed. As a result, even in the case of the test material (BM) that moves at a relatively high speed, the image reading can be repeated in a short cycle, and high-density defect detection can be performed.
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明を一例で実施する鋼材の欠陥検出装置
の構成を示す模式図である。 第2a図〜第2d図は、H形鋼のエネルギ分布の偏りの補正
を説明するための説明図である。 第3a図および第3b図は、実施例装置で用いたスリット62
の具体的な形状を示す平面図である。 第4図は、実施例装置に備わる画像処理ユニット3の詳
細な構成を示すブロック図である。 第5a図,第5b図,第6a図,第6b図,第7a図,第7b図,第
8a図および第8b図は、画像処理ユニット3で行われる疵
検出処理の概要を説明するための説明図である。 第9a図および第9b図は、画像処理ユニット3で行われる
平均濃度データの検出処理を説明するための説明図であ
る。 第10a図〜第10c図は、画像処理ユニット3で行なわれる
疵の特徴データの抽出を説明するための説明図である。 第11図は、実施例装置の全体動作を示したフローチャー
トである。 第12a図および第12b図は、撮像間隔の設定を具体的に説
明するための説明図である。 第13図は、画像処理ユニット3で行なわれる平均濃度デ
ータの検出処理を示したフローチャートである。 第14a図および第14b図は、画像処理ユニット3で行なわ
れる疵検出処理を示したフローチャートである。 1……システムコントローラ 2……入出力装置 3……画像処理ユニット (平滑手段,処理手段,検出手段) 4……カメラコントローラ 5……モータコントローラ 6……撮像ユニット(撮像手段) 7……切換ユニット 8……モニタTVBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a steel defect detecting apparatus embodying the present invention as an example. 2a to 2d are explanatory views for explaining the correction of the deviation of the energy distribution of the H-section steel. 3a and 3b show the slit 62 used in the embodiment apparatus.
It is a top view which shows the concrete shape of. FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the image processing unit 3 provided in the apparatus of the embodiment. Figures 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b, and
FIG. 8a and FIG. 8b are explanatory diagrams for explaining the outline of the flaw detection processing performed in the image processing unit 3. FIG. 9a and FIG. 9b are explanatory diagrams for explaining the average density data detection processing performed by the image processing unit 3. 10a to 10c are explanatory views for explaining extraction of flaw feature data performed by the image processing unit 3. FIG. 11 is a flowchart showing the overall operation of the apparatus of the embodiment. 12a and 12b are explanatory views for specifically explaining the setting of the imaging interval. FIG. 13 is a flowchart showing the average density data detection processing performed by the image processing unit 3. FIGS. 14a and 14b are flowcharts showing the flaw detection processing performed by the image processing unit 3. 1 ... System controller 2 ... Input / output device 3 ... Image processing unit (smoothing means, processing means, detection means) 4 ... Camera controller 5 ... Motor controller 6 ... Imaging unit (imaging means) 7 ... Switching Unit 8: Monitor TV
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 宗和 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 會社君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭49−40658(JP,A) 特開 昭63−19078(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Munekazu Hirano 1 Kimitsu, Kimitsu-shi, Chiba Nippon Steel Stock Co., Ltd. Inside the Kimitsu Works (56) Reference JP-A-49-40658 (JP, A) Sho 63-19078 (JP, A)
Claims (2)
像し、その光学的特徴を電気信号に変換した原画像信号
を生成する、主走査方向xを前記移動方向と直交する方
向とし、副走査方向zを前記移動方向と平行とした撮像
手段; 主走査1ライン分の、主走査方向各画素宛ての平滑画像
信号を保持するための記憶手段; 前記撮像手段が生成する主走査方向各画素の原画像信号
を、それが属する主走査ラインの直前の主走査ラインま
での前記記憶手段の対応画素の平滑画像信号を用いて副
走査方向に平滑化し平滑画像信号を生成しこれを前記記
憶手段に更新記憶する平滑手段; 原画像信号と、それが属する主走査ラインの直前の主走
査ラインまでの前記記憶手段の平滑画像信号との差分を
主走査方向同一位置画素対応で求め差分画像信号を生成
する処理手段;および、 前記処理手段が生成した差分画像信号に基づいて被検材
料の表面の欠陥を検出する検出手段; を備える表面欠陥検出装置。1. A main scanning direction x is defined as a direction orthogonal to the moving direction, in which an image of the surface of a test material moving in a predetermined direction is imaged and an original image signal whose optical characteristics are converted into an electric signal is generated. Image pickup means in which the sub-scanning direction z is parallel to the moving direction; storage means for holding a smoothed image signal for each pixel in the main scanning direction for one line of main scanning; main scanning direction generated by the image pickup means The original image signal of each pixel is smoothed in the sub-scanning direction by using the smoothed image signal of the corresponding pixel in the storage means up to the main scanning line immediately before the main scanning line to which it belongs, and a smoothed image signal is generated. Smoothing means for updating and storing in the storage means: Difference between the original image signal and the smoothed image signal in the storage means up to the main scanning line immediately before the main scanning line to which the original image signal belongs corresponds to the same position pixel in the main scanning direction Give a signal Processing means for; and, detecting means for detecting a defect in the surface of the test material on the basis of the differential image signal the processing unit has generated; surface defect detection apparatus comprising a.
走査各ラインにおける、平滑画像信号よりも原画像信号
が暗い画素数をカウントするカウント手段、および、該
カウント値を副走査位置対応で記憶するカウントデータ
記憶手段、を含む、前記特許請求の範囲第(1)項記載
の表面欠陥検出装置。2. The detecting means counts the number of pixels in each main scanning line where the original image signal is darker than the smoothed image signal based on the differential image signal, and the count value corresponds to the sub-scanning position. The surface defect detection device according to claim (1), further comprising: count data storage means for storing the count data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120845A JPH079408B2 (en) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | Surface defect detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120845A JPH079408B2 (en) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | Surface defect detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02298841A JPH02298841A (en) | 1990-12-11 |
| JPH079408B2 true JPH079408B2 (en) | 1995-02-01 |
Family
ID=14796381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1120845A Expired - Lifetime JPH079408B2 (en) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | Surface defect detector |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH079408B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP4954469B2 (en) * | 2004-12-20 | 2012-06-13 | 株式会社トプコン | Appearance inspection method |
| JP5724272B2 (en) * | 2010-09-28 | 2015-05-27 | Jfeスチール株式会社 | Steel plate surface inspection method and apparatus |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543638B2 (en) * | 1972-08-23 | 1979-02-24 | ||
| JPS6319078A (en) * | 1986-07-11 | 1988-01-26 | Toshiba Corp | External goods appearance inspection instrument |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP1120845A patent/JPH079408B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02298841A (en) | 1990-12-11 |
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