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JP2000105831A - Device and method for surface defect inspection - Google Patents

Device and method for surface defect inspection

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Publication number
JP2000105831A
JP2000105831A JP10275296A JP27529698A JP2000105831A JP 2000105831 A JP2000105831 A JP 2000105831A JP 10275296 A JP10275296 A JP 10275296A JP 27529698 A JP27529698 A JP 27529698A JP 2000105831 A JP2000105831 A JP 2000105831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
defect
area
slit pattern
defect candidate
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.)
Withdrawn
Application number
JP10275296A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000105831A5 (en
Inventor
Akira Kobayashi
彰 小林
Ryuichi Inoue
竜一 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP10275296A priority Critical patent/JP2000105831A/en
Publication of JP2000105831A publication Critical patent/JP2000105831A/en
Publication of JP2000105831A5 publication Critical patent/JP2000105831A5/ja
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  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decide a rugged defect such as a dent or sticking foreign matter on a metal surface and a defect such as rust or dirt by forming its image by one kind of lighting system forming the image of the defect part by irradiation with a slit pattern, extracting an area which is different from the direction of the slit pattern from the directional vector image, and performing inspection. SOLUTION: Reflected light from an object 2 is picked up by a television camera 5 and inputted to an image processing part, and a processing area setting means 10 sets a range to be processed as a processing area in the A/D converted image. Then a binary image generating means 11 threshold processes the image data in the process area and starts scanning at a slit pattern scan start position through a directional vector filter to generate a vector image. When a feature quantity is not decided, a directional vector area which is different in the direction of the slit pattern is extracted as a candidate area for a defect and the total number of the pixels in the defect candidate area is found to make a quality decision according to the total value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、携帯用電
話のコンデンサーマイクロホンの振動板の金属膜の表面
の欠陥検査など、金属表面等の傷、打痕、異物付着等の
凹凸欠陥、錆、汚れ等の欠陥の検査を画像処理により行
う表面欠陥検査装置及び方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to, for example, surface irregularities such as scratches, dents, foreign matter adhesion, rust, etc. on metal surfaces such as defect inspection of metal films of diaphragms of condenser microphones of portable telephones. The present invention relates to a surface defect inspection apparatus and method for inspecting defects such as dirt by image processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、基幹メカ部品、製品の外装検査の
自動化の要求が増大しており、非接触でTVカメラ等を
用いた画像処理による検査自動化の研究開発が活発に行
われている。以下、図面を参照しながら、上述した従来
の欠陥検査装置の一例について説明する。図5は従来の
画像処理による欠陥検査装置の構成図である。位置決め
テーブル21の上に置かれた検査すべき対象物22を入
力するために複数の照明装置23(1)〜23(n)
(nは照明装置数)が設置され、可動テレビカメラ支持
部25にテレビカメラ24が設置されている。ここで、
テレビカメラ24はテレビカメラ制御手段26により制
御されている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for automation of exterior inspection of basic mechanical parts and products, and research and development of inspection automation by non-contact image processing using a TV camera or the like have been actively conducted. Hereinafter, an example of the above-described conventional defect inspection apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional defect inspection apparatus using image processing. A plurality of illumination devices 23 (1) to 23 (n) for inputting an object 22 to be inspected placed on a positioning table 21
(N is the number of lighting devices), and a TV camera 24 is mounted on the movable TV camera support 25. here,
The television camera 24 is controlled by the television camera control means 26.

【0003】テレビカメラ24により入力された映像信
号は、アナログディジタル変換(以後、A/D変換とい
う)部27により、画像の濃度により0〜255(25
6階調)等の画像データに数値化され、CPU(制御
部)、ROM、RAM等からなる画像処理部に入力され
る。画像処理部としては、処理するエリアを設定する処
理エリア設定手段29と、画像を2値化し、欠陥候補部
分を抽出する2値化手段31と、抽出された領域の面
積、幅、長さ等の特徴量を検出する特徴量検出手段32
と、該当特徴から候補領域の良否の判断を行う良否判定
回路33と、照明装置23(1)〜23(n)を制御す
る照明制御手段30と、CPU28とから構成されてい
る。
A video signal input from a television camera 24 is converted into an analog-to-digital (hereinafter referred to as an A / D converter) 27 by an analog-to-digital converter (0-255 (25)) depending on the density of an image.
The data is digitized into image data such as (6 gradations) and input to an image processing unit including a CPU (control unit), ROM, RAM and the like. The image processing unit includes a processing area setting unit 29 for setting an area to be processed, a binarizing unit 31 for binarizing an image and extracting a defect candidate portion, an area, a width, and a length of the extracted region. Amount detecting means 32 for detecting the characteristic amount of
And a pass / fail judgment circuit 33 for judging pass / fail of the candidate area based on the feature, a lighting control means 30 for controlling the lighting devices 23 (1) to 23 (n), and a CPU 28.

【0004】以上のように構成された装置において、以
下その動作について説明する。まず、図6のフローチャ
ートに示すように、位置決めテーブル21の上に置かれ
た検査すべき対象物22を照明装置23(1)のもとに
テレビカメラ24で撮像して画像処理部に入力してA/
D変換し(ステップ21)、該入力された画像に対して
処理する範囲を処理エリアとして設定し(ステップ2
2)、該処理エリア内の画像を2値化して欠陥候補部分
を抽出し(ステップ23)、抽出された領域の面積、
幅、長さ等の特徴量を検出し(ステップ24)、該特徴
量による良否判定を行い傷を検査する(ステップ2
5)。次に、他の照明装置23(2)〜23(n)の中
の必要な照明装置のもとに画像化し、同様の処理を繰り
返す。しかしながら、1つの照明装置だけでは全ての不
良を画像化することは困難であり、通常複数の照明(照
明照射角を変更)を切り替えて画像化し、検査処理を行
う方法が取られる。
The operation of the above-structured apparatus will be described below. First, as shown in the flowchart of FIG. 6, an object 22 to be inspected placed on a positioning table 21 is imaged by a television camera 24 under an illumination device 23 (1) and input to an image processing unit. A /
D-converted (step 21), and set a processing area for the input image as a processing area (step 2).
2), binarize the image in the processing area to extract a defect candidate portion (step 23), and determine the area of the extracted region,
A feature amount such as a width and a length is detected (step 24), and a pass / fail judgment based on the feature amount is performed to inspect a flaw (step 2).
5). Next, an image is formed under a necessary lighting device among the other lighting devices 23 (2) to 23 (n), and the same processing is repeated. However, it is difficult to image all the defects using only one illumination device, and a method of performing an inspection process by switching a plurality of illuminations (changing the illumination irradiation angle) to form an image is usually adopted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような装置構成では、照明照射と不良の画像化に一定の
対応付けがあり、方向の違う照明を用意し切り替えて画
像化し、検査処理を行うことで種々の不良内容に対応す
るとしても、検出性能を保証することはかなり多くの照
明装置が必要となり、導入コスト、処理時間が大とな
る。本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、金
属表面等の打痕、又は異物付着等の凹凸欠陥、錆、又は
汚れ等の欠陥を1種類の照明系により画像化し検査を行
う欠陥検査装置及び方法を提供することを目的とする。
However, in the above-described apparatus configuration, there is a certain correspondence between illumination irradiation and imaging of a defect. Illumination in different directions is prepared, switched, imaged, and inspection processing is performed. Therefore, even if various defect contents are handled, guaranteeing the detection performance requires a considerably large number of illuminating devices, which increases the introduction cost and the processing time. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and is a defect in which a defect such as a dent on a metal surface or the like, a concavo-convex defect such as adhesion of a foreign substance, or rust or dirt is imaged and inspected by one type of illumination system. It is an object to provide an inspection device and method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成している。本発明の第1
態様によれば、金属表面等の傷、打痕、又は異物付着の
凹凸欠陥、錆、又は汚れの欠陥の検査をする画像処理装
置において、スリットパターン光を検査対象物に照射す
るスリットパターン投光手段と、上記スリットパターン
光の上記対象物からの反射光を撮像する画像入力手段
と、上記画像入力手段に入力された入力画像からの画像
の濃淡変化から方向ベクトル画像を作成する方向ベクト
ル画像作成手段と、上記方向ベクトル画像からスリット
パターンの方向と異なる領域を欠陥の候補として抽出す
る欠陥候補領域抽出手段と、上記欠陥候補領域の良否の
判定を行う良否判定手段とを備えることを特徴とした表
面欠陥検査装置を提供する。
In order to achieve this object, the present invention is configured as follows. First of the present invention
According to the aspect, in an image processing apparatus for inspecting a defect on a metal surface or the like, a dent, or a concavo-convex defect of foreign matter attachment, rust, or a dirt defect, a slit pattern light projecting a slit pattern light on an inspection object Means, image input means for capturing reflected light of the slit pattern light from the object, and direction vector image creation for creating a direction vector image from a change in the density of an image from the input image input to the image input means Means, a defect candidate area extracting means for extracting an area different from the direction of the slit pattern from the direction vector image as a defect candidate, and a good or bad judgment means for judging the quality of the defect candidate area. Provide a surface defect inspection device.

【0007】本発明の第2態様によれば、上記良否判定
手段は、上記欠陥候補領域の総和から良否の判定を行う
第1態様に記載の表面欠陥検査装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the surface defect inspection apparatus according to the first aspect, wherein the pass / fail judgment means judges pass / fail from the total sum of the defect candidate areas.

【0008】本発明の第3態様によれば、抽出された上
記欠陥候補領域から各かたまりごとに領域を認識し、周
囲の状況から領域の結合処理を行う領域結合手段と、各
結合後の領域から、面積、濃度、幅、及び長さの特徴量
のうちから選択された複数の特徴量を検出する手段とを
さらに備えて、上記良否判定手段は、上記検出した複数
の特徴量から良否の判定を行うようにした第1又は2態
様に記載の表面欠陥検査装置を提供する。
According to the third aspect of the present invention, the area combining means for recognizing the area for each lump from the extracted defect candidate area and performing the area combining process based on the surrounding situation, and the area after each combining Means for detecting a plurality of feature values selected from among the feature values of the area, density, width, and length, wherein the pass / fail determination means determines pass / fail from the detected plurality of feature values. A surface defect inspection device according to the first or second aspect, wherein the determination is performed.

【0009】本発明の第4態様によれば、金属表面等の
傷、打痕、又は異物付着の凹凸欠陥、錆、又は汚れの欠
陥の検査をする画像処理方法において、スリットパター
ン光を検査対象物に照射し、上記スリットパターン光の
上記対象物からの反射光を撮像し、上記撮像された画像
からの画像の濃淡変化から方向ベクトル画像を作成し、
上記方向ベクトル画像からスリットパターンの方向と異
なる領域を欠陥の候補として抽出し、上記欠陥候補領域
の良否の判定を行うようにしたことを特徴とした表面欠
陥検査方法を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image processing method for inspecting a metal surface or the like for scratches, dents, or irregularities due to foreign matter adhesion, rust, or dirt defects. Irradiate the object, image the reflected light from the target object of the slit pattern light, to create a direction vector image from the density change of the image from the captured image,
A surface defect inspection method characterized in that an area different from the direction of the slit pattern is extracted as a defect candidate from the direction vector image, and the quality of the defect candidate area is determined.

【0010】本発明の第5態様によれば、上記良否判定
を行うとき、上記欠陥候補領域の総和から良否の判定を
行うようにした第4態様に記載の表面欠陥検査方法を提
供する。
[0010] According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the surface defect inspection method according to the fourth aspect, wherein the pass / fail judgment is made based on the total sum of the defect candidate areas when the pass / fail judgment is performed.

【0011】本発明の第6態様によれば、抽出された上
記欠陥候補領域から各かたまりごとに領域を認識し、周
囲の状況から領域の結合処理を行い、各結合後の領域か
ら、面積、濃度、幅、及び長さの特徴量のうちから選択
された複数の特徴量を検出し、上記良否判定時に、上記
検出した複数の特徴量から良否の判定を行うようにした
第4又は5態様に記載の表面欠陥検査方法を提供する。
According to the sixth aspect of the present invention, a region is recognized for each lump from the extracted defect candidate region, a region combining process is performed based on a surrounding situation, and an area, A fourth or fifth aspect in which a plurality of feature amounts selected from among the feature amounts of density, width, and length are detected, and at the time of the pass / fail determination, pass / fail is determined from the detected plurality of feature amounts. And a surface defect inspection method according to (1).

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を添付
の図面に基づいて詳細に説明する。以下本発明の実施の
形態について図1から図3を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0013】(第1実施形態)図1は、本発明の第1実
施形態にかかる表面欠陥検査装置及び方法の構成図であ
る。位置決めテーブル1の上に置かれた検査すべき対象
物2を照射するためにスリットパターン同軸落射照明装
置3が設置され、可動テレビカメラ支持部4にテレビカ
メラ5とレンズ6がセットで設置されている。ここで、
テレビカメラ5はテレビカメラ制御手段7により制御さ
れている。テレビカメラ5により入力された映像信号
は、アナログディジタル変換(以後、A/D変換とい
う)部8により、画像の濃度により0〜255(256
階調)等の画像データに数値化され、CPU、ROM、
RAMおよび入出力等から構成される画像処理部に入力
される。また、スリットパターン同軸落射照明装置3は
光源3aと照明光を平行光にするレンズ3bとスリット
パターン3cとスリットパターン光を拡大縮小するレン
ズ3dとハーフミラー3eとから主に構成されている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a configuration diagram of a surface defect inspection apparatus and method according to a first embodiment of the present invention. A slit pattern coaxial epi-illumination device 3 is installed to irradiate an object 2 to be inspected placed on a positioning table 1, and a television camera 5 and a lens 6 are installed as a set on a movable television camera support 4. I have. here,
The television camera 5 is controlled by the television camera control means 7. A video signal input from the television camera 5 is converted into an analog-to-digital (hereinafter referred to as an A / D converter) section 8 by an analog-to-digital conversion section 8 according to the density of the image.
Image data such as gradation, CPU, ROM,
The data is input to an image processing unit including a RAM and input / output. The slit pattern coaxial epi-illumination device 3 mainly includes a light source 3a, a lens 3b for converting illumination light into parallel light, a slit pattern 3c, a lens 3d for enlarging or reducing the slit pattern light, and a half mirror 3e.

【0014】画像処理部は、主コントローラあるいは操
作盤より指令が与えられる判定制御手段(CPU)9
と、処理するエリアを指定する処理エリア設定手段10
と、A/D変換部8でA/D変換された画像データの2
値化を行う2値画像作成手段11と、2値画像作成手段
11からの入力に基づきスリットパターンの輪郭点を検
出する輪郭点検出手段12と、該輪郭点を追跡して方向
ベクトルを作成する方向ベクトル画像作成手段13と、
方向画像ベクトル画像作成手段13からの入力に基づき
スリットパターンの方向と異なる方向ベクトル領域を欠
陥の候補領域として抽出する欠陥候補領域抽出手段14
と、該欠陥候補領域の総和から良否の判断を行う良否判
定手段15とを備えている。以上のように構成された表
面欠陥検査装置の動作すなわち表面欠陥検査方法につい
て、図2に基づき説明する。
The image processing section is a judgment control means (CPU) 9 to which a command is given from the main controller or the operation panel.
Processing area setting means 10 for designating an area to be processed
And 2 of the image data A / D converted by the A / D converter 8
A binary image creating means 11 for performing a binarization, a contour point detecting means 12 for detecting a contour point of a slit pattern based on an input from the binary image creating means 11, and a direction vector is created by tracking the contour points. Direction vector image creating means 13;
Defect candidate area extraction means 14 for extracting a direction vector area different from the direction of the slit pattern as a defect candidate area based on an input from the direction image vector image creation means 13
And a pass / fail judgment means 15 for judging pass / fail from the total sum of the defect candidate areas. The operation of the surface defect inspection apparatus configured as described above, that is, the surface defect inspection method will be described with reference to FIG.

【0015】位置決めテーブル1の上に置かれた検査す
べき対象物2に、図3(A)のように、スリットパター
ン同軸落射照明3によりスリットパターン3cを照射
し、対象物2の表面での反射光をテレビカメラ5で撮像
し、テレビカメラ制御手段7を介して、画像処理部に入
力され、A/D変換部8でA/D変換する(ステップ
1)。ここで、スリットパターン照射による検査の原理
を説明しておく。対象物2の凹凸状態が様々の場合にス
リットパターン3cを照射するとき、図3(C)に示す
ように凹凸状態が穏やかな場合は反射光をカメラ5で撮
像すると、図3(B)において30cで示すようにスリ
ットパターン3cが少し歪んで撮像され、図3(D)に
示すように凹凸状態が急激になればなるほどスリットパ
ターン3cの反射光が遠くに逃げていき、テレビカメラ
5で捕らえきれず、図3(B)に30dで示すようにス
リットパターンが途切れることになる。また、スリット
パターンのスリットの幅は、欠陥の大きさと画像処理上
の分解能とにより決定される。例えば、10μmの傷を
検出するとき、画像処理上の分解能が1/10であると
する。このとき、傷の大きさと分解能の積、すなわち、
10μmの10分の1の1μm未満の幅のスリットを使
用しても欠陥検出ができないため、1μm以上のスリッ
ト幅とする。好ましくは、傷の大きさの約2分の1、す
なわち5μmのスリット幅とする。このスリット幅を細
かくすればするほど、欠陥検出の精度が高くなり、か
つ、欠陥の状態を詳細に検出することが可能となる。
An object 2 to be inspected placed on a positioning table 1 is irradiated with a slit pattern 3c by a slit pattern coaxial epi-illumination 3, as shown in FIG. The reflected light is picked up by the TV camera 5 and is input to the image processing unit via the TV camera control means 7 and A / D converted by the A / D conversion unit 8 (step 1). Here, the principle of inspection by slit pattern irradiation will be described. When irradiating the slit pattern 3c in various irregularities of the object 2 and when the irregularities are gentle as shown in FIG. 3C, the reflected light is imaged by the camera 5 as shown in FIG. As shown in FIG. 30C, the slit pattern 3c is slightly distorted and the image is taken. As shown in FIG. 3D, as the unevenness becomes sharper, the reflected light of the slit pattern 3c escapes farther and is captured by the television camera 5. As a result, the slit pattern is interrupted as shown by 30d in FIG. The width of the slit of the slit pattern is determined by the size of the defect and the resolution in image processing. For example, when detecting a 10 μm flaw, it is assumed that the resolution in image processing is 1/10. At this time, the product of the size of the flaw and the resolution, that is,
Even if a slit having a width smaller than 1 μm, which is one tenth of 10 μm, cannot be used for defect detection, the slit width is set to 1 μm or more. Preferably, the slit width is about one half of the size of the flaw, that is, 5 μm. The narrower the slit width, the higher the accuracy of defect detection and the more detailed the state of the defect can be detected.

【0016】上記画像処理部に入力されてA/D変換さ
れた画像に対して、処理エリア設定手段10により処理
する範囲を処理エリアとして設定する(ステップ2)。
処理エリアは、対象物2の形状に応じて設定する。次い
で、上記処理エリア内の画像データを2値画像作成手段
11により2値化する(ステップ3)。
For the image input to the image processing unit and A / D converted, a processing area is set as a processing area by the processing area setting means 10 (step 2).
The processing area is set according to the shape of the object 2. Next, the image data in the processing area is binarized by the binary image creating means 11 (step 3).

【0017】次いで、図4(A)に示すように、スリッ
トパターンの2値化画像に対して、図4(B)に示すよ
うな方向ベクトルフィルタで、スリットパターン走査開
始位置から走査を開始して(ステップ4)、ベクトル画
像を作成する(ステップ5)。図4(A)に示すような
スリットパターンに基づく、方向ベクトル画像の一例を
図4(C)に示す。ここで、上記方向ベクトル作成フィ
ルタとは、注目画素が白領域でなければ8を代入し、注
目画素が白領域であれば、注目画素を中心に時計回りに
0から1に変わる方向値を注目画素に代入するものであ
る。すなわち、図4(A)のスリットパターンにおい
て、左上端の走査開始位置から、左端から右端、一段下
のパターンにおいて右端から左端へと順に水平方向沿い
に移動しながら、上記したように注目画素の周囲の8方
向についての方向ベクトルを決定する。具体的には、例
えば、注目画素が255のとき(明のとき)には、0か
ら255に変化する箇所を、図4(B)の方向ベクトル
0の位置から時計回りにサーチし、見付かると、その2
55の箇所の方向ベクトルをその注目画素の方向ベクト
ルとする。見付からなかった場合には、方向ベクトルは
8とする。
Next, as shown in FIG. 4A, scanning of the binarized image of the slit pattern is started from the slit pattern scanning start position by a direction vector filter as shown in FIG. 4B. (Step 4), a vector image is created (step 5). FIG. 4C shows an example of a direction vector image based on the slit pattern as shown in FIG. Here, the direction vector creation filter substitutes 8 if the pixel of interest is not a white region, and if the pixel of interest is a white region, focuses on a direction value that changes clockwise from 0 to 1 around the pixel of interest. This is to be assigned to the pixel. That is, in the slit pattern of FIG. 4A, while moving along the horizontal direction from the scanning start position at the upper left end to the right end from the left end, and from the right end to the left end in the pattern one step below, as described above, Direction vectors for eight surrounding directions are determined. More specifically, for example, when the pixel of interest is 255 (when it is bright), a location that changes from 0 to 255 is searched clockwise from the position of the direction vector 0 in FIG. , Part 2
The direction vector of the 55th point is set as the direction vector of the target pixel. If not found, the direction vector is set to 8.

【0018】次いで、ステップ6で特徴量判定を行わな
い場合(特徴量判定を行う場合については第2実施形態
として後記する。)には、スリットパターン3cの方向
と異なる方向ベクトル領域(0,4,8以外の領域)を
欠陥の候補領域として抽出する(ステップ7)。図4
(C)の方向ベクトル画像では、丸印を付した部分が欠
陥候補領域として抽出すべき部分である。次いで、欠陥
候補領域の画素数の総和を求めて、該総和の値から良否
の判定を行う(ステップ8)。すなわち、欠陥の状態を
大まかに把握するため、欠陥画素の個数の総和を演算し
たのち、その総和の値がしきい値を越えていると、欠陥
があると判断する。このしきい値は、ノイズを検出しな
いように経験的に又は試行錯誤により決定する。
Next, in the case where the characteristic amount determination is not performed in step 6 (the case of performing the characteristic amount determination will be described later as a second embodiment), a direction vector region (0, 4) different from the direction of the slit pattern 3c is used. , 8) are extracted as defect candidate areas (step 7). FIG.
In the direction vector image of (C), the part with a circle is the part to be extracted as a defect candidate area. Next, the sum of the number of pixels in the defect candidate area is obtained, and the pass / fail judgment is made from the sum (step 8). That is, in order to roughly grasp the state of a defect, the sum of the number of defective pixels is calculated, and if the value of the sum exceeds a threshold value, it is determined that there is a defect. This threshold is determined empirically or by trial and error so as not to detect noise.

【0019】上記第1実施形態によれば、対象物に照射
するスリットパターン投光手段と、該スリットパターン
の反射光を撮像する画像入力手段と、該入力画像からの
画像の濃淡変化から方向ベクトル画像を作成する方向ベ
クトル画像作成手段と、該方向ベクトル画像からスリッ
トパターンの方向と異なる領域を欠陥の候補として抽出
する欠陥候補領域抽出手段と、該欠陥候補領域の総和か
ら良否の判定を行う良否判定手段とを備えることを特徴
としたものであり、金属表面等の打痕、異物付着等の凹
凸欠陥、錆、又は汚れ等の欠陥を1種類の照明系により
画像化し検査を行う作用を有することができる。
According to the first embodiment, the slit pattern projecting means for irradiating the object, the image input means for capturing the reflected light of the slit pattern, and the direction vector based on the change in the density of the image from the input image A direction vector image creating means for creating an image, a defect candidate area extracting means for extracting an area different from the direction of the slit pattern from the direction vector image as a defect candidate, and a pass / fail judgment based on the sum of the defect candidate areas And has a function of imaging and inspecting defects such as dents on a metal surface, irregularities such as foreign matter adhesion, rust, or dirt using one type of illumination system. be able to.

【0020】(第2実施形態)本発明の第2実施形態に
かかる表面欠陥検査装置及び方法は、図1に示すよう
に、上記第1実施形態の上記検査装置及び方法の構成に
欠陥候補領域から各かたまりごとに領域を認識し、周囲
の状況から領域の結合処理を行う領域結合手段16と、
各結合後の領域から面積、濃度、幅、又は長さ等の特徴
量を検出する手段17とを追加し、上記良否判定手段1
5が上記検出した複数の特徴量からの良否の判定を行う
ように構成されている。
(Second Embodiment) As shown in FIG. 1, a surface defect inspection apparatus and method according to a second embodiment of the present invention include a defect candidate area in the configuration of the inspection apparatus and method of the first embodiment. A region combining unit 16 for recognizing a region for each lump from the group and performing a region combining process based on a surrounding situation;
Means 17 for detecting a feature quantity such as area, density, width or length from the region after each combination is added;
5 is configured to judge pass / fail from the plurality of detected feature amounts.

【0021】具体的には、第1実施形態の装置でのステ
ップ6で特徴量判定を行う場合には、ステップ7と同様
に欠陥候補領域を抽出した後(ステップ9)、一定範囲
を設定し、この一定範囲にある各欠陥候補領域を同じも
のとして結合、又は、8近傍若しくは16近傍内にある
欠陥候補領域で方向ベクトル差が一定範囲のものを結合
するなど、スリットパターンのピッチ、方向性などを利
用して、欠陥候補領域の結合処理を行う(ステップ1
0)。次いで、該結合された欠陥候補領域の特徴量を複
数検出し(ステップ11)、該特徴量から良否の判定を
行う(ステップ8)。
More specifically, in the case where the feature amount is determined in step 6 in the apparatus of the first embodiment, a fixed range is set after extracting a defect candidate area as in step 7 (step 9). The pitch and directionality of the slit pattern, such as combining the defect candidate areas in the certain range as the same or combining defect candidate areas in the vicinity of 8 or 16 with the direction vector difference in a certain range. (Step 1)
0). Next, a plurality of feature values of the combined defect candidate area are detected (step 11), and pass / fail judgment is performed based on the feature values (step 8).

【0022】上記第2実施形態によれば、上記欠陥候補
領域から各かたまりごとに領域を認識し、周囲の状況か
ら領域の結合処理を領域結合手段と、各結合後の領域か
ら面積、濃度、幅、又は長さ等の特徴量を検出する手段
と、該検出した複数の特徴量から良否の判定を行う良否
判定手段を備えることを特徴としたものであり、良否の
判定をより正確にまた欠陥の内容を識別する作用を有す
ることができる。
According to the second embodiment, a region is recognized for each lump from the defect candidate region, and a region combining process is performed by the region combining means based on a surrounding situation. Width, or a means for detecting a feature amount such as a length, and a pass / fail judgment means for judging pass / fail from the plurality of detected feature amounts. It can have the effect of identifying the content of the defect.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明の一態様によれば、例えば、金属
表面等の打痕、又は異物付着等の凹凸欠陥、錆、又は汚
れ等の複数の欠陥を検査する場合でも、スリットパター
ンを照射し、欠陥部を画像化し、方向ベクトル画像から
スリットパターンの方向と異なる領域を抽出し検査を行
うため、1種類の照明系により全ての欠陥の検査を行う
表面欠陥検査装置及び方法を提供することが可能であ
る。また、本発明の別の態様によれば、欠陥候補領域か
ら領域を結合し、複数の特徴量から良否の判定を行うた
め、欠陥内容の識別が可能である。
According to one aspect of the present invention, a slit pattern is irradiated even when inspecting a plurality of defects such as dents on a metal surface or the like, irregularities such as foreign matter adhesion, rust, or dirt. To provide a surface defect inspection apparatus and method for inspecting all defects with one type of illumination system in order to image a defect portion, extract a region different from the direction of the slit pattern from the direction vector image, and perform inspection. Is possible. Further, according to another aspect of the present invention, since the areas are combined from the defect candidate areas and the quality is determined based on a plurality of feature amounts, the defect content can be identified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態にかかる表面欠陥検査
装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a surface defect inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 上記第1実施形態の上記検査装置の動作であ
る表面欠陥検査方法のフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of a surface defect inspection method which is an operation of the inspection apparatus of the first embodiment.

【図3】 上記第1実施形態においてスリットパターン
照射による欠陥の画像化の原理説明図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of imaging a defect by irradiating a slit pattern in the first embodiment.

【図4】 上記第1実施形態においてスリットパターン
画像からの欠陥候補領域抽出方法の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for extracting a defect candidate area from a slit pattern image in the first embodiment.

【図5】 従来例の表面欠陥検査装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional surface defect inspection apparatus.

【図6】 同従来例の動作のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of the operation of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…位置決めテーブル、2…対象物、3…スリットパタ
ーン同軸落射照明装置、3a…光源、3b…レンズ、3
c…スリットパターン、3d…レンズ、3e…ハーフミ
ラー、4…テレビカメラ支持部、5…テレビカメラ、6
…レンズ、7…テレビカメラ制御手段、8…A/D変換
部、9…CPU(判定制御手段)、10…処理エリア設
定処理エリア、11…2値画像作成手段、12…輪郭点
検出手段、13…方向ベクトル画像作成手段、14…領
域抽出手段、15…良否判定手段、16…領域結合手
段、17…特徴量検出手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positioning table, 2 ... Object, 3 ... Slit pattern coaxial epi-illumination device, 3a ... Light source, 3b ... Lens, 3
c: slit pattern, 3d: lens, 3e: half mirror, 4: television camera support, 5: television camera, 6
... Lens, 7 ... TV camera control means, 8 ... A / D converter, 9 ... CPU (judgment control means), 10 ... Processing area setting processing area, 11 ... Binary image creating means, 12 ... Contour point detecting means, 13 ... direction vector image creation means, 14 ... area extraction means, 15 ... pass / fail judgment means, 16 ... area combination means, 17 ... feature amount detection means.

フロントページの続き Fターム(参考) 2G051 AA37 AA61 AA90 AB01 AB07 BA00 CA04 CB01 CD04 EA11 EA12 EA14 EB01 EB02 ED07 5B047 AA11 AB02 BA01 BC11 CB23 DC09 5B057 AA01 BA02 BA15 CA08 CA12 CA16 CC01 DA03 DB02 DB09 DC08 DC14 Continued on front page F-term (reference) 2G051 AA37 AA61 AA90 AB01 AB07 BA00 CA04 CB01 CD04 EA11 EA12 EA14 EB01 EB02 ED07 5B047 AA11 AB02 BA01 BC11 CB23 DC09 5B057 AA01 BA02 BA15 CA08 CA12 CA16 CC01 DC03 DB02 DB02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属表面等の傷、打痕、又は異物付着の
凹凸欠陥、錆、又は汚れの欠陥の検査をする画像処理装
置において、 スリットパターン光を検査対象物に照射するスリットパ
ターン投光手段(3)と、 上記スリットパターン光の上記対象物からの反射光を撮
像する画像入力手段(5)と、 上記画像入力手段に入力された入力画像からの画像の濃
淡変化から方向ベクトル画像を作成する方向ベクトル画
像作成手段(13)と、 上記方向ベクトル画像からスリットパターンの方向と異
なる領域を欠陥の候補として抽出する欠陥候補領域抽出
手段(14)と、 上記欠陥候補領域の良否の判定を行う良否判定手段(1
5)とを備えることを特徴とした表面欠陥検査装置。
An image processing apparatus for inspecting scratches, dents on metal surfaces or the like, asperity defects due to foreign matter adhesion, rust or dirt defects, wherein a slit pattern light is emitted to an inspection object with slit pattern light. Means (3); image input means (5) for imaging reflected light of the slit pattern light from the object; and a direction vector image based on a change in density of an image from the input image input to the image input means. A direction vector image creating means (13) to be created; a defect candidate area extracting means (14) for extracting an area different from the direction of the slit pattern from the direction vector image as a defect candidate; and determining whether the defect candidate area is good or bad. Pass / fail judgment means (1
5) A surface defect inspection device characterized by comprising:
【請求項2】 上記良否判定手段(15)は、上記欠陥
候補領域の総和から良否の判定を行う請求項1に記載の
表面欠陥検査装置。
2. The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the pass / fail judgment means (15) judges pass / fail from the sum of the defect candidate areas.
【請求項3】 抽出された上記欠陥候補領域から各かた
まりごとに領域を認識し、周囲の状況から領域の結合処
理を行う領域結合手段(16)と、 各結合後の領域から、面積、濃度、幅、及び長さの特徴
量のうちから選択された複数の特徴量を検出する手段
(17)とをさらに備えて、 上記良否判定手段(15)は、上記検出した複数の特徴
量から良否の判定を行うようにした請求項1又は2に記
載の表面欠陥検査装置。
3. A region combining means (16) for recognizing a region for each lump from the extracted defect candidate region and performing a region combining process based on a surrounding situation; (17) for detecting a plurality of feature amounts selected from among the feature amounts of width, length, and length. The surface defect inspection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the determination is made.
【請求項4】 金属表面等の傷、打痕、又は異物付着の
凹凸欠陥、錆、又は汚れの欠陥の検査をする画像処理方
法において、 スリットパターン光を検査対象物に照射し、 上記スリットパターン光の上記対象物からの反射光を撮
像し、 上記撮像された画像からの画像の濃淡変化から方向ベク
トル画像を作成し、 上記方向ベクトル画像からスリットパターンの方向と異
なる領域を欠陥の候補として抽出し、 上記欠陥候補領域の良否の判定を行うようにしたことを
特徴とした表面欠陥検査方法。
4. An image processing method for inspecting a surface defect such as a scratch, a dent, or a foreign matter attached to a metal surface or the like, a rust, or a dirt defect. An image of light reflected from the object is taken, a direction vector image is created from a change in density of the image from the taken image, and an area different from the direction of the slit pattern is extracted from the direction vector image as a defect candidate. A defect inspection method for determining whether the defect candidate area is good or bad;
【請求項5】 上記良否判定を行うとき、上記欠陥候補
領域の総和から良否の判定を行うようにした請求項4に
記載の表面欠陥検査方法。
5. The surface defect inspection method according to claim 4, wherein the pass / fail judgment is made based on the sum of the defect candidate areas.
【請求項6】 抽出された上記欠陥候補領域から各かた
まりごとに領域を認識し、周囲の状況から領域の結合処
理を行い、 各結合後の領域から、面積、濃度、幅、及び長さの特徴
量のうちから選択された複数の特徴量を検出し、 上記良否判定時に、上記検出した複数の特徴量から良否
の判定を行うようにした請求項4又は5に記載の表面欠
陥検査方法。
6. A region is recognized for each lump from the extracted defect candidate region, a region combining process is performed based on a surrounding situation, and an area, a density, a width, and a length are determined from each combined region. 6. The surface defect inspection method according to claim 4, wherein a plurality of feature amounts selected from the feature amounts are detected, and at the time of the pass / fail determination, pass / fail is determined from the detected plurality of feature amounts.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT502810B1 (en) * 2005-11-17 2007-06-15 Arc Seibersdorf Res Gmbh METHOD FOR THE OPTICAL TESTING OF OBJECTS
JP2016071502A (en) * 2014-09-29 2016-05-09 セコム株式会社 Target identification device
CN113196040A (en) * 2018-11-30 2021-07-30 杰富意钢铁株式会社 Surface defect detection method, surface defect detection device, steel product manufacturing method, steel product quality management method, steel product manufacturing facility, surface defect determination model generation method, and surface defect determination model
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