JP7151426B2 - Tube glass inspection method, learning method and tube glass inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、管ガラスの品質の良否を判定する管ガラス検査方法、学習方法及び管ガラス検査装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tube glass inspection method, a learning method, and a tube glass inspection apparatus for determining quality of tube glass.
従来、検査物をカメラ等によって撮像して得た画像情報を画像処理して、検査物の品質の良否を判定する技術が周知である(特許文献1,2等参照)。特許文献2では、例えば画像情報の明るさを複数段階に分類することにより、表面明るさの異なる複数の欠陥を検出できるようにしている。また、画像処理の良否判定で不良品と判定された検査物を再度判定し、検査物の最終的な良否判定を行うことも検討されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a well-known technique for determining quality of an inspection object by image processing image information obtained by imaging the inspection object with a camera or the like (see
しかし、検査物に生じる欠陥の種類は様々であり、各種欠陥について更なる良否判定の精度向上のニーズがあった。また、再判定は作業者による目視で行われる場合もあり、再判定の精度がばらつく問題もあった。 However, there are various types of defects that occur in inspection objects, and there is a need for further improvement in the accuracy of quality determination for various defects. In addition, the re-determination may be performed visually by the operator, and there is also a problem that the accuracy of the re-determination varies.
本発明の目的は、管ガラスの品質の良否判定の判定精度向上を可能にした管ガラス検査方法、学習方法及び管ガラス検査装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a glass tube inspection method, a learning method, and a glass tube inspection apparatus capable of improving the accuracy of determining the quality of a glass tube.
前記問題点を解決する管ガラス検査方法は、管ガラスの品質の良否を検査する方法であって、前記管ガラスの表面を展開した被検画像を撮像する撮像工程と、前記被検画像をルールベースの画像処理アルゴリズムによって識別することにより、前記管ガラスの品質の良否を検査する第1検査工程と、前記第1検査工程で不良品と判定された管ガラスを学習モデルによって識別することにより、前記管ガラスの品質の良否を再検査する第2検査工程とを備えた。 A tube glass inspection method for solving the above-mentioned problems is a method for inspecting the quality of a tube glass, comprising: an imaging step of taking an inspection image of the surface of the tube glass developed; A first inspection step of inspecting the quality of the glass tube by identifying it with a base image processing algorithm; and a second inspection step of reinspecting the quality of the tube glass.
前記問題点を解決する学習方法は、管ガラスの表面を展開して撮像された被検画像を、ルールベースの画像処理アルゴリズムによって識別することにより前記管ガラスの品質の良否を判定する検査の後、前記検査で不良品と判定された前記管ガラスの品質の良否を再検査する際に使用される学習モデルの方法であって、1枚の学習用画像を画像加工の指標に基づいて画像を加工することにより、1枚の前記学習用画像から前記指標ごとに複数の被検画像を作成する画像生成ステップと、複数の前記学習用画像を画像データとした機械学習から前記学習モデルを生成するモデル生成ステップとを備え、前記画像生成ステップでは、1枚の前記学習用画像から複数枚の前記学習用画像を作成するにあたり、複数の前記指標のうち、不良品の分類に応じた指標が選択して使用される。 A learning method for solving the above-mentioned problem is to discriminate, by a rule-based image processing algorithm, an image to be inspected obtained by unfolding the surface of the glass tube. , a learning model method used when re-inspecting the quality of the tube glass determined to be defective in the inspection, wherein one learning image is processed based on an image processing index. an image generating step of generating a plurality of test images for each index from the single learning image by processing; and generating the learning model from machine learning using the plurality of learning images as image data. and a model generation step, wherein in the image generation step, an index corresponding to the classification of defective products is selected from among the plurality of indices when generating a plurality of the learning images from the single learning image. used as
前記問題点を解決する管ガラス検査装置は、管ガラスの品質の良否を検査する構成であって、前記管ガラスの表面を展開した被検画像を取得し、前記被検画像をルールベースの画像処理アルゴリズムによって識別することにより、前記管ガラスの良否を検査する第1検査部と、前記第1検査部で不良品と判定された管ガラスを学習モデルによって識別することにより、前記管ガラスの品質の良否を再検査する第2検査部とを備えた。 A tube glass inspection apparatus for solving the above-mentioned problems is configured to inspect quality of a tube glass, acquires an inspection image of the surface of the tube glass developed, and transforms the inspection image into a rule-based image. A first inspection unit that inspects the quality of the glass tube by identifying it using a processing algorithm, and a glass tube that is determined to be defective by the first inspection unit by identifying the quality of the glass tube by using a learning model. and a second inspection unit for re-inspecting whether the quality is good or bad.
本発明によれば、管ガラスの品質の良否判定の判定精度を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the judgment precision of quality judgment of the quality of a tube glass can be improved.
以下、管ガラス検査方法、学習方法及び管ガラス検査装置の一実施形態を図1~図7に従って説明する。
図1に示すように、管ガラス検査装置1は、管ガラス2(図2等参照)の品質の良否を1次判定する第1検査部3と、第1検査部3で不良品と判定された管ガラス2の品質の良否を2次判定する第2検査部4とを備える。第1検査部3は、管ガラス2を撮像して得られる被検画像Dhをルールベースの画像処理アルゴリズムPで識別することにより、管ガラス2の品質の良否を判定する。第2検査部4は、第1検査部3で不良品と判定された管ガラス2を、機械学習を通じて再判定する。機械学習は、例えば深層学習(ディープラーニング)であることが好ましい。
An embodiment of a tube glass inspection method, a learning method, and a tube glass inspection apparatus will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.
As shown in FIG. 1, the glass tube inspection apparatus 1 includes a
第1検査部3は、管ガラス2を撮影する撮像部5と、撮像部5によって取得された撮像データDaを画像処理する画像処理部6と、画像処理部6によって取得された被検画像Dhをルールベースの画像処理アルゴリズムPによって識別して管ガラス2の品質の良否を判定する1次判定部7とを備える。
The
図2(a),(b)に示すように、撮像部5は、ワークである管ガラス2に光を照射するバックライト8と、バックライト8により照射された管ガラス2の画像を検出するカメラ9とを備える。カメラ9は、例えばラインセンサ10からなる。撮像部5は、ワークである管ガラス2を管軸La中心に回転させながら管ガラス2をラインセンサ10によって撮像することにより、管ガラス2を展開した被検画像Dhを取得する。
As shown in FIGS. 2(a) and 2(b), the
図1に戻り、1次判定部7は、被検画像Dhをルールベースの画像処理アルゴリズムPによって処理することで、管ガラス2の品質の良否を1次判定する。ルールベースの画像処理アルゴリズムPによる良否判定は、画像上に写る被検画像Dhの欠陥部分のパラメータ(例えば、欠陥の線の細さ、面積、個数、欠陥の繋がりなど)を閾値Rと比較する判定となっている。よって、欠陥部分のパラメータが閾値R未満となれば、管ガラス2が良品と判定され、欠陥部分のパラメータが閾値R以上となれば、管ガラス2が不良品と判定される。1次判定部7は、不良品と判定された管ガラス2の被検画像Dh、すなわち再検査被検画像Dh1を第2検査部4に出力する。
Returning to FIG. 1 , the
第2検査部4は、第1検査部3から取得した再検査被検画像Dh1(被検画像Dh)において欠陥が写っている箇所を抽出する欠陥抽出部11と、欠陥抽出部11によって抽出された欠陥箇所を切り出す欠陥切出部12とを備える。第2検査部4は、欠陥切出部12によって切り出された欠陥箇所の画像を学習モデルMによって識別することにより欠陥を分類する2次判定部13と、1次判定で不良と判定された管ガラス2の品質の良否を2次判定部13の分類結果を利用して再判定する再判定部14とを備える。
The
2次判定部13は、第1検査部3による検査工程で不良品と判定された管ガラス2に対し、学習モデルMによる識別を通じて、不良品の欠陥の種類を分類する。本例の欠陥の種類は、例えば打痕、肌荒れ、カケ、キズである。本例の学習モデルMは、不良品である管ガラス2の画像群を機械学習(本例は深層学習:ディープラーニング)することによって生成されている。
The
再判定部14は、欠陥が分類された不良品(管ガラス2)の再検査被検画像Dh1に対し、欠陥の種類ごとに、ルールベースの画像処理アルゴリズムPで使用する閾値Rを設定し、その閾値Rで管ガラス2の不良品の識別を行うことにより、管ガラス2の品質の良否を再検査する。本例の場合、閾値Rは、例えば欠陥の重要度に応じて閾値Rの大小が設定されている。本例の閾値Rは、例えば肌荒れ判定用が高く設定され、キズやカケ等の判定用が低く設定されている。
The
次に、図3~図7を用いて、本実施形態の管ガラス検査装置1の作用及び効果について説明する。
ステップ101において、第1検査部3の撮像部5は、管ガラス2の画像を撮像し、その撮像データDaを、画像処理部6に出力する(撮像工程)。
Next, the action and effect of the tube glass inspection apparatus 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 7. FIG.
In step 101, the
ステップ102において、第1検査部3の画像処理部6は、撮像データDaを画像処理することにより、管ガラス2の画像を管軸La直交方向に展開した被検画像Dhを取得する(撮像工程)。
In step 102, the
ステップ103において、第1検査部3の1次判定部7は、画像処理部6によって抽出された被検画像Dhを、ルールベースの画像処理アルゴリズムPによって識別することにより、管ガラス2の品質の良否を判定する1次判定を実行する(第1検査工程)。本例の場合、1次判定部7は、ルールベースの画像処理アルゴリズムPに則って被検画像Dhを用いて閾値Rにより判定を実行し、管ガラス2の品質の良否を確認する。第1判定で使用する閾値Rは、どのような欠陥種類にも対応できるように厳しめの値に設定されている。
In step 103, the
ステップ104において、1次判定部7は、1次判定が成立したか否かを判定する。1次判定が成立すればステップ105に移行し、1次判定が成立しなければステップ106に移行する。なお、1次判定が成立しない場合、1次判定部7は、1次判定が成立しなかった管ガラス2の被検画像Dh、すなわち再検査被検画像Dh1を第2検査部4に出力する。
At step 104, the
ステップ105において、1次判定部7は、このときに検査した管ガラス2を「良品」と判定する。これにより、いま検査中の管ガラス2は、出荷可能な製品として搬送される。
At step 105, the
ステップ106において、第2検査部4の欠陥抽出部11は、第1検査部3から取得した再検査被検画像Dh1から、画像に写り込む欠陥箇所を抽出する。
ステップ107において、第2検査部4の欠陥切出部12は、欠陥箇所が抽出された再検査被検画像Dh1から、欠陥画像Dh1’を切り出す。再検査被検画像Dh1から欠陥画像Dh1’を切り出すことにより、欠陥箇所及びその付近の拡大画像が得られる。
At step 106 , the
In step 107, the
ステップ108において、第2検査部4の2次判定部13は、欠陥切出部12から入力した欠陥画像Dh1’を学習モデルMによって識別することにより、欠陥画像Dh1’に写る欠陥を分類する。学習モデルMによる分類は、機械学習の一種である深層学習(ディープラーニング)である。
In step 108, the
図4に、管ガラス2に生じ得る欠陥の種類を図示する。欠陥は、図4(a)に示す「打痕」、図4(b)に示す「肌荒れ」、図4(c)に示す「カケ」、図4(d)に示す「キズ」などがある。打痕は、管ガラス2の表面に形成されてしまう大きな欠損であり、1つでもあるとよくない。肌荒れは、管ガラス2の端面においてエッチングを施した加工面に生じ易い。カケは、管ガラス2の一部分が欠損した箇所であり、管ガラス2の切断面に生じ易い。キズは、管ガラス2の表面に付いた細長い溝のようなものである。2次判定部13は、1つの管ガラス2に対し、発生している欠陥の種類と、各欠陥の個数とを判別することができる。また、これ以外の欠陥として、図示はしないが「汚れ」もある。
FIG. 4 illustrates the types of defects that can occur in the
図3に戻り、ステップ109において、再判定部14は、2次判定部13による欠陥の分類結果を基に、ルールベースの画像処理アルゴリズムPを用いて、1次判定で不良品と判定された管ガラス2の品質の良否を、再度判定する。このとき、ルールベースの画像処理アルゴリズムPを使用した再判定を行うにあたり、欠陥種類の応じた閾値Rが適宜選択されて、再判定が実行される。
Returning to FIG. 3, in step 109, the
ステップ110において、再判定部14は、閾値Rを欠陥種類に応じて設定したルールベースの画像処理アルゴリズムPでの再判定が成立したか否かを判定する。再判定が成立した場合には、ステップ105に移行する。これにより、1次判定では不良品と判定された管ガラス2が、最終的には「良品」として判定される。よって、出荷しても問題ない程度の品質の管ガラス2の品質の良否判定にあたり、これまでの判定では不良品として判定されたものが、良品の判定結果を得ることができるようになる。
In step 110, the
一方、再判定が成立しない場合には、ステップ111に移行する。これにより、管ガラス2が「不良品」と最終判定される。よって、1次判定及び2次判定の両方が成立しない大きな欠陥がある管ガラス2を、市場に出荷しないようにすることができるようになる。
On the other hand, if the re-determination is not established, the process proceeds to step 111 . As a result, the
図5に、管ガラス検査方法で使用する機械学習(深層学習)の利用方法を図示する。機械学習には、「学習フェーズ」と「推論フェーズ」とがある。学習フェーズでは、学習用画像Dkの収集及び分類を行い、これらを機械学習(深層学習)により学習させて、最適な学習モデルMを構築する。そして、推論フェーズでは、学習フェーズで生成した学習モデルMを用いて、被検画像Dh(再検査被検画像Dh1)に写る欠陥箇所を分類し、その分類結果を用いて、ルールベースの画像処理アルゴリズムPによる良否判定を再度行い、管ガラス2の品質の良否を判定する。
FIG. 5 illustrates the use of machine learning (deep learning) for tube glass inspection methods. Machine learning has a “learning phase” and an “inference phase”. In the learning phase, learning images Dk are collected and classified, and these are learned by machine learning (deep learning) to construct an optimal learning model M. FIG. Then, in the inference phase, the learning model M generated in the learning phase is used to classify the defect locations appearing in the test image Dh (re-inspection test image Dh1), and the classification results are used to perform rule-based image processing. The quality determination by the algorithm P is performed again, and the quality of the
学習モデルMは、複数の学習用画像Dkを機械学習することで生成されるが、学習用画像Dkの枚数を確保するために、学習用画像Dkである欠陥画像Dh1’を、種々の指標Fで変化させて、学習枚数を増やす場合がある。種々の指標Fには、例えば上下反転、左右反転、回転、輝度変化、コントラスト変化、角度変更、位置ずらしなどがある。しかし、管ガラス2の製造工程に起因して、各種欠陥には、その発生位置等に特徴があり、どの欠陥の判定においても、全ての指標Fに基づき得られた学習用画像Dkが有効であるという訳ではない。
The learning model M is generated by machine-learning a plurality of learning images Dk. , and the number of learning sheets may be increased. Various indices F include, for example, vertical inversion, horizontal inversion, rotation, brightness change, contrast change, angle change, position shift, and the like. However, due to the manufacturing process of the
例えば、図6に示すように、管ガラス2の展開図において、管軸La方向に沿う辺X1,X2はラインセンサ10の境界であるので、凹凸は生じない。一方、管ガラス2の展開図において、管軸La方向端の辺Y1,Y2はワーク端面であるので、凹凸が生じる可能性がある。このように、管ガラス2の展開図における各辺X1,X2,Y1,Y2においても、凹凸発生に特徴があることが分かる。
For example, as shown in FIG. 6, in the developed view of the
また、図7(a),(b)に示すように、管ガラス2の製造工程は、連続成形された母材ガラス15から切断装置16によって管ガラス2を切断する切断工程(図7(a))と、切断後に管ガラス2の一方の端部17bをエッチングするエッチング工程(図7(b))とを備える。このため、管ガラス2は、一方の端部17aが切断面となり、他方の端部17bがエッチング面となっている。なお、切断工程は、例えば母材ガラス15にスクライブを形成した後に応力を作用させて折り割る方式や、回転刃を用いた切断方式や、レーザ光によって母材ガラス15を所定位置で切断するレーザ切断方式などを用いることが好ましい。なお、母材ガラス15に応力を作用させる場合は、加熱及び急冷により応力を作用させてもよいし、機械的曲げにより応力を作用させてもよい。
Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, the manufacturing process of the
図6に戻り、管ガラス2を展開した被検画像Dhでは、切断面には、切断という機械的な加工の特性上、「カケ」のみが発生し、エッチング面には、エッチング加工の化学変化の影響により、「肌荒れ」のみが発生する傾向がある。このように、管ガラス2の展開図では、管ガラス2の加工の種類に応じて、発生する欠陥の種類が決まる。よって、学習モデルMの作成時に学習用画像Dkを増やす場合に、指標Fの種類に応じて画像を加工すると効果的である。
Returning to FIG. 6, in the test image Dh in which the
例えば、画像上に写る欠陥が管ガラス2の端部にのみ発生する「肌荒れ」や「カケ」の場合、例えば「上下反転」、「輝度変化」、「コントラスト変化」等の指標Fにより、学習用画像Dkの枚数を増やすようにする。すなわち、「左右反転」や「回転」を除外して指標Fを選択する。一方、画像上に写る欠陥が「打痕」や「キズ」の場合、例えば「上下反転」、「左右反転」、「回転」、「輝度変化」、「コントラスト変化」等の指標Fにより、学習用画像Dkの枚数を増やすようにする。このようにして、学習モデルMの最適化を図り、欠陥分類の認識力を高めることもできる。
For example, in the case of a "rough surface" or "chipping" that occurs only at the end of the
また、打痕は、欠陥として最も好ましくないため、2次判定時に打痕と分類された時点で、その管ガラス2を不良品と判定してもよい。肌荒れが複数検出された場合も好ましくないため、2次判定時に複数の肌荒れを検出した時点で、その管ガラス2を不良品と判定してもよい。
Also, since dents are the most undesirable defects, the
以上、本例によれば、ルールベースの画像処理アルゴリズムPによる第1検査工程で不良品と判定された管ガラス2を、学習モデルMを用いた第2検査工程で再判定する。再判定時、第2検査工程で問題がないと判定されれば、この管ガラス2を良品として取り扱う。このため、実際は良品として取り扱っても問題のない管ガラス2を、不良品として判定してしまわずに済む。よって、管ガラス2の品質の良否判定の判定精度を向上することができる。
As described above, according to this example, the
第2検査工程では、第1検査工程で不良品と判定された管ガラス2に対し、学習モデルMによる識別を通じて不良品の欠陥の種類を分類し、分類結果を用いて管ガラス2の品質の良否を再検査する。これにより、欠陥の分類結果に応じた最適な態様で、管ガラス2の品質の良否の再判定を行うことが可能となる。よって、管ガラス2の品質の良否判定精度の確保に一層寄与することができる。
In the second inspection process, the
第2検査工程では、欠陥が分類された管ガラス2に対し、欠陥の種類ごとに閾値Rが設定された画像処理アルゴリズムPによって識別を行うことにより、管ガラス2の品質の良否判定を再検査する。よって、再判定の際に、ルールベースの画像処理アルゴリズムPによって管ガラス2の品質の良否判定を行う場合であっても、高い判定精度を確保することができるようになる。
In the second inspection step, the quality of the
欠陥の種類は、打痕、肌荒れ、カケ、キズ及び汚れのうち少なくとも1つである。よって、管ガラス2に生じ得る打痕、肌荒れ、カケ、キズ、汚れの各々の欠陥に応じた最適な態様で再判定を実施することができる。
The defect type is at least one of dents, rough skin, chips, scratches, and stains. Therefore, re-determination can be carried out in an optimum manner according to defects such as dents, rough skin, chips, scratches, and stains that may occur on the
学習モデルMは、不良品である管ガラス2の被検画像Dhを学習用画像Dkとし、この学習用画像Dkを画像データとした機械学習により生成されている。よって、実際の被検画像Dhを学習用画像Dkとして学習することにより、学習モデルMが生成されるので、判定精度の高い学習モデルMを作成することができる。
The learning model M is generated by machine learning using the test image Dh of the
学習モデルMは、不良品である管ガラス2の被検画像Dhを学習用画像Dkとし、この学習用画像Dkを画像データとした機械学習により生成されている。よって、実際の不良品の被検画像Dhを学習した学習モデルMによって管ガラス2の良否判定が実施されるので、判定精度の高い学習モデルMを作成することができる。
The learning model M is generated by machine learning using the test image Dh of the
1枚の学習用画像Dkを画像加工の指標Fに基づいて画像を加工することにより、1枚の学習用画像Dkから指標Fごとに学習用画像Dkが生成され、これら複数の学習用画像Dkを画像データとした機械学習から学習モデルMが生成されている。よって、多数の学習用画像Dkから学習モデルMを生成することが可能となるので、判定精度のよい学習モデルMを生成するのに有利となる。 By processing one learning image Dk based on the image processing index F, a learning image Dk is generated for each index F from one learning image Dk, and these plural learning images Dk are generated. A learning model M is generated from machine learning using M as image data. Therefore, it is possible to generate the learning model M from a large number of learning images Dk, which is advantageous for generating the learning model M with high judgment accuracy.
1枚の学習用画像Dkから各指標Fを通じて複数枚の学習用画像Dkを作成する場合、複数の指標Fのうち、不良の分類に応じた指標Fが選択して使用される。このため、1枚の学習用画像Dkから複数の学習用画像Dkを作成するにあたり、欠陥の種類に対し、各種類に対応した指標Fを選択的に用いて学習用画像Dkを増やす。よって、学習モデルMの作成に使用する学習用画像Dkの最適化が可能となるので、精度のよい学習モデルMを生成するのに一層有利となる。 When a plurality of learning images Dk are created from one learning image Dk through each index F, the index F corresponding to the defect classification is selected and used from among the plurality of indices F. Therefore, when creating a plurality of learning images Dk from one learning image Dk, the number of learning images Dk is increased by selectively using an index F corresponding to each defect type. Therefore, the learning images Dk used for creating the learning model M can be optimized, which is more advantageous for generating the learning model M with high accuracy.
画像加工の指標Fは、上下反転、左右反転、回転、輝度変化、コントラスト変化、角度変化、位置ずらしのいずれか、又はこれらの組み合わせである。よって、好適な指標Fにより1枚の画像を加工して、学習用画像Dkの枚数を増やすことができる。 The image processing index F is any one of vertical inversion, horizontal inversion, rotation, brightness change, contrast change, angle change, position shift, or a combination thereof. Therefore, it is possible to increase the number of learning images Dk by processing one image using a suitable index F.
画像加工の対象となる1枚の学習用画像Dkに撮像された不良の分類が、管ガラス2の端部にのみ生ずる不良である場合、画像加工の指標Fから左右反転及び回転を除外して指標Fが選択される。よって、不良の種類に応じた適切な指標Fに基づいて学習用画像Dkの枚数を増やすことができる。
If the defect imaged in one learning image Dk to be processed is classified as defects occurring only at the end of the
撮像工程では、バックライト8とカメラ9(ラインセンサ10)との間に管ガラス2を配置し、管ガラス2を管軸La中心に回転させながらカメラ9(ラインセンサ10)で撮影することにより、被検画像Dhを取得する。よって、管ガラス2を管軸La回りに回転させながら画押撮影することにより、管ガラス2を展開した画像を簡易に取得することができる。
In the imaging process, the
管ガラス2の製造工程では、母材ガラス15から管ガラス2を切断する切断工程と、切断後の管ガラス2の一端をエッチングするエッチング工程とを備える。管ガラス2の製造に際して、管ガラス2の端部17bがエッチング加工されるので、管ガラス2の端部17bを表面仕上げすることができる。また、撮像工程では、管ガラス2の一方の端部17bに形成されたエッチング面と、他方の端部17aに形成された切断面との少なくとも一方が写り込むように被検画像Dhを撮像することが好ましい。このようにすれば、切断やエッチング加工の際に端面に欠陥が生じても、これを2次判定で分類して抽出することができる。なお、管ガラス2が透明であれば、両端面が同時に写り込むように被検画像Dhを撮像することも容易である。
The manufacturing process of the
また、管ガラス検査方法において、第1検査工程及び第2検査工程で不良品と判定された管ガラス2の被検画像Dhを学習データとして取得し、学習データを基に学習モデルMの学習を実行する学習工程を備えてもよい。この場合、検査の過程において不良品と判定された管ガラス2の画像データを学習して学習モデルMを逐次更新することが可能となるので、学習モデルMの最適化が可能となる。よって、高い判定精度の確保に一層有利となる。
Further, in the tube glass inspection method, the test image Dh of the
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・2次判定において、分類結果の1パラメータとして「信頼度」が求められる場合、この信頼度を欠陥分類の判定に使用してもよい。例えば、信頼度が高い分類結果は有効とし、信頼度が低い分類結果は無効とすることで、分類自体の信頼度をよくする。この場合、管ガラス2の品質の良否判定の精度向上に一層寄与する。
In addition, this embodiment can be changed and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- In the secondary judgment, when the "reliability" is required as one parameter of the classification result, this reliability may be used for the judgment of the defect classification. For example, classification results with high reliability are validated and classification results with low reliability are invalidated, thereby improving the reliability of the classification itself. In this case, this further contributes to improving the accuracy of quality determination of the
・ルールベースの画像処理アルゴリズムPは、ルールベースのプログラムであれば、種々の形式や方式のものが採用可能である。
・再判定は、ルールベースの画像処理アルゴリズムPを用いた処理に限定されず、例えば学習を用いた処理など、他の処理に変更してもよい。
As long as the rule-based image processing algorithm P is a rule-based program, various forms and schemes can be adopted.
Re-determination is not limited to processing using the rule-based image processing algorithm P, and may be changed to other processing such as processing using learning.
・再判定の処理は、例えば1次判定部7が実施してもよい。
・再判定は、検査員が実施に見て確認する目視を含んでもよい。
・学習モデルMは、深層学習(ディープラーニング)により生成されることに限定されず、種々の機械学習方式が適用可能である。
The re-determination process may be performed by the
• Rejudgment may include visual inspection by an inspector to confirm implementation.
- The learning model M is not limited to being generated by deep learning, and various machine learning methods can be applied.
・分類の種類は、実施例以外の他の種類を含んでもよい。
・画像加工の指標Fは、画像を変化させるパラメータであれば、例えば画像サイズや画像彩度など、種々のパラメータを用いることができる。
- Classification types may include other types than the examples.
As long as the index F for image processing is a parameter that changes the image, various parameters such as image size and image saturation can be used.
・学習モデルMの更新は、省略してもよい。
・管ガラス2の製造方法は、実施例に述べた切断工程及びエッチング工程を含む以外の工程を採用してもよい。また、管ガラス2は、どのような製造工程を経て作成されてもよい。
- The updating of the learning model M may be omitted.
- The manufacturing method of the
・管ガラス2は、例えば医療用や照明用など種々の分野のガラス材に使用できる。また、管ガラス2は、微細なものから、ある程度の大きさのあるものまで、種々のサイズが適用可能である。
- The
1…管ガラス検査装置、2…管ガラス、3…第1検査部、4…第2検査部、8…バックライト、9…カメラ、10…ラインセンサ、15…母材ガラス、17a,17b…端部、Dh…被検画像、Dk…学習用画像、P…画像処理アルゴリズム、M…学習モデル、F…指標、R…閾値、La…管軸。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Tube glass inspection apparatus, 2... Tube glass, 3... 1st inspection part, 4... 2nd inspection part, 8... Backlight, 9... Camera, 10... Line sensor, 15... Base material glass, 17a, 17b... Dh... test image, Dk... learning image, P... image processing algorithm, M... learning model, F... index, R... threshold value, La... tube axis.
Claims (11)
前記管ガラスの表面を展開した被検画像を撮像する撮像工程と、
前記被検画像をルールベースの画像処理アルゴリズムによって識別することにより、前記管ガラスの品質の良否を検査する第1検査工程と、
前記第1検査工程で不良品と判定された管ガラスを学習モデルによって識別することにより、前記管ガラスの品質の良否を再検査する第2検査工程とを備え、
前記第2検査工程では、前記第1検査工程で不良品と判定された管ガラスに対し、前記学習モデルによる識別を通じて不良品の欠陥の種類を分類し、欠陥が分類された前記管ガラスに対し、欠陥の種類ごとに閾値が設定されたルールベースの画像処理アルゴリズムによって識別を行うことにより、前記管ガラスの品質の良否を再検査する、管ガラス検査方法。 A tube glass inspection method for inspecting the quality of tube glass,
an image capturing step of capturing an image to be inspected by developing the surface of the tubular glass;
a first inspection step of inspecting quality of the glass tube by identifying the image to be inspected by a rule-based image processing algorithm;
a second inspection step of reinspecting the quality of the glass tube by identifying the glass tube determined to be defective in the first inspection process using a learning model ;
In the second inspection process, the glass tube determined to be defective in the first inspection process is classified into the type of defect of the defective product through identification by the learning model, and the glass tube having the classified defect is classified into A glass tube inspection method for re-inspecting the quality of the glass tube by performing identification using a rule-based image processing algorithm in which a threshold value is set for each type of defect .
請求項1に記載の管ガラス検査方法。 2. The tube glass inspection method according to claim 1 , wherein the types of defects are at least one of dents, rough skin, chips, scratches and stains.
前記学習用画像は、1枚の前記学習用画像を画像加工の指標に基づいて画像を加工することにより、変更して複製され、
前記画像加工の指標は、複数種用意され、前記画像加工の対象となる1枚の学習用画像に撮像された不良の分類に応じた指標が選択して使用される
請求項2に記載の管ガラス検査方法。 The learning model is generated by machine learning using a test image of the defective tube glass as a learning image,
the learning image is modified and duplicated by processing one learning image based on an image processing index;
3. The tube according to claim 2 , wherein a plurality of types of indices for the image processing are prepared, and an index corresponding to a classification of defects captured in one learning image to be processed is selected and used. Glass inspection method.
請求項3に記載の管ガラス検査方法。 4. The tube glass inspection method according to claim 3 , wherein the index for image processing is any one of vertical inversion, horizontal inversion, rotation, brightness change, contrast change, angle change, position shift, or a combination thereof.
請求項4に記載の管ガラス検査方法。 If the defect captured in the single learning image to be processed is classified as a defect that occurs only at the end of the glass tube, left-right reversal and rotation are excluded from the image processing index. 5. The tube glass inspection method according to claim 4 , wherein the index is selected by
請求項1~5のうちいずれか一項に記載の管ガラス検査方法。 wherein, in the imaging step, the tube glass is arranged between a backlight and a camera, and the image to be inspected is obtained by taking an image with the camera while rotating the tube glass around the tube axis. 6. The tube glass inspection method according to any one of 5 .
請求項6に記載の管ガラス検査方法。The tube glass inspection method according to claim 6.
切断後に、前記管ガラスの一方の端部をエッチングするエッチング工程とを備え、
前記撮像工程では、前記管ガラスの一方の端部に形成されたエッチング面と、他方の端部に形成された切断面との少なくとも一方が写り込むように前記被検画像を撮像する
請求項1~7のうちいずれか一項に記載の管ガラス検査方法。 a cutting step of cutting the tubular glass from the continuously molded base glass;
After cutting, an etching step of etching one end of the tube glass,
2. In the imaging step, the test image is captured so that at least one of an etched surface formed at one end of the tube glass and a cut surface formed at the other end of the tube glass is captured. 8. The tube glass inspection method according to any one of 7 .
請求項1~8のうちいずれか一項に記載の管ガラス検査方法。 a learning step of acquiring, as learning data, an image to be inspected of the glass tube determined to be defective in the first inspection step and the second inspection step, and executing learning of the learning model based on the learning data; The tube glass inspection method according to any one of claims 1 to 8 .
1枚の学習用画像を画像加工の指標に基づいて画像を加工することにより、1枚の前記学習用画像から前記指標ごとに複数の被検画像を作成する画像生成ステップと、
複数の前記学習用画像を画像データとした機械学習から前記学習モデルを生成するモデル生成ステップとを備え、
前記画像生成ステップでは、1枚の前記学習用画像から複数枚の前記学習用画像を作成するにあたり、複数の前記指標のうち、不良品の分類に応じた指標が選択して使用される学習方法。 After an inspection for judging the quality of the tube glass by identifying the quality of the tube glass by identifying the image to be inspected by developing the surface of the tube glass with a rule-based image processing algorithm, the product is determined to be defective in the inspection. The glass tube is classified into defect types of defective products through identification by a learning model, and the glass tube classified with defects is identified by a rule-based image processing algorithm in which a threshold is set for each defect type. A learning method of the learning model used when re-inspecting the quality of the tube glass by performing
an image generation step of processing a single learning image based on image processing indices to create a plurality of test images for each of the indices from the single learning image;
a model generation step of generating the learning model from machine learning using the plurality of learning images as image data;
In the image generation step, in generating a plurality of learning images from a single learning image, a learning method in which an index corresponding to the classification of defective products is selected and used from among the plurality of indices. .
前記管ガラスの表面を展開した被検画像を取得し、前記被検画像をルールベースの画像処理アルゴリズムによって識別することにより、前記管ガラスの良否を検査する第1検査部と、
前記第1検査部で不良品と判定された管ガラスを学習モデルによって識別することにより、前記管ガラスの品質の良否を再検査する第2検査部とを備え、
前記第2検査部では、前記第1検査部で不良品と判定された管ガラスに対し、前記学習モデルによる識別を通じて不良品の欠陥の種類を分類し、欠陥が分類された前記管ガラスに対し、欠陥の種類ごとに閾値が設定されたルールベースの画像処理アルゴリズムによって識別を行うことにより、前記管ガラスの品質の良否を再検査する、管ガラス検査装置。 A tube glass inspection device for inspecting the quality of tube glass,
a first inspection unit that acquires an inspection image of the surface of the glass tube developed and identifies the inspection image by a rule-based image processing algorithm to inspect the quality of the glass tube;
a second inspection unit that re-inspects the quality of the glass tube by identifying the glass tube determined to be defective by the first inspection unit using a learning model ;
The second inspection unit classifies the types of defects of the defective products through identification by the learning model with respect to the glass tube determined to be defective by the first inspection unit, and classifies the glass tube for which defects have been classified A glass tube inspection apparatus for re-inspecting the quality of the glass tube by performing identification using a rule-based image processing algorithm in which a threshold value is set for each type of defect .
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