(57)【要約】【課題】デンドライトの傾角の測定の自動化を図り、作業時間を短縮化させるとともに、測定のばらつきをなくす。【解決手段】デンドライトの傾角の測定を行う観察面であるスラブ１００の横断面１０１の画像データを取り込む画像データ取り込み部１と、画像データ取り込み部１０１により取り込んだ画像データを２値化する２値化処理部３と、２値化処理部３により２値化した画像データ上で、基準点にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は前記基準点をデンドライトの角度測定中心位置とし、存在しない場合は前記基準点の周囲でデンドライトが存在する位置を探索してデンドライトの角度測定中心位置とする角度測定中心位置探索処理部５と、角度測定中心位置探索処理部５により探索した角度測定中心位置につながるデンドライトを検出し、その傾角を測定する角度測定処理部６とを備える。【選択図】図１
2010139378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デンドライトの傾角の測定を行う観察面の画像データを取り込む画像データ取り込み手段と、
前記画像データ取り込み手段により取り込んだ画像データを２値化する２値化処理手段と、
前記２値化処理手段により２値化した画像データ上で、基準点にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は前記基準点をデンドライトの角度測定中心位置とし、存在しない場合は前記基準点の周囲でデンドライトが存在する位置を探索してデンドライトの角度測定中心位置とする角度測定中心位置探索処理手段と、
前記角度測定中心位置探索処理手段により探索した角度測定中心位置につながるデンドライトを検出し、その傾角を測定する角度測定処理手段とを備えたことを特徴とするデンドライト傾角測定装置。
【請求項２】
前記観察面は連続鋳造された鋼鋳片の断面であり、
前記鋼鋳片の表面から所定の深さ位置で、該表面に略平行な基準線と、前記基準線に垂直に交わる線との交点を前記基準点とすることを特徴とする請求項１に記載のデンドライト傾角測定装置。
【請求項３】
前記２値化処理手段により２値化した画像データに細線化処理を施す細線化処理手段を備え、
前記中心位置探索処理手段は、前記細線化処理手段により細線化処理を施した画像データ上でデンドライトの角度測定中心位置を探索することを特徴とする請求項１又は２に記載のデンドライト傾角測定装置。
【請求項４】
前記画像データ取り込み手段により取り込んだ画像データにデンドライトの輪郭をはっきりさせるためのフィルタ処理を施すフィルタ処理手段を備え、
前記２値化処理手段は、前記フィルタ処理手段によりフィルタ処理を施した画像データを２値化することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデンドライト傾角測定装置。
【請求項５】
前記角度測定処理手段は、検出したデンドライトの長さが所定の長さを超える場合のみ、その傾角を測定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデンドライト傾角測定装置。
【請求項６】
デンドライトの傾角の測定を行う観察面の画像データを取り込むステップと、
前記取り込んだ画像データを２値化するステップと、
前記２値化した画像データ上で、基準点にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は前記基準点をデンドライトの角度測定中心位置とし、存在しない場合は前記基準点の周囲でデンドライトが存在する位置を探索してデンドライトの角度測定中心位置とするステップと、
前記探索した角度測定中心位置につながるデンドライトを検出し、その傾角を測定するステップとを有することを特徴とするデンドライト傾角測定方法。
【請求項７】
デンドライトの傾角の測定を行う観察面の画像データを取り込む画像データ取り込み手段と、
前記画像データ取り込み手段により取り込んだ画像データを２値化する２値化処理手段と、
前記２値化処理手段により２値化した画像データ上で、基準点にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は前記基準点をデンドライトの角度測定中心位置とし、存在しない場合は前記基準点の周囲でデンドライトが存在する位置を探索してデンドライトの角度測定中心位置とする角度測定中心位置探索処理手段と、
前記角度測定中心位置探索処理手段により探索した角度測定中心位置につながるデンドライトを検出し、その傾角を測定する角度測定処理手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳片のデンドライトの傾角を測定するのに利用して好適なデンドライト傾角測定装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の凝固組織、特にデンドライトを検査することは、鋳造鋳片の品質管理上で重要なことである。凝固進行中に溶鋼を攪拌すると、凝固組織である一次デンドライト（柱状晶）の方向が鋳片表面の法線から傾くことが知られており、攪拌による溶鋼流速が速いほど、一次デンドライトの方向が鋳片表面の法線から大きく傾く傾向がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、介在物欠陥の少ない鋳片を提供する目的で、一次デンドライトが鋳片表面の法線となす角度（傾角と呼ぶ）を規定した発明が開示されている。
【０００４】
一次デンドライトの傾角を測定する場合、特許文献１に記載されているように、観察面を鏡面研磨後、ピクリン酸を用いてエッチングし、凝固組織を顕出させる。そして、一次デンドライトの傾角を所定のピッチで設けられた測定基準点で測定する。その際、測定基準点の左右の領域も観察し、その領域を代表しているとみなせる一次デンドライトの傾角を測定する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３４６７０１号公報
【特許文献２】特開平５−２４８８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一次デンドライトの傾角を測定する方法として、例えば凝固組織を顕出させた観察面を撮影し、撮影画像上で、人手により一つ一つ分度器やデジタイザ等を用いて測定することが行われている。しかしながら、作業者が目視で一次デンドライトの傾角を一つ一つ測定するのでは、作業時間が非常に長くなってしまう。また、作業者による測定のばらつきも生じてしまう。
【０００７】
また、デンドライトに関する技術として、特許文献２には、ＣＣＤカメラ等により取得された試料のデンドライトの写真に画像処理を行い、デンドライトアームを横切るように輝度分布を求めた後、この輝度分布の自己相関関数を計算して輝度の周期からデンドライトのアーム幅を求めるようにしたデンドライトアーム幅の定量測定法が開示されている。しかしながら、特許文献２では、デンドライトアーム幅を測定するに過ぎず、一次デンドライトの傾角を測定することについては一切開示されていない。
【０００８】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、デンドライトの傾角の測定の自動化を図り、作業時間を短縮化させるとともに、測定のばらつきをなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のデンドライト傾角測定装置は、デンドライトの傾角の測定を行う観察面の画像データを取り込む画像データ取り込み手段と、前記画像データ取り込み手段により取り込んだ画像データを２値化する２値化処理手段と、前記２値化処理手段により２値化した画像データ上で、基準点にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は前記基準点をデンドライトの角度測定中心位置とし、存在しない場合は前記基準点の周囲でデンドライトが存在する位置を探索してデンドライトの角度測定中心位置とする角度測定中心位置探索処理手段と、前記角度測定中心位置探索処理手段により探索した角度測定中心位置につながるデンドライトを検出し、その傾角を測定する角度測定処理手段とを備えたことを特徴とする。
本発明のデンドライト傾角測定方法は、デンドライトの傾角の測定を行う観察面の画像データを取り込むステップと、前記取り込んだ画像データを２値化するステップと、前記２値化した画像データ上で、基準点にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は前記基準点をデンドライトの角度測定中心位置とし、存在しない場合は前記基準点の周囲でデンドライトが存在する位置を探索してデンドライトの角度測定中心位置とするステップと、前記探索した角度測定中心位置につながるデンドライトを検出し、その傾角を測定するステップとを有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、デンドライトの傾角の測定を行う観察面の画像データを取り込む画像データ取り込み手段と、前記画像データ取り込み手段により取り込んだ画像データを２値化する２値化処理手段と、前記２値化処理手段により２値化した画像データ上で、基準点にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は前記基準点をデンドライトの角度測定中心位置とし、存在しない場合は前記基準点の周囲でデンドライトが存在する位置を探索してデンドライトの角度測定中心位置とする角度測定中心位置探索処理手段と、前記角度測定中心位置探索処理手段により探索した角度測定中心位置につながるデンドライトを検出し、その傾角を測定する角度測定処理手段としてコンピュータを機能させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、デンドライトの傾角の測定の自動化を図り、作業時間を短縮化させるとともに、測定のばらつきをなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るデンドライト傾角測定装置の概略構成を示す図である。また、図２は、デンドライトの傾角の測定を行う観察面を説明するための図である。
【００１２】
本実施形態では、図２に示すように、連続鋳造された板状の鋼鋳片（スラブ）１００の横断面（幅方向断面）１０１を観察面とする。この横断面１０１をエッチングした後、横断面１０１に所定の液体を塗布してシート２００に転写し（エッチプリント）、そのシート２００をスキャナ３００（図１を参照）で読み込んで画像データ（ここではカラー画像データ）を取得している。この場合に、スラブ１００の幅が広ければ、複数枚のシート２００でスラブ１００の幅方向に分割して画像データを取得するようにしても良い。なお、ここではエッチプリントを用いる例を説明したが、スラブ１００の横断面１０１をＣＣＤカメラ等により撮影した画像データを取得する形態としても良い。また、当然のことながら、観察面を図２のような横断面だけではなく、縦断面（鋳造方向断面）、或いは水平断面（鋳片表面と水平な断面）としても良い。
【００１３】
図１において、１は画像データ取り込み部であり、スラブ１００の横断面１０１の画像データを取り込む。本実施形態では、上述したようにスキャナ３００で読み込んだ画像データのファイルが記憶部９に保存されており、記憶部９から測定対象とする画像データを取り込む。なお、例えばデンドライト傾角測定装置をネットワークに接続し、ネットワーク上から画像データを取り込むような形態としても良い。図１６に、スラブ１００の横断面１０１の画像データの例を示す。
【００１４】
２はフィルタ処理部であり、画像データ取り込み部１により取り込んだ画像データにフィルタ処理を施す。このフィルタ処理の目的は、画像データ上でデンドライトの輪郭をはっきりさせることであり、本実施形態ではプレウィットフィルタを利用する。図１７に、プレウィットフィルタによりフィルタ処理を施した画像データの例を示す。
【００１５】
３は２値化処理部であり、フィルタ処理部２によりフィルタ処理を施した画像データを２値化する。図１８に、２値化した画像データの例を示す。
【００１６】
４は細線化処理部であり、２値化処理部３により２値化した画像データに細線化処理を施す。
【００１７】
５は角度測定中心位置探索処理部であり、細線化処理部４により細線化処理を施した画像データ上でデンドライトの角度測定中心位置を探索する。詳しくは後述するが、図１２に示すように、画像データ上において、スラブ１００の表面から所定の深さ位置で、該表面に略平行な基準線Ｙと、基準線Ｙに垂直に交わり、所定のピッチで並べられたピッチ線Ｘとを設定する。そして、基準線Ｙと各ピッチ線Ｘとの交点にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は該交点をデンドライトの角度測定中心位置とする。存在しない場合は該交点の周囲でデンドライトが存在する位置を探索してデンドライトの角度測定中心位置とする。
【００１８】
６は角度測定処理部であり、角度測定中心位置探索処理部５により探索した角度測定中心位置につながるデンドライトを検出し、その傾角を測定する。このとき、検出したデンドライトの長さが所定の長さ（有効ライン長）を超える場合のみ一次デンドライトであるとして、その傾角を算出するようにしている。
【００１９】
７はキーボードやマウス等からなる操作部であり、デンドライトの傾角の測定開始や停止を指示したり、各種設定を行ったりする等の各種操作を行う。
【００２０】
８はＣＲＴディスプレイや液晶パネル等の表示部（ディスプレイ）であり、画像データを表示したり、デンドライトの傾角の測定結果を表示したりする。
【００２１】
９は記憶部であり、上述したようにスキャナで読み込んだ画像データを格納したり、デンドライトの傾角の測定結果を格納したりする。
【００２２】
図３は、本実施形態に係るデンドライト傾角測定装置によるデンドライト傾角測定処理を示すフローチャートである。
【００２３】
ステップＳ１０１で、画像データ取り込み部１により取り込まれた画像ファイルを開く。図４は、表示部８に表示される測定実行画面を示す。測定実行画面には、画像表示領域５１、「ファイルを開く」ボタン５２、「測定実行」ボタン５３、「保存」ボタン５４、「終了」ボタン５５が設定されている。「ファイルを開く」ボタン５２を操作すると、不図示のウィンドウが開かれ、そこで測定対象とする画像ファイルを指定して取り込むことができる。画像表示領域５１には、「ファイルを開く」ボタン５２を操作して取り込んだ画像データが表示される。図４は、スラブ１００の横断面１０１の左上端部付近が表示されている状態である。
【００２４】
また、画像表示領域５１には、基準線Ｙを設定するための設定線５６が表示される。画像データが取り込まれると、設定線５６が自動的に下方向に移動し、輝度の変化に基づいて横断面１０１の表面側の境界１０１ａに略一致する位置を探索する。そして、横断面１０１の表面側の境界１０１ａに略一致する位置を、基準線Ｙを設定するための基準位置とする。横断面１０１の表面１０１ａが水平でなく、斜めになっている場合は設定線５６も傾く。この設定線５６の位置（基準位置）に対して所定の深さ位置で、設定線５６に平行な基準線Ｙが設定される。もちろん、手動により設定線５６の位置を修正できるようにしておいても良い。
【００２５】
また、画像表示部５１には、測定の始点や終点を設定するための垂直線５７が表示される。垂直線５７を左右に移動させることにより、設定線５６との交点を測定の始点や終点として設定することができる。
【００２６】
図４に示したように画像ファイルを開いて、設定線５６及び垂直線５７の設定を終了した後、「測定実行」ボタン５３を操作すると、ステップＳ１０２以下の処理が実行される。
【００２７】
ステップＳ１０２で、フィルタ処理部２は、画像データ取り込み部１により取り込んだ画像データにプレウィット（左）フィルタによるフィルタ処理を施す。具体的には、図５に示すように、画像左上を始点として、中心画素を注目画素（ｊ，ｉ）とする３×３画素からなるブロックを考える（図６（ｂ）を参照）。そして、ブロック内の各画素に所定の重み係数（図６（ａ）を参照）を適用した演算を行い、その演算結果を注目画素（ｊ，ｉ）の輝度値として置き換える。
【００２８】
続いて、注目画素を画像幅方向右に１画素だけずらして３×３画素からなるブロックを考え、同様にブロック内の各画素に所定の重み係数を適用した演算を行い、その演算結果を注目画素（ｊ，ｉ）の輝度値として置き換える。右端まで達したら、左端に戻るとともに、注目画素（ｊ，ｉ）を画像高さ方向下に１画素だけずらして３×３画素からなるブロックを考え、同様にブロック内の各画素に所定の重み係数を適用した演算を行い、その演算結果を注目画素（ｊ，ｉ）の輝度値として置き換える。これを画像右下の終点まで繰り返し実行する。
【００２９】
図７には、フィルタ処理を説明するためのフローチャートを示す。ｊが０〜画像高さ、ｉが０〜画像幅となるまで、ブロック内の各画素に所定の重み係数を適用した演算を行い、その演算結果を注目画素（ｊ，ｉ）の輝度値として置き換える（ステップＳ２０１）処理を繰り返す。
【００３０】
このフィルタ処理により、図１７に示すように、画像データ上におけるデンドライトの輪郭を強調し、後段の画像処理での認識率を高めることができる。なお、ここではプレウィット（左）フィルタを例にしたが、それ以外のフィルタを用いてもかまわない。
【００３１】
次に、ステップＳ１０３で、２値化処理部３は、フィルタ処理部２によりフィルタ処理を施した画像データを２値化する。図８には、２値化処理を説明するためのフローチャートを示す。ｊが０〜画像高さ、ｉが０〜画像幅となるまで、各画素（ｊ，ｉ）の輝度値が予め用意された閾値を超えるか否かを判定して（ステップＳ３０１）、閾値を超える場合は「１（白）」とし（ステップＳ３０２）、閾値内の場合は「０（黒）」とする（ステップＳ３０３）処理を繰り返す。
【００３２】
この２値化処理により、図１８に示すように、デンドライトが黒く表わされ、それ以外が白く表わされる２値化画像データを得ることができる。
【００３３】
次に、ステップＳ１０４で、細線化処理部４は、２値化処理部３により２値化した画像データに細線化処理を施す。具体的には、図５に示したフィルタ処理の場合と同様に、中心画素を注目画素（ｊ，ｉ）とする３×３画素からなるブロックを考える。そして、注目画素（ｊ，ｉ）とその周囲画素との関係に応じて、注目画素（ｊ，ｉ）を削除する（注目画素（ｊ，ｉ）を「１（白）」とする）。この処理を、図５に示したフィルタ処理の場合と同様に、画像左上から画像右下まで注目画素（ｊ，ｉ）を１画素ずつずらしながら実行していく。
【００３４】
ここで、図９（ａ）〜（ｆ）に注目画素を削除するパターンを示す。図９（ａ）に示すケース０は、注目画素（ｊ，ｉ）のみ「０（黒）」で、周囲画素が「１（白）」であるパターンである。この場合は、注目画素（ｊ，ｉ）を「１（白）」とする。
【００３５】
図９（ｂ）に示すケース１は、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち１画素が「０（黒）」で、残りの画素が「１（白）」であるパターンである。この場合は、注目画素（ｊ，ｉ）を「１（白）」とする。
【００３６】
図９（ｃ）に示すケース２は、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち連続する２画素が「０（黒）」で、残りの画素が「１（白）」であるパターンである。この場合は、図９（ｃ）の左に示すように、注目画素（ｊ，ｉ）を「１（白）」とする。ただし、図９（ｃ）の右に示すように、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち連続しない２画素が「０（黒）」で、残りの画素が「１（白）」である場合は、注目画素（ｊ，ｉ）は削除せず、注目画素（ｊ，ｉ）を「０（黒）」のままとする。
【００３７】
図９（ｄ）に示すケース３は、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち連続する３画素が「０（黒）」で、残りの画素が「１（白）」であるパターンである。この場合は、図９（ｄ）の左に示すように、注目画素（ｊ，ｉ）を「１（白）」とする。ただし、図９（ｄ）の右に示すように、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち連続しない３画素が「０（黒）」で、残りの画素が「１（白）」である場合は、注目画素（ｊ，ｉ）は削除せず、注目画素（ｊ，ｉ）を「０（黒）」のままとする。
【００３８】
図９（ｅ）に示すケース４は、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち４画素が「０（黒）」で、残りの画素が「１（白）」であり、注目（ｊ，ｉ）を「１（白）」としても連続性が切断されないパターンである。この場合は、図９（ｅ）の左に示すように、注目画素（ｊ，ｉ）を「１（白）」とする。ただし、図９（ｅ）の右に示すように、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち４画素が「０（黒）」で、残りの画素が「１（白）」であり、注目（ｊ，ｉ）を「１（白）」とすると連続性が切断される場合は、注目画素（ｊ，ｉ）は削除せず、注目画素（ｊ，ｉ）を「０（黒）」のままとする。
【００３９】
図９（ｆ）に示すケース５は、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち５画素が「０（黒）」で、残りの画素が「１（白）」であり、注目（ｊ，ｉ）を「１（白）」としても連続性が切断されないパターンである。この場合は、図９（ｆ）の左に示すように、注目画素（ｊ，ｉ）を「１（白）」とする。ただし、図９（ｆ）の右に示すように、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち５画素が「０（黒）」で、残りの画素が「１（白）」であり、注目（ｊ，ｉ）を「１（白）」とすると連続性が切断される場合は、注目画素（ｊ，ｉ）は削除せず、注目画素（ｊ，ｉ）を「０（黒）」のままとする。
【００４０】
なお、注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素のうち６〜８画素が「０（黒）」の場合は、注目画素は削除しない。
【００４１】
図１１には、細線化処理の様子を示す。図１１（ａ）は、細線化処理前のデンドライトの２値化画像を表わす図である。図１１（ｂ）は、ケース０〜５にあてはめて削除する画素を説明するための図である。図１１（ｃ）は、細線化処理後のデンドライトの２値化画像を表わす図である。本実施形態では、一次デンドライトの幅が５画素程度となる関係にある。図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、５画素程度の幅を有するデンドライトの２値化画像が、その中心部分だけが抜き出されて、１〜３画素程度の幅を有するデンドライトの２値化画像へと細線化されている。
【００４２】
図１０には、細線化処理を説明するためのフローチャートを示す。注目画素（ｊ，ｉ）及び周囲画素の情報を取得し（ステップＳ４０１）、ケース０〜５にあてはめて注目画素（ｊ，ｉ）を削除しても良いか否かを判定する（ステップＳ４０２）。そして、注目画素（ｊ，ｉ）を削除しても良いと判定された場合、注目画素（ｊ，ｉ）を削除する（ステップＳ４０３）。この処理を、ｊが０〜画像高さ、ｉが０〜画像幅となるまで繰り返す。
【００４３】
次に、ステップＳ１０５で、角度測定中心位置探索処理部５は、細線化処理部４により細線化処理を施した画像データ上でデンドライトの角度測定中心位置を探索する。
【００４４】
上述したように、スラブ１００の横断面１０１の表面側の境界１０１ａに略一致している設定線５６を基準として、所定の深さ位置で、設定線５６に平行な基準線Ｙが設定される。ここでは、図１２（ａ）に示すように、深さ３ｍｍ位置、６ｍｍ位置、９ｍｍ位置に基準線Ｙ1〜Ｙ3が設定される。また、基準線Ｙに垂直に交わり、所定のピッチで並べられたピッチ線Ｘが設定される。これら基準線Ｙの本数や深さ位置、ピッチ線Ｘのピッチはユーザが任意に設定できるようにしても良い。
【００４５】
角度測定中心位置探索処理部５は、基準線Ｙと各ピッチ線Ｘとの交点にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は該交点をデンドライトの角度測定中心位置とする。ところで、図１２（ａ）は理想的なデンドライトの状態を示すが、図１２（ｂ）に示すように、実際には基準線Ｙと各ピッチ線Ｘとの交点にデンドライトが存在しない状態もある。
【００４６】
そこで、基準線Ｙとピッチ線Ｘとの交点にデンドライトが存在しない場合は、該交点の周囲でデンドライトの角度測定中心位置を探索する。図１３は、基準線Ｙとピッチ線Ｘとの交点にデンドライトが存在しない場合の探索ルールを説明するための図である。図１３（ａ）に示すように、基準線Ｙと各ピッチ線Ｘとの交点となる画素（ｘ，ｙ）にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合は該交点（ｘ，ｙ）をデンドライトの角度測定中心位置とする。
【００４７】
基準線Ｙとピッチ線Ｘとの交点（ｘ，ｙ）にデンドライトが存在しない場合、図１３（ｂ）に示すように、まず基準線Ｙ上で、すなわち交点（ｘ，ｙ）の左右方向にデンドライトの角度測定中心位置を探索する。ここでは、図１３（ｂ）中に数字で示すように、交点（ｘ，ｙ）に対して右、左の順で、交点（ｘ，ｙ）に近い画素から順にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合はその画素をデンドライトの角度測定中心位置とする。
【００４８】
基準線Ｙ上にデンドライトが存在しなければ、図１３（ｃ）に示すように、基準線Ｙの上のライン上でデンドライトの角度測定中心位置を探索する。ここでは、図１３（ｃ）中に数字で示すように、まず交点（ｘ，ｙ）の上の画素にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合はその画素をデンドライトの角度測定中心位置とする。交点（ｘ，ｙ）の上の画素にデンドライトが存在しなければ、交点（ｘ，ｙ）の上の画素に対して右、左の順で、該画素に近い画素から順にデンドライトが存在するか否かを判定して、存在する場合はその画素をデンドライトの角度測定中心位置とする。
【００４９】
その後は、図１３（ｄ）に示すように基準線Ｙの下のライン上、図１３（ｅ）に示すように基準線Ｙの２つ上のライン上、図１３（ｆ）に示すように基準線Ｙの２つ下のライン上の順で、デンドライトの角度測定中心位置が見つかるまで探索を続ける。ここまでの探索でデンドライトの角度測定中心位置が見つからない場合は、交点（ｘ，ｙ）の周囲にデンドライトの角度測定中心位置がないものとして扱う。
【００５０】
この角度測定中心位置探索処理により、デンドライトが基準線Ｙとピッチ線Ｘとの交点からずれて存在する場合にも、デンドライトを捉えることができる。なお、図示例の探索範囲は一例であり、探索範囲は限定されるものではなく、ユーザが任意に設定できるようにしても良い。また、ここでは右、左の順で探索するようにしたが、逆にしても良い。上、下の順も同様である。更には、例えば交点（ｘ，ｙ）を中心に渦巻き状に探索を行うような形態も可能である。
【００５１】
次に、ステップＳ１０６で、角度測定処理部６は、図１４に示すように、角度測定中心位置探索処理部５により探索した角度測定中心位置を中心とする検出範囲（図示例では７×７画素からなるブロック）において、角度測定中心位置につながるデンドライトを検出し、その傾角を測定する。
【００５２】
具体的には、図１４（ａ）中に数字で示すように、まず角度測定中心位置（ｘ´，ｙ´）の上、右斜め上、左斜め上、右隣、左隣の画素の順でデンドライトを検出する。続いて、図１４（ｂ）中に数字で示すように、検出された画素（図示例では角度測定中心位置（ｘ´，ｙ´）の右斜め上の画素）の上、右斜め上、左斜め上、右隣、左隣の画素の順でデンドライトを検出する。これをデンドライトが検出されなくなるまで、或いは、検出範囲の境界に達するまで続ける。
【００５３】
次に、図１４（ｃ）中に数字で示すように、まず角度測定中心位置（ｘ´，ｙ´）の下、左斜め下、右斜め下、右隣、左隣の画素の順でデンドライトを検出する。続いて、図１４（ｄ）中に数字で示すように、検出された画素（図示例では角度測定中心位置（ｘ´，ｙ´）の左斜め下の画素）の下、左斜め下、右斜め下、右隣、左隣の画素の順でデンドライトを検出する。これをデンドライトが検出されなくなるまで、或いは、検索範囲の境界に達するまで続ける。
【００５４】
そして、図１４（ｅ）に示すように、デンドライトの始点となる画素（ｘ1，ｙ1）と終点となる画素（ｘ2，ｙ2）をむすび、その角度をデンドライトの傾角として測定する。
【００５５】
ところで、一次デンドライトからは２次アームが枝状に伸びているが、測定の対象としたいのは一次デンドライトの傾角である。そこで、本実施形態では、検出したデンドライトの長さが有効ライン長を超える場合のみ一次デンドライトであるとして、その傾角を算出するようにしている。
【００５６】
図１５には、角度測定処理を説明するためのフローチャートを示す。図１４で説明したようにして、デンドライトの始点となる画素（ｘ1，ｙ1）と終点となる画素（ｘ2，ｙ2）を取得する（ステップＳ５０１、Ｓ５０２）。そして、デンドライトの長さを計算し（ステップＳ５０３）、その長さが予め設定されている有効ライン長を超えているか否かを判定して（ステップＳ５０４）、有効ライン長を超える場合のみ傾角を算出する（ステップＳ５０５）。この処理を、各基準線Ｙ、各ピッチ線Ｘについて繰り返す。
【００５７】
この角度測定処理により、一次デンドライトの傾角を測定することができる。なお、図示例の検出範囲は一例であり、検出範囲は限定されるものではなく、ユーザが任意に設定できるようにしても良い。有効ライン長についても、ユーザが任意に設定できるようにしても良い。
【００５８】
また、図１４で説明した順は一例であり、これに限定されるものではない。一次デンドライトは、鋳片表面の法線に対して左側の方向へ伸びる場合と、右側の方向へ伸びる場合とがあり、その傾向が大きい方に応じて検出順を変更してもよい。例えば図１４とは逆にデンドライトが左側の方向へ伸びる傾向が大きいことがわかっている場合は、図１４中の順番２、３を逆にすれば、より早い段階でデンドライトを検出することができる。
【００５９】
以上のようにして測定されたデンドライトの傾角は、測定位置情報と関連付けられて記憶部９に格納される。また、表示部８に、デンドライトの傾角を一覧表示したり、グラフ化したものを表示したりできるようになっている。この場合に、例えば予めユーザが指定した角度を超えている傾角は、色を変えて表示する等の機能を持たせても良い。
【００６０】
また、図４に示した測定実行画面の画像表示領域５１において、測定の対象となったデンドライトを色付けて表示する等の機能を持たせても良い。
【００６１】
また、図４に示した測定実行画面の画像表示領域５１において、ユーザが画像を観察したところ、本装置により測定の対象とされたデンドライトがその領域を代表しているとみなせる一次デンドライトでない場合、ユーザがデンドライトを指定することにより、そのデンドライトの傾角を自動的に再測定する等の機能を持たせても良い。
【００６２】
なお、本発明を適用したデンドライト傾角測定装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステム（或いはコンピュータ装置）において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているデンドライト傾角測定プログラムを実行することにより実現可能である。
【００６３】
また、本発明の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるプログラム自体及びそのプログラムをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムを格納した記録媒体は本発明を構成する。プログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施形態に係るデンドライト傾角測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】デンドライトの傾角の測定を行う観察面を説明するための図である。
【図３】本実施形態に係るデンドライト傾角測定装置によるデンドライト傾角測定処理を示すフローチャートである。
【図４】測定実行画面を示す図である。
【図５】フィルタ処理の概要を説明するための図である。
【図６】フィルタ処理における３×３画素からなるブロックを説明するための図である。
【図７】フィルタ処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】２値化処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】細線化処理において注目画素を削除するパターンを説明するための図である。
【図１０】細線化処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】細線化処理の様子を示す図である。
【図１２】デンドライトの状態を示す図である。
【図１３】角度測定中心位置探索処理において基準線とピッチ線との交点にデンドライトが存在しない場合の探索ルールを説明するための図である。
【図１４】角度測定処理の概要を説明するための図である。
【図１５】角度測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】スラブの横断面の画像データの例を示す図である。
【図１７】フィルタ処理を施した画像データの例を示す図である。
【図１８】２値化した画像データの例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  画像データ取り込み部
２  フィルタ処理部
３  ２値化処理部
４  細線化処理部
５  角度測定中心位置探索処理部
６  角度測定処理部
７  操作部
８  表示部
９  記憶部
１００  スラブ
１０１  横断面
２００  シート
３００  スキャナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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