(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁粉探傷法による欠陥検査方法において、
蛍光磁粉を塗布した検査対象物に紫外線を照射して、該検査対象物の被検査面を紫外線カットフィルタを介して該検査対象物で反射した紫外線をカットしてカラービデオカメラで撮像し、
該カラービデオカメラで該紫外線の照射により該蛍光磁粉から発生した光を該紫外線カットフィルタを介して撮像して得られるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーの三原色の画像のうちＧ（緑）の画像の信号の特徴量を用いて予め決められた欠陥条件を満たす欠陥の画像を該被検査面の欠陥候補の画像として抽出し、
抽出した該欠陥候補の画像を表示画面上に表示し、
表示した該欠陥候補の画像の中から該被検査面に存在する真の欠陥の画像を抽出して記憶手段に記憶し、
記憶した該画像を該表示画面上に再度表示可能としたことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記欠陥候補の特徴量は、その長さ及び面積であることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか１つにおいて、
前記検査対象物の前記被検査面は、前記カラービデオカメラの視野内に収まらない長尺のものであって、前記カラービデオカメラは前記被検査面の異なる領域を撮像可能であり、
前記カラービデオカメラは、視野内にある前記被検査面の一部の領域を、前記被検査面に沿って配置されたスケールとともに、撮像することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記前記カラービデオカメラが撮像した前記スケールを含む前記被検査面の欠陥候補の画像を前記表示画面に表示し、表示される前記スケールで持って欠陥候補の前記被検査面での位置を表わすようにしたことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項５】
磁粉探傷法による欠陥検査装置において、
蛍光磁粉を塗布した検査対象物の被検査面を紫外線で照明する照明手段と、
該照明手段で照明された蛍光磁粉塗布の該被検査面を紫外線カットフィルタを介してカラービデオカメラで撮像する撮像手段と、
該撮像手段で該紫外線の照射によって該蛍光磁粉から発生した光を該紫外線カットフィルタを介して撮像して得られるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーの三原色の画像のうちＧ（緑）の画像の信号の特徴量を用いて予め決められた欠陥条件を満たす欠陥の画像を、該被検査面の欠陥候補の画像として、抽出する欠陥候補抽出手段と、
該欠陥候補抽出手段で抽出された該欠陥候補の画像を表示する表示手段と、
該表示手段で表示される該欠陥候補の画像のうちの該被検査面に存在する欠陥の画像を、該欠陥に関する情報とともに、記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された該欠陥の画像の中から所望の画像を選択し、該表示手段に再度表示させる手段と
を備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記検査対象物の前記被検査面は、前記カラービデオカメラの視野内に収まらない長尺のものであって、前記カラービデオカメラは前記被検査面の異なる領域を撮像可能であり、
前記カラービデオカメラは、視野内にある前記被検査面の一部の領域を、前記被検査面に沿って配置されたスケールとともに、撮像することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記カラービデオカメラが撮像した前記スケールを含む前記被検査面の欠陥候補の画像を前記表示画面に表示し、表示される前記スケールでもって欠陥候補の前記被検査面での位置を表わすようにしたことを特徴とする欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験体の表面の割れなどの欠陥検査及びその支援に係り、特に、磁粉探傷，浸透探傷といった非破壊検査法に基づく欠陥検査方法及び欠陥検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管や各種部品などの製造物の品質を管理するために、かかる製造物（以下、試験体という）の表面の割れ（クラック）などの欠陥検査が行なわれる。その検査方法としては、試験体に損傷を与えない非破壊検査法が用いられ、特に、試験体の表面の割れなどの欠陥検査法としては、磁粉探傷法と浸透探傷法とがある。
【０００３】
磁粉探傷法は、主として鉄などの磁性を有する金属の表面もしくはその内部の表面に近い部分に生ずる割れを検査する方法である。この方法では、まず、蛍光磁粉を含む溶液を試験体の表面に散布し、しかる後、この試験体の表面を磁化する。表面に割れなどの欠陥があると、その欠陥部分で磁束が集中し、この結果、この欠陥部分に蛍光磁粉が集まる。そこで、この表面に紫外線を照射すると、蛍光体が励起されて緑色に発光するが、磁束が集中して蛍光磁粉が集まった部分で発光が強くなり、この結果、欠陥が強調されることになる。
【０００４】
ところで、上記のように試験体の表面を磁化しても、その表面に谷状などのくぼみ部があると、そこでも磁束が集中する場合もあり、このような部分も恰も欠陥のように強調される。かかる強調部分を、真の欠陥に対して、以下、擬似欠陥ということにするが、従来では、このように紫外線が照射されている試験体の表面を目視で観測することにより、真の欠陥を探索する検査を行なっていた。
【０００５】
これに対し、試験体が大量生産部品のように同一形状物であるときには、例えば、社団法人日本非破壊検査協会主催の「平成１０年度春季大会講演概要集」ｐｐ.３０５−３０８で報告されているように、紫外線が照射されている試験体の表面をモノクロのビデオカメラで撮像し、これらよって得られる画像信号を処理して自動的に欠陥を検査している例もある。
【０００６】
一方、浸透探傷法は、浸透液と称される赤色の溶液を試験体の表面に塗布し、一定時間後、布などでこれを除去する。これにより、割れなどの欠陥に浸透した溶液だけが残ることになる。その後、現像液と称される白い粉が混入した溶剤を試験体の表面に塗布する。この現像液により、欠陥の中に浸透していた赤い浸透液が吸い上げられ、白い現像液の上に吸い上げられた浸透液による赤い指示模様が現れる。従来では、この浸透探傷法による検査も、目視で行なわれていた。
【０００７】
なお、浸透探傷法は、試験体の材質などに関係なく用いることができるものであり、しかも、磁粉探傷法に比べて簡単な方法であることから、一般にこの方法が用いられるが、磁粉探傷法は、欠陥の形状が比較的正確に得られるし、また、表面に隠れた、即ち、試験体の表面近くにあって外部に開口していない欠陥も検査できるという利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、磁粉探傷法にしろ、浸透探傷法にしろ、目視で真の割れ欠陥であるか、擬似欠陥であるかの確認を行なうのが一般的であるが、目視によると、検査員の疲労により、真の欠陥の見逃しがあったり、検査員の個人差によって検査結果が異なったりするおそれもあり、検査結果が「合格」などの文字でしか残らないという検査信頼性上の問題があった。
【０００９】
また、上記のように自動検査の例もあるが、この場合、モノクロのビデオカメラを使用しているため、表示画面上の検査結果画像もモノクロとなって実物と異検査員はその画像から真の欠陥を確認しずらかった。
【００１０】
さらに、かかる自動検査では、試験体が長いものであるとき、ビデオカメラの撮像位置がわからなくなり、得られた画像が試験体のどの部分であるか、検査された欠陥が試験体のどの部分であるのかわからなくなる場合もあった。
【００１１】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、真の欠陥の判別を容易にした欠陥検査方法及び欠陥検査装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、長い試験体に対しても、欠陥位置を容易に知ることができるようにした欠陥検査方法及び欠陥検査装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、磁粉探傷法あるいは浸透探傷法で欠陥の検出を行なうために、試験体をカラービデオカメラで撮像する。これによると、画像処理によって欠陥の探索が自動的に行なわれるし、また、得られた画像はカラーで表示されることになり、試験体の画像が実物と同様に表示されて真の欠陥が確認し易くなる。特に、磁粉探傷法の場合には、カラービデオカメラが紫外線カットフィルタを介して試験体を撮像するように構成することにより、試験体の表面で反射された紫外線がカラービデオカメラに対して遮断されることになり、表示画面に紫外線による画像が現われるのを防止することができ、さらに、真の欠陥の確認が容易となる。
【００１４】
また、本発明は、カラービデオカメラの出力画像信号の処理によって得られた欠陥候補（真の欠陥と擬似欠陥）との表示画像をマークで指示するようにする。これにより、検査者は、マークで指示される欠陥候補についてのみ、真の欠陥か、擬似欠陥かの確認をすればよく、検査者の作業負担が軽減して高精度の検査結果が得られることになる。
【００１５】
上記他の目的を達成するために、本発明は、試験体にスケールを付随させ、試験体の検査領域とともにスケールがカラービデオカメラの視野内に入るようにして撮像する。これにより、このスケールの目盛も試験体の画像に含まれて表示され、試験体が長尺のものであっても、この試験体での欠陥の位置を容易に把握することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
図１は本発明による欠陥検査装置の第１の実施形態を示すブロック図であって、１は試験体、２ａは割れ欠陥、２ｂは擬似欠陥、３はカラービデオカメラ、４ａ，４ｂは紫外線照明手段、５は紫外線カットフィルタ、６は照明電源、７は画像メモリ、８はコンピュータ、９はカラーモニタ、１０は操作部、１１はデータ記憶装置である。
以下、この実施形態の動作を、磁粉探傷法によるものとして、説明する。
【００１７】
図１において、試験体１が図示しない検査台上に載置されている。ここでは、この試験第１の表面には割れ欠陥２ａが存在し（但し、この割れ欠陥２ａは、表面に開口があるものでもよいし、また、開口がなくて表面には現われていない表面近くのものであってもよい）、既に蛍光磁粉の溶液が散布されて磁化されているものとする。照明電源６から紫外線照明手段４ａ，４ｂに電源を供給してこの試験体１を紫外線で照明すると、この試験体１の表面の割れ欠陥２ａに集まった蛍光磁粉が緑色に発光する。このため、カラーテレビカメラ３でこの試験体１の表面を撮像すると、割れ欠陥２ａは濃い緑色の線として見える。
【００１８】
なお、このような割れ欠陥２ａ以外の部分でも、濃い緑色の線として見えるものもある。例えば、試験体１に溶接部があると、溶接ビードに沿って、あるいは、表面が完全に平坦でなく、谷部のような凹み部がある場合には、その谷部に沿って磁束が強く蛍光磁粉が集まることになり、この部分でも、濃い緑色の線として見えることになる。後述するように、コンピュータ８において、画像処理により欠陥の検出が行なわれるが、この画像処理によって溶接ビードに沿った部分も欠陥として検出されてしまう。このように、画像処理によって検出される真の欠陥以外の欠陥を擬似欠陥といい、試験体１においても、かかる擬似欠陥２ｂが存在するものとしている。また、表面に緩やかなうねりがある場合には、その低部に蛍光磁粉が残ることもあり、この部分も紫外線照射によって緑色に発光する。しかし、この部分は、後述する画像処理によって除くことができ、従って、この部分は擬似欠陥ではない。
【００１９】
紫外線で照明された試験体１の表面は、カラーテレビカメラ３で撮像される。この場合、カラービデオカメラ３には、紫外線カットフィルタ５が設けられており、試験体１の表面やその表面の異物から反射される紫外線をカットする。人間の眼は紫外線に対して感応しないが、カラービデオカメラ３は感応するため、カラービデオカメラ３から得られる画像信号による表示画面には、この紫外線反射部分に対して不所望な画像が表示されることになり、これが真の欠陥と重なると、その欠陥の確認がしにくくなる。これを防止するために、紫外線カットフィルタ５が設けられているのである。
【００２０】
カラーテレビカメラ３からはＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色信号が得られ、１画像分の三原色信号を画像メモリ７に一時格納される。コンピュータ８は、画像メモリ７から１画面分の画像信号を読み取り、これを原画像としてカラーモニタ９に表示させるとともに、また、画像メモリ７から読み取った画像信号を画像処理によって解析し、欠陥候補を探索する。ここでは、欠陥候補として探索されたものは、試験体１の表面での真の割れ欠陥２ａと擬似欠陥２ｂである。
【００２１】
以上が、この欠陥検査装置での欠陥検査方法の一実施形態の概要であり、次に、この欠陥検査方法で得られた欠陥候補から真の割り欠陥２ａを探索するための本発明による欠陥検査支援方法の一実施形態について説明する。
【００２２】
コンピュータ８は、この欠陥候補の探索結果に従って、カラーモニタ９に表示される原画像での真の割れ欠陥２ａと擬似欠陥２ｂとにマーク（これを欠陥候補マーカという）を付してこれらを指示する。検査者はこの欠陥候補マーカによって原画像中の欠陥候補を簡単に知ることができ、この欠陥候補が真の割れ欠陥２ａであるか、疑似欠陥２ｂであるかを目視で判別する。この判別結果を操作部１０から入力し、この入力情報に応じてコンピュータ８は擬似欠陥２ｂに対する欠陥候補マーカを消去する。全ての欠陥候補に対する検査が終了すると、コンピュータ８はその検査結果と原画像とをデータ記憶装置１０に保存される。
【００２３】
なお、データ記憶装置１０に保存された原画像と検査結果とは、操作部１０の操作により、適宜読み出してカラーモニタ９に表示させることもできるし、また、プリントアウトすることもできる。勿論、真の割り欠陥の部分の拡大表示やプリントアウトも可能であり、また、検査結果に基づいて、真の割り欠陥を欠陥候補マーカと同様のマーカで指示するようにすることもできる。
【００２４】
図２はこの紫外線カットフィルタ５の効果を示す図であって、同図（ａ）は紫外線カットフィルタ５を用いない場合のカラービデオカメラ３の出力画像信号による表示画像を、同図（ｂ）は紫外線カットフィルタ５を用いた場合のカラービデオカメラ３の出力画像信号による表示画像を夫々示している。
【００２５】
図２（ａ）において、紫外線カットフィルタ５を用いない場合には、真の割れ欠陥２ａや擬似欠陥２ｂなどの蛍光磁粉の発光による画像のほかに、試験体１の表面の紫外線の正反射部分による画像２ｃや試験体１の表面にある紫外線を反射する糸くずなどの異物の画像２ｄが緑色に表示され、真の割り欠陥２ａと区別できなくなる場合もあるし、また、例えば、画像２ｃが真の割れ欠陥２ａと重なる場合には、この真の割れ欠陥２ａを見落とすおそれがある。
【００２６】
これに対し、カラービデオカメラ３に紫外線カットフィルタ５を設けると、図２（ｂ）に示すように、紫外線が反射してカラービデオカメラ５に入射することによる画像２ｃ，２ｄを除くことができ、蛍光磁粉の発光による画像のみが得られることになる。
【００２７】
次に、図１に示した欠陥検査装置に用いる本発明による欠陥検査方法の一実施形態の画像処理について、図３により説明する。なお、図３は、この欠陥検査方法において、図１におけるコンピュータ８による画像メモリ７の内容の解析のための画像処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００２８】
同図において、コンピュータ８は、まず、画像メモリ７の読み取りを行ない、Ｇ（緑）画像を取り込む（ステップ１００）。そして、このＧ画像を微分し（ステップ１０１）、レベルが急変する部分ほど強調されたＧ微分画像を得る。これにより、割れ欠陥のような蛍光磁粉から発光情報量が多く、かつ線状に輝度変化する部分のレベルが強調され、磁粉溜りのような輝度は高いが、輝度変化の少ない部分のレベルは強調されない。次に、このＧ微分画像の平均レベルを参考にして２値化の閾値を決定し、これを用いてＧ微分画像を２値化する（ステップ１０２）。そして、２値化されたＧ微分画像から孤立点などの画像ノイズを除去する（ステップ１０３）。
【００２９】
以上の処理により、線状の輝度変化が大きい部分の画像からなる２値画像が得られたことになり、かかる画像が仮の欠陥候補を表わしていることになる。そこで、次に、仮の欠陥候補毎に、その位置と長さとコントラストが算出される。図２において、いま、真の割れ欠陥２ａが仮の欠陥候補として検出されたとすると、この仮の欠陥候補の位置はこの仮の欠陥候補の重心位置とし、この仮の欠陥候補の長さはこの仮の欠陥候補の両端を結ぶ直線の長さとする。また、この仮の欠陥候補のコントラストは、Ｇ画像でのこの仮の欠陥候補を構成する全ての画素のレベルの平均値とする。
【００３０】
このように各仮の欠陥候補の位置や長さ，コントラストが求まると、次に、各仮の欠陥候補毎にその長さやコントラストが予め設定された閾値以上か否か判定し、長さとコントラストがともに閾値以上の仮の欠陥候補を欠陥候補と決定する（ステップ１０５）。例えば、図２（ｂ）において、真の割れ欠陥２ａと擬似欠陥２ｂ，２ｂ’とが仮の欠陥候補となり、そのうちの擬似欠陥２ｂ’の長さとコントラストのうちの少なくとも１つが閾値に満たない場合、真の割れ欠陥２ａと擬似欠陥２ｂとが欠陥候補として決定される。
【００３１】
次に、図１に示した欠陥検査装置に用いる本発明による欠陥検査支援方法の一実施形態を、図４により詳細に説明する。なお、図４は図３の処理で得られた欠陥候補から真の欠陥を確認する過程を示すフローチャートである。
【００３２】
同図において、図３に示した処理で欠陥候補が決まると、コンピュータ８は、まず、カラーモニタ９の表示画面に表示される１つの欠陥候補にマーカ表示を行なう。このマーカが欠陥候補マーカであるが、これを図５を用いて説明する。ここでは、欠陥候補マーカを欠陥候補を囲む枠とする。
【００３３】
図５において、この欠陥候補１２の両端部Ｐ1，Ｐ2の位置が、その長さを求めるときに得られており、まず、両端部Ｐ1，Ｐ2を結ぶ直線を中心線１３として求め、この中心線１３を端部Ｐ1から延長した直線上の端部Ｐ1から距離ｄの点ａ１を求める。また、端部Ｐ1を通り中心線１３に垂直な直線上の端部Ｐ1から両側に距離ｄの点ａ２，ａ６を求める。端部Ｐ2側についても同様であって、中心線１３を端部Ｐ2から延長した直線上の端部Ｐ2から距離ｄの点ａ４を求め、また、端部Ｐ2を通り中心線１３に垂直な直線上の端部Ｐ2から両側に距離ｄの点ａ３，ａ５を求める。
【００３４】
次に、点ａ２，ａ３を結ぶ直線、点ａ５，ａ６を結ぶ直線、点ａ２，ａ６を結ぶ直線に平行で点ａ１を通る直線及び点ａ３，ａ５を結ぶ直線に平行で点ａ４を通る直線を夫々求め、点ａ２，ａ３を結ぶ直線と点ａ２，ａ６を結ぶ直線に平行で点ａ１を通る直線との交点を点Ａ、点ａ２，ａ３を結ぶ直線と点ａ３，ａ５を結ぶ直線に平行で点ａ４を通る直線との交点を点Ｂ、点ａ５，ａ６を結ぶ直線と点ａ３，ａ５を結ぶ直線に平行で点ａ４を通る直線との交点を点Ｃ、点ａ５，ａ６を結ぶ直線と点ａ２，ａ６を結ぶ直線に平行で点ａ１を通る直線との交点を点Ｄとし、点Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａを結ぶ枠を欠陥候補マーカ１４とする。
【００３５】
ここで、真の割れ欠陥は、一般に、ほぼ直線状をなしており、大きく曲がっているような曲線状のものはほとんどない。上記の距離ｄは、得られた欠陥候補マーカ１４が欠陥候補１２に接したり、交差したりすることがなく、かつできる限り小さい値に設定される。
【００３６】
また、欠陥候補マーカ１４の短辺ＤＡ，ＢＣを直線状としたが、円弧状，三角状，台形状など他の形状としてもよい。
【００３７】
このようにして、各欠陥候補毎に欠陥候補マーカ１４を作成し、図４のステップ２００では、カラーモニタ９（図１）で表示される原画像において、欠陥候補を囲むようにして欠陥候補マーカ１４を、例えば、白色で表示する。図６は図２（ｂ）に示した真の割り欠陥２ａと擬似欠陥２ｂ，２ｂ’とが決定された欠陥候補として（図３のステップ１０５）、夫々の欠陥候補２ａ，２ｂ，２ｂ’毎に欠陥候補マーカ１４ａ，１４ｂ，１４ｃを表示した状態を示す図である。
【００３８】
なお、図３のステップ１０４において、仮の欠陥候補毎に図５で説明したように欠陥候補マーカ１４を作成するようにしてもよい。この場合には、両端部Ｐ1，Ｐ2間の中心線１３の中点をこの仮の欠陥候補の位置とし、両端部Ｐ1，Ｐ2間の中心線１３の長さをこの仮の欠陥候補の長さとする。また、この場合、仮の欠陥候補のコントラストは、次のようにして算出することができる。即ち、欠陥候補マーカ１４の短辺ＡＤに平行で長辺ＡＢ，ＣＤとの交点ｂ，ｃ間の直線をコントラスト算出線１５とし、このコントラスト算出線１５上の画素の平均輝度と最大輝度とを求めてこれらの輝度差を求め、かかる輝度差をコントラスト算出線１５を一方の端部Ｐ1から他方の端部Ｐ2に順次１画素あるいは複数画素分ずつ移動させながらその移動毎に求め、得られた輝度差の平均をこの仮の欠陥候補のコントラストとする。
【００３９】
このように、図３のステップ１０４の処理を行なうとき、仮の欠陥候補毎に欠陥候補マーカ１４を形成することにより、仮の欠陥候補の位置や長さ，コントラストの算出処理の過程で欠陥候補マーカ１４の作成が可能となり、無駄なく処理が行なわれるし、また、欠陥候補が決定すると（図３のステップ１０５）、図４のステップ２００で直ちに決定した欠陥候補に欠陥候補マーカを表示することができる。
【００４０】
なお、図６に示すように、原画像の全ての欠陥候補に同時に欠陥候補マーカを表示するようにしてもよいが、図４では、マーカ表示されるのは１つの欠陥候補のみとする。
【００４１】
図４に戻って、カラーモニタ９の原画像の１つの欠陥候補にマーカ表示がなされると（ステップー２００）、検査者はこのマーカ表示された欠陥候補を目視し（ステップ２０１）、この欠陥候補が真の割れ欠陥であるか、擬似欠陥であるかを確認する（ステップ２０２）。検査者がこれを真の割れ欠陥と判定し、その旨を示す情報を操作部１０（図１）を操作して入力すると、コンピュータ８（図１）はこの入力情報に基づいてこの真の割れ欠陥に対する欠陥情報（図３のステップ１０４で得られた各情報や欠陥候補マーカ１４など）をデータ記憶装置１１（図１）に格納する（ステップ２０３）とともに、この真の割り欠陥に対して表示される欠陥候補マーカ１４の表示色を白色から赤色に変更し、欠陥マーカとして表示される。そして、他に目視確認していない欠陥候補が残っていると（ステップ２０６）、一定時間経過後、次の欠陥候補に対して上記のマーカ表示を行ない（ステップ２００）、真の割れ欠陥か否かの目視確認ができるようにする。次の欠陥候補がマーカ表示されるときには、目視確認されて赤色の表示されるマーカも消去される。
【００４２】
このように、マーカは、欠陥候補マーカと欠陥マーカを含めて、１つしか表示されず、この表示されるマーカは目視確認の対象となる候補欠陥と重なることがないので、目視確認しようとする欠陥候補を簡単に知ることができるし、また、目視確認も容易となる。
【００４３】
また、検査者が欠陥候補を目視確認して擬似欠陥と判定し、それを示す情報を操作部１０から入力すると（ステップ２０５）、コンピュータ８は、この欠陥候補に対する欠陥候補マーカ１４を直ちに消去する。そして、他に目視確認していない欠陥候補が残っていると（ステップ２０６）、一定時間経過後、次の欠陥候補に対して上記のマーカ表示を行なう（ステップ２００）。
【００４４】
以上のようにして、真の割り欠陥と判定された欠陥候補の欠陥情報は順次データ記憶装置１１に格納され（ステップ２０３）、全ての欠陥候補の目視確認が終了すると（ステップ２０６：このことは、白色の欠陥候補マーカが表示されなくなり、マーカ表示される欠陥候補がなくなったことによって知ることができる）、Ｒ，Ｇ，Ｂからなるカラー原画像が画像メモリ７から読み出され、データ記憶装置に保存される（ステップ２０７）。以上により、欠陥検査の支援動作も終了する。
【００４５】
なお、以上の図４の説明では、白色の欠陥候補マーカを目視確認する毎に１つずつ表示するようにしたが、欠陥候補があまり近接して表示されないような場合には、全ての欠陥候補について同時にマーカ表示をするようにしてもよい。この場合には、図４において、ステップ２００で全ての欠陥候補に白色のマーカ表示を行なわせ、目視確認でもって真の割り欠陥と判定されたものに対しては、赤色のマーカ表示に変更させてそのまま表示させ（ステップ２０４）、擬似欠陥と判定されたものに対しては、マーカを消去するようにする（ステップ２０５）。そして、白色のマーカ表示がなされている欠陥候補がある場合には、ステップ２０６からステップ２０１に戻り、次の欠陥候補の目視確認ができるようにする。この場合、次に目視確認する欠陥候補に対しては、コンピュータ８はその欠陥候補マーカ１４を、例えば、点滅させるようにする。これにより、次に目視確認すべき欠陥候補を容易に知ることができる。
【００４６】
以上のように、この第１の実施形態では、試験体１をカラービデオカメラ３で撮像して原画像をカラー表示できるようにするものであるから、試験体１の画像が明確に表示されて欠陥の確認が容易になるし、また、画像処理によって自動的に検査対象となる欠陥候補が絞り込まれ、かつ欠陥候補がマーカ表示されるので、真の割り欠陥か否かの確認をすべき画像を容易かつ明確に知ることができて、確認の漏れが生ずることがない。
【００４７】
さて、以上説明した第１の実施形態は、磁粉探傷法を用いて、画像処理により自動検査を行なうものであったが、センサとしてカラーテレビカメラを用いており、浸透探傷法においても、センサとしてカラービデオカメラを用いることができることから、浸透探傷と磁粉探傷との両方が適用可能な共用センサプローブを実現できる。
【００４８】
図７は本発明による欠陥検査装置の第２の実施形態の要部、即ち、磁粉／浸透探傷共用プローブを示す構成図であって、１６はフード、１７ａ，１７ｂはコネクタ、１８は電源ケーブル、１９は白色照明手段であり、図１に対応する部分には同一符号をつけている。
【００４９】
同図において、ここでは、紫外線照明手段４と白色照明手段１９とが設けられており、外光による影響を避けるために、これら照明手段４，８やカラービデオカメラ３の光入射部分がフード１６によって覆われている。
【００５０】
かかる共用プローブを磁粉探傷法による欠陥検査装置に使用する場合には、カラービデオカメラ３を画像解析装置に接続して図１に示す構成とし、電源ケーブル１８をコネクタ１７ａに接続し、紫外線照明手段４を駆動するようにすればよい。この場合の欠陥検査やその支援は先の図１に示した実施形態と同様である。また、浸透探傷法による欠陥検査装置に使用する場合には、カラービデオカメラ３を同様の構成の画像解析装置に接続し、かつ電源ケーブル１８をコネクタ１７ｂに接続し、白色照明手段１９を駆動するようにすればよい。
【００５１】
なお、紫外線照明手段４や白色照明手段１９のランプとしては、ここでは、リング状のものとしているが、棒状のものであってもよい。
【００５２】
次に、浸透探傷法による欠陥候補抽出方法の一具体例を図８により説明するが、この場合の画像解析装置も、基本構成としては、図１に示す構成と同様に、画像メモリ，コンピュータ，カラーモニタ，操作部及びデータ記憶装置からなるものであり、コンピュータによる処理が異なるだけであるから、図１を参照して説明する。
【００５３】
浸透探傷法による欠陥検査の場合には、図７において、試験体１の表面の割れ欠陥の部分が赤色で表わされるようにしている。かかる試験体１の表面に白色照明手段１９によって白色光を照明し、この表面をカラービデオカメラ３で撮像する。このカラービデオカメラ３から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの三原色信号の１画像分は、図１において、画像メモリ７に原画像として書き込まれて記憶される。
【００５４】
かかる書込みが終了すると、コンピュータ８は、画像メモリ７からＲ，Ｇ，Ｂ画像を取り込み（ステップ３００）、各画素毎にそのＲ，Ｇ，Ｂの画素値（レベル）から色度値ｘ，ｙを求める（ステップ３０１）。
【００５５】
いま、画素のＲ，Ｇ，Ｂ毎の画素値を夫々Ｒ，Ｇ，Ｂとすると、試験体１の表面からカラービデオカメラ３に与えられる刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚは次の数１で表わされる。
【００５６】
【数１】
0003694418.tif 000002
【００５７】
但し、ａ11〜ａ33はカラービデオカメラ３で決まる係数である。従って、この画素での色度ｘ，ｙは次の数２で表わされる。
【００５８】
【数２】
0003694418.tif 000003
【００５９】
次に、得られた色度ｘ，ｙを色相θ，彩度ｒのデータに変換する（ステップ３０２）。図９において、いま、白色の色度を（ｘC，ｙC）とすると、任意の色度（ｘ，ｙ）の色相θ，彩度ｒは次の数３，数４で求められる。
【００６０】
【数３】
0003694418.tif 000004
【００６１】
【数４】
0003694418.tif 000005
【００６２】
次に、得られた色相θ，彩度ｒが欠陥として規定する赤色の範囲にあるかどうかを判定し、かかる範囲内の画像を仮の欠陥候補とする（ステップ３０３）。即ち、図９に示すように、この赤色の範囲として、色相θ1〜θ2，彩度ｒ1〜ｒ2の範囲が設定されており、上記のようにして求めた色相θ，彩度ｒが
θ1≦θ≦θ2  かつｒ1≦ｒ≦ｒ2
を満たすとき、この色相θ，彩度ｒのデータを持つ画素は赤色の範囲にあり、かかる画素が隣り合って形成される画素群が仮の欠陥候補ということになる。
【００６３】
次に、以上のようにして求められた仮の欠陥候補毎に、その位置と面積Ａと長さＬと最大彩度ｒMAXとが求められる（ステップ３０４）。そして、予め設定された面積の閾値Ａ0，長さの閾値Ｌ0，最大彩度の閾値ｒ0に対してこれら面積Ａ，長さＬ，最大彩度ｒMAXが夫々、
Ａ0≦Ａ，Ｌ0≦Ｌ，ｒ0≦ｒMAX
を同時に満たすとき、これを満たす仮の欠陥候補を欠陥候補と決定する（ステップ３０５）。
【００６４】
この決定した欠陥候補に対する欠陥検査の支援方法は図４で示した実施形態の場合と同様であり、各欠陥候補に、例えば、白色の欠陥候補マーカを表示するとともに、目視確認により、真の割れ欠陥に対しては、欠陥候補マーカを白色から、例えば、青色に変更し、擬似欠陥に対しては、欠陥候補マーカを消去する。
【００６５】
図１０は欠陥候補に欠陥候補マーカを付した状態を示すものであって、浸透探傷法での欠陥候補２０は、先に説明したように、面積を持った領域となる。かかる欠陥候補２０の両端部Ｐ1，Ｐ2を検出し、これら両端部Ｐ1，Ｐ2を結ぶ直線を中心線２１とし、この中心線２１の長さを欠陥候補２０の長さＬ，この欠陥候補２０内での画素数を欠陥候補２０の面積Ａとし、この欠陥候補２０の重心（あるいは中心線２１の中心位置）をこの欠陥候補２０の位置とする。また、この欠陥候補２０に対する欠陥候補マーカ２２は、両端部Ｐ1，Ｐ2と中心線２１とから図５で示したように求められるが、両端部Ｐ1，Ｐ2からの距離ｄを磁粉探傷法の場合よりも大きくして、欠陥候補マーカ２２が欠陥候補２０に重ならないようにする。勿論、先に説明した磁粉探傷の場合と同様に、図８のステップ３０４で仮の欠陥候補の面積や長さとなどを求めるときに、欠陥候補マーカ２２を作成するようにしてもよい。
【００６６】
なお、この実施形態では、図１に示したような画像メモリ，コンピュータ，カラーモニタ，操作部及びデータ記憶装置からなる画像解析装置を備えた欠陥検査装置が磁粉探傷法によるものと浸透探傷法によるものとの２種類があり、それらのいずれにも使用できるようにしたものであるが、また、この実施形態の磁粉／浸透探傷共用プローブに上記の画像解析装置が接続された１つの欠陥検査装置を、コンピュータ８（図１）が図３に示す磁粉探傷法の欠陥検査の画像処理と図８に示す浸透探傷法の欠陥検査の画像処理とを行なうことができるようにすることにより、磁粉探傷法と浸透探傷法とに共用できるようにすることができる。この場合、磁粉探傷法による欠陥検査を行ないたいときには、図７において、電源ケーブル１８をコネクタ１７ａに接続するとともに、図１において、操作部１０の操作によってコンピュータ８に磁粉探傷法による欠陥検査であることを指示し、また、浸透探傷法による欠陥検査を行ないたいときには、図７において、電源ケーブル１８をコネクタ１７ｂに接続するとともに、図１において、操作部１０の操作によってコンピュータ８に浸透探傷法による欠陥検査であることを指示するようにすればよい。
【００６７】
図１１は本発明による欠陥検査方法のさらに他の実施形態を示す図であって、２３はスケール、２４はカメラ視野であり、その他の部分は先の実施形態と同様である。また、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
この実施形態は、基本構成としては、先に説明した実施形態と同様であるが、長尺の試験体に対して特に有効である。
【００６８】
図１１において、試験体１は、カラービデオカメラ（図１）のカメラ視野２４内に収まらないような長尺なものである。このような試験体１に対しては、試験体１の長手方向に沿ってスケール２３を配置する。この場合のスケール２３の配置としては、カラービデオカメラからみて、このスケール２３によって試験体１の検査すべき表面が隠されることがなく、かつスケール２３がカメラ視野２４内に入るようにする。
【００６９】
このスケール２３としては、等間隔（例えば、１ｃｍ毎）に区切り線２３ａが設けられ、この区切り線２３ａで区切られる区間毎に順番を示す目盛数字２３ｂが付されている。また、磁粉探傷法による欠陥検査の場合のスケール２３と浸透探傷法による欠陥検査の場合のスケール２３とを色違いにしておくこともできる。例えば、磁粉探傷法による欠陥検査に使用するスケール２３では、白地で区切り線２３ａや数字２３の色を緑の蛍光色とし、浸透探傷法による欠陥検査に使用するスケール２３では、白地で区切り線２３ａや数字２３の色を赤色とする。
【００７０】
図１２（ａ）は図１１に示した撮像による表示画面の一具体例を示す図であって、２５は表示画面であり、図１１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。また、図１２（ｂ）はこの表示画面での画像信号を示す波形図である。
【００７１】
同図（ａ）において、表示画面２５（図１におけるカラーモニタ９の表示画面）には、試験体１（図１１）の表面の一部の画像とスケール２３（図１１）の一部の画像とからなる原画像が表示される。この試験体１の表示画像のみをみたのでは、試験体１に対するカラービデオカメラ３の位置（この場合の位置とは、試験体１の端部を基準位置とし、この基準位置からの試験体１の長手方向の距離である）が不明であるが、スケール２３の画像をみることにより、その位置が明確となる。図示する例では、試験体１の端部から長手方向ほぼ１７ｃｍの位置にカラービデオカメラ３があり、また、試験体１のこの位置に欠陥候補２があることがわかる。
【００７２】
また、スケール２３の画像を用いて位置を自動的にかつ精度良く求めることができる。即ち、コンピュータ８（図１）は、パターンマッチングによってスケール２３の目盛り数字２３ｂを認識することができるし、スケール２３の区切り線２３ａを検出することができるから、検出した区切り線２３ａと認識した目盛り数字２３ｂとの位置関係により、表示画面２５上での各位置が試験体１の端部からどの位の距離にあるかを認識できる。
【００７３】
この場合、表示画面２５のスケール２３の画像上のこれに平行な探索線２６の画像信号には、図１２（ｂ）に示すように、スケール２３の区切り線２３ａに対するピークＥ１，Ｅ２，……が生じ、これを検出することにより、区切り線２３ａの表示画面２５での位置を検出することができる。つまり、表示画面２５に表示される区切り線２３ａ毎に、試験体１の端部からの位置と表示画面２５での位置とが対応付けられている。
【００７４】
図１２（ａ）において、例えば、スケール２３での目盛り数字１７，１８間の区切り線２３ａは、試験体１の端部から１７ｃｍの位置にあるが、コンピュータ８による演算の結果、表示画面２５上でその左端部から画素単位で距離ｈ1の位置にあり、目盛り数字１８，１９間の区切り線２３ａは、試験体１の端部から１８ｃｍの位置にあるが、表示画面２５上でその左端部から画素単位で距離ｈ2の位置にあるとし、欠陥候補２の位置（重心位置Ｍ）が表示画面２５上でその左端部から画素単位で距離ｈの位置（但し、ｈ1＜ｈ＜ｈ2とする）にあるとし、また、隣り合う区切り線２３ａ間の実際の距離をＨ（ここでは、上記のように、Ｈ＝１ｃｍとする）とすると、欠陥候補２の試験体１上での位置は、次の数５で表わされる。
【００７５】
【数５】
0003694418.tif 000006
【００７６】
このように、試験体１上の欠陥候補２の位置を精度良く検出することができるし、さらには、表示画面２５上での区切り線２３ａ間の距離をその間の画素数や画素幅などをパラメータとして算出し、この算出距離と実際の距離Ｈとから撮像倍率が得られるから、図１２（ａ）において、距離ｈ1，ｈからも、
１７＋（ｈ−ｈ1）×α  （ｃｍ）
（但し、αは撮像倍率）
から欠陥候補２の位置Ｍを求めることもできる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、カラービデオカメラを用いて画像入力を行なうため、さらには、磁粉探傷法による欠陥検査では、紫外線カットフィルタによって試験体から反射される紫外線をカットできるため、検査者は自動欠陥検査結果の確認を容易に行なうことができるし、また、欠陥候補が自動的に指示表示されるので、欠陥検査の見逃しがほとんどなくなり、しかも、検査画像を保存するため、検査の信頼性が向上する。
【００７８】
また、本発明によると、カラービデオカメラを用いるため、磁粉探傷と浸透探傷の自動欠陥検査を同じセンサプローブで行なうことができ、利便性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による欠陥検査装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示した実施形態での紫外線カットフィルタの効果を示す図である。
【図３】図１に示した欠陥検査装置に用いる本発明による欠陥検査方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図４】図１に示した欠陥検査装置に用いる本発明による欠陥検査支援方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す欠陥検査支援方法で表示する欠陥候補マーカの生成方法の一具体例を示す図である。
【図６】図４に示す欠陥検査支援方法でのマーカ表示した欠陥候補を示す図である。
【図７】本発明による欠陥検査装置の第２の実施形態の要部を示す構成図である。
【図８】図７に示した欠陥検査装置に用いる本発明による欠陥検査方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図９】図８のステップ３０２，３０３の説明図である。
【図１０】図７に示した実施形態での浸透探傷で用いる欠陥候補マーカの一具体例を示す図である。
【図１１】本発明による欠陥検査装置の第３の実施形態の要部説明図である。
【図１２】図１１に示した実施形態での表示画面を示す図である。
【符号の説明】
１  試験体
２ａ  真の割れ欠陥
２ｂ，２ｂ’  擬似欠陥
３  カラーテレビカメラ
４  紫外線照明手段
５  紫外線カットフィルタ
７  画像メモリ
８  コンピュータ
９  カラーモニタ
１０  操作部
１１  データ記憶装置
１２  欠陥候補
１３  中心線
１４，１４ａ〜１４ｃ  欠陥候補マーカ
１６  フード
１７ａ，１７ｂ  コネクタ
１８  電源ケーブル
１９  白色照明手段
２０  欠陥候補
２２  欠陥候補マーカ
２３  スケール
２３ａ  区切り線
２３ｂ  目盛り数字
２４  カメラ視野
【図１】
0003694418.tif 000007
【図２】
0003694418.tif 000008
【図３】
0003694418.tif 000009
【図４】
0003694418.tif 000010
【図５】
0003694418.tif 000011
【図６】
0003694418.tif 000012
【図７】
0003694418.tif 000013
【図８】
0003694418.tif 000014
【図９】
0003694418.tif 000015
【図１０】
0003694418.tif 000016
【図１１】
0003694418.tif 000017
【図１２】
0003694418.tif 000018