(57)【要約】【課題】  精密砥粒工具の性能解析において、加工に寄与するダイヤモンド微細砥粒画像だけを選択的に抽出する技術を組み込んだダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置を提供する。【解決手段】  精密砥粒工具の工具作業面を撮像した画像中のダイヤモンド微細砥粒画像を抽出するために、紫外光波長域光源と可視光波長域光源を照射して撮像した画像を取得し、得られたそれぞれの光源下での画像中に写った物体からの反射光強度比を分析することによって、ダイヤモンド微細砥粒の画像を抽出する機能を備える。【選択図】図１
2018132516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンド微細砥粒、結合剤、及び少なくとも炭素を含むフィラーから成る精密砥粒工具のダイヤモンド微細砥粒の形状画像を取得する方法であって、波長４００ｎｍ以下の紫外光域と５００ｎｍ以上の可視光域の光源を、それぞれ全方位から略一様な強度となるように照明を照射して撮像して得られた画像から、同一画角内の全ピクセルについての紫外と可視の輝度値の差分を算出した差分輝度値を閾値判断に使用し、閾値より大きいピクセルがダイヤモンド微細砥粒を写したピクセルであると判定し、それらのピクセル集合体を一つのダイヤモンド微細砥粒の画像であるとして、ダイヤモンド微細砥粒の分布画像を得る方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、さらに、ダイヤモンド微細砥粒として抽出したピクセル集合体を構成する全ピクセルの輝度の平均値を「画素平均値」と定義し、可視光による可視光画素平均値と紫外光による紫外光画素平均値の比を「画素平均値比」として定義し、画素平均値比が閾値以上となるピクセル集合体を、真にダイヤモンド微細砥粒を写したものであると判断するダイヤモンド微細砥粒の分布画像を得る方法。
【請求項３】
請求項１及び請求項２の方法を用いる装置であって、精密砥粒工具のチップの加工寄与面を撮像した画像をもとに、ダイヤモンド微細砥粒の画像を抽出するダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置。
【請求項４】
請求項３のダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置と、精密砥粒工具の加工寄与面に可視光を落射光として当てたときの画像を取得し、ダイヤモンド微細砥粒と判定されたピクセル集合体の中で輝度値が高い部分の形状を解析する機能を有する砥石切れ刃特性観察装置とを備えた研削工具砥面検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、例えば、研削加工時の切れ刃となるダイヤモンド微細砥粒と結合剤とフィラーと呼ばれる炭素などの砥粒層添加物を混練した材料を所要の形状に焼結等で成形したチップを台金上に配置・固着して研削加工を行う精密砥粒工具において、チップの加工寄与面を撮像して、その画像を解析することによって、ダイヤモンド微細砥粒の分布や各ダイヤモンド微細砥粒の砥粒切れ刃特性等を解析しようとするときに、画像中に同じような形状として写り込む、台金の加工痕・結合剤・フィラー・ダイヤモンド微細砥粒などの画像の中から、ダイヤモンド微細砥粒画像を選択的に抽出する技術を具備した、ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、粒径が  ５０μｍから３００μｍ  のダイヤモンド微細砥粒と結合剤及びフィラーを混練した材料を所要の形状に焼結等で成形したチップを台金上に配置・固着した、レジノイドボンドダイヤモンドホイールと呼ばれる精密砥粒工具が開発されている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。このような精密砥粒工具を使用した加工では、被加工物加工面の加工仕上げ面あらさ精度に代表される加工品位は、精密砥粒工具の工具作業面から突き出た、砥粒切れ刃として機能するダイヤモンド微細砥粒の表面形状や大きさ、砥粒突出量、砥粒配置などで表わされる砥粒切れ刃特性が工具性能として影響を与えることが知られている。したがって、高品位な加工を行うためには、工具作業面の砥粒切れ刃特性を正確に把握することが重要である。【０００３】  精密砥粒工具の砥粒切れ刃特性を正確に把握することに関しては、工具作業面の全領域画像を高倍率撮像装置で撮像し、この画像を解析処理することで加工に寄与する全砥粒の砥粒切れ刃特性を計測・数値化する方法が、研削工具の砥面検査システム若しくは研削砥石切れ刃特性観察装置として確立されている（特許文献１から特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０４２１５８号公報
【特許文献２】特開２００４−０４５０７８号公報
【特許文献３】特開２００７−２６０８５７号公報
【特許文献４】特開２０１３−００２８１０号公報
【特許文献５】特開平１１−３５２０６８号公報
【特許文献６】特開昭６４−０２８５４４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「超砥粒ホイールの機械的性質による研削性能の評価−第１報：レジノイドボンドダイヤモンドホイールの臨界砥粒保持力の推定−」砥粒学会誌Ｖｏｌ．１５９，Ｎｏ．３，２０１５年，ｐ１３４−ｐ１３９
【非特許文献２】超砥粒ホイールの機械的性質による研削性能の評価−第２報：レジノイドボンドダイヤモンドホイールの砥粒層の機械的性能と研削性能の関係−砥粒学会誌Ｖｏｌ．１５９，Ｎｏ．４，２０１５年，ｐ１９１−ｐ１９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  特許文献１から特許文献４で提案された砥面検査システムが使う解析手法は、ダイヤモンド等の微細砥粒を規則正しく配列して、電着等により台金に固着した（加工寄与面画像の一例を図４に示す）整列型砥粒工具には有効な手法である。しかしながら、ダイヤモンド微細砥粒を結合剤と混練し、更には、フィラーを混ぜ込んだ状態で焼結等により固めた形式の砥粒工具（例えば前出のレジノイドボンドダイヤモンドホイール）では、結合剤やフィラーにもダイヤモンド微細砥粒と同じような形状として写るものがあり、また、台金の加工痕もダイヤモンド微細砥粒に紛らわしい形状として写るため、十分な解析精度を求めるものとして適用することができないという課題がある。ダイヤモンド微細砥粒・台金・結合剤・フィラーが混在する加工寄与面の撮像画像の一例を図３に示す。この例では、粒子状に写っている画像が、ダイヤモンド微細砥粒かそれ以外のものかは明確でない。【０００７】  特許文献５には、天然ダイヤモンドと人工ダイヤモンドの識別を目的として、天然ダイヤモンドに特有の事象とされる、可視光域の波長４１５ｎｍ付近の吸収特性を利用し、Ｉ２波長種類以上の可視光波長域での分光吸収特性値の差（又は比）を利用すること、及び、ＩＩダイヤモンド内での乱反射による分光特性値の変化を最小にするため、加工されたダイヤモンドの頂面に反射させた可視光域波長の反射光を観測する方法が示され、これにより、ダイヤモンドの、天然由来か人工由来かの識別が可能であるとされている。この考え方について、我々が識別しようとしている台金、結合剤及びフィラーとともに写っているダイヤモンド微細砥粒の画像を選択・識別できるか確認したところ次のとおりの結果であり、識別できなかった。【０００８】  すなわち、特許文献５に記載され本明細書ではＩと区分した、多周波数の波長域の反射光を比率によって比較するという観点では、それ以前に公開された特許文献６にも示されるところであるが、比較の対象とする波長域は、特許文献５においては４１５ｎｍの波長を含む可視光域、特許文献６においては近赤外領域であり、我々が識別の対象とする人工ダイヤモンドに対しては、可視光域から赤外光域までに反射率の明確な変化はなく、適用できないという課題がある。【０００９】  一方、ダイヤモンド微細砥粒が加工されていない事により頂面がランダム位置であるため、そもそも特許文献５に記載され本明細書ではＩＩと区分した、加工されたダイヤモンドの頂面に反射させた可視光域波長の反射光を観測するという観察体勢をとりにくいが、ダイヤモンド頂面からの反射光を直接カメラへの入光とすることと同じ効果となることから、ダイヤモンド微細砥粒にカメラ内を通過する落射光を当ててその反射光による撮像・画像を取得した時の一例が図５である。この例は、ダイヤモンド微細砥粒の一粒について実施しているものであるが、正反射面での反射強度が撮像限界値をオーバーしていながらも反射の無い面ではアンダーに外れて撮像されており、この反射の無い面とフィラー等の反射がないダイヤモンド微細砥粒以外の画像との区分が付かないとともに、ダイヤモンド微細砥粒の大きさや形状等に係る正確なデータは得られず、砥粒切れ刃特性の数値デ���タ化をするためには、不十分な画像であるという課題がある。【００１０】  この発明は、上記事情に着目してなされたものであり、取得した精密砥粒工具の加工寄与面の画像に写っているものの中から、ダイヤモンド微細砥粒を自動的に識別する手法を組込んだダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  ダイヤモンド微細砥粒、結合剤、及び少なくとも炭素を含むフィラーから成る精密砥粒工具のダイヤモンド微細砥粒の形状画像を取得する方法であって、波長４００ｎｍ以下の紫外光域と５００ｎｍ以上の可視光域の光源を、それぞれ全方位から略一様な強度となるように照明を照射して撮像して得られた画像から、同一画角内の全ピクセルについての紫外と可視の輝度値の差分を算出した差分輝度値を閾値判断に使用し、閾値より大きいピクセルがダイヤモンド微細砥粒を写したピクセルであると判定し、それらのピクセル集合体を一つのダイヤモンド微細砥粒の画像であるとして、ダイヤモンド微細砥粒の分布画像を得る。【００１２】  ダイヤモンド微細砥粒を識別するために、ダイヤモンド微細砥粒として抽出したピクセル集合体を構成する全ピクセルの輝度の平均値を「画素平均値」と定義し、更に、可視光による可視光画素平均値と紫外光による紫外光画素平均値の比を「画素平均値比」として定義し、画素平均値比が閾値以上となるピクセル集合体を、真にダイヤモンド微細砥粒を写したものであると判断する。【００１３】  前項までのダイヤモンド微細砥粒の画像抽出方法を用いて、精密砥粒工具のチップの加工寄与面を撮像した画像をもとに、ダイヤモンド微細砥粒の画像を抽出するダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置を得る。【００１４】  前項のダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置と、精密砥粒工具の加工寄与面に可視光を落射光として当てたときの画像を取得し、ダイヤモンド微細砥粒と判定されたピクセル集合体の中で輝度値が高い部分の形状を解析する機能を有する砥石切れ刃特性観察装置とを備えた研削工具砥面検査システムを得る。
【発明の効果】
【００１５】  この発明の方法によれば、ダイヤモンド微細砥粒・結合剤・フィラー・台金から成る精密砥石の加工寄与面を撮像した画像から、加工に関与するダイヤモンド微細砥粒だけを抽出して作成した画像とすることができ、この画像を解析することによりダイヤモンド微細砥粒についての形状に関する情報をデジタル情報として提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置の一構成例
【図２】ダイヤモンド微細砥粒、フィラー及び結合剤の分光特性測定結果例
【図３】レジノイドボンドダイヤモンドホイール用チップの加工寄与面の一部を一般的な光学顕微鏡カメラにより拡大撮像した画像例
【図４】整列型砥粒工具の加工寄与面の一部を一般的な光学顕微鏡カメラにより拡大撮像した画像例
【図５】ダイヤモンド微細砥粒を可視光反射光で撮像した画像例
【図６】本発明装置に組込まれるダイヤモンド微細砥粒抽出処理のフローチャート
【図７】紫外光光源を照射して撮像したダイヤモンド微細砥粒の画像例
【図８】可視光光源を照射して撮像したダイヤモンド微細砥粒の画像例
【図９】紫外光光源により撮像した試料画像例
【図１０】可視光光源により撮像した試料画像例
【図１１】差分処理後の試料画像例
【図１２】二値化処理後の試料画像例
【図１３】ラベリング処理後の試料画像例
【図１４】隙間補間処理後の試料画像例
【図１５】ダイヤモンド微細砥粒の画像抽出処理後の試料画像例
【図１６】（ａ）はラベリング処理後の試料画像例、（ｂ）は（ａ）から画素平均値比１．７５を閾値として画像抽出した試料画像例
【発明を実施するための形態】
【００１７】  ダイヤモンド微細砥粒、結合剤及びフィラーについて、紫外光域から赤外光域（波長３００ｎｍ〜１２００ｎｍ）の反射率を測定すると、一例として、図２のような分光特性を示す。結合剤とフィラーについては、測定した全波長域において、ほぼ一様な反射率であるのに対し、ダイヤモンド微細砥粒だけ、４００ｎｍ以下の波長領域と５００ｎｍ以上の波長領域で反射率が異なっている。なお、台金の測定事例はここには載せていないが、台金に一般的に使用される鉄系材料の反射率は、結合剤・フィラーと同様に、紫外光域から赤外光域において略一様であることを確認している。この、精密砥粒工具の工具作業面に含まれるダイヤモンド微細砥粒以外の成分の反射スペクトルが可視光域から赤外光域の広範囲な波長域において変化が少ないのに対して、ダイヤモンド微細砥粒のみ反射率スペクトルが明らかな変曲点を持つという事象を利用して、以下の考え方に従えば、得られた全体画像の中からダイヤモンド微細砥粒が写りこんだピクセルをもとに、ダイヤモンド微細砥粒の画像を選択的に抽出することが可能となる。
【００１８】  ダイヤモンド微細砥粒が写ったピクセルの識別方法の考え方を次に説明する。
撮像条件によって、ダイヤモン微細砥粒・結合剤・フィラー・台金からの反射強度の絶対値自体は変動するものであるから、デジタル画像データのピクセルに記憶される入射輝度値の絶対値を識別のために取り扱う訳にはいかない。そこで、同一画角において、ダイヤモンド微細砥粒の反射率特性が異なる２つの波長域、例えば、紫外光域（波長約３５０ｎｍ付近）と可視光域で、２枚の写真を撮像し、一定輝度以上の反射がある同一位置のピクセルすべてについて、その比分をとり、比分の値が一定値以上であるピクセルについてダイヤモンド微細砥粒が写ったものであると判定するようにする。
【００１９】  また、ダイヤモンド微細砥粒に一方向からの光を当てるだけでは、正反射面での反射強度が撮像限界値をオーバーしていながらも反射の無い面ではアンダーに外れて撮像されることがあり、この反射の無い面とフィラー等の反射がないダイヤモンド微細砥粒以外の画像との区分が付かないとともに、ダイヤモンド微細砥粒の大きさや形状等に係る正確なデータは得られないため、光の照射方法として十分ではない。この課題の解決に関して、全方位から略均一な強度の光を当てることが有効である。このための方法として、例えば紫外光と可視光をＬＥＤ等で適切に配置して、略均一な光を撮影対象物に当てることができるように調整したドーム照明等を、ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置に組込む。
【００２０】  以下に、図面を参照してこの発明に係わる実施形態の例を説明する。
図１にこの発明の構成例を示している。ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置本体１は、装置内の電源供給機器、シーケンサ制御機器などを格納した装置ベース組立１０の上面に、装置ベース組立１０の上面に可能な限り厳密に垂直に立てたＺ軸組立２０と、装置ベース組立１０の上面上を水平方向（Ｘ軸方向）に高位置精度でスライドできるＸ軸テーブル５１とその上に、観察試料（精密砥粒工具）を高精度で位置決め回転できる試料回転テーブル組立６０（若しくは、Ｘ軸と直交方向に高精度でスライド移動できる試料テーブル組立６１でもよいが、ここでは回転型を構成例として説明する。）が載ったＸ軸精密スライドテーブル組立５０と、光学カメラ３１による撮像画像の取得制御・取得画像の格納・取得画像を解析する高容量・高速処理が可能なパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）９１とＰＣ９１の状態を表示する表示装置９２とＰＣ９１への入力機構であるキーボード９３からなる。装置ベース組立１０とＰＣ９１・表示装置９２・キーボード９３はそれぞれ専用のケーブルによって、接続される。本発明では、ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置本体１とＰＣ９１・表示装置９２・キーボード９３は、一体化されているか、別置きであるかは問わない。それは、ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置としてのデザイン上の事であり、ここで必要とする機能・性能には影響を与えないからである。
【００２１】  Ｚ軸組立２０は、支柱２１と、支柱２１に沿って上下に高精度位置決め移動するリニアスケール２２とそれを駆動するＺ軸サーボモータ２３と、リニアスケール２２に取付けられて上下移動が可能となっている紫外光領域まで撮像可能な光学カメラ３１とレンズ３２、支柱２１に固定されている紫外光と可視光の両方のＬＥＤ光源から構成されるＬＥＤドーム照明４１から成る。上下移動する光学カメラ３１及びレンズ３２が試料等に衝突するのを防止するためにＺ軸サーボモータ２３の駆動に光学式等のリミッターを設けることは有効である。取付けられた光学カメラ３１は、モノクロ撮影カメラとし、２５５階調（８ｂｉｔ）以上で画像記録ができるものとする。ただし、光学カメラはカラー撮像カメラでも良く、その時は、後述するグレースケール化処理をソフト的に行う必要がある。
【００２２】  なお、ここで使用する照明の方式はＬＥＤドーム照明４１に限定するものではないが、次の機能を満足させるものとする。
（１）波長４００ｎｍより短い波長域の紫外光光源（例えば、波長３６５ｎｍＬＥＤ又はバンドパスフィルターを介して紫外光を透過させたキセノンランプ）を組込む
（２）可視光域光源（例えば、波長５２５ｎｍ（緑色）ＬＥＤ又はバンドパスフィルターを介して可視光を透過させたキセノンランプ）を組込む
（３）紫外光照明と可視光照明は、多数の光源素子を交互に配置するなどして、照射面位置（観察試料表面）における輝度の濃淡分布が極力発生しない構造とする。更に、拡散ドーム等を利用・付加して、照射面への到達光量（照度）の均一性を確保する。
（４）紫外光及び可視光の照射切替えは、電気スイッチ等により行えるようにし、撮像により照明の位置を変えないでよいようにする。
（５）照明の照射光量は、デジタル的に、カメラ撮像素子において、０から２５５階調の輝度となるように照射光量調節が行えるものとする。
【００２３】  紫外光領域まで撮像可能な光学カメラ３１とレンズ３２の組み合わせにおいて、通常市販されているカメラ系では、紫外光による焦点位置と可視光による焦点位置とが微妙に異なる。この分を修正するために、一方の画像の縮小・拡大をデジタル的な処理で行うか、若しくは、レンズ倍率変更機能により、撮像される画角範囲を同一に調整しなければならない。これを更に厳密化・自動化するには、レンズ系の特別設計、又は、レンズ系を紫外光用と可視光用の２並列にして撮像素子を一つにするなどの特殊に設計されたカメラとする。
【００２４】  スライドテーブル組立５０は、Ｘ軸精密スライドテーブル５１とＸ軸サーボモータ５２を組み合わせたスライドテーブル上に回転型の精密ドライブモータで構成された試料回転テーブル組立６０を載せており、観察試料を正確な角度位置に設定することができる。位置及び角度位置設定の精度としては、同一画角において可視光域と紫外光域における２波長でそれぞれ画像を取得し、それぞれの画像のピクセルの各位置は、取得画像上の２次元座標位置ズレが１ピクセル以下となるようにする。
【００２５】  観察試料は、Ｘ軸精密スライドテーブル５１の高精度Ｘ軸位置決め機能により、撮像位置であるＸ軸位置に移動させ、ＬＥＤドーム照明４１の可視光光源を点燈・照射する。この状態で、Ｚ軸サーボモータ２３によって、光学カメラ３１のピントを合わせる。ピントがあったところでＺ軸の動作を止め、可視光画像を取得し、画像名を付けたうえでＰＣ９１に格納する。つづいて、ＬＥＤドーム照明４１を紫外光光源に切り替える。このとき市販カメラでは、可視光と紫外光ではわずかに光学カメラ３１の焦点位置がずれるので、Ｚ軸サーボモータ２３により光学カメラ３１のピントを微調整したところでＺ軸の動作を止め、紫外光画像を取得し、画像名を付けたうえでＰＣ９１に格納すると２枚の画像が得られる。画角サイズの補正処理は、この画像格納前に行っても良いし、後工程のダイヤモンド識別処理中に追加して行っても良い。
【００２６】  次に試料回転テーブル組立を１画角分回転させ、観察試料は、Ｘ軸精密スライドテーブル５１の高精度Ｘ軸位置決め機能により、撮像位置であるＸ軸位置に移動させ、ＬＥＤドーム照明４１の可視光源を点燈・照射した状態で、光学カメラ３１のピントを合わせ、可視光画像を取得し、画像名を付けたうえでＰＣ９１に格納する。つづいて、ＬＥＤドーム照明４１を紫外光源に切り替え、可視光と紫外光のピントずれを微調整したところで紫外光画像を取得し、画像名を付けたうえでＰＣ９１に格納するという動作を繰返し、２画角目の画像２枚を取得する。
【００２７】  更に試料回転テーブルを回転させ可視光と紫外光の画像を取得するという動作を観察試料が１回転するまでＮ回継続し、Ｎ×２枚の画像を得る。
【００２８】  つづいて、観察試料の加工寄与面の半径方向にＸ軸スライドテーブル５０のＸ軸サーボモータ５２により精密スライドテーブル５１を光学カメラ２３の１画角幅分移動し、加工寄与面幅の全域分の画像が得られるまで、撮像を繰り返す。
【００２９】  以上により撮像された全画像を、可視光画像と紫外光画像でそれぞれ合成処理して、観察試料の加工寄与面の全域画像として２枚を得て、次の画像解析処理に移行する。
【００３０】  なお、このようにして得られた画像の中には、ダイヤモンド微細砥粒が、紫外光では図７に、また、可視光では図８に示す、撮像する波長の違うことに起因した、輝度差のある状態で写りこむ。ただし、ここまでの時点では、フィラーも紫外光では同様な輝度状態（黒っぽい状態）として写っている。以下、このように撮像される画像の中から、ダイヤモンド微細砥粒を識別する手法について、本発明の手法を適用することによって得られる画像例を使用して説明する。
【００３１】  図６に、この発明に係るＰＣ９１に組込むダイヤモンド微細砥粒を抽出するダイヤモンド抽出処理ソフトウェアフローの一例を示している。これにもとづき、各処理プログラムの実現の方法に対する考え方について説明する。当然、このフローとプログラム処理の内容に限定されるものではなく、紫外光波長域を含む２波長（若しくは、紫外光波長域を含む、もっと多い波長数での画像としてもよい）で撮像した画像からダイヤモンド微細砥粒の画像を抽出するということを実現しても良い。
なお、図９から図１６は、説明のために、ダイヤモンド微細砥粒を、台金を模した金属板上に適宜配置し、本発明に適用した手法によって解析を実施した結果を、手順ごとに得られる画像例として示したものである。必ずしもこれらすべての画像をＰＣ９１内に記憶させる必要はない。
【００３２】  この発明の装置を使用して、紫外光を照射した状態での画像（図９）と可視光域の光を照射した状態での画像（図１０）を取得する。この画像は、本説明例ではモノクロカメラでの撮像を想定しているが、カラーカメラで撮像しても良く、これら取得画像をカラーカメラで行った場合は、「グレースケール化処理」を行い白黒画像に加工する。
【００３３】  以降の本説明においては、グレースケール化した後の紫外光照射画像（図９）を「画像Ａ」、可視光照射画像（図１０）を「画像Ｂ」と呼ぶことにする。この呼称は、単に説明上のものであり、以下の画像の呼称も同じである。画像Ｂに薄白色で星座の星のように見えているものがダイヤモンド微細粒子の候補であり、これらは画像Ａの同位置にほとんどの砥粒は反射が少ないための黒点状として写っているが、反射が比較的強く薄白いものも見られる。また、画像Ａ及び画像Ｂには、ダイヤモンド微細砥粒候補のほか、台金表面に付いているスジ傷が、数か所、白い線状に写っている。
【００３４】  次に、「彩度の調整処理」として、画像Ａと画像Ｂの台金部分の明るさが同程度となるように、それぞれの台金部分の平均の彩度値を求め、画像Ａのすべての画素輝度値にその平均値を加える。若しくは、画像Ｂの方が明るい場合は画像Ａのすべての画素輝度値を減じる。これは、撮像時に、標準位置（台金表面が望ましい）の輝度を画像Ａ及び画像Ｂで略一致させるように照明の強度調整を行えば、不要な処理である。
【００３５】  次に、「差分処理」として、画像Ａと画像Ｂの同じ位置の画素（ピクセル）の輝度値をそれぞれ取得し、
輝度値差分＝｜画像Ｂの輝度値  −  画像Ａの輝度値｜
を計算する。この差分処理をすべてのピクセルについて行う。こうして得られた差分値でのグレー画像（図１１）を得る。この画像を「画像Ｃ」と呼ぶことにする。
【００３６】  次に、「二値化処理」として、画像Ｃの各画素について、例えば、輝度差分値が３０より大きい画素値を白画素、それ以外のとき画素値を黒画素とする２値化変換して、図１２に示す白黒二値化画像を得る。これを「画像Ｄ」と呼ぶことにする。この画像例（画像Ｄ）の場合には、台金のスジ傷も残って写っている。なお、輝度差分値の閾値は、精密砥粒工具の種類により、事前の試験で決定しておく。
【００３７】  次に、「ラベリング処理」として、画像Ｄの白画素のピクセルの中で集合するピクセルに同じ番号を付ける（以後、「ラベリング」するという）。同じラベリングをされたピクセル集合体の構成ピクセル数をカウントし、ダイヤモンド微細砥粒の平均粒子面積とピクセルの素子サイズから平均的な大きさのダイヤモンド微細砥粒を構成するピクセル数についての閾値を設定し、この閾値の範囲にあるラベルだけ残し、再画像化する。（図１３）。この画像を画像Ｅとする。この処理を通過することによって、構成ピクセル数が小さいラベリング（＝線状きずなどのノイズ成分）は排除される。しかしながら、画像Ｅでは逆にノイズと誤判断されてしまい、白い粒子エリア内に欠落する部分（黒色）が発生するものがでることになる。
【００３８】  次に、上述の欠落部を補完するための、「隙間補間処理」を行う。ラベリング処理によって囲まれた内部に取り込まれた黒色部分は、ラベリングされた周囲と同じ性質であるとし、周囲のラベルと同じ番号を付与（ラベリング）し、再画像化すると図１４が得られる。これを画像Ｆとする。ただし、まだ、画像Ｆの白い部分には、ダイヤモンド微細砥粒以外のものが含まれる可能性がある。
【００３９】  次に、ダイヤモンド微細砥粒であることの閾値として、次の「画素平均値比」の概念を導入する。
これまでの手順でラベリングされたダイヤモンド微細砥粒候補のピクセル群の中には、輝度値がオーバー側若しくはアンダー側に飽和して撮像記録されているピクセルが含まれているため、同一位置にあるピクセル同士で比を取ることでは物理的な意味をもたない値となるものがある。これを避けるためには、同一ラベリングされたピクセル集合体で構成される微細砥粒として輝度を平均化して「画素平均値」と定義し、この画素平均値を比較する。更に、可視光画像による画素平均値と紫外光画像による画素平均値の比を「画素平均値比」と定義する。
この画素平均値比を使い、次の「ダイヤモンド画像抽出処理」を行う。
【００４０】  ダイヤモンド微細砥粒画像抽出処理において、この閾値判断を適用して画像Ｆを処理し、図１５を得る。これを画像Ｇと呼ぶことにする。画像Ｇで残った粒子がダイヤモンド微細砥粒と識別する。
【００４１】  画素平均値比の閾値について検討したものの一例を図１６に示す。図１６（ａ）は、ラベリング処理まで行った加工寄与面の画像であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）画像から隙間補間処理を行い、画素平均値比１．７５を閾値として画像取得を行った例である。（ａ）の画像では写っている画面左のやや上の粒子が（ｂ）では脱落しており、画素平均値比１．７５では、閾値として大きすぎたことになる。次に画素平均値比１．４で行うと、十分な認識率で抽出できた。この試料の場合には、閾値を１．４としてダイヤモンド微細砥粒と判定することが適当であることが分かった。このように、本閾値は、精密砥粒工具の種類により、事前の実験で妥当性を確認して、設定する必要があるが、例えば、１．３から１．６程度の値を採用することが望ましい。
【００４２】  なお、これまで記載したダイヤモンド微細砥粒の画像抽出技術によると、実際の加工寄与面において想定される、ダイヤモンド微細砥粒の突出し量が小さいために砥粒画像がラベリング判定閾値よりも小さいとき、ダイヤモンド微細砥粒ではないと誤判断される可能性も残るが、それはそもそも加工に関与する度合いが小さい砥粒であると言えることでもあり、許容可能な抽出誤差範囲内である。
【００４３】  これらに加え、ダイヤモンド微細粒子の加工に関与する切れ刃形状を、撮像画像で際立たせるために、加工寄与面に可視光落射光を当てた画像を取得し、ダイヤモンド微細砥粒と判定されたピクセル集合体内部にある輝度値が高い、カメラレンズに対する正対面部分の形状を解析するようにすれば、加工に関与する砥粒切れ刃の性能を精度高く解析する砥面検査システムが得られる。
【符号の説明】
【００４４】１  …  ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置本体
１０…  装置ベース組立
２０…  Ｚ軸組立
２１…  支柱
２２…  リニアスケール
２３…  Ｚ軸サーボモータ
３１…  光学カメラ
３２…  レンズ
４１…  ＬＥＤドーム照明
５０…  スライドテーブル組立
５１…  Ｘ軸精密スライドテーブル
５２…  Ｘ軸サーボモータ
６０…  試料回転テーブル組立
６１…  Ｙ軸精密スライドテーブル組立
６２…  試料テーブル
９１…  パーソナルコンピュータ
９２…  表示装置
９３…  キーボード
【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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