(57)【要約】【課題】コズミック・レイ・パーティクルに起因する穴の誤検出を防止できる穴検査装置を提供する。【解決手段】実施形態の穴検査装置は、画像データ取得部と、穴検出部と、ホワイトノイズ判定部とを具備する。画像データ取得部は、検査対象の撮像画像データを取得する。穴検出部は、検査対象の搬送方向に対し直交する方向の、検出する穴の大きさに応じて定まる所定の幅を有する１ライン分の撮像画像データから、検出する穴の大きさに応じて定まる所定の大きさを有する各区画のうち、穴候補検出閾値を超える輝度を有する区画を穴候補として検出する。ホワイトノイズ判定部は、穴検出部により、ある１ライン分の撮像画像データに穴候補が検出され、該１ライン分の撮像画像データの次の１ライン分の撮像画像データに穴候補が検出されなかった場合、穴検出部により検出された穴候補は、ホワイトノイズであると判定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象を撮像した撮像画像データを用いて、検査対象の撮像面の反対側から照射された光の通過を検出することにより検査対象に生じた貫通穴を検出する穴検査装置において、
前記検査対象の撮像画像データを取得する画像データ取得部と、
前記検査対象の搬送方向に対し直交する方向の、検出する穴の大きさに応じて定まる所定の幅を有する１ライン分の撮像画像データから、検出する穴の大きさに応じて定まる所定の大きさを有する各区画のうち、穴候補検出閾値を超える輝度を有する区画を穴候補として検出する穴検出部と、
前記穴検出部により、ある１ライン分の撮像画像データに穴候補が検出され、該１ライン分の撮像画像データの次の１ライン分の撮像画像データに穴候補が検出されなかった場合、前記穴検出部により検出された前記穴候補は、ホワイトノイズであると判定するホワイトノイズ判定部と、
を具備する、穴検査装置。
【請求項２】
前記ホワイトノイズ判定部は、前記穴検出部により、ある１ライン分の撮像画像データに第１の穴候補が検出され、さらに、該１ライン分の撮像画像データの次の１ライン分の撮像画像データに第２の穴候補が検出された場合、前記第１の穴候補および前記第２の穴候補の前記検査対象の搬送方向に対し直交する方向での位置をそれぞれｘｎおよびｘｎ＋１として、
｜ｘｎ  −  ｘｎ＋１｜  ＞  ホワイトノイズ判定値、
なる条件を満たすとき、前記第１の穴候補をホワイトノイズであると判定し、そうでない場合、穴であると判定する、
請求項１に記載の穴検査装置。
【請求項３】
前記穴検出部は、ホワイトノイズと判定した前記穴候補の区画を前記撮像画像データから除去する、請求項１または請求項２に記載の穴検査装置。
【請求項４】
前記検査対象を撮像する撮像装置が一次元撮像デバイスを用いた撮像装置である場合、
前記画像データ取得部は、前記１ライン分を順次撮像した撮像画像データを取得し、
前記穴検出部および前記ホワイトノイズ判定部は、前記画像データ取得部が前記１ライン分の撮像画像データを取得する毎に、それぞれ前記穴検出部および前記ホワイトノイズ判定部の処理を順次実施する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の穴検査装置。
【請求項５】
前記撮像装置は、ＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の穴検査装置。
【請求項６】
前記検査対象の一方の面に光を照射する照明装置と、該検査対象の他方の面側から該検査対象を撮像する前記撮像装置と、をさらに備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の穴検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、穴検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鋼板に生じた穴を検出するために、照明とカメラとの間に検査対象の鋼板が配置された状態で、鋼板の貫通穴を通過した照明光を撮像装置で撮像し、撮像画像から穴を検出する手法が広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような穴検査装置においては、コズミック・レイ・パーティクル（α線、中性子線など）により、ＣＣＤやＣＭＯＳの撮像素子が影響を受け、その出力信号（ビデオ信号）上にスパイク上のホワイトノイズがランダムに発生し、このホワイトノイズを穴検出信号として誤検出する場合がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、コズミック・レイ・パーティクルに起因する穴の誤検出を防止できる穴検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の穴検査装置は、検査対象を撮像した撮像画像データを用いて、検査対象の撮像面の反対側から照射された光の通過を検出することにより検査対象に生じた貫通穴を検出する穴検査装置であって、画像データ取得部と、穴検出部と、ホワイトノイズ判定部とを具備する。画像データ取得部は、検査対象の撮像画像データを取得する。穴検出部は、検査対象の搬送方向に対し直交する方向の、検出する穴の大きさに応じて定まる所定の幅を有する１ライン分の撮像画像データから、検出する穴の大きさに応じて定まる所定の大きさを有する各区画のうち、穴候補検出閾値を超える輝度を有する区画を穴候補として検出する。ホワイトノイズ判定部は、穴検出部により、ある１ライン分の撮像画像データに穴候補が検出され、該１ライン分の撮像画像データの次の１ライン分の撮像画像データに穴候補が検出されなかった場合、穴検出部により検出された穴候補は、ホワイトノイズであると判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態の穴検査装置と、検査対象の鋼板等とを含む全体構成を示す図である。
【図２】図２は、ＰＣのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、ＰＣの機能構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、撮像画像データの一例を示す図である。
【図５】図５は、１スキャン分（１ライン分）の撮像画像データの一例を示す図である。
【図６】図６は、穴検出部およびホワイトノイズ判定部による、コズミック・レイ・パーティクルに起因するホワイトノイズの除去および本当の穴の検出に係る処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、一実施形態の穴検査装置について、図面を参照して説明する。
【０００９】
本実施形態の穴検査装置は、ＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラ（以下、カメラと記す）の出力信号（ビデオ信号）上に発生する、コズミック・レイ・パーティクルに起因するホワイトノイズを画像処理により除去することによって、穴の誤検出を防止する。図１に、本実施形態の穴検査装置と、検査対象の鋼板等とを含む全体構成を示す。なお、検査対象は、鋼板に限らず、任意の板状の物体を本実施形態の穴検査装置の検査対象とすることができる。
【００１０】
穴検査装置は、ＬＥＤや蛍光灯等の照明装置１（以下、照明１と記す）とカメラ２と画像処理を実施するＰＣ３とで構成される。検査現場では、図１に示すように、照明１とカメラ２との間に検査対象の鋼板４が配置された状態で、鋼板４の貫通穴６を通過した照明光をカメラ２で撮像する。なお、鋼板４は、複数のローラ７によって、Ｙ軸方向（鋼板４の長さ方向（搬送方向））に一定速度で搬送される。
【００１１】
図２に、ＰＣ３のハードウェア構成例を示す。ＰＣ３は、一般的なパーソナルコンピュータなどの情報処理装置であり、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、記憶部３４と、操作部３５と、表示部３６と、カメラＩ／Ｆ部３７とを備えている。
【００１２】
ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２や記憶部３４に記憶された基本プログラムをＲＡＭ３３に展開して実行することで、ＰＣ３の各部の動作を統括的に制御する。また、ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２や記憶部３４に記憶されたアプリケーションプログラムをＲＡＭ３３に展開して実行することで、後述する各機能部を実現する。  
【００１３】
ＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３１が実行する各種プログラムや設定情報を記憶している。ＲＡＭ３３は、ＰＣ３の主記憶装置であり、カメラ２からの撮像画像データの一時記憶にも使用する。
【００１４】
記憶部３４は、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）等の補助記憶装置であって、ＣＰＵ３１が実行する各種プログラムや設定情報を記憶している。また、記憶部３４は、後述する画像処理の結果等も記憶する。
【００１５】
操作部３５は、キーボードやマウス等の入力デバイスであって、ＰＣ３のユーザから受け付けた操作入力をＣＰＵ３１に出力する。表示部３６は、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等の表示デバイスであって、ＣＰＵ３１の制御に従い文字や画像等を表示する。また、カメラＩ／Ｆ部３７は、カメラ２からのビデオ信号を受け、そのデータをＣＰＵ３１に渡す。
【００１６】
次に、ＰＣ３の機能構成について説明する。図３は、ＰＣ３の機能構成例を示すブロック図である。同図に示すように、ＰＣ３は、ＣＰＵ３１および主記憶であるＲＡＭ３３からなる処理部３１０とアプリケーションプログラムとの協働により実現される機能部として、画像データ取得部３１１と、穴検出部３１２と、ホワイトノイズ判定部３１３とを備える。また、各部が扱うデータや処理結果は、記憶デバイス３２０（ＲＡＭ３３または記憶部３４）に格納される。
【００１７】
画像データ取得部３１１は、カメラＩ／Ｆ部３７を介して、カメラ２からの撮像画像データ３２１を順次取得し、記憶デバイス３２０に格納する。
【００１８】
穴検出部３１２は、記憶デバイス３２０に格納された撮像画像データ３２１を基に、穴候補の検出、ホワイトノイズ除去等の処理を行う。穴候補の検出結果（穴候補検出結果３２２）は、記憶デバイス３２０に格納する。
【００１９】
ホワイトノイズ判定部３１３は、穴検出部３１２による検出結果を基に、検出された穴候補がホワイトノイズか否かの判定を行う。
【００２０】
以上のように構成される本実施形態の穴検査装置において、カメラ２からのビデオ信号が、ＰＣ３に入力される。ＰＣ３では、画像データ取得部３１１により、カメラ２からのビデオ信号を、図４に示すような二次元画像としてそのデータ（撮像画像データ３２１）を記憶デバイス３２０に格納する。カメラ２として一次元ＣＣＤカメラまたは一次元ＣＭＯＳカメラ（ラインセンサ）を用いる場合は、カメラ２は、鋼板４のＸ軸方向（鋼板４の幅方向）の１ライン分を、Ｙ軸方向に向って搬送される鋼板４の移動に応じて順次スキャンしていく。そして、ＰＣ３の画像データ取得部３１１が、カメラ２によるスキャン毎の一次元画像データを順次取得し記憶デバイス３２０に格納するようにする。穴検出部３１２およびホワイトノイズ判定部３１３は、画像データ取得部３１１が１ライン分の撮像画像データ３２１を取得する毎に、それぞれの処理を順次実施する。
【００２１】
図５は、Ｘ軸方向１ライン分（図１における符号５で示すラインに相当）の撮像画像データ３２１の一例である。なお、図５において、横軸上の位置は、図１に示すＸ軸方向の位置に対応しており、縦軸は各位置における輝度である。本実施形態では、輝度のレベルを２５６階調とし、穴検出閾値（例えば、５０）を超える輝度を有する部分を穴候補として扱う。図４では、例示のため黒の区画として示している部分が穴候補である。なお、図４では、ホワイトノイズである穴候補を符号Ａで、本当の穴である穴候補を符号Ｂで、例示している。
【００２２】
なお、ラインセンサで鋼板４の表面をスキャンする際のスキャン速度は、鋼板４の搬送速度と検出する穴の大きさに応じて定まる。ここでは、１ｍｍの穴を検出するとして、撮像画像データ３２１中の１ライン分が０．５ｍｍの幅となるようスキャンする。この例では、図５で格子状に示す１区画は、０．５ｍｍの幅となる。また、撮像画像データ３２１中の各１区画が示す輝度は、各１区画を形成する画素群のいずれかの位置の画素の値をこの１区画における輝度（代表値）とするかまたは平均値をその輝度とする。
【００２３】
続いて、穴検出部３１２およびホワイトノイズ判定部３１３による処理の詳細を説明する。図６は、穴検出部３１２およびホワイトノイズ判定部３１３による、コズミック・レイ・パーティクルに起因するホワイトノイズの除去および本当の穴の検出に係る処理を説明するフローチャートである。
【００２４】
まず、穴検出部３１２で、穴候補を検索する（ステップＳ１０１）。ここでは、ＰＣ３にて格納した撮像画像データ３２１の１スキャンデータ（Ｘ軸方向１ライン分のデータ）において穴検出閾値（例えば、５０）を超える輝度を有する部分（図４における１区画の部分）を検出した場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、その部分を穴候補として認識する。穴候補となるものが検出されなかった場合は（ステップＳ１０２でＮｏ）、同図に示す一連の処理を撮像画像データ３２１のＹ軸方向（鋼板４の搬送方向に相当）に対し逆向きの次のラインについて実施する。
【００２５】
ここで穴候補が検出されると、穴検出部３１２は、このとき検出した穴候補の位置座標（ｘｎ，ｙｎ）を穴候補検出結果３２２として記憶デバイス３２０に格納する（ステップＳ１０３）。
【００２６】
次いで、穴検出部３１２は、次スキャンの撮像画像データ３２１（次のラインの撮像画像データ；一次元ＣＣＤカメラを用いた場合は、次にスキャンしたＸ軸方向の１ライン分の撮像画像データ）において、さらに穴候補を検索する。ここでは撮像画像データ３２１中の次のラインから、穴検出閾値を超える輝度を有する穴候補を検索する（ステップＳ１０４）。
【００２７】
ここで穴候補となる穴検出閾値を超える輝度を有する部分（１区画）が検出されなかった場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、ホワイトノイズ判定部３１３は、前スキャンで検出した（ｘｎ，ｙｎ）の位置座標の穴候補をホワイトノイズと判定し、この判定結果を基に、穴検出部３１２は、この穴候補を撮像画像データ３２１から除去する（ステップＳ１０６）。
【００２８】
一方、穴検出閾値を超える輝度を有する部分（１区画）があった場合は（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、穴検出部３１２は、このとき検出した穴候補の位置座標（ｘｎ＋１，ｙｎ＋１）を穴候補検出結果３２２として記憶デバイス３２０に格納する（ステップＳ１０７）。
【００２９】
そして、ホワイトノイズ判定部３１３は、下記条件により、さらにホワイトノイズ判定を実施する（ステップＳ１０８）。
【００３０】
（１）｜ｘｎ  −  ｘｎ＋１｜  ＞  ホワイトノイズ判定値（ここでは、例えば５区画分程度（約２．５ｍｍ））のとき（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、ホワイトノイズ判定部３１３は、位置座標（ｘｎ，ｙｎ）の穴候補をホワイトノイズと判定し、この判定結果を基に、穴検出部３１２は、この穴候補を撮像画像データ３２１から除去する（ステップＳ１０６）。
【００３１】
（２）｜ｘｎ  −  ｘｎ＋１｜  ≦  ホワイトノイズ判定値のとき（ステップＳ１０８でＮｏ）、ホワイトノイズ判定部３１３は、（ｘｎ，ｙｎ）の位置座標の穴候補を本当の穴と判定する（ステップＳ１０９）。この場合、穴検出部３１２は、該当の穴候補が本当の穴であるとして、撮像画像データ３２１をそのままとする。
【００３２】
そして、以上の処理（ステップＳ１０１〜Ｓ１０９）を、撮像画像データ３２１のＹ軸方向（鋼板４の搬送方向に相当）の逆向きの次のライン以降について順次行っていく。
【００３３】
以上に説明したホワイトノイズと本当の穴の判定は、コズミック・レイ・パーティクルに起因するホワイトノイズが、一般的に、Ｙ軸方向に連続して発生しないという特徴、および、Ｘ軸方向にいくつも発生しないという特徴をもつこと、ならびに、本当の穴（ここでは１ｍｍ以上）の場合、検出される穴候補が必ず３区画分（ここでは１．５ｍｍ）は連続するという特徴等をもつことを利用して、上記のようにして、ホワイトノイズと本当の穴の判別を行っている。
【００３４】
以上の画像処理によって、コズミック・レイ・パーティクルに起因するホワイトノイズを検出し、それを除去することが可能となり、穴検出の精度を上げることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１  照明装置
２  カメラ
３  ＰＣ
４  鋼板
５  スキャン対象のライン
６  貫通穴
７  ローラ
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３４  記憶部
３５  操作部
３６  表示部
３７  カメラＩ／Ｆ部
３１０  処理部
３１１  画像データ取得部
３１２  穴検出部
３１３  ホワイトノイズ判定部
３２０  記憶デバイス
３２１  撮像画像データ
３２２  穴候補検出結果
【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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