(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めたタイヤ表面構造の特徴部分を表す周波数に基づいて、タイヤの表面位置に対応する時間と周波数とに対応付けるウェーブレット変換のためのアナライジングウェーブレットを作成した後に、作成したアナライジングウェーブレットから整数の数値フィルタを生成して記憶する記憶手段と、
タイヤの表面構造を検出する検出手段と、
数値フィルタをアナライジングウェーブレットとして前記検出手段の検出信号をウェーブレット変換する変換手段と、
前記変換手段の変換結果を前記特徴部分を表す特徴情報として出力する出力手段と、
を備えたタイヤ検査装置。
【請求項２】
タイヤ表面構造の特徴部分を有するタイヤについてタイヤの表面位置に対応する時間と周波数とに対応付けるウェーブレット解析によって前記特徴部分の周波数を特定する特定手段をさらに備え、前記記憶手段は前記特定手段で特定した周波数による数値フィルタを記憶することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ検査装置。
【請求項３】
前記特徴部分を表す周波数に基づいてアナライジングウェーブレットを作成する作成手段をさらに備え、前記記憶手段は前記作成手段で作成したアナライジングウェーブレットによる数値フィルタを記憶することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ検査装置。
【請求項４】
アナライジングウェーブレットからウェーブレット変換用の整数の数値フィルタを生成する生成手段をさらに備え、前記記憶手段は前記生成手段で生成した数値フィルタを記憶することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のタイヤ検査装置。
【請求項５】
前記出力手段は、タイヤの表面位置に対応する時間と周波数との関係を特徴情報として出力することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のタイヤ検査装置。
【請求項６】
前記出力手段は、所定値を超えた前記変換手段の変換結果に対応するタイヤの表面位置を特徴情報として出力することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のタイヤ検査装置。
【請求項７】
前記出力手段は、前記変換手段の変換結果が所定値を超えるときに詳細検査が必要であると判定する判定手段を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のタイヤ検査装置。
【請求項８】
前記タイヤ表面構造の特徴部分は、タイヤ内面に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のタイヤ検査装置。
【請求項９】
前記タイヤ表面構造の特徴部分は、タイヤのコード露出部分であることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のタイヤ検査装置。
【請求項１０】
前記記憶手段は、数値フィルタとして、実数部と虚数部との各々を記憶することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載のタイヤ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの表面構造を検査するタイヤ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ等の被検出体について表面欠陥について、変位センサにより得られる表面形状の凹凸波形から周波数解析することにより欠陥検出する技術が各種知られている。その周波数解析には、高速フーリエ変換による技術が一般的に知られている。この高速フーリエ変換による方法では、計測データに含まれる雑音（ノイズ）の除去、又は欠陥部の抽出（欠陥位置の特定）が可能である。
【０００３】
ところで、高速フーリエ変換では、周波数解析結果の周波数を得ることが可能であるが、その位置を特定することが困難であった。このため、タイヤ外面の変位をセンサにより検知し、その変位信号であるセンサ出力信号についてウェーブレット処理により波形を得て、得られた波形と欠陥波形とを比較することによりタイヤ欠陥を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１０６４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ウェーブレット処理により波形を得る方法では、あらゆるパラメータを詳細に設定して処理しなければならず、処理負荷が膨大になる。このため、膨大な処理時間を要するので、タイヤの検査に適用するのには実用的ではない。また、目視の容易性からタイヤ外面の変位をセンサにより検知することは比較的容易であるが、目視確認が難しいタイヤ内面への適用は困難である。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、タイヤの外面及び内面に拘わらず短時間で高精度にタイヤ表面の欠陥検出することができるタイヤ検査装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明のタイヤ検査装置は、予め定めたタイヤ表面構造の特徴部分を表す周波数に基づいて、タイヤの表面位置に対応する時間と周波数とに対応付けるウェーブレット変換のためのアナライジングウェーブレットを作成した後に、作成したアナライジングウェーブレットから整数の数値フィルタを生成して記憶する記憶手段と、タイヤの表面構造を検出する検出手段と、数値フィルタをアナライジングウェーブレットとして前記検出手段の検出信号をウェーブレット変換する変換手段と、前記変換手段の変換結果を前記特徴部分を表す特徴情報として出力する出力手段と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、タイヤ表面構造の特徴部分を表す周波数に基づくウェーブレット変換のためのアナライジングウェーブレットから生成した数値フィルタが記憶手段に記憶されている。タイヤには、コードやベルト等のタイヤ構成材料が埋め込まれている。このタイヤ構成材料と外部との間にはゴムが介在するが、そのゴムが薄い場合やゴムが存在しない場合には、外部からタイヤ構成材料が見えてしまう。この外部からタイヤ構成材料を目視できる領域は、タイヤ欠陥につながる場合がある。一方、タイヤに埋め込まれるコードやベルト等のタイヤ構成材料は、周期的な凸凹構造となることが一般的である。
【０００８】
そこで、外部からタイヤ構成材料を目視できる領域を、予め定めたタイヤ表面構造の特徴部分として、その特徴部分を表す周波数を求めておく。その周波数に基づいてタイヤの表面位置に対応する時間と周波数とに対応付けるウェーブレット変換のためのアナライジングウェーブレットを作成する。これにより、前記特徴部分を抽出することが可能なウェーブレット変換のマザーウェーブレットを作成することができる。アナライジングウェーブレットは、小数点表現になるので、計算機による計算には不向きである。これは浮動小数点演算を必須とするためである。そこで、作成したアナライジングウェーブレットから整数の数値フィルタを生成する。このようにして生成した数値フィルタは、記憶手段に記憶される。
【０００９】
検出手段は、タイヤ検査のために、タイヤの表面構造を検出する。この検出は、画像情報を得る検出が好ましい。例えば、タイヤを撮影した輝度情報等の撮像情報の入力による検出が好ましい。また、光切断法のように、形状検査時点の高さ情報の入力でもよい。このような画像情報の入力によるタイヤ表面構造の検出では、２次元情報であり、その２次元情報から例えば走査線に対応する１次元情報を得て、走査線と交差する方向に複数得ることでタイヤ表面構造に対応する検出信号とすることができる。
【００１０】
変換手段は、記憶手段に記憶された数値フィルタを読み取ると共に、その数値フィルタをアナライジングウェーブレットとしてウェーブレット変換するために用いる。そして変換手段は、検出手段の検出信号をウェーブレット変換する。これにより、例えば２次元表現ではタイヤの位置に対応する時間軸と、検出信号の周期性に応じた周波数軸との座標空間上における関係を少なくとも得ることができる。なお、信号強度を追加した３次元表示も可能である。このため、出力手段は、変換手段の変換結果を特徴部分を表す特徴情報として出力する。
【００１１】
このとき、特徴部分を表す周波数に基づき作成されたアナライジングウェーブレットによる数値フィルタを用いたウェーブレット変換するので、例えば、外部からタイヤ構成材料を目視できる領域に相当するタイヤ表面構造の特徴部分を指定できる変換結果を得ることができる。従って、出力手段の出力である特徴情報をタイヤ上の位置に対応させた数値で表示したりタイヤ形状に合わせた領域表示させたりすることで、外部からタイヤ構成材料を目視できる領域に相当する、タイヤ表面構造の特徴部分を提示することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ検査装置において、タイヤ表面構造の特徴部分を有するタイヤについてタイヤの表面位置に対応する時間と周波数とに対応付けるウェーブレット解析によって前記特徴部分の周波数を特定する特定手段をさらに備え、前記記憶手段は前記特定手段で特定した周波数による数値フィルタを記憶することを特徴とする。この発明によれば、特定手段を備えて、ウェーブレット解析により特徴部分の周波数を特定するので、予め各種実験を行うことなく、ウェーブレット解析のみによる計算によって、周波数を特定できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のタイヤ検査装置において、前記特徴部分を表す周波数に基づいてアナライジングウェーブレットを作成する作成手段をさらに備え、前記記憶手段は前記作成手段で作成したアナライジングウェーブレットによる数値フィルタを記憶することを特徴とする。この発明によれば、作成手段により特徴部分を表す周波数に基づくアナライジングウェーブレットを作成するので、記憶手段に記憶する数値フィルタを生成するためのアナライジングウェーブレットの作成が容易となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のタイヤ検査装置において、アナライジングウェーブレットからウェーブレット変換用の整数の数値フィルタを生成する生成手段をさらに備え、前記記憶手段は前記生成手段で生成した数値フィルタを記憶することを特徴とする。この発明によれば、生成手段により数値フィルタを生成しているので、アナライジングウェーブレットの入力のみにより容易に数値フィルタを生成することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のタイヤ検査装置において、前記出力手段は、タイヤの表面位置に対応する時間と周波数との関係を特徴情報として出力することを特徴とする。この発明によれば、タイヤの表面位置に対応する時間と周波数との関係を特徴情報として出力するので、タイヤ上の位置と周波数との対応関係を容易に把握することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のタイヤ検査装置において、前記出力手段は、所定値を超えた前記変換手段の変換結果に対応するタイヤの表面位置を特徴情報として出力することを特徴とする。この発明によれば、外部からタイヤ構成材料を目視でき、タイヤ欠陥につながる可能性が高い領域に相当する変換結果の値を所定値とすることで、タイヤ欠陥につながる可能性が高いタイヤの表面位置を提示することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のタイヤ検査装置において、前記出力手段は、前記変換手段の変換結果が所定値を超えるときに詳細検査が必要であると判定する判定手段を含むことを特徴とする。この発明によれば、判定手段により所定値を超える変換結果を判定するので、容易にタイヤ欠陥につながる可能性が高いタイヤの有無を判定することができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のタイヤ検査装置において、前記タイヤ表面構造の特徴部分は、タイヤ内面に位置することを特徴とする。この発明によれば、タイヤ内面のタイヤ表面構造の特徴部分を検査することができる。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のタイヤ検査装置において、前記タイヤ表面構造の特徴部分は、タイヤのコード露出部分であることを特徴とする。この発明によれば、タイヤのコード露出部分を特徴部分として定めることにより、ゴムが薄い場合やゴムが存在しない場合に、コードやベルト等のタイヤ構成材料が露出した領域を容易に把握することができる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載のタイヤ検査装置において、前記記憶手段は、数値フィルタとして、実数部と虚数部との各々を記憶することを特徴とする。この発明によれば、アナライジングウェーブレットが実数部と虚数部とから構成される場合に、各々を記憶することで、容易にウェーブレット変換することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明に係るタイヤ検査装置は、特徴部分を表す周波数に基づき作成されたアナライジングウェーブレットによる数値フィルタを用いたウェーブレット変換により、例えば、外部からタイヤ構成材料を目視できる領域に相当するタイヤ表面構造の特徴部分を指定できる変換結果を得ることができる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１には、本発明の実施形態に係るタイヤ検査装置１０に検査対象である（断面図で示す）タイヤ２０が装着された状態が示されている。タイヤ検査装置１０は、タイヤ２０を保持するホルダ部１２を備えている。このホルダ部１２は、タイヤ２０を実装するホイールと同様の役目を有している。ホルダ部１２は、一対の円盤部が互いに対向かつ平行に配置されている（図１では一方側のみを示す）。ホルダ部１２の一方の中心には、モータ１６の回転軸が連結された回転軸ホルダ１４が取り付けられている。このモータ１６は、コントローラ４０に接続されている。
【００２３】
回転軸ホルダ１４には、アーム１５を介してコントローラ４０に接続されたカメラ１８が取り付けられている。カメラ１８は、タイヤ２０の内部撮影が可能に設置されている。回転軸ホルダ１４は、ホルダ部１２とアーム１５とを相対的に回転可能にするベアリング構成とされている。モータ１６は、コントローラ４０の撮影位置制御部４４からの指示信号に応じて回転駆動されて、ホルダ部１２とアーム１５とを相対的に回転させることができるようになっている。この構成によって、カメラ１８によりタイヤ２０の全周に亘って撮影することが可能になる。
【００２４】
タイヤ２０は、複数のゴム部材毎に分割されたカーカス２２を有しており、このカーカス２２はビード２６により折り返されている。このカーカス２２には各種のコードも含まれている。また、カーカス２２の内側はインナーライナー２４とされ、インナーライナー２４に延長上にはビードゴム３６が配置している。また、折り返されたカーカス２２により形成される略三角形状の領域はビードフィラー２８とされている。カーカス２２の上方には、ベルト３０が配置しており、このベルト３０の半径方向外側には溝が形成されたトレッドゴム３２が配置し、カーカス２２の軸方向外側にはサイドゴム３４が配置している。
【００２５】
図２に示すように、モータ１６はコントローラ４０の撮影位置制御部４４に接続されており、撮影するタイヤ２０内の回転位置が制御される。コントローラ４０は、図示を省略したＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータ構成とされ、図２ではコンピュータ構成のコントローラ４０をその機能別ブロックとして示した。
【００２６】
なお、コントローラ４０の図示を省略したＲＯＭには、後述するウェーブレット解析、ウェーブレット変換、及びタイヤ検査の各処理を実行する処理プログラムが格納されている。また、コントローラ４０には、記録媒体としてのフレキシブルディスクが挿抜可能なフレキシブルディスクユニット（ＦＤＵ）を備えることができる。上記処理プログラム等は、フレキシブルディスクユニットを用いてフレキシブルディスクに対して読み書きすることができる。従って、処理プログラムは、予めフレキシブルディスクに記録しておき、フレキシブルディスクユニットを介してフレキシブルディスクに記録された処理プログラムを実行してもよい。また、コントローラ４０にハードディスク装置等の大容量記憶装置（図示省略）を接続し、処理プログラムを大容量記憶装置（図示省略）へ格納（インストール）して実行するようにしてもよい。また、記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の光ディスクや、ＭＤ，ＭＯ等の光磁気ディスクがあり、これらを用いるときには、上記フレキシブルディスクユニットに代えてまたはさらに、対応する装置を用いればよい。
【００２７】
コントローラ４０の撮影位置制御部４４は、撮像部であるカメラ１８にも接続可能である（図２では点線で示す）。すなわち、カメラ１８によってタイヤ２０の内面についてタイヤ半径方向を１度に撮影することが可能であるときには、タイヤ２０とカメラ１８とを相対的に回転することで、タイヤ２０の内面を全周にわたって撮影することが可能である。一方、カメラ１８による撮影範囲が限定的であり、タイヤ２０のタイヤ半径方向内面を１度に撮影することができない場合、撮影範囲を移動しなければならない。例えばカメラ１８をタイヤ２０内部で回転（図１の矢印Ｒ方向に回転）させなければならない。この場合には、撮影範囲を移動する移動機構（回転機構）をアーム１５等に設けて、その移動機構を制御可能にコントローラ４０の撮影位置制御部４４に接続する。
【００２８】
また、撮像部であるカメラ１８はコントローラ４０の画像信号処理部４２に接続されている。画像信号処理部４２は、カメラ１８による撮像画像を一時的に記憶する画像記憶部４２Ａと、画像記憶部４２Ａに記憶されたが撮像画像から走査線に対応する１ライン毎に画像信号を出力する信号出力部４２Ｂとから構成されている。この信号出力部４２Ｂから出力される画像信号がウェーブレット変換部４８に入力されるように画像信号処理部４２の出力側が接続される。
【００２９】
ウェーブレット変換部４８は、詳細を後述するウェーブレット変換処理を実行する機能部であり、変換結果が判定処理部５０に入力されるように出力側が接続される。また、ウェーブレット変換部４８はユーザによりキーボード入力等の入力信号の入力が可能に入力部４６が接続されている。判定処理部５０は、ウェーブレット変換部４８の変換結果の変換後信号から欠陥判定処理等の信号処理する機能部である。判定処理部５０の出力側は、判定処理部５０の信号処理後すなわち演算結果等を表示する表示部５２に接続されている。
【００３０】
また、ウェーブレット変換部４８には、数値フィルタ記憶部６６が接続されている。この数値フィルタ記憶部６６は、ウェーブレット変換時に利用するアナライジングウェーブレット（マザーウェーブレット）を格納するためのものであり、後述する処理ルーチンによるウェーブレット解析によって生成されたアナライジングウェーブレットとして整数化されたフィルタ係数が格納される（値フィルタ）。
【００３１】
ここで、本実施形態では、コード露出欠陥等を検査するタイヤ検査をするためにウェーブレット変換を利用する。そのウェーブレット変換に用いるアナライジングウェーブレットは、予めウェーブレット解析によって求めたものを用いている。これらのウェーブレット解析とウェーブレット変換とは機能的には略同一であるが、タイヤ検査という観点から、コントローラ４０において実行されるものとして、機能的に分離して説明する。
【００３２】
すなわち、信号出力部４２Ｂから出力される画像信号は、ウェーブレット解析部６０にも入力されるように画像信号処理部４２の出力側が接続される。ウェーブレット解析部６０は、コード露出欠陥等を含むタイヤ２０の撮像画像からコード露出欠陥等に特有の周波数を調査するための解析部であり、その解析結果がアナライジングウェーブレット作成部６２に入力されるように出力側が接続される。アナライジングウェーブレット作成部６２は、ウェーブレット解析部６０の解析結果であるコード露出欠陥等に特有の周波数からアナライジングウェーブレットを作成する機能部である。
【００３３】
アナライジングウェーブレット作成部６２の出力側は、数値フィルタ生成部６４の入力側に接続される。数値フィルタ生成部６４は、アナライジングウェーブレット作成部６２で作成されたアナライジングウェーブレットを高速計算を可能とする数値フィルタに変換するフィルタ生成部である。この数値フィルタ生成部６４で生成された数値フィルタは、数値フィルタ記憶部６６に格納されるように、数値フィルタ生成部６４と数値フィルタ記憶部６６とが接続される。なお、ウェーブレット解析部６０から数値フィルタ記憶部６６の処理はオフライン処理が可能な構成にすることができる。
【００３４】
〔ウェーブレット変換〕
次に、本実施形態において基本となるウェーブレット変換について説明する。ウェーブレット変換は、時間的に特徴が変化する信号の解析を可能にする周波数解析の変換処理であり、局所的な事象（インパルス事象）の検出が可能である。本実施形態では、タイヤの位置を時間に対応させ、時間（タイヤ位置）と周波数を座標軸とする平面を固有の広がりを有するウェーブレット（小さい波）で埋めつくし、信号が個々のウェーブレットをどれほどの強さで含むかを表すようにする変換処理である。すなわちウェーブレットを拡大縮小そして平行移動して足し合わせることによって、入力された信号波形を表現するものである。
【００３５】
具体的には、ウェーブレット変換は、次の数式で定義される。
【００３６】
【数１】
0004763522.tif 000002
【００３７】
ここで、ａ，ｂは実数である。実数ａは、アナライジングウェーブレットを時間方向に拡大縮小する比率を決定するパラメータ（スケールパラメータ）であり、周波数に相当する。また、実数ｂは、時間のシフト量に対応し、窓の位置すなわち解析時間を決定するパラメータ（シフトパラメータ）である。従って、ウェーブレット変換は、原信号ｆと、アナライジングウェーブレット（関数）に、実数ａ，ｂをそれぞれ拡大縮小及びシフトに関するパラメータとして与えてたたみ込み演算するものである。
【００３８】
上記数式におけるアナライジングウェーブレットは、次の数式で定義される。本実施形態では、基底関数としてガボール関数を用いた場合を説明する。なお、ウェーブレット変換に用いる基底関数は、ガボール関数に限定されるものではなく、メキシカンハット、フレンチハット、メイヤー等の他の関数を用いても良い。
【００３９】
【数２】
0004763522.tif 000003
【００４０】
また、実数ａ，ｂによるパラメータ表現を加えると、数式で表すことができる。
【００４１】
【数３】
0004763522.tif 000004
【００４２】
この数式では、第２のｅｘｐ関数の項までがガボール関数に相当する。また、第２のｅｘｐ関数の項は、オイラーの更新期により角周波数ωｏ/ａの三角関数に相当する。このように定義したアナライジングウェーブレットと、ウェーブレット変換は、次の数式で表現できる。
【００４３】
【数４】
0004763522.tif 000005
【００４４】
この数式では、原信号ｆの項の後の係数項と第１のｅｘｐ関数の項までが窓関数に対応する。図３には、この窓関数の具体例を示した。図３（Ａ）は実数ａが１、実数ｂが０のガボール関数を示したものである。図３（Ｂ）は実数ａが１００、実数ｂが５、すなわち１００Ｈｚで５秒の窓関数によるイメージを示し、図３（Ｃ）は実数ａが２００、実数ｂが５、すなわち２００Ｈｚで５秒の窓関数によるイメージを示したものである。
【００４５】
なお、ガボール関数を用いたアナライジングウェーブレットは、複素関数であり、複素関数は実数部と虚数部に分離して表現できる。本実施形態では、計算負荷を抑制するため、アナライジングウェーブレットを実数部と虚数部に分離して用いている。次の数式には、分離表現したアナライジングウェーブレットを一般化して示した。
【００４６】
ｕ（ａ、ｂ）＋ｉ・ｖ（ａ、ｂ）
この数式で、ｕ（）が実数部であり、ｖ（）が虚数部である。
【００４７】
次に、上述のウェーブレット変換を用いた、本実施の形態の作用を説明する。本実施形態では、タイヤ内面のゴムが薄くカーカスのコードが露出したことによる欠陥を検査する場合を説明する。
【００４８】
本実施形態におけるタイヤ検査装置１０の動作は、ウェーブレット解析による数値フィルタの生成処理と、ウェーブレット変換による欠陥検出処理とに大別される。ウェーブレット解析による数値フィルタの生成処理は、コード露出欠陥に特有の周波数を調査するために欠陥部分をウェーブレット解析する第１工程、その欠陥部分の周波数を特定（アナライジングウェーブレットを作成するための周波数を特定）する第２工程、アナライジングウェーブレットを作成する第３工程、高速処理用の数値フィルタを生成（アナライジングウェーブレットを高速画像処理用フィルタとしての数値フィルタに変換）する第４工程から構成される。また、ウェーブレット変換による欠陥検出処理は、生成した数値フィルタを用いてコード露出部分を検出する処理である。
【００４９】
〔フィルタ生成〕
ウェーブレット解析による数値フィルタの生成処理では、コントローラ４０において図４に示す処理ルーチンが実行される。まず、検査用のサンプルとしてタイヤ内面のゴムが薄くカーカスのコードが露出したタイヤ２０をタイヤ検査装置１０に設置すると共に、カメラ１８の撮像範囲内にコードが露出した領域が含まれる撮像位置に設定する。コントローラ４０に電源投入され、数値フィルタの生成処理ルーチンの起動指示が入力部４６によりなされると、図４の処理ルーチンが実行され、ステップ１００において、入力部４６からのユーザ指示が読み取られ、その入力値に対応する検査種類の入力がなされる。ここでは、カーカスのコード露出が入力されたものとする。
【００５０】
次のステップ１０２では、カメラ１８によりタイヤ２０の内面を撮像させ、次のステップ１０４においてその撮像信号が画像信号処理部４２で読み取られる。次のステップ１０６では、入力部４６によりなされる撮像画像上の検査判定用の該当箇所の指定入力が読み取られる。ステップ１０６は、撮像画像上でのコード露出部分のタイヤ２０上の位置を指定する処理である。図５には、リッジを有するタイヤ内面の撮像画像を示したものであり、中腹部分（図５の円形領域）がコード露出部分である。図５は長手方向がタイヤ幅方向を示し直交方向がタイヤ周方向に対応する。図６には、コード露出部分である図５の中腹部分の拡大図を示している。検査判定用の該当箇所の指定入力は、画像を表示してその画像上で範囲指定された領域を読み取るようにしても良く、また、タイヤ幅方向及び直交方向の位置を時間に対応させたときの時間指定でもよい。これにより、撮像画像上（検出信号）における欠陥部分であるコード露出部分を指定できる。
【００５１】
次のステップ１０８では解析条件が設定される。この設定は、入力部４６による入力値により設定してもよく、予め格納された設定値を読み取って設定してもよい。この解析条件は、アナライジングウェーブレットのωｏと、σと、解析周波数の設定値を設定することである。ここでは、一例として、ωｏ＝２．０、σ＝２．０、解析周波数が２０〜１００Ｈｚに設定された解析条件の場合について説明する。
【００５２】
次のステップ１１０では、撮像信号を原信号ｆとすると共に解析条件に従ってウェーブレット解析が実行され、次のステップ１１２では解析結果において最も相関が高い周波数を中心周波数として求める。この解析は、ウェーブレット解析部６０において実行される。図７（Ａ）は、図５に示す撮像画像の原信号である撮像信号を示し、図７（Ｂ）は、ウェーブレット解析結果を示したものである。なお、ここでは、撮像画像の走査線に対応する１ラインの撮像信号について示している。図７（Ａ）では、横軸にタイヤ位置に対応する時間、縦軸に信号強度を座標軸とする座標空間で示している。図７（Ｂ）では、横軸に時間（タイヤ位置）、縦軸に周波数を座標軸とする座標空間で示している。上記図５及び図６に示したコード露出部分に対応する原信号ｆの範囲は領域Ｘであり、解析結果では領域Ｙである。ステップ１１０のウェーブレット解析は、コード露出欠陥に特有の周波数を調査するために欠陥部分をウェーブレット解析する第１工程であり、ステップ１１２の周波数の算出は、欠陥部分の周波数を特定（アナライジングウェーブレットを作成するための周波数を特定）する第２工程である。
【００５３】
次のステップ１１４では、アナライジングウェーブレットが作成される。この処理は、アナライジングウェーブレット作成部６２において実行される。すなわち、上記ステップ１１２においてコード露出欠陥に特有の周波数が求められたので、この周波数を用いてアナライジングウェーブレットを作成することができる。なお、本実施形態ではガボール関数を用いているので、実数部と虚数部のアナライジングウェーブレットが作成される。図８には作成されたアナライジングウェーブレットを示した。このステップ１１４が、アナライジングウェーブレットを作成する第３工程に対応する。
【００５４】
次のステップ１１６では、高速画像処理用の数値フィルタが作成される。この作成処理は、数値フィルタ生成部６４において実行されるものである。図８に示すように、アナライジングウェーブレットは、小数点表現になるので、計算機による計算には不向きである。すなわち、小数点表現のアナライジングウェーブレットを用いたウェーブレット変換は浮動小数点演算を必須とするため、計算負荷が膨大である。そこで、ステップ１１６では、作成したアナライジングウェーブレットから整数の数値フィルタを生成する。
【００５５】
本実施形態では、アナライジングウェーブレットを定数倍（例えば、１００００倍）した後、小数点を切り捨てることによって数値フィルタを生成する。また、アナライジングウェーブレットの中心（時間０）から所定時間を超えた部分の値を「０」とする。これは、アナライジングウェーブレットの中心（時間０）から所定範囲内をウェーブレットの対象とすることである。このようにすることで、アナライジングウェーブレットを整数化でき、また、微小な変動のタップを削除できる。これによって、ウェーブレット変換時の積和演算の負荷を抑制でき、計算の高速化を図ることができる。このステップ１１６は、高速処理用の数値フィルタを生成（アナライジングウェーブレットを高速画像処理用フィルタとしての数値フィルタに変換）する第４工程に対応する。図９には、高速画像処理用フィルタとしての数値フィルタを示している。
【００５６】
次に、上述のようにして生成した数値フィルタを、上記ステップ１００で指定した検査種類に対応付けて数値フィルタ記憶部６６に格納して本処理ルーチンを終了する。
【００５７】
〔欠陥検査〕
次に、タイヤ２０について、タイヤ内面にコード露出による欠陥検査をするタイヤ検査装置１０の処理について説明する。この処理は、ウェーブレット変換による欠陥検出処理であり、図４に示す処理ルーチンによって生成された数値フィルタを用いてコード露出部分を検出する処理である。
【００５８】
ウェーブレット変換による欠陥検出処理では、コントローラ４０において図１０に示す処理ルーチンが実行される。まず、検査用のタイヤ２０をタイヤ検査装置１０に設置すると共に、カメラ１８の撮像範囲をタイヤ内面に設定する。コントローラ４０に電源投入され、欠陥検出処理ルーチンの起動指示が入力部４６によりなされると、図１０の処理ルーチンが実行され、ステップ２００において、入力部４６からのユーザ指示が読み取られ、その入力値に対応する検査種類の入力がなされる。ここでは、カーカスのコード露出が入力されたものとする。
【００５９】
次のステップ２０２では、上記ステップ２００で入力された検査種類に対応する数値フィルタが数値フィルタ記憶部６６から読み取られ、ウェーブレット変換のためのアナライジングウェーブレット（マザーウェーブレット）に設定される。次のステップ２０４では、カメラ１８によりタイヤ２０の内面を撮像させ、その撮像信号が画像信号処理部４２で読み取られることで、タイヤ２０の表面構造が検出される。
【００６０】
次のステップ２０６では、撮像信号を原信号ｆとすると共に上記数値フィルタによるウェーブレット変換が実行され、次のステップ２０８において変換結果が出力される。このウェーブレット変換は、ウェーブレット変換部４８において実行される。このウェーブレット変換ではウェーブレット解析によるコード露出欠陥に特有の周波数を中心周波数とする数値フィルタであるアナライジングウェーブレットによってなされるので、その変換結果はコード露出部分に相当する領域を少なくとも含む値（信号）の出力が可能である。
【００６１】
次のステップ２１０では、変換結果に基づいてコード露出欠陥の判定処理が実行される。この判定処理は、判定処理部５０において実行される。なお、判定処理部５０には、ウェーブレット変換部４８からの変換結果の信号を入力されるようになっている。また、判定処理部５０には、入力部４６による閾値が入力されるようになっている。この閾値は、変換結果の信号についてコード露出欠陥であるかコード露出の許容範囲内であるかを判別する基準値（または基準範囲）である。この閾値を調整することで、コード露出欠陥検出感度を調整することができる。
【００６２】
また、判定処理部５０では、走査線に対応する１ラインの原信号ｆについてそのライン上でコード露出欠陥判定を行い、順次ライン毎の判定結果からコード露出欠陥領域を求める画像処理を含むことができる。このコード露出欠陥領域の大小によってコード露出欠陥判定を行うようにしてもよい。すなわち、閾値として面積を入力させ、その閾値以上の面積を有する領域をコード露出欠陥領域として判定してもよい。
【００６３】
次のステップ２１２では、ステップ２１０の判定結果から撮像画像によるタイヤ内面がコード露出欠陥を有しない良好なものであるか否かを判断する。この判断は、コード露出欠陥判定の結果に依存するものである。ステップ２１２で否定されるとステップ２１４へ進み、対応処理が実行される。この対応処理の一例は、コード露出欠陥部分が存在するので詳細検査が必要であることを、画像表示してユーザへ提示することがある。他の例としては、単にコード露出欠陥部分があることをユーザへ提示することがある。その提示は、撮像画像上にコード露出欠陥部分の領域を明示的に示すことが好ましい。一方、ステップ２１２で肯定されるとステップ２１６において良好であることを示す検査結果を出力してステップ２１８へ進む。
【００６４】
ステップ２１８では、撮影位置制御部４４によるモータ１６の回転でホルダ部１２とカメラ１８とが相対的に１回転してタイヤ内面の全てについての検査が終了したか否かを判断する。否定判断の場合は隣接するタイヤ内面を撮像するために撮影位置制御部４４によりモータ１６を回転させてステップ２０４へ戻り、上記処理を繰り返す。一方、肯定判断の場合には、ステップ２２０へ進み。タイヤ検査が終了したことを放置する等の検査終了処理を実行した後に本ルーチンを終了する。
【００６５】
このように、本実施形態では、タイヤ内面についてウェーブレット解析によるコード露出欠陥に特有の周波数を中心周波数とする数値フィルタであるアナライジングウェーブレットを用いたウェーブレット変換によってコード露出欠陥を検出するので、目視検査が困難なタイヤ２０の内面を検査することができる。また、小数点表現のアナライジングウェーブレットを整数化した数値フィルタを用いたウェーブレット変換を実行するので、演算処理の負荷軽減を図ることができる。従って、比較的短時間で、かつ簡単な作業で、タイヤ検査を行うことができる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、カメラ１８によって撮像した撮像画像の画像信号を原信号としてウェーブレット変換する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スリット状の光を投射して、段差を計測する光切断法による信号を原信号として用いても良い。
【００６７】
また、本実施形態では、タイヤ検査として目視検査が困難なタイヤ２０の内面を検査する場合を説明したが、タイヤ内面に限定されるものではなく、タイヤ外面の検査や外観検査への適用も可能である。また、本実施形態では、タイヤ検査として、コード露出欠陥を検査する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、リッジの途切れやつながり等の構造検査への適用も可能である。
【実施例】
【００６８】
次に、本発明の実施例を説明する。本実施例は、上記実施形態におけるタイヤ検査装置１０の動作について、ウェーブレット解析による数値フィルタの生成処理時の周波数特定と、ウェーブレット変換による欠陥検出処理の結果とについて実験したものである。まず、ウェーブレット解析による解析を行った。その結果を次の表に示す。
【００６９】
表１には、周波数解析したときに、コード露出部分について最も特徴のある部分として検出したときに、検出欄に「丸印」を表記している。また、解析により求められた周波数を表記している。この表から理解されるように、コード露出欠陥を検出するためには、略３０Ｈｚを中心周波数とするアナライジングウェーブレットを作成すれば、欠陥検出が容易な数値フィルタを作成することができることが理解できる。
【００７０】
【表１】
0004763522.tif 000006
【００７１】
また、中心周波数を３０Ｈｚとすると共に、整数化したアナライジングウェーブレットを生成してウェーブレット変換した結果を次の表２に示した。この表から理解されるように、微小値を削除し、不動小数点演算を排除することで、タップ数が減少され、これにより演算時間が大幅に短縮できることが理解できる。
【００７２】
【表２】
0004763522.tif 000007
【００７３】
図１１には、コード露出欠陥について、従来のフーリエ変換によってコード露出欠陥を検出した画像を示し、図１２には、上記実施形態のウェーブレット変換によってコード露出欠陥を検出した結果の画像を示した。図から理解されるように、目視検査による欠陥判別が困難な部分であっても、上記実施形態のウェーブレット変換によるコード露出欠陥検出によれば、容易に検出判定できることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態に係るタイヤ検査装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタイヤ検査装置のコントローラの概略構成を示すブロック図である。
【図３】窓関数の説明図であり、（Ａ）はガボール関数、（Ｂ）は所定条件下の窓関数、（Ｃ）は他の条件下の窓関数のイメージ図である。
【図４】ウェーブレット解析による数値フィルタの生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】タイヤ内面を撮影した撮像画像を示すイメージ図である。
【図６】図５の一部拡大図である。
【図７】（Ａ）は、撮像画像の原信号である撮像信号、（Ｂ）は、ウェーブレット解析結果を示すイメージ図である。
【図８】アナライジングウェーブレットを示す線図である。
【図９】数値フィルタを示す線図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るウェーブレット変換による欠陥検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】従来のフーリエ変換により得られるコード露出欠陥検出画像を示すイメージ図である。
【図１２】本発明が適用されたウェーブレット変換により得られるコード露出欠陥検出画像を示すイメージ図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…タイヤ検査装置
１８…カメラ
２０…タイヤ
２２…カーカス
４０…コントローラ
４２…画像信号処理部
４６…入力部
４８…ウェーブレット変換部
５０…判定処理部
５２…表示部
６０…ウェーブレット解析部
６２…アナライジングウェーブレット作成部
６４…数値フィルタ生成部
６６…数値フィルタ記憶部
【図１】
0004763522.tif 000008
【図２】
0004763522.tif 000009
【図３】
0004763522.tif 000010
【図４】
0004763522.tif 000011
【図８】
0004763522.tif 000012
【図９】
0004763522.tif 000013
【図１０】
0004763522.tif 000014
【図５】
0004763522.tif 000015
【図６】
0004763522.tif 000016
【図７】
0004763522.tif 000017
【図１１】
0004763522.tif 000018
【図１２】
0004763522.tif 000019