(57)【要約】【課題】  １回の撮影及び画像処理で広い範囲で検査することができ、かつ、高精度な検査を可能とする。【解決手段】  複数本の線Ｌを所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを鋼板２００の表面で鏡面反射させて、その鋼板２００の表面に写し出される格子パターン像をカメラ５００により撮像する。画像処理装置１００は、カメラ５００から入力される画像データから、格子パターン像の線Ｌ´に沿う方向の各位置ｊにおける線Ｌ´に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成部１０１と、互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させる基準正弦波発生部１０２と、互いに直交する２つの基準正弦波データを濃度分布データにそれぞれ乗算する乗算手段１０３ａ、１０３ｂとを備え、乗算手段１０３ａ、１０３ｂにより得られた結果に基づいて、鋼板２００の表面検査を行う。【選択図】  図４
2005114421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムにおける画像処理装置であって、
上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成手段と、
互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させる基準正弦波発生手段と、
上記互いに直交する２つの基準正弦波データを上記濃度分布データにそれぞれ乗算する乗算手段とを備え、
上記乗算手段により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記基準正弦波発生手段は、予め作成されている互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
上記基準正弦波発生手段は、上記撮像装置から入力される画像データを用いて、上記互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
上記基準正弦波発生手段は、上記濃度分布データから位相のずれ成分を除去するフィルタ手段と、上記フィルタ手段の出力を９０度移相する移相手段とを有することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムにおける画像処理装置であって、
上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成手段と、
上記濃度分布データのうち位相のずれ成分を含む正弦波を通過させるフィルタ手段と、
上記フィルタ手段の出力を９０度移相する移相手段とを備え、
上記フィルタ手段及び上記移相手段により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムを利用した表面検査方法であって、
上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成手順と、
互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させる基準正弦波発生手順と、
上記互いに直交する２つの基準正弦波データを上記濃度分布データにそれぞれ乗算する乗算手順とを有し、
上記乗算手順により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行うことを特徴とする表面検査方法。
【請求項７】
複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムを利用した表面検査方法であって、
上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成手順と、
上記濃度分布データのうち位相のずれ成分を含む正弦波を通過させるフィルタ手順と、
上記フィルタ手順後の出力を９０度移相する移相手順とを有し、
上記フィルタ手順及び上記移相手順により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行うことを特徴とする表面検査方法。
【請求項８】
複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムを利用して表面検査を行うためのコンピュータプログラムであって、
上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成処理と、
互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させる基準正弦波発生処理と、
上記互いに直交する２つの基準正弦波データを上記濃度分布データにそれぞれ乗算する乗算処理とをコンピュータに実行させて、
上記乗算処理により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行うことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムを利用して表面検査を行うためのコンピュータプログラムであって、
上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成処理と、
上記濃度分布データのうち位相のずれ成分を含む正弦波を通過させるフィルタ処理と、
上記フィルタ処理後の出力を９０度移相する移相処理とをコンピュータに実行させて、
上記フィルタ処理及び上記移相処理により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行うことを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属面や塗装面等の光沢を有する検査対象物の表面の凹凸を検出するための表面検査システムにおける画像処理装置、表面検査方法、及びコンピュータプログラムに係り、特に複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムに用いられるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、板材の幅方向に沿って設けた棒状光源から光線を板材に照射して、板材に写った棒状光源の虚像をカメラで撮影するようにした光学式圧延板形状検出手法が開示されている。ここでは、カメラで撮影した画像を複数の領域に分割して、各分割領域毎に２値化処理し、次いで得られた輝線を関数式により各分割領域に板材長手方向の位置を求めるものとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９４４３９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、上記特許文献１に開示された光学式圧延板形状検出手法では、板材に写った１本の棒状の虚像をカメラで撮影するため、１回の撮影及び画像処理で狭い範囲でしか検査することができず、対象が高速に移動する際に検査間隔を密にすることができない。
【０００５】
また、２値化して輝線を求める場合、２値化のための閾値を適切に選定しないと線が途切れる等の不都合が生じることがあり、また、背景光、板材の表面の汚れや模様の影響を受けやすいため高精度の検出は困難である。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、１回の撮影及び画像処理で広い範囲で検査することができ、かつ、高精度な検査を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像処理装置は、複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムにおける画像処理装置であって、上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成手段と、互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させる基準正弦波発生手段と、上記互いに直交する２つの基準正弦波データを上記濃度分布データにそれぞれ乗算する乗算手段とを備え、上記乗算手段により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行う点に特徴を有する。
【０００８】
本発明の他の画像処理装置は、複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムにおける画像処理装置であって、上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成手段と、上記濃度分布データのうち位相のずれ成分を含む正弦波を通過させるフィルタ手段と、上記フィルタ手段の出力を９０度移相する移相手段とを備え、上記フィルタ手段及び上記移相手段により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行う点に特徴を有する。
【０００９】
本発明の表面検査方法は、複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムを利用した表面検査方法であって、上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成手順と、互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させる基準正弦波発生手順と、上記互いに直交する２つの基準正弦波データを上記濃度分布データにそれぞれ乗算する乗算手順とを有し、上記乗算手順により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行う点に特徴を有する。
【００１０】
本発明の他の表面検査方法は、複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムを利用した表面検査方法であって、上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成手順と、上記濃度分布データのうち位相のずれ成分を含む正弦波を通過させるフィルタ手順と、上記フィルタ手順後の出力を９０度移相する移相手順とを有し、上記フィルタ手順及び上記移相手順により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行う点に特徴を有する。
【００１１】
本発明のコンピュータプログラムは、複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムを利用して表面検査を行うためのコンピュータプログラムであって、上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成処理と、互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させる基準正弦波発生処理と、上記互いに直交する２つの基準正弦波データを上記濃度分布データにそれぞれ乗算する乗算処理とをコンピュータに実行させて、上記乗算処理により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行う点に特徴を有する。
【００１２】
本発明の他のコンピュータプログラムは、複数本の線を所定間隔で平行に並べてなる格子パターンを検査対象物の表面で鏡面反射させて、その検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置により撮像する表面検査システムを利用して表面検査を行うためのコンピュータプログラムであって、上記撮像装置から入力される画像データから、上記格子パターン像の線に沿う方向の各位置における線に直交する方向に沿った濃度分布を表わす濃度分布データを生成する濃度分布データ生成処理と、上記濃度分布データのうち位相のずれ成分を含む正弦波を通過させるフィルタ処理と、上記フィルタ処理後の出力を９０度移相する移相処理とをコンピュータに実行させて、上記フィルタ処理及び上記移相処理により得られた結果に基づいて、上記検査対象物の表面検査を行う点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検査対象物の表面に写し出される格子パターン像を撮像装置で撮像し、画像データを画像処理装置に入力して、画像処理により格子パターン像のゆがみを捉えるようにしたので、１回の撮影及び画像処理で広い範囲の検査を行うことができる。また、画像を２値化処理するものではないので、適切な閾値の設定が難しかったり、背景光、板材の表面の汚れや模様の影響を受けやすかったりという不都合がなく、高精度かつ高速に表面検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、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。
（第１の実施形態）
図１に、本実施形態における表面検査システムの概略構成を示す。本実施形態における表面検査システムは、長板形状の鋼板２００を検査対象物とし、その表面のロール疵のような凹凸性の疵を検査するためのものである。
【００１５】
図１に示すように、検査対象物である長板形状の鋼板２００の上方において、複数本の線Ｌを一定間隔で平行に並べてなる格子パターンが描かれた反射スクリーン３００が配置され、その反射スクリーン３００の前面が光源４００により照らされる。その結果、反射スクリーン３００での光の反射により、図２に示すように、鋼板２００の表面には複数本の線Ｌが板幅方向に延びる形で格子パターン像が写し出される（図１では図示せず）。
【００１６】
また、鋼板２００の上方において、鋼板２００の表面に写し出される格子パターン像を撮像するための撮像装置であるカメラ５００が配置される。
【００１７】
すなわち、反射スクリーン３００とカメラ５００とは、鋼板２００の表面で鏡面反射する格子パターン像を撮像することができるように、垂直面ｌを挟んで鋼板２００の両長手方向側にそれぞれ適宜な角度をなすように配置される。
【００１８】
ここで、鋼板２００の表面がフラットであれば、図２（ａ）に示すように、鋼板２００の表面に健全な格子パターン像が写し出されるのに対して、鋼板２００の表面に凹凸があると、図３に示すように鋼板２００の表面上での反射点がずれるので、図２（ｂ）に示すように、鋼板２００の表面に写し出される格子パターン像は凹凸に対応して一部がゆがむことになる。そこで、鋼板２００の表面に写し出される格子パターン像をカメラ５００で撮像し、その画像データを画像処理装置１００に入力して、画像処理により格子パターン像のゆがみを捉えることにより、鋼板２００の表面の凹凸を検査する。
【００１９】
なお、格子パターンが描かれた反射スクリーン３００ではなく、格子パターンが描かれた半透明スクリーンとして、背面側から投射するようにしてもよい。また、スクリーンを用いるのではなく、複数本の線状（棒状）の光源（例えばニクロム線に電流を流して赤外線を生じさせる）を一定間隔で平行に並べるようにしてもよい。
【００２０】
以下、図４、５を参照して、第１の実施形態における画像処理装置１００の構成、及び、画像処理装置１００での画像処理を利用した表面検査方法について説明する。濃度分布データ生成部１０１では、入力画像データ（図５（ａ）を参照）から、板幅方向（健全な格子パターン像の線Ｌ´の沿う方向）の各位置ｊ（ｊ＝０，１，２，・・・）における板長手方向（線Ｌ´に直交する方向）に沿った濃度分布を表わす濃度分布データＩj(ｋ)を生成する。ｋ（ｋ＝０，１，２，・・・）は板長手方向（線Ｌ´に直交する方向）の位置である。
【００２１】
ある板幅方向の位置ｊにおいて格子パターン像が健全であれば、最大濃度位置は等間隔に位置するので、濃度分布データは等間隔の周期波形となる。それに対して、ある板幅方向の位置ｊにおいて格子パターン像にゆがみがあれば、そのゆがみ箇所で最大濃度位置がずれるので、濃度分布データには位相のずれが生じる。図５（ｂ）には、図５（ａ）の矢印で示す板幅方向の位置（格子パターン像にゆがみのある位置）における濃度分布データを示す。なお、図５（ｂ）のグラフにおいて、縦軸は濃度値Ｉj(ｋ)、横軸は位置ｋである。同図に示す濃度分布データでは、ピークを示す位置が図５（ａ）の白い部分の最も明るい位置に対応し、格子パターン像にゆがみに対応する箇所でピーク値の間隔が変化していることが分かる。
【００２２】
基準正弦波発生部１０２では、例えば健全な格子パターン像を周波数解析する等してＲＯＭ等のメモリ上に予め作成されている互いに直交する２つの基準正弦波データ（基準sinデータ、基準cosデータ）を発生させる。図５（ｃ）には基準cosデータを示し、図５（ｄ）には基準sinデータを示す。
【００２３】
乗算器１０３ａでは、濃度分布データＩj(ｋ)と基準cosデータとを乗算して、図５（ｅ）に示すように出力Ｉａj(ｋ)を得る。また、乗算器１０３ｂでは、濃度分布データＩj(ｋ)と基準sinデータとを乗算して、図５（ｆ）に示すように出力Ｉｂj(ｋ)を得る。図５（ｅ）、（ｆ）から分かるように、ゆがみに対応する箇所で出力Ｉａj(ｋ)、Ｉｂj(ｋ)は大きく変化している。
【００２４】
ローパスフィルタ１０４ａ、１０４ｂでは、乗算器１０３ａ、１０３ｂから出力される出力Ｉａj(ｋ)、Ｉｂj(ｋ)にそれぞれローパスフィルタ処理を施すことにより、位相のずれ成分のみを含むデータＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))、ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))を抽出する。図５（ｅ）、（ｆ）に点線で示すのが、ローパスフィルタ処理後のデータＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))、ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))である。
【００２５】
座標変換部１０５では、ローパスフィルタ１０４ａ、１０４ｂから出力されるデータＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))、ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))を座標変換し、基準正弦波に対する位相変化量θと座標変換後の振幅ｒとを検出する。
【００２６】
具体的に、基準正弦波に対する位相変化量θは、
θ(ｊ，ｋ)＝−arctan[ＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))／ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))]
より求めることができる。図５（ｇ）には算出された位相変化量θ（負が遅れ）を示すが、この例では、ゆがみに対応する箇所で位相変化量θが生じている。
【００２７】
また、座標変換後の振幅ｒは、
ｒ(ｊ，ｋ)＝[ＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))2＋ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))2]1/2
より求めることができる。図５（ｈ）には算出された振幅ｒを示すが、この例では、ゆがみに対応する箇所で振幅ｒが極端に低下している。
【００２８】
上記のようにして得られた位相変化量θ及び振幅ｒに基づいて鋼板２００の表面の検査を行い、例えば位相変化量θが所定レンジから外れたり、振幅ｒが小さくなったりした場合には、鋼板２００の表面に凹凸があると判断する。
【００２９】
以上述べたように、鋼板２００の表面に写し出される格子パターン像をカメラ５００で撮像し、画像データを画像処理装置１００に入力して、画像処理により格子パターン像のゆがみを捉えるようにしたので、１回の撮影及び画像処理で広い範囲の検査を行うことができる。また、画像を２値化処理するものではないので、適切な閾値の設定が難しかったり、背景光、板材の表面の汚れや模様の影響を受けやすかったりという不都合がなく、高精度かつ高速に表面検査を行うことができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に、図６、７を参照して、第２の実施形態における画像処理装置１００の構成、及び、画像処理装置１００での画像処理を利用した表面検査方法について説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態のように互いに直交する２つの基準正弦波データを予め作成しておくものではなく、入力画像データを用いて発生させるようにしたものである。以下では、上記第１の実施形態との相違点を中心に、上記第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００３１】
濃度分布データ生成部１０１では、入力画像データ（図７（ａ）を参照）から、板幅方向（線Ｌ´の沿う方向）の各位置ｊ（ｊ＝０，１，２，・・・）における板長手方向（線Ｌ´に直交する方向）に沿った濃度分布を表わす濃度分布データＩj(ｋ)を生成する。ｋ（ｋ＝０，１，２，・・・）は板長手方向（線Ｌ´に直交する方向）の位置である。図７（ｂ）には、図７（ａ）の矢印で示す板幅方向の位置（格子パターン像にゆがみのある位置）における濃度分布データを示す。
【００３２】
基準正弦波発生部２０１では、まずバンドパスフィルタ２０２に濃度分布データＩj(ｋ)が入力される。バンドパスフィルタ２０２は、比較的狭帯域の周波数範囲を通過させるものであり、これにより位相のずれ成分を除去し、ゆがみに対応する箇所もきれいな正弦波とすることができる。この結果、図７（ｃ）に示すように、基準cosデータを発生させることができる。
【００３３】
そして、ヒルベルト変換部２０３にバンドパスフィルタ２０２の出力が入力される。ヒルベルト変換器２０３は、バンドパスフィルタ２０２により位相のずれ成分が除去された基準cosデータの位相を９０度だけ遅らせる。この結果、図７（ｄ）に示すように、基準sinデータを発生させることができる。
【００３４】
乗算器１０３ａでは、濃度分布データＩj(ｋ)と基準cosデータとを乗算して、図７（ｅ）に示すように出力Ｉａj(ｋ)を得る。また、乗算器１０３ｂでは、濃度分布データＩj(ｋ)と基準sinデータとを乗算して、図７（ｆ）に示すように出力Ｉｂj(ｋ)を得る。図７（ｅ）、（ｆ）から分かるように、ゆがみに対応する箇所で出力Ｉａj(ｋ)、Ｉｂj(ｋ)は大きく変化している。
【００３５】
ローパスフィルタ１０４ａ、１０４ｂでは、乗算器１０３ａ、１０３ｂから出力される出力Ｉａj(ｋ)、Ｉｂj(ｋ)にそれぞれローパスフィルタ処理を施すことにより、位相のずれ成分のみを含むデータＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))、ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))を抽出する。図７（ｅ）、（ｆ）に点線で示すのが、ローパスフィルタ処理後のデータＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))、ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))である。
【００３６】
座標変換部１０５では、ローパスフィルタ１０４ａ、１０４ｂから出力されるデータＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))、ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))を座標変換し、基準正弦波に対する位相変化量θと座標変換後の振幅ｒとを検出する。
【００３７】
具体的に、基準正弦波に対する位相変化量θは、
θ(ｊ，ｋ)＝−arctan[ＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))／ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))]
より求めることができる。図７（ｇ）には算出された位相変化量θ（負が遅れ）を示すが、この例では、ゆがみに対応する箇所で位相変化量θが生じている。
【００３８】
また、座標変換後の振幅ｒは、
ｒ(ｊ，ｋ)＝[ＬＰＦ(Ｉａj(ｋ))2＋ＬＰＦ(Ｉｂj(ｋ))2]1/2
より求めることができる。図７（ｈ）には算出された振幅ｒを示すが、この例では、ゆがみに対応する箇所で振幅ｒが極端に低下している。
【００３９】
上記のようにして得られた位相変化量θ及び振幅ｒに基づいて鋼板２００の表面の検査を行い、例えば位相変化量θが所定レンジから外れたり、振幅ｒが小さくなったりした場合には、鋼板２００の表面に凹凸があると判断する。
【００４０】
ところで、表面検査の際に、検査対象の鋼板２００が振動等により上下動すると、その鋼板２００の上下動により格子パターンと鋼板２００との距離等が変化して、鋼板２００の表面に写し出される格子パターン像の線Ｌ´の間隔、すなわち濃度分布データＩj(ｋ)の周波数が変わってしまうことがある。また、鋼板２００の反り等の形状不良により格子パターン像の線Ｌ´の間隔が伸縮するようなことがある。
【００４１】
この場合に、上記第１の実施形態では、予め作成されている互いに直交する２つの基準正弦波データ（基準sinデータ、基準cosデータ）を用いるため、上述したような格子パターン像の変化に対応することができない。
【００４２】
それに対して、本実施形態では、入力画像データを用いて互いに直交する２つの基準正弦波データを発生させることにより、上記のように格子パターン像の線Ｌ´の間隔が変わっても、それに対応する基準正弦波データを用いることができるので、上述したような格子パターン像の変化に対応することができ、より高精度な表面検査を行うことが可能になる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、図８、９を参照して、第３の実施形態における画像処理装置１００の構成、及び、画像処理装置１００での画像処理を利用した表面検査方法について説明する。本実施形態は、上記第１、２の実施形態のように互いに直交する２つの基準正弦波データを乗算するものではなく、濃度分布データの周波数が変化する部分を検出するようにしたものである。以下では、上記第１の実施形態との相違点を中心に、上記第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００４４】
濃度分布データ生成部１０１では、入力画像データ（図９（ａ）を参照）から、板幅方向（線Ｌ´の沿う方向）の各位置ｊ（ｊ＝０，１，２，・・・）における板長手方向（線Ｌ´に直交する方向）に沿った濃度分布を表わす濃度分布データＩj(ｋ)を生成する。ｋ（ｋ＝０，１，２，・・・）は板長手方向（線Ｌ´に直交する方向）の位置である。図９（ｂ）には、図９（ａ）の矢印で示す板幅方向の位置（格子パターン像にゆがみのある位置）における濃度分布データを示す。
【００４５】
バンドパスフィルタ３０１には、濃度分布データＩj(ｋ)が入力される。バンドパスフィルタ３０１は、上記第２の実施形態におけるバンドパスフィルタ２０２に比較して広帯域の周波数範囲を通過させるものであり、これにより直流成分が除去された位相のずれ成分を含む正弦波ＢＰＦ(Ｉj(ｋ))を通過させることができる（図９（ｃ）を参照）。
【００４６】
ヒルベルト変換部３０２には、バンドパスフィルタ３０１の出力である正弦波ＢＰＦ(Ｉj(ｋ))が入力される。ヒルベルト変換器は３０２は、バンドパスフィルタ３０１により直流成分が除去された位相のずれ成分を含む正弦波ＢＰＦ(Ｉj(ｋ))の位相を９０度だけ遅らせて、正弦波ＢＰＦ´(Ｉj(ｋ))とすることができる。（図９（ｄ）を参照）。
【００４７】
座標変換部３０３では、バンドパスフィルタ３０１及びヒルベルト変換部３０２から出力されるＢＰＦ(Ｉj(ｋ))、ＢＰＦ´(Ｉj(ｋ))を座標変換する。
【００４８】
具体的に、バンドパスフィルタ３０１の出力である正弦波ＢＰＦ(Ｉj(ｋ))の各位置ｋでの位相θは、
θ(ｊ，ｋ)＝arctan[ＢＰＦ´(Ｉj(ｋ))／ＢＰＦ(Ｉj(ｋ))]
より求めることができる（図９（ｅ）を参照）。この場合に、正弦波ＢＰＦ(Ｉj(ｋ))の位相θの値域は−π〜＋πであるので、−π及び＋πで不連続となる。そこで、不連続点を検出するとともに、その不連続点において位相補正し、図９（ｆ）に示すように、不連続点を接続したものを生成する。
【００４９】
また、座標変換後の振幅ｒは、上記第１、２の実施形態で説明したのと同様に求めることができる。
【００５０】
微分演算部３０４では、座標変換部３０３で求められた正弦波ＢＰＦ(Ｉj(ｋ))の各位置ｋでの位相θ（図９（ｆ）を参照）を微分することにより、正弦波ＢＰＦ(Ｉj(ｋ))の各位置ｋでの周波数ω(ｊ，ｋ)を求め（図９（ｇ）を参照）、ハイパスフィルタ３０５では直流成分を除去する（図９（ｈ）を参照）。
【００５１】
上記のようにして得られた周波数ω及び振幅ｒに基づいて鋼板２００の表面の検査を行い、例えば周波数ωの変化分が大きくなったり、振幅ｒが閾値より小さくなったりした場合には、鋼板２００の表面に凹凸があると判断する。
【００５２】
本実施形態でも、上記第２の実施形態と同様に、予め作成されている基準正弦波データを用いず、入力画像データだけを用いることにより、鋼板２００の上下動による格子パターン像の変化に対応することができ、より高精度な表面検査を行うことが可能になる。
【００５３】
なお、上記実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００５４】
（他の実施形態）
上記実施形態の画像処理装置１００はコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムを読み出して実行することによっても達成されることは言うまでもない。この場合、コンピュータプログラムにより上記実施の形態で説明した各機能が実現されることとなり、そのコンピュータプログラム自体が本発明を構成する。プログラムを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピー（Ｒ）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、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】表面検査システムの概略構成を示す図である。
【図２】鋼板の表面に写し出される格子パターン像を説明するための図である。
【図３】鋼板の表面に凹がある場合の様子を表わす図である。
【図４】第１の実施形態における画像処理装置の構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態における画像処理を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態における画像処理装置の構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態における画像処理を説明するための図である。
【図８】第３の実施形態における画像処理装置の構成を示す図である。
【図９】第３の実施形態における画像処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００                画像処理装置
２００                鋼板
３００                反射スクリーン
４００                光源
５００                カメラ
１０１                濃度分布データ生成部
１０２、２０１        基準正弦波発生部
１０３ａ、１０３ｂ    乗算器
１０４ａ、１０４ｂ    ローパスフィルタ
１０５                座標変換部
２０２                バンドパスフィルタ
２０３                ヒルベルト変換部
３０１                バンドパスフィルタ
３０２                ヒルベルト変換部
３０３                座標変換部
３０４                微分演算部
３０５                ハイパスフィルタ
【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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