(57)【要約】【課題】  歯面斜視画像のピクセルを展開用雛型像に転写する歯面斜視画像の展開方法を目的とするものである。【解決手段】  歯面斜視画像における各ピクセルの縦位置比率と横位置比率を求め、該各ピクセルを展開用雛型像上の同じ縦位置比率と横位置比率位置に転写するとともに、展開用雛型像上に生じるピクセルの未配置位置には隣接するピクセルの色情報の平均値となる色情報を与えたピクセルを配置させることにより、目視検査によるテープ転写と同じ情報となる画像に変換できるので、テープデータと比較してチューニングが簡単にできるうえに、季節や照明装置の新旧、光明丹等の経時変化によるずれも簡単に補正できるので検査精度を高めることができる。【選択図】                図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯面斜視画像における各ピクセルの縦位置比率と横位置比率を求め、該各ピクセルを展開用雛型像上の同じ縦位置比率と横位置比率位置に転写するとともに、展開用雛型像上に生じるピクセルの未配置位置には隣接するピクセルの色情報の平均値となる色情報を与えたピクセルを配置させることを特徴とする歯面斜視画像の展開方法。
【請求項２】
歯面斜視画像と展開用雛型像とを同じ比率で複数に区画することを特徴とする請求項１に記載の歯面斜視画像の展開方法。
【請求項３】
歯面斜視画像における各ピクセルの縦位置比率と横位置比率を、ピクセルで交差するＸ−Ｙラインに基づいて算出することを特徴とする請求項１または２に記載の歯面斜視画像の展開方法。
【請求項４】
歯面斜視画像のピクセルで交差するＸ−Ｙラインが、歯面斜視画像における１歯面の上下外形と左右外形に沿って延長させた各外形延長線の交点を通過するものとしたことを特徴とする請求項３に記載の歯面斜視画像の展開方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は差動装置の歯車を撮影して得られた歯面斜視画像の各ピクセルを展開用雛型像に転写させる歯面斜視画像の展開方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の差動装置に組み込まれるリングギヤやピニオンギヤ等の歯車は騒音の発生や異常音の発生を防止するため歯当たり検査が行なわれている。この歯当たり検査はリングギヤに光明丹または新明丹を塗布したうえ、ピニオンギヤを噛合わせて光明丹または新明丹が擦り取られたリングギヤの歯当たり面をテープに転写したうえ目視して歯当たりの重心や面積を検査していた。しかし人手による検査は熟練を要するうえに時間がかかり効率が悪いため検査を自動化する方法が種々提案されている。例えば、光明丹を歯車に塗布したうえ歯車を噛み合わせて歯当たり面を生じさせた歯面をカラー撮影し、撮影したＲＧＢカラー画像をＲ（Ｒｅｄ）Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）Ｂ（Ｂｌｕｅ）の三成分に分解したうえ二値化してＲＧＢの成分毎に検査を行う歯当たり測定機がある（例えば特許文献１参照）。またＲＧＢとは異なる黄色の塗料を歯車に塗布したうえ歯車を噛み合わせて歯当たり面を生じさせた歯面をテープに転写し、それをカラー撮影し、撮影されたＲＧＢカラー画像の歯面を画像処理して面当たりを検査する面状況の抽出方法がある（例えば特許文献２参照）。
しかし、特許文献１によるものでは撮影した斜視画像をそのまま用いて画像処理を行なっているため、歪みがあり実際の歯当たり面とは形状が異なるので、実際の歯面における歯当り位置とのずれが生じるという問題があるうえに、斜視画像には歯先や背景あるいは他の歯面が写っているため、画像処理が複雑になるという問題があった。また特許文献２によるものは、歯当り面を一枚ずつテープに転写し、転写したテープを撮影して得た撮影画像に基づいて画像処理を行ない歯当り面の検査を行うため、検査精度は高いが検査に時間がかかり、この方法でライン検査を行なうことは技術的に不可能であった。しかも歯当り面の検査は微妙で気温の異なる季節、照明装置の新旧、光明丹または新明丹を塗付してからの経時変化等により左右されるので、常時補正を行なう必要があるが、この補正は歯面のテープ転写したものを目視検査することにより行なっていた。このため精度よく補正を行なうには画像処理された歯面画像がテープ転写したものと同じ情報をもつことが好ましかった。
【特許文献１】特開平３−１１５８２９号公報
【特許文献２】特開平９−８９５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は補正が容易で検査精度を高くすることができる歯面斜視画像の展開方法を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前述の目的を達成するため本発明は、歯面斜視画像における各ピクセルの縦位置比率と横位置比率を求め、該各ピクセルを展開用雛型像上の同じ縦位置比率と横位置比率位置に転写するとともに、展開用雛型像上に生じるピクセルの未配置位置には隣接するピクセルの色情報の平均値となる色情報を与えたピクセルを配置させる歯面斜視画像の展開方法を請求項１の発明とし、請求項１の発明において、歯面斜視画像と展開用雛型像とを同じ比率で複数に区画する歯面斜視画像の展開方法を請求項２の発明とし、請求項１または２の発明において、歯面斜視画像における各ピクセルの縦位置比率と横位置比率を、ピクセルで交差するＸ−Ｙラインに基づいて算出する歯面斜視画像の展開方法を請求項３の発明とし、請求項３の発明において、歯面斜視画像のピクセルで交差するＸ−Ｙラインが、歯面斜視画像における１歯面の上下外形と左右外形に沿って延長させた各外形延長線の交点を通過するものとした歯面斜視画像の展開方法を請求項４の発明とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、歯面斜視画像における各ピクセルの縦位置比率と横位置比率を求め、該各ピクセルを展開用雛型像上の同じ縦位置比率と横位置比率位置に転写するとともに、展開用雛型像上に生じるピクセルの未配置位置には隣接するピクセルの色情報の平均値となる色情報を与えたピクセルを配置させるものとしたから、テープ転写した目視検査と同じ情報が得られるので、正確な検査結果を出したか否かをテープデータと比較して簡単にチューニングを行なうことができる。また気温の異なる季節、照明装置の新旧、光明丹または新明丹を塗付してからの経時変化等による影響をテープデータと比較して容易に補正を行なうことができるので、歯当り面の検査精度を大幅に高めることができる。しかもライン検査に組み込むことも可能となる。
請求項２のように、歯面斜視画像と展開用雛型像とを同じ比率で複数に区画することにより、歯面の円弧を直線として扱うことができるので、ピクセル位置の演算が簡単となり、コンピュータの負荷を低減させ処理速度を速めることができる。
請求項３のように、歯面斜視画像における各ピクセルの縦位置比率と横位置比率を、ピクセルで交差するＸ−Ｙラインに基づいて算出することにより、ピクセル位置の割り出しが容易となる。
請求項４のように、歯面斜視画像のピクセルで交差するＸ−Ｙラインが、歯面斜視画像における１歯面の上下外形と左右外形に沿って延長させた各外形延長線の交点を通過させることにより、ピクセル位置の割り出しをより簡単に算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１に示される装置に基いて詳細に説明する。
図１中、１は歯当り検査装置であり、該歯当り検査装置１はコンピュータ２により制御される画像処理装置３と歯車を撮影する撮影装置４および歯車を照明する照明装置５とからなるものである。
【０００７】
前記コンピュータ２は画像処理装置３による画像処理の指示や撮影装置４による撮影タイミング、照明装置５の照明時間等を制御するものである。
【０００８】
また前記画像処理装置３は、撮影装置４により撮影された歯面斜視画像から１歯面のみを切り出して抽出するとともに、切出抽出された歯面斜視画像のピクセルを展開用雛型像に転写するものである。
【０００９】
また撮影装置４はＲ・Ｇ・Ｂの各撮像素子に撮影画像のＲ・Ｇ・Ｂ成分を別々に取り込む３ＣＣＤカラーカメラよりなるものであり、３ＣＣＤカラーカメラのＲ・Ｇ・Ｂの各撮像素子に取り込まれるＲＧＢカラー画像のＲ・Ｇ・Ｂ成分は画像処理装置３に直接出力できるものとしている。
【００１０】
前記照明装置５は歯車を照明するためのもので、照明光が歯先の境界を強調できるような照明位置に配置されるものと、照明光が歯側面の境界を強調できるような照明位置に配置されるものとのふたつがある。照明装置５はＬＥＤを用いて小型化してデフケース内に配置できるものとするとともに耐久性と消費電力の低減を図ったものとしている。さらに照明装置５は青色光の照明光を発するものとして光明丹や新明丹との色に対する強調色光としている。
【００１１】
またリングギヤの撮影は差動装置の図示しないデフケースに収納されたままデフケースの点検開口を通じて行なわれるものである。
【００１２】
このように構成された装置により本発明方法を実施するには、先ず差動歯車の図１０に示されるようなリングギヤ（ハイポイドギヤ）に光明丹または新明丹を塗布する。そして光明丹または新明丹を擦り落とすため差動歯車を回転駆動させる図示しない駆動モータをリングギヤに連結した後、該駆動モータを駆動させる。次に、デフケースの点検開口から歯車に臨むように撮影装置５を配置させるとともに、リングギヤの歯面ができる限り撮影装置と平行になるように配置させて撮影像が斜視像となることをできる限り抑える。
【００１３】
そして照明装置５によりリングギヤに光明丹または新明丹の強調色光となる青色光を照射する。この照明装置５は歯先エッジを強調する照明位置と、歯側面エッジを強調する照明位置とに配置された照明装置５を二つ用いて交互に点灯させるか、一つの照明装置５を移動させて歯先エッジまたは歯側面エッジを強調するようにしてもよい。歯先エッジの強調照明は図２、３に示されるように、歯車の斜め上方から照射することにより歯先の上下エッジを明確に識別することができる。また歯側面エッジの強調照明は図４、５、６に示されるように、歯車の側方から照射することにより歯側面の両エッジを明確に識別することができる。
【００１４】
このようにして歯車を３ＣＣＤカラーカメラよりなる撮影装置４でＲ・Ｇ・Ｂ別の撮影を行う。撮影されたＲＧＢカラー画像はＲ・Ｇ・Ｂの各撮像素子に入力されるので、ＲＧＢの各撮像素子からＧ・Ｂ成分を取り出し、その輝度差に基づいて画像処理装置３により歯面の抽出を行う。Ｇ・Ｂ成分を用いることにより青色光の照明光が照射された部分と非照射との部分と輝度差が大きくなり、歯先の上下エッジおよび歯側面の両エッジを検出しやすくなるからである。
【００１５】
画像処理装置３において輝度差に基づいて歯面の抽出を行う際、歯先に光明丹がほとんど塗付されていないか、塗付されていても茶色がかった朱色の場合は各Ｒ・Ｇ・Ｂ成分毎の画像内におけるＧ成分とＢ成分の平均値輝度は３３と７５で差は４２で、歯先に赤味が強い光明丹が塗布されている場合は、画像内におけるＧ成分とＢ成分の平均値輝度は２４と３５で差は１１である。このため光明丹の色の違いによりエッジを検出する際の閾値は変える必要があり、茶色系の光明丹で４２×１．５＝６３としてこの閾値以上の輝度差が生じる点を境界とする。また赤色系の光明丹では閾値を１１×２＝２２としてこの閾値以上の差が生じる点を境界とする。茶色系の光明丹で１．５倍とし、赤色系の光明丹で２倍としたのは、輝度の差が大きい場合は閾値をあまり高くしなくても境界を検出できるが、輝度差が小さい場合は閾値の範囲を若干広げないと境界の検出が難しくなるからである。
【００１６】
撮影装置４により撮影される撮影範囲は図７に示されるように、歯車の他の歯面や背景、歯先等が含まれるため１歯分の歯面のみを切り出す。この切り出しにより隣接する歯先や背景、検査対象とならない歯面は除去されることとなる。このため撮影された歯面斜視画像における歯面の境界を表す隣接する歯先の上エッジと下エッジと歯側面の両エッジを基準にして歯面の切出しが行なわれることとなる。下エッジは図７に示されるように、不要な歯面が表されているため不要分は下エッジを一定距離上方にシフトして除去するものとする。そして図８に示されるように、上エッジとシフトされた下エッジを表すピクセルの複数個の平均位置においてポイントされる３点により切出し線を生成する。この切出し線は曲線で表されるものとなる。歯面を切出し線により切り出すのは歯面斜視画像における上下エッジは凸凹しているので、切出し線を生成しないと合わせる基準が不明確で実寸像展開雛型への合わせ込みが難しくなるからである。
【００１７】
またポイントされる３点としては上下エッジの両端と中央を設定することにより、エッジとのずれの小さい円弧の切出し線が生成される。続いて、図８に示されるように、歯側面の両エッジを表すピクセルの複数個の平均位置においてポイントされる上下２点により切出し線を生成する。この切出し線は直線で表されることとなる。そしてこのようにして生成された曲線と直線とよりなる切出し線に基いて１歯分の歯面のみを切り出しそれ以外のピクセルを背景色または無色とすることにより展開用雛形像に合わせ込みができる歯面斜視画像が得られることとなる。
【００１８】
次いで、画像処理装置３は切り出された歯面斜視画像の各ピクセルを展開用雛型像に各ピクセルを転写して展開を行なう。歯面斜視画像の各ピクセルの展開用雛型像への転写は、先ず、図９に示されるように、歯面斜視画像と展開用雛形像を同じ比率で区画する。この区画数は説明を簡単にするため上下を二つ、左右を五つとしている。具体的には上下を五つ、左右を十に区画するものとしているが、さらに細分化してもよい。ただあまり細分化すると処理が煩雑になるので、コンピュータの能力や処理速度など応じて最適数を決めるものとする。そして歯面斜視画像の区画から抽出されたピクセルを、展開用雛型像の同じ区画に転写する。
【００１９】
このピクセルの転写は図１０に示されるように、複数に区画された歯面斜視画像の歯面上下外形に沿わせて延長させた外形延長線ＥＸにより交点Ｕを求めるとともに、複数の区画された歯面斜視画像の歯側面外形に沿わせて延長させた外形延長線ＥＹにより交点Ｖを求める。そして該交点Ｕと交点Ｖとを通過するＸ−Ｙラインにより歯面斜視画像内にあるピクセルＰとを結ぶ。該Ｘ−Ｙラインに基づいて歯面斜視画像におけるピクセルＰの縦位置比率と横位置比率を算出する。そしてこれらの比率に基づいてピクセルＰを同じ縦位置比率および横位置比率を有する展開用雛型像のＱ位置に該ピクセルＰを転写する。歯面上下の外形に沿わせて延長させた外形延長線は外形の円弧に正確に沿わせずに直線としたが、歯面斜視画像におけるピクセルの縦位置比率と横位置比率を求めるＸ−Ｙラインを引く基準の交点を求めるだけであるから精度上問題は生じない。また歯面斜視画像の歪が少ない場合には、交点を求めずＸ−Ｙ方向に平行のラインを引いてピクセルの縦位置比率と横位置比率を求めてもよいことは勿論である。
【００２０】
そして歯面斜視画像のピクセルを展開用雛型像に転写展開すると、必ずピクセルが配置されないピクセルの未配置位置が必ず生じることとなる。これは斜視画像を展開用雛型像に展開されるために不可避的に発生する。このためピクセルの未配置位置が生じた場合は、ピクセルの未配置位置に隣接するピクセルの色情報の平均値となる色情報を与えたピクセルを配置させるものとする。ピクセルの未配置位置が一つでなく上下あるいは左右に複数ある場合には、左右ピクセルあるいは上下ピクセルの色情報の平均値を与えるものとする。前述したピクセルの転写展開はモーフィングの技法と似ているが、モーフィングは異なる画像間を滑らかに変化させるようにアニメーションする技法であり、斜視画像の歪みを無くして正確な画像を再現することはモーフィングの技法ではできない。
【００２１】
このようにすることにより歯面は実寸の画像として展開されることとなるので、該展開用雛型像に基づいて本出願人が既に出願した特願２００３−５７１６号の方法により展開用雛型像に表れるピクセルの画像処理を行って歯当たり検査を行えばよいものである。このようにして得られた展開用雛型像は歯面を転写したテープデータと比較しやすくなるので、チューニングや気温の異なる季節、照明装置の新旧、光明丹または新明丹を塗付してからの経時変化等に微妙に影響される際の、補正を容易に行なう事ができる。
【００２２】
なお、前記好ましい実施の形態では、１歯分の歯面のみを切り出して転写を行ってコンピュータへの負荷を低減したものとしているが、複数の歯面を展開用雛型像に転写するものとしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を説明する概略図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態における歯先エッジを強調する歯面撮影を示す正面図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態における歯先エッジを強調する撮影時の照明装置の配置位置を示す平面図である。
【図４】本発明の好ましい実施の形態における歯側面エッジを強調する歯面撮影を示す正面図である。
【図５】本発明の好ましい実施の形態における歯側面エッジを強調する撮影時の照明装置の配置位置を示す平面図である。
【図６】本発明の好ましい実施の形態における歯側面エッジを強調する撮影時の照明装置の配置位置を示す側面図である。
【図７】本発明の好ましい実施の形態における撮影装置による歯車の撮影画像を示す平面図である。
【図８】本発明の好ましい実施の形態における撮影画像から歯面の切出しを示す説明図である。
【図９】本発明の好ましい実施の形態における歯面斜視画像と展開雛型像とを複数の転写用の区画に分割した状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の好ましい実施の形態における歯面斜視画像の区画内のピクセルを展開用雛型像の区画へ転写する方法を示す説明図である。
【図１１】検査を行うリングギヤを示す平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
３  画像処理装置
４  撮影装置
５  照明装置
【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】
2005202865.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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