(57)【要約】【課題】長尺物に対して、搬送速度が可変しても、漏れなく画像の撮像を行えながら、重複して画像処理を行うことがないようにして、画像処理に要する負荷および時間を抑制できる長尺物の外観検査装置を提供する。【解決手段】長尺物を一定の時間間隔で撮像する撮像手段4と、長尺物2の移動距離を検出するための距離計測手段8と、画像処理手段6とを備える。画像処理手段6は、距離計測手段8からの検出結果に基づいて、画像処理を行う画像について撮像を開始した時から次の撮像を開始するまでに移動した長尺物の移動距離を算出し、この移動距離分を画像処理領域として特定し、この画像処理領域で画像処理を行う。【選択図】図２
2007003243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段で長尺物を長さ方向に連続搬送しながら、撮像手段により所定の撮像可能領域毎に長尺物を撮像し、撮像した画像を画像処理手段で処理するようにした長尺物の外観検査装置において、
搬送手段で搬送される長尺物の移動距離を検出するための距離計測手段を備え、
撮像手段は、一定の時間間隔で撮像するようにし、
画像処理手段は、距離計測手段からの検出結果に基づいて、画像処理を行う画像について撮像を開始した時から次の撮像を開始するまでに移動した長尺物の移動距離を算出し、この移動距離分を一回の撮像可能領域内における画像処理領域として特定して、この画像処理領域内で画像処理を行うことを特徴とする長尺物の外観検査装置。
【請求項２】
画像処理手段は、
撮像手段で撮像された画像を記憶する第一画像メモリと第二画像メモリとを有し、撮像手段で撮像された画像を第一画像メモリと第二画像メモリとに交互に記憶し、
一方の画像メモリに画像を記憶するために長尺物を撮像している間に、この撮像中の画像より一つ前に撮像された、他方の画像メモリに記憶されている画像を処理することを特徴とする請求項１に記載の長尺物の外観検査装置。
【請求項３】
画像処理手段は、
画像処理領域における搬送方向後端部で検出された異常部分を記憶する第一ＮＧ情報結果バッファと第二ＮＧ情報結果バッファとを有し、第一画像メモリに記憶される画像の異常部分については第一ＮＧ情報結果バッファに、第二画像メモリに記憶される画像の異常部分については第二ＮＧ情報結果バッファに記憶するようにし、
各画像処理領域が、長尺物の搬送方向両端部において、オーバーラップするように画像処理領域を設定するとともに、
画像処理中の画像について搬送方向前端部で検出された異常部分を、一つ前の画像において搬送方向後端部で検出された異常部分と照合して、それぞれの異常部分の位置の差が予め設定された閾値以下である場合に同一と判断することを特徴とする請求項２に記載の長尺物の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続搬送される長尺物の表面の欠陥を画像処理により検査する長尺物の外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺物の表面の欠陥を検出する検査装置としては、例えば、長尺物を一定速度で搬送しながら、二次元カメラを用いて長尺物の表面を撮像し、得られた画像に対して二値化処理などを行うことにより、異常部分を検出するものが知られている（例えば特許文献１に示す）。
【０００３】
特許文献１に示す検査装置では、二次元カメラの視野サイズが撮像可能領域となっており、この撮像可能領域を一つの画像フレームとして画像処理をするようになっている。特許文献１では、画像フレームが常に一定の大きさとなるように、カメラのシャッターを開くタイミングを等間隔で行うようにしている。
【０００４】
また、特許文献１に示す検査装置では、連続搬送される長尺物に対して、カメラによる撮像を漏れなく取得し検査を行う為に、撮像する画像は長尺物の走行方向に対して所定のオーバーラップ部分を設けるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開2001-124702号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す検査装置では、長尺物を一定の速度で搬送するように制御しているため、カメラのシャッターの開動作を等間隔となるように制御することにより、画像フレームが常に一定の大きさとなる。
【０００７】
しかし、長尺物の搬送速度を途中で遅くするような場合には、特許文献１の装置では、カメラのシャッターの開動作を等間隔で行っているため、隣り合う画像フレーム中で、重複して撮像されている部分が生じてしまう。
【０００８】
そして、各画像フレームについて画像処理を行ってしまうと、重複して撮像されている部分を重複して検査することになる。その結果、長尺物の異常部分が重複されて検出されるという無駄な動作が行われ、演算処理に掛かる負荷が大きくなる。
【０００９】
また、長尺物の搬送速度に関係なく、画像フレーム中に重複して撮像される部分が無いように撮像する方法としては、例えば、長尺物が、設定した移動量を超えた段階でカメラへの撮像指令を発生させる方式、いわゆるランダムシャッター方式により撮像を行うことが挙げられる。
【００１０】
ランダムシャッター方式は、外部トリガにてカメラの撮像トリガを与える方式である。この場合、図１１に示すように、外部トリガがカメラ駆動制御部Aに与えられ、カメラ駆動制御部Aは、長尺物Bを搬送する搬送装置に設ける距離計測手段Cから信号を受ける。そして、カメラ駆動制御部Aは、この信号により長尺物Bの移動量を求め、移動間隔が一定となるように、カメラDのシャッターの開動作を制御する。カメラDで撮像された画像が画像フレームE毎に画像処理装置Fに送られる。なお、図１１中のグラフは、時間tと搬送速度vの関係を示し、矢印は撮像タイミングを示している。
【００１１】
しかし、ランダムシャッター方式の場合、外部トリガにより、長尺物の移動量を求めた後に、二次元カメラのシャッターの開動作を行うようにカメラの撮像タイミングを制御しているため、ランダムシャッター内部回路のリフレッシュ時間だけ撮像タイミングが遅れてしまい、漏れなく長尺物を撮像できない場合が生じる。
【００１２】
さらに、カメラ内部の受像素子の走査の開始がカメラ内部のクロックと同期しており、トリガ発生後に露光準備を行うので、この点においても、撮像タイミングが遅れてしまう。
【００１３】
その結果、長尺物に対して漏れなく撮像するには、撮像タイミングが遅れても検査漏れなく撮像できる速度まで長尺物の搬送速度を落とす必要がある。
【００１４】
以上のように、ランダムシャッター方式では、長尺物の移動量を求めた後に、二次元カメラのシャッターの開動作を行うため、画像処理に大きな負荷が掛かってしまう。
【００１５】
また、特許文献１の検査装置では、図１２に示すように、長尺物を漏れなく全面検査する為にオーバーラップ部分Fを設けるようにしている。このように、オーバーラップ部分Fを有する場合には、隣り合う画像フレームEのオーバーラップ部分Fで検出された異常部分を照合して、異常部分の重複の確認を行う必要がある。この場合、オーバーラップ部分Fで検出された異常部分の照合を、画像処理がなされた後の各画像に基づいて行う場合には、重複を判定する処理に負荷と時間とを要する。
【００１６】
そこで、本発明は、長尺物に対して、搬送速度が可変しても、漏れなく画像の撮像を行えながら、重複して画像処理を行うことがないようにして、画像処理に要する負荷および時間を抑制できる長尺物の外観検査装置を提供することを主目的とする。また、他の目的として、撮像された画像にオーバーラップ部分がある場合には、異常部分の重複を判定する処理に要する負荷と時間を低減できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、搬送手段で長尺物を長さ方向に連続搬送しながら、撮像手段により所定の撮像可能領域毎に長尺物を撮像し、撮像した画像を画像処理手段で処理するようにした長尺物の外観検査装置において、上記問題を解決するものである。
【００１８】
本発明の長尺物の外観検査装置は、搬送手段で搬送される長尺物の移動距離を検出するための距離計測手段を備え、撮像手段は、一定の時間間隔で撮像するようにしている。
【００１９】
撮像手段としては、CCDカメラ等の二次元カメラが挙げられる。撮像手段は、視野サイズを撮像可能領域として、二次元画像を得る。この二次元画像は、画像処理手段に送られる。撮像手段は、例えば、カメラに内蔵されるカメラ駆動制御部により常に一定の時間間隔で長尺物の撮像を行うように制御する。
【００２０】
また、撮像手段で、画像を撮像する際には、長尺物に光を照射しながら行う。そのため、撮像手段の撮像領域を照らすように照明装置を配置する。照明装置は、例えば長尺物が透明の場合には、この長尺物の上方に撮像装置を配置し、下方に撮像装置と同軸上に照明装置を配置する。また、長尺物が不透明の場合には、この長尺物の上方に撮像装置と照明装置を配置する。このときは、照明装置として同軸リング照明や、同軸落射照明を用いることができる。
【００２１】
距離計測手段の検出結果は、画像処理手段に送られる。距離計測手段としては、例えばロータリーエンコーダが挙げられる。ロータリーエンコーダを用いる場合は、搬送手段に用いる搬送ローラの回転角度を検出する。この回転角度と、搬送ローラの一回転あたりの搬送量に基づいて、長尺物の移動距離を検出することができる。距離計測手段は、撮像手段の撮像タイミングに関係なく、長尺物が移動している間は、長尺物の移動距離を検出し続ける。
【００２２】
画像処理手段は、距離計測手段からの検出結果に基づいて、画像処理を行う画像について撮像を開始した時から次の撮像を開始するまでに移動した長尺物の移動距離を算出し、この移動距離分を一回の撮像可能領域内における画像処理領域として特定し、この画像処理領域内で画像処理を行う。
【００２３】
撮像装置で、二次元画像を取り込む場合、一回の撮像で取り込まれる画像は、撮像可能領域となる。この撮像可能領域における搬送方向の長さが、その画像の撮像を開始した時から次の撮像を開始するまでに移動した長尺物の移動距離である場合には、この撮像可能領域が画像処理領域となる。しかし、長尺物の搬送速度が可変、具体的には、搬送速度が遅くなった場合には、次の新たに取得した画像の中に、一つ前で撮像された部分（搬送方向に重複した部分）が含まれる事がある。
【００２４】
そこで、本発明では、画像処理手段において、この重複された領域を重複して画像処理を行わないようにする。即ち、取り込んだ画像に対して、距離計測手段から得られた長尺物の移動量を画素単位に変換し、この取得した二次元画像（撮像可能領域）から実際に移動した量だけを画像処理領域として特定する。このように画像処理領域を特定することにより、既に画像処理した部分を重複して検査することがなくなるので、異常部分が重複されて検出されるという無駄な動作が行われることを阻止できるし、演算処理に掛かる負荷を最適にできる。
【００２５】
ところで、異常部分を検出した場合に、長尺物を搬送しながら、この異常部分を機械的にマーキングしたり、もしくは除去したりする場合、マーキングまたは除去作業を行う際には、長尺物の搬送速度を徐々に落とし、作業後に、再び規定速度まで速度を上げていくようにする。
【００２６】
このような場合でも、本発明のように、実際の長尺物の移動距離に基づいて画像処理領域を特定することにより、速度の変化にも柔軟に追従させて、検査漏れが生じることなく、画像処理領域を確実に得ることができる。
【００２７】
さらに、画像処理手段は、撮像手段で撮像された画像を記憶する第一画像メモリと第二画像メモリとを有し、撮像手段で撮像された画像を第一画像メモリと第二画像メモリとに交互に記憶することが好ましい。
【００２８】
この場合、画像処理手段は、一方の画像メモリに画像を記憶するために長尺物を撮像している間に、この撮像中の画像より一つ前に撮像された、他方の画像メモリに記憶されている画像を処理する。なお、撮像した画像の画像メモリへの書き込みが終了する前に、必ず画像メモリから画像を読み出して、二値化処理、異常部分の判定などの処理が終了するように、画像処理と画像メモリへの画像の書き込みを制御する。
【００２９】
このように、画像の撮像を開始すると同時に、前に撮像した画像の処理を開始するので、従来のランダムシャッター方式のように、撮像の準備時間、撮像時間の間は、画像処理を行わないようにする必要がなくなるので、撮像トリガが与えられてから画像処理が終了するまでの時間を短くできる。
【００３０】
さらに、本発明の画像処理手段では、撮像手段で撮像した画像により、長尺物を漏れなく検査を行う為に、各画像処理領域が、長尺物の搬送方向両端部において、オーバーラップするように画像処理領域を設定することが好ましい。
【００３１】
このように、オーバーラップ部分を設定すると、オーバーラップ部分に異常部分があった場合、隣り合う２つの画像に重複した異常部分が撮像されることになる。これらの異常部分の位置データは、距離計測手段による長尺物に対する位置データと、画像の画像処理領域での位置データから算出できる。
【００３２】
そこで、オーバーラップ部分を設定する場合には、画像処理手段は、画像処理領域における搬送方向後端部で検出された異常部分を記憶する第一ＮＧ情報結果バッファと第二ＮＧ情報結果バッファとを有するようにする。
【００３３】
第一画像メモリに記憶される画像の搬送方向後端部で検出された異常部分については第一ＮＧ情報結果バッファに、第二画像メモリに記憶される画像の搬送方向後端部で検出された異常部分については第二ＮＧ情報結果バッファに記憶する。
【００３４】
そして、画像処理手段は、画像処理中の画像について搬送方向前端部で検出された異常部分を、一つ前の画像において搬送方向後端部で検出された異常部分と照合して、各異常部分の位置データの差を算出する。なお、一つ前の画像において搬送方向後端部で検出された異常部分のデータは、第一ＮＧ情報結果バッファまたは第二ＮＧ情報結果バッファから取得する。異常部分の位置の差が、予め設定された閾値以下である場合には、これらの異常部分は同一と判断する。
【００３５】
そして、異常部分が同一と判断した場合には、搬送方向後側となる画像に対しては、画像処理中に、画像処理領域の搬送方向前端部で検出された異常部分は検出済みの異常部分としてカウントしないように処理する。このように処理することで、この前端部の異常部分が、例えば、画像処理手段に設けるＮＧ総合結果バッファに記憶されないようにして、重複して異常部分の検出結果が記憶されることを防止する。
【００３６】
そして画像処理手段で処理された画像データに基づいて長尺物の表面の欠陥を判定する判定手段を備える場合には、画像処理手段で検出された異常部分を含む画像データを判定手段に送るようにする。判定手段は、例えばコンピュータにより構成される。判定手段は、画像処理手段から得た画像データに異常部分があった場合には、長尺物の表面または材質が透明の場合には内部に欠陥があると判定する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の長尺物の外観検査装置では、撮像した撮像可能領域内で検査対象となる画像処理領域を距離計測手段による移動量計測に基づいて特定するので、既に画像処理した部分を重複して検査することがない。その結果、異常部分が重複されて検出されるという無駄な動作が行われることを阻止でき、演算処理に掛かる負荷を抑えることができる。
【００３８】
さらに、第一画像メモリと第二画像メモリを用いたダブルバッファリング方式とする場合には、画像の撮像を開始すると同時に、前に撮像した画像の処理を開始することができるので、計測漏れなく、しかも、撮像トリガが与えられてから画像処理が終了するまでの時間が短い画像処理が可能となる。その結果、長尺物の搬送速度が速くても、長尺物の撮像を漏れなく確実に行える。
【００３９】
また、本発明は、撮像された画像からオーバーラップ部分を含む画像処理領域を特定する場合には、この画像処理領域内で異常部分を検出する際に、搬送方向後端部で検出された異常部分の位置データを、それぞれの画像が記憶される画像メモリに対応したＮＧ情報結果バッファに記憶するようにしている。
【００４０】
そして、画像処理中に、搬送方向前端部に異常部分が検出されたときには、この前端部の異常部分を、一つ手前の画像にて検出したＮＧ情報結果バッファに記憶されている搬送方向後端部の異常部分と照合するようにしている。そして、それぞれの異常部分の位置が、重複した場合には、同じ異常部分と判定して画像処理中の画像の前端部の異常部分は、異常部分としてカウントしないようにしている。
【００４１】
以上のように、画像処理中に、搬送方向前端部のオーバーラップ部分における異常部分の重複を判定するので、異常部分の検出結果を最終的なＮＧ総合結果バッファに記憶する際に、前記した前端部で検出された異常部分は、異常部分として記憶されない。その結果、重複して異常部分が記憶されることを無くすことができ、高速な画像処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明に係る長尺物の外観検査装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の外観検査装置1は、図１の概略構成図に示すように、検査対象となる長尺物2を連続搬送する搬送手段3と、CCDカメラ（撮像手段）4と、照明装置5と、画像処理手段6と、判定手段7とを備える。なお、本実施形態では、外観を検査する長尺物2は、透明の材料からなる樹脂シートである。
【００４３】
搬送手段3は、一対の搬送ローラ31を有し、この搬送ローラ31には、距離計測手段8が取り付けられている。距離計測手段8にはロータリーエンコーダを用いる。このエンコーダ8により、搬送ローラ31の回転数および回転角度を検出する。エンコーダ8で検出された検出結果は、画像処理手段6のカウンタ部61に入力される。エンコーダ8は、CCDカメラ4の撮像タイミングに関係なく、長尺物2が移動している間は、長尺物2の移動距離を検出し続け、この検出結果は、カウンタ部61に入力される。
【００４４】
CCDカメラ4と照明装置5は同軸になるように配置されており、CCDカメラ4が長尺物2の上方に配置され、照明装置5が長尺物2の下方に配置される。
【００４５】
図２は、画像処理手段6の内部構成を示している。画像処理手段6は、第一画像メモリ62a及び第二画像メモリ62bを有する画像取込部62、エンコーダ8からの検出結果が入力されるカウンタ部61、ＮＧ総合結果バッファ63、第一ＮＧ情報結果バッファ64、第二ＮＧ情報結果バッファ65、メモリ66、I/F部（インターフェース部）67を有している。
【００４６】
CCDカメラ4で撮像される画像は、カメラの視野サイズを撮像可能領域とした二次元画像となる。本実施形態では、図３及び図４に示すように、この撮像可能領域の二次元画像を画像フレーム21として、長尺物2の表面を、長尺物2を搬送しながら、画像フレーム21毎に連続して撮像していく。
【００４７】
なお、図３は、時間tと搬送速度vの関係を示すグラフと、グラフ中の矢印で示す撮像タイミングに対応した長尺物2における撮像が開始される位置を示している。また、図４は、直線状の傷を有する長尺物に対して、一定の時間間隔毎に順次撮像されていく画像フレーム21の状態を示している。
【００４８】
CCDカメラ4および照明装置5は、図１および図２において図示していないカメラ駆動制御部からの指令により駆動制御される。CCDカメラ4と照明装置5は、カメラ駆動制御部からの撮像指令により、同期して作動し、照明装置5で長尺物2に光を照射しながら撮像を行う。本実施形態では、CCDカメラ4による撮像のタイミングは、図３のグラフに示すように、一定の時間間隔となるように制御される。本実施形態では、30HzのCCDカメラ4を用い、33.3msec毎に撮像を行うようにしている。
【００４９】
本実施形態では、CCDカメラ4からの画像信号は、図示していないが、A/D変換器によって、A/D変換された後、画像取込部62の第一画像メモリ62aか、第二画像メモリ62bに入力される。CCDカメラ4で撮像された画像フレーム21の画像データは、図５に示すように、撮像される毎に、第一画像メモリ62aと第二画像メモリ62bとに交互に記憶されていくようになっている。
【００５０】
そして、画像処理手段6は、図５に示すように、一方の画像メモリに画像を記憶するために長尺物2を撮像している間に、他方の画像メモリに記憶され、撮像中の画像より一つ前に撮像された画像を処理する。なお、本実施形態では、撮像した画像の画像メモリへの書き込みが終了する前、即ち、33.3msecが経過する前に、必ず画像メモリから画像を読み出して、二値化処理、異常部分の判定などの処理が終了するように、画像処理と画像メモリへの画像の書き込みの動作を制御している。
【００５１】
画像処理手段6で行う画像処理は、まず、カウンタ部61に記憶されているエンコーダ8からの検出結果に基づいて、これから画像処理を行う画像について撮像を開始した時から次の撮像を開始するまでに移動した長尺物2の移動距離を算出する。そして、図４に示すように、この移動距離分を一回の撮像可能領域（画像フレーム21）内における画像処理領域22として特定し、この画像処理領域22内で二値化処理などの画像処理を行う。なお、図４において、画像処理領域22は、クロスハッチングの部分を示し、各画像フレーム21の左端に対応させた矢印は、撮像開始位置を示す。さらに、図４では、長尺物2の搬送速度を徐々に速くした場合の撮像状態を示す。図４では、搬送速度が徐々に速くなっているため、各画像フレーム21の画像処理領域22の面積は徐々に大きくなっている。
【００５２】
画像処理領域22の特定は、具体的には、CCDカメラ4で取り込んだ画像フレーム21に対して、エンコーダ8で得られた長尺物の移動量を画素単位に変換し、取得した画像フレーム21内において、実際に移動した量だけを画像処理領域22として特定する。
【００５３】
さらに、本実施形態では、画像処理手段6において、CCDカメラ4で撮像した画像データにより、長尺物2を漏れなく検査を行う為に、図４に示すように、各画像処理領域22が、長尺物2の搬送方向両端部において、オーバーラップするように画像処理領域22を設定している。このオーバーラップ部分23は、例えば、1画像フレーム21の撮像可能領域の搬送方向長さを18mmとし、長尺物2の規定搬送速度を30m/minとした場合、そのときの１画像フレームあたりの長尺物2の移動量は、16.6mmとなるので、片側のオーバーラップ部分23の長さを0.7mmに設定する。
【００５４】
このように、オーバーラップ部分23を設定する場合には、画像処理手段6は、画像処理領域22における搬送方向後端部で検出された異常部分を、第一ＮＧ情報結果バッファ64または第二ＮＧ情報結果バッファ65に記憶させる。
【００５５】
このとき、第一画像メモリ62aに記憶される画像フレーム21の異常部分については第一ＮＧ情報結果バッファ64に、第二画像メモリ62bに記憶される画像フレーム21の異常部分については第二ＮＧ情報結果バッファ65に記憶する。
【００５６】
そして、画像処理手段6は、画像処理中の画像について搬送方向前端部で検出された異常部分を、一つ前の画像において搬送方向後端部で検出された異常部分と照合して、それぞれの異常部分の位置の差が予め設定された閾値以下である場合に同一と判断する。一つ前の画像において搬送方向後端部で検出された異常部分のデータは、このデータが記憶されている第一ＮＧ情報結果バッファ64または第二ＮＧ情報結果バッファ65から取得する。
【００５７】
このように、各画像フレーム21のオーバーラップ部分23で検出された異常部分の位置データは、エンコーダ8による長尺物に対する位置データと、画像の画像処理領域22での位置データから算出する。
【００５８】
従って、オーバーラップ部分23に異常部分があった場合、一つ前の画像のおける画像処理領域22内の長尺物搬送方向後端部で検出された異常部分のデータを第一ＮＧ情報結果バッファ64または第二ＮＧ情報結果バッファ65から引出す。そして、この引出された異常部分と、その次ぎに取得した画像の画像処理領域内の搬送方向前端部で検出された異常部分とを照合する。各異常部分の位置データの差を算出し、この差が予め設定した閾値以下である場合は同一の異常部分とみなす判定を行う。
【００５９】
そして、搬送方向の後側の画像に対しては、画像処理中に、画像処理領域22の搬送方向前端部で検出された異常部分は検出済みの異常部分としてカウントしないように処理する。カウントされない前端部の異常部分は、画像処理手段6に設けるＮＧ総合結果バッファ63に記憶しないようにする。このように、ＮＧ総合結果バッファ63においては、オーバーラップ部分23で検出された異常部分は、重複して検出結果が記憶されない。
【００６０】
画像処理手段6では、画像処理プログラム68に従って、上記した異常部分の検出のための画像処理や、検出された異常部分をＮＧ総合結果バッファ63に格納したり、画像中の搬送方向後端部で検出された異常部分を第一ＮＧ情報結果バッファ64または第二ＮＧ情報結果バッファ65へに格納したりする動作、カウンタ部61のデータの引き出しの動作などを双方向バス69を介して行う。メモリ66は、画像処理プログラム68を実行するために用いる。
【００６１】
そして、I/F部67から、ＮＧ総合結果バッファ63に格納されている異常部分を含む画像データを判定手段7に転送する。判定手段7は、ＮＧ総合結果バッファ63の画像データに基づいて、画像処理領域22に異常部分があった場合には、長尺物2の表面または内部の所定の位置に欠陥があると判定する。なお、判定手段7は、コンピュータにより構成される。
【００６２】
次に、本実施形態の外観検査装置における画像処理手段6の画像処理の制御の方法について具体的に説明する。図６から図１０は、本実施形態に係る画像処理手段6における画像処理制御の手順を示すフローチャートである。
【００６３】
本実施形態では、第一画像メモリ62aへの画像の書込みを行いながら、第二画像メモリ62bに記憶されている画像フレーム21の画像処理を行う。次に、第一画像メモリ62aへの画像の書込みが終了した後に、第二画像メモリ62bへの画像の書込みを行いながら、第一画像メモリ62aに記憶されている画像フレーム21の画像処理を行う。そして、これらの画像の書込みと画像処理の動作を、長尺物2の残りの検査領域が１画像フレーム分以下になるまで繰り返す。
【００６４】
まず、第一画像メモリ62aに画像を書き込むために、CCDカメラ4による撮像を開始する(ステップS1)。このとき、撮像を開始した時間(カウンタ記憶A)がカウンタ部61に記憶される(ステップS2)。このカウンタ記憶Aは、エンコーダ8からカウンタ部61に入力された検出結果に基づいて設定される。
【００６５】
第一画像メモリ62aに画像を書き込む動作を行いながら(ステップS3)、現在書込みが行われている画像より、一つ前に撮像された画像の処理を行う(ステップS4)。ステップS4で行う画像処理は、第二画像メモリ62bに記憶されている画像データに対して行われる。なお、このステップS4の画像処理の詳しい制御については後述する。
【００６６】
第二画像メモリ62bに記憶されている画像データの画像処理が終了すると、第一画像メモリ62aへの画像の書込みを完了させる(ステップS5)。
【００６７】
次に、第二画像メモリ62bに画像を書き込むために、CCDカメラ4による撮像を開始する(ステップS6)。このとき、撮像を開始した時間(カウンタ記憶B)がカウンタ部61に記憶される(ステップS7)。この場合も、カウンタ記憶Bは、エンコーダ8からカウンタ部61に入力された検出結果に基づいて設定される。
【００６８】
第二画像メモリ62bに画像を書き込む動作を行いながら(ステップS8)、現在書込みが行われている画像より、一つ前に撮像された画像、即ち、前記したステップS3で第一画像メモリ62aに書き込まれた画像の処理を行う(ステップS9)。なお、このステップS9の画像処理の詳しい制御についても後述する。
【００６９】
第一画像メモリ62aに記憶されている画像データの画像処理が終了すると、第二画像メモリ62bへの画像の書込みを完了させる(ステップS10)。
【００７０】
次に、検査対象となる長尺物2の撮像を停止するかどうかの判定を行う(ステップS11)。撮像する画像フレーム21が残り１画像フレーム分以下の場合には、撮像を停止し、画像の撮像と画像処理を終了する。また、撮像できる画像フレーム21が残り２フレーム以上の場合には、ステップS1に戻って、ステップS1からステップS11を繰り返す。
【００７１】
前記したステップS4の第二画像メモリ62bの画像処理の制御について、図７および図８に基づいて以下に詳細に示す。
【００７２】
現在第一画像メモリ62aに書き込まれている画像フレーム21のカウンタ記憶A(撮像開始時間)をカウンタ部61から引出す(ステップS41)。さらに、これから画像処理を行おうとする第二画像メモリ62bに記憶されている画像フレーム21についてのカウンタ記憶B(撮像開始時間)をカウンタ部61から引出す(ステップS42)。
【００７３】
カウンタ記憶Bからカウンタ記憶Aを減じる演算を行い、第二画像メモリ62bに記憶されている画像フレーム21の撮像開始から、次の画像フレーム21（現在撮像中の画像フレーム）を撮像するまでの時間を算出する(ステップS43)。この算出した時間と、エンコーダ8からの検出結果に基づいて、この算出した時間内に、長尺物2が実際に移動した距離を求める(ステップS44)。この移動距離から、画像処理を行おうとする画像フレーム21（第二画像メモリ62bに記憶されている画像）に撮像されている画像のうち、長尺物2が実際に移動した距離の部分を求めることができる。この画像フレーム21中の移動距離を画素数に置き換える。
【００７４】
さらに、各画像フレーム21には、前記したオーバーラップ部分23を設定しているので、搬送方向後側のオーバーラップ部分23を画像数に置き換える。そして、後側オーバーラップ部分23と前記した移動距離とを加算して画像処理領域22を算出する(ステップS45)。
【００７５】
次に、画像フレーム21内における画像処理領域22の部分だけを二値化処理する(ステップS46)。二値化処理は、例えば、長尺物2に異物や傷などが無い正常な部分は、白色となり、異物などがある部分は黒色となって現れるように閾値をとって行う。そして、黒色部分の大きさ等を特定する(ステップS47)。黒色部分の大きさ等の特定とは、黒色部分の大きさだけでなく、長さ、重心位置も算出する。さらに、黒色部分が画像処理領域22内に複数存在する場合には、それぞれの黒色部分の大きさ等を特定する。
【００７６】
黒色部分の大きさ等が特定できたら、この黒色部分が異常部分となるか、または、正常部分の範囲内の傷等であるかを判定する基準となる閾値を定めて、黒色部分の大きさがこの閾値より大きいか否かを判定する(ステップS48)。このときの判定も、黒色部分が画像処理領域22内に複数存在する場合には、それぞれの黒色部分について、大きさの判定を行う。
【００７７】
全ての黒色部分の大きさがこの閾値以下の場合には、この画像処理領域22内には異常部分が無いと判定し(ステップS49)、この画像フレームについての画像処理制御を終了する。
【００７８】
また、一つでも、黒色部分の大きさがこの閾値より大きいものがあった場合には、この画像処理領域22内に異常部分あると判定する(ステップS50)。
【００７９】
異常部分と判定された全ての黒色部分について、画像処理領域22内における位置を算出する(ステップS51)(図８参照)。
【００８０】
次に、異常部分が画像処理領域22内の搬送方向後端部にあるか否かの判定を行う(ステップS52)。搬送方向後端部に異常部分がある場合には、この異常部分の位置を第二ＮＧ情報結果バッファ65に記憶する(ステップS53)。
【００８１】
搬送方向後端部に異常部分が無い場合、または、ステップS53の第二ＮＧ情報結果バッファ65への記憶が行われた後は、異常部分が画像処理領域22内の搬送方向前端部にあるか否かの判定を行う(ステップS54)。
【００８２】
搬送方向前端部に異常部分がある場合には、第一ＮＧ情報結果バッファ64から、一つ前に撮像された画像フレーム21についての搬送方向後端部に存在する異常部分の位置データを引出す(ステップS55)。そして、この第一ＮＧ情報結果バッファ64に記憶されている異常部分の位置データと、現在画像処理中の画像フレーム21についての搬送方向前端部に存在する異常部分の位置データとを照合する(ステップS56)。
【００８３】
各異常部分の位置データの差（照合データ）を算出し、この差が、予め設定した閾値以下か否かの判定を行う(ステップS57)。
【００８４】
位置データの差が、予め設定した閾値以下である場合には、同一の異常部分とみなす判定を行い、この画像処理中の画像処理領域22の搬送方向前端部で検出された異常部分は検出済みの異常部分としてカウントしないように処理する(ステップS58)。
【００８５】
また、位置データの差が、予め設定した閾値より大きい場合には、異なる異常部分とみなす判定を行い、この画像処理中の画像処理領域22の搬送方向前端部で検出された異常部分は異常部分としてカウントする(ステップS59)。
【００８６】
そして、ステップS58、ステップS59でのカウント処理の後は、異常部分の検出結果をＮＧ総合結果バッファ63に記憶する(ステップS60)。
【００８７】
ステップS54の異常部分が画像処理領域22内の搬送方向前端部にあるか否かの判定において、異常部分が搬送方向前端部に無いと判定した場合も、異常部分の検出結果をＮＧ総合結果バッファ63に記憶する(ステップS60)。
【００８８】
ＮＧ総合結果バッファ63に記憶された異常部分のデータをI/F部67を介して判定手段7に出力する(ステップS61)。
【００８９】
判定手段7では、前記したように、ＮＧ総合結果バッファ63の画像データに基づいて、画像処理領域22に異常部分があった場合には、長尺物2の表面または内部の所定の位置に欠陥があると判定する。
【００９０】
また、前記したステップS9の第一画像メモリ62aの画像処理の制御について、図９および図１０に基づいて以下に詳細に示す。基本的な制御は、前記したステップS4における制御と同じである。
【００９１】
現在第二画像メモリ62bに書き込まれている画像フレーム21のカウンタ記憶B(撮像開始時間)をカウンタ部61から引出す(ステップS91)。さらに、これから画像処理を行おうとする第一画像メモリ62aに記憶されている画像フレーム21についてのカウンタ記憶A(撮像開始時間)をカウンタ部61から引出す(ステップS92)。
【００９２】
カウンタ記憶Aからカウンタ記憶Bを減じる演算を行い、第一画像メモリ62aに記憶されている画像フレーム21の撮像開始から、次の画像フレーム21（現在撮像中の画像フレーム）を撮像するまでの時間を算出する(ステップS93)。この算出した時間と、エンコーダ8からの検出結果に基づいて、この算出した時間内に、長尺物2が実際に移動した距離を求める(ステップS94)。この移動距離から、画像処理を行おうとする画像フレーム21（第一画像メモリ62aに記憶されている画像）に撮像されている画像のうち、長尺物2が実際に移動した距離の部分を求めることができる。この画像フレーム21中の移動距離を画素数に置き換える。
【００９３】
さらに搬送方向後側のオーバーラップ部分23を画像数に置き換える。そして、後側オーバーラップ部分23と前記した移動距離とを加算して画像処理領域22を算出する(ステップS95)。
【００９４】
次に、画像フレーム21内における画像処理領域22の部分だけを二値化処理する(ステップS96)。そして、黒色部分の大きさ等を特定する(ステップS97)。
【００９５】
黒色部分の大きさ等が特定できたら、黒色部分の大きさがこの閾値より大きいかを判定する(ステップS98)。
【００９６】
全ての黒色部分の大きさがこの閾値以下の場合には、この画像処理領域22内には異常部分が無いと判定し(ステップS99)、この画像フレームについての画像処理制御を終了する。
【００９７】
また、一つでも、黒色部分の大きさがこの閾値より大きいものがあった場合には、この画像処理領域22内に異常部分あると判定する(ステップS100)。
【００９８】
異常部分と判定された全ての黒色部分について、画像処理領域22内における位置を算出する(ステップS101)(図１０参照)。
【００９９】
次に、異常部分が画像処理領域22内の搬送方向後端部にあるか否かの判定を行う(ステップS102)。搬送方向後端部に異常部分がある場合には、この異常部分の位置を第一ＮＧ情報結果バッファ64に記憶する(ステップS103)。
【０１００】
搬送方向後端部に異常部分が無い場合、または、ステップS103の第一ＮＧ情報結果バッファ64への記憶が行われた後は、異常部分が画像処理領域22内の搬送方向前端部にあるか否かの判定を行う(ステップS104)。
【０１０１】
搬送方向前端部に異常部分がある場合には、第二ＮＧ情報結果バッファ65から一つ前に撮像された画像フレーム21についての搬送方向後端部に存在する異常部分の位置データを引出す(ステップS105)。そして、この第二ＮＧ情報結果バッファ65に記憶されている異常部分の位置データと、現在画像処理中の画像フレーム21についての搬送方向前端部に存在する異常部分の位置データとを照合する(ステップS106)。
【０１０２】
各異常部分の位置データの差（照合データ）を算出し、この差が、予め設定した閾値以下か否かの判定を行う(ステップS107)。
【０１０３】
位置データの差が、予め設定した閾値以下である場合には、同一の異常部分とみなす判定を行い、この画像処理中の画像処理領域22の搬送方向前端部で検出された異常部分は検出済みの異常部分としてカウントしないように処理する(ステップS108)。
【０１０４】
また、位置データの差が、予め設定した閾値より大きい場合には、異なる異常部分とみなす判定を行い、この画像処理中の画像処理領域22の搬送方向前端部で検出された異常部分は異常部分としてカウントする(ステップS109)。
【０１０５】
そして、ステップS108、ステップS109でのカウント処理の後は、異常部分の検出結果をＮＧ総合結果バッファ63に記憶する(ステップS110)。
【０１０６】
ステップS104の異常部分が画像処理領域22内の搬送方向前端部にあるか否かの判定において、異常部分が搬送方向前端部に無いと判定した場合も、異常部分の検出結果をＮＧ総合結果バッファ63に記憶する(ステップS110)。
【０１０７】
ＮＧ総合結果バッファ63に記憶された異常部分のデータをI/F部67を介して判定手段7に出力する(ステップS101)。
【０１０８】
以上のように、本実施形態の長尺物の外観検査装置では、画像フレーム21内で検査対象となる画像処理領域22をエンコーダ8による移動量計測結果に基づいて特定しているので、オーバーラップ部分23を除いて、既に画像処理した部分を重複して検査することがない。その結果、異常部分が重複されて検出されるという無駄な動作が行われることを阻止でき、演算処理に掛かる負荷を抑えることができる。
【０１０９】
さらに、第一画像メモリ62aと第二画像メモリ62bに交互に画像データを記憶させて、一方の画像メモリに画像を書き込んでいる間に、他方の画像メモリに記憶させていた画像データを処理するので、画像の撮像を開始すると同時に、前に撮像した画像の処理を開始することができる。その結果、計測漏れなく、しかも、撮像トリガが与えられてから画像処理が終了するまでの時間が短い画像処理が可能となる。その結果、長尺物の搬送速度が速くても、長尺物の撮像を漏れなく確実に行える。
【０１１０】
また、本実施形態では、画像フレーム21の画像処理領域22にオーバーラップ部分23を設けているが、画像処理中に、搬送方向後端部で検出された異常部分の位置データを、次に撮像する画像フレーム21における画像処理領域22の搬送方向前端部で検出された異常部分の位置データとを照合して、これら異常部分が同一であるか否かを判定する。そして、同一の異常部分と判定した場合には、搬送方向前端部の異常部分を異常部分としてカウントせず、総合結果バッファに記憶しないようにしているので、オーバーラップ部分23において、重複して異常部分が記憶されることを無くすことができ、高速な画像処理が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明の長尺物の外観検査装置は、帯状の長いシートを搬送しながら、外観検査を行う場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の長尺物の外観検査装置の全体を示す概略構成図である。
【図２】本発明の長尺物の外観検査装置における画像処理手段の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の長尺物の外観検査装置で行う撮像のタイミングを示すための、時間tと搬送速度vの関係を示すグラフと、グラフ中の矢印で示す撮像タイミングに対応した長尺物2における撮像が開始される位置を示した図である。
【図４】直線状の傷を有する長尺物に対して、一定の時間間隔毎に順次撮像されていく画像フレーム21の状態を示した図である。
【図５】撮像される画像の書込みと画像処理を、第一画像メモリまたは第二画像メモリに対応させて行うことを説明するための説明図である。
【図６】本発明の画像処理手段における画像処理制御の全体の手順を示すフローチャートである。
【図７】第二画像メモリに記憶されている画像の画像処理制御の手順を示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートに続く、第二画像メモリに記憶されている画像の画像処理制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】第一画像メモリに記憶されている画像の画像処理制御の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートに続く、第二画像メモリに記憶されている画像の画像処理制御の手順を示すフローチャートである。
【図１１】従来の長尺物の外観検査装置で行う撮像のタイミングを示すための、時間tと搬送速度vの関係を示すグラフと、グラフ中の矢印で示す撮像タイミングに対応した長尺物2における撮像が開始される位置を示した図である。
【図１２】従来の長尺物の外観検査装置において、オーバーラップ部分を有するように撮像を行う方法を示した説明図である。
【符号の説明】
【０１１３】
1  外観検査装置
2  長尺物
21  画像フレーム      22  画像処理領域      23  オーバーラップ部分
3  搬送手段      31  搬送ローラ
4  CCDカメラ（撮像手段）
5  照明装置
6  画像処理手段
61  カウンタ部    
62  画像取込部      62a  第一画像メモリ      62b  第二画像メモリ
63  ＮＧ総合結果バッファ    
64  第一ＮＧ情報結果バッファ
65  第二ＮＧ情報結果バッファ
66  メモリ    67  I/F部    68  画像処理プログラム    69  双方向バス
7  判定手段      8  エンコーダ（距離計測手段）
【図１】
2007003243.tif 000003
【図２】
2007003243.tif 000004
【図３】
2007003243.tif 000005
【図４】
2007003243.tif 000006
【図５】
2007003243.tif 000007
【図６】
2007003243.tif 000008
【図７】
2007003243.tif 000009
【図８】
2007003243.tif 000010
【図９】
2007003243.tif 000011
【図１０】
2007003243.tif 000012
【図１１】
2007003243.tif 000013
【図１２】
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