(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
探傷法による欠陥検査装置であって、紫外光源から紫外光を発射して検査対象物の被検査面に照射する紫外光照射部と白色光源から白色光を発射して該白色光源と前記紫外光源との間に配置した第1の偏光フィルタを介して前記被検査面に照射する白色光照射部とを有する照明手段と、該照明手段の紫外光照射部により紫外光が照射された前記被検査面または前記照明手段の白色光照射部により前記第1の偏光フィルタを介して白色光を照射された前記被検査面を紫外線カットフィルタと第2の偏光フィルタとを介して撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像して得た前記被検査面の画像から該被検査面に存在する欠陥候補を抽出する欠陥候補抽出手段と、該欠陥候補抽出手段で抽出した欠陥候補のカラー画像を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記欠陥候補抽出手段は、前記検査対象物に蛍光磁粉を塗布した被検査面に前記紫外光照射部の紫外光源から発射した紫外光を照射しているときに前記撮像手段で撮像して得た前記被検査面の蛍光画像を処理して欠陥候補を抽出する磁粉探傷欠陥候補抽出部と、前記被検査物に浸透液と現像剤を塗布した被検査面に前記白色光照射部の白色光源から発射して前記第1の偏光フィルタを透過した光を照射しているときに前記撮像手段で撮像して得た前記被検査面の画像を処理して欠陥候補を抽出する浸透探傷欠陥候補抽出部とを備えていることを特徴とする請求項1記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記磁粉探傷欠陥候補抽出部で抽出した前記欠陥候補の画像を、前記被検査面を目視観察したときと同じような画像として前記表示手段に表示することを特徴する請求項２記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
探傷法による欠陥検査装置であって、紫外光源から紫外光を発射して検査対象物の被検査面に照射する紫外光照射部と白色光源から白色光を発射して該白色光源と前記紫外光源との間に配置した第1の偏光フィルタを介して前記被検査面に照射する白色光照射部とを有する照明手段と、該照明手段の紫外光照射部により紫外光が照射された前記被検査面または前記照明手段の白色光照射部により前記第1の偏光フィルタを介して白色光を照射された前記被検査面を紫外線カットフィルタと第2の偏光フィルタとを介して撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像して得た前記被検査面の画像を記憶するカラー画像メモリ手段と、該カラー画像メモリ手段に記憶した前記被検査面の画像を処理する画像処理手段と、該画像処理手段で処理した結果を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、前記検査対象物に蛍光磁粉を塗布した被検査面に前記紫外光照射部の紫外光源から発射した紫外光を照射して前記撮像手段で撮像して得た前記被検査面の蛍光画像を処理して欠陥候補を抽出する磁粉探傷欠陥候補抽出部と、前記被検査物に浸透液と現像剤を塗布した被検査面に前記白色光照射部の白色光源から発射して前記第1の偏光フィルタを透過した光を照射して前記撮像手段で撮像して得た前記被検査面の画像を処理して欠陥候補を抽出する浸透探傷欠陥候補抽出部とを備えていることを特徴とする請求項４記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記被検査面を撮像する撮像手段の視野内に該視野の位置情報を表示する位置情報表示手段を配置したことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
前記位置情報表示手段が、スケールであることを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項８】
探傷法により欠陥を検査する方法であって、蛍光磁粉を塗布した第1の被検査面に紫外光を照射し、該紫外光が照射された前記第1の被検査面を紫外線カットフィルタを介して前記第1の被検査面からの正反射光をカットして撮像手段で撮像して前記第1の被検査面の蛍光画像を取得し、該取得した蛍光画像を処理して前記第1の被検査面の欠陥候補を抽出し、浸透液と現像剤を塗布した第2の被検査面に白色光を第1の偏光フィルタを介して照射し、該白色光が照明された前記第2の被検査面を第2の偏光フィルタを介して前記第2の被検査面からの正反射光をカットして前記撮像手段で撮像して前記第2の被検査面のカラー画像を取得し、該取得したカラー画像を処理して前記第2の被検査領域の欠陥候補を抽出し、前記抽出した第1の被検査面の欠陥候補の画像又は前記第2の被検査面の欠陥候補の画像の何れかを画面上に表示することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項９】
前記蛍光磁粉を塗布した第1の被検査面の欠陥候補を抽出することを、前記取得した蛍光画像のＲＧＢ成分のうちのＧ成分の画像を処理して欠陥候補を抽出することを特徴とする請求項８記載の欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記浸透液と現像剤を塗布した第2の被検査面の欠陥候補を抽出することを、前記撮像手段で撮像して取得した前記第2の被検査面のカラー画像のＲＧＢカラー画像データから色度ｘ、ｙ、輝度Ｙへ色度変換し、該色度変換して得たデータを用いて欠陥候補を抽出することを特徴とする請求項８記載の欠陥検査方法。
【請求項１１】
探傷法による欠陥検査方法であって、蛍光磁粉を塗布した第1の被検査面に紫外光を照射し、該紫外光が照射された前記第1の被検査面を紫外線カットフィルタを介して前記第1の被検査面からの正反射光をカットして撮像手段で撮像して前記第1の被検査面の蛍光画像を取得し、該撮像して取得した前記第1の被検査面の蛍光画像をカラー画像メモリ手段に記憶し、浸透液と現像剤を塗布した第2の被検査面に白色光を第1の偏光フィルタを介して照射し、該白色光が照明された前記第2の被検査面を第2の偏光フィルタを介して前記第2の被検査面からの正反射光をカットして前記撮像手段で撮像して前記第2の被検査面のカラー画像を取得し、該撮像して取得した前記第2の被検査面のカラー画像を前記カラー画像メモリ手段に記憶し、該カラー画像メモリ手段に記憶した前記第1の被検査面の画像又は前記第２の被検査面の画像を処理し、該画像を処理した結果を画面上に表示することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１２】
前記被検査面を撮像する前記撮像手段の視野内に該視野の位置情報を表示することを特徴とする請求項８乃至１１の何れかに記載の欠陥検査方法。
【請求項１３】
前記撮像手段の視野内に表示する位置情報が、スケールであることを特徴とする請求項１２に記載の欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、金属表面の割れなどの欠陥検査方法に関するものであり、特に浸透探傷および磁粉探傷と称される非破壊検査を行うための検査方法とその装置に関する。
背景技術
浸透探傷や磁粉探傷は、金属表面に開口をもつ割れ（クラック）等の欠陥を非破壊で検査するものである。浸透探傷に於いては、通常、浸透液と称される赤い液体を検査面に塗布し、一定時間経過したのち浸透液を拭き取り、現像剤と称される白い粉を塗布する。もし、割れ等の欠陥があれば、割れのなかに残存していた浸透液が毛細管現象により表面に出てきて、赤い欠陥指示を呈す。一方、磁粉探傷の場合は、蛍光磁粉のはいった溶液を磁性体である試験体に散布し、試験体を磁化する。割れ等の欠陥があれば、欠陥部に磁束が集中するので、蛍光磁粉が集まり、紫外線を照射すると、緑色に発光し、欠陥指示を呈する。従来は、これら欠陥指示を目視で観測し、欠陥を検査していた。
このように目視で検査していると、検査員の疲労により、欠陥の見逃しがあったり、検査員の個人差により、検査結果が異なる、検査結果が「合格」などの文字でしか残らないという検査信頼性上の問題があった。
また、磁粉探傷については、重要でかつ大量生産する部品については、自動検査装置が開発されているが、専用装置であるため、多様な形状の部品を手軽に検査できるものではなかった。
更に、浸透探傷については、表面色を高精度に２次元分布として検出する必要があるため、ポイントで高精度の色度計測が可能な色彩計があっても、２次元的な掃引が必要になり、多様な形状の部品を手軽に自動検査することは、検査時間的、コスト的に困難であった。
更にまた、試験体が大きい場合には、自動検査により得られた画像が試験体のどの部分であるか、検出された欠陥が試験体のどの部分であるのかが分からなくなる場合もあった。
更に、浸透探傷と磁粉探傷の両方を一台の装置で自動検査できれば、経済的価値は飛躍的に向上するが、このような装置、技術は、これまでになかった。
本発明の目的は、上記したような問題点を解消して、真の欠陥の判別を容易にした欠陥検査方法、欠陥検査装置及び欠陥検査支援方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、大きな試験体に対しても、欠陥位置を容易に知ることができるようにした欠陥検査方法、欠陥検査装置及び欠陥検査支援方法を提供することにある。
発明の開示
本発明では、カラービデオカメラを用いて試験体を撮像する。ただし、カラービデオカメラをそのままで使用すると、浸透探傷では、照明による試験体からの正反射光により、正しい撮像ができない。磁粉探傷では、照明光（紫外線）のため、試験体上の異物などが青く発光し、欠陥との識別を困難にする。このため、正反射光を除くために、照明とカメラの両方に偏光フィルタをいれる。また、カメラの前に紫外線をカットするための、フィルタをいれる。
カラーカメラと白色照明灯と紫外線照明灯を一つのプローブとして構成することにより、浸透探傷と磁粉探傷の両方で使えるようにする。浸透探傷のときは、カラービデオカメラからの映像信号から、試験体表面のｘｙ色度を計算し、赤い欠陥指示部分を検出する。磁粉探傷のときは、緑の映像信号に微分処理を行い、欠陥を強調してから検出する。
また、自動検査の見逃しや過検出を防ぐため、検査結果をカラー画像で表示し、自動検査で欠陥と判定した部分を矩形で囲み、検査員は、矩形部分を原画像で一つずつ確認して本当の欠陥かどうかを判定する。原画像と検査結果は、記録として、光磁気ディスクなどに保存しておく。
更に、試験体が、長尺物のように一視野にはいりきらないときは、撮像視野内にスケールをおき、スケールと検査画像とを同時に撮像することにより、検査位置を特定する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は、本発明で検査する欠陥の一例である。
（ａ）は、浸透探傷像の一例を示すものであり、試験体１には白い現像液が塗布されており、欠陥２（コントラスト大）と疑似欠陥３（コントラスト小）が観測される。浸透探傷では、欠陥２は、赤い指示模様として強調表示される。疑似欠陥は、表面研削すじなどに浸透液が溜まり、きれいに拭き取れなかったときなどに発生し、うすい赤い指示模様となる。
（ｂ）は、磁粉探傷像の一例を示すものであり、試験体１には欠陥２が存在し、すでに蛍光磁粉が塗布され、磁化されているとする。これに紫外線照明を照射すると、磁化により欠陥２に集まった蛍光磁粉が緑色に発光する。しかしながら、例えば試験体１に溶接部があると、溶接ビードに沿って蛍光磁粉が集まるため、緑色の疑似欠陥３が見えることがある。
第２図は、本発明になる欠陥検査装置の構成図である。試験体１には、欠陥２と疑似欠陥３が存在している。これをカラービデオカメラ２１で撮像する。浸透探傷像の検査のときは、白色照明灯２４ａを点灯させ、磁粉探傷試験のときは、紫外線照明灯２４ｂを点灯させる。白色照明灯２４ａは白色照明灯用コネクタ２５ａにつながっており、照明ケーブル２６により、照明電源８につながっている。
磁粉探傷のときには、紫外線照明灯用コネクタ２５ｂに照明ケーブル２６をつなげる。外光の影響をさけるため、フード２７をつける。第２図では、照明灯は、リング状のものを使用しているが、棒状のものを１個または複数個用いてもよい。
カラービデオカメラ２１のカラー映像信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂが独立した信号の場合と、複合映像信号の場合とがあるが、どちらにしてもカラー画像メモリ４でＲ、Ｇ、Ｂごとの画像データとして記憶される。カラー画像データは、コンピュータ５で解析され、欠陥検出結果がカラーモニタ６に表示される。
また、欠陥検査結果は、データ記憶装置７に保存される。更に、必要に応じて、図示されていないプリンタにより、カラーモニタ６に表示された画像をプリントアウトすることもできる。
カラービデオカメラ２１のレンズの前には、偏光フィルタ２２ａと紫外線カットフィルタ２２ｂが装着されている。また、白色照明灯２４ａの下方には、偏光フィルタ板２３が設置されている。偏光フィルタ２２ａと偏光フィルタ板２３は、浸透探傷像検査のときに照明の映り込みや、試験体１からの正反射を防ぐためのもので、カラービデオカメラ２１の出力映像信号を見ながら、偏光フィルタ２２ａを回転させて、最も映り込みや反射がないところに固定する。この偏光フィルタ２２ａの調整は、カラービデオカメラ２１の映像出力信号に基いて自動で行うようにすることもできる。
紫外線カットフィルタは、紫外線照明灯２４ｂによる付着異物などからの不要な発光を阻止するためのものである。
第３図は、偏光フィルタ２２ａと偏光フィルタ板２３の効果を示した図である。
（ａ）は、フィルタ無しのとき、（ｂ）はそれぞれのフィルタを装着し、フィルタの回転角度を調整したときの様子を示している。（ａ）では、照明の映り込み３０があり、欠陥検出を困難にしている。映り込みが環状なのは、白色照明灯２４ａが環状である場合を想定しているからである。
（ｂ）では、この映り込みがなくなっている。
第４図は、紫外線カットフィルタ２２ｂの効果を示した図である。（ａ）は、フィルタ無しのとき、（ｂ）は、フィルタを装着したときである。（ａ）では、糸屑のような異物４０による発光や試験体１からの正反射４１がカラービデオカメラ２１で撮像され、欠陥検査を難しくする。（ｂ）では、これらのノイズがカットされ、人が試験体１を目視観察したときと同じように、蛍光磁粉による発光のみの画像となっている。
先ず、第５図から第１３図を用いて、浸透探傷像における割れ欠陥の検出方法について説明する。第５図に、浸透探傷における欠陥２の自動検出方法を示す。
まず、現像剤を塗布した試験体１を白色照明灯２４ａを用いて試験体撮像５０を行う。つぎに、得られたＲ、Ｇ、Ｂカラー画像データから、各画素のｘｙ色度値を求めるところの色度変換５１を行う。
次に、現像液の基準白色色度を算出するところの、基準白色の決定５２を行い、基準白色に対する画像上の各位置での色相・色差算出５３する。
このあと、欠陥候補領域抽出５４をするため、特定範囲の色相・色差にある領域を２値化により抽出する。
真の欠陥２は、輪郭部がはっきりしており、疑似欠陥は、輪郭部が不鮮明なことが多い。このため、色差画像の微分５５を行い、抽出した欠陥候補領域の輪郭部の色差変化割合を求める。次に、欠陥候補領域の面積、縦横比、長さなどの形状計測５６を行う。このあと、欠陥の検出５７で、色差変化割合が大きく、かつ、規定以上の長さ、面積のある領域のみを真の欠陥２として検出する。さらに、検査結果をカラーモニタ６に表示し、検査員による欠陥の確認をしたあと、画像データや形状データ、位置情報などを記憶装置７に、またはプリントアウトしハードコピーとして保存する（５８）。
色による検査では、色を定量的に評価する必要がある。そのため、色度変換５１のステップでは、撮像したカラー画像のＲＧＢデータを、ＣＩＥ（国際照明委員会）の規定する色度ｘ、ｙ、輝度Ｙへ変換し、これらを用いて検査を行う。色度ｘ、ｙを２次元直交座標で表現したものを色度図と呼び、第６図に示す。色度図では、白を中心にしてその回りに各色が配置され、各色は、白から離れるほど鮮やかになる。以後、色合いを色相、各色の鮮やかさを彩度、色度図上での２つの色度値間の距離を色差と呼ぶ。浸透探傷像の色度範囲５０を第６図に示す。
本方法では、ＲＧＢデータから色度ｘ、ｙ、輝度Ｙへの変換を高精度に行うために、あらかじめ第７図に示すようなカメラ校正用色票７１を使ってカラーキャリブレーションを行う。その処理の流れを第８図に示す。カメラ校正用色票７１には、３色以上の色が塗られている。これをカラービデオカメラ２１で撮像し（８１）、各色のＲＧＢ値を算出する（８２）。また、色彩計７２により、これらの色度ｘ、ｙ及び輝度Ｙを計測する（８３）。ここで、ＲＧＢ値とｘｙＹ値との関係は、（式１）（式２）で表される。
0004045742.tif 000002
ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚは、三刺激値と呼ばれる。
0004045742.tif 000003
よって、カメラから取り込んだ各色のＲＧＢ値を（式１）（式２）に代入してｘｙＹ値を算出し、この値が色彩計で計測したｘｙＹ値と一致するようなα１１〜α３３を求めれば、カメラ固有の変換パラメータを求めることになる。未知のパラメータは９個なので、最低３色のＲＧＢ値（Ｒ１Ｇ１Ｂ１）〜（Ｒ３Ｇ３Ｂ３）とそれに対応する色彩計のｘｙＹ値（ｘ１ｙ１Ｙ１）〜（ｘ３ｙ３Ｙ３）でパラメータは算出できる。
（式２）よりＸＹＺはｘｙＹ値から下記の（式３）で算出できるので、
0004045742.tif 000004
色彩計の３色のｘｙＹ値を（式３）に代入し、ＸＹＺを求め、（式１）に代入する。
0004045742.tif 000005
これにより、カメラ固有の変換パラメータα１１〜α３３を求め（８４）、カメラのＲＧＢ値から色彩計の値と等しいｘｙＹ値を求めることが可能となる。
キャリブレーションによりあらかじめ算出したカメラ固有の変換パラメータを用いて、カメラから得られたＲＧＢ値をｘｙＹ値に色度変換し、画像中の色度分布を算出した後、５２では、画像中から現像液の色度値、すなわち、欠陥でない部分の色度を基準値として算出する。まず、画像中の各画素の色度ｘ、ｙを調べ、第９図（ａ）のグラフのように各ｘ、ｙ値をとる画素数をカウントし、色度の２次元度数分布を作る。そして、画像中で最も画素数の多いｘ色度値（第９図（ｂ））とｙ色度値（第９図（ｃ））を求める。画像中の大部分が欠陥ではない部分であることから、２次元度数分布のピーク値のｘ、ｙ色度値が基準白色のｘｙ色度値となる。
５３では、この基準白色に対する画像上の各位置での色相、色差を算出する。基準白色の色度を（ｘｃ、ｙｃ）、画像上の位置（ｉ、ｊ）での色度を（ｘｉｊ、ｙｉｊ）とすると、第１０図に示すように位置（ｉ、ｊ）での色相を、色度図上での基準色に対する向きで算出する。その算出式を（式５）に示す。
0004045742.tif 000006
また、第１１図に示すように位置（ｉ，ｊ）での色差を、色度図上での基準色からの距離で算出する。その算出式を（式６）に示す。
0004045742.tif 000007
以上のように算出した基準白色に対する画像の各位置での色相・色差より、第１２図に示すように、色相で欠陥として検出したい範囲を限定し（図では、色相θが、θ１≦θ≦θ２の範囲）、色差で基準白色との色の鮮やかさの違いの程度を限定する（図では、色差ｄが、ｄ１≦ｄ≦ｄ２の範囲）。そしてこの範囲内にある部分を欠陥候補領域として抽出する。
このように色相と色差で範囲を限定して求めた欠陥候補の中には、欠陥として検出する必要のないものもある。例えば、基準白色に対し、徐々に色度が変化していくようなものは、欠陥ではなく、輪郭がはっきりとした領域が欠陥である。そこで、このように周囲の色に対する色の変化がなだらかなものは正常部あるいは疑似欠陥３と見なし、変化が急激なもののみを欠陥２と見なす。５５では、欠陥候補領域について、基準白色との色差の変化量を求め、その値がある一定値以上のものだけを欠陥とする。
第１３図を用いて説明すると、（ａ）には５４により抽出された欠陥候補領域１３１が示されている。（ｂ）の１３３は（ａ）の１３２上の基準白色との色差グラフである。更に、１３２上の各位置での色差１３３の変化量、すなわち、１３３を微分したものが、（ｄ）の色差微分分布１３４である。このように基準白色との色差の変化量が小さいものは、微分値も小さくなる。ここで、（ｄ）に示すように、微分値がある一定値１３５より大きいもののみを欠陥領域とする。その結果、（ｃ）のように色差が大きく、かつ色差変化量が大きい、すなわち輪郭が鮮明な欠陥領域１３６のみが検出される。
次に、しきい値１３５の決定方法を第１４図を用いて説明する。第１４図（ａ）のグラフは、縦軸を色相と色差により抽出された各欠陥候補領域内の色差の最大値、横軸を各欠陥領域の輪郭部分の色差微分値の最大値にとり、真の欠陥２の値を×で、疑似欠陥３の値を○でプロットしてある。また、１４１ａは各色差微分値の度数分布、１４２ａは、色差値の度数分布である。欠陥と疑似欠陥が明らかに分かれている場合には合否判定線１４４ａは、、１４１ａと１４２ａの度数分布の谷のピーク値を通り、プロットされた点の慣性主軸１４３ａに垂直な直線１４４ａとする。また、欠陥と疑似欠陥が分離していない場合、すなわち、度数分布の谷のピークがない場合には、判定線は１４４ｂとする。つまり、全ての欠陥候補領域を欠陥として検出し、見落とし、見逃しがないようにする。
次に、磁粉探傷での欠陥検出方法について、第１５図と第１６図とを用いて説明する。
第１５図は、磁粉探傷のときの画像メモリ７の内容を解析する画像処理アルゴリズムの一例である。ＲＧＢ画像の取り込みを行い（１５１）、次に蛍光磁粉の発光情報の最も多くはいっているＧ画像の微分処理を行う（１５２）。これにより、割れ欠陥のように、線状の輝度変化の大きいところは強調され、磁粉溜りのように輝度は高いが、輝度変化の少ないところは、強調されない。
次に、Ｇ微分画像の平均値からに２値化のしきい値を決定し、２値化する（１５３）。この２値化した画像から、孤立点などの画像ノイズを除去（１５４）して、欠陥候補を求めたあと、これらの欠陥候補の長さ、コントラスト等を計算し（１５５）、これらの値が、規定値より大きい場合、欠陥と判定する。
第１６図は、欠陥と疑似欠陥との区別方法を示したものである。例えば、（ａ）に示すように、欠陥２と疑似欠陥３の輝度分布を１６１の線上でとると、（ｂ）のような輝度分布１６２が得られる。欠陥２と疑似欠陥３の輝度値は、同程度である。輝度分布１６２を微分すると（ｂ）のような輝度微分分布１６３が得られる。欠陥２は、輝度が急激に変化しており、疑似欠陥３では、なだらかに変化するので、微分処理をした結果を（ｄ）に示すような判定しきい値１６４を用いて判定することにより、（ｃ）のように欠陥２のみを抽出することができる。
さて、第１７図で、欠陥確認とデータ保存について説明する。自動検査で欠陥と疑似欠陥とを分離し、欠陥のみを抽出したはずであるが、見逃しや誤判定を防ぐため、浸透探傷のときでも、磁粉探傷のときでも、最後に目視での欠陥確認を行う。
第１７図は、欠陥の確認過程を宗すフローチャートである。まず、自動判定で欠陥と判定した部分に欠陥候補のマーカ表示を行う（１７１）。つぎに、コンピュータ５は、欠陥候補を１個づつ、検査員に判定することを要求する（１７２）。検査員は、カラーの原画像を見て、真の欠陥かどうかを判定し（１７３）、真の欠陥と認めたときは、欠陥の位置、長さ、コントラストなどは、データ記憶装置７に登録され（１７４）、マーカは、赤色に変わる（１７５）。
さて、欠陥候補の確認で、検査員が疑似欠陥と判定したときは、マーカを消去する（１７６）。まだ欠陥候補が残っているなら、次の欠陥候補にマーカを表示する。すべての欠陥候補の確認が終わると（１７７）、カラーの原画像をデータ記憶装置７に保存する（１７８）。
第１８図に、欠陥候補マーカ発生方法の一例を示す。欠陥候補１８１の始点Ｐ１と終点Ｐ２を結ぶ中心線１８２を求め、それと平行に一定値ｍ離れたところに、欠陥候補マーカ１８３の長辺ＡＢ、ＣＤを設定する。短辺ＡＤ、ＢＣも同様にして決定する。欠陥の長さは、Ｐ１とＰ２の距離とする。磁粉探傷のときには、欠陥の深さと関係するコントラストは、Ｐ１からＰ２までコントラスト算出線１８４を走査し、この線上の平均輝度と最高輝度との差をとり、この差をＰ１からＰ２までもとめ、この平均値をもって欠陥のコントラストとする。なお、欠陥候補マーカは、矩形とは限らない。短辺ＡＤ、ＢＣを半円にする方法でもよく、大切な点は、欠陥が、マーカで、隠されないようにすることである。
第１９図に、カラーモニタ９における、欠陥候補表示方法の一例を示す。欠陥の長さが長い候補から順番に、検査員に原画像での確認を要求する。最初は、すべてのマーカは、白で表示し、真の欠陥と判定したもののマーカは別の色、例えば赤にし、疑似と判定したものは、消去していく。
第２０図は、試験体１が長尺物であったときに、検査位置を特定する方法の一例である。目盛りの入ったスケール２０１を試験体１に固定し、スケール２０１がカメラ視野２０２の一部に入るように撮像する。スケールの目盛りについては、例えば１センチメートル毎に、数字を書いておく方法が考えられる。また、浸透探傷用のスケール２０１と磁粉探傷用のスケール２０１とを、色違いにしておくこともできる。例えば、浸透探傷のときには、スケール２０１は例えば白地に赤の目盛り及び数字とし、磁粉探傷のときには、スケールの数字は、白地に緑の蛍光色の目盛り及び数字とする。
第２１図に、撮像した画面の一例を示す。画面の下部にスケール２０１が同時に撮像されており、スケール２０１から、試験体１におけるカメラ位置を計算する。すなわち、スケール２０１には、目盛り数字２１０が記入されており、コンピュータ５を用いてパターンマッチング法などにより、認識することができる。また、スケール２０１には、例えば１センチメートル毎に区切り線２１１が入っており、より詳細なカメラ位置を計算することができる。画像上Ｃ１、Ｃ２の探査線２１２の画像信号として、断面信号２１３を得る。これから、画像の左端Ａ、右端Ｂと区切り線２１１のＥ１，Ｅ２，Ｅ３、Ｅ４，Ｅ５の位置がわかる。Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３、Ｅ４，Ｅ５の位置から撮像倍率が計算でき、目盛り数字２１０と合わせて、欠陥２の試験体１上での正確な位置がわかる。
以上の検査結果は記憶装置７に格納されるが、その例を第２２図に示す。試験体１の検査すべき面が大きくて、検査面全体が一つの検査画面に入りきらないときには、いくつかの画像に分割して撮像、検査を行う。このとき、分割する画像は、検査面上で撮像範囲が少しずつ重なるように設定する。２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃは、それぞれ試験体１の分割画像を示す。検査は、それぞれの分割画像に対して行う。その結果は、２２２に示すように、試験体毎に全体の画像情報が１つにまとまって格納され、更に、それぞれの欠陥について、位置、長さ、面積、色度及び色相などの情報も一緒に格納される。
検査員は、まず、記憶装置７に格納された試験体毎のデータ２２２をモニタ６の画面上に表示させて調べ、更に欠陥のあった部分について詳細に見たい場合は、その試験体名と画像ＮＯから、相当する分割画像を呼び出してモニタ６の画面上に表示させることができる。この時、モニタ６の画面上には、表示されている画像データと関連付けて記憶されている欠陥の位置、長さ、面積、色度及び色相などの情報も一緒に表示させることができる。
また、検出された欠陥候補を、画面上でマーカー等を用いて強調して表示することにより、従来、目視検査で行っていたときと同じ程度の０．１〜０．３ｍｍよりも大きい欠陥を、画面上で見逃してしまうのを防止することができる。
更に、画像の検出倍率を上げることにより、目視可能な大きさよりも微細な欠陥も、検出できるようになる。そして、この目視可能な大きさよりも微細な欠陥を画面上に拡大して表示させることにより、目視可能な大きさよりも微細な欠陥についても、その位置、長さ、面積、色度及び色相などを画面上で確認することができる。
本発明によれば、カラービデオカメラを用いて画像入力を行うため、更には、磁粉探傷法による欠陥検査では、紫外線カットフィルタによって試験体から反射される紫外線をカットできるため、検査者は、自動欠陥検査結果の確認を容易に行うことができる。また、画面上で、欠陥候補が自動的に指示表示されるので、検査の見逃しがほとんどなくなり、しかも、検査画像を保存するため、検査後に保存された画像を画面上に表示させて再度欠陥を確認することができ、検査の信頼性が向上する。
また、本発明によれば、カラービデオカメラを用いるため、磁粉探傷と浸透探傷の自動欠陥検査を、同じセンサプローブで行うことができ、利便性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明で扱う検査対象の一例を示す図である。
第２図は、本発明による一実施の形態を示す欠陥検査装置の構成図である
第３図は、第２図の装置構成における偏光フィルタの効果を示す図であり、第４図は、紫外線カットフィルタの効果を示す図である。
第５図は、本発明による浸透探傷における自動検査方法の流れを示すフロー図である。
第６図は、ｘｙ色度図を示す。
第７図は、カメラ校正用の構成を示す図であり、第８図は、カメラ校正処理のフローを示す図である。
第９図は、色差画像から基準白色色度を求める方法を示す図である。
第１０図は、色度図上で色相を算出する方法を説明する図、第１１図は、色度図上で色差を算出する方法を説明する図、第１２図は、第１０図で求めた色相と第１１図で求めた色差から欠陥候補領域を求める方法を示す図であり、第１３図は、第１２図で求めた欠陥候補領域から疑似欠陥を判別して欠陥領域を求める方法を示す図である。
第１４図は、第１３図に示した欠陥候補領域から疑似欠陥を判別して欠陥領域を求めるためのしきい値１３５を求める方法を説明する図である。
第１５図は、本発明の磁粉探傷における画像処理アルゴリズムの一例を示す図であり、第１６図は、本発明の磁粉探傷における疑似欠陥の判別方法を説明する図である。
第１７図は、本発明における欠陥の確認とデータの保存の過程を示すフローチャートである。
第１８図は、本発明における欠陥候補マーカの発生方法の一例、第１９図は、本発明における欠陥候補表示方法の一例を示す図である。
第２０図は、本発明による検査位置を特定する方法の一例を示す図、第２１図は、本発明による検査位置を特定する情報の入った検査画像の一例を示す図である。
第２２図は、記憶装置７に格納する検査結果データの構成の一例を示す図である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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