(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム構造体の端面を撮像して原画像を求め、
求めた原画像中におけるハニカム構造体の外壁部分の平均輝度を以下の工程により求め、
原画像を２値化して２値画像を求め、
求めた２値画像上でハニカム構造体の内部を塗り潰してマスク画像を求め、
求めたマスク画像に対し、ハニカム構造体の外壁部分を、一定の割合で膨張させ
た膨張マスク画像と、一定の割合で縮退させた縮退マスク画像とを求め、
求めた膨張マスク画像の外壁部分と縮退マスク画像の外壁部分との間を平均輝度
を算出すべき外壁領域とする外壁領域マスク画像を求め、
原画像に求めた外壁領域マスク画像をマスクして、原画像のうち外壁部分を含む
外壁領域内の画素の平均から平均輝度を求め、
縮退マスク画像の内部を、求めた平均輝度の階調で塗り潰した塗り潰し画像を求め、
求めた塗り潰し画像に対しエッジ検出処理をすることにより、求めたエッジの位置を外壁の位置として、外形状を測定することを特徴とするハニカム構造体の外形状測定方法。
【請求項２】
前記塗り潰し画像のうち、外壁部分周辺の外壁部分を含むリング状の領域の領域抽出画像に対しエッジ検出処理を行う請求項１記載のハニカム構造体の外形状測定方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のハニカム構造体の外形状測定方法を実施するための装置であって、ハニカム構造体の端面を撮像するための撮像装置と、撮像装置で撮像した端面の原画像を画像処理してハニカム構造体の外形状を測定するための画像処理装置とを備えることを特徴とするハニカム構造体の外形状測定装置。
【請求項４】
前記撮像装置が、ＣＣＤカメラとテレセントリックレンズとからなる請求項３記載のハニカム構造体の外形状検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハニカム構造体の外形状を画像処理技術を用いて検査するためのハニカム構造体の外形状測定方法及びその方法を実施する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハニカム構造体は、例えばセラミック原料を焼結助材等とともに混合して坏土を得、得られた坏土を口金により押出成形後焼成することで作製される。図５にその一例を示すように、このようにして得られたハニカム構造体５１は、円筒形の外壁５２内に隔壁５３により一端面から他端面まで延びる複数の貫通孔５４を有しており、四辺を隔壁５３で囲まれた最小単位の部分をセルと呼ぶ。
【０００３】
上述したハニカム構造体５１は、装置等に組み込まれて使用される。そのため、ハニカム構造体５１の端面における直径等の外形状を測定する必要がある。従来、上述したハニカム構造体５１の外形状の測定は、ハニカム構造体５１の端面を撮像装置で撮像し、撮像して得た原画像に対しエッジ検出処理等の画像処理を行うことで、実施されていた。すなわち、ハニカム構造体５１の外壁５２の部分では隣接する画素の輝度変化が大きくエッジ状になっているため、エッジ検出処理等の従来から知られている画像処理技術を使用することにより、エッジ位置を検出することで外壁部分の位置を求め、求めた外壁部分の位置に基づき外形状を求めていた。
【０００４】
また、他の例として、エッジ検出処理を行う領域を外壁５２の近傍のみに限定して測定精度を向上させる技術も知られている。図６は従来のハニカム構造体の外形状測定方法のうち画像処理する領域をマスクにより外壁部分近傍に限定する例を説明するためのフローチャートである。図６に従ってその方法を説明すると、まず、ハニカム構造体の端面を撮像して原画像を得る（ステップ５１）。次に、原画像を２値化して２値画像を得る（ステップ５２）。次に、２値画像のうちハニカム構造体の内部を塗り潰し、例えば内部が「１」で外部が「０」のように塗り潰し、マスク画像を得る（ステップ５３）。次に、得られたマスク画像の外壁部分言い換えると「１」と「０」との境界を、ハニカム構造体の端面において径方向に例えば１５画素分膨張させた膨張マスク画像を得る（ステップ５４）とともに、ハニカム構造体の端面において径方向に例えば１５画素分縮退させた縮退マスク画像を得る（ステップ５５）。次に、得られた膨張マスク画像と縮退マスク画像との差をとり、膨張マスク画像の外壁部分と縮退マスク画像の外壁部分との間をエッジ検出処理をすべきエッジ検出領域として求める（ステップ５６）。そして、原画像のうち求めたエッジ検出領域に対応する部分に対しエッジ検出処理を行い、原画像のエッジ検出領域内に存在するエッジを検出し、画像上の位置情報（ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）で定義される）としてエッジの位置を外壁の位置として求め、種々の外形状例えば直径を求める。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のハニカム構造体の外形状測定方法に従って外形状を測定すると、測定結果に測定対象の外形状とは関係のない規則性を伴った凹凸が出る問題が発生した。図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ直径１００ｍｍのハニカム構造体の端面における測定結果を示すグラフである。その誤差の大きさは原画像において最大で１画素分にも相当するもので、測定精度を悪化させる原因となっていた。
【０００６】
本発明の目的は上述した課題を解消して、測定精度を向上させることのできるハニカム構造体の外形状測定方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のハニカム構造体の外形状測定方法は、ハニカム構造体の端面を撮像して原画像 を求め、求めた原画像中におけるハニカム構造体の外壁部分の平均輝度を以下の工程により求め、原画像を２値化して２値画像を求め、求めた２値画像上でハニカム構造体の内部を塗り潰してマスク画像を求め、求めたマスク画像に対し、ハニカム構造体の外壁部分を、一定の割合で膨張させた膨張マスク画像と、一定の割合で縮退させた縮退マスク画像とを求め、求めた膨張マスク画像の外壁部分と縮退マスク画像の外壁部分との間を平均輝度を算出すべき外壁領域とする外壁領域マスク画像を求め、原画像に求めた外壁領域マスク画像をマスクして、原画像のうち外壁部分を含む外壁領域内の画素の平均から平均輝度を求め、縮退マスク画像の内部を、求めた平均輝度の階調で塗り潰した塗り潰し画像を求め、求めた塗り潰し画像に対しエッジ検出処理をすることにより、求めたエッジの位置を外壁の位置として、外形状を測定することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明者らが上記従来の課題を検討したところ、測定精度悪化に影響しているのは検出しようとしているエッジ部の内側がセル構造になっていることに起因することが明らかになってきた。一般的な測定においては内部が一様な明るさをもった領域であるが、ハニカム構造体では内部の大部分が暗いセル部であり、これがエッジ部検出に悪影響を及ぼしている。本発明では、ハニカム構造体の内部を外壁部分の平均輝度の階調で塗り潰すことで、エッジ検出処理をする際の外壁部分以外の部分の影響、特に、外壁部分とは輝度が大きく異なるハニカム構造体内部のセル部分の影響をなくすことができ、エッジ検出を精度良く実施することができる。その結果、ハニカム構造体の外形状測定における測定精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の好適な実施態様としては、塗り潰し画像のうち、外壁部分周辺の外壁部分を含むリング状の領域の領域抽出画像に対しエッジ検出処理を行う事がある。この場合は、外壁部分以外の部分の影響をさらに少なくすることができるため好ましい。
【００１０】
また、外壁部分の平均輝度の算出を、原画像を２値化して２値画像を求め、求めた２値画像上でハニカム構造体の内部を塗り潰してマスク画像を求め、求めたマスク画像に対し、ハニカム構造体の外壁部分を、一定の割合で膨張させた膨張マスク画像と、一定の割合で縮退させた縮退マスク画像とを求め、求めた膨張マスク画像の外壁部分と縮退マスク画像の外壁部分との間を平均輝度を算出すべき外壁領域とする外壁領域マスク画像を求め、原画像に求めた外壁領域マスク画像をマスクして、原画像のうち外壁部分を含む外壁領域内の画素の平均から平均輝度を求めることがある。この場合は、外壁部分の平均輝度の算出を精度良く実施することができるため好ましい。
【００１１】
本発明のハニカム構造体の外形状測定装置は、上述したハニカム構造体の外形状測定方法を実施するための装置であって、ハニカム構造体の端面を撮像するための撮像装置と、撮像装置で撮像した端面の原画像を画像処理してハニカム構造体の外形状を測定するための画像処理装置とを備えることを特徴とするものである。本発明の外形状測定装置では、上述したハニカム構造体の外形状測定方法を好適に実施することができる。
【００１２】
本発明の装置の好適な実施態様としては、撮像装置が、ＣＣＤカメラとテレセントリックレンズとから構成される。この場合は、原画像の品質を高くすることができ、結果として測定精度を向上させることができるため好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のハニカム構造体の外形状測定方法を実施する装置の一例の構成を示す図である。図１に示す例において、本発明の外形状測定装置は、基台１上のハニカム構造体２の端面を撮像するための撮像装置３と、撮像装置３で撮像した端面の原画像を画像処理してハニカム構造体２の外形状を測定するための画像処理装置４とを備えている。撮像装置３は、ＣＣＤカメラ１１とレンズに垂直に入射する光のみを取り込むテレセントリックレンズ１２とを組み合わせて構成されている。なお、１３は照明である。また、画像処理装置４は、画像処理ボード２１を備えるパーソナル・コンピュータ２２と画像処理の状況を表示する表示装置２３とから構成されている。ハニカム構造体２の構成は従来例と同様である。
【００１４】
図２は本発明のハニカム構造体の外形状測定方法の一例を説明するためのフローチャートである。以下、図２に示すフローチャートに従って本発明のハニカム構造体の外形状測定方法を説明する。
【００１５】
まず、図２においてステップ１〜ステップ６により従来と同様にエッジ検出処理を行う外壁近傍のリング状のエッジ検出領域を抽出する。すなわち、まず、ハニカム構造体の端面を撮像して原画像を得る（ステップ１）。次に、原画像を２値化して２値画像を得る（ステップ２）。次に、２値画像のうちハニカム構造体の内部を塗り潰し、例えば内部が「１」で外部が「０」のように塗り潰し、マスク画像を得る（ステップ３）。次に、得られたマスク画像の外壁部分言い換えると「１」と「０」との境界を、ハニカム構造体の端面において径方向に例えば１５画素分膨張させた膨張マスク画像（１）を得る（ステップ４）とともに、ハニカム構造体の端面において径方向に例えば１５画素分縮退させた縮退マスク画像（１）を得る（ステップ５）。次に、得られた膨張マスク画像（１）と縮退マスク画像（１）との差をとり、膨張マスク画像（１）の外壁部分と縮退マスク画像（１）の外壁部分との間の領域をエッジ検出処理をすべきエッジ検出領域として求める（ステップ６）。
【００１６】
次に、図２においてステップ７〜ステップ１２によりハニカム構造体の内部を外壁部分の平均輝度の階調に塗り潰した画像を得る。すなわち、まず、ステップ３で得られたマスク画像の外壁部分を、ハニカム構造体の端面において径方向に一定の画素分例えば１．５画素分膨張させた膨張マスク画像（２）を得る（ステップ７）とともに、ハニカム構造体の端面において径方向に一定の画素分例えば２．５画素分縮退させた縮退マスク画像（２）を得る（ステップ８）。
【００１７】
ここで、膨張マスク画像（２）の膨張量及び縮退マスク画像（２）の縮退量は、ステップ４の膨張マスク画像（１）の膨張量及びステップ５の縮退マスク画像（１）の縮退量に比べ、それぞれ大幅に少ない。これは、膨張マスク画像（１）と縮退マスク画像（１）とから求めるエッジ検出領域は例えば３×３とか５×５の微分オペレータを使用するためある程度の幅が必要なのに対し、膨張マスク画像（２）と縮退マスク画像（２）とから求める、外壁部分の平均輝度を求める際に使用する領域の幅は、外壁の幅とほぼ同じ程度である必要があり、外壁部分の幅である数画素の幅に対応させる必要があるためである。これらのエッジ検出領域及び外壁部分の平均輝度を求める際に使用する領域の設定、すなわち、それぞれの膨張量及び縮退量の設定は、個々のハニカム構造体の形状に合わせてその幅を設定する必要がある。
【００１８】
次に、膨張マスク画像（２）と縮退マスク画像（２）との差をとり、膨張マスク画像（２）の外壁部分と縮退マスク画像（２）の外壁部分との間の領域を外壁輝度算出領域として求める（ステップ９）。次に、ステップ１の原画像のうち求めた外壁輝度算出領域に対応する部分に対し平均輝度Ｂａｖｅを算出する（ステップ１０）。次に、ステップ８で求めた縮退マスク画像（２）の内部を平均輝度Ｂａｖｅに対応する階調（例えば原画像が０〜２５５の階調であれば、そのうちの平均輝度Ｂａｖｅが対応するいずれかの階調）で塗り潰し、内部以外の部分を０（０〜２５５のうちの０階調）とした、塗り潰し用画像を求める（ステップ１１）。次に、ステップ１の原画像とステップ１１の塗り潰し用画像との比較を各画素毎に行い、階調の大きい方を選択し、処理後画像を求める（ステップ１２）。
【００１９】
そして、ステップ１２で求めた処理後画像のうち、ステップ６で求めたエッジ検出領域に対応する部分に対しエッジ検出処理を行い、処理後画像のエッジ検出領域内に存在するエッジを検出し、画像上の位置情報（ｘ（ｉ）、ｙ（ｉ）で定義される）としてエッジの位置を外壁の位置として求め、種々の外形状例えば直径を求める。
【００２０】
なお、上述した実施例において、ステップ１〜ステップ６のエッジ検出処理は必須ではなく、内部をＢａｖｅで塗り潰した全画像に対してエッジ検出処理を行っても良い。
【００２１】
また、上述した本発明のハニカム構造体の外形状測定方法の各ステップのうち、図３にステップ１の原画像の例とその明暗の等高線図を示すとともに、図４にステップ１１の塗り潰し用画像の例とその明暗の等高線図を示す。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ハニカム構造体の内部を外壁部分の平均輝度の階調で塗り潰しているため、エッジ検出処理をする際の外壁部分以外の部分の影響、特に、外壁部分とは輝度が大きく異なるハニカム構造体内部のセル部分の影響をなくすことができる。また、塗潰しは外壁のわずかに内側にとどめ、かつ外壁平均輝度より明るい部分は塗潰さないため、外壁の画像情報を傷つけることがなく、エッジ検出を精度良く実施することができる。結果、ハニカム構造体の外形状測定における測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハニカム構造体の外形状測定方法を実施する装置の一例の構成を示す図である。
【図２】本発明のハニカム構造体の外形状測定方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートにおけるステップ１の原画像の例とその明暗の等高線図を示す図である。
【図４】図２のフローチャートにおけるステップ１１の塗り潰し用画像の例とその明暗の等高線図を示す図である。
【図５】ハニカム構造体の一例の構成を示す図である。
【図６】従来のハニカム構造体の外形状測定方法のうち画像処理する領域をマスクにより外壁部分近傍に限定する例を説明するためのフローチャートである。
【図７】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来方法における直径１００ｍｍのハニカム構造体の端面における測定結果を示すグラフであり、（ｂ）では誤差を100倍に強調し表示している。
【符号の説明】
１  基台、２  ハニカム構造体、３  撮像装置、４  画像処理装置、１１  ＣＣＤカメラ、１２  テレセントリックレンズ、１３  照明、２１  画像処理ボード、２２  パーソナル・コンピュータ、２３  表示装置
【図１】
0004257720.tif 000002
【図２】
0004257720.tif 000003
【図３】
0004257720.tif 000004
【図４】
0004257720.tif 000005
【図５】
0004257720.tif 000006
【図６】
0004257720.tif 000007
【図７】
0004257720.tif 000008