鋼板の表面疵検査装置
【課題】ハングアップ及びオーバースペックを抑制しつつ、鋼板製造ラインにおいて鋼板の表面疵の検査を適切に行うことができる鋼板の表面疵検査装置を提供する。
【解決手段】１つの鋼板製造ライン１上に複数の表面疵検査装置を配置し、各配置位置において鋼板２の表面疵を検出する。このとき、上流側に配置した表面疵検査装置で検出した表面疵を含む領域をマスク領域とした連続マスク画像を作成し、下流側に配置した表面疵検査装置では、撮像装置で撮像した鋼板２の表面画像（鋼板連続画像）において上記マスク領域をマスクした後、弁別処理により表面疵を判別する。
【解決手段】１つの鋼板製造ライン１上に複数の表面疵検査装置を配置し、各配置位置において鋼板２の表面疵を検出する。このとき、上流側に配置した表面疵検査装置で検出した表面疵を含む領域をマスク領域とした連続マスク画像を作成し、下流側に配置した表面疵検査装置では、撮像装置で撮像した鋼板２の表面画像（鋼板連続画像）において上記マスク領域をマスクした後、弁別処理により表面疵を判別する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板製造ライン上に配置されて鋼板の表面疵を検査する鋼板の表面疵検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板製造ラインにおいて鋼板の表面疵を検査する表面疵検査装置として、光学系を利用したものがある。光学式の表面疵検査装置は、設置条件の制約から、１つの製造ラインに１台（表面用・裏面用の１組）のみ設置されるのが一般的である。
表面疵検査装置では、製造ライン上で新たに発生した疵も検出する必要があることから、製造ラインの最下流位置に設置するのが望ましい。ところが、光学式の表面疵検査装置は、検査性能を高精度にするためには、表面疵検査装置周辺の振動や検査表面への外乱のない安定した位置に設置する必要があり、このような安定した位置は製造ラインの中央に位置する場合が多いことから、必ずしも最下流位置に設置することができない。そのため、表面疵検査装置の設置箇所よりも下流側で新たに疵が発生すると、これを検出することができず、表面疵の見逃しにより欠陥材が流出してしまうおそれがある。
【０００３】
欠陥の見逃し対策として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、鋳造、熱間圧延、酸洗、冷間圧延、焼鈍、めっき、表面処理などの各製造ラインに表面疵検査装置を１台ずつ設置し、各表面疵検査装置で取得した疵検査画像を保存して並列的にモニタ表示することで、疵発生の原因工程をさかのぼって調査し易くするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、各表面疵検査装置の疵検査画像を並列的に表示するだけであり、表面疵検査装置の処理負荷については考慮されていない。すなわち、１つの製造ラインに表面疵検査装置を１台しか設置しておらず、また、後工程の表面疵検査装置では、前工程の表面疵検査装置で検出した表面疵も併せて検出する構成であるため、突発的に表面疵が多量発生すると表面疵検査装置の画像処理が追いつかず、当該画像処理を行う演算装置がハングアップするおそれがある。
【０００６】
これを防止するために、突発的に表面疵が多量発生することを想定して処理能力の高い演算装置を用いることも考えられるが、この場合、装置が高額化すると共に、通常の疵発生状態のときにオーバースペックとなり効率が悪い。
そこで、本発明は、ハングアップ及びオーバースペックを抑制しつつ、鋼板製造ラインにおいて鋼板の表面疵の検査を適切に行うことができる鋼板の表面疵検査装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る鋼板の表面疵検査装置は、鋼板製造ライン上における鋼板の表面疵を検査する鋼板の表面疵検査装置であって、１つの鋼板製造ライン上の異なる位置に配置され、当該配置位置での鋼板の表面疵を検出する複数の疵検出手段を備え、前記複数の疵検出手段は、前記配置位置での鋼板の表面画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した表面画像から鋼板の表面疵を判別する判別手段と、をそれぞれ備え、前記判別手段は、前記撮像手段で撮像した表面画像において、自身に対応する前記疵検出手段よりも前記鋼板製造ラインにおける上流側に配置された前記疵検出手段で検出した表面疵に対応する画像領域をマスクした後、前記表面疵を判別することを特徴としている。
このように、１つの鋼板製造ライン上に複数の疵検出手段を設けるので、１つの疵検出手段の配置位置よりも下流側で新しく疵が発生した場合であっても、これを下流側に配置した疵検出手段で検出することができる。
【０００８】
また、マスク処理により、上流側に配置した疵検出手段で検出した表面疵を下流側に配置した疵検出手段では検出しないようにするので、下流側の疵検出手段での弁別処理負荷を軽減することができる。さらに、下流側の疵検出手段で検出できない表面疵や検出したくない表面疵を上流側で検出しておくことができるなど、複数の疵検出手段で弁別処理を分散することができる。そのため、突発的に表面疵が多量発生した場合であっても、下流側において適切に処理することができるので、演算装置のハングアップを抑制することができる。したがって、突発的に表面疵が多量発生した場合を想定して、下流側に処理能力の高い演算装置を設置する必要がなく、通常の疵発生状態における演算装置のオーバースペックを抑制することができる。
以上のように、１つの鋼板製造ライン上に疵検出手段を１つのみ配置する場合と比較して、表面疵検査の処理能力を向上させることができる。
【０００９】
また、上記において、前記複数の疵検出手段は、それぞれ表面疵の検出精度が異なり、前記検出精度の低い前記疵検出手段の配置位置よりも前記鋼板製造ラインにおける下流側に、前記検出精度の高い前記疵検出手段を配置することを特徴としている。
これにより、上流側の疵検出手段では比較的大きな疵のみを検出し、これをマスクすることで下流側の疵検出手段では比較的小さな疵のみを検出対象とすることができる。そのため、下流側の疵検出手段では、大きな疵も併せて検査する場合と比較して、より精密な検査を行うことができる。
さらに、上記において、前記複数の疵検出手段は、それぞれ表面疵の検出精度が異なり、前記検出精度の高い前記疵検出手段の配置位置よりも前記鋼板製造ラインにおける下流側に、前記検出精度の低い前記疵検出手段を配置することを特徴としている。
【００１０】
一般に、検出精度の高い疵検出手段ほど外乱の少ない安定した位置への設置が求められることから、設置条件の制約が多く、検出精度の低い疵検出手段は設置条件の制約が少ない。このように、設置条件の制約により、検出精度の高い疵検出手段を鋼板製造ラインの下流位置に配置できない場合であっても、当該下流位置に設置条件の制約の少ない疵検出手段を配置することができるので、検出精度の高い疵検出手段の下流側で新たに発生した疵も確実に検出することができる。
【００１１】
また、上記において、前記検出精度の低い前記疵検出手段を、前記鋼板製造ライン上の最下流位置に配置することを特徴としている。
これにより、鋼板製造ライン上で発生した疵を確実に検出することができる。
さらにまた、上記において、前記判別手段は、前記撮像手段で撮像した表面画像において、自身に対応する前記疵検出手段よりも前記鋼板製造ラインにおける上流側に配置された前記疵検出手段で検出した表面疵に対応する画像領域の外周部に所定のマージンを設けた領域をマスクした後、前記表面疵を判別することを特徴としている。
これにより、上流側の疵検出手段で検出した表面疵を適切に下流側でマスクすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１つの鋼板製造ライン上に複数の疵検出手段を設け、マスク処理により上流側の疵検出手段で検出した表面疵を下流側の疵検出手段では検出しないようにするので、鋼板製造ライン上で新たに発生した鋼板の表面疵を適切に検出することができると共に、複数の疵検出手段で弁別処理負荷を分散することができる。したがって、画像処理を行う演算装置のハングアップ及びオーバースペックを抑制しつつ、鋼板製造ラインにおける鋼板の表面疵の検査を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態における鋼板製造ラインを示す図である。
【図２】第１の実施形態における表面疵検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】鋼板の表面疵検査手順を模式的に示す図である。
【図４】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図５】第２の実施形態における鋼板製造ラインを示す図である。
【図６】第２の実施形態における表面疵検査装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（構成）
図１は、本発明に係る鋼板の表面疵検査装置を搭載した鋼板製造ラインを示す図である。
図中符号１は、鋼板製造ラインである。この鋼板製造ライン１では、鋼板２を払い出しリール３から払い出し、第１の製造装置４で処理した後、ロール５及び６を介して第２の製造装置７へ搬送する。そして、その鋼板２に対して、第２の製造装置７で第１の製造装置４とは異なる処理を施した後、鋼板２をロール８及び９を介して搬送し、巻き取りリール１０で巻き取る。
ここで、第１の製造装置４は、ルーパ、脱脂装置、酸洗装置などである。また、第２の製造装置７は、酸洗装置、メッキ装置、焼鈍装置などである。また、ロール８及び９は、デフレクタロール等、比較的大径のロールである。
【００１５】
第１の製造装置４の後段及び第２の製造装置７の後段には、それぞれ鋼板２の両面の画像を撮像する撮像装置２１ａ，２１ｂ及び２２ａ，２２ｂが配置されている。撮像装置２１ａ及び２２ａは、鋼板２の表側の面を撮像する表面用撮像装置であり、撮像装置２１ｂ及び２２ｂは、鋼板２の裏側の面を撮像する裏面用撮像装置である。
これら撮像装置２１ａ，２１ｂ及び２２ａ，２２ｂは、光学式の表面疵検査装置を構成するものあって、それぞれ鋼板２の検査面に光を投光する光源と、検査面で正反射した反射光を受光して検査面の連続画像（鋼板連続画像）を得るカメラとを備える。ここで、鋼板連続画像とは、上記反射光の情報（光の強度）を電気信号に変換し、デジタル化した連続画像信号である。
【００１６】
本実施形態では、鋼板製造ライン１に複数の表面疵検査装置を配置しており、複数の表面疵検査装置のうち撮像装置２１ａ，２１ｂを備える上流側表面疵検査装置の性能（検出精度）と、撮像装置２２ａ，２２ｂを備える下流側表面疵検査装置の性能（検出精度）とを異ならせるものとする。
ここでは、上流側表面疵検査装置を比較的性能の低い簡易型、下流側表面疵検査装置を高性能型とする。簡易型の表面疵検査装置とは、振動等の外乱には強いが、検査面上の面状疵のような大きな疵の有無のみが判別可能な性能を有するものをいう。また、高性能型の表面疵検査装置とは、検査面上の微小疵まで検出可能であり、例えば疵の種類や大きさ、形まで判別可能な性能を有するものをいう。
【００１７】
なお、以下の説明では、撮像装置２１ａ及び２１ｂを単に撮像装置２１と称し、撮像装置２２ａ及び２２ｂを単に撮像装置２２と称する。
撮像装置２１及び２２でそれぞれ得られた鋼板連続画像は、表面疵検査装置を構成する画像処理装置３０に入力される。そして、画像処理装置３０は、入力された鋼板連続画像から鋼板２の表面疵を判別することで、各撮像装置の配置位置での鋼板２の表面疵をそれぞれ検出する。
【００１８】
図２は、表面疵検査装置の構成を示すブロック図である。また、図３は、鋼板２の表面疵検査手順を模式的に示す図である。
図２に示すように、表面疵検査装置５０は、撮像装置２１，２２と、画像処理装置３０と、モニタ４０とを備える。また、画像処理装置３０は、第１の疵検出部３１と、マスク画像作成部３２と、マスク処理部３３と、第２の疵検出部３４とを備える。ここで、撮像装置２１、第１の疵検出部３１及びマスク画像作成部３２で上流側表面検査装置を構成し、撮像装置２２、マスク処理部３３及び第２の疵検出部３４で下流側表面検査装置を構成している。
【００１９】
第１の疵検出部３１は、撮像装置２１から入力される鋼板連続画像から、鋼板２の表面疵を検出する。ここでは、鋼板連続画像に対して予め設定した簡易検査用閾値を用いて２値化処理を行い、簡易検査用閾値を超えた画像データに対応する鋼板位置を疵部分と判定する。すなわち、撮像装置２１から図３（ａ）に示すような鋼板連続画像Ｇ２１が入力されると、第１の疵検出部３１は２値化処理（弁別処理）により疵部分Ｆ１を検出する。なお、上記簡易検査用閾値は、比較的大きな疵のみを判別可能な程度に比較的高めに設定しているものとする。この第１の疵検出部３１で検出した鋼板２の表面疵の情報は、オペレータが認識可能なようにモニタ４０に表示する。
【００２０】
マスク画像作成部３２は、第１の疵検出部３１で検出した疵部分を含む画像領域をマスク領域とする連続マスク画像を作成する。ここでは、図３（ｂ）に示すように、第１の疵検出部３１で特定した疵部分Ｆ１の外周部に所定のマージン（例えば、１画素分）を設けてマスク領域ＦＭ１を設定し、２値化された連続マスク画像Ｍを得る。なお、マスク領域ＦＭ１は、疵部分Ｆ１を含む矩形領域に設定することもできる。
【００２１】
マスク処理部３３は、撮像装置２２から入力される鋼板連続画像と、マスク画像作成部３２で作成した連続マスク画像とを合成し、鋼板連続画像を連続マスク画像でマスクする。合成に際し、画像収集クロック（同期信号）を用いてスタート位置（鋼板２の先頭位置）をずれなく合わせるようにする。すなわち、撮像装置２２から図３（ｃ）に示すような鋼板連続画像Ｇ２２が入力されたとき、図３（ｄ）の連続マスク画像Ｍ（図３（ｂ）の連続マスク画像Ｍ）でマスクすると、マスク後の鋼板連続画像として図３（ｅ）に示す鋼板連続差分画像Ｇ２２ａが得られる。
【００２２】
なお、上記のように同期信号を用いてスタート位置を合わせたとしても、鋼板２の振動や、サンプリングの個々のタイミングにより、鋼板連続画像と連続マスク画像との合成位置が所望の位置に完全に一致しない場合がある。そのため、このような合成位置ずれを考慮してマスク領域の上記マージンを大きめに設定したり、鋼板連続画像からの長手方向若しくは幅方向のプロフィールを用いてピークのパターンがマッチするように時々同期調整したりすることが望ましい。長手方向のプロフィールを用いた同期調整としては、例えば長手１ｍのマスク画像データを切り出し、鋼板連続画像から最もパターンの合う位置を長手方向に検索し、合成位置を決定する処理を行う。
【００２３】
第２の疵検出部３４は、マスク処理部３３で得られた鋼板連続差分画像Ｇ２２ａから、鋼板２の表面疵を検出する。ここでは、鋼板連続画像Ｇ２２ａに対して予め設定した高性能検査用閾値を用いて２値化処理を行い、高性能検査用閾値を超えた画像データに対応する鋼板位置を疵部分と判定する。これにより、第２の疵検出部３４は、図３（ｅ）に示す疵部分Ｆ２を検出する。なお、上記高性能検査用閾値は、比較的小さな疵を判別可能なように比較的低めに設定しているものとする。この第２の疵検出部３４で検出した鋼板２の表面疵の情報は、オペレータが認識可能なようにモニタ４０に表示する。
このように、１つの鋼板製造ライン１に複数（ここでは、２台）の表面疵検査装置を配置し、上流側で検出した疵部分をマスク処理することで、下流側ではこれを検出しないようにする。これにより、下流側では、上流側で検出できなかった疵や、上流側の表面疵検査装置の配置位置以降で新たに発生した疵のみを検出するようにする。
【００２４】
なお、図２において、上流側表面疵検査装置（撮像装置２１、第１の疵検出部３１及びマスク画像作成部３２）が、上流側に配置した検出精度の低い疵検出手段に対応しており、撮像装置２１が撮像手段、第１の疵検出部３１及びマスク画像作成部３２が判別手段に対応している。また、下流側表面疵検査装置（撮像装置２２、マスク処理部３３及び第２の疵検出部３４）が、下流側に配置した検出精度の高い疵検出手段に対応しており、撮像装置２２が撮像手段、マスク処理部３３及び第２の疵検出部３４が判別手段に対応している。
【００２５】
（動作）
次に、第１の実施形態の動作について、図４を参照しながら具体的に説明する。
払い出しリール３から払い出された鋼板２は、第１の製造装置４を通過した後、簡易型の上流側表面疵検査装置で表面の疵検査が行われる。このとき、撮像装置２１では、光源から鋼板２の表面に光を照射し、その反射光を受光することで鋼板連続画像を得る。ここで、撮像装置２１から図４（ａ）に示すような鋼板連続画像が得られたものとすると、画像処理装置３０は、第１の疵検査部３１で、この鋼板連続画像に対して２値化処理を行うことで表面疵の弁別処理を行い、鋼板２の表面に発生している疵Ｆ３を検出する。ここで検出される疵Ｆ３は、連続疵のような比較的大きな疵である。検出された疵Ｆ３はモニタ４０に表示される。これにより、オペレータはこの時点で鋼板２に疵Ｆ３があることを認識することができる。
【００２６】
また、画像処理装置３０は、マスク画像作成部３２で、図４（ｂ）に示すように、第１の疵検査部３１で検出した疵Ｆ３を含む領域Ｍ３をマスク領域とした連続マスク画像を作成し、これを記憶しておく。
その後、鋼板２が鋼板製造ライン１上を搬送され、図４（ａ）に示す鋼板連続画像に対応する鋼板２が第２の製造装置７を通過すると、高性能型の下流側表面疵検査装置でその表面の疵検査が行われる。このとき、撮像装置２２から図４（ｃ）に示すような鋼板連続画像が得られたものとする。この場合、画像処理装置３０は、マスク処理部３３で、この鋼板連続画像に図４（ｂ）に示すマスク画像を合成し、鋼板連続画像からマスク領域Ｍ３をマスクする。その結果、上流側表面疵検査装置で検出した疵Ｆ３に対応する画像領域がマスクされ、図４（ｄ）に示す鋼板連続差分画像が得られる。
【００２７】
すると画像処理装置３０は、第２の疵検査部３４で、この鋼板連続差分画像に対して２値化処理を行うことで表面疵の弁別処理を行う。このとき、図４（ｃ）に示すように、撮像装置２２では大型疵Ｆ３の他に、撮像装置２１で見落とした比較的小さな疵Ｆ４を検出しているものとすると、鋼板連続差分画像は、図４（ｄ）に示すように疵Ｆ４のみが撮像された状態となる。そのため、第２の疵検査部３４は、鋼板２の表面の疵Ｆ４のみを検出する。ここで検出された疵Ｆ４はモニタ４０に表示され、オペレータはモニタ４０を確認することで鋼板２に疵Ｆ４があることを認識することができる。
【００２８】
このように、鋼板製造ライン１における上流側に簡易型の表面疵検査装置を配置し、下流側に高性能型の表面疵検査装置を配置し、上流側表面疵検査装置で検出した疵はマスクして下流側表面疵検査装置では検出しないようにする。そのため、下流側表面疵検査装置で扱う画像を少なくすることができ、下流側表面疵検査装置の弁別処理負荷を軽減することができる。
【００２９】
また、上流側で大型疵を検査対象とすると、下流側では小さな疵のみを検査対象とする（詳細分離する）ことができるので、下流側では大型疵も併せて検査する場合よりも精密な検査を行うことができる。さらに、下流側に高性能型の表面疵検査装置を配置することで、上流側に設置した簡易型の表面疵検査装置で検出できなかった小さな疵を下流側で検出することができ、適切な表面疵判定を行うことができる。
【００３０】
ところで、光学式の表面疵検査装置は、設置条件に制約があるため、１つの鋼板製造ラインに１台のみ設置する設備が一般的である。ところが、表面疵検査装置が１台しか設置されていないと、通常運転状態に比して表面疵が多量に発生した場合に処理が追いつかず、表面疵検査を自動的に中止するなどの異常発生時処理が介入してしまう。多量に疵が発生することを想定し、表面疵検査装置の演算装置に処理能力の高い装置を用いることも考えられるが、この場合、装置が高額化すると共に、通常の疵発生状態のときの処理能力が余ってしまい、装置のオーバースペックとなるため効率が悪い。
【００３１】
これに対して本実施形態では、１つの鋼板製造ライン１上に複数の表面疵検査装置を配置し、上流側の表面疵検査装置と下流側の表面疵検査装置とで弁別処理を分散させることができるので、表面疵検査装置を１台のみ設置した場合と比較して、処理能力を向上させることができる。
【００３２】
（効果）
このように、上記第１の実施形態では、１つの鋼板製造ライン上に複数の表面疵検査装置を配置し、各配置位置での鋼板の表面疵を検出する。このとき、上流側表面疵検査装置で検出した表面疵を、下流側表面疵検査装置ではマスク処理により検出しないようにするので、複数の表面疵検査装置で重複して同一の疵を検出するのを防止し、不要な画像処理（弁別処理）を削減することができる。
【００３３】
また、上流側に簡易型の表面疵検査装置を配置し、下流側に高性能型の表面疵検査装置を配置するので、上流側では比較的大きな表面疵のみを検出し、下流側では比較的小さな表面疵の集まりのみを対象に検査を行うことができる。したがって、下流側表面疵検査装置の処理能力を向上させることができ、大きな表面疵も併せて検査する場合よりも精密な検査を行うことができる。このとき、上流側表面疵検査装置で検出できなかった小さな疵も、高性能型の下流側表面疵検査装置で検出することができるので、鋼板の表面疵の見落としがない。さらに、上流側表面疵検査装置の配置位置よりも下流側で新たに発生した疵も、下流側表面疵検査装置で検出することができる。
【００３４】
また、上記のように複数の表面疵検査装置で検出精度を異ならせることで、各検査装置で検出する疵の種類（大きさ等）を分けることができ、画像処理負荷を分散させることができる。そのため、画像処理装置のハングアップを抑制することができる。さらに、表面疵の多量発生時を想定して処理能力の高い画像処理装置を設置する必要がないため、装置のオーバースペックを防止することができる。
したがって、鋼板製造ライン上に高性能型の表面疵検査装置を１台のみ配置する場合と比較して、表面疵検査の処理能力を向上させることができるので、適切に鋼板の表面疵を検出することができ、欠陥材の流出を抑制することができる。
【００３５】
さらにまた、上流側で検出した表面疵の画像領域に対し、所定のマージンを設けてマスク領域を設定するので、マスク処理時における画像合成位置のずれや、表面疵検査装置の検出精度の差に起因する疵部分の検出誤差等をカバーし、適切にマスク処理を行うことができる。
また、画像合成に際し、同期信号を用いてスタート位置を合わせるので、比較的容易に合成位置を決定することができる。さらにまた、鋼板連続画像からのプロフィールを用いて定期的に同期調整を行えば、外乱等による合成位置ずれを補正することができ、適切なマスク処理を行うことができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態の撮像装置２１及び２２に加えて、巻き取りリール１０の直前にも撮像装置を設置するようにしたものである。
（構成）
図５は、第２の実施形態における鋼板製造ライン１を示す図である。
この鋼板製造ライン１において、払い出しリール３から鋼板２を払い出し、ロール９によって鋼板２を搬送するまでの工程は図１に示す鋼板製造ライン１と同様であるため、ここでは工程の異なる部分を中心に説明する。
【００３７】
図５に示す鋼板製造ライン１では、ロール９によって搬送された鋼板２に対して、第３の製造装置１１で第１の製造装置４及び第２の製造装置７とは異なる処理を施した後、鋼板２をロール１２及び１３を介して搬送し、巻き取りリール１０で巻き取る。ここで、第３の製造装置１１は、例えばルーパである。
巻き取りリール１０の直前（鋼板製造ライン１の最下流位置）には、鋼板２の両面の疵を撮像する撮像装置２３ａ，２３ｂが配置されている。撮像装置２３ａは、鋼板２の表側の面を撮像する表面用撮像装置であり、撮像装置２３ｂは、鋼板２の裏側の面を撮像する裏面用撮像装置である。これら撮像装置２３ａ，２３ｂは、上述した撮像装置２１ａ，２１ｂと同様の構成を有し、簡易型の表面疵検査装置を構成するものである。
【００３８】
なお、以下の説明では、撮像装置２３ａ，２３ｂを単に撮像装置２３と称する。また、撮像装置２１を備える表面疵検査装置を上流側表面疵検査装置、撮像装置２２を備える表面疵検査装置を中央表面疵検査装置、撮像装置２３を備える表面疵検査装置を下流側（最下流位置）表面疵検査装置という。
このように、本実施形態では、１つの鋼板製造ライン１に複数（ここでは、３台）の表面疵検査装置を配置し、上述した第１の実施形態と同様に、上流側で検出した疵部分をマスク処理することで、下流側ではこれを検出しないようにする。
【００３９】
図６は、第２の実施形態における表面疵検査装置５０の構成を示すブロック図である。
第２の実施形態における画像処理装置３０は、マスク画像作成部３５と、マスク処理部３６と、第３の疵検出部３７とが追加されていることを除いては、図２に示す画像処理装置３０と同様の構成を有する。そのため、ここでは構成の異なる部分を中心に説明する。なお、撮像装置２１、第１の疵検出部３１及びマスク画像作成部３２で上流側表面疵検査装置を構成し、撮像装置２２、マスク処理部３３、第２の疵検出部３４及びマスク画像作成部３５で中央表面疵検査装置を構成し、撮像装置２３、マスク処理部３６及び第３の疵検出部３７で最下流位置表面疵検査装置を構成している。
【００４０】
マスク画像作成部３５は、第１の疵検出部３１及び第２の疵検出部３４で検出した疵部分を含む画像領域をマスク領域としたマスク画像を作成する。すなわち、マスク画像作成部３２で作成した連続マスク画像と、第２の疵検出部３４で特定した疵部分を含むようにマスク領域を設定して２値化された連続マスク画像とを合成し、最終的な連続マスク画像を作成する。
マスク処理部３６は、撮像装置２３から入力される鋼板連続画像と、マスク画像作成部３５で作成した連続マスク画像とを合成し、鋼板連続画像を連続マスク画像でマスクする。
【００４１】
第３の疵検出部３７は、マスク処理部３６で得られたマスク後の鋼板連続画像から、鋼板２の表面疵を検出する。ここでは、当該鋼板連続画像に対して予め設定した簡易検査用閾値を用いて２値化処理を行い、簡易検査用閾値を超えた画像データに対応する鋼板位置を疵部分と判定する。この第３の疵検出部３７で検出した鋼板２の表面疵の情報は、オペレータが認識可能なようにモニタ４０に表示する。
【００４２】
なお、図６において、中央表面疵検査装置（撮像装置２２、マスク処理部３３、第２の疵検出部３４及びマスク画像作成部３５）が、上流側に配置した検出精度の高い疵検出手段に対応しており、撮像装置２２が撮像手段、マスク処理部３３、第２の疵検出部３４及びマスク画像作成部３５が判別手段に対応している。また、最下流位置表面疵検査装置（撮像装置２３、マスク処理部３６及び第３の疵検出部３７）が、下流側に配置した検出精度の低い疵検出手段に対応しており、撮像装置２３が撮像手段、マスク処理部３６及び第３の疵検出部３７が判別手段に対応している。
【００４３】
（動作）
次に、第２の実施形態の動作について具体的に説明する。
払い出しリール３から払い出された鋼板２は、第１の製造装置４を通過した後、簡易型の上流側表面疵検査装置で表面の疵検査が行われる。このとき、撮像装置２１から図７（ａ）に示すような鋼板連続画像が得られたものとすると、画像処理装置３０は、第１の疵検査部３１で、鋼板２の表面に発生している比較的大きな疵Ｆ３を検出する。また、画像処理装置３０は、マスク画像作成部３２で、図７（ｂ）に示すように、第１の疵検査部３１で検出した疵Ｆ３を含む領域Ｍ３をマスク領域とした連続マスク画像を作成し、これを記憶しておく。
【００４４】
その後、鋼板２が搬送され、図７（ａ）の鋼板連続画像に対応する鋼板２が第２の製造装置７を通過すると、高性能型の中央表面疵検査装置でその表面の疵検査が行われる。このとき、上流側表面疵検査装置において、鋼板２の表面に発生している比較的小さな疵Ｆ４を見落としていたものとすると、撮像装置２２からは、図７（ｃ）に示すような疵Ｆ４を含む鋼板連続画像が得られる。
【００４５】
画像処理装置３０は、マスク処理部３３で、この鋼板連続画像に図７（ｂ）に示すマスク画像を合成し、マスク領域Ｍ３をマスクする。これにより、図７（ｄ）に示す鋼板連続差分画像が得られる。すると画像処理装置３０は、第２の疵検査部３４で、この鋼板連続差分画像から鋼板２の表面に発生している比較的小さな疵Ｆ４を検出する。また、画像処理装置３０は、マスク画像作成部３５で、図７（ｅ）に示すように、第１の疵検査部３１で検出した疵Ｆ３を含む領域Ｍ３と、第２の疵検査部３４で検出した疵Ｆ４を含む領域Ｍ４とをマスク領域とした連続マスク画像を作成し、これを記憶しておく。
【００４６】
その後、鋼板２がさらに搬送され、図７（ａ）の鋼板連続画像に対応する鋼板２が第３の製造装置１１を通過し、鋼板製造ライン１の最下流位置に到達すると、簡易型の最下流位置表面疵検査装置でその表面の疵検査が行われる。このとき、第２の製造装置７を通過した後の鋼板２に新たに表面疵Ｆ５が発生しているものとすると、撮像装置２３からは、図７（ｆ）に示すような疵Ｆ５を含む鋼板連続画像が得られる。
【００４７】
画像処理装置３０は、マスク処理部３６で、この鋼板連続画像に図７（ｅ）に示すマスク画像を合成し、マスク領域Ｍ３及びＭ４をマスクする。これにより、撮像装置２１で検出した疵Ｆ３に対応する画像領域と、撮像装置２２で検出した疵Ｆ４に対応する画像領域とがマスクされ、図７（ｇ）に示す鋼板連続差分画像が得られる。これにより画像処理装置３０は、第３の疵検査部３７で、この鋼板連続差分画像から鋼板２の表面に新たに発生した疵Ｆ５を検出する。
【００４８】
ところで、光学式の表面疵検査装置は、検査精度を高精度にすればするほど、鋼板製造ラインにおいて鋼板の上下振動の少ない安定した位置への設置が要求される。さらに、検査表面への外乱（防錆材や薬液塗布環境、太陽光などの強力な外光、粉塵、機械的干渉、周囲温度、保全スペースの確保不可など）についても、できるだけ少ない場所を選定することが望ましい。このような安定した位置は、鋼板製造ラインの中央に位置する場合が多く、鋼板製造ライン上に高性能型の表面疵検査装置を１台しか配置しない場合、表面疵検査装置の配置位置よりも下流側で新たに疵が発生すると、これを検出することができない。
【００４９】
これに対して、本実施形態では、高性能型の表面疵検査装置の配置位置よりも下流側に、設置条件の制約の少ない簡易型の表面疵検査装置を配置するので、高性能型の表面疵検査装置の配置位置よりも下流側で新たに疵が発生した場合であっても、これを簡易型の表面疵検査装置によって検出することができる。
【００５０】
（効果）
このように、上記第２の実施形態では、複数の表面疵検査装置のうち上流側に高性能型の表面疵検査装置を配置し、下流側に簡易型の表面疵検査装置を配置する。したがって、設置条件の制約により高性能型の表面疵検査装置を鋼板製造ラインの下流位置に配置できない場合であっても、当該下流位置に設置条件の制約の少ない簡易型の表面疵検査装置を配置することができるので、高性能型の表面疵検査装置よりも下流側で新たに発生した疵は簡易型の表面疵検査装置によって適切に検出することができる。
また、簡易型の表面疵検査装置を鋼板製造ラインの最下流位置、すなわち巻き取りリールの直前に配置することで、鋼板製造ライン上で発生した疵を見落としなく検出することができ、欠陥材の流出を適切に防止することができる。
【００５１】
（変形例）
なお、上記各実施形態においては、鋼板製造ライン１上に配置する複数の表面疵検査装置を、何れも光学式の表面疵検査装置とする場合について説明したが、これら複数の表面疵検査装置は同じ検査原理でなくてもよい。
また、上記各実施形態においては、連続マスク画像の作成に際し、画像信号に対して正規化処理を施すようにしてもよい。例えば、通常の状態で２５６グレイスケールである場合、中間の１２８グレイスケールとなるように自動追従（自動ゲイン調整）を行う。このように、画像信号を正規化した後、１２８グレイの上下に所望の閾値を設けて必要な連続マスク画像を作成する。正規化処理を施すことで、表面疵検査装置が異なる種類であっても適切に処理することができる。なお、正規化の目標値は１２８グレイに限定されるものではなく、機器の差や鋼板の状況等から適宜決定するものとする。
さらに、上記各実施形態においては、鋼板製造ライン１上に疵検査装置を２つ又は３つ配置する場合について説明したが、４つ以上配置することもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１…鋼板製造ライン、２…鋼板、３…払い出しリール、４…第１の製造装置、５…ロール、６…ロール、７…第２の製造装置、８…ロール、９…ロール、１０…巻き取りリール、１１…第３の製造装置、１２…ロール、１３…ロール、２１ａ，２１ｂ…撮像装置、２２ａ，２２ｂ…撮像装置、２３ａ，２３ｂ…撮像装置、３０…画像処理装置、４０…モニタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板製造ライン上に配置されて鋼板の表面疵を検査する鋼板の表面疵検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板製造ラインにおいて鋼板の表面疵を検査する表面疵検査装置として、光学系を利用したものがある。光学式の表面疵検査装置は、設置条件の制約から、１つの製造ラインに１台（表面用・裏面用の１組）のみ設置されるのが一般的である。
表面疵検査装置では、製造ライン上で新たに発生した疵も検出する必要があることから、製造ラインの最下流位置に設置するのが望ましい。ところが、光学式の表面疵検査装置は、検査性能を高精度にするためには、表面疵検査装置周辺の振動や検査表面への外乱のない安定した位置に設置する必要があり、このような安定した位置は製造ラインの中央に位置する場合が多いことから、必ずしも最下流位置に設置することができない。そのため、表面疵検査装置の設置箇所よりも下流側で新たに疵が発生すると、これを検出することができず、表面疵の見逃しにより欠陥材が流出してしまうおそれがある。
【０００３】
欠陥の見逃し対策として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、鋳造、熱間圧延、酸洗、冷間圧延、焼鈍、めっき、表面処理などの各製造ラインに表面疵検査装置を１台ずつ設置し、各表面疵検査装置で取得した疵検査画像を保存して並列的にモニタ表示することで、疵発生の原因工程をさかのぼって調査し易くするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、各表面疵検査装置の疵検査画像を並列的に表示するだけであり、表面疵検査装置の処理負荷については考慮されていない。すなわち、１つの製造ラインに表面疵検査装置を１台しか設置しておらず、また、後工程の表面疵検査装置では、前工程の表面疵検査装置で検出した表面疵も併せて検出する構成であるため、突発的に表面疵が多量発生すると表面疵検査装置の画像処理が追いつかず、当該画像処理を行う演算装置がハングアップするおそれがある。
【０００６】
これを防止するために、突発的に表面疵が多量発生することを想定して処理能力の高い演算装置を用いることも考えられるが、この場合、装置が高額化すると共に、通常の疵発生状態のときにオーバースペックとなり効率が悪い。
そこで、本発明は、ハングアップ及びオーバースペックを抑制しつつ、鋼板製造ラインにおいて鋼板の表面疵の検査を適切に行うことができる鋼板の表面疵検査装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る鋼板の表面疵検査装置は、鋼板製造ライン上における鋼板の表面疵を検査する鋼板の表面疵検査装置であって、１つの鋼板製造ライン上の異なる位置に配置され、当該配置位置での鋼板の表面疵を検出する複数の疵検出手段を備え、前記複数の疵検出手段は、前記配置位置での鋼板の表面画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した表面画像から鋼板の表面疵を判別する判別手段と、をそれぞれ備え、前記判別手段は、前記撮像手段で撮像した表面画像において、自身に対応する前記疵検出手段よりも前記鋼板製造ラインにおける上流側に配置された前記疵検出手段で検出した表面疵に対応する画像領域をマスクした後、前記表面疵を判別することを特徴としている。
このように、１つの鋼板製造ライン上に複数の疵検出手段を設けるので、１つの疵検出手段の配置位置よりも下流側で新しく疵が発生した場合であっても、これを下流側に配置した疵検出手段で検出することができる。
【０００８】
また、マスク処理により、上流側に配置した疵検出手段で検出した表面疵を下流側に配置した疵検出手段では検出しないようにするので、下流側の疵検出手段での弁別処理負荷を軽減することができる。さらに、下流側の疵検出手段で検出できない表面疵や検出したくない表面疵を上流側で検出しておくことができるなど、複数の疵検出手段で弁別処理を分散することができる。そのため、突発的に表面疵が多量発生した場合であっても、下流側において適切に処理することができるので、演算装置のハングアップを抑制することができる。したがって、突発的に表面疵が多量発生した場合を想定して、下流側に処理能力の高い演算装置を設置する必要がなく、通常の疵発生状態における演算装置のオーバースペックを抑制することができる。
以上のように、１つの鋼板製造ライン上に疵検出手段を１つのみ配置する場合と比較して、表面疵検査の処理能力を向上させることができる。
【０００９】
また、上記において、前記複数の疵検出手段は、それぞれ表面疵の検出精度が異なり、前記検出精度の低い前記疵検出手段の配置位置よりも前記鋼板製造ラインにおける下流側に、前記検出精度の高い前記疵検出手段を配置することを特徴としている。
これにより、上流側の疵検出手段では比較的大きな疵のみを検出し、これをマスクすることで下流側の疵検出手段では比較的小さな疵のみを検出対象とすることができる。そのため、下流側の疵検出手段では、大きな疵も併せて検査する場合と比較して、より精密な検査を行うことができる。
さらに、上記において、前記複数の疵検出手段は、それぞれ表面疵の検出精度が異なり、前記検出精度の高い前記疵検出手段の配置位置よりも前記鋼板製造ラインにおける下流側に、前記検出精度の低い前記疵検出手段を配置することを特徴としている。
【００１０】
一般に、検出精度の高い疵検出手段ほど外乱の少ない安定した位置への設置が求められることから、設置条件の制約が多く、検出精度の低い疵検出手段は設置条件の制約が少ない。このように、設置条件の制約により、検出精度の高い疵検出手段を鋼板製造ラインの下流位置に配置できない場合であっても、当該下流位置に設置条件の制約の少ない疵検出手段を配置することができるので、検出精度の高い疵検出手段の下流側で新たに発生した疵も確実に検出することができる。
【００１１】
また、上記において、前記検出精度の低い前記疵検出手段を、前記鋼板製造ライン上の最下流位置に配置することを特徴としている。
これにより、鋼板製造ライン上で発生した疵を確実に検出することができる。
さらにまた、上記において、前記判別手段は、前記撮像手段で撮像した表面画像において、自身に対応する前記疵検出手段よりも前記鋼板製造ラインにおける上流側に配置された前記疵検出手段で検出した表面疵に対応する画像領域の外周部に所定のマージンを設けた領域をマスクした後、前記表面疵を判別することを特徴としている。
これにより、上流側の疵検出手段で検出した表面疵を適切に下流側でマスクすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１つの鋼板製造ライン上に複数の疵検出手段を設け、マスク処理により上流側の疵検出手段で検出した表面疵を下流側の疵検出手段では検出しないようにするので、鋼板製造ライン上で新たに発生した鋼板の表面疵を適切に検出することができると共に、複数の疵検出手段で弁別処理負荷を分散することができる。したがって、画像処理を行う演算装置のハングアップ及びオーバースペックを抑制しつつ、鋼板製造ラインにおける鋼板の表面疵の検査を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態における鋼板製造ラインを示す図である。
【図２】第１の実施形態における表面疵検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】鋼板の表面疵検査手順を模式的に示す図である。
【図４】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図５】第２の実施形態における鋼板製造ラインを示す図である。
【図６】第２の実施形態における表面疵検査装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（構成）
図１は、本発明に係る鋼板の表面疵検査装置を搭載した鋼板製造ラインを示す図である。
図中符号１は、鋼板製造ラインである。この鋼板製造ライン１では、鋼板２を払い出しリール３から払い出し、第１の製造装置４で処理した後、ロール５及び６を介して第２の製造装置７へ搬送する。そして、その鋼板２に対して、第２の製造装置７で第１の製造装置４とは異なる処理を施した後、鋼板２をロール８及び９を介して搬送し、巻き取りリール１０で巻き取る。
ここで、第１の製造装置４は、ルーパ、脱脂装置、酸洗装置などである。また、第２の製造装置７は、酸洗装置、メッキ装置、焼鈍装置などである。また、ロール８及び９は、デフレクタロール等、比較的大径のロールである。
【００１５】
第１の製造装置４の後段及び第２の製造装置７の後段には、それぞれ鋼板２の両面の画像を撮像する撮像装置２１ａ，２１ｂ及び２２ａ，２２ｂが配置されている。撮像装置２１ａ及び２２ａは、鋼板２の表側の面を撮像する表面用撮像装置であり、撮像装置２１ｂ及び２２ｂは、鋼板２の裏側の面を撮像する裏面用撮像装置である。
これら撮像装置２１ａ，２１ｂ及び２２ａ，２２ｂは、光学式の表面疵検査装置を構成するものあって、それぞれ鋼板２の検査面に光を投光する光源と、検査面で正反射した反射光を受光して検査面の連続画像（鋼板連続画像）を得るカメラとを備える。ここで、鋼板連続画像とは、上記反射光の情報（光の強度）を電気信号に変換し、デジタル化した連続画像信号である。
【００１６】
本実施形態では、鋼板製造ライン１に複数の表面疵検査装置を配置しており、複数の表面疵検査装置のうち撮像装置２１ａ，２１ｂを備える上流側表面疵検査装置の性能（検出精度）と、撮像装置２２ａ，２２ｂを備える下流側表面疵検査装置の性能（検出精度）とを異ならせるものとする。
ここでは、上流側表面疵検査装置を比較的性能の低い簡易型、下流側表面疵検査装置を高性能型とする。簡易型の表面疵検査装置とは、振動等の外乱には強いが、検査面上の面状疵のような大きな疵の有無のみが判別可能な性能を有するものをいう。また、高性能型の表面疵検査装置とは、検査面上の微小疵まで検出可能であり、例えば疵の種類や大きさ、形まで判別可能な性能を有するものをいう。
【００１７】
なお、以下の説明では、撮像装置２１ａ及び２１ｂを単に撮像装置２１と称し、撮像装置２２ａ及び２２ｂを単に撮像装置２２と称する。
撮像装置２１及び２２でそれぞれ得られた鋼板連続画像は、表面疵検査装置を構成する画像処理装置３０に入力される。そして、画像処理装置３０は、入力された鋼板連続画像から鋼板２の表面疵を判別することで、各撮像装置の配置位置での鋼板２の表面疵をそれぞれ検出する。
【００１８】
図２は、表面疵検査装置の構成を示すブロック図である。また、図３は、鋼板２の表面疵検査手順を模式的に示す図である。
図２に示すように、表面疵検査装置５０は、撮像装置２１，２２と、画像処理装置３０と、モニタ４０とを備える。また、画像処理装置３０は、第１の疵検出部３１と、マスク画像作成部３２と、マスク処理部３３と、第２の疵検出部３４とを備える。ここで、撮像装置２１、第１の疵検出部３１及びマスク画像作成部３２で上流側表面検査装置を構成し、撮像装置２２、マスク処理部３３及び第２の疵検出部３４で下流側表面検査装置を構成している。
【００１９】
第１の疵検出部３１は、撮像装置２１から入力される鋼板連続画像から、鋼板２の表面疵を検出する。ここでは、鋼板連続画像に対して予め設定した簡易検査用閾値を用いて２値化処理を行い、簡易検査用閾値を超えた画像データに対応する鋼板位置を疵部分と判定する。すなわち、撮像装置２１から図３（ａ）に示すような鋼板連続画像Ｇ２１が入力されると、第１の疵検出部３１は２値化処理（弁別処理）により疵部分Ｆ１を検出する。なお、上記簡易検査用閾値は、比較的大きな疵のみを判別可能な程度に比較的高めに設定しているものとする。この第１の疵検出部３１で検出した鋼板２の表面疵の情報は、オペレータが認識可能なようにモニタ４０に表示する。
【００２０】
マスク画像作成部３２は、第１の疵検出部３１で検出した疵部分を含む画像領域をマスク領域とする連続マスク画像を作成する。ここでは、図３（ｂ）に示すように、第１の疵検出部３１で特定した疵部分Ｆ１の外周部に所定のマージン（例えば、１画素分）を設けてマスク領域ＦＭ１を設定し、２値化された連続マスク画像Ｍを得る。なお、マスク領域ＦＭ１は、疵部分Ｆ１を含む矩形領域に設定することもできる。
【００２１】
マスク処理部３３は、撮像装置２２から入力される鋼板連続画像と、マスク画像作成部３２で作成した連続マスク画像とを合成し、鋼板連続画像を連続マスク画像でマスクする。合成に際し、画像収集クロック（同期信号）を用いてスタート位置（鋼板２の先頭位置）をずれなく合わせるようにする。すなわち、撮像装置２２から図３（ｃ）に示すような鋼板連続画像Ｇ２２が入力されたとき、図３（ｄ）の連続マスク画像Ｍ（図３（ｂ）の連続マスク画像Ｍ）でマスクすると、マスク後の鋼板連続画像として図３（ｅ）に示す鋼板連続差分画像Ｇ２２ａが得られる。
【００２２】
なお、上記のように同期信号を用いてスタート位置を合わせたとしても、鋼板２の振動や、サンプリングの個々のタイミングにより、鋼板連続画像と連続マスク画像との合成位置が所望の位置に完全に一致しない場合がある。そのため、このような合成位置ずれを考慮してマスク領域の上記マージンを大きめに設定したり、鋼板連続画像からの長手方向若しくは幅方向のプロフィールを用いてピークのパターンがマッチするように時々同期調整したりすることが望ましい。長手方向のプロフィールを用いた同期調整としては、例えば長手１ｍのマスク画像データを切り出し、鋼板連続画像から最もパターンの合う位置を長手方向に検索し、合成位置を決定する処理を行う。
【００２３】
第２の疵検出部３４は、マスク処理部３３で得られた鋼板連続差分画像Ｇ２２ａから、鋼板２の表面疵を検出する。ここでは、鋼板連続画像Ｇ２２ａに対して予め設定した高性能検査用閾値を用いて２値化処理を行い、高性能検査用閾値を超えた画像データに対応する鋼板位置を疵部分と判定する。これにより、第２の疵検出部３４は、図３（ｅ）に示す疵部分Ｆ２を検出する。なお、上記高性能検査用閾値は、比較的小さな疵を判別可能なように比較的低めに設定しているものとする。この第２の疵検出部３４で検出した鋼板２の表面疵の情報は、オペレータが認識可能なようにモニタ４０に表示する。
このように、１つの鋼板製造ライン１に複数（ここでは、２台）の表面疵検査装置を配置し、上流側で検出した疵部分をマスク処理することで、下流側ではこれを検出しないようにする。これにより、下流側では、上流側で検出できなかった疵や、上流側の表面疵検査装置の配置位置以降で新たに発生した疵のみを検出するようにする。
【００２４】
なお、図２において、上流側表面疵検査装置（撮像装置２１、第１の疵検出部３１及びマスク画像作成部３２）が、上流側に配置した検出精度の低い疵検出手段に対応しており、撮像装置２１が撮像手段、第１の疵検出部３１及びマスク画像作成部３２が判別手段に対応している。また、下流側表面疵検査装置（撮像装置２２、マスク処理部３３及び第２の疵検出部３４）が、下流側に配置した検出精度の高い疵検出手段に対応しており、撮像装置２２が撮像手段、マスク処理部３３及び第２の疵検出部３４が判別手段に対応している。
【００２５】
（動作）
次に、第１の実施形態の動作について、図４を参照しながら具体的に説明する。
払い出しリール３から払い出された鋼板２は、第１の製造装置４を通過した後、簡易型の上流側表面疵検査装置で表面の疵検査が行われる。このとき、撮像装置２１では、光源から鋼板２の表面に光を照射し、その反射光を受光することで鋼板連続画像を得る。ここで、撮像装置２１から図４（ａ）に示すような鋼板連続画像が得られたものとすると、画像処理装置３０は、第１の疵検査部３１で、この鋼板連続画像に対して２値化処理を行うことで表面疵の弁別処理を行い、鋼板２の表面に発生している疵Ｆ３を検出する。ここで検出される疵Ｆ３は、連続疵のような比較的大きな疵である。検出された疵Ｆ３はモニタ４０に表示される。これにより、オペレータはこの時点で鋼板２に疵Ｆ３があることを認識することができる。
【００２６】
また、画像処理装置３０は、マスク画像作成部３２で、図４（ｂ）に示すように、第１の疵検査部３１で検出した疵Ｆ３を含む領域Ｍ３をマスク領域とした連続マスク画像を作成し、これを記憶しておく。
その後、鋼板２が鋼板製造ライン１上を搬送され、図４（ａ）に示す鋼板連続画像に対応する鋼板２が第２の製造装置７を通過すると、高性能型の下流側表面疵検査装置でその表面の疵検査が行われる。このとき、撮像装置２２から図４（ｃ）に示すような鋼板連続画像が得られたものとする。この場合、画像処理装置３０は、マスク処理部３３で、この鋼板連続画像に図４（ｂ）に示すマスク画像を合成し、鋼板連続画像からマスク領域Ｍ３をマスクする。その結果、上流側表面疵検査装置で検出した疵Ｆ３に対応する画像領域がマスクされ、図４（ｄ）に示す鋼板連続差分画像が得られる。
【００２７】
すると画像処理装置３０は、第２の疵検査部３４で、この鋼板連続差分画像に対して２値化処理を行うことで表面疵の弁別処理を行う。このとき、図４（ｃ）に示すように、撮像装置２２では大型疵Ｆ３の他に、撮像装置２１で見落とした比較的小さな疵Ｆ４を検出しているものとすると、鋼板連続差分画像は、図４（ｄ）に示すように疵Ｆ４のみが撮像された状態となる。そのため、第２の疵検査部３４は、鋼板２の表面の疵Ｆ４のみを検出する。ここで検出された疵Ｆ４はモニタ４０に表示され、オペレータはモニタ４０を確認することで鋼板２に疵Ｆ４があることを認識することができる。
【００２８】
このように、鋼板製造ライン１における上流側に簡易型の表面疵検査装置を配置し、下流側に高性能型の表面疵検査装置を配置し、上流側表面疵検査装置で検出した疵はマスクして下流側表面疵検査装置では検出しないようにする。そのため、下流側表面疵検査装置で扱う画像を少なくすることができ、下流側表面疵検査装置の弁別処理負荷を軽減することができる。
【００２９】
また、上流側で大型疵を検査対象とすると、下流側では小さな疵のみを検査対象とする（詳細分離する）ことができるので、下流側では大型疵も併せて検査する場合よりも精密な検査を行うことができる。さらに、下流側に高性能型の表面疵検査装置を配置することで、上流側に設置した簡易型の表面疵検査装置で検出できなかった小さな疵を下流側で検出することができ、適切な表面疵判定を行うことができる。
【００３０】
ところで、光学式の表面疵検査装置は、設置条件に制約があるため、１つの鋼板製造ラインに１台のみ設置する設備が一般的である。ところが、表面疵検査装置が１台しか設置されていないと、通常運転状態に比して表面疵が多量に発生した場合に処理が追いつかず、表面疵検査を自動的に中止するなどの異常発生時処理が介入してしまう。多量に疵が発生することを想定し、表面疵検査装置の演算装置に処理能力の高い装置を用いることも考えられるが、この場合、装置が高額化すると共に、通常の疵発生状態のときの処理能力が余ってしまい、装置のオーバースペックとなるため効率が悪い。
【００３１】
これに対して本実施形態では、１つの鋼板製造ライン１上に複数の表面疵検査装置を配置し、上流側の表面疵検査装置と下流側の表面疵検査装置とで弁別処理を分散させることができるので、表面疵検査装置を１台のみ設置した場合と比較して、処理能力を向上させることができる。
【００３２】
（効果）
このように、上記第１の実施形態では、１つの鋼板製造ライン上に複数の表面疵検査装置を配置し、各配置位置での鋼板の表面疵を検出する。このとき、上流側表面疵検査装置で検出した表面疵を、下流側表面疵検査装置ではマスク処理により検出しないようにするので、複数の表面疵検査装置で重複して同一の疵を検出するのを防止し、不要な画像処理（弁別処理）を削減することができる。
【００３３】
また、上流側に簡易型の表面疵検査装置を配置し、下流側に高性能型の表面疵検査装置を配置するので、上流側では比較的大きな表面疵のみを検出し、下流側では比較的小さな表面疵の集まりのみを対象に検査を行うことができる。したがって、下流側表面疵検査装置の処理能力を向上させることができ、大きな表面疵も併せて検査する場合よりも精密な検査を行うことができる。このとき、上流側表面疵検査装置で検出できなかった小さな疵も、高性能型の下流側表面疵検査装置で検出することができるので、鋼板の表面疵の見落としがない。さらに、上流側表面疵検査装置の配置位置よりも下流側で新たに発生した疵も、下流側表面疵検査装置で検出することができる。
【００３４】
また、上記のように複数の表面疵検査装置で検出精度を異ならせることで、各検査装置で検出する疵の種類（大きさ等）を分けることができ、画像処理負荷を分散させることができる。そのため、画像処理装置のハングアップを抑制することができる。さらに、表面疵の多量発生時を想定して処理能力の高い画像処理装置を設置する必要がないため、装置のオーバースペックを防止することができる。
したがって、鋼板製造ライン上に高性能型の表面疵検査装置を１台のみ配置する場合と比較して、表面疵検査の処理能力を向上させることができるので、適切に鋼板の表面疵を検出することができ、欠陥材の流出を抑制することができる。
【００３５】
さらにまた、上流側で検出した表面疵の画像領域に対し、所定のマージンを設けてマスク領域を設定するので、マスク処理時における画像合成位置のずれや、表面疵検査装置の検出精度の差に起因する疵部分の検出誤差等をカバーし、適切にマスク処理を行うことができる。
また、画像合成に際し、同期信号を用いてスタート位置を合わせるので、比較的容易に合成位置を決定することができる。さらにまた、鋼板連続画像からのプロフィールを用いて定期的に同期調整を行えば、外乱等による合成位置ずれを補正することができ、適切なマスク処理を行うことができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態の撮像装置２１及び２２に加えて、巻き取りリール１０の直前にも撮像装置を設置するようにしたものである。
（構成）
図５は、第２の実施形態における鋼板製造ライン１を示す図である。
この鋼板製造ライン１において、払い出しリール３から鋼板２を払い出し、ロール９によって鋼板２を搬送するまでの工程は図１に示す鋼板製造ライン１と同様であるため、ここでは工程の異なる部分を中心に説明する。
【００３７】
図５に示す鋼板製造ライン１では、ロール９によって搬送された鋼板２に対して、第３の製造装置１１で第１の製造装置４及び第２の製造装置７とは異なる処理を施した後、鋼板２をロール１２及び１３を介して搬送し、巻き取りリール１０で巻き取る。ここで、第３の製造装置１１は、例えばルーパである。
巻き取りリール１０の直前（鋼板製造ライン１の最下流位置）には、鋼板２の両面の疵を撮像する撮像装置２３ａ，２３ｂが配置されている。撮像装置２３ａは、鋼板２の表側の面を撮像する表面用撮像装置であり、撮像装置２３ｂは、鋼板２の裏側の面を撮像する裏面用撮像装置である。これら撮像装置２３ａ，２３ｂは、上述した撮像装置２１ａ，２１ｂと同様の構成を有し、簡易型の表面疵検査装置を構成するものである。
【００３８】
なお、以下の説明では、撮像装置２３ａ，２３ｂを単に撮像装置２３と称する。また、撮像装置２１を備える表面疵検査装置を上流側表面疵検査装置、撮像装置２２を備える表面疵検査装置を中央表面疵検査装置、撮像装置２３を備える表面疵検査装置を下流側（最下流位置）表面疵検査装置という。
このように、本実施形態では、１つの鋼板製造ライン１に複数（ここでは、３台）の表面疵検査装置を配置し、上述した第１の実施形態と同様に、上流側で検出した疵部分をマスク処理することで、下流側ではこれを検出しないようにする。
【００３９】
図６は、第２の実施形態における表面疵検査装置５０の構成を示すブロック図である。
第２の実施形態における画像処理装置３０は、マスク画像作成部３５と、マスク処理部３６と、第３の疵検出部３７とが追加されていることを除いては、図２に示す画像処理装置３０と同様の構成を有する。そのため、ここでは構成の異なる部分を中心に説明する。なお、撮像装置２１、第１の疵検出部３１及びマスク画像作成部３２で上流側表面疵検査装置を構成し、撮像装置２２、マスク処理部３３、第２の疵検出部３４及びマスク画像作成部３５で中央表面疵検査装置を構成し、撮像装置２３、マスク処理部３６及び第３の疵検出部３７で最下流位置表面疵検査装置を構成している。
【００４０】
マスク画像作成部３５は、第１の疵検出部３１及び第２の疵検出部３４で検出した疵部分を含む画像領域をマスク領域としたマスク画像を作成する。すなわち、マスク画像作成部３２で作成した連続マスク画像と、第２の疵検出部３４で特定した疵部分を含むようにマスク領域を設定して２値化された連続マスク画像とを合成し、最終的な連続マスク画像を作成する。
マスク処理部３６は、撮像装置２３から入力される鋼板連続画像と、マスク画像作成部３５で作成した連続マスク画像とを合成し、鋼板連続画像を連続マスク画像でマスクする。
【００４１】
第３の疵検出部３７は、マスク処理部３６で得られたマスク後の鋼板連続画像から、鋼板２の表面疵を検出する。ここでは、当該鋼板連続画像に対して予め設定した簡易検査用閾値を用いて２値化処理を行い、簡易検査用閾値を超えた画像データに対応する鋼板位置を疵部分と判定する。この第３の疵検出部３７で検出した鋼板２の表面疵の情報は、オペレータが認識可能なようにモニタ４０に表示する。
【００４２】
なお、図６において、中央表面疵検査装置（撮像装置２２、マスク処理部３３、第２の疵検出部３４及びマスク画像作成部３５）が、上流側に配置した検出精度の高い疵検出手段に対応しており、撮像装置２２が撮像手段、マスク処理部３３、第２の疵検出部３４及びマスク画像作成部３５が判別手段に対応している。また、最下流位置表面疵検査装置（撮像装置２３、マスク処理部３６及び第３の疵検出部３７）が、下流側に配置した検出精度の低い疵検出手段に対応しており、撮像装置２３が撮像手段、マスク処理部３６及び第３の疵検出部３７が判別手段に対応している。
【００４３】
（動作）
次に、第２の実施形態の動作について具体的に説明する。
払い出しリール３から払い出された鋼板２は、第１の製造装置４を通過した後、簡易型の上流側表面疵検査装置で表面の疵検査が行われる。このとき、撮像装置２１から図７（ａ）に示すような鋼板連続画像が得られたものとすると、画像処理装置３０は、第１の疵検査部３１で、鋼板２の表面に発生している比較的大きな疵Ｆ３を検出する。また、画像処理装置３０は、マスク画像作成部３２で、図７（ｂ）に示すように、第１の疵検査部３１で検出した疵Ｆ３を含む領域Ｍ３をマスク領域とした連続マスク画像を作成し、これを記憶しておく。
【００４４】
その後、鋼板２が搬送され、図７（ａ）の鋼板連続画像に対応する鋼板２が第２の製造装置７を通過すると、高性能型の中央表面疵検査装置でその表面の疵検査が行われる。このとき、上流側表面疵検査装置において、鋼板２の表面に発生している比較的小さな疵Ｆ４を見落としていたものとすると、撮像装置２２からは、図７（ｃ）に示すような疵Ｆ４を含む鋼板連続画像が得られる。
【００４５】
画像処理装置３０は、マスク処理部３３で、この鋼板連続画像に図７（ｂ）に示すマスク画像を合成し、マスク領域Ｍ３をマスクする。これにより、図７（ｄ）に示す鋼板連続差分画像が得られる。すると画像処理装置３０は、第２の疵検査部３４で、この鋼板連続差分画像から鋼板２の表面に発生している比較的小さな疵Ｆ４を検出する。また、画像処理装置３０は、マスク画像作成部３５で、図７（ｅ）に示すように、第１の疵検査部３１で検出した疵Ｆ３を含む領域Ｍ３と、第２の疵検査部３４で検出した疵Ｆ４を含む領域Ｍ４とをマスク領域とした連続マスク画像を作成し、これを記憶しておく。
【００４６】
その後、鋼板２がさらに搬送され、図７（ａ）の鋼板連続画像に対応する鋼板２が第３の製造装置１１を通過し、鋼板製造ライン１の最下流位置に到達すると、簡易型の最下流位置表面疵検査装置でその表面の疵検査が行われる。このとき、第２の製造装置７を通過した後の鋼板２に新たに表面疵Ｆ５が発生しているものとすると、撮像装置２３からは、図７（ｆ）に示すような疵Ｆ５を含む鋼板連続画像が得られる。
【００４７】
画像処理装置３０は、マスク処理部３６で、この鋼板連続画像に図７（ｅ）に示すマスク画像を合成し、マスク領域Ｍ３及びＭ４をマスクする。これにより、撮像装置２１で検出した疵Ｆ３に対応する画像領域と、撮像装置２２で検出した疵Ｆ４に対応する画像領域とがマスクされ、図７（ｇ）に示す鋼板連続差分画像が得られる。これにより画像処理装置３０は、第３の疵検査部３７で、この鋼板連続差分画像から鋼板２の表面に新たに発生した疵Ｆ５を検出する。
【００４８】
ところで、光学式の表面疵検査装置は、検査精度を高精度にすればするほど、鋼板製造ラインにおいて鋼板の上下振動の少ない安定した位置への設置が要求される。さらに、検査表面への外乱（防錆材や薬液塗布環境、太陽光などの強力な外光、粉塵、機械的干渉、周囲温度、保全スペースの確保不可など）についても、できるだけ少ない場所を選定することが望ましい。このような安定した位置は、鋼板製造ラインの中央に位置する場合が多く、鋼板製造ライン上に高性能型の表面疵検査装置を１台しか配置しない場合、表面疵検査装置の配置位置よりも下流側で新たに疵が発生すると、これを検出することができない。
【００４９】
これに対して、本実施形態では、高性能型の表面疵検査装置の配置位置よりも下流側に、設置条件の制約の少ない簡易型の表面疵検査装置を配置するので、高性能型の表面疵検査装置の配置位置よりも下流側で新たに疵が発生した場合であっても、これを簡易型の表面疵検査装置によって検出することができる。
【００５０】
（効果）
このように、上記第２の実施形態では、複数の表面疵検査装置のうち上流側に高性能型の表面疵検査装置を配置し、下流側に簡易型の表面疵検査装置を配置する。したがって、設置条件の制約により高性能型の表面疵検査装置を鋼板製造ラインの下流位置に配置できない場合であっても、当該下流位置に設置条件の制約の少ない簡易型の表面疵検査装置を配置することができるので、高性能型の表面疵検査装置よりも下流側で新たに発生した疵は簡易型の表面疵検査装置によって適切に検出することができる。
また、簡易型の表面疵検査装置を鋼板製造ラインの最下流位置、すなわち巻き取りリールの直前に配置することで、鋼板製造ライン上で発生した疵を見落としなく検出することができ、欠陥材の流出を適切に防止することができる。
【００５１】
（変形例）
なお、上記各実施形態においては、鋼板製造ライン１上に配置する複数の表面疵検査装置を、何れも光学式の表面疵検査装置とする場合について説明したが、これら複数の表面疵検査装置は同じ検査原理でなくてもよい。
また、上記各実施形態においては、連続マスク画像の作成に際し、画像信号に対して正規化処理を施すようにしてもよい。例えば、通常の状態で２５６グレイスケールである場合、中間の１２８グレイスケールとなるように自動追従（自動ゲイン調整）を行う。このように、画像信号を正規化した後、１２８グレイの上下に所望の閾値を設けて必要な連続マスク画像を作成する。正規化処理を施すことで、表面疵検査装置が異なる種類であっても適切に処理することができる。なお、正規化の目標値は１２８グレイに限定されるものではなく、機器の差や鋼板の状況等から適宜決定するものとする。
さらに、上記各実施形態においては、鋼板製造ライン１上に疵検査装置を２つ又は３つ配置する場合について説明したが、４つ以上配置することもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１…鋼板製造ライン、２…鋼板、３…払い出しリール、４…第１の製造装置、５…ロール、６…ロール、７…第２の製造装置、８…ロール、９…ロール、１０…巻き取りリール、１１…第３の製造装置、１２…ロール、１３…ロール、２１ａ，２１ｂ…撮像装置、２２ａ，２２ｂ…撮像装置、２３ａ，２３ｂ…撮像装置、３０…画像処理装置、４０…モニタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板製造ライン上における鋼板の表面疵を検査する鋼板の表面疵検査装置であって、
１つの鋼板製造ライン上の異なる位置に配置され、当該配置位置での鋼板の表面疵を検出する複数の疵検出手段を備え、
前記複数の疵検出手段は、
前記配置位置での鋼板の表面画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した表面画像から鋼板の表面疵を判別する判別手段と、をそれぞれ備え、
前記判別手段は、前記撮像手段で撮像した表面画像において、自身に対応する前記疵検出手段よりも前記鋼板製造ラインにおける上流側に配置された前記疵検出手段で検出した表面疵に対応する画像領域をマスクした後、前記表面疵を判別することを特徴とする鋼板の表面疵検査装置。
【請求項２】
前記複数の疵検出手段は、それぞれ表面疵の検出精度が異なり、
前記検出精度の低い前記疵検出手段の配置位置よりも前記鋼板製造ラインにおける下流側に、前記検出精度の高い前記疵検出手段を配置することを特徴とする請求項１に記載の鋼板の表面疵検査装置。
【請求項３】
前記複数の疵検出手段は、それぞれ表面疵の検出精度が異なり、
前記検出精度の高い前記疵検出手段の配置位置よりも前記鋼板製造ラインにおける下流側に、前記検出精度の低い前記疵検出手段を配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼板の表面疵検査装置。
【請求項４】
前記検出精度の低い前記疵検出手段を、前記鋼板製造ライン上の最下流位置に配置することを特徴とする請求項３に記載の鋼板の表面疵検査装置。
【請求項５】
前記判別手段は、前記撮像手段で撮像した表面画像において、自身に対応する前記疵検出手段よりも前記鋼板製造ラインにおける上流側に配置された前記疵検出手段で検出した表面疵に対応する画像領域の外周部に所定のマージンを設けた領域をマスクした後、前記表面疵を判別することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の鋼板の表面疵検査装置。
【請求項１】
鋼板製造ライン上における鋼板の表面疵を検査する鋼板の表面疵検査装置であって、
１つの鋼板製造ライン上の異なる位置に配置され、当該配置位置での鋼板の表面疵を検出する複数の疵検出手段を備え、
前記複数の疵検出手段は、
前記配置位置での鋼板の表面画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した表面画像から鋼板の表面疵を判別する判別手段と、をそれぞれ備え、
前記判別手段は、前記撮像手段で撮像した表面画像において、自身に対応する前記疵検出手段よりも前記鋼板製造ラインにおける上流側に配置された前記疵検出手段で検出した表面疵に対応する画像領域をマスクした後、前記表面疵を判別することを特徴とする鋼板の表面疵検査装置。
【請求項２】
前記複数の疵検出手段は、それぞれ表面疵の検出精度が異なり、
前記検出精度の低い前記疵検出手段の配置位置よりも前記鋼板製造ラインにおける下流側に、前記検出精度の高い前記疵検出手段を配置することを特徴とする請求項１に記載の鋼板の表面疵検査装置。
【請求項３】
前記複数の疵検出手段は、それぞれ表面疵の検出精度が異なり、
前記検出精度の高い前記疵検出手段の配置位置よりも前記鋼板製造ラインにおける下流側に、前記検出精度の低い前記疵検出手段を配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼板の表面疵検査装置。
【請求項４】
前記検出精度の低い前記疵検出手段を、前記鋼板製造ライン上の最下流位置に配置することを特徴とする請求項３に記載の鋼板の表面疵検査装置。
【請求項５】
前記判別手段は、前記撮像手段で撮像した表面画像において、自身に対応する前記疵検出手段よりも前記鋼板製造ラインにおける上流側に配置された前記疵検出手段で検出した表面疵に対応する画像領域の外周部に所定のマージンを設けた領域をマスクした後、前記表面疵を判別することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の鋼板の表面疵検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７３０４４（Ｐ２０１２−１７３０４４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３３４７（Ｐ２０１１−３３３４７）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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