道場其の⑬ 最新アルゴリズム/トレンドエッジ欠陥によるバリ 欠け検査
・
１ １ トレンドエッジ 欠 陥 モードの 概 要
３−
「外観 検 査」といえば 、ワーク表 面の 汚れ・異 物 検 査 が一 番多い用 途であり 、そのための 傷モードの 効 果や 進 化について
は画 像 道 場 中 級 編 ②で説 明しました 。しかし 、傷モードだけでは 検 出できない 外 観 異常に バリ・欠け 」
「 があり 、この 検 出
に今まで多くの方が 苦 労されていました 。 開 発 の トレンドエッジ欠陥モード 」
新 「 とは 、バリ・欠け検 査 に特 化して 、あらゆ
るワークに対 応できる能 力を持っています 。 回は直 線でも 、
今 自由 曲 線でもあらゆるワークのバリ・欠けを検 出した実 例
とそのアルゴリズムを紹 介 いたします 。
画像処理
拡大
上のような 金 属 板 の 破 断 検 査 は 、ワークエッジ 部を囲むだけで
検 出できます 。エッジ 部を囲むと 、 動 で多 数 のエッジ 検 出をし
自
ます 。 右 上 処 理 後 画 像 ）
（ この 多点情 報 から 、 想 のモデル 線を
理
自動 生 成し 、そのモデル 先から外れる点をバリ・欠けとして 認 識
します 。 右 下 拡 大 画 像 ）
（ 欠け 部 分 に 緑 の点 が10 点 以 上 あるの
がわかります 。
１ ２ 自 由 曲 線 へ の 対 応 傷 モードとの 違 い ）
（
３−
対象物が自由に曲率が変わる曲線の場合、傷モードでの検出は不可能です。これに対応できるのが、トレンドエッジ欠陥モー
ドの「自由曲線」対応の基 準モデル線からの乖離距離検出アルゴリズムとなります。
傷モードで対応できない例 歪んだテープの曲線上の欠陥検査
撮像画像 X 方向への検出（安定度表示）
この性能を実現するのが自由曲線に対応した
基準モデル線自動生成アルゴリズムです。
トレンドエッジ欠陥モードなら
ワークを囲むだけで
・
・・ 欠陥だけを確実に検出可能！！
この性能を実現するのが自由曲線に対応した
基準モデル線自動生成アルゴリズムです。
36
エッジ検出を応用した新機能 ト ドエッジモー について
『 レン ド』
エ ジ検出を行な セグメ ト
ッ う ン を計測領域内で指定した方向にスキャ して、
ン 各セグメ トのエ ジ位置を計測します。
ン ッ
ト ドエッジモー
レン ドとは？
１つの計測領域の中で複数のエ ジ位置情報を計測できるので、
ッ 全体の平均や最大、 最小に加えて、個別の計測結果や
全検出結果を点群とする円や直線を検出できます。
半径幅最大値
検出方向
エッジ位置最大値 400
300
トレンド
方向
エッジ位置最小値
160 半径幅最小値
300
トレンド方向
検出方向
ト ドエッジモー
レン ドの活用例
多点データによる最大、最小、平均検査と全データ外部出力
メ ッ１
リト
［ギアの歯の位置計測］ ［EXCELでのデータ展開グラフ］
一つのウ ン
ィ ドウで複数ポイ トの位置データ
ン を一括処理し、
最大、最小、 平均値の位置や幅データで検査判定が行なえ
るため、複数のウ ンィ ドウや演算式を設定する必要がな 高く、
速に処理するこ とが可能です。 また、各点の位置、幅データを
外部へ出力できますので、 多点でのデータ管理が可能です。
多点データによる直線検出と誤動作の低減
メッ
リ ト2
［従来方法 2点のエッジで誤検知］
： ［ レン
ト ドエッジ 多点で計測、
： 異常点を除去］
検出点群のデータから近似直線や近似円
を算出、直線の角度や円直径、 中心座標な
どが求められます。
下図のよ うに、従来2点のエ ジ検出点デー
ッ
タから角度を求めている場合に １点が誤動
作することで、 直線の傾きが大き く変わって
しまいます。 レン ッ
ト ドエ ジ位置な ら異常点は
キャンセルできますので、 右図のよ うに安定
した直線検出が可能です。
任意ピッチで一括検査
メッ
リ ト3
［コネクタピンのピッチ検査］
各セグメ トは、
ン サイズ、移動量、（移動）開
始オフセッ を調整できます。 クタ
ト コネ ピンの
よ な等間隔ピ チに対象を検査する場合に、
う ッ
これらの調整によ 一括で各点の位置や
り、
幅検査が可能です。 従来のよ うに数十点も
の検査ウ ン ウ
ィ ド を設定する必要はあ ません。
り
Vision Journal vol.3
最適な画像を作るフィルタの種類
CV-2500 や XV-1000 に搭載されている前処理フィルタの概要を説明します。
〈エッジ抽出〉
①プレヴィット XとY方向について別々にエッジ抽出を行ない、その両方の結果を合成するエッジ抽出処理です。
②ソーベル プレヴィットと比べて、コントラストの少ないエッジを強調する効果があります。
また、見た目がより自然に見えます。
③ロバーツ プレヴィットやソーベルに比べて、XY方向のエッジ抽出は弱いですが、斜め方向のエッジ抽出に適し
ています。
④ラプラシアン 方向に依存せず、均一にエッジを抽出する場合に適しています。
元画像 プレヴィ ト
ッ ソーベル ロバーツ ラプラシアン
エッジ抽出系まとめ
微 分 横方向 縦方向 斜め方向 その他
プレヴィ ト
ッ 1次微分 ○ ○ △
ソーベル 1次微分 ◎ ◎ ○
◎○△の記号は強度を表します。
ロバーツ 1次微分 △ △ ○
強度が強い場合は、ノイズ的な変化も
ラプラシアン 2次微分 △ △ △ 方向に依存しない 抽出されることもあります。
〈画像改善〉
⑤強調 ぼやけた画像をはっきりさせる処理です。副作用としてノイズ成分が目立つこともあります。
⑥平均 中心画素を含め、周囲９画素の濃度値を平均する処理です。画像をぼかしたいとき、ノイズ成分の影
響を減らしたいときに使用します。エッジ検出やパターンサーチなどの位置計測を安定させることが
できます。
⑦メディアン 中心画素を含め、周囲９画素の濃度値をソートし、中間値を中心画素の濃度値とする処理です。平均
と異なり、画像をぼかさずにノイズ成分を除去することができます。
元画像 強調 平均 メ アン
ディ
〈ノイズ除去〉
⑧膨張→収縮 膨張フィルタを適用後、収縮フィルタを適用します。
（クローズ） 黒いノイズを除去して、白い部分を元の太さに戻します。
⑨収縮→膨張 収縮フィルタを適用後、膨張フィルタを適用します。
（オープン） 白いノイズを除去して、黒い部分を元の太さに戻します。
-1 0 1
⑩カスタム 他の定義されたフィルタでは実現できないようなフィルタを適用したい場合に使
-2 0 2
用します。任意の重みを設定し画像変換できます。
-1 0 1
例えば、X方向のみエッジ強調を行ないたい場合は右図のようなフィルタ（X方向
例 X方向ソーベル
：
のソーベル）を定義します。（対象機種：XV-1000）
VisionMagazine Vol.1
最適な画像を作るフィルタの種類
CV-2500 や XV-1000 に搭載されている前処理フィルタの概要を説明します。
〈エッジ抽出〉
①プレヴィット XとY方向について別々にエッジ抽出を行ない、その両方の結果を合成するエッジ抽出処理です。
②ソーベル プレヴィットと比べて、コントラストの少ないエッジを強調する効果があります。
また、見た目がより自然に見えます。
③ロバーツ プレヴィットやソーベルに比べて、XY方向のエッジ抽出は弱いですが、斜め方向のエッジ抽出に適し
ています。
④ラプラシアン 方向に依存せず、均一にエッジを抽出する場合に適しています。
元画像 プレヴィ ト
ッ ソーベル ロバーツ
エッジ抽出系まとめ
微 分 横方向 縦方向 斜め方向 その他
プレヴィ ト
ッ 1次微分 ○ ○ △
ソーベル 1次微分 ◎ ◎ ○
◎○△の記号は強度を表します。
ロバーツ 1次微分 △ △ ○
強度が強い場合は、ノイズ的な変化も
ラプラシアン 2次微分 △ △ △ 方向に依存しない 抽出されることもあります。
〈画像改善〉
⑤強調 ぼやけた画像をはっきりさせる処理です。副作用としてノイズ成分が目立つこともあります。
⑥平均 中心画素を含め、周囲９画素の濃度値を平均する処理です。画像をぼかしたいとき、ノイズ成分の影
響を減らしたいときに使用します。エッジ検出やパターンサーチなどの位置計測を安定させることが
できます。
⑦メディアン 中心画素を含め、周囲９画素の濃度値をソートし、中間値を中心画素の濃度値とする処理です。平均
と異なり、画像をぼかさずにノイズ成分を除去することができます。
元画像 強調 平均 メ アン
ディ
〈ノイズ除去〉
⑧膨張→収縮 膨張フィルタを適用後、収縮フィルタを適用します。
（クローズ） 黒いノイズを除去して、白い部分を元の太さに戻します。
⑨収縮→膨張 収縮フィルタを適用後、膨張フィルタを適用します。
（オープン） 白いノイズを除去して、黒い部分を元の太さに戻します。
-1 0 1
⑩カスタム 他の定義されたフィルタでは実現できないようなフィルタを適用したい場合に使
-2 0 2
用します。任意の重みを設定し画像変換できます。
-1 0 1
例えば、X方向のみエッジ強調を行ないたい場合は右図のようなフィルタ（X方向
例 X方向ソーベル
：
のソーベル）を定義します。（対象機種：XV-1000）
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最適な画像を作るフィルタの種類
CV-2500 や XV-1000 に搭載されている前処理フィルタの概要を説明します。
〈エッジ抽出〉
①プレヴィット XとY方向について別々にエッジ抽出を行ない、その両方の結果を合成するエッジ抽出処理です。
②ソーベル プレヴィットと比べて、コントラストの少ないエッジを強調する効果があります。
また、見た目がより自然に見えます。
③ロバーツ プレヴィットやソーベルに比べて、XY方向のエッジ抽出は弱いですが、斜め方向のエッジ抽出に適し
ています。
④ラプラシアン 方向に依存せず、均一にエッジを抽出する場合に適しています。
元画像 プレヴィ ト
ッ ソーベル ロバーツ
エッジ抽出系まとめ
微 分 横方向 縦方向 斜め方向 その他
プレヴィ ト
ッ 1次微分 ○ ○ △
ソーベル 1次微分 ◎ ◎ ○
◎○△の記号は強度を表します。
ロバーツ 1次微分 △ △ ○
強度が強い場合は、ノイズ的な変化も
ラプラシアン 2次微分 △ △ △ 方向に依存しない 抽出されることもあります。
〈画像改善〉
⑤強調 ぼやけた画像をはっきりさせる処理です。副作用としてノイズ成分が目立つこともあります。
⑥平均 中心画素を含め、周囲９画素の濃度値を平均する処理です。画像をぼかしたいとき、ノイズ成分の影
響を減らしたいときに使用します。エッジ検出やパターンサーチなどの位置計測を安定させることが
できます。
⑦メディアン 中心画素を含め、周囲９画素の濃度値をソートし、中間値を中心画素の濃度値とする処理です。平均
と異なり、画像をぼかさずにノイズ成分を除去することができます。
元画像 強調 平均 メ アン
ディ
〈ノイズ除去〉
⑧膨張→収縮 膨張フィルタを適用後、収縮フィルタを適用します。
（クローズ） 黒いノイズを除去して、白い部分を元の太さに戻します。
⑨収縮→膨張 収縮フィルタを適用後、膨張フィルタを適用します。
（オープン） 白いノイズを除去して、黒い部分を元の太さに戻します。
-1 0 1
⑩カスタム 他の定義されたフィルタでは実現できないようなフィルタを適用したい場合に使
-2 0 2
用します。任意の重みを設定し画像変換できます。
-1 0 1
例えば、X方向のみエッジ強調を行ないたい場合は右図のようなフィルタ（X方向
例 X方向ソーベル
：
のソーベル）を定義します。（対象機種：XV-1000）
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最適な画像を作るフィルタの種類
CV-2500 や XV-1000 に搭載されている前処理フィルタの概要を説明します。
〈エッジ抽出〉
①プレヴィット XとY方向について別々にエッジ抽出を行ない、その両方の結果を合成するエッジ抽出処理です。
②ソーベル プレヴィットと比べて、コントラストの少ないエッジを強調する効果があります。
また、見た目がより自然に見えます。
③ロバーツ プレヴィットやソーベルに比べて、XY方向のエッジ抽出は弱いですが、斜め方向のエッジ抽出に適し
ています。
④ラプラシアン 方向に依存せず、均一にエッジを抽出する場合に適しています。
元画像 プレヴィ ト
ッ ソーベル ロバーツ
エッジ抽出系まとめ
微 分 横方向 縦方向 斜め方向 その他
プレヴィ ト
ッ 1次微分 ○ ○ △
ソーベル 1次微分 ◎ ◎ ○
◎○△の記号は強度を表します。
ロバーツ 1次微分 △ △ ○
強度が強い場合は、ノイズ的な変化も
ラプラシアン 2次微分 △ △ △ 方向に依存しない 抽出されることもあります。
〈画像改善〉
⑤強調 ぼやけた画像をはっきりさせる処理です。副作用としてノイズ成分が目立つこともあります。
⑥平均 中心画素を含め、周囲９画素の濃度値を平均する処理です。画像をぼかしたいとき、ノイズ成分の影
響を減らしたいときに使用します。エッジ検出やパターンサーチなどの位置計測を安定させることが
できます。
⑦メディアン 中心画素を含め、周囲９画素の濃度値をソートし、中間値を中心画素の濃度値とする処理です。平均
と異なり、画像をぼかさずにノイズ成分を除去することができます。
元画像 強調 平均 メ アン
ディ
〈ノイズ除去〉
⑧膨張→収縮 膨張フィルタを適用後、収縮フィルタを適用します。
（クローズ） 黒いノイズを除去して、白い部分を元の太さに戻します。
⑨収縮→膨張 収縮フィルタを適用後、膨張フィルタを適用します。
（オープン） 白いノイズを除去して、黒い部分を元の太さに戻します。
-1 0 1
⑩カスタム 他の定義されたフィルタでは実現できないようなフィルタを適用したい場合に使
-2 0 2
用します。任意の重みを設定し画像変換できます。
-1 0 1
例えば、X方向のみエッジ強調を行ないたい場合は右図のようなフィルタ（X方向
例 X方向ソーベル
：
のソーベル）を定義します。（対象機種：XV-1000）
VisionMagazine Vol.1
多 彩な基 本 検 査ツール
全１８種の豊富な検査ツール
クラス最 多
現 場の課 題を解 決するための検 査ツールを豊 富に用 意 。あらゆるテーマに最 適な検 査 方 法で対 応できます。また、
「検査モー では、
ド」 複数の検査ウィ ドウを設定でき、
ン 1回のトリガ入力で同時に複数の検査が可能です。
エリア ShapeTrax パターンサーチ トレンドエッジ幅 トレンドエッジ位置 エッジ位置 エッジ幅 エッジピッチ V-サーチ
エッジ数 エッジ角度 ペアエッジ 傷 ブロブ 濃淡検査 色検査 幾何 OCR
豊 富な前 処 理 ＋特 殊フィルタ搭 載
クラス最 高
膨張、収縮、
ソーベルなどの
フィルタの他に、カラー二値
化 やカラー濃 淡 処 理も前
処理として扱う とが可能で、
こ
合 計 1 6 種のフィルタをウィ
ンドウごとに設定が可能です。 元画像 膨張＋収縮 ソーベル エッジ抽出Ｘ
■ コントラスト変換
■ リアルタイム差分処理
処理後 処理後
領域ごとに最適なコン トラストの画像を作成可能。検査内容ご 取り込んだ画像をリアルタイムに解析。画像内の微小な変化
とにコントラストを変えたいときや、照度ムラのある画像を処理 点のみ抽出可能。 背景を無視した特徴点抽出で、異物・傷検
する際に効果を発揮します。 査に効果を発揮します。
照明補正機能
入力画像をあらかじめ登録した画像の明るさに自動的に補正します。照明劣化や外乱光などの影響による誤動作を
軽減することが可能です。
登録画像圧縮対応
NEW
設 定ファイル内の登 録 画 像を圧 縮 保 存できます。これにより設 定 登 録 数が従 来の約 1 0 倍となり本 体メモリに最 大
1000設定の登録が可能です。
条件分岐機能
あるウィ ドウや演算の処理結果に応じて、
ン 検査を実行する しないを各ウィ ドウごとに設定できます。
・ ン 検査結果が
NGだった場合にのみ、 らに詳細な検査を行なう
さ といった柔軟な検査が簡単に実現できます。
■ その他の機能
コマン モリ
ドメ エッジ検出領域機能 スケーリング機能 I/Oモニタ機能
外部入力およびコンソールによる エッジ位置や演算値にリアルタイ 画素数表示を視野の大きさに合 入出力信号の状態を設定中およ
運転中書き換え、 演算での参照 ムで連動した領域（矩形、 を
円） わせた実寸表示にスケーリングで び運転中にモニタすることができ
が可能なメ リ
モ を128個搭載。 作成できます。 きます。 ます。
画面キャプチャ機能 ファイル管理機能 個別 リガ、 ッシュ対応
ト フラ 一括再テスト機能
任意のタイ ングで表示画面をキ
ミ 本体メ モリおよびメ カー
モリ ドのフ 複数カメ ラ間での時間差撮像を 複数の保存画像に対して、一括
ャプチャしてビットマップ形式でメ ァイルコピーやフォーマットがパソ 実現する個別 リ
ト ガ入力および個 して現在の設定を使用した再計
モ カー
リ ドへ保存が可能です。 コンなしで行なえます。 別フ ッ ュ出力に対応
ラシ していま 。
す 測が可能です。
10
2-7 隙間測定テクニック
LS7シリーズで最小検出体の寸法に近い隙間を測定する場合、以下の項目にご注意ください。
①測定対象物をピントが合う位置に設置します。
2
※LS7シリーズは測定原理がカメラ方式ですので、ピントが合う位置が重要です。
（2-7ページ参照）
寸法測定器を 活用するために
ピントが合う
受光部
Ｒヘッド Ｔヘッド
ＬＳ７０７０：１５０ｍｍ
ＬＳ７０３０：８０ｍｍ
ＬＳ７０１０：３０ｍｍ
ピントが合う位置では受光波形変化はシャープになります。
ピントがずれると受光波形変化がなまりますので、
隙間測定が困難になります。
ピントが合う位置 ピントが合っていない位置
受光波形がなまり、
受光波形 隙間 受光波形
明 隙間の検出が出来ません
エッジ検出
しきい値レベル
暗
②エッジ検出しきい値を小さく設定します。
小さな隙間を測定する場合はエッジ検出しきい値レベルを小さく設定してください。
大きな隙間 小さな隙間
受光波形 隙間
エッジ検出のしきい値
明 レベルを小さく設定
エッジ検出
しきい値レベル
暗
2-11
2-7 隙間測定テクニック
L S 7 シリーズで最小検出体の寸法に近い隙間を測定する場合、以下の項目にご注意
ください。
2
①測定対象物をピントが合う位置に設置します。
※LS7シリーズは測定原理がカメラ方式ですので、ピントが合う位置が重要です。
寸法測定器を 活用するために
（2-7ページ参照）
ピントが合う
受光部
Ｒヘッド Ｔヘッド
ＬＳ７０７０：１５０ｍｍ
ＬＳ７０３０：８０ｍｍ
ＬＳ７０１０：３０ｍｍ
ピントが合う位置では受光波形変化はシャープになります。
ピントがずれると受光波形変化がなまりますので、
隙間測定が困難になります。
ピントが合う位置 ピントが合っていない位置
受光波形がなまり、
受光波形 隙間 受光波形
明 隙間の検出が出来ません
エッジ検出
しきい値レベル
暗
②エッジ検出しきい値を小さく設定します。
小さな隙間を測定する場合はエッジ検出しきい値レベルを小さく設定してください。
大きな隙間 小さな隙間
受光波形 隙間
エッジ検出のしきい値
明 レベルを小さく設定
エッジ検出
しきい値レベル
暗
2-11
2-7 隙間測定テクニック
L S 7 シリーズで最小検出体の寸法に近い隙間を測定する場合、以下の項目にご注意
ください。
2
①測定対象物をピントが合う位置に設置します。
※LS7シリーズは測定原理がカメラ方式ですので、ピントが合う位置が重要です。
寸法測定器を 活用するために
（2-7ページ参照）
ピントが合う
受光部
Ｒヘッド Ｔヘッド
ＬＳ７０７０：１５０ｍｍ
ＬＳ７０３０：８０ｍｍ
ＬＳ７０１０：３０ｍｍ
ピントが合う位置では受光波形変化はシャープになります。
ピントがずれると受光波形変化がなまりますので、
隙間測定が困難になります。
ピントが合う位置 ピントが合っていない位置
受光波形がなまり、
受光波形 隙間 受光波形
明 隙間の検出が出来ません
エッジ検出
しきい値レベル
暗
②エッジ検出しきい値を小さく設定します。
小さな隙間を測定する場合はエッジ検出しきい値レベルを小さく設定してください。
大きな隙間 小さな隙間
受光波形 隙間
エッジ検出のしきい値
明 レベルを小さく設定
エッジ検出
しきい値レベル
暗
2-11
翻訳キーワード集
