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ISBN 978-4-924728-30-1 C3050 

  ネオマシンビジョンアプリケーション

 目視検査の自動化技術

・画像処理の基礎から45の自動化例まで実例中心に集大成!
・「脱工場」「感性計測」等新しいマシンビジョン応用例

◆ 監  修

:中京大学 輿水 大和

◆ 編  修 :富士ファコム制御(株) 福田 和彦
◆ 発  行 :株式会社テクノシステム
◆ 発  刊 :1995年 4月
◆ 体  裁 :B5判上製本 672頁
◆ 価  格 :48,350円+税
 国内送料弊社負担
◆ I S B N :978-4-924728-30-1
 C3050

■執筆者一覧(執筆順・敬称略)

山本 和彦 工業技術院 電子技術総合研究所 知能情報部 画像研究室 室長
小平 俊実 富士電機EIC 技術部 担当部長
妹尾 晶夫 鞄本エム・シー・エー 代表取締役
本田 尚士 創造工業研究所 所長 (社)日本技術士会 副会長
輿水 大和 中京大学 教授 情報科学部 情報科学科 工学博士
斎藤 之男 東京電機大学 教授 理工学部 産業機械工学科 工学博士
稲荷 隆彦 近畿大学 教授 生物理工学部 機械制御工学科 工学博士
奈良 治郎 白鴎大学 教授 白鴎情報処理教育センター 所長 工学博士
横井 茂樹 名古屋大学 教授 情報文化学部 自然情報学科
西尾 吉男 四日市大学 講師 経済学部 経済学科 (元)名古屋大学 講師
亀井 光仁 三菱電機 伊丹製作所 開閉機器製造部 新製品設計課 主幹
高須賀正信 松下電子工業 ディスクリート事業部 開発三部
加藤 久雄 名古屋市工業研究所 電子部 総括研究員
高松 弘行 叶_戸製鋼所 技術開発本部 プロセス技術研究所 計測制御研究室
山 本 新 竃L田中央研究所 システム2部 次長
福田 和彦 富士ファコム制御 第六開発部 第三開発課 課長
齋藤 寿俊 キューピー エンジニアリング部 マネージャー
菊池 一裕 潟Lリンテクノシステム 営業部 部長
山村 辰男 富士電機 制御システム事業本部 東京工場 工業計器部 FAシステム課 主査
工藤 茂樹 三菱化学 研究開発本部 横浜総合研究所 第1研究部門 計算科学研究所 主任研究員
三浦  靖 岩手大学 助教授 農学部 農業生産環境工学科
平野  進 森永製菓 品質検査部 部長
三ツ木幹夫 森永製菓 研究所 プロセス研究室 室長
芝山  明 活タ西総合研究所 研究開発室 技術部長
佐竹 隆顯 筑波大学 講師 農林工学系
永尾  実 オムロン 電子機器統轄事業部 センサシステム事業部 綾部工場 第2製造部 主査
川島 一仁 オムロン 電子機器統轄事業部 センサシステム事業部 綾部工場 第2製造部 商品技術課
坂口 守彦 京都大学 教授 農学部 水産学科
後藤有一郎 叶_戸製鋼所 技術開発本部 プロセス技術研究所 計測制御研究室
中村 和夫 大阪ガス 基礎研究所 (材料科学) 課長
二宮 隆典 鞄立製作所 生産技術研究所 第三部 主任研究員
野本 峰生 鞄立製作所 生産技術研究所 第三部 研究員
永井 弘一 (元)日本加工製紙 研究開発センター 顧問
高嶋 和夫 三菱電機 産業システム研究所 センシングシステム開発グループ 主任研究員
谷脇 尚人 松下電工 制御技術開発研究所 画像処理技術開発室 主査技師 副参事
藤原 祥雅 松下電工 制御技術開発研究所 画像処理技術開発室 技師
西松 豊典 信州大学 助教授 繊維学部 繊維システム工学科
石井  明 電気通信大学 助手 機械制御工学科
ラシキア ワクタング 一橋大学 助教授 経済学部 数学共同研究室
村上 和人 中京大学 助手 情報科学部 情報科学科
水谷 栄二 潟Rマツ エレクトロニクス事業本部 オプトロニクス事業部 技術担当課長
中川 泰夫 鞄立製作所 生産技術研究所 開発部 部長
原  靖彦 鞄立製作所 生産技術研究所 第三部 主任研究員
肥塚 哲男 兜x士通研究所 電子機器研究所 計測制御研究部 主任研究員
中川 雅之 松下電工 埼玉東工場 照明生産技術センター 企画開発グループ 主査技師
沼田 宗敏 鞄平トヤマ 技術本部 技術開発部 主査
畑澤 新治 松下電工 生産技術研究所 計測技術開発室 主任
白澤  満 松下電工 生産技術研究所 インダストリーエンジニアリングセンター 主任
川上 一郎 三菱化学 東京支社 情報電子部門 システム機器グループ 主査
植田 秀司 松下電器産業 生産技術本部 生産技術研究所 計測制御研究部 計測検査グループ 主任技師
寺本 弘志 オムロン インダストリアル事業グループ 熊本研究所 第1研究室 主事
加藤  誠 浜松ホトニクス システム事業部 第2設計部 第16部門 専任部員
大沢 雅之 ソニー 厚木第2テクノロジーセンター 生産技術部門 FAシステム部 デバイス課 係長
種田 規男 鐘紡 生産技術研究所 ビジョンシステム研究部 主任研究員
長谷川 聖 東芝エンジニアリング CS事業本部 産業システム開発部 開発第二課
増田 俊朗 凸版印刷 総合研究所 企画グループ 課長
高木 陽市 鞄立製作所 大みか工場 防衛システム設計部 画像グループ 副参事 技師
長橋 哲夫 日本計測工業 取締役 技術部長
工藤 芳明 大日本印刷 画像研究所 基盤技術研究部 課長補佐
荒井  尚 大日本印刷 画像研究所 基盤技術研究部 主幹研究員
小林 秀章 大日本印刷 商印事業部 商印製造本部 技術部
中野 倫明 豊田中央研究所 システム2部 画像情報研究室 視覚計測グループ 研究員
松田 守弘 豊田中央研究所 システム2部 次長 (兼)光応用研究室長
浅枝 暉雄 日産自動車 第三技術部 技術主担
田畑  洋 日産自動車 総合研究所 基礎研究所 主任研究員
中島 和也 アイシン精機 技術開発研究所 技術開発センター 第三開発部 部長
菅沼 孫之 アイシン精機 技術開発研究所 技術開発センター 第三開発部 第二生技開発グループ 課長
久野 耕嗣 アイシン精機 技術開発研究所 技術開発センター 第三開発部 第二生技開発グループ
岡本 裕幸 広島大学 講師 工学部 第一類 制御工学
柴田 孝信 潟<Cテック 中部事業部 設計部
長田 典子 三菱電機 産業システム研究所 センシングシステム開発グループ 主事研究員
高橋 元次 且草カ堂 開発研究本部 薬剤開発研究所 主任研究員
五十嵐 悟 北海道大学 助教授 工学部機械工学科
坂上 勝彦 工業技術院 電子技術総合研究所 知能情報部 画像研究室 主任研究官

<総目次>

第1編 基礎編

第1章 目視検査の自動化技術(総論)

 第1節 目視検査の技術動向
  はじめに
  1.目視検査自動化技術の適用場面
  2.目視検査自動化技術の流れ
  3.自動検査技術の開発環境
  4.自動検査システム
   4.1 イメージセンサ部
   4.2 照明技術
   4.3 センサ
   4.4 入力画像の2値化技術
  5.判別技術
  6.画像処理システムの自動構築
  7.目視検査自動化技術の行方 第2節 目視検査装置導入の考え方と問題点
  1.目視検査装置のトレンド
  2.目視検査装置のプラニング    
    2.1 目標設定
    2.2 本計画
    2.3 概念設定
    2.4 実施と操業
    2.5 反省
    2.6 サンプルテストの重要性
  3.目視検査装置の長所と限界
  4.生産工程における目視検査
  5.目視検査の現状
  6.目視検査自動化の問題点
    6.1 定量化作業
    6.2 目的と目標内容のすりかわり
    6.3 判定内容のエスカレーション
    6.4 搬送ハンドリング装置
    6.5 生産計画と周囲条件
  7.目視自動化装置導入のポイント
 第3節 目視検査の合理化と品質管理
  はじめに
  1.品質管理の基礎
    1.1 品質管理と品質保証
    1.2 品質管理の進め方
    1.3 全社的品質管理(TQC)への展開
    1.4 目視検査と管理図
    1.5 管理図の見方・使い方
  2.品質管理合理化の方向
    2.1 目で見る品質管理
    2.2 新QC七つ道具の活用
    2.3 不良0を目指す「ぽかよけ」れからの品質管理動向
    2.4 作業標準
  3.これからの品質管理動向 
    3.1 POP(生産時点管理)の導入
    3.2 ISO9000
 第4節 目視検査の自動化と製造物責任
  1.製造物責任とは
  2.製造物責任制度とその問題点
    2.1 欠陥の基準
    2.2 欠陥の種類
    2.3 開発のリスクの増大
    2.4 推定規定
    2.5 原因究明機関の設置
  3.製造物責任に対応するための検討
    3.1 企画・開発・設計における検討項目
    3.2 検討の視点
     3.2.1 人間の安全性に及ぼす影響
     3.2.2 心理に及ぼす影響
     3.2.3 期待される利便性と危険性
     3.2.4 自然環境に与える影響
     3.2.5 社会の安全あるいは変化に対する寄与
     3.2.6 経済の発展に対する寄与
     3.2.7 省資源問題についての検討
     3.2.8 科学技術発展に対する寄与
     3.2.9 国際関係の検討
    3.3 目視検査の自動化の際の留意点
  4.製造物責任に関わるその他の事項
    4.1 表示・警告に関する留意事項
    4.2 外注・OEMなどに対する管理について
    4.3 事故発生時の対応
  おわりに
 
第2章 目視検査自動化の基礎技術(チュートリアルT)
 第1節 目視検査のための画像処理技術
  1.濃淡画像処理手法
    1.1 2値化しきい値処理と濃淡しきい値選択法
     1.1.1 p−タイル法
     1.1.2 判別分析法
     1.1.3 モード法
     1.1.4 微分ヒストグラム法
     1.1.5 その他の手法
    1.2 濃度階調変換と画像コントラスト強調の手法
     1.2.1 濃度階調変換の手法
     1.2.2 ヒストグラム平坦化処理
     1.2.3 画像の平滑化・雑音除去の手法
     1.2.4 画像の鮮鋭化の手法
    1.3 濃淡画像の特徴抽出の手法
     1.3.1 エッジ検出の手法
     1.3.2 線パターンの検出の手法
  2.目視検査からみた画像処理手法と課題
    2.1 検査システムの事例の画像処理手法
     2.1.1 検査システムの画像処理の実例
     2.1.2 検査システムの画像処理手法
    2.2 検査システム用の装置の画像処理手法
     2.2.1 簡易画像処理装置
     2.2.2 簡易ビジョン装置の画像処理手法
  3.検査システムの今後の画像処理手法の課題
    3.1 画像処理の手近な課題
    3.2 検査システムにおける画像処理の長期的課題
     3.2.1 大局的画像処理の確立
     3.2.2 知覚的・感性的マシンビジョン
     3.2.3 検査画像処理と画像生成CGとの係わり
 第2節 外観検査自動化の基礎知識
  はじめに
  1.外観検査を支えるキーコンポーネント
    1.1 イメージセンサ
    1.2 画像処理デバイス
    1.3 判別・理解のデバイス
  2.画像処理に伴うロボット動作
  おわりに
 第3節 レーザによる表面性状計測技術と検査
  はじめに
  1.レーザ光の照射・反射利用方式の原理と特徴
  2.表面微細構造と回折像
    2.1 回折像の形成の原理
    2.2 表面微細構造との関係
    2.3 表面粗さのモニタリング
  3.表面検査装置の基本方式
   3.1 レーザ利用方式の特徴
   3.2 レーザ利用表面検査装置の構成例
  4.レーザ利用方式の展開
  おわりに
 第4節 三次元形状計測技術による検査法
  はじめに
  1.生産ラインにおける三次元形状計測技術の特徴
  2.光を応用した三次元形状計測方式の概要
    2.1 画像による二次元形状計測技術
    2.2 三角測量の原理と光切断法
     2.2.1 三角測量法応用方式の一般的構成
     2.2.2 光線投射を用いた距離検出と光切断法
  3.光応用三次元形状計測方式のシステム構成
    3.1 2台のカメラによる立体視覚システムとその展開
    3.2 距離検出器を利用する方式
  4.三次元形状計測システムの実際例
    4.1 熱延鋼板形状計測システム
    4.2 冷延鋼板形状計測と検査システム
    4.3 パイプ内面形状検出装置
  5.距離検出装置の展開
  おわりに
 第5節 表面粗さ測定技術の開発動向
  はじめに
  1.表面粗さの国際規格について
  2.触針式表面粗さ測定器
  3.表面粗さの光学的測定
    3.1 表面粗さの値を直示する光学的方法
    3.2 光学的に凹凸の拡大記録図形を求める方法
  4.官能的方法による表面粗さの測定
  おわりに
 第6節 CG・VRの目視検査自動化への応用
  はじめに
  1.CG技術の目視検査への応用
    1.1 コンピュータグラフィクスを利用したガラス容器設計システム
    1.2 コンピュータグラフィクスによるガラスびん傷検査システムのシミュレーション
     1.2.1 傷の表示
     1.2.2 レーザ光の照射シミュレーション
     1.2.3 2次元断面における光線経路と強度分布についての検討
    1.3 コンピュータグラフィクスを用いた傷検査システムの可能性
  2.VR技術の目視検査への応用
    2.1 VR技術の概要
    2.2 人工現実感装置の具体例
    2.3 VRの目視検査応用に関する考察
  3.CG・VR技術の目視検査への応用の展望

第3章 目視検査自動化のためのセンサ技術(チュートリアルU)
 第1節 目視検査用センサの開発と利用法
  はじめに
  1.センシング系の基本構造
  2.撮像カメラの現状
    2.1 汎用TVカメラ
    2.2 特殊カメラ
     2.2.1 小型カメラ
     2.2.2 高感度カメラ
     2.2.3 高分解能カメラ
     2.2.4 不可視像の撮像用カメラ
     2.2.5 今後のカメラのイメージ
  3.カメラに依存しない目視検査
  おわりに
 第2節 光センサ
  はじめに
  1.光センサの基本
    1.1 概要
    1.2 フォトダイオード
     1.2.1 構造と動作原理
     1.2.2 基本特性
     1.2.3 APD(アバランシェフォトダイオード)
     1.2.4 PSD(Position Sensitive Detector)
     1.2.5 フォトダイオードの応用
    1.3 フォトトランジスタ
   2.フォトIC
   3.フォトセンサ
   4.応用
  第3節 カラーセンサ
   はじめに
   1.最近のカラーセンサデバイス
    1.1 ポイントセンサ
     1.1.1 3色分解形センサ
     1.1.2 2色分解形センサ
     1.1.3 その他のポイントセンサを利用した色識別装置
    1.2 1次元リニアカラーセンサ
     1.2.1 グレーティングとフォトダイオード・リニアアレイを組み合わせたセンサ
     1.2.2 マルチタイプの金属膜干渉フイルタを用いたセンサ
     1.2.3 
     1.2.4 オンチップフイルタ付リニアカラーイメージセンサ
     1.2.5 密着形リニアカラーイメージセンサ
    1.3 2次元エリアカラーセンサ
   2.カラーセンサの実用例
   3.カラーセンサの新しい応用
    3.1 映像のぼかしを利用した色識別方法(真珠の色検査)
    3.2 ファジィ推論を用いた織物の色検査
     3.2.1 システム
     3.2.2 色差判定法
     3.2.3 織物サンプルへの応用
  おわりに
 第4節 目視検査自動化における照明法とセンシング
  はじめに
  1.光学式検査システムの構成
    1.1 照明用光源
     1.1.1 白色光源
     1.1.2 レーザ光源
    1.2 受光器
     1.2.1 半導体検出器
     1.2.2 光電子増倍管(PMT)
     1.2.3 撮像管
     1.2.4 輝点位置検出器(PSD)
  2.照明方法
    2.1 照明方向
    2.2 走査

  3.受光方法
    3.1 白色光受光
     3.1.1 暗視野受光法
     3.1.2 明視野受光法
     3.1.3 透過光受光法
    3.2 レーザ光受光
     3.2.1 反射光強度受光
     3.2.2 散乱(回折パターン)
     3.2.3 偏光
    3.2.4 組み合わせ
  4.その他の照明・受光方法
    4.1 光切断法
   4.2 照明光以外の光を受光する方法
  おわりに
 第5節 三次元センシング技術
  はじめに
  1.三次元情報の検出方式
    1.1 能動的検出
    1.2 受動的検出
  2.光レーダ法による視覚システム
    2.1 飛行時間差計測法
    2.2 位相差計測法
  3.アクティブステレオ法
    3.1 スポット光投影法
    3.2 スリット光投影法
    3.3 コード化パターン光投影法
  4.三次元視覚センサの開発例
    4.1 開発のねらい
    4.2 方式
    4.3 構成
    4.4 性能
  おわりに

第2編 応用編

第1章 目視検査における実利用化の動向
  1.マシンビジョン応用の現状
  2.マシンビジョン応用の問題点と課題
    2.1マシンビジョン応用の技術的状況
     2.1.1 検査分野
     2.1.2 計測・位置決め分野
     2.1.3 認識・理解分野
     2.1.4 監視分野
     2.1.5 画像表示技術との関連
    2.2 マシンビジョン要素技術の現状
     2.2.1 画像処理アーキテクチャ・プロセッサ
     2.2.2 画像処理用センサ
     2.2.3 画像処理アルゴリズム
    2.3 分野・業種別画像処理応用の現状
     2.3.1 電子・機械部品分野
     2.3.2 自動車分野
     2.3.3 鉄鋼・化学分野
     2.3.4 食品容器分野
     2.3.5 農水産物分野
     2.3.6 医薬品分野
     2.3.7 印刷分野
     2.3.8 電力・鉄道分野
     2.3.9 社会システム分野
     2.3.10 交通システム分野
    2.4 処理速度と画像処理性能
  3.今後の展開
  謝辞

第2章 農水産・食品工業における検査自動化
 第1節 食品工業における検査自動化
  1.食品工業の環境
  2.食品機械装置の知能(インテリジェンス)化
  3.センサフュージョン
  4.食品工業のFA/CIM化
  5.食品工業に使用されるセンサの現象分類
  6.検査の自動化事例
    6.1 包装容器の異品種判別装置
    6.2 エッグインスペクタ
    6.3 m−ポイント質量流量計による充填計量
    6.4 缶・瓶詰めのレトルト食品の自動打検機
     6.4.1 音による打検方法
     6.4.2 缶蓋の変形値による判定方法
  おわりに
 第2節 空ビン、封入状態の検査自動化
  はじめに
  1.ビン詰めラインの検査
  2.空ビン検査
    2.1 洗ビン前空ビン検査
    2.2 洗ビン後空ビン検査
     2.2.1 ロータリ式空ビン全面検査機
     2.2.2 ストレート式空ビン全面検査機
  3.封入後検査
    3.1 ロータリ式封入後総合検査機
     3.1.1 充填量検査
     3.1.2 異種・傷キャップ検査
     3.1.3 キャップ変形・口ビリ検査
     3.1.4 底ビリ・底欠け検査
     3.1.5 大物異物・ガラス片検査
     3.1.6 液中異物・ガラス片検査
    3.2 ストレート式封入後総合検査機
     3.2.1 キャップ検査
     3.2.2 ラベル検査
    3.3 その他の検査機
  おわりに
 第3節 食品容器における目視検査の自動化
  はじめに
  1.検査装置
  2.汎用画像処理装置
  3.ラベル検査
    3.1 システム構成
    3.2 検査方法
  4.ボトル検査
    4.1 システム構成
    4.2 検査方法
  5.紙コップ内面検査への適用
    5.1 システム構成
    5.2 検査方法
     5.2.1 フランジ部判定
    5.2.2 側壁部
    5.2.3 底面部
   5.3 検出性能
  おわりに
 第4節 農水産物の自動加工選別システム
  はじめに
  1.農水産物の計測・仕分け原理
    1.1 表面形状解析機能
     1.1.1 2次元形状解析
     1.1.2 3次元形状解析
    1.2 色計測機能
     1.2.1 色の表現形態
    1.3 表面良否検査
    1.4 画像処理装置
  2.農産物カラー形状選別システムの例
    2.1 システム構成
    2.2 仕分けのための判定原理
     2.2.1 画像入力方法
     2.2.2 仕分けアルゴリズム
    2.3 ネットワーク機能
    2.4 茄子選果システムの性能
  おわりに
 第5節 多孔性食品の内相評価法(食パンの舌ざわりの評価)
  はじめに
  1.多孔性食品の製造法
    1.1 膨化タイプによる分類
    1.2 製造プロセス
  2.従来の品質評価法
    2.1 食パンの品質評価
    2.2 すだち評価の従来法
  3.画像処理を用いた新評価方法
    3.1 統計的解析
     3.1.1 スナック菓子の解析例
     3.1.2 ビスケットの解析例
     3.1.3 ケーキの解析例
     3.1.4 パンの解析例
    3.2 スペクトル解析
     3.2.1 食パンサンプル
     3.2.2 画像解析システム
     3.2.3 画像解析方法
     3.2.4 すだちの定量化
  4.今後の展開
 第6節 ピーナッツのカビ豆選別装置の開発(主に内部カビ豆検出装置について)
  はじめに
  1.結果の要約
  2.不良豆検出装置の検討
    2.1 色彩選別機の改良
     2.1.1ピーナッツ中の異物・不良豆の現状調査
     2.1.2 色彩選別機の能力検査
     2.1.3 色彩選別機の改良
    2.2 内部カビ豆検出装置の開発
     2.2.1 内部カビ豆検出法について
     2.2.2 試作1号機の作成と性能確認テスト
     2.2.3 実用機の検討
  おわりに
 第7節 米の品質評価法
  はじめに
  1.米の外観品質判定装置
    1.1 測定原理
    1.2 玄米の光学特性
  2.米の品質判定へのニューラルネットワークの適用
    2.1 ニューロンモデル
    2.2 バックプロパゲーション学習法
    2.3 ニューラルネットワークモデル
    2.4 品質判定に対する中間層ユニット数の影響
    2.5 品質判定に対する学習サイクル数の影響
    2.6 ニューラルネットワークの汎化機能
  おわりに
 第8節 海苔のキズ・異物混入検査法(1次元ラインセンサによる)
  はじめに
  1.1次元画像処理の特徴について
    1.1 分解能(mm/画素)が2次元の素子に比べ細かい
    1.2 走査時間が速い
    1.3 1次元素子の課題に対する打ち手
  2.海苔異物検査方法概要
    2.1 海苔の生産工程と従来の異物検出方法
    2.2 主な異物の種類と内訳
    2.3 海苔異物検査装置システム構成
    2.4 内部の挟まれた異物の検査方法
    2.5 表裏に付着した異物の検出方法
  3.光学系の特徴
   3.1 システム全体について
   3.2 反射形表裏検出について
   3.3 透過形内部異物検出用光源について
   3.4 反射形表裏検出用光源について
  4.ハード・ソフトの概要説明
   4.1 ハードの概要
   4.2 ソフトの概要
  おわりに(開発成果について)
 第9節 魚介類の鮮度評価法
  はじめに
  1.官能的方法
  2.機器による判定法
   2.1 非破壊法
     2.1.1 トリメータによる方法
     2.1.2 インピーダンスアナライザによる方法
     2.1.3 臭気センサによる方法
     2.1.4 色差計による方法
     2.1.5 その他
   2.2 破壊法
     2.2.1 K値-その測定と変化変度
     2.2.2 K値とTMRの関係
     2.2.3 K値の非破壊的測定法

第3章 素材産業における検査自動化
 第1節 鉄鋼業における検査自動化
  はじめに
  1.鋼材の形状に関する計測
  2.表面欠陥・性状の検出
  おわりに
 第2節 画像解析によるコークス組織の自動測定システム
  はじめに
  1.画像解析システムの概要
  2.実験
   2.1 組織の分類
   2.2 コークス試料
  3.組織測定の方法
   3.1 最適エリアサーチ
   3.2 粗さの測定
   3.3 方向性の測定
   3.4 各組織の識別
  4.測定結果
  おわりに
 第3節 グリーンシート素材欠陥の自動検査
  はじめに
  1.検査対象
  2.欠陥検出方法
   2.1 検出方式の検討
   2.2 低角度斜方照明による光学的顕在化
   2.3 画像信号の微小変化の強調
  3.検査システムの構成と性能
   3.1 システム構成
   3.2 欠陥検出性能
     3.2.1 凹凸欠陥の検出実験結果
     3.2.2 ひび割れ欠陥の検出実験結果
   3.3 システム性能
  おわりに
 第4節 用紙の目視検査
  はじめに
  1.用紙の表面性に関する測定法
   1.1 平滑度
   1.2 触針粗さ計
    1.2.1 機械方式触針粗さ計
    1.2.2 レーザ触針粗さ計
   1.3 その他の光学方式粗さ測定法
   1.4 光沢測定法
   1.5 光沢による紙の表面性測定
   1.6 各種塗工紙の光沢と平滑性
  2.光沢むらの測定、面感の自動測定
  3.製紙工程中の表面性管理
   3.1 オンライン管理の必要性
   3.2 光沢・白色度・色差のオンライン測定
  4.地合
  5.汚れ・異物・ストリークなどのオンライン測定
   5.1 オンライン欠点検出について
   5.2 欠点検出の方法
   5.3 枚葉欠点検出装置の実用例
  おわりに
 第5節 パイプ・配管の内壁検査法
  はじめに
  1.光学式内面検査システムの特徴
   1.1 高分解能測定
   1.2 高密度測定
   1.3 高速測定
   1.4 操作性の良さ
  2.パイプ内面形状検査の原理
  3.検査システムの構成
   3.1 サークルパターン発生ユニット
   3.2 画像解析ユニット
     3.2.1 前処理部
     3.2.2 本処理部
   3.3 センサ発射メカユニット
  4.検査システムの仕様と検査例
   4.1 基本性能
   4.2 実用性能
  おわりに
 第6節 金属プレス部品のインライン検査
  はじめに
  1.プレス部品の全数検査
  2.プレス工程の加工サイクル
  3.全数検査への課題
   3.1 検査システムの位置づけ
   3.2 画像処理装置への課題
     3.2.1 カメラからの画像取り込み時間
     3.2.2 疑似ランダム電子シャッターモード
     3.2.3 電子シャッターの非同期動作
     3.2.4 全般的な処理速度の向上
  4.検査システムの構成
  5.画像処理システム
   5.1 チェッカの種類
     5.1.1 位置検出/位置補正チェッカ
     5.1.2 ライン/ウィンドウチェッカ
     5.1.3 数値演算と判定出力
     5.1.4 その他のチェッカ
  6.その他の機能
   6.1 検査データの蓄積
   6.2 カメラ動作モードの切り替え機能
  7.検査システムの実行タクト
  8.高速化への対応
   8.1 複数カメラによる一括処理
   8.2 処理時間高速化のための検討項目
  おわりに
 第7節 ベアリングの検査法
  はじめに
  1.欠陥検出システムの概要
  2.ベアリング表面の欠陥検出について
  3.ベアリング内周の欠陥検出について
 第8節 透過写真を利用した溶接部の欠陥検査法(T)
  はじめに
  1.画像の入力方法と溶接欠陥の特徴
   1.1 画像の入力方法
   1.2 溶接欠陥の特徴
  2.溶接欠陥の検出方法
   2.1 放射フレームへの特徴表現
     2.1.1 大きさと形状の表現
     2.1.2 明るさ・色合いの表現
   2.2 欠陥部の境界検出
    2.2.1 左右の境界検出
    2.2.2 上下の境界検出
   2.3 グローバルな濃度勾配を考慮した境界の検出
   2.4 欠陥の検出
  3.処理結果
  おわりに
 第9節 溶接検査システム(U)
  はじめに
  1.溶接検査システムの研究開発事例
  2.画像処理支援環境の構築のための基本方針
   2.1 ビジョン処理手法の網羅
   2.2 検査対象の記述と画像処理手法・手順の記述
   2.3 複数の処理結果からの判定
   2.4 知識処理との支援関係
  3.溶接検査の概要
   3.1 対象画像
   3.2 システム構成
   3.3 処理概略
  4.画像処理機能とエキスパート機能の統合
   4.1 検査・規格の知識ベース
   4.2 画像処理手順・手法の知識ベース
     4.2.1 溶接境界線識別
     4.2.2 溶接欠陥パターン識別
   4.3 知識ベースの利用方法
  5.実験
   5.1 境界線識別の制御例
   5.2 欠陥パターン検出の制御例
  おわりに

第4章 エレクトロニクス産業における検査自動化

 第1節 電子部品外観検査の自動化
  はじめに
  1.システム構成と機能
   1.1 ハードウェア構成
   1.2 ソフトウェア構成
  2.グレースケールパターンマッチング
   2.1 正規化相関係数によるパターンマッチング
   2.2 検査機能
    2.2.1 距離角度検査
    2.2.2 ピッチ検査
    2.2.3 明度検査(2値化ブロッブ機能)
    2.2.4 文字品質検査
   2.3 位置・回転補正機能
  3.電子部品の外観検査例
   3.1 LED素子の外観検査
   3.2 ICの外観検査
    3.2.1 リード検査
    3.2.2 マーキング検査
    3.2.3 モールドの検査
  おわりに
 第2節 LSIパターンの自動検査
  1.LSIパターンの検査
  2.ウェーハ外観検査技術 
  3.微分極性比較方式による微細欠陥検査
   3.1 検査方式と開発課題
   3.2 欠陥検出アルゴリズム
   3.3 欠陥検出性能
  4.今後の展望
 第3節 プリント配線基板パターンの検査
  はじめに
  1.従来技術と問題点
  2.開発技術
   2.1 パターンの高S/N検出法(蛍光検出法)
   2.2 配線基板パターン形状の再現
     2.2.1 概要
     2.2.2 モジュレーション補正
     2.2.3 2値化
   2.3 設計パターンの発生技術
     2.3.1 概要
     2.3.2 設計パターン発生原理
     2.3.3 パターン形状の補正
   2.4 比較欠陥検査技術
   2.5 欠陥判定技術
     2.5.1 概要
     2.5.2 微小な欠陥の検出(特徴抽出比較法)
     2.5.3 大きな欠陥の検出
   2.6 欠陥の致命性判定技術
     2.6.1 概要
     2.6.2 致命性判定技術
   2.7 検査装置
  おわりに
 第4節 はんだ付け外観検査システム(T)-T/Oピンはんだ外観検査システム-
  はじめに
  1.検査対象
  2.課題
  3.開発技術
   3.1 センシング光学系
   3.2 機能選択型検査論理
  4.システム構成
  5.結果
  おわりに
 第5節 はんだ付け外観検査システム(U) 
  はじめに
  1.検査システムの構成
   1.1 概略仕様
   1.2 構成
     1.2.1 前搬送部
     1.2.2 検査部
     1.2.3 後搬送部
  2.開発のポイント
   2.1 ディスクリート部分のはんだ付け特徴
   2.2 不良分類と特徴把握
   2.3 光学・照明方式
     2.3.1 LED半球面状配置
     2.3.2 視野サイズ
     2.3.3 LED連続切り替え/撮像
     2.3.4 外乱光対策
   2.4 検査アルゴリズム
     2.4.1 光量およびはんだ反射率変動対策
     2.4.2 検査項目毎アルゴリズム
     2.4.3 位置補正マーク認識
  3.検査性能
   3.1 インラインテスト評価
     3.1.1 結果
   3.2 検出性能の安定性評価
    3.2.1 結果
   3.3 まとめ
  おわりに
 第6節 プラスチック成形品の自動外観検査システム
  はじめに
  1.サーキットブレーカの形状と検査項目
  2.検査装置
   2.1 検査装置の外観および仕様
   2.2 システムの構成
  3.処理方法
  4.結果
  おわりに
 第7節 液晶関連材料の目視検査自動化
  はじめに
  1.目視検査の限界と現状
   1.1 眼の特性について
   1.2 偏光板・位相差板の各種欠陥
   1.3 ガラスの各種欠陥
   1.4 その他の欠陥
   1.5 目視検査の現状と自動化の問題点
    1.5.1 偏光板・位相差板での現状と問題点
    1.5.2 ガラス板の現状と問題点
    1.5.3 検査装置の選定における問題点
  2.液晶材料での欠陥検査自動化事例
   2.1 デジタル欠陥検査装置GX40Kの機能
   2.2 液晶関連材料での自動化事例
    2.2.1 偏光板・位相差板での検査自動化
    2.2.2 ガラス検査の自動化
 第8節 家電製品の加工・組み立て検査
  はじめに
  1.画像処理装置(Panasight) 
  2.形状認識装置と組立検査への応用事例
   2.1 形状認識装置
  3.精密調整工程での調整自動化事例
  4.目視官能検査の自動化事例
   4.1 目視官能検査の特徴と自動化の進め方
   4.2 液晶パネル検査の自動化事例
    4.2.1 検査自動化の手順
    4.2.2 不良検出アルゴリズム
    4.2.3 自動化の効果
  おわりに
 第9節 キートップ誤挿入検査装置
  1.開発の背景
  2.装置の概要
   2.1 装置の構成
   2.2 主な仕様
  3.F300による画像計測
  4.ティーチングアルゴリズム
   4.1 ティーチング基礎データ取得
   4.2 キートップ判別データ探索
   4.3 検査データファイル作成
   4.4 ティーチングNGデータの表示
  5.検査
  おわりに
 第10節 発光ダイオードの発光パターン検査方式
  はじめに
  1.検査の諸要求と処理の構成
  2.測定領域抽出のためのアルゴリズムについて
   2.1 抽出の問題点
   2.2 Hough平面上の特徴量抽出の手法
  3.検査部判定結果例
  おわりに
 第11節 CD表面の欠陥検査自動化
  はじめに(背景と目的)
  1.検出すべき欠陥について
  2.CD印刷面の特性
   2.1 CDの構造
   2.2 CDはプリズムと鏡?
   2.3 保護膜による干渉縞
  3.光学系について
   3.1 傾斜カメラ光学系
   3.2 ハーフミラーを使った光学系
  4.アルゴリズム
   4.1 ガンマ変換
   4.2 エッジ抽出
   4.3 基幹アルゴリズム
   4.4 積分機能
  5.成果
  おわりに

第5章 薬品工業における検査自動化
 第1節 薬品工業における検査の自動化
  はじめに
  1.外観検査の自動化
  2.外観検査装置の実施例
   2.1 錠剤ビデオ検査システム
    2.1.1 システムのハードウェア
    2.1.2 システムのソフトウェア
   2.2 カプセルビデオ検査システム
   2.3 顆粒剤ビデオ検査システム
   2.4 バイアルビデオ検査システム
  おわりに
 第2節 PTP(Press Through Package)シート外観検査システム
  はじめに
  1.概要
   1.1 PTP包装ライン
   1.2 包装ラインの自動化
  2.PTP外観検査システムの開発
   2.1 画像入力系
   2.2 画像処理系
     2.2.1 高速処理
     2.2.2 経済性
     2.2.3 画像処理機能
     2.2.4 柔軟性
     2.2.5 操作性
   2.3 搬送系
  3.医薬品GMPとバリデーション
   3.1 GMPとバリデーション
   3.2 検査装置のバリデーション
     3.2.1 バリデーション機能
     3.2.2 運用テスト段階
     3.2.3 運用管理段階
  4.システム構成
  5.検査装置のこれから

第6章 包装・容器・印刷工業における検査の自動化
 第1節 印刷物の絵柄検査自動化
  はじめに
  1.印刷物の絵柄の検査の必要性
  2.印刷絵柄の検査の難しさ
  3.印刷物の欠陥の特徴
  4.欠陥検出の基本手法
  5.欠陥検出のアルゴリズムの工夫
   5.1 濃度変動の影響の除去
   5.2 画像情報の取り込み位置不良の影響除去
   5.3 その他の工夫
  6.代表的な印刷物の絵柄検査装置
    6.1 印刷品質検査装置のスペック
   6.2 印刷欠点検出装置(PCD-O型)のスペック
  7.今後の開発への期待
   7.1 欠陥検出アルゴリズムの革新
   7.2 カラー化の有効利用
   7.3 印刷欠陥の発生原因の除去
  おわりに
 第2節 大型プロジェクト「自動縫製システム」における画像認識技術(応用例)
  はじめに
  1.反物の表面欠点検査技術
   1.1 検反実験装置の概要
   1.2 無地の欠点検査
   1.3 柄物の欠点検出
  2.自動柄合わせ裁断と柄認識技術
   2.1 概要
   2.2 実験装置の概要
   2.3 実用化された柄合わせ認識装置
  3.ポケット位置決め装置
  4.付与情報認識装置
   4.1 処理概要
   4.2 画像の取り込み
   4.3 ノイズに強いセグメントパターンの採用
   4.4 文字判定ウィンドゥ
   4.5 読み取り数値決定アルゴリズム
  5.中間検査用画像処理技術
 第3節 プラスチックボトルの包装における検査自動化
  1.包装工程での検査
  2.プラスチックボトルの検査
   2.1 特徴抽出処理
   2.2 検出分解能
   2.3 面積積算と判定
   2.4 側面(肩部、胴)検査
   2.5 底面検査
  おわりに
 第4節 印刷製版における画像処理
  はじめに
  1.各部門と画像処理の状況
  2.製版工程の線画像処理

   2.1 割付け台紙上の絵形計測

     2.1.1 倍率・角度計測
     2.1.2 外形線の作成
     2.1.3 変形量の推定
     2.1.4 計測手法の比較
     2.1.5 計算時間
  3.製版工程の切り抜き処理
 3.1 切り抜き処理
     3.1.1 クラスタ分け
     3.1.2 背景クラスタ選択
     3.1.3 画像の2値化
   3.2 ノイズの除去
     3.2.1 手動によるノイズ消し
     3.2.2 半自動ノイズ消し
    3.2.3 切り抜き処理の課題
  おわりに

第7章 自動車関連産業における検査自動化
 第1節 自動車ボディ刻印文字検査
  はじめに
  1.自動車生産工程での工業用文字認識
  2.車体パネルの刻印文字認識システム(事例1)
   2.1 対象
   2.2 システムの概要
     2.2.1 システム構成
     2.2.2 認識アルゴリズム
   2.3 システムの性能
  3.車体フレームの刻印文字認識システム(事例2)
   3.1 対象
   3.2 システムの概要
     3.2.1 システム構成
     3.2.2 認識アルゴリズム
   3.3 システムの性能
  おわりに
 第2節 自動車の塗装外観検査
  はじめに
  1.塗膜構造と光学特性
  2.欠陥検査
   2.1 欠陥
   2.2 塗装欠陥検査の自動化
    2.2.1 スリットパターン投影式検査装置
    2.2.2 スリット光投影式検査装置
  3.質感計測
   3.1 すり傷性の計測
    3.1.1 すり傷の見えのモデル
   3.1.2 明度差法
    3.1.3 明度コントラスト法
   3.2 色の測定
    3.2.1 ソリッド塗膜の測色
    3.2.2 メタリック系塗膜の測色
   3.3 メタリック感の計測
   3.4 肉持ち感の計測
   3.5 深み感の計測
    3.5.1 深み感の意味
    3.5.2 深み感と色の関係
    3.5.3 奥行き感と光輝材の関係
  おわりに
 第3節 自動車用塗膜質感測定装置
  はじめに
  1.塗膜質感の基礎解析
  2.人による質感評価
  3.目視評価条件の装置への置換
  4.測定装置の概要
   4.1 測定ヘッド
   4.2 画像処理装置
   4.3 プリンタ
  おわりに
第4節 ピストン燃焼室の容積検査法(レーザレンジファインダによる非接触、高速、高精度計測)
  1.開発のねらい
  2.開発における課題と目標
  3.既存の容積検査技術との比較
  4.開発内容
   4.1 レンジファインダの原理
   4.2 レンジファインダの構成
   4.3 装置の構成
   4.4 容積計測方法
   4.5 計測の高速化
   4.6 計測の高精度化
   4.7 加工寸法の自動補正
  5.本装置の性能
  6.本装置による効果
  7.今後の進め方
   7.1 汎用容積検査装置の開発
   7.2 検査結果による要因解析
 第5節 塗布シール検査用画像処理システム
  はじめに
  1.自動検査用画像処理システムの開発経緯
  2.検査の基本方針
  3.ハードウェア
  4.ソフトウェア
   4.1 探索アルゴリズム
   4.2 検査アルゴリズム
   4.3 プログラムの使用方法
     4.3.1 教示用プログラムの使用方法
     4.3.2 検査用プログラムの使用方法
  5.実験結果
   5.1 実験室での実験結果
   5.2 現場での実験結果
  おわりに

第8章 新規分野における目視検査自動化
 第1節 画像処理による植物の成育監視システム
  はじめに
  1.システム構成
  2.画像処理による植物の非破壊計測
   2.1 画像特徴量の成長指標化
   2.2 背景処理
     2.2.1 太陽光下での背景処理
     2.2.2 蛍光灯栽培における背景処理
   2.3 野菜画像の抽出処理
     2.3.1 濃淡画像処理
     2.3.2 2値化処理
   2.4 自動計測のための画像処理
     2.4.1 複数野菜の個別認識
     2.4.2 画像処理条件の可変化
     2.4.3 自動計測手順
  3.栽培支援機能
   3.1 ファジイ推論による苗の成育診断
   3.2 展葉速度の定量化
   3.3 成長のイメージ出力
  おわりに
 第2節 真珠品質評価システム
  はじめに
  1.真珠の品質評価
  2.照り・色み評価における感覚量の抽出
   2.1 心理計測実験
    2.1.1 評価用語の選定
    2.1.2 評定実験
   2.2 実験結果と考察
  3.色彩評価における物理量の特定
   3.1 入力層の感度特性を用いたパラメータ最適化法
   3.2 色彩評価ニューラルネットワークにおける入力層の感度特性
   3.3 センシング系設計への展開
  おわりに
 第3節 化粧品の肌に対する効能評価システム
  はじめに
  1.皮膚表面レプリカ画像解析システム
  2.ダイレクトスキンアナライザー(DSA:Direct Skin Analyzer)
  3.レモステインシステム(Remo-Stain System)
  おわりに
 第4節 木材表面欠点の自動検出・識別システム
  はじめに
  1.製材工程と木材表面欠点
   1.1 製材工程
   1.2 木材表面欠点の種類と特徴
  2.木材表面欠点自動検出・識別システム
   2.1 システムの概要
   2.2 特徴量の抽出と欠点の特徴量データの登録
     2.2.1 木材表面の画像とその前処理
     2.2.2 形状と大きさに関する特徴量とその抽出方法
     2.2.3 濃度に関する特徴量とその抽出方法
     2.2.4 欠点の特徴量データのファジイメンバーシップ関数
   2.3 表面欠点の検出と識別方法
     2.3.1 欠点の特徴量の抽出と帰属度の決定
     2.3.2 欠点の検出方法
     2.3.3 欠点の識別方法
   2.4 自動検出・識別システムの構成
  3.自動検出・識別実験
   3.1 対象とした木材とその表面欠点分布
   3.2 実験方法
   3.3 実験結果と考察
  おわりに

第9章 目視検査自動化における新しい技術動向
  1.最適化原理に基づく画像理解
  2.遺伝的アルゴリズム(GA)への期待
  3.GAの画像理解への応用例
   3.1 処理モジュール系列の自動生成
   3.2 パラメータ空間での探索
   3.3 画像の再構成
   3.4 形状モデルフィッティング
  おわりに

 

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