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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6561137
(24)【登録日】2019年7月26日
(45)【発行日】2019年8月14日
(54)【発明の名称】セル状物品の検査方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/954 20060101AFI20190805BHJP
G06T 7/00 20170101ALI20190805BHJP
【ＦＩ】
G01N21/954 Z
G06T7/00 Z
【請求項の数】5
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2017-560520(P2017-560520)
(86)(22)【出願日】2016年5月17日
(65)【公表番号】特表2018-524564(P2018-524564A)
(43)【公表日】2018年8月30日
(86)【国際出願番号】US2016032832
(87)【国際公開番号】WO2016187180
(87)【国際公開日】20161124
【審査請求日】2018年1月22日
(31)【優先権主張番号】62/164,988
(32)【優先日】2015年5月21日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
(74)【代理人】
【識別番号】100175042
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 秀明
(72)【発明者】
【氏名】マダラ，ラッセル ウェイン
【審査官】
横尾 雅一
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２０１１／０１１６７０４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２００２−２６７４２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０４−０１３９５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１０−１４２１６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８
Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０
Ｇ０６Ｔ １／００
Ｇ０６Ｔ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
セル状物品のウェブの検査方法において、
前記ウェブは、幅および長さを各々が有する壁部によって画定されて、次に、前記壁部は、セルのアレイを画定し、
前記方法は、
ａ）前記ウェブのデジタル画像から、強度値によって、ウェブ構造の特徴を分析する工程であって、該ウェブの前記各壁部についての縁部位置、および、前記各縁部位置についての縁部強度勾配ＳＥを確定する処理を含む工程と、
ｂ）特徴を分析した前記ウェブ構造の前記ウェブ壁部の１つの中で、壁部強度勾配ＳＷを探し、前記各縁部位置について確定された縁部強度勾配ＳＥの各々と前記壁部強度勾配ＳＷとを比較し、前記ウェブ欠陥の位置を決定する工程であって、α・｜ＳＥ｜≦｜ＳＷ｜という条件を満たし、αは、０．７５から１の範囲である場合に前記ウェブ内にウェブ欠陥が存在するものと判断される、工程と、
を有する方法。
前記ウェブは、幅および長さを各々が有する壁部によって画定されて、次に、前記壁部は、セルのアレイを画定し、
前記方法は、
ａ）前記ウェブのデジタル画像から、強度値によって、ウェブ構造の特徴を分析する工程であって、該ウェブの前記各壁部についての縁部位置、および、前記各縁部位置についての縁部強度勾配ＳＥを確定する処理を含む工程と、
ｂ）特徴を分析した前記ウェブ構造の前記ウェブ壁部の１つの中で、壁部強度勾配ＳＷを探し、前記各縁部位置について確定された縁部強度勾配ＳＥの各々と前記壁部強度勾配ＳＷとを比較し、前記ウェブ欠陥の位置を決定する工程であって、α・｜ＳＥ｜≦｜ＳＷ｜という条件を満たし、αは、０．７５から１の範囲である場合に前記ウェブ内にウェブ欠陥が存在するものと判断される、工程と、
を有する方法。
【請求項2】
前記強度値が、ピーク値ＩＰを含み、前記縁部位置を、１／２・ＩＰと見なすものである、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記セル状物品の前端部または後端部のいずれかを、ラインスキャナで走査することによって、前記デジタル画像を撮像する工程を、
更に含む、請求項１または２に記載の方法。
更に含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
撮像した前記デジタル画像を、平滑化カーネルを用いて処理する工程と、
処理した前記撮像デジタル画像に、前記ｂ）工程を行う工程と、
を更に含む、請求項３に記載の方法。
処理した前記撮像デジタル画像に、前記ｂ）工程を行う工程と、
を更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記方法が、
ｃ）前記ウェブ欠陥を特定する工程であって、
ｄ）前記ウェブ欠陥を探すべき前記壁部について、該壁部の幅および長さに各々が沿った向きの行および列を用いて、強度値の行および列によって画定される関心領域を画定し、
ｅ）前記関心領域について、以下の４つのウェブ構造パラメータ：ｉ）各列について、最大強度値Ｉｍａｘｎの行を生成するための、最大強度値、ｉｉ）前記最大強度値の一次導関数ｄ（Ｉｍａｘｎ）、ｉｉｉ）前記一次導関数の最大値ｄＭａｘ、ｉｖ）該一次導関数の最小値ｄＭｉｎ、および、ｖ）最大値ｄＭａｘと最小値ｄＭｉｎ間の距離ＮＰを、計算し、
ｆ）任意のウェブ欠陥を、前記４つのウェブ構造パラメータＩｍａｘｎ、ｄＭａｘ、ｄＭｉｎ、および、ＮＰを用いて特定することによって、
前記ウェブ欠陥を特定する工程、
を更に含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
ｃ）前記ウェブ欠陥を特定する工程であって、
ｄ）前記ウェブ欠陥を探すべき前記壁部について、該壁部の幅および長さに各々が沿った向きの行および列を用いて、強度値の行および列によって画定される関心領域を画定し、
ｅ）前記関心領域について、以下の４つのウェブ構造パラメータ：ｉ）各列について、最大強度値Ｉｍａｘｎの行を生成するための、最大強度値、ｉｉ）前記最大強度値の一次導関数ｄ（Ｉｍａｘｎ）、ｉｉｉ）前記一次導関数の最大値ｄＭａｘ、ｉｖ）該一次導関数の最小値ｄＭｉｎ、および、ｖ）最大値ｄＭａｘと最小値ｄＭｉｎ間の距離ＮＰを、計算し、
ｆ）任意のウェブ欠陥を、前記４つのウェブ構造パラメータＩｍａｘｎ、ｄＭａｘ、ｄＭｉｎ、および、ＮＰを用いて特定することによって、
前記ウェブ欠陥を特定する工程、
を更に含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本願は、２０１５年５月２１日出願の米国仮特許出願第６２／１６４，９８８号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【0002】
本開示は、セル状物品に関し、特に、セル状セラミック物品中のウェブ欠陥の位置を見つける方法に関し、ウェブ欠陥のタイプを特定する工程を含む。
【0003】
本明細書に記載する出版物または特許文献の全ての開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0004】
セル状セラミック物品は、排気流および気体流を清浄にする時に、微粒子フィルタおよび触媒コンバータとして使用される。セル状セラミック物品は、細かく形成された壁部で構成されたウェブを有し、壁部は、セルの密集したアレイを画定する。ウェブは、触媒材料がセルを通り抜ける排気ガスと反応するために、比較的広い表面積を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
いくつかの利用例において、セル状セラミック物品は、衝撃および熱的要求に耐えるのに十分な機械的および熱的完全性を、有さなくてはならない。壁部中の破損箇所、または、「非連結箇所」とも称される欠損壁部分域などの欠陥を含まないウェブを有することは、利点があるだろう。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の１つの態様は、セル状物品のウェブの検査方法であって、ウェブは、幅および長さを各々が有する壁部によって画定されて、次に、壁部は、セルのアレイを画定する。方法は、ａ）ウェブのデジタル画像から、強度値によって、ウェブ構造の特徴を分析する工程であって、ウェブの各壁部についての縁部位置、および、各縁部位置についての縁部強度勾配ＳＥを確定する処理を含む工程と、ｂ）特徴を分析したウェブ構造のウェブ壁部の１つの中で、壁部強度勾配ＳＷを探して、ウェブ内にウェブ欠陥が存在する場合には、ウェブ欠陥の位置を決定する工程とを有し、α・｜ＳＥ｜≦｜ＳＷ｜という条件を満たし、αは、０．７５から１の範囲である。
【0007】
本開示の他の態様は、押出成形されたセル状セラミック物品のウェブ中の欠陥の位置を見つける方法であって、ウェブは、幅および長さを各々が有する壁部によって画定されて、次に、壁部は、セルのアレイを画定する。方法は、ａ）撮像されたデジタル画像を、動的閾値処理を用いて処理して、処理済画像を形成する工程と、ｂ）適合セルを画定する少なくとも１つの特徴を決定する工程と、ｃ）適合セルを画定する少なくとも１つの特徴に基づいて、処理済画像の中の非適合セル領域を特定する工程と、ｄ）非適合セル領域の中の壁部を調べて、非適合セル領域の中の壁部の１つの中で、欠陥の位置を見つける工程とを含む。
【0008】
更なる特徴および利点は、以下の詳細な記載に示されると共に、部分的には、当業者には、その記載から容易に明らかであるか、または、添付の図面に加えて、本明細書および請求項に記載された実施形態を実施することにより分かるだろう。上記概略的な記載、および、以下の詳細な記載の両方が、単に例示的なものであり、請求項の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであると理解されるべきである。
【0009】
添付の図面は、更なる理解のために含められたものであり、本明細書に組み込まれ、その部分を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を示し、詳細な記載と共に、様々な実施形態の原理および動作を説明する役割を果たす。従って、本開示は、以下の詳細な記載を、添付の図面と併せて読むことで、より完全に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】例示的なセル状セラミック物品の側面図である。
【図3】例示的なウェブの一部拡大図であり、多数の異なるタイプのウェブ欠陥を示している。
【図4A】画像撮像システムの概略図であり、搬送部上に置かれたセル状セラミック物品の前端部に隣接して配列された画像撮像装置を示している。
【図4C】画像撮像装置がラインスキャナの形態である、画像撮像システムの例を示している。
【図4D】画像撮像装置が従来の平面スキャナの形態である、画像撮像システムの例を示している。
【図5A】ウェブの例示的な一部拡大前面図であり、隣接したセルの重心を、中心のセルに関連したウェブ交差位置と共に、示している。
【図5B】図５Ａの点線に沿った隣接したセルの重心間の距離ｘに対する、撮像画像の強度Ｉ（ｘ）の概略的プロットであり、ピーク強度ＩＰ、並びに、縁部位置および対応する縁部強度勾配ＳＥを画定する基本強度閾値ＩＴＨ＝１／２・ＩＰを示している。
【図6A】湾曲壁部を示す例示的なウェブの一部拡大図であり、隣接したウェブ交差位置を結んだ線に亘る強度測定が、ウェブ壁部の非連結箇所ではなく、実際にはセルの一部である暗い空間を、いかに通って行われうるかを示している。
【図7】図５Ａと同様であり、中心のセルの下側水平壁部を、非連結ウェブ欠陥を有するものとして示し、更に、強度値の行および列を有する関心領域も示し、関心領域について、列を用いて、最大強度値ｍａｘ１、ｍａｘ２、…ｍａｘｎ、および、平均強度値ａｖｇ１、ａｖｇ２、…ａｖｇｎを、いかに計算するかを概略的に示している。
【図8A】水平ウェブ壁部の中に形成された例示的な非連結欠陥について、正規化したｘ座標に対する、グレイスケールの強度Ｉ（ｘ）（左の縦軸）、および、強度勾配Ｓ（右の縦軸）のプロットである。
【図8B】垂直ウェブ壁部の中に形成された例示的な表面欠け欠陥について、正規化したｙ座標に対する、グレイスケールの強度Ｉ（ｙ）（左の縦軸）、および、強度勾配Ｓ（右の縦軸）のプロットである。
【図9A】例示的なセラミック物品のウェブの撮像画像の一部を、１７００ｄｐｉの平面スキャナを採用した図４Ｄの画像撮像システムを用いて取得した実際のグレイスケール撮像画像に基づいて、概略的に白黒で示している。
【図9F】ウェブ構造を再生して、非適合セルの中心の水平壁部の中の非連結欠陥を明らかにするための、切り取り領域の変形を示している。
【発明を実施するための形態】
【0011】
ここで、添付の図面に例を示した本開示の様々な実施形態を、詳細に記載する。全図を通して、同じ、または、類似した部分を参照するには、同じ、または、類似した参照番号および記号を可能な限り用いる。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、当業者であれば、開示の主要な態様を示すために、どこで図面を簡略化したか分かるだろう。
【0012】
示した請求項は、詳細な記載に組み込まれ、その一部を構成する。
【0013】
いくつかの図面は、参照用にデカルト座標を示しているが、方向、または、向きを限定することを意図していない。
【0014】
以下の記載において、「セル状物品」という用語は、焼成セラミック材料に限定されず、例えば、押出成形されたセラミックの未焼成原料体、および、乾燥されたセラミックの未焼成原料体を含みうる。
【0015】
図１は、例示的なセル状セラミック物品１０の側面図である。図２は、図１の例示的なセル状物品１０の拡大前面図である。セル状物品１０は、中心軸Ａ１、前端部１２、後端部１４、および、外面１６を有する。セル状物品は、壁部３０によって画定されたウェブ１８を含み、壁部交差部３４が、セル２０のアレイを画定している。セル２０は、例えば、セル状物品１０の形成に用いる押出金型のタイプによっては、三角形、六角形など、正方形以外の形状を有してもよい。外壁部または外皮部４０が、外面１６だけではなく、セル状物品１０の外側形状を画定する。図２中の拡大挿入図は、完璧に形成されたウェブ１８の例示的な一部を示しており、完璧に形成された壁部３０が、完璧に形成されたセル２０を画定している。
【0016】
図３は、例示的なウェブ１８の概略的な一部拡大前面図であり、多数の異なるタイプのウェブ欠陥を示している。１つのタイプのウェブ欠陥は、上記のような非連結箇所３１Ｎであり、セル２０の壁部３０の１つが、完全には形成されずに、その中に間隙または空間を有する場合に発生する。非連結箇所３１Ｎは、１つのセル壁部より小さい（例えば、２ミル（約０．０５ｍｍ）未満、または、４ミル（約０．１ｍｍ）未満）ので、特定が特に難しい。セラミック、または、セラミック形成組成物の多くが、緑色から濃いグレイ色であり、補助なしの裸眼で、暗い孔の位置を見つけるのは特に難しいということがありうる。しかしながら、非連結ウェブ欠陥３１Ｎは、例えば、微粒子が壁面によって捕獲されずに隣接したセル同士の間を通過する漏れ部を生じうるなど、それが中にあるセル状物品１０の性能に悪影響を与えうるので、その位置を見つけて特定することが極めて重要である。
【0017】
他のタイプのウェブ欠陥は、欠損した壁部３１Ｍであり、所定のセルの壁部の実質的に全体が存在しない。そのような欠陥は、１つのセル２０の大きさを有するので、非連結箇所より多少は容易に特定される。欠損した壁部３０も、セル状物品１０の性能に悪影響を与える。
【0018】
他のタイプのウェブ欠陥は、曲がった、または、湾曲壁部３１Ｂであり、そのような欠陥は、必ずしも性能に悪影響を与えない。更に他のタイプのウェブ欠陥は、表面欠け３１Ｃ、つまり、小さい欠損断片が壁部３０から欠損したものであるが、壁部の実際の孔を表すものではない。表面欠け３１Ｃは、非連結箇所３１Ｎと比べて、後者がウェブ内へ深く延伸するのに対し、前者が比較的浅いという点で異なる。湾曲壁部ウェブ欠陥３１Ｂと同様に、ウェブの表面欠け欠陥３１Ｃは、必ずしも性能に悪影響を与えない。
【0019】
欠陥検出方法 セル状物品１０の中のウェブ欠陥を検出および特定する例示的な方法は、１）ウェブ画像を撮像する、２）撮像したウェブ画像から、ウェブ構造の特徴を分析する、３）ウェブ欠陥の位置を特定する、４）ウェブ欠陥の位置に、関心領域を画定する、５）各関心領域についてのウェブパラメータを計算する、更に、６）ウェブパラメータに基づいて、ウェブ欠陥のタイプの特徴を分析する、工程または動作を含む。
【0020】
上記各工程は、下記のような１つ以上の部分工程、操作、動作などを含みうる。
【0021】
工程１‐ウェブ画像の撮像 方法の第１の工程は、セル状物品１０、および、その中のウェブ１８の画像の撮像を含む。図４Ａは、例示的な画像撮像システム１００の概略図であり、セル状物品１０の前端部１２に隣接して操作可能に配列された画像撮像装置１２０を含んでいる。セル状物品１０は、画像撮像装置１２０を通過するようにセル状物品を搬送する搬送部１３０によって、支持されている。画像撮像装置１２０は、画素１２４を有するイメージセンサ１２２を含む。画像撮像装置１２０は、表示部１４２を有するコンピュータ１４０に操作可能に（例えば、電気的に）接続されて示している。画像撮像装置１２０は、セル状物品１０の前端部１２において、ウェブ１８の少なくとも一部の（生の）デジタル画像１５０Ｒを撮像するように構成されている。
【0022】
図４Ｂは、画像撮像システム１００の他の例であり、イメージセンサ１２２が、拡大挿入図でｙ方向に延びるものとして示した、１列の画素１２４によって画定されたリニアイメージセンサである。リニアイメージセンサ１２２は、セル状物品１０が画像撮像装置１２０を通過するように搬送される時に、セル状物品１０の前端部１２の線画像の撮像に使用される。一例において、リニアイメージセンサ１２２は、ラインスキャナとして使用され、セル状物品１０の前端部１２にすぐ隣接して配列されて、走査したデジタル画像を撮像する。
【0023】
図４Ｃは、画像撮像システム１００の例を示し、セル状物品１０が、トレイ１１によって、セラミック物品の中心軸Ａ１が水平（つまり、ｙ方向）となるように支持されている。リニアイメージセンサ１２２が、その長軸がｚ方向になるように配列されて、搬送部１３０がセル状物品１０をリニアイメージセンサに通過させるように移動する時に、前端部１２の線画像を撮像する。
【0024】
図４Ｄは、他の例示的な画像撮像システム１００を示し、画像撮像装置１２０が、従来の平面画像スキャナの形態を有する。セル状物品１０を、走査センサ１２２の上に直接置いて、図示したような前端部１２の画像を撮像しうる。セル状物品１０を容易に裏返して、後端部１４の画像も撮像しうる。
【0025】
図４Ｄの画像撮像システム１００は、焦点深度が、例えば０．１ｍｍと０．５ｍｍの間など、非常に浅く、更に、例えば２４００ｄｐｉなどの十分な解像度を有するので、望ましい。撮像は、テレセントリックで、歪み、および、収差が比較的ない。浅い焦点深度は、例えば押出処理の調節が必要となりうる、ウェブの中に深く延伸する欠陥（例えば、非連結箇所３１Ｎ）と、例えば押出処理の調節を必要としないかもしれない、表面に存在する欠陥（例えば、表面欠け３１Ｃ）とを識別可能にするので、望ましい。
【0026】
一例において、ラインスキャナ１２２を使用した場合には、コンピュータ１４０を用いて、ウェブ１８のラインスキャン画像を繋ぎ合わせて、より大きい二次元の生の撮像画像１５０Ｒを形成する。一例において、生の撮像画像１５０Ｒは、ウェブ１８全体を含むように、セル状物品１０の前端部１２全体を含む。図４Ａおよび４Ｂは、生の撮像画像１５０Ｒが、コンピュータ１４０の表示部１４２に表示されるのを示している。本明細書に開示した方法を行うには、例えば、セル状物品が押出成形によって形成されて、次に、任意の押出成形に関する欠陥が、セル状物品の軸の長さ方向に沿って実質的に変わらないなら、セル状物品１０の１つの端部（例えば、前端部１２）を撮像すれば十分でありうる。
【0027】
撮像した生の画像１５０Ｒは、画素サイズと撮像画像サイズとの関係によって定まる第１の解像度と関連付けられている。一例において、画像撮像装置１２０は、イメージセンサ１２２の各画素１２４が、ウェブ１８の５マイクロメートル×５マイクロメートルの領域を表すように、構成されている。異なる光学解像度を用いて、この画素と領域との関係を変えてもよい。光学解像度は、例えば、異なるセル密度など、測定するセル状物品１０の特徴に基づいて、選択しうる。セル状物品１０の直径の好適範囲の１つは、４インチ（約１０．２ｃｍ）から１４インチ（約３５．６ｃｍ）である。例えば、円形または楕円形、矩形、非対称形など、様々な断面形状も適合しうる。したがって、画素あたり５マイクロメートル程度で撮像した生の画像１５０Ｒは、例えば、４インチ（約１０．２ｃｍ）の部分について２０，０００×２０，０００画素から、１４インチ（約３５．６ｃｍ）の部分について７０，０００×７０，０００画素のサイズの範囲でありうる。
【0028】
一例において、例えば、ノイズを除去するために、生の撮像画像１５０Ｒを平滑化する画像処理工程を行いうる。これは、例えば平滑化カーネルを用いて、既知の画像処理技術を用いて行いうる。この方法の態様において、以下のウェブの特徴分析工程は、生の撮像画像ではなく、処理済撮像画像に基づいて行いうる。
【0029】
工程２‐ウェブ構造の特徴分析 ウェブ１８のデジタル画像を撮像すると、次の工程では、強度値を用いて、撮像したデジタル画像からウェブ構造の特徴を分析する。撮像したデジタル画像１５０Ｒの各画素は、０から２５５のグレイスケール値でありうる、関連付けられた強度値を有する。上記のように、ウェブ１８は、壁部３０によって画定され、次に、壁部３０は、セル２０を画定する。したがって、セル２０、特に、セルを画定する壁部３０の選択された特徴を決定することによって、ウェブ構造の特徴を分析しうる。
【0030】
一例において、選択された特徴は、セルの質量中心または重心Ｃ、ウェブ交差部３４の交差位置ＩＬ、および、ウェブの壁部３０の形状（厚さ）を含む。存在しうる任意のウェブ欠陥の位置を見つけるには、撮像したデジタル画像１５０Ｒの中の強度値を用いて、ウェブ１８の壁部３０の特徴を分析し、次に、ウェブ欠陥を、壁部の強度値の中でのサインとして見つけ出してもよい。
【0031】
一例において、最初に、ウェブの撮像画像の強度について、基本強度閾値ＩＴＨを確定することによって、ウェブ１８の特徴を分析しうる。一例において、基本強度閾値は、任意の所定の直線状行の中のグレイスケール値のピーク強度ＩＰの１／２と定められ、その行は、各セルの重心で始まり、隣接するセルの重心へ延伸している。
【0032】
図５Ａは、ウェブ１８の例示的な一部拡大前面図であり、隣接したセル２０の重心Ｃ１、Ｃ２を、壁部交差位置ＩＬと共に示している。図５Ｂは、点線ＤＬに沿った隣接したセルの重心Ｃ１、Ｃ２間の距離ｘに対する、強度Ｉ（ｘ）の概略的プロットであり、ピーク強度ＩＰ、および、基本強度閾値ＩＴＨ＝１／２・ＩＰを示している。
【0033】
基本強度閾値ＩＴＨを確定すると、それを、各セル２０について、壁縁部３０Ｅ、および、壁縁部における縁部強度勾配ＳＥを画定するのに用いる。壁縁部３０Ｅを画定することによって、ウェブ構造の特徴を分析する。図５Ｂの拡大挿入図は、強度閾値ＩＴＨ＝１／２・ＩＰで画定される、壁縁部３０Ｅにおける強度曲線の縁部強度勾配ＳＥを示している。縁部強度勾配ＳＥは、位置ｘ（または、ｙ）に対する強度Ｉの変化の比、例えば、ＳＥ＝ΔＩ／Δｘであり、壁縁部３０Ｅの位置は「暗い」セル２０から「明るい」壁部３０への転換を示すので、この位置で比較的急峻であると予想される。
【0034】
非連結欠陥３１Ｎは、例えば、いくつかの実施形態では２０％以内まで、または、他の実施形態では１０％以内まで、または、他の実施形態では５％以内など、壁縁部３０Ｅによって形成された強度勾配と実質的に同じ大きさを有する壁部強度勾配ＳＷを生成するはずなので、後で、壁縁部３０Ｅにおける縁部強度勾配ＳＥの大きさ｜ＳＥ｜（または、平均縁部強度勾配の大きさ｜＜ＳＥ＞｜）を、壁部の長さに沿って測定した壁部強度勾配Ｓｗの大きさ｜Ｓｗ｜と比較して、非連結形態のウェブ欠陥を特定しうる。
【0035】
工程３‐ウェブ欠陥の位置特定 次に、特徴を分析したウェブ１８の中で、所定のウェブ壁部３０の長さに沿って、壁部勾配の大きさ｜ＳＷ｜が比較的大きい値として現れる暗い点を探すことによって、特徴を分析したウェブ１８の中でウェブ欠陥の位置を特定する。暗い点は、非連結欠陥３１Ｎ、または、表面欠け欠陥３１Ｃである可能性があり、この時点では、その違いを正確に決定するのに十分な情報がない。
【0036】
上記のように、一例において、暗い点として現れるウェブ欠陥は、壁部強度勾配の大きさ｜ＳＷ｜が、縁部強度勾配の大きさ｜ＳＥ｜と実質的に同じであるという条件を満たす。一例において，この条件は、α・｜ＳＥ｜≦｜ＳＷ｜と表しうるものであり、αは、０．７５から１の範囲である。
【0037】
ウェブ欠陥の位置を特定する処理は、いくつかの壁部３０は湾曲しうるという事実によって、複雑になりうる。隣接した交差位置ＩＬ間の湾曲壁部を横切ってまっすぐに探索すると、セル２０の一部の広い暗い領域を、非連結欠陥３１Ｎの位置として、誤って特定しうる。この状況を、図６Ａに示す。
【0038】
湾曲壁部である可能性を明らかにするには、隣接した交差位置３４間に線を延伸させる。次に、補間を行って、ウェブ壁部３０の中央のＹ位置ＹＬを決定する。Ｙ位置ＹＬが、隣接したウェブ交差部３４同士を結ぶ直線から、ある値より大きく（例えば、ウェブの幅の半分より大きく）ずれていれば、その場合には、壁部３０が「湾曲している」と考える。この場合には、図６Ｂに示すように、湾曲壁部を、２つの壁部分域３０Ａ、３０Ｂによって形成されているものとして近似する。次に、２つの壁部分域３０Ａ、３０Ｂの中で、ウェブ欠陥の位置を探す。これにより、湾曲壁部３０を、不注意に非連結欠陥３１Ｎとして特定することが避けられる。
【0039】
工程４‐関心領域（ＲＯＩ）の画定 １つ以上のウェブ欠陥の位置を見つけると、次の工程では、ウェブ欠陥の位置を用いて、対応する関心領域（ＲＯＩ）を、ウェブ欠陥の１つを含む各壁部３０上に画定する。
【0040】
図７は図５Ａと同様であり、この時点ではウェブ欠陥の位置を見つけたと考えられているが、必ずしも非連結箇所３１Ｎではないものを含む、壁部３０上に形成した関心領域ＲＯＩを示している。例示的な関心領域ＲＯＩは、特徴を分析したウェブの名目または平均壁幅と等しい幅を有し、長さＬは、特徴を分析したウェブの交差位置ＩＬ間の名目または平均距離である。尚、図６Ｂにおいては、壁部分域３０Ａ、３０Ｂに対応する２つの関心領域ＲＯＩを採用するだろう。関心領域は、評価すべきウェブ欠陥を含む壁部３０の実質的に全体を含むように構成される。
【0041】
各関心領域ＲＯＩは、グレイスケールの強度値を各々が有する画素の行列を示す。強度値は、行列の行ＲＷおよび列ＣＬの中の位置毎に示しうる。
【0042】
工程５‐ウェブパラメータの計算 次の工程において、存在するウェブ欠陥のタイプの決定を可能にする多数のウェブパラメータを計算する。ウェブパラメータを、ここで記載する多数の工程を用いて計算する。
【0043】
各関心領域ＲＯＩ内で、各列ＣＬについて、行から行へ下るように強度値を調べ、各列中の最大強度値Ｉｍａｘｎを決定する。各列ＣＬの平均強度値Ｉａｖｇｎも決定する。次に、各関心領域ＲＯＩについて、最大強度値Ｉｍａｘｎを、例えば、関心領域ＲＯＩの代表的な強度値の１つの行と考えうるアレイ変数ＭＡＸに記憶する。平均（グレイスケール）強度値Ｉａｖｇｎも、例えば、アレイＡＶＧに記憶する。
【0044】
次に、方法は、これらの最大強度値Ｉｍａｘｎの最小値ＭＩＮ｛Ｉｍａｘｎ｝を見つけ、その値を、例えば変数ＭＩＮに記憶する。
【0045】
次に、方法は、１）ＭＩＮから、＜ＭＩＮ｛Ｉｍａｘｎ｝＞と示される、ＭＩＮ｛Ｉｍａｘｎ｝についての平均値を導出する工程、２）ＡＶＧから、ウェブ中の＜ＡＶＧ＞＝（（ΣＡｖｇＮ）／Ｎ）を計算することによって、グレイスケール値の総平均強度＜ＡＶＧ＞を導出する工程、および、３）＜ＡＶＧ＞から、グレイスケール強度値の標準偏差σＧＳを導出する工程を含む。
【0046】
工程６‐ウェブパラメータを用いたウェブ欠陥の特徴分析 最大強度値Ｉｍａｘｎを用いて、所定の関心領域ＲＯＩの中のウェブ欠陥の特徴を分析しうる。
【0047】
一例において、方法は、最大強度値Ｉｍａｘｎを用いて、関心領域の中で、Ｉｍａｘｎの値が所定の閾値強度値未満である連続した点（つまり、隣接した位置）の最大数を見つける。所定の閾値強度値は、＜ＭＩＮ｛Ｉｍａｘｎ｝＞、＜ＡＶＧ＞、または、σＧＳについての値に等しいか、または、それに基づきうるか、若しくは、これらの値の組合せに基づきうる。この連続した点の最大数の閾値に基づく計算の結果得られた値を、局所変数「カウント閾値未満」ＣＢＴでソートする。
【0048】
更に、方法は、（位置、例えば、ｘまたはｙについて、）ＭＡＸ値の一次導関数を計算する工程を含み、所定の関心領域についての、この一次導関数の最大値を、変数ｄＭａｘに記憶し、一方、一次導関数の最小値を、変数ｄＭｉｎに記憶する。最大微分係数ｄＭａｘの位置と最小微分係数ｄＭｉｎの位置の間の距離を、画素数ＮＰとして測定しうる。尚、ｄＭａｘは、最大強度値Ｉｍａｘｎの最も大きい、または、最大の勾配を表し、一方、ｄＭｉｎは、最大強度値Ｉｍａｘｎの最も小さい、または、最小の勾配を表す。したがって、ｄＭａｘおよびｄＭｉｎは、Ｉｍａｘｎ値の上記壁部強度勾配Ｓから選択された値である。
【0049】
介在する画素数ＮＰで表されたｄＭａｘとｄＭｉｎ間の距離は、最大強度Ｉｍａｘｎが、通常は壁縁部に関連付けられる急激な変化の位置から、通常は壁部が隙間なく詰まった部分に関連付けられる変化の小さい位置へと、いかに急速に転換するかを示す。しかしながら、強度の急激な変化は、壁縁部３０Ｅによるものではなく、少なくとも１つのウェブ欠陥によるものである。これは、関心領域ＲＯＩは、壁縁部を越える転換位置を含まずに、壁部の長さに沿って捉えた強度値を見ているからである。実際、強度値は、上記のように列ＣＬを処理して最大強度値Ｉｍａｘｎ、および、平均強度値Ｉａｖｇｎを取得することによって、所定の壁部３０の「幅」方向で圧縮されている。
【0050】
この時点で、考慮した各関心領域ＲＯＩについて、良好なウェブ壁部と、非連結欠陥３１Ｎと、表面欠け欠陥３１Ｃとを、正確に識別するのに十分な情報がある。このために、例示的な範囲または閾値を、１つ以上の計算した値ＣＢＴ、ｄＭａｘ、ｄＭｉｎ、ＮＰに適用する。上記のように、これらの値についての例示的な範囲、または、ＴＨＣＢＴ、ＴＨＭａｘ、ＴＨＭｉｎ、および、ＴＨＮＰとそれぞれ示される閾値は、＜ＭＩＮ｛Ｉｍａｘｎ｝＞、＜ＡＶＧ＞、または、σＧＳについての値に等しいか、または、基づきうるか、若しくは、これらの値の組合せに基づきうる。
【0051】
「良好なウェブ」、つまり、ウェブ欠陥を実質的に有さない関心領域ＲＯＩの中の壁部３０について、一例において、ＣＢＴ＝ＴＨＣＢＴ＝０という条件を満たす一方、他の例において、ＣＢＴ≦ＴＨＣＢＴという条件を満たし、ＴＨＣＢＴは、２または３などの小さい数である。
【0052】
非連結ウェブ欠陥３１Ｎについて、一例において、ＣＢＴ＞０と、ｄＭａｘ＞ＴＨＭａｘと、ｄＭｉｎ＜ＴＨＭｉｎと、ＮＰ＞ＴＨＮＰという条件を満たし、ＴＨＭａｘは３５から５０の範囲（例示的な値は４０）であり、ＴＨＭｉｎは−３５から−５０の範囲（例示的な値は−４０）であり、ＴＨＮＰは１から３の範囲（例示的な値は２）でありうる。
【0053】
表面欠けウェブ欠陥３１Ｃについて、一例において、ＣＢＴ＞０と、ｄＭａｘ＞ＴＨＭａｘと、ｄＭｉｎ＜ＴＨＭｉｎと、ＮＰ＞ＴＨＮＰという条件を満たし、ＴＨＭａｘは２０から３０の範囲（例示的な値は２５）であり、ＴＨＭｉｎは−２０から−３０の範囲（例示的な値は−２５）であり、ＴＨＮＰは１から３の範囲（例示的な値は２）でありうる。
【0054】
図８Ａは、図７または図３などに示した例示的な非連結欠陥３１Ｎについて、正規化したｘ座標に対するグレイスケールの強度Ｉｍａｘｎ（ｘ）（左の縦軸）、および、強度勾配Ｓ（右の縦軸）のプロットである。強度Ｉｍａｘｎの比較的劇的な変化、および、強度勾配Ｓの比較的急峻な変化が、非連結欠陥３１Ｎのサインであり、ＣＢＴ、ｄＭａｘ、および、ｄＭｉｎについての上記判断基準によって特定される。
【0055】
図８Ｂは図８Ａと同様だが、正規化したｙ座標について、ウェブ１８の中の垂直壁部３０の１つの中における図３に示したような例示的な表面欠け欠陥３１Ｃについてのものである。尚、強度Ｉｍａｘｎ（ｙ）の変化は、非連結欠陥３１Ｎほど急峻ではない。同様に、強度勾配は、非連結欠陥３１Ｎと比べて、距離ｙの関数としての大きい変化を含まない。ＣＢＴ、ｄＭａｘ、および、ｄＭｉｎについての上記判断基準を、図８Ｂのデータに適用して、ウェブ欠陥が表面欠け欠陥３１Ｃであることを確認しうる。
【0056】
代わりの方法 ウェブ欠陥の特徴分析方法の代わりの実施形態は、以下の工程または動作を含む：１）ウェブ画像を撮像する、２）動的閾値処理を用いて処理済画像を形成する、３）非適合セル領域を特定する、および、４）非適合セル領域の中の関心ウェブ壁部を再構成して、ウェブ壁部の中のウェブ欠陥を特定する工程。
【0057】
代わりの方法の第１の工程は、セラミック物品１０の画像１５０Ｒを撮像する工程を含む。図９Ａは、例示的なセラミック物品１０のウェブ１８の撮像画像の一部を、１７００ｄｐｉの平面スキャナを備えた図４Ｄの画像撮像システム１００を用いて取得した実際の撮像画像に基づいて、概略的に示している。
【0058】
次の工程は、動的閾値処理を撮像画像１５０Ｒに適用して、処理済画像１５０Ｐを取得する工程を含む。一例において、動的閾値処理は、例えば、１５０×１５０画素から５００×５００画素の範囲の大きさを有するカーネルを用いて行われる。図９Ｂに示した、結果として取得した処理済画像は、２８７×２８７画素のカーネルを用いたものである。次に、処理済画像１５０Ｐを用いて、下記のように局所動的閾値を決定しうる。
【0059】
次に、処理済画像を分析して、壁部３０に関連付けられる明るい強度と比べて、暗い背景強度を示すセル領域２０Ｒを特定する。各セル領域２０Ｒの面積を決定し、この情報を、セルピッチｐｃ（例えば、隣接したセルの中心から中心への間隔）と共にフィルタとして用いて、適合セル領域２０Ｒと、予想より大きい面積およびセルピッチを有する非適合セル領域とを識別する。
【0060】
次に、非適合セルの壁部を調べて、壁部のいずれかが、欠損した部分、つまり、非連結欠陥３１Ｃを有するかを決定する。そのような非適合セル領域２０Ｒを、図９Ｃに、白の破線の楕円形で示している。セル２０の推定重心Ｃを用いて、非適合セル領域の壁部３０がどこに位置するかを確定する。
【0061】
非適合セル領域において、欠損した部分を有する特定の壁部３０を特定すると、図９Ｄに示すように、非適合セルの輪郭を矩形Ｒで囲む。
【0062】
ここで図９Ｅを参照すると、セルの重心情報、および、図９Ｄで画定した矩形Ｒを用いて、切り取り領域ＣＲを画定する。但し、ｒ１＝対象セルの重心ｙ位置、ｒ２＝隣接底側セルの重心ｙ位置であり、一方、ｃ１およびｃ２は、矩形Ｒのｘ位置である。
【0063】
図９Ｆを参照すると、分離された壁部の両側のセル２０の背景部分を画定し、次に、残りの領域を埋めることによって、切り取り領域を変形して、示した例においては非連結欠陥３１Ｎであることが明らかになる壁部分域を、画定する。
【0064】
この処理を用いて、４つの主な結果がありうる。第１の結果は、非適合セル２０Ｒの壁部３０の全体が欠損して、非適合セル２０Ｒが、適合セルの本質的に２倍の大きさである。第２の結果は、壁部３０の１つの部分だけを見つけることであり、ウェブ壁部のその片側の部分は見つかるが、他方側の全体は、ウェブ交差部３４まで欠損していることを意味する。第３の結果は、精密検査中のウェブ壁部３０の２つの部分を見つけ、それらが、中に間隙が形成された壁部の各側を示す。第４の結果は、壁部分を画定する場合に、多数の部分域を見つける。この場合、一例において、大きい方から２つの部分域を、破損した壁部３０の各側を示すものとみなす。
【0065】
上記各結果において、必要に応じて、欠損した壁部分の大きさを決定しうる。一例において、全ての方法は、ウェブ欠陥が非連結欠陥３１Ｎであるか、および、それが、ある最小の大きさより大きいかを伝達する必要がある。
【0066】
当業者には、添付の請求項に示した本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載したような、本開示の好適な実施形態に様々な変更を行いうることが明らかであろう。したがって、本開示は、変更および変形も、添付の請求項の範囲、および、その等価物の範囲である限りは、網羅するものである。
【0067】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0068】
実施形態１ セル状物品のウェブの検査方法において、
前記ウェブは、幅および長さを各々が有する壁部によって画定されて、次に、前記壁部は、セルのアレイを画定し、
前記方法は、
ａ）前記ウェブのデジタル画像から、強度値によって、ウェブ構造の特徴を分析する工程であって、該ウェブの前記各壁部についての縁部位置、および、前記各縁部位置についての縁部強度勾配ＳＥを確定する処理を含む工程と、
ｂ）特徴を分析した前記ウェブ構造の前記ウェブ壁部の１つの中で、壁部強度勾配ＳＷを探して、前記ウェブ内にウェブ欠陥が存在する場合には、前記ウェブ欠陥の位置を決定する工程と、
を有し、
α・｜ＳＥ｜≦｜ＳＷ｜という条件を満たし、αは、０．７５から１の範囲である方法。
【0069】
実施形態２ 前記強度値が、ピーク値ＩＰを含み、前記縁部位置を、１／２・ＩＰと見なすものである、実施形態１に記載の方法。
【0070】
実施形態３ 前記デジタル画像を撮像する工程を、
更に含む、実施形態１に記載の方法。
【0071】
実施形態４ 前記デジタル画像を撮像する工程が、前記セル状物品の前端部または後端部のいずれかを、ラインスキャナで走査する処理を含むものである、実施形態３に記載の方法。
【0072】
実施形態５ 撮像した前記デジタル画像を、平滑化カーネルを用いて処理する工程と、
処理した前記撮像デジタル画像に、前記ｂ）工程を行う工程と、
を更に含む、実施形態３に記載の方法。
【0073】
実施形態６ 前記方法が、
ｄ）前記ウェブ欠陥を探すべき前記壁部について、該壁部の幅および長さに各々が沿った向きの行および列を用いて、強度値の行および列によって画定される関心領域を画定し、
ｅ）前記関心領域について、以下の４つのウェブ構造パラメータ：ｉ）各列について、最大強度値Ｉｍａｘｎの行を生成するための、最大強度値、ｉｉ）前記最大強度値の一次導関数ｄ（Ｉｍａｘｎ）、ｉｉｉ）前記一次導関数の最大値ｄＭａｘ、ｉｖ）該一次導関数の最小値ｄＭｉｎ、および、ｖ）最大値ｄＭａｘと最小値ｄＭｉｎ間の距離ＮＰを、計算し、
ｆ）任意のウェブ欠陥を、前記４つのウェブ構造パラメータＩｍａｘｎ、ｄＭａｘ、ｄＭｉｎ、および、ＮＰを用いて特定することによって、前記ウェブ欠陥を特定する工程を、
更に含む、実施形態１に記載の方法。
【0074】
実施形態７ 強度値Ｉｍａｘｎの行の中で、選択された強度閾値未満の連続した強度値の最大数ＣＢＴを、決定する工程を、
更に含む、実施形態６に記載の方法。
【0075】
実施形態８ ＣＢＴ＞０、ｄＭａｘ＞ＴＨＭａｘ、ｄＭｉｎ＜ＴＨＭｉｎ、および、ＮＰ＞ＴＨＮＰという条件を満たし、ＴＨＭａｘが３５から５０の範囲であり、ＴＨＭｉｎが−３５から−５０の範囲であり、ＴＨＮＰが１から３の範囲である場合には、前記ウェブ欠陥を、非連結箇所として特定する工程を、
更に含む、実施形態７に記載の方法。
【0076】
実施形態９ ＣＢＴ＞０、ｄＭａｘ＞ＴＨＭａｘ、ｄＭｉｎ＜ＴＨＭｉｎ、および、ＮＰ＞ＴＨＮＰという条件を満たし、ＴＨＭａｘが２０から３０の範囲であり、ＴＨＭｉｎが−２０から−３０の範囲であり、ＴＨＮＰが１から３の範囲である場合には、前記ウェブ欠陥を、表面欠けとして特定する工程を、
更に含む、実施形態７に記載の方法。
【0077】
実施形態１０ 前記ｂ）工程の前記ウェブ欠陥が、湾曲した、または、曲がった前記ウェブ壁部である、実施形態１に記載の方法。
【0078】
実施形態１１ 押出成形されたセル状セラミック物品のウェブ中の欠陥の位置を見つける方法において、
前記ウェブは、幅および長さを各々が有する壁部によって画定されて、次に、前記壁部は、セルのアレイを画定し、
前記方法は、
ａ）撮像されたデジタル画像を、動的閾値処理を用いて処理して、処理済画像を形成する工程と、
ｂ）適合セルを画定する少なくとも１つの特徴を決定する工程と、
ｃ）前記適合セルを画定する少なくとも１つの前記特徴に基づいて、前記処理済画像の中の非適合セル領域を特定する工程と、
ｄ）前記非適合セル領域の中の前記壁部を調べて、該非適合セル領域の中の該壁部の１つの中で、前記欠陥の位置を見つける工程と、
を含む方法。
【0079】
実施形態１２ 前記適合セルを画定する少なくとも１つの前記特徴が、平均セル面積およびセルピッチを含むものである、実施形態１１に記載の方法。
【0080】
実施形態１３ 前記非適合セルは、前記非適合セルの面積を前記平均セル面積の約２倍にする非連結箇所により、前記平均セル面積を超える面積を有するものである、実施形態１２に記載の方法。
【0081】
実施形態１４ 前記デジタル画像を撮像する工程を、
更に含む、実施形態１１に記載の方法。
【0082】
実施形態１５ 前記デジタル画像を撮像する工程は、前記セラミック物品の端部を、ラインスキャナで走査する処理を含むものである、実施形態１４に記載の方法。
【0083】
実施形態１６ 前記デジタル画像を撮像する工程は、
前記セラミック物品の端部を、平面スキャナ上に支持する処理と、前記平面スキャナで、該デジタル画像を撮像する処理を含むものである、実施形態１４に記載の方法。
【0084】
実施形態１７ 前記欠陥は、湾曲したウェブ壁部、または、曲がったウェブ壁部である、実施形態１１に記載の方法。
【0085】
実施形態１８ 前記欠陥は、非連結箇所である、実施形態１１に記載の方法。
【0086】
実施形態１９ 前記ウェブ中の前記欠陥の位置を決定する工程を、
含む、実施形態１１に記載の方法。
【0087】
実施形態２０ 前記ウェブ中の前記欠陥の大きさを決定する工程を、
含む、実施形態１１に記載の方法。
【符号の説明】
【0088】
１０ セル状物品１２ 前端部
１４ 後端部
１６ 外面
１８ ウェブ
２０ セル
２０Ｒ セル領域
３０ 壁部
３０Ａ、３０Ｂ 壁部分域
３０Ｅ 壁縁部
３１Ｂ 湾曲壁部
３１Ｃ 表面欠け欠陥
３１Ｍ 欠損した壁部
３１Ｎ 非連結欠陥
３４ ウェブ交差部
４０ 外皮部
１００ 画像撮像システム
１２０ 画像撮像装置
１２２ リニアイメージセンサ
１２４ 画素
１３０ 搬送部
１４０ コンピュータ
１４２ 表示部
１５０Ｐ 処理済画像
１５０Ｒ 生の撮像画像