輪胎形狀檢查方法以及輪胎形狀檢查裝置制造方法
【專利摘要】即使在以重疊于凹凸標記上的方式存在凹凸缺陷的情況下，扣除凹凸標記的高度部分的量而計算/取得僅僅凹凸缺陷的高度。在使用具有形成有凹凸標記的側壁面的樣品輪胎的圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查的輪胎形狀檢查方法中，執(zhí)行以下工序。首先，作為教導作業(yè)工序，在樣品輪胎的樣品原始圖像中，檢測凹凸標記的邊界線，生成示出邊界線的掩模圖像，從樣品原始圖像去除與掩模圖像所示出的邊界線對應的區(qū)域，生成由一個或者多個偏移值表示殘留的區(qū)域的高度的高度偏移圖像。接著，作為檢查作業(yè)工序，從檢查輪胎的檢查圖像扣除高度偏移圖像，并且除去掩模圖像表示的邊界區(qū)域，基于所得到的凹凸除去圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查。
【專利說明】輪胎形狀檢查方法以及輪胎形狀檢查裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是涉及輪胎的檢查技術、特別是涉及使用圖像處理方法對形成有具有凹凸的標記的側壁面的形狀缺陷進行檢查的輪胎形狀檢查方法及其裝置的發(fā)明。
【背景技術】
[0002]輪胎具有橡膠、化學纖維、鋼絲等各種材料所層疊的構造。當該層疊構造存在不均勻的部分時，在填充空氣時在耐壓性相對地弱的部分中產(chǎn)生被稱為鼓出部(Bulge)的隆起部(凸部)、被稱為下凹部(Dent)或者下陷部的凹陷部(凹部)。產(chǎn)生像這樣的鼓出部、下凹部等形狀缺陷的輪胎由于安全上的問題或者由于外觀不良的問題，需要進行檢查而從出貨對象中排除。
[0003]因此，在輪胎制造的最終工序(輪胎加硫后的檢查工序)，進行在輪胎表面、特別是側壁面的凹凸形狀不良的檢查。此外，在輪胎的側壁面形成有表示產(chǎn)品的樣式、尺寸、制造商的標識等的表示標記(作為正常凹凸的標記)。因此，在側壁面的形狀缺陷檢查處理中，需要使得不將該表示標記誤感測為形狀缺陷。
[0004]像這樣的凹凸形狀不良的檢查雖然以往通過人工的目視檢查和手感觸(觸手)檢查來進行，但是近年來，進行了朝著利用激光距離傳感器、三維形狀測量裝置或者照相機的圖像檢查等自動化技術、不受作為正常凹凸的標記影響的檢查技術的努力。
[0005]例如，在專利文獻I中公開了對照射到相對旋轉的輪胎表面的線光的像進行攝像，通過基于該攝像圖像執(zhí)行利用光切斷法的形狀檢測，從而檢測所述輪胎的表面形狀的輪胎形狀檢測裝置，該輪胎形狀檢測裝置具備:線光照射部件，以在所述輪胎的表面形成一個光切斷線的方式，從與該光切斷線的檢測高度方向不同的方向連串照射多個線光；以及攝像部件，在照射到所述輪胎的表面的所述多個線光各自的主光線相對于所述輪胎的表面正反射的方向上進行攝像。
[0006]該輪胎形狀檢測裝置特別是成為通過在輪胎表面連串照射多個線光、對所照射的多個線光的像進行攝像，從而檢測輪胎表面形狀。
[0007]另外，在專利文獻2中公開了輪胎凹凸圖形的檢查方法，所述輪胎凹凸圖形的檢查方法是對輪胎表面的、由凹凸形成的一個以上的圖形的三維形狀進行檢查的方法，具有:對于包括這些圖形的、規(guī)定的輪胎表面區(qū)域內(nèi)的各面積要素測定凹凸的高度而取得凹凸分布數(shù)據(jù)的步驟；對于各個圖形，根據(jù)被預先準備為圖形的雛形的圖形模型的三維形狀數(shù)據(jù)以及取得的所述凹凸分布數(shù)據(jù)，對所述輪胎表面區(qū)域中與圖形模型對應的輪胎表面部分進行指定的步驟；以及對于各個圖形，求出所指定的輪胎表面部分的凹凸分布數(shù)據(jù)與圖形模型的三維數(shù)據(jù)的一致度，基于該一致度判定所述圖形的三維形狀是否合格的步驟。
[0008]該輪胎凹凸圖形的檢查方法特別是公開了通過計算將片狀光照射到輪胎表面而得到的三維凹凸分布數(shù)據(jù)與從CAD數(shù)據(jù)作成的圖形模型的三維形狀數(shù)據(jù)的一致度，從而檢查有無缺陷的技術。該技術是用于執(zhí)行正常的凹凸圖形(文字等)本身的好壞判定、把被預先準備為正常的凹凸圖形的雛形的圖形模型作為教導數(shù)據(jù)使用的技術。雛形由輪胎CAD數(shù)據(jù)、模具CAD數(shù)據(jù)生成。
[0009]現(xiàn)有技術文件 專利文獻
專利文獻1:日本特開2008-221896號公報 專利文獻2:日本特開2005-331274號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
在專利文獻I的輪胎形狀檢測裝置中，由于能夠通過光切斷法來檢測輪胎的表面形狀，因此能夠檢測輪胎表面的凹凸形狀。然而，無法獲知檢測出的輪胎表面的凹凸形狀為形成于輪胎表面的正常的圖形還是缺陷。另外，在正常的圖形位置存在缺陷的情況下，檢測這樣的缺陷變得更加困難。
[0011]因此，如果如專利文獻2所公開那樣，使用輪胎CAD數(shù)據(jù)、模具CAD數(shù)據(jù)設為教導數(shù)據(jù)(參照數(shù)據(jù))，則能夠得到不受輪胎的變形、缺陷影響的數(shù)值，也許能夠避免專利文獻I的技術的困難性。然而，由于輪胎是橡膠產(chǎn)品并且在本發(fā)明設為對象的輪胎形狀檢查中檢查進入有空氣的輪胎，因此來自CAD數(shù)據(jù)的輪胎的變形量大。因此，實際使用中僅使對應的坐標相符，計算和運算量就變得龐大，在實際應用中難以應用。
[0012]進一步地，與作為專利文獻2公開的技術的CAD數(shù)據(jù)的使用對比，將實際測定的輪胎的高度數(shù)據(jù)作為教導數(shù)據(jù)使用能夠容易地進行類推。根據(jù)該方法，能夠簡單地取得實際的高度數(shù)據(jù)。
[0013]但是在該情況下，要求在所使用的輪胎高度圖像中僅存在正常的凹凸圖形且檢測對象的凹凸缺陷(Bulge/Dent)、作為輪胎圓周方向上的大的起伏變形分量的Runout(^iR)分量的高度變化完全不存在的高度圖像數(shù)據(jù)。在把存在檢測對象的凹凸缺陷、偏轉分量的高度圖像數(shù)據(jù)作為教導數(shù)據(jù)使用的情況下，文字等正常凹凸標記雖然在線上(on line)檢查時通過差分處理而被平面化(除去)，但是由于結果是存在于教導數(shù)據(jù)的凹凸缺陷、偏轉分量被轉印到檢查對象的高度圖像，因此無法將這樣的高度圖像數(shù)據(jù)使用于檢查。另外，把不存在偏轉分量的真正平坦的輪胎特別地制作為教導數(shù)據(jù)登記所用的情況并不現(xiàn)實。
[0014]因此，本發(fā)明鑒于上述問題，目的在于提供在不受作為存在于輪胎的側壁面上的正常凹凸的標記(文字、標識、圖樣等)影響的情況下設定成能夠確實地檢查側壁面的凹凸缺陷的輪胎形狀檢查方法以及輪胎形狀檢查裝置。
[0015]解決課題的手段
為了達到上述目的，在本發(fā)明中采取以下技術方法。
[0016]本發(fā)明所牽涉的輪胎形狀檢查方法是使用具有形成有凹凸標記的側壁面的樣品輪胎的所述側壁面的圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查的輪胎形狀檢查方法，其特征在于，作為教導作業(yè)工序具備:掩模圖像生成工序，在作為所述樣品輪胎的側壁面的二維圖像的樣品原始圖像中，檢測作為所述凹凸標記的輪廓的邊界線，生成示出所述邊界線的位置的掩模圖像；以及高度偏移圖像生成工序，在所述樣品原始圖像中，去除與在所述掩模圖像示出的所述邊界線的位置對應的區(qū)域，生成通過使用一個或者多個偏移值表示殘留的區(qū)域的高度而得到的高度偏移圖像，作為所述檢查作業(yè)工序具備:差分處理工序，從作為所述檢查輪胎的側壁面的二維圖像的檢查圖像扣除所述高度偏移圖像，并且除去所述掩模圖像表示的邊界區(qū)域；以及形狀缺陷檢查工序，基于作為所述差分處理工序的結果而得到的凹凸除去圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查，在所述高度偏移圖像生成工序中，在樣品原始圖像中，制成對作為未形成有凹凸標記的側壁面的基底面進行近似的偏移外形，基于所制成的偏移外形從樣品原始圖像提取凹凸標記，將所提取的凹凸標記的高度設為所述偏移值。
[0017]在此，所述高度偏移圖像生成工序還可以:
(I)提取所述樣品原始圖像的沿著輪胎圓周方向的線數(shù)據(jù)；
(II)基于所述線數(shù)據(jù)提取所述樣品輪胎的基底線；
(III)從所述線數(shù)據(jù)減去所述基底線數(shù)據(jù)，由此制成凹凸標記的凹凸線數(shù)據(jù)；
(IV)將制成的凹凸線數(shù)據(jù)的高度設為凹凸標記的偏移值。
[0018]進一步地，在上述工序(IV)中還可以:
(IV-1)設定在凹凸標記部的高度方向上具有規(guī)定寬度的評價窗口 ；
(IV-2) 一邊使所述評價窗口在凹凸線數(shù)據(jù)的高度方向上移位，一邊求出所述評價窗口所包含的凹凸線數(shù)據(jù)的平均值；
(IV-3)在將求出的平均值替換為凹凸線數(shù)據(jù)的凹凸標記的高度之后，用作為所述偏移值。
[0019]進一步地，所述掩模圖像生成工序還可以通過應用微分濾波器來得到對所述凹凸標記的邊界線部分進行強調(diào)的微分圖像，通過對所述得到的微分圖像應用規(guī)定的閾值來將所述微分圖像二值化而生成所述掩模圖像。
[0020]除此以外，還可以在應用所述微分濾波器之前，插值除去所述樣品原始圖像內(nèi)的未檢測點，基于所述側壁面的外形形狀，從除去了所述未檢測點的圖像除去側壁面的彎曲分量，將除去了所述未檢測點的圖像平面化。
[0021]另外，所述高度偏移圖像生成工序還可以使用所述樣品原始圖像、所述掩模圖像以及對所述凹凸標記設定的所述多個偏移值來進行:
(I)從所述掩模圖像提取與所述樣品原始圖像的沿著輪胎圓周方向的一個線數(shù)據(jù)對應的線數(shù)據(jù)；
(II)在所述樣品原始圖像的I線數(shù)據(jù)上，把由從掩模圖像提取的所述線數(shù)據(jù)示出的邊界線所劃分的各區(qū)域分別設為一個標簽區(qū)域；
(III)把所述標簽區(qū)域中在圓周方向上最長的標簽區(qū)域設為高度偏移值的計算開始區(qū)域，或者把被由所述掩模圖像示出的邊界線所包圍的區(qū)域中面積最大的區(qū)域設為高度偏移值的計算開始區(qū)域；
(IV)從所述計算開始區(qū)域起依次求出與鄰接的標簽區(qū)域的高度差；
(V)把所述多個偏移值中最接近所求出的高度差的偏移值作為鄰接的標簽區(qū)域的高度偏移值來針對所有的標簽區(qū)域進行設定，
對于所述樣品原始圖像的全部線數(shù)據(jù)重復所述(I)至(V)的步驟，由此生成高度偏移圖像。
[0022]在此，所述高度偏移圖像生成工序還可以使所述掩模圖像重合到所述高度偏移圖像，按照每個由所述掩模圖像示出的邊界線所包圍的區(qū)域，將區(qū)域內(nèi)最多數(shù)目地存在的高度偏移值設定為該區(qū)域整體的高度偏移值。
[0023]另外，還可以具有對于由在所述差分處理工序得到的圖像內(nèi)的在該差分處理工序中使用的掩模圖像來進行掩模的掩模范圍，利用下述(I廣(III)中任一個處理對高度坐標值進行插值的插值工序。
[0024](I)選取在夾著所述掩模范圍的兩個位置的高度坐標值，將從一個高度坐標值朝向另一個高度坐標值線性地變化所得到的高度坐標值分配給所述掩模范圍，由此進行插值；
(II)選取在夾著所述掩模范圍的兩個位置的高度坐標值，將通過求出一個高度坐標值和另一個高度坐標值的平均值而得到的平均高度坐標值分配給所述掩模范圍，由此進行插值；
(III)設置至少一部分重疊于所述掩模范圍且比所述掩模范圍短的窗口，一邊使所述窗口從所述掩模范圍的一端向一端移動，一邊在所述檢查圖像中選擇與所述窗口對應的位置的最大高度坐標值或者最小高度坐標值，將所選擇的高度坐標值分配給所述掩模范圍，由此進行插值。
[0025]本發(fā)明所牽涉的輪胎形狀檢查裝置是使用具有形成有凹凸標記的側壁面的樣品輪胎的所述側壁面的圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查的輪胎形狀檢查裝置，其特征在于，具備:攝像部件，對所述側壁面的二維圖像進行攝像；掩模圖像生成部件，在作為所述樣品輪胎的側壁面的二維圖像的樣品原始圖像中，檢測作為所述凹凸標記的輪廓的邊界線，生成示出所述邊界線的位置的掩模圖像；以及高度偏移圖像生成部件，在所述樣品原始圖像中，去除與在所述掩模圖像示出的所述邊界線的位置對應的區(qū)域，生成使用一個或者多個偏移值表示殘留的區(qū)域的高度而得到的高度偏移圖像，具備:差分處理部件，從作為所述檢查輪胎的側壁面的二維圖像的檢查圖像扣除所述高度偏移圖像，并且除去所述掩模圖像表示的邊界區(qū)域；以及形狀缺陷檢查部件，基于作為差分處理工序的結果而得到的凹凸除去圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查，多個偏移值是通過在樣品原始圖像中制成對作為未形成有凹凸標記的側壁面的基底面進行近似的偏移外形、且基于所制成的偏移外形從樣品原始圖像提取凹凸標記而得到的凹凸標記的高度。
[0026]在此，所述攝像部件還可以具備:線光照射部件，將一個光切斷線照射到所述側壁面；攝像照相機，對照射到所述側壁面的所述線光的像進行攝像；以及攝像存儲器，通過逐次儲存由所述攝像照相機攝像的I線圖像，來構成所述側壁面的二維圖像。
[0027]發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明所牽涉的輪胎形狀檢查方法以及輪胎形狀檢查裝置，能夠在不受作為存在于輪胎的側壁面上的正常凹凸的標記(文字、標識、圖樣等)影響的情況下確實地檢查側壁面的凹凸缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1(a)是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輪胎形狀檢查裝置的結構的概要圖，(b)是表示輪胎形狀檢查裝置所具備的傳感器單元中的線光照射部件和照相機的三維配置的示意圖。
[0029]圖2是表示輪胎的側壁面的示意圖。[0030]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輪胎形狀檢查方法的處理內(nèi)容的流程圖。
[0031]圖4(a)是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輪胎形狀檢查方法中的掩模圖像生成處理的流程圖，(b)是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輪胎形狀檢查方法中的偏移圖像生成處理的流程圖。
[0032]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輪胎形狀檢查方法中的圖像處理的過程的示意圖。
[0033]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輪胎形狀檢查方法中高度像素外形與標簽區(qū)域的關系的圖。
[0034]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輪胎形狀檢查方法中求出基底線的方法的概要圖。
[0035]圖8是示出利用基底線得到的凹凸標記的高度圖像數(shù)據(jù)的圖。
[0036]圖9是示出根據(jù)由無分段偏移值表現(xiàn)的高度圖像數(shù)據(jù)來求出高度偏移值(有分段偏移值)的方法的概要圖。
[0037]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的輪胎形狀檢查方法中對于與掩模范圍對應的位置的高度像素值的插值方法的圖。
【具體實施方式】
[0038]以下基于圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0039]本發(fā)明的實施方式所牽涉的輪胎形狀檢查裝置I利用照相機對照射到旋轉的輪胎T的表面的線光的像進行攝像，通過基于該攝像圖像執(zhí)行利用光切斷法的形狀檢測，從而測定輪胎T各部分的高度。接著，輪胎形狀檢查裝置I將測定的輪胎T各部分的高度替換為分別對應的亮度值，得到輪胎T表面的二維圖像(檢查圖像)。
[0040]進一步地，輪胎形狀檢查裝置I是基于上述“檢查圖像”、以及使用對樣品輪胎(無缺陷的輪胎)進行攝像所得到的“樣品原始圖像”而預先制成的“掩模圖像”和“高度偏移圖像”，來除去形成于側壁面(基底面)上的表示標記，之后對存在于輪胎表面的缺陷進行檢查的裝置。此外，后面描述“樣品原始圖像”、“掩模圖像”、“高度偏移圖像”的細節(jié)。
[0041]雖說在輪胎T的形狀檢查的情況下，輪胎T的胎面和側壁面可成為測定對象，但是在本實施方式中，將側壁面設為測定對象。
[0042]如圖2所示，輪胎T中的側壁面是指與路面相接的胎面和被輪輞夾持的胎圈部之間的部分。在圖2中，由空白示出的部分是形成于側壁面(基底面)上的表示標記(文字、標識、圖樣等正常圖形)，能夠考慮為“正常凹凸標記”。該正常凹凸標記由相對于在側壁面上未形成有正常凹凸標記的基面(基底面)具有規(guī)定的高度的凹凸構成。
[0043]首先，在參照圖1的同時說明本發(fā)明的實施方式所牽涉的輪胎形狀檢查裝置I的整體結構。
[0044]如圖1(a)所示，輪胎形狀檢查裝置I具備輪胎旋轉機2、傳感器單元(攝像部件)3 (3a、3b)、編碼器4以及圖像處理裝置5等。
[0045]輪胎旋轉機2是具備使作為形狀檢查對象的輪胎T以其旋轉軸為中心旋轉的馬達等的旋轉裝置。輪胎旋轉機2例如以60rpm的旋轉速度使輪胎T旋轉。在該旋轉中，利用后面描述的傳感器單元3對側壁面的全周范圍的表面形狀進行檢測。[0046]在本實施方式中，具備用于輪胎T的兩個側壁面各自的形狀測定的兩個傳感器單元3(3a、3b)。傳感器單元3a、3b分別是裝有將線光(光切斷線)照射到旋轉的輪胎T表面的線光照射部件以及對在輪胎T表面反射的線光的像進行攝像的攝像照相機6等的單元。
[0047]圖1 (b)是示意性地表示傳感器單元3所具備的設備的配置的圖。
[0048]在圖1(b)中，Y軸表示輪胎T圓周在輪胎T的形狀檢測位置的半徑方向，Z軸表示輪胎T的形狀檢測位置的從側壁表面起的檢測高度方向(要檢測的表面高度的方向)，x軸表示與Y軸和Z軸正交的方向。即，在用于輪胎T的側壁面的形狀檢測的傳感器單元3中，Z軸為與輪胎T的旋轉軸平行的坐標軸，Y軸為表示相對于輪胎T的旋轉軸的法線方向的坐標軸。此外，輪胎T與坐標軸的對應關系可根據(jù)照相機的支承方式而改變。
[0049]線光照射部件具備多個(在圖1(b)中為三個)線光源7a、7b以及7c，并且是利用這些多個線光源7a、7b以及7c，以在輪胎T表面的一根線Ls上形成一條光切斷線的方式，從與該一根線Ls (光切斷線)的檢測高度方向(Z軸方向)不同的方向連串照射多個線光的裝置。
[0050]另外，攝像照相機6具備照相機透鏡8和攝像元件9，并且是對連串照射到輪胎T的側壁面的多個線光的像Vl ( 一根線Ls上的光切斷線的像)進行攝像的照相機。
[0051]另一方面，上述輪胎旋轉機2設置有編碼器4。該編碼器4是對輪胎旋轉機2的旋轉軸的旋轉角度、即輪胎T的旋轉角度進行檢測、將檢測出的旋轉角度作為檢測信號輸出的傳感器。該檢測信號用于傳感器單元3a、3b所具備的攝像照相機6的攝像定時的控制。
[0052]例如，每當以60rpm的速度旋轉的輪胎T旋轉規(guī)定的角度，接收從編碼器4輸出的檢測信號，以與檢測信號的接收定時一致地關斷快門的方式對傳感器單元3a、3b的攝像照相機6進行控制。由此，以與檢測信號的接收定時一致的規(guī)定的攝像速率進行攝像。
[0053]來自傳感器單元3a、3b的信號(I線圖像)被輸入到圖像處理裝置5。
[0054]圖像處理裝置5通過對所輸入的I線圖像應用三角測量法的原理，從而得到光切斷線所照射的部分(側壁面上的I線部分)的高度分布信息。接著，圖像處理裝置5將所測定的輪胎T表面各部分的高度替換為分別對應的亮度值，并且存儲到內(nèi)置的幀存儲器(攝像存儲器)，得到輪胎T表面的二維圖像(檢查圖像)。
[0055]該二維圖像(檢查圖像)是在該側壁面的圓周方向360°的范圍經(jīng)過各個位置的表面高度測定值(亮度值)排列在由表示該輪胎T的半徑方向的Y軸和表示輪胎T的圓周方向的X軸(幀)構成的二維坐標系內(nèi)的信息。
[0056]此外，作為高度分布信息，圖7(b)例示的信息相當于這樣的信息，作為檢查圖像、樣品原始圖像，圖7(a)例示的圖像對應于這樣的圖像。此外，高度分布信息中的縱軸的值(高度像素值)與檢查圖像的亮度值是一對一地對應的值，在之后的說明中設為同樣意義地進行使用。
[0057]進一步地，本實施方式的圖像處理裝置5基于得到的檢查圖像和相當于該檢查圖像中的I線的高度分布信息，僅從檢查圖像除去正常凹凸標記，對除去后的圖像應用現(xiàn)有的圖像處理方法，由此對作為輪胎側壁面且存在于非正常凹凸標記部分的凹凸缺陷進行檢查。
[0058]此外，圖像處理裝置5例如由利用個人計算機等構成的硬件來實現(xiàn)。
[0059]接下來，說明由本實施方式的輪胎形狀檢查裝置I的圖像處理裝置5實施的處理。[0060]圖3是示出由圖像處理裝置5實施的處理內(nèi)容的流程圖。
[0061]如從該圖明確的那樣，圖像處理裝置5實施的處理具有對存在于輪胎的側壁面的凹凸缺陷進行線上檢查的“檢查作業(yè)工序”。進一步地，作為在檢查作業(yè)工序之前的前工序具有“教導作業(yè)工序”。
[0062]檢查作業(yè)工序具備:“差分處理工序(S6) ”，從作為檢查輪胎的側壁面的二維圖像的檢查圖像扣除高度偏移圖像，并且除去掩模圖像所表示的邊界區(qū)域；以及“形狀缺陷檢查工序(S7)”，基于作為差分處理工序(S6)的結果而得到的正常凹凸標記除去圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查。各個工序S6、S7利用設置于圖像處理裝置5內(nèi)的差分處理部件、形狀缺陷檢查部件來進行。
[0063]如圖3所示，教導作業(yè)工序具備:“掩模圖像生成工序(S2) ”，在作為樣品輪胎的側壁面的二維圖像的樣品原始圖像中，對作為正常凹凸標記的輪廓的邊界線進行檢測，生成示出邊界線的位置的掩模圖像；以及“高度偏移圖像生成工序(S3)”，在樣品原始圖像中，去除與在掩模圖像示出的邊界線的位置對應的區(qū)域，生成使用偏移值對殘留的區(qū)域的高度進行分類而得到的高度偏移圖像。各個工序S2、S3利用設置于圖像處理裝置5內(nèi)的掩模圖像生成部件、高度偏移圖像生成部件來進行。
[0064]此外，通常，由于成為檢查對象的輪胎的種類有多種，因此針對每個輪胎種類(TireID)作為線上檢查前的登記作業(yè)而進行設置作業(yè)。該設置作業(yè)是把與按照每個TireID而不同的輪胎直徑尺寸、接地面(胎面)的寬度等輪胎形狀等有關的設計信息在檢查之前進行登記的作業(yè)，該設置作業(yè)是必須的。在根據(jù)本實施方式的輪胎形狀檢查中，設為還在檢查作業(yè)工序之前進行上述設置作業(yè)。
[0065]另外地，在本發(fā)明的輪胎形狀檢查方法中，檢查作業(yè)工序的“差分處理工序(S6) ”、教導作業(yè)工序的“掩模圖像生成工序(S2)”以及“高度偏移圖像生成工序(S3)”具有顯著的特征。因此，重點說明這些工序，并且設為敘述本輪胎形狀檢查方法的細節(jié)。
[0066]首先，參照圖4說明教導作業(yè)工序的細節(jié)。
[0067]最初，取得作為無缺陷的理想的輪胎的樣品輪胎的側壁面的高度圖像(原數(shù)據(jù))。
[0068]在此得到的高度圖像(原數(shù)據(jù))中存在“未檢測點”。未檢測點是指由于正常凹凸標記的落差影響片狀光不返回到照相機而受光強度成為規(guī)定值以下因此不能取得高度坐標的點，輸出高度坐標O (黑點)。因此，使用在未檢測點附近高度坐標已被檢測出且夾著未檢測點在輪胎圓周方向上并置的兩個像素的高度坐標來計算直線插值值，將計算出的直線插值值嵌入成未檢測點的坐標。
[0069]決定未檢測點的坐標的方法除此以外，能夠通過照原樣復制未檢測點附近的高度(O次近似)或者利用包圍未檢測點的四個點(圓周方向的兩個點與徑向方向的兩個點)形成平面而進行平面插值等，來決定未檢測點的坐標。此外，在使得未檢測點的高度坐標保持不定那樣的情況下，由于在下一平滑微分處理中出現(xiàn)非預期的大的微分值，還存在對最終的正常凹凸標記的位置(邊界線)檢測帶來不良影響的可能性，因此需要注意。
[0070]再者說，由于一般在輪胎半徑方向上存在低次的彎曲分量，因此在上述直線插值之后的高度圖像包含輪胎半徑方向和輪胎圓周方向的低次的彎曲分量。當殘留著該彎曲分量進行下一平滑微分處理工序時，起因于彎曲分量微分值變高。起因于該彎曲分量的微分值由于難以與本來要檢測的正常凹凸標記的邊界線的微分值區(qū)分，因此從直線插值之后的高度圖像除去該彎曲分量的平面化處理是重要的。
[0071]被預測為想要反映輪胎設計CAD數(shù)據(jù)、模具CAD數(shù)據(jù)的該低次的彎曲分量能夠使用來自這些CAD數(shù)據(jù)的形狀模型來校正。但是一般而言與CAD數(shù)據(jù)的協(xié)作在系統(tǒng)上也是困難的，在本實施方式中，從取得的高度圖像本身取得理想的彎曲分量。
[0072]首先，求出彎曲分量方向的平均的截面外形形狀，例如，根據(jù)截面外形形狀的利用二次曲線的最小平方擬合將彎曲分量數(shù)學式模型化，將數(shù)學式模型化的彎曲分量從上述直線插值之后的高度圖像除去。
[0073]由此，直線插值之后的聞度圖像以遍歷周圍整體而殘留著周圍圖形等聞度坐標變化的圖形凹凸的方式被高精度地平面化，得到圖5(a)示出的樣品原始圖像(S21)。
[0074]接下來，說明圖3中的掩模圖像生成工序(S2)。
[0075]該掩模圖像生成工序(S2)在圖4(a)中被示出為掩模圖像生成的流程圖。
[0076]對于在上述處理(S21)得到的被平面化的高度圖像(以下稱為樣品原始圖像)，例如得到施加使用索貝爾濾波器、拉普拉斯濾波器的微分濾波器(二維平滑微分濾波器)處理的微分值圖像(S22)。
[0077]對于像這樣得到的微分值的圖像，按照每一線求出平均值(Ave)和方差(I σ )。使用求出的平均值(Ave)和方差(I O)，決定能夠把正常凹凸標記的邊界線從背景噪聲的微分值分離的二值化閾值，基于該二值化閾值對微分值的圖像二值化。由此，可得到示出正常凹凸標記的邊界線的二值化圖像(S23)。 [0078]此外，優(yōu)選地利用孤立點除去濾波器來除去得到的二值化圖像內(nèi)的孤立的像素點，進一步地利用膨脹濾波器對除去孤立的像素點而得到的圖像內(nèi)的正常凹凸標記的邊界線部分進行膨脹處理。
[0079]經(jīng)以上處理得到的圖像為邊界線部分的二值像素點的值為1、邊界線以外的部分的二值像素點的值為O的掩模圖像，是圖5(c)所示那樣的圖像。該掩模圖像被保存在圖像處理裝置5內(nèi)的存儲器(S24)。
[0080]接著，使用圖4、圖6~圖9說明圖3的高度偏移圖像生成工序(S3)。該高度偏移圖像生成工序(S3)在圖4(b)中被示出為偏移圖像生成的流程圖。在本工序中與掩模圖像生成工序(S2)同樣地使用經(jīng)直線插值和平面化處理的樣品原始圖像(S31)。
[0081]在圖7(a)示出為示意圖的平面化之后的樣品原始圖像中，用實線表示的部分為掃描線的一部分，指正常凹凸標記部分。圖7(b)的圖表例如示出在圖7(a)中示意性地示出的一個掃描線部分的高度像素外形(截面形狀)?？擅靼自谠撏庑握w地存在作為側壁面的起伏的低頻的高度像素變化(低頻分量)之后，在正常凹凸標記的部分高度像素值急劇變化。此外，低頻的高度像素變化例如是20次~70次左右(離散傅立葉變換之后的20次~70次左右)的低頻所示出的變化。
[0082]在圖7(b)的圖表示出的高度像素外形中，用箭頭示出與樣品原始圖像的實線對應的部分。雖然在此示出的各個正常凹凸標記(凹凸標記面)分別為大致相同高度，但是由于附著在之前說明的低頻的高度像素變化(Runout (偏轉)分量)之上，因此隨著低頻的高度像素變化而成為分別不同的高度。
[0083]在此，在圖7(b)示出為線數(shù)據(jù)的高度像素外形是表示與側壁面上的位置坐標(Distance,距離)對應的亮度值(Gray value,灰度值)的點數(shù)據(jù)的集合,是用線段將各個點數(shù)據(jù)相連而圖表化的圖。因此，線段的兩個端點為表示實際的亮度值的點數(shù)據(jù)，去除這兩個端點的線段并非表示實際的亮度值數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
[0084]首先，將這樣的構成高度像素外形的各個點數(shù)據(jù)分為表示樣品輪胎的側壁面的基底面的點數(shù)據(jù)與表示凹凸標記面等基底面以外的點數(shù)據(jù)，制成偏移外形。因此，在圖7(b)的高度像素外形中，例如檢測與從位置坐標O起至依次鄰接的點數(shù)據(jù)的亮度值的差分量(變化量)，得到圖7(c)的圖表所示那樣的變化量的絕對值的變化。
[0085]也就是說，在圖7(c)的圖表中，在圖7(b)中的亮度值在正方向和負方向上較大地變化的位置成為較大的值。因此，根據(jù)圖7(c)的圖表可明白取得該較大值的位置是成為基底面與基底面以外的面的邊界的位置。
[0086]在這樣的圖7(c)中，對用縱軸示出的亮度值的變化量設定判定閾值Pth。具體地說，使對于亮度值的變化量的值設定的某一判定閾值從O起依次以相當于高度+0.1mm的亮度值的步進來逐漸增加。除此以外，針對所設定的各個判定閾值，將該判定閾值作為邊界，在高度像素外形中辨別基底面的點數(shù)據(jù)群與基底面以外的點數(shù)據(jù)群之后，累加各個點數(shù)據(jù)的從判定閾值的差異(距離)，將該累加的距離成為最小(或者平方誤差為最小)時的判定閾值設定為最終的判定閾值Pth。
[0087]在圖7(c)中將判定閾值Pth與各點數(shù)據(jù)進行比較，把點數(shù)據(jù)所示出的變化量比判定閾值Pth更大的位置判定為是成為點“基底面與基底面以外的面的邊界”的位置。也就是說，當參照圖7(c)時，由于點數(shù)據(jù)所示的變化量在位置PU P2、P3、P4、P5變?yōu)楸扰卸ㄩ撝礟th更大，因此判定為在圖7(b)中相當于位置P1、P2、P3、P4、P5的位置是成為基底面與基底面以外的面的邊界的位置。根據(jù)這樣的判定，將構成圖7(b)示出的高度像素外形的各個點數(shù)據(jù)分為表示基底面的點數(shù)據(jù)與表示凹凸標記面等基底面以外的點數(shù)據(jù)。
[0088]例如在圖7(b)中，對從亮度值小且對應于基底面的位置坐標(Distance，距離)O的點數(shù)據(jù)起直到與圖7(c)中亮度值的變化量首次超過判定閾值Pth的位置Pl對應的位置緊前為止的點數(shù)據(jù)添加示出作為基底面數(shù)據(jù)這一情況的標志。
[0089]接下來，在圖7(b)中，對從圖7 (C)的位置PI起直到與第二次超過判定閾值Pth的位置P2對應的位置緊前為止的點數(shù)據(jù)添加示出作為基底面以外的面這一情況的標志。這樣，以超過判定閾值Pth的位置為邊界來交替地變更示出基底面的標志與示出基底面以外的面的標志，從位置坐標(Distance，距離)0的點數(shù)據(jù)起依次添加圖7(b)的點數(shù)據(jù)。
[0090]通過這樣的處理，將構成圖7(b)示出的高度像素外形的各個點數(shù)據(jù)分為表示基底面的點數(shù)據(jù)以及與基底面以外的面(例如文字面)對應的點數(shù)據(jù)。
[0091]此后，從圖7(b)的高度像素外形僅提取表示基底面的點數(shù)據(jù)，得到表現(xiàn)基底面的高度像素數(shù)據(jù)。由于此時得到的高度像素數(shù)據(jù)是缺少表示基底面以外的點數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，因此缺少的部分進行直線插值而制成表現(xiàn)基底面整體的高度像素數(shù)據(jù)。
[0092]另外，還能夠采用除了直線插值以外的制成表現(xiàn)基底面整體的高度像素數(shù)據(jù)的方法。例如在圖7(b)中，將表示基底面以外的點數(shù)據(jù)的亮度值減去判定閾值Pth部分的量，并且使減去之后的高度像素數(shù)據(jù)與表現(xiàn)基底面的高度像素數(shù)據(jù)一致。也就是說，使基底面以外的高度降低判定閾值Pth部分的量，接近基底面的高度像素數(shù)據(jù)。通過像這樣使基底面以外的高度下降規(guī)定值的量，從而還能夠制成表現(xiàn)圖7(d)示出的基底面整體的高度像素數(shù)據(jù)。[0093]雖然像這樣得到的圖7(d)的高度像素數(shù)據(jù)看上去是連續(xù)的數(shù)據(jù)，但是由于是將不連續(xù)的點數(shù)據(jù)相連的數(shù)據(jù)，因此優(yōu)選用作為以與側壁的實際基底面相同的方式連續(xù)的曲線的數(shù)據(jù)來表現(xiàn)的情況。
[0094]圖7(e)是例如利用低通濾波器使圖7(d)的圖表平滑的圖表。作為低通濾波器，采用在對高度像素數(shù)據(jù)進行FFT(高速傅立葉變換)之后使高頻分量截止的處理。認為圖7(e)的圖表大致正確地將側壁的基底面的低頻的高度像素變化(Runout分量，偏轉分量)表現(xiàn)為基底線。
[0095]接著，在參照圖8的同時說明用于將圖7 (e)所示那樣得到的基底線應用于圖7 (b)的線數(shù)據(jù)來求出各個正常凹凸標記(凹凸標記面)的高度的方法。
[0096]在圖8中示出通過從圖7(b)示出的線數(shù)據(jù)扣除圖7(e)示出的基底面的偏轉分量來校正線數(shù)據(jù)的步驟。如圖8所示，如果從線數(shù)據(jù)扣除基底面的偏轉分量，則如圖8(f)所示，能夠得到無偏轉分量(大的起伏)且大致僅示出凹凸標記的高度的被平面化的高度圖像數(shù)據(jù)(凹凸線數(shù)據(jù))。該被平面化的高度圖像數(shù)據(jù)由高度O附近的平面部和多個高度的凹凸標記面構成。
[0097]當使用之前制成的掩模圖像對像這樣得到的圖8(f)的被平面化的高度圖像數(shù)據(jù)進行掩模處理時，有急劇的高度變化的邊界部分的高度成為O (像素值)。此外，由于在將平面部識別為一個標簽圖形之后作為高度O進行分類處理(聚類)，因此高度O附近的平面部全部成為高度O (黑色)的一個值。進一步地，按照每個掩模圖像的標簽區(qū)域來求出各個標簽區(qū)域所包含的全部像素值的平均值(平均高度)，設為各個標簽區(qū)域的像素值(高度)。在本實施方式中，將按照每個這些標簽區(qū)域來平均化的多個不同的像素值(高度)稱為無分段偏移值。
[0098]圖9(g)示出作為這樣的無分段偏移值而用多個不同的值表現(xiàn)的高度圖像數(shù)據(jù)。在圖9(g)中，看到在上側兩條點線附近表現(xiàn)出凹凸標記的高度這一情況。也就是說，在圖9(g)中，可以說在上側兩條點線附近表現(xiàn)出兩種凹凸標記的高度。接下來，說明根據(jù)圖9(g)的高度圖像數(shù)據(jù)來檢測兩種凹凸標記的高度的方法。
[0099]如圖9(g)的右側所示，設定在高度(亮度值)方向上具有規(guī)定寬度的評價窗口(window)。此外一邊使評價窗口從高度O起在高度方向移位一邊對評價窗口所包含的點數(shù)據(jù)(在評價窗口內(nèi)具有高度值的全部點數(shù)據(jù))的個數(shù)進行評價。
[0100]首先，由于在圖9(g)所示的上側兩條點線中下面的點線附近，評價窗口所包含的點數(shù)據(jù)的數(shù)目開始增加，因此在點數(shù)據(jù)的數(shù)目開始增加的高度前后，對評價窗口包含最多點數(shù)據(jù)的評價窗口位置進行檢測。此外，在檢測出的評價窗口位置使用與評價窗口所包含的各個點數(shù)據(jù)的誤差成為最小的亮度值，來替換評價窗口所包含的各個點數(shù)據(jù)。
[0101]進一步地當使評價窗口在高度方向上移位時，由于在上面的點線附近，評價窗口所包含的點數(shù)據(jù)的數(shù)目開始增加，因此同樣地對評價窗口包含最多點數(shù)據(jù)的評價窗口位置進行檢測。此外，在檢測出的評價窗口位置使用與評價窗口所包含的各個點數(shù)據(jù)的誤差成為最小的亮度值，來替換評價窗口所包含的各個點數(shù)據(jù)。
[0102]這樣，用無分段偏移值表示的圖9(g)的高度圖像數(shù)據(jù)如在圖9(h)中上側兩條點線所示那樣，成為由兩種高度(亮度值Pthl、Pth2)也就是說由有分段偏移值來平均化而表示的情況，這兩個高度(亮度值)被用作為線數(shù)據(jù)中的兩種凹凸標記的偏移值。[0103]在參照圖7到圖9的同時說明的一連串處理由于通過計算機程序等來自動地進行，因此能夠在不經(jīng)由人手的情況下自動地得到凹凸標記的偏移值。
[0104]以下說明使用像這樣得到的凹凸標記的偏移值來生成示出正常凹凸標記的高度的高度偏移圖像的工序。
[0105]圖6是示出根據(jù)本實施方式的輪胎形狀檢查方法中高度像素外形與標簽區(qū)域的關系的圖。
[0106]圖6(a)是在樣品原始圖像中的側壁圓周方向的高度外形I線中沿著輪胎圓周方向的X坐標來放大數(shù)百點部分的圖表。圖表中的矩形波重疊表示將之前求出的掩模圖像反轉而生成的反轉掩模圖像中處于與高度外形相同位置的圖像。
[0107]反轉掩模圖像雖然與反轉前的掩模圖像相同是在高度像素值O與I之間振動的矩形波，但是為了使得容易地觀看圖表，使反轉掩模圖像在高度像素值正方向上移動。
[0108]在反轉掩模圖像中，由于邊界線部分的二值像素點的值為O、邊界線以外的部分的二值像素點的值為1，因此在圖6中，與反轉掩模圖像的高度像素值O相當?shù)膮^(qū)域是指正常凹凸標記的邊界線部分。在反轉掩模圖像中，對與由邊界線部分劃分的高度像素值I相當?shù)膮^(qū)域分別分派標簽編號，將這些區(qū)域決定為標簽區(qū)域。
[0109]這些標簽區(qū)域中，將最長的標簽區(qū)域(在圖6(b)的情況下圖表最左部的標簽區(qū)域)Wl的平均高度登記為高度偏移=0、將該標簽區(qū)域登記為高度偏移計算的開始區(qū)域。此后根據(jù)高度外形求出在上述最長標簽區(qū)域中在包含與正常凹凸標記的邊界線相接的端點的附近的平均高度，接 著，求出夾著邊界線而鄰接的標簽區(qū)域W2的平均高度。此后計算所求出的兩個高度的差(高度差)。
[0110]將該求出的高度差與之前取得的凹凸標記的偏移值進行比較，將差最小(大體一致)的偏移值分配為與最長標簽區(qū)域Wl鄰接的標簽區(qū)域W2的高度偏移，并記錄到偏移圖像存儲器區(qū)域內(nèi)。
[0111]之后用相同的方法求出依次鄰接的兩個區(qū)域W3、W4、..?的高度差，把與所求出的高度差之差最小的偏移值分配為高度偏移值(S33)。當對I線I圓周部分配高度偏移值時，依次對別的I線I圓周部分進行相同的分配而對樣品原始圖像的全范圍的線分配高度偏移值，得到圖5(b)所示的高度偏移圖像(S34)。
[0112]如果在教導時取得的高度圖像完全沒有低頻率的偏轉分量而正常凹凸標記為與輪胎設計CAD數(shù)據(jù)本身相同的值，則在不使用上述那樣的“凹凸標記的偏移值”的情況下將所取得的樣品原始圖像(高度圖像)本身登記為偏移圖像、或者在不使用“凹凸標記的偏移值”的情況下將所求出的高度差本身設定為相鄰區(qū)域之間的高度差=相對偏移值即可。
[0113]然而，在作為橡膠產(chǎn)品而進行空氣注入的輪胎中，可以說沒有偏轉分量的輪胎完全不存在，將所取得的樣品原始圖像本身用作為偏移圖像無法實際應用，在將求出的高度差本身登記為連續(xù)的偏移值的情況下，引起在對I圓周部分進行計算當中起因于偏轉分量的誤差累加、I線終點的高度偏移值不與I線起點的高度偏移值連續(xù)的問題。
[0114]因此，利用一邊反映注入有空氣的狀態(tài)下的輪胎形狀一邊使用凹凸標記的偏移值以固定的偏移推測計算側壁面的正常凹凸標記的高度的本方法，能夠取得可實際應用的教導時的偏移圖像。
[0115]在圖3的信息登記工序(S4)中將掩模圖像與偏移圖像登記到圖像處理裝置5，結束教導作業(yè)工序。根據(jù)以上，對于所教導的輪胎樣品圖像，在計算機⑶I上的確認/修正作業(yè)成為可能，能夠實現(xiàn)短時間內(nèi)的教導作業(yè)。
[0116]在上述教導處理之后，實施對檢查對象輪胎的側壁面的凹凸缺陷(鼓出部(鼓起)/下凹部(凹下))進行檢查的檢查作業(yè)工序(線上檢查)。
[0117]一邊參照圖3和圖5 —邊在以下說明檢查作業(yè)工序。
[0118]在檢查作業(yè)工序中，首先，取得圖5(a)所示的檢查對象輪胎的側壁面的原始圖像(檢查圖像)。
[0119]接著，在圖3的坐標系偏差校正工序(S5)中，對檢查圖像的坐標系偏差(主要是周圍方向的相位差=旋轉角度)進行修正。作為位置對準方法，以存在于側壁面的正常凹凸標記(例如標識)相一致的方式進行圖像匹配，修正相位差。
[0120]接下來，在圖3的差分處理工序(S6)中，從檢查圖像扣除教導時登記的高度偏移圖像。由此，可得到被扣除了正常凹凸標記的高度的側壁面的高度圖像。
[0121]在該得到的高度圖像中，由于掩模圖像所示出的邊界線部分(掩模范圍)的數(shù)據(jù)不一定示出適當?shù)闹?，因此基于掩模圖像來對邊界線部分進行插值。以下說明該插值處理。
[0122]例如，在I線上周圍方向的掩模范圍取連續(xù)的X坐標值而為幾個點的部分左右的情況下，求出夾著掩模圖像的掩模范圍而鄰接的兩個正常凹凸標記的兩端的平均高度坐標，通過將該平均高度坐標采用為掩模范圍的高度坐標來進行直線插值。
[0123]另一方面，例如在周圍方向的掩模范圍取連續(xù)的X坐標值而在幾十個點的部分以上連續(xù)的情況下，對于掩模圖像的掩模范圍內(nèi)的高度像素值選擇掩模范圍長度以下的部分范圍內(nèi)的最大值或者最小值，將該選擇的高度坐標值采用為掩模范圍的高度坐標，由此對掩模范圍內(nèi)的全部高度坐標進行插值。
[0124]經(jīng)這樣的處理得到圖5(d)所示的文字凹凸除去之后的圖像。
[0125]使用該文字凹凸除去之后的圖像來進行圖3的形狀缺陷檢查工序(S7)。在圖5 (d)所示的文字凹凸除去之后的圖像中，僅除去正常凹凸標記的高度變化，在圖像左側于白色橢圓狀所示的凸缺陷部的高度與圖5(a)的原始圖像(檢查圖像)相比不變化而殘留。形狀缺陷檢查工序(S7)像這樣對殘留于文字凹凸除去之后的圖像的凸缺陷部或者凹缺陷部進行檢測。
[0126]作為形狀缺陷檢查工序(S7)，能夠采用現(xiàn)有的圖像處理方法。還可以采用利用二值化的缺陷提取、利用圖案匹配的缺陷提取。
[0127]通過使用以上敘述那樣的本發(fā)明的輪胎形狀檢查方法，成為能夠在不受作為存在于輪胎側壁面上的正常凹凸的標記(文字、標志、圖樣等)的影響的情況下確實地檢查具有與正常凹凸標記相同程度的高度變化的凹凸缺陷(凸缺陷=Bulge (鼓出部)、凹缺陷=Dent(下凹部))。特別是，在輪胎形狀的檢查中，在不受橡膠產(chǎn)品特有的變形、由于使空氣進入輪胎所致的變形等的影響的情況下輪胎形狀的檢查成為可能。
[0128]再者說，本次公開的實施方式應該被考慮為在所有點上為例示而并非是限制性的實施方式。本發(fā)明的范圍并非是上述的說明而是由權利要求的范圍所示出，意圖包含與權利要求的范圍等同的意思以及范圍內(nèi)的所有變更。
[0129]例如，還可以使得自動地進行掩模圖像生成工序(S2)、高度偏移圖像生成工序
(S3)等各個工序，還可以使得操作員一邊參照圖像一邊手動進行。另外，還可以多次重復進行各個工序。
[0130]具體地說，在圖像處理裝置5中，將檢查圖像、掩模圖像、高度偏移圖像、正常凹凸標記除去之后的圖像等進行并列顯示或者切換顯示，操作員確認各個圖像，使得能夠確認本來要連接的邊界線是否被切斷或者不恰當?shù)牟糠质欠癖蛔R別為邊界線即可。
[0131]假設通過確認作業(yè)，只要掩模圖像有不合適的地方，就利用⑶I進行邊界線的追加/刪除，在進行了修正的情況下使得進行掩模圖像的再計算即可。接著，確認所設定的高度偏移圖像，確認按照每個標簽設定的一種偏移值是否異常。只要有不合適的地方，指定修正區(qū)域并變更(每次±1來進行增減)高度偏移值，在進行了修正的情況下使得進行高度偏移圖像的再計算即可。
[0132]正常凹凸標記除去之后的圖像是示出在基于本次設定的教導信息來實際地線上檢查的情況下的平面化狀態(tài)的圖像，希望在確認處理之后的高度圖像之后，只要有不合適的地方，就返回到掩模圖像或者高度偏移圖像的確認/修正，并分別進行修正/再計算。
[0133]再者說，在本實施方式中生成的掩模圖像有時存在與想要檢測的凹凸缺陷(Bulge(鼓出部)/Dent (下凹部))相比更大的掩模范圍(掩模區(qū)域)。在像這樣的大掩模范圍存在凹凸缺陷的情況下，雖然是在進行掩模，但是因此變成漏看想要檢測的凹凸缺陷。因此，優(yōu)選設置對高度坐標值進行插值的處理。進一步優(yōu)選根據(jù)掩模范圍的大小(長度)來改變掩模范圍的插值處理。
[0134]因此，參照圖10詳細說明接著上述圖3中的差分處理工序(S6)進行的插值處理(插值工序)。在圖10中，X軸示出輪胎旋轉方向(圓周方向)，Y軸示出輪胎表面的高度
變化量。
[0135]如之前說明的那樣，在差分處理工序(S6)中，首先，從檢查圖像扣除教導時登記的高度偏移圖像，得到輪胎側壁面的高度圖像。圖10(a)示出得到的高度圖像的I線中的一部分。
[0136]在圖10(a)示出的高度圖像中，存在很多在作為輪胎旋轉方向的X軸方向上的像素數(shù)少(短)的正常凹凸標記，并且作為這些正常凹凸標記的邊界線且高度坐標值(高度像素值)急劇地變化的部分接近。因此，該正常凹凸標記在圖4(a)所示的掩模圖像生成工序得到的掩模圖像中，大致全部成為掩模范圍。使像這樣得到的掩模圖像反轉，得到反轉掩模圖像。
[0137]圖10(b)示出在得到的反轉掩模圖像中的與圖10(a)的高度圖像對應的部分。在反轉掩模圖像中，與高度圖像的正常凹凸標記對應的掩模范圍的二值像素點的值為O。通過求取這樣的反轉掩模圖像與高度圖像的邏輯積，從而對與圖10(a)示出的高度圖像中的掩模范圍對應的位置進行掩模而將高度坐標值設為0，得到圖10(c)示出的掩模后高度圖像。
[0138]在該掩模后高度圖像中由于與掩模范圍對應的位置的高度坐標值全部成為0，因此必須在該進行了掩模的位置插值高度坐標值。作為插值高度坐標值的方法，可考慮直線插值、平均插值以及包絡線插值這三種插值處理。在與掩模后高度圖像的掩模范圍對應的位置為幾個像素左右(例如不到10個像素)的長度的情況下，利用直線插值或者平均插值對高度坐標值進行插值。在與掩模后高度圖像的掩模范圍對應的位置為超過幾個像素的(例如10像素以上的)長度的情況下，利用包絡線插值對高度坐標值進行插值。
[0139]直線插值如圖10(d)所示是指用直線對夾著與掩模圖像的掩模范圍對應的位置而鄰接的兩個正常凹凸標記的兩端的高度坐標值進行連結，將線性地變化的直線上的值分配為與掩模范圍對應的位置的高度坐標值，由此進行插的值方法。
[0140]平均插值如圖10(d)所示是指求出夾著與掩模圖像的掩模范圍對應的位置而鄰接的兩個正常凹凸標記的兩端的高度坐標值的平均，將該高度坐標值的平均(平均高度坐標值)分配為與掩模范圍對應的位置的高度坐標值，由此進行插值的方法。
[0141]另外，包絡線插值如圖10(e)所示是指沿著X軸方向設定作為與掩模范圍對應的位置的部分范圍的窗口，將該窗口范圍的最大高度坐標值分配為與掩模范圍對應的位置的高度坐標值，由此進行插值的方法。
[0142]說明窗口的設定方法。在以下說明中，假定圖10(b)的反轉掩模圖像所示的掩模范圍例如在X軸方向上具有40像素的長度。在圖10(a)的高度圖像中，將掩模范圍的X坐標最小的點(最左邊點)設為窗口中心點。將包含該窗口中心點和窗口中心點的左右?guī)讉€像素的范圍作為窗口設定到圖10(a)的高度圖像。例如，在包含窗口中心點和其左右10個像素來設定窗口的情況下，將掩模范圍的最左邊點設為窗口中心點，21個像素的部分被設定為窗口。一般地希望窗口的像素數(shù)為掩模范圍的像素數(shù)的一半左右或者一半以下。
[0143]在像這樣設定的窗口內(nèi)，檢測最大高度坐標值，將檢測出的值作為與窗口中心點對應的位置的高度坐標值，分配至圖10(c)的掩模后高度圖像。
[0144]接著，使窗口中心點在X軸方向上移動I個像素的部分，利用上述方法來設定包含移動后的窗口中心點的新窗口。在所設定的新窗口內(nèi)，檢測最大高度坐標值，將檢測出的值作為與窗口中心點對應的位置的高度坐標值分配至掩模后高度圖像。
[0145]重復該處理直到窗口中心點移動到與掩模范圍的X坐標最大的點(最右邊點)對應的位置為止，當利用最大高度坐標值來描繪包絡線并進行插值時，能夠遍歷與掩模范圍對應的位置的全體來對高度坐標值進行插值。圖10(e)示出實施了上述的包絡線插值的高度圖像，大致再現(xiàn)出圖10(a)的高度圖像所示的正常凹凸標記的外形的概略形狀。
[0146]此外，在上述包絡線插值中，雖然將窗口范圍的最大高度坐標值分配為與窗口中心點對應的位置的高度坐標值，但是還可以將最小高度坐標值分配為掩模范圍的高度坐標值。
[0147]在分配最小高度坐標值的情況下，得到的高度圖像成為大致再現(xiàn)圖10(a)的高度圖像所示的正常凹凸標記的基底部分的外形的概略形狀的圖像。也就是說，無論是在分配最大高度坐標值的情況下、還是在分配最小高度坐標值的情況下，都能夠評價輪胎側壁面的掩模范圍的全局的(低頻分量所示出的)凹凸變化。另外，還可以將窗口范圍的高度坐標值的最大值與最小值的平均分配為與窗口中心點對應的位置的高度坐標值。
[0148]附圖標記說明
1:輪胎形狀檢查裝置；2:輪胎旋轉機；3a、3b:傳感器單元；4:編碼器；5:圖像處理裝置；6:攝像照相機；7:線光源；8:照相機透鏡；9:攝像元件。
【權利要求】
1.一種輪胎形狀檢查方法，所述方法是使用具有形成有凹凸標記的側壁面的樣品輪胎的所述側壁面的圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查的輪胎形狀檢查方法，其特征在于， 作為教導作業(yè)工序具備: 掩模圖像生成工序，在作為所述樣品輪胎的側壁面的二維圖像的樣品原始圖像中，檢測作為所述凹凸標記的輪廓的邊界線，生成示出所述邊界線的位置的掩模圖像；以及 高度偏移圖像生成工序，在所述樣品原始圖像中，去除與在所述掩模圖像示出的所述邊界線的位置對應的區(qū)域，生成通過使用一個或者多個偏移值表示殘留的區(qū)域的高度而得到的高度偏移圖像， 作為檢查作業(yè)工序具備: 差分處理工序，從作為所述檢查輪胎的側壁面的二維圖像的檢查圖像扣除所述高度偏移圖像，并且除去所述掩模圖像表示的邊界區(qū)域；以及 形狀缺陷檢查工序，基于作為所述差分處理工序的結果而得到的凹凸除去圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查， 在所述高度偏移圖像生成工序中，在樣品原始圖像中，制成對作為未形成有凹凸標記的側壁面的基底面進行近似的偏移外形，基于所制成的偏移外形從樣品原始圖像提取凹凸標記，將所提取的凹凸標記的高度設為所述偏移值。
2.根據(jù)權利要求1所述的輪胎形狀檢查方法，其特征在于， 所述高度偏移圖像生成工序: (I)提取所述樣品原始圖像的沿著輪胎圓周方向的線數(shù)據(jù)； (II)基于所述線數(shù)據(jù)提取所述樣品輪胎的基底線； (III)從所述線數(shù)據(jù)減去所述基底線數(shù)據(jù)，由此制成凹凸標記的凹凸線數(shù)據(jù)；以及 (IV)將制成的凹凸線數(shù)據(jù)的高度設為凹凸標記的偏移值。
3.根據(jù)權利要求2所述的輪胎形狀檢查方法，其特征在于， 在權利要求2的工序(IV)中: (IV-1)設定在凹凸標記部的高度方向上具有規(guī)定寬度的評價窗口 ； (IV-2) 一邊使所述評價窗口在凹凸線數(shù)據(jù)的高度方向上移位，一邊求出所述評價窗口所包含的凹凸線數(shù)據(jù)的平均值；以及 (IV-3)在將求出的平均值替換為凹凸線數(shù)據(jù)的凹凸標記的高度之后，用作為所述偏移值。
4.根據(jù)權利要求3所述的輪胎形狀檢查方法，其特征在于， 所述掩模圖像生成工序: 通過應用微分濾波器來得到對所述凹凸標記的邊界線部分進行強調(diào)的微分圖像；以及通過對得到的所述微分圖像應用規(guī)定的閾值來將所述微分圖像二值化而生成所述掩模圖像。
5.根據(jù)權利要求4所述的輪胎形狀檢查方法，其特征在于， 在應用所述微分濾波器之前， 插值除去所述樣品原始圖像內(nèi)的未檢測點；以及 基于所述側壁面的外形形狀，從除去了所述未檢測點的圖像除去側壁面的彎曲分量，將除去了所述未檢測點的圖像平面化。
6.根據(jù)權利要求1到5中的任一項所述的輪胎形狀檢查方法，其特征在于， 所述高度偏移圖像生成工序使用所述樣品原始圖像、所述掩模圖像以及對所述凹凸標記設定的所述多個偏移值來進行: (I)從所述掩模圖像提取與所述樣品原始圖像的沿著輪胎圓周方向的一個線數(shù)據(jù)對應的線數(shù)據(jù)； (II)在所述樣品原始圖像的I線數(shù)據(jù)上，把由從掩模圖像提取的所述線數(shù)據(jù)示出的邊界線所劃分的各區(qū)域分別設為一個標簽區(qū)域； (III)把所述標簽區(qū)域中在圓周方向上最長的標簽區(qū)域設為高度偏移值的計算開始區(qū)域，或者把被由所述掩模圖像示出的邊界線所包圍的區(qū)域中面積最大的區(qū)域設為高度偏移值的計算開始區(qū)域； (IV)從所述計算開始區(qū)域起依次求出與鄰接的標簽區(qū)域的高度差；以及 (V)把所述多個偏移值中最接近所求出的高度差的偏移值作為鄰接的標簽區(qū)域的高度偏移值來針對所有的標簽區(qū)域進行設定， 對于所述樣品原始圖像的全部線數(shù)據(jù)重復所述(I)至(V)的步驟，由此生成高度偏移圖像。
7.根據(jù)權利要求6所述的輪胎形狀檢查方法，其特征在于， 所述高度偏移圖像生成工序: 使所述掩模圖像重合到所述高度偏移圖像； 按照每個由所述掩模圖像示出的邊界線所包圍的區(qū)域，將區(qū)域內(nèi)最多數(shù)目地存在的高度偏移值設定為該區(qū)域整體的高度偏移值。
8.根據(jù)權利要求1所述的輪胎形狀檢查方法，其特征在于， 具有對于由在所述差分處理工序得到的圖像內(nèi)的在該差分處理工序中使用的掩模圖像來進行掩模的掩模范圍，利用下述(I廣(III)中任一個處理對高度坐標值進行插值的插值工序: (I)選取在夾著所述掩模范圍的兩個位置的高度坐標值，將從一個高度坐標值朝向另一個高度坐標值線性地變化所得到的高度坐標值分配給所述掩模范圍，由此進行插值； (II)選取在夾著所述掩模范圍的兩個位置的高度坐標值，將通過求出一個高度坐標值和另一個高度坐標值的平均值而得到的平均高度坐標值分配給所述掩模范圍，由此進行插值；以及 (III)設置至少一部分重疊于所述掩模范圍且比所述掩模范圍短的窗口，一邊使所述窗口從所述掩模范圍的一端向一端移動，一邊在所述檢查圖像中選擇與所述窗口對應的位置的最大高度坐標值或者最小高度坐標值，將所選擇的高度坐標值分配給所述掩模范圍，由此進行插值。
9.一種輪 胎形狀檢查裝置，所述裝置是使用具有形成有凹凸標記的側壁面的樣品輪胎的所述側壁面的圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查的輪胎形狀檢查裝置，其特征在于，具備: 攝像部件，對所述側壁面的二維圖像進行攝像； 掩模圖像生成部件，在作為所述樣品輪胎的側壁面的二維圖像的樣品原始圖像中，檢測作為所述凹凸標記的輪廓的邊界線，生成示出所述邊界線的位置的掩模圖像； 高度偏移圖像生成部件，在所述樣品原始圖像中，去除與在所述掩模圖像示出的所述邊界線的位置對應的區(qū)域，生成通過使用一個或者多個偏移值表示殘留的區(qū)域的高度而得到的高度偏移圖像， 并且具備: 差分處理部件，從作為所述檢查輪胎的側壁面的二維圖像的檢查圖像扣除所述高度偏移圖像，并且除去所述掩模圖像表示的邊界區(qū)域；以及 形狀缺陷檢查部件，基于作為所述差分處理工序的結果而得到的凹凸除去圖像，對檢查輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查， 多個偏移值是通過在樣品原始圖像中制成對作為未形成有凹凸標記的側壁面的基底面進行近似的偏移外形、且基于所制成的偏移外形從樣品原始圖像提取凹凸標記而得到的凹凸標記的高度。
10.根據(jù)權利要求9所述的輪胎形狀檢查裝置，其特征在于， 所述攝像部件具備: 線光照射部件，將一個光切斷線照射到所述側壁面； 攝像照相機，對照射到所述側壁面的所述線光的像進行攝像；以及 攝像存儲器，通過逐次儲存由所述攝像照相機攝像的I線圖像，來構成所述側壁面的二維圖像。
【文檔編號】G01B11/30GK104024792SQ201280054650
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年10月2日 優(yōu)先權日:2011年11月7日
【發(fā)明者】高橋英二, 辻敏之, 甘中將人 申請人:株式會社神戶制鋼所