轮胎形状检查方法以及轮胎形状检查装置制造方法
【专利摘要】即使在以重叠于凹凸标记上的方式存在凹凸缺陷的情况下，扣除凹凸标记的高度部分的量而计算/取得仅仅凹凸缺陷的高度。在使用具有形成有凹凸标记的侧壁面的样品轮胎的图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查的轮胎形状检查方法中，执行以下工序。首先，作为教导作业工序，在样品轮胎的样品原始图像中，检测凹凸标记的边界线，生成示出边界线的掩模图像，从样品原始图像去除与掩模图像所示出的边界线对应的区域，生成由一个或者多个偏移值表示残留的区域的高度的高度偏移图像。接着，作为检查作业工序，从检查轮胎的检查图像扣除高度偏移图像，并且除去掩模图像表示的边界区域，基于所得到的凹凸除去图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查。
【专利说明】轮胎形状检查方法以及轮胎形状检查装置
【技术领域】
[0001]本发明是涉及轮胎的检查技术、特别是涉及使用图像处理方法对形成有具有凹凸的标记的侧壁面的形状缺陷进行检查的轮胎形状检查方法及其装置的发明。
【背景技术】
[0002]轮胎具有橡胶、化学纤维、钢丝等各种材料所层叠的构造。当该层叠构造存在不均匀的部分时，在填充空气时在耐压性相对地弱的部分中产生被称为鼓出部(Bulge)的隆起部(凸部)、被称为下凹部(Dent)或者下陷部的凹陷部(凹部)。产生像这样的鼓出部、下凹部等形状缺陷的轮胎由于安全上的问题或者由于外观不良的问题，需要进行检查而从出货对象中排除。
[0003]因此，在轮胎制造的最终工序(轮胎加硫后的检查工序)，进行在轮胎表面、特别是侧壁面的凹凸形状不良的检查。此外，在轮胎的侧壁面形成有表示产品的样式、尺寸、制造商的标识等的表示标记(作为正常凹凸的标记)。因此，在侧壁面的形状缺陷检查处理中，需要使得不将该表示标记误感测为形状缺陷。
[0004]像这样的凹凸形状不良的检查虽然以往通过人工的目视检查和手感触(触手)检查来进行，但是近年来，进行了朝着利用激光距离传感器、三维形状测量装置或者照相机的图像检查等自动化技术、不受作为正常凹凸的标记影响的检查技术的努力。
[0005]例如，在专利文献I中公开了对照射到相对旋转的轮胎表面的线光的像进行摄像，通过基于该摄像图像执行利用光切断法的形状检测，从而检测所述轮胎的表面形状的轮胎形状检测装置，该轮胎形状检测装置具备:线光照射部件，以在所述轮胎的表面形成一个光切断线的方式，从与该光切断线的检测高度方向不同的方向连串照射多个线光；以及摄像部件，在照射到所述轮胎的表面的所述多个线光各自的主光线相对于所述轮胎的表面正反射的方向上进行摄像。
[0006]该轮胎形状检测装置特别是成为通过在轮胎表面连串照射多个线光、对所照射的多个线光的像进行摄像，从而检测轮胎表面形状。
[0007]另外，在专利文献2中公开了轮胎凹凸图形的检查方法，所述轮胎凹凸图形的检查方法是对轮胎表面的、由凹凸形成的一个以上的图形的三维形状进行检查的方法，具有:对于包括这些图形的、规定的轮胎表面区域内的各面积要素测定凹凸的高度而取得凹凸分布数据的步骤；对于各个图形，根据被预先准备为图形的雏形的图形模型的三维形状数据以及取得的所述凹凸分布数据，对所述轮胎表面区域中与图形模型对应的轮胎表面部分进行指定的步骤；以及对于各个图形，求出所指定的轮胎表面部分的凹凸分布数据与图形模型的三维数据的一致度，基于该一致度判定所述图形的三维形状是否合格的步骤。
[0008]该轮胎凹凸图形的检查方法特别是公开了通过计算将片状光照射到轮胎表面而得到的三维凹凸分布数据与从CAD数据作成的图形模型的三维形状数据的一致度，从而检查有无缺陷的技术。该技术是用于执行正常的凹凸图形(文字等)本身的好坏判定、把被预先准备为正常的凹凸图形的雏形的图形模型作为教导数据使用的技术。雏形由轮胎CAD数据、模具CAD数据生成。
[0009]现有技术文件 专利文献
专利文献1:日本特开2008-221896号公报 专利文献2:日本特开2005-331274号公报。
【发明内容】
[0010]发明要解决的课题
在专利文献I的轮胎形状检测装置中，由于能够通过光切断法来检测轮胎的表面形状，因此能够检测轮胎表面的凹凸形状。然而，无法获知检测出的轮胎表面的凹凸形状为形成于轮胎表面的正常的图形还是缺陷。另外，在正常的图形位置存在缺陷的情况下，检测这样的缺陷变得更加困难。
[0011]因此，如果如专利文献2所公开那样，使用轮胎CAD数据、模具CAD数据设为教导数据(参照数据)，则能够得到不受轮胎的变形、缺陷影响的数值，也许能够避免专利文献I的技术的困难性。然而，由于轮胎是橡胶产品并且在本发明设为对象的轮胎形状检查中检查进入有空气的轮胎，因此来自CAD数据的轮胎的变形量大。因此，实际使用中仅使对应的坐标相符，计算和运算量就变得庞大，在实际应用中难以应用。
[0012]进一步地，与作为专利文献2公开的技术的CAD数据的使用对比，将实际测定的轮胎的高度数据作为教导数据使用能够容易地进行类推。根据该方法，能够简单地取得实际的高度数据。
[0013]但是在该情况下，要求在所使用的轮胎高度图像中仅存在正常的凹凸图形且检测对象的凹凸缺陷(Bulge/Dent)、作为轮胎圆周方向上的大的起伏变形分量的Runout(^iR)分量的高度变化完全不存在的高度图像数据。在把存在检测对象的凹凸缺陷、偏转分量的高度图像数据作为教导数据使用的情况下，文字等正常凹凸标记虽然在线上(on line)检查时通过差分处理而被平面化(除去)，但是由于结果是存在于教导数据的凹凸缺陷、偏转分量被转印到检查对象的高度图像，因此无法将这样的高度图像数据使用于检查。另外，把不存在偏转分量的真正平坦的轮胎特别地制作为教导数据登记所用的情况并不现实。
[0014]因此，本发明鉴于上述问题，目的在于提供在不受作为存在于轮胎的侧壁面上的正常凹凸的标记(文字、标识、图样等)影响的情况下设定成能够确实地检查侧壁面的凹凸缺陷的轮胎形状检查方法以及轮胎形状检查装置。
[0015]解决课题的手段
为了达到上述目的，在本发明中采取以下技术方法。
[0016]本发明所牵涉的轮胎形状检查方法是使用具有形成有凹凸标记的侧壁面的样品轮胎的所述侧壁面的图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查的轮胎形状检查方法，其特征在于，作为教导作业工序具备:掩模图像生成工序，在作为所述样品轮胎的侧壁面的二维图像的样品原始图像中，检测作为所述凹凸标记的轮廓的边界线，生成示出所述边界线的位置的掩模图像；以及高度偏移图像生成工序，在所述样品原始图像中，去除与在所述掩模图像示出的所述边界线的位置对应的区域，生成通过使用一个或者多个偏移值表示残留的区域的高度而得到的高度偏移图像，作为所述检查作业工序具备:差分处理工序，从作为所述检查轮胎的侧壁面的二维图像的检查图像扣除所述高度偏移图像，并且除去所述掩模图像表示的边界区域；以及形状缺陷检查工序，基于作为所述差分处理工序的结果而得到的凹凸除去图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查，在所述高度偏移图像生成工序中，在样品原始图像中，制成对作为未形成有凹凸标记的侧壁面的基底面进行近似的偏移外形，基于所制成的偏移外形从样品原始图像提取凹凸标记，将所提取的凹凸标记的高度设为所述偏移值。
[0017]在此，所述高度偏移图像生成工序还可以:
(I)提取所述样品原始图像的沿着轮胎圆周方向的线数据；
(II)基于所述线数据提取所述样品轮胎的基底线；
(III)从所述线数据减去所述基底线数据，由此制成凹凸标记的凹凸线数据；
(IV)将制成的凹凸线数据的高度设为凹凸标记的偏移值。
[0018]进一步地，在上述工序(IV)中还可以:
(IV-1)设定在凹凸标记部的高度方向上具有规定宽度的评价窗口 ；
(IV-2) 一边使所述评价窗口在凹凸线数据的高度方向上移位，一边求出所述评价窗口所包含的凹凸线数据的平均值；
(IV-3)在将求出的平均值替换为凹凸线数据的凹凸标记的高度之后，用作为所述偏移值。
[0019]进一步地，所述掩模图像生成工序还可以通过应用微分滤波器来得到对所述凹凸标记的边界线部分进行强调的微分图像，通过对所述得到的微分图像应用规定的阈值来将所述微分图像二值化而生成所述掩模图像。
[0020]除此以外，还可以在应用所述微分滤波器之前，插值除去所述样品原始图像内的未检测点，基于所述侧壁面的外形形状，从除去了所述未检测点的图像除去侧壁面的弯曲分量，将除去了所述未检测点的图像平面化。
[0021]另外，所述高度偏移图像生成工序还可以使用所述样品原始图像、所述掩模图像以及对所述凹凸标记设定的所述多个偏移值来进行:
(I)从所述掩模图像提取与所述样品原始图像的沿着轮胎圆周方向的一个线数据对应的线数据；
(II)在所述样品原始图像的I线数据上，把由从掩模图像提取的所述线数据示出的边界线所划分的各区域分别设为一个标签区域；
(III)把所述标签区域中在圆周方向上最长的标签区域设为高度偏移值的计算开始区域，或者把被由所述掩模图像示出的边界线所包围的区域中面积最大的区域设为高度偏移值的计算开始区域；
(IV)从所述计算开始区域起依次求出与邻接的标签区域的高度差；
(V)把所述多个偏移值中最接近所求出的高度差的偏移值作为邻接的标签区域的高度偏移值来针对所有的标签区域进行设定，
对于所述样品原始图像的全部线数据重复所述(I)至(V)的步骤，由此生成高度偏移图像。
[0022]在此，所述高度偏移图像生成工序还可以使所述掩模图像重合到所述高度偏移图像，按照每个由所述掩模图像示出的边界线所包围的区域，将区域内最多数目地存在的高度偏移值设定为该区域整体的高度偏移值。
[0023]另外，还可以具有对于由在所述差分处理工序得到的图像内的在该差分处理工序中使用的掩模图像来进行掩模的掩模范围，利用下述(I广(III)中任一个处理对高度坐标值进行插值的插值工序。
[0024](I)选取在夹着所述掩模范围的两个位置的高度坐标值，将从一个高度坐标值朝向另一个高度坐标值线性地变化所得到的高度坐标值分配给所述掩模范围，由此进行插值；
(II)选取在夹着所述掩模范围的两个位置的高度坐标值，将通过求出一个高度坐标值和另一个高度坐标值的平均值而得到的平均高度坐标值分配给所述掩模范围，由此进行插值；
(III)设置至少一部分重叠于所述掩模范围且比所述掩模范围短的窗口，一边使所述窗口从所述掩模范围的一端向一端移动，一边在所述检查图像中选择与所述窗口对应的位置的最大高度坐标值或者最小高度坐标值，将所选择的高度坐标值分配给所述掩模范围，由此进行插值。
[0025]本发明所牵涉的轮胎形状检查装置是使用具有形成有凹凸标记的侧壁面的样品轮胎的所述侧壁面的图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查的轮胎形状检查装置，其特征在于，具备:摄像部件，对所述侧壁面的二维图像进行摄像；掩模图像生成部件，在作为所述样品轮胎的侧壁面的二维图像的样品原始图像中，检测作为所述凹凸标记的轮廓的边界线，生成示出所述边界线的位置的掩模图像；以及高度偏移图像生成部件，在所述样品原始图像中，去除与在所述掩模图像示出的所述边界线的位置对应的区域，生成使用一个或者多个偏移值表示残留的区域的高度而得到的高度偏移图像，具备:差分处理部件，从作为所述检查轮胎的侧壁面的二维图像的检查图像扣除所述高度偏移图像，并且除去所述掩模图像表示的边界区域；以及形状缺陷检查部件，基于作为差分处理工序的结果而得到的凹凸除去图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查，多个偏移值是通过在样品原始图像中制成对作为未形成有凹凸标记的侧壁面的基底面进行近似的偏移外形、且基于所制成的偏移外形从样品原始图像提取凹凸标记而得到的凹凸标记的高度。
[0026]在此，所述摄像部件还可以具备:线光照射部件，将一个光切断线照射到所述侧壁面；摄像照相机，对照射到所述侧壁面的所述线光的像进行摄像；以及摄像存储器，通过逐次储存由所述摄像照相机摄像的I线图像，来构成所述侧壁面的二维图像。
[0027]发明效果
根据本发明所牵涉的轮胎形状检查方法以及轮胎形状检查装置，能够在不受作为存在于轮胎的侧壁面上的正常凹凸的标记(文字、标识、图样等)影响的情况下确实地检查侧壁面的凹凸缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1(a)是表示根据本发明的实施方式的轮胎形状检查装置的结构的概要图，(b)是表示轮胎形状检查装置所具备的传感器单元中的线光照射部件和照相机的三维配置的示意图。
[0029]图2是表示轮胎的侧壁面的示意图。[0030]图3是示出根据本发明的实施方式的轮胎形状检查方法的处理内容的流程图。
[0031]图4(a)是示出根据本发明的实施方式的轮胎形状检查方法中的掩模图像生成处理的流程图，(b)是示出根据本发明的实施方式的轮胎形状检查方法中的偏移图像生成处理的流程图。
[0032]图5是示出根据本发明的实施方式的轮胎形状检查方法中的图像处理的过程的示意图。
[0033]图6是示出根据本发明的实施方式的轮胎形状检查方法中高度像素外形与标签区域的关系的图。
[0034]图7是示出根据本发明的实施方式的轮胎形状检查方法中求出基底线的方法的概要图。
[0035]图8是示出利用基底线得到的凹凸标记的高度图像数据的图。
[0036]图9是示出根据由无分段偏移值表现的高度图像数据来求出高度偏移值(有分段偏移值)的方法的概要图。
[0037]图10是示出根据本发明的实施方式的轮胎形状检查方法中对于与掩模范围对应的位置的高度像素值的插值方法的图。
【具体实施方式】
[0038]以下基于图来说明本发明的实施方式。
[0039]本发明的实施方式所牵涉的轮胎形状检查装置I利用照相机对照射到旋转的轮胎T的表面的线光的像进行摄像，通过基于该摄像图像执行利用光切断法的形状检测，从而测定轮胎T各部分的高度。接着，轮胎形状检查装置I将测定的轮胎T各部分的高度替换为分别对应的亮度值，得到轮胎T表面的二维图像(检查图像)。
[0040]进一步地，轮胎形状检查装置I是基于上述“检查图像”、以及使用对样品轮胎(无缺陷的轮胎)进行摄像所得到的“样品原始图像”而预先制成的“掩模图像”和“高度偏移图像”，来除去形成于侧壁面(基底面)上的表示标记，之后对存在于轮胎表面的缺陷进行检查的装置。此外，后面描述“样品原始图像”、“掩模图像”、“高度偏移图像”的细节。
[0041]虽说在轮胎T的形状检查的情况下，轮胎T的胎面和侧壁面可成为测定对象，但是在本实施方式中，将侧壁面设为测定对象。
[0042]如图2所示，轮胎T中的侧壁面是指与路面相接的胎面和被轮辋夹持的胎圈部之间的部分。在图2中，由空白示出的部分是形成于侧壁面(基底面)上的表示标记(文字、标识、图样等正常图形)，能够考虑为“正常凹凸标记”。该正常凹凸标记由相对于在侧壁面上未形成有正常凹凸标记的基面(基底面)具有规定的高度的凹凸构成。
[0043]首先，在参照图1的同时说明本发明的实施方式所牵涉的轮胎形状检查装置I的整体结构。
[0044]如图1(a)所示，轮胎形状检查装置I具备轮胎旋转机2、传感器单元(摄像部件)3 (3a、3b)、编码器4以及图像处理装置5等。
[0045]轮胎旋转机2是具备使作为形状检查对象的轮胎T以其旋转轴为中心旋转的马达等的旋转装置。轮胎旋转机2例如以60rpm的旋转速度使轮胎T旋转。在该旋转中，利用后面描述的传感器单元3对侧壁面的全周范围的表面形状进行检测。[0046]在本实施方式中，具备用于轮胎T的两个侧壁面各自的形状测定的两个传感器单元3(3a、3b)。传感器单元3a、3b分别是装有将线光(光切断线)照射到旋转的轮胎T表面的线光照射部件以及对在轮胎T表面反射的线光的像进行摄像的摄像照相机6等的单元。
[0047]图1 (b)是示意性地表示传感器单元3所具备的设备的配置的图。
[0048]在图1(b)中，Y轴表示轮胎T圆周在轮胎T的形状检测位置的半径方向，Z轴表示轮胎T的形状检测位置的从侧壁表面起的检测高度方向(要检测的表面高度的方向)，x轴表示与Y轴和Z轴正交的方向。即，在用于轮胎T的侧壁面的形状检测的传感器单元3中，Z轴为与轮胎T的旋转轴平行的坐标轴，Y轴为表示相对于轮胎T的旋转轴的法线方向的坐标轴。此外，轮胎T与坐标轴的对应关系可根据照相机的支承方式而改变。
[0049]线光照射部件具备多个(在图1(b)中为三个)线光源7a、7b以及7c，并且是利用这些多个线光源7a、7b以及7c，以在轮胎T表面的一根线Ls上形成一条光切断线的方式，从与该一根线Ls (光切断线)的检测高度方向(Z轴方向)不同的方向连串照射多个线光的装置。
[0050]另外，摄像照相机6具备照相机透镜8和摄像元件9，并且是对连串照射到轮胎T的侧壁面的多个线光的像Vl ( 一根线Ls上的光切断线的像)进行摄像的照相机。
[0051]另一方面，上述轮胎旋转机2设置有编码器4。该编码器4是对轮胎旋转机2的旋转轴的旋转角度、即轮胎T的旋转角度进行检测、将检测出的旋转角度作为检测信号输出的传感器。该检测信号用于传感器单元3a、3b所具备的摄像照相机6的摄像定时的控制。
[0052]例如，每当以60rpm的速度旋转的轮胎T旋转规定的角度，接收从编码器4输出的检测信号，以与检测信号的接收定时一致地关断快门的方式对传感器单元3a、3b的摄像照相机6进行控制。由此，以与检测信号的接收定时一致的规定的摄像速率进行摄像。
[0053]来自传感器单元3a、3b的信号(I线图像)被输入到图像处理装置5。
[0054]图像处理装置5通过对所输入的I线图像应用三角测量法的原理，从而得到光切断线所照射的部分(侧壁面上的I线部分)的高度分布信息。接着，图像处理装置5将所测定的轮胎T表面各部分的高度替换为分别对应的亮度值，并且存储到内置的帧存储器(摄像存储器)，得到轮胎T表面的二维图像(检查图像)。
[0055]该二维图像(检查图像)是在该侧壁面的圆周方向360°的范围经过各个位置的表面高度测定值(亮度值)排列在由表示该轮胎T的半径方向的Y轴和表示轮胎T的圆周方向的X轴(帧)构成的二维坐标系内的信息。
[0056]此外，作为高度分布信息，图7(b)例示的信息相当于这样的信息，作为检查图像、样品原始图像，图7(a)例示的图像对应于这样的图像。此外，高度分布信息中的纵轴的值(高度像素值)与检查图像的亮度值是一对一地对应的值，在之后的说明中设为同样意义地进行使用。
[0057]进一步地，本实施方式的图像处理装置5基于得到的检查图像和相当于该检查图像中的I线的高度分布信息，仅从检查图像除去正常凹凸标记，对除去后的图像应用现有的图像处理方法，由此对作为轮胎侧壁面且存在于非正常凹凸标记部分的凹凸缺陷进行检查。
[0058]此外，图像处理装置5例如由利用个人计算机等构成的硬件来实现。
[0059]接下来，说明由本实施方式的轮胎形状检查装置I的图像处理装置5实施的处理。[0060]图3是示出由图像处理装置5实施的处理内容的流程图。
[0061]如从该图明确的那样，图像处理装置5实施的处理具有对存在于轮胎的侧壁面的凹凸缺陷进行线上检查的“检查作业工序”。进一步地，作为在检查作业工序之前的前工序具有“教导作业工序”。
[0062]检查作业工序具备:“差分处理工序(S6) ”，从作为检查轮胎的侧壁面的二维图像的检查图像扣除高度偏移图像，并且除去掩模图像所表示的边界区域；以及“形状缺陷检查工序(S7)”，基于作为差分处理工序(S6)的结果而得到的正常凹凸标记除去图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查。各个工序S6、S7利用设置于图像处理装置5内的差分处理部件、形状缺陷检查部件来进行。
[0063]如图3所示，教导作业工序具备:“掩模图像生成工序(S2) ”，在作为样品轮胎的侧壁面的二维图像的样品原始图像中，对作为正常凹凸标记的轮廓的边界线进行检测，生成示出边界线的位置的掩模图像；以及“高度偏移图像生成工序(S3)”，在样品原始图像中，去除与在掩模图像示出的边界线的位置对应的区域，生成使用偏移值对残留的区域的高度进行分类而得到的高度偏移图像。各个工序S2、S3利用设置于图像处理装置5内的掩模图像生成部件、高度偏移图像生成部件来进行。
[0064]此外，通常，由于成为检查对象的轮胎的种类有多种，因此针对每个轮胎种类(TireID)作为线上检查前的登记作业而进行设置作业。该设置作业是把与按照每个TireID而不同的轮胎直径尺寸、接地面(胎面)的宽度等轮胎形状等有关的设计信息在检查之前进行登记的作业，该设置作业是必须的。在根据本实施方式的轮胎形状检查中，设为还在检查作业工序之前进行上述设置作业。
[0065]另外地，在本发明的轮胎形状检查方法中，检查作业工序的“差分处理工序(S6) ”、教导作业工序的“掩模图像生成工序(S2)”以及“高度偏移图像生成工序(S3)”具有显著的特征。因此，重点说明这些工序，并且设为叙述本轮胎形状检查方法的细节。
[0066]首先，参照图4说明教导作业工序的细节。
[0067]最初，取得作为无缺陷的理想的轮胎的样品轮胎的侧壁面的高度图像(原数据)。
[0068]在此得到的高度图像(原数据)中存在“未检测点”。未检测点是指由于正常凹凸标记的落差影响片状光不返回到照相机而受光强度成为规定值以下因此不能取得高度坐标的点，输出高度坐标O (黑点)。因此，使用在未检测点附近高度坐标已被检测出且夹着未检测点在轮胎圆周方向上并置的两个像素的高度坐标来计算直线插值值，将计算出的直线插值值嵌入成未检测点的坐标。
[0069]决定未检测点的坐标的方法除此以外，能够通过照原样复制未检测点附近的高度(O次近似)或者利用包围未检测点的四个点(圆周方向的两个点与径向方向的两个点)形成平面而进行平面插值等，来决定未检测点的坐标。此外，在使得未检测点的高度坐标保持不定那样的情况下，由于在下一平滑微分处理中出现非预期的大的微分值，还存在对最终的正常凹凸标记的位置(边界线)检测带来不良影响的可能性，因此需要注意。
[0070]再者说，由于一般在轮胎半径方向上存在低次的弯曲分量，因此在上述直线插值之后的高度图像包含轮胎半径方向和轮胎圆周方向的低次的弯曲分量。当残留着该弯曲分量进行下一平滑微分处理工序时，起因于弯曲分量微分值变高。起因于该弯曲分量的微分值由于难以与本来要检测的正常凹凸标记的边界线的微分值区分，因此从直线插值之后的高度图像除去该弯曲分量的平面化处理是重要的。
[0071]被预测为想要反映轮胎设计CAD数据、模具CAD数据的该低次的弯曲分量能够使用来自这些CAD数据的形状模型来校正。但是一般而言与CAD数据的协作在系统上也是困难的，在本实施方式中，从取得的高度图像本身取得理想的弯曲分量。
[0072]首先，求出弯曲分量方向的平均的截面外形形状，例如，根据截面外形形状的利用二次曲线的最小平方拟合将弯曲分量数学式模型化，将数学式模型化的弯曲分量从上述直线插值之后的高度图像除去。
[0073]由此，直线插值之后的闻度图像以遍历周围整体而残留着周围图形等闻度坐标变化的图形凹凸的方式被高精度地平面化，得到图5(a)示出的样品原始图像(S21)。
[0074]接下来，说明图3中的掩模图像生成工序(S2)。
[0075]该掩模图像生成工序(S2)在图4(a)中被示出为掩模图像生成的流程图。
[0076]对于在上述处理(S21)得到的被平面化的高度图像(以下称为样品原始图像)，例如得到施加使用索贝尔滤波器、拉普拉斯滤波器的微分滤波器(二维平滑微分滤波器)处理的微分值图像(S22)。
[0077]对于像这样得到的微分值的图像，按照每一线求出平均值(Ave)和方差(I σ )。使用求出的平均值(Ave)和方差(I O)，决定能够把正常凹凸标记的边界线从背景噪声的微分值分离的二值化阈值，基于该二值化阈值对微分值的图像二值化。由此，可得到示出正常凹凸标记的边界线的二值化图像(S23)。 [0078]此外，优选地利用孤立点除去滤波器来除去得到的二值化图像内的孤立的像素点，进一步地利用膨胀滤波器对除去孤立的像素点而得到的图像内的正常凹凸标记的边界线部分进行膨胀处理。
[0079]经以上处理得到的图像为边界线部分的二值像素点的值为1、边界线以外的部分的二值像素点的值为O的掩模图像，是图5(c)所示那样的图像。该掩模图像被保存在图像处理装置5内的存储器(S24)。
[0080]接着，使用图4、图6~图9说明图3的高度偏移图像生成工序(S3)。该高度偏移图像生成工序(S3)在图4(b)中被示出为偏移图像生成的流程图。在本工序中与掩模图像生成工序(S2)同样地使用经直线插值和平面化处理的样品原始图像(S31)。
[0081]在图7(a)示出为示意图的平面化之后的样品原始图像中，用实线表示的部分为扫描线的一部分，指正常凹凸标记部分。图7(b)的图表例如示出在图7(a)中示意性地示出的一个扫描线部分的高度像素外形(截面形状)。可明白在该外形整体地存在作为侧壁面的起伏的低频的高度像素变化(低频分量)之后，在正常凹凸标记的部分高度像素值急剧变化。此外，低频的高度像素变化例如是20次~70次左右(离散傅立叶变换之后的20次~70次左右)的低频所示出的变化。
[0082]在图7(b)的图表示出的高度像素外形中，用箭头示出与样品原始图像的实线对应的部分。虽然在此示出的各个正常凹凸标记(凹凸标记面)分别为大致相同高度，但是由于附着在之前说明的低频的高度像素变化(Runout (偏转)分量)之上，因此随着低频的高度像素变化而成为分别不同的高度。
[0083]在此，在图7(b)示出为线数据的高度像素外形是表示与侧壁面上的位置坐标(Distance,距离)对应的亮度值(Gray value,灰度值)的点数据的集合,是用线段将各个点数据相连而图表化的图。因此，线段的两个端点为表示实际的亮度值的点数据，去除这两个端点的线段并非表示实际的亮度值数据的数据。
[0084]首先，将这样的构成高度像素外形的各个点数据分为表示样品轮胎的侧壁面的基底面的点数据与表示凹凸标记面等基底面以外的点数据，制成偏移外形。因此，在图7(b)的高度像素外形中，例如检测与从位置坐标O起至依次邻接的点数据的亮度值的差分量(变化量)，得到图7(c)的图表所示那样的变化量的绝对值的变化。
[0085]也就是说，在图7(c)的图表中，在图7(b)中的亮度值在正方向和负方向上较大地变化的位置成为较大的值。因此，根据图7(c)的图表可明白取得该较大值的位置是成为基底面与基底面以外的面的边界的位置。
[0086]在这样的图7(c)中，对用纵轴示出的亮度值的变化量设定判定阈值Pth。具体地说，使对于亮度值的变化量的值设定的某一判定阈值从O起依次以相当于高度+0.1mm的亮度值的步进来逐渐增加。除此以外，针对所设定的各个判定阈值，将该判定阈值作为边界，在高度像素外形中辨别基底面的点数据群与基底面以外的点数据群之后，累加各个点数据的从判定阈值的差异(距离)，将该累加的距离成为最小(或者平方误差为最小)时的判定阈值设定为最终的判定阈值Pth。
[0087]在图7(c)中将判定阈值Pth与各点数据进行比较，把点数据所示出的变化量比判定阈值Pth更大的位置判定为是成为点“基底面与基底面以外的面的边界”的位置。也就是说，当参照图7(c)时，由于点数据所示的变化量在位置PU P2、P3、P4、P5变为比判定阈值Pth更大，因此判定为在图7(b)中相当于位置P1、P2、P3、P4、P5的位置是成为基底面与基底面以外的面的边界的位置。根据这样的判定，将构成图7(b)示出的高度像素外形的各个点数据分为表示基底面的点数据与表示凹凸标记面等基底面以外的点数据。
[0088]例如在图7(b)中，对从亮度值小且对应于基底面的位置坐标(Distance，距离)O的点数据起直到与图7(c)中亮度值的变化量首次超过判定阈值Pth的位置Pl对应的位置紧前为止的点数据添加示出作为基底面数据这一情况的标志。
[0089]接下来，在图7(b)中，对从图7 (C)的位置PI起直到与第二次超过判定阈值Pth的位置P2对应的位置紧前为止的点数据添加示出作为基底面以外的面这一情况的标志。这样，以超过判定阈值Pth的位置为边界来交替地变更示出基底面的标志与示出基底面以外的面的标志，从位置坐标(Distance，距离)0的点数据起依次添加图7(b)的点数据。
[0090]通过这样的处理，将构成图7(b)示出的高度像素外形的各个点数据分为表示基底面的点数据以及与基底面以外的面(例如文字面)对应的点数据。
[0091]此后，从图7(b)的高度像素外形仅提取表示基底面的点数据，得到表现基底面的高度像素数据。由于此时得到的高度像素数据是缺少表示基底面以外的点数据的数据，因此缺少的部分进行直线插值而制成表现基底面整体的高度像素数据。
[0092]另外，还能够采用除了直线插值以外的制成表现基底面整体的高度像素数据的方法。例如在图7(b)中，将表示基底面以外的点数据的亮度值减去判定阈值Pth部分的量，并且使减去之后的高度像素数据与表现基底面的高度像素数据一致。也就是说，使基底面以外的高度降低判定阈值Pth部分的量，接近基底面的高度像素数据。通过像这样使基底面以外的高度下降规定值的量，从而还能够制成表现图7(d)示出的基底面整体的高度像素数据。[0093]虽然像这样得到的图7(d)的高度像素数据看上去是连续的数据，但是由于是将不连续的点数据相连的数据，因此优选用作为以与侧壁的实际基底面相同的方式连续的曲线的数据来表现的情况。
[0094]图7(e)是例如利用低通滤波器使图7(d)的图表平滑的图表。作为低通滤波器，采用在对高度像素数据进行FFT(高速傅立叶变换)之后使高频分量截止的处理。认为图7(e)的图表大致正确地将侧壁的基底面的低频的高度像素变化(Runout分量，偏转分量)表现为基底线。
[0095]接着，在参照图8的同时说明用于将图7 (e)所示那样得到的基底线应用于图7 (b)的线数据来求出各个正常凹凸标记(凹凸标记面)的高度的方法。
[0096]在图8中示出通过从图7(b)示出的线数据扣除图7(e)示出的基底面的偏转分量来校正线数据的步骤。如图8所示，如果从线数据扣除基底面的偏转分量，则如图8(f)所示，能够得到无偏转分量(大的起伏)且大致仅示出凹凸标记的高度的被平面化的高度图像数据(凹凸线数据)。该被平面化的高度图像数据由高度O附近的平面部和多个高度的凹凸标记面构成。
[0097]当使用之前制成的掩模图像对像这样得到的图8(f)的被平面化的高度图像数据进行掩模处理时，有急剧的高度变化的边界部分的高度成为O (像素值)。此外，由于在将平面部识别为一个标签图形之后作为高度O进行分类处理(聚类)，因此高度O附近的平面部全部成为高度O (黑色)的一个值。进一步地，按照每个掩模图像的标签区域来求出各个标签区域所包含的全部像素值的平均值(平均高度)，设为各个标签区域的像素值(高度)。在本实施方式中，将按照每个这些标签区域来平均化的多个不同的像素值(高度)称为无分段偏移值。
[0098]图9(g)示出作为这样的无分段偏移值而用多个不同的值表现的高度图像数据。在图9(g)中，看到在上侧两条点线附近表现出凹凸标记的高度这一情况。也就是说，在图9(g)中，可以说在上侧两条点线附近表现出两种凹凸标记的高度。接下来，说明根据图9(g)的高度图像数据来检测两种凹凸标记的高度的方法。
[0099]如图9(g)的右侧所示，设定在高度(亮度值)方向上具有规定宽度的评价窗口(window)。此外一边使评价窗口从高度O起在高度方向移位一边对评价窗口所包含的点数据(在评价窗口内具有高度值的全部点数据)的个数进行评价。
[0100]首先，由于在图9(g)所示的上侧两条点线中下面的点线附近，评价窗口所包含的点数据的数目开始增加，因此在点数据的数目开始增加的高度前后，对评价窗口包含最多点数据的评价窗口位置进行检测。此外，在检测出的评价窗口位置使用与评价窗口所包含的各个点数据的误差成为最小的亮度值，来替换评价窗口所包含的各个点数据。
[0101]进一步地当使评价窗口在高度方向上移位时，由于在上面的点线附近，评价窗口所包含的点数据的数目开始增加，因此同样地对评价窗口包含最多点数据的评价窗口位置进行检测。此外，在检测出的评价窗口位置使用与评价窗口所包含的各个点数据的误差成为最小的亮度值，来替换评价窗口所包含的各个点数据。
[0102]这样，用无分段偏移值表示的图9(g)的高度图像数据如在图9(h)中上侧两条点线所示那样，成为由两种高度(亮度值Pthl、Pth2)也就是说由有分段偏移值来平均化而表示的情况，这两个高度(亮度值)被用作为线数据中的两种凹凸标记的偏移值。[0103]在参照图7到图9的同时说明的一连串处理由于通过计算机程序等来自动地进行，因此能够在不经由人手的情况下自动地得到凹凸标记的偏移值。
[0104]以下说明使用像这样得到的凹凸标记的偏移值来生成示出正常凹凸标记的高度的高度偏移图像的工序。
[0105]图6是示出根据本实施方式的轮胎形状检查方法中高度像素外形与标签区域的关系的图。
[0106]图6(a)是在样品原始图像中的侧壁圆周方向的高度外形I线中沿着轮胎圆周方向的X坐标来放大数百点部分的图表。图表中的矩形波重叠表示将之前求出的掩模图像反转而生成的反转掩模图像中处于与高度外形相同位置的图像。
[0107]反转掩模图像虽然与反转前的掩模图像相同是在高度像素值O与I之间振动的矩形波，但是为了使得容易地观看图表，使反转掩模图像在高度像素值正方向上移动。
[0108]在反转掩模图像中，由于边界线部分的二值像素点的值为O、边界线以外的部分的二值像素点的值为1，因此在图6中，与反转掩模图像的高度像素值O相当的区域是指正常凹凸标记的边界线部分。在反转掩模图像中，对与由边界线部分划分的高度像素值I相当的区域分别分派标签编号，将这些区域决定为标签区域。
[0109]这些标签区域中，将最长的标签区域(在图6(b)的情况下图表最左部的标签区域)Wl的平均高度登记为高度偏移=0、将该标签区域登记为高度偏移计算的开始区域。此后根据高度外形求出在上述最长标签区域中在包含与正常凹凸标记的边界线相接的端点的附近的平均高度，接 着，求出夹着边界线而邻接的标签区域W2的平均高度。此后计算所求出的两个高度的差(高度差)。
[0110]将该求出的高度差与之前取得的凹凸标记的偏移值进行比较，将差最小(大体一致)的偏移值分配为与最长标签区域Wl邻接的标签区域W2的高度偏移，并记录到偏移图像存储器区域内。
[0111]之后用相同的方法求出依次邻接的两个区域W3、W4、..?的高度差，把与所求出的高度差之差最小的偏移值分配为高度偏移值(S33)。当对I线I圆周部分配高度偏移值时，依次对别的I线I圆周部分进行相同的分配而对样品原始图像的全范围的线分配高度偏移值，得到图5(b)所示的高度偏移图像(S34)。
[0112]如果在教导时取得的高度图像完全没有低频率的偏转分量而正常凹凸标记为与轮胎设计CAD数据本身相同的值，则在不使用上述那样的“凹凸标记的偏移值”的情况下将所取得的样品原始图像(高度图像)本身登记为偏移图像、或者在不使用“凹凸标记的偏移值”的情况下将所求出的高度差本身设定为相邻区域之间的高度差=相对偏移值即可。
[0113]然而，在作为橡胶产品而进行空气注入的轮胎中，可以说没有偏转分量的轮胎完全不存在，将所取得的样品原始图像本身用作为偏移图像无法实际应用，在将求出的高度差本身登记为连续的偏移值的情况下，引起在对I圆周部分进行计算当中起因于偏转分量的误差累加、I线终点的高度偏移值不与I线起点的高度偏移值连续的问题。
[0114]因此，利用一边反映注入有空气的状态下的轮胎形状一边使用凹凸标记的偏移值以固定的偏移推测计算侧壁面的正常凹凸标记的高度的本方法，能够取得可实际应用的教导时的偏移图像。
[0115]在图3的信息登记工序(S4)中将掩模图像与偏移图像登记到图像处理装置5，结束教导作业工序。根据以上，对于所教导的轮胎样品图像，在计算机⑶I上的确认/修正作业成为可能，能够实现短时间内的教导作业。
[0116]在上述教导处理之后，实施对检查对象轮胎的侧壁面的凹凸缺陷(鼓出部(鼓起)/下凹部(凹下))进行检查的检查作业工序(线上检查)。
[0117]一边参照图3和图5 —边在以下说明检查作业工序。
[0118]在检查作业工序中，首先，取得图5(a)所示的检查对象轮胎的侧壁面的原始图像(检查图像)。
[0119]接着，在图3的坐标系偏差校正工序(S5)中，对检查图像的坐标系偏差(主要是周围方向的相位差=旋转角度)进行修正。作为位置对准方法，以存在于侧壁面的正常凹凸标记(例如标识)相一致的方式进行图像匹配，修正相位差。
[0120]接下来，在图3的差分处理工序(S6)中，从检查图像扣除教导时登记的高度偏移图像。由此，可得到被扣除了正常凹凸标记的高度的侧壁面的高度图像。
[0121]在该得到的高度图像中，由于掩模图像所示出的边界线部分(掩模范围)的数据不一定示出适当的值，因此基于掩模图像来对边界线部分进行插值。以下说明该插值处理。
[0122]例如，在I线上周围方向的掩模范围取连续的X坐标值而为几个点的部分左右的情况下，求出夹着掩模图像的掩模范围而邻接的两个正常凹凸标记的两端的平均高度坐标，通过将该平均高度坐标采用为掩模范围的高度坐标来进行直线插值。
[0123]另一方面，例如在周围方向的掩模范围取连续的X坐标值而在几十个点的部分以上连续的情况下，对于掩模图像的掩模范围内的高度像素值选择掩模范围长度以下的部分范围内的最大值或者最小值，将该选择的高度坐标值采用为掩模范围的高度坐标，由此对掩模范围内的全部高度坐标进行插值。
[0124]经这样的处理得到图5(d)所示的文字凹凸除去之后的图像。
[0125]使用该文字凹凸除去之后的图像来进行图3的形状缺陷检查工序(S7)。在图5 (d)所示的文字凹凸除去之后的图像中，仅除去正常凹凸标记的高度变化，在图像左侧于白色椭圆状所示的凸缺陷部的高度与图5(a)的原始图像(检查图像)相比不变化而残留。形状缺陷检查工序(S7)像这样对残留于文字凹凸除去之后的图像的凸缺陷部或者凹缺陷部进行检测。
[0126]作为形状缺陷检查工序(S7)，能够采用现有的图像处理方法。还可以采用利用二值化的缺陷提取、利用图案匹配的缺陷提取。
[0127]通过使用以上叙述那样的本发明的轮胎形状检查方法，成为能够在不受作为存在于轮胎侧壁面上的正常凹凸的标记(文字、标志、图样等)的影响的情况下确实地检查具有与正常凹凸标记相同程度的高度变化的凹凸缺陷(凸缺陷=Bulge (鼓出部)、凹缺陷=Dent(下凹部))。特别是，在轮胎形状的检查中，在不受橡胶产品特有的变形、由于使空气进入轮胎所致的变形等的影响的情况下轮胎形状的检查成为可能。
[0128]再者说，本次公开的实施方式应该被考虑为在所有点上为例示而并非是限制性的实施方式。本发明的范围并非是上述的说明而是由权利要求的范围所示出，意图包含与权利要求的范围等同的意思以及范围内的所有变更。
[0129]例如，还可以使得自动地进行掩模图像生成工序(S2)、高度偏移图像生成工序
(S3)等各个工序，还可以使得操作员一边参照图像一边手动进行。另外，还可以多次重复进行各个工序。
[0130]具体地说，在图像处理装置5中，将检查图像、掩模图像、高度偏移图像、正常凹凸标记除去之后的图像等进行并列显示或者切换显示，操作员确认各个图像，使得能够确认本来要连接的边界线是否被切断或者不恰当的部分是否被识别为边界线即可。
[0131]假设通过确认作业，只要掩模图像有不合适的地方，就利用⑶I进行边界线的追加/删除，在进行了修正的情况下使得进行掩模图像的再计算即可。接着，确认所设定的高度偏移图像，确认按照每个标签设定的一种偏移值是否异常。只要有不合适的地方，指定修正区域并变更(每次±1来进行增减)高度偏移值，在进行了修正的情况下使得进行高度偏移图像的再计算即可。
[0132]正常凹凸标记除去之后的图像是示出在基于本次设定的教导信息来实际地线上检查的情况下的平面化状态的图像，希望在确认处理之后的高度图像之后，只要有不合适的地方，就返回到掩模图像或者高度偏移图像的确认/修正，并分别进行修正/再计算。
[0133]再者说，在本实施方式中生成的掩模图像有时存在与想要检测的凹凸缺陷(Bulge(鼓出部)/Dent (下凹部))相比更大的掩模范围(掩模区域)。在像这样的大掩模范围存在凹凸缺陷的情况下，虽然是在进行掩模，但是因此变成漏看想要检测的凹凸缺陷。因此，优选设置对高度坐标值进行插值的处理。进一步优选根据掩模范围的大小(长度)来改变掩模范围的插值处理。
[0134]因此，参照图10详细说明接着上述图3中的差分处理工序(S6)进行的插值处理(插值工序)。在图10中，X轴示出轮胎旋转方向(圆周方向)，Y轴示出轮胎表面的高度
变化量。
[0135]如之前说明的那样，在差分处理工序(S6)中，首先，从检查图像扣除教导时登记的高度偏移图像，得到轮胎侧壁面的高度图像。图10(a)示出得到的高度图像的I线中的一部分。
[0136]在图10(a)示出的高度图像中，存在很多在作为轮胎旋转方向的X轴方向上的像素数少(短)的正常凹凸标记，并且作为这些正常凹凸标记的边界线且高度坐标值(高度像素值)急剧地变化的部分接近。因此，该正常凹凸标记在图4(a)所示的掩模图像生成工序得到的掩模图像中，大致全部成为掩模范围。使像这样得到的掩模图像反转，得到反转掩模图像。
[0137]图10(b)示出在得到的反转掩模图像中的与图10(a)的高度图像对应的部分。在反转掩模图像中，与高度图像的正常凹凸标记对应的掩模范围的二值像素点的值为O。通过求取这样的反转掩模图像与高度图像的逻辑积，从而对与图10(a)示出的高度图像中的掩模范围对应的位置进行掩模而将高度坐标值设为0，得到图10(c)示出的掩模后高度图像。
[0138]在该掩模后高度图像中由于与掩模范围对应的位置的高度坐标值全部成为0，因此必须在该进行了掩模的位置插值高度坐标值。作为插值高度坐标值的方法，可考虑直线插值、平均插值以及包络线插值这三种插值处理。在与掩模后高度图像的掩模范围对应的位置为几个像素左右(例如不到10个像素)的长度的情况下，利用直线插值或者平均插值对高度坐标值进行插值。在与掩模后高度图像的掩模范围对应的位置为超过几个像素的(例如10像素以上的)长度的情况下，利用包络线插值对高度坐标值进行插值。
[0139]直线插值如图10(d)所示是指用直线对夹着与掩模图像的掩模范围对应的位置而邻接的两个正常凹凸标记的两端的高度坐标值进行连结，将线性地变化的直线上的值分配为与掩模范围对应的位置的高度坐标值，由此进行插的值方法。
[0140]平均插值如图10(d)所示是指求出夹着与掩模图像的掩模范围对应的位置而邻接的两个正常凹凸标记的两端的高度坐标值的平均，将该高度坐标值的平均(平均高度坐标值)分配为与掩模范围对应的位置的高度坐标值，由此进行插值的方法。
[0141]另外，包络线插值如图10(e)所示是指沿着X轴方向设定作为与掩模范围对应的位置的部分范围的窗口，将该窗口范围的最大高度坐标值分配为与掩模范围对应的位置的高度坐标值，由此进行插值的方法。
[0142]说明窗口的设定方法。在以下说明中，假定图10(b)的反转掩模图像所示的掩模范围例如在X轴方向上具有40像素的长度。在图10(a)的高度图像中，将掩模范围的X坐标最小的点(最左边点)设为窗口中心点。将包含该窗口中心点和窗口中心点的左右几个像素的范围作为窗口设定到图10(a)的高度图像。例如，在包含窗口中心点和其左右10个像素来设定窗口的情况下，将掩模范围的最左边点设为窗口中心点，21个像素的部分被设定为窗口。一般地希望窗口的像素数为掩模范围的像素数的一半左右或者一半以下。
[0143]在像这样设定的窗口内，检测最大高度坐标值，将检测出的值作为与窗口中心点对应的位置的高度坐标值，分配至图10(c)的掩模后高度图像。
[0144]接着，使窗口中心点在X轴方向上移动I个像素的部分，利用上述方法来设定包含移动后的窗口中心点的新窗口。在所设定的新窗口内，检测最大高度坐标值，将检测出的值作为与窗口中心点对应的位置的高度坐标值分配至掩模后高度图像。
[0145]重复该处理直到窗口中心点移动到与掩模范围的X坐标最大的点(最右边点)对应的位置为止，当利用最大高度坐标值来描绘包络线并进行插值时，能够遍历与掩模范围对应的位置的全体来对高度坐标值进行插值。图10(e)示出实施了上述的包络线插值的高度图像，大致再现出图10(a)的高度图像所示的正常凹凸标记的外形的概略形状。
[0146]此外，在上述包络线插值中，虽然将窗口范围的最大高度坐标值分配为与窗口中心点对应的位置的高度坐标值，但是还可以将最小高度坐标值分配为掩模范围的高度坐标值。
[0147]在分配最小高度坐标值的情况下，得到的高度图像成为大致再现图10(a)的高度图像所示的正常凹凸标记的基底部分的外形的概略形状的图像。也就是说，无论是在分配最大高度坐标值的情况下、还是在分配最小高度坐标值的情况下，都能够评价轮胎侧壁面的掩模范围的全局的(低频分量所示出的)凹凸变化。另外，还可以将窗口范围的高度坐标值的最大值与最小值的平均分配为与窗口中心点对应的位置的高度坐标值。
[0148]附图标记说明
1:轮胎形状检查装置；2:轮胎旋转机；3a、3b:传感器单元；4:编码器；5:图像处理装置；6:摄像照相机；7:线光源；8:照相机透镜；9:摄像元件。
【权利要求】
1.一种轮胎形状检查方法，所述方法是使用具有形成有凹凸标记的侧壁面的样品轮胎的所述侧壁面的图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查的轮胎形状检查方法，其特征在于， 作为教导作业工序具备: 掩模图像生成工序，在作为所述样品轮胎的侧壁面的二维图像的样品原始图像中，检测作为所述凹凸标记的轮廓的边界线，生成示出所述边界线的位置的掩模图像；以及 高度偏移图像生成工序，在所述样品原始图像中，去除与在所述掩模图像示出的所述边界线的位置对应的区域，生成通过使用一个或者多个偏移值表示残留的区域的高度而得到的高度偏移图像， 作为检查作业工序具备: 差分处理工序，从作为所述检查轮胎的侧壁面的二维图像的检查图像扣除所述高度偏移图像，并且除去所述掩模图像表示的边界区域；以及 形状缺陷检查工序，基于作为所述差分处理工序的结果而得到的凹凸除去图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查， 在所述高度偏移图像生成工序中，在样品原始图像中，制成对作为未形成有凹凸标记的侧壁面的基底面进行近似的偏移外形，基于所制成的偏移外形从样品原始图像提取凹凸标记，将所提取的凹凸标记的高度设为所述偏移值。
2.根据权利要求1所述的轮胎形状检查方法，其特征在于， 所述高度偏移图像生成工序: (I)提取所述样品原始图像的沿着轮胎圆周方向的线数据； (II)基于所述线数据提取所述样品轮胎的基底线； (III)从所述线数据减去所述基底线数据，由此制成凹凸标记的凹凸线数据；以及 (IV)将制成的凹凸线数据的高度设为凹凸标记的偏移值。
3.根据权利要求2所述的轮胎形状检查方法，其特征在于， 在权利要求2的工序(IV)中: (IV-1)设定在凹凸标记部的高度方向上具有规定宽度的评价窗口 ； (IV-2) 一边使所述评价窗口在凹凸线数据的高度方向上移位，一边求出所述评价窗口所包含的凹凸线数据的平均值；以及 (IV-3)在将求出的平均值替换为凹凸线数据的凹凸标记的高度之后，用作为所述偏移值。
4.根据权利要求3所述的轮胎形状检查方法，其特征在于， 所述掩模图像生成工序: 通过应用微分滤波器来得到对所述凹凸标记的边界线部分进行强调的微分图像；以及通过对得到的所述微分图像应用规定的阈值来将所述微分图像二值化而生成所述掩模图像。
5.根据权利要求4所述的轮胎形状检查方法，其特征在于， 在应用所述微分滤波器之前， 插值除去所述样品原始图像内的未检测点；以及 基于所述侧壁面的外形形状，从除去了所述未检测点的图像除去侧壁面的弯曲分量，将除去了所述未检测点的图像平面化。
6.根据权利要求1到5中的任一项所述的轮胎形状检查方法，其特征在于， 所述高度偏移图像生成工序使用所述样品原始图像、所述掩模图像以及对所述凹凸标记设定的所述多个偏移值来进行: (I)从所述掩模图像提取与所述样品原始图像的沿着轮胎圆周方向的一个线数据对应的线数据； (II)在所述样品原始图像的I线数据上，把由从掩模图像提取的所述线数据示出的边界线所划分的各区域分别设为一个标签区域； (III)把所述标签区域中在圆周方向上最长的标签区域设为高度偏移值的计算开始区域，或者把被由所述掩模图像示出的边界线所包围的区域中面积最大的区域设为高度偏移值的计算开始区域； (IV)从所述计算开始区域起依次求出与邻接的标签区域的高度差；以及 (V)把所述多个偏移值中最接近所求出的高度差的偏移值作为邻接的标签区域的高度偏移值来针对所有的标签区域进行设定， 对于所述样品原始图像的全部线数据重复所述(I)至(V)的步骤，由此生成高度偏移图像。
7.根据权利要求6所述的轮胎形状检查方法，其特征在于， 所述高度偏移图像生成工序: 使所述掩模图像重合到所述高度偏移图像； 按照每个由所述掩模图像示出的边界线所包围的区域，将区域内最多数目地存在的高度偏移值设定为该区域整体的高度偏移值。
8.根据权利要求1所述的轮胎形状检查方法，其特征在于， 具有对于由在所述差分处理工序得到的图像内的在该差分处理工序中使用的掩模图像来进行掩模的掩模范围，利用下述(I广(III)中任一个处理对高度坐标值进行插值的插值工序: (I)选取在夹着所述掩模范围的两个位置的高度坐标值，将从一个高度坐标值朝向另一个高度坐标值线性地变化所得到的高度坐标值分配给所述掩模范围，由此进行插值； (II)选取在夹着所述掩模范围的两个位置的高度坐标值，将通过求出一个高度坐标值和另一个高度坐标值的平均值而得到的平均高度坐标值分配给所述掩模范围，由此进行插值；以及 (III)设置至少一部分重叠于所述掩模范围且比所述掩模范围短的窗口，一边使所述窗口从所述掩模范围的一端向一端移动，一边在所述检查图像中选择与所述窗口对应的位置的最大高度坐标值或者最小高度坐标值，将所选择的高度坐标值分配给所述掩模范围，由此进行插值。
9.一种轮 胎形状检查装置，所述装置是使用具有形成有凹凸标记的侧壁面的样品轮胎的所述侧壁面的图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查的轮胎形状检查装置，其特征在于，具备: 摄像部件，对所述侧壁面的二维图像进行摄像； 掩模图像生成部件，在作为所述样品轮胎的侧壁面的二维图像的样品原始图像中，检测作为所述凹凸标记的轮廓的边界线，生成示出所述边界线的位置的掩模图像； 高度偏移图像生成部件，在所述样品原始图像中，去除与在所述掩模图像示出的所述边界线的位置对应的区域，生成通过使用一个或者多个偏移值表示残留的区域的高度而得到的高度偏移图像， 并且具备: 差分处理部件，从作为所述检查轮胎的侧壁面的二维图像的检查图像扣除所述高度偏移图像，并且除去所述掩模图像表示的边界区域；以及 形状缺陷检查部件，基于作为所述差分处理工序的结果而得到的凹凸除去图像，对检查轮胎的侧壁面的形状缺陷进行检查， 多个偏移值是通过在样品原始图像中制成对作为未形成有凹凸标记的侧壁面的基底面进行近似的偏移外形、且基于所制成的偏移外形从样品原始图像提取凹凸标记而得到的凹凸标记的高度。
10.根据权利要求9所述的轮胎形状检查装置，其特征在于， 所述摄像部件具备: 线光照射部件，将一个光切断线照射到所述侧壁面； 摄像照相机，对照射到所述侧壁面的所述线光的像进行摄像；以及 摄像存储器，通过逐次储存由所述摄像照相机摄像的I线图像，来构成所述侧壁面的二维图像。
【文档编号】G01B11/30GK104024792SQ201280054650
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年10月2日 优先权日:2011年11月7日
【发明者】高桥英二, 辻敏之, 甘中将人 申请人:株式会社神户制钢所