轮胎形状检查方法、 轮胎形状检查装置 【技术领域】
本发明涉及对形成有有凹凸标记的轮胎的侧壁面 (side wall) 进行形状缺陷检查 的轮胎形状检查方法及其装置。背景技术
轮胎具有橡胶、 化学纤维、 钢丝帘线 (steel cord) 等各种材料叠层的构造。如果 该叠层构造存在不均匀部分， 充气时， 耐压性相对薄弱的部分就会产生被称为起鼓 (bulge) 的隆起部分 ( 凸部 ) 或被称为凹痕 (dent) 或凹陷 (depression) 的下陷部分 ( 凹部 )。对 于产生这种起鼓或凹痕等形状缺陷的轮胎， 由于安全上的问题或外观不良问题， 需要检查 而将其从出货对象中排除。
通常， 在检查轮胎形状时， 首先是会利用旋转机器， 在规定的位移传感器面对轮胎 表面 ( 侧壁面或胎面 ) 配置的状态下， 旋转驱动轮胎。 例如， 专利文献 1 公开了一种技术 ： 对旋转的轮胎表面照射裂隙光 ( 线光 )， 对该 裂隙光的图像进行拍摄， 根据该拍摄图像， 用光切断法检测形状， 以此来检测轮胎的表面高 度。这样， 会得到轮胎表面 360°圆周方向范围的多个位置的表面高度测定值的分布信息。 侧壁面和胎面的 360°圆周方向范围的各位置的表面高度测定值被配置在二维坐标系内， 该二维坐标系由表示轮胎半径方向的第 1 坐标轴 ( 例如 X 轴 ) 和表示轮胎圆周方向的第 2 坐标轴 ( 例如 Y 轴 ) 组成。以下， 称这样得到的信息为表面高度分布信息。因此， 如果认为 上述表面高度测定值相当于图像数据中各像素的亮度值， 上述表面高度分布信息就可以同 单色图像数据一样， 在计算机 ( 图像处理装置 ) 上进行处理。
在检查轮胎形状时， 根据上述表面高度分布信息， 实行上述侧壁面的形状缺陷检 查处理。
但是， 在轮胎的侧壁面上， 由于形成有表示产品型号、 尺寸、 生产厂家标志等的凹 凸标记 ( 下称为显示标记 )。所以， 在进行上述侧壁面形状缺陷检查处理时， 必需避免将上 述显示标记的凹凸误测为形状缺陷。
现有的形状缺陷检查处理， 常常是对上述表面高度分布信息中轮胎圆周方向的一 个线条的测定值实施低通滤波处理， 根据得到的数据， 判别轮胎在圆周方向上的变化是否 是在允许范围内。
通常， 在检查轮胎形状时， 首先是会利用旋转机器， 在规定的位移传感器面对轮胎 表面 ( 侧壁面或胎面 ) 配置的状态下， 旋转驱动轮胎。 例如， 专利文献 1 公开了一种技术 ： 对旋转的轮胎表面照射裂隙光 ( 线光 )， 对该 裂隙光的图像进行拍摄， 根据该拍摄图像， 用光切断法检测形状， 以此来检测轮胎的表面高 度。这样， 会得到轮胎表面 360°圆周方向范围的多个位置的表面高度测定值的分布信息。 侧壁面和胎面的 360°圆周方向范围的各位置的表面高度测定值被配置在二维坐标系内， 该二维坐标系由表示轮胎半径方向的第 1 坐标轴 ( 例如 X 轴 ) 和表示轮胎圆周方向的第 2 坐标轴 ( 例如 Y 轴 ) 组成。以下， 称这样得到的信息为表面高度分布信息。因此， 如果认为 上述表面高度测定值相当于图像数据中各像素的亮度值， 上述表面高度分布信息就可以同 单色图像数据一样， 在计算机 ( 图像处理装置 ) 上进行处理。
在检查轮胎形状时， 根据上述表面高度分布信息， 实行上述侧壁面的形状缺陷检 查处理。
但是， 在轮胎的侧壁面上， 由于形成有表示产品型号、 尺寸、 生产厂家标志等的凹 凸标记 ( 下称为显示标记 )。所以， 在进行上述侧壁面形状缺陷检查处理时， 必需避免将上 述显示标记的凹凸误测为形状缺陷。
现有的形状缺陷检查处理， 常常是对上述表面高度分布信息中轮胎圆周方向的一 个线条的测定值实施低通滤波处理， 根据得到的数据， 判别轮胎在圆周方向上的变化是否 是在允许范围内。
例如， 专利文献 2 记述了一个实例 ： 对轮胎圆周方向的一个线条的测定值实施高 速傅里叶变换处理， 将所得数据中高频成分除去， 对余下数据再实施傅里叶逆变换处理， 由 此来实现上述低通滤波处理 ( 参照专利文献 2 的段落
)。
此外， 专利文献 3 记述了以下内容 ： 算出轮胎圆周方向的一个线条的测定值与抛 物线之间的切点， 对算出的两个切点之间进行线性插补计算， 由此来取代高速傅里叶变换 处理， 实现低通滤波处理。
此外， 专利文献 2 还记述了以下内容 ： 对轮胎圆周方向的一个线条的测定值实施 微分平滑处理， 根据所得数据， 将测定值陡然向上变化与陡然向下变化的两个位置之间的
范围， 视为上述显示标记存在的范围， 将该范围从检查对象中排除。
以上的现有技术一直以以下内容为前提， 即， 在轮胎圆周方向上， 应该检测的形状 缺陷部分的表面高度变化比较平缓， 而与其相对的上述显示标记部分的表面高度变化较为 急剧。
专利文献 1 ： 日本国公开特许公报 ： 11-138654
专利文献 2 ： 日本国公开特许公报 ： 2004-156919
专利文献 3 ： 日本国公开特许公报 ： 5-215530
图 8 是将一例轮胎侧壁面的上述显示标记 M 在 X 轴和 Y 轴分别是轮胎半径方向和 圆周方向的坐标系内表示的示意图。
轮胎表面隆起的上述显示标记 M 大多如图 8 所示具有向轮胎圆周方向 (Y 轴方向 ) 延伸的边缘部， 或在与轮胎圆周方向呈锐角的方向上延伸的边缘部。 所以， 轮胎圆周方向的 一个线条的表面高度测定值有时会像图 8 中的虚线 La 上的测定值那样， 包含上述显示标记 边缘部周边的测定值。对于图 8 的虚线 La 上的表面高度测定值， 由上述显示标记 M 引起的 值的变化是比较平缓的。
因此， 对轮胎圆周方向的一个线条的表面高度测定值实施低通滤波处理或微分平 滑处理的现有形状缺陷检查处理， 存在以下问题 ： 很难明确区分形状缺陷引起的测定值变 化和上述显示标记引起的测定值变化。 其结果， 有时将显示标记部分误测为形状缺陷部分， 有时将形状缺陷部分误认为显示标记部分， 使形状缺陷漏检。 此外， 轮胎圆周方向的一个线条的表面高度测定值有时也会像图 8 中的虚线 Lb 上 的测定值那样， 含有孤立于其它的一连串的显示标记 M 中的多处隆起部分 Mt 和在它们之间 的非隆起部分 Mb 的测定值。该非隆起部分 Mb 也可以认为是上述显示标记 M 的显示范围内 的凹陷部分。
对于处在一连串的显示标记 M 的轮廓内侧的上述非隆起部分 Mb， 由于其高度的较 大变化往往与形状缺陷 ( 起鼓或凹痕 ) 无关， 所以希望将其排除在形状缺陷检查对象之外。
但是， 现有的形状缺陷检查处理却将处在一连串的显示标记轮廓内的非隆起部分 测定值包含在形状缺陷检查对象中， 所以， 存在以下问题 ： 该非隆起部分有可能被误检测为 形状缺陷部分。
另一方面， 可以考虑利用处理器， 来根据上述表面高度分布信息， 自动检测上述坐 标系的显示标记 M 的位置， 预先将包围上述显示标记 M 的区域自动设定为形状缺陷检查对 象外的区域。
但是， 处理器对于根据上述表面高度分布信息自动检测显示标记 M 位置的处理， 运算负荷很高。因此， 用处理器来自动设定各检测对象轮胎的包围显示标记 M 的区域， 会成 为阻碍轮胎检查工序时间大幅缩短的主要原因。进而， 还有以下问题 ： 对表面形状各异、 种 类繁多的所有轮胎的包围显示标记 M 的区域， 都毫无例外地进行切实的自动设定是非常困 难的。
此外， 也可以考虑预先将与上述表面高度分布信息的坐标系的显示标记 M 的位置 相对应的特定区域， 注册为形状缺陷检查对象外区域。
但是， 对于轮胎侧壁面上的多个显示标记 M， 一边确认其位置， 一边对从形状缺陷 检查对象中除外的多个区域进行一一设定， 工作是非常麻烦的。
发明内容 本发明就是鉴于上述情况提出的， 其目的是提供一种轮胎形状检查方法及其装 置， 可以在检查形成有有凹凸标记 ( 上述显示标记 ) 的轮胎的侧壁面的形状缺陷时， 根据表 面高度测定值， 准确无误地除去标记形成范围内的测定值， 进行正确的形状缺陷测定。
为了达到上述目的， 本发明的第 1 发明的轮胎形状检查方法根据形成有凹凸标记 的轮胎侧壁面的表面高度分布信息， 实行侧壁面的形状缺陷检查处理。包含以下 (1-1) ～ (1-6) 所示的各工序 ：
(1-1) 标记范围自动设定工序， 根据样品表面形状信息， 自动检测上述凹凸标记的 位置， 自动设定包围上述凹凸标记存在范围的标记范围的坐标信息， 上述样品表面形状信 息是从每种检查对象轮胎的轮胎样品得到的上述表面高度分布信息 ；
(1-2) 图像输出工序， 将基于上述样品表面形状信息的表面形状图像和基于上述 标记范围坐标信息的标记范围图像重叠显示在显示部 ；
(1-3) 标记范围变更工序， 与上述图像输出工序并行， 根据规定操作部的输入操 作， 变更上述标记范围的坐标信息 ；
(1-4) 信息注册工序， 将由上述标记范围变更工序变更后的上述标记范围的坐标 信息和作为上述样品表面形状信息的一部分或全部的注册表面形状信息， 保存在存储部 ；
(1-5) 坐标系偏差检测工序， 将作为从每种检查对象轮胎得到的上述表面高度分 布信息的检查用表面形状信息与上述注册表面形状信息进行对照， 检测上述检查用表面形 状信息与上述标记范围坐标信息之间的坐标系的偏差 ； 和
(1-6) 标记范围检查除外工序， 在对上述坐标系的偏差进行修正之后， 将上述检查 用表面形状信息中的范围相当于上述标记范围坐标信息的上述表面高度测定值， 从上述形 状缺陷检查处理对象中排除。
这里， 表面高度分布信息是在二维坐标系内排列了侧壁面的全周范围的各个位置 的表面高度测定值的信息， 该二维坐标系由表示上述轮胎半径方向的第 1 坐标轴和表示上 述轮胎圆周方向的第 2 坐标轴组成。
另外， 上述的 6 个工序通常是由规定的处理器来执行。此外， 上述 6 个工序既可以 分别由不同的处理器执行， 也可以由一个处理器一并执行多个工序。当然， 在实施本发明 的轮胎形状检查方法时， 对于处理器的使用数量和如何用这些处理器分担执行上述 6 个工 序， 不做特殊限定。
在本发明的轮胎形状检查方法中， 上述 (1-1) 工序由于包含自动检测上述凹凸标 记的位置的处理， 所以处理器的运算负荷较高。 根据本发明， 包含运算负荷较高的处理的上 述 (1-1) ～ (1-4) 的各工序， 对每种轮胎的一个样品轮胎实行即可。
另一方面， 对于每个检查对象轮胎实行的上述 (1-5) 和 (1-6) 的各工序的处理， 由 于处理器的运算负荷较低， 所以， 实用的处理器就可实现高速运行。因此， 本发明的轮胎形 状检查方法不会阻碍缩短各检查对象轮胎的检查工序的时间。
此外， 通过实行标记范围自动设定工序， 来对表面形状各异、 种类繁多的所有轮 胎， 都毫无例外地切实自动设定包围凹凸标记的标记范围是非常困难的。 对此， 实行标记范 围变更工序， 就可以在侧壁面的表面形状图像上， 一边观察自动设定的上述标记范围， 一边
通过手动操作来校正该标记范围。 因此， 本发明可以对表面形状各异、 种类繁多的轮胎切实 设定正确的标记范围。而且， 上述标记范围变更工序中的手动操作作业仅对上述标记范围 自动设定中存在问题的部分进行即可。因此， 与个个都靠手动来对上述侧壁面的多个上述 凹凸标记的上述标记范围全部进行设定作业相比， 上述标记范围变更工序中的手动操作作 业要简单得多。
上述表面高度分布信息的上述表面高度测定值， 是通过一边旋转安装在规定的旋 转轴上的轮胎、 一边扫描该轮胎的侧壁面取得的。 这时， 一般不对上述侧壁面的扫描开始位 置做特殊设定。此外， 轮胎形状检查装置通常不具备对安装在上述旋转轴的轮胎的方向进 行检测并记录检测结果的功能。 所以， 对于每一个检查对象轮胎来说， 通过轮胎形状检查装 置得到的上述表面高度分布信息中的相当于轮胎圆周方向的坐标轴上的坐标与实际的轮 胎圆周方向的位置之间的对应关系是不统一的。因此， 对于从每个检查对象轮胎取得的表 面高度分布信息， 必需检测和修正与通过上述标记范围变更工序得到的上述标记范围的坐 标信息之间的坐标系的偏差。
根据本发明的轮胎形状检查方法， 上述坐标系偏差检测工序会自动检测上述坐标 系的偏差， 根据其检测结果， 修正上述坐标系的偏差， 所以， 本发明可以正确设定形状缺陷 检查处理对象外的范围。
此外， 本发明的轮胎形状检查方法优选满足下面的 (1-7) 和 (1-8) 所示的必要条 件。
(1-7) 上述注册表面形状信息是上述取样表面形状信息中的上述第 1 坐标轴的特 定坐标上的上述第 2 坐标轴的整个方向上的表面高度测定值。
(1-8) 上述坐标系偏差检测工序包含一边将上述检查用表面形状信息中的上述第 1 坐标轴的上述特定坐标上的上述第 2 坐标轴的整个方向上的上述表面高度测定值和上述 注册表面形状信息在上述第 2 坐标轴方向上移位， 一边进行对照， 由此来检测上述第 2 坐标 轴的上述坐标系的偏差的工序。
通常， 会成问题的上述坐标系的偏差大多仅在相当于轮胎圆周方向的坐标轴方向 出现， 所以， 可以通过上述 (1-8) 工序， 简单检出上述坐标系的偏差。
此外， 作为本发明的轮胎形状检查方法的具体例， 上述标记范围自动设定工序优 选包含以下 (1-9) ～ (1-11) 所示的各工序 ：
(1-9) 二维边缘检测工序， 通过对上述取样表面形状信息进行二维边缘检测处理， 来检测上述凹凸标记的边缘， 将检出的二维边缘分布信息保存在存储部中 ；
(1-10) 标注工序， 对上述二维边缘分布信息进行标注处理， 将通过上述标注处理 得到的标注分布信息保存在存储部中 ； 和
(1-11) 标记范围设定工序， 根据上述标注分布信息中每个标注值的圆角坐标， 设 定包围上述凹凸标记存在范围的上述标记范围的坐标， 将该坐标保存在存储部中。
这里， 上述二维边缘检测工序， 是例如通过对上述表面高度分布信息依次实施二 次平滑微分处理和二值化处理， 来检测上述凹凸标记的边缘。 而且， 将作为其处理结果的二 值分布信息， 或者是对该二值分布信息实施预定的校正处理后得到的校正后的上述二值分 布信息作为上述二维边缘分布信息检出。另外， 上述二次平滑微分处理的一例是二维索贝 尔滤波处理。上述二维边缘检测工序是通过对作为二维信息的上述表面高度分布信息， 就按二 维信息实施边缘检测处理， 来检测上述显示标记 ( 凹凸标记 ) 的边缘的工序。这样， 上述显 示标记的边缘部 ( 轮廓部 ) 不论是沿二维坐标中的哪一个方向延伸形成， 该边缘部都会被 切实检出。另外， 二维边缘检测处理可以采用各种二次微分处理。
另外， 通过上述标注工序， 孤立于其它部分的各个一连串的上述显示标记都会被 设定相同的标注值。上述标记范围设定工序对该一连串的每个显示标记， 都检测以最小范 围包围该显示标记的矩形范围的坐标 ( 每个上述标注值的圆角坐标 )。 另外， 上述标注处理 是针对被视为二值图像信息的上述二维边缘分布信息 ( 二值分布信息 )， 对每个联结像素 设定相同标注值的处理。
然后， 上述标记范围设定工序， 根据每个上述标注值的圆角坐标， 对包含上述显示 标记存在范围的标记范围， 也就是将上述表面高度测定值从形状缺陷检查处理的对象中除 外的范围进行设定， 所以， 本发明可以将位于一连串的上述显示标记轮廓内的非隆起部的 测定值， 从形状缺陷检查的对象中排除， 避免将非隆起部误测为形状缺陷的部分。
此外， 优选上述图像输出工序包含将光标图像显示在上述显示部的工序。
另外， 优选上述标记范围变更工序包含根据上述输入操作， 移动上述光标图像的 显示位置， 对与上述光标图像的显示位置对应的坐标变更上述标记范围的坐标信息的工 序。由此， 本发明就可以通过对鼠标等操作部的简单操作， 变更上述标记范围的坐标信息。 此外， 优选上述标记范围检查除外工序， 是将上述检查用表面形状信息中范围相 当于上述标记范围坐标信息的上述表面高度测定值， 置换为基于该范围以外的上述表面高 度测定值的插补值的工序。该插补值是线性插补值或二次曲线的插补值等变化平缓的值。 由此， 不论有无标记范围， 都可以用相同算法， 实行形状缺陷检查处理。
此外， 作为上述标记范围插补工序的具体例可以是， 上述处理器对上述第 2 坐标 轴方向的每个线条， 通过基于上述表面高度分布信息中的上述标记范围以外的上述表面高 度测定值的线性插补， 算出上述标记范围内的表面高度测定值的插补值。
此外， 优选对上述二值分布信息实施的上述预定的校正处理包含图像处理领域中 实行的膨胀处理。
由此， 即便上述显示标记的部分轮廓中包含表面高度升起 ( 变化 ) 得比较平缓的 部分， 该部分也会被识别为是上述显示标记轮廓内的部分， 会被切实分配标注值。
此外， 在本发明中， 上述标记范围设定工序也可以将每个上述标注值的圆角坐标 所确定的各个矩形范围分别设定为上述标记范围。
但是， 为了使上述标注值的圆角坐标所确定的矩形范围中， 也能包含应该是形状 缺陷检查对象的范围， 优选对上述标记范围进一步详细设定。
因此， 本发明优选上述标注工序满足以下 (1-12) 所示条件， 另外， 上述标记范围 设定工序包括以下 (1-13) 和 (1-14) 所示的各工序。
(1-12) 上述标注工序， 是设上述全周范围的两端坐标相邻， 对上述二维边缘分布 信息 ( 二值分布信息 ) 实施标注处理， 将作为其处理结果的标注分布信息保存在存储部的 工序。
(1-13) 标注存在模式判别工序， 对上述标注分布信息中的每个上述标注值， 根据 其圆角坐标， 判别上述第 2 坐标轴方向的上述标注值的存在范围的模式是预先决定的三种
存在模式中的哪个， 将其判别结果保存在存储部中 ；
(1-14) 每个线条的标记范围设定工序， 以上述第 2 坐标轴方向的一个线条为单 位， 根据存在于上述一个线条上的上述标注值各自的上述存在模式的判别结果和位置， 设 定上述标记范围的坐标， 将该坐标保存在存储部中。
另外， 上述预先决定的三种存在模式分别是 ： 上述标注值连续不断地存在于整个 上述全周范围的第 1 存在模式 ； 上述标注值在上述全周范围的包含一个端部的区域和包含 另一端部的区域上分离的第 2 存在模式 ； 和作为其他状态的第 3 存在模式。
更为具体而言就是， 在上述每个线条的标记范围设定工序中， 上述处理器对上述 第 2 坐标轴方向的每个线条， 根据上述存在模式的判别结果， 实行以下 (1-15) ～ (1-17) 所 示的处理。
(1-15) 对于上述存在模式的判别结果是上述第 1 存在模式的上述标注值， 根据上 述标注值的数量， 仅将存在上述标注值的位置设定为上述标记范围， 或者将整个上述第 2 坐标轴方向的一个线条， 设定为上述标记范围。
(1-16) 对于上述存在模式的判别结果是上述第 2 存在模式的上述标注值， 将上述 全周范围二等分后的各范围中的上述全周范围的两端位置分别到相对于该位置离开最远 的上述标注值的位置的范围， 设定为上述标记范围。 (1-17) 对于上述存在模式的判别结果是上述第 3 存在模式的上述标注值， 将存在 上述标注值的所有位置的范围， 设定为上述标记范围。
根据以上所示的处理， 如后上述， 上述标记范围就会被设定成必要的最小限范围， 几乎是从上述显示标记的轮廓到相当于内侧的范围。
对于轮胎的上述侧壁面而言， 一般不论有无显示标记， 基本上都会在第 1 坐标轴 方向 ( 半径方向 ) 弯曲。因此， 在侧壁面弯曲程度较大的情况下， 在进行上述过滤工序的二 维索贝尔滤波处理时， 上述弯曲部有可能被误测为上述显示标记的边缘。
因此， 优选用上述处理器执行以下 (1-18) 和 (1-19) 所示的处理。
(1-18) 以上述第 2 坐标轴方向的一个线条为单位， 根据该一个线条上的上述有效 高度检测值的平均值， 对上述表面高度分布信息中的上述表面高度测定值进行标准化， 实 行测定值标准化处理。
(1-19) 上述二维边缘检测工序中， 对具有通过上述测定值标准化工序而标准化的 上述表面高度测定值的上述表面高度分布信息， 实行二维的边缘检测处理。
由此， 就可以避免将弯曲部这一上述侧壁面的本来形状误测为上述显示标记的边 缘。
此外， 本发明也可以是一种轮胎形状检查装置， 根据第 1 发明的轮胎形状检查方 法， 导出用于形状缺陷检查的轮胎侧壁面的表面高度分布信息。
也就是说， 本发明的轮胎形状检查装置是在相对旋转的轮胎上， 向形成有凹凸标 记的侧壁面照射线光并拍摄该线光图像， 根据该拍摄图像， 导出用于上述轮胎形状缺陷检 查的表面高度分布信息。包括以下 (2-1) ～ (2-9) 所示的各构成要素。
(2-1) 线光照射部， 为在上述侧壁面形成一条光切断线， 连排照射多束线光， 方向 不同于上述光切断线的检测高度方向 ；
(2-2) 拍摄部， 在上述多束线光的各主光线相对于上述侧壁面正反射的方向上， 对
照射在上述侧壁面的上述多束线光的图像进行拍摄 ；
(2-3) 光切断法形状检测部， 通过检测上述拍摄部的摄影图像的光切断线， 导出上 述侧壁面的全周范围的表面高度分布信息 ；
(2-4) 标记范围自动设定部， 根据样品表面形状信息， 自动检测上述凹凸标记的位 置， 自动设定包围上述凹凸标记存在范围的标记范围的坐标信息， 上述样品表面形状信息 是从每种检查对象轮胎的轮胎样品得到的上述表面高度分布信息 ；
(2-5) 图像输出部， 将基于上述样品表面形状信息的表面形状图像和基于上述标 记范围坐标信息的标记范围图像重叠显示在显示部 ；
(2-6) 标记范围变更部， 与上述图像输出部的处理并行， 根据规定操作部的输入操 作， 变更上述标记范围的坐标信息 ；
(2-7) 信息注册部， 将由上述标记范围变更部变更后的上述标记范围的坐标信息 和作为上述样品表面形状信息的一部分或全部的注册表面形状信息， 保存在存储部 ；
(2-8) 坐标系偏差检测部， 将作为从每种检查对象轮胎得到的上述表面高度分布 信息的检查用表面形状信息与上述注册表面形状信息进行对照， 检测上述检查用表面形状 信息与上述标记范围坐标信息之间的坐标系的偏差 ； (2-9) 标记范围检查除外部， 在对上述坐标系的偏差进行修正之后， 将上述检查用 表面形状信息中的范围相当于上述标记范围坐标信息的上述表面高度测定值， 从上述形状 缺陷检查处理对象中排除。
另外， 所谓 “相对旋转的轮胎” ， 其意思包含轮胎本身以其旋转轴为中心旋转的情 况、 和轮胎本身为固定状态上述线光照射部和上述拍摄部以轮胎旋转轴为中心旋转的情 况。
本发明的轮胎形状检查装置具有与本发明的轮胎形状检查方法相同的作用效果。
为了达到上述目的， 本发明的第 2 发明是一种轮胎形状检查方法， 对形成有凹凸 标记的轮胎的侧壁面实行形状缺陷检查处理。 上述形状缺陷检查处理根据在二维坐标系内 排列了上述侧壁面的全周范围 (360°圆周方向的范围 ) 的各个位置的表面高度测定值的 表面高度分布信息来实行， 该二维坐标系由表示上述轮胎半径方向的第 1 坐标轴和表示上 述轮胎圆周方向的第 2 坐标轴组成， 特征是， 包含以下 (3-1) ～ (3-4) 所示的各工序。
(3-1) 二维边缘检测工序， 通过对上述表面形状信息进行二维边缘检测处理， 来检 测上述凹凸标记的边缘， 将检出的二维边缘分布信息保存在存储部中 ；
(3-2) 标注工序， 对上述二维边缘分布信息实施标注处理， 将通过上述标注处理得 到的标注分布信息保存在存储部中 ；
(3-3) 标记范围设定工序， 根据上述标注分布信息中每个标注值的圆角坐标， 设定 包围上述凹凸标记存在范围的上述标记范围的坐标， 将该坐标保存在存储部中 ； 和
(3-4) 标记范围插补工序， 将用于上述形状缺陷检查处理的上述表面高度分布信 息中的上述标记范围内的上述表面高度测定值， 置换为基于上述标记范围以外的上述表面 高度测定值的插补值。
另外， 上述表面高度分布信息， 是在二维坐标系内排列了侧壁面的全周范围的各 个位置的表面高度测定值的信息， 该二维坐标系由表示上述轮胎半径方向的第 1 坐标轴和 表示上述轮胎圆周方向的第 2 坐标轴组成。
这里， 上述二维边缘检测工序是例如通过对上述表面高度分布信息依次实施二次 平滑微分处理和二值化处理， 来检测上述凹凸标记的边缘。 然后， 将结果得到的二值分布信 息， 或者是对该二值分布信息实施预定的校正处理后得到的校正后的上述二值分布信息， 作为上述二维的边缘分布信息检出。另外， 上述二次平滑微分处理的一例是二维索贝尔滤 波处理。
此外， 作为上述标记范围插补工序的具体例可以是， 以上述第 2 坐标轴方向的每 个线条为单位， 通过基于上述表面高度分布信息中的上述标记范围以外的上述表面高度测 定值的线性插补， 算出上述标记范围内的表面高度测定值的插补值。
另外， 本发明的轮胎形状检查方法中实行的多个工序通常是由计算机等规定的处 理器来执行。 此外， 这些诸多的工序既可以分别由不同的处理器执行， 也可以由一个处理器 一并执行多个工序。 当然， 在实施本发明的轮胎形状检查方法时， 对于处理器的使用数量和 如何用这些处理器分担执行多个工序， 不做特殊限定。
在本发明中， 上述二维边缘检测工序通过对作为二维信息的上述表面高度分布信 息， 就按二维信息进行边缘检测处理， 来检测上述显示标记 ( 凹凸标记 ) 的边缘。这样， 上 述显示标记的边缘部 ( 轮廓部 ) 不论是沿二维坐标中的哪一个方向延伸形成， 该边缘部都 会被切实检出。另外， 二维的边缘检测处理可以采用各种二次微分处理。
另外， 通过上述标注工序， 孤立于其它部分的每一连串的上述显示标记都会被设 定相同的标注值。上述标记范围设定工序对该一连串的每个显示标记， 都会检测以最小范 围包围该显示标记的矩形范围的坐标 ( 每个上述标注值的圆角坐标 )。 另外， 上述标注处理 是针对被视为二值图像信息的上述二维的边缘分布信息 ( 二值分布信息 )， 对每个联结像 素设定相同标注值的处理。
另外， 上述标记范围设定工序， 根据每个上述标注值的圆角坐标， 对包含上述显示 标记存在范围的标记范围， 也就是将上述表面高度测定值从形状缺陷检查处理的对象中除 外的范围进行设定， 所以， 本发明可以将位于一连串的上述显示标记轮廓内的非隆起部的 测定值， 从形状缺陷检查对象中排除， 避免将该非隆起部误测为形状缺陷的部分。
此外， 通过上述标记范围插补工序， 上述表面高度分布信息中的上述标记范围内 的测定值被置换为基于该标记范围以外的测定值的插补值。 该插补值是线性插补值或二次 曲线的插补值等变化平缓的值。由此， 不论有无上述标记范围， 都可以用相同算法， 实行形 状缺陷检查处理。
此外， 优选对上述二值分布信息实施的上述预定的校正处理， 包含图像处理领域 中实行的膨胀处理。
由此， 即便上述显示标记的部分轮廓中包含表面高度升起 ( 变化 ) 得比较平缓的 部分， 该部分也会被识别为是上述显示标记轮廓内的部分， 会被切实分配标注值。
此外， 在本发明中， 上述标记范围设定工序也可以将每个上述标注值的圆角坐标 所确定的各个矩形范围设定为上述标记范围。
但是， 为了使上述标注值的圆角坐标所确定的矩形范围中也能包含应该是形状缺 陷检查对象的范围， 优选对上述标记范围进一步详细设定。
因此， 在本发明中， 可以认为上述标注工序满足以下 (3-5) 所示条件， 另外， 上述 标记范围设定工序包括以下 (3-6) 和 (3-7) 所示的各工序。(3-5) 上述标注工序， 是设上述全周范围的两端坐标相邻， 对上述二维边缘分布信 息 ( 二值分布信息 ) 实施标注处理， 将作为其处理结果的标注分布信息保存在存储部的工 序。
(3-6) 标注存在模式判别工序， 以上述标注分布信息的上述标注值为单位， 根据其 圆角坐标， 判别上述第 2 坐标轴方向的上述标注值的存在范围的模式是预先决定的三种存 在模式中的哪个， 将其判别结果保存在存储部中 ；
(3-7) 每个线条的标记范围设定工序， 以上述第 2 坐标轴方向的一个线条为单位， 根据存在于上述一个线条上的上述标注值的各个上述存在模式的判别结果和位置， 设定上 述标记范围的坐标， 将该坐标保存在存储部中，
另外， 上述预先决定的三种存在模式分别是 ： 上述标注值连续不断地存在于整个 上述全周范围的第 1 存在模式 ； 上述标注值在上述全周范围的包含一个端部的区域和包含 另一端部的区域上分离的第 2 存在模式 ； 和作为其他状态的第 3 存在模式。
更为具体而言就是， 优选在上述每个线条的标记范围设定工序中， 对上述第 2 坐 标轴方向的每个线条， 根据上述存在模式的判别结果， 实行以下 (3-8) ～ (3-10) 所示的处 理。
(3-8) 对于上述存在模式的判别结果是上述第 1 存在模式的上述标注值， 根据上 述标注值的数量， 仅将存在上述标注值的位置设定为上述标记范围， 或者将整个上述第 2 坐标轴方向的一个线条， 设定为上述标记范围。
(3-9) 对于上述存在模式的判别结果是上述第 2 存在模式的上述标注值， 将上述 全周范围二等分后的各范围中的上述全周范围的两端位置分别到相对于该位置离开最远 的上述标注值的位置的范围， 设定为上述标记范围。
(3-10) 对于上述存在模式的判别结果是上述第 3 存在模式的上述标注值， 将存在 上述标注值的所有位置的范围， 设定为上述标记范围。
根据以上所示的处理， 如后上述， 上述标记范围就会被设定成必要的最小限范围， 几乎是从上述显示标记的轮廓到相当于内侧的范围。
对于轮胎的上述侧壁面而言， 一般不论有无显示标记， 基本上都会在第 1 坐标轴 方向 ( 半径方向 ) 弯曲。因此， 在侧壁面弯曲程度较大的情况下， 在进行上述过滤工序的二 维索贝尔滤波处理时， 上述弯曲部有可能被误测为上述显示标记的边缘。
因此， 在本发明的轮胎形状检查方法中， 也可以执行以下 (3-11) 和 (3-12) 所示的 各处理。
(3-11) 以上述第 2 坐标轴方向的一个线条为单位， 根据该一个线条上的上述有效 高度检测值的平均值， 对上述表面高度分布信息中的上述表面高度测定值进行标准化， 实 行测定值标准化处理。
(3-12) 上述二维边缘检测工序对具有通过上述测定值标准化工序而标准化的上 述表面高度测定值的上述表面高度分布信息， 实行二维的边缘检测处理。
另外， (3-12) 上述的 “上述测定值标准化工序” 是 (3-11) 定义的工序。由此， 就可 以避免将弯曲部这一上述侧壁面的本来形状误测为上述显示标记的边缘。
此外， 如专利文献 1 所示， 上述表面高度分布信息的上述表面高度测定值， 可以通 过拍摄照射在旋转的轮胎的侧壁面上的线光的图像， 并根据该拍摄图像， 使用光切断法检测形状来取得。另外， 由于轮胎的上述侧壁面的光泽性较高， 所以， 在使用光切断法检测形 状时， 优选在该线光的主光线相对于上述侧壁面正反射的方向上， 对照射在上述侧壁面的 线光图像进行拍摄。由此， 就会得到清晰的光切断线信息。
但是， 在上述侧壁面上， 有时会形成许多不构成形状缺陷检查对象的微小凹陷。 而 且， 如果从上述线光的主光线的正反射方向拍摄上述侧壁面， 在上述微小凹陷部分的反射 光将反射不到拍摄部， 有时在相当于上述微小凹陷部分的位置， 可能得不到清晰的图像。
因此， 在本发明的轮胎形状检查方法中， 也可以实行以下 (3-13) ～ (3-15) 所示的 各处理。
(3-13) 实行光切断法形状检测工序， 根据照射在旋转的上述轮胎的上述侧壁面的 线光的拍摄图像， 检测规定亮度以上的光切断线， 导出排列在上述二维坐标系内的根据上 述规定亮度以上的光切断线的位置的有效高度检测值。
(3-14) 实行测定值标准化工序， 对于上述表面高度分布信息中的上述第 2 坐标轴 方向的每个线条上的上述表面高度测定值， 针对可以检出上述规定亮度以上的光切断线的 部分， 将该部分的上述有效高度检测值设定为根据该线条上的上述有效高度检测值的平均 值进行标准化的值， 并且， 针对该线条的其余部分， 将基于该线条上的上述有效高度检测值 的插补值设定为根据该线条上的上述有效高度检测值的平均值进行标准化的值。 (3-15) 上述二维边缘检测工序对具有通过上述测定值标准化工序而标准化的上 述表面高度测定值的上述表面高度分布信息， 实行二维的边缘检测处理。
另外， (3-15) 所述的 “上述测定值标准化工序” 是 (3-14) 定义的工序。
由此， 就可以避免将弯曲部这一上述侧壁面的本来形状误测为上述显示标记的边 缘。另外， 还可以避免对上述微小凹陷引起的上述侧壁面的拍摄图像中的无法检出清晰的 光切断线的部分， 设定不恰当的上述高度测定值， 误测出形状缺陷。
另外， 基于上述有效高度检测值的插补值， 例如是上述第 2 坐标轴方向的一个线 条的上述有效高度检测值的平均值或线性插补值等。
此外， 在轮胎上， 其侧壁面还会形成几乎整个圆周方向的带状的突起标记或下凹 标记， 或在几乎整个圆周方向上被排成一列的多个突起标记或下凹标记。 以下， 将前者的标 记称为环状标记 ； 将后者的标记群称为准环状标记群。
在上述环状标记形成在轮胎侧壁面的情况下， 如果通过上述测定值标准化工序对 表面高度分布信息中的表面高度测定值进行标准化， 在轮胎半径方向的上述环状标记的边 界线的位置附近， 会发生以下现象 ： 标准化后的上述高度测定值表示的是错误的形状， 与上 述侧壁面的本来形状不同。其结果， 出现以下问题点 ： 发生形状缺陷误测。该问题点在上述 准环状标记群形成在轮胎侧壁面的情况下也同样会发生。
因此， 在本发明的轮胎形状检查方法中， 也可以实行以下 (3-16) 和 (3-17) 所示的 各处理。
(3-16) 平均高度骤变坐标检测工序， 对由上述第 2 坐标轴方向的每个线条的上述 有效高度检测值的平均值的数据所组成的上述第 1 坐标轴方向的数据列， 检测平均高度骤 变坐标， 该坐标是微分值的绝对值在预先设定的阈值以上时的上述第 1 坐标轴的坐标。
(3-17) 缺陷检查除外区域设定工序， 将上述表面高度分布信息中包含上述第 1 坐 标轴的上述平均高度骤变坐标的规定幅度的坐标范围内的上述第 2 坐标轴方向的整个范
围的区域， 从上述形状缺陷检查处理的对象中排除。
由此， 即便在轮胎侧壁面上形成上述环状标记或上述准环状标记群， 也可以防止 误测形状缺陷。
此外， 本发明的第 2 发明也可以是一种轮胎形状检查装置， 根据第 2 发明的轮胎形 状检查方法， 导出用于形状缺陷检查的轮胎侧壁面的表面高度分布信息。
也就是说， 本发明的轮胎形状检查装置在相对旋转的轮胎上， 向形成有凹凸标记 的侧壁面照射线光并拍摄该线光， 根据该拍摄图像， 导出用于上述轮胎形状缺陷检查的表 面高度分布信息。包括以下 (4-1) ～ (4-4) 所示的各构成要素。
(4-1) 线光照射部， 为在上述侧壁面形成一条光切断线， 连排照射多束线光， 方向 不同于上述光切断线的检测高度方向 ；
(4-2) 拍摄部， 在上述多束线光的各主光线相对于上述侧壁面正反射的方向上， 对 照射在上述侧壁面的上述多束线光的图像进行拍摄 ；
(4-3) 光切断法形状检测部， 通过检测上述拍摄部的摄影图像的光切断线， 导出上 述侧壁面的全周范围的表面高度分布信息 ； 和
(4-4) 凹凸标记除去部， 根据对上述表面高度分布信息的二维边缘检测处理， 从用 于上述轮胎形状缺陷检查的上述表面高度分布信息中， 将上述凹凸标记的存在范围信息除 去。 另外， 所谓 “相对旋转的轮胎” ， 意思是包含轮胎本身以其旋转轴为中心旋转的情 况和轮胎本身为固定状态、 上述线光照射部和上述拍摄部以轮胎旋转轴为中心旋转的情 况。
本发明的轮胎形状检查装置具有与本发明的轮胎形状检查方法相同的作用效果。
根据本发明， 就可以在检查形成有凹凸标记 ( 上述显示标记 ) 的轮胎的侧壁面的 形状缺陷时， 根据表面高度测定值， 准确无误地除去标记形成范围内的测定值， 进行正确的 形状缺陷测定。
附图说明
图 1 是表示第 1 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的概略构成图。
图 2 是示意地表示在第 1 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 配备的传感 器单元中光源和相机的三维配置图。
图 3 是一例表示第 1 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的标记范围设定 处理步骤的流程图。
图 4 是将形状缺陷检查过程中得到的一例轮胎侧壁面的二值分布信息表现为图 像的图。
图 5 是将形状缺陷检查过程中得到的一例轮胎侧壁面的校正后二值分布信息表 现为图像的图。
图 6 是将形状缺陷检查过程中设定的一例轮胎侧壁面的标记范围表现为二值图 像的图。
图 7 是将形状缺陷检查过程中设定的另一例轮胎侧壁面的标记范围表现为二值 图像的图。图 8 是轮胎侧壁面的显示标记的示意图。
图 9 是一例表示第 1 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的形状缺陷检查 处理步骤的流程图。
图 10 是表示第 1 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的图像输出处理的 显示画面的第 1 例。
图 11 是表示第 1 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的图像输出处理的 显示画面的第 2 例。
图 12 是表示第 1 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的图像输出处理的 显示画面的第 3 例。
图 13 是表示第 1 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的图像输出处理的 显示画面的第 4 例。
图 14 是表示第 2 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的概略构成图。
图 15 是示意地表示在第 2 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 配备的传 感器单元中光源和相机的三维配置图。
图 16 是一例表示第 2 发明的一个实施方式的轮胎侧壁面的表面高度分布信息的 修正处理步骤的流程图。
图 17 是在 X-Y 坐标系中表示形成有环状标记的轮胎侧壁面的示意图。
图 18 是在 X-Y 坐标系中表示形成有准环状标记群的轮胎侧壁面的示意图。
图 19 是另一例表示第 2 发明的一个实施方式的轮胎侧壁面的表面高度分布信息 的修正处理步骤的流程图。
图 20 是将一例第 2 发明的一个实施方式的标准化前的表面高度分布信息的有效 高度检测值的平均值的数据列图形化的图。
图中 ： W- 轮胎形状检查装置， M- 显示标记 ( 凹凸标记 )， Wy- 全周范围， 1- 轮胎， 2- 轮胎旋转机， 3- 传感器单元， 4- 单元驱动装置， 5- 编码器， 6- 图像处理装置， 7- 主计算 机， 10- 投光装置， 11、 12、 13- 线光源， 20- 相机， 21- 摄影元件， 22- 相机镜头 具体实施方式
下面， 参照附图， 说明本发明的实施方式， 以助理解本发明。 另外， 以下的实施方式 是本发明的一个具体例， 并非用于限定本发明的技术范围。
( 第 1 发明 )
首先， 参照图 1， 对第 1 发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的整体构成进 行说明。
第 1 发明的轮胎形状检查装置 W 使用相机对照射在旋转的轮胎 1 表面的线光图像 进行拍摄， 根据该拍摄图像， 用光切断法检测形状， 由此测定轮胎 1 表面的高度分布， 实行 形状测定处理。通过该形状测定处理， 就会得到表示表面高度测定值在轮胎 1 表面的圆周 方向上的 360°范围的各位置上分布的表面高度分布信息。 另外， 上述表面高度分布信息的 测定对象是轮胎 1 的胎面和侧壁面。
进一步， 上述轮胎形状检查装置 W 根据上述形状测定处理得到的上述表面高度分 布信息， 或作为根据需要对部分该表面高度分布信息进行了修正的检查用表面高度分布信息， 实行轮胎 1 表面的形状缺陷检查处理。
如图 1 所示， 轮胎形状检查装置 W 包括 ： 轮胎旋转机 2、 传感器单元 3、 单元驱动装 置 4、 编码器 5、 图像处理装置 6、 和主计算机 7 等。上述轮胎旋转机 2 是电动机等旋转装置， 对作为形状检测对象的轮胎 1， 以其旋转轴 1g 为中心使其旋转。
例如， 上述轮胎旋转机 2 以 60rpm 的转速来旋转轮胎 1。由此， 轮胎形状检查装置 W 会在轮胎 1 旋转 1 周的 1 秒期间， 通过后述的传感器单元 3， 对轮胎 1 的胎面和侧壁面的 全周范围的表面形状进行检测。
上述传感器单元 3 装有向旋转的轮胎 1 表面照射线光的光源 ； 和对轮胎 1 表面上 的线光图像进行拍摄的相机等。本实施方式共包括 3 个传感器单元 3， 其中两个是传感器 单元 3a、 3c， 分别用于轮胎 1 的 2 个侧壁面的形状测定 ； 另一个是传感器单元 3b， 用于轮胎 1 的胎面的形状测定。
图 2 是示意地表示上述传感器单元 3 配备的机器的配置图。
如图 2 所示， 上述传感器单元 3 包括 ： 输出多束线光的投光装置 10 ； 和相机 20。
在图 2 中， X 轴表示轮胎 1 的形状检测位置上的与轮胎旋转的圆周相切的方向 ； Z 轴表示轮胎 1 的形状检测位置上的检测高度方向 ( 要检测的表面高度的方向 ) ； Y 轴表示垂 直于 X 轴和 Z 轴的方向。
也就是说， 对于用来检测轮胎 1 的侧壁面形状的上述传感器单元 3a、 3c， Z 轴是表 示轮胎 1 的旋转轴 1g 的方向的坐标轴 ； X 轴是表示轮胎 1 的半径方向 ( 相对于轮胎 1 旋转 轴 1g 的法线方向 ) 的坐标轴。 此外， 对于用来检测轮胎 1 的胎面形状的上述传感器单元 3b， Z 轴是表示轮胎 1 的半径方向的坐标轴 ； X 轴是表示轮胎 1 的旋转轴 1g 的方向的坐标轴。
此外， 不论是上述传感器单元 3a、 3b、 3c 的哪一个， Y 轴都是表示轮胎 1 圆周方向 的坐标轴。另外， 轮胎 1 与坐标轴之间的对应关系可根据上述相机 20 的支撑形态改变。
上述投光装置 10 包括多个 ( 图 2 为 3 个 ) 线光源 11 ～ 13。为了在轮胎 1 表面的 一条线 Ls 上形成一条光切断线， 这些诸多的线光源 11 ～ 13 连排照射多束线光， 方向不同 于该一条线 Ls( 光切断线 ) 上的检测高度方向 (Z 轴方向 )( 使相邻线光的端部相互重叠， 连成一排， 整体上照射一条线光 )。
此外， 上述相机 20 包括 ： 相机镜头 22、 和摄影元件 21( 受光部 )。对连排照射在轮 胎 1 表面 ( 胎面或侧壁面 ) 的多束线光图像 v1( 上述一条线 Ls 上的光切断线图像 ) 进行 拍摄。
所以， 对于侧壁面用的上述传感器单元 3a、 3c， 为了使光切断线 ( 一条光切断线 ) 形成在沿轮胎 1 侧壁面上的轮胎 1 的半径方向 (Y 轴方向 ) 的一条线 Ls 上， 上述投光装置 10 连排照射多束线光， 方向不同于该一条线 Ls( 光切断线 ) 上的检测高度方向 (Z 轴方向 )。
另一方面， 对于胎面用的上述传感器单元 3b， 为了使光切断线形成在沿轮胎 1 胎 面上的垂直于轮胎圆周方向的一条线 Ls 上， 上述投光装置 10 连排照射多束线光， 方向不同 于该一条线 Ls( 光切断线 ) 上的检测高度方向 (Z 轴方向 )。
另外， 本实施方式的例示是对轮胎 1 的每个面 ( 以上述传感器单元 3 为单位 ) 照 射 3 束线光的情况， 也可以增减上述线光源 11 ～ 13 的数量， 对轮胎 1 的每个面照射 2 束线 光， 或 4 束以上的线光。
此外， 上述投光装置 10 和上述相机 20 由未图示的保持机构保持为， 使上述相机 20的视野范围处于来自上述线光源 11 ～ 13 的多束线光的各主光线 ( 沿中心线的光 ) 相对于 轮胎 1 表面正反射的方向上。这样， 上述相机 20 就会在多束线光的各主光线相对于轮胎 1 表面正反射的方向上， 对多束线光的图像进行拍摄 ( 上述拍摄部的一例 )。
如果线光照射在有光泽的轮胎表面， 正反射光的光量就会大于散乱的反射光。对 此， 根据上述构成， 即使不增强线光强度， 以足够高的拍摄频率 ( 例如每秒 4000 帧以上 ) 拍 摄线光图像， 也可以得到照射在轮胎表面的线光的清晰图像。
另一方面， 上述单元驱动装置 4( 参照图 1) 将伺服马达等驱动装置作为驱动源， 可 移动地支撑各个传感器单元 3， 对各传感器单元 3 相对于轮胎 1 的位置进行定位。上述单 元驱动装置 4 按照对规定操作部的操作， 或来自外部装置的控制指令， 在轮胎 1 被对上述轮 胎旋转机 2 安装与卸下之前， 使各传感器单元 3 离开轮胎 1， 定位在规定的退出位置。在新 轮胎 1 安装在上述轮胎旋转机 2 之后， 使各传感器单元 3 靠近轮胎 1， 定位在规定的检查位 置。
此外， 上述编码器 5 是检测上述轮胎旋转机 2 的旋转轴转角也就是轮胎 1 的转角 的传感器， 其检测信号用于上述传感器单元 3 具备的相机的拍摄定时控制。
上述图像处理装置 6 根据上述编码器 5 的检测信号， 控制上述传感器单元 3 具备 的相机的快门 ( 拍摄定时控制 )。例如， 每当上述图像处理装置 6 用上述编码器 5 检出旋 转的轮胎 1 以 60rpm 的速度旋转了 0.09° ( ＝ 360° /4000)， 就对上述相机进行按快门控 制。由此来进行拍摄频率为每秒 4000 帧的拍摄。
然后， 上述图像处理装置 6 输入上述传感器单元 3 所具备的相机拍摄的图像， 也就 是照射在轮胎 1 表面的线光图像的拍摄图像数据， 根据该拍摄图像， 使用光切断法， 实行形 状测定处理， 将作为其测定结果的表面高度分布信息 ( 轮胎 1 的表面高度测定值的集合 ) 保存在内置的帧存储器中。
上述图像处理装置 6 由例如 DSP(Digital Signal Processor) 实现。另外， 利用 光切断法的形状测定处理是众所周知的， 所以在此省略说明。
对于轮胎 1 的侧壁面的上述表面高度分布信息， 是在二维坐标系内排列的该侧壁 面的 360°圆周方向范围的各位置的表面高度测定值的信息。该二维坐标系由表示上述轮 胎 1 半径方向的第 1 坐标轴 ( 这里为 X 轴 ) 和表示轮胎 1 圆周方向的第 2 坐标轴 ( 这里是 Y 轴 ) 组成。
此外， 对于轮胎 1 的胎面的上述表面高度分布信息， 是在二维坐标系内排列的该 胎面的 360°圆周方向范围的各位置的表面高度测定值的信息。该二维坐标系由表示与上 述轮胎 1 旋转轴平行的方向的 X 轴和表示轮胎 1 圆周方向的 Y 轴组成。
以下， 将 Y 轴方向 ( 第 2 坐标轴的方向 ) 上的上述表面高度分布信息占有的范围、 也就是相当于轮胎 1 的 360°圆周方向上的 Y 轴的坐标范围称为全周范围 Wy。该全周范围 Wy 中的两端坐标 (Y 轴方向的起点坐标和终点坐标 ) 相当于实际轮胎 1 表面上的圆周方向 上相邻的位置。
此外， 如果认为上述表面高度测定值相当于图像数据中各像素的亮度值， 则上述 表面高度分布信息就可以同单色图像数据一样， 在上述图像处理装置 6 上进行处理。所以， 此后， “像素” 这一用语将被作为表示在上述 X 轴和 Y 轴组成的坐标系中上述表面高度测定 值各位置 ( 坐标 ) 的用语来记述。另外， 轮胎 1 的侧壁面形成有有凹凸标记 ( 文字、 记号、 图形等 )。以下， 将该标记 称为显示标记 M( 参照图 8)。
另外， 上述图像处理装置 6 对轮胎 1 侧壁面的上述表面高度分布信息实行表面高 度分布信息的修正处理， 将应排除在形状缺陷检查对象之外的上述显示标记 M 存在范围内 的表面高度测定值， 置换为变化平缓的插补值。 然后， 通过上述表面高度分布信息修正处理 得到的侧壁面的相关信息和轮胎 1 的胎面的上述表面高度分布信息， 被作为上述检查用表 面高度分布信息送往上述主计算机 7。
上述主计算机 7 包括 ： 计算机本体 71、 操作部 72、 和显示装置 73。上述计算机本 体 71 是个人计算机等的本体， 包括 ： 处理各种数据的处理器 CPU、 和硬盘驱动器等数据存储 部等。此外， 上述操作部 72 是键盘、 鼠标等用来输入信息的操作部。此外， 上述显示装置 73 是显示文字信息或图像信息等的液晶显示装置或 CRT 显示器等的显示器。
上述主计算机 7 使上述计算机本体 71 上的上述 CPU 执行预先存储在存储器中的 程序， 进行各种运算并输出运算结果。
具体而言就是， 上述主计算机 7 根据从上述图像处理装置 6 取得的轮胎 1 各面的 上述检查用表面高度分布信息， 实行形状缺陷检查处理。 该形状缺陷检查处理是判别轮胎 1 各面的上述检查用表面高度分布信息是否满足预先对轮胎 1 各面设定的允许条件， 将其判 别结果显示在规定的显示部上， 或作为规定的控制信号输出的处理。
接下来， 参照图 3 所示的流程图， 对一例上述图像处理装置 6 和上述主计算机 7 实 行的有关轮胎侧壁面的上述表面高度分布信息的标记范围的设定处理步骤进行说明。另 外， 假设在实行图 3 所示的处理之前， 形状测定处理已按上述要领执行， 轮胎 1 的侧壁面样 品的上述表面高度分布信息已被存储在上述图像处理装置 6 的帧存储器中。另外， 以下所 示的 S1、 S2、 ... 表示处理步骤 (step) 的标识符。
图 3 所示的处理是对取自轮胎样品的上述表面高度分布信息实行的处理， 成为检 查对象的每种轮胎预先都准备了上述轮胎样品。也就是说， 图 3 所示的步骤 S1 ～ S17 的处 理仅对每种检查对象轮胎所决定的一个样品轮胎实行。
[ 步骤 S1]
首先， 上述图像处理装置 6 对侧壁面的上述表面高度分布信息实行测定值标准化 工序 (S1)。 具体而言就是， 上述图像处理装置 6 以 Y 轴方向的每个线条为单位， 根据一个线 条的上述表面高度测定值的平均值， 对上述表面高度分布信息的上述表面高度测定值进行 标准化， 将标准化后的上述表面高度分布信息保存在内置的帧存储器中。标准化后的值例 如是各个上述表面高度测定值减去它们的平均值后的差值。
此外， 如果上述表面高度分布信息包含规定亮度以上的光切断线未被检出的位置 上的伪测定值 ( 例如为零 )， 上述图像处理装置 6 就将该伪测定值除去， 算出上述表面高度 测定值的平均值。然后， 上述图像处理装置 6 以 Y 轴方向的每个线条为单位， 将一个线条上 包含的上述伪测定值置换为基于其它测定值的插补值， 例如置换为上述表面高度测定值的 平均值。
通过本步骤 S1 处理得到的标准化后的值是除去了作为轮胎 1 侧壁面本来形状的 半径方向 (X 轴方向 ) 上的弯曲形状的表面高度信息。另外， 也可以预先设定假定没有上述 显示标记的、 侧壁面半径方向的理想形状， 将上述表面高度测定值分别减去该理想形状的值， 将差值作为标准化后的值等。
另外， 对于上述表面高度测定值由上述测定值标准化工序 (S1) 标准化后的上述 表面高度分布信息， 上述图像处理装置 6 为了在以下所示的步骤 S2 ～ S15 的处理中使用， 预先将其保存在存储器中， 同时向上述主计算机 7 发送。
[ 步骤 S2]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行过滤工序 (S2)， 对上述表面高度测定值由上述 测定值标准化工序 (S1) 标准化后的上述表面高度分布信息进行二维的索贝尔 (Sobel) 滤 波处理， 将作为其处理结果的梯度值分布信息保存在内置的帧存储器中。
索贝尔滤波处理是对某个对象像素及其周围像素组成的数量预先决定的像素群 的各个值 ( 被标准化后的表面高度测定值 )， 根据其位置分别乘以预先决定的系数， 再将相 乘的结果求和的处理。此外， 二维的索贝尔滤波处理， 是使用分别与 X 轴方向和 Y 轴方向对 应的两个系数矩阵， 进行上述系数的相乘计算和乘积的求和计算， 然后对两个总和的平方 和开平方根， 算出处理结果。 其结果， 就会得到侧壁面的表面高度的梯度越大则值越大的处 理结果。以下， 称通过二维索贝尔滤波处理的各像素的处理结果为梯度值， 称 X-Y 坐标系中 各像素的上述梯度值的集合为梯度值分布信息。另外， 由于二维索贝尔滤波处理是众所周 知的， 所以在此省略其详细说明。
此外， 上述过滤工序 (S2) 为了对上述全周范围 Wy 两端部附近的像素取得上述梯 度值， 在以下前提下实行索贝尔滤波处理， 即， 上述全周范围 Wy 的两端坐标 (Y 坐标 ) 是 Y 轴方向上相邻的坐标。
轮胎形状检查中的二维的索贝尔滤波处理是根据对象像素及其周围的 8 个像素 组成的 9 个像素的像素群， 或该 9 个像素的像素群及其周围的 16 个像素组成的 25 个像素 的像素群的值， 算出对象像素的上述梯度值。
[ 步骤 S3]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行二值化工序 (S3)， 对上述梯度值分布信息实施 二值化处理， 将作为其处理结果的二值分布信息保存在上述帧存储器中。该二值化工序使 像素的值 ( 上述梯度值 ) 为预先设定的阈值以上的像素被设定为 ON 值 ( 例如是 1)， 其余的 像素被设定为 OFF 值 ( 例如是 0)。
通过以上所示的步骤 S1 ～ S3 的处理， 上述显示标记 M 的边缘部 ( 轮廓部 ) 不论 是沿二维坐标中的哪一个方向延伸形成， 该边缘部都会被切实检出。另外， 步骤 S2 和 S3 是 二维边缘检测工序的一个实例， 通过对上述表面高度分布信息实行二维边缘检测处理 ( 二 维索贝尔滤波处理和二值化处理 )， 检测出有凹凸的上述显示标记 M 的边缘， 将其检测结果 ( 二维边缘分布信息 ) 保存在上述帧存储器中。
图 4 是将一例通过步骤 S3 的处理得到的有关侧壁面的上述二值分布信息表现为 图像的示图。在图 4 中， 黑的部分是上述二值分布信息中像素值为 OFF( ＝ 0) 的像素部分 ； 白的部分是上述二值分布信息中像素值为 ON( ＝ 1) 的像素部分。也就是说， 图 4 中白的部 分是上述显示标记 M 的边缘部。
[ 步骤 S4]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行二值分布信息校正工序 (S4)， 对上述二值分布 信息实施预先决定的校正处理， 将校正后的信息 ( 校正后的二值分布信息 ) 保存在上述帧存储器中。
更为具体而言就是， 在步骤 S4 中， 上述图像处理装置 6 对上述二值分布信息实施 众所周知的膨胀处理。另外， 上述膨胀处理是针对被视为二值图像信息的上述二值分布信 息， 在某个对象像素的附近 ( 例如所谓的 4 邻点或 8 邻点 ) 哪怕有一个像素值为 ON( ＝ 1)， 也将该对象像素的值修正为 ON 值 ( ＝ 1) 的处理。
这样， 即便上述显示标记 M 的部分轮廓中包含表面高度升起 ( 变化 ) 得比较平缓 的部分， 该部分也会被识别为是上述显示标记 M 轮廓内的一部分。
图 5 是将图 4 中被图像化的上述二值图像信息实施膨胀处理后得到的校正后的二 值分布信息表现为图像的示图。在图 5 中， 黑的部分是上述校正后的二值分布信息中像素 值为 OFF( ＝ 0) 的像素部分 ； 白的部分是上述校正后的二值分布信息中像素值为 ON( ＝ 1) 的像素部分。也就是说， 图 5 中白的部分是上述显示标记 M 的边缘部。
另外， 为了避免上述侧壁面的小附着物或小突起部等带来的杂点随上述膨胀处理 扩大， 也可以在进行上述膨胀处理之前， 实行众所周知的去孤立点处理， 将其视为上述校正 处理的一部分。
[ 步骤 S5] 接下来， 上述图像处理装置 6 实行标注工序 (S5)， 对通过步骤 S4 的处理得到的上 述校正后的二值分布信息实施标注处理， 将作为其处理结果的标注分布信息保存在上述帧 存储器中。标注处理是以联结像素为单位分配相同标注值的众所周知的处理， 上述标注分 布信息是对上述校正后二值分布信息中像素值为 ON( ＝ 1) 的各像素设定的标注值的信息。
另外， 本步骤 S5 也与上述的步骤 S2 同样， 以以下前提实行标注处理， 即， 上述全周 范围 Wy 的两端坐标 (Y 坐标 ) 是在 Y 轴方向上相邻的坐标。这样， 即便是与上述显示标记 M 的边缘部对应的联结像素因上述形状测定处理的开始位置而被分离 ( 断开 ) 在上述全周 范围 Wy 的开始端侧和结束端侧， 这些像素也会被设定为相同的标注值。
此外， 也可以省略步骤 S4 的二值分布信息的校正工序， 在步骤 S5 中， 对通过步骤 S3 的处理得到的校正前的上述二值分布信息进行标注处理。
[ 步骤 S6]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行圆角坐标检测工序 (S6)， 对每一个通过步骤 S5 的处理得到的上述标注分布信息的标注值， 检测该标注值的圆角 (fillet) 坐标， 保存在内 置的规定的存储器中。 另外， 众所周知， 圆角坐标是表示以最小范围包围标注值相同的像素 群 ( 联结像素 ) 的矩形范围的坐标。
[ 步骤 S7 ～ S14]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行标记范围设定工序 (S7 ～ S14)， 根据步骤 S6 取 得的上述标注值的圆角坐标， 设定包含上述显示标记 M 所在范围的标记范围的坐标， 将该 坐标保存在内置的存储器中。 上述标记范围是以上述标注分布信息中设定了相同标注值的 像素群为单位包围该像素群的范围。
下面， 对上述标记范围设定工序的内容进行详细说明。
[ 步骤 S7]
首先， 上述图像处理装置 6 实行标注存在模式判别工序 (S7)， 以上述标注分布信 息的标注值为单位， 根据该标注值 ( 即联结像素 ) 的圆角坐标， 判别 Y 轴方向 ( 圆周方向 )
的标注值的存在范围的模式是预先决定的三种存在模式中的哪个， 将其判别结果保存在内 置存储器中。
上述三种存在模式是以下的三个模式 P1 ～ P3。另外， 图 6 示出了相当于各模式 P1 ～ P3 的图像。
第一个是标注值连续不断地存在于整个上述全周范围 Wy 上的环绕模式 P1( 相当 于上述第 1 存在模式 )。
第二个是标注值在上述全周范围 Wy 的包含开始端 ( 一个端部 ) 的区域和包含结 束端 ( 另一端部 ) 的区域上分离的分离模式 P2( 上述第 2 存在模式的一例 )。
第三个是上述环绕模式和上述分离模式以外状态的一般模式 P3( 相当于上述第 3 存在模式 )。
例如， 上述图像处理装置 6 对某个对象标注值， 判别上述圆角坐标所表示的范围 的 Y 轴方向的开始端和结束端是否与上述全周范围 Wy 的各个开始端和结束端一致。另外， 在开始端和结束端一致的情况下， 上述图像处理装置 6 判别上述对象标注值是否存在于将 上述全周范围 Wy 二等分后的两个范围中。就该判别结果而言， 如果上述对象标注值存在于 两个范围， 上述图像处理装置 6 就判别上述对象标注值是上述环绕模式， 否则就判别是上 述分离模式。
此外， 在上述对象标注值的上述圆角坐标所表示的范围的 Y 轴方向的开始端和结 束端分别与上述全周范围 Wy 的开始端和结束端不一致的情况下， 上述图像处理装置 6 就判 别上述对象标注值是上述一般模式。
[ 步骤 S8]
接下来， 上述图像处理装置 6 逐个设定 ( 选择 )X 轴坐标， 从保存在上述帧存储器 的上述标注分布信息中， 将设定的 X 轴坐标上的 Y 轴方向的一个线条的标注值信息， 作为用 于上述标记范围设定处理的信息进行取样 ( 选择 )(S8)。 此后， 每当对一个线条的 Y 轴方向 的标注值信息进行取样， 上述图像处理装置 6 就实行后述的步骤 S9 ～ S14 的处理。
另外， 为进行上述取样而设定的 X 轴坐标， 可以认为是根据形状缺陷检查所要求 的空间分辨率， 上述表面高度分布信息在 X 轴方向所占的整个范围的坐标 ( 像素 )， 或者是 进行过规定间隔间除 ( 间隔去除 ) 的一部分坐标 ( 像素 )。只要是在形状缺陷检查允许的 空间分辨率范围内， 优选设定间隔较大的 X 轴坐标， 因为 X 轴坐标的设定间隔越大， 越可以 减轻运算负荷。
接下来， 上述图像处理装置 6 实行每个线条的标记范围的设定工序 (S9 ～ S12、 S13 或 S14)， 以步骤 S8 取样的 Y 轴方向的每一线条为单位， 根据一个线条上存在的标注值各自 的上述存在模式的判别结果和该标注值的位置， 设定在上述 Y 轴方向的一个线条上的上述 标记范围的坐标， 将该坐标保存在内置存储器中。下面， 对其具体例进行说明。
[ 步骤 S9 ～ S12]
首先， 在对象标注值的存在模式 ( 判别结果 ) 是上述环绕模式 P1( 第 1 存在模式 ) 的情况下， 上述图像处理装置 6 对该对象标注值进行该标注值的计数 (S9)， 判别该数值是 否在预先设定的数值 ( 设定数 ) 以上 (S10)。
然后， 如果判别为上述对象标注值的数量在上述设定数以上， 上述图像处理装置 6 就将此刻取样的 Y 轴方向的整个一个线条 ( 上述全周范围 Wy) 设定为上述标记范围 (S11)。而如果判别上述对象标注值的数量不到上述设定数， 上述图像处理装置 6 就仅 将此刻取样的 Y 轴方向的一个线条的上述对象标注值的存在位置设定为上述标记范围 (S12)。
[ 步骤 S13]
另一方面， 在上述对象标注值的存在模式 ( 判别结果 ) 是上述分离模式 P2( 第 2 存在模式 ) 的情况下， 对于该对象标注值， 上述图像处理装置 6 将上述全周范围 Wy 二等分 后的各范围中的上述全周范围 Wy 的两端位置起， 到相对于该位置 ( 开始端位置或结束端位 置 ) 离开最远的上述对象标注值的位置的范围， 设定为上述标记范围 (S13)。
也就是说， 在上述全周范围 Wy 的开始端位置到中间位置的范围内， 以该开始端位 置为起点、 以与上述中间位置最近的上述对象标注值的位置为终点的范围被设定为上述标 记范围。另外， 在上述全周范围 Wy 的中间位置到结束端位置的范围内， 以与上述中间位置 最近的上述对象标注值的位置为起点、 以上述结束端位置为终点的范围被设定为上述标记 范围。
[ 步骤 S14]
此外， 在上述对象标注值的存在模式 ( 判别结果 ) 是上述一般模式 P3 的情况下， 上述图像处理装置 6 将该对象标注值的存在位置的整个范围设定为上述标记范围 (S14)。
也就是说， 以与上述全周范围 Wy 的上述开始端位置最近的上述对象标注值的位 置为起点、 以与上述全周范围 Wy 的上述结束端位置最近的上述对象标注值的位置为终点 的范围被设定为上述标记范围。
以上所示的步骤 S9 ～ S14 的处理是以每个被取样的 Y 轴方向的一个线条上的相 同标注值为单位实行， 作为上述一个线条的最终的上述标记范围， 则是将每个标注值设定 的上述标记范围进行逻辑或运算， 将得到的范围设定为最终范围。
[ 步骤 S15]
此后， 上述图像处理装置 6 进行如下控制 (S15) ： 重复执行以上所示的步骤 S8 ～ S14 的处理， 直至 X 轴的所有坐标都被取样 (S8)。这样， 就得到了关于轮胎 1 的侧壁面样品 的所有上述标记范围的坐标信息。
然后， 上述图像处理装置 6 将关于轮胎 1 的侧壁面样品的所有上述标记范围的坐 标信息， 送往上述主计算机 7， 用该坐标信息来实行形状缺陷检查处理。
如上所示， 上述图像处理装置 6 根据取自轮胎 1 的样品的上述表面高度分布信息， 自动检测出作为凹凸标记的上述显示标记 M 的位置 (S2 ～ S6)， 自动设定包围上述显示标记 M 的存在范围的上述标记范围的坐标信息 (S7 ～ S15)。由上述图像处理装置 6 实行的步骤 S2 ～ S15 的工序是上述标记范围自动设定工序的一例。此外， 上述图像处理装置 6 是处理 器的一例。
[ 步骤 S16]
但是， 通过以上所示的上述标记范围的自动设定工序 (S2 ～ S15)， 对表面形状各 异、 种类繁多的所有轮胎 1 的包围上述显示标记 M 的上述标记范围， 都毫无例外地进行切实 的自动设定是非常困难的。
所以， 上述主计算机 7 会根据操作者的操作， 对上述标记范围在自动设定工序 (S2 ～ S15) 中被自动设定的上述标记范围的坐标信息， 实行校正处理。也就是说， 得到标准化后的上述表面高度分布信息和上述标记范围坐标信息的上 述主计算机 7， 实行以下所示的标记范围手动校正处理和对照用数据的指定处理 (S16)。另 外， 在以下说明中， 将取自轮胎 1 的样品的上述表面高度分布信息称为样品表面形状信息。 该样品表面形状信息是在步骤 S1 从上述图像处理装置 6 发送至上述主计算机 7 的标准化 后的上述表面高度分布信息。
上述标记范围的手动校正处理是与以下所示的图像输出处理和标记范围变更处 理并列实行的处理。
上述图像输出处理是将基于上述样品表面形状信息的轮胎 1 的侧壁面的表面形 状图像和基于上述标记范围的坐标信息的标记范围图像重叠显示在上述显示装置 73 的处 理。
此外， 上述标记范围的变更处理是根据上述操作部 72 输入的操作来变更 ( 校正 ) 上述标记范围的坐标信息的处理。
图 10 ～图 13 是通过上述图像输出处理的上述显示装置 73 的显示画面的第 1 例～ 第 4 例。另外， 图 11 是将部分显示画面的放大的示图。
如图 10 所示， 上述主计算机 7 将基于上述样品表面形状信息的表面形状图像 g1 和基于上述标记范围的坐标信息的标记范围图像 g2 重叠显示在上述显示装置 73 上。
上述表面形状图像 g1 例如是对应像素的亮度或显示颜色随上述取样表面形状信 息的上述表面高度测定值的变化而变化的图像。
此外， 上述标记范围图像 g2 例如是形成上述标记范围轮廓的边线的图像和以规 定颜色涂抹上述标记范围的图像等。图 10 所示的上述标记范围图像 g2 是用虚线显示形成 上述标记范围轮廓的边线的图像。
通过上述图像输出处理， 上述主计算机 7 的操作者就可以在轮胎的侧壁面的上述 表面形状图像 g1 上看出被自动设定的上述标记范围。
另外， 如图 10 所示， 上述主计算机 7 在上述图像输出处理中， 将光标图像 g3 与上 述表面形状图像 g1 重叠显示在上述显示装置 73 上， 光标图像 g3 的显示位置随上述操作部 7 的输入操作而移动。例如， 上述主计算机 7 使上述光标图像 g3 的显示位置随上述操作部 7 的鼠标的操作而移动。
此外， 上述主计算机 7 在进行上述标记范围变更处理时， 对与上述光标图像 g3 的 显示位置相对应的坐标， 进行上述标记范围的坐标信息的变更。 下面， 对上述标记范围变更 处理的具体例进行说明。
例如， 如图 10 所示， 上述主计算机 7 选择与上述光标图像 g3 的显示位置相对应的 上述标记范围， 针对选出的标记范围的信息， 通过对上述操作部 72 的操作， 实行指定的变 更处理。例如， 上述主计算机 7 实行对上述选出的标记范围解除的处理、 对上述选出的标记 范围膨胀的处理、 对上述选出的标记范围压缩的处理等。这里， 标记范围的解除是指， 不使 相应的范围从形状缺陷处理检查对象中除去。
这样， 例如就可以在轮胎 1 的样品的侧壁面存在形状缺陷等时， 在错将上述显示 标记 M 以外的部分自动设定为上述标记范围的情况下， 解除该标记范围的设定。
此外， 如图 11 所示， 上述主计算机 7 在已设定的上述标记范围中， 仅对与上述光标 图像 g3 移动操作指定的范围相重复的范围， 实行解除上述标记范围设定的处理。这样， 例如就可以在轮胎 1 样品的侧壁面的上述显示标记 M 与形状缺陷接近等时， 在上述标记范围被自动设定成比本来应设定的范围大的情况下， 解除对上述标记范围中多 余部分的设定。
此外， 如图 12 所示， 上述主计算机 7 也实行将上述光标图像 g3 的移动操作指定范 围外的部分作为上述标记范围设定的处理。
这样， 例如就可以在上述表面高度分布信息包含轮胎胎面和轮辋 (rim) 部分等侧 壁面以外的部分的信息的情况下， 将上述多余部分从检查对象范围中排除。
如上所示， 上述标记范围变更处理中的手动操作作业仅对上述标记范围自动设定 中有问题的某一部分进行即可。因此， 与个个都靠手动对上述侧壁面的多个凹凸标记的上 述标记范围进行设定的作业相比， 上述标记范围变更处理中的手动操作作业要简单得多。
此外， 上述主计算机 7 在进行上述标记范围手动校正处理的同时， 还实行上述对 照用数据指定处理。上述对照用数据指定处理是根据上述操作部 72 的输入操作来确定对 照用数据， 将该对照用数据记录到上述计算机本体 7 的数据存储部中的处理。该对照用数 据是轮胎 1 的样品的上述表面高度分布信息中上述表面高度测定值和该测定值的坐标信 息的一部分。 另外， 包含在上述对照用数据中的上述表面高度测定值， 是上述注册表面形状 信息的一例。
例如， 如图 13 所示， 对于通过上述光标图像 g3 的移动操作和移动目的地的确认操 作所确定的 X 轴方向的一个或多个确定坐标， 上述主计算机 7 将各个该确定坐标的 Y 轴方 向的一个线条的上述表面高度测定值及其坐标作为上述对照用数据， 记录到上述数据存储 部中。以下， 称上述确定坐标为对照位置坐标。另外， 所谓 Y 轴方向的一个线条的上述表面 高度测定值是指， 整个 Y 轴方向的上述表面高度测定值。
图 13 所示的点划线是与上述表面形状图像 g1 重叠显示在上述显示装置 73 上的 线， 它表示包含在上述对照用数据中的上述表面高度测定值的排列位置。上述对照用数据 是指轮胎 1 的侧壁面上具有特征性的凹凸的部分的数据。
上述对照用数据被用于检测以下两个坐标系之间的偏差， 即， 上述标记范围坐标 信息的坐标系与取自每个作为检查对象的轮胎 1 的上述表面高度分布信息的坐标系。
另外， 图 13 所示的例子是将一组或多组 Y 轴方向的一个线条的数据作为上述对照 用数据进行设定的例子。此外， 上述对照用数据也可以认为是对于轮胎 1 的样品的所有上 述表面高度分布信息， 或者是由输入操作指定的二维区域内的一部分数据。
[ 步骤 S17]
然后， 上述主计算机 7 将通过上述标记范围手动校正处理和上述对照用数据指定 处理 (S16) 得到的校正后的上述标记范围的坐标信息和上述对照用数据， 与表示轮胎 1 种 类的识别码相关联， 记录在上述计算机本体 71 的上述数据存储部中 (S17)。 这样， 标记范围 设定处理就结束了。
下面， 参照图 9 所示的流程图， 对一例由上述图像处理装置 6 和上述主计算机 7 对 作为检查对象的各轮胎 1 分别实行的形状缺陷检查处理的步骤进行说明。假设在实行图 9 所示的处理之前， 形状测定处理已按上述要领实行， 作为检查对象的各轮胎 1 的侧壁面的 上述表面高度分布信息已被存储在上述图像处理 6 的帧存储器中。
[ 步骤 S21]首先， 上述图像处理装置 6 与上述的步骤 S1 同样， 实行对侧壁面的上述表面高度 分布信息的测定值标准化工序 (S1)。
[ 步骤 S22、 S23]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行两种信息之间的坐标系的偏差检测处理 (S22， 坐标系偏差检测工序 )， 即， 取自作为检查对象的每个轮胎 1 的上述表面高度分布信息与 从上述主计算机 7 取得的取自轮胎 1 的样品的上述标记范围坐标信息之间的坐标系的偏 差。以下， 称取自作为检查对象的每个轮胎 1 的上述表面高度分布信息为检查用表面形状 信息。
这里， 毋庸赘言， 对于作为检查对象的轮胎 1 和轮胎 1 的样品， 轮胎的种类是相同 的。其中， 轮胎 1 的样品是用于该检查的已取得上述标记范围坐标信息的对象。在进行步 骤 S22 的处理之前， 上述主计算机 7 根据表示轮胎 1 种类的上述识别码， 检索取自种类与作 为检查对象的轮胎 1 相同的轮胎 1 的上述标记范围的坐标信息以及上述对照用数据， 将该 检索结果传递到上述图像处理装置 6。
在步骤 S22， 上述图像处理装置 6 一边使 Y 轴方向的位置移位， 一边对照上述检查 用表面形状信息中的 X 轴方向的上述对照位置坐标上的 Y 轴方向的一个线条的上述表面高 度测定值和上述对照用数据中的 Y 轴方向的一个线条的上述表面高度测定值， 将它们差异 最小时的移位幅度作为上述坐标系在 Y 轴方向的偏差检测出来。另外， 在上述对照用数据 包含多组 Y 轴方向的一个线条的上述表面高度测定值的情况下， 上述图像处理装置 6 对各 组的上述差异求和， 将其和最小时的移位幅度作为上述坐标系在 Y 轴方向的偏差检出。 然后， 上述图像处理装置 6 对上述标记范围的坐标信息进行修正， 去除步骤 S22 检 出的上述坐标系的偏差 (S23)。
[ 步骤 S24]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行以下所示的标记范围插补工序 (S24)。
在上述标记范围插补工序中， 上述图像处理装置 6 首先以 Y 轴方向的一个线条为 单位， 根据上述检查用表面形状信息中的上述标记范围以外的上述表面高度测定值， 算出 上述标记范围内的表面高度测定值的插补值。该插补值是变化平缓的数值， 典型例是线性 插补值， 也可以是二次曲线的插补值等。
然后， 上述图像处理装置 6 以 Y 轴方向的一个线条为单位， 将保存在上述帧存储器 中的上述检查用表面形状信息的上述标记范围内的上述表面高度测定值， 置换为上述表面 高度测定值的插补值， 保存在上述帧存储器中。 这样， 进行插补处理后的上述检查用表面形 状信息， 也就是在实施过将上述标记范围内的上述表面高度测定值置换为插补值的处理后 的上述检查用表面形状信息就会被上述主计算机 7 用于形状缺陷检查处理。
[ 步骤 S25]
然后， 上述主计算机 7 使用插补处理后的上述检查用表面形状信息， 按照预先指 定的规则， 实行轮胎 1 侧壁面的形状缺陷检查处理 (S25)。下面， 对其一例进行说明。另外， 以下实例并不形成本发明的特征。
首先， 上述主计算机 7 从插补处理后的上述检查用表面形状信息中， 对 Y 轴方向的 一个线条的测定值 ( 有可能部分包含上述插补值 ) 信息进行取样 ( 选择 )， 将其作为形状缺 陷的检查对象。
然后， 上述主计算机 7 算出例如以下所示的第 1 指标值， 将其作为局部凹凸缺陷 ( 上述起鼓和上述凹痕 ) 的指标值。
先对上述 Y 轴方向的一个线条的测定值， 进行预定次数 ( 例如 50 次 ) 以下的由 FFT 实现的低通滤波处理。
再对上述低通滤波处理后的测定值进行以下计算 ： 针对整个该测定值的 360°的 角度范围， 以 7°左右的角度范围为窗口， 一边扫描该窗口一边算出该窗口范围内测定值的 最大值与最小值之差， 将其作为上述第 1 指标值。当该第 1 指标值大于规定值时， 就判别上 述轮胎存在形状缺陷。
此外， 上述主计算机 7 算出例如以下所示的第 2 指标值， 将其作为轮胎全周的凹凸 变化平缓的缺陷检查 ( 一般称为 Runout 检查等 ) 的指标值。
先对上述 Y 轴方向的一个线条的测定值， 进行预定次数 ( 例如 15 次 ) 以下的由 FFT 实现的低通滤波处理。
再对上述低通滤波处理后的测定值全体算出最大值与最小值之差， 将其作为上述 第 2 指标值。当该第 2 指标值大于规定值时， 就判别上述轮胎存在形状缺陷。
另外， 作为检查对象区域， 如果预先仅仅指定了上述检查用表面形状信息在 X 轴 方向所占范围的部分坐标 ( 线条 )， 那就仅对上述检查用表面形状信息中的指定线条实行 步骤 S25 的处理。可以认为检查对象区域的指定与例如上述对照用数据的指定相同 ( 参照 图 13)。
图 6 是通过步骤 S8 ～ S16 的处理、 将基于图 5 中被图像化后的上述校正后二值分 布信息设定的上述标记范围的一例表现为二值图像表示的图。在图 6 中， 白的部分是上述 标记范围。
上述轮胎形状检查装置 W 对标准化后的上述表面高度分布信息这一二维信息， 就 按照二维信息实施众所周知的索贝尔滤波处理 (S2)。所以， 不论上述显示标记 M 的边缘部 ( 轮廓部 ) 在二维坐标中的哪一方向延伸形成， 该边缘部都会被切实检出。
此外， 通过标注处理 (S5)， 每一个孤立于其它的一连串的上述显示标记 M 的边缘 部都会被设定相同的标注值。根据该边缘部 ( 每一个相同标注值 ) 的圆角坐标， 形状缺陷 检查对象外的上述标记范围就会被设定 (S6 ～ S14)。由此， 位于上述显示标记 M 轮廓内的 非隆起部的测定值也会被排除在形状缺陷检查对象以外， 可以避免将该非隆起部误测为形 状缺陷部分。在图 6 中， 表示文字 “A” 、 “B” 、 “W” 等上述显示标记 M 的轮廓内部被设定为上 述标记范围就是这样的一例。
此外， 对于上述轮胎形状检查装置 W， 上述检查用表面形状信息中的上述标记范围 内的测定值被置换成变化平缓的上述插补值 (S24)。 因此， 就算不论有无上述标记范围都用 相同算法来实行形状缺陷检查处理， 也可以避免将上述标记范围内的形状误测为形状缺陷 部。
也就是说， 步骤 S24 的工序是将上述检查用表面形状信息中的范围相当于上述标 记范围坐标信息的上述表面高度测定值置换为基于该范围之外的上述表面高度测定值的 插补值的工序。另外， 步骤 S24 的工序也是标记范围检查除外工序的一例， 通过以上那样的 往插补值的置换处理， 将经过上述坐标系偏差修正后上述检查用表面形状信息中范围相当 于上述标记范围坐标信息的上述表面高度测定值， 从形状缺陷检查对象中排除。此外， 由于对实施了膨胀处理 (S4) 的上述二值分布信息进行了标注 (S5)， 所以， 即便上述显示标记 M 的部分轮廓上包含表面高度上升 ( 变化 ) 比较平缓的部分， 该部分也 会被视为上述显示标记 M 轮廓内包含的部分。所以， 可以避免将上述显示标记 M 的部分轮 廓误测为形状缺陷部。
在以上所示的实施方式中， 图 3 所示的步骤 S8 ～ S14 的处理根据上述标注值的圆 角坐标， 对每一个 Y 轴方向的线条都进行上述标记范围的设定。
另一方面， 作为本发明的另一实施方式， 也可以取代图 3 所示的步骤 S8 ～ S14 的 处理， 将各个上述标注值的圆角坐标所确定的矩形范围分别设定为上述标记范围。 另外， 在 这种情况下， 在上述标注工序 (S5) 中， 可以不设上述全周范围 Wy 的两端坐标 (Y 坐标 ) 是 Y 轴方向相邻的坐标这一前提， 而实行标注处理。
图 7 是根据图 5 中被图像化后的上述校正后二值分布信息， 在将由各个上述标记 值的圆角坐标所确定的矩形范围视为上述标记范围的情况下， 将该标记范围表现为二值图 像的图。
但是， 为了更为细致的设定上述标记范围， 优选采取图 3 所示的步骤 S8 ～ S14 的 处理。
上述轮胎形状检查装置 W， 只要按照轮胎 1 的种类对一个样品实行高运算负荷的 步骤 S2 ～ S15 的处理即可。
此外， 对每个作为检查对象的轮胎 1 实行的步骤 S21 ～ S25 的处理是处理器运算 负荷较低的处理， 所以， 实用的处理器就可实现高速运行。
此外， 上述轮胎形状检查装置 W 通过实行步骤 S16、 S17 的工序， 可以在上述侧壁面 的表面形状图像 g1 上， 一边观察自动设定的上述标记范围， 一边通过极为简单的手动操作 来校正该标记范围。 因此， 本实施方式能够对表面形状各异、 种类繁多的轮胎切实设定正确 的上述标记范围。
因此， 每当检查形成有带凹凸的上述显示标记 M 的轮胎 1 的侧壁面的形状缺陷时， 上述轮胎形状检查装置 W 都可以根据上述表面高度测定值， 高速地实施将上述显示标记 M 形成范围的测定值准确无误地除去的处理。
总之， 根据上述轮胎形状检查装置 W， 可以在短时间内进行正确的形状缺陷检查。
以上所示的实施方式是分别通过作为处理器一例的上述图像处理装置 6 和上述 主计算机 7 分担上述步骤 S1 ～ S17 和上述步骤 S21 ～ S25 的各处理而实行的实施方式。
但也可以考虑， 例如， 由上述主计算机 7 执行上述步骤 S1 ～ S17 和上述步骤 S21 ～ S25 所有步骤的实施方式。 此外， 也可以考虑由三个以上的处理器来分担上述步骤 S1 ～ S17 和上述步骤 S21 ～ S25 的各处理的实施方式。
( 第二发明 )
首先， 参照图 14， 对第二发明的一个实施方式的轮胎形状检查装置 W 的整体构成 进行说明。
第 2 发明的轮胎形状检查装置 W 使用相机对照射在旋转的轮胎 1 表面的线光图像 进行拍摄， 根据该拍摄图像， 用光切断法检测形状， 由此测定轮胎 1 表面的高度分布， 实行 形状测定处理。通过该形状测定处理， 就会得到表示表面高度测定值在轮胎 1 表面的圆周 方向上的 360°范围的各位置上分布的表面高度分布信息。 另外， 上述表面高度分布信息的测定对象是轮胎 1 的胎面和侧壁面。
进一步， 上述轮胎形状检查装置 W 根据上述形状测定处理得到的上述表面高度分 布信息， 或作为根据需要对部分该表面高度分布信息进行了修正的检查用表面高度分布信 息， 实行轮胎 1 表面的形状缺陷检查处理。
如图 14 所示， 轮胎形状检查装置 W 包括 ： 轮胎旋转机 2、 传感器单元 3、 单元驱动装 置 4、 编码器 5、 图像处理装置 6、 和主计算机 7 等。上述轮胎旋转机 2 是电动机等旋转装置， 对作为形状检测对象的轮胎 1， 以其旋转轴 1g 为中心使其旋转。
例如， 上述轮胎旋转机 2 以 60rpm 的转速来旋转轮胎 1。由此， 轮胎形状检查装置 W 会在轮胎 1 旋转 1 周的 1 秒期间， 通过后述的传感器单元 3， 对轮胎 1 的胎面和侧壁面的 全周范围的表面形状进行检测。
上述传感器单元 3 装有向旋转的轮胎 1 表面照射线光的光源 ； 和对轮胎 1 表面上 的线光图像进行拍摄的相机等。本实施方式共包括 3 个传感器单元 3， 其中两个是传感器 单元 3a、 3c， 分别用于轮胎 1 的 2 个侧壁面的形状测定 ； 另一个是传感器单元 3b， 用于轮胎 1 的胎面的形状测定。
图 15 是示意表示上述传感器单元 3 配备的机器的配置图。
如图 15 所示， 上述传感器单元 3 包括 ： 输出多束线光的投光装置 10 ； 和相机 20。
在图 15 中， X 轴表示轮胎 1 的形状检测位置上的与轮胎旋转的圆周相切的方向 ； Z 轴表示轮胎 1 的形状检测位置上的检测高度方向 ( 要检测的表面高度的方向 ) ； Y 轴表示 垂直于 X 轴和 Z 轴的方向。
也就是说， 对于用来检测轮胎 1 的侧壁面形状的上述传感器单元 3a、 3c， Z 轴是表 示轮胎 1 的旋转轴 1g 的方向的坐标轴 ； X 轴是表示轮胎 1 的半径方向 ( 相对于轮胎 1 旋转 轴 1g 的法线方向 ) 的坐标轴。
此外， 对于用来检测轮胎 1 的胎面形状的上述传感器单元 3b， Z 轴是表示轮胎 1 的 半径方向的坐标轴 ； X 轴是表示轮胎 1 的旋转轴 1g 的方向的坐标轴。
此外， 不论是上述传感器单元 3a、 3b、 3c 的哪一个， Y 轴都是表示轮胎 1 圆周方向 的坐标轴。另外， 轮胎 1 与坐标轴之间的对应关系可根据上述相机 20 的支撑形态改变。
上述投光装置 10 包括多个 ( 图 15 为 3 个 ) 线光源 11 ～ 13。为了在轮胎 1 表面 的一条线 Ls 上形成一条光切断线， 这些诸多的线光源 11 ～ 13 连排照射多束线光， 方向不 同于该一条线 Ls( 光切断线 ) 上的检测高度方向 (Z 轴方向 )( 使相邻线光端部相互重叠地 连成一排， 整体上照射一条线光 )。
此外， 上述相机 20 包括 ： 相机镜头 22、 和摄影元件 21( 受光部 )。对连排照射在轮 胎 1 表面 ( 胎面或侧壁面 ) 的多束线光图像 v1( 上述一条线 Ls 上的光切断线图像 ) 进行 拍摄。
所以， 对于侧壁面用的上述传感器单元 3a、 3c， 为了使光切断线 ( 一条光切断线 ) 形成在沿轮胎 1 侧壁面上的轮胎 1 半径方向 (Y 轴方向 ) 的一条线 Ls 上， 上述投光装置 10 连排照射多束线光， 方向不同于该一条线 Ls( 光切断线 ) 上的检测高度方向 (Z 轴方向 )。
另一方面， 对于胎面用的上述传感器单元 3b， 为了使光切断线形成在沿轮胎 1 胎 面上的垂直于轮胎圆周方向的一条线 Ls 上， 上述投光装置 10 连排照射多束线光， 方向不同 于该一条线 Ls( 光切断线 ) 上的检测高度方向 (Z 轴方向 )。另外， 本实施方式的例示是对轮胎 1 的每个面 ( 以上述传感器单元 3 为单位 ) 照 射 3 束线光的情况， 也可以增减上述线光源 11 ～ 13 的数量， 对轮胎 1 的每个面照射 2 束线 光， 或 4 束以上的线光。
此外， 上述投光装置 10 和上述相机 20 由未图示的保持机构保持， 保持方式为， 使 上述相机 20 的视野范围处于来自上述线光源 11 ～ 13 的多束线光的各主光线 ( 沿中心线 的光 ) 相对于轮胎 1 表面正反射的方向上。这样， 上述相机 20 就会在多束线光的各主光线 相对于轮胎 1 表面正反射的方向上， 对多束线光的图像进行拍摄 ( 上述拍摄部的一例 )。
如果线光照射在有光泽的轮胎表面， 正反射光的光量就会大于散乱的反射光。对 此， 根据上述构成， 即使不增强线光强度， 以足够高的拍摄频率 ( 例如每秒 4000 帧以上 ) 拍 摄线光图像， 也可以得到照射在轮胎表面的清晰的线光图像。
另一方面， 上述单元驱动装置 4( 参照图 14) 将伺服马达等驱动装置作为驱动源， 可移动地支撑各个传感器单元 3， 对各传感器单元 3 相对于轮胎 1 的位置进行定位。上述 单元驱动装置 4 按照对规定操作部的操作， 或来自外部装置的控制指令， 在轮胎 1 对上述轮 胎旋转机 2 安装与卸下之前， 使各传感器单元 3 离开轮胎 1， 定位在规定的退出位置。在新 轮胎 1 安装在上述轮胎旋转机 2 之后， 使各传感器单元 3 靠近轮胎 1， 定位在规定的检查位 置。
此外， 上述编码器 5 是检测上述轮胎旋转机 2 的旋转轴转角也就是轮胎 1 的转角 的传感器， 其检测信号用于上述传感器单元 3 包括的相机的拍摄定时控制。
上述图像处理装置 6 根据上述编码器 5 的检测信号， 控制上述传感器单元 3 包括 的相机的快门 ( 拍摄定时控制 )。例如， 每当上述图像处理装置 6 用上述编码器 5 检出旋 转的轮胎 1 以 60rpm 的速度旋转了 0.09° ( ＝ 360° /4000)， 就对上述相机进行按快门控 制。由此来进行拍摄频率为每秒 4000 帧的拍摄。
然后， 上述图像处理装置 6 输入上述传感器单元 3 所包括的相机拍摄的图像， 也就 是照射在轮胎 1 表面的线光图像的拍摄图像数据， 根据该拍摄图像， 使用光切断法， 实行形 状测定处理， 将作为其测定结果的表面高度分布信息 ( 轮胎 1 的表面高度测定值的集合 ) 保存在内置的帧存储器中。
上述图像处理装置 6 由例如 DSP(Digital Signal Processor) 实现。另外， 利用 光切断法的形状测定处理是众所周知的， 所以在此省略说明。
轮胎 1 的侧壁面的上述表面高度分布信息是在二维坐标系内排列的该侧壁面的 360°圆周方向范围的各位置的表面高度测定值。该二维坐标系由表示上述轮胎 1 半径方 向的第 1 坐标轴 ( 这里为 X 轴 ) 和表示轮胎 1 圆周方向的第 2 坐标轴 ( 这里是 Y 轴 ) 组成。
此外， 轮胎 1 的胎面的上述表面高度分布信息是在二维坐标系内排列该胎面的 360°圆周方向范围的各位置的表面高度测定值而成的信息， 该二维坐标系由表示与上述 轮胎 1 旋转轴平行的方向的 X 轴和表示轮胎 1 圆周方向的 Y 轴组成。
以下， 将 Y 轴方向 ( 第 2 坐标轴的方向 ) 中上述表面高度分布信息所占的范围、 也 就是相当于轮胎 1 的 360°圆周方向上的 Y 轴的坐标范围称为全周范围 Wy。该全周范围 Wy 中的两端坐标 (Y 轴方向的起点坐标和终点坐标 )， 相当于实际轮胎 1 表面上的圆周方向上 相邻的位置。
此外， 如果认为上述表面高度测定值相当于图像数据中各像素的亮度值， 上述表面高度分布信息就可以同单色图像数据一样， 在上述图像处理装置 6 上进行处理。所以， 此 后， “像素” 这一用语将被作为表示在上述 X 轴和 Y 轴组成的坐标系中上述表面高度测定值 各自的位置 ( 坐标 ) 的用语来记述。
另外， 轮胎 1 的侧壁面形成有凹凸标记 ( 文字、 记号、 图形等 )。以下， 将该标记称 为显示标记 M( 参照图 8)。
另外， 上述图像处理装置 6 对轮胎 1 侧壁面的上述表面高度分布信息实行表面高 度分布信息的修正处理， 将应排除在形状缺陷检查对象之外的上述显示标记 M 存在范围内 的表面高度测定值， 置换为变化平缓的插补值。 然后， 通过上述表面高度分布信息修正处理 得到的侧壁面的相关信息和轮胎 1 的胎面的上述表面高度分布信息， 被作为上述检查用表 面高度分布信息送往上述主计算机 7。
上述主计算机 7 是包括 CPU 以及其周边装置的计算机， 通过上述 CPU 执行预先存 储在存储器中的程序， 来进行各种运算并输出运算结果。
具体而言就是， 上述主计算机 7 根据从上述图像处理装置 6 取得的轮胎 1 各面的 上述检查用表面高度分布信息， 实行形状缺陷检查处理。 该形状缺陷检查处理是判别轮胎 1 各面的上述检查用表面高度分布信息是否满足预先对轮胎 1 各面设定的允许条件， 将其判 别结果显示在规定的显示部上， 或作为规定的控制信号输出的处理。 接下来， 参照图 16 所示的流程图， 对一例上述图像处理装置 6 实行的有关轮胎侧 壁面的上述表面高度分布信息的修正处理步骤进行说明。假设在实行图 16 所示的处理之 前， 形状测定处理已按上述要领执行， 关于轮胎 1 的侧壁面的上述表面高度分布信息已被 存储在上述图像处理装置 6 的帧存储器中。另外， 以下所示的 S31、 S32、 ... 表示处理步骤 (step) 的标识符。
[ 步骤 S31]
首先， 上述图像处理装置 6 对侧壁面的上述表面高度分布信息实行测定值标准化 工序 (S31)。具体而言就是， 上述图像处理装置 6 以 Y 轴方向的每个线条为单位， 根据一个 线条的上述表面高度测定值的平均值， 对上述表面高度分布信息的上述表面高度测定值进 行标准化， 将标准化后的上述表面高度分布信息保存在内置的帧存储器中。标准化后的值 例如是从各个上述表面高度测定值减去它们的平均值后的差值。
通过本步骤 S31 处理得到的标准化后的值是除去了作为轮胎 1 侧壁面本来形状的 半径方向 (X 轴方向 ) 上的弯曲形状的表面高度信息。另外， 也可以预先设定假定没有上述 显示标记 M 的侧壁面半径方向的理想形状， 将上述表面高度测定值分别减去该理想形状的 值， 将差值作为标准化后的值。
[ 步骤 S32]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行过滤工序 (S32)， 对上述表面高度测定值由上述 测定值标准化工序 (S31) 标准化后的上述表面高度分布信息进行二维的索贝尔滤波处理， 将作为其处理结果的梯度值分布信息保存在内置的帧存储器中。
索贝尔滤波处理是对某个对象像素及其周围像素组成的数量预先决定的像素群 的各个值 ( 被标准化后的表面高度测定值 )， 根据其位置分别乘以预先决定的系数， 再将相 乘的结果求和的处理。此外， 二维的索贝尔滤波处理是使用分别与 X 轴方向和 Y 轴方向对 应的两个系数矩阵， 进行上述系数的相乘计算和乘积的求和计算， 然后对两个总和的平方
和开平方根， 算出处理结果。 其结果， 得到侧壁面的表面高度的梯度越大则值越大的处理结 果。以下， 称通过二维索贝尔滤波处理的各像素的处理结果为梯度值， 称 X-Y 坐标系中各像 素的上述梯度值的集合为梯度值分布信息。 另外， 由于二维索贝尔滤波处理是众所周知的， 所以在此省略其详细说明。
此外， 上述过滤工序 (S32) 为了对上述全周范围 Wy 两端部附近的像素取得上述梯 度值， 按照以下前提实行索贝尔滤波处理， 即， 上述全周范围 Wy 的两端坐标 (Y 坐标 ) 是 Y 轴方向上相邻的坐标。
轮胎形状检查中的二维的索贝尔滤波处理中， 根据对象像素及其周围的 8 个像素 组成的 9 个像素的像素群， 或该 9 个像素的像素群及其周围的 16 个像素组成的 25 个像素 的像素群的值， 算出对象像素的上述梯度值。
[ 步骤 S33]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行二值化工序 (S33)， 对上述梯度值分布信息实施 二值化处理， 将作为其处理结果的二值分布信息保存在上述帧存储器中。该二值化工序使 像素值 ( 上述梯度值 ) 在预先设定的阈值以上的像素被设定为 ON 值 ( 例如是 1)， 其余的像 素被设定为 OFF 值 ( 例如是 0)。 通过以上所示的步骤 S31 ～ S33 的处理， 上述显示标记 M 的边缘部 ( 轮廓部 ) 不 论是沿二维坐标中的哪一个方向延伸形成， 该边缘部都会被切实检出。另外， 步骤 S32 和 S33 是二维边缘检测工序的一个实例， 通过对上述表面高度分布信息实行二维边缘检测处 理 ( 二维索贝尔滤波处理和二值化处理 )， 检测出有凹凸的上述显示标记 M 的边缘， 将其检 测结果 ( 二维边缘分布信息 ) 保存在上述帧存储器中。
图 4 是将一例通过步骤 S33 的处理得到的有关侧壁面的上述二值分布信息表现为 图像的图。在图 4 中， 黑的部分是上述二值分布信息中像素值为 OFF( ＝ 0) 的像素部分 ； 白 的部分是上述二值分布信息中像素值为 ON( ＝ 1) 的像素部分。也就是说， 图 4 中白的部分 是上述显示标记 M 的边缘部。
[ 步骤 S34]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行二值分布信息校正工序 (S34)， 对上述二值分布 信息实施预先决定的校正处理， 将校正后的信息 ( 校正后的二值分布信息 ) 保存在上述帧 存储器中。
更为具体而言就是， 在步骤 S34 中， 上述图像处理装置 6 对上述二值分布信息实施 众所周知的膨胀处理。另外， 上述膨胀处理是针对被视为二值图像信息的上述二值分布信 息， 在某个对象像素的附近 ( 例如所谓的 4 邻点或 8 邻点 ) 哪怕有一个像素值为 ON( ＝ 1)， 也将该对象像素的值修正为 ON 值 ( ＝ 1) 的处理。
这样， 即便上述显示标记 M 的部分轮廓中包含表面高度升起 ( 变化 ) 得比较平缓 的部分， 该部分也会被识别为是上述显示标记 M 轮廓内的一部分。
图 5 是将图 4 中被图像化的上述二值图像信息实施膨胀处理后得到的校正后的二 值分布信息表现为图像的图。在图 5 中， 黑的部分是上述校正后的二值分布信息中像素值 为 OFF( ＝ 0) 的像素部分 ； 白的部分是上述校正后的二值分布信息中像素值为 ON( ＝ 1) 的 像素部分。也就是说， 图 5 中白的部分是上述显示标记 M 的边缘部。
另外， 为了避免上述侧壁面的小附着物或小突起部等带来的杂点随上述膨胀处理扩大， 也可以在进行上述膨胀处理之前， 实行众所周知的去孤立点处理， 将其作为上述校正 处理的一部分。
[ 步骤 S35]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行标注工序 (S35)， 对通过步骤 S34 的处理得到的 上述校正后的二值分布信息实施标注处理， 将作为其处理结果的标注分布信息保存在上述 帧存储器中。
标注处理是以联结像素为单位分配相同标注值的众所周知的处理， 上述标注分布 信息是对上述校正后二值分布信息中像素值为 ON( ＝ 1) 的各像素设定的标注值的信息。
另外， 本步骤 S35 也与上述的步骤 S32 同样， 按照以下前提实行标注处理， 即， 上述 全周范围 Wy 的两端坐标 (Y 坐标 ) 是在 Y 轴方向上相邻的坐标。这样， 即便是与上述显示 标记 M 的边缘部对应的联结像素因上述形状测定处理的开始位置而被分离 ( 断开 ) 在上述 全周范围 Wy 的开始端侧和结束端侧， 这些像素也会被设定为相同的标注值。
此外， 也可以省略步骤 S34 的二值分布信息的校正工序， 在步骤 S35 中， 对通过步 骤 S33 的处理得到的校正前的上述二值分布信息进行标注处理。
[ 步骤 S36]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行圆角坐标检测工序 (S36)， 对每一个通过步骤 S35 的处理得到的上述标注分布信息的标注值， 检测该标注值的圆角坐标， 保存在内置的规 定的存储器中。另外， 众所周知， 圆角坐标是表示以最小范围包围标注值相同的像素群 ( 联 结像素 ) 的矩形范围的坐标。
[ 步骤 S37 ～ S44]
接下来， 上述图像处理装置 6 实行标记范围设定工序 (S37 ～ S44)， 根据步骤 S36 取得的上述标注值的圆角坐标， 设定包含上述显示标记 M 所在范围的标记范围的坐标， 将 该坐标保存在内置的存储器中。 上述标记范围是以上述标注分布信息中设定了相同标注值 的像素群为单位的包围该像素群的范围。
下面， 对上述标记范围设定工序的内容进行详细说明。
[ 步骤 S37]
首先， 上述图像处理装置 6 实行标注存在模式的判别工序 (S37)， 以上述标注分布 信息的标注值为单位， 根据该标注值 ( 即联结像素 ) 的圆角坐标， 判别 Y 轴方向 ( 圆周方 向 ) 的标注值的存在范围的模式是预先决定的三种存在模式中的哪个， 将其判别结果保存 在内置存储器中。
上述三种存在模式是以下的三个模式 P1 ～ P3。另外， 图 6 示出了相当于各模式 P1 ～ P3 的图像。
第一个是标注值连续不断地存在于整个上述全周范围 Wy 上的环绕模式 P1( 相当 于上述第 1 存在模式 )。
第二个是标注值在上述全周范围 Wy 的包含开始端 ( 一个端部 ) 的区域和包含结 束端 ( 另一端部 ) 的区域上分离的分离模式 P2( 上述第 2 存在模式的一例 )。
第三个是上述环绕模式和上述分离模式以外状态的一般模式 P3( 相当于上述第 3 存在模式 )。
例如， 上述图像处理装置 6 对某个对象标注值， 判别上述圆角坐标所表示的范围的 Y 轴方向的开始端和结束端是否与上述全周范围 Wy 的各个开始端和结束端一致。另外， 在开始端和结束端一致的情况下， 上述图像处理装置 6 判别上述对象标注值是否存在于将 上述全周范围 Wy 二等分后的两个范围中。就该判别结果而言， 如果上述对象标注值存在于 两个范围， 上述图像处理装置 6 就判别上述对象标注值是上述环绕模式， 否则就判别是上 述分离模式。
此外， 在上述对象标注值的上述圆角坐标所表示的范围的 Y 轴方向的开始端和结 束端与上述全周范围 Wy 的各个开始端和结束端不一致的情况下， 上述图像处理装置 6 就判 别上述对象标注值是上述一般模式。
[ 步骤 S38]
接下来， 上述图像处理装置 6 逐个设定 ( 选择 )X 轴坐标， 从保存在上述帧存储器 的上述标注分布信息中， 将设定的 X 轴坐标上的 Y 轴方向的一个线条的标注值信息， 作为用 于上述标记范围设定处理的信息进行取样 ( 选择 )(S38)。此后， 每当对一个线条的 Y 轴方 向的标注值信息进行取样， 上述图像处理装置 6 就实行后述的步骤 S39 ～ S44 的处理。
另外， 为进行上述取样而设定的 X 轴坐标可以认为是根据形状缺陷检查所要求的 空间分辨率， 在上述表面高度分布信息在 X 轴方向所占的整个范围的坐标 ( 像素 )， 或者是 以规定间隔进行间除后的一部分坐标 ( 像素 )。优选设定间隔较大的 X 轴坐标， 因为只要 是在形状缺陷检查允许的空间分辨率范围内， X 轴坐标的设定间隔越大， 越可以减轻运算负 荷。
接下来， 上述图像处理装置 6 实行每个线条的标记范围的设定工序 (S39 ～ S42、 S43 或 S44)， 以步骤 S38 取样的 Y 轴方向的每一线条为单位， 根据一个线条上存在的标注值 的各个上述存在模式的判别结果和该标注值的位置， 设定在上述 Y 轴方向的一个线条上的 上述标记范围的坐标， 将该坐标保存在内置存储器中。
下面， 对其具体例进行说明。
[ 步骤 S39 ～ S42]
首先， 在对象标注值的存在模式 ( 判别结果 ) 是上述环绕模式 P1( 第 1 存在模式 ) 的情况下， 上述图像处理装置 6 首先对该对象标注值进行该标注值的计数 (S39)， 判别该数 值是否在预先设定的数值 ( 设定数 ) 以上 (S40)。
然后， 如果判别上述对象标注值的数量在上述设定数以上， 上述图像处理装置 6 就将此刻取样的 Y 轴方向的整个一个线条 ( 上述全周范围 Wy) 设定为上述标记范围 (S41)。
而如果判别上述对象标注值的数量不到上述设定数， 上述图像处理装置 6 对于 此刻取样的 Y 轴方向的一个线条， 仅将上述对象标注值的存在位置设定为上述标记范围 (S42)。
[ 步骤 S43]
另一方面， 在上述对象标注值的存在模式 ( 判别结果 ) 是上述分离模式 P2( 第 2 存在模式 ) 的情况下， 对于该对象标注值， 上述图像处理装置 6 将上述全周范围 Wy 二等分 后的各范围中， 上述全周范围 Wy 的两端位置分别到相对于该位置 ( 开始端位置或结束端位 置 ) 离开最远的上述对象标注值的位置的范围， 设定为上述标记范围 (S43)。
也就是说， 在上述全周范围 Wy 的开始端位置到中间位置的范围内， 以该开始端位 置为起点、 以与上述中间位置最近的上述对象标注值的位置为终点的范围被设定为上述标记范围。另外， 在上述全周范围 Wy 的中间位置到结束端位置的范围内， 以与上述中间位置 最近的上述对象标注值的位置为起点、 以上述结束端位置为终点的范围被设定为上述标记 范围。
[ 步骤 S44]
此外， 在上述对象标注值的存在模式 ( 判别结果 ) 是上述一般模式 P3 的情况下， 上述图像处理装置 6 将该对象标注值的存在位置的整个范围设定为上述标记范围 (S44)。
也就是说， 以与上述全周范围 Wy 的上述开始端位置最近的上述对象标注值的位 置为起点、 以与上述全周范围 Wy 的上述结束端位置最近的上述对象标注值的位置为终点 的范围， 被设定为上述标记范围。
以上所示的步骤 S39 ～ S44 的处理是以每个被取样的 Y 轴方向的一个线条上的相 同标注值为单位实行， 作为上述一个线条的最终的上述标记范围， 则是将对每个标注值设 定的上述标记范围进行逻辑或运算， 将得到的范围设定为最终范围。
[ 步骤 S45]
然后， 每当对取样的 Y 轴方向的一个线条设定最终的上述标记范围， 上述图像处 理装置 6 就实行以下所示的标记范围插补工序 (S45)。
在上述标记范围插补工序中， 上述图像处理装置 6， 首先， 对被设定上述标记范围 的 Y 轴方向的一个线条， 根据上述表面高度分布信息中的上述标记范围以外的上述表面高 度测定值， 算出上述标记范围内的表面高度测定值的插补值。 该插补值是变化平缓的数值， 典型例是线性插补值， 也可以是二次曲线的插补值等。
然后， 上述图像处理装置 6 针对设定了上述标记范围的上述 Y 轴方向的一个线条， 将保存在上述帧存储器中的上述表面高度分布信息中的上述标记范围内的上述表面高度 测定值， 置换为上述表面高度测定值的插补值后， 保存在上述帧存储器中。 这样进行过上述 标记范围内的上述表面高度测定值的置换之后的上述表面高度分布信息， 是被上述主计算 机 7 用于形状缺陷检查处理的上述检查用表面高度分布信息。
[ 步骤 S46、 S47]
此后， 上述图像处理装置 6 进行如下控制 (S46) ： 重复执行以上所示的步骤 S38 ～ S45 的处理， 直至预定数量的取样 (S38) 结束为止。这样， 就得到了关于轮胎 1 的侧壁面的 上述检查用表面高度分布信息。
然后， 上述图像处理装置 6 将关于轮胎 1 的侧壁面的上述检查用表面高度分布信 息送往上述主计算机 7， 该主计算机 7 用该信息来实行形状缺陷检查处理 (S47)。
另外， 如果步骤 S38 中， 仅上述检查用表面形状信息在 X 轴方向所占范围中的部分 坐标 ( 线条 ) 被取样， 那么上述检查用表面形状信息中， 就不包含上述取样对象的位置 ( 线 条 ) 外的信息。
然后， 上述主计算机 7 使用上述检查用表面形状信息 ( 上述标记范围内的上述表 面高度测定值被置换为上述插补值的上述表面高度分布信息 )， 按照预先指定的规则， 实行 轮胎 1 的侧壁面的形状缺陷检查处理 (S48)。下面， 对其一例进行说明。另外， 以下实例并 不形成本发明的特征。
首先， 上述主计算机 7 从上述检查用高度分布信息中， 对 Y 轴方向的一个线条的测 定值 ( 有可能部分包含上述插补值 ) 信息进行取样 ( 选择 )， 将其作为形状缺陷的检查对象。 然后， 上述主计算机 7 算出例如以下所示的第 1 指标值， 将其作为局部凹凸缺陷 ( 上述起鼓和上述凹痕 ) 的指标值。
先对上述 Y 轴方向的一个线条的测定值， 进行预定次数 ( 例如 50 次 ) 以下的由 FFT 实现的低通滤波处理。
再对上述低通滤波处理后的测定值进行以下计算 ： 针对整个该测定值的 360°的 角度范围， 以 7°左右为角度范围的窗口， 一边扫描该窗口一边算出该窗口范围内测定值的 最大值与最小值之差， 将其作为上述第 1 指标值。当该第 1 指标值大于规定值时， 就判别上 述轮胎存在形状缺陷。
此外， 上述主计算机 7 算出例如以下所示的第 2 指标值， 将其作为轮胎全周的凹凸 变化平缓的缺陷检查 ( 一般称为 Runout 检查等 ) 的指标值。
先对上述 Y 轴方向的一个线条的测定值， 进行预定次数 ( 例如 15 次 ) 以下的由 FFT 实现的低通滤波处理。
再对上述低通滤波处理后的测定值全体算出最大值与最小值之差， 将其作为上述 第 2 指标值。当该第 2 指标值大于规定值时， 就判别上述轮胎存在形状缺陷。
图 6 是通过步骤 S38 ～ S46 的处理、 将基于图 5 中被图像化后的上述校正后二值 分布信息而设定的上述标记范围的一例表现为二值图像的图。在图 6 中， 白的部分是上述 标记范围。
上述轮胎形状检查装置 W， 对标准化后的上述表面高度分布信息这一二维信息， 就 按二维信息实施众所周知的索贝尔滤波处理 (S32)。所以， 不论上述显示标记 M 的边缘部 ( 轮廓部 ) 在二维坐标中的哪一方向延伸形成， 该边缘部都会被切实检出。
此外， 通过标注处理 (S35)， 每一个孤立于其它的一连串的上述显示标记 M 的边缘 部都会被设定相同的标注值。根据该边缘部 ( 每一个相同标注值 ) 的圆角坐标， 形状缺陷 检查对象外的上述标记范围就会被设定 (S36 ～ S44)。 由此， 位于上述显示标记 M 轮廓内的 非隆起部的测定值也会被排除在形状缺陷检查对象以外， 可以避免将该非隆起部误测为形 状缺陷部分。在图 6 中， 表示文字 “A” 、 “B” 、 “W” 等上述显示标记 M 的轮廓内部， 被设定为上 述标记范围就是这样的一例。
此外， 对于上述轮胎形状检查装置 W， 上述标记范围内的测定值被置换成变化平缓 的上述插补值 (S45)。因此， 就算不论有无上述标记范围都用相同算法， 实行形状缺陷检查 处理， 也可以避免将上述标记范围内的形状误测为形状缺陷部。
此外， 由于对实施了膨胀处理 (S34) 的上述二值分布信息进行了标注 (S35)， 所 以， 即便上述显示标记 M 的部分轮廓上包含表面高度上升 ( 变化 ) 比较平缓的部分， 该部分 也会被视为上述显示标记 M 轮廓内包含的部分。所以， 可以避免将上述显示标记 M 的部分 轮廓误测为形状缺陷部。
在以上所示的实施方式中， 通过图 16 所示的步骤 S38 ～ S44 的处理， 根据上述标 注值的圆角坐标， 对每一个 Y 轴方向的线条都进行上述标记范围的设定。
另一方面， 作为本发明的另一实施方式， 也可以取代图 16 所示的步骤 S38 ～ S44 的处理， 将各个上述标注值的圆角坐标所确定的矩形范围设定为上述标记范围。 另外， 在这 种情况下， 在上述标注工序 (S35) 中， 可以不设上述全周范围 Wy 的两端坐标 (Y 坐标 ) 是 Y
轴方向相邻的坐标这一前提的情况下实行标注处理。
图 7 是根据图 5 中被图像化后的上述校正后二值分布信息， 将由各个上述标记值 的圆角坐标所确定的矩形范围作为上述标记范围的情况下， 将该标记范围表现为二值图像 的图。
但是， 为了更为细致的设定上述标记范围， 优选采取图 16 所示的步骤 S38 ～ S44 的处理。
下面， 对上述实施方式有可能产生的次要问题点进行说明。
在上述轮胎 1 的侧壁面上， 有时会形成许多不是形状缺陷检查对象的微小凹陷。 而且， 如果用上述相机 20 从上述线光的主光线的正反射方向拍摄这种轮胎 1 的侧壁面， 在 上述微小凹陷部分的反射光将反射不到上述相机 20。因此， 存在以下问题 ： 在上述相机 20 的拍摄图像中， 在相当于上述微小凹陷部分的位置， 有可能得不到清晰的图像， 也就是高亮 度的上述光切断线的图像。以下， 称本问题点为微小凹陷引起的问题点。
此外， 在上述轮胎 1 上， 其侧壁面还会形成几乎整个圆周方向的带状突起的标记 或下凹的标记。以下， 称该标记为环状标记。同样， 在上述轮胎 1 上， 其侧壁面还会形成在 几乎整个圆周方向上被排成一列的多个突起的标记或下凹的标记。以下， 称这些诸多标记 的集合为准环状标记群。 图 17 是在 X-Y 坐标系中表示形成有上述环状标记的轮胎的侧壁面的示意图。此 外， 图 18 是在 X-Y 坐标系中表示形成有上述准环状标记群的轮胎的侧壁面的示意图。
另外， 在图 17 和图 18 中， 被涂黑的部分是突起或下凹的标记的部分。
图 17 和图 18 所示的例子是将上述环状标记或上述准环状标记群表现为相对于 Y 轴方向平行的例子。但是， 在上述相机 20 的拍摄图像中， 上述环状标记或上述准环状标记 群， 都表现为相对于 Y 轴方向的平行方向略微偏离。其原因可以认为是， 标记的形成位置相 对于轮胎的误差、 轮胎旋转轴的偏差、 和上述相机 20 拍摄方向的偏差等。
在上述轮胎 1 的侧壁面上， 形成图 17 所示的上述环状标记， 在形成有该环状标记 的区域 Wxa 的边界线偏离 Y 轴方向的情况下， 上述实施方式还有可能产生以下所示的问题 点。
另外， 为了方便， 将用上述光切断法通过形状测定处理得到的标准化前的上述轮 胎 1 的表面高度测定值， 称为标准化前高度测定值。此外， 将上述实施方式中已根据上述轮 胎 1 圆周方向 (Y 轴方向 ) 的一个线条的上述标准化前高度测定值的平均值进行了标准化 的上述高度测定值， 称为标准化后高度测定值。
对于形成有上述环状标记的区域 Wxa， 在其边界线的方向偏离 Y 轴方向的情况下， 在上述轮胎 1 的半径方向也就是 X 轴方向的上述环状标记的边界线位置附近， 在轮胎圆周 方向 (Y 轴方向 ) 的一个线条上， 突起或下凹的部分与非突起或下凹的部分混在一起。这 样， 就会发生以下现象 ： 上述标准化后高度测定值表示的是错误的形状， 与上述轮胎 1 的侧 壁面的本来形状不同。其结果， 有可能产生以下问题点 ： 发生形状缺陷误测。以下， 将本问 题点称为环状标记引起的问题点。该环状标记引起的问题点， 在上述准环状标记群形成在 轮胎的侧壁面， 形成有该准环状标记群的区域 Wxa’ 的边界线方向偏离 Y 轴方向的情况下也 同样会发生。
下面， 参照图 19 所示的流程图， 对另一例上述图像处理装置 6 实行的关于轮胎侧壁面的上述表面高度分布信息的修正处理的步骤进行说明。
图 19 所示的处理是图 16 所示处理的应用例。也就是说， 为了解决上述微小凹陷 引起的问题点和上述环状标记引起的问题点， 图 19 所示的处理对图 3 所示的处理进行了部 分改变。
下面， 关于图 19 所示的处理， 仅说明相对图 16 所示处理改变的部分。另外， 在图 19 所示的流程图中， 省略了一部分与图 16 所示处理相同的步骤。此外， 图 19 对与图 16 所 示处理相同的步骤附加了相同符号。
在图 19 所示的处理中， 在实行上述表面高度分布信息的标准化处理 (S31’ ) 之前， 步骤 S30-1 使用上述光切断法， 实行形状测定处理 ( 光切断法形状检测工序 )。
也就是说， 在步骤 S30-1 中， 上述图像处理装置 6 根据上述相机 20 的拍摄图像， 检 测亮度在预先设定的阈值以上的光切断线。然后， 上述图像处理装置 6 根据检出的上述光 切断线位置， 算出排列在二维坐标系内的上述标准化前高度测定值， 该二维坐标系由相当 于上述轮胎 1 半径方向的 X 轴方向、 相当于上述轮胎 1 圆周方向的 Y 轴方向组成。将由该 标准化前高度测定值组成的上述表面高度分布信息保存在上述图像处理装置 6 的帧存储 器中。
由此， 对上述轮胎 1 的侧壁面的标准化前的上述表面高度分布信息， 就会被保存 在上述图像处理装置 6 的帧存储器中。
但是， 如上所述， 在上述轮胎 1 的侧壁面上存在微小凹陷的情况下， 使用光切断法 进行形状测定处理 (S30-1)， 对于上述相机 20 拍摄图像的相当于上述微小凹陷的位置 ( 坐 标 )， 无法检出亮度在预先设定的阈值以上的光切断线的图像， 无法算出上述标准化前的高 度测定值。
以下， 为了方便， 对于在使用光切断法进行形状测定处理 (S30-1) 时， 能够检出 亮度在预先设定的阈值以上的光切断线的部分， 将根据该光切断线位置算出的上述标准 化前的高度测定值， 称为有效高度检测值。另外， 对于在使用光切断法进行形状测定处理 (S30-1) 时， 无法检出亮度在预先设定的阈值以上的光切断线的部分， 在上述表面高度分布 信息中相当于该部分的位置上， 设定预先决定的信息， 表示是无法检测光切断线的该部， 例 如设定 0 或 NULL 等信息。
然后， 上述图像处理装置 6， 在使用光切断法进行形状测定处理 (S30-1， 光切断 法形状检测工序 ) 之后， 针对设定了上述有效高度检测值的标准化前的上述表面高度 分布信息， 以 Y 轴方向的每个线条为单位， 算出该线条的上述有效高度检测值的平均值 Have(S30-2)。 这样， 就会得到由 Y 轴方向的每个线条的上述有效高度检测值的平均值 Have 的数据组成的 X 轴方向的数据列。以下， 称该数据列为有效高度平均值数据列。
然后， 上述图像处理装置 6 对上述有效高度平均值数据列实施微分处理， 对上述 有效高度平均值数据列， 检测平均高度骤变坐标 xb， 它是微分值的绝对值在预先设定的阈 值以上时的 X 轴坐标 (S30-2， 平均高度骤变坐标检测工序 )。
图 20 是将上述有效高度平均值数据列的一例图形化在横轴是相当于上述轮胎 1 半径方向的 X 轴、 纵轴是上述有效高度检测值的平均值 Have 的坐标系中的图线。
在上述轮胎 1 的侧壁面存在上述环状标记的情况下， 如图 20 所示， 在范围相当于 形成有上述环状标记的区域 Wxa 的边界位置， 会得到上述有效高度检测值的平均值 Have 骤变的上述有效高度平均值的数据列。这种情况也与上述轮胎 1 的侧壁面存在上述准环状标 记群的情况相同。
另外， 图 20 所示的例子是上述轮胎 1 的侧壁面上形成有突起的上述环状标记情况 下的例子。
而且， 如图 20 所示， 步骤 S30-2 中检出的上述平均高度骤变坐标 xb 相当于一个边 界位置， 其范围相当于上述轮胎 1 侧壁面上的形成有上述环状标记或上述准环状标记的区 域 Wxa、 Wxa’ 。
然后， 上述图像处理装置 6 针对上述轮胎 1 的侧壁面的上述表面高度分布信息实 施以下所示的测定值标准化工序 (S31’ )。另外， 该工序相当于图 16 所示例子中的上述测 定值标准化工序 (S31)。
也就是说， 上述图像处理装置 6 按照以下两个规则， 设定上述表面高度分布信息 中的上述 Y 轴方向的每个线条的上述表面高度测定值。
第 1 规则是 ： 对于该一个线条上的可以检出上述阈值以上的亮度的光切断线的部 分， 将该部分的上述有效高度检测值设定为根据该一个线条上的上述有效高度检测值的平 均值 Have 进行标准化得到的值。
第 2 规则是 ： 对于该一个线条上的其余部分， 将基于该线条上的上述有效高度检 测值的插补值设定为根据该线条上的上述有效高度检测值的平均值 Have 进行标准化得到 的值。
在上述第 1 规则和第 2 规则中， 所谓根据上述有效高度检测值的平均值 Have 进行 标准化得到的值是， 例如将作为标准化对象的数值除以上述有效高度检测值的平均值 Have 得到的值， 或将作为标准化对象的数值减去上述有效高度检测值的平均值 Have 得到的值 等。
此外， 在上述第 2 规则中， 所谓该一个线条上的其余部分， 是无法检出亮度在上述 阈值以上的光切断线的部分。
此外， 上述第 2 规则中的上述插补值， 例如可以认为是在 Y 轴方向的一个线条上的 上述有效高度检测值的平均值 Have。另外， 上述第 2 规则中的上述插补值， 也可以是基于 Y 轴方向的一个线条上的上述有效高度检测值的线性插补值等。
然后， 上述图像处理装置 6 在实行步骤 S30-1、 S30-2 和 S31’ 的处理之后， 实行图 16 所示的步骤 S33 ～ S37 的处理。由此， 上述图像处理装置 6， 在作为上述二维边缘检测工 序的一例的步骤 S32 和 S33 中， 对上述表面高度分布信息实行上述二维边缘检测处理， 其中 上述表面高度分布信息具有被步骤 S31’ 的上述测定值标准化工序标准化的上述表面高度 测定值。
进而， 上述图像处理装置 6， 在实行图 16 所示的步骤 S33 ～ S47 的处理之后， 实行 图 16 所示的步骤 S38 ～ S46 的循环处理和图 16 所示的步骤 S47 的处理。
然后， 上述主计算机 7 使用上述检查用表面高度分布信息， 实行上述轮胎 1 的侧壁 面的形状缺陷检查处理 (S48)。
但是， 在图 19 所示的例子中， 上述图像处理装置 6 执行以下处理 ： 将上述表面高 度分布信息中包含 X 轴的上述平均高度骤变坐标 xb 的规定幅度的坐标范围内的整个 Y 轴 方向的区域， 从上述形状缺陷检查处理对象中排除 (S41 和 S42， 缺陷检查排除区域设定工序 )。 上述缺陷检查排除区域设定工序可以有各种具体例， 以下， 对其一例进行说明。
图 19 所示的上述缺陷检查排除区域设定工序 (S41 和 S42) 在图 16 所示的步骤 S38 ～ S46 的循环处理中实行。
更为具体而言就是， 上述图像处理装置 6， 每当对 Y 轴方向的一个线条的标注值 信息进行取样 (S38)， 就立即以 Y 轴方向的一个线条为单位， 判别该线条是否是包含步骤 S30-2 所检出的上述平均高度骤变坐标 xb 的预先决定的范围内的线条 (S51)。
这里， 包含上述平均高度骤变坐标 xb 的预先决定的范围例如是， 上述平均高度骤 变坐标 xb 和以其为中心的前后各有 n 个像素大小的范围。另外， n 的值例如是 1 ～ 3 左右。
然后， 上述图像处理装置 6， 在取样的 Y 轴方向的一个线条是包含步骤 S30-2 检出 的上述平均高度骤变坐标 xb 的预先决定的范围内的一个线条的情况下， 将该一个线条的 所有所述高度测定值设定成同一值 (S52)。
如上所述， 步骤 S48 的形状缺陷检查处理， 是以上述表面高度分布信息中 Y 轴方向 的每个线条的测定值 ( 有可能部分包含上述插补 ) 为单位， 算出局部凹凸缺陷的指标值并 根据该指标值判别缺陷。因此， 在步骤 S52 中， 上述表面高度分布信息中上述高度测定值设 定成同一值的 Y 轴方向的各个线条组成的区域， 在步骤 S48 的形状缺陷检查处理中， 被实质 地从形状缺陷检查对象中排除。
根据图 19 所示的处理， 上述表面高度分布信息中无法检出亮度在上述阈值以上 的光切断线的部分， 被设定与插补值相对应的上述高度测定值， 该插补值基于可检出该光 切断线的部分的上述有效高度检测值 (S30-1、 S31’ )。由此， 上述微小凹陷引起的问题得到 解决。
此外， 根据图 19 所示的处理， 包含边界位置的规定幅度的区域， 通过步骤 S30-2、 S51、 S52 的处理会从缺陷检查对象中除去， 其范围相当于上述轮胎 1 侧壁面上的形成有上 述环状标记或上述准环状标记的区域 Wxa、 Wxa’ 。由此， 上述环状标记引起的问题就会得到 解决。
另外， 在图 19 所示的处理中， 上述缺陷检查排除区域设定工序 (S30-2、 S51、 S52)， 是将包含边界位置的规定幅度的区域中的上述高度测定值设定为同一值的工序。该区域 的范围相当于上述轮胎 1 侧壁面上的形成有上述环状标记或上述准环状标记的区域 Wxa、 Wxa’ 。
但是， 上述缺陷检查排除区域设定工序也可以通过其它处理来实现。
例如， 上述图像处理装置 6 也可以将步骤 S30-2 检出的上述平均高度骤变坐标 xb 传递给上述主计算机 7， 由上述主计算机 7 进行处理， 将包含上述平均高度骤变坐标 xb 的规 定幅度的区域， 从形状缺陷检查对象中排除。
以上所示的实施方式， 分别是由作为处理器一例的上述图像处理装置 6 和上述主 计算机 7 分担处理上述多个步骤。
但是， 以上所示的实施方式也可以例如由上述主计算机 7 执行上述所有的处理步 骤。此外， 还可以由三个以上的处理器进行分担处理上述多个步骤。
产业上的利用可能性
本发明可以用于轮胎形状检查装置。
如上所述， 本发明已参照特定的实施方式， 进行了详细说明。本领域的工作人员 十分清楚， 只要不脱离本发明的精神和范围， 可以对本发明进行各种变更和修正。本案的 申请是基于 2008 年 6 月 4 日申请的日本专利申请 ( 特愿 2008-147184)、 2009 年 2 月 6 日 申请的日本专利申请 ( 特愿 2009-025899)、 2009 年 2 月 6 日申请的日本专利申请 ( 特愿 2009-025942) 的内容， 作为参考， 该内容在此被引用。