JP2004101339A - Visual inspection apparatus of round rod body - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シガレット等からなる丸棒体の表面における傷や汚れ等の欠陥を容易に、しかも確実に検出することのできる丸棒体の外観検査装置に関する。
【0002】
【関連する背景技術】
シガレットを製造するに際しては、その製造品質を十分に高く保つことが重要である。シガレットの製造品質を評価する項目の1つに、その外周面に傷や汚れ等が存在しないことが挙げられる。このような外観上の欠陥の検出は、専ら、シガレットの外周面をカメラにより撮像し、その外観画像(検査対象画像)と予め求められている良品(標準品)の画像(標準画像)とを比較する等の画像処理を実行することにより行われる。(例えば、特許文献1参照)
【0003】
【特許文献1】
特開平5−180777号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらシガレットの外周面を撮像してその外観画像を得る際、照明光源の揺らぎ等に起因して画像信号レベル自体が変動することがある。しかもシガレットの外周面に存在する傷や汚れは、その素地の色成分と似ていることが多い。この為、画像処理自体が複雑化する上、その検査精度を十分に高めことが困難であると言う問題があった。更には1枚の検査対象画像から欠陥の有無を判定するまでの画像処理に時間が掛かるので、数多くのシガレットを連続的に外観検査するには問題があった。
【0005】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、シガレット等からなる丸棒体の表面における傷や汚れ等の欠陥を容易に、しかも確実に検出することができ、またその検査処理の高速化を図るに好適な丸棒体の外観検査装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る丸棒体の外観検査装置は、シガレット等の外周面における傷や汚れ等を、その表面画像から検出して不良品を排除するに好適なものであって、
例えばシガレットからなる丸棒体を所定位置にて自転させる回転機構と、この回転機構により自転している上記丸棒体の周面をその軸方向に沿って1ラインずつ撮像して前記丸棒体の全周に亘る外観画像を得るラインセンサとを備え、
特に上記ラインセンサにより求められて外観検査に供せられる検査対象画像に所定の位置ずれを与えてずれ画像を形成すると共に、このずれ画像と上記検査対象画像との差分画像を求め(差分画像形成手段)、上記差分画像の各画素レベルを判定して前記丸棒体の外観欠陥部位を抽出する(欠陥部位判定手段)ことを特徴としている。
【0007】
即ち、本発明は、丸棒体の外周面を撮像した検査対象画像と、この検査対象画像を所定画素数分だけずらした(シフトした)ずれ画像との差を差分画像として求めることで、前記検査対象画像の素地の画素信号成分に対して相対的な違いを持つ画素部分を確実に抽出するようにしたものである。特に前記検査対象画像の素地の画像信号成分を打ち消し、傷や汚れ等の欠陥部位を上記素地からその画像信号成分が相対的に変化している画素の領域として捉えることで、照明の揺らぎ等に起因する検査対象画像の全体的なレベル変化に拘わることなく傷や汚れ等の欠陥部位を検出し得るようにしたものである。
【0008】
また本発明に係る丸棒体の外観検査装置は、上述した機能に加えて、更に前記丸棒体の表面に存在する文字・図形を示した既知画像と前記ラインセンサにより求められた外観画像とをパターンマッチングして前記外観画像中に含まれる前記文字・図形を形成した画素を検出するパターンマッチング手段と、このパターンマッチング手段にて検出された前記文字・図形を形成する画素をその背景画素成分にて塗り潰して外観検査に供する検査対象画像を形成する前処理手段とを備えることを特徴としている。
【0009】
ちなみに前記既知画像は、前記丸棒体の表面における前記文字・図形の存在領域を前記丸棒体の周方向に複数の領域に区分して求められた複数の部分既知画像からなり、また前記パターンマッチング手段は、前記外観画像中の前記文字・図形が存在する可能性のある領域の画像と前記複数の部分既知画像とをそれぞれ照合してその一致度を求めるものとして構成される。
【0010】
この際、前記検査対象画像としては、前記丸棒体の全周に亘るよりも大きい範囲の、例えば1.2〜1.5周分に亘る外観画像として求めることが好ましい。このようにすれば外観画像(検査対象画像)の切り出し位置が前記丸棒体の周方向において規定されていない場合であっても、前述した既知画像の周方向への区分と相俟って、丸棒体の全周に亘って前記外観画像を確実にパターンマッチング処理することができるので、外観画像中の前述した文字・図形の存在領域を確実に検出することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る丸棒体の外観検査装置について、シガレットの外観を検査して不良品を排除する装置を例に説明する。
図1はシガレットの外観検査装置の全体的な概略構成を模式的に示す図で、1は複数本のシガレットを横並びに整列させ、所定の間隔で1本ずつ順次連続的に搬送するシガレット搬送機構部である。このシガレット搬送機構部1は、ホッパ2に投入された複数本のシガレットをその軸方向を揃えて所定の間隔で平行に吸着保持して搬送するホッパドラム3と、このホッパドラム3から1本ずつ送り出されたシガレットをシガレット回転機構の一部をなすローリングドラム4に受け渡す2段の転送ドラム5a,5bを備える。そして上記ローリングドラム4から送り出されたシガレットを、更に転送ドラム5c,5d,5e,5fを順に介してその出口部(排出シュート)へと搬送するように構成されている。
【0012】
ちなみに前記各ドラム3,5a,5b,〜5fは、ドラム周面にその軸方向に沿ってシガレットを吸着保持する複数本の保持溝(図示せず)を、その周方向に等間隔にそれぞれ備えたものからなる。これらの保持溝は、各ドラム3,5a,5b,〜5f毎に所定の回転位置にてそれぞれ吸引駆動されることでシガレットを吸着保持する。そしてシガレットを吸着した各ドラム3,5a,5b,〜5fが所定角度回転したとき、前記保持溝の吸引系が開放され、これによって前記保持溝によるシガレットの保持が解除される。このような各ドラム3,5a,5b,〜5fの回転と上記各保持溝の吸引制御とにより、シガレットは各ドラム3,5a,5b,〜5fの外周面に沿って所定距離ずつ順次搬送される。
【0013】
尚、前記各ドラム3,5a,5b,〜5fは、機械制御部6の制御の下で互いに同期して回転駆動される。またこれらの各ドラム3,5a,5b,〜5fの回転に伴って前記各保持溝によるシガレットの吸着がそれぞれ制御される。これらの一連の制御によりシガレットが1本ずつ所定のタイミングで搬送されて以下に説明する外観検査に供される。
【0014】
さて前述したローリングドラム4は、該ローリングドラム4の周面に対向させて平行に設けられたキックローラ7と対をなしてシガレットを所定の位置に保持して自転させるシガレット回転機構をなす。即ち、このシガレット回転機構は、図2にその要部を拡大して示すように、シガレットCの搬送方向に回転駆動されるローリングドラム4と、このローリングドラム4とは逆向きに回転駆動するキックローラ7とからなる。これらのローリングドラム4およびキックローラ7は、その外周面を前記シガレットCの径よりも若干狭い間隙を形成して平行に設けられている。
【0015】
特にローリングドラム4の周面には、シガレットCを保持する第1の保持溝4aと第2の保持溝4bとが、その周方向に所定距離を隔てて交互に平行に設けられており、第1の保持溝4aと第2の保持溝4bとの間はシガレットCを自転させる為の転動面4cとなっている。またキックローラ7の周面は、前記ローリングドラム4の転動面4cとの間にシガレットCを保持して該シガレットCを自転させる転動面7aとなっており、その一部には前記ローリングドラム4との間でのシガレットCの保持を解除する為の逃げ溝7bが設けられている。
【0016】
このような周面形状を有するローリングドラム4およびキックローラ7は、互いに同期して同じ周速度で回転駆動される。そしてローリングドラム4の第1の保持溝4aに吸着保持されてキックローラ7に対向する位置まで搬送されたシガレットCを、キックローラ7の転動面7aの前端エッジにて上記第1の保持溝4aから払い出して転動面4c,7a間に挟み込む。そしてローリングドラム4およびキックローラ7の回転に伴って、上記転動面4c,7a間に挟み込んだシガレットCを当該挟み込み位置にて自転させるものとなっている。このシガレットCの自転は、各転動面4c,7aの全域に亘って転がることにより、例えば1.2〜1.5周分に亘って行われる。そして各転動面4c,7aの全域に亘って転がったシガレットCは、第2の保持溝4bに落ち込むと同時に逃げ溝7bに落ち込むことにより前述した転動面4c,7a間の挟み込みから開放され、ローリングドラム4の回転に伴って更に搬送されることになる。
【0017】
一方、上述した如くシガレットCを所定の位置に保持して、例えば1.2〜1.5周分に亘って自転させる前記ローリングドラム4およびキックローラ7からなる回転機構の上方位置には、上記シガレットCの外周面を照明する照明光源8a,8bと該シガレットCの周面をその軸方向に沿って1ラインずつ撮像するラインセンサ9とが設けられている。このラインセンサ9は、その撮像信号をRGB信号として出力するカラー用のものからなる。特にラインセンサ9は、前記ローリングドラム4の回転に同期して所定のタイミングで駆動されることで、前記シガレットCの自転に同期して該シガレットCの周面を軸方向に沿って順次1ラインずつ撮像し、これによって前記シガレットCの全周に亘る外観画像を、特に1.2〜1.5周分に亘る外観画像を得るものとなっている。
【0018】
このようにしてラインセンサ9にて撮像されたシガレットCの外観画像が、以下に説明する画像処理プロセッサを主体として構成される外観検査部10に与えられて、その外観検査が実行される。
この外観検査部10は、概略的には図3に示すようにラインセンサ9により撮像されたシガレットCの外観画像を入力する第1の画像処理部11と、並列に設けられて上記第1の画像処理部11により分配された外観画像をそれぞれ画像処理してその外観検査を実行する複数の第2の画像処理部12a,12b,〜12nを備える。
【0019】
第1の画像処理部11は、基本的には前記ラインセンサ9により順次1ライン分ずつ求められる画像信号を前記シガレットCの1.2〜1.5周分に亘って1まとめにして該シガレットCの全周に亘る外観画像を求めている。そして第1の画像処理部11は、シガレットCの全周に亘る外観画像が求められる都度、その外観画像を前述した複数の第2の画像処理部12a,12b,〜12nに順に巡回的に分配している。そして前記各第2の画像処理部12a,12b,〜12nにおいては、前記第1の画像処理部11から前記シガレットCの1枚の外観画像(処理対象画像)が与えられる都度、その外観画像に後述する所定の画像処理をそれぞれ施すことでその外観検査を実行している。
【0020】
即ち、この実施形態においてはラインセンサ9を介してシガレットCの1枚の外観画像を順次求める周期(検査周期)に比較して、前記各第2の画像処理部12a,12b,〜12nにおける画像処理(外観検査)に要する時間が一般的に長く掛かることから、上記外観画像を複数の第2の画像処理部12a,12b,〜12nに順に分配している。そして所定の周期毎に求められる複数枚の外観画像を上記各第2の画像処理部12a,12b,〜12nにより並列に画像処理することで、シガレットCの外周面を順次撮像する周期、ひいてはシガレットCの搬送周期を遅くすることなく、各シガレットCの外観検査をそれぞれ確実に実行するものとなっている。
【0021】
そしてこれらの第2の画像処理部12a,12b,〜12nにおいてそれぞれ実行された外観検査結果は、各シガレットCに対応付けられてホストコンピュータ13に与えられる。そして外観の異常(不良)が検出された場合には、上記ホストコンピュータ13から前述した機械制御部6に対して排除指令が与えられる。そして前述した転送ドラム5c,5d,5e,5fによって構築されたシガレット搬送路を介するシガレットCの搬送に同期して、該シガレット搬送路に組み込まれた不良品排除部6aが起動されて該当するシガレット(不良品)Cの排除が行われる。
【0022】
尚、ラインセンサ9により撮像されたシガレットCが上記不良品排除部6aに至るまでの搬送時間は、機械制御部6による搬送系の駆動に同期して管理されている。従ってラインセンサ9によるシガレットCの撮像タイミングに関連してその外観画像を画像処理する第2の画像処理装置12a,12b,〜12nを管理し、その検査結果を監視するだけで外観不良として判定されたシガレットCだけを容易に、しかも確実に排除することができる。
【0023】
また上述した如くホストコンピュータ13に与えられた検査結果は、当該シガレットCの外観画像と共に該ホストコンピュータ13に設けられたメインメモリ(図示せず)に記憶される。そしてメインメモリに登録された外観画像とその検査結果は、例えば所定枚数の外観検査が終了した時点で、必要に応じて画像ファイル(ハードディスク)14に記憶されるものとなっている。この画像ファイル14に記憶された外観画像とその検査結果は、適宜、前記画像処理部11に読み出されて再度画像解析される。
【0024】
ここで前述した外観検査部10におけるシガレットCの外観画像に対する画像処理(外観検査)について更に詳しく説明する。ラインセンサ9は同期回路9aの制御の下で前述したようにローリングドラム4の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、シガレットCの外周面をその軸方向に沿って順次1ラインずつ撮像する。この際、シガレットCは前述したようにローリングドラム4とキックローラ7とによって同一位置にて1.2〜1.5周分に亘って自転する。そして前記ラインセンサ9はこのシガレットCの自転に同期してその全周を撮像する。従ってラインセンサ9は、例えば図4に示すようにシガレットCの軸方向に沿って1ライン当たり1024画素からなる画像信号を、該シガレットCの1.2周分に相当する300ラインに亘って得ることになる。この[1024画素×300ライン]からなる画像信号が前記シガレットCの外観画像として外観検査に供せられる。
【0025】
そこで外観検査部10は、図5にその概略的な処理手順を示すように、先ずラインセンサ9を用いてシガレットCの外周面を、その1.2周分に亘って撮像して図4に示すような外観画像を得[ステップS1]、この外観画像を前述したように複数の第2の画像処理部12a,12b,〜12nの1つに分配する[ステップS2]。そして各画像処理部12a,12b,〜12n毎に、次に示す複数種の項目からなる画像処理をそれぞれ実行する。
【0026】
この画像処理は、後に詳述するパターンマッチング処理[ステップS3]、縦差分処理[ステップS4]、長さ判定処理[ステップS5]、斜め切れ判定処理[ステップS6]、横差分処理[ステップS7]、モフォロジー処理[ステップS8]、色汚れ判定処理[ステップS9]、および濃淡処理[ステップS10]からなる。そしてこれらの各処理毎にシガレットCの外観異常(不良)が検出された場合には、その不良内容(不良項目名)を不良履歴として記憶すると共に、該当する不良項目カウンタ(図示せず)を歩進してその不良数をそれぞれ計数する[ステップS11,S12,〜S18]。
【0027】
そして上述した複数の画像処理に基づく外観検査の全てが終了した場合には、当該外観画像(検査対象画像)を画像ファイルとして保存すべきか否かを判定する[ステップS19]。そして、例えばその不良内容に応じて画像ファイル化が必要であると判定された場合には前記外観画像(検査対象画像)を前述したメインメモリに画像ファイルとして取得する[ステップS20]。このような一連の画像処理を、処理対象とする複数本のシガレットCの全てに対する外観検査が終了したか否かを判定しながら繰り返し実行する[ステップS21]。そしてその処理の全てが終了したとき、前述した如くメインメモリに求めた画像ファイルとその検査履歴をハードディスク14に書き込むことにより画像ファイル化し[ステップS22]、その処理の全てを終了する。
【0028】
ここで前記パターンマッチング処理[ステップS3]について説明すると、このパターンマッチング処理は検査対象とするシガレットCの銘柄が特定されたとき、該当銘柄のシガレットCの周面に記載されている銘柄名やエンブレム等の文字・図形を手掛かりとして外観画像を得たシガレットCが検査対象とする銘柄のシガレットであるか否かを判定し、検査対象銘柄以外のものを除外する処理からなる。
【0029】
即ち、このパターンマッチング処理は、概略的にはその処理概念を図6に示すようにシガレットCの周面に記載される銘柄名やエンブレム等の文字・図形を予め登録した既知画像21を用い、この既知画像21と外観検査の対象とするシガレットCの外観画像との一致度を計算することによって実行される(マッチング処理機能22)。そしてその一致度が所定の設定値以上であるとき、そのパターン(文字・図形)が一致している、つまり検査対象である銘柄のシガレットであると判定するものとなっている(一致度判定機能23)。
【0030】
ちなみに上記既知画像21は、外観検査の実施に先立って、予め銘柄が明らかなシガレットCの外観画像をラインセンサ9を介して求め、例えばその外観画像をモニタリングするオペレータの指示の下で文字・図形の記載領域を矩形状に切り出す等して求められる。特にこの実施形態においては、上述した既知画像21を前記シガレットCの周方向に複数(例えば3つ)の領域に区分し、これらの各領域毎に互いに関連する部分既知画像21a,21b,21cとして求めている。そして外観検査時には検査対象のシガレットCを撮像した外観画像24中の、特に銘柄名やエンブレム等が記載されている可能性の高い部分領域24aの画像と前記各部分既知画像21a,21b,21cとをそれぞれ照合し、各部分既知画像21a,21b,21cの前記部分領域24aに対する一致度をそれぞれ求めるものとなっている。
【0031】
このようにして上記各部分既知画像21a,21b,21cの前記部分領域24aに対する一致度をそれぞれ求め、これらの一致度を総合的に判定することにより、前記シガレットCの外観画像24が該シガレットCの特定の位置を基準として求められない場合であっても、その文字・図形に対するパターンマッチング処理を精度良く行うものとなっている。即ち、シガレットCの外周を撮像する際の撮像開始位置が規定されず、図6において外観画像24bとして示すようにシガレットCの周方向の任意の位置を基準としてその周方向に撮像されて文字・図形の領域が上下端に切り離されるような場合であっても、その文字・図形に対するパターンマッチングを正確に行い得るようになっている。
【0032】
そして上述したパターンマッチングによって指定された銘柄のシガレットCであることが確認された場合には、このパターンマッチング処理に付随して塗り潰し処理が実行される(塗り潰し処理機能25)。この塗り潰し処理は、図7にその概念を示すように、文字・図形を表現する画素のデータをその周囲の素地画素のデータにて置換することで、前述した外観画像24中から文字・図形の情報をマスキングした検査対象画像26を作成する役割を担う。この文字・図形を表現する画素のマスキング(塗り潰し)により、後述する画像処理において上記文字・図形を示す画素(意図的に着色され、その素地とは明らかに異なる画像部分)を汚れ等の欠陥として誤検出するような不具合が未然に防がれる。
【0033】
さて上述した如くパターンマッチング処理されて検査対象銘柄のシガレットCであることが確認され、その銘柄名やエンブレム等の文字・図形を塗り潰した外観画像は、検査対象画像としてシガレットCの外観上の欠陥を検出する為の画像処理に供される。この画像処理は、先ず縦差分処理[ステップS4]から実行される。この縦差分処理は、本発明に係る外観検査装置における特徴的な処理の1つであり、前述した検査対象画像26から、図8にその概念を示すように縦方向に数画素分ずらしたずれ画像27を作成し、このずれ画像27と前記検査対象画像26とを重ね合わせてその差を示す差分画像28を求めることによってなされる。特にこの縦差分処理は、検査対象画像26をその輝度成分に基づいて白黒画像(モノクローム画像)に変換し、該白黒画像のずれ画像を作成する。そしてこれらの画像を重ね合わせたときの画像間の差を、差分画像28として求めることによってなされる。
【0034】
このような縦差分処理によれば、例えばシガレットCにおける巻紙のラッピング部分(糊付けされる重ね合わせ部分)に剥がれ等の不良部分26aが存在し、当該不良部分の画素がその周辺部(素地)の画素と似ているような場合であっても、差分画像28において他の部分とは明らかに異なる画素部分として、その欠陥を簡易に、且つ正確に検出することが可能となる。
【0035】
即ち、シガレットCの外周面(素地)は一般的にはほぼ一様の色成分を有している。また上述したラッピング部分における剥がれ等の不良部分も上記素地とほぼ同じような色成分を持ち、素地とは僅かに異なる程度であることが多い。従って検査対象画像26の各画素の信号レベルを、単に所定の閾値にて弁別しても、その違いを明確に識別することは相当に困難である。ましてシガレットCの表面を照明する照明光源8a,8bに揺らぎが存在し、照明強度自体が変動するような場合、これに伴って外観画像のレベルも変化する。これ故、上述したように所定の閾値にて検査対象画像26の各画素の信号レベルを判定しても、前述した不良部分とその素地との違いを明確に識別することは困難である。
【0036】
具体的には検査対象画像が256階調の画素として与えられる場合、本来的には全白(階調レベル;255)であるべき画素のレベルが、照明光量の低下に伴って階調レベルが[200]程度の画素信号として得られることがある。すると全白に対する汚れ等の不良部分検出の判定レベルが[210]程度に設定されている場合、その全てが不良部分として検出されると言う不具合がある。
【0037】
この点、この縦差分処理においては、検査対象画像26とこの検査対象画像を数画素分ずらしたずれ画像27とを重ね合わせ、これらの画像26,27間の差を求めている。すると図9にその概念を模式的に示すように不良部分の画素の信号レベルが、その素地部分の画素の信号レベルと僅かに異なるだけであっても、差分画像においては素地の画素レベルを基準として、画素信号レベルの異なる部分として不良部分だけを検出することが可能となる。ちなみに差分画像28においては、不良部分のない素地部分はその差分がゼロ(0)の画素として求められる。従って照明光量の低下による画像レベルの全体的な低下が生じても、その素地のレベルを基準として汚れ部分を検出することになる。この結果、照明光量の変化に拘わることなく、上記縦差分処理により素地に対する相対的な差異部分として、前述したラッピング部分における剥がれ等の素地との色成分の似た不良部分を確実に検出することが可能となる。
【0038】
さて上述した縦差分処理が実行されたならば、次に前記外観画像(検査対象画像)からシガレットCの長さ寸法に対する判定が行われる。この長さの判定は、図10にその処理概念を示すように、ラインセンサ9により求められた画像中からシガレットCの外観画像を示す左右のエッジをそれぞれ検出することによって行われる。具体的にはラインセンサ9が前述したように1ライン当たり1024画素からなることを利用して、各ライン毎にシガレットCの画像が何番目の画素から何番目の画素に掛けて得られるかをそれぞれ検出する(エッジ検出31)。そして300ラインに亘ってそれぞれ求められた左端側のエッジ検出画素の平均と、右端側のエッジ検出画素の平均とをそれぞれ求め(平均化処理32)、これらの検出エッジ点間の画素数を前記外観画像におけるシガレットCの長さとして求める(エッジ間距離検出処理33)。
【0039】
しかる後、予め求められている各種長さのシガレットCにおける外観画像上での標準的な長さを示す基準画素数と、前記検出エッジ点間の画素数とを比較することで、前記外観画像が示すシガレットCの長さを判定する(画素数比較手段34)。即ち、ラインセンサ9によって撮像された画像上における1画素当たりの長さがその撮像系によって定まることから、シガレットCの長さを示す前述した検出エッジ間の画素数に従って該シガレットCの長さを判定(検出)する。そしてその検出長さ(画素数)が、検査対象とする銘柄のシガレットCの長さ(基準画素数)と異なる場合には、或いは許容する誤差範囲を逸脱する場合には、これを不良品として判定する。
【0040】
尚、シガレットCにおけるフィルタチップ部分の長さを判定する場合には、例えば前述したパターンマッチング処理において求められた銘柄名やエンブレム等の文字・図形に従い、当該文字・図形のシガレットCの軸方向の重心位置を予め求めておく。そして図11に示すように上記重心位置から前記各エッジまでの画素数をそれぞれ検出するようにすれば良い。
【0041】
このように文字・図形の重心位置を基準として、その両端のエッジまでの画素数(長さ)を求めるようにすれば、例えばシガレットCにおける巻紙部分とフィルタチップ部分との色が似ており、画像上、その境目の検出が困難な場合であっても、巻紙部分(たばこ部分)およびフィルタチップ部分の長さをそれぞれ正確に判定することが可能となる。
【0042】
次にシガレットCの端部の斜め切れの判定処理[ステップS6]について説明する。この斜め切りは、図12にシガレットCを斜め方向から見た外観図を示すように、その端部が軸方向に対して直角に切断されることなく、或る傾きθを以て切断された状態を言う。このような斜め切り状態のシガレットCを前述したラインセンサ9を用いて撮像した場合、その外観画像のエッジ部は、例えば図13に示すようにシガレットCの周方向に波形をなして展開される。特にこの波形のエッジは、前述したように外観画像がシガレットCの1.2周分に亘って検出されるので、必ずその最大突出部と最大切り込み部とを含むことになる。
【0043】
そこでこの斜め切れ判定処理においては、前述したようにして外観画像におけるエッジ部分の画素を各ライン毎に検出する際、最小エッジ位置Eminと最大エッジ位置Emaxとをそれぞれ検出している。そして上記最小エッジ位置Eminと最大エッジ位置Emaxとの差(Emax−Emin)を、シガレットCの端部における斜め切りの角度θとして求めている。このようにして斜め切りの角度θを判定することで、そのシガレットCの切り出しの良否が判定される。
【0044】
以上のようなシガレットCの形状的な判定が行われたならば、次にシガレットCの表面における汚れや傷の判定が行われる。この判定処理は、シガレットCにおける巻紙部分(たばこ部分)、フィルタチップ部分、およびその境界部分(継ぎ目部分)において検出条件が異なることから、例えば図14に示すように検査対象画像(外観画像)をシガレットCの長手方向に複数のエリアに区分して実行される。尚、ここでは上述した3つのエリアに区分するものとして説明するが、4つ以上のエリアに区分しても良く、またその検出エリアの大きさをシガレットCの仕様等に応じて任意に設定するようにしても良い。
【0045】
そして上記各検出エリア毎に、図15に示す汚れ検出処理、図16に示す線状傷判定処理、図17に示す色汚れ検出処理、そして図18に示す濃淡検出処理をそれぞれ実行するようにすれば良い。具体的には汚れ検出処理においては、前述した処理対象画像(モノクローム画像)26を横方向にずらして横ずれ画像を作成し[ステップS31]、この横ずれ画像と上記処理対象画像26とを重ね合わせて、その横差分画像を求める[ステップS32]。そしてこの横差分画像を前述した縦差分画像と同様に判定することで、その素地とは異なる色成分の画素を汚れとして検出する[ステップS33]。このような横差分処理によれば、シガレットCの表面の素地(ベース色)とは異なった色成分の領域を、素地の色成分を基準として容易に、しかも正確に検出することが可能となる。しかも先の縦差分処理と同様に、照明光源8a,8bの照明強度の変化や、照明色成分の変化に拘わることなく、素地とは異なる色成分の領域を確実に検出することが可能となる。
【0046】
一方、線状傷判定処理については、例えば前述した処理対象画像を2値化処理し、その2値化画像を微分する等してエッジ成分を強調するモフォロジー処理を施す[ステップS41]。そしてモフォロジー処理により強調されたエッジの長さをその画素数として検出し[ステップS42]、そのエッジ長(画素数)を判定する[ステップS43]。そして所定の長さより長いエッジの本数を調べ、エッジの数が所定数よりも多い場合、これを線状の傷を有する不良品として判定するようにすれば良い。
【0047】
またシガレットCの表面における汚れについては、一般的に巻紙をなす白地上に、たばこ葉の染みによる黄色い汚れとして表れることがあり、その素地と似た色成分であることが多いので、前述した外観画像をCMY系の画像信号に再変換する[ステップS51]。その上で、再変換したC(シアン)成分、Y(マゼンタ)成分、Y(イエロー)成分毎に、特異な色成分が含まれるか否かをそれぞれ判定する[ステップS52,S53,S54]。
【0048】
つまり従来においては、専ら、RGB空間において基準の色に対する検出対象の色の差Δを[ΔR+ΔG+ΔB]として捉え、この色の差Δが判定閾値よりも大きいか否かを判定しているに過ぎない。この点、この実施形態における色汚れ検出処理においては、基準色に対する色の差ΔをCMY空間における各色成分毎にΔC/ΔY,ΔM/ΔYとして捉え、これらを各別に判定閾値と比較している。
【0049】
従ってこのようにしてラインセンサ9にて求められるRGB系のカラー画像信号を、その補色系であるCMY系の画像信号に変換して、各色成分毎に異質な色の存在を検出するようにすれば、白地上の薄い黄色や、赤地上の黄色、更には青地上の紺色等、その素地と似た色成分からなる汚れであっても、これを確実に検出することが可能となる。但し、このようなCMY系への画像信号の変換に代えて、予めYMC系の各色フィルタを用いてその色成分の画像だけをそれぞれ強調して撮像し、これを画像処理することも可能である。
【0050】
その後、前述した外観画像の全体的な汚れを検出するべく、図18に示すようにカラー画像からなる外観画像を白黒画像に変換し[ステップS61]、その白黒画像を所定の判定閾値で弁別して2値化する[ステップS62]。そしてこの2値化により黒画素として判定された領域の大きさ(黒画素のまとまり領域の大きさ)を判定し[ステップS63]、所定値以上の大きさの領域を有するものを大きな汚れのある不良品であると判定するようにしても良い。この際、前記白黒画像を2段階の閾値で弁別し、所定の閾値範囲内に含まれることのない画素の大きさを判定するようにしても良い。
【0051】
かくして上述した画像処理を順に行えば、シガレットCの外観に表れる各種の欠陥をそれぞれ確実に検出することができる。しかも照明光源8a,8bによるシガレットCの照明環境の変化等の影響を受けることなしに、その外観検査を容易に実行することができる。また前述したように複数の画像処理部12a,12b,〜12nを並列に用いて画像処理(外観検査)を実行するので、シガレットCを高速に搬送しながら外観検査する場合でも、その全てを確実に検査することができる。
【0052】
ところで上述した画像処理は、連続して搬送されるシガレットCに対する外観検査を自動的に実行する上での手順であるが、これをマニュアル的(手動的)に行うことも可能である。この場合には、図19に示す検査手順に従って実行するようにすれば良い。この手動検査処理は、例えば前述した第1の画像処理部11を用い、ラインセンサ9を用いて読み込まれた1枚の外観画像、または前記ハードディスク14に画像ファイルとして記憶された外観画像を選択的に読み出して行われる[ステップS71]。その上で、手動(マニュアル)による検査スイッチをオンにし[ステップS72]、前述した自動検査の場合と同様にパターンマッチング処理[ステップS73]、縦差分処理[ステップS74]、長さ判定処理[ステップS75]、斜め切れ判定処理[ステップS76]、横差分処理[ステップS77]、モフォロジー処理[ステップS78]、色汚れ判定処理[ステップS79]、および濃淡処理[ステップS80]を順に実行する。
【0053】
そしてパターンマッチング処理により検査対象とする銘柄(種別)のシガレットでないと判定された場合には、その判定結果を得た前記部分既知画像21a,21b,21cと検査対象画像24(部分領域24a)との一致度を表示し[ステップS81]、その処理を終了する。また前記縦差分処理において不良部分が検出された場合には、その検出した不良部分を着色して容易に視認可能に明示する[ステップS82]。更に長さ判定処理により標準的な長さとの不一致が検出されたならば、その長さの差異(寸法)をデータ表示し[ステップS83]、また斜め切れ判定処理にてシガレットCの端部の斜め切れが検出されたならば、その斜め切断の幅(斜め切りの角度)を表示する[ステップS84]。
【0054】
そして更に画像処理を進めて前記横差分処理、モフォロジー処理、色汚れ検出処理、および濃淡処理においてそれぞれ不良が検出されたならば、それらの不良検出部位を着色し、その不良箇所を視認可能に明示する[ステップS85,S86,S87,S88]。この場合、不良の検出内容(種別)に応じてその不良検出部位を着色する色を互いに異ならせることが好ましい。このようにすれば検査対象画像に着色された色の違いから、その不良内容を容易に把握することが可能となるので、その不良原因の究明に有効に役立たせることが可能となる。
【0055】
また前述した如く外観検査されたシガレットCの検査結果を、その検査本数、不良品本数、項目別不良検出数等として前記ハードディスク14に検査履歴としてファィルすれば、この検査履歴ファィルからシガレット製造工程における不良品発生の要因を探求することも容易となる。特に不良品として連続的に排除されるシガレットの本数をモニタすれば、本質的にシガレット製造装置において大量に不良品が発生すること自体に問題があるとして捉えることができるので、例えばシガレットCの外観画像を得る上での照明系やラインセンサ9による撮像系に何等かの不具合が生じていると判断することも可能である。従って外観検査装置自体の機能を自己診断する言も可能となる等の効果が奏せられる。
【0056】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば前述した画像処理の実行手順の順序は、外観検査の重点項目等に応じて変更することも可能であり、その全てを必ず実行する必要もない。またここではカラー用のラインセンサ9を用いてシガレットCの周面をその全周に亘って撮像したが、モノクロ用のラインセンサとY,M,C等のカラーフィルタとを用いて画像入力することも勿論可能である。またここではシガレットの外観検査を例に説明したが、フィルタチップや配管用断熱体等の丸棒体の外観検査にも同様に適用することができる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、照明光源の揺らぎの影響を受けることなく、丸棒体の表面における傷や汚れ等の欠陥を容易に、しかも確実に検出することができる。しかも簡単な画像処理によって素地と似た色成分の不良部分を検出することができ、その処理の高速化を図ることも容易である等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る外観検査装置の全体的な構成を示す図。
【図2】シガレットを自転させる回転機構の要部概略構成を示す図。
【図3】外観検査装置における外観検査部の要部概略構成を示す図。
【図4】ラテンセンサより撮像されるシガレットの外観画像の例を示す図。
【図5】外観検査部における概略的な処理手順を示す図。
【図6】パターンマッチング処理の概念を模式的に示す図。
【図7】塗り潰し処理の概念を模式的に示す図。
【図8】差分処理の概念を模式的に示す図。
【図9】原画像とずれ画像とから求められる差分画像の信号レベルの例を示す図。
【図10】長さ検出処理の概念を模式的に示す図。
【図11】長さ検出処理における文字・図形の重心位置からの距離検出の概念を示す図。
【図12】シガレット端部の斜め切れの状態を示す斜視図。
【図13】斜め切れ検出処理の概念を模式的に示す図。
【図14】汚れ検出処理におけるエリアの区分設定の例を示す図。
【図15】汚れ検出処理の概略的な手順を示す図。
【図16】線状傷判定処理の概略的な手順を示す図。
【図17】色汚れ検出処理の概略的な手順を示す図。
【図18】濃淡検出処理の概略的な手順を示す図。
【図19】手動による外観検査の処理手順の一例を示す図。
【符号の説明】
4 ローリングローラ
7 キックローラ
8a,8b 照明光源
9 ラインセンサ
10 外観検査部
11 第1の画像処理部
12a,12b,〜12n 第2の画像処理部
13 ホストコンピュータ
14 ハードディスク(画像ファイル)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a round bar body appearance inspection apparatus that can easily and reliably detect defects such as scratches and dirt on the surface of a round bar body made of cigarettes or the like.
[0002]
[Related background art]
In producing cigarettes, it is important to maintain the production quality sufficiently high. One of the items for evaluating the production quality of a cigarette is that there is no scratch or dirt on the outer peripheral surface. In order to detect such a defect in appearance, the outer peripheral surface of the cigarette is exclusively imaged by a camera, and the appearance image (inspection target image) and a previously obtained non-defective (standard) image (standard image) are obtained. This is performed by executing image processing such as comparison. (For example, see Patent Document 1)
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-180777
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the outer peripheral surface of a cigarette is imaged to obtain an appearance image thereof, the image signal level itself may fluctuate due to fluctuations of an illumination light source or the like. Moreover, the scratches and stains present on the outer peripheral surface of the cigarette often resemble the color components of the base. Therefore, there is a problem that the image processing itself becomes complicated, and it is difficult to sufficiently increase the inspection accuracy. Furthermore, since it takes time to perform image processing until the presence or absence of a defect is determined from one inspection target image, there is a problem in continuously inspecting the appearance of many cigarettes.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to easily and reliably detect defects such as scratches and dirt on the surface of a round bar made of cigarettes, and It is an object of the present invention to provide a round rod appearance inspection apparatus suitable for speeding up the inspection processing.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the round bar appearance inspection apparatus according to the present invention is suitable for detecting a scratch or dirt on the outer peripheral surface of a cigarette or the like from its surface image and eliminating defective products. hand,
For example, a rotating mechanism for rotating a round bar made of a cigarette at a predetermined position, and an image of the circumferential surface of the round bar rotated by the rotating mechanism taken one line at a time along the axial direction of the round bar. A line sensor that obtains an appearance image over the entire circumference of the
In particular, a predetermined positional deviation is given to the inspection target image obtained by the line sensor and subjected to the appearance inspection to form a deviation image, and a difference image between the deviation image and the inspection target image is obtained (difference image formation). Means), a pixel level of the difference image is determined, and an appearance defect portion of the round bar is extracted (defect portion determination means).
[0007]
That is, the present invention obtains, as a difference image, a difference between an inspection target image obtained by imaging the outer peripheral surface of the round bar and a displacement image obtained by shifting (shifting) the inspection target image by a predetermined number of pixels. A pixel portion having a relative difference with respect to a base pixel signal component of the inspection target image is reliably extracted. In particular, the image signal component of the base of the inspection target image is canceled, and a defective portion such as a scratch or dirt is regarded as a region of a pixel whose image signal component is relatively changed from the base, thereby causing illumination fluctuation or the like. A defect portion such as a scratch or dirt can be detected without being concerned with the overall level change of the inspection target image caused by the defect.
[0008]
Further, in addition to the above-described functions, the appearance inspection apparatus for a round bar according to the present invention further includes a known image showing characters / graphics present on the surface of the round bar and an appearance image obtained by the line sensor. Pattern matching means for pattern-matching the pixels forming the characters / graphics included in the appearance image, and pixels forming the characters / graphics detected by the pattern matching means as background pixel components. And a pre-processing means for forming an inspection target image to be subjected to a visual inspection by filling in the image.
[0009]
Incidentally, the known image is composed of a plurality of partial known images obtained by dividing the existence area of the character / graphic on the surface of the round bar into a plurality of regions in the circumferential direction of the round bar, and the pattern The matching means is configured to match an image of an area where the character / figure may exist in the appearance image with the plurality of partial known images to obtain a degree of matching between the images.
[0010]
At this time, it is preferable that the inspection target image is obtained as an appearance image over a range larger than the entire circumference of the round bar, for example, over 1.2 to 1.5 rotations. In this way, even if the cut-out position of the appearance image (image to be inspected) is not defined in the circumferential direction of the round bar, in combination with the above-described division of the known image in the circumferential direction, Since the appearance image can be surely subjected to the pattern matching processing over the entire circumference of the round bar, it is possible to reliably detect the above-described character / figure existence area in the appearance image.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an apparatus for inspecting the appearance of a round bar body according to an embodiment of the present invention will be described by taking an example of an apparatus for inspecting the appearance of a cigarette and eliminating defective products.
FIG. 1 is a view schematically showing the overall schematic configuration of a cigarette appearance inspection apparatus. Reference numeral 1 denotes a cigarette transport mechanism for aligning a plurality of cigarettes side by side and transporting them one by one continuously at predetermined intervals. Department. The cigarette transport mechanism unit 1 transports a plurality of cigarettes put into the
[0012]
Incidentally, each of the
[0013]
The
[0014]
The above-described
[0015]
In particular, on the peripheral surface of the rolling
[0016]
The rolling
[0017]
On the other hand, as described above, the cigarette C is held at a predetermined position, and for example, the cigarette C is rotated over a period of 1.2 to 1.5 turns.
[0018]
The appearance image of the cigarette C captured by the
The
[0019]
The first
[0020]
That is, in this embodiment, the image in each of the second
[0021]
The appearance inspection results executed in the second
[0022]
The transport time required for the cigarette C imaged by the
[0023]
Further, as described above, the inspection result given to the
[0024]
Here, the image processing (appearance inspection) on the appearance image of the cigarette C in the above-described
[0025]
Therefore, as shown in FIG. 5, the
[0026]
This image processing includes a pattern matching process [Step S3], a vertical difference process [Step S4], a length determination process [Step S5], a diagonal cut determination process [Step S6], and a horizontal difference process [Step S7] which will be described in detail later. , Morphology processing [Step S8], color stain determination processing [Step S9], and shading processing [Step S10]. When an abnormal appearance (defective) of the cigarette C is detected for each of these processes, the contents of the defect (defective item name) are stored as a defect history, and a corresponding defective item counter (not shown) is stored. The number of defects is incremented by step [Steps S11, S12, to S18].
[0027]
When all the appearance inspections based on the plurality of image processes described above are completed, it is determined whether or not the appearance image (inspection target image) should be saved as an image file (step S19). Then, for example, when it is determined that it is necessary to create an image file according to the content of the defect, the appearance image (image to be inspected) is acquired as an image file in the main memory described above [Step S20]. Such a series of image processing is repeatedly executed while determining whether or not the appearance inspection has been completed for all of the plurality of cigarettes C to be processed [Step S21]. Then, when all the processing is completed, the image file obtained in the main memory and its inspection history are written into the
[0028]
Here, the pattern matching process [Step S3] will be described. In the pattern matching process, when a brand of the cigarette C to be inspected is specified, a brand name or an emblem described on the peripheral surface of the cigarette C of the relevant brand. It is determined whether or not the cigarette C whose appearance image has been obtained by using the characters / graphics such as is a cigarette of a brand to be inspected, and excludes any cigarette other than the brand to be inspected.
[0029]
That is, the pattern matching process uses a known
[0030]
By the way, prior to the appearance inspection, the known
[0031]
In this way, the degree of coincidence of each of the partial known
[0032]
If it is confirmed that the cigarette C is of the brand specified by the above-described pattern matching, a filling process is executed accompanying the pattern matching process (a filling process function 25). As shown in the concept of FIG. 7, the filling process replaces the data of the pixel expressing the character / graphic with the data of the surrounding base pixel, thereby obtaining the character / graphic from the
[0033]
As described above, the pattern matching process is performed to confirm that the cigarette C is a cigarette C of the brand to be inspected, and the appearance image in which characters and graphics such as the brand name and emblem are filled out is a defect in appearance of the cigarette C as the inspection target image. Is provided for the image processing for detecting. This image processing is first executed from vertical difference processing [Step S4]. This vertical difference processing is one of the characteristic processing in the visual inspection apparatus according to the present invention, and is shifted from the
[0034]
According to such vertical difference processing, for example, a
[0035]
That is, the outer peripheral surface (base) of the cigarette C generally has a substantially uniform color component. In addition, defective portions such as peeling in the above-described wrapping portion have almost the same color components as the above-mentioned base material, and are often slightly different from the base material. Therefore, even if the signal level of each pixel of the
[0036]
Specifically, when the inspection target image is given as pixels of 256 gradations, the level of the pixel which should be originally all white (gradation level: 255) is changed to the gradation level with the decrease of the illumination light amount. It may be obtained as a pixel signal of about [200]. Then, when the determination level for detecting a defective portion such as a stain on all white is set to about [210], there is a problem that all of the detection is performed as a defective portion.
[0037]
In this regard, in the vertical difference processing, the
[0038]
After the above-described vertical difference processing is performed, a determination is made on the length of the cigarette C from the appearance image (image to be inspected). The determination of the length is performed by detecting left and right edges indicating the appearance image of the cigarette C from the image obtained by the
[0039]
Thereafter, by comparing the reference pixel number indicating the standard length on the appearance image in the cigarette C of various lengths previously determined with the number of pixels between the detected edge points, the appearance image is obtained. Is determined (pixel number comparing means 34). That is, since the length per pixel on the image captured by the
[0040]
When determining the length of the filter tip portion in the cigarette C, for example, according to the character / graphic such as the brand name or emblem obtained in the above-described pattern matching process, the character / graphic in the axial direction of the cigarette C is determined. The position of the center of gravity is determined in advance. Then, as shown in FIG. 11, the number of pixels from the position of the center of gravity to each of the edges may be detected.
[0041]
By determining the number of pixels (length) up to the edges at both ends based on the position of the center of gravity of the character / graphic in this way, for example, the colors of the cigarette C and the filter paper are similar to each other. Even when it is difficult to detect the boundary on the image, it is possible to accurately determine the lengths of the wrapper portion (tobacco portion) and the filter chip portion.
[0042]
Next, the process of determining the end of the cigarette C at an angle is described (step S6). The diagonal cut refers to a state in which the end is cut with a certain inclination θ without being cut at a right angle to the axial direction, as shown in an external view of the cigarette C viewed from a diagonal direction in FIG. . When such a diagonally cut cigarette C is imaged using the above-described
[0043]
Therefore, in the diagonal cut determination processing, as described above, the minimum edge position Emin and the maximum edge position Emax are detected when the pixels of the edge portion in the appearance image are detected for each line. Then, the difference (Emax−Emin) between the minimum edge position Emin and the maximum edge position Emax is obtained as the oblique cutting angle θ at the end of the cigarette C. By determining the angle θ of the oblique cutting in this manner, the quality of the cutting of the cigarette C is determined.
[0044]
After the determination of the shape of the cigarette C as described above, the determination of dirt and scratches on the surface of the cigarette C is performed. In this determination processing, since the detection conditions are different in the cigarette C in the wrapping paper portion (tobacco portion), the filter chip portion, and the boundary portion (seam portion), for example, as shown in FIG. The processing is performed while being divided into a plurality of areas in the longitudinal direction of the cigarette C. Here, the description will be made assuming that the area is divided into the three areas described above. However, the area may be divided into four or more areas, and the size of the detection area is arbitrarily set according to the specification of the cigarette C or the like. You may do it.
[0045]
Then, for each of the above detection areas, the stain detection process shown in FIG. 15, the linear scratch determination process shown in FIG. 16, the color stain detection process shown in FIG. 17, and the density detection process shown in FIG. Good. More specifically, in the dirt detection processing, the processing target image (monochrome image) 26 is laterally shifted to create a laterally shifted image [Step S31], and the laterally shifted image and the
[0046]
On the other hand, in the linear flaw determination processing, for example, the above-described processing target image is binarized, and the morphology processing for emphasizing an edge component by differentiating the binarized image is performed [Step S41]. Then, the length of the edge emphasized by the morphology processing is detected as the number of pixels [Step S42], and the edge length (number of pixels) is determined [Step S43]. Then, the number of edges longer than a predetermined length is checked, and if the number of edges is larger than the predetermined number, this may be determined as a defective product having a linear scratch.
[0047]
In addition, the stain on the surface of the cigarette C may generally appear as a yellow stain due to the stain of tobacco leaves on a white background forming a wrapping paper, and often has a color component similar to the base material. The image is reconverted into a CMY image signal [Step S51]. Then, it is determined whether or not a unique color component is included for each of the re-converted C (cyan) component, Y (magenta) component, and Y (yellow) component (steps S52, S53, S54).
[0048]
That is, in the related art, only the difference Δ between the color of the detection target and the reference color in the RGB space is regarded as [ΔR + ΔG + ΔB], and it is only determined whether or not this color difference Δ is larger than the determination threshold. . In this regard, in the color stain detection processing in this embodiment, the color difference Δ with respect to the reference color is regarded as ΔC / ΔY, ΔM / ΔY for each color component in the CMY space, and these are individually compared with the determination threshold. .
[0049]
Therefore, the RGB color image signal obtained by the
[0050]
Thereafter, in order to detect the overall dirt of the appearance image described above, the appearance image composed of a color image is converted into a black and white image as shown in FIG. 18 [Step S61], and the black and white image is discriminated by a predetermined determination threshold. Binarization is performed [Step S62]. Then, the size of the region determined as a black pixel by this binarization (the size of a united region of black pixels) is determined [Step S63], and a region having a region having a size equal to or larger than a predetermined value is greatly stained. It may be determined that the product is defective. At this time, the black-and-white image may be discriminated by two levels of thresholds, and the size of a pixel that is not included in a predetermined threshold range may be determined.
[0051]
Thus, by sequentially performing the above-described image processing, it is possible to reliably detect various defects appearing in the appearance of the cigarette C. Moreover, the appearance inspection of the cigarette C can be easily performed without being affected by a change in the lighting environment of the cigarette C due to the
[0052]
By the way, the above-described image processing is a procedure for automatically performing the appearance inspection on the continuously transported cigarette C. However, it is also possible to perform this manually (manually). In this case, the inspection may be performed according to the inspection procedure shown in FIG. In this manual inspection process, for example, using the first
[0053]
When it is determined by the pattern matching process that the cigarette is not the brand (type) to be inspected, the partial known
[0054]
If the image processing is further advanced and defects are detected in the horizontal difference processing, the morphology processing, the color stain detection processing, and the shading processing, respectively, those defective detection parts are colored and the defective parts are clearly visible. [Steps S85, S86, S87, S88]. In this case, it is preferable that the color for coloring the defect detection part is different from each other in accordance with the content (type) of the defect detection. With this configuration, the content of the defect can be easily grasped from the difference in the color of the image to be inspected, so that the cause of the defect can be effectively used.
[0055]
Further, as described above, if the inspection result of the cigarette C subjected to the appearance inspection is filed as an inspection history in the
[0056]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the order of the execution procedure of the above-described image processing can be changed according to the important items of the visual inspection, and it is not necessary to execute all of them. Further, here, the peripheral surface of the cigarette C is imaged over the entire periphery thereof using the
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to easily and reliably detect defects such as scratches and dirt on the surface of the round bar without being affected by the fluctuation of the illumination light source. In addition, a defective portion of a color component similar to the substrate can be detected by a simple image processing, and a great effect can be obtained in practical use such that the processing can be speeded up easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a visual inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of a rotation mechanism for rotating a cigarette.
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a main part of a visual inspection unit in the visual inspection device.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an appearance image of a cigarette captured by a Latin sensor.
FIG. 5 is a diagram showing a schematic processing procedure in a visual inspection unit.
FIG. 6 is a diagram schematically showing the concept of a pattern matching process.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the concept of a filling process.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the concept of a difference process.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a signal level of a difference image obtained from an original image and a shift image.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the concept of a length detection process.
FIG. 11 is a view showing the concept of distance detection from the position of the center of gravity of a character or figure in the length detection processing.
FIG. 12 is a perspective view showing an obliquely cut end of the cigarette end;
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating the concept of a diagonal cut detection process.
FIG. 14 is a diagram showing an example of area division setting in the dirt detection processing.
FIG. 15 is a diagram showing a schematic procedure of a dirt detection process.
FIG. 16 is a diagram showing a schematic procedure of a linear scratch determination process.
FIG. 17 is a diagram showing a schematic procedure of a color stain detection process.
FIG. 18 is a diagram showing a schematic procedure of a density detection process.
FIG. 19 is a diagram showing an example of a procedure of a manual appearance inspection process.
[Explanation of symbols]
4 Rolling roller
7 Kick Roller
8a, 8b Illumination light source
9 Line sensor
10 Appearance inspection department
11 First image processing unit
12a, 12b, to 12n Second image processing unit
13 Host computer
14 Hard disk (image file)
Claims (4)
この回転機構により自転している上記丸棒体の周面をその軸方向に沿って1ラインずつ撮像して前記丸棒体の全周に亘る外観画像を得るラインセンサと、
このラインセンサにより求められて外観検査に供せられる検査対象画像に所定の位置ずれを与えてずれ画像を形成すると共に、このずれ画像と上記検査対象画像との差分画像を求める差分画像形成手段と、
上記差分画像の各画素レベルを判定して前記丸棒体の外観欠陥部位を抽出する欠陥部位判定手段と
を具備したことを特徴とする丸棒体の外観検査装置。A rotation mechanism for rotating the round bar body at a predetermined position,
A line sensor that images the peripheral surface of the round bar body that is rotating by the rotation mechanism one line at a time along its axial direction to obtain an external appearance image over the entire circumference of the round bar body;
A difference image forming means for forming a shift image by giving a predetermined positional shift to the inspection target image obtained by the line sensor and subjected to the appearance inspection, and obtaining a difference image between the shift image and the inspection target image; ,
A defect determining means for determining each pixel level of the difference image and extracting a defective portion of the appearance of the round bar body;
更に前記丸棒体の表面に存在する文字・図形を示した既知画像と前記ラインセンサにより求められた外観画像とをパターンマッチングして前記外観画像中に含まれる前記文字・図形を形成した画素を検出するパターンマッチング手段と、
このパターンマッチング手段にて検出された前記文字・図形を形成する画素をその背景画素成分にて塗り潰して外観検査に供する検査対象画像を形成する前処理手段と
を備えることを特徴とする丸棒体の外観検査装置。The visual inspection device for a round bar according to claim 1,
Further, a pixel forming the character / graphic included in the external image by pattern-matching a known image showing the character / graphic present on the surface of the round bar and the external image obtained by the line sensor. Pattern matching means for detecting,
And a pre-processing means for forming an inspection target image to be subjected to an appearance inspection by filling a pixel forming the character / graphic detected by the pattern matching means with a background pixel component thereof. Appearance inspection equipment.
前記パターンマッチング手段は、前記外観画像中の前記文字・図形が存在する可能性のある領域の画像と前記複数の部分既知画像とをそれぞれ照合してその一致度を求めるものである請求項2に記載の丸棒体の外観検査装置。The known image is composed of a plurality of partial known images obtained by dividing the area where the character / graphic on the surface of the round bar is divided into a plurality of regions in the circumferential direction of the round bar,
3. The pattern matching unit according to claim 2, wherein an image of an area where the character / graphic in the appearance image is likely to be present is compared with the plurality of partial known images to determine a degree of matching. Apparatus for inspecting the appearance of round rods as described.
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