JP2005300174A - 包装体の検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボトル容器等の包装体の濃淡画像中の汚れやコゲ，未ゲル等の本来の欠陥部と、容器の形状やビード，肉厚ムラ等に起因する非欠陥部とを明確に区別して、欠陥部のみを確実に抽出してボトル容器等の包装体の外観検査を正確かつ迅速に行う。
【解決手段】 検査対象となるボトル容器１０等の包装体の外観を撮像，入力し、包装体外面の濃淡を画素単位で示す濃淡画像にＡ／Ｄ変換する一次元ラインセンサ１と、基準となる良品包装体の濃淡画像から得られるフィルタ係数に基づいて、一次元ラインセンサ１で得られた検査対象となるボトル容器１０等の包装体の濃淡画像から所定の周波数成分をカットして、欠陥候補部を抽出したフィルタ処理画像を生成し、フィルタ処理画像の欠陥候補部の画素数をカウントし、カウントされた画素数と連続画素数によりボトル容器１０等の包装体の良・不良を判定する画像処理装置２とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチック製のボトル容器やフィルム、シート等の包装体の外観検査を行う検査装置に関し、特に、ボトル容器等の包装体外観の濃淡画像に現れる、汚れやコゲ，未ゲル等の本来の欠陥部を示す画像と、容器の形状やビード，肉厚ムラ等に起因する非欠陥部の画像とを明確に区別して、任意の欠陥部のみを確実に抽出して容器の良否判定を正確かつ迅速に行える包装体の検査装置及び検査方法に関する。

一般に、プラスチック製のボトル容器等の製造工程においては、容器本体の汚れやコゲ，未ゲル等の欠陥の有無を検査するための外観検査が行われている。
この種の容器の外観検査方法としては、例えば、検査対象となる容器の外面（又は内面）に光を照射し、照射光が透過した容器外面をＣＣＤカメラ等で撮像して濃淡画像を生成し、得られた濃淡画像を解析することによって、欠陥の有無が検出されるようになっている（例えば、特許文献１−３参照。）。

透明や半透明の樹脂製の容器を透過した透過光により生成される濃淡画像は、容器の汚れやコゲ等の欠陥部分の画像は色濃く（黒く）現れ、非欠陥部の画像は薄く（白く）現れる。
そこで、そのようにして得られる濃淡画像を、所定の閾値を基準にして二値化処理することにより、所定の濃度値を超える画像部分を欠陥部として検出，抽出することができ、これによって、ボトル容器の良・不良の判定が行えるようになっている。

特開平０６−２３５７０２号公報（第３頁、第８図） 特開平１１−２４８６４６号公報（第２−３頁、第１図） 特開２００２−３０３５８３号公報（第４頁、第１図）

しかしながら、従来の濃淡画像を二値化処理する容器の外観検査方法では、汚れやコゲといった混入物と、容器原料である樹脂の劣化物が起因となる未ゲル等の区別や、コゲ，未ゲルのような本来の欠陥部分と容器の形状やデザイン等に起因する非欠陥部分の区別ができず、正確な良否判定が行えないという問題が発生した。
ボトル容器は、一般に、胴部から肩部，口部にかけて先細りとなる形状となっているが、この肩部の傾斜部分は、胴部と焦点距離が異なることから、濃淡画像中に陰影が色濃く現れる場合がある。
また、樹脂製のボトル容器では、延伸成形される関係上、良品レベルの肉厚ムラが生じるが、このような肉厚ムラも、濃淡画像中に黒い画像として現れることがある。

このような容器の形状等に起因した非欠陥部の濃淡画像を除外するためには、閾値を所定の値に設定すればよいが、そのようにすると、未ゲルのように濃淡が汚れやコゲのようにはっきりと現れにくい欠陥部の濃淡画像も排除されてしまうことになる。
さらに、ボトル容器には、胴部周回りにビードがデザインされたり、把手（ハンドル）が備えられることがあるが、このようなビードや把手部分は濃淡画像では色濃く現れるようになり、これを除外するために閾値を設定すると、汚れやコゲ等の欠陥部の濃淡画像も除外されてしまうことになる。

このため、濃淡画像を単に二値化して検査を行う従来の方法では、汚れやコゲの濃淡がはっきりしている欠陥部の抽出についてはある程度有効であるが、樹脂製のボトル容器における形状やビード，肉厚ムラ等の非欠陥部と、未ゲルのような欠陥部分については、同様の濃画像として抽出されてしまうことになり、また、ビードや把手部分のように汚れやコゲと同様の濃度値で現れる非欠陥部を明確に区別することも困難であった。
このようにして、従来の検査方法では、欠陥部と非欠陥部を明確に区別することが困難で、結果として正確な検査が行えないという問題が生じていた。

本発明は、以上のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、ボトル容器等の包装体外観の濃淡画像に現れる、汚れやコゲ，未ゲル等の本来の欠陥部を示す画像と、容器の形状やビード，肉厚ムラ等に起因する非欠陥部の画像とを明確に区別することができ、任意の欠陥部のみを確実に抽出して容器の外観検査を正確かつ迅速に行うことができる、特にプラスチック製のボトル容器の外観検査に好適な検査装置及び検査方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る包装体の検査装置は、請求項１に記載するように、検査対象となる包装体の外観を撮像して、画素単位の濃淡画像を生成する画像生成手段と、濃淡画像から所定の周波数成分をカットして、欠陥候補部を抽出したフィルタ処理画像を生成する周波数フィルタ処理手段と、フィルタ処理画像の欠陥候補部の画素数をカウントし、カウントされた画素数及び／又は連続画素数により、包装体の良・不良を判定する良否判定処理手段とを備える構成としてある。

このような構成からなる本発明の包装体の検査装置によれば、ＣＣＤカメラ等で撮像した検査対象となるボトル容器等の包装体外面の濃淡画像を周波数フィルタ処理することにより、所定の周波数成分をカットしたフィルタ処理画像を得ることができる。
濃淡画像から所定の低周波数成分を取り除くことにより、特に、ボトル容器等の包装体の肩部等の形状に起因した陰影部分や、容器の肉厚ムラの部分に現れる黒い画像を除去することができ、コゲや汚れ，未ゲルのような本来的な欠陥部の画像のみを残すことができる。このような周波数フィルタ処理は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を用いて行うことができる。
そして、周波数フィルタ処理された濃淡画像を、所定の画素ブロック単位で分析することにより、本来的な欠陥部のみを抽出して、包装体の良否を判定することができる。

具体的には、周波数フィルタ処理されたフィルタ処理画像に残る所定の濃度値を超える濃画像部分を、画素単位でカウントするとともに、カウントされた画素のＸ方向及びＹ方向の連続数をカウントする。カウントされた濃画素数が一定数を超える場合には、ボトル容器全体に亘って欠陥部が存在すると考えられるので、当該容器を不良と判定することができる。
また、カウントされた濃画素が一定範囲で連続する場合には、欠陥部の固まりがあるとして不良と判定することができる。連続する濃画素が一定範囲を超えて存在する場合には、例えば、ボトル容器周回りに形成されたビードや容器高さ方向に存在する把手の画像と考えられるので、欠陥部とは判定されない。
さらに、画素単位で解析される濃淡画像は画素マトリックスによるアドレス管理が可能であり、例えば、所定のアドレスにある画素は、ボトル容器の所定位置に形成される模様や把手であるとして、当該部分が所定の濃度値を超える画像であっても、欠陥部とは判定されないようにすることができる。

このようにして、本発明の包装体の検査装置によれば、包装体の濃淡画像を周波数フィルタ処理し、かつ、画素単位で所定濃度値を超える画像を管理，解析することで、汚れやコゲ，未ゲル等の本来の欠陥部の画像と、ボトル容器等の形状やビード，肉厚ムラ等に起因する非欠陥部の画像とを明確に区別することができる。
これにより、従来の二値化処理方法では困難であった、本来排除すべき所望の欠陥部のみを抽出して容器の良否判定を行うことができ、正確かつ迅速で、歩留まりの良い包装体の外観検査を実現できる検査装置を提供することができる。

また、請求項２に記載するように、本発明に係る包装体の検査装置は、周波数フィルタ処理手段が、基準となる良品包装体の濃淡画像から得られるフィルタ係数に基づいて、検査対象となる包装体の濃淡画像から所定の周波数成分をカットする構成としてある。

このような構成からなる本発明の包装体の検査装置によれば、予め基準となる良品レベルのボトル容器等の包装体の濃淡画像を生成し、この良品包装体の濃淡画像に基づいて検査対象となる包装体の周波数フィルタ処理に用いるフィルタ係数を算出することができる。
これにより、ボトル容器等の包装体そのものが持つ欠陥レベルではない周波数値をカットすることができ、ボトル容器の構成成分や得られる画像特性等、検査対象となるボトル容器に応じて最適なフィルタ係数を求めて周波数フィルタ処理を行うことができ、どのようなボトル容器であっても、その容器の良品レベルを基準とした最適な良否判定が行えるようになり、汎用性，拡張性に優れた検査装置を実現することができる。

また、請求項３に記載するように、本発明に係る包装体の検査装置は、周波数フィルタ処理手段が、検査対象となる包装体の濃淡画像を、ブロック化された任意の画素単位でフィルタ処理し、良否判定処理手段が、ブロック化された画素単位で良・不良の判定処理を行う構成としてある。

このような構成からなる本発明の包装体の検査装置によれば、周波数フィルタ処理及び良否判定処理を所定の大きさにブロック化された画素単位で行うことができ、これによって正確な良否判定を高速，迅速に行うことができる。
包装体が円筒状の容器の場合、通常、まず容器の全周画像を撮像して容器外面全体の濃淡画像を生成し、その後、当該濃淡画像を解析する、という手順で行われる。このように、容器の全体を撮像した後に次工程に移る方法は処理に長時間を要し、特に大量の容器が順次搬送され高速で処理が行われるボトル容器の生産能力に対応させることは困難であった。

本発明では、所定の画素ブロック単位毎にフィルタ処理及び良否判定処理を行うようにしてあり、例えば、ボトル容器の外周画像を撮像しながら、撮像された所定の画素ブロック単位でフィルタ処理及び良否判定処理を実行することができる。
これによって、容器外観の撮像処理と並行してフィルタ処理及び良否判定処理を行うことが可能となり、効率の良い検査処理が可能となり、ボトル容器の生産能力にも対応させることができるようになる。
なお、画素のブロック化は、画素マトリックスのＸ方向及び／又はＹ方向の任意の画素数やライン数を単位として行うことができる。

また、請求項４に記載するように、本発明に係る包装体の検査装置は、画像生成手段が、包装体外面をライン走査して濃淡画像を生成する一次元ラインセンサを備える構成としてある。

このような構成からなる本発明の包装体の検査装置によれば、ライン走査して包装体画像を生成する一次元ラインセンサにより、検査対象となるボトル容器等の包装体をセンサ前方で回転させることにより、容器の全周画像を撮像することができ、大量の容器が搬送される生産ライン中にも容易に組み込むことができる。一次元ラインセンサは、ライン状にＣＣＤ素子を備えたＣＣＤカメラで、二次元カメラでは困難な高分解能な画像の高速撮像が可能となる。
そして、このような一次元ラインセンサを用いることで、所定の撮像ライン数をブロック化して、上述した所定の画素ブロック単位毎にフィルタ処理及び良否判定処理を行うことができ、ラインセンサによる撮像とフィルタ処理を同時進行で行うことで、ボトル容器等の包装体全周の撮像が終了するのとほぼ同時に、フィルタ処理及び良否判定処理を完了させることができる。
これにより、検査の高速処理が可能となり、大量生産されるボトル容器等の包装体の生産能力にも充分に対応させることができる。

また、請求項５に記載するように、本発明に係る包装体の検査装置は、容器がプラスチックボトル容器からなる構成としてある。

このように、本発明の包装体の検査装置は、プラスチックボトル容器の検査装置として適用することができ、従来の二値化処理では実現が困難であった、プラスチック製ボトル容器における欠陥部と非欠陥部の峻別，抽出を正確かつ高速に行うことができる。
ここで、プラスチックボトル容器としては、例えば、容器が半透明のオレフィン系容器や、容器が透明のＰＥＴ系容器があるが、容器外面の濃淡画像を撮像できる限り、容器の構成成分や形状，大きさ等は特に限定されず、本発明を適用することができる。
また、ボトル容器に限らず、外面の濃淡画像が撮像できる限り、どのような構成，形状の容器であっても本発明を適用することができ、例えば、カップ状容器，トレー状容器、あるいはパウチ容器を形成するフィルム材や、カップ状容器，トレー容器等を形成するシート材を検査対象の包装体とすることもできる。

さらに、本発明は、請求項６に記載するように、検査対象となる包装体を撮像し、画素単位の濃淡画像を生成する工程と、基準となる良品包装体の画素単位の濃淡画像から所定のフィルタ係数を求め、当該フィルタ係数に基づいて検査対象となる包装体の濃淡画像から所定の周波数成分をカットして、欠陥候補部を抽出したフィルタ処理画像を生成する工程と、フィルタ処理画像の欠陥候補部の画素数をカウントし、カウントされた画素数及び／又は連続画素数に基づいて、当該包装体の良・不良を判定する工程と、を有する方法として実施することができる。
このように、本発明は、包装体の検査方法としても実現することができ、検査装置の物理的構成に依存することなく、ボトル容器等の包装体の生産ラインや検査環境等に応じた包装体の検査方法を実施することができる。

以上のように、本発明の包装体の検査装置によれば、ボトル容器等の包装体の外観の濃淡画像に現れる、汚れやコゲ，未ゲル等の本来の欠陥部を示す画像と、容器の形状やビード，肉厚ムラ等に起因する非欠陥部の画像とを明確に区別することができ、任意の欠陥部のみを確実に抽出して包装体の良否判定を行うことができる。
これにより、ボトル容器等の包装体の外観検査を正確かつ迅速に行うことができる、特に、従来の二値化処理方法では困難であったプラスチック製のボトル容器の検査に好適な検査装置及び検査方法を提供することができる。

以下、本発明に係る包装体の検査装置の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
［検査装置］
まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係る包装体の検査装置の構成をボトル容器に適用した場合について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る包装体の検査装置の全体構成を模式的に示す説明図である。図２は、図１に示す本発明の一実施形態に係る包装体の検査装置における画像処理装置の詳細を示すブロック図である。
これらの図に示すように、本実施形態の検査装置は、一次ラインセンサ１と画像処理装置２を備えている。

［一次ラインセンサ］
一次ラインセンサ１は、検査対象となるボトル容器１０の外観を撮像して、画素単位の濃淡画像を生成する画像生成手段で、ボトル容器１０の外面をライン走査して濃淡画像を生成する。
具体的には、本実施形態の一次ラインセンサ１は、ボトル容器１０の高さ方向に２台のラインセンサ１ａ，１ｂが備えられ、ボトル容器１０のラインセンサ１と反対側に備えられた光源３からの照射光がボトル容器１０を透過し、２台のラインセンサ１ａ，１ｂでボトル容器１０の高さ方向全体の一次画像が撮像されるようになっている。

そして、本実施形態では、図２に示すように、ボトル容器１０がターレット４によって間欠的に搬送され、順次ラインセンサ１の前方所定位置に位置合わせされ、センサ前方で自転（例えば１２０ｍｓｅｃ）する検査ステーション５に搭載されて３６０度回転され、ボトル容器１０の全周がライン走査されるようになっている。
一次元ラインセンサ１で撮像，入力された画像は、Ａ／Ｄ変換されて、容器全周を示す平面展開された濃淡画像が生成され（図４参照）、画像処理装置２に入力される。

一次元ラインセンサ１は、ライン状（直線状）にＣＣＤ素子を備えたＣＣＤカメラで、二次元カメラでは困難な高分解能な画像の高速撮像が可能となる撮像手段である。
このような一次元ラインセンサ１を備えることで、検査対象となるボトル容器１０をセンサ前方で回転させることで、ボトル容器１０の全周画像を撮像することができるので、撮像のためのスペースを小さくでき、大量のボトル容器が搬送される生産ライン中にも容易に組み込むことができるようになる。
そして、このような一次元ラインセンサ１を用いることで、所定の撮像ライン数をブロック化して、後述するように、所定の画素ブロック単位毎にフィルタ処理及び良否判定処理を行うことができ、ラインセンサによる撮像とフィルタ処理を同時進行で行うことで、ボトル容器全周の撮像が終了するのとほぼ同時に、フィルタ処理及び良否判定処理を完了させることができる。

［画像処理装置］
画像処理装置２は、図２に示すように、コンピュータ装置２０と、コンピュータ装置２０のインタフェース部２０ｄに接続されるプリンタ２１，モニタ２２，キーボード２３を備えており、例えば、ＰＣやワークステーション等の情報処理装置によって構成されている。
コンピュータ装置２０は、公知のコンピュータ装置と同様の構成となっており、演算処理を行うＣＰＵ２０ａ，ＲＡＭやＲＯＭ等からなるメインメモリ２０ｂ，ハードディスク等の補助記憶装置２０ｃ及びインタフェース部２０ｄがバスを経由して相互に接続されている。
そして、コンピュータ装置２０には、インタフェース部２０ｄを介して上述した一次元ラインセンサ１が接続され、一次元ラインセンサ１で撮像，生成される容器１０の濃淡画像が入力され（図４参照）、入力された濃淡画像に基づいて所定の周波数フィルタ処理及び良否判定処理が行われるようになっている。

具体的には、画像処理装置２における処理は、コンピュータ装置２０のメインメモリ２０ｂや補助記憶装置２０ｃには所定のプログラムが格納され、このプログラムが画像処理装置２の各要素に指令を送り所定の処理（周波数フィルタ処理や容器の良否判定処理）を行わせるようになっている。
このように本実施形態におけるボトル容器の検査装置における各処理は、画像処理装置２を構成するコンピュータとプログラムとが協働した具体的手段により実現される。なお、画像処理装置２に格納されるプログラムは、その全部又は一部を、例えば、磁気ディスク，光ディスク，半導体メモリ，その他任意のコンピュータで読取り可能な記録媒体に格納して提供でき、記録媒体から読み出されたプログラムがコンピュータにインストールされて実行される。
また、プログラムは、記録媒体を介することなく、通信回線を介して所望のコンピュータ（画像処理装置２）等に直接ロードすることもできる。

周波数フィルタ処理は、一次元ラインセンサ１から入力された濃淡画像から所定の周波数成分をカットして、欠陥候補部を抽出したフィルタ処理画像を生成する処理である。
これにより、一次元ラインセンサ１で得られた濃淡画像から、所定の低周波数成分を取り除くことにより、ボトル容器１０の形状に起因した陰影や、ボトル容器１０の肉厚ムラの部分に現れる黒い画像を除去することができる。
このような周波数フィルタ処理は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理によって行われる。

ボトル容器の良否判定処理は、周波数フィルタ処理で生成されたフィルタ処理画像の欠陥候補部の画素数をカウントし、カウントされた画素数と連続画素数により、ボトル容器の良・不良を判定する処理である。これにより、カウントされた濃画素数が一定数を超える場合や、カウントされた濃画素が一定範囲で連続する場合には、欠陥部の固まりがあるとして不良と判定される。一方、連続する濃画素が一定範囲を超えて存在する場合には、ボトル容器周回りに形成されたビードや容器高さ方向に存在する把手の画像であるとして不良とは判定されないようになっている。
さらに、ボトル容器の一定位置に必ず存在する把手や模様については、アドレス管理されることにより当該部分が所定の濃度値を超える画像であっても欠陥部と判定されないようになっている。
これら周波数フィルタ処理及びボトル容器の良否判定処理の詳細については、図３〜図５を参照して後述する。

［検査対象］
本実施形態の検査装置における検査対象となる包装体は、図１に示すように、プラスチック製のボトル容器１０としてある。
プラスチックボトル容器は、ＣＣＤカメラ等で生成された濃淡画像を二値化して検査を行うと、ボトル容器における形状やビード，肉厚ムラ等の非欠陥部にも陰影や濃画像が現れ、汚れやコゲ，未ゲル等の本来的な欠陥部分と同様の濃画像として抽出されてしまい、正確な検査を行うことが困難であった。
本実施形態では、周波数フィルタ処理と画素数に基づく良否判定処理により、従来の二値化処理では困難であったプラスチック製ボトル容器における欠陥部と非欠陥部の峻別を正確かつ高速に行うものである。

ここで、プラスチックボトル容器としては、例えば、容器が半透明のオレフィン系容器と、容器が透明のＰＥＴ系容器があり、本実施形態では、光源３の透過光を一次元ラインセンサ１で撮像する撮像手段の構成から半透明のオレフィン系容器を検査対象としている。
但し、周波数フィルタ処理及び画素単位の良否判定処理が可能な濃淡画像が撮像，生成できる限り、ボトル容器の成分や形状，構成，大きさ等は特に限定されるものではなく、透明のＰＥＴ系ボトル容器を検査対象とすることも勿論可能である。

［検査方法］
次に、以上のような構成からなる本実施形態の検査装置によるボトル容器１０の外観の検査方法について、図３〜図５を参照して説明する。
図３は、上述した本実施形態に係る検査装置で実施される容器の外観の検査方法を示すフローチャートである。
検査においては、まず検査対象となるボトル容器１０が、順次ターレット４によって間欠的に搬送され、一次元ラインセンサ１の前方所定位置の検査ステーション５に搭載されて開始される（図２参照）。

［画像生成処理］
検査ステーション５は、例えば１２０ｍｓｅｃで自転するようになっており、所定のタイミングで一次元ラインセンサ１で撮像が開始されると、検査ステーション５に搭載されたボトル容器１０は３６０度回転され、容器全周がライン走査される。
そして、一次元ラインセンサ１によって検査対象となるボトル容器１０の外観が撮像されて画像が入力され（図３に示すステップ３０１）、その画像がデジタル変換される（ステップ３０２）。
これにより、図４に示すように、ボトル容器１０の外観を示す平面展開された画素単位の濃淡画像が生成される。
ここまでの処理は一次ラインセンサ１側で行われ、生成された濃淡デジタル画像が画像処理装置２に入力される。

ここで得られる濃淡画像は、図４に示すように、ボトル容器の胴部から肩部，口部にかけての先細り形状が陰影として色濃く現れ、また、良品レベルの肉厚ムラの部分も濃淡画像中に黒い画像として現れている。また、ボトル容器の胴部周回りのビードや、ボトル高さ方向に備えられる把手（ハンドル）部分も色濃く現れている。
従って、この濃淡画像を単に二値化しただけでは、例えばボトル容器の形状やビード，肉厚ムラ等の非欠陥部も、汚れやコゲ，未ゲル等の本来的な欠陥部分と同様の濃画像として抽出されてしまい、正確な検査を行うことはできない。
そこで、本実施形態では、以下のような周波数フィルタ処理（ステップ３０３，３０４）及び画素単位の良否判定処理（ステップ３０５，３０６）を行うことにより、正確な外観検査が行えるようになっている。

［周波数フィルタ処理］
周波数フィルタ処理では、図４に示すような濃淡画像から、所定の周波数成分をカットすることにより、欠陥候補部となる一定の濃度値以上の画像を抽出したフィルタ処理画像を生成する（ステップ３０３）。
ボトル容器の肩部等の形状に起因した陰影や、容器の肉厚ムラの部分に現れる黒い画像は、画像中の一定範囲に広がる、ぼやけた画像であり、画像周波数は低周波となる。そこで、一次元来センサ１で得られた濃淡画像に周波数フィルタ処理を行い、所定の低周波数成分を取り除くことにより、ボトル容器の形状や肉厚ムラに起因する濃画像を除去することができる。
このような周波数フィルタ処理は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理により行うことができる。

そして、本実施形態では、周波数フィルタ処理で用いるフィルタ係数として、基準となる良品容器の画素単位の濃淡画像に基づいて所定のフィルタ係数を求めるようになっている（ステップ３０４）。
ここで得られたフィルタ係数に基づいて、上述のように検査対象となるボトル容器１０の濃淡画像から所定の周波数成分をカットして、欠陥候補部が抽出されたフィルタ処理画像が生成される（ステップ３０３）。

フィルタ係数の算出は、具体的には、予め基準となる無欠陥ボトルの濃淡画像を一次元来センサ１にて取り込み、周波数フィルタ処理の中心係数値（０．１２５００）に対して、最小欠陥値となる未ゲルの±値を設定してフィルタ係数とする。
このように、予め基準となる良品レベルのボトル容器の濃淡画像に基づいてフィルタ係数を算出することにより、容器そのものが持つ欠陥レベルではない周波数値をカットすることができ、容器の構成成分や得られる画像特性等、検査対象となる容器に応じて最適なフィルタ係数によって周波数フィルタ処理を行うことができ、より正確な良否判定が可能となる。

このようにして得られたフィルタ処理画像は、図５（ａ）に示すように、ボトル容器の肩部，口部にかけての先細り形状の陰影や、良品レベルの肉厚ムラの黒い画像が除去され、欠陥候補となる所定の濃度値以上の画像のみが濃画像として現れることになる。
なお、このように一定の低周波成分を取り除いたフィルタ処理画像においても、図５（ａ）に示すように、ボトル容器胴部のビードや、把手部（図示省略）については、所定濃度値以上の画像として現れる。
そこで、このようにフィルタ処理画像に残る欠陥候補部の画像について、以下に示す画素単位の良否判定処理を行うことにより、本来的な欠陥部の画像のみを峻別，抽出できるようになっている。

［良否判定処理］
良否判定処理は、周波数フィルタ処理で得られたフィルタ処理画像に現れる欠陥候補部の画素数をカウントし（ステップ３０５）、カウントされた画素数と連続画素数に基づいて容器の良・不良を判定する（ステップ３０６）。
具体的には、デジタル画像は画素マトリックスによるアドレス管理が可能であり、周波数フィルタ処理されたフィルタ処理画像は画素単位でアドレス管理される。

そして、画像中に残る所定の濃度値を超える濃画像部分が画素単位でカウントされ、カウントされた濃画素数が一定数を超える場合には、ボトル容器全体に亘って未ゲルやコゲ，汚れ等の欠陥部分が存在すると考えられるので、そのボトル容器１０を不良と判定する。
また、カウントされた画素は、Ｘ方向及びＹ方向の連続性についても判定され、隣接する濃画素が一定範囲で連続する場合には、欠陥部の固まりがあるとして不良と判定する。
一方、連続する濃画素が一定範囲を超えて存在する場合には、容器周回りに形成されたビードや、容器高さ方向に存在する把手の画像と考えられるので、欠陥部とは判定しない。

さらに、カウント処理は画素単位でアドレス管理されるので、所定アドレスに存在する濃画像については予め欠陥部から除かれるようにする。
例えば、ボトル容器の所定位置には把手があることは予め判るので、当該部分のアドレスにある画像は、所定の濃度値を超える場合であっても欠陥部とは判定しないようにする。
以上のようにして、コゲ（例えば０．５ｍｍ²以上）や未ゲル（例えば５ｍｍ²以上）などの本来的な欠陥部のみを正確に抽出し、ボトル容器１０の正確な良否判定が可能となる。
この良否判定の結果、良品と判定されたボトル容器１０は次工程に搬送され、不良と判定されたボトル容器１０については搬送ラインから取り除かれるようになる。

［高速化処理］
そして、本実施形態では、以上のような周波数フィルタ処理及び良否判定処理を高速化して行えるようになっている。
すなわち、周波数フィルタ処理は、検査対象となるボトル容器１０の濃淡画像をブロック化された任意の画素単位でフィルタ処理を行うことができ、これによって、良否判定処理は、ブロック化された画素単位で上述した良否の判定が行われるようになる。
ボトル容器のように円筒状の容器１０の場合、通常は、まずボトル容器１０の全周画像を撮像して容器全体を示す濃淡画像を生成し、その後、その濃淡画像を解析する、という手順で行われる。しかし、このように容器の全体を撮像した後に次工程に移る方法では処理に長時間を要し、特に大量の容器が順次搬送され高速で処理が行われるボトル容器の生産ラインに対応させることは困難となる。

そこで、本実施形態では、所定の画素ブロック単位毎にフィルタ処理及び良否判定処理を行うようにしてあり、ボトル容器の生産能力にも対応できる高速検査処理が行えるようになっている。
具体的には、図５（ｂ）に示すように、一次元ラインセンサ１で得られる濃淡画像を、所定の撮像ライン数毎にブロック化し（図５（ｂ）では４ラインずつブロック化）、このブロック化された撮像ライン単位でフィルタ処理及び良否判定処理を行う。
このようにすると、一次元ラインセンサ１で得られた画像は単位ブロック毎に順次処理され、一次元ラインセンサ１による撮像と周波数フィルタ処理・良否判定処理を同時進行で行うことができ、例えば、容器全周の撮像が終了するのとほぼ同時に、周波数フィルタ処理及び良否判定処理を完了させることが可能となる。
これにより、検査の高速処理が可能となり、大量生産されるボトル容器の生産能力にも充分に対応させることができるようになり、例えば、８０本／１ｍｉｎの生産能力のあるボトル容器の生産ラインにも組み込むことが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る包装体の検査装置及び検査方法によれば、一次ラインセンサ１で撮像した検査対象となる包装体のボトル容器１０の外面の濃淡画像を、画像処理装置２において周波数フィルタ処理し、かつ、画素単位で所定濃度値を超える画像を管理，解析することで、汚れやコゲ，未ゲル等の本来の欠陥部の画像と、容器の形状やビード，肉厚ムラ等に起因する非欠陥部の画像とを明確に区別することができる。
これによって、従来の二値化処理方法では困難であった、本来排除すべき所望の欠陥部のみを抽出してボトル容器等の包装体の良否判定を確実に行うことができ、正確かつ迅速で歩留まりの良い包装体の外観検査が可能となる検査装置及び検査方法を提供することができる。

以上、本発明の包装体の検査装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る包装体の検査装置は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、検査対象となる包装体の撮像手段として二台の一次元ラインセンサを備えているが（図１参照）、包装体の撮像手段としては、一次元ラインセンサに限られるものではなく、また、撮像手段は任意の台数を備えることができる。従って、本発明に係る撮像手段としては、二次元ＣＣＤカメラを一台又は複数台を備えることもできる。

また、撮像手段としては、検査対象となる包装体のアナログ画像を撮像するアナログカメラ等を使用することもできる。この場合には、デジタル画像へのＡ／Ｄ変換処理を画像処理装置側で行えばよい。
また、検査対象となる包装体としては、上述した実施形態で示したボトル容器に限らず、外面の濃淡画像が撮像できる限り、どのような構成，形状の容器であっても本発明を適用することができる。
例えば、カップ状容器，トレー状容器，パウチ容器を形成するフィルム材、カップ容器，トレー容器等を形成するシート材を検査対象とすることもできる。

以上説明したように、本発明は、包装体、例えばオレフィン系多層ボトル容器等のプラスチックボトル容器の外観検査を行う装置として好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る包装体の検査装置の全体構成を模式的に示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る包装体の検査装置における画像処理装置の詳細を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る包装体の検査方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る包装体の検査装置で生成される周波数フィルタ処理前の容器の濃淡画像を示す図である。 本発明の一実施形態に係る包装体の検査装置で生成される周波数フィルタ処理後の容器包装体の濃淡画像を示す図である。

符号の説明

１ 一次元ラインカメラ
２ 画像処理装置
３ 光源
４ ターレット
５ 検査ステーション
１０ ボトル容器

Claims (6)

1. 検査対象となる包装体の外観を撮像して、画素単位の濃淡画像を生成する画像生成手段と、
   前記濃淡画像から所定の周波数成分をカットして、欠陥候補部を抽出したフィルタ処理画像を生成する周波数フィルタ処理手段と、
   前記フィルタ処理画像の欠陥候補部の画素数をカウントし、カウントされた画素数及び／又は連続画素数により容器の良・不良を判定する良否判定処理手段と、
   を備えることを特徴とする包装体の検査装置。
2. 前記周波数フィルタ処理手段は、基準となる良品包装体の濃淡画像から得られるフィルタ係数に基づいて、前記検査対象となる包装体の濃淡画像から所定の周波数成分をカットする請求項１記載の包装体の検査装置。
3. 前記周波数フィルタ処理手段は、前記検査対象となる包装体の濃淡画像を、ブロック化された任意の画素単位でフィルタ処理し、
   前記良否判定処理手段は、前記ブロック化された画素単位で良・不良の判定処理を行う請求項１又は２記載の包装体の検査装置。
4. 前記画像生成手段が、包装体外面をライン走査して前記濃淡画像を生成する一次元ラインセンサを備える請求項１乃至３記載の包装体の検査装置。
5. 前記包装体がプラスチックボトル容器からなる請求項１乃至４記載の包装体の検査装置。
6. 検査対象となる包装体を撮像し、画素単位の濃淡画像を生成する工程と、
   基準となる良品包装体の画素単位の濃淡画像から所定のフィルタ係数を求め、当該フィルタ係数に基づいて前記検査対象となる包装体の濃淡画像から所定の周波数成分をカットして、欠陥候補部を抽出したフィルタ処理画像を生成する工程と、
   前記フィルタ処理画像の欠陥候補部の画素数をカウントし、カウントされた画素数及び／又は連続画素数に基づいて、当該容器の良・不良を判定する工程と、
   を有することを特徴とする包装体の検査方法。