JP2006071423A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線画像における背景の部分を正確に特定して補正を行うことで高精度な異物検出を行うことが可能なＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】 Ｘ線検査装置１０では、制御コンピュータ２０が、Ｘ線ラインセンサ１４における検出結果に基づいてＸ線画像を形成し、このＸ線画像に基づいて異物混入の検査を行う装置において、全体のＸ線画像における各部の明るさを抽出して背景部分と思われる部分を特定する。制御コンピュータ２０は、背景部分として特定された部分と、Ｘ線ラインセンサ１４の１ライン分に相当するＸ線画像の部分の最大明るさとを比較して、その１ライン分に相当するＸ線画像の部分の補正の可否を決定する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、検査対象となる物品に対してＸ線を照射して物品の検査を行うＸ線検査装置に関する。

従来より、食品などの商品の生産ラインにおいては、商品への異物混入や商品の割れ欠けがある場合にその不良商品が出荷されることを防止するために、Ｘ線検査装置を用いた商品不良検査が行われている。このＸ線検査装置では、搬送コンベアによって連続搬送されてくる被検査物に対してＸ線を照射し、そのＸ線の透過状態をＸ線受光部で検出して、被検査物中に異物が混入していないか、あるいは被検査物に割れ欠けが生じていたり被検査物内の単位内容物の数量が不足していたりしないかを判別する。また、Ｘ線検査装置によって、被検査物内の単位内容物の数量を数える検査が行われることもある。

このようなＸ線検査装置では、検査対象となる商品に対してＸ線を照射する照射部において、経年劣化等により微小な放電が発生したり、出力が不安定になったりすることがある。このようなＸ線の出力の不安定化は、Ｘ線受光部における検出結果に基づいて作成されるＸ線画像に暗いスジとなって現れるため、このままＸ線画像に基づいて検査を行ったのではスジの部分を異物と判定してしまう等、検査を正確に行うことができなくなるおそれがある。

このような問題に対して、特許文献１には、ラインセンサ端部の検出素子のデータから補正係数を算出して、X線照射量の不安定化に伴うＸ線画像に現れる暗いスジ部分を補正して、高精度な検査を行うことが可能なＸ線検査装置が開示されている。
特開平１０−２０６３５０号公報（平成１０年８月７日公開）

しかしながら、上記従来のＸ線検査装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示されたＸ線検査装置では、ラインセンサの端部の検出素子のデータに基づいて補正を行うため、被検査物がコンベアの幅方向において偏った位置で搬送されて、そのラインセンサの端部上を通過した場合には、Ｘ線強度の変動を補正する基準となる適正な数値を得ることができない。また、このようなコンベア上における被検査物の偏りを検知するためには、余計な検出素子等が必要となる。

本発明の課題は、Ｘ線画像における背景の部分を正確に特定して補正を行うことで高精度な異物検出を行うことが可能なＸ線検査装置を提供することにある。

第１の発明に係るＸ線検査装置は、物品に対してＸ線を照射し、その透過量を検出して物品の検査を行うＸ線検査装置であって、照射部と、ラインセンサと、画像形成部と、背景特定部と、補正部とを備えている。照射部は、物品に対してＸ線を照射する。ラインセンサは、照射部から物品に対して照射されたＸ線の透過量を検出する。画像形成部は、ラインセンサにおいて１ライン分ごとに得られたＸ線の透過量に基づいてＸ線画像を作成する。背景特定部は、１ライン分のＸ線画像を組み合わせた全体のＸ線画像における各部の明るさを抽出して背景部分を特定する。補正部は、背景特定部によって特定された背景部分の明るさに基づいてＸ線画像を１ライン分ごとに補正する。

ここでは、ラインセンサにおいて検出したＸ線の透過量に基づいてＸ線画像を作成して物品の検査を行うＸ線検査装置において、画像形成部が作成したＸ線画像に基づいて検査を行う前にＸ線画像を補正する。
ここで、本発明のようにラインセンサにおけるＸ線の透過量の検出結果に基づいてＸ線画像を作成するＸ線検査装置では、Ｘ線照射器の劣化等によって微小な放電やＸ線の出力の不安定化が生じることがある。このようなＸ線の出力の不安定化は、一時的なＸ線照射量の減少に起因して発生するＸ線画像中にラインセンサの長手方向に延びる暗いスジとして現れ、検査精度の低下を招来する。

そこで、本発明のＸ線検査装置では、このようなＸ線画像に現れるスジの部分を補正して、検査を行うＸ線画像を適正化する処理を行う。具体的には、まず、ラインセンサにおいて検出されたＸ線の透過量に基づいて作成されたＸ線画像を組み合わせた全体のＸ線画像に含まれる各部の明るさを抽出し、背景部分を特定する。次に、背景部分として特定された部分の明るさを基準にして、１ラインごとのＸ線画像の各部の明るさを上記基準となる明るさと比較する。ここで、基準の明るさよりも暗い場合には、そのＸ線画像の１ライン分については暗いスジが入っているものと判断して、Ｘ線画像におけるそのライン部分を明るくするように補正を行う。

このように、Ｘ線画像の全体から背景部分を特定し、その背景部分の明るさと１ラインごとのＸ線画像から抽出される明るさとを比較することで、ラインセンサの配置に沿って全体のＸ線画像に現れる暗いスジの部分を適正な明るさまで補正することができる。この結果、照射部から検査対象となる物品に対して照射されるＸ線の出力が不安定で全体のＸ線画像に暗いスジが入るような場合でも、高精度な異物検出を行うことが可能になる。

なお、ここでいう背景部分とは、検査対象となる物品に相当する部分を除いたＸ線画像における部分をいう。
第２の発明に係るＸ線検査装置は、第１の発明に係るＸ線検査装置であって、背景特定部は、全体のＸ線画像に含まれる部分のうち最大明るさの部分を背景部分として特定する。

ここでは、Ｘ線画像における背景部分を特定する際に、Ｘ線画像全体の中から最も明るい部分（ピーク）を背景部分として特定する。
これにより、Ｘ線画像の中から背景部分を容易に特定することができる。
第３の発明に係るＸ線検査装置は、第１の発明に係るＸ線検査装置であって、背景特定部は、全体のＸ線画像に基づいて明るさのヒストグラムを作成し、ヒストグラムに現れる極大点のうち、最も明るい側の極大点となる明るさの部分を背景部分として特定する。

ここでは、Ｘ線画像における背景部分を特定する際に、全体のＸ線画像における明るさのヒストグラムを作成し、ヒストグラムに現れる極大点の中から最も明るい側の極大点となる明るさの部分を背景部分として特定する。
ここで、Ｘ線画像における最も明るい部分を背景部分として特定する場合には、Ｘ線の照射量のばらつき等に起因して、この最も明るい部分もばらつくおそれがある。

これに対して、本発明のＸ線検査装置のように、ヒストグラムにおける最も明るい側の極大点となる明るさの部分を背景部分として特定することで、Ｘ線画像における最も明るい部分よりもばらつきを少なくできる。よって、背景として特定される部分をより正確に特定し、高精度な補正を行うことが可能になる。
第４の発明に係るＸ線検査装置は、第１の発明に係るＸ線検査装置であって、背景特定部は、全体のＸ線画像に基づいて明るさのヒストグラムを作成し、最頻値となる明るさの部分を背景部分として特定する。

ここでは、Ｘ線画像における背景を特定する際に、Ｘ線画像全体における明るさのヒストグラムを作成し、最も多い明るさの部分（最頻値）を背景として特定する。
ここで、Ｘ線画像全体における最も明るい部分を背景部分として特定する場合には、Ｘ線の照射量のばらつき等に起因して、この最も明るい部分もばらつくおそれがある。
これに対して、本発明のＸ線検査装置のように、Ｘ線画像全体における最も明るい部分よりもばらつきの少ないヒストグラムにおける最頻値の明るさの部分を背景部分として特定することで、背景として特定される部分をより正確に特定し、高精度な補正を行うことが可能になる。

第５の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、補正部は、背景特定部において特定された背景部分の明るさと、１ラインごとのＸ線画像から抽出される明るさとを比較して補正を行う。
ここでは、Ｘ線画像を補正する際に、Ｘ線画像全体から背景部分として特定された明るさと、ラインセンサの１ラインごとに得られるＸ線画像から抽出される明るさとを比較して補正を行う。具体的には、背景特定部によって特定された背景部分の明るさと、１ラインごとのＸ線画像の最も明るい部分の明るさ、あるいは１ラインごとのＸ線画像の最頻値となる明るさ等と比較して補正を行う。

これにより、特定された明るさを基準にしてそれよりも暗いラインについては明るくなるように補正を行うことができる。この結果、Ｘ線照射部における出力の不安定性に起因するスジが入ったラインの明るさを正常な状態まで戻した後、異物検出の検査を行うことで、高精度な検査を実施することが可能になる。
第６の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、１ラインごとのＸ線画像から抽出される明るさが、特定された背景の明るさに対して所定の割合を下回る明るさである場合には、検査を中止するように制御する制御部を、さらに備えている。

ここでは、制御部が、背景特定部によって特定された背景の明るさと１ラインごとのＸ線画像から抽出される明るさとを比較して、例えば、１ラインごとのＸ線画像から抽出される明るさが基準となる背景の明るさの１／２以下の明るさである場合には、検査を中止させる。
これにより、Ｘ線を照射する照射部の出力の不安定が大きい場合には、異常発生として認識して検査を中止して、Ｘ線源を交換する等の措置を採ることができる。

第７の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、制御部が検査を中止するように制御すると検査不能である旨を表示する表示部をさらに備えている。
ここでは、異常発生時には検査不能である旨を表示部に表示させる。
これにより、作業者に対して異常発生を認識させて、早急に出力が不安定でない正常なＸ線源に交換する等の措置を採らせることができる。

本発明のＸ線検査装置によれば、照射部から検査対象となる物品に対して照射されるＸ線の出力が不安定でＸ線画像に暗いスジが入るような場合でも、高精度な異物検出を行うことが可能になる。

本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置について、図１〜図７を用いて説明すれば以下の通りである。
［Ｘ線検査装置全体の構成］
本実施形態のＸ線検査装置１０は、図１に示すように、食品等の商品の生産ラインにおいて品質検査を行う装置の１つである。Ｘ線検査装置１０は、連続的に搬送されてくる商品に対してＸ線を照射し、商品を透過したＸ線量に基づいて商品に異物が混入しているか否かの検査を行う。

Ｘ線検査装置１０の被検査物である商品Ｇは、図２に示すように、前段コンベア６０によりＸ線検査装置１０に運ばれてくる。商品Ｇは、Ｘ線検査装置１０において異物混入の有無が判断される。このＸ線検査装置１０での判断結果は、Ｘ線検査装置１０の下流側に配置される振分機構７０に送信される。振分機構７０は、商品ＧがＸ線検査装置１０において良品と判断された場合には商品Ｇをそのまま正規のラインコンベア８０へと送る。一方、商品ＧがＸ線検査装置１０において不良品と判断された場合には、下流側の端部を回転軸とするアーム７０ａが搬送路を遮るように回動する。これにより、不良品と判断された商品Ｇを、搬送路から外れた位置に配置された不良品回収箱９０によって回収することができる。

Ｘ線検査装置１０は、図１に示すように、主として、シールドボックス１１と、コンベア１２と、遮蔽ノレン１６と、タッチパネル機能付きのモニタ（表示装置）２６と、を備えている。そして、その内部には、図３に示すように、Ｘ線照射器（照射部）１３と、Ｘ線ラインセンサ１４と、制御コンピュータ（制御部、画像形成部、背景特定部、補正部）２０（図６参照）とを備えている。

〔シールドボックス〕
シールドボックス１１は、商品Ｇの入口側と出口側の双方の面に、商品を搬出入するための開口１１ａを有している。このシールドボックス１１の中に、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、制御コンピュータ２０などが収容されている。
また、開口１１ａは、図１に示すように、シールドボックス１１の外部へのＸ線の漏洩を防止するために、遮蔽ノレン１６によって塞がれている。この遮蔽ノレン１６は、鉛を含むゴム製のノレン部分を有しており、商品が搬出入されるときには商品によって押しのけられる。

また、シールドボックス１１の正面上部には、モニタ２６の他、キーの差し込み口や電源スイッチが配置されている。
〔コンベア〕
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品を搬送するものであって、図６の制御ブロックに含まれるコンベアモータ（駆動機構）１２ｆによって駆動される。コンベア１２による搬送速度は、作業者が入力した設定速度になるように、制御コンピュータ２０によるコンベアモータ１２ｆのインバータ制御によって細かく制御される。

また、コンベア１２は、図３に示すように、コンベアベルト１２ａ、コンベアフレーム１２ｂを有しており、シールドボックス１１に対して取り外し可能な状態で取り付けられている。これにより、食品等の検査を行う場合においてシールドボックス１１内を清潔に保つために、コンベアを取り外して頻繁に洗浄することができる。
コンベアベルト１２ａは、無端状ベルトであって、ベルトの内側からコンベアフレーム１２ｂによって支持されている。そして、コンベアモータ１２ｆの駆動力を受けて回転することで、ベルト上に載置された物体を所定の方向に搬送する。

コンベアフレーム１２ｂは、無端状のベルトの内側からコンベアベルト１２ａを支持するとともに、図３に示すように、コンベアベルト１２ａの内側の面に対向する位置に、搬送方向に対して直角な方向に長く開口した開口部１２ｃを有している。開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおける、Ｘ線照射器１３とＸ線ラインセンサ１４とを結ぶ線上に形成されている。換言すれば、開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおけるＸ線照射器１３からのＸ線照射領域に、商品Ｇを透過したＸ線がコンベアフレーム１２ｂによって遮蔽されないように形成されている。

〔Ｘ線照射器〕
Ｘ線照射器１３は、図３に示すように、コンベア１２の上方に配置されており、コンベアフレーム１２ｂに形成された開口部１２ｃを介して、コンベア１２の下方に配置されたＸ線ラインセンサ（受光部、ラインセンサ）１４に向かって扇形形状にＸ線を照射する（図３の斜線部参照）。

〔Ｘ線ラインセンサ〕
Ｘ線ラインセンサ１４は、コンベア１２（開口部１２ｃ）の下方に配置されており、商品Ｇやコンベアベルト１２ａを透過してくるＸ線を検出する。このＸ線ラインセンサ１４は、図３および図７に示すように、コンベア１２による搬送方向に直交する向きに一直線に水平配置された複数の画素１４ａから構成されている。

なお、図７には、Ｘ線検査装置１０内におけるＸ線照射状態と、その時のラインセンサ１４を構成する各画素１４ａにおいて検出されるＸ線量を示すグラフとがそれぞれ示されている。
〔モニタ〕
モニタ２６は、フルドット表示の液晶ディスプレイである。また、モニタ２６は、タッチパネル機能を有しており、初期設定や不良判断に関するパラメータ入力などを促す画面を表示する。

また、モニタ２６は、後述する画像処理が施された後のＸ線画像を表示する。これにより、商品Ｇに含まれる異物の有無、場所、大きさ等を、ユーザに対して視覚的に認識させることができる。
さらに、モニタ２６は、後述するＸ線照射量の不安定化によってＸ線画像に形成される暗いスジ部分を補正する前後のＸ線画像や、Ｘ線照射器１３の照射量の不安定化によって検査不能である旨の表示を行う。

〔制御コンピュータ〕
制御コンピュータ（制御部、画像作成部、背景特定部、補正部）２０は、ＣＰＵ２１において、制御プログラムに含まれる画像処理ルーチン、検査判定処理ルーチンなどを実行する。また、制御コンピュータ２０は、ＣＦ（コンパクトフラッシュ（登録商標））２５等の記憶部に、不良商品に対応するＸ線画像や検査結果、Ｘ線画像の補正用データ等を保存蓄積する。

具体的な構成として、制御コンピュータ２０は、図６に示すように、ＣＰＵ２１を搭載するとともに、このＣＰＵ２１が制御する主記憶部としてＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、およびＣＦ２５を搭載している。ＣＦ２５には、後述するＸ線画像を補正するための背景部分として特定された部分（画素１４ａ）やその部分の明るさ等を記憶する補正用データ２５ａ、検査画像や検査結果を記憶する検査結果ログファイル２５ｂなどが収納されている。

また、制御コンピュータ２０は、モニタ２６に対するデータ表示を制御する表示制御回路、モニタ２６のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート、外部接続端子としてのＵＳＢ２４等を備えている。
そして、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＣＦ２５などは、アドレスバス，データバス等のバスラインを介して相互に接続されている。

さらに、制御コンピュータ２０は、コンベアモータ１２ｆ、ロータリエンコーダ１２ｇ、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、光電センサ１５等と接続されている。
ロータリエンコーダ１２ｇは、コンベアモータ１２ｆに装着され、コンベア１２の搬送速度を検出して制御コンピュータ２０に送信する。
光電センサ１５は、被検査物である商品ＧがＸ線ラインセンサ１４の位置にくるタイミングを検出するための同期センサであり、コンベアを挟んで配置される一対の投光器および受光器から構成されている。

＜制御コンピュータによる商品不良の判断＞
〔Ｘ線画像作成〕
制御コンピュータ２０は、光電センサ１５からの信号を受けて、商品Ｇが扇状のＸ線照射部（図３に示す斜線部分参照）を通過するときに、Ｘ線ラインセンサ１４によるＸ線透視像信号（図７参照）を細かい時間間隔で取得する。そして、制御コンピュータ２０は、画像形成部として、それらのＸ線透視像信号に基づいて、Ｘ線ラインセンサ１４の１ラインごとに商品Ｇとその背景部分とを含むＸ線画像を作成する。すなわち、Ｘ線ラインセンサ１４の各画素１４ａから細かい時間間隔をあけて各時刻のデータを得て、それぞれのデータからＸ線画像が作成される。そして、これら複数のＸ線画像を時間経過順に組み合わせることで、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、商品Ｇの全体とその背景部分とを含む全体の２次元画像が形成される。

〔Ｘ線画像の補正〕
本実施形態のＸ線検査装置１０では、制御コンピュータ２０によって形成された2次元画像に対して所定の補正を行う。
すなわち、Ｘ線照射器１３によるＸ線照射量は、Ｘ線照射器１３内のＸ線管の経年劣化によって放電が発生したり、Ｘ線照射量の不安定化を招いたりすることがある。このような照射量の不安定は、制御コンピュータ２０によって形成される全体のＸ線画像の一部に暗いスジとなって現れ（図４（ｂ）参照）、この暗いスジの部分を異物と判定してしまう等、高精度な異物検出を行うための障害となるおそれがある。なお、このような暗いスジは、Ｘ線照射量が一時的に減少することで、Ｘ線ラインセンサ１４の１ライン分のＸ線画像の全体が暗くなることで、全体のＸ線画像の一部に暗いスジとして現れるものである。このため、図４（ｂ）に示すように、Ｘ線ラインセンサ１４の１ライン分に対応する暗いスジが図中の縦方向に現れる。

そこで、本実施形態のＸ線検査装置１０では、全体のＸ線画像の一部にＸ線ラインセンサ１４の配置に沿って現れる暗いスジ部分を１ライン分ごとに補正して適正なＸ線画像を形成した後、異物混入の検査を実施している。
具体的には、まず、制御コンピュータ２０は、背景特定部として、Ｘ線ラインセンサ１４において検出されたＸ線量に基づいて形成される全体のＸ線画像から、各画素１４ａ、各時間の明るさを抽出する。そして、図５に示すヒストグラムを作成して、最も明るい側の極大点（または最頻値）となる明るさ（ＢＧ）の部分（画素１４ａ）を背景部分として特定する。

なお、この背景部分とは、Ｘ線画像に含まれる商品Ｇに相当する部分を除くＸ線画像の部分に相当する。本実施形態では、Ｘ線画像の全体から特定される背景部分の明るさを基準として、１ラインごとのＸ線画像の背景部分と比較することで、暗くなった１ライン分のＸ線画像を各ラインごとに補正している。
次に、制御コンピュータ２０は、全体のＸ線画像から背景部分として特定した画素１４ａに相当するＸ線画像の部分の明るさと、Ｘ線ラインセンサ１４の１ライン分のＸ線画像から抽出される最も明るい部分の明るさ（背景部分）とを比較する。この結果、最も明るい部分の明るさが、制御コンピュータ２０が背景部分として特定した部分の明るさと同程度の明るさである場合、換言すれば、全体のＸ線画像の背景部分が、１ライン分のＸ線画像における背景部分と明るさが同程度である場合には、このラインは暗いスジ部分ではないと認識して、このラインについては補正しない。

一方、最も明るい部分の明るさが、制御コンピュータ２０が背景部分として特定した部分の明るさよりも暗い場合には、このラインについては一時的にＸ線照射量が少なくなったためにＸ線画像中に現れた暗いスジの部分であると認識して、このライン全体を補正により明るくする。この場合における補正係数ｒ（ｙ）は、以下の関係式（１）〜（３）によって得ることができる。

各画素１４ａに対応するＸ線画像の部分の明るさをｆ（ｘ，ｙ）、その部分の補正後の明るさをｇ（ｘ，ｙ）とし、コンベア１２の幅方向をｘ方向、搬送方向をｙ方向、Ｘ線画像のＸ方向における最大値投影結果をｐ（ｙ）、Ｘ線画像の全体から特定された背景部分の明るさをＢＧとすると、各１ラインごとの最大値投影結果は以下の関係式（１）によって得られる。

ｐ（ｙ）＝ｐｅｅｋ｛ｆ（ｘ，ｙ）：０≦ｘ≦画像幅｝ ・・・・・（１）
なお、上記ｐｅｅｋとは、Ｘ線画像における明るさのヒストグラムにおいて、最も明るい側の極大点または最頻値となる明るさ（ＢＧ）の部分をいう。
次に、このｐ（ｙ）を用いて、以下の関係式（２）から補正係数ｒ（ｙ）を導出する。
ｒ（ｙ）＝ｐ（ｙ）／ＢＧ ・・・・・（２）
そして、上記関係式（２）によって得られた補正係数ｒ（ｙ）を用いて、以下の関係式（３）によって各画素１４ａにおける明るさｆ（ｘ，ｙ）から補正後の明るさｇ（ｘ，ｙ）を得ることができる。

ｇ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ，ｙ）／ｒ（ｙ） ・・・・・（３）
すなわち、上記関係式（２）では、全体のＸ線画像の中で暗いスジ部分となっていない１ライン分のＸ線画像については、ｐ（ｙ）とＢＧとが同程度となるため、ｒ（ｙ）≒１となるはずである。よって、この場合には、上記関係式（３）によって、ｆ（ｘ，ｙ）≒ｇ（ｘ，ｙ）となる。一方、暗いスジ部分となった１ライン分のＸ線画像については、ｐ（ｙ）がＢＧよりも小さくなるため、ｒ（ｙ）＜１となる。よって、この場合には、上記関係式（３）によって、ｆ（ｘ，ｙ）＜ｇ（ｘ，ｙ）となり、補正後の明るさｇ（ｘ，ｙ）を補正前の明るさｆ（ｘ，ｙ）よりも明るくすることができる。

このような補正の結果、Ｘ線照射器１３によるＸ線照射量の不安定化に起因してＸ線画像中に現れる暗いスジの部分を、Ｘ線照射量が適正であれば得られたＸ線画像の明るさに近づくように補正することができる。よって、この補正後のＸ線画像に基づいて異物混入の検査を実施することで、Ｘ線照射量の不安定に影響を受けることなく、高精度な異物検出を行うことが可能になる。

なお、このようなＸ線画像の補正において、ｒ（ｙ）＜０．５という条件を満たす場合には、Ｘ線照射器１３によるＸ線照射量の不安定度が大きすぎるものと考えられる。よって、この場合には、制御コンピュータ２０は、Ｘ線照射器１３からのＸ線の照射を停止させて検査を禁止するとともに、モニタ２６に検査不能状態である旨を表示させる。
〔異物混入検査〕
制御コンピュータ２０では、ＣＰＵ２１で実施される異物検査ルーチンとして、上記のようにして暗いスジ部分を補正により除去された後のＸ線画像を画像処理して、複数の判断方式によって商品の良・不良（異物が混入していないかどうか）を判断する。判断方式には、例えば、トレース検出方式、２値化検出方式、マスク２値化検出方式などがある。これらの判断方式で判断した結果、１つでも不良と判断するもの（図７に示す異物像）があれば、その商品Ｇは不良品と判断される。

トレース検出方式及び２値化検出方式は、画像のマスクされていない領域に対して判断を行う。一方、マスク２値化方式は、画像のマスクされている領域に対して判断を行う。マスクは、商品Ｇの容器部分などに対して設定される。
トレース検出方式は、被検出物の大まかな厚さに沿って基準レベル（閾値）を設定し、像がそれよりも暗くなったときに商品Ｇ内に異物が混入していると判断する方式である。この方式では、比較的小さな異物を検出して商品不良を検出することができる。

なお、制御コンピュータ２０は、被検査物が軽量で遮蔽ノレン１６を設置できない場合におけるＸ線漏洩防止のために、Ｘ線照射量を制限する制限手段として機能する。
これにより、Ｘ線出力の制限手段をハードウェアとして実現し、Ｘ線源側に制限手段を設けることができる。例えば、Ｘ線出力をディップスイッチで設定してＸ線出力をアナログ電圧で制御する場合には、その設定に対するハード的なＸ線源のアナログ電圧の入力制限に加えて、Ｘ線出力をコントロールする。このとき、ホスト側に対してもそのＸ線の照射量に関する制限情報を送信してソフトウェアでも認識できるようにすることで操作時における人為的な設定ミスによるＸ線漏洩を防止することができる。また、Ｘ線ラインセンサ１４における検出値によって照射量を制御したり、リファレンス用テーブルを参照して明らかな出力オーバーの場合にもＸ線出力異常としてＸ線照射器１３からのＸ線照射を停止させる。

このように、Ｘ線漏洩に対する多重の安全対策を採ることで、ホスト側における上限設定によって設定ミスを防止することができるとともに、ホスト側の暴走により異常制御がされた場合でもＸ線照射器１３の側でプロテクトすることができる。また、Ｘ線照射器１３の異常により過度なＸ線を照射した場合でも、直ちに停止させることができ、安全性の高いＸ線検査装置１０を提供できる。

［Ｘ線検査装置の特徴］
（１）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、制御コンピュータ２０が、Ｘ線ラインセンサ１４における検出結果に基づいてＸ線画像を形成し、このＸ線画像に基づいて異物混入の検査を行う装置において、全体のＸ線画像における各部の明るさを抽出して背景部分と思われる部分を特定する。そして、この背景部分として特定された部分と、Ｘ線ラインセンサ１４の１ライン分に相当するＸ線画像の部分の最大明るさとを比較して、その１ライン分に相当するＸ線画像の部分の補正の可否を決定する。

これにより、Ｘ線照射器１３によるＸ線照射量が不安定化してＸ線画像に暗いスジが現れるような場合でも、この暗いスジの部分に相当する１ライン分のＸ線画像を補正によって明るくして正常な全体のＸ線画像を得ることができる。この結果、Ｘ線照射部１３からのＸ線照射量が不安定な場合でも、高精度な異物検出を行うことが可能になる。
（２）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、制御コンピュータ２０が、Ｘ線ラインセンサ１４における各画素１４ａの検出結果に基づいて作成された全体のＸ線画像における各部の明るさのデータからヒストグラムを作成し（図５参照）、最も明るい側の極大点となる明るさを有する部分を背景部分として特定する。

これにより、Ｘ線画像における最も明るい部分を背景部分として特定する従来のＸ線検査装置と比較して、背景部分として特定される明るさのばらつきを小さくすることができる。よって、背景として特定される部分をより正確に特定し、高精度な補正を行うことが可能になる。
（３）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、制御コンピュータ２０が、全体のＸ線画像から背景部分として特定した部分の明るさと、Ｘ線画像における１ラインごとの最大明るさとを比較して補正の可否を決定する。

これにより、背景部分として特定された部分よりも、１ラインごとのＸ線画像の部分の最大明るさの方が暗い場合には、この１ライン分が暗いスジになっているものと認識して、この部分に対して明るくするための補正を行うことができる。この結果、Ｘ線照射量の不安定化に起因する暗いスジ部分がＸ線画像に現れるような場合でも、このスジ部分を明るくなるように補正することで、常に高精度な異物混入の検出を行うことができる。

（４）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、制御コンピュータ２０が、１ラインごとのＸ線画像の最大明るさ（ｐ（ｙ））が背景部分として特定した部分の明るさ（ＢＧ）の半分に満たない場合（ｒ（ｙ）＜０．５）には、Ｘ線照射部１３の照射量異常として検査を中止させる。

これにより、Ｘ線照射器１３から照射されるＸ線量のばらつきが大きい場合には検査を中止して、Ｘ線照射器１３を修理、交換する等の措置を講ずることができる。よって、Ｘ線管の異常を早急に認識して措置を講ずることで、常に安定した異物混入の検査を行うことが可能になる。
（５）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、上述したように、制御コンピュータ２０が、Ｘ線照射器１３からの照射量異常と判定した場合（ｒ（ｙ）＜０．５の条件を満たす状態）には、モニタ２６に検査不能状態である旨を表示する。

これにより、作業者に対してＸ線管の異常を早急に知らせることができるため、作業者は、すぐにＸ線管を交換する等の措置を講ずることが可能になる。
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態では、Ｘ線画像の補正を行う際において、Ｘ線画像に基づいて明るさのヒストグラムを作成し、このヒストグラムに現れる極大点のうち、最も明るい側の極大点となる明るさの部分を背景部分として特定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、より単純な方法として、Ｘ線画像に含まれる部分のうち最大明るさの部分（ピーク）を背景部分として特定する方法であってもよい。この場合でも、上記と同様に、Ｘ線画像の中から背景部分を特定して適正にＸ線画像の補正を行うことができる。
ただし、上記実施形態のようにヒストグラムを作成して最も明るい極大点の明るさの部分を背景として特定する方法は、統計的データを用いて背景部分を特定することになるため、比較的ばらつきの大きい最大明るさの部分を背景として特定する方法と比較して、ばらつきの少ない正確な補正を実施することができる点でより好ましい。

（Ｂ）
上記実施形態では、Ｘ線画像の各部における明るさに基づいてヒストグラムを作成し、その最も明るい側の極大点となる明るさに相当する部分を背景部分として特定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ヒストグラムにおける最頻値となる明るさの部分を背景部分として特定してもよい。この場合でも、上記実施形態のＸ線検査装置１０と同様の効果を得ることができる。ただし、ヒストグラムの最頻値となる明るさの部分を背景部分として特定した場合には、Ｘ線画像の大部分が物品に相当するような場合には、最頻値の明るさの部分は背景部分よりも暗い物品に相当する部分になってしまうため、適切な背景部分の特定ができなくなるおそれがある。よって、物品の大きさに関係なく正確な背景部分の特定を行うことを考慮すれば、上記実施形態のように、最も明るい側の極大点に相当する明るさの部分を背景部分として特定することがより好ましい。

（Ｃ）
上記実施形態では、Ｘ線画像の補正において、ｒ（ｙ）＜０．５という条件を満たす場合に、制御コンピュータ２０が、Ｘ線照射器１３からのＸ線の照射を停止させて検査を禁止するとともに、モニタ２６に検査不能状態である旨を表示させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、検査を禁止するための閾値としては０．５に限定されるものではなく、検査の精度や検査対象である商品ＧのＸ線画像を形成した場合の特性等に応じて自由に設定変更することが可能である。

本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線照射量の不安定化によってＸ線画像に暗いスジが形成されるような場合でも、このスジ部分を補正して適正なＸ線画像を形成した後に異物検出の検査を行うことができるという効果を奏することから、Ｘ線を照射して検査を行う各種検査装置に対して広く適用可能である。

本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の外観斜視図。 Ｘ線検査装置の前後の構成を示す図。 Ｘ線検査装置のシールドボックス内部の簡易構成図。 （ａ）は、図１のＸ線検査装置において作成されたＸ線画像の全体を示す図。

（ｂ）は、図１のＸ線検査装置において作成されたＸ線画像にＸ線照射量の不安定化による暗いスジが現れた図。
Ｘ線画像に基づいて作成されたヒストグラムを示す図。 制御コンピュータのブロック構成図。 Ｘ線検査の原理を示す模式図。

符号の説明

１０ Ｘ線検査装置
１１ シールドボックス
１１ａ 開口
１２ コンベア
１２ａ コンベアベルト
１２ｂ コンベアフレーム
１２ｃ 開口部
１２ｅ スリット
１２ｆ コンベアモータ
１２ｇ ロータリエンコーダ
１３ Ｘ線照射器（照射部）
１４ Ｘ線ラインセンサ（受光部、ラインセンサ）
１４ａ 画素
１５ 光電センサ
１６ 遮蔽ノレン
２０ 制御コンピュータ（制御部、画像形成部、背景特定部、補正部）
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ（記憶部）
２３ ＲＡＭ（記憶部）
２４ ＵＳＢ（外部接続端子）
２５ ＣＦ（コンパクトフラッシュ（登録商標）、記憶部）
２６ モニタ（表示部）
Ｇ 商品

Claims (7)

1. 物品に対してＸ線を照射し、その透過量を検出して前記物品の検査を行うＸ線検査装置であって、
   前記物品に対してＸ線を照射する照射部と、
   前記照射部から前記物品に対して照射されたＸ線の透過量を検出するラインセンサと、
   前記ラインセンサにおいて１ライン分ごとに得られた透過量に基づいてＸ線画像を作成する画像形成部と、
   前記１ライン分のＸ線画像を組み合わせた全体のＸ線画像における各部の明るさを抽出して背景部分を特定する背景特定部と、
   前記背景特定部によって特定された背景部分の明るさに基づいて前記Ｘ線画像を１ライン分ごとに補正する補正部と、
   を備えているＸ線検査装置。
2. 前記背景特定部は、前記全体のＸ線画像に含まれる部分のうち最大明るさの部分を背景部分として特定する、
   請求項１に記載のＸ線検査装置。
3. 前記背景特定部は、前記全体のＸ線画像に基づいて明るさのヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムに現れる極大点のうち、最も明るい側の極大点となる明るさの部分を背景部分として特定する、
   請求項１に記載のＸ線検査装置。
4. 前記背景特定部は、前記全体のＸ線画像に基づいて明るさのヒストグラムを作成し、最頻値となる明るさの部分を背景部分として特定する、
   請求項１に記載のＸ線検査装置。
5. 前記補正部は、前記背景特定部において特定された背景部分の明るさと、１ラインごとのＸ線画像から抽出される明るさとを比較して補正を行う、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
6. 前記１ラインごとのＸ線画像から抽出される明るさが、前記特定された背景の明るさに対して所定の割合を下回る明るさである場合には、検査を中止するように制御する制御部を、
   さらに備えた、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
7. 前記制御部が検査を中止するように制御すると検査不能である旨を表示する表示部を、さらに備えている、
   請求項６に記載のＸ線検査装置。

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