JP2006329906A - X線検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 X線検査装置10は、搬送中の商品Gに対して斜め方向からX線を照射し、このX線の透過光を検出して作成される2次元のX線画像に基づいて異物検査を行うX線検査装置であって、分割領域設定部31bが、X線画像に含まれる商品Gに相当する縁領域Gbを複数の領域(各分割領域Gb1〜Gb4)に分割し、検出レベル設定部31cが、各分割領域Gb1〜Gb4について適正な検出レベルを設定して異物検査を行う。
【選択図】 図6
Description
すなわち、上記公報に開示されたX線検査装置では、検査対象である物品に対してX線を斜めに照射することで、物品の端部に形成される影部分の濃度が均一になるようにしているが、ここでは単にマスク領域の設定のために影部分に濃度差が生じないようにしているだけであるため、物品の端部に存在する異物の検出を正確に行うことができるとは言い難い。
本発明の課題は、物品の端部に存在する異物の検出を高精度に行うことが可能なX線検査装置を提供することにある。
通常、X線源からX線検出部に対して略鉛直方向に、例えば略扇形のX線が照射されている場合には、物品の搬送方向における前後の端部と左右の端部とで、X線画像の影部分に濃度差が生じてしまう。この場合、従来のX線検査装置では、濃度の濃くなった部分について他の部分と同じ検出レベルで異物検出を行ったのでは、物品の端部に存在する異物を正確に検出することができないおそれがある。
そして、第2に、物品を透過したX線を検出して形成されるX線画像を、物品の搬送方向における前後左右の端部の影部分とそれ以外の部分とに分割し、各分割領域において適正な検出レベルを設定して異物混入の検査を行う。
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、画像処理部は、X線画像における、物品の搬送方向に対する前後の端部と搬送方向に対する左右の端部とを抽出して分割された領域として設定する。
従来のX線検査装置では、X線画像に含まれる搬送方向に対する前後左右の両端に形成される影の部分の濃度が異なり、その部分に含まれる異物の検出を行うことが困難であった。
この結果、X線画像に含まれる背景部分を除く領域について、搬送方向における前後左右の領域とそれ以外の領域とについて、それぞれ検出レベルを設定して異物混入の検査を行うことができるため、物品の端部においても高精度な異物検査を行うことができる。
ここでは、X線画像に含まれる搬送方向における前後に形成される影部分の領域について、この前側の影部分の領域と後側の影部分の領域とで、それぞれ適正な検出レベルを設定して異物混入の検査を行う。
第4の発明に係るX線検査装置は、第1から第3の発明のいずれか1つに係るX線検査装置であって、画像処理部は、分割した領域のうち、物品の搬送方向に対する前後方向における端部の領域と左右方向における端部の領域とについて、それぞれ検出レベルを設定して異物混入の検査を行う。
これにより、物品の搬送方向における前後方向と左右方向とで若干異なる濃度の影部分が形成されている場合でも、それぞれの濃度に応じた適正な検出レベルを設定して異物混入の検査を実施することで、高精度な異物検査を実施することができる。
ここでは、例えば、缶詰等の容器付きの物品を搬送しながらX線を斜め方向から照射して異物混入の検査を行う。
これにより、容器付きの物品のように、物品の縁部分に相当する容器に当接するように存在する異物の検出を、縁部分に相当する領域については異なる検出レベルで行うため、高精度に異物検出を実施することができる。
ここでは、背の高い物品を搬送しながらX線を斜め方向から照射して異物混入の検査を行う。
[X線検査装置10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線量を検出して作成されるX線画像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。
[シールドボックス11]
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、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等が配置されている。
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5の制御ブロックに含まれるコンベアモータ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。
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。
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)。
また、X線照射器13は、図3に示すように、鉛直方向に対して角度θをつけて斜め方向にX線を照射する。
[X線ラインセンサ14]
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4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。
[モニタ26]
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、初期設定や異物検出の判定等に関するパラメータ入力などを促す画面を表示する。
[制御コンピュータ20]
制御コンピュータ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。
CF25には、後段にて詳述する異物混入検査の検査対象となるX線画像に関する情報や、設定された分割領域に関する情報、各分割領域においてそれぞれ設定された検出レベルに関する情報、あるいは検出された異物の位置等に関する情報が格納されている。
本実施形態では、CF25等の記憶部に格納された各種プログラムをCPU21が読み込むことで、図6に示すような、画像形成部(画像処理部)31a、分割領域設定部(画像処理部)31b、検出レベル設定部(画像処理部)31c、異物判定部(画像処理部)31dを含む機能ブロックが形成される。
分割領域設定部31bは、CPU21が画像処理プログラムを読み込むことで形成される機能ブロックであって、図8に示すように、画像形成部31aにおいて作成されたX線画像に含まれる背景部分および商品Gの縁部分(影の部分)を除く内部領域Gaと、商品Gの縁部分の領域(以下、縁領域と示す)Gbとを抽出する。さらに、分割領域設定部31bは、図8に示すように、商品Gの縁領域Gbを、商品Gの搬送方向における両端の領域(以下、前方領域Gb1、後方領域Gb2と示す)と、搬送方向に交差する方向における両端の領域(以下、右方領域Gb3および左方領域Gb4と示す)と、に分割する。
さらに、制御コンピュータ20は、コンベアモータ12f、ロータリーエンコーダ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。
制御コンピュータ20では、コンベアモータ12fに装着されたロータリーエンコーダ12gにおいて検出されたコンベア12の搬送速度を受信する。
<制御コンピュータ20による異物混入の判定>
[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、鉛直方向から角度θだけ傾斜させるように斜めに照射された扇状のX線照射部分(図3に示す斜線部分参照)を商品Gが通過するときに、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31a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(図7参照)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、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。
制御コンピュータ20では、缶の中の内容物に含まれる異物と缶の縁部分に存在する異物とを分けて異物検出を行うために、まず、図7に示すX線画像について、例えば各画素毎の濃淡を示すヒストグラムを作成する。このヒストグラムの基になるX線画像には、図7に示すように、主として、缶詰である商品Gの缶の縁の部分と、異物の部分と、缶の中にある内容物の部分と、背景部分とが含まれている。このため、ヒストグラムでは、各画素における濃度に基づいて、缶の縁または異物の部分、縁の内側の部分(内容物の部分)、背景部分が抽出される。
ヒストグラムのピーク位置の50%<抜き出す範囲<最大明るさの80%・・・(1)
上記関係式(1)の「ヒストグラムのピーク位置の50%」は、缶の縁または異物に相当する暗い画素に対応し、「最大明るさの80%」は、主に背景部分に対応する。このため、上記関係式によって所定の明るさの範囲の画素を抜き出すことで、X線画像から内部領域Gaを抽出することができる。
そして、上記関係式(1)より、抜き出す範囲をヒストグラムのピーク値の50%以下と設定することで、異物像および商品Gの縁領域GaをX線画像から抽出することができる。
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次元画像に対して検査領域から除外するためのマスク領域の設定を行う。
具体的には、上述したヒストグラムを作成して抽出された縁領域Gb、背景部分を用いて、マスク領域を設定する。これにより、マスク領域を設定することで、まずは、内部領域Gaだけについて異物検査を実施することができる。
(内部領域Gaに含まれる異物の検出)
制御コンピュータ20では、上述したマスク領域が被せられて設定された缶の縁よりも内側の内部領域Gaについて、異物が含まれているか否かの検査を行う。
具体的な検出方法としては、X線画像に含まれる画素を、所定の濃度を閾値として2値化することで所定濃度よりも暗い画素を異物として検出する2値化処理による検出方法や、ある画素についてその周囲の画素の濃度の平均値との差をとることで孤立した濃度の濃い領域を抽出して異物を検出する微分処理による検出方法等を用いることができる。
(縁領域Gbに近接して存在する異物の検出)
本実施形態では、制御コンピュータ20が、検査対象となる領域を、上述した缶の内側の領域(内部領域Ga)と、以下で説明する缶の縁部分の領域(縁領域Gb)とに分けて異物検出を行う。
具体的には、各分割領域Gb1〜Gb4に含まれる画素の平均濃度を算出し、ここで算出された平均濃度に応じて各分割領域Gb1〜Gb4ごとの検出レベルを設定する。
(異物像の合成)
本実施形態のX線検査装置10では、上述のように、缶の縁よりも内側の内部領域Gaと、缶の縁部分の縁領域Gbとに分けて別々に異物検出を行う。
[本X線検査装置10の特徴]
(1)
本実施形態のX線検査装置10は、図3に示すように、搬送中の商品Gに対して斜め方向からX線を照射し、このX線の透過光を検出して作成される2次元のX線画像に基づいて異物検査を行うX線検査装置であって、図6に示す分割領域設定部31bが、X線画像に含まれる商品Gに相当する縁領域Gbを複数の領域(各分割領域Gb1〜Gb4)に分割し(図8参照)、検出レベル設定部31cが、各分割領域Gb1〜Gb4について適正な検出レベルを設定して異物検査を行う。
本実施形態のX線検査装置10では、図6に示す分割領域設定部31bが、図8に示すように、縁領域Gbを、前後方領域Gb1,Gb2および左右方領域Gb3,Gb4に分割した分割領域Gb1〜Gb4を設定する。
これにより、特に、容器付きの物品のような縁部分の影の濃度に差が出やすい商品Gを検査対象とする場合でも、商品Gの搬送方向およびこれに交差する方向において縁領域Gbを複数の領域に分割された各領域について、各領域の濃度に応じて適正な検出レベルを設定することができる。この結果、商品Gの縁領域Gbに存在する異物を高精度に検出することが可能になる。
本実施形態のX線検査装置10では、X線画像に含まれる縁領域Gbのうち、前方領域Gb1と後方領域Gb2とについて、図6に示す検出レベル設定部31cがそれぞれの画素の平均濃度に応じて適正な検出レベルを設定する。
これにより、商品Gの搬送方向における前後方向において各分割領域Gb1,Gb2の濃度分が若干異なる場合でも、それぞれの領域の濃度に対応させて適正な検出レベルで異物検査を実施することで、商品Gの容器の縁部分に近接するように存在する異物の検出を高精度に実施することができる。
本実施形態のX線検査装置10では、X線画像に含まれる縁領域Gbのうち、前方領域Gb1および後方領域Gb2と、右方領域Gb3および左方領域Gb4とについて、図6に示す検出レベル設定部31cがそれぞれの画素の平均濃度に応じて適正な検出レベルを設定する。
(5)
本実施形態のX線検査装置10では、検査対象として、容器付きの物品である商品Gを用いている。
そこで、本実施形態のX線検査装置10では、商品Gの縁部分に相当する容器の部分に対応するX線画像の部分の濃度が濃くなる場合でも、この部分については他の部分よりも高い検出レベルに設定している。
(6)
本実施形態のX線検査装置10では、図3に示すように、検査対象として、背の高い物品である商品Gを用いている。
そこで、本実施形態のX線検査装置10では、背の高い物品を検査対象とする場合でも、図8に示すように、物品の影部分に相当する商品Gの縁領域Gbを複数の領域に分割し、各分割領域Gb1〜Gb4について、それぞれ適正な検出レベルを設定して異物検査を行っている。
[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。
上記実施形態では、商品GのX線画像に含まれる領域を、背景部分と縁部分とを除く内部領域Gaと縁領域Gbとに分割し、縁領域Gbについてはさらに商品Gの搬送方向と搬送方向に交差する方向とにおける各両端に位置する4つの領域Gb1〜Gb4に分割した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。
(B)
上記実施形態では、縁領域Gbについて、各領域Gb1〜Gb4に対して適正な検出レベルになるようにそれぞれの検出レベルを設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。
(C)
上記実施形態では、各分割領域(前方領域Gb1、後方領域Gb2、右方領域Gb3および左方領域Gb4)のうち、左右方領域Gb3,Gb4について異なる検出レベルを設定し、さらに左右方領域Gb3,Gb4とは異なる検出レベルを、前後方領域Gb1,Gb2について設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。
このように、各分割領域についてそれぞれ設定される検出レベルは、必ずしも全ての分割領域で異なっている必要はなく、適正な検出レベルが同じ領域についてはほぼ同程度の検出レベルを設定して異物検査を行ってもよい。
上記実施形態では、縁領域Gbの分割領域Gb1〜Gb4については、ほぼ均等に分割されてい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、分割領域Gb1〜Gb4のうち、前方領域Gb1と後方領域Gb2とを大きくし、左右方領域Gb3,Gb4の領域を小さく設定してもよい。
上記実施形態では、X線画像に含まれる背景部分、内部領域Gaおよび縁領域Gbについて、X線画像に含まれる画素の濃度に基づいて作成されるヒストグラムを用いて抽出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、ヒストグラムを作成することなく、濃度範囲に基づいて直接各領域を抽出してもよい。
上記実施形態では、検査対象である物品として、図3に示すような背の高い缶入りの商品Gを用いた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、検査対象としては、必ずしも背の高い商品でなくてもよいし、缶入りの商品でなくてもよい。
(G)
上記実施形態では、缶入りの商品Gを検査対象として異物検査を行う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。
この場合には、X線の斜め照射によって影部分(縁領域)がほぼ均一に近い濃度になるようになっているものの、X線が容器のどの部分を透過して検出されたものであるかによって、X線画像に形成される容器の縁部分の影の濃度が異なってくる。具体例を挙げれば、上面G1のフィルム部分と側壁面G2のプラスチック部分とを透過したX線の検出結果に対応する影の部分と、側壁面G2のプラスチック部分と底面G3のプラスチック部分とを透過したX線の検出結果に対応する影の部分とでは、フィルム部分の方がプラスチック部分よりも後者の方が濃度が高くなる。
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
12f コンベアモータ
12g ロータリーエンコーダ
13 X線照射器(X線源)
14 X線ラインセンサ(X線検出部)
14a 画素
15 光電センサ
16 遮蔽ノレン
20 制御コンピュータ
21 CPU
22 ROM
23 RAM
24 USB(外部接続端子)
25 CF(コンパクトフラッシュ:登録商標)
26 モニタ
31a 画像形成部(画像処理部)
31b 分割領域設定部(画像処理部)
31c 検出レベル設定部(画像処理部)
31d 異物判定部(画像処理部)
60 前段コンベア
70 振分機構
70a アーム
80 ラインコンベア
F フィルム
G 商品(容器付きの物品)
Ga 内部領域(分割領域)
Gb 縁領域(分割領域)
Gb1 前方領域(分割領域)
Gb2 後方領域(分割領域)
Gb3 右方領域(分割領域)
Gb4 左方領域(分割領域)
G1 上面
G2 側壁面
G3 底面
θ 角度
Claims (6)
- 搬送中の物品に対してX線を照射し、透過したX線の検出信号に基づいて形成されるX線画像に基づいて前記物品に異物が含まれているか否かの検査を行うX線検査装置であって、
前記物品を所定の方向に搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送される前記物品に対して斜めにX線を照射するX線源と、
前記物品の搬送方向に略直交する方向に沿って配置されており、前記X線源から照射されたX線を検出するX線検出部と、
前記X線検出部におけるX線の検出量に基づいてX線画像を作成し、前記X線画像を複数の領域に分割して前記分割した領域ごとに検出レベルを設定して異物混入の検査を行う画像処理部と、
を備えているX線検査装置。 - 前記画像処理部は、前記X線画像における、前記物品の搬送方向に対する前後の端部と前記搬送方向に対する左右の端部とを抽出して前記分割された領域として設定する、
請求項1に記載のX線検査装置。 - 前記画像処理部は、前記分割した領域のうち、前記物品の搬送方向に対する前側の端部に相当する領域と後側の端部に相当する領域とについて、それぞれ検出レベルを設定して異物混入の検査を行う、
請求項1または2に記載のX線検査装置。 - 前記画像処理部は、前記分割した領域のうち、前記物品の搬送方向に対する前後方向における端部の領域と左右方向における端部の領域とについて、それぞれ検出レベルを設定して異物混入の検査を行う、
請求項1から3のいずれか1項に記載のX線検査装置。 - 前記物品は、容器付きである、
請求項1から4のいずれか1項に記載のX線検査装置。 - 前記物品は、幅方向および奥行き方向における長さに対して高さ方向における長さが大きい、
請求項1から5のいずれか1項に記載のX線検査装置。
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