JP2008152331A - フィルム検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送機上を走行するフィルムの検査において、そのフィルムを撮像した画像を１検査単位ごとに分割しても、分割された画像の継ぎ目に検査のできない領域を生じないようにする。
【解決手段】搬送機上を走行するフィルムを検査する方法であって、
前記フィルムを撮像する工程と、
撮像された画像をデジタル化して画像データにする工程と、
画像データを、一時的に蓄積する手段に、第１のシステムクロックで書き込む工程と、
前記一時的に蓄積する手段から、１検査単位の画像データ（Ｎ）を、隣り合う検査単位（Ｎ−１、Ｎ）で検査処理によって無効となる一定期間（５０）重複して、第２のシステムクロックで順次読み出す工程とを含み、
前記第２のシステムクロックの周波数は、前記第１のシステムクロックの周波数よりも高いことを特徴とするフィルム検査方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、フィルムを検査する技術に関する。

現在市場で使用されているフィルム製品としては、薄膜を塗布し光学干渉効果を期待するフィルム、機材分子の配向性により偏光効果を期待するフィルム等から、色素を加えたフィルム、図柄を加えたフィルム等々、多岐に渡っている。

通常、フィルム製品は製造面や取り扱い面から、ロールとして取り扱われている。最終段階で、ロールから必要量断裁して最終製品に貼り付けをすることが多い。

しかし、ロール製品の段階では、ロール内の全ての箇所で欠陥がないことを保証しなければならない。このために、自動検査機を導入し、搬送機上を走行するフィルムに対して全面検査を実施することが多い。

自動検査機は、フィルムをＣＣＤカメラなどの撮像装置で撮像した画像から欠陥の有無を判別するものであるが、全フィルムに対する画像容量は天文学的な数字になるため、実際には、前記画像をある有限サイズで分割し、それを１検査単位として処理することが通常である。これは、画像メモリの容量などの物理的な制約があるためである。

しかし、画像を分割すると、後述の理由により、その繋ぎ目の部分でフィルム検査できない領域（ギャップ）が生じてしまう。すなわち、これは全面検査ができないことを意味している。

従来から様々なフィルム検査方法が知られているが、これらは前記ギャップをなくすことを目的としたものではない（例えば特許文献１、２参照）。すなわち、従来はコストをかけずに前記ギャップをなくすための有効なアイデアがなく、ギャップをなくすことは困難であった。また、運用側も、全検査幅の中でギャップは一部分なので仕方がない、といった妥協をせざるを得なかった。このように完全な全数検査を実現することは困難であった。
特開平７−２１９０８８号公報 特開２００３−２１５０５１号公報

本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、搬送機上を走行するフィルムの検査において、そのフィルムを撮像した画像を１検査単位ごとに分割しても、分割された画像の継ぎ目に検査のできない領域を生じないようにすることである。

上記課題を達成するために、まず請求項１の発明では、搬送機上を走行するフィルムを検査する装置であって、
画像データを一時的に蓄積する蓄積手段と、
前記フィルムを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像をデジタル化して画像データにするデジタル化手段と、
前記デジタル化手段からの画像データを、前記蓄積手段に、第１のシステムクロックで書き込む書き込み手段と、
前記蓄積手段から、１検査単位の画像データを、隣り合う検査単位で検査処理によって無効となる一定期間重複して、第２のシステムクロックで順次読み出す読み出し手段とを備え、
前記第２のシステムクロックの周波数は、前記第１のシステムクロックの周波数よりも高いことを特徴とするフィルム検査装置としたものである。

また請求項２の発明では、
搬送機上を走行するフィルムを検査する方法であって、
前記フィルムを撮像する工程と、
撮像された画像をデジタル化して画像データにする工程と、
画像データを、一時的に蓄積する手段に、第１のシステムクロックで書き込む工程と、
前記一時的に蓄積する手段から、１検査単位の画像データを、隣り合う検査単位で検査処理によって無効となる一定期間重複して、第２のシステムクロックで順次読み出す工程とを含み、
前記第２のシステムクロックの周波数は、前記第１のシステムクロックの周波数よりも高いことを特徴とするフィルム検査方法としたものである。

本発明は、搬送機上を走行するフィルムの検査において、そのフィルムを撮像した画像を１検査単位ごとに分割しても、撮像手段や検査処理の多重化などの大規模かつ費用がかかる手段を用いることなく、分割された画像の継ぎ目に検査のできない領域を生じないようにし、フィルムの全面検査ができるという効果がある。また、このことは１検査単位における画像サイズの如何に依存しない。

以下に、本発明の最良の一実施形態を説明する。

図１に、本発明装置の構成の一例を模式的に示す。本発明装置は、図１に示すように、撮像部１と、デジタル化部２と、キューバッファ３と、画像メモリ４と、次段処理部５と、システムクロック１生成部６と、システムクロック２生成部７と、タイミング信号１生成部８と、タイミング信号２生成部９とを備える。

一般に、撮像部１により撮像された画像をデジタル化部２によりデジタル化し、キューバッファ３を介して画像メモリ４に取り込む。画像メモリ４は、検査対象に応じて最適な容量が決定される。また、画像メモリ４への取り込み以外に、使用目的に応じた次段処理を次段処理部５で実行する場合もある。

撮像部１は大別して、エリアセンサカメラとラインセンサカメラに区分されるが、フィルム検査の分野では、検査幅が広い、高分解能が要求される、高速処理が要求される、などの理由からラインセンサカメラを使用することが圧倒的に多い。尚、これらのカメラで用いられる素子としては、例えば、ＣＣＤがある。

デジタル化部２は、Ａ／Ｄコンバータ以外にも、画像配列の並べ替えやタップ合成などの処理が含まれることがあるが、本発明の要旨から外れるため説明を省く。

キューバッファ３については後述する。

次段処理部５で実行される次段処理は、その処理内容を本明細書で特定することが本発明の要旨から外れるため説明を省く。

まず、ラインセンサカメラで撮像する場合における“検査単位”について説明する。ラインセンサカメラを使用する場合、幅方向の制限（画素数）はあるが、フィルムの流れ方向に対する制限はない。しかし、画像メモリ４、あるいは、次段処理部５には、実装上の上限、若しくは、機能上の制約などの物理的制約が生じる。このため、この制約に即して検査単位を決めた上で、検査を実行していくのが一般的である。ちなみに検査単位は、特に画像メモリ４の容量に左右されることが多い。

検査単位は、一括して実行する処理に対する対象データを分割する単位と言える。１検査単位で、画像を取り込み、検査という処理フローを実行する。以降は、この処理フローを繰り返すことになる。このような方法は一般的ではあり、かつ、最も効率的な方法の一つである。

従来の検査単位ごとに検査する方法で、最大の問題点となるのは、検査できない領域が生じることが挙げられる。このことを、図２を使用して説明する。

撮像部１（ラインセンサカメラ）で撮像される画像は、検査単位の制約により、幅方向画像取り込み範囲２９（幅方向撮像開始位置３０〜幅方向撮像終了位置３１）、流れ方向画像取り込み範囲２２（流れ方向撮像開始位置２７〜流れ方向撮像終了位置２８）を横縦の辺とする矩形領域の画像取り込み範囲３２となる。この画像取り込み範囲３２での画像の取り込みを繰り返すことになるが、画像取り込み範囲３２の並びの間に検査のできない領域としてハードウエアギャップ２５が生じる。これは、取り込み位置を決めるためのタイミング調整、ハードウエアのリタイミング、繰り返しのためのハードウエアリセットなどのハードウエアの要因で生じるギャップである。通常、ハードウエアギャップ２５の期間は、１〜数水平同期であることが多い。

他方で、前記の画像取り込み範囲３２が処理対象となる画像データに対して、後段の検査処理によっては、額縁状の無効データ領域を生じ、実際に検査できる領域が検査有効範囲３３になることがある。この処理の一例として、フィルタリング処理がある。Ｎ×Ｎサイズのカーネルでフィルタリングを実施した場合、Ｎ／２ライン幅の無効データ領域が発生する。フィルタリングは検査処理では使用頻度の高い処理であるため、ハードウエアギャップ２５以上に問題になることがある。

このようにして、画像取り込み範囲３２の並びの間に検査のできない領域としてギャップ２４が生じる。このギャップ２４は、ハードウエアギャップ２５と、２つのソフトウエアギャップ２６の和となる。ソフトウエアギャップ２６は、上述の検査処理によって生じる額縁状の無効データ領域によるギャップである。

以上、ギャップ２４が生じると、全面検査を実現できなくなり、フィルム製品の品質を完全に保証できなくなる。そこで、本発明装置では、以下の（１）〜（４）の対策を講じる。

（１）デジタル化部２と画像メモリ４との間にキューバッファ３を介在させる。

（２）キューバッファ３の前後のシステムクロック信号やそれに付随する同期信号を分離し、前段はシステムクロック１生成部６で生成されるシステムクロック１（ＳＣＬＫ１）、後段はシステムクロック２生成部７で生成されるシステムクロック２（ＳＣＬＫ２）で駆動する。

（３）ＳＣＬＫ１の周波数＜ＳＣＬＫ２の周波数の条件を満たすＳＣＬＫ２を与える。

（４）キューバッファ３に一時的に蓄積された画像データに対して、ある一定期間は重複読み出しをする。

以降、（１）〜（４）について詳しく説明する。

キューバッファ３は、独立した入出力ポートを持ち、画像データは先入れ先出し（ＦＩＲＳＴ ＩＮ ＦＩＲＳＴ ＯＵＴ）方式となる。物理的なリード／ライトの単位は１画素単位であるが、説明を簡単にするため、１水平同期単位の画像データ（ラインセンサカメラの全画素数分）をリード／ライトシーケンスの１単位として考えることとする。また、キューバッファ３内部でリード／ライトする位置は、リードインデックレジスタ／ライトインデックスレジスタによりポイントされている。ライトするとライトインデックスレジスタがインクリメント、リードするとリードインデックスレジスタがインクリメントされる。

デジタル化部２からの画像データは、システムクロック１によりライトし、システムクロック２によりリードする。なお、システムクロック以外に、少なくとも水平同期信号（１ラインの区切りを示す信号）と垂直同期信号（１検査単位の区切りを示す信号）が必要となる。システムクロック１に同期した水平同期信号（ＨＤ１）、垂直同期信号（ＶＤ１）をあらかじめタイミング信号１生成部８で生成し、システムクロック２に同期した水平同期信号（ＨＤ２）、垂直同期信号（ＶＤ２）をあらかじめタイミング信号１生成部９で生成しておく。

また、システムクロック２は、システムクロック１により５〜１０％程度（特に指定する必要はないが）高い周波数を使用する。後述するが、ライトした画像データ数以上に画像データをリードするためである。

以下に、本発明装置の動作の一例により実現される本発明方法を、図３を用いて説明する。

画像Ｎに着目すると、画像Ｎに対する画像取り込み開始タイミング信号４５により、取り込み開始となる。この時、キューバッファ３には、蓄積区間５７の間にライトされた画像データが蓄積されている。最初にこの画像データを読み出した後に、画像取り込み有効範囲２２の間でライトされる画像データを取り込む。このような取り込み方法により、見かけ上、流れ方向の画像取り込み有効範囲は、改善された流れ方向の画像取り込み有効範囲５４のようになる。また、改善された流れ方向の画像取り込み有効範囲５４に対する検査有効範囲は、この範囲の前後でソフトウエアギャップ２６が差し引かれるので、改善された流れ方向検査有効範囲５３のようになる。画像取り込み終了タイミング信号４８により取り込みを完了させる。前記動作は、画像Ｎ−１や画像Ｎ＋１でも同様である。その結果、改善された流れ方向検査有効範囲５３の並びの間に検査のできない領域としてギャップは生じなくなる。

ここで画像データを重複して読み出しする範囲として、画像Ｎ−１に対する画像重複読み出し範囲５０、画像Ｎに対する画像重複読み出し範囲５１、画像Ｎ＋１に対する画像重複読み出し範囲５２などが発生する。ただし、これは画像データ自体が重複されて読み出されるという意味であって、読み出し期間が重複することではない。しかし、通常キューバッファは、画像データのリードとライトは一対一の関係にあるため、２重にリードすることは許されない。

そこで、キューバッファ３のリードインデックスレジスタの動作を以下のようにする。

まず、蓄積区間５７の開始位置でのリードインデックスレジスタの値を保持しておく。画像Ｎ−１に対する画像重複読み出し範囲５０が完了するまで、画像Ｎ−１に対する画像読み出しを行う。

次に、画像Ｎ−１に対する画像重複読み出し範囲５０の完了を以って、前記保持しておいた値をリードインデックスレジスタに戻し、画像Ｎに対する画像取り込みを開始する。以降、ＳＣＬＫ２のタイミングに従って、画像Ｎ−１に対する画像重複読み出し範囲５０を含む蓄積区間５７と、画像Ｎに対する画像取り込み開始タイミング信号４５〜画像Ｎに対する画像取り込み終了タイミング信号４８の範囲の画像データが読み出される。

また、ギャップ２４は、次段処理部５で実行される次段処理のアルゴリズムが確定すれば、定数値をとることになる。この値をレジスタで設定できるようにしておくと使用性が向上する。

なお、キューバッファ３のサイズＭは、
Ｍ＞ギャップ２４の最大値×１ラインの画素数
を満たしておく必要がある。

以上、本発明により、フィルム全査において、ギャップ（非検査領域）を生じることなく、全面検査が可能となる。また、本発明は、既存の検査装置で行われている検査単位ごとに検査する方法を変更することなく、その既存の検査装置に内装することも可能である。

本発明装置の構成の一例を示す模式図である。 従来の検査単位ごとに検査する方法で問題となるギャップを説明するための模式図である。 本発明装置の動作の一例で実現されるギャップをなくす本発明方法を示す図である。

符号の説明

１…撮像部（ラインセンサカメラ）
２…デジタル化部
３…キューバッファ
４…画像メモリ
５…次段処理部
６…システムクロック１生成部
７…システムクロック２生成部
８…タイミング信号１生成部
９…タイミング信号２生成部
２１…フィルム（一部のみ表示）
２２…流れ方向画像取り込み範囲
２３…流れ方向検査有効範囲
２４…ギャップ
２５…ハードウエアギャップ
２６…ソフトウエアギャップ
２７…流れ方向撮像開始位置
２８…流れ方向撮像終了位置
２９…幅方向画像取り込み範囲
３０…幅方向撮像開始位置
３１…幅方向撮像終了位置
３２…画像取り込み範囲
３３…検査有効範囲
４１…画像取り込み開始タイミングを示すグラフ
４２…画像取り込み終了タイミングを示すグラフ
４３…画像重複読み出し期間を示すグラフ
４４…画像Ｎ−１に対する画像取り込み開始タイミング信号
４５…画像Ｎに対する画像取り込み開始タイミング信号
４６…画像Ｎ＋１に対する画像取り込み開始タイミング信号
４７…画像Ｎ−１に対する画像取り込み終了タイミング信号
４８…画像Ｎに対する画像取り込み終了タイミング信号
４９…画像Ｎ＋１に対する画像取り込み終了タイミング信号
５０…画像Ｎ−１に対する画像重複読み出し範囲
５１…画像Ｎに対する画像重複読み出し範囲
５２…画像N＋１に対する画像重複読み出し範囲
５３…改善された流れ方向検査有効範囲
５４…改善された流れ方向画像取り込み範囲
５５…従来方法における画像取り込み範囲と検査有効範囲とを示すグラフ
５６…本発明方法における画像取り込み範囲と検査有効範囲とを示すグラフ
５７…蓄積区間

Claims (2)

1. 搬送機上を走行するフィルムを検査する装置であって、
   画像データを一時的に蓄積する蓄積手段と、
   前記フィルムを撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像された画像をデジタル化して画像データにするデジタル化手段と、
   前記デジタル化手段からの画像データを、前記蓄積手段に、第１のシステムクロックで書き込む書き込み手段と、
   前記蓄積手段から、１検査単位の画像データを、隣り合う検査単位で検査処理によって無効となる一定期間重複して、第２のシステムクロックで順次読み出す読み出し手段とを備え、
   前記第２のシステムクロックの周波数は、前記第１のシステムクロックの周波数よりも高いことを特徴とするフィルム検査装置。
2. 搬送機上を走行するフィルムを検査する方法であって、
   前記フィルムを撮像する工程と、
   撮像された画像をデジタル化して画像データにする工程と、
   画像データを、一時的に蓄積する手段に、第１のシステムクロックで書き込む工程と、
   前記一時的に蓄積する手段から、１検査単位の画像データを、隣り合う検査単位で検査処理によって無効となる一定期間重複して、第２のシステムクロックで順次読み出す工程とを含み、
   前記第２のシステムクロックの周波数は、前記第１のシステムクロックの周波数よりも高いことを特徴とするフィルム検査方法。

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