JP2009236637A - Ｘ線異物検査装置及びそれに用いられるｘ線異物検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線異物検査装置において、微細な異物を検出可能とする。
【解決手段】Ｘ線検査画像メモリ１１がＸ線エリアセンサ６から出力されたＸ線検査画像データを記憶し、基準良品画像メモリ１２が異物の有無を判定するための基準良品画像データを記憶する。画像除算演算処理器１３が、Ｘ線検査画像データから基準良品画像データを除算処理することにより、異物の画像データを算出し、異物判定処理器１４が画像除算演算処理器１３によって算出された異物の画像データに基づいて異物の有無を判定する。画像除算演算処理器１３が行なう除算処理によって検査対象物の材質又は形状に起因するノイズが除去され、異物に関する高品位なＸ線画像を取得できるので、微細な異物が検出可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象物に対してＸ線を照射することにより、内部の異物を非破壊検査するＸ線異物検査装置に関するものである。

従来から、Ｘ線異物検査装置においては、Ｓ／Ｎが低いＸ線検査画像から微細な異物を正確に検出できるように、１つの検査対象物に対して複数枚の画像を撮像し、これらを重ね合わせた画像データに基づいて異物を検出する手法が用いられている。しかしながら、このような複数枚の画像を撮像する手法にあっては、１つの検査対象物の検査に要する時間が長くなることから、検査対象物が流される生産ラインに組み込むことが困難とされている。

そこで、生産ラインの渋滞を招くことなく、低コントラストで微少な異物を検出できるように、種々の試みがなされている。例えば、特許文献１においては、検査対象物にＸ線を照射する直前に、センサの各Ｘ線検出素子で発生している暗電流情報を取得し、検査対象物にＸ線を照射して取得した撮像情報から上記暗電流情報を除算処理するＸ線異物検査装置が開示されている。

また、特許文献２には、検査対象物のＸ線検査画像データと良品のＸ線検査画像データとの差分をとることにより、異物を検出するＸ線異物検査装置が開示されている。
特開２０００−７０２５０号公報 特開２００７−１７０９２６号公報

しかしながら上記特許文献１に示されたＸ線異物検査装置においては、暗電流ノイズによるＸ線画像の品位の低下を防止できるが、Ｘ線画像から検査対象物の材質又は形状に起因するノイズ（透過むら）までは除去できないため、真に高品位のＸ線画像を得ることが困難であった。

また、一般に物質を透過したＸ線の強度は、その物質のＸ線吸収係数に応じて，指数関数的に減衰する。そのため、上記特許文献２に示されるように、検査対象物のＸ線検査画像データと良品のＸ線検査画像データとの差分をとることにより異物の画像を得ようとするＸ線異物検査装置においては、ある特定領域のＸ線透過率を有する微細な異物を正確に検出することができない場合が生ずる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、Ｘ線検査画像から検査対象物の材質又は形状に起因するノイズを除去することにより高品位なＸ線画像を取得し、微細な異物を検出することができるＸ線異物検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、
Ｘ線を出射するＸ線源と、
前記Ｘ線源から出射され検査対象物を透過した後入射したＸ線を電荷に変換し、検査対象物のＸ線検査画像データとして出力するＸ線撮像手段と、
前記Ｘ線撮像手段によって出力されたＸ線検査画像データを記憶するＸ線画像記憶手段と、
異物の有無を判定するための基準となる基準良品画像データを記憶する基準良品画像記憶手段と、
前記Ｘ線画像記憶手段によって記憶された検査対象物のＸ線検査画像データから前記基準良品画像記憶手段によって記憶された基準良品画像データを除算処理することにより、除算画像データを算出する除算演算手段と、
前記除算演算手段によって算出された除算画像データに基づいて、検査対象物内の異物の有無を判定する異物判定手段とを備えたＸ線異物検査装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＸ線異物検査装置において、
前記Ｘ線検査画像記憶手段によって記憶されたＸ線検査画像データのうち、前記異物判定手段によって異物が混入していないと判定された複数の検査対象物のＸ線検査画像データを蓄積する良品画像蓄積手段と、
前記良品画像蓄積手段によって蓄積されている複数のＸ線検査画像データを加算平均して良品平均画像データを算出する加算平均演算手段とをさらに備え、
前記基準良品画像記憶手段は、前記加算平均演算手段によって算出された良品平均画像データを基準良品画像データとして記憶するものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のＸ線異物検査装置において、
前記異物判定手段は、前記除算演算手段によって算出された除算画像データにおいて、周辺画素との輝度値の差が所定の閾値以上である画素が所定の個数以上連続して存在する場合に、検査対象物内に異物が有ると判定するものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＸ線異物検査装置において、
前記良品画像蓄積手段は、所定数のＸ線検査画像データを蓄積し、Ｘ線検査画像データを追加して蓄積する際に、最先のＸ線検査画像データを消去するものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のＸ線異物検査装置において、
前記基準良品画像記憶手段によって記憶されている基準良品画像データと、Ｘ線検査画像記憶手段によって記憶されているＸ線検査画像データとを比較して、Ｘ線検査画像中の検査対象物の大きさを該基準良品画像中の検査対象物の大きさと同一となるように補正された大きさ補正画像データを算出する大きさ補正手段をさらに備え、
前記除算演算手段は、前記大きさ補正手段によって算出された大きさ補正画像データから前記基準良品画像記憶手段によって記憶された基準良品画像データを除算処理することにより、除算画像データを算出するものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のＸ線異物検査装置において、
前記基準良品画像記憶手段によって記憶されている基準良品画像データと、Ｘ線検査画像記憶手段によって記憶されているＸ線検査画像データ又は前記大きさ補正手段によって算出された大きさ補正画像データとを比較して、Ｘ線検査画像中の検査対象物の位置と角度を該基準良品画像中の検査対象物の位置と角度と同一となるように補正された位置角度補正画像データを算出する位置角度補正手段をさらに備え、
前記除算演算手段は、前記位置角度補正手段によって算出された位置角度補正画像データから前記基準良品画像記憶手段によって記憶された基準良品画像データを除算処理することにより、検査対象物内の異物画像データを算出するものである。

請求項７の発明は、
検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射ステップと、
前記Ｘ線照ステップにおいて出射され検査対象物を透過した後入射したＸ線を電荷に変換し、検査対象物のＸ線検査画像データとして出力するＸ線撮像ステップと、
検査対象物を透過した後入射したＸ線を電荷に変換し、検査対象物のＸ線検査画像データとして出力するＸ線撮像ステップと、
前記Ｘ線撮像ステップによって出力されたＸ線検査画像データを記憶するＸ線検査画像記憶ステップと、
異物の有無を判定するための基準となる基準良品画像データを記憶する基準良品画像記憶ステップと、
前記Ｘ線検査画像記憶ステップによって記憶された検査対象物のＸ線検査画像データから前記基準良品画像記憶ステップによって記憶された基準良品画像データを除算処理することにより、除算画像データを算出する除算演算ステップと、
前記除算演算ステップによって算出された除算画像データに基づいて、検査対象物内の異物の有無を判定する異物判定ステップとを有することを特徴とするＸ線異物検査方法である。

請求項８の発明は、請求項７に記載のＸ線異物検査方法において、
前記Ｘ線検査画像記憶ステップによって記憶されたＸ線検査画像データのうち、前記異物判定ステップによって異物が混入していないと判定された検査対象物のＸ線検査画像データを蓄積する良品画像蓄積ステップと、
前記良品画像蓄積ステップによって蓄積されている複数のＸ線検査画像データを加算平均して良品平均画像データを算出する加算平均演算ステップとをさらに有し、
前記基準良品画像記憶ステップは、前記加算平均演算ステップによって算出された良品平均画像データを基準良品画像データとして記憶することを特徴とするものである。

請求項９の発明は、請求項７又は請求項８に記載のＸ線異物検査方法において、
前記異物判定ステップは、前記除算演算ステップによって算出された除算画像データにおいて、周辺画素との輝度値の差が所定の閾値以上である画素が所定の個数以上連続して存在する場合に、検査対象物内に異物が有ると判定するものである。

請求項１０の発明は、請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載のＸ線異物検査方法において、
前記良品画像蓄積ステップは、所定数のＸ線検査画像データを蓄積し、Ｘ線検査画像データを追加して蓄積する際に、最先のＸ線検査画像データを消去するものである。

請求項１１の発明は、請求項７乃至請求項１０のいずれか一項に記載のＸ線異物検査方法において、
Ｘ線を照射しない状態でＸ線暗画像を撮像し、Ｘ線暗画像データとして出力するＸ線暗画像撮像ステップと、
前記Ｘ線暗画像撮像ステップによって出力されたＸ線暗画像データを記憶するＸ線暗画像記憶ステップとをさらに有し、
前記除算演算ステップは、
前記Ｘ線検査画像記憶ステップによって記憶された検査対象物のＸ線検査画像データからＸ線暗画像記憶ステップによって記憶されたＸ線暗画像データを減じることによって得た第１画像データから、
前記基準良品画像記憶ステップによって記憶された基準良品画像データからＸ線暗画像記憶ステップによって記憶されたＸ線暗画像データを減じることによって得た第２画像データを除算処理することにより、除算画像データを算出するものである。

請求項１の発明によれば、除算演算手段が検査対象物のＸ線検査画像データから基準良品画像データを除算処理することにより検査対象物内の異物画像データを算出するので、単に検査対象物のＸ線検査画像と基準良品画像との差分をとることによって得た差分画像に比べて、異物の背景が除去され、かつ異物が存在する部分が強調された除算画像を得ることができる。これにより、Ｘ線検査画像から検査対象物の材質又は形状に起因するノイズを除去することができ、真に高品位なＸ線透過画像を得ることが可能となり、微細な異物を検出できるようになる。

請求項２の発明によれば、異物の混入がないと実際に判定された検査対象物のＸ線検査画像データを加算平均演算手段が加算平均することにより良質な基準良品画像データを算出できるので、異物の有無の判定を正確に行えるようになる。

請求項３の発明によれば、周辺画素との輝度値の差が所定の閾値以上である画素が所定の個数以上連続して存在する場合に、異物判定手段が検査対象物内に異物が有ると判定するので、想定されている異物よりも小さな像が除算画像中に存在する場合であっても、フィルタリングされて異物として誤認される虞がない。従って、より一層正確に異物を検出できるようになる。

請求項４の発明によれば、良品画像蓄積手段に良品のＸ線検査画像データを追加して蓄積する際に、最先のＸ線検査画像データを消去するので、良品画像蓄積手段には常に最新のＸ線検査画像データが蓄積されることになる。従って、Ｘ線源の出射Ｘ線強度やＸ線撮像手段の撮像感度等が経時的に変化するような場合にあっても、それに対応する良品のＸ線検査画像データで良品画像蓄積手段に蓄積されるデータを次々と更新していくことが可能となり、Ｘ線異物検査装置が過酷な環境で長期間に亘って使用される場合であっても、安定した異物の検出を実現できる。

請求項５の発明によれば、Ｘ線検査画像における検査対象物の大きさが異なる場合、すなわち異なる大きさの検査対象物を検査する場合、又はＸ線源、検査対象物及びＸ線撮像手段の距離関係が変動する場合に、画像データの除算処理を検査対象物の画像領域において過不足なく行える。これにより、特に検査対象物の端部における異物の検出を正確に行えるようになる。

請求項６の発明によれば、Ｘ線検査画像における検査対象物の位置又は角度が変動する場合、すなわちＸ線撮像手段に対する検査対象物の位置及び姿勢が変動する場合に、画像データの除算処理を検査対象物の画像領域において過不足なく行える。これにより、特に検査対象物の端部における異物の検出をより一層正確に行えるようになる。

請求項７の発明によれば、除算演算ステップが検査対象物のＸ線検査画像データから基準良品画像データを除算処理することにより検査対象物内の異物画像データを算出するので、単に検査対象物のＸ線検査画像と基準良品画像との差分をとることによって得た差分画像に比べて、異物が存在する部分が強調された除算画像を得ることができる。これにより、Ｘ線検査画像から検査対象物の材質又は形状に起因するノイズを除去することができ、真に高品位なＸ線透過画像を得ることが可能となり、微細な異物を検出できるようになる。

請求項８の発明によれば、加算平均演算ステップにおいて異物の混入がないと実際に判定された検査対象物のＸ線検査画像データを加算平均することにより良質な基準良品画像データを算出できるので、異物の有無の判定を正確に行えるようになる。

請求項９の発明によれば、異物判定ステップにおいて、周辺画素との輝度値の差が所定の閾値以上である画素が所定の個数以上連続して存在する場合に、検査対象物内に異物が有ると判定されるので、想定されている異物よりも小さな像が除算画像中に存在する場合であっても、フィルタリングされて異物として誤認される虞がない。従って、より一層正確に異物を検出できるようになる。

請求項１０の発明によれば、良品画像蓄積ステップは、所定数のＸ線検査画像データを蓄積し、Ｘ線検査画像データを追加して蓄積する際に、最先のＸ線検査画像データを消去するので、蓄積されているＸ線検査画像データは、常に最新のものとすることができる。従って、Ｘ線撮像ステップにおける撮像感度等が経時的に変化するような場合にあっても、それに対応する良品のＸ線検査画像データで次々と更新していくことが可能となり、過酷な環境で長期間に亘る異物の検出を余儀なくされる場合であっても、安定した異物の検出を実現できる。

請求項１１の発明によれば、除算演算ステップにおいてＸ線暗画像データを考慮して得た第１画像データから第２画像データを除算処理することにより除算画像データを算出するので、算出された除算画像データからは暗電流ノイズが除去されることになる。これにより、微細な異物をより一層正確に検出できるようになる。

本発明の一実施形態によるＸ線異物検査装置について図面を参照して説明する。図１はＸ線異物検査装置の全体構成を示している。Ｘ線異物検査装置１は、Ｘ線を出射するＸ線源２と、Ｘ線源２を制御するＸ線源制御部３と、検査対象物１００が載置されるテーブル４と、テーブル４の位置及び姿勢を制御するテーブル制御部５と、検査対象物１００及びテーブル４を透過したＸ線を検知してＸ線検査画像を撮像するＸ線エリアセンサ（Ｘ線撮像手段）６と、Ｘ線エリアセンサ６を制御すると共にＸ線エリアセンサ６が撮像したＸ線検査画像の画像データを出力するＸ線エリアセンサ制御部７と、Ｘ線エリアセンサ制御部７から出力された画像データを処理することにより検査対象物１００内の異物を検出する画像処理部８と、画像処理部８が検出した異物のＸ線画像を表示する表示部９等によって構成されている。

Ｘ線源２は、Ｘ線源制御部３によって制御され、所定の照射角でＸ線を放射状に出射する。Ｘ線源２から出射されたＸ線は、検査対象物１００及びテーブル４を透過して、Ｘ線エリアセンサ６によって検知される。このとき、検査対象物１００の内部にＸ線透過率の異なる異物が混入している場合、Ｘ線エリアセンサ６によって撮像された画像内に斑点として現れる。画像処理部８は、画像内に現れた斑点を異物によるものか否かを判別することにより、検査対象物１００の表面又は内部の状態を非破壊検査する。

Ｘ線エリアセンサ６は、Ｘ線源２から出射され検査対象物１００及びテーブル４を透過した後入射したＸ線を検知して電荷に変換し、検査対象物１００のＸ線検査画像データとしてＸ線エリアセンサ制御部７に出力する。Ｘ線エリアセンサ制御部７は、Ｘ線エリアセンサ６から出力されたＸ線検査画像データを画像処理部８に転送する。

画像処理部８は、Ｘ線エリアセンサ制御部７を介してＸ線エリアセンサ６から出力されたＸ線検査画像データを記憶するＸ線検査画像メモリ（Ｘ線検査画像記憶手段）１１と、Ｘ線検査画像メモリ１１に記憶されたＸ線検査画像データのうち、異物の有無を判定するための基準となる基準良品画像データを記憶する基準良品画像メモリ（基準良品画像記憶手段）１２と、Ｘ線検査画像メモリ１１に記憶されたＸ線検査画像データから基準良品画像メモリ１２によって記憶された基準良品画像データを除算処理することにより、検査対象物内の異物の背景が除去された除算画像データを算出する画像除算演算処理器（除算演算手段）１３と、画像除算演算処理器１３によって算出された除算画像データに基づいて、検査対象物１００内の異物の有無を判定する異物判定処理器（異物判定手段）１４等を有している。

異物判定処理器１４によって異物が存在すると判定された場合、画像除算演算処理器１３によって算出された異物画像データが表示部９に転送される。このとき、表示部９は、転送された異物画像データに基づいて、異物のＸ線画像を表示する。

また、画像処理部８は、Ｘ線検査画像メモリ１１によって記憶されたＸ線検査画像データのうち、異物判定処理器１４によって異物が混入していないと判定された複数（図１においては３個）の検査対象物のＸ線検査画像データを蓄積する良品画像メモリ（良品画像蓄積手段）１５と、良品画像メモリ１５によって蓄積されている複数のＸ線検査画像データを加算平均して良品平均画像データを算出する画像加算平均演算処理器（加算平均演算手段）１６等を有している。

Ｘ線検査画像メモリ１１は、例えばＸ線エリアセンサ６が最後に撮像したＸ線検査画像を記憶する。ある検査対象物に対して異物判定処理器１４によって異物が混入していないと判定された場合、図１において破線の矢印で示すように、その検査対象物についてのＸ線検査画像データは、良品画像メモリ１５に転送されてこの良品画像メモリ１５によって蓄積される。基準良品ずらし画像メモリ１２に記憶される基準良品ずらし加算画像データは、異物の有無を判定するための基準となるデータであれば、特に限定されないが、本実施形態では、ずらし画像加算平均演算処理器１６によって算出された良品平均画像データを、基準良品画像データとして用いることとしている。

図２（ａ）は、Ｘ線検査画像メモリ１１によって記憶されたＸ線検査画像（異物あり）を、図２（ｂ）は、基準良品画像メモリ１２に記憶された基準良品画像（異物なし）を、図２（ｃ）は、画像除算演算処理器１３によって算出された異物の背景が除去された背景除去画像をそれぞれ示している。画像除算演算処理器１３は、Ｘ線検査画像データから基準良品画像データを各ピクセル毎に除算処理することにより背景除去画像データを算出する。

画像除算演算処理器１３が処理する演算式は、例えば以下の数式で示される。
ＣＩx,y−ＢＬx,y＝Ｍ×（Ｉx,y−ＢＬx,y）／（ＢＩx,y−ＢＬx,y） （１）
ただし、Ｉx,y ：Ｘ線検査画像の座標(x,y)の位置にあるピクセル（画素）の輝度値
ＢＩx,y：良品基準画像の座標(x,y)の位置にあるピクセルの輝度値
ＢＬx,y：ダーク画像の座標(x,y)の位置にあるピクセルの輝度値
ＣＩx,y：除算処理によって算出した座標(x,y)の位置にあるピクセルの輝度値
とする。ここで上記ダーク画像とは、Ｘ線源２からＸ線を出射していない状態で、Ｘ線エリアセンサ６が撮像したＸ線画像であり、Ｘ線エリアセンサ６に固有のノイズだけが記録された画像である。ダーク画像のデータＢＬx,yは、例えばＸ線検査画像メモリ１１や別途設けられたダーク画像メモリに記憶されている。このダーク画像のＢＬx,yをＩx,y、ＢＩx,y及びＣＩx,yから減じることにより、Ｘ線検査画像から暗電流ノイズが除去されることになる。これにより、微細な異物をより一層正確に検出できるようになる。なお、上記数式（１）において、右辺分子の（Ｉx,y−ＢＬx,y）が請求項に記載の第１画像データに相当し、右辺分母の（ＢＩx,y−ＢＬx,y）が請求項に記載の第２画像データに相当する。また、Ｍは、Ｘ線異物検査装置１及び検査対象物１００の仕様により適宜設定される係数である。

図３は、異物判定処理器１４が異物の有無を判定する際に着目する画素Ｐとその周辺画素Ｐ１乃至Ｐ８との関係を示している。異物判定処理器１４は、画像除算演算処理器１３によって算出された除算画像データ（背景除去画像データ）に基づいて、各ピクセル毎に着目している画素Ｐの輝度値と周辺画素Ｐ１乃至Ｐ８の輝度値との差を算出して、検査対象物１００内の異物の有無を判定する。図３（ｂ）に示すように、周辺画素Ｐ１乃至Ｐ８は、着目している画素Ｐに対して上下左右と斜めの８方向に画定される。周辺画素を画定するためのマトリクスサイズ及びピクセルピッチは、Ｘ線異物検査装置１及び検査対象物１００の仕様、例えば予想される異物の大きさよりも十分に大きな値として適宜設定される。

異物判定処理器１４は、除算画像における周辺画素Ｐ１乃至Ｐ８の平均輝度値ＣＩ（avg）を算出し、着目している画素の輝度値から平均輝度値ＣＩ（avg）を減ずることにより、輝度値の差を算出する。この算出式は例えば、以下に示す数式で示さる。
ＣＩ（avg）＝ci1＋ci2＋ci3＋ci4＋ci5＋ci6＋ci7＋ci8 （２）
輝度値の差＝ＣＩx,y−ＣＩ（avg） （３）
ただし、ci1乃至ci8は、数式（１）によって画素毎に算出された周辺画素Ｐ１乃至Ｐ８の輝度値とする。

上記数式（３）によって算出された輝度値の差が所定の閾値Ｌよりも大きい場合には、異物判定処理器１４は、着目している画素を異物候補画素とする。異物判定処理器１４は、すべての画素に対して、輝度値の差を算出して閾値Ｌと比較して異物候補画素を抽出する。そして、異物候補画素が所定の個数Ｘ以上連続している場合には、その部分を異物として判定する。なお、閾値Ｌ及び個数Ｘは、Ｘ線異物検査装置１及び検査対象物１００の仕様、例えば予想される異物の大きさに基づいて適宜設定される。

図４は、良品画像メモリ１５によって蓄積されているＸ線検査画像データが更新される要領を示している。図４（ａ）に示すように、Ｘ線検査画像メモリ１１に記憶されているＸ線検査画像Ａ内に異物が存在するか否かを判定するときには、良品画像メモリ１５にはｎ枚のＸ線検査画像データが蓄積されているものとする。異物判定処理器１４によってＸ線検査画像Ａ内に異物が存在しないと判定された場合、すなわち良品であると判定された場合、Ｘ線検査画像Ａの画像データが良品画像メモリ１５に蓄積される。このとき、あらかじめ、最先に蓄積されている最も古い良品画像（１）が良品画像メモリ１５から消去され、Ｘ線検査画像Ａの画像データを蓄積する領域が確保される。このようにして、Ｘ線検査画像データを追加して蓄積する際に、最先のＸ線検査画像データを消去して、良品画像メモリ１５によって蓄積されている良品のＸ線検査画像データが更新される。

図５は、Ｘ線検査画像メモリ１１に記憶されているＸ線検査画像が傾いている場合を示している。これは、検査対象物１００がテーブル４に対して回転した状態で載置されたときに生ずる。このような場合に、画像除算演算処理器１３が通常と同様に、Ｘ線検査画像メモリ１１に記憶されているＸ線検査画像データから基準良品画像メモリ１２によって記憶された基準良品画像データを除算処理すると、図５（ａ）に示すように、検査対象物の周縁部に異常な画像が算出され、その部分の異物を正確に検出できない。Ｘ線エリアセンサ６によって撮像されたＸ線検査画像の位置がずれている場合も同様である。

そこで、Ｘ線異物検査装置１は、Ｘ線検査画像メモリ１１に記憶されているＸ線検査画像データの位置及び角度を補正する位置角度補正部をさらに有している。位置角度補正部は、例えば画像除算演算処理器１３に備えられ、基準良品画像メモリ１２によって記憶されている基準良品画像データと、Ｘ線検査画像メモリ１１によって記憶されているＸ線検査画像データとを比較して、図５（ｂ）に示すように、Ｘ線検査画像中の検査対象物を移動・回転させて、Ｘ線検査画像中の検査対象物の位置と角度を該基準良品画像中の検査対象物の位置と角度と同一となるように補正された位置角度補正画像データを算出する。このように、位置角度補正部が検査対象物のＸ線検査画像位置と角度を基準良品画像データと同一とした位置角度補正画像データを算出し、この位置角度補正画像データから基準良品画像データを除算処理するので、画像データの除算処理を検査対象物の画像領域において過不足なく行える。これにより、特に検査対象物の端部における異物の検出を正確に行えるようになり、その結果として検査対象物の全体を隈無く検査することができる。なお、位置の補正は、例えば、予め設定されているＸ線検査画像上の基準点（図５においては三角形の頂点）を基準良品画像上の基準点に合致させるものとする。

また、画像除算演算処理器１３には、Ｘ線検査画像メモリ１１に記憶されているＸ線検査画像データを拡大・縮小する大きさ補正部が備えられている。大きさ補正部は、例えば、Ｘ線エリアセンサ６によって撮像されたＸ線検査画像中検査対象物１００の大きさが小さい場合、図６に示すように、Ｘ線検査画像メモリ１１に記憶されているＸ線検査画像データを拡大する。これにより、上記と同様に画像データの除算処理を検査対象物の画像領域において過不足なく行うことができ、検査対象物の全体を隈無く検査することができる。なお、基準良品画像に対してＸ線エリアセンサ６によって撮像されたＸ線検査画像が位置、角度、大きさのすべてにおいて相違する場合には、まず位置を補正し、その次に角度を補正し、最後に大きさを補正するものとする。

以上のような構成を備えたＸ線異物検査装置１によれば、画像除算演算処理器１３が検査対象物１００のＸ線検査画像データから基準良品画像データを除算処理することにより検査対象物１００内の異物画像データを算出するので、単に検査対象物１００のＸ線検査画像と基準良品画像との差分をとることによって得た差分画像に比べて、異物の背景が除去され、かつ異物が存在する部分が強調された除算画像を得ることができる。これにより、Ｘ線検査画像から検査対象物１００の材質又は形状に起因するノイズを除去することができ、真に高品位なＸ線透過画像を得ることが可能となり、微細な異物を検出できるようになる。また、異物の混入がないと実際に判定された検査対象物１００のＸ線検査画像データを画像加算平均演算処理器１６が加算平均することにより良質な基準良品画像データを算出できるので、異物の有無の判定を正確に行えるようになる。

また、周辺画素との輝度値の差が所定の閾値以上である画素が所定の個数以上連続して存在する場合に、異物判定処理器１４が検査対象物１００内に異物が有ると判定するので、想定されている異物よりも小さな像が除算画像中に存在する場合であっても、フィルタリングされて異物として誤認される虞がない。従って、より一層正確に異物を検出できるようになる。

また、良品画像メモリ１５に良品のＸ線検査画像データを追加して蓄積する際に、最先のＸ線検査画像データを消去するので、良品画像メモリ１５には常に最新のＸ線検査画像データが蓄積されることになる。従って、Ｘ線源２の出射Ｘ線強度やＸ線エリアセンサ６の撮像感度等が経時的に変化するような場合にあっても、それに対応する良品のＸ線検査画像データで良品画像メモリ１５に蓄積されるデータを次々と更新していくことが可能となり、Ｘ線異物検査装置１が過酷な環境で長期間に亘って使用される場合であっても、安定した異物の検出を実現できる。

また、Ｘ線検査画像における検査対象物１００の位置又は角度が変動する場合、すなわちＸ線エリアセンサ６に対する検査対象物１００の位置及び姿勢が変動する場合に、画像データの除算処理を検査対象物の画像領域において過不足なく行える。これにより、特に検査対象物１００の端部における異物の検出をより一層正確に行えるようになる。また、Ｘ線エリアセンサ６によって撮像される画像の大きさが異なる場合、すなわち異なる大きさの検査対象物１００を検査する場合、又はＸ線源２、検査対象物１００及びＸ線エリアセンサ６の距離関係が変動する場合に、画像データの除算処理を検査対象物の画像領域において過不足なく行える。これにより、特に検査対象物１００の端部における異物の検出を正確に行えるようになる。

また、画像除算演算処理器１３が、Ｘ線検査画像データから基準良品画像データを各ピクセル毎に除算処理する際に、ダーク画像のＢＬx,yをＩx,y、ＢＩx,y及びＣＩx,yから減じるので、算出された除算画像から暗電流ノイズが除去されることになる。これにより、微細な異物をより一層正確に検出できるようになる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくともＸ線エリアセンサ６から出力されたＸ線検査画像データを記憶するＸ線検査画像メモリ１１と、異物の有無を判定するための基準良品画像データを記憶する基準良品画像メモリ１２と、上記Ｘ線検査画像データから基準良品画像データを除算処理する画像除算演算処理器１３と、画像除算演算処理器１３によって算出された異物の背景が除去された画像データに基づいて異物の有無を判定する異物判定処理器１４によって構成されていればよい。また、本発明は種々の変形が可能であり、例えば、画像除算演算処理器１３が、Ｘ線検査画像データから基準良品画像データを除算処理する際に、Ｉx,y、ＢＩx,y及びＣＩx,yからＢＬx,yを減じることなく、除算処理を行なうように構成してもよい。

本発明の一実施形態によるＸ線異物検査装置の構成を示すブロック図。 Ｘ線検査画像メモリによって記憶されたＸ線検査画像、基準良品画像メモリに記憶された基準良品画像及び画像除算演算処理器によって算出された異物の画像を示す図。 異物判定処理器が異物の有無を判定する際に着目する画素とその周辺画素との関係を示す図。 良品画像メモリによって蓄積されているＸ線検査画像データが更新される要領を示す図。 Ｘ線検査画像メモリに記憶されているＸ線検査画像データを回転補正することにより、異物を検出する要領を示す図。 Ｘ線検査画像メモリに記憶されているＸ線検査画像データを拡大補正することにより、異物を検出する要領を示す図。

符号の説明

１ Ｘ線異物検査装置
２ Ｘ線源
６ Ｘ線エリアセンサ（Ｘ線撮像手段）
１１ Ｘ線検査画像メモリ（Ｘ線検査画像記憶手段）
１２ 基準良品画像メモリ（基準良品画像記憶手段）
１３ 画像除算演算処理器（除算演算手段）
１４ 異物判定処理器（異物判定手段）
１５ 良品画像メモリ（良品画像蓄積手段）
１６ 画像加算平均演算処理器（加算平均演算手段）
１００ 検査対象物

Claims (11)

1. Ｘ線を出射するＸ線源と、
   前記Ｘ線源から出射され検査対象物を透過した後入射したＸ線を電荷に変換し、検査対象物のＸ線検査画像データとして出力するＸ線撮像手段と、
   前記Ｘ線撮像手段によって出力されたＸ線検査画像データを記憶するＸ線画像記憶手段と、
   異物の有無を判定するための基準となる基準良品画像データを記憶する基準良品画像記憶手段と、
   前記Ｘ線画像記憶手段によって記憶された検査対象物のＸ線検査画像データから前記基準良品画像記憶手段によって記憶された基準良品画像データを除算処理することにより、除算画像データを算出する除算演算手段と、
   前記除算演算手段によって算出された除算画像データに基づいて、検査対象物内の異物の有無を判定する異物判定手段とを備えたことを特徴とするＸ線異物検査装置。
2. 前記Ｘ線検査画像記憶手段によって記憶されたＸ線検査画像データのうち、前記異物判定手段によって異物が混入していないと判定された複数の検査対象物のＸ線検査画像データを蓄積する良品画像蓄積手段と、
   前記良品画像蓄積手段によって蓄積されている複数のＸ線検査画像データを加算平均して良品平均画像データを算出する加算平均演算手段とをさらに備え、
   前記基準良品画像記憶手段は、前記加算平均演算手段によって算出された良品平均画像データを基準良品画像データとして記憶することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検査装置。
3. 前記異物判定手段は、前記除算演算手段によって算出された除算画像データにおいて、周辺画素との輝度値の差が所定の閾値以上である画素が所定の個数以上連続して存在する場合に、検査対象物内に異物が有ると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線異物検査装置。
4. 前記良品画像蓄積手段は、所定数のＸ線検査画像データを蓄積し、Ｘ線検査画像データを追加して蓄積する際に、最先のＸ線検査画像データを消去することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＸ線異物検査装置。
5. 前記基準良品画像記憶手段によって記憶されている基準良品画像データと、Ｘ線検査画像記憶手段によって記憶されているＸ線検査画像データとを比較して、Ｘ線検査画像中の検査対象物の大きさを該基準良品画像中の検査対象物の大きさと同一となるように補正された大きさ補正画像データを算出する大きさ補正手段をさらに備え、
   前記除算演算手段は、前記大きさ補正手段によって算出された大きさ補正画像データから前記基準良品画像記憶手段によって記憶された基準良品画像データを除算処理することにより、除算画像データを算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のＸ線異物検査装置。
6. 前記基準良品画像記憶手段によって記憶されている基準良品画像データと、Ｘ線検査画像記憶手段によって記憶されているＸ線検査画像データ又は前記大きさ補正手段によって算出された大きさ補正画像データとを比較して、Ｘ線検査画像中の検査対象物の位置と角度を該基準良品画像中の検査対象物の位置と角度と同一となるように補正された位置角度補正画像データを算出する位置角度補正手段をさらに備え、
   前記除算演算手段は、前記位置角度補正手段によって算出された位置角度補正画像データから前記基準良品画像記憶手段によって記憶された基準良品画像データを除算処理することにより、検査対象物内の異物画像データを算出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のＸ線異物検査装置。
7. 検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射ステップと、
   前記Ｘ線照ステップにおいて出射され検査対象物を透過した後入射したＸ線を電荷に変換し、検査対象物のＸ線検査画像データとして出力するＸ線撮像ステップと、
   検査対象物を透過した後入射したＸ線を電荷に変換し、検査対象物のＸ線検査画像データとして出力するＸ線撮像ステップと、
   前記Ｘ線撮像ステップによって出力されたＸ線検査画像データを記憶するＸ線検査画像記憶ステップと、
   異物の有無を判定するための基準となる基準良品画像データを記憶する基準良品画像記憶ステップと、
   前記Ｘ線検査画像記憶ステップによって記憶された検査対象物のＸ線検査画像データから前記基準良品画像記憶ステップによって記憶された基準良品画像データを除算処理することにより、除算画像データを算出する除算演算ステップと、
   前記除算演算ステップによって算出された除算画像データに基づいて、検査対象物内の異物の有無を判定する異物判定ステップとを有することを特徴とするＸ線異物検査方法。
8. 前記Ｘ線検査画像記憶ステップによって記憶されたＸ線検査画像データのうち、前記異物判定ステップによって異物が混入していないと判定された検査対象物のＸ線検査画像データを蓄積する良品画像蓄積ステップと、
   前記良品画像蓄積ステップによって蓄積されている複数のＸ線検査画像データを加算平均して良品平均画像データを算出する加算平均演算ステップとをさらに有し、
   前記基準良品画像記憶ステップは、前記加算平均演算ステップによって算出された良品平均画像データを基準良品画像データとして記憶することを特徴とする請求項７に記載のＸ線異物検査方法。
9. 前記異物判定ステップは、前記除算演算ステップによって算出された除算画像データにおいて、周辺画素との輝度値の差が所定の閾値以上である画素が所定の個数以上連続して存在する場合に、検査対象物内に異物が有ると判定することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のＸ線異物検査方法。
10. 前記良品画像蓄積ステップは、所定数のＸ線検査画像データを蓄積し、Ｘ線検査画像データを追加して蓄積する際に、最先のＸ線検査画像データを消去することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載のＸ線異物検査方法。
11. Ｘ線を照射しない状態でＸ線暗画像を撮像し、Ｘ線暗画像データとして出力するＸ線暗画像撮像ステップと、
    前記Ｘ線暗画像撮像ステップによって出力されたＸ線暗画像データを記憶するＸ線暗画像記憶ステップとをさらに有し、
    前記除算演算ステップは、
    前記Ｘ線検査画像記憶ステップによって記憶された検査対象物のＸ線検査画像データからＸ線暗画像記憶ステップによって記憶されたＸ線暗画像データを減じることによって得た第１画像データから、
    前記基準良品画像記憶ステップによって記憶された基準良品画像データからＸ線暗画像記憶ステップによって記憶されたＸ線暗画像データを減じることによって得た第２画像データを除算処理することにより、除算画像データを算出することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか一項に記載のＸ線異物検査方法。