JP2010071681A - シートボード検査装置における画像信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シートボードの表裏の目立たない欠陥の検出を、従来の自動検出方法に代え、あるいは、これに加え、モニターを介した目視観察を行なうことによって、簡単且つ精確に行なうことを可能にする、シートボード検査装置における画像信号処理方法を提供することを課題とする。
【解決手段】背景色がほぼ一定のシートボード５を移動させつつラインセンサカメラ１、２により撮像し、撮像により得られた信号を処理した処理信号をモニター９、１０にて映像化し、モニター９、１０の画像を目視して欠陥を検出することを可能にするためのシートボード検査装置における画像信号処理方法であって、撮像信号の処理は、背景色の最多階調信号に近い階調信号部分を強調する処理である。
【選択図】図１

Description

本発明はシートボードの検査方法、より詳細には、例えば、びん・缶類の搬送時に用いられるセパレートシートその他のシートボードで、ほぼ一定の背景色を持つものにつき、汚れ、しわ、破損等の外観欠陥の目視検査を容易にするためのシートボード検査装置における画像信号処理方法に関するものである。

従来、上記シートボードの外観検査方法としては、ラインセンサカメラによるしきい値の自動判定方法が採られていた。それは、先ずラインセンサカメラにてシートの画像を読み取り、ある一定のしきい値範囲外の画像信号が検出された場合に、当該シートは欠陥品と判定するものである。

図３に、従来の自動化されたシートボードの外観検査方法の手順の一例を示す。この従来例では、先ず、ラインセンサカメラの画像信号から最も多い階調信号を特定して背景色とすると共に（ステップＳ１１）、その画像信号の１画素毎の階調信号を取得し（ステップＳ１２）、１画素毎の階調信号が、最も多い階調信号（背景色）に対して予め定められたしきい値内であるか否かの判定をする（ステップＳ１３）。

この段階で、１画素毎の階調信号が、最も多い階調信号に対して予め定められたしきい値内であれば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、そのシートボードは欠陥なしと判定され（Ｓ１４）、次のシートボードの検査に移る。

しかし、１画素毎の階調信号に、最も多い階調信号に対して予め定められたしきい値外の部分があれば（ステップＳ１３：ＮＯ）、その階調信号が連続している画素数を求め（ステップＳ１５）、その画素数が予め定められた規定値内であるか否かの判定をする（ステップＳ１６）。

そして、予め定められた規定値内であれば（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、欠陥なしと判定され（ステップＳ１７）、規定値を超えていれば（ステップＳ１６：ＮＯ）、欠陥ありと判定される（ステップＳ１８）。

このように、従来の自動化されたシートボードの外観検査方法では、人手を介さずに効率よくシートボードを検査することが可能であるとされているが、いくつかの欠点もある。即ち、１画素毎の階調信号が、最も多い階調信号（背景色）に対して予め定められたしきい値内であるか否かの判定をするが（ステップＳ１３）、その場合、汚損等が背景色に近い色でしきい値内に収まる程度のものであると、注視すれば、汚損していると把握できるものであっても、良品と判定されてしまう。

また、１画素毎の階調信号に、最も多い階調信号に対して予め定められたしきい値外の部分があれば、その階調信号が連続している画素数を求め、その画素数が予め定められた規定値内であるか否かの判定をするが（ステップＳ１５、Ｓ１６）、この場合も、汚損箇所が小さく規定値内であれば、注視すれば把握できるような欠陥品も良品と判定してしまう。

即ち、程度の差こそあれ、このようにシートボードの外観検査を行なうに際し、自動化された手法のみでは、しきい値や基準値等の設定によって、良否判定を精確に行なうことができないという問題がある。

ところで、上記びん・缶類の搬送時に用いられるセパレートシートのようなシートボードについては、再生利用が求められるようになってきているが、その場合、汚損等の欠陥につき、より一層精確な検出が要求されている。

しかし、従来の上記ラインセンサカメラを用いたしきい値での自動検査方法では、信頼性に限界がある。即ち、従来の自動検査方法によった場合は、足跡等の薄くて目立たない汚れや、小さなしわや破損箇所を検出することが困難である。そこで、それに代え、あるいは、それに加え、モニターに映し出しての目視検査を補足的に行なうことが考えられるが、何の加工も加えることなくそのままモニターに映し出したのでは、目視による検出も困難である。

上述したように、シートボードの再生利用に伴って、シートボードのより精度の高い外観欠陥検出が求められるようになってきているが、従来の自動検査方法ではこの要請に十分応えることができない。

そこで本発明は、シートボードの表裏の目立たない欠陥の検出を、従来の自動検出方法に代え、あるいは、これに加え、モニターを介した目視観察を行なうことによって、簡単且つ精確に行なうことを可能にする、シートボード検査装置における画像信号処理方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、背景色がほぼ一定のシートボードを移動させつつラインセンサカメラにより撮像し、前記撮像により得られた信号を処理した処理信号をモニターにて映像化し、前記モニターの画像を目視して欠陥を検出することを可能にするためのシートボード検査装置における画像信号処理方法であって、前記撮像信号の処理は、前記背景色の最多階調信号に近い階調信号部分を強調する処理であることを特徴とするシートボード検査装置における画像信号処理方法である。

好ましくは、前記背景色の最多階調信号に近い階調信号部分を強調するための方法は、シートボードを１ラインずつ撮像し、１枚分の画像信号を処理して最多の階調信号を得る工程、前記１枚分の画像信号を処理して１画素毎の階調信号を得る工程、前記最多の階調信号と前記１画素毎の階調信号との差信号を得る工程、得られた前記差信号に対し所定強調率の乗算処理を施すと共に、前記最多の階調信号に対する表示用の階調値を定めてモニター画像用データを得る工程、とから成る。

本発明に係るシートボード検査装置における画像信号処理方法は上記のとおりであって、この方法によれば、背景色の最多階調信号に近い階調信号部分が強調されてモニター映像に反映されるので、背景色に近くて目立たない外観欠陥部分が強調されて映し出されるために目視可能になり、以て、モニターを目視にて観察することにより、シートボードの目立たない欠陥をも簡単且つ精確に検出することが可能となるので、シートボードの再生利用に大いに資する効果がある。

本発明を実施するための最良の形態について、添付図面に依拠して説明する。図１は、本発明に係る画像信号処理方法を実施するためのシートボード検査装置の概略図であり、図２は、本方法における処理に対応した工程を示すフローチャートである。

図１において、１、２はラインセンサカメラ、３、４は照明装置、５は検査対象であるシートボード、６はシートボード５を搬送するためのベルトコンベア、７、８は画像処理装置、９、１０はモニターを示し、ラインセンサカメラ１、２と照明装置３、４は、それぞれシートボード５を挟んでその上側と下側に配置される。

本発明に係るシートボード検査装置における画像信号処理は、ラインセンサカメラ１、２で撮像されたシートボード５の表裏画像に対し、画像処理装置７、８にて行なうもので、その画像処理により得られた信号がモニター９、１０にて映像化されて、目視観察に供される。

本装置では、シートボード５をベルトコンベア６に載せた状態で搬送し、ベルトコンベア６間の隙間から、ラインセンサカメラ１、２でシートボード５の表裏を撮像する。ラインセンサカメラ１、２のラインセンサは、光を受光する感光部が、１列だけに配置されたセンサであって、エリアセンサと比べて、１ラインの画素数を多くできることが大きな特徴となっている。

エリアセンサでは、水平方向の画素数が高品位ＴＶ用でも約１０００画素程度であるが、ラインセンサでは１０００画素〜７５００画素の画素数が容易に実現できる。近年では、画素数が１００００画素を超えるセンサも登場している。このラインセンサは主に、ＦＡＸ、コピー、スキャナー、バーコードリーダーに用いられるが、汎用用途の撮像に使用できるようにしたのが、ラインセンサカメラである。

ラインセンサカメラ１、２を動作させるのに必要な入力信号は、電源、基本コントロール信号、オプションコントロール信号である。電源は、外部からラインセンサカメラ１、２への供給ＤＣ電源である。

ラインセンサカメラ１、２により撮像され、各撮像毎に得られた画像信号は、画像処理装置７、８にて画像信号処理が施され、その結果得られたモニター用データにより、モニター９、１０上に映像化され、これを目視観察して欠陥検出を行なう。

次に、画像処理装置７、８において行なわれる画像信号処理につき、図２を用いて説明する。検査に先立ち、欠陥部分の階調をどの程度強調するか調整するための強調率（ｎ）と、強調された状態でモニター９、１０上に表示する際のしきい値となる値（ｃ）を設定しておく。

先ず、ラインセンサカメラ１、２により１ラインずつ撮像し、画像信号を得て、得られた１枚分の画像信号を処理し、最多の階調信号（ａ）を得る（ステップＳ１）。次いで、同様に処理することにより、１画素毎の階調信号（ｂ）を得る（ステップＳ２）。次に、最多の階調信号（ａ）と１画素毎の階調信号（ｂ）の差を取ることにより、差信号（ｂ−ａ）を得る（ステップＳ３）。

この最多の階調信号（ａ）、１画素毎の階調信号（ｂ）及び差信号（ｂ−ａ）は、照明装置３、４を利用してラインセンサカメラ１、２にて撮像し、出力された０乃至２５５の範囲内の値であり、最多の階調信号（ａ）と１画素毎の階調信号（ｂ）を互いに比較したり、演算したりする場合には、特に問題はない。

しかし、これらの値は、照明装置３、４の光量や、ラインセンサカメラ１、２の性能に左右されるため、そのままの階調値でモニター９、１０に出力すると、明るすぎたり暗すぎたりして、目視検査に向かない場合もある。

そこで、この差信号（ｂ−ａ）に対し、予め設定した強調率（ｎ）の乗算処理をした後、最多の階調信号（ａ）を表示に適した値に補正する階調値（ｃ）を定めて、補正した信号（ｎ（ｂ−ａ）＋ｃ）を得る（ステップＳ４）。

最多の階調信号（ａ）を表示に適した値に補正するための階調値（ｃ）は、検査内容に応じて設定される値であって、例えば、階調数を２５６とした場合において、白欠点を重点的に検査したいときには階調値（ｃ）を０とし、黒欠点を重点的に検査したいときには階調値（ｃ）を２５５とすれば、それぞれの欠点の強調を最も表現することができる。なお、白欠点と黒欠点のいずれにも対応できるようにしたいときには、階調値（ｃ）は中間の１２７程度に設定される。

また、この演算結果が、オーバーフローした場合には、その値を、想定した階調値の最小値又は最大値に補正する。即ち、本実施例の場合には、０乃至２５５の範囲を想定しているため、オーバーフローした値は、０又は２５５に補正されることとなる。

この信号（ｎ（ｂ−ａ）＋ｃ）は、欠陥部のみが局部的に変化したものとなって強調されているため、これをモニター画像用データとして用い、モニター９、１０上に映像化すれば、背景色に近くて目立たない欠陥部が特に強調されて表示された、目視に適した映像となるので、これを用いることにより、目視にての欠陥検出が可能且つ容易となる（ステップＳ５）。

なお、普通階調数は２５６でよいが、５１２階調、あるいは、１０２４階調としてもよいことはいうまでもない。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。

本発明に係る画像信号処理方法を実施するためのシートボード検査装置の概略図である。 本発明に係るシートボード検査装置における画像信号処理方法を説明するためのフローチャートである。 従来のシートボード検査装置における画像信号処理方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ ラインセンサカメラ
２ ラインセンサカメラ
３ 照明装置
４ 照明装置
５ シートボード
６ ベルトコンベア
７ 画像処理装置
８ 画像処理装置
９ モニター
１０ モニター

Claims (2)

1. 背景色がほぼ一定のシートボードを移動させつつラインセンサカメラにより撮像し、前記撮像により得られた信号を処理した処理信号をモニターにて映像化し、前記モニターの画像を目視して欠陥を検出することを可能にするためのシートボード検査装置における画像信号処理方法であって、
   前記撮像信号の処理は、前記背景色の最多階調信号に近い階調信号部分を強調する処理であることを特徴とするシートボード検査装置における画像信号処理方法。
2. 前記背景色の最多階調信号に近い階調信号部分を強調するための方法は、
   シートボードを１ラインずつ撮像し、１枚分の画像信号を処理して最多の階調信号を得る工程、
   前記１枚分の画像信号を処理して１画素毎の階調信号を得る工程、
   前記最多の階調信号と前記１画素毎の階調信号との差信号を得る工程、
   得られた前記差信号に対し所定強調率の乗算処理を施すと共に、前記最多の階調信号に対する表示用の階調値を定めてモニター画像用データを得る工程、
   とから成る、請求項１に記載のシートボード検査装置における画像信号処理方法。

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