JP2010256222A - 物品検査方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 容器１の底部１ｂには刻印２１が形成され、該刻印を撮影すると検査対象領域３２内にはコ字形の黒色部分ＢＡとして表示される。また底部１ｂに異物が存在した場合、この異物も黒色部分Ｂａとして表示される（Ａ−３）。
予め該黒色部分ＢＡの範囲に含まれるような形状を有する基準形状２３を登録するとともに、該基準形状で上記検査対象領域内をサーチし、基準形状の全体が含まれるような位置を検出して、この位置での基準形状２３が占めた領域２３ａを記録する（Ａ−４）。
上記（Ａ−４）の処理を検査対象領域のすべての範囲に対して行い、上記全ての領域２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄでの基準形状によって占められる範囲からマスク領域Ｍを設定する（Ａ−７）。
【効果】 マスクすべき領域に対して適切なマスク領域を設定することができる。
【選択図】 図７

Description

本発明は物品検査方法に関する。

従来、物品を撮影した画像に検査対象領域を設定するとともに、該検査対象領域のなかにマスク領域を設定して、該マスク領域を検査対象領域から除外して異物の有無などの検査を行う物品検査方法が知られている。
このような物品検査方法を、底部にラベラによるラベルの貼付位置を一定にするための凹状の刻印が形成された容器の検査に用いる場合、異物ではない刻印部分が異物と同じように撮影されてしまうことから、当該刻印の形成された部分を上記マスク領域として設定するようにしていた。
一方、上記容器の底部を検査する物品検査方法として、容器の底部に形成されたバッフルマークの中心や半径を検出して、このバッフルマークの形成される領域を検査対象領域より除外してから検査を行うことが提案されている（特許文献１）。

特開平５−９９８６１号公報

ここで、上記刻印が形成されている容器の底部の検査では、まず底部を撮影した画像に設定される検査対象領域のなかにある刻印の位置を検出し、さらにその位置にマスク領域を設定する必要がある。
しかしながら、刻印の深さは容器によってばらつきがあり、検査対象領域に表示された上記刻印を示す部分の形状が容器ごとに異なることから、マスクすべき領域が容器によって異なる場合がある。
このため、予め刻印を示す部分の形状をマスク形状として設定し、検査対象領域のなかにマスク形状と一致する領域をサーチしても、マスクすべき領域と上記マスク形状とが一致していると判断されずに、マスク領域が適切に設定されないという問題があった。
一方、上記特許文献１の物品検査方法の場合、円弧状を有しているバッフルマークの領域をマスクすることはできるが、上記刻印のような円弧形状以外の領域をマスクすることはできないという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はマスクすべき領域に対して適切なマスク領域を設定することが可能な物品検査方法を提供するものである。

すなわち、本発明にかかる物品検査方法は、物品を撮影した画像に検査対象領域を設定するとともに、該検査対象領域にマスク領域を設定して、該マスク領域を検査対象領域から除外して検査を行う物品検査方法において、
予めマスクすべき領域の範囲に含まれるような形状を有する基準形状を登録し、
該基準形状により上記検査対象領域内をサーチして、当該検査対象領域内で上記基準形状の全体が含まれる位置を検出し、
上記検査対象領域内において検出された全ての位置での基準形状によって占められる範囲をマスク領域として設定することを特徴としている。

本発明によれば、上記基準形状をマスクすべき領域の範囲に含まれるような形状で登録し、この基準形状で検査対象領域内をサーチするとともに、該基準形状の全体が含まれるような位置を検出するようになっている。
そして、上記基準形状の全体が含まれるような位置が重なり合うようにして複数検出された場合、これら重なり合った位置での基準形状によって占められる範囲をマスク領域とすることで、マスクすべき領域に対して適切にマスク領域を設定することが可能となり、検査精度を向上させることが可能となる。

本実施例にかかる物品検査方法により容器を検査する物品検査装置の平面図 上記物品検査装置の側面図 物品検査装置のブロック図 撮影手段によって撮影された容器の底部の画像 基準形状を設定する手順を説明する図 画像処理部における処理を示したフローチャート 図６の手順を説明する図

以下、図示実施例について説明すると、図１、図２は本発明にかかる物品検査方法により物品としての容器１を検査する物品検査装置２を示し、図３は上記物品検査装置２のブロック図を示している。
この物品検査装置２はＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）から構成される制御手段３によって制御され、特に容器１の底部１ｂを検査することで容器１の良否判定を行うようになっている。
上記物品検査装置２は、容器１を搬送する搬送手段４と、該搬送手段４の下方に設けられた照明手段５と、該照明手段５の上方に設けられた撮影手段６と、上記撮影手段６に画像の撮影を指示する画像取込手段７と、撮影手段６が撮影した画像を記憶する画像記憶手段８と、後述する基準形状を記憶する基準形状記憶手段９と、容器１の良否判定を行う画像処理手段１０と、容器１の良否判定に基づいて上記制御手段３に判定結果を送信する判定手段１１と、図示しないリジェクト手段とから構成されている。
そして、上記画像取込手段７、画像記憶手段８、基準形状記憶手段９、画像処理手段１０、判定手段１１は、１台のパーソナルコンピュータＰＣに設けられている。

上記搬送手段４は、容器１を下方から支持しながら搬送する第１底部支持コンベヤ４ａと、上記照明手段５を挟んで第１底部支持コンベヤ４ａの下流側に設けられた第２底部支持コンベヤ４ｂと、これら第１、第２底部支持コンベヤ４ａ、４ｂの間に設けられて容器１を側方から保持しながら搬送する側方保持コンベヤ４ｃとから構成されている。
上記照明手段５は容器１の下方から上方に向けて光をストロボ照射し、上記撮影手段６は従来公知のＣＣＤカメラなどから構成され、容器１の上方から下方に向けて撮影するようになっている。
また、上記撮影手段６には図示しないレンズが設けられており、容器１の内部空間を介して該容器１の底部１ｂの全面を一度に撮影するようになっている。
上記リジェクト手段は上記第２底部支持コンベヤ４ｂの下流側に設けられており、上記判定手段１１からの信号に基づいて上記制御手段３がリジェクト手段を制御し、不良品と判断された容器１をリジェクトするようになっている。

上記構成を有する物品検査装置２によれば、搬送手段４における第１底部支持コンベヤ４ａが図示しないリンサやデパレタイザなどの前工程から容器１の底部１ｂを支持しながら搬送し、該容器１が第１底部支持コンベヤ４ａの下流端に達すると、該容器１は側方保持コンベヤ４ｃによって側方から挟持される。
引き続き、容器１は側方保持コンベヤ４ｃによって搬送され、容器１が図示しないセンサによって検出されると、その信号が制御手段３に送信され、その信号を受けた制御手段３は、上記画像取込手段７に画像を撮影する旨の信号を送信する。
これにより、容器１が上記照明手段５と撮影手段６との間に位置したタイミングで上記照明手段５が光を照射するとともに、撮影手段６が容器１の底部１ｂを撮影する。
そして、側方保持コンベヤ４ｃは上記撮影手段６による撮影位置にて容器１を停止させず、そのまま下流端において上記第２底部支持コンベヤ４ｂへと容器１を移動させる。
一方、上記撮影手段６が撮影した画像は画像取込手段７によって取り込まれた後に上記画像記憶手段８によって記憶される。この画像は以下に詳説するようにして上記画像処理手段１０によって画像処理されて、容器１の良否判定が行われる。
画像処理手段１０による判定結果は上記判定手段１１へと送信され、上記容器１が良品と判断された場合、該容器１は第２底部支持コンベヤ４ｂによって図示しない後工程へと搬送され、容器１が不良品と判断された場合、判定手段１１はリジェクト手段を作動させて、当該容器１を図示しないリジェクトボックスに回収する。

次に、上記物品検査装置２で検査される容器１はガラス製で、断面略四角形に形成された胴部１ａと、円形に形成された底部１ｂとを備え、これら胴部１ａと底部１ｂとは曲面により滑らかに連続するようになっている。
上記底部１ｂには凹状の刻印２１（図４参照）が設けられており、物品検査装置２の下流側に設けられた図示しないラベラでは、この刻印２１に突起を嵌合させて容器１の向きを一定に保持し、その状態で上記胴部１ａの所要の位置にラベルを貼付するようになっている。
上記刻印２１は底部１ｂの外周部に形成され、該刻印２１の底面は略長方形を有し、該底面に隣接するように側面が形成されている。ただし、上記容器１の製造過程による製造誤差等により、上記刻印２１の底面の寸法は略一定であるものの、上記側面の深さは容器１によってばらつきがある。
また、上記底部１ｂには上記刻印２１のほか、製造者等を示す記号やその他の低い凸状の模様が形成されている。

図４は上記撮影手段６によって撮影されて上記画像記憶手段８に記憶された画像の一例を示し、この図は検査した容器１が不良品である場合の画像３１を示している。
この画像３１は、撮影手段６が容器１の底部１ｂを透過した上記照明手段５からの光を撮影し、その画像３１を上記画像記憶手段８が明度に応じてグレースケール化するとともに、複数の画素からなるデジタル画像へと変換したものとなっている。
この画像３１に示すように、容器１の底部１ｂの外周部分や記号はグレーで表示される一方、容器１の底部１ｂに異物２２があると、当該異物２２は上記照明手段５からの光を透過させず、該異物２２は撮影された画像３１において黒色部分Ｂａ〜Ｂｄとして表示される。
また、上記刻印２１における底面に該当する部分は、光軸方向における厚みが薄いために略長方形の白色部分Ｗとして表示され、上記側面に該当する部分は、光軸方向における厚みが厚いために光が透過せず、上記白色部分Ｗを囲んだ略コ字形の黒色部分ＢＡとして表示される。
ここで、上記略コ字形の黒色部分ＢＡについては、上記刻印２１の形成される深さに応じてその幅が異なって表示され、刻印２１が深く形成されている場合は太く、浅く形成されている場合は細く表示されることになる。
そして、この刻印２１の形成されている位置に異物２２が重なると、異物に該当しない刻印２１を示したコ字形の黒色部分ＢＡと、異物２２を示す黒色部分Ｂａとは略同一の明度で表示され、画面上においてこれらの境界が不明瞭なものとなる。

上記基準形状記憶手段９には、上記コ字形の黒色部分ＢＡに似せて基準形状２３が登録されている。図５は、説明のため上記コ字形の黒色部分ＢＡの輪郭を簡略化して表示したものとなっている。
上記基準形状２３を登録する際には、予め容器１の底部１ｂの画像３１を複数撮影してこれをグレースケール画像に変換し、さらに該コ字形の黒色部分ＢＡだけを取り出すように２値化処理する。
次に、例えば上記コ字形の黒色部分ＢＡの幅が最小だった画像（図示２点鎖線）を選択し、該コ字形の黒色部分ＢＡの中央部分を通るようにコ字形の軌跡を認識した上で、該コ字形の軌跡の幅を上記最小だった黒色部分ＢＡの幅よりもさらに少し狭くするように、上記基準形状２３を設定する。
このようにして基準形状２３を設定したら、続いてこの基準形状２３を例えば１°刻みで回転させ、各角度ごとにそれぞれ基準形状２３を基準形状記憶手段９に登録する。つまり、基準形状記憶手段９には、同じ形状の基準形状２３が、回転角度の異なる状態で計３６０種類登録されることとなる。

図６は上記画像処理手段１０における画像処理の手順を示し、図７は一部の手順についてこれを図示したものとなっている。なお、図７には、上記刻印２１を示すコ字形の黒色部分ＢＡと、このコ字形の黒色部分ＢＡに交差した異物２２を示す黒色部分Ｂａだけを示している。
まず、上記画像記憶手段８が記憶した画像３１を画像処理手段１０が取り込み（Ａ−１）、この画像３１に対して検査対象領域３２を設定する（Ａ−２）。ここでは、図４に示すように容器１の底部１ｂの外周部分も撮影範囲となっているため、画像処理手段１０は底部１ｂの外周部分より内側の部分だけを検査対象領域３２とする処理を行う。
次に、上記検査対象領域３２の画像を２値化処理する（Ａ−３）。具体的には、上記検査対象領域３２に含まれるグレースケール化されたすべての画素について、設定した輝度以下の画素を黒色へと変換し、設定した輝度以上の画素を白色へと変換する。
これにより、底部１ｂに形成されている刻印２１の上記白色部分Ｗやその他の低い凸状の模様など、底部１ｂの異常に該当しない部分は白色の画素に変換され、上記刻印２１を示すコ字形の黒色部分ＢＡおよび異物２２を示す黒色部分Ｂａが黒色の画素に変換される。
ここで、上記刻印２１を示すコ字形の黒色部分ＢＡが、本実施例におけるマスクすべき領域となる。

次に、画像処理手段１０は上記基準形状記憶手段９に記憶された基準形状２３により上記検査対象領域３２をサーチし、検査対象領域３２内の黒色部分Ｂに上記基準形状２３の全体が含まれるような位置を検出して、この位置での基準形状２３が占めた領域を記録する（Ａ−４）。
具体的には、画像処理手段１０は上記基準形状記憶手段９に記憶された第１番目の基準形状２３を読み出し、該基準形状２３を上記検査対象領域３２のなかにおいて画素単位で移動させる。
そして画像処理手段１０は、基準形状２３を移動させるたびに、その検査対象領域内の黒色部分Ｂに上記基準形状２３の全体が含まれるか否かを調べ、基準形状２３の全体が黒色部分Ｂに含まれると判断したら、画像処理手段１０はこのときの該基準形状２３の占めた領域２３ａを記録する。
このようにして、画像処理手段１０は上記黒色部分Ｂに上記基準形状２３の全体が含まれるか否かについて、上記検査対象領域３２のすべての範囲を対象に調べ、本実施例では図７に示した（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の４箇所で基準形状２３が再び黒色部分Ｂに含まれることとなり、各領域２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが記録される。
なお、容器１によっては刻印２１の深さの違いにより上記刻印２１を示すコ字形の黒色部分ＢＡの幅が異なるため、基準形状２３の全体が含まれる範囲が異なり、記録される領域の数が異なる場合がある。
また、検査対象領域を表示する画素が細かい場合には、上記基準形状２３の全体が含まれる位置は多くなるため、上記画像処理手段１０に記録される領域の数も多くなる。

次に、画像処理手段１０は、上記基準形状記憶手段９に記憶されている角度の異なる次の基準形状２３を呼び出すとともに、該基準形状２３を用いて上記Ａ−４の工程を繰り返す（Ａ−５）。
具体的には、呼び出される次の基準形状２３は前の基準形状に対して１°だけ回転させたものとなっており、画像処理手段１０は上記基準形状記憶手段９に記憶されている回転角度が１°異なる基準形状２３を呼び出し、この次の基準形状２３を用いて上記Ａ−４と同様の処理を行う。
そして上記Ａ−４の処理が終了するたびに、基準形状記憶手段９から角度の異なる次の基準形状２３を呼び出し（Ａ−６）、合計で３６０の角度の異なる基準形状２３を用いてＡ−４の処理を行う。
その際、上記基準形状２３の全体が検査対象領域３２における黒色部分Ｂに含まれることがあれば、その位置で基準形状２３が占めた領域を記録していく。
なお、ここでは、上記Ａ−４〜Ａ−６の処理の結果、上述した最初のＡ−４の処理において検出された４箇所の領域２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを上記画像処理手段１０が記録したものとする。

次に、画像処理手段１０は上記複数の領域２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄをもとにマスク領域Ｍを形成するとともに、このマスク領域Ｍを上記検査対象領域３２から除外する処理を行う（Ａ−７）。
具体的には、上記Ａ−４〜Ａ−６の処理の結果、画像処理手段１０には４箇所の領域２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが記録されて、これらの領域２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄはその一部分が相互に重なり合っている。
そこで画像処理手段１０では、これら重なり合った基準形状２３が占めた領域２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの輪郭を取り出して、該輪郭に囲繞された範囲をマスク領域Ｍとして認定する。
そしてこのマスク領域Ｍを上記検査対象領域３２に重ね合わせ、該マスク領域Ｍに位置する黒色部分Ｂが異物であると判定されないよう、当該マスク領域Ｍを検査対象領域３２から除外する。

そして、画像処理手段１０は上記マスク領域Ｍを除外した検査対象領域３２に対して、異物２２の有無について検査を行い、容器１の良否判定を行う（Ａ−８）。
具体的には、上記刻印２１に重なるようにして異物２２が存在している場合、上記マスク領域Ｍを検査対象領域３２から除外した後も、検査対象領域３２には該異物２２を示す黒色部分Ｂａが残存することとなる。
そこで画像処理手段１０は、マスク領域Ｍを除外した後の検査対象領域３２に黒色の画素が認められた場合、容器１の底部１ｂに異物があるものと判断し、当該容器１を不良品と判定する。
一方、検査対象領域３２に黒色の画素が認められない場合や、該黒色の画素が検査対象領域３２に占める割合が低い場合には、この容器１を良品と判定するようになっている。
そして、画像処理手段１０による容器１の良否判定の結果は、上記判定手段１１へと送信され、該判定手段１１は上記制御手段３にリジェクトする旨の信号を送信し、その信号に基づいて制御手段３は図示しないリジェクト手段を制御し、不良品と判断された容器１をリジェクトするようになっている。

以上のように、上記物品検査方法によれば、刻印２１の形成された容器１の底部１ｂを撮影した場合に、該刻印２１を示す部分の形状が容器１によってばらつきがあるような場合であっても、検査対象領域３２に適切にマスク領域Ｍを設定することが可能である。
また、上記刻印２１に異物２２が重なって、刻印２１を示す黒色部分の形状が予め設定したマスクすべき領域の形状とは異なる形状になったとしても、検査対象領域３２に適切にマスク領域Ｍを設定することができる。
さらに、基準形状記憶手段９には回転角度を変えた複数の基準形状２３が登録されているため、上記撮影手段６による撮影時に、上記刻印２１の位置にあわせて容器１を所定角度に回転させる必要はない。

なお、上記実施例は容器１の底部１ｂを検査する物品検査方法であるが、検査対象としての物品は容器１に限らず、他の物品であってもよく、また基準形状２３はコ字形に限定されるものではなく、マスクすべき領域に合わせて任意に設定することが可能である。

１ 容器 ２ 物品検査装置
３ 制御手段 ４ 搬送手段
５ 照明手段 ６ 撮影手段
１２ 画像記憶手段 １３ 基準形状記憶手段
１４ 画像処理手段 ２１ 刻印
２２ 異物 ２３ 基準形状
３２ 検査対象領域 Ｂ 黒色部分
Ｗ 白色部分 Ｍ マスク領域

Claims (3)

1. 物品を撮影した画像に検査対象領域を設定するとともに、該検査対象領域にマスク領域を設定して、該マスク領域を検査対象領域から除外して検査を行う物品検査方法において、
   予めマスクすべき領域の範囲に含まれるような形状を有する基準形状を登録し、
   該基準形状により上記検査対象領域内をサーチして、当該検査対象領域内で上記基準形状の全体が含まれる位置を検出し、
   上記検査対象領域内において検出された全ての位置での基準形状によって占められる範囲をマスク領域として設定することを特徴とする物品検査方法。
2. 上記基準形状を所定角度ごとに回転させて、各回転角度ごとに該基準形状を登録し、
   上記検査対象領域をすべての回転角度の基準形状によりサーチすることを特徴とする請求項１に記載の物品検査方法。
3. 上記物品は容器であって、凹状の刻印が形成された底面の検査を行うことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の物品検査方法。