JP2014052875A - 計数装置、計数方法、および、計数装置用のプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】積層された計数対象を精度良く計数できる計数装置等を提供する。
【解決手段】
積層された計数対象ＳＳの側方の画像を、撮像装置２０のレンズ部２２により拡大し、拡大された画像の画像データをカメラ部２１により撮像し、積層された計数対象ＳＳの側方を積層方向（ｙ方向）に走査して画像データを取得し（Ｓ２）、画像データから、積層方向における画素の情報を抽出し（Ｓ４）、抽出された画素の情報から、積層された計数対象の数を計数する。
【選択図】図３

Description

本発明は、積層された計数対象の数を計数する計数装置、計数方法、および、計数装置用のプログラムに関する。

印刷されたシートの枚数をカウントする方法として、シートを１枚ずつめくり、紙の通過数をセンサ等で検知すると、めくる際にシートに傷や汚れがつくことがあるため、非接触で測定する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、積層した紙幣等のシート状物の端縁部分を、集積側方から撮像するための撮像手段と、撮像された端縁部分の画像データを分析し、端縁情報を検出するための画像分析手段と、検出された端縁情報に基づいて積層したシート状物の枚数を出力するための計数手段と、積層方向に対して所定の傾斜角でシート状物を順次ずらすための揃え平面を有した収納部と、を備えたシート状物計数装置が開示されている。

特開２０１０−２３７７８３号公報

しかしながら、特許文献１では、積層した紙幣をずらしてから撮像して計数しているが、裁断される対象を、ずらしたあとに、元に戻して裁断する必要が生じる。そのため、各計数対象の位置が揃わないことがあった。

そこで、本発明は上記の問題点等に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、積層された対象を精度良く計数できる計数装置等を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、積層された計数対象の側方の画像を拡大する画像拡大手段と、前記画像拡大手段により拡大された画像の画像データを、前記積層の積層方向に走査して取得する画像データ取得手段と、前記画像データから、前記積層方向における画素の情報を抽出する画素情報抽出手段と、前記抽出された画素の情報から、前記積層された計数対象の数を計数する計数手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の計数装置において、前記画像データから、前記計数手段による計数に適した領域を特定する領域特定手段を更に備え、前記画素情報抽出手段が、前記特定された領域から前記積層方向における画素の情報を抽出することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の計数装置において、前記積層方向における画素の情報が、前記積層方向の明暗のパターンであり、前記計数手段が、複数の箇所の前記明暗のパターンから前記積層された計数対象の数を計数することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、計数装置が積層された計数対象の数を計数する計数方法において、積層された計数対象の側方の画像を拡大する画像拡大手段画像拡大手段により拡大された画像の画像データを、前記積層方向に走査して取得する画像データ取得ステップと、前記画像データから、前記積層方向における画素の情報を抽出する画素情報抽出ステップと、前記抽出された画素の情報から、前記積層された計数対象の数を計数する計数ステップと、を有することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、コンピュータを、積層された計数対象の側方の画像を拡大する画像拡大手段、前記画像拡大手段により拡大された画像の画像データを、前記積層方向に走査して取得する画像データ取得手段、前記画像データから、前記積層方向における画素の情報を抽出する画素情報抽出手段、および、前記抽出された画素の情報から、前積層された計数対象の数を計数する計数手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、積層された計数対象の側方から拡大して、積層方向に走査して撮像することにより、積層した計数対象をずらす必要がなく、積層された計数対象ＳＳを精度良く計数できる。

本発明の実施形態に係る計数システムの概要構成例を示す模式図である。 図１の計数装置の概要構成の一例を示すブロック図である。 図１の計数システムにおける計数対象の計数の動作例を示すフローチャートである。 積層された計数対象の側面の画像の一例を示す模式図である。 積層された計数対象の側面の画像の一例を示す模式図である。 積層方向の明暗パターンの一例を示す模式図である。 積層された計数対象の一例を示す模式図である。 積層された計数対象の側面の画像の一例を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、計数システムに対して本発明を適用した場合の実施形態である。

［１．計数システムおよび計数装置１０の構成および機能概要］
（１．１ 計数システム１の構成および機能）
まず、本発明の一実施形態に係る計数システムの構成および概要機能について、図１を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係る計数システム１の概要構成例を示す模式図である。

図１に示すように、計数システム１は、積層された計数対象ＳＳを計数する計数装置１０と、計数対象Ｓが積層された計数対象ＳＳを撮像する撮像装置２０と、積層された計数対象ＳＳの側面に光をあてる照明装置３０と、積層された計数対象ＳＳを計数しやすくするための振るい装置４０とを備えている。

計数装置１０と、撮像装置２０と、照明装置３０とは、信号またはデータ用のケーブルにより接続されていて、撮像装置２０や照明装置３０等は、計数装置１０により制御される。

計数装置１０は、コントローラ（例えば、プログラマブルロジックコントローラ）として、撮像装置２０による積層された計数対象ＳＳの撮像や、照明装置３０による積層された計数対象ＳＳへの光の照射を制御する。また、計数装置１０は、撮像装置２０からの画像データを画像処理する。

撮像装置２０（画像データ取得手段の一例）は、積層された計数対象ＳＳの側面を撮像するカメラ部２１と、計数対象ＳＳの側面を拡大するためのレンズ部２２と、積層された計数対象ＳＳの積層方向にカメラ部２１を走査する昇降部２３とを有する。

カメラ部２１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子を有するライン方式のラインスキャンカメラである。カメラ部２１は、図中ｙ方向に走査され、ｘ方向のラインの画像を取得する。なお、カメラ部２１は、エリア方式でもよい。

レンズ部２２は、画像拡大手段の一例であり、光が光軸と平行な点に結像するテレセントリック光学系のテレセントリックレンズである。レンズ部２２は、カメラ部２１に接続され、計数対象ＳＳの側面を拡大した像をカメラ部２１に撮像素子に結ぶ。

昇降部２３は、昇降機構により、撮像装置２０および照明装置３０を、計数対象ＳＳの積層方向（ｙ方向）に移動させる。そして、撮像装置２０は、昇降部２３により、移動しながら画像を取り込む。

撮像装置２０は、積層された計数対象ＳＳの側面から、レンズ部２２の先端から１００ｍｍ程の距離の位置に設置される。

照明装置３０は、蛍光灯またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源を有する。照明装置３０は、積層された計数対象ＳＳの側面に光をあて、重なり合った計数対象Ｓのコントラストが明確になるようにする。また、計数装置１０により、照明装置３０のライトのオンオフが制御されている。

振るい装置４０は、紙等の計数対象Ｓを揃えるジョガーである。振るい装置４０は、積層された計数対象ＳＳに振動を与える振動部（図示せず）と、計数対象Ｓ間の空気を抜くためのローラ部（図示せず）と、積層する際に計数対象Ｓをガイドするガイド部４１とを有する。振るい装置４０は、振動部により振動を与えながら、ローラ部により上から積層された計数対象ＳＳを押さえることにより、空気を抜く。

（１．２ 計数装置１０の構成および機能）
次に、計数装置１０の構成および機能について、図２を用いて説明する。
図２は、計数装置１０の概要構成の一例を示すブロック図である。

図２に示すように、計数装置として機能する計数装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等であり、システム制御部１１と、記憶部１２と、表示部１３と、操作部１４と、画像処理コントローラ１５と、入出力インターフェース部１６と、とを備えている。そして、システム制御部１１と入出力インターフェース部１６とは、システムバス１７を介して接続されている。

システム制御部１１は、例えば、ＣＰＵ１６ａと、ＲＯＭ１６ｂと、ＲＡＭ１６ｃとを有する。システム制御部１１は、ＣＰＵ１６ａが、ＲＯＭ１６ｂや、ＲＡＭ１６ｃや、記憶部１２に記憶された各種プログラムを読み出して実行する。例えば、システム制御部１１は、撮像装置２０および照明装置３０をコントローラするプログラムや、画像処理や計数処理のプログラムを実行する。

記憶部１２は、例えば、ハードディスクドライブ等からなり、オペレーティングシステム、制御用のプログラムや画像処理用のプログラム等を記憶する。

表示部１３は、例えば、液晶表示素子またはＥＬ（Electro Luminescence）素子等によって構成されている。表示部１３には、計数システム１の制御するための入力情報や、処理の結果等が表示される。

操作部１４は、例えば、キーボードおよびマウス等によって構成されている。ユーザは、操作部１４を使用して、計数システム１の制御するための入力情報を入力する。

画像処理コントローラ１５は、画像処理用のＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭとを有する。画像処理コントローラ１５は、撮像装置２０のカメラ部２１に接続し、撮像装置２０から取り込まれた画像データを前処理したり、所定の領域を設定したり、画像データからエッジを抽出したりする。なお、これらの画像処理をシステム制御部１１で行ってもよい。

入出力インターフェース部１６は、記憶部１２および画像処理コントローラ１５等とシステム制御部１１とのインターフェースである。

［２．計数システムの動作］
次に、本発明の１実施形態に係る計数システムの動作について図３から図６を用いて説明する。
図３は、計数システム１における計数対象の計数の動作例を示すフローチャートである。図４は、積層された計数対象の側面の画像の一例を示す模式図である。図５は、積層された計数対象の側面の画像の一例を示す模式図である。図６は、積層方向の明暗パターンの一例を示す模式図である。

まず、計数対象が印刷物の場合、印刷工程からパレット等に積まれて運ばれてきたシート状の計数対象Ｓが、振るい装置４０の揃え機構に積み上げられる。所定の高さまで積み終わった段階で、積層された計数対象ＳＳをガイドに突き当て、計数対象Ｓが揃えられる。そして、振るい装置４０により計数対象Ｓ間の空気が抜かれる。

次に、図３に示すように、計数システム１は、積層された対象の側面に光をあてる（ステップＳ１）。具体的には、計数装置１０のシステム制御部１１は、照明装置３０に光を発するように指令の信号を送り、照明装置３０が光をあてる。

次に、計数システム１は、積層された計数対象ＳＳの側面を積層方向に走査して、レンズ部２２を介して撮像する（ステップＳ２）。具体的には、計数装置１０は、昇降部２３が、カメラ部２１とレンズ部２３とが、積層方向に走査するための指令の信号と、撮像装置２０のカメラ部２１が、積層方向に走査しながら撮像するための指令の信号とを、撮像装置２０に送る。カメラ部２１とレンズ部２３とが、振るい装置４０に置かれている計数対象ＳＳを下から上（図中、ｙ方向）に移動する。カメラ部２１が、レンズ部２３により拡大された計数対象ＳＳの側面の画像を撮像する。撮像装置２０は、撮像した画像データを、走査のライン毎に計数装置１０に送信する。計数装置１０は、撮像装置２０から受信したライン毎の画像データを画像処理コントローラに取り込み、１枚の画像データとして合成する。

このように、計数装置１０は、画像拡大手段により拡大された画像の画像データを、積層方向に走査して取得する画像データ取得手段の一例として機能する。

なお、撮像装置２０から受信した画像データを記憶部１２等に記憶してもよい。また、計数装置１０は、ラインスキャンしながら取り込んだライン画像の平均濃度を算出する。そして、システム制御部１１は、走査が計数対象ＳＳの下端からスタートし、計数対象ＳＳの上端に達して、ライン画像の平均濃度が変化したとき走査を終了するように撮像装置２０の昇降を制御する。

次に、計数システム１は、計数に適した領域を特定する（ステップＳ３）。図４に示すように、計数装置１０は、積層された計数対象ＳＳの側面の画像に対して微分処理をして、所定の閾値を越えた画素のエッジ画像を生成する。そして、エッジ画像から、複数の領域Ｒを重ならないように特定する。領域Ｒは、計数対象ＳＳの下端から上端までを含み、積層方向（ｙ方向）に長い矩形である。計数装置１０は、そして、計数に適した領域Ｒを特定するため、図５に示すように、ｙ方向に長い傷Ｆが存在するか否かを判定し、傷Ｆが存在する場合、傷Ｆが領域Ｒに入らないように、計数に適した領域Ｒを特定する。なお、この一連の処理は、画像処理コントローラ１５が行ってもよいし、システム制御部１１がおこなってもよい。

このように、計数装置１０は、画像データから、計数手段による計数に適した領域を特定する領域特定手段の一例として機能する。

次に、計数システム１は、特定した領域における積層方向の画素の情報を抽出する（ステップＳ４）。具体的には、計数装置１０は、各領域Ｒを、ｙ方向に１画素ずつ走査して、画素の値（画素の情報の一例）を取得する。図６に示すように、システム制御部１１は、計数対象Ｓが積層されたｙ方向に対する明るさに関する明暗のパターン（画素の情報の一例）を、各領域Ｒにおいて求める。なお、画素の情報の一例として、画素における強度、明度、輝度等が挙げられる。なお、１つの領域Ｒ内において、複数の積層方向の画素の情報を抽出してもよい。

このように、計数装置１０は、画像データから、積層方向における画素の情報を抽出する画素情報抽出手段の一例として機能する。また、計数装置１０は、特定された領域から積層方向における画素の情報を抽出する画素情報抽出手段の一例として機能する。

次に、計数システム１は、画素の情報から積層された計数対象の数を算出する（ステップＳ５）。計数装置１０は、例えば、画素の情報の一例の明暗のパターンにおけるくぼみ部分、すなわち、所定の閾値θ以下になった場合をカウントして計数対象Ｓの枚数を、各領域Ｒにおいて算出する。そして、システム制御部１１は、各領域Ｒにおける枚数を平均した値を、積層された計数対象の数とする。なお、システム制御部１１は、ピーク等の数から計数対象Ｓの枚数を算出してもよい。

このように、計数装置１０は、抽出された画素の情報から、積層された計数対象の数を計数する計数手段の一例として機能する。また、計数装置１０は、複数の箇所の明暗のパターンから積層された計数対象の数を計数する計数手段の一例として機能する。

以上、本実施形態によれば、積層された計数対象ＳＳの側方の画像を拡大し、拡大された画像の画像データを、積層方向（ｙ方向）に走査して取得し、画像データから、積層方向における画素の情報を抽出し、抽出された画素の情報から、積層された計数対象ＳＳの数を計数することにより、積層された計数対象ＳＳの側方から拡大して、積層方向に走査して撮像するので、積層した計数対象ＳＳをずらす必要がなく、積層された計数対象ＳＳを精度良く計数できる。

また、本実施形態によれば、積層された計数対象ＳＳに対するめくり機構の装置が不要になり、計数対象Ｓに傷や汚れがつくおそれが無くなる。また、撮像装置２０に比べ、めくり機構の装置のような大型の専用装置が不要となり、設置スペースの省力が図れる。また、積層された計数対象ＳＳの側方を、積層方向に走査して、画像データを取得しているので、積層方向における解像度が増加し、積層された計数対象ＳＳの数をより精度良く計数できる。

また、画像データから、計数に適した領域Ｒを特定し、特定された領域Ｒから積層方向における画素の情報を抽出する場合、傷Ｆ等を避けることができるので、計数の精度を向上させることができる。

また、積層方向における画素の情報が、積層方向の明暗のパターンであり、複数の箇所（各領域Ｒ）の明暗のパターンから積層された計数対象の数を計数する場合、各領域Ｒにおける枚数を平均した値を、積層された計数対象の数とするので、計数の精度を向上させることができる。

また、積層方向における画素の情報が、積層方向の明暗のパターンである場合、明暗のパターンのピークや、積層方向における微分を行うことにより、容易に積層された計数対象ＳＳの枚数を求めることができる。また、閾値を設けることにより、積層された計数対象ＳＳの数をより精度良く計数できる。

また、照明装置３０により側面を照らすことにより、コントラストがはっきりし、積層方向の明暗のパターンが明確に表れ、積層された計数対象ＳＳの数をより精度良く計数できる。

次に、特定する領域Ｒの変形例について、図７および図８を用いて説明する。
図７は、積層された計数対象の一例を示す模式図である。図８は、積層された計数対象の側面の画像の一例を示す模式図である。

図７に示すように、計数対象Ｓが印刷物で、裁断マークＭのように、用紙端面まで印刷部分がある場合、計数対象Ｓが積層された計数対象ＳＳの側面には、裁断マークＭのにじみの部分、または、インクの厚みの部分であるマークＭｓが表れる。

図８に示すように、計数対象Ｓが積層された計数対象ＳＳの側面の画像には、各計数対象Ｓの間に、裁断マークＭに対応したマークＭｓが表れる。計数装置１０は、領域として、マークＭｓの一部または全体を含む領域Ｒを特定する。図８に示すような領域Ｒであると、明暗のパターンが明確に表れ、計数の精度が向上する。また、計数対象の縁まで印刷がされた箇所が、計数対象を裁断するための目印の裁断マークである場合、予め、裁断マークの位置が決められている場合が多いので、撮像された画像における計数対象の縁まで印刷がされた箇所の位置が特定しやすい。

なお、裁断マークＭに限らず、用紙端面まで印刷絵柄がある部位でもよい。例えば、計数対象Ｓは、裁断されるまえの紙幣でもよい。また、画像処理等の処理は、システム制御部１１で行ってもよいし、画像処理コントローラ１５で行ってもよい。

また、照明装置３０は、赤外光を、積層された計数対象ＳＳの側面に照射してもよい。赤外光として、例えば、近赤外光（波長0.75-1.4 μm）が挙げられる。この場合、カメラ部は、熱型や量子型の赤外線検出素子を有するデジタルカメラが好ましい。また、レンズ部は、近赤外光を屈折できる材質が好ましい。照明装置３０から照射した赤外光は、黒色の部分（例えば、墨インキ等のインクにより印刷された部分）に吸収され、白色の部分（例えば、印刷がされていない用紙部分）では反射するので、明暗差がはっきりする。そして、赤外画像の画像データを取得する場合、積層された計数対象ＳＳの側面において、縁まで印刷された部分と、計数対象Ｓとの境界が明確になり、明暗がはっきりした画像を取得でき、積層された計数対象ＳＳをより精度良く計数できる。

なお、上述した実施形態は、計数対象として、板状のプラスティックや金属等でも適用可能である。

１：計数システム
１０：計数装置
２０：撮像装置
２１：カメラ部
２２：レンズ部
Ｓ：計数対象
ＳＳ：積層された計数対象

Claims (5)

1. 積層された計数対象の側方の画像を拡大する画像拡大手段と、
   前記画像拡大手段により拡大された画像の画像データを、前記積層の積層方向に走査して取得する画像データ取得手段と、
   前記画像データから、前記積層方向における画素の情報を抽出する画素情報抽出手段と、
   前記抽出された画素の情報から、前記積層された計数対象の数を計数する計数手段と、
   を備えることを特徴とする計数装置。
2. 請求項１に記載の計数装置において、
   前記画像データから、前記計数手段による計数に適した領域を特定する領域特定手段を更に備え、
   前記画素情報抽出手段が、前記特定された領域から前記積層方向における画素の情報を抽出することを特徴とする計数装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の計数装置において、
   前記積層方向における画素の情報が、前記積層方向の明暗のパターンであり、
   前記計数手段が、複数の箇所の前記明暗のパターンから前記積層された計数対象の数を計数することを特徴とする計数装置。
4. 計数装置が積層された計数対象の数を計数する計数方法において、
   積層された計数対象の側方の画像を拡大する画像拡大手段画像拡大手段により拡大された画像の画像データを、前記積層方向に走査して取得する画像データ取得ステップと、
   前記画像データから、前記積層方向における画素の情報を抽出する画素情報抽出ステップと、
   前記抽出された画素の情報から、前記積層された計数対象の数を計数する計数ステップと、
   を有することを特徴とする計数方法。
5. コンピュータを、
   積層された計数対象の側方の画像を拡大する画像拡大手段、
   前記画像拡大手段により拡大された画像の画像データを、前記積層方向に走査して取得する画像データ取得手段、
   前記画像データから、前記積層方向における画素の情報を抽出する画素情報抽出手段、および、
   前記抽出された画素の情報から、前積層された計数対象の数を計数する計数手段として機能させることを特徴とする計数装置用のプログラム。

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