JP2021012098A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予め記憶された複数の画像処理アルゴリズムの中から最適な画像処理アルゴリズムを人の手を介さずに設定することが可能となる検査装置を提供する。【解決手段】Ｘ線検査装置１は、複数の画像処理アルゴリズムを記憶する記憶部２１と、異物を付与した物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像、又は合成透過画像を、基準透過画像として取得する取得部２２と、記憶部２１に記憶された複数の画像処理アルゴリズムによって基準透過画像をそれぞれ処理することにより得られる評価画像に基づいて、それぞれの画像処理アルゴリズムに対する異物の検出精度を評価する評価部２４と、評価部２４における評価に基づいて、画像処理アルゴリズムの少なくとも１つを、予め選択された画像処理アルゴリズムとして設定する設定部２５と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、検査装置に関する。

物品に電磁波を透過させることで得られた透過画像に対して、画像処理アルゴリズムを用いた画像処理を施して処理画像を生成し、この処理画像に基づいて物品の検査を行う検査装置が知られている。このような検査装置では、複数の画像処理アルゴリズムが記憶部に予め記憶されており、記憶された複数の画像処理アルゴリズムの中から、検査時の画像処理に用いる最適な画像処理アルゴリズムが選択されて設定される。

例えば、特許文献１には、被検査物中から検出する異物の異物検出特性をオペレータが選択すると、選択された異物検出特性に近似する複数の画像処理アルゴリズムを、予め記憶された複数の画像処理アルゴリズムから抽出して表示部に表示する検査装置（Ｘ線検査装置）が開示されている。

特許第５６３５９０３号公報

しかしながら、上記従来の検査装置では、異物検出特性に応じて抽出された複数の画像処理アルゴリズムが表示部に表示されるものの、当該複数の抽出された画像処理アルゴリズムの中から最終的に画像処理に用いる画像処理アルゴリズムを決定するのはオペレータである。このため、画像処理アルゴリズムの選択に時間又は手間がかかったり、上記選択の過程で最適な画像処理アルゴリズムが選択されなかったりするおそれがある。このため、最適な画像処理アルゴリズムを選択する上で改善の余地がある。

そこで、本発明は、予め記憶された複数の画像処理アルゴリズムの中から最適な画像処理アルゴリズムを人の手を介さずに設定することが可能となる検査装置を提供することを目的とする。

本発明の検査装置は、物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像に対して、複数の画像処理アルゴリズムの中から予め選択された画像処理アルゴリズムを用いて画像処理し、その画像処理結果に基づいて物品に含まれる異物の有無を検査する検査装置であって、複数の画像処理アルゴリズムを記憶する記憶部と、異物を付与した物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像、又は物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像に仮想的に異物を合成することにより生成される合成透過画像を、基準透過画像として取得する取得部と、記憶部に記憶された複数の画像処理アルゴリズムによって基準透過画像をそれぞれ処理することにより得られる評価画像に基づいて、それぞれの画像処理アルゴリズムに対する異物の検出精度を評価する評価部と、評価部における評価に基づいて、画像処理アルゴリズムの少なくとも１つを、予め選択された画像処理アルゴリズムとして設定する設定部と、を備える。

なお、取得部によって取得される基準透過画像に含まれる異物には、異物に対応するテストピース（試験片）も含まれる。この構成の検査装置では、記憶部に記憶された複数の画像処理アルゴリズムによって基準透過画像をそれぞれ処理することにより得られる評価画像に基づいて、それぞれの画像処理アルゴリズムに対する異物の検出精度が評価されるので、画像処理アルゴリズムの客観的な評価が可能となる。そして、客観的に評価された画像処理アルゴリズムの中から少なくとも一つの画像処理アルゴリズムが、検査時において画像処理する際の予め選択された画像処理アルゴリズムとして自動的に設定される。この結果、予め記憶された複数の画像処理アルゴリズムの中から最適な画像処理アルゴリズムを人の手を介さずに設定することが可能となる。

本発明の検査装置では、合成透過画像は、物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像の少なくとも一部に、異物に電磁波を透過させることで得られる透過画像を合成することにより生成されてもよい。これにより、異物が付与された物品の透過画像が簡易に取得できる。

本発明の検査装置では、評価部は、評価画像の異物に対応する部分の平均明るさ、異物に対応する部分の最小明るさ、及び異物以外の物品に対応する部分の最大明るさに基づいて算出される得点に基づいて検出精度を評価してもよい。これにより、異物の検出精度をより正確に判定することが可能となる。

本発明の検査装置では、画像処理アルゴリズムによる基準透過画像の処理の結果、電磁波の透過量が大きいほど暗く示され、透過量が小さいほど明るく示される評価画像が得られる場合、評価部は、評価画像の異物に対応する部分が明るくなるほど、かつ異物以外の物品に対応する部分が暗くなるほど得点が高くなるように設定された計算式に基づいて算出された得点に基づいて検出精度を評価してもよい。これにより、複数の画像処理アルゴリズムに対するそれぞれの評価が明示的に示されるので、評価部によって評価された画像処理アルゴリズムを確実に予め選択された画像処理アルゴリズムとして設定することができる。

本発明の検査装置では、取得部は、ベルトコンベヤに載置された状態で搬送される異物に電磁波を透過させることにより取得される透過画像に基づいて、電磁波の透過量が大きいほど暗く示され、透過量が小さいほど明るく示されると共に、透過画像から異物に対応する部分と異物の周囲の背景に対応する部分とを切り出した異物透過画像を生成し、異物透過画像を構成するそれぞれの画素の明るさから異物透過画像における明るさの最頻値となる明るさを差し引くことにより、背景に対応する部分の明るさを０とする仮想異物画像を生成し、物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像に仮想異物画像を合成することによって合成透過画像を生成してもよい。これにより、画像処理アルゴリズムに対する異物の検出精度を評価する際に用いられる合成透過画像を容易に生成することができると共に、画像処理アルゴリズムを評価する際の画像として適切な基準透過画像を取得することができる。

本発明の検査装置では、取得部は、異物透過画像における背景に対応する部分に対する異物に対応する部分の明るさの変化である第一変化量と、異物が含まれる物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像において、物品に対応する部分に対する異物に対応する部分の第二変化量と、を取得し、取得部は、第一変化量と第二変化量とに基づいて、合成透過画像を構成するそれぞれの画素の明るさを補正してもよい。これにより、より現実に近い合成透過画像を取得することができるので、評価部による評価精度を高めることが可能となる。

本発明によれば、予め記憶された複数の画像処理アルゴリズムの中から最適な画像処理アルゴリズムを人の手を介さずに設定することが可能となる。

図１は、一実施形態に係るＸ線検査装置の構成図である。 図２は、図１に示されるシールドボックスの内部の構成図である。 図３は、一実施形態に係るＸ線検査装置の機能構成を示す機能ブロック図である。 図４は、一実施形態に係るＸ線検査装置における画像処理の流れを示す説明図である。 図５（ａ）は、コンベヤベルトによって搬送される複数の異物の透過画像の一例であり、図５（ｂ）は、異物透過画像の一例であり、図５（ｃ）は、異物透過画像を明暗反転させた画像の一例である。 図６（ａ）は、異物領域画像の一例であり、図６（ｂ）は、仮想異物画像の一例である。 図７（ａ）は、透過画像の一例であり、図７（ｂ）は、画像処理アルゴリズムによる画像処理によって異物が適切に検出された評価画像の一例であり、図７（ｃ）は、画像処理アルゴリズムによる画像処理によって異物が適切に検出されていない評価画像の一例である。

図１に示されるように、Ｘ線検査装置（検査装置）１は、装置本体２と、支持脚３と、シールドボックス４と、搬送部５と、Ｘ線照射部６と、Ｘ線検出部７と、表示操作部８と、制御部２０と、を備えている。

Ｘ線検査装置１は、物品Ａを搬送しつつ物品ＡにＸ線（電磁波）を照射することによって物品ＡのＸ線透過画像を生成し、当該Ｘ線透過画像に基づいて物品Ａの検査（例えば、収納数検査、異物混入検査、欠品検査、割れ欠け検査等）を行う。検査前の物品Ａは、搬入コンベア５１によってＸ線検査装置１に搬入される。検査後の物品Ａは、搬出コンベア５２によってＸ線検査装置１から搬出される。Ｘ線検査装置１によって不良品と判定された物品Ａは、搬出コンベア５２の下流に配置された振分装置（図示省略）によって生産ライン外に振り分けられる。Ｘ線検査装置１によって良品と判定された物品Ａは、当該振分装置をそのまま通過する。

装置本体２は、制御部２０等を収容している。支持脚３は、装置本体２を支持している。シールドボックス４は、装置本体２に設けられている。シールドボックス４は、外部へのＸ線の漏洩を防止する。シールドボックス４の内部には、Ｘ線による物品Ａの検査が実施される検査領域Ｒが設けられている。シールドボックス４には、搬入口４ａ及び搬出口４ｂが形成されている。検査前の物品Ａは、搬入コンベア５１から搬入口４ａを介して検査領域Ｒに搬入される。検査後の物品Ａは、検査領域Ｒから搬出口４ｂを介して搬出コンベア５２に搬出される。搬入口４ａ及び搬出口４ｂのそれぞれには、Ｘ線の漏洩を防止するＸ線遮蔽カーテン（図示省略）が設けられている。

搬送部５は、シールドボックス４内に配置されている。搬送部５は、搬入口４ａから検査領域Ｒを介して搬出口４ｂまで、搬送方向Ｄに沿って物品Ａを搬送する。搬送部５は、例えば、搬入口４ａと搬出口４ｂとの間に掛け渡されたベルトコンベアである。

図１及び図２に示されるように、Ｘ線照射部６は、シールドボックス４内に配置されている。Ｘ線照射部６は、搬送部５によって搬送される物品ＡにＸ線を照射する。Ｘ線照射部６は、例えば、Ｘ線を出射するＸ線管と、Ｘ線管から出射されたＸ線を搬送方向Ｄに垂直な面内において扇状に広げるコリメータと、を有している。

Ｘ線検出部７は、シールドボックス４内に配置されている。Ｘ線検出部７は、Ｘ線照射部６から搬送部５によって搬送される物品Ａに向けて照射され、物品Ａを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出部７は、搬送方向Ｄに垂直な水平方向に沿って一次元に配列されたＸ線検出素子によって構成されたラインセンサである。

図１に示されるように、表示操作部８は、装置本体２に設けられている。表示操作部８は、各種情報を表示すると共に、各種条件の入力を受け付ける。表示操作部８は、例えば、液晶ディスプレイであり、タッチパネルとしての操作画面を表示する。この場合、オペレータは、表示操作部８を介して各種条件を入力することができる。

制御部２０は、装置本体２内に配置されている。制御部２０は、Ｘ線検査装置１の各部の動作を制御する。制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等で構成されている。ＲＯＭには、Ｘ線検査装置１を制御するためのプログラムが記録されている。Ｉ／Ｏポート及び通信ポートには、搬送部５、Ｘ線照射部６、Ｘ線検出部７、及び表示操作部８が接続されている。これにより、制御部２０は、Ｘ線検査装置１の各種動作を制御することができる。

制御部２０は、図３に示されるように、記憶部２１と、ＣＰＵ及びＲＡＭ等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵの制御のもと実行されることにより構成される、取得部２２、画像処理部２３、評価部２４、設定部２５、及び異物判定部２８を備えている。

記憶部２１は、複数の画像処理アルゴリズムを記憶する。記憶部２１に記憶する複数の画像処理アルゴリズムは、インターネット等のネットワークを介して外部から取得することができる。また、記憶部２１に記憶する複数の画像処理アルゴリズムは、ＵＳＢメモリ、ＣＦカード又はリムーバブルハードディスク等の外部記憶媒体から取得することができる。

記憶部２１に記憶する複数の画像処理アルゴリズムは、生物界における遺伝及び進化のメカニズムを応用した手法である遺伝的アルゴリズム（GA＝Genetic Algorithms）を採用して、Ｘ線検査装置１の仕様又は検査条件等に基づき複数の画像処理フィルタから自動生成することができる。なお、記憶部２１に予め記憶する複数の画像処理アルゴリズムは、遺伝的アルゴリズムを採用して生成されたアルゴリズム以外に、複数の画像処理フィルタを人手で適宜組み合わせたアルゴリズム等でもよい。

取得部２２は、異物Ｆが含まれる可能性がある物品Ａ（図４参照）にＸ線を透過させることで得られる透過画像Ｐ１１（図４参照）を取得する。画像処理部２３は、透過画像Ｐ１１に対し、後段にて詳述する設定部２５によって予め設定されている画像処理アルゴリズムを用いた画像処理を施して、多階調で表現された濃淡画像である処理画像Ｐ２を生成する。画像処理部２３は、生成した当該処理画像Ｐ２を表示操作部８に表示させる。

異物判定部２８は、画像処理部２３によって画像処理された処理画像Ｐ２に基づいて物品Ａの検査を行う。具体的には、異物判定部２８は、処理画像Ｐ２を一方向に走査したときの明るさの変化（例えば、明るさ急変部の有無）に基づいて、異物Ｆの有無を判定（良否の判定）する。異物判定部２８は、例えば、処理画像が表示される表示操作部８において、異物Ｆの周囲を枠等で囲んだり、文字を挿入したりして、検査結果を明示的に示してもよい。なお、本明細書における明るさとは、画像を構成するそれぞれの画素の明るさを意味し、濃淡値、濃度値、明度値、輝度値等により示される。

このようなＸ線検査装置１において異物Ｆの検査を行うためには、記憶部２１に記憶された複数の画像処理アルゴリズムの中から処理画像Ｐ２を生成するための画像処理アルゴリズムを予め選択し、検査に用いられる画像処理アルゴリズムとして設定しておく必要がある。そして、異物Ｆの検知精度を高めるためには、処理画像Ｐ２を生成するために最適な画像処理アルゴリズムを予め選択して設定しておく必要がある。このため、Ｘ線検査装置１は、複数の画像処理アルゴリズムの中から検査に用いる画像処理アルゴリズムを選択して設定する初期設定機能が備えられている。

従来のＸ線検査装置は、透過画像Ｐ１１に対して種々の画像処理アルゴリズムが施されたそれぞれの評価画像Ｐ３（図４参照）をオペレータに提示し、オペレータが主観的に最適と感じる評価画像Ｐ３を生成した画像処理アルゴリズムを、予め選択された画像処理アルゴリズムとして設定することができるという初期設定機能を有していた。本実施形態では、オペレータの手を介さず自動的に、複数の画像処理アルゴリズムの中から、最適な画像処理アルゴリズムを予め選択して設定することができる初期設定機能を有している。このような初期設定機能は、主に、取得部２２、画像処理部２３、評価部２４、及び設定部２５によって構成される。以下、本実施形態の初期設定機能について説明する。

はじめに、各画像処理アルゴリズムによって処理される画像である基準透過画像Ｐ１の取得機能について説明する。取得部２２は、図４に示されるように、異物Ｆが含まれる物品ＡにＸ線を透過させることで得られる透過画像Ｐ１１、又は、物品ＡにＸ線を透過させることで得られる良品透過画像ＰＡ１に異物ＦにＸ線を透過させることで得られる異物透過画像ＰＦを合成することにより生成される合成透過画像Ｐ１３を、基準透過画像Ｐ１として取得する。

取得部２２は、搬送部５としてのベルトコンベヤによって搬送される異物Ｆを含む物品Ａ（異物Ｆを含まない良品の物品に異物Ｆ又はテストピースを取り付けた物品Ａ）にＸ線を照射し、物品Ａを透過したＸ線を検出することで透過画像Ｐ１１を取得する。本実施形態の取得部２２は、Ｘ線の透過量が大きいほど明るく示され、Ｘ線の透過量が小さいほど暗く示される透過画像Ｐ１１を取得する。

取得部２２は、搬送部５としてのベルトコンベヤによって搬送される異物Ｆを含まない物品Ａ（良品の物品Ａ）にＸ線を照射し、良品の物品Ａを透過したＸ線を検出することで良品透過画像ＰＡ１を取得する。本実施形態の取得部２２は、Ｘ線の透過量が大きいほど明るく示され、Ｘ線の透過量が小さいほど暗く示される良品透過画像ＰＡ１を取得する。

また、取得部２２は、搬送部５としてのベルトコンベヤによって搬送される異物ＦにＸ線を照射し、異物Ｆを透過したＸ線を検出することで異物透過画像ＰＦを取得する。本実施形態の取得部２２は、Ｘ線の透過量が大きいほど明るく示され、Ｘ線の透過量が小さいほど暗く示される異物透過画像ＰＦを取得する。取得部２２は、このようにして得られた良品透過画像ＰＡ１に異物透過画像ＰＦ１を合成することによって、合成透過画像Ｐ１３を取得する。取得部２２は、Ｘ線の透過量が大きいほど明るく示され、Ｘ線の透過量が小さいほど暗く示される合成透過画像Ｐ１３を取得する。

良品透過画像ＰＡ１とは、異物Ｆを含まない検査対象物品のＸ線透過画像である。この良品透過画像ＰＡ１に異物透過画像ＰＦに基づいて生成される仮想異物画像ＰＦ３（図６参照）を合成して形成される合成透過画像Ｐ１３は、同種の物品の異物検査において使用される最適な画像処理アルゴリズムを評価するための基準とされる基準透過画像Ｐ１である。すなわち、仮想異物画像ＰＦ３は、良品透過画像ＰＡ１における仮想的な異物の大きさ、位置が予め分かっている。良品透過画像ＰＡ１に合成された仮想異物像の位置、大きさがわかっている状態で各画像処理アルゴリズムによる画像処理を行えるので、異物Ｆが存在する位置（画素）を設定する作業（ラベリング）等の手間が省け、各画像処理アルゴリズムによる画像処理結果から適切に異物検出ができるか否かにより各画像処理アルゴリズムを評価することができる。

ここで、取得部２２による合成透過画像Ｐ１３について、仮想異物画像ＰＦ３を用いて合成透過画像Ｐ１３を生成する機能について、より詳細に説明する。本実施形態のＸ線検査装置１では、異物Ｆの種類ごとの透過画像である仮想異物画像ＰＦ３（図６参照）を予め記憶（登録）することができる機能を有する。このような機能を有するＸ線検査装置１では、良品透過画像ＰＡ１を取得すれば、予め登録されている仮想異物画像ＰＦ３を用いて基準透過画像Ｐ１を生成できる。すなわち、良品の物品Ａに異物Ｆ（又はテストピース）を載置した状態のサンプルをベルトコンベヤに流し、基準透過画像Ｐ１を取得する手間が省略できる。以下、仮想異物画像ＰＦ３の生成機能について説明する。

図５（ａ）に示されるように、取得部２２は、複数の異物Ｆの透過画像ＰＦ０を取得する。具体的には、オペレータによって複数の異物Ｆが搬送部５としてのコンベヤベルト上に並べられ、Ｘ線検査装置１による透過画像が取得される。図５（ａ）は、種類が同じ異物Ｆであり、サイズが互いに異なっている。取得部２２は、例えば、オペレータが、異物Ｆとして登録したい異物Ｆが含まれる部分（領域）（例えば、図５（ａ）の枠部）が適宜な方法によって選択されると、当該部分を切り出して、図５（ｂ）に示される異物透過画像ＰＦを生成する。取得部２２は、図５（ｃ）に示される異物透過画像ＰＦを明暗反転させた異物透過画像ＰＦ１を取得する。

ここで、取得部２２は、異物透過画像ＰＦ１の明るさヒストグラムを生成し、明るさの最頻値を取得する。取得部２２は、当該最頻値を、異物透過画像ＰＦ１における異物Ｆ以外の部分である背景部分であると判定する。取得部２２は、異物透過画像ＰＦ１の全体について、上記の最頻値となる明るさを差し引き、図６（ａ）に示される異物Ｆ以外の部分の明るさを０とした異物領域画像ＰＦ２を取得する。すなわち、異物領域画像ＰＦ２は、明るさを０となる部分（黒で示される部分）を背景として、異物Ｆに対応する領域が周囲に比べて明るくなるように示された画像である。取得部２２は、図６（ｂ）に示されるように、異物領域画像ＰＦ２の異物Ｆに対応する領域を膨張させた、仮想異物画像ＰＦ３を生成する。

取得部２２は、上記の良品透過画像ＰＡ１に、仮想異物画像ＰＦ３を合成させることによって、合成透過画像Ｐ１３を生成する。このとき、取得部２２は、異物透過画像ＰＦ１において背景に対応する部分（領域）に対する異物Ｆに対応する部分（領域）の明るさの変化である第一変化量と、異物Ｆを含んだ物品ＡにＸ線を透過させることで得られる透過画像Ｐ１１において物品Ａに対応する部分に対する異物Ｆに対応する部分の明るさの変化である第二変化量と、を取得する。取得部２２は、上記の第一変化量と第二変化量とに基づいて、合成透過画像Ｐ１３を構成するそれぞれの画素の明るさを補正する。

より詳細には、以下の計算式により算出される合成画像の明るさに基づいて、合成透過画像Ｐ１３を構成するそれぞれの画素の明るさを補正する。


なお、調整係数とは、合成時の重みを示している。

本実施形態のＸ線検査装置１では、このような取得部２２による合成画像の補正によって、より現実に近い合成透過画像Ｐ１３を取得することができる。なお、図４では、Ｘ線の透過量が小さいほど暗く示される合成透過画像Ｐ１３を例に挙げて説明したが、これに限定されず明暗が逆であってもよい。また、透過画像Ｐ１１も同様に、明暗が逆であってもよい。

次に、各画像処理アルゴリズムを評価する機能について説明する。画像処理部２３は、評価部２４によって画像処理アルゴリズムの評価が行われる評価画像Ｐ３を生成する。具体的には、画像処理部２３は、取得部２２によって取得された基準透過画像Ｐ１に対し、記憶部２１に記憶された画像処理アルゴリズムを用いて画像処理を施して評価画像Ｐ３を生成する処理を、記憶部２１に記憶された複数の画像処理アルゴリズムのそれぞれについて行う。すなわち、図４に示されるように、画像処理部２３は、複数の画像処理アルゴリズムのそれぞれによって基準透過画像Ｐ１（透過画像Ｐ１１又は合成透過画像Ｐ１３）が画像処理された、複数の評価画像Ｐ３１，Ｐ３２，…，Ｐ３ｎを生成する。

なお、画像処理部２３は、記憶部２１に記憶された全て（例えば２００以上）の画像処理アルゴリズムに対する上記評価画像Ｐ３を生成してもよいし、例えば、種々の選出手法を用いて自動的に選出される一部（例えば５〜１０程度）の画像処理アルゴリズムに対する評価画像Ｐ３を生成してもよい。

評価部２４は、画像処理部２３によって生成される評価画像Ｐ３に基づいて、それぞれの画像処理アルゴリズムに対する異物の検出精度を評価する。評価部２４は、評価画像Ｐ３の異物Ｆに対応する部分の平均明るさ、異物Ｆに対応する部分の最小明るさ、及び異物Ｆ以外の物品Ａに対応する部分の最大明るさに基づいて算出されるScore（得点）に基づいて、異物Ｆの検出精度を評価する。

詳細には、評価部２４は、評価画像Ｐ３の異物Ｆに対応する部分（画素）が明るくなるほど、かつ異物Ｆ以外の物品Ａに対応する部分（画素）が暗くなるほどScoreが高くなるように設定された計算式に基づいて算出された得点に基づいて検出精度を評価する。より詳細には、評価部２４は、下記の算出式（１）により得られるScoreに基づいて、異物の検出精度を評価する。本実施形態では、評価部２４は、最大のScoreとなる評価画像Ｐ３を生成した画像処理アルゴリズムを最適アルゴリズムと判定する。

AveMinRate：レベル均一度（ただし、０〜１．００）

なお、異物Ｆ部分の部平均明るさが０の場合、AveMinRate＝０とする。
AveSub：平均レベル差（ただし、０〜１００）
平均レベル差＝（異物Ｆ部分の平均明るさ）−（異物Ｆ部分以外の最大明るさ）
MinSub：最小レベル差（ただし、０〜１００）
最小レベル差＝（（異物Ｆ部分の最小明るさ）−（異物Ｆ部分以外の最大明るさ））×２
AveRate：平均コントラスト（ただし、０〜１００）

MinRate：最小コントラスト（ただし、０〜１００）

上述の算出式（１）によれば、下記に示すとおり、画像処理アルゴリズムを正しく評価することが可能なことを説明する。まず、異物Ｆが４箇所に含まれたサンプル品の透過画像Ｐ１１（図７（ａ）参照）を基準透過画像Ｐ１として取得し、当該基準透過画像Ｐ１に対し、第一の画像処理アルゴリズムと、第一の画像処理アルゴリズムとは異なる第二の画像処理アルゴリズムとをそれぞれ施して、評価画像Ｐ３１と評価画像Ｐ３２とを生成した。評価画像Ｐ３１は、画像処理アルゴリズムによる画像処理によって良好に異物Ｆが検出された画像であり、評価画像Ｐ３２は、画像処理アルゴリズムによる画像処理によって異物Ｆが適切に検出することができなった画像であることが分かる。

このような評価画像Ｐ３１及び評価画像Ｐ３２のそれぞれを、上記の算出式（１）に基づいてScoreを算出すると、下記に示される表１の結果となる。すなわち、上記の算出式（１）によれば、良好に異物Ｆが検出された画像のScoreは、異物Ｆが適切に検出することができなった画像のScoreよりも大きくなることが分かる。

設定部２５は、記憶部２１に記憶された複数の画像処理アルゴリズムのうち評価部２４によって選択された１つを、検査に用いる画像処理アルゴリズムとして設定（確定）する。本実施形態の設定部２５は、評価部２４によって算出されたScoreの点数が最も高い画像処理アルゴリズムを検査に用いる画像処理アルゴリズムとして設定する。設定部２５は、複数種（例えば２００〜３００種）の物品Ａのそれぞれについて、複数の感度レベルごとに、評価部２４によって最適と評価された画像処理アルゴリズムを設定する。

次に、以上のように構成されたＸ線検査装置１において、物品Ａについて、異物Ｆの種類ごと、感度レベルごとに最適な画像処理アルゴリズムを設定する手順（初期設定）を行う手順について説明する。また、ここでは、合成透過画像Ｐ１３を基準透過画像Ｐ１として用いる手順について説明する。

オペレータは、初期設定画面である感度オートセットメニュー画面において、例えば、感度レベル４〜７で抽出したい異物Ｆの種類をセットする。次に、オペレータは、Ｘ線の出力レベル及び画像強調レベルの設定を感度オートセットによって決定した後、異物Ｆが含まれる可能性のある物品Ａであって、異物Ｆが含まれない良品の物品Ａを搬送部５に流して、良品透過画像ＰＡ１を取得させる。オペレータは、当該作業を繰り返して、１０個の良品透過画像ＰＡ１を取得させる。

次に、オペレータは、良品透過画像ＰＡ１に、感度レベル４のときに抽出したい異物Ｆに対応する仮想異物画像ＰＦ３を選択する。Ｘ線検査装置１は、オペレータによって選択された仮想異物画像ＰＦ３を１０個の良品透過画像ＰＡ１のそれぞれに合成して、１０個の合成透過画像Ｐ１３を生成する。Ｘ線検査装置１では、１０個の合成透過画像Ｐ１３が生成されると、自動的に又はオペレータの操作によって、１０個の合成透過画像Ｐ１３に対する、複数の画像処理アルゴリズムによる画像処理が開始される。画像処理アルゴリズムは、上述したとおり、記憶部２１（外部記憶媒体を含む）に記憶されている。

Ｘ線検査装置１では、複数の画像処理アルゴリズムによって処理されたそれぞれの評価画像Ｐ３が生成されると、評価画像Ｐ３のそれぞれについて、異物の検出精度を評価するためのScoreが算出される。Ｘ線検査装置１は、Scoreが最も高い画像処理アルゴリズムを選出し、検査に用いられる画像処理アルゴリズムとして自動的に設定される。ここでは、ある物品Ａについて、ある異物Ｆの感度レベル４に最適な画像処理アルゴリズムが設定される。オペレータは、同様の手順を、感度レベル５〜７についても繰り返す。

このような初期設定が行われたＸ線検査装置１において物品Ａの検査をする場合、オペレータは、少なくとも物品Ａの種類を選択さえすれば、複数の画像処理アルゴリズムの中から予め選択された画像処理アルゴリズムを用いて透過画像Ｐ１１の画像処理が施され、物品Ａの検査が実行される。

以上説明したように、本実施形態に係るＸ線検査装置１では、記憶部２１に記憶された複数の画像処理アルゴリズムによって基準透過画像Ｐ１をそれぞれ処理することにより得られる評価画像Ｐ３に基づいて、それぞれの画像処理アルゴリズムに対する異物Ｆの検出精度が評価されるので、画像処理アルゴリズムの客観的な評価が可能となる。そして、客観的に評価された画像処理アルゴリズムの中から、検査時において画像処理する際の予め選択された画像処理アルゴリズムとして自動的に設定される。この結果、予め記憶された複数の画像処理アルゴリズムの中から最適な画像処理アルゴリズムを人の手を介さずに設定することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

上記実施形態では、一つのラインセンサからなるＸ線検出部７を例に挙げて説明したが、第一ラインセンサ及び第二ラインセンサの二つのラインセンサを有していてもよい。この場合、第一ラインセンサは低エネルギー帯のＸ線を検出し、第二ラインセンサは、低エネルギー帯よりも高いエネルギー帯のＸ線を検出する、いわゆるデュアルエナジーセンサであってもよい。この場合も、第一ラインセンサ及び第二ラインセンサの検出により生成される透過画像に対し、それぞれ適切な画像処理アルゴリズムが施される。したがって、初期設定においても、物品Ａについて、異物Ｆの種類ごと、感度レベルごとに、第一ラインセンサ及び第二ラインセンサのそれぞれに対する最適な画像処理アルゴリズムが設定される。

上記実施形態では、物品Ａについて、異物Ｆの種類ごと、感度レベルごとに最適なアルゴリズムを一つ設定する例を挙げて説明したが、二つ以上が選択され、予め選択された画像処理アルゴリズムとして設定されてもよい。

上記実施形態では、取得部２２は、合成透過画像Ｐ１３の生成方法の例として、物品Ａに電磁波を透過させることで得られる透過画像（良品透過画像ＰＡ１）に、異物透過画像ＰＦを合成することにより生成される例を挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、良品透過画像ＰＡ１を構成する画素の少なくとも一部の画素値を、電磁波の吸収特性等に基づいて決定される所定の画素値に基づいて変更する処理を行ってもよい。このような処理は、コンピュータプログラムによって処理されてもよい。

また、上記実施形態では、検査装置がＸ線検査装置１である形態を一例に説明した。しかし、本開示に係る検査装置は、Ｘ線検査装置１に限定されず、電磁波を利用して物品Ａの異物検査を行う装置であればよい。ここで、電磁波とは、Ｘ線、近赤外線、光、その他の電磁波である。また、物品Ａの種類は特に限定されず、様々な物品Ａを検査対象とすることができる。同様に、異物の種類は特に限定されず、様々な異物を検査対象とすることができる。

１…Ｘ線検査装置、５…搬送部、６…Ｘ線照射部、７…Ｘ線検出部、８…表示操作部、２０…制御部、２１…記憶部、２２…取得部、２３…画像処理部、２４…評価部、２５…設定部、２８…異物判定部、Ｐ１…基準透過画像、Ｐ１１…透過画像、Ｐ１３…合成透過画像、Ｐ２…処理画像、Ｐ３…評価画像、ＰＡ１…良品透過画像、ＰＦ，ＰＦ１…異物透過画像、ＰＦ３…仮想異物画像。

Claims (6)

1. 物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像に対して、複数の画像処理アルゴリズムの中から予め選択された画像処理アルゴリズムを用いて画像処理し、その画像処理結果に基づいて前記物品に含まれる異物の有無を検査する検査装置であって、
   複数の前記画像処理アルゴリズムを記憶する記憶部と、
   異物を付与した前記物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像、又は前記物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像に仮想的に前記異物を合成することにより生成される合成透過画像を、基準透過画像として取得する取得部と、
   前記記憶部に記憶された複数の前記画像処理アルゴリズムによって前記基準透過画像をそれぞれ処理することにより得られる評価画像に基づいて、それぞれの前記画像処理アルゴリズムに対する前記異物の検出精度を評価する評価部と、
   前記評価部における評価に基づいて、前記画像処理アルゴリズムの少なくとも１つを、前記予め選択された画像処理アルゴリズムとして設定する設定部と、を備える、検査装置。
2. 前記合成透過画像は、前記物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像の少なくとも一部に、前記異物に電磁波を透過させることで得られる透過画像を合成することにより生成される、請求項１記載の検査装置。
3. 前記評価部は、前記評価画像の前記異物に対応する部分の平均明るさ、前記異物に対応する部分の最小明るさ、及び前記異物以外の前記物品に対応する部分の最大明るさに基づいて算出される得点に基づいて前記検出精度を評価する、請求項１又は２記載の検査装置。
4. 前記画像処理アルゴリズムによる前記基準透過画像の処理の結果、前記電磁波の透過量が大きいほど暗く示され、前記透過量が小さいほど明るく示される前記評価画像が得られる場合、
   前記評価部は、前記評価画像の前記異物に対応する部分が明るくなるほど、かつ前記異物以外の前記物品に対応する部分が暗くなるほど得点が高くなるように設定された計算式に基づいて算出された前記得点に基づいて前記検出精度を評価する、請求項１〜３の何れか一項記載の検査装置。
5. 前記取得部は、ベルトコンベヤに載置された状態で搬送される前記異物に電磁波を透過させることにより取得される透過画像に基づいて、電磁波の透過量が大きいほど暗く示され、前記透過量が小さいほど明るく示されると共に、前記透過画像から前記異物に対応する部分と前記異物の周囲の背景に対応する部分とを切り出した異物透過画像を生成し、前記異物透過画像を構成するそれぞれの画素の明るさから前記異物透過画像における明るさの最頻値となる明るさを差し引くことにより、前記背景に対応する部分の明るさを０とする仮想異物画像を生成し、前記物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像に前記仮想異物画像を合成することによって前記合成透過画像を生成する、請求項１〜４の何れか一項記載の検査装置。
6. 前記取得部は、
   前記異物透過画像における前記背景に対応する部分に対する前記異物に対応する部分の明るさの変化である第一変化量と、
   前記異物が含まれる前記物品に電磁波を透過させることで得られる透過画像において、前記物品に対応する部分に対する前記異物に対応する部分の第二変化量と、を取得し、
   前記取得部は、前記第一変化量と前記第二変化量とに基づいて、前記合成透過画像を構成するそれぞれの画素の明るさを補正する、請求項５記載の検査装置。