JP2022135329A - 判定装置、判定方法、および判定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】容器への映り込みの影響を排して、容器に添付される添付物の有無を判定する。【解決手段】ボトル状の容器Ｂに添付される、少なくとも一部に蛍光塗料が塗布されている添付物Ｌの有無を判定可能な判定装置１であって、容器Ｂを、当該容器Ｂの上面側から撮像可能な撮像装置２と、容器Ｂに対して紫外線を照射可能な紫外線照射装置３と、演算装置４と、を備え、演算装置４は、撮像装置２が撮像した画像データを取得する取得処理と、画像データのうちの、上面に対応する領域である上面領域を特定する上面領域特定処理と、画像データのうちの、上面領域を基準とする所定の条件に従って抽出される領域を、検査領域として特定する検査領域特定処理と、検査領域における添付物Ｌに対応する部分の有無を判定する判定処理と、を実行可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ボトル状の容器に添付される添付物の有無を判定可能な判定装置、判定方法、および判定プログラムに関する。

液体製品を販売する場合、各国の法令により、当該液体製品に係る情報を表示することが義務付けられる場合がある。たとえば、液体製品の一例である飲料製品を日本国内において販売する場合、当該飲料製品の内容物である飲料について、名称、保存の方法、消費期限又は賞味期限、原材料名、添加物、内容量、栄養成分の量及び熱量、事業者の氏名又は名称及び住所、ならびに製造所等の所在地、を表示することが義務付けられている（内閣府令第十号食品表示基準第三条）。また、ポリエチレンテレフタレート製飲料用ボトルを容器として飲料製品を販売する場合には、分別回収を容易にするための材質表示を付すことが義務付けられている（資源の有効な利用の促進に関する法律第二十四条）。さらに、業界団体（たとえば、全国清涼飲料工業会）が設定するガイドラインに従った表示が求められる場合がある。

このような表示（以下、「義務表示等」という。）を行う手段としては、容器を包囲する態様でラベルを装着することが汎用され、ロールラベルおよびシュリンクラベルは当該用途に用いられるラベルの代表例である。ラベルに表示されている事項の一部は、これを表示することが法令で定められている事項であるので、ラベルに欠陥がある製品を市場に流通させることは認められない。

そこで、液体製品の製造においては、ラベルが確実に添付されているか否かを検査する検査装置が用いられる。たとえば特開２０２０－２７０８５号公報（特許文献１）には、搬送手段により搬送される容器を上方から撮影した画像に基づいてラベルの装着の良否を判定するラベル検査装置が開示されている。また、特許第６３５９３６４号公報（特許文献２）には、容器を側方から撮影した画像に基づいてラベルの良否判定を行う容器検査装置が開示されている。

特開２０２０－２７０８５号公報 特許第６３５９３６４号公報

近年、容器自身のデザインや液体製品の外観などを製品の個性として消費者に訴求することを企図して、従来のラベルより面積が小さい添付物を容器の肩部などに付して、当該添付物に義務表示等を表示することが試みられている。この場合、容器の多くの部分がラベルに覆われずに露出することになるが、容器がガラスやプラスチックなどの光を反射しやすい材料で形成されている場合、光を反射しやすい容器の表面が多く露出することになる。このような構成の液体製品について、たとえば特許文献１のラベル検査装置を用いてラベルの装着の良否を判定しようとすると、検査対象の容器に正しく添付されている添付物と検査対象の容器の表面に映り込んだ物体とを区別できず、ラベルの装着の良否が誤って判定される場合があった。

そこで、容器への映り込みの影響を排して、容器に添付される添付物の有無を判定できる判定装置、判定方法、および判定プログラムの実現が求められる。

本発明に係る判定装置は、ボトル状の容器に添付される、少なくとも一部に蛍光塗料が塗布されている添付物の有無を判定可能な判定装置であって、前記容器を、当該容器の上面側から撮像可能な撮像装置と、前記容器に対して紫外線を照射可能な紫外線照射装置と、演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記撮像装置が撮像した画像データを取得する取得処理と、前記画像データのうちの、前記上面に対応する領域である上面領域を特定する上面領域特定処理と、前記画像データのうちの、前記上面領域を基準とする所定の条件に従って抽出される領域を、検査領域として特定する検査領域特定処理と、前記検査領域における前記添付物に対応する部分の有無を判定する判定処理と、を実行可能に構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る判定方法は、撮像装置と、紫外線照射装置と、演算装置と、を備える判定装置が、ボトル状の容器に添付される添付物の有無を判定する判定方法であって、前記添付物の少なくとも一部に蛍光塗料が塗布されており、前記容器を上面側から撮像した画像データを取得する取得工程と、前記画像データのうちの、前記上面に対応する領域である上面領域を特定する上面領域特定工程と、前記画像データのうちの、前記上面領域を基準とする所定の条件に従って抽出される領域を、検査領域として特定する検査領域特定工程と、前記検査領域における前記添付物に対応する部分の有無を判定する判定工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る判定プログラムは、ボトル状の容器に添付される、少なくとも一部に蛍光塗料が塗布されている添付物の有無を、前記容器を上面側から撮像した画像データに基づいて判定可能な判定プログラムであって、前記画像データのうちの、前記上面に対応する領域である上面領域を特定する上面領域特定処理と、前記画像データのうちの、前記上面領域を基準とする所定の条件に従って抽出される領域を、検査領域として特定する検査領域特定処理と、前記検査領域における前記添付物に対応する部分の有無を判定する判定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

これらの構成によれば、容器への映り込みの影響を排して、容器に添付される添付物の有無を判定できる。上記の構成では、添付物に塗布された蛍光塗料が蛍光を発するように紫外線を照射した状態で容器を撮像できるので、添付物から特異的に蛍光が発せられている状態の画像を取得できる。そして、この画像を基礎として判定を行うことによって、蛍光を発する添付物と、蛍光を発しない映り込み像とを明確に区別できる。

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

本発明に係る判定装置は、一態様として、前記所定の条件は、前記上面領域からの離間距離が所定の基準値以内であることを含む条件であることが好ましい。

この構成によれば、容器の口部周辺や肩部などに添付部が装着される場合に、適切な検査領域を設定できるので、判定精度が向上しうる。

本発明に係る判定装置は、一態様として、前記容器はサポートリングを有し、前記上面領域特定処理において、前記画像データのうちの前記サポートリングに対応する領域の内側を前記上面領域として特定することが好ましい。

この構成によれば、画像データにおいてサポートリングが他の部分より明るく写りやすいことを利用して上面領域を正しく特定でき、これによって判定精度が向上しうる。

本発明に係る判定装置は、一態様として、前記容器の前記上面には印刷が施されており、前記上面領域特定処理において、前記画像データのうちの前記印刷に対応する領域に基づいて前記上面領域を特定することが好ましい。

この構成によれば、画像データにおいて容器上面の印刷が他の部分より明るく写りやすいことを利用して上面領域を正しく特定でき、これによって判定精度が向上しうる。

本発明に係る判定装置は、一態様として、前記撮像装置は、一軸上に並べられた複数の前記容器を同時に撮像可能であり、前記演算装置は、前記上面領域特定処理において、複数の前記容器のそれぞれについて前記上面領域を特定し、前記検査領域特定処理において、複数の前記容器のそれぞれについて前記検査領域を特定し、ここで、前記所定の条件は、隣接する二つの前記容器に係る前記検査領域が重複することがないように設定され、前記判定処理において、複数の前記容器のそれぞれについて前記添付物に対応する部分の有無を判定することが好ましい。

この構成によれば、複数の容器を同時に判定する場合であっても、それぞれの容器について適切な判定結果が得られる。特に、隣接する容器に起因する映り込みが生じうる場合であっても、添付物の有無を正確に判定しうる。

本発明に係る判定装置は、一態様として、前記判定処理において、前記添付物に対応する部分が存在すると判定した場合に、前記添付物に対応する部分の数量をさらに判定することが好ましい。

この構成によれば、容器に添付物が添付されていない態様の異常に加えて、容器に過剰の添付物が添付されている態様の異常も検出できる。

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

実施形態に係る判定装置の使用状態を示す模式図である。 実施形態に係るペットボトルの斜視図である。 実施形態に係る画像データの模式図である。 実施形態に係る二値化された画像データの模式図である。

本発明に係る判定装置、判定方法、判定プログラムの実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係る判定装置を、ペットボトルＢ（ボトル状の容器の例）に添付される粘着ラベルＬ（添付物の例）の有無を判定可能な判定装置１（図１）に適用した例について説明する。

〔ペットボトルの構成〕
ペットボトルＢは、ポリエチレンテレフタレート製のボトル状容器である（図２）。ペットボトルＢの肩部には、粘着ラベルＬが添付される。粘着ラベルＬには、粘着ラベルＬがペットボトルＢに貼付（添付の例）される前に、あらかじめ蛍光塗料が塗布されている。ペットボトルＢの口部は蓋Ｃによって封止されており、当該口部の下方にはサポートリングＳが設けられている。サポートリングＳは、口部から径方向外側に延出しており、サポートリングＳの直径は蓋Ｃの直径より大きい。なお、サポートリングＳは、ペットボトルＢに液体製品を充填する過程において、充填装置によって支持される部分である。

〔判定装置の構成〕
判定装置１は、撮像装置２と、紫外線照射装置３と、演算装置４と、を備える（図１）。撮像装置２は画像データを出力可能なデジタルカメラとして、演算装置４はコンピュータとして、それぞれ実装されている。

ペットボトルＢの出荷ラインでは、ペットボトルＢを２４本（６本×４本）並べた列が形成され、当該列がブランクシートの上にスライドされたのちにブランクシートが箱体に組み立てられる、という手順で、ペットボトルＢが２４本収容された梱包製品が完成される。本実施形態では、ペットボトルＢが２４本並べられた列が、ブランクシートの上にスライドされる経路の上方に、撮像装置２が設けられている。撮像装置２は、ペットボトルＢの移動方向Ｘに直交する軸Ｙ上の６本のペットボトルＢ（一軸上に並べられた複数の容器の例）をその撮像範囲に含むように設けられている。撮像装置２は、ブランクシートの上にスライドされる途中のペットボトルＢの列を撮像して画像データ５を生成する。このように、撮像装置２は、ペットボトルＢの上方（蓋Ｃ側）からペットボトルＢを撮像できる。

紫外線照射装置３は、撮像装置２の撮像範囲内にある６本のペットボトルＢに対して紫外線を照射できるように構成されている。紫外線照射装置３からペットボトルＢに対して照射される紫外線は、粘着ラベルＬに塗布されている蛍光塗料の励起波長の成分を含んでいる。したがって、粘着ラベルＬが紫外線照射装置３から照射された紫外線を受けると、粘着ラベルＬに塗布された蛍光塗料が蛍光を発する。撮像装置２は、紫外線照射装置３から紫外線が照射されている状態のペットボトルＢを撮像する。

演算装置４は、撮像装置２が撮像した画像データ５を取得可能であるとともに、画像データ５に基づいて粘着ラベルＬの有無を判定する一連の処理を実行可能なコンピュータとして実装されている。以下では、粘着ラベルＬの有無を判定する一連の処理について順に説明する。なお、各処理は、画像データ５の６本のペットボトルＢのそれぞれに対応する部分ごとに行われる。

第一に、演算装置４は、画像データ５を取得する。粘着ラベルＬは蛍光を発しているため、画像データ５において粘着ラベルＬに対応する部分は、他の領域に比べて明確に輝度が高い。また、サポートリングＳはペットボトルＢの他の領域に比べて肉厚に形成されているため光を乱反射しており、これによって画像データ５において他の領域より輝度が高くなりやすい。加えて、蓋Ｃの上面に施された印刷物を形成する材料に、蛍光を発する物質が一部含まれているため、当該印刷物の部分も、画像データ５において他の領域より輝度が高くなりやすい。

第二に、演算装置４は、画像データ５の二値化処理を行う。二値化処理後の画像データ５１の模式図を図４に示す。図４では、二値化処理後の明領域のみが着色されており、着色されていない領域は暗領域を表す。また図４では、撮像対象の６本のペットボトルＢに対応する部分を破線で示している。

二値化処理後の画像データ５１には、粘着ラベルＬに対応する部分（明領域５２）、サポートリングＳに対応する部分（明領域５３）、および蓋Ｃの上面の印刷物に対応する部分（明領域５４）が存在する。明領域５２は、粘着ラベルＬに対応する形状の明領域として現れ、粘着ラベルＬが蛍光を発しているため画像データ５１中で最も輝度が高い。明領域５３は、サポートリングＳに対応する円環状の明領域として現れる。明領域５４は、蓋Ｃの上面の印刷物の形状（本実施形態では星型）に対応する形状の明領域として現れる。明領域５３および明領域５４と暗領域との境界は、明領域５２と暗領域との境界に比べて不明瞭な場合がある。二値化処理の閾値は、明領域５３および明領域５４の少なくとも一方が明領域として認識される限りにおいて、できる限り大きな値に設定することが好ましい。

第三に、演算装置４は、画像データ５１のうちの、蓋Ｃの上面（容器の上面の例）に対応する領域である上面領域５５を特定する上面領域特定処理を実行する。画像データ５１において、サポートリングＳに対応する明領域５３が特定されている場合は、明領域５３の内側を上面領域５５として特定する。画像データ５１において、蓋Ｃの上面の印刷物に対応する明領域５４が特定されている場合は、明領域５４を中心に拡がる所定の範囲を上面領域５５として特定する。明領域５３に基づく特定方法と、明領域５４に基づく特定方法とは、いずれを採用してもよく、たとえばペットボトルＢごとにより好ましい特定方法を用いてもよい。ここで、より好ましい特定方法は、たとえば、明領域５３および明領域５４のうちの輝度が高いものを基準とする特定方法を選択する、などの基準により選択されうる。

第四に、演算装置４は、上面領域５５の径方向外側に拡がる領域を検査領域５６として特定する検査領域特定処理を実行する。具体的には、上面領域５５の中心を中心とする一辺６５ｍｍの正方形状の範囲（上面領域を基準とする所定の条件の例）を、検査領域５６として特定する。ここで、検査領域５６の一辺の長さ（６５ｍｍ）は、ペットボトルＢの上面図寸法を考慮して設定され、並べられた状態のペットボトルＢの中心軸間の離間距離Ｄｘ（図３）より小さい値に設定される。これによって、検査領域５６は、画像データ５１におけるあるペットボトルＢに対応する部分をほぼ包含し、かつ、隣接するペットボトルＢに対応する部分をその領域内に含まないように特定される。このとき、複数のペットボトルＢに関連する検査領域５６同士が重複することがない。なお、ペットボトルＢの上面図寸法が異なれば検査領域５６の適切な範囲の大きさも異なるので、検査領域５６の一辺の長さはペットボトルＢの上面図寸法に応じて適宜設定される。

第五に、演算装置４は、検査領域５６における粘着ラベルＬに対応する部分の有無を判定する判定処理を実行する。本実施形態では、粘着ラベルＬがペットボトルＢの肩部から上方に立ち上がる形で貼付されているので、上面領域５５の外側に拡がる検査領域５６に明領域５２が存在する場合、粘着ラベルＬが貼付されていると判定する。反対に、検査領域５６内に明領域５２が存在しない場合は、粘着ラベルＬが貼付されていないと判定する。これによって、ペットボトルＢに粘着ラベルＬが貼付されていない態様の異常を検出しうる。

このように本実施形態では、粘着ラベルＬに塗布された蛍光塗料に起因して、画像データ５１において粘着ラベルＬに対応する部分が明領域５２として現れることに基づいて、粘着ラベルＬの有無を判定する。そのため、判定結果は、ペットボトルＢの肩部に映り込む物体の影響を受けない。

また、検査領域５６内に明領域５２が存在する場合、検査領域５６内における明領域５２の数量を同時に検出する。明領域５２の数量は、ペットボトルＢに貼付されている粘着ラベルＬの数量に対応するので、たとえば、一本のペットボトルＢに複数の粘着ラベルＬが貼付されている態様の異常を検出しうる。

演算装置４は、以上の一連の処理を、画像データ５の、６本のペットボトルＢのそれぞれに対応する部分ごとに行う。そして、６本のペットボトルＢのそれぞれに一つずつの粘着ラベルＬが貼付されている場合に、当該６本のペットボトルＢが正常であると判定する。さらに、この判定を４回繰り返して、梱包単位である２４本のペットボトルＢのそれぞれに一つずつの粘着ラベルＬが貼付されていると判定された場合に、当該２４本のペットボトルＢが正常であると判定する。反対に、２４本のペットボトルＢのうちの少なくとも一本に、粘着ラベルＬが貼付されていない態様、または複数の粘着ラベルＬが貼付されている態様の異常を検出した場合は、当該異常が検出されたペットボトルＢを含む２４本のペットボトルＢが異常であると判定する。このとき演算装置４は、異常が発生した旨を管理者に知らせるための警報を発するための信号、異常であると判定されたペットボトルＢを含む梱包体を出荷対象の製品から排斥する動作を、出荷ラインを構成する装置に行わせるための信号、および、出荷ラインを構成する各装置の動作を停止するための信号、を発信する。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る判定装置、判定方法、判定プログラムのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

上記の実施形態では、判定装置１が、ペットボトルＢに添付される粘着ラベルＬの有無を判定可能に構成されている例について説明した。しかし、本発明において判定対象とする添付物の形状は、ボトル状の容器に添付されうる形状である限り限定されず、たとえば容器の口部に嵌着されるタグであってもよい。

上記の実施形態では、上面領域特定処理に先立って二値化処理を行い、二値化処理後の画像データ５１に基づいて上面領域特定処理を実行する構成を例として説明した。しかし、本発明において、上面領域特定処理に先立って行われる前処理の段階が設けられてもよいし、設けられなくてもよい。また、かかる前処理は、上記に例示した二値化処理に限定されず、画像解析の分野で通常用いられる任意の処理が適用されうる。

上記の実施形態では、上面領域特定処理において上面領域を特定する方法として、サポートリングＳに対応する明領域５３の内側を上面領域５５として特定する方法、および、蓋Ｃの上面の印刷物に対応する明領域５４を中心に拡がる所定の範囲を上面領域５５として特定する方法、を例示した。しかし、本発明において上面領域を特定する方法は特に限定されず、たとえば、容器の上面とその他の部分との色彩の違いに基づいて上面領域を特定する方法であってもよい。

上記の実施形態では、検査領域特定処理において、上面領域５５の中心を中心とする正方形状の範囲を検査領域５６として特定する構成を例として説明した。しかし、本発明において検査領域を特定する方法は特に限定されず、たとえば、上面領域を中心に拡がる円形の領域を検査領域として特定してもよい。

本発明において、判定処理における具体的なアルゴリズムは、容器および添付物の形状や添付物の添付方法などに応じて適宜設定されうる。また、たとえば、容器および添付物が存在する場合と、容器のみが存在する場合と、の双方または一方について教師データを用意し、当該教師データに基づいて演算装置に学習済みモデルを構築させれば、当該学習済みモデルに基づいて添付物に対応する部分の有無を判定できる。

上記の実施形態では、一軸上に６本のペットボトルＢが並べられた列を一括して撮像し、当該６本のペットボトルＢにおける粘着ラベルＬの有無を一括で判定する構成を例として説明した。しかし、本発明において一度に判定対象とする容器は、単数であっても複数であってもよい。

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、たとえばペットボトルに添付される粘着ラベルの有無の判定に利用することができる。

１ ：判定装置
２ ：撮像装置
３ ：紫外線照射装置
４ ：演算装置
５ ：画像データ
５１ ：二値化処理された画像データ
５２ ：明領域（ラベル）
５３ ：明領域（サポートリング）
５４ ：明領域（印刷物）
５５ ：上面領域
５６ ：検査領域
Ｂ ：ペットボトル
Ｓ ：サポートリング
Ｃ ：蓋
Ｌ ：粘着ラベル

Claims (8)

1. ボトル状の容器に添付される、少なくとも一部に蛍光塗料が塗布されている添付物の有無を判定可能な判定装置であって、
   前記容器を、当該容器の上面側から撮像可能な撮像装置と、
   前記容器に対して紫外線を照射可能な紫外線照射装置と、
   演算装置と、を備え、
   前記演算装置は、
   前記撮像装置が撮像した画像データを取得する取得処理と、
   前記画像データのうちの、前記上面に対応する領域である上面領域を特定する上面領域特定処理と、
   前記画像データのうちの、前記上面領域を基準とする所定の条件に従って抽出される領域を、検査領域として特定する検査領域特定処理と、
   前記検査領域における前記添付物に対応する部分の有無を判定する判定処理と、を実行可能に構成されている判定装置。
2. 前記所定の条件は、前記上面領域からの離間距離が所定の基準値以内であることを含む条件である請求項１に記載の判定装置。
3. 前記容器はサポートリングを有し、
   前記上面領域特定処理において、前記画像データのうちの前記サポートリングに対応する領域の内側を前記上面領域として特定する請求項１または２に記載の判定装置。
4. 前記容器の前記上面には印刷が施されており、
   前記上面領域特定処理において、前記画像データのうちの前記印刷に対応する領域に基づいて前記上面領域を特定する請求項１～３のいずれか一項に記載の判定装置。
5. 前記撮像装置は、一軸上に並べられた複数の前記容器を同時に撮像可能であり、
   前記演算装置は、
   前記上面領域特定処理において、複数の前記容器のそれぞれについて前記上面領域を特定し、
   前記検査領域特定処理において、複数の前記容器のそれぞれについて前記検査領域を特定し、ここで、前記所定の条件は、隣接する二つの前記容器に係る前記検査領域が重複することがないように設定され、
   前記判定処理において、複数の前記容器のそれぞれについて前記添付物に対応する部分の有無を判定する請求項１～４のいずれか一項に記載の判定装置。
6. 前記判定処理において、前記添付物に対応する部分が存在すると判定した場合に、前記添付物に対応する部分の数量をさらに判定する請求項１～５のいずれか一項に記載の判定装置。
7. 撮像装置と、紫外線照射装置と、演算装置と、を備える判定装置が、ボトル状の容器に添付される添付物の有無を判定する判定方法であって、
   前記添付物の少なくとも一部に蛍光塗料が塗布されており、
   前記容器を上面側から撮像した画像データを取得する取得工程と、
   前記画像データのうちの、前記上面に対応する領域である上面領域を特定する上面領域特定工程と、
   前記画像データのうちの、前記上面領域を基準とする所定の条件に従って抽出される領域を、検査領域として特定する検査領域特定工程と、
   前記検査領域における前記添付物に対応する部分の有無を判定する判定工程と、を含む判定方法。
8. ボトル状の容器に添付される、少なくとも一部に蛍光塗料が塗布されている添付物の有無を、前記容器を上面側から撮像した画像データに基づいて判定可能な判定プログラムであって、
   前記画像データのうちの、前記上面に対応する領域である上面領域を特定する上面領域特定処理と、
   前記画像データのうちの、前記上面領域を基準とする所定の条件に従って抽出される領域を、検査領域として特定する検査領域特定処理と、
   前記検査領域における前記添付物に対応する部分の有無を判定する判定処理と、をコンピュータに実行させる判定プログラム。

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