JP2692299B2 - 地合計測方法 - Google Patents

地合計測方法

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政宏 矢ヶ部
智史 鈴木
幸一 石橋
一男 出川
康二 左海
茂樹 村山
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は紙の透過光のむらを平面画像として把握し、
紙の性質、品質を評価し、ひいては品質の改良の制御手
段とするための地合計測方法に関するものである。
[従来の技術] 紙の地合(微小な厚みむら)の良否は、シート中の繊
維のばらつきの程度の良否を意味し、一般に光源を内蔵
した検査ボックスの上に、サンプル・シートを乗せて、
その透明分布を目視検査することにより行われてきた。
この方法は各工場で広く実施されているが、多分に主
観的なものであり、この判定には十分なる知識と永い経
験を必要とすることから検査結果に個人差が生じる。
このため、従来、第7図に示されるような地合計が考
え出され実際に使用されている。この地合計は、地合を
計測すべき走行中の紙aの上下位置に、該紙aを挟む如
く上下ヘッドb,cを配設し、下ヘッドc内に、電源に接
続されたレーザのようは光源dと、該光源dからの光e
を前記紙aに照射するミラーfとを設けると共に、前記
上ヘッドb内に、前記紙aを透過してくる光eをミラー
g、フィルタh、及びレンズiを介して受光するフォト
セルjを設けて構成されている。
これにより、前記光源dから出た光eはミラーfを介
して紙aに照射され、該紙aを透過した光eがミラー
g、フィルタh、及びレンズiを経てフォトセルjへ入
射され電圧に変換されて出力され、第8図に示される如
く時間に対する地合指数として電圧値が表示される。
又、前記地合指数が計測されると、該地合指数を基に
人間が判断してジェットワイヤ比(J/W比)等を適当に
変更せしめ、地合が良好となるようにしていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前述の如き地合計に於いては、光源d
から紙aに対して照射される光eの径は1mmほどのサイ
ズであり、透過光信号を一次元的に処理することにより
透過光レベルの変動をフロックサイズとしてとらえてい
るため、紙aの地合が数値化されているものの、人間の
視覚でみて判断する如く全体的な判断を下すにはあまり
にも判定サンプルが小さすぎ、地合を正確にはとらえき
れないという欠点を有していた。
又、地合の制御に関しても、前記地合計による全体を
把握していない計測結果に基づいた制御となるため、紙
aの品質を向上させることは容易には行い得なかった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、点としてではなく面と
してしかも最適な絞り条件で精度良く客観的に地合を評
価し得る地合計測方法を提供しようとするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は光源より発せられ紙を透過した光による映像
を自動絞り装置付カメラでとらえて画像処理演算装置に
導入することにより、紙の地合を表わす地合係数を求め
るようにした地合計測方法において、前記カメラの絞り
量を所要の間隔で変化させ、その各絞り点における前記
複数の地合係数を求めることにより各地合係数の変化曲
線を得、該各地合係数の変化曲線の夫々からメンバーシ
ップ関数を算出し、該各メンバーシップ関数を合成して
その重心を求めることにより最適絞り量を求め、該最適
絞り量になるように前記カメラの絞り量を自動調整する
ことを特徴とする地合計測方法にかかるものである。
[作用] カメラの絞り量を所要の間隔で変化させ、その各絞り
点における複数の地合係数を求めることにより各地合係
数の変化曲線を得る。更に該各地合係数の変化曲線の夫
々からメンバーシップ関数を算出し、該各メンバーシッ
プ関数を合成してその重心を求めることにより前記カメ
ラの最適絞り量を求める。このようにして求められた最
適絞り量となるようにカメラの絞り量が自動的に調整さ
れる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図は本発明の方法を実施する装置の一例であり、
自動絞り装置1,2を内蔵し、カメラボックス3,4に格納さ
れた複数台のカメラ(本図では2台の例)5及び6を紙
7の片側に配置し、反対側には光源ボックス8,9に各々
格納された光源10及び11を配置する。配置としては紙7
の流れ方向に配置する方が良い。
前記各カメラ5,6でとらえられた夫々の映像の信号12,
13は、画像処理演算装置14及び表示装置15に入力されて
演算及び表示されるようになっており、又、画像処理演
算装置14からの制御信号16,17が前記各カメラ5,6の自動
絞り装置1,2に入力されて絞りの自動制御を行うように
なっている。
次に、前記カメラ5,6の絞りの決定について説明す
る。
前記被検査物である紙7は実際にはかなり大きなもの
であるので、サンプルとしてカメラ5,6によって取り出
す部分は、その紙7の特徴を逃すことなく表わし、紙7
全体の品質を判別できるエリア(定常とみなせるエリ
ア)となるように異なった大きな視野と小さな視野で映
像をとらえるようにしている。
一方のカメラ5について説明すると、該カメラ5に入
った映像の信号12は表示装置15に入り紙7の実際の透過
光の画像として常時映し出される一方、画像処理演算装
置14に入った映像の信号12は第2図(イ)に示す如く地
合を判断できる即ち紙7全体の品質を判別できるエリア
を示す画像18として画像処理演算装置14の表示画面19に
表示され、画面で穴部等の濃度は平均より薄く(明る
く)、ゴミ等が付着している過重部は平均より濃く(暗
く)表示される。
続いて、前記画像18に穴部等の平均の大きさ又は紙特
有のフロックの最小大きさの約2倍の面積となるような
領域を分散計算単位としたウインドW1,W2,…,Wk
…,WNを、所要数設定する(第2図(ロ)参照)。前記
ウインドのサイズ及び個数は紙種、配合等によって適切
に選択できるようにしてある。
ここで、第3図に示す如く、1個のウインドの中に表
示画面19の画素がM=n×m個(図の例ではn=4、m
=5)含まれている場合、k番目のウインドWk内に於け
るi行j列の各画素の濃度はCkijで表わされるので、k
番目のウインドWk内に於ける濃度の平均値Cavkより算出すると共に、前記k番目のウインドWk内に於け
る濃度の分散(variance)Vavk(以下1次分散と称す)
即ち1個のウインドWkの中でどれくらい濃度にばらつき
があるかの目安になる値を、 より算出する(第2図(ハ)参照)。
更に、前記ウインドW1,W2,…,Wk,…,WN全体とし
ての1次分散の平均値avより算出し、該全体の1次分散の平均値avを基に、前記
ウインドW1,W2,…,Wk,…,WN全体としての1次分散
の分散Vav(以下、2次分散と称す)、及び前記ウイン
ドW1,W2,…,Wk,…,WN内に於ける平均値Cavkの分散
Vaav より算出し、その演算結果を表示する(第2図(ニ)参
照)。
前記ウインド全体としての1次分散の平均値avは画面
のマクロ的分散を表示するものであり比較的広い視野で
の地合係数(均一でない紙たとえば大きな欠陥があると
きの地合係数)として地合の定量化を行うことができ、
又各ウインド毎の濃度の平均値の分散値Vaavは画面の平
均濃度に対する明暗のマクロ的分散を表わし、全体的に
は均一であるが濃度むらの大きいときの地合係数として
地合の定量化を行うことができる。
絞りの決定例としてこのようにして求められた濃度の
1次分散の平均値av、濃度の平均値の分散値Vaav穴仕
様、幅方向周波数分析仕様等の地合係数のうちの1つを
A、他の1つをB、更に他の1つをC…とし、第4図に
示すようにカメラ5の絞り量を一定間隔で変化させたと
きの地合係数の値を夫々求めると、極大又は極小(図示
の場合極大)を示す点を有した変化曲線を示し、上記極
大の各点をa1,b1,c1…とすると、各点a1,b1,c1…は
各地合係数A,B,C…の特徴を最も代表して表わしている
点となっている。
上記地合係数A,B,C…の変化曲線の夫々について、デ
ータ処理することにより最大値を1とする評価値により
第5図に示すような三角形又は棒状のメンバーシップ関
数(図示の場合地合係数Aに関するメンバーシップ関数
A′についてのみ示している)を求め、このようにして
求められた各メンバーシップ関数A′,B′,C′…を合成
して第6図に示すように重心X(面積の重心)を求め
る。
この点Xが求めるカメラ5の絞り量である。
上記操作は他方のカメラ6についても行われる。
このようにして求められた絞り量になるように、画像
処理演算装置14から自動絞り装置1,2に制御信号16,17が
出力されてカメラ5,6の絞り量が自動調整される。
上記によれば、サンプルの最も特徴のある情報を得る
ことができるようにカメラ5,6の絞り量を自動的に選択
することができるので、計測結果に個人差のない正確な
地合計測が達成できる。
尚、本発明の地合計測方法は、上述の実施例にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の地合計測方法によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
(i)紙の地合を表わす最も特徴のある情報が得られる
カメラの絞り量を自動的に設定できる。
(ii)自動化により計測結果に個人差のない正確な計測
が可能となる。
(iii)絞り量の調整の自動化により、地合計測の自動
化が達成される。
(iv)信頼性の高い地合計測が可能になることにより、
地合の制御性が向上される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施する装置の一例を示す構成
図、第2図(イ)(ロ)(ハ)(ニ)は表示画面におけ
る画像処理説明図、第3図は表示画面におけるウインド
と画素との関係を示す模式図、第4図はカメラの絞り量
と地合係数との関係を示す変化曲線図、第5図は地合係
数の1つについて求めたメンバーシップ関数を示す線
図、第6図は複数の地合係数の変化曲線に対するメンバ
ーシップ関数を合成して重心を求める状態を示す線図、
第7図は従来の地合計の一例を示す構成図、第8図は第
7図の地合計によって得られた時間と地合指数との関係
を示す線図である。 1,2は自動絞り装置、5,6はカメラ、7は紙、10,11は光
源、14は画像処理演算装置、A,B,C…は地合係数(変化
曲線)、A′,B′,C′…はメンバーシップ関数、Xは重
心を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 出川 一男 東京都江東区豊洲3丁目1番15号 石川 島播磨重工業株式会社東京第二工場内 (72)発明者 左海 康二 東京都江東区豊洲3丁目1番15号 石川 島播磨重工業株式会社東京第二工場内 (72)発明者 村山 茂樹 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (56)参考文献 実開 平1−89999(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源より発せられ紙を透過した光による映
    像を自動絞り装置付カメラでとらえて画像処理演算装置
    に導入することにより、紙の地合を表わす地合係数を求
    めるようにした地合計測方法において、前記カメラの絞
    り量を所要の間隔で変化させ、その各絞り点における前
    記複数の地合係数を求めることにより各地合係数の変化
    曲線を得、該各地合係数の変化曲線の夫々からメンバー
    シップ関数を算出し、該各メンバーシップ関数を合成し
    てその重心を求めることにより最適絞り量を求め、該最
    適絞り量になるように前記カメラの絞り量を自動調整す
    ることを特徴とする地合計測方法。
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