JP2786554B2 - 長尺体検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺体を撮像して得ら
れる画像情報の画素毎の輝度を長尺体の長さ方向に微分
処理し、その微分値が設定値以上の箇所を不良箇所と判
断する不良検出手段と、前記画像情報の画素毎のデータ
を画素アドレスと対応させて記憶する記憶手段が設けら
れた長尺体検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる長尺体検査装置として、例えば、
先に出願した藺草検査装置（特願平２−１８３４７０
号）を挙げることができる。この藺草検査装置におい
て、長尺体である藺草の不良の一つである折れを検出す
る方法として、藺草を撮像して得られる画像情報の画素
毎の輝度を藺草の長さ方向に微分処理し、その微分値が
設定値以上の箇所に折れがあると判定している。上記判
定に要する処理時間を短くするために、藺草の輪郭を求
めて藺草と背景とを分離する処理を行わずに、画面全体
の画素について微分処理を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】その結果、背景に埃等
の異物が付着していると、その部分での輝度の急激な変
化を藺草の折れであると誤検出してしまうことがあっ
た。本発明は、かかる実情に鑑みて為されたものであっ
て、その目的は、上記のような誤検出を無くすることに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の長尺体検査装置
は、長尺体を撮像して得られる画像情報の画素毎の輝度
を長尺体の長さ方向に沿って微分処理し、その微分値が
設定値以上の箇所を不良箇所と判断する不良検出手段
と、前記画像情報の画素毎のデータを画素アドレスと対
応させて記憶する記憶手段が設けられたものであって、
その特徴構成は、前記不良検出手段は、前記記憶手段の
記憶情報に基づいて、前記微分値が設定値以上の箇所に
対して前記長尺体の長さ方向の前後の所定画素分に対応
する範囲が前記長尺体であるか否かにより、前記微分値
が設定値以上の箇所が長尺体上であるか否かを判断し
て、長尺体上である場合にのみ不良箇所と判定するよう
に構成されている点にある。

【０００５】

【作用】上記構成によれば、不良検出手段は、輝度の微
分値が設定値以上の箇所があったときに、記憶手段に記
憶された情報に基づいて、前記微分値が設定値以上の箇
所に対して長尺体の長さ方向の前後の所定画素分に対応
する範囲が前記長尺体であるか否かにより微分値が設定
値以上の箇所が長尺体上であるか否かを判断して、長尺
体上である場合にのみ不良箇所と判定する。つまり、前
記微分値が設定値以上の箇所に対応する画素に対して長
尺体の長さ方向の前後に位置する所定画素分に対応する
範囲が長尺体であるか否かにより前記箇所が長尺体上で
あるか否かを判断するのである。そして、前記箇所が長
尺体上であれば、前記箇所は不良箇所であると判定する
のである。

【０００６】

【発明の効果】従って、背景に埃等の異物が付着してい
ても、この部分での輝度の急激な変化を被検査対象とし
ての長尺体の不良箇所であると誤検出することがなくな
り、検査精度を向上させることができるものとなり、し
かも、従来のように、画面中の全部の画素のデータに基
づいて長尺体の輪郭を求めて、長尺体と背景とを分離す
る処理を行うような場合に較べて、処理対象となる画素
の数が少ないもので済み、それだけ処理時間を短いもの
にできるとともに、処理構成を簡素化できるものとな
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を長尺体としての藺草の検査装
置に実施した例を図面に基づいて説明する。図１に示す
ように、本実施例の藺草検査装置は、藺草供給部Ａ、藺
草搬送部Ｂ、検査部Ｃ、及び、藺草格納部Ｄからなる。
藺草供給部Ａから供給され、藺草搬送部Ｂによって藺草
の長手方向に一本ずつ送り出される藺草を、検査部Ｃに
おいて横方向からクローズアップ撮像する。得られた画
像情報に基づいて、色ムラによる不良や折れ、裂けによ
る形状不良の有無を自動的に検査し、不良品と良品とに
仕分けて藺草格納部Ｄに格納させるように構成されてい
る。

【０００８】藺草供給部Ａは、逆三角形状のホッパ１
と、その底部に形成された案内経路１ａと、案内経路１
ａの出口に設けられた上下一対の繰り出しローラ２，３
からなる。ホッパ１に集積された藺草は、繰り出しロー
ラ２，３によって一本づつ案内経路１ａから藺草搬送部
Ｂに向けて繰り出される。

【０００９】藺草搬送部Ｂは、エアー吹き出し式のイジ
ェクタチューブ４と、これに圧縮空気を供給するエアー
ポンプ５を備える。繰り出しローラ２，３によって繰り
出された藺草は、エアーポンプ５からの圧縮空気がイジ
ェクタチューブ４から吹き出される際に生じる吸引力に
よって、その入口に吸い込まれる。吸い込まれた藺草
は、イジェクタチューブ４の内部を通って空気と共に反
対側から藺草格納部Ｄに向けて吹き出される。

【００１０】検査部Ｃには、藺草搬送部Ｂから藺草格納
部Ｄに向けて高速で搬送される藺草の連続静止画像を得
るためのストロボ発光装置６とカラービデオカメラ８が
設けられている。又、藺草の背景となる黒色板７、藺草
が搬送されきたことを検出して撮像処理を起動するため
の光遮蔽式のセンサ９、得られた画像から藺草の良否を
判別すると共に、各部の作動を制御する画像処理装置１
０が設けられている。

【００１１】但し、藺草の表裏両面の画像情報を同時に
得られるようにするために、ビデオカメラ８は、斜め上
方から藺草を撮像し、その背面側に反射鏡１１を配設し
ている。これにより、ビデオカメラ８で撮像された一画
面に、藺草の表裏の画像が上下に並んだ状態で得られる
ようにしている。換言すれば、画面を上下二つのウィン
ドーに分け、上ウィンドーを表側の画像、下ウィンドー
を裏側の画像に対応させている。

【００１２】ビデオカメラ８は、藺草をクローズアップ
撮像するので、一回で藺草の全長を撮像することができ
ない。そこで、複数枚の画面にに分割して藺草の全長を
撮像している。但し、複数枚の画面のうち、藺草の根元
側及び先端側の所定枚数は検査対象から除いている。藺
草の根元部及び先端部を除いた中間部分が製品として利
用されるからである。

【００１３】藺草格納部Ｄは、図に示すように、検査で
不合格になった藺草を収納する不良品コンテナ１２と、
検査に合格した藺草を格納する良品コンテナ１３に分か
れている。そして、両コンテナ１２，１３に共通の入口
部に、一方のコンテナへの通路を開け、他方のコンテナ
への通路を閉じるように切り換えられる仕切り板１４が
設けられている。この仕切り板１４は、画像処理装置１
０により検査結果に基づいて自動的に切り換え操作され
る。

【００１４】図２に示すように、画像処理装置１０は、
ＮＴＳＣデコーダ１６、色信号処理部１７、輝度信号記
憶部１８、微分処理部１９、メインＣＰＵ部２０、及び
画像表示部２１に分かれる。各部の概略機能は以下の通
りである。ＮＴＳＣデコーダ１６は、ビデオカメラ８か
ら出力される画像情報としてのカラービデオ信号から輝
度情報としての輝度信号Ｙ、色情報としての三つの色信
号Ｒ，Ｇ，Ｂ、及び同期信号に分離する。

【００１５】色信号処理部１７は、ＮＴＳＣデコーダ１
６からの三つの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに基づいてリアルタイ
ムで藺草の色ムラの有無を検出し、色ムラのある箇所の
数をカウントする。輝度信号記憶部１８は、ＮＴＳＣデ
コーダ１６からの輝度信号Ｙを画素毎に量子化した輝度
データを画面アドレス及び画素アドレスに対応させて記
憶する。但し、藺草の表裏画像に対応する上下ウィンド
ーに分けて各別に記憶する。

【００１６】微分処理部１９は、輝度信号記憶部１８に
記憶された輝度データを藺草の長さ方向に微分処理し、
その微分値が設定値以上の箇所を不良箇所であると判断
する不良検出手段に相当する。つまり、輝度が大きく変
化する箇所に藺草の折れによる不良があると判断するの
である。

【００１７】メインＣＰＵ部２０は、同じく輝度データ
から藺草の裂けによる不良の有無を検出する。又、色信
号処理部１７の色ムラ検出結果及び微分処理部１９から
の検査結果を加えて総合的に藺草の良否を判定し、判定
結果に応じて藺草格納部Ｄの仕切り板１４を切換える。
その他、ＮＴＳＣデコーダ１６からの同期信号や画素ク
ロックに基づいて各種タイミング信号、制御信号を生成
する。

【００１８】画像表示部２１は、検査状況や検査結果を
モニタディスプレイ２２に表示するための処理を行う。
尚、上記の各部は、図２に示すように、相互にバスライ
ンで接続されている。

【００１９】次に、色信号処理部１７の概略構成を図３
乃至図５に基づいて説明する。ＮＴＳＣデコーダ１６か
らの三つの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、夫々、Ａ／Ｄ変換器２
３で量子化され、演算部２４（図４）に入力される。演
算部２４は三つの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに所定の演算処理を
施して一つの色ムラ評価値を得る。この色ムラ評価値
は、比較部２５でしきい値と比較されて二値化される。

【００２０】つまり、しきい値未満であれば色ムラがな
いことを示す‘０’となり、しきい値以上であれば色ム
ラがあることを示す‘１’となる。以上の処理はリアル
タイムでタイミングをとりながら行われ、比較部２５か
らは画素の走査に対応して時系列化された二値信号Ｓｉ
が出力されることになる。

【００２１】二値信号Ｓｉは、図５に示すように、各ウ
ィンドー毎のウィンドー信号Ｓｗとの間で論理積をとら
れ、各ウィンドーのカウンタ２６に入力される。但し、
図ではウィンドー４個分の回路が設けられているが、本
実施例では、前述したように、画面の上半分と下半分に
相当するウィンドー２個分の回路のみを使用している。
後述する輝度信号記憶部１８においても同様である。

【００２２】結局、カウンタ２６には、ウィンドー毎
の、即ち藺草の表側及び裏側夫々の色ムラ個数が得られ
ることになる。以下、このカウンタ２６を色ムラレジス
タと称呼する。尚、量子化された色信号データを記憶す
る三つの色信号用メモリ２７、演算で得られた画素毎の
色ムラ評価値を記憶するメモリ２８、二値信号を記憶す
るためのメモリ２９も設けられている。又、図中、３０
は量子化された色信号データに所定の係数を掛けるため
のテーブルメモリ、３１はラインバッファである。

【００２３】輝度信号記憶部１８は、図６に示すように
構成されている。ＮＴＳＣデコーダ１６からの輝度信号
Ｙは、Ａ／Ｄ変換器２３で量子化され、上下のウィンド
ー毎に設けられたメモリ３２に画素毎の輝度データとし
て記憶される。又、前述のウィンドー信号Ｓｗは、ここ
でフレームメモリアドレスから生成される。

【００２４】微分処理部１９は、ＣＰＵを備え、前述の
ように、輝度データの微分処理により藺草の折れ不良の
有無を検査する。藺草を照明すると、折れがある場合に
は藺草の表面に陰影ができるが、折れがない場合には陰
影がほとんど生じない。従って、藺草の長手方向に沿っ
て輝度の微分値を求めれば、陰影ができた箇所つまり折
れのある箇所では、その微分値が周囲の折れがない箇所
よりも大きくなる。

【００２５】そこで、藺草の長手方向に沿って輝度の微
分値を求め、設定値と比較する微分処理を行う。実際の
微分演算は、一つ手前の画素の輝度との差をとる差分演
算である。上記の微分処理は、画面全体の画素について
実行している。藺草の輪郭を求めて藺草と背景とを分離
する処理を行うと処理時間が長くなり、許容時間を越え
てしまうからである。そして、藺草の検査範囲の表裏画
像について、輝度の微分値が設定値以上である箇所が一
箇所でもあれば折れ不良があると判断する。

【００２６】しかし、藺草の背景に埃等の異物が付着し
ている場合に、その箇所での輝度の微分値が設定値以上
になることがあり、これを藺草の折れであると誤検出し
ないように、以下のようなマスク演算処理を行ってい
る。

【００２７】即ち、上記微分処理の結果、輝度の微分値
が設定値以上の箇所（画素）があれば、その周囲の所定
範囲の輝度データをチェックしてその箇所が藺草上か否
かを調べ、藺草上である場合にのみ折れ不良箇所である
と判断し、不良信号出力を実行する。つまり、背景上で
あればその箇所における微分処理の結果を無視する。

【００２８】実際には、記憶手段としての前述のメモリ
３２に記憶されている輝度データを参照し、該箇所の前
後の所定画素分（マスク範囲）の輝度データの合計値が
設定値以上か否かによって藺草上か背景上かを判断して
いる。以上の処理を流れ図で表すと、図７のようにな
る。従って、不良検出手段としての微分処理部１９は、
メモリ３２の記憶情報に基づいて、前記微分値が設定値
以上の箇所に対して藺草（長尺体）の長さ方向の前後の
所定画素分に対応する範囲が藺草であるか否かにより、
前記微分値が設定値以上の箇所が藺草上であるか否かを
判断して、藺草上である場合にのみ不良箇所と判定する
ように構成されている。

【００２９】次に、図８に示す流れ図に基づいて、メイ
ンＣＰＵ部２０による制御を中心に画像処理装置１０全
体の動作について説明する。メインＣＰＵ部２０は、セ
ンサ９の情報に基づいて藺草が検査部Ｂに供給されてき
たことを検出すると、ストロボ発光装置６及びビデオカ
メラ８を制御して、藺草の分割画像の撮像を開始する。
画像の取り込みがスタートし、画像情報は、ＮＴＳＣデ
コーダで色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ、輝度信号Ｙ、同期信号に分
離され、夫々、色信号処理部１７、輝度信号記憶部１
８、メインＣＰＵ部２０に入力される。画像の取り込み
に伴って、色信号処理部１７及び輝度信号記憶部１８に
おいて、前述した動作がリアルタイムで行われる。

【００３０】一画面分の画像の取り込みが完了すると、
メインＣＰＵ部２０は、その画面が検査対象か否かを判
別し、検査範囲でない場合には、画像の取り込みの処理
を繰り返す。検査範囲である場合には、色ムラの有無を
判別するために、色信号処理部１７の色ムラレジスタ２
６の値（色ムラ個数）を読み出し、その値が設定値を越
えているか否かを判別する。

【００３１】色ムラ個数が設定値を越えている場合には
色むら不良と判断して、検査対象の藺草を不良品コンテ
ナ１２に収納すべく、仕切り板１４を不良側に切り換え
る不良検出出力を実行する。尚、仕切り板１４は、良品
側（図１の状態）に付勢されており、上記不良検出出力
が所定時間後に停止するに伴って良品側に復帰する。不
良検出出力を実行した後は、処理の先頭に戻り次の藺草
が供給されるのを待つことになる。

【００３２】色ムラ個数が設定値を越えていない場合に
は、その画面には色むら不良がなかったと判断して、藺
草一本分の検査範囲に対応する設定画面数に達するまで
上記処理を繰り返す。即ち、次の分割画面の撮像、画像
の取り込み、色ムラ不良の判定を繰り返す。ちなみに、
この周期は１／６０秒である。

【００３３】藺草一本分の上記処理が終了すると、形状
不良の検査に移行する。形状不良の検査には、折れの検
査と裂けの検査がある。折れの検査は記述したように微
分処理部１９で行われ、裂けの検査はＣＰＵ部２０で行
われる。先ず、上記の画面毎の色ムラ検査処理が繰り返
される間に輝度信号記憶部１８のメモリ３２に記憶され
た藺草一本分の表裏の輝度データが、ＤＭＡ転送により
微分処理部１９及びメインＣＰＵ部２０に転送される。
そして、微分処理部１９で折れの検査（図８の破線で囲
まれた処理）が行われている間に、ＣＰＵ部２０では裂
けの検査が行われる。以下、裂けの検査について説明す
る。

【００３４】裂けの検査は、画像処理手法の一つである
ランレングス手法によって行う。先ず、輝度データを二
値化して藺草上の画素を‘１’に、背景上の画素を
‘０’に対応させたた二値輝度データを得る。二値輝度
データの‘１’又は‘０’の値が連続している長さをラ
ンレングスというが、藺草に裂けがあれば、その箇所で
ランレングスが短い不連続なものとなる。そこで、短い
ランレングスが多くある箇所に裂けがあると判断するよ
うにＣＰＵ部２０の裂け検出プログラムを構成してい
る。

【００３５】裂け不良が検出されると、ＣＰＵ部２０
は、前述の色ムラ不良が検出されたときと同様に仕切り
板１４を不良側に切り換える不良検出出力を実行する
（図８参照）。裂け不良ががなかった場合には、折れ不
良検査による不良信号出力の有無をチェックする。尚、
この時点で前述の微分処理部１９による折れ不良検査は
終了している。

【００３６】折れ不良検査による不良信号出力がある場
合は、上記と同様に仕切り板１４を不良側に切り換える
不良検出出力を実行する。藺草の表裏の画像について、
折れ不良検査による不良信号出力が無い場合、即ち、色
ムラ、裂け、折れのいずれも無い場合は不良検出出力は
実行されず、藺草は良品として良品コンテナ１２に収納
される。このようにして一本の藺草の検査が終了すれ
ば、図８の処理の先頭に戻り、次の藺草が供給されるの
を待つことになる。

【００３７】以下、別実施例を列記する。 上記実施例では、輝度の微分値が設定値以上の箇所
が藺草上か否かを判断するマスク演算処理において、メ
モリ３２に画素アドレスト対応させて記憶された輝度デ
ータを用いたが、色信号データを用いてもよい。特に、
藺草の場合は緑に対応する色信号データを用いれば背景
との識別をより正確に行うことが可能である。但し、上
記実施例における色信号データを記憶するための色信号
用メモリ２７は一画面毎に更新されるので、藺草一本分
の色信号データを記憶するメモリが別途必要になる。或
いは、微分処理による折れ検出を色ムラ検出に続けて一
画面毎に実行する構成としてもよい。

【００３８】 不良検出手段が微分処理部のみで構成
される場合に限らず、微分処理部とメインＣＰＵが協同
して折れ等の不良検出を実行するように構成されていて
もよい。つまり、微分処理部が微分処理までを行い、メ
インＣＰＵ部がその微分値に基づいてマスク演算処理と
不良の有無判断を行うような構成等が考えられる。

【００３９】 本発明は藺草の検査装置に限らず、麦
ワラ等、種々の長尺体の検査装置に適用できる。又、検
査対象によっては、微分処理により検出される不良は折
れに限らず、例えば表面の凹凸検出にも適用できる。

【００４０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る藺草検査装置の概略構成
図

【図２】藺草検査装置における画像処理装置の回路ブロ
ック図

【図３】色信号処理部の回路ブロック図

【図４】色信号処理部の回路ブロック図

【図５】色信号処理部の回路ブロック図

【図６】輝度信号記憶部の回路ブロック図

【図７】画像処理装置における微分処理部（不良検出手
段）の処理流れ図

【図８】画像処理装置におけるメインＣＰＵ部の処理流
れ図

【符号の説明】

１９ 不良検出手段 ３２ 記憶手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/90 B07C 5/34 D06H 3/08 G06F 15/62

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺体を撮像して得られる画像情報の画
   素毎の輝度を長尺体の長さ方向に沿って微分処理し、そ
   の微分値が設定値以上の箇所を不良箇所と判断する不良
   検出手段（１９）と、前記画像情報の画素毎のデータを
   画素アドレスと対応させて記憶する記憶手段（３２）が
   設けられた長尺体検査装置であって、 前記不良検出手段（１９）は、 前記記憶手段（３２）の記憶情報に基づいて、前記微分
   値が設定値以上の箇所に対して前記長尺体の長さ方向の
   前後の所定画素分に対応する範囲が前記長尺体であるか
   否かにより、前記微分値が設定値以上の箇所が長尺体上
   であるか否かを判断して、長尺体上である場合にのみ不
   良箇所と判定するように構成されている長尺体検査装
   置。