JP2874402B2 - 円形容器内面検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えばコンベアなどで搬
送されるビール缶などの円形容器内面を検査し、異物・
ゴミ・傷などを検出する画像処理装置としての円形容器
内面検査装置に関する。なお以下各図において同一の符
号は同一もしくは相当部分を示す。

【０００２】

【従来の技術】図１２は一例としてビール用アルミ缶の
容器を上面より観測した場合の高輝度部の説明図で、同
図（Ａ）は缶容器の上面（画像）図、同図（Ｂ）は側断
面図である。そして１０２は容器、１０１はこの容器１
０２を上方から照らすリング状の照明器、１０３は口部
の高輝度部、１０４は底部の高輝度部である。このよう
にリング照明器１０１を用いて容器１０２の内面に光線
を照射することにより、容器内部の口部と底部に夫々１
０３，１０４のような高輝度部が発生する。特に缶など
のように容器内部に金属光沢のある場合は顕著である。

【０００３】図１３（Ｂ）は容器１０２の上面画像（図
１３（Ａ））に対する走査線Ｑ−Ｑ１上の濃度変化を示
したものであるが、濃度変化の特徴よりＷ１〜Ｗ５の５
つの領域に分類される。第１の領域Ｗ１は口部高輝度部
１０３であり、第２の領域Ｗ２は濃度変化が比較的小さ
い容器側面上中部であり、第３の領域Ｗ３は図１２で述
べた照明１０１による光線があまり届かないため、他の
領域より暗い容器側面下部であり、第４の領域Ｗ４は底
部高輝度部１０４であり、第５の領域Ｗ５は底部であ
る。

【０００４】従来はこれらの領域Ｗ１〜Ｗ５にそれぞれ
ウィンドウを設け、領域の光学的な特性に応じて黒汚れ
（黒点）や白汚れ（白点）の不良を検出するためのしき
い値を設定していた。不良検出の方法としては例えば対
象画像の走査によって得られたアナログのビデオ信号
（アナログ濃淡画像信号）をＡ／Ｄ変換してなる８ビッ
トなどの多値の濃淡画像信号を所定のしきい値で２値化
する方法や、前記のビデオ信号を微分して欠陥信号を抽
出する微分法などが知られている。この微分法の場合、
対象物の外形の輪郭部でも微分信号が出るが輪郭部では
微分によって正方向パルス，負方向パルスのいずれか一
方が発生するのに対し、微小欠陥部では正方向パルスと
負方向パルスが同時に発生することを利用して欠陥部を
抽出することができる。

【０００５】即ちラスタ走査に基づくアナログ濃淡画像
信号を微分してなる信号Ｐ（ｘ，ｙ）についての着目点
（座標値ｘ＝ｉ，ｙ＝ｊ）における値Ｐ（ｉ，ｊ）と、
この着目点よりｘ方向走査線上の前，後に夫々所定の微
小のα画素，β画素だけ離れた点における値Ｐ（ｉ−
α，ｊ）、Ｐ（ｉ＋β，ｊ）との間に、Ｐ（ｉ，ｊ）−
Ｐ（ｉ−α，ｊ）＞ＴＨ１ であって且つ、Ｐ（ｉ＋
β，ｊ）−Ｐ（ｉ，ｊ）＞ＴＨ１ の関係があれば、
（但しＴＨ１は所定のしきい値（正値）とする）着目点
における不良検出のための二値化関数値ＰＤ（ｉ，ｊ）
＝１としてこの着目点を黒レベル不良の点とし、それ以
外の場合はＰＤ（ｉ，ｊ）＝０としてこの着目点を正常
の点とするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
欠陥判別方法では容器内面の光学的特性により与えるべ
きしきい値ＴＨ１の最適値は変化する。従って従来手法
においては図１３のウィンドウＷ１〜Ｗ５のように多く
の（この場合５つの）同心円状ウィンドウが必要である
と同時に、このウィンドウ別に異なるしきい値ＴＨ１
（さらには座標値α，β）を与える必要があり、ラスタ
走査を用いた場合、無駄走査時間が大きく、欠陥検査の
高速化のための支障となっていた。そこで本発明はこの
問題を解消できる円形容器内面検査装置を提供すること
を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の円形容器内面検査装置は、所定の方向
（水平方向など）に相互に連接し得る軸対称の円形容器
（１０２など）の前記軸方向から（リング照明器１０１
などを介し）この円形容器の内面側を照明したうえ、Ｔ
Ｖカメラを介しこの軸方向からこの円形容器の照明面を
撮像し、不良検査手段（不良検出回路７、不良検出判定
回路１２など）を介しこの撮像された画像を解析して前
記円形容器の内面の黒汚れおよび白汚れを検査する円形
容器内面検査装置において、前記撮像の画面走査によっ
て得られる画像信号（多値濃淡画像信号ＰＯなど）を前
記円形容器の口部高輝度部（１０３など）の２値画像を
得るように２値化し、この２値化画像信号を前記連接方
向に垂直な方向（Ｙ方向など）に投影する手段（Ｙ投影
回路１０など）と、この投影に基づく投影画素量を差分
して差分投影画素量を求め、前記円形容器の内側から外
側（口部側）に向けて前記差分投影画素量を調べ、該画
素量が最初に負になる点（減少開始点ＰＤなど）までの
区間内でこの差分投影画素量が所定のしきい値を越える
点（最大差分投影点ΔＰＭなど）を検出し、この検出点
の座標値に所定の補正値（βなど）を加算した座標値を
用いて前記連接の領域を分離する手段（処理領域決定回
路１４など）を備えたものとする。

【０００８】

【作用】高輝度部を２値化により切り出し、この切り出
しパターンの円形性を検査することにより、容器の変
形、へこみ等のほか、付着したゴミ等の高輝度部の黒点
も併せ検出し得るようにして不良検出の高精度化を行
う。そして同一のウィンドウ領域でこの円形性検査と従
来の不良検査手段による黒点，白点の検査とを並行して
実行する。これによりウィンドウ領域数を減じ処理を高
速化する。なおこの円形性検査に先立ち円形容器の位置
を特定するこめに、容器の口部高輝度部の容器連接の影
響のない領域の２値化画像信号の同一走査ライン上での
最初の立上り点と最後の立下り点との中点座標の平均値
を用いる。また検査領域を連接容器の領域から分離する
ために、容器の連接方向と垂直な方向への前記口部高輝
度部の２値画像の投影量を求め、さらに投影量の差分値
を容器の内部から外部へ向けて探索し、連接点を検出す
る。

【０００９】

【実施例】以下図１ないし図２１に基づいて本発明の実
施例を説明する。図１は本発明の一実施例としてのハー
ドウェアのブロック図である。同図においてＰＯは図外
のＴＶカメラの画面をラスタ走査して得られるビデオ信
号をＡＤ変換してなる多値（例えば８ビット）の濃淡画
像信号、１はこの多値濃淡画像信号ＰＯを入力し、多値
画面データとして記憶するフレームメモリ、３はこのフ
レームメモリに対するアドレス発生回路である。２はウ
ィンドウ別のマスクパターンが格納されているウィンド
ウメモリ、４はこのウィンドウメモリに対するアドレス
発生回路である。５はウィンドウゲート回路で、多値濃
淡画像信号ＰＯまたはフレームメモリ１から読出された
画像信号１ａをウィンドウメモリ２からのマスクパター
ンデータ２ａでマスクし、指定されたウィンドウ領域の
みの画像信号ＰＯまたは１ａを通過させる回路である。

【００１０】１８は多値濃淡画像信号ＰＯまたはフレー
ムメモリ画像信号１ａを切替え選択する画像入力切替ス
イッチであり、このスイッチ１８は後述の位置ズレ量決
定回路１３を動作させるために、最新の多値濃淡画像信
号ＰＯを該信号ＰＯのフレームメモリ１への入力と並行
して画像エッジ検出回路６へ与える役割を持つ。１７は
画像出力切替スイッチで、ウィンドウゲート回路５を通
過した画像入力切替スイッチ１８の出力画像信号を画像
エッジ検出回路６または不良検出回路７へ切替えて与え
るスイッチである。画像エッジ検出回路６は画像のエッ
ジ、具体的にはリング状の高輝度部の外端（外周点）と
内端（内周点）を検出する機能を持ち、この場合、後述
のように入力した画像信号を対象画像の位置検出や円形
性検査等のための所定のしきい値で２値化したうえ、画
像エッジとしてのこの２値化信号の立上り点の座標と立
下り点の座標とを自身内のメモリ（図８で後述する６Ａ
〜６Ｄ）に格納する。１１はこの画像エッジ検出回路６
によって検出された外周点または内周点の座標値に対し
後述のように円形性検査を行う回路である。

【００１１】１３は対象画像に対して正しい位置にウィ
ンドウが発生するように、画像エッジ検出回路６が最新
の多値画像信号ＰＯを入力して検出した現実の対象画像
の中心の位置と予め設定されているウィンドウの中心の
位置とのズレを検出する回路である。７は従来の技術で
述べた微分法などで不良個所（黒点，白点など）を検出
し面積などを計数する不良検出回路、１２はこの回路７
の検出結果を設定値と比較して良否を判定する不良検出
判定回路である。９はウィンドウゲート回路５を通過し
た多値画像信号ＰＯを用いて対象画像のＸ方向投影パタ
ーンを求めるＸ投影回路、１０は同じく対象画像のＹ方
向投影パターンを求めるＹ投影回路、１４はこの２つの
投影回路９，１０の出力データを用いて他の容器画像と
連接していない対象容器画像の領域のみを求める回路で
ある。また１５は高輝度部判定回路１１および不良検出
判定回路１２の判定結果を入力し総合的な判定を行う回
路、１６はこの総合判定回路１５の出力判定信号によっ
て良否の出力を行う出力回路である。

【００１２】最初に画像エッジ検出回路６による対象画
像の位置検出動作について説明する。図１４は画像エッ
ジ検出回路６にて高輝度部を２値化した画像である。な
お同図において２０１はマスクパターン、１０２−２は
対象の容器１０２（１０２−１）に連接している容器で
ある。即ちこの場合、底部高輝度部１０４は図１のウィ
ンドウゲート回路５を介しマスクパターン２０１により
マスクされているものとする。このような２値画像にお
いて走査方向にＡ０，Ｂ０のような最初の立上がり点と
Ａ１，Ｂ１のような最後の立下がり点を検出すると図１
４の太線部の座標点が得られる。しかし容器の連接があ
る場合はＥの領域で座標点が不正確となってしまう。従
ってこの領域Ｅに含まれない前記太線部の座標点を水平
走査線で結ぶ線分のうち、なるべく長い線分Ａ０−Ａ
１，Ｂ０−Ｂ１附近の線分に着目して容器の位置検出を
行う必要がある。

【００１３】図１５は図１４で述べた線分Ａ０−Ａ１，
Ｂ０−Ｂ１附近の領域Ｅに含まれない同様な線分Ａ０１
−Ａ１１，…，Ａ０４−Ａ１４よりそれぞれの中点ＭＡ
（ＭＡ１…ＭＡ４）を求め、同様に線分Ｂ０１−Ｂ１
１，…，Ｂ０４−Ｂ１４よりそれぞれの中点ＭＢ（ＭＢ
１…ＭＢ４）を求め、この中点ＭＡ１…ＭＡ４，ＭＢ１
…ＭＢ４の平均値を算出して容器中心の水平走査方向に
対する位置（Ｘ座標）を求めることを示したものであ
る。なおこの場合、容器中心のＹ座標は例えば図１のＸ
投影回路９によって求められたＸ方向投影パターンの
（上下の）両端の座標の平均値を求めることによって得
られる。

【００１４】図１６は画像をフレームメモリ１ａに入力
した後の処理として、走査方向を垂直（Ｙ）方向に変え
前記と同様の方法にて位置検出を行った例である。即ち
容器の搬送方向が左右（Ｘ）方向であれば、上下（Ｙ）
方向の走査に対しては容器が連接することがなく、図１
４のＥに相当する領域を配慮する必要がなくなる。な
お、図１５では直接、多値濃淡画像信号ＰＯを利用し得
るのに対して、図１６の場合にはフレームメモリ１から
の画像信号１ａを使用する必要があるため処理時間が遅
れ、対象画像の位置検出が不正確となる惧れがあるが、
図１６の走査領域を局部に限定すれば、この遅れ時間を
最小限度に留めることができる。

【００１５】図１７は高輝度部に着目した容器の位置検
出方法の他の例の説明図である。この例は同図（Ｂ）の
ようにカメラ２０３により斜め上部より容器１０２を撮
像したものであり、この場合、同図（Ａ）のように口部
高輝度部１０３が２値画像として観測される。この検出
画像において同一水平走査ライン上での最初の立上がり
座標点Ａ０１…Ａ０４及び最後の立下がり点Ａ１１…Ａ
１４を求め、各線分Ａ０１−Ａ１１，…，Ａ０４−Ａ１
４の中点の平均値ＭＡを求めて水平方向の容器の位置を
特定し、さらにこの線分長がある設定値以下となる、限
界ラインＬを求めて垂直方向の容器の位置（上端）２０
４を特定するものである。このような位置検出方法は容
器の上端を予め位置決め用の点に選んだ場合に適用する
ことができる。

【００１６】次に容器が連接した際の処理領域の決定動
作について述べる。図１の処理領域決定回路１４はＸ投
影回路９とＹ投影回路１０の情報を基にこの処理領域決
定のための演算をおこてう。図１８はこの処理領域決定
の従来の手法を示したもので、同図（Ａ）は容器全体が
２値化されるようなしきい値による２値画像である。な
おここで１０２−１は検査対象の容器、１０２−２は該
容器１０２−１に連接した容器である。この場合、容器
は水平方向に連接している。

【００１７】図１８（Ｂ）は同図（Ａ）の画像の垂直方
向の投影画素量を算出したものであり、同図（Ｃ）は、
さらにその投影量（投影画素量）を差分したものであ
る。図１８のような比較的明瞭なパターンにおいては図
１８（Ｃ）の変化点より右側連接点ＰＡおよび左側連接
点ＰＢが検出され、連接した容器の分離が行われる。

【００１８】図１９は図１８と同様な従来手法の説明図
で、連接箇所の検出が困難となる場合を示している。即
ち実際の検査画像においては図１９（Ａ）のように連接
した容器の一部分だけが２値画像として検出される場合
があり、投影パターンが同図（Ｂ）のようになり、差分
投影パターンが同図（Ｃ）のようになって容器の分離が
困難となる。

【００１９】図２０は容器連接時の本発明に基づく処理
領域決定手法の説明図である。即ちこの場合、Ｙ投影回
路１０により先ず口部高輝度部１０３をリング状の検査
画像として検出するためのしきい値を設定し、多値濃淡
画像信号ＰＯを２値化して図２０（Ａ）のような２値画
像を得たのち、ごき２値画像について、その連接方向
（水平，Ｘ方向）に垂直なＹ方向の投影を算出して同図
（Ｂ）のような投影パターンを得る。次に処理領域決定
回路１４は、図２０（Ｃ）の矢印３０１のように対象容
器１０２−１の中央部より口部の方向へ図２０（Ｂ）の
投影量（投影画素量）についての差分を演算し、同図
（Ｃ）のような差分投影パターンを得る。そして以下の
ように連接点を求める。

【００２０】即ち右側連接点ＰＡを求めるには、図２０
（Ｃ）において容器側面の或る点Ｐ１より口部方向へ探
索を行い、この図の差分投影パターンのグラフが最初に
減少に転じる点（差分減少開始点と呼ぶ）ＰＤまでの区
間における差分投影量が最大値となる点（最大差分投影
点という）ΔＰＭを求める。

【００２１】図２１は図２０（Ｃ）の点ΔＰＭの附近の
拡大図である。図２１においてＰＭは口部高輝度部１０
３における最大の投影量となる点（便宜上最大投影点と
いう）であり、ΔＰＭはこのこの最大投影点ＰＭに相関
して次のように求まるＰＭの極く近傍の点である。即ち
対象容器１０２−１の中心より右（Ｘ）方向に取った画
素番号をｋ、画素番号ｋの位置の投影画素量をＴｋと
し、このＴ_K と画素番号値が４画素分右方向に離れた点
の投影画素量Ｔ_K+4との差分 ΔＴ_K ＝Ｔ_K+4 −Ｔ_K を求めて差分投影パターンを得るものとすれば、ΔＴ_K
のピークとなる点ΔＰＭは最大投影点ＰＭの４画素内側
の点として定まる。本発明ではこの最大差分投影点ΔＰ
Ｍに所定の補正量βを加えた点を右側連接点ＰＡとしこ
れを容器の連接を分離し処理領域を決定する座標とす
る。このように予め最大差分投影点ΔＰＭを求める理由
は、容器に対する照明の明るさによって口部高輝度１０
３のリング状の幅が変動し、最大投影点ＰＭはこの変動
の影響を受け易いのに対し、最大差分投影点ΔＰＭは安
定した座標点として検出されるためである。本発明では
以上のように、口部高輝度部１０３を利用して容器の内
部より口部方向へ連接点の探索を行うため、容器の連接
による影響を小さくすることができる。

【００２２】図４は容器内面に欠陥を持つ缶容器を上面
から観測した場合に高輝度部に表れる欠陥の影響を示す
図で、同図（Ａ）は上面図、同図（Ｂ）は側断面図であ
る。容器１０２の口部に１１１のようなゴミが付着した
場合は同図（Ａ）のように口部高輝度部１０３において
も円周のカケとなって検出される。また側面部に大きな
ヘコミ１１２がある場合は底部高輝度部１０４のゆがみ
として検知できる場合があり、一般にヘコミの場合はゴ
ミ付着等と異なりコントラスト差が小さいため、底部高
輝度部１０４の円形性検査により、ヘコミ１１２を検出
する方法は非常に有効である。

【００２３】図５は高輝度部判定回路１１による具体的
な円形性検出方法の説明図である。この図は良品容器の
高輝度部の外周点の座標の立上り側をｘ０ｊ，立下り側
をｘ１ｊ（但しｊ＝１，２，──、つまりｊはこの各点
の属する水平走査ラインの相対的なｙ座標値に相当する
パラメータである。）として表現したものである。最初
に良品容器の座標変化量ｘ_k+1 −ｘ_k を各々算出し、こ
の許容範囲を与える最大値（後述のｍａｘ（ａ，ｂ））
および最小値（後述のｍｉｎ（ａ，ｂ））を夫々許容値
テーブルＴＢとしての後述（図６）の最大値テーブルＴ
Ｂ１，最小値テーブルＴＢ２に記憶しておく。但しここ
でｋは０ｊまたは１ｊである。この際、上端及び下端の
数ラインは画像の安定度が低いので除外するか若しくは
非常に大きな許容値を与える必要があるが、良品の座標
変化量よりｘ_k+1 −ｘ _k の許容範囲を次のように定め
る。 ｍｉｎ（ａ，ｂ）−α＜ｘ_k+1 −ｘ_k ＜ｍａｘ（ａ，ｂ）＋α ここでｍａｘ（ａ，ｂ）は次に示すａ，ｂの値のうちの
何れか大きい方の値としての最大値を意味し、ｍｉｎ
（ａ，ｂ）は同じくａ，ｂの値のうちの何れか小さい方
の値としての最小値を意味するものである。 ａ＝ｘ_k −ｘ_k-1 ｂ＝ｘ_k+2 −ｘ_k+1 またαはデジタル画像に変換した際の量子化誤差等を考
慮した検出感度を緩和するための固定値である。なお
ａ，ｂの与え方として ａ＝ｘ_k-1 −ｘ_k-2 ｂ＝ｘ_k+3 −ｘ_k+2 とし、２ライン分の許容幅を持たせることも可能であ
る。

【００２４】以上により高輝度部判定回路１１では良品
容器の各ラインにおける許容値を図６に示す最大値テー
ブルＴＢ１および最小値テーブルＴＢ２として記憶して
おき、検査画像の座標変化量とこのテーブルＴＢ１，Ｔ
Ｂ２内の許容値とを遂一比較して円形性の検査を行う。
なお予め記憶した良品容器の走査ライン数と検査画像の
走査ライン数が不一致である対策として、容器上端及び
下端より容器中央まで順番に前記の比較を行い、ライン
数の過不足は変化量の小さい中央部附近にて行う。即ち
良品学習時の許容値テーブルのライン数が少ない場合は
そのまま中央ラインの許容値をひきつづき用いて比較を
行う（図６参照）。なお図６においては上円と下円につ
いては同一の処理を２回行うものとして許容値テーブル
は１／２円周分のみ記憶する方式としている。

【００２５】前記は外周点の検査方法であったが、次に
内周点の検査方法について説明する。図７は高輝度部内
周の座標点の検出方法の説明図で、同図（Ａ）は缶容器
の上面画像、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の走査線Ｑ−Ｑ１
上の濃淡画像信号の高輝度部を２値化した信号の変化を
示す。同図（Ｂ）の二値化信号の最初の立下り点１２１
に着目すると同図（Ａ）の太線部１２１ａのような座標
が検出される。内周点の座標はＤ−Ｄ１の区間であるの
で座標の変化量が反転するラインとしてＤ，Ｄ１をそれ
ぞれ求め内周の左半円の座標が求まる。同様にして最後
の立上り点１２２を検出することにより内周の右半円を
求め、以下は外周点と同様の方法で円形性の検査を行
う。

【００２６】図８は図１の画像エッジ検出回路６の構成
をさらに詳しく示したものである。図８において６Ａは
最初の立上り点を記憶するメモリ、６Ｂは最初の立下り
点を記憶するメモリ、６Ｃは最後の立上り点を記憶する
メモリ、６Ｄは最後の立下り点を記憶するメモリであ
る。このメモリ６Ａと６Ｄのデータから外周検出を行う
ことができ、同じくメモリ６Ｂと６Ｃのデータから内周
検出を行うことができる。

【００２７】本発明では、上述のような高輝度部内，外
周の円形性検査を行う際、容器の変形，へこみのほか高
輝度部へのゴミ付着等も検出できて不良検出精度が高ま
るので円形性検査と従来の不良検出回路による黒点，白
点の検査を並行実施することでウィンドウの数を削減す
ることができる。図３は本発明に基づくウィンドウの実
施例を示すもので、この図は図１３（Ｂ）に対応する。
即ち図３においては図１３の口部高輝度部１０３を含む
ウィンドウＷ１とこの隣接ウィンドウＷ２とを合わせて
新たな１つのウィンドウＷＮ１とし、同じく図１３の底
部高輝度部１０４を含むウィンドウＷ４とこれに隣接す
るウィンドウＷ３とを合わせて新たな他の１つのウィン
ドウＷＮ２とし、さらに図１３の底面中央部のウィンド
ウＷ５に対応する新符号のウィンドウＷＮ３を合わせ３
つのウィンドウ領域ＷＮ１，ＷＮ２，ＷＮ３に区分して
領域数を減らすことができる。

【００２８】図９は図１の動作手順を示すフローチャー
トである。次に図９を用いて図１の動作を説明する。な
お以下Ｓ１〜Ｓ１３の符号は図９中のステップを示す。
まず画像出力切替スイッチ１７を画像エッジ検出回路６
側に切替えると共に、画像入力切替スイッチ１８をスル
ー側、つまり画像エッジ検出回路６が直接、多値画像信
号ＰＯを入力する側に切替え（Ｓ１）、対象画像の位置
ズレ検出を行う（Ｓ２）。また同時にＸ投影回路９，Ｙ
投影回路１０，処理領域決定回路１４を介して、処理領
域の決定を行う（Ｓ３）。即ちステップＳ２では図１の
位置ズレ量決定回路１３を介して容器画像の位置ズレ量
Δｘ，Δｙを求め、正しい位置にウィンドウが発生でき
るように画像アドレス発生回路３へ平行位置ズレに関す
る補正量を与える。またステップＳ３では処理領域決定
回路１４にて容器画像が他の容器画像に連接した際の分
離を行い、走査領域が連接する容器画像を含まないよう
走査範囲を切取る。

【００２９】次に画像入力切替スイッチ１８をフレーム
メモリ１側に切替え（Ｓ４）、フレームメモリ１の濃淡
画像データ１ａを基に以下の良否判定処理を行うように
する。先ず対象缶の検査対象ウィンドウ領域を口部高輝
度部１０３を含むウィンドウＷＮ１の領域とし、他のウ
ィンドウ領域ＷＮ２，ＷＮ３をマスクする（Ｓ５）。そ
して全てのウィンドウについての検査が終了するまでは
（Ｓ５Ａ，分岐Ｎ）、ステップＳ６へ進む。ステップＳ
６では画像出力切替スイッチ１７を不良検出回路７側に
切換え、不良検出回路７，不良検出判定回路１２を介し
て、不良検出処理を行う（Ｓ７）。ここで不良検出回路
７は微分法などの手法により黒汚れ，白汚れを検出して
不良画素数を計測し、不良検出判定回路１２はこの計測
された不良画素数を所定値と比較して良否の判別を行い
後述のステップで総合判定回路１５へ出力を行う。

【００３０】次に画像出力切替スイッチ１７を画像エッ
ジ検出回路６側に切換えてこの画像エッジ検出回路６を
再び動作させ、前述のように高輝度部の２値化を行って
前述した方法による外周，内周の座標点や外周円，内周
円の面積の計測を行い（Ｓ９）、高輝度部判定回路１１
を介し円形性検査及び基準面積値との比較を行って良否
を判定し、後述のステップで総合判定回路１５に判定結
果の出力を行う。総合判定回路１５では高輝度部判定回
路１１，不良検出判定回路１２の何れかの判定が不良で
あれば（Ｓ１０→Ｓ１１，分岐Ｙ）、出力回路１６へ不
良品出力を指示する（Ｓ１２）。他方、前記ステップＳ
１１で良品であれば、再びステップＳ５へ戻り次の検査
対象領域を底部高輝度部１０４を含むウィンドウ領域Ｗ
Ｎ２とし、他の領域ＷＮ１，ＷＮ３をマスクして以下ス
テップＳ１２までの手順を繰返す。このようにしてウィ
ンドウＷＮ３までの全てのウィンドウについての検査が
終了したら（Ｓ５Ａ，分岐Ｙ）、総合判定回路１５を介
し出力回路１６へ良品出力を指示させる（Ｓ１３）。

【００３１】図２は図１の処理の高速化を計ったブロッ
ク回路図である。図２においては、図１の画像入力切替
スイッチ１８を省略すると共にウィンドウ回路５を新た
な回路５Ａとし、また画像エッジ検出回路６に相当する
回路を６−１，６−２と２つ設け、この一方の画像エッ
ジ検出回路６−２は多値画像信号ＰＯを（ウィンドウゲ
ート回路５Ａを介し）直接入力してその検出結果を位置
ズレ量決定回路１３に与えるようにし、さらに図１の画
像出力切換スイッチ１７を省略して、フレームメモリの
出力画像信号１ａを（ウィンドウゲート回路５Ａを介
し）他方の画像エッジ検出回路６−１と不良検出回路７
とに並列に与えるようにし、高輝度判定回路１１の処理
と不良検出回路１１の処理とを同時に並行して実行させ
るようにしたものである。

【００３２】図１０は図２の動作手順を示すフローチャ
ートで図９の手順よりスイッチ１７，１８の切替手順Ｓ
１，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８が省略されているほか、ステップ
Ｓ７の不良検出処理とステップＳ９の高輝度部の処理と
が並列化されている。

【００３３】図１１は缶容器の底面形状が異なる場合の
底部高輝度部の説明図で、同図（Ａ）は上面（画像）
図、同図（Ｂ）は側断面図である。この例では底部高輝
度部１０４は１０４−１，１０４−２と２つ発生してい
る。このように缶底部の形状により底部高輝度部はいく
つかの同心円状に発生することがある。このような場合
は底部領域を適当に分割し、ウィンドウを増やすことに
より対応する。図９，図１０のステップＳ５はそのため
の条件分岐である。また底部領域は走査領域として小さ
いためウィンドウを多少増やしても処理の高速性を維持
することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、容器の口部高輝度部の
２値画像についての走査ライン上の最初の立上り点と最
後の立下り点との中点座標から容器の位置を特定し、さ
らに容器の連接方向と垂直な方向への前記口部高輝度部
の２値画像の投影量を求めてこの投影量の差分値を容器
の内側から外側へ向けて探索し、所定の条件で連接点を
検出して検出領域を連接容器の領域から分離したのち、
容器内面の高輝度部の円形性検査を行うことにしたの
で、この検査により缶容器の変形、へこみのほか高輝度
部へのゴミ付着等も検出でき検査精度を高めることがで
きる。従ってこの円形性検査と従来の不良検査手段によ
る黒点，白点の検査とを並行して実行することにより一
度に走査するウィンドウ領域の大きさを拡大し（換言す
ればウィンドウの数を削減し）、処理を高速化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としてのハードウェア構
成を示すブロック図

【図２】本発明の第２の実施例としてのハードウェア構
成を示すブロック図

【図３】円形容器内面の濃度変化と本発明に基づくウィ
ンドウ分割との関係を示す図

【図４】容器内面の不良による高輝度部への影響を示す
図

【図５】円形性検査のための高輝度部外周点を示す図

【図６】円形性判定の説明図

【図７】高輝度部内周点の検出方法の説明図

【図８】画像エッジ検出回路の細部構成を示すブロック
図

【図９】図１の動作手順を示すフローチャート

【図１０】図２の動作手順を示すフローチャート

【図１１】円形容器の底面形状が異なる場合の容器内面
の高輝度部を示す図

【図１２】円形容器内面の高輝度部を示す図

【図１３】円形容器内面の濃度変化と従来のウィンドウ
分割との関係を示す図

【図１４】本発明の第１の実施例としての対象画像の位
置検出方法の説明図

【図１５】図１４を補足する細部説明図

【図１６】本発明の第２の実施例としての対象画像の位
置検出方法の説明図

【図１７】本発明の第３の実施例としての対象画像の位
置検出方法の説明図

【図１８】従来の容器連接点の検出方法の説明図

【図１９】図１８の検出方法では連接点が検出できない
例を示す図

【図２０】本発明に基づく連接点の検出方法の説明図

【図２１】図２０の部分拡大図

【符号の説明】

ＰＯ 多値濃淡画像信号 １ フレームメモリ １ａ フレームメモリ出力画像信号 ２ ウィンドウメモリ ２ａ マスクパターンデータ ３ 画像アドレス発生回路 ４ ウィンドウアドレス発生回路 ５ ウィンドウゲート回路 ５Ａ ウィンドウゲート回路 ６ 画像エッジ検出回路 ６−１ 画像エッジ検出回路 ６−２ 画像エッジ検出回路 ６Ａ 最初の立上り点メモリ ６Ｂ 最初の立下り点メモリ ６Ｃ 最後の立上り点メモリ ６Ｄ 最後の立下り点メモリ ７ 不良検出回路 ９ Ｘ投影回路 １０ Ｙ投影回路 １１ 高輝度部判定回路 １２ 不良検出判定回路 １３ 位置ズレ量決定回路 １４ 処理領域決定回路 １５ 総合判定回路 １６ 出力回路 １７ 画像出力切替スイッチ １８ 画像入力切替スイッチ ＷＮ１ ウィンドウ ＷＮ２ ウィンドウ ＷＮ３ ウィンドウ １０１ リング照明器 １０２（１０２−１，１０２−２） 容器 １０２−１ 対象容器 １０２−２ 連接容器 １０３ 口部高輝度部 １０４ 底部高輝度部 １０４−１ 底部高輝度部 １０４−２ 底部高輝度部 ｘ０１−ｘ０ｊ 外周点 ｘ１１〜ｘ１ｊ 外周点 ＴＢ（ＴＢ１，ＴＢ２）許容値テーブル ＴＢ１ 最大値テーブル ＴＢ２ 最小値テーブル ２０１ マスクパターン Ａ０ 最初の立上り点 Ｂ０ 最初の立上り点 Ａ１ 最後の立下り点 Ｂ１ 最後の立下り点 ＭＡ（ＭＡ１〜ＭＡ４） 中点 ＭＢ（ＭＢ１〜ＭＢ４） 中点 ２０３ カメラ ２０４ 上端位置 Ｌ 限界ライン ＰＡ 右側連接点 ＰＢ 左側連接点 ＰＤ 差分減少開始点 ΔＰＭ 最大差分投影点 ＰＭ 最大投影点 β 補正量

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の方向に相互に連接し得る軸対称の円
   形容器の前記軸方向からこの円形容器の内面側を照明し
   たうえ、ＴＶカメラを介しこの軸方向からこの円形容器
   の照明面を撮像し、不良検査手段を介しこの撮像された
   画像を解析して前記円形容器の内面の黒汚れおよび白汚
   れを検査する円形容器内面検査装置において、 前記撮像の画面走査によって得られる画像信号を前記円
   形容器の口部高輝度部の２値画像を得るように２値化
   し、この２値化画像信号を前記連接方向に垂直な方向に
   投影する手段と、この投影に基づく投影画素量を差分し
   て差分投影画素量を求め、前記円形容器の内側から外側
   に向けて前記差分投影画素量を調べ、該画素量が最初に
   負になる点までの区間内でこの差分投影画素量が所定の
   しきい値を越える点を検出し、この検出点の座標値に所
   定の補正値を加算した座標値を用いて前記連接の領域を
   分離する手段を備えたことを特徴とする円形容器内面検
   査装置。