JP2889518B2 - High-speed quality evaluation method for extruded granulated products - Google Patents

High-speed quality evaluation method for extruded granulated products

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JP2889518B2
JP2889518B2 JP7269842A JP26984295A JP2889518B2 JP 2889518 B2 JP2889518 B2 JP 2889518B2 JP 7269842 A JP7269842 A JP 7269842A JP 26984295 A JP26984295 A JP 26984295A JP 2889518 B2 JP2889518 B2 JP 2889518B2
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規久夫 谷口
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TOKIWA SHOKAI KK
YAMAGUCHIKEN
Sanshin Chemical Industry Co Ltd
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TOKIWA SHOKAI KK
YAMAGUCHIKEN
Sanshin Chemical Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、格子状穴から押し
出し成形後にペレット状に細断して造粒される前記ヌー
ドル状成形品の品質を高速で評価するための押し出し造
粒品の高速品質評価方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed extruded granulated product for rapidly evaluating the quality of the above-mentioned noodle-shaped molded product which is extruded from a lattice-shaped hole and then cut into pellets and granulated. Regarding the evaluation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】製造された物体の良否を判断する視覚検
査の分野においては、検査対象である物品が剛体等のよ
うにその形状が既知である場合には、その幾何学的特徴
から所謂モデルマッチング等によりパターン分類が可能
である。しかし、形状が必ずしも一定でない非剛体の物
品を検査対象とした場合には、その形状を検査パラメー
タとして用いることは難しく、テクスチャ解析などの他
の手法を用いる必要がある。
2. Description of the Related Art In the field of visual inspection for judging the quality of a manufactured object, when an object to be inspected has a known shape, such as a rigid body, a so-called model is determined from its geometrical characteristics. Pattern classification is possible by matching or the like. However, when a non-rigid object whose shape is not always constant is to be inspected, it is difficult to use the shape as an inspection parameter, and it is necessary to use another method such as texture analysis.

【0003】また、この種の検査分野では、剛体、非剛
体を問わず、実時間でかつ検査系に影響を及ぼさずに高
速で処理できることが必要条件である。特に、格子状孔
から押し出し成形されたヌードル状成形品は、その断面
が略々円形の非剛体は任意の曲率で湾曲しており、任意
の向きで互いに接触し、あるいは重なり合う状態で存在
する。
In this type of inspection field, it is a necessary condition that processing can be performed at high speed in real time without affecting the inspection system, regardless of whether the object is rigid or non-rigid. In particular, in the noodle-shaped molded product extruded from the lattice holes, a non-rigid body having a substantially circular cross section is curved at an arbitrary curvature, and is in a state of contacting or overlapping with each other in an arbitrary direction.

【0004】このような対象物体の品質検査は、熟練し
た作業員が視覚的に、すなわち非接触で良否を評価して
いる。すなわち、この種の物体の品質の度合いは、その
表面の粗さと強い相関関係があり、上記視覚的な評価で
は、この表面状態から品質を推定している。このよう
に、従来においては、ヌードル状成形品の品質評価はそ
の表面状態を視覚的に観察する熟練した作業員によって
行われており、このような作業を自動化した事例は知ら
れていない。一方、画像符号化処理の分野においては、
画像を周波数帯域ごとに分離することが可能なウエーブ
レット(Wavelet)変換が知られているが、本発
明の当該分野においては、ウエーブレット変換を用いて
2次元画像の表面状態を抽出または強調する方式は提案
されていない。また、任意の向きの輪郭が持つ高周波成
分を少ないフィルタで抽出できるものとしてステーラブ
ル(Steerable)フィルタが知られているが、
当該分野においてはステーラブルフィルタを用いて、互
いに接触した物体を高速に分離する方式も提案されてい
ない。
[0004] In such a quality inspection of the target object, a skilled worker evaluates the quality visually, that is, without contact. That is, the degree of quality of such an object has a strong correlation with the roughness of its surface, and the above-described visual evaluation estimates the quality from this surface state. As described above, conventionally, the quality evaluation of a noodle-like molded product is performed by a skilled worker who visually observes the surface state, and there is no known case in which such operation is automated. On the other hand, in the field of image coding processing,
Although a wavelet transform capable of separating an image for each frequency band is known, in the field of the present invention, a wavelet transform is used to extract or enhance a surface state of a two-dimensional image. No scheme has been proposed. Also, a steerable filter is known as a device that can extract a high frequency component of an outline in an arbitrary direction with a small filter.
In this field, there has not been proposed a method of separating objects that are in contact with each other at high speed by using a steerable filter.

【0005】また、物体の亀裂を検査するために、亀裂
そのものを階層化方式で測定するものが提案されてい
る。これは種々の亀裂を2値化して抽出するものであ
り、亀裂の幅などを精度よく測定できるようにしたもの
である。なお、上記ウエーブレット変換については、エ
ス.ジー.マレー著「ア セオリー フォア マルチレ
ゾリューション シグナル デコンポジション:ザ ウ
エーブレット レプレゼンテーション」(S.G.Ma
llet「A Theory for Multire
solution Signal Decomposi
tion:The Wavelet Represen
tation」IEEE Trans.Pttern
Anal.& Mach.Intell.,PAMI−
11,7,pp.674−693,July 198
9)に、またステーラブルフィルタに関しては、ダブリ
ュー.ティー.フリーマンおよびイー.エイチ.アンデ
ルセン著「ザ デザイン アンド ユース オブ ステ
ーラブル フィルタ」(W.T.Freeman &
E.H.Andelson「The Design a
nd Use of Steerable Filte
r」(IEEE Trans.Pattern Ana
l.& Mach.Intell.,PAMI−13,
9,pp.891−906,Sep.1991)に、さ
らに上記亀裂の検査については特開平3−138775
号公報の開示がある。
Further, in order to inspect a crack of an object, a method of measuring the crack itself by a hierarchical method has been proposed. This is to extract various cracks by binarizing them so that the width of the cracks and the like can be accurately measured. The above wavelet transform is described in S. Gee. Murray, "A Theory for Multiresolution Signal Decomposition: The Wavelet Representation" (SG Ma
llet "A Theory for Multiire
solution Signal Decomposi
Tion: The Wavelet Represen
station, IEEE Trans. Pttern
Anal. & Mach. Intel. , PAMI-
11,7, pp. 674-693, July 198
9) and regarding the steerable filter, see WW. tea. Freeman and e. H. Andersen, "The Design and Youth of Sterable Filter" (WT Freeman &
E. FIG. H. Andelson "The Design a
nd Use of Steerable Filter
r "(IEEE Trans. Pattern Ana)
l. & Mach. Intel. , PAMI-13,
9, pp. 891-906, Sep. 1991) and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 3-138775
There is a disclosure of Japanese Patent Publication No.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、対象物体の表面状態を評価する技術は開発されてお
らず、またステーラブルフィルタを用いた輪郭データを
高速分離する技術も開発されていない。さらに、亀裂を
画像データの階層化で測定するものでは、亀裂の幅を精
度良く想定できるが、対象物体の表面状態を評価するこ
とはできない。
In the above prior art, no technology for evaluating the surface condition of the target object has been developed, and no technology for high-speed separation of contour data using a steerable filter has been developed. . Further, in the case of measuring a crack by layering image data, the width of the crack can be assumed with high accuracy, but the surface state of the target object cannot be evaluated.

【0007】本発明は、対象物体の表面の滑らかさの程
度を定量的に評価し当該対象物体の表面の亀裂や凹凸の
度合いを物体単位で、予め学習した作業者の評価基準を
基に判定し、品質ごとに分類可能にしたものである。特
に、格子状等の穴から押し出し成形されるヌードル状成
形品は、画像上で明確に分離されて見えるものもある
が、それらが互いに接触した状態にあり、また直線状の
ものや任意の曲率で湾曲し、さらにはその大きさもまち
まちであるのが一般的であるため、当該物体を画像上で
強制的に分離する必要がある。
According to the present invention, the degree of smoothness of the surface of a target object is quantitatively evaluated, and the degree of cracks or irregularities on the surface of the target object is determined for each object on the basis of an evaluation criterion of a worker learned in advance. In addition, classification is possible for each quality. In particular, some noodle-shaped molded products extruded from a lattice-like hole are clearly separated on the image, but they are in contact with each other, and are linear or have any curvature. In general, the size of the object varies, so that the object must be forcibly separated on the image.

【0008】そのため、この種の物体を典型的モデルと
衝合するモデルマッチングの手法を適用することはでき
ない。物体の品質は、当該物体の表面状態から推定でき
るが、亀裂などの抽出を行う前記高域通過フィルタを用
いたものでは処理に時間がかかり、高速処理するには向
いていない。
For this reason, it is not possible to apply a model matching method for abutting this kind of object with a typical model. Although the quality of an object can be estimated from the surface state of the object, processing using the high-pass filter for extracting a crack or the like requires a long processing time and is not suitable for high-speed processing.

【0009】また、評価対象の品種が変わった場合に、
その都度フィルタ係数を変更しなければならず、対処能
力に欠ける。さらに、処理時間の節約と不要雑音の抑制
のために、対象物体の領域外は処理対象外とする必要が
あるが、従来のフィルタ処理では処理時間の節約と実空
間と周波数空間とを同時に扱うことも困難である。
Further, when the variety to be evaluated changes,
Each time the filter coefficient must be changed, the coping ability is lacking. Furthermore, in order to save processing time and suppress unnecessary noise, it is necessary to exclude the area outside the area of the target object from being processed. However, conventional filter processing saves processing time and handles real space and frequency space simultaneously. It is also difficult.

【0010】対象物体の品質とその表面状態との関係
は、物体の品種により少しずつ異なり、品質と表面状態
とは線形な関係にはない。そして、この関係を定式化し
たものがなく、現状では作業者の経験に依存している。
このことから、従来の線形パターン分類の方式を格子状
穴から押し出し造粒されるような物体の品質に適用する
ことは適当ではない。
[0010] The relationship between the quality of the target object and its surface state slightly varies depending on the type of the object, and the quality and the surface state do not have a linear relationship. There is no formula for this relationship, and at present it depends on the experience of the worker.
For this reason, it is not appropriate to apply the conventional linear pattern classification method to the quality of an object which is extruded and granulated from a grid-like hole.

【0011】すなわち、本発明の目的は、上記従来技術
の諸問題を解消し、格子状等の穴から押し出し成形され
るヌードル状成形品の品質を画像処理により高速で自動
評価し、分類する評価システムを提供するものである。
That is, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to automatically evaluate the quality of a noodle-like molded product extruded from a lattice-like hole at a high speed by image processing and classify it. System.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、まず、評価対象となる物体(ヌードル状
成形品)をビデオカメラで撮像し、その画像データをウ
エーブレット変換により階層化する。階層化した各階層
の画像の持つ周波数成分に基づいて背景分離と特徴抽出
を行う。
In order to achieve the above object, the present invention firstly takes an image of an object to be evaluated (a noodle-shaped molded product) with a video camera, and converts the image data into a hierarchical image by wavelet transform. Become Background separation and feature extraction are performed based on the frequency components of the hierarchized images.

【0013】また、階層化した上位層の画像を基に当該
物体の輪郭を抽出し、互いに接触する物体を画像上で分
離して、それぞれの物体毎に特徴抽出された画像の輝度
分布を求め、これに基づいて品質の推定を行うようにし
たものである。すなわち、請求項1に記載の発明は、図
1に示したように、ヌードル状成形品1を撮像してその
表面状態を二次元画像データに変換するビデオカメラ2
と、前記ビデオカメラ2の撮像信号を二次元離散ウエー
ブレット変換により空間周波数が異なる空間周波数帯域
毎の階層構造を作成する階層化手段3と、前記階層化構
造を用いて前記ヌードル状成形品1の背景を分離して当
該ヌードル状成形品1の画像データを抽出する背景分離
/特徴抽出手段4と、前記階層化構造の上位層を基にし
て逆ウエーブレット変換を施すことにより前記ヌードル
状成形品1の輪郭を抽出する輪郭抽出手段5と、前記輪
郭抽出手段5で抽出された輪郭内の画素について前記階
層構造の最下層の解像度まで逆ウエーブレット変換を施
して前記ヌードル状成形品1の各々を切り離した再生画
像データを得る画像再合成手段6と、前記画像再合成手
段6で再構成された画像について前記ヌードル状成形品
1の表面状態を評価する多層パーセプトロン型ニューラ
ルネットワークを有する品質推定手段7とを備え、格子
状穴から押し出し成形されるヌードル状成形品の品質の
良否をその表面状態から評価することを特徴とする。
Further, the contour of the object is extracted based on the hierarchized image of the upper layer, the objects that are in contact with each other are separated on the image, and the luminance distribution of the image whose features are extracted for each object is obtained. The quality is estimated based on this. That is, as shown in FIG. 1, a video camera 2 for imaging a noodle-shaped molded product 1 and converting the surface state into two-dimensional image data as shown in FIG.
A layering means 3 for creating a layered structure for each spatial frequency band having a different spatial frequency by a two-dimensional discrete wavelet transform of an image signal of the video camera 2; and the noodle-shaped molded article 1 using the layered structure. A background separating / characteristic extracting means 4 for extracting image data of the noodle-shaped molded article 1 by separating the background of the noodle-shaped molded article 1 and performing the inverse wavelet transform based on the upper layer of the hierarchical structure to form the noodle-shaped molded article 1 Contour extracting means 5 for extracting the contour of the article 1, and inverse wavelet transform for pixels in the contour extracted by the contour extracting means 5 up to the resolution of the lowermost layer of the hierarchical structure to obtain the noodle shaped article 1 An image resynthesizing means 6 for obtaining separated image data and an image reconstructed by the image resynthesizing means 6 are used to evaluate the surface condition of the noodle-shaped molded article 1. And a quality estimating unit 7 having a multilayer perceptron neural network, and evaluating the quality of the quality of noodle-like molded article is extruded from the grid-shaped hole from the surface state.

【0014】なお、上記発明における検査対象物体は、
格子状等の穴から押し出し成形されるヌードル状成形品
に限るものではなく、押し出されたヌードル状成形品を
細断してペレット状としたもの、および表面状態から品
質評価が可能な他の物体にも同様に適用できる。
The object to be inspected in the above invention is
It is not limited to the noodle-shaped molded product extruded from a lattice-shaped hole or the like, but the extruded noodle-shaped molded product is chopped into pellets, and other objects whose quality can be evaluated from the surface state. The same can be applied to

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】ビデオカメラ2は、CCD撮像素
子あるいは撮像管、そのたの光電変換素子を有し、格子
状等の穴から押し出しで成形されるヌードル状成形品1
を撮像してその表面状態を二次元画像データに変換す
る。階層化手段3は、前記ビデオカメラ2の撮像信号を
二次元離散ウエーブレット変換により空間周波数が異な
る空間周波数帯域毎の階層構造を作成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A video camera 2 has a CCD image pickup device or an image pickup tube and a photoelectric conversion device, and has a noodle-like molded product 1 which is molded by extrusion through holes such as a lattice.
And converts the surface state into two-dimensional image data. The layering means 3 creates a hierarchical structure for each spatial frequency band having a different spatial frequency from the image signal of the video camera 2 by two-dimensional discrete wavelet transform.

【0016】ウエーブレット変換による階層化は次のよ
うに実行される。ここでは、説明の簡単のために1次元
で説明する。すなわち、ビデオカメラ2からの入力信号
をi(x)とし、その低周波成分を持つ出力をO
L (x)、高周波成分をもつ出力をOH (x)とする
と、OL (x)、OH (x)は
The layering by the wavelet transform is executed as follows. Here, one-dimensional description will be given for simplicity of description. That is, the input signal from the video camera 2 is i (x), and the output having the low frequency component is O (x).
Assuming that L (x) and the output having the high frequency component are O H (x), O L (x) and O H (x) are

【0017】[0017]

【数1】 ・・・・・・・・・(1) で得られる。 ただし、(Equation 1) ... (1) However,

【数2】 はウエーブレット変換係数であり、(Equation 2) Is the wavelet transform coefficient,

【数3】 は低周波特性、(Equation 3) Is the low frequency characteristic,

【数4】 (Equation 4)

【0018】は高周波特性を有する。図2はウエーブレ
ット変換による階層化手段の構成を説明する模式図であ
って、ここでは階層数を3としてあり、1は原画像、2
a,2bは水平ダウンサンプラー、3a,3b,3c,
3dは垂直ダウンサンプラー、4は第1層、5a,5b
は水平ダウンサンプラー、6a,6b,6c,6dは垂
直ダウンサンプラー、7は第2層である。
Has high frequency characteristics. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the layering means by the wavelet transform. In this example, the number of layers is set to 3, and 1 is the original image, 2
a, 2b are horizontal downsamplers, 3a, 3b, 3c,
3d is a vertical down sampler, 4 is the first layer, 5a, 5b
Is a horizontal downsampler, 6a, 6b, 6c, 6d are vertical downsamplers, and 7 is a second layer.

【0019】同図において、原画像1の画素数をNとす
ると、この原画像1を低周波および高周波ウエーブレッ
ト変換係数を用いてそれぞれ水平ダウンサンプラー2
a,2bによりサンプリングした後、サンプリングした
各画像をさらに同様に垂直ダウンサンプラー3a,3
b,3c,3dによりサンプリングして画素数がN/2
の4枚の画像からなる第1層を得る。
In FIG. 1, assuming that the number of pixels of the original image 1 is N, the original image 1 is converted into a horizontal downsampler 2 by using low-frequency and high-frequency wavelet transform coefficients.
a, 2b, each sampled image is further similarly converted to a vertical downsampler 3a, 3b.
Sampled by b, 3c, 3d and the number of pixels is N / 2
To obtain a first layer composed of four images.

【0020】そして、この第1層の画像のうち水平低周
波画像および垂直低周波画像にウエーブレット変換を施
して水平ダウンサンプラー5a,5bを通し、さらに同
様にウエーブレット変換を施して垂直ダウンサンプラー
6a,6b,6c,6dでサンプリングすることによ
り、画素数がN/22 の4枚の画像からなる第2層7を
得る。
Then, the horizontal low-frequency image and the vertical low-frequency image of the image of the first layer are subjected to wavelet transformation and passed through horizontal downsamplers 5a and 5b, and similarly subjected to wavelet transformation to perform vertical downsampler. By sampling at 6a, 6b, 6c and 6d, a second layer 7 composed of four images having N / 2 2 pixels is obtained.

【0021】図3は逆ウエーブレット変換による画像再
合成手段の構成を説明する模式図であって、前記図2で
説明した4枚の画像の第2層7のそれぞれを垂直アップ
サンプラー8a,8b,8c,8dによりサンプリング
し、これを低周波および高周波のウエーブレット変換係
数で逆ウエーブレット変換して加算器9a,9bで加算
する。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the structure of an image re-combining means by inverse wavelet transform. In FIG. 3, each of the second layers 7 of the four images described in FIG. 2 is used as a vertical upsampler 8a, 8b. , 8c, and 8d, and inverse wavelet transform these with low-frequency and high-frequency wavelet transform coefficients, and add them by adders 9a and 9b.

【0022】この逆変換した2枚同士をさらに水平アッ
プサンプラー10a,10bを通し、これを低周波およ
び高周波のウエーブレット変換係数で逆ウエーブレット
変換して加算器11で加算して再合成第1層12を得
る。そして、この再合成第1層の2枚の画像を垂直アッ
プサンプラー13a,13b,13c,13dでサンプ
リングして同様に逆ウエーブレット変換した2枚を加算
器14a,14bで加算する。
The inversely transformed two sheets are further passed through horizontal upsamplers 10a and 10b, which are inversely wavelet-transformed with low-frequency and high-frequency wavelet transform coefficients, added by an adder 11, and recombined. A layer 12 is obtained. Then, the two images of the recombined first layer are sampled by the vertical upsamplers 13a, 13b, 13c, and 13d, and the two images subjected to the inverse wavelet transform are similarly added by the adders 14a and 14b.

【0023】上記変換後の2枚を水平アップサンプラー
15a,15bでサンプリングして同様に逆ウエーブレ
ット変換した2枚を加算器16で加算して再合成画像1
7を得る。図4は階層化構造の各階層が持つ周波数成分
の説明図であって、ウエーブレット変換により得た画像
は、それぞれが持つ周波数帯域は独立しており、原画像
を最下層とした階層数が3である場合は各画像のもつ周
波数成分は図示したとおりとなる。
The two images after the conversion are sampled by the horizontal upsamplers 15a and 15b, and the two images subjected to the inverse wavelet conversion in the same manner are added by the adder 16 to obtain a recomposed image 1
Get 7. FIG. 4 is an explanatory diagram of the frequency components of each layer of the hierarchical structure. The images obtained by the wavelet transform have independent frequency bands, and the number of layers with the original image as the lowest layer is In the case of 3, the frequency components of each image are as illustrated.

【0024】同図において、HLj は階層jにおける水
平周波数成分は高周波域、垂直周波数成分は低周波域、
ωx は水平周波数帯域、ωy は垂直周波数帯域を示す。
背景分離/特徴抽出手段4は前記階層化構造を用いて前
記ヌードル状成形品1の背景を分離して当該ヌードル状
成形品1の画像データを抽出する。上記階層化構造の最
上位は最低分解能であり、下位の層ほど高い分解能であ
る。また、ある階層Jにおける低周波画像(前記式
(1)のOL に相当)は、その階層より下位の層におけ
る画像が有する高周波成分は有しない。
[0024] In the figure, HL j is the high frequency range the horizontal frequency component in the hierarchy j, the vertical frequency component low frequency band,
omega x is the horizontal frequency band, omega y denotes a vertical frequency band.
The background separation / feature extraction means 4 separates the background of the noodle-shaped molded article 1 using the hierarchical structure and extracts image data of the noodle-shaped molded article 1. The highest level of the hierarchical structure has the lowest resolution, and the lower layers have higher resolution. The low-frequency image in a certain hierarchical J (corresponding to O L in the formula (1)), the high frequency component image having the lower layers than the hierarchy does not have.

【0025】そこで、画像の再合成を行う際に、必要な
階層Jの必要な周波数成分に該当する画像を有効とし、
それ以外は無効とすることで、必要な周波数帯域だけか
らなる情報を抽出する。低周波画像において対象物体の
表面の亀裂や凹凸が十分減衰している階層Jにおいて、
低周波画像ILL j (x,y)を、閾値THにより、 ILL j (x,y)=0, when ILL j (x,y)<TH ・・・(2) とし、それより下位の層においては、 ILL j-1 (x,y)=0, when ILL j (x,y)<TH,and ILL j (x/2,y/2)<TH ・・・(3) とする。
Therefore, when performing image resynthesis, an image corresponding to a necessary frequency component of a necessary hierarchy J is validated,
By invalidating the others, information consisting only of the necessary frequency band is extracted. In layer J where cracks and irregularities on the surface of the target object are sufficiently attenuated in the low-frequency image,
The low-frequency image I LL j (x, y) , and by the threshold TH, I LL j (x, y) = 0, when I LL j (x, y) < and TH ··· (2), lower than that In the layer of, I LL j-1 (x, y) = 0, when I LL j (x, y) <TH, and I LL j (x / 2, y / 2) <TH (3) ).

【0026】この変換をしながら再合成を行うことによ
り、対象物体の表面と背景や影を分離する。次に、階層
jの画像を、その画像が含む周波数帯域に対応させてI
HL j ,ILH j ,IHH j ,ILL j とする。
By performing re-synthesis while performing this conversion,
To separate the surface and background or shadow of the target object. Next, the hierarchy
j corresponding to the frequency band included in the image,
HL j, ILH j, IHH j, ILL jAnd

【0027】各画像の持つ帯域幅ωHL j ,ωLH j ,ωHH
j ,ωLL j は、水平周波数帯域ωxと垂直周波数帯域ω
y を用いて、 ωHL j=((1/2)jπ≦ωx<(1/2)j-1π, 0≦ωy<(1/2)jπ) ωLH j=( 0≦ωx<(1/2)jπ,(1/2)jπ≦ωy<(1/2)j-1π) ωHH j =((1/2)jπ≦ωx<(1/2)j-1π,(1/2)jπ≦ωy<(1/2)j-1π) ωLL j=( 0 ≦ωx<(1/2)jπ, 0≦ωy<(1/2)jπ) ・・・・・(4) と表される。また、ωLL j は1階層上の画像との間に、 ωLL j-1 =ωHL j+ωLH j+ωHH j+ωLL j ・・・・・(5) の関係がある。
The bandwidth ω HL j , ω LH j , ω HH of each image
j and ω LL j are the horizontal frequency band ω x and the vertical frequency band ω
Using y , ω HL j = ((1/2) j π ≦ ω x <(1/2) j-1 π, 0 ≦ ω y <(1/2) j π) ω LH j = (0 ≦ ω x <(1/2) j π, (1/2) j π ≦ ω y <(1/2) j-1 π) ω HH j = ((1/2) j π ≦ ω x <( 1/2) j-1 π, (1/2) j π ≦ ω y <(1/2) j-1 π) ω LL j = (0 ≦ ω x <(1/2) j π, 0 ≦ ω y <(1/2) j π) (4) Also, ω LL j has the following relationship with the image one level higher : ω LL j−1 = ω HL j + ω LH j + ω HH j + ω LL j (5)

【0028】そこで、除去したい周波数帯域を持つ画像
の除去したい空間領域を0とし、再合成することで亀裂
や凹凸による特徴を強調する。輪郭抽出手段5は、前記
階層化構造の上位層を基にして逆ウエーブレット変換を
施すことにより前記ヌードル状成形品1の輪郭を抽出
し、画像再構成手段6は前記輪郭抽出手段5で抽出され
た輪郭内の画素について前記階層構造の最下層の解像度
まで逆ウエーブレット変換を施して前記ヌードル状成形
品1の各々を切り離した再生画像データを得る。
Therefore, the spatial region to be removed in the image having the frequency band to be removed is set to 0, and the image is recombined to emphasize features due to cracks and irregularities. The contour extracting means 5 extracts the contour of the noodle-shaped molded article 1 by performing inverse wavelet transform based on the upper layer of the hierarchical structure, and the image reconstructing means 6 extracts the contour by the contour extracting means 5. Inverted wavelet transform is performed on the pixels in the contour thus formed up to the resolution of the lowermost layer of the hierarchical structure to obtain reproduced image data in which each of the noodle-shaped products 1 is separated.

【0029】図5はステーラブフィルタの構成例の説明
図であって、20a〜20cはそれぞれθが0°、60
°、120°の二次元フィルタ、21a〜21cは乗算
器、22は加算器、23はルックアップテーブルであ
る。また、図6はエッジの傾きに応じたウインドウと傾
き推定の概念図、図7はエッジに垂直なウインドウの概
念図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of the configuration of the stabilizing filter.
°, 120 ° two-dimensional filters, 21a to 21c are multipliers, 22 is an adder, and 23 is a look-up table. FIG. 6 is a conceptual diagram of a window and inclination estimation according to the inclination of the edge, and FIG. 7 is a conceptual diagram of a window perpendicular to the edge.

【0030】ここで、向きθのエッジを強調するステー
ラブルフィルタを、ガウシアン関数G(x,y)のN次
導関数GN を用いて、 [GN ( θ) ]=[Σ(M) (r=1) ]kr (θ)[GN ( θr ) ] ・・・・(6) とする。
[0030] Here, to emphasize stay trouble filter edge orientation theta, using the N derivative G N of the Gaussian function G (x, y), [ G N (θ)] = [Σ (M) (r = 1) ] k r (θ) [G N ( θ r ) ] (6)

【0031】ここで、[GN ( θ) ]、
[Σ(M) (r=1) ]、[GN ( θr ) ]は、それぞれ
Here, [G N ( θ ) ],
(M) (r = 1) ] and [G N ( θr ) ] are

【数5】 を意味する。ステーラブルフィルタは、例えばN=2の
場合図5に示した構成となる。まず、階層Jにおいて以
下の処理を行う。 [GN ( θ) ]とそのヒルベルト変換対[H
N ( θ) ]を用いて、向きθm(0°≦θm≦360°
の任意に選んだ離散値)のエネルギーを次式により求め
る。
(Equation 5) Means For example, when N = 2, the steerable filter has the configuration shown in FIG. First, the following processing is performed in the hierarchy J. [G N ( θ ) ] and its Hilbert transform pair [H
N ( θ ) ]], the direction θm (0 ° ≦ θm ≦ 360 °
Is determined by the following equation.

【0032】 [E( θm ) ]=((ILL J ※[G( θm) ])2 +(ILL J ※[H( θ m) 21/2 ・・・・・(7) ここで、※は畳み込み積分を示し、[E( θm) ]、
[G( θm) ]、[H(θm) ]は、それぞれ、
[0032] [E (θm)] = ( (I LL J ※ [G (θm)]) 2 + (I LL J ※ [H (θ m)] 2) 1/2 ····· (7) Here, * indicates convolution integral, [E ( θm ) ],
[G ( θm ) ] and [H ( θm ) ] are respectively

【数6】 を意味する。(Equation 6) Means

【0033】図6に示した向きθmを中心軸とする扇
形状の領域WHにおいて、エネルギー集中度S(θm)
を次式により求める。 S(θm)=∫WH[E( θm) ]dxdy ・・・・(8) このSが最大となるθmを推定エッジ向きθeとする。
In the fan-shaped region WH whose center axis is the direction θm shown in FIG. 6, the energy concentration S (θm)
Is determined by the following equation. S (θm) = ∫ WH [E ( θm ) ] dxdy (8) Let θm at which S becomes the maximum be the estimated edge direction θe.

【0034】θeに垂直な向きθ⊥について、図7に
示した向きθ⊥を中心軸とする領域WVにおいて、エネ
ルギーが局所最大でかつ一定の閾値TH以上であればエ
ッジ点とする。
Regarding the direction θ⊥ perpendicular to θe, if the energy is locally maximum and is equal to or more than a certain threshold value TH in an area WV having the center axis θθ shown in FIG.

【0035】各画素毎の空間位相[φ( θe ) ]を、 [φ( θe ) ]=tan-1(I※[H( θe) ]/I※[G( θe) ] ・・・・(9) により計算する。ここで、[φ( θe ) ]、[H( θe
) ]、[G( θe) ]は、それぞれ、
The spatial phase [φ ( θe ) ] of each pixel is represented by [φ ( θe ) ] = tan -1 (I * [H ( θe ) ] / I * [G ( θe ) ] (... ) 9) where [φ ( θe ) ], [H ( θe)
) ] And [G ( θe ) ] are

【数7】 を意味する。(Equation 7) Means

【0036】計算結果がχ/2rad.と3χ/2ra
d.付近であればステップ状エッジと見做す。また、0
rad.とχrad.付近であればパルス状エッジと見
做す。エッジ点において、ステップ状エッジの場合は輪
郭とする。また、エッジがパルス状の場合、[E( θe
) ]が一定の閾値TH2以上で、かつS(θm)が十分
大きく、さらに向きθ⊥に存在する最も近いエッジとの
距離がL以上であれば輪郭とする。ここで、Lは対象の
形状により設定する距離の閾値である。
When the calculation result is Δ / 2 rad. And 3χ / 2ra
d. If it is near, it is regarded as a step edge. Also, 0
rad. And @rad. If it is near, it is regarded as a pulse edge. At the edge point, in the case of a step-like edge, it is a contour. When the edge has a pulse shape, [E ( θe
) ] Is greater than or equal to a fixed threshold value TH2, S (θm) is sufficiently large, and the distance from the nearest edge existing in the direction θ⊥ is greater than or equal to L. Here, L is a threshold value of the distance set according to the shape of the target.

【0037】ここで、[E( θe ) ]は、Here, [E ( θe ) ] is

【数8】 (Equation 8)

【0038】を意味する。 任意の画像を中心とする任意の向きθの領域WHにつ
いて、その両側に輪郭点があり、各側にある輪郭の向き
の平均値がθ±Δθであれば、その画像をエッジとす
る。このエッジの向きθに垂直なθ⊥について、中心に
あるエッジを輪郭とする。
Means For an area WH in an arbitrary direction θ centered on an arbitrary image, there are contour points on both sides, and if the average of the directions of the contours on each side is θ ± Δθ, the image is regarded as an edge. With respect to θ⊥ perpendicular to the edge direction θ, the edge at the center is defined as a contour.

【0039】次に、階層Jより下位の層j(0≦j<
J)において、ILL j+1 (x/2,y/2)が輪郭であ
る座標(x,y)で上記の〜を実行する。これを再
下位の層(j=0)まで繰り返す。品質推定手段7は、
前記画像再構成手段6で再構成された画像について前記
ヌードル状造粒品1の表面状態を評価する多層パーセプ
トロン型ニューラルネットワークを用いて格子状穴から
押し出し成形されるヌードル状成形品の品質の良否をそ
の表面状態から評価する。
Next, a layer j lower than the layer J (0 ≦ j <
In J), the above is executed at coordinates (x, y) where I LL j + 1 (x / 2, y / 2) is a contour. This is repeated up to the lower layer (j = 0). The quality estimating means 7
Quality of the noodle-shaped product extruded from the lattice holes using a multilayer perceptron type neural network for evaluating the surface state of the noodle-shaped granulated product 1 with respect to the image reconstructed by the image reconstructing means 6 Is evaluated from its surface condition.

【0040】すなわち、品質推定手段7はパーセプトロ
ン型ニューラルネットワークを用いて、対象物体である
ヌードル状成形品の表面の状態ごとに品質を推定し、分
類する。品質推定手段7の入力は物体ごとの輝度分布と
し、出力は品質ランクとする。まず、事前に品質を分類
する数(ランク数)を設定する。そして、従来、目視分
類を行ってきた作業者に入力画像フレームを提示し、1
画素平均の品質を分類させる。
That is, the quality estimating means 7 uses a perceptron-type neural network to estimate and classify the quality for each surface state of the noodle-like molded article as the target object. The input of the quality estimating means 7 is a luminance distribution for each object, and the output is a quality rank. First, the number (rank number) for classifying quality is set in advance. Then, the input image frame is presented to the operator who has conventionally performed the visual classification, and 1
Let the pixel average quality be classified.

【0041】次に、1画像中の物体領域の平均輝度分布
を入力とし、この分類結果を教師信号とする。この学習
を最も悪い品質から良い品質のものまで一様に行う。こ
のようにして得た学習結果を用いて、格子状穴から押し
出し成形されるヌードル状成形品の品質の良否がその表
面状態から自動的に評価される。
Next, the average luminance distribution of the object region in one image is input, and the classification result is used as a teacher signal. This learning is performed uniformly from the worst quality to the good quality. Using the learning results obtained in this way, the quality of the noodle-like molded product extruded from the lattice holes is automatically evaluated from the surface state.

【0042】[0042]

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。本実施例では、対象物体として有機
ゴム薬品を例として構成した高速品質評価システムにつ
いて説明する。この有機ゴム薬品を多数の格子状穴から
押し出してヌードル状成形品としたもので、その直径は
約1mmであり、これをビデオカメラにより拡大撮像す
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In this embodiment, a high-speed quality evaluation system in which an organic rubber chemical is used as an example of a target object will be described. This organic rubber chemical is extruded from a large number of lattice holes to form a noodle-shaped molded product having a diameter of about 1 mm, which is magnified by a video camera.

【0043】図8と図9は本発明による押し出し造粒品
の高速品質評価方式の1実施例を説明するシステム構成
図であって、両図は図示の都合で分割してあり、図中丸
A、丸B、丸C同士で結合して1図面となる。図8、9
において、30はビデオカメラで撮像して得た対象物体
の画像データを階層化するウエーブレット変換を用いた
階層化部(ウエーブレット階層化部)、31は背景分離
/特徴抽出部、33は画像再合成/輝度分布演算部、3
4はニューラルネット品質推定部である。
FIGS. 8 and 9 are system configuration diagrams for explaining one embodiment of a high-speed quality evaluation method of an extruded granulated product according to the present invention, wherein both figures are divided for convenience of illustration. , Circle B and circle C are combined to form one drawing. 8 and 9
, 30 is a layering unit (wavelet layering unit) using a wavelet transform for layering image data of a target object obtained by imaging with a video camera, 31 is a background separation / feature extraction unit, and 33 is an image. Recombining / luminance distribution calculation unit, 3
Reference numeral 4 denotes a neural network quality estimating unit.

【0044】入力画像はウエーブレット階層化部30に
おいてウエーブレット変換により多解像度に分解され
る。ここでは、入力画像は512×512画素とし、最
上位階層は64×64画素とする。また、分解能は25
6階調とする。ビデオカメラで拡大撮像された画像信号
は、まずウエーブレット階層化部30で階層化される
が、本実施例では、階層は原画像を除き3階層である。
The input image is decomposed into multiple resolutions by a wavelet transform in a wavelet layering unit 30. Here, the input image is 512 × 512 pixels, and the highest layer is 64 × 64 pixels. The resolution is 25
Six gradations are assumed. The image signal enlarged and captured by the video camera is first hierarchized by the wavelet hierarchization unit 30, but in the present embodiment, there are three hierarchies except for the original image.

【0045】各階層の各画像IHL j ,ILH j ,IHH j
よび最上位階層のILL j は、背景分離/特徴抽出部31
に入力する(j=1〜3)。背景分離/特徴抽出部31
では物体と背景とを識別し、物体の領域については不要
な周波数成分を除去する。この結果はマスクビットMB
j (MBj LL,MB j HH、MBj LH,MBj HL、j=1
〜3)として画像再合成/輝度分布演算部に出力され
る。
Each image I of each layerHL j, ILH j, IHH jYou
And the top level ILL jIs the background separation / feature extraction unit 31
(J = 1 to 3). Background separation / feature extraction unit 31
Identifies the object and the background, and does not need the area of the object
Frequency components are removed. The result is the mask bit MB
j(MBj LL, MB j HH, MBj LH, MBj HL, J = 1
To 3) are output to the image resynthesis / luminance distribution calculation unit.
You.

【0046】また、輪郭抽出部32では物体の輪郭が抽
出され、この結果はマスクビットMCj (j=1〜3)
として画像再合成/輝度分布演算部33に出力される。
画像再合成/輝度分布演算部33ではマスクビットMB
j とマスクビットMC j が”1”であれば画像再合成過
程において該当画素の該当する周波数成分が除去され
る。
The contour extraction unit 32 extracts the contour of the object.
And the result is the mask bit MCj(J = 1-3)
Is output to the image resynthesis / luminance distribution calculation unit 33.
In the image resynthesis / luminance distribution calculation unit 33, the mask bit MB
jAnd mask bit MC jIs "1", the image
The corresponding frequency component of the pixel is removed
You.

【0047】また、この画像再合成で得られた結果か
ら、輝度を変数とする頻度分布が演算される。その演算
結果はニューラルネット品質推定部34に入力されて、
予め学習させた輝度分布と品質との関係から当該物体の
品質が推定される。以下、上記システム構成における各
部について、さらに説明する。図10と図11は背景分
離/特徴抽出部の構成図であって、31a,31bは1
階層再合成部、31c,31d,31eは比較器、31
f,31g,31hは論理積回路、31iは除去帯域選
択器、31j〜31sは論理和回路である。
From the result obtained by the image resynthesis, a frequency distribution with luminance as a variable is calculated. The calculation result is input to the neural network quality estimation unit 34,
The quality of the object is estimated from the relationship between the luminance distribution and the quality that have been learned in advance. Hereinafter, each unit in the above system configuration will be further described. FIG. 10 and FIG. 11 are configuration diagrams of the background separation / feature extraction unit.
Hierarchical resynthesizer, 31c, 31d, 31e are comparators, 31
f, 31g, 31h are AND circuits, 31i is a rejection band selector, and 31j to 31s are OR circuits.

【0048】同図において、階層化された画像を入力と
し、1階層再合成部31a,31bによりIj LL(j≧
1)が求められる。図12は1階層再合成部の構成例を
説明する回路図であって、31d1 ,31d3 は水平h
フィルタ、31d2 ,31d4 は水平gフィルタ、31
5 ,31d6 ,31d11は加算器、31d7 ,31d
8 は水平アップサンプラー、31d 9 は垂直hフィル
タ、31d10は垂直gフィルタ、31d12は垂直アップ
サンプラーである。
In the figure, a hierarchical image is input and
Then, the one-level re-combining units 31a and 31bj LL(J ≧
1) is required. FIG. 12 shows a configuration example of the one-layer re-synthesis unit.
It is a circuit diagram for explaining, 31d1, 31dThreeIs horizontal h
Filter, 31dTwo, 31dFourIs the horizontal g filter, 31
dFive, 31d6, 31d11Is an adder, 31d7, 31d
8Is a horizontal up sampler, 31d 9Is the vertical h-fill
TA, 31dTenIs a vertical g filter, 31d12Is vertical up
It is a sampler.

【0049】IJ LLにおいて、輝度が閾値THより低い
画素は背景と認識され、より低分解能の画像においても
背景であれば背景フラグBJ LL(J=1〜3)がセット
される。この背景フラグBJ LLと帯域除去選択器31i
により選択された帯域からフラグMBJ LL(J=1〜
3)がセットされる。この場合、選択された帯域に相当
する画像においては全域をマスクすることになる。
In I J LL , a pixel whose luminance is lower than the threshold value TH is recognized as a background, and a background flag B J LL (J = 1 to 3) is set in a lower-resolution image if the background is present. The background flag B J LL and the band rejection selector 31i
The flag MB J LL (J = 1 to
3) is set. In this case, the whole area is masked in the image corresponding to the selected band.

【0050】図13は輪郭抽出部の構成例を説明する回
路図であって、32a,32c,32fは階層選択器、
32bは1階層再合成部、32dは論理積回路、32e
は1階層輪郭抽出部、32gは階層を選択するためのレ
イヤー信号を出力する階層管理部である。この輪郭抽出
部において、最初に階層選択器32a,32c,32f
は階層管理部32gからの層選択信号Layerで第3
層が指定される。
FIG. 13 is a circuit diagram for explaining an example of the configuration of the contour extraction unit, where 32a, 32c and 32f are hierarchical selectors,
32b is a one-level resynthesis unit, 32d is an AND circuit, 32e
Is a one-layer outline extraction unit, and 32g is a layer management unit that outputs a layer signal for selecting a layer. In this contour extraction unit, first, the hierarchy selectors 32a, 32c, 32f
Is the layer selection signal Layer from the layer management unit 32g and is the third
The layer is specified.

【0051】これにより、I3 ll、I3 LH 、I3 Hl
3 HHが1階層再合成部32bに入力する。1階層再合
成部32bからはIj-1 LL すなわちI2 LLが出力され
る。一方、層選択信号Layerにより現在の層におい
ては階層選択器32cの入力は常に1であるため、I3
llはそのまま1階層輪郭抽出部32eに出力される。1
階層輪郭抽出部32eからは抽出された輪郭が画素毎に
フラグMC3 として出力される。
Thus, I 3 ll , I 3 LH , I 3 Hl ,
I 3 HH is input to the one-layer re-combining unit 32b. I j-1 LL, that is, I 2 LL, is output from the one-layer recombining unit 32b. On the other hand, since the input of the layer selector 32c is always 1 in the current layer according to the layer selection signal Layer, I 3
ll is output to the one-layer outline extraction unit 32e as it is. 1
From the hierarchical outline extracting unit 32e are extracted contour is outputted as the flag MC 3 for each pixel.

【0052】この階層の処理が終了すると、階層管理部
32gは層選択信号Layerを階層選択器32a,3
2c,32fに与え第2層を選択させる。1階層再合成
部32bの入力部には、I2 LH 、I2 Hl、I2 HHと前
の階層で合成されたI2 llが入力する。また、1階層輪
郭抽出部32eへは前の層で抽出された輪郭に対応する
画素だけが論理積回路32dを通って入力する。
When the processing of this hierarchy is completed, the hierarchy management unit 32g sends the layer selection signal Layer to the hierarchy selectors 32a, 32
2c and 32f to select the second layer. The I 2 LH , I 2 Hl , I 2 HH and I 2 ll synthesized in the previous layer are input to the input unit of the one-layer re-combining unit 32b. Further, only the pixels corresponding to the contour extracted in the previous layer are input to the one-layer contour extracting unit 32e through the AND circuit 32d.

【0053】そして、上記と同様にして第1階層までの
処理が繰り返されて、フラグMC2、フラグMC1 が出
力される。図14、図15および図16は1階層輪郭抽
出部の構成例を説明する回路図であって、図示の都合上
3分割してある。同各図において、321aはステーラ
ブルフィルタの実部、321bは同虚部、322a1
322am は第1入力の二乗と第2入力の二乗の平方根
演算回路、322b1 〜322bm は第1入力と第2入
力のtan-1の演算回路、323a,323bは向きθ
選択器、324はウインドウWH内θの平均値演算回
路、325はウインドウWV内の局所最大エネルギー検
出回路、326は位相判定回路、327a1 〜327a
3 はそれぞれ閾値TH1,TH2,TH3判定回路、3
28a1 ,328a2 は論理積回路、328a3 は論理
和回路、329は距離L内のエッジ探索回路、330は
ウインドウWH内の輪郭検出回路、331はウインドウ
WV内の中心判定回路、332は論理積回路、333は
論理和回路である。
Then, the processing up to the first layer is repeated in the same manner as described above, and the flag MC 2 and the flag MC 1 are output. FIGS. 14, 15 and 16 are circuit diagrams for explaining an example of the configuration of the one-layer contour extraction unit, which is divided into three for convenience of illustration. In each figure, 321a is the real part of the steerable filter, 321b is the imaginary part, 322a 1 to
322a m is squared and the square of the square root operation circuit of the second input of the first input, 322b 1 ~322b m arithmetic circuit of the first input and the second input of tan -1, 323a, 323b faces θ
A selector 324 is a circuit for calculating an average value of θ in the window WH, 325 is a local maximum energy detection circuit in the window WV, 326 is a phase determination circuit, and 327a 1 to 327a.
3 is a threshold value TH1, TH2, TH3 determination circuit,
28a 1 and 328a 2 are AND circuits, 328a 3 is an OR circuit, 329 is an edge search circuit within the distance L, 330 is a contour detection circuit within the window WH, 331 is a center determination circuit within the window WV, and 332 is a logic. The product circuit 333 is a logical sum circuit.

【0054】図17は図14における1階層輪郭抽出回
路のステーラブルフィルタの実部の構成例を説明する回
路図である。同図において、3210a,3210b,
3210cはそれぞれ向きθが0°,60°,120°
の2次元フィルタ、3211a,3211b・・・32
11mは演算部であり、この動作は前記図5、図6、図
7で説明した通りである。
FIG. 17 is a circuit diagram illustrating an example of the configuration of the real part of the steerable filter of the one-layer contour extraction circuit in FIG. In the figure, 3210a, 3210b,
3210c has directions θ of 0 °, 60 °, and 120 °, respectively.
3211a, 3211b... 32
An operation unit 11m has the same operation as described with reference to FIGS. 5, 6, and 7.

【0055】図18は画像再合成/輝度分布演算部の構
成図であって、3310a,3311a〜3311c,
3312a〜3312c,3313a〜3313cは論
理積回路、3314は層選択器、3315は1階層再合
成部、3316は階層管理部、3317は輝度分布算出
部である。この画像再合成/輝度分布演算部には階層化
された画像とフラグMBJ 、MC J が入力され、階層管
理部3316からの層選択信号によりフラグMBJ 、M
J セットしている画素は輝度0としている。
FIG. 18 shows the structure of the image resynthesis / luminance distribution calculation unit.
3310, 3310a, 3311a to 3311c,
3312a to 3312c and 3313a to 3313c
Logical product circuit, 3314 is a layer selector, 3315 is one layer recombining
Component, 3316 is a hierarchy management unit, 3317 is luminance distribution calculation
Department. The image resynthesis / luminance distribution calculation unit is hierarchical
Image and flag MBJ, MC JIs entered and the hierarchical tube
Flag MB according to the layer selection signal from theJ, M
C JThe set pixel has a luminance of 0.

【0056】先ず、階層管理部3316からの層選択信
号Layerにより層選択器3314は第3層を選択
し、第3層の画像が1階層再合成部3315に入力され
る。次に、層選択器3314により第2層が選択され、
第2層の画像が1階層再合成部3315に入力される。
以下、第1層まで繰り返されて1階層再合成部3315
から特徴抽出画像が出力される。
First, the layer selector 3314 selects the third layer according to the layer selection signal Layer from the layer management unit 3316, and the image of the third layer is input to the one-layer re-synthesis unit 3315. Next, the second layer is selected by the layer selector 3314,
The image of the second layer is input to the one-layer re-synthesis unit 3315.
Hereinafter, the process is repeated up to the first layer, and the one-layer recombining unit 3315 is performed.
Output a feature extraction image.

【0057】この特徴抽出画像は、輝度分布算出部33
17に入力され、輝度256階調の各階調の出現頻度が
算出される。算出された結果は、階調を変数とする輝度
分布として品質推定手段に与えられ、ニューロネットワ
ークにより評価される。ニューロネットワークそのもの
の構成と動作は既知であるので、ここでは詳しい説明は
省略する。本実施例では、当該ヌードル状成形品の品質
評価に従事していた熟練の作業者による目視評価結果を
教師データとした学習を施して置く。
This feature extraction image is output to the luminance distribution calculation unit 33.
17 and the appearance frequency of each of the 256 gray levels is calculated. The calculated result is given to the quality estimating means as a luminance distribution using the gradation as a variable, and is evaluated by the neuro network. Since the configuration and operation of the neural network itself are known, detailed description is omitted here. In the present embodiment, learning using the visual evaluation result of a skilled worker who has been engaged in the quality evaluation of the noodle-shaped molded product as teacher data is performed.

【0058】本システムの運用時には、上記画像再合成
/輝度分布演算部からの輝度分布出力を入力として、上
記学習の結果構築されたニューラルネットワークを用い
て品質の評価を行わせる。評価の動作は前記発明の実施
の態様で説明した通りである。図19は本発明による押
し出し造粒品の高速品質評価方式の全体構成を説明する
概略図であって、100は押し出し造粒機、101は原
料供給管、102は添加剤A供給管、103は添加剤B
供給管、104は成形品搬送装置、105はビデオカメ
ラ、106は高速品質評価装置、107はファジイ演算
装置、108は制御盤、109,110は電磁バルブで
ある。
In operation of the present system, the luminance distribution output from the image resynthesis / luminance distribution calculation unit is input and the quality is evaluated using the neural network constructed as a result of the learning. The operation of the evaluation is as described in the embodiment of the present invention. FIG. 19 is a schematic diagram for explaining the overall configuration of the high-speed quality evaluation method of an extruded granulated product according to the present invention, wherein 100 is an extruded granulator, 101 is a raw material supply pipe, 102 is an additive A supply pipe, and 103 is Additive B
A supply pipe, 104 is a molded article conveying device, 105 is a video camera, 106 is a high-speed quality evaluation device, 107 is a fuzzy operation device, 108 is a control panel, and 109 and 110 are electromagnetic valves.

【0059】押し出し造粒機100は原料と添加剤を混
練して粒状に成形する造粒機構と、格子状に配列された
多数の穴を有し、この格子状穴から上記混練物を押し出
すことによりヌードル状の成形品を製造する。押し出し
造粒機100から押し出されたヌードル状成形品は造粒
品搬送装置104で次の工程へ搬送される。なお、この
成形品搬送装置104に上記ヌードル状成形品を適宜の
長さに細断してペレット状とする機能、あるいはヌード
ル状成形品もしくはペレット状成形品をビデオカメラ下
で整列させる機能を持たせることもできる。
The extruding granulator 100 has a granulating mechanism for kneading the raw materials and additives and forming into granules, and has a large number of holes arranged in a grid, and extrudes the kneaded material from the grid holes. To produce a noodle-shaped molded product. The noodle-shaped molded product extruded from the extrusion granulator 100 is conveyed to the next step by the granulated product conveying device 104. The molded article transporting device 104 has a function of chopping the noodle-shaped molded article into an appropriate length to form a pellet, or a function of aligning the noodle-shaped molded article or the pellet-shaped molded article under a video camera. It can also be done.

【0060】ビデオカメラ105は成形品搬送装置10
4で搬送される造粒品のを拡大撮像し、その画像信号
(画像データ)を高速品質評価装置106に与える。高
速品質評価装置106では、前記した構成に基づいて非
接触で、熟練作業者の評価と同等の品質評価を非定量的
に推定し実行する。高速品質評価装置106で推定され
た品質評価値はファジイ演算装置107に与えられ、所
謂曖昧処理で添加剤の流量を演算し、これを制御盤10
8に出力する。
The video camera 105 is used for the molded article conveying device 10.
In step 4, the granulated product conveyed is magnified and imaged, and its image signal (image data) is provided to the high-speed quality evaluation device 106. The high-speed quality evaluation device 106 non-quantitatively estimates and executes a quality evaluation equivalent to the evaluation of a skilled worker in a non-contact manner based on the configuration described above. The quality evaluation value estimated by the high-speed quality evaluation device 106 is given to the fuzzy operation device 107, and the flow rate of the additive is calculated by a so-called ambiguous process.
8 is output.

【0061】制御盤108はファジイ演算装置107か
らの入力に基づいて電磁バルブ109、110の開閉を
制御して添加剤の量をコントロールすると共に、押し出
し造粒機100の混練条件の制御を行う。なお、制御盤
108は造粒品搬送装置104の搬送の制御も行う。図
20は良品のヌードル状成形品の表面状態の一例を説明
する写真の模写図と画像処理で得られた輝度分布の説明
図であって、(a)はヌードル状成形品の写真の模写
図、(b)はその1個の輝度分布図である。
The control panel 108 controls the amount of the additive by controlling the opening and closing of the electromagnetic valves 109 and 110 based on the input from the fuzzy arithmetic unit 107, and also controls the kneading conditions of the extrusion granulator 100. The control panel 108 also controls the transfer of the granulated product transfer device 104. FIG. 20 is a schematic view of a photograph for explaining an example of the surface state of a good-quality noodle-like molded product and an explanatory view of a luminance distribution obtained by image processing. FIG. 20A is a schematic view of a photograph of a noodle-like molded product. , (B) is a luminance distribution diagram of one of them.

【0062】同図(a)に示されたように、良品と評価
されるヌードル状成形品の表面には亀裂や凹凸が視認さ
れず、その画像処理によって得られた輝度は(b)に示
したように分布する。図21は不良品のヌードル状成形
品の表面状態の一例を説明する写真の模写図と画像処理
で得られた輝度分布の説明図であって、(a)はヌード
ル状成形品の写真の模写図、(b)はその1個の輝度分
布図である。
As shown in FIG. 6A, no cracks or irregularities were visually recognized on the surface of the noodle-shaped molded product evaluated as good, and the luminance obtained by the image processing is shown in FIG. Distributed as shown. FIGS. 21A and 21B are a schematic view of a photograph illustrating an example of the surface state of a defective noodle-shaped molded article and an explanatory view of a luminance distribution obtained by image processing. FIG. FIG. 3B is a diagram showing one luminance distribution.

【0063】同図(a)に示されたように、不良品と評
価されるヌードル状成形品の表面には亀裂や凹凸が多く
視認され、その画像処理によって得られた輝度は(b)
に示したように分布する。このような輝度分布の相違に
基づいて、前記多層パーセプトロン型ニューラルネット
ワークを有する品質推定手段を備えた高速品質評価装置
106が造粒品搬送装置104を搬送されるヌードル状
成形品の良否を推定する。
As shown in FIG. 7A, many cracks and irregularities are visually recognized on the surface of the noodle-shaped molded product evaluated as defective, and the luminance obtained by the image processing is shown in FIG.
Are distributed as shown in FIG. Based on such a difference in luminance distribution, the high-speed quality evaluation device 106 including the quality estimation means having the multilayer perceptron-type neural network estimates the quality of the noodle-shaped molded product transported through the granulated product transport device 104. .

【0064】これにより、品質評価を行う作業者を必要
としないで、高速で品質の評価が実行され、その評価結
果を押し出し造粒機に供給する添加物の量あるいは造粒
条件にフィードバックすることにより、高品質の造粒品
を製造することができる。なお、図19では、ヌードル
状成形品を成形品搬送装置104で搬送しながら、ある
いは搬送を停止した状態で、その表面状態を撮像する構
成としているが、これに代えて、押し出し造粒機100
の成形品出口にビデオカメラの視野を向け、成形直後の
ヌードル状成形品を撮像する構成としてもよい。
As a result, the quality evaluation is performed at a high speed without the need for an operator who performs the quality evaluation, and the evaluation result is fed back to the amount of the additive supplied to the extrusion granulator or the granulation conditions. Thereby, a high-quality granulated product can be manufactured. In FIG. 19, the surface state of the noodle-shaped molded product is imaged while being transported by the molded product transporting device 104 or in a state where the transport is stopped.
The field of view of the video camera may be pointed at the molded product outlet of (1) and an image of the noodle-shaped molded product immediately after molding may be taken.

【0065】さらに、本発明は上記実施例で説明したヌ
ードル状成形品に限るものではなく、ヌードル状物体を
さらに短く切断してペレット状としたもの、その他、表
面の状態から品質の良否が判定可能な全ての物体の評価
に適用できるものであることは言うまでもない。
Further, the present invention is not limited to the noodle-shaped molded article described in the above embodiment, but may be used to determine whether the quality is good or not based on the noodle-shaped object cut into a pellet shape by cutting it further shorter, or the surface condition. It goes without saying that it can be applied to the evaluation of all possible objects.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対象物体、特に格子状穴から押し出し造粒されるヌード
ル状物体の表面の滑らかさの程度を定量的に評価し当該
対象物体の表面の亀裂や凹凸の度合いを物体単位で、予
め学習した作業者の評価基準を基に判定し、品質ごとに
高速で自動評価し、分類する評価することが可能な押し
出し造粒品の高速品質評価方式を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention,
An operator who quantitatively evaluates the degree of smoothness of the surface of a target object, particularly a noodle-like object extruded and granulated from a grid-like hole, and previously learned the degree of cracks and irregularities on the surface of the target object for each object. And a high-speed quality evaluation method for extruded granulated products that can be evaluated based on the evaluation criteria described above, automatically evaluated for each quality at a high speed, and classified and evaluated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による押し出し造粒品の高速品質評価方
式の基本構成を説明するブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration of a high-speed quality evaluation method of an extruded granulated product according to the present invention.

【図2】ウエーブレット変換による階層化手段の構成を
説明する模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a layering unit using wavelet transformation.

【図3】逆ウエーブレット変換による画像再合成手段の
構成を説明する模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image resynthesis unit using inverse wavelet transform.

【図4】階層化構造の各階層が持つ周波数成分の説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of frequency components of each layer of the hierarchical structure.

【図5】ステーラブルフィルタの構成例の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration example of a steerable filter.

【図6】エッジの傾きに応じたウインドウと傾き推定の
概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a window and inclination estimation according to an edge inclination.

【図7】エッジに垂直なウインドウの概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a window perpendicular to an edge.

【図8】本発明による押し出し造粒品の高速品質評価方
式の1実施例を説明するシステム構成の部分図である。
FIG. 8 is a partial view of a system configuration for explaining an embodiment of a high-speed quality evaluation method of an extruded granulated product according to the present invention.

【図9】本発明による押し出し造粒品の高速品質評価方
式の1実施例を説明するシステム構成の図8に接続する
部分図である。
FIG. 9 is a partial view connected to FIG. 8 of a system configuration for explaining one embodiment of a high-speed quality evaluation method of an extruded granulated product according to the present invention.

【図10】背景分離/特徴抽出部の部分構成図である。FIG. 10 is a partial configuration diagram of a background separation / feature extraction unit.

【図11】背景分離/特徴抽出部の図10に接続する部
分構成図である。
11 is a partial configuration diagram of the background separation / feature extraction unit connected to FIG. 10;

【図12】1階層再合成部の構成例を説明する回路図で
ある。
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a one-layer resynthesis unit.

【図13】輪郭抽出部の構成例を説明する回路図であ
る。
FIG. 13 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a contour extraction unit.

【図14】1階層輪郭抽出部の構成例を説明する部分回
路図である。
FIG. 14 is a partial circuit diagram illustrating a configuration example of a one-layer contour extraction unit.

【図15】1階層輪郭抽出部の構成例を説明する図14
に接続する部分回路図である。
FIG. 14 illustrates a configuration example of a one-layer contour extraction unit.
FIG.

【図16】1階層輪郭抽出部の構成例を説明する図15
に接続する部分回路図である。
FIG. 16 illustrates a configuration example of a one-layer contour extraction unit.
FIG.

【図17】図14における1階層輪郭抽出回路のステー
ラブルフィルタの実部の構成例を説明する回路図であ
る。
17 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a real part of a steerable filter of the one-layer contour extraction circuit in FIG. 14;

【図18】画像再合成/輝度分布演算部の構成図であ
る。
FIG. 18 is a configuration diagram of an image resynthesis / luminance distribution calculation unit.

【図19】本発明による押し出し造粒品の高速品質評価
方式の1実施例の全体構成を説明する概略図である。
FIG. 19 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an embodiment of a high-speed quality evaluation method of an extruded granulated product according to the present invention.

【図20】良品のヌードル状造粒品の表面状態の一例を
説明する写真の模写図と画像処理で得られた輝度分布の
説明図である。
FIG. 20 is a simulated view of a photograph illustrating an example of the surface state of a good-quality noodle-like granulated product, and an explanatory diagram of a luminance distribution obtained by image processing.

【図21】不良品のヌードル状造粒品の表面状態の一例
を説明する写真の模写図と画像処理で得られた輝度分布
の説明図である。
FIG. 21 is a simulated view of a photograph illustrating an example of the surface state of a defective noodle-like granulated product and an explanatory diagram of a luminance distribution obtained by image processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヌードル状造粒品 2 ビデオカメラ 3 階層化手段 4 背景分離/特徴抽出手段 5 輪郭抽出手段 6 画像再合成手段 7 品質推定手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Noodle-like granulated product 2 Video camera 3 Hierarchical means 4 Background separation / feature extraction means 5 Contour extraction means 6 Image resynthesis means 7 Quality estimation means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堺 敏明 山口県熊毛郡平生町大野北316番地の11 (56)参考文献 特開 平9−108564(JP,A) 特開 平6−274615(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 1/00 - 7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Toshiaki Sakai 316, Ohnokita, Hirao-cho, Kumage-gun, Yamaguchi Prefecture (56) References JP-A-9-108564 (JP, A) JP-A-6-274615 (JP) , A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G06T 1/00-7/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ヌードル状に押し出し成形後にペレット状
に細断して造粒される前記ヌードル状成形品の品質の良
否をその表面状態から評価する押し出し造粒品の高速品
質評価方式において、 前記ヌードル状成形品を撮像してその表面状態を二次元
画像データに変換するビデオカメラと、 前記ビデオカメラの撮像信号を二次元離散ウエーブレッ
ト変換により空間周波数が異なる空間周波数帯域毎の階
層構造を作成する階層化手段と、 前記階層化構造を用いて前記ヌードル状成形品の背景を
分離して当該ヌードル状成形品の画像データを抽出する
背景分離/特徴抽出手段と、 前記階層化構造の上位層を基にして逆ウエーブレット変
換を施すことにより前記ヌードル状造粒品1の輪郭を抽
出する輪郭抽出手段と、 前記輪郭抽出手段で抽出された輪郭内の画素について前
記階層構造の最下層の解像度まで逆ウエーブレット変換
を施して前記ヌードル状成形品の各々を切り離した再生
画像データを得る画像再合成手段と、 前記画像再合成手段で再構成された画像について前記ヌ
ードル状成形品の表面状態を評価する多層パーセプトロ
ン型ニューラルネットワークを有する品質推定手段とを
備え、 格子状穴から押し出し成形されるヌードル状成形品の品
質の良否をその表面状態から評価することを特徴とする
押し出し造粒品の高速品質評価方式。
1. A high-speed quality evaluation method of an extruded granulated product for evaluating the quality of a noodle-shaped molded product which is extruded into a noodle shape and then cut into pellets and granulated from the surface state, A video camera that images a noodle-shaped molded product and converts the surface state into two-dimensional image data; and creates a hierarchical structure for each spatial frequency band having a different spatial frequency by two-dimensional discrete wavelet transform of the imaging signal of the video camera. A background separating / feature extracting means for separating a background of the noodle-shaped molded product by using the hierarchical structure and extracting image data of the noodle-shaped molded product, and an upper layer of the hierarchical structure Contour extracting means for extracting the contour of the noodle-like granulated product 1 by performing inverse wavelet transformation based on Image resynthesizing means for performing inverse wavelet transform up to the resolution of the lowermost layer of the hierarchical structure for the pixels in the section to obtain reconstructed image data in which each of the noodle-shaped molded articles is separated, and reconstructing by the image resynthesizing means Quality estimation means having a multilayer perceptron-type neural network for evaluating the surface state of the noodle-shaped molded product with respect to the obtained image, and determining whether the quality of the noodle-shaped molded product extruded from the lattice holes is good or bad from the surface state. A high-speed quality evaluation method for extruded granulated products characterized by evaluation.
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