JP2973663B2 - 瓶口の外観検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、透光性瓶のネジ付き
口部における欠け，ひび，汚れ等の欠陥を検出し、もっ
て瓶口の外観検査をおこなう瓶口の外観検査方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の瓶口の外観検査装置について、図
７の構成図と、図８の処理に係る各処理工程に関連する
模式図とを参照しながら説明する。図７において、１は
対象物としての瓶、２は回転台で、瓶１を軸線の回りに
回転させ、３は照明部で、瓶１の口部を側外方から照射
する。４は撮像部で、瓶１の照射された口部の内周面箇
所を斜め外方から撮像する。20は画像処理部で、撮像部
４からの信号を処理し外観に係る特徴量を求める。21は
判定部で、画像処理部20からの特徴量に基づいて良否の
判定をおこなう。さて、画像処理部20の構成するものと
して、15は原画取込み手段で、撮像された口部の内周面
一周分の濃淡画像信号を取り込み、16は微分・２値化手
段で、取り込まれた濃淡画像信号を、口部の周方向につ
いて微分処理して絶対値をとった後に、しきい値に基づ
いき２値化する。17は射影手段で、２値化された画像信
号を瓶口部の周方向に対して（軸線方向に）射影する。
18は特徴量算出手段で、射影したときのパターンから特
徴量、たとえば周方向の分布幅や射影パターンの面積，
射影パターンの高さなどを求める。

【０００３】従来の外観検査装置の動作について、図８
を主に、図７を補助的に参照しながら説明する。図８
(a) は原画取込み手段15によって取り込まれた口部の内
周面一周分の濃淡画像（原画像）である。この原画像
で、Ａはネジ端部、Ｂは欠陥としての欠けである。同図
(b) は微分・２値化手段16により原画像を周方向につい
て微分して絶対値をとり、所定しきい値に基づいて２値
化された画像である。この２値化画像で、Ａ1 はネジ端
部Ａに係るもの、Ｂ1 は欠けＢに係るものである。な
お、ネジの端部以外のネジ山は、ほぼ横軸に平行である
から、原画像を周方向について微分すると零になり、画
像としては消える。また、Ａ1,Ｂ1 とも、狭い間隔の二
重線になるのは、明部分から暗部分に移行するときと、
逆に暗部分から明部分に移行するときとに対応するため
である。同図(c) は射影手段17によって２値化された画
像信号を瓶口部の周方向に対して（軸線方向に）射影し
たときの各射影パターンＡ2,Ｂ2 である。次に、特徴量
算出手段18によって、各射影パターンＡ2,Ｂ2 から特徴
量、たとえば周方向の各分布幅Ｗa,Ｗb や、同じくその
各面積Ｓa,Ｓb 、同じくその各高さＨa,Ｈb が求められ
る。次に、判定部21によって、たとえば算出された特徴
量としての各分布幅Ｗa,Ｗb が、対応する基準のネジ部
の各分布幅Ｗao, Ｗboと比較され、許容範囲にあれば良
品、許容範囲を逸脱すれば不良品と判定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の外観検査装置で
は、図８(a) において、欠け，ひび，汚れ等の欠陥が、
ネジ付き口部のネジ山と平行に生じている場合には、瓶
口部の周方向について微分したとき画像として表れな
い、つまり検出されないという問題がある。

【０００５】この発明の課題は、従来の技術がもつ以上
の問題点を解消し、欠け，ひび，汚れ等の欠陥が、ネジ
付き口部のネジ山と平行に生じているときでも、これを
検出可能な瓶口の外観検査方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る瓶口の外
観検査方法は、軸線の回りに回転される透光性瓶のネジ
付き口部を側外方から照らすとともに、この照らされた
前記口部の内周面箇所を斜め外方から撮像する工程と；
撮像された前記口部の内周面一周分の濃淡画像信号を取
り込む工程と；取り込まれた前記濃淡画像信号を、前記
口部の周方向と、軸線方向とについてそれぞれ微分処理
した後に、所定しきい値に基づき２値化処理する工程
と；この２値化処理したものについて、論理和をとった
後に細線化処理する、または細線化処理の後に論理和を
とる工程と；この細線化処理の後に、細線化部分の内、
他と隔離されて存在する部分にラベル付けするラベリン
グ処理をする工程と；このラベリング処理によって得ら
れたラベル数が基準数を超えることに基づき、第１の欠
陥ありと判定する工程と；前記細線化処理の後に、前記
ネジの端部を除く細線化部分において許容限度以上の凹
凸部分を求め、この許容限度以上の凹凸部分の存在に基
づき、第２の欠陥ありと判定する工程と；を備える。

【０００７】請求項２に係る瓶口の外観検査方法は、請
求項１に記載の方法において、ネジに係る細線化部分の
ラベリング処理は、口部の内周面一周分の展開された細
線化部分で、その展開の方向に係る各端部での軸線方向
座標が同一のもの同士は連続していると判断することに
基づいておこなわれる。

【０００８】請求項３に係る瓶口の外観検査方法は、請
求項１または２に記載の方法において、許容限度以上の
凹凸部分は、細線化部分で任意に選ばれる第１の画素
と、これを起点として各側に所定画素数だけ隔たる第
２，第３の各画素とを結ぶ線分とのなす角度が許容値以
下であることに基づいて求められる。

【０００９】

【作用】請求項１に係る瓶口の外観検査方法では、(1)
軸線の回りに回転される透光性瓶のネジ付き口部を外側
方から照らすとともに、この照らされた口部の内周面箇
所を斜め外方から撮像し、(2) 撮像された口部の内周面
一周分の濃淡画像信号を取り込み、(3) 取り込まれた濃
淡画像信号を、口部の周方向と、軸線方向とについてそ
れぞれ微分処理した後に、所定しきい値に基づき２値化
処理し、その論理和をとり、(4) この２値化処理したも
のについて、論理和をとった後に細線化処理し、または
細線化処理の後に論理和をとり、(5) その後に、細線化
部分の内、他と隔離されて存在する部分にラベル付けす
るラベリング処理をし、(6) このラベリング処理によっ
て得られたラベル数が基準数を超えることに基づき、ネ
ジ部から隔離，孤立した形の第１の欠陥ありと判定し、
(7) 細線化処理の後に、ネジの端部を除く細線化部分に
おいて許容限度以上の凹凸部分を求め、この許容限度以
上の凹凸部分の存在に基づき、ネジ部から孤立してはい
ないが凹凸のひどい形の第２の欠陥ありと判定する。

【００１０】とくに請求項２に係る瓶口の外観検査方法
では、口部の内周面一周分の展開された細線化部分で、
その展開の方向に係る各端部での軸線方向座標が同一の
もの同士は連続していると判断することに基づき、ネジ
に係る細線化部分のラベリング処理がなされる。

【００１１】とくに請求項３に係る瓶口の外観検査方法
では、細線化部分で任意に選ばれる第１の画素と、これ
を起点として各側に所定画素数だけ隔たる第２，第３の
各画素とを結ぶ線分とのなす角度が許容値以下であるこ
とに基づき、許容限度以上の凹凸部分が求められる。

【００１２】

【実施例】この発明に係る瓶口の外観検査方法の適用例
としての外観検査装置について、以下に図を参照しなが
ら説明する。図１は外観検査装置の構成図である。この
適用例が従来例と異なる点は、画像処理部の内部構成
と、判定部の判定基準とにある。図１において、対象物
としての瓶１と、回転台２と、照明部３と、撮像部４と
は従来例におけるのと同じである。画像処理部10におい
て、原画像取込み手段５は、従来例における原画像取込
み手段15と同じく、口部内周面一周分の濃淡画像信号を
取り込む。微分・２値化・論理和手段６は、取り込まれ
た濃淡画像信号を、瓶口部の周方向と、軸線方向とにつ
いてそれぞれ微分処理した後に、所定しきい値に基づき
２値化処理し、それぞれの論理和をとる。細線化手段７
は、この論理和をとったものを細線化処理する。ラベリ
ング手段８は、この細線化処理の後に、細線化部分の
内、他と隔離されて存在する部分にラベル付けするラベ
リング処理をする。凹凸検出手段９は、細線化処理の後
に、ネジの端部を除く細線化部分において許容限度以上
の、つまり異常な凹凸部分を求める。次の、判定部11
は、一つには、ラベリング処理によって得られたラベル
数が基準数を超えることに基づき、第１の欠陥ありと判
定し、もう一つには、許容限度以上の、つまり異常な凹
凸部分の存在に基づき、第２の欠陥ありと判定する。

【００１３】外観検査装置の動作について図２，図３の
前段，後段の各フローチャートと、図４(a) 〜(c) の外
観検査装置による処理の各処理工程における画像の模式
図とを参照しながら説明する。図２において、ステップ
Ｓ１で、瓶口内周面一周分の濃淡画像信号が取り込まれ
る。これに対応する画像の模式図が、図４(a) に示され
る。同図において、Ｆ，Ｇはそれぞれ欠陥としてのひ
び，欠けであるが、もちろん汚れであってもよい。ステ
ップＳ２で、瓶口の周方向について微分処理され（正確
には、その絶対値がとられ）、つづくステップＳ３で２
値化処理される。同様に、ステップＳ４で、瓶口の軸線
方向について微分処理され（正確には、その絶対値がと
られて）、つづくステップＳ５で２値化処理される。ス
テップＳ６で、各ステップＳ３，Ｓ５で得られたものの
論理和がとられて、ステップＳ７で細線化処理される。
なお、各ステップＳ３，Ｓ５の２値化処理の後に、それ
ぞれ細線化処理をして、次にこれらの論理和をとる手順
にすることもできる。なお、微分処理の演算は厳密にし
ようとすると簡単でないので、近似演算のために微分オ
ペレータが用いられ、通常、縦横３枡目のマトリックス
である微分マスクが適用される。いずれにしても、以上
の工程が終了したときの処理画像の模式図は、図４(b)
に示されるようになり、各欠けＦ，Ｇに係る画像はほぼ
実態を表している。この図において、ネジ部や各欠け
Ｆ，Ｇの画像が狭い間隔の二重線になるのは、微分処理
において、従来例で述べたと同様に、明部分から暗部分
に移行するときと、逆に暗部分から明部分に移行すると
きとに対応するからである。

【００１４】図３に移り、ステップＳ８でラベリング処
理がおこなわれる。ラベリング処理は、他と隔離され孤
立して存在する部分にラベル付け（番号付け）する処理
である。これは、画像上孤立部分として表れる欠陥と、
画像としては見掛け上孤立して表れるネジ部とを区別す
るためにおこなわれる。このラベル付けの処理につい
て、図４(b) ，(c) と、図５の外観検査装置の処理にお
けるネジ部のラベル付けに係る説明図とを参照しながら
説明する。なお、このラベル付け処理の方法が請求項２
に対応する。まず、図４(b) に示したように、画像とし
て見掛け上孤立した各線画像に仮ラベル番号(1) 〜(11)
を付ける。図５の説明図の左の列に、仮ラベル番号を
(1) から(11)まで順に付け、中間の列に、各仮ラベル番
号に対応する線画像の、画面の左端部，右端部でのＹ
（縦方向）座標を記載する。右の列に、以下に述べるよ
うな座標データ判断の下に最終的に決められた本ラベル
番号〜を付ける。

【００１５】図５において、仮ラベル番号(1) の線画像
の左端部，右端部の各Ｙ座標は、それぞれ15,15 であり
（図４(b) 参照、以下同じ）、仮ラベル番号(2) の線画
像の各座標は、それぞれ20,20 である。しかし、仮ラベ
ル番号(3) の線画像は左端部は存在せず、右端部で60,8
0 の二つである。同様に、仮ラベル番号(4) の線画像も
左端部は存在せず、右端部で65,75 の二つである。仮ラ
ベル番号(5) の線画像は中間部に位置するから、左右の
各端部での座標が存在しない。以下、同様に各仮ラベル
番号(6) 〜(11)の線画像について左右の各座標を求める
ことができる。そこで、座標データの判断であるが、
「左座標と右座標とが同一な二つの仮ラベル番号の線画
像は連続している」と判断する。また、言いかえれば、
「左座標と右座標とが異なる二つの仮ラベル番号の線画
像は単独である」と判断する。

【００１６】たとえば、図５において、 (a) 各仮ラベル番号(1) ，(2) の左右の各座標と同一な
座標をもつ仮ラベル番号は存在しないから、この各仮ラ
ベル番号(1) ，(2) の線画像は単独であると判断する。
したがって、それぞれ本ラベル番号，を付ける（図
４(c) 参照、以下いずれの項についても同じ）。 (b) 仮ラベル番号(3) の右60と、仮ラベル番号(6)の左6
0とが同一であるから、仮ラベル番号(3) と、仮ラベル
番号(6) とは連続する、と判断する。次に、仮ラベル番
号(3) の右80と、仮ラベル番号(9) の左80とが同一であ
るから、仮ラベル番号(3) と、仮ラベル番号(9) とは連
続する、と判断する。仮ラベル番号(6) の右95と、仮ラ
ベル番号(10)の左95とが同一であるから、仮ラベル番号
(6) と、仮ラベル番号(10)とは連続する、と判断する。
以上のことから総合的に言えることは、各ラベル番号の
線画像をその番号で略記することにし、その連鎖関係を
模式的に示すと、(9) ─(3) ─(6) ─(10) となる。そ
こで、これらの各仮ラベル番号の線画像には、本来連続
しているとして、共通な本ラベル番号を付ける。 (c) 各仮ラベル番号(4) ，(7) ，(8) ，(11)の線画像
は、詳細な説明は省略するが、座標データについて同様
な判断をして、連鎖関係にあり、(8) ─(4) ─(7)─(1
1) となる。そこで、これらの各仮ラベル番号の線画像
には、本来連続しているとして、共通な本ラベル番号
を付ける。 (d) 仮ラベル番号(5) の線画像は、左右の各座標が存在
しないから単独である、として本ラベル番号を付け
る。

【００１７】以上で図３におけるステップＳ８の説明を
終わり、次のステップに移る。ステップＳ９で、ラベル
数が基準値と同じかどうかが判断される。この基準値
は、欠陥が無い状態でのラベル数として設定され、瓶口
上端近くの凸部一周分の２と、ネジ部に係る２との和と
して、４となる。この場合、実際のラベル数が５である
から、ステップＳ９での判断はＮＯとなり、ステップＳ
１２で、第１の欠陥ありと判定される。ステップＳ９で
の判断がＹＥＳなら、ステップＳ１０に移る。ステップ
Ｓ１０では、図２におけるステップＳ７での細線化処理
された画像に基づいて凹凸検出がおこなわれ、これに基
づいてステップＳ１１で凹凸判定される。図６は外観検
査装置の処理における凹凸部分の判定に係る説明図であ
る。図６において、細線化部分上のある画素Ｐo を選
び、この画素Ｐoを起点として各側に所定画素数、この
場合には５画素分だけ隔たる各画素Ｐ1,Ｐ2 を選ぶ。そ
して、各画素Ｐo,Ｐ1 を結ぶ線分と、各画素Ｐo,Ｐ2 を
結ぶ線分とのなす角度を求め、この角度を凹凸の程度を
表す凹凸値とする。凹凸値をθとして、許容値α以下な
ら、判定は不良であるとし、許容値αを超えるなら、判
定は良とする。ところで、凹凸値としては、前記の決め
方の外に、各画素Ｐ1,Ｐ2 を結ぶ線分長にしたり、また
は各画素Ｐ1,Ｐ2 を結ぶ線分への画素Ｐo からの垂線長
にすることができる。またネジ端部の凹凸部分は、当然
その凹凸値が許容値を超えるから、凹凸部分の検出に
は、ネジの端部は除外される。言いかえれば、ネジの端
部では、各画素Ｐo,Ｐ1,Ｐ2 の選択がなされない。再び
図３に戻り、ステップＳ１１で、凹凸値が許容値以下な
ら、つまりＹＥＳならステップＳ１４の良品判定とな
り、凹凸値が許容値を超えるなら、つまりＮＯならステ
ップＳ１３の第２の欠陥ありとの判定となって終了す
る。

【００１８】

【発明の効果】請求項１ないし３のいずれかに係る瓶口
の外観検査方法において、次の二つの効果がある。 (1) 取り込まれた内周面一周分の濃淡画像信号を、口部
の周方向と、軸線方向とについてそれぞれ微分処理した
後、所定しきい値に基づき２値化処理し、その論理和を
とるから、欠け，ひび，汚れ等の欠陥が、ネジ付き口部
のネジ山と平行に生じているときでも、検出することが
でき、外観検査の信頼性向上が図れる。 (2) 欠陥判定が、次の第１，第２の各欠陥に分けておこ
なわれるから、欠陥内容の分析が可能となり、品質改善
の手掛りが得られる。すなわち、第１の欠陥は、ラベリ
ング処理によって得られたラベル数が基準数を超えるこ
とに基づく、ネジ部と隔離，孤立した形のもの、第２の
欠陥は、ネジの端部を除く部分において、孤立はしてい
ないが許容限度以上の凹凸部分の存在に基づくものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の適用例としての外観検査装置の構
成図

【図２】外観検査装置の動作を示す前段のフローチャー
ト

【図３】同じくその後段のフローチャート

【図４】外観検査装置による処理に関し、(a) 〜(c) は
その各処理工程における画像の模式図

【図５】外観検査装置の処理におけるネジ部のラベル付
けに係る説明図

【図６】外観検査装置の処理における凹凸部分の判定に
係る説明図

【図７】従来の外観検査装置の構成図

【図８】従来の外観検査装置による処理に関し、(a) 〜
(c) はその各処理工程に関連する画像の模式図

【符号の説明】

１ 瓶 ２ 回転台 ３ 照明部 ４ 撮像部 ５ 原画像取込み手段 ６ 微分・２値化・論理和手段 ７ 細線化手段 ８ ラベリング手段 ９ 凹凸検出手段 １０ 画像処理部 １１ 判定部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線の回りに回転される透光性瓶のネジ付
   き口部を側外方から照らすとともに、この照らされた前
   記口部の内周面箇所を斜め外方から撮像する工程と；撮
   像された前記口部の内周面一周分の濃淡画像信号を取り
   込む工程と；取り込まれた前記濃淡画像信号を、前記口
   部の周方向と、軸線方向とについてそれぞれ微分処理し
   た後に、所定しきい値に基づき２値化処理する工程と；
   この２値化処理したものについて、論理和をとった後に
   細線化処理する、または細線化処理の後に論理和をとる
   工程と；この細線化処理の後に、細線化部分の内、他と
   隔離されて存在する部分にラベル付けするラベリング処
   理をする工程と；このラベリング処理によって得られた
   ラベル数が基準数を超えることに基づき、第１の欠陥あ
   りと判定する工程と；前記細線化処理の後に、前記ネジ
   の端部を除く細線化部分において許容限度以上の凹凸部
   分を求め、この許容限度以上の凹凸部分の存在に基づ
   き、第２の欠陥ありと判定する工程と；を備えることを
   特徴とする瓶口の外観検査方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、ネジに係
   る細線化部分のラベリング処理は、口部の内周面一周分
   の展開された細線化部分で、その展開の方向に係る各端
   部での軸線方向座標が同一のもの同士は連続していると
   判断することに基づいておこなわれることを特徴とする
   瓶口の外観検査方法。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の方法において、
   許容限度以上の凹凸部分は、細線化部分で任意に選ばれ
   る第１の画素と、これを起点として各側に所定画素数だ
   け隔たる第２，第３の各画素とを結ぶ線分とのなす角度
   が許容値以下であることに基づいて求められることを特
   徴とする瓶口の外観検査方法。