JP3216439B2

JP3216439B2 - 円形容器の内面検査装置

Info

Publication number: JP3216439B2
Application number: JP22298494A
Authority: JP
Inventors: 公一外山
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-09-19
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: JPH07318516A; US5661819A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は円形容器の内面の欠陥の
有無を判定する円形容器の内面検査装置に関し、例え
ば、ビール用アルミ缶や紙コップなどの円形容器を検査
工程で検査位置に搬送させて、その内面をＴＶカメラに
よって撮影し、その際、得られた画像を画像処理装置に
取り込み、その画像を処理して円形容器内面の汚れ、凹
み、傷などの欠陥を検出できるようにした円形容器の内
面検査装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来の円形容器の内面検査装置として
は、被検査円形容器に対し、その上方から円形容器内面
をストロボ光源により照明した状態の下で、前記被検査
円形容器の中心軸方向からＴＶカメラで、その内面を撮
影して、その静止画面を画像処理装置に取り込み、この
静止画面を処理して前記被検査円形容器の内面の汚れ、
凹み、傷などの欠陥の有無を検査し、被検査円形容器の
良否の判定を行ない得るように構成した円形容器の内面
検査装置が知られている。そして、この検査装置は本発
明と同一出願人の出願に係る特開平５−７２１４１号の
公開特許公報に開示されている。

【０００３】図１０(a) 〜図１０ (c)はそのような円形
容器の内面検査装置の概要説明図である。内面検査装置
はＴＶカメラ１、画像処理装置２及びストロボ式の照明
ライトを備え、図１０(a) に示されるように底面部を有
する円形容器３（この円形容器（缶）３は検査を行う所
定位置にコンベヤベルトで搬送されて来る）を上方から
前記照明ライトで照明して前記円形容器３の中心軸上に
据付けられた前記ＴＶカメラ１により前記円形容器３の
内面を撮影し、その静止画面を前記画像処理装置２で処
理して汚れ、凹み、傷などの欠陥の有無を検出して前記
円形容器３の良否の判定を行う。

【０００４】図１０(b) はＴＶカメラ１で撮影した前記
円形容器（缶）３の平面図である。前記円形容器３の底
面部３ａと側面部３ｂとが隣接する境界部３ｃと前記円
形容器３の開口周縁とは共に照らされて前記画像処理装
置２に取り込まれた画像には、それぞれに対応してリン
グ状の高輝度部１０１、１０２が同心円状の縞模様とし
て観測されるようになる。また、図１０(c) は図１０
(b) におけるＴＶカメラ１のラスタ走査ラインＱ−Ｑ１
に沿って走査点が移るにつれて表れるビデオ信号の波形
であり、前記高輝度部１０１、１０２のパターンに従っ
て増減変化する濃淡画像信号となる。

【０００５】その際、円形容器３に、汚れ、傷などがあ
ると、その部分で照明光が吸収されたり、逆に高輝度に
反射されて画像パターンに変化が起きる。また、円形容
器３に、凹みや窪みがあると、前記高輝度部１０１、１
０２の円形に歪みが起きる。前記画像処理装置２では、
前記濃淡画像信号を予め設定した閾値を基準に２値化
（例えば、閾値以上のレベルなら“１”、閾値に満たな
いレベルなら“０”として扱う）したり、或いは、前記
ビデオ信号を微分し、信号の変化部分を強調して前記高
輝度部１０１、１０２のパターンの増減変化を検出し易
くするなどの処理を行い、これらに基づき前記円形容器
３の良否の判定を行う。そして、欠陥検出箇所の数及び
その面積が許容値を上回る場合には、その円形容器を不
良品として取り扱うようその判定結果を出力する。な
お、当然のことであるが、このような自動検査工程にあ
って、不良品と判定された円形容器はコンベヤベルトか
ら排除される。

【０００６】また、前記内面検査装置では、検査される
円形容器に対して複数の検査エリア（ウィンドウ）を設
定しておき、円形容器が検査を行う所定位置に搬入され
ると、先ず円形容器の位置を検出し、画像処理装置側で
位置ずれの補正を行った上で所定のエリアを対象とした
ウインドウを発生させて欠陥検査を行うようにしてい
る。

【０００７】検査される円形容器の位置の検出は次のよ
うな手法で行っている。即ち、図１０(b) に示した前記
高輝度部１０１、１０２に着目して、その画像信号を２
値化した後、各ラスタ走査ラインに沿ってウィンドウに
表れる画像信号の最初の立ち上がりエッジと最後の立ち
下がりエッジの座標を求め、これに基づき算出したエッ
ジ座標の中点の平均値から走査方向と同方向の座標軸
（Ｘ軸）に対する被検査円形容器の位置を特定する。次
に、走査方向を前回行った走査方向に対し垂直な方向に
変更し、前述の手法と同様な手法で、走査方向と同方向
の座標軸（Ｙ軸）に対する被検査円形容器の位置を特定
する。その結果、二次元の画面上で被検査円形容器の位
置を特定することができるようになる。

【０００８】また、位置検出用の画像信号の２値化手段
としては、一般に円形容器底面部の画像の濃淡が、固定
２値化法を用いることができるほど鮮明ではないため、
差分２値化法により、２値化を行う。その一例として
(1) 式の算出結果により処理する手法が知られている。｜Ｐ（ｉ，ｊ）−Ｐ（ｉ＋α，ｊ）｜＞Ｔｈｄ → １・・・（１）ここでＰ（ｉ，ｊ）は着目画素、Ｐ（ｉ＋α，ｊ）は、
着目画素より走査方向にα画素だけ離れた背景画素、Ｔ
ｈｄは差分閾値であり、αは画像の解像度やその他の条
件に応じて適切な数値を設定することにより、安定した
画像の２値化が可能になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに、ＴＶカメラ１を円形容器３の真上に据付け、この
位置から円形容器３の内面を撮影して前記手法により検
査を行う場合には、円形容器３の側面部３ｂはＴＶカメ
ラ１の据付け位置からは斜め方向に見ることになり、側
面部３ｂがぼけたりして、即ち、画像の分解能が低下
し、微細な欠陥を高精度に検出することが困難になる。

【００１０】そこで、図１１(a) に示すように、検査さ
れる円形容器３に対して、その中心軸から所定角度θを
なす方向にＴＶカメラ１を据付け、この位置からカメラ
と正面に向かい合う面領域を対象検査エリアとして撮影
すれば、図１０(a) 〜図１０(c)に示して説明した前述
の手法に比べて円形容器３の側面部３ｂを正確に捕らえ
ることができ、その部分を検査エリアとする画像の画素
分解能が改善され、微細な欠陥までも高精度に検出する
ことができるようになる。しかしながら、この手法で円
形容器の内面の全領域を検査するには、検査位置に位置
や角度をそれぞれ違えて複数台のＴＶカメラを据付ける
必要がある。

【００１１】図１１(b) は図１１(a) に示されるＴＶカ
メラの位置から円形容器の内面の底壁コーナー部を撮影
して拡大し、さらに画面の向きをＸ、Ｙ座標軸に正しく
合致させた検査画面を表した図である。

【００１２】円形容器３の内面を斜め上方からＴＶカメ
ラ１で撮影する場合、円形容器３の一部がＴＶカメラ１
の視野から外れるため、リング状の高輝度部１０１、１
０２は、その円周の一部しか捕らえることができない。
その上、図１１(b) に示される状態から分かるように高
輝度部１０１、１０２の円弧はＸ、Ｙ座標軸に対し平行
ないずれかの線と一点のみでしか交差しない。そのた
め、図１０(a) 〜図１０(c)に示して説明した前述の手
法における如き、円形容器３の位置の特定方法（ウィン
ドウの画面上で走査ラインと交わる画像信号の始端、終
端のエッジ座標からその中点座標を算出して円形容器の
位置を特定する）は採り得ず、従って、検査される円形
容器３の正確な位置を特定することはできない。

【００１３】一方、前記（１）式による画像信号の２値
化法を用いて高輝度部１０２（円形容器の内面の底壁コ
ーナー部）の幅を求める場合、正確な値を求め難いとい
う問題がある。即ち、前記走査方向は一定であるのに対
し、前記高輝度部１０２はリング状であるため、前記高
輝度部１０２の幅に対し走査線が直角に横切る場合は最
小幅の値で且つ真の幅の値が得られるが、前記高輝度部
１０２の幅に対し横切る走査線が斜めになればなるほど
真の幅よりも広い値として算出される。そして、前記α
は定数であるので、十分に大きな値にαを設定しておか
ないと、前記高輝度部１０２の幅の内部に着目点と前記
定数αに対応する点が共に含まれる事態が招来され、差
分２値化するための差分がなくなってしまい算出不能と
なる。なお、前記高輝度部１０１についても事情は同様
である。

【００１４】また、紙円形容器では、その側面に継ぎ目
があり、前記（１）式による画像信号の２値化を行う際
に、前記継ぎ目に起因する濃淡変化がノイズ画像として
２値化されるおそれがある。そのため、このような悪影
響を回避し得る円形容器の位置検出方法が要望されてい
る。

【００１５】本発明は前述の問題点を考慮して、検査さ
れる円形容器の中心軸から所定の角度をなす方向にＴＶ
カメラの対物レンズを向けて、その円形容器の内面を撮
影する場合においても、その円形容器の位置を正確に決
定し、これに基づいて、検査される円形容器の内面の欠
陥の有無を精度よく検査できるようにした円形容器の内
面検査装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の円形容器の内面
検査装置は、円形容器の底面部及び側面部の一部を検査
エリアとして、ＴＶカメラで撮像したビデオ信号をＡ／
Ｄ変換したうえで、その多値濃淡画像信号を画面データ
として記憶するフレームメモリと、前記円形容器の底面
部と側面部とにまたがったコーナー部分を検査エリアと
する検査画面上で、前記コーナー部分に対応するリング
状領域の周上に定めた複数のサンプリング点を含み、前
記リング状領域の円弧とほぼ直交して延びるスリット状
の位置検出スリットを設定すると共に該位置スリット毎
に前記フレームメモリの画面データを走査して差分濃淡
信号を求め、且つ、予め設定した固定閾値により２値化
した上で位置検出スリットとのＡＮＤ条件からスリット
内位置検出画像を求める手段と、前記スリット内位置検
出画像の画素の中で前記リング状領域と交差する画素を
基準にしてスリット内位置検出座標を求める手段と、前
記各サンプリング点で得たスリット内位置検出座標を基
に円方程式を用いて各スリット内位置検出座標を円周上
の点とする円の中心の計測位置座標を求める手段と、容
器基準位置に置かれた円形容器に対して計測した前記計
測位置座標に対応する容器基準位置座標を記憶しておく
手段とを備え、前記計測位置座標と前記容器基準位置座
標とのずれをオフセット量として前記被検査円形容器に
対する検査位置の特定並びに位置ずれ補正を行い前記円
形容器内面の検査を行うよう構成する。

【００１７】また、前記内面検査装置において、円形容
器の底面部と側面部との間のコーナー部に対応するリン
グ状領域に対し、少なくともその周上３箇所のサンプリ
ング点に位置検出スリットを設定し、各位置検出スリッ
ト毎に求めたスリット内位置検出座標を基に計測座標を
算出するか、或いは容器の底面部と側面部との間のコー
ナーに対応するリング状領域に対し、少なくともその周
上に２箇所のサンプリング点に位置検出スリットを設定
し、各位置検出スリット毎に求めたスリット内位置検出
座標と既知の半径とを基に計測座標を算出する。差分濃
淡信号の発生手段として円形容器の容器基準位置を中心
とする方向にフレームメモリの画面データを走査する。
更に、スリット内位置検出座標は位置検出のため２値画
像を走査した際、白から黒へ変化した画素の座標のう
ち、そこから円形容器の容器基準位置に対し最短距離と
なる当該座標を、その位置検出スリットの代表点とす
る。また、各位置検出スリットの設定手段として、円形
容器の容器基準位置を中心とする方向に前記位置検出ス
リットが設定できるよう構成する。

【００１８】

【作用】被検査円形容器に対し、その中心軸から所定の
角度をなす方向からＴＶカメラで円形容器の内面を撮影
した場合においても、その検査画面のウィンドウ上で捕
らえた容器輪郭に対応する円弧状の高輝度部に対し、そ
の周上に定めた２乃至３点のサンプリング点に位置検出
スリットを設定した上で、その位置検出スリットと高輝
度部との交点に対応するスリット内位置検出座標を求
め、更にその各座標を円方程式に代入して演算すること
により前記サンプリング点の座標を円周上の点とする高
輝度部の円の中心座標、即ち、計測位置座標が求めら
れ、且つ、この計測位置座標を基準に被検査容器の位置
を正確に特定することができる。

【００１９】一方、位置検出用の差分２値化信号の発生
手段として円形容器の基準位置を中心とする方向に前記
フレームメモリの画面データを走査するようにして円形
容器内面の底部コーナー部と走査方向のなす角がほぼ垂
直に交わるようにしたので、画面データを水平または垂
直の１方向にのみ走査する場合に比べて、２値化信号を
安定して得ることができる。

【００２０】また、前記スリット内位置検出画像の画像
エッジ点検出として各位置検出スリット内で最も円形容
器の基準位置に近い点をその位置検出スリットの代表点
とするようにしたので、前記スリットに幅がある場合、
紙円形容器のように側面に継ぎ目がある場合でも各スリ
ットの代表点より円形の基準位置を算出することができ
る。

【００２１】また、各位置検出スリットの設定手段とし
て円形容器の基準位置を中心とする方向に前記位置検出
スリットが設定できる（例えば、扇を開いたような形）
ようにしたので位置検出スリットを複数設定したい場合
でも容易に設定が可能である。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
について詳細に説明する。図１は本発明の円形容器の内
面検査装置における画像処理装置のブロック構成図であ
り、この画像処理装置は図１０(a) 中に示される画像処
理装置２に相当する。

【００２３】ＴＶカメラ１から取り込んだ入力画像信号
Ｐ0 は不図示のＡ／Ｄコンバータにより８ビット単位の
濃淡画像信号に変換され、それらの濃淡画像信号（画像
データ）はフレームメモリ４に記憶される。このフレー
ムメモリ４に記憶された画像データは画像アドレス発生
回路５によってフレームメモリ４に与えられる画像のＸ
Ｙアドレス指令に従って順次フレームメモリ４から読み
出され、画像差分回路６に送られる。詳述すると、検査
エリアに対応するウィンドウの画像領域は予めＣＰＵ７
により設定され、それに対応するフレームメモリ４内の
一つの矩形領域の画像データが順次読み出されるよう前
記画像アドレス発生回路５からアドレスが指定され、そ
の結果、読み出された画像データは画像差分回路６に送
られる。

【００２４】画像差分回路６では、画像データと背景濃
度との差である差分濃淡信号を得るための画像処理が行
われ、その結果得られた画像信号を画像２値化回路８に
出力して所定の閾値で２値化処理を行う。その後、その
２値化出力はノイズ除去回路９を経てゲート回路１０に
送られる。

【００２５】前記ゲート回路１０には前記２値化出力と
は別にウィンドウメモリ１１からデータが入力してお
り、このウィンドウメモリ１１で選択されるメモリ領域
は前記フレームメモリ４へ与えるアドレス信号によって
選択されるメモリ領域と１対１に対応している。そし
て、前記ウィンドウメモリ１１には検査エリアに対応す
る領域に“１”が、それ以外の領域には“０”が前記Ｃ
ＰＵ７によって予め設定される。また、このウィンドウ
メモリ１１に記憶されるデータは、前記フレームメモリ
４と同期してウィンドウアドレス発生回路１２により与
えられるアドレス指令に従って読み出される。即ち、前
記フレームメモリ４と前記ウィンドウメモリ１１とから
データが読み出される様子は、ファクシミリ装置の送信
側装置と受信側装置との走査が同期しているのと同様の
関係にある。また、同一のメモリチップを前記フレーム
メモリ４と前記ウィンドウメモリ１１とに用いる場合、
前記フレームメモリ４と前記ウィンドウメモリ１１との
アドレス間のオフセットはＣＰＵ７により設定し、一組
のメモリ装置（例えば、２５６メガビット×８チップ）
を領域が重複しないように利用できるようにしてある。

【００２６】一方、前記ゲート回路１０では、前記２値
化出力と前記ウィンドウメモリ１１の出力データとの論
理積（ＡＮＤ）を演算し、その結果を座標メモリ１３に
出力する。この座標メモリ１３では後述するように前記
２値化出力をコード化してメモリに格納する。なお、Ｃ
ＰＵ７は前記閾値の設定、ウィンドウの設定、位置づれ
の補正、欠陥計測及び円形容器の良否判定などの処理機
能を担っている。

【００２７】図２は前記画像差分回路６と前記画像２値
化回路８との詳細な構成を示すブロック図である。フレ
ームメモリ４から読み出された画像データはラインメモ
リ１４と減算回路１５へ共に入力している。前記減算回
路１５ではラインメモリ１４の画像データを背景画素と
し、入力画像からの画像データを着目画素データとして
前記背景画素データ（の値）から前記着目画素データ
（の値）を減算して差分濃淡信号を得る。そして、ライ
ンメモリ１４は不図示の画素クロックに同期して画素信
号を遅延させる機能を有している。而して、この遅延は
差分の算出の対象となる背景画素と着目画素の同一走査
線上での距離に相当する。

【００２８】前記減算回路１５の出力は絶対値回路１６
に入力し、ここで差分濃淡信号が負数となる場合には整
数に変換した上で比較器１７に送られる。なお、この比
較器１７には、被検査円形容器の特性に応じて外部から
ＣＰＵ７を介して入力された欠陥検出のための閾値が閾
値設定ポート１８を介して入力する。そして、前記比較
器１７では、閾値と前記差分濃淡信号とが比較され、２
値化出力として図１に示されるノイズ除去回路９に送ら
れる。

【００２９】図３はノイズ除去回路の一例を示す回路構
成図である。ノイズ除去回路９はシフトレジスタＳＲ
１、ＳＲ２と論理回路で構成され、画素フィルタの役を
担い、その機能は同一走査線上で連続したｎ画素（ｎは
正の整数）以下の画像のみをカットする。即ち、同一走
査線上にｎ画素分を超える同一信号（例えば“１”）が
連続しない限り、それを画像信号として扱わずに無視す
る。そして、ノイズ除去回路９に与える選択信号Ｓ０〜
Ｓ２によって図４に示すようなフィルタ量の画素数Ｍが
０から４（前記ｎに相当する）まで選択できるようにし
てある。

【００３０】前記ノイズ除去回路につき、更に、詳述す
ると、前記選択信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２が“０”、
“０”、“０”であるとき、ゲートＧ０からゲートＬ０
をアクティブにさせる制御信号が送られ、この状態では
シフトレジスタＳＲで５画素クロック分遅延された（遅
延量：図５参照）２値画像出力の総て（フィルタ画素数
０）がＯＲゲート３０から得られる。

【００３１】前記選択信号Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０が“０”、
“０”、“１”であるときには、ゲートＧ１からゲート
Ｌ１をアクティブにさせる制御信号が送られ、この状態
では同一走査線上で２画素以上“１”が連続したとき
（フィルタ画素数１）にＯＲゲート３０から２値画像出
力が得られる。

【００３２】前記選択信号Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０が“０”、
“１”、“０”であるときには、ゲートＧ２からゲート
Ｌ２をアクティブにさせる制御信号が送られ、この状態
では同一走査線上で３画素以上“１”が連続したとき
（フィルタ画素数２）にＯＲゲート３０から２値画像出
力が得られる。

【００３３】また、前記選択信号Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０が
“０”、“１”、“１”であるときには、ゲートＧ３か
らゲートＬ３をアクティブにさせる制御信号が送られ、
この状態では同一走査線上で４画素以上“１”が連続し
たとき（フィルタ画素数３）にＯＲゲート３０から２値
画像出力が得られる。

【００３４】更に、前記選択信号Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０が
“１”、“０”、“０”であるときには、ゲートＧ４か
らゲートＬ４をアクティブにさせる制御信号が送られ、
この状態では同一走査線上で５画素以上“１”が連続し
たとき（フィルタ画素数４）にＯＲゲート３０から２値
画像出力が得られる。なお、図５は図３に示すノイズ除
去回路９の動作をタイミングチャートで表したものであ
る。前記ノイズ除去回路９は常法により種々に論理回路
を組み合わせ、同一走査線上でｎ画素以上の“０”が連
続したときＯＲゲート３０から２値画像出力が得られる
ようにすることができ、更に、同一走査線上でｎ画素以
上の“１”が連続したときと、“０”が連続したときの
いずれの場合でもＯＲゲート３０から２値画像出力が得
られるように構成することもできる。

【００３５】図６は図１における座標メモリ１３で処理
する画像コード化の説明図であって、同図に示されるＡ
〜Ｙは画像を構成するセグメントを表している。図６に
示す例では、図７に示すように各セグメントＡ〜Ｙに関
するＸ軸座標、Ｙ軸座標及びセグメント長（Ｌｅｎｇｔ
ｈ）が画面の走査順に座標メモリ１３に格納される。即
ち、例えば、セグメントＡはＸ方向の終点が１０バイ
ト、Ｙ方向の始点が４バイト、セグメント長は６バイト
であり、セグメントＩはＸ方向の終点が１９バイト、Ｙ
方向の始点が８バイト、セグメント長は１２バイトであ
り、このようなデータが前記座標メモリ１３に格納され
る。

【００３６】次に、前述の画像処理装置を含む円形容器
の内面検査装置を用いて検査される円形容器の位置を特
定する手法を図８及び図９を参照しながら説明する。図
８は検査される円形容器の位置を特定する手法の説明図
である。

【００３７】検査画面上には、リング状の高輝度部１０
２（図１１に示した円形容器の底部コーナ部に対応する
高輝度パターン）に対し、その円弧上の３箇所に定めた
サンプリング点を含み、その円弧にほぼ直交して延びる
位置検出スリットＷＳ１〜ＷＳ３が設定されている。こ
の位置検出スリットＷＳ１〜ＷＳ３の形状を定めるデー
タは、図１に示されるウィンドウメモリ１１に前もって
格納されている。そして、検査位置に搬入された被検査
円形容器をＴＶカメラで撮影し、次いで、まず、図１に
示したフレームメモリ４の画面データを走査し、画像差
分回路６、画像２値化回路８を経て２値化した画像信号
を得る。この２値化した画像信号とウィンドウメモリ１
１から読み出した前記位置検出スリットＷＳ１〜ＷＳ３
の形状を定めるデータとのＡＮＤ条件から、各位置検出
スリット内の容器位置検出画像（２値化画像）を求め
る。更に、位置検出スリットと高輝度部１０２の前記差
分２値画像との交点のうち、スリットの外側端ａ１〜ａ
３に近い点Ｐ１〜Ｐ３の座標Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２
（ｘ２，ｙ２）、Ｐ３（ｘ３，ｙ３）を図１に示した座
標メモリ１３のデータに基づいてＣＰＵ７で演算する。
その後、その各座標を後記の円方程式（２）に代入して
点Ｐ１〜Ｐ３を円周上の点とするリング状の高輝度部１
０２に対応する円Ｏの中心座標（α，β）を求め、これ
を被検査円形容器に対する計測位置検出座標とする。（ｘ−α）²＋（ｙ−β）²＝ｒ²・・・（２）但し：ｒは円Ｏの半径

【００３８】図９は検査される円形容器の位置を特定す
る他の手法の説明図である。この手法は前述した円Ｏの
半径ｒが既知である場合に適用される。即ち、この例で
は検査画面上におけるリング状の高輝度部１０２に対
し、その円弧上の２箇所に定めたサンプリング点に位置
検出スリットＷＳ４，ＷＳ５を設定し、図８に示した手
法と同様に点Ｐ４，点Ｐ５の座標を算出した後、この座
標Ｐ４（ｘ４，ｙ４）、Ｐ５（ｘ５，ｙ５）及び既知の
半径ｒの値を前記（２）式の円方程式に代入して円Ｏの
中心座標（α，β）を求め、これを計測位置座標として
被検査容器容器の位置を特定する。

【００３９】また、別途に、基準の検査位置に置かれた
円形容器に対して前述と同様な手法で円Ｏの中心座標
（Ａ，Ｂ）を求め、これを容器基準位置座標として予め
メモリに記憶しておく。次いで、実際の検査工程で検査
位置に搬入された被検査円形容器（検査位置は容器基準
位置と正確に一致せず変動がある）について、前記手法
により検査画面上で計測位置座標（α，β）が求められ
ると、ここで計測位置座標（α，β）と前記容器基準位
置座標（Ａ，Ｂ）とを比較して座標軸上での偏差値Δｘ
＝α−Ａ及びΔｙ＝β−Ｂを演算し、このΔｘ、Δｙを
オフセット値として図１に示されるウィンドウアドレス
発生回路１２に設定することにより、検査画像と検査エ
リア毎に設定したウィンドウとの位置関係が適正に補正
される。

【００４０】このようにして検査画面上で被検査円形容
器の位置検査を行って容器基準位置のずれを補正した
後、次いで、後記する如く欠陥検査を実行する。即ち、
図１に示されるフレームメモリ４を走査して各ウィンド
ウ毎に画像データを読み出し、画像差分回路６、画像２
値化回路８にて所定の閾値を超えた欠陥画素を選別し、
さらにノイズ除去回路９、ゲート回路１０を経て座標メ
モリ１３にてセグメント長を総和してウィンドウ画面内
の欠陥画素数を算出する。そして、ＣＰＵ７により予め
設定されている欠陥面積の閾値（許容限界値）と前記欠
陥画素数とを比較して良否判定を行い、欠陥画素数が閾
値を上回った場合には不良円形容器としてＣＰＵ７から
不良判定信号を出力し、これに基づいてコンベヤベルト
から不良円形容器を除外する。

【００４１】次に、被検査円形容器の位置検査用画像の
２値化方法について、その一例を示す。図１２(a) は、
図８の画像を走査方向１３１に沿って走査し、前記(2)
式を適用して得られる２値画像の例を示す説明図であ
る。図示される如く、走査方向とその走査線が接する円
形容器内面のリング状の高輝度部に対する接線の方向と
が平行に近づけば近づくほど２値画像１３２の幅は小さ
くなる傾向がある。従って、この傾向のみを考慮する
と、前記走査方向と前記接線の方向とは直角に近い角度
で交差する部分に位置検出スリットを設けた方が有利と
なる。しかし、反面、そのようにすると、位置検出スリ
ットの間隔が小さくなって、位置検出スリットを設定し
得る範囲が狭まり、それに起因する基準点算出上の誤差
が大きくなってしまう。

【００４２】図１２(b) は２値画像を得るために図８の
画像を走査する走査態様を説明する説明図である。２値
画像１３２の幅は図に示す如く一定となるよう走査方向
１３１が設定時の基準点Ｏに向かうようにしてある。こ
のようにすることによって原画像から安定的に２値画像
を得ることができる。

【００４３】このような走査を行う手段として、基準点
Ｏからある半径Ｒの円弧を走査開始点定義リング１３３
（破線）として設定し、この円弧の周上に走査開始点Ｓ
１〜Ｓｎを周に沿って等間隔に散在する点となるように
設定する。そして、これらの点と基準点Ｏとを結ぶ直線
を走査線として、走査線Ｓ１よりＳｎまでを順次走査
し、各走査線を画面内の座標における直線式として求め
る。

【００４４】次に、紙円形容器のように円形容器の側面
に継ぎ目のある場合の位置検出手法についての例を説明
する。図１３(a) は紙円形容器側面の継ぎ目１４１が検
査視野内にある場合の位置検出手法の例を説明する説明
図であり、図１３(b) は位置検出スリットＷｓ１を拡大
した状況を示す説明図である。円形容器内面のリング状
の高輝度部の２値化画像は数字１３２で示される如く得
られるが、継ぎ目１４１は円形容器側面内の予め決まっ
た部分に位置するのではなく、何処に現れるかは不定で
あって、図１３(b) に斜線で示す部分に現れる場合も起
こり得る。この継ぎ目の有無に関わらず、位置検出スリ
ットＷｓ１での代表点を求める方法として、位置検出用
の２値画像を走査した際、白から黒への変化エッジ点の
座標を記憶しておき、それら変化エッジ点の座標の中か
ら容器位置基準点Ｏへの最も短い直線距離に対する変化
エッジ点の座標点Ｐ'1を位置検出スリットＷｓ１での代
表点とすれば、図１３(b)の斜線部での継ぎ目１４１の
有無は位置検出のために全く影響を及ぼさない。

【００４５】同様の手法で、位置検出スリットＷｓ２，
Ｗｓ３等についても前述と同様にして変化エッジ点の座
標点Ｐ'2，Ｐ'3等を求め、円形容器中心位置を算出する
ことができる。

【００４６】次に、位置検出スリットの設定方法につい
て説明する。図１４は位置検出スリットＷｓ１〜Ｗｓ５
を画面上に設定した例を示す説明図である。これは位置
検出スリットの個数ｎ，画面外にある容器基準位置Ｏ，
容器基準位置Ｏから位置検出スリットの中心までの距離
ｒ，位置検出スリット間隔θ，および位置検出スリット
の長さｌ（エル）が指定されることによって、決定する
ことができる。従って、いちいち位置検出スリットを設
定するよりも、これらのパラメータを指定して、一度に
位置検出スリットを発生させた方が効率的である。

【００４７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、被検査円形容器に対し、その中心軸から特定角度
をなす方向からＴＶカメラで円形容器の内面を撮影した
場合であっても、検査画面上で被検査円形容器の位置を
正確に特定することができ、それに基づき位置ずれを補
正して被検査円形容器の内面の微細な欠陥を精度よく検
出することができる。そして、被検査円形容器の側面部
に対する検査精度が向上し、検査装置の機能の向上及び
検査装置の汎用性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る円形容器の内面検査装
置におけるハードウェアの要部構成を示すブロック図で
ある。

【図２】図１に示される画像差分回路、画像２値化回路
の詳細な回路構成を表すブロック図である。

【図３】図１に示されるノイズ除去回路の具体的な回路
構成図である。

【図４】図３に示されるノイズ除去回路におけるフィル
タ量の選択の説明図である。

【図５】図３に示されるノイズ除去回路の動作を表すタ
イミングチートである。

【図６】図１に示される座標メモリに記憶されるコード
化された２値画像の内容の一例を表す説明図である。

【図７】図６に示される各セグメントに対応した座標メ
モリの格納データを表す説明図である。

【図８】検査される円形容器の位置を特定する手法の説
明図である。

【図９】検査される円形容器の位置を特定する他の手法
の説明図である。

【図１０】従来の検査装置による円形容器の内面検査法
を説明する説明図であり、(a) は検査装置と共に表した
被検査円形容器の側断面図、(b) はＴＶカメラで撮像し
た円形容器の画像平面図、 (c)は(b) 図における走査Ｑ
−Ｑ１に沿ったビデオ信号を表す図である。

【図１１】被検査円形容器に対しその中心軸から所定角
度をなす斜め方向にＴＶカメラを据付けて検査する場合
の説明図であり、(a) は被検査円形容器とＴＶカメラと
の相対位置を表す図、(b) は(a) 図の位置で撮像したＴ
Ｖカメラの画像を表す図である。

【図１２】(a) は、図８の画像を走査方向１３１に沿っ
て走査し、円方程式（２）を適用して得られる２値画像
の例を示す説明図、(b) は２値画像を得るために図８の
画像を走査する走査態様を説明する説明図である。

【図１３】(a) は紙円形容器側面の継ぎ目１４１が検査
視野内にある場合の例を説明する説明図、(b) は位置検
出スリットＷｓ１を拡大した状況を示す説明図である。

【図１４】位置検出スリットＷｓ１〜Ｗｓ５を画面上に
設定した例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ＴＶカメラ２画像処理部３円形容器３ａ底面部３ｂ側面部３ｃコーナー部４フレームメモリ５画像アドレス発生回路６画像差分回路７ＣＰＵ８画像２値化回路９ノイズ除去回路１０ゲート回路１１ウインドウメモリ１２ウインドウアドレス発生回路１３座標メモリ１０１高輝度部１０２高輝度部ＷＳ１〜ＷＳ５位置検出スリット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】有底の円形容器に対し、該円形容器の中
心軸から所定の角度をなす斜め方向よりＴＶカメラで前
記円形容器内面を撮影してその画像を画像処理装置に取
り込み、且つ、該画像処理装置でその画像を位置補正し
たうえで前記円形容器の検査エリアに対応して設定した
ウィンドウに表れる画像を処理し、前記円形容器内面の
汚れ、傷その他の欠陥の有無の検出、良否判定を行う円
形容器の内面検査装置において、前記円形容器の底面部及び側面部の一部を画面の検査エ
リアとして、ＴＶカメラで撮像したビデオ信号をＡ／Ｄ
変換したうえで、その多値濃淡画像信号を画面データと
して記憶するフレームメモリと、前記円形容器の底面部と側面部とにまたがったコーナー
部分を検査エリアとする画面上に前記コーナー部分に対
応するリング状領域の周上に定めた複数のサンプリング
点を含み、前記リング状領域の円弧とほぼ直交して延び
るスリット状の位置検出スリットを設定すると共に該位
置スリット毎に前記フレームメモリの画面データを走査
して差分濃淡信号を求め、且つ、予め設定した固定閾値
により２値化した上で位置検出スリットとのＡＮＤ条件
からスリット内位置検出画像を求める手段と、前記スリット内位置検出画像の画素の中で前記リング状
領域と交差する画素を基準にしてスリット内位置検出座
標を求める手段と、前記各サンプリング点で得たスリット内位置検出座標を
基に円方程式を用いて各スリット内位置検出座標を円周
上の点とする円の中心の計測位置座標を求める手段と、容器基準位置に置かれた円形容器に対して計測した前記
計測位置座標に対応する容器基準位置座標を記憶してお
く手段とを備え、前記計測位置座標と前記容器基準位置座標とのずれをオ
フセット量として前記被検査円形容器に対する検査位置
の特定並びに位置ずれ補正を行って前記円形容器内面の
検査を行うことを特徴とする円形容器の内面検査装置。
【請求項２】円形容器の底面部と側面部との間のコー
ナー部に対応するリング状領域に対し、少なくともその
周上３箇所のサンプリング点に位置検出スリットを設定
し、各位置検出スリット毎に求めたスリット内位置検出
座標を基に計測位置座標を算出するようにしたことを特
徴とする請求項１に記載の円形容器の内面検査装置。
【請求項３】円形容器の底面部と側面部との間のコー
ナーに対応するリング状領域に対し、少なくともその周
上２箇所のサンプリング点に位置検出スリットを設定
し、各位置検出スリット毎に求めたスリット内位置検出
座標と既知の半径とを基に計測位置座標を算出するよう
にしたことを特徴とする請求項１に記載の円形容器の内
面検査装置。
【請求項４】差分濃淡信号の発生手段として円形容器
の容器基準位置を中心とする方向にフレームメモリの画
面データを走査することを特徴とする請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の円形容器の内面検査装置。
【請求項５】スリット内位置検出座標は位置検出のた
め２値画像を走査した際、白から黒へ変化した画素の座
標のうち、そこから円形容器の容器基準位置に対し最短
距離となる当該座標を、その位置検出スリットの代表点
とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載の円形容器の内面検査装置。
【請求項６】各位置検出スリットの設定手段として、
円形容器の容器基準位置を中心とする方向に前記位置検
出スリットが設定できることを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載の円形容器の内面検査装置。