JP3318366B2 - 青果物の配列検査装置 - 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、箱詰めされた
キュウリ等の青果物の配列検査装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、容器中に充填された青果物の最上
層の整列状態を検出する方法としては、画像入力用カメ
ラを複数台使用して配列状態を立体的に観察したり、レ
ーザ光線、超音波、接触子等で構成されるレベルセンサ
を移動装置に設置して箱体内部を掃引することによって
青果物の配列状態を検出するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の配列検査装置の
うち、カメラを複数台使用する方法では、正確な画像を
入力するために均一な照明を行う必要があることと、箱
詰に用いる容器の開口部の面積を考慮すると、複数台の
カメラを同時に使用することは、作業能率上好ましくな
い。また、センサの掃引方式の場合、センサ部を移動装
置に設置する必要があり、このため装置が大型化して高
価になったり、掃引に時間を要するため測定に時間がか
かったり、青果物が折り重なっている状態を正確に検出
することは困難であった。

【０００４】本発明は、箱詰めされたキュウリ等の略円
筒状の青果物の配列状態を、単一の画像入力用カメラ、
メモリ及び演算部から成る画像処理部及び照明装置を用
いて非接触で短時間に測定する装置を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】画像入力用カメラ、メモ
リ及び演算部から成る画像処理部及び照明装置から構成
され、照明装置により物体の概直上から照射される反射
光を画像入力用カメラで捉え、画像入力用カメラから出
力される映像信号を画像処理部のメモリに入力し、この
入力データのうち、青果物の長さ方向の任意の位置で、
青果物の長さ方向に対して直角方向の画像データを１ラ
イン分抽出し、これらのデータから位置及び明度情報を
求め、次いでこの情報を用いて明度の極大値間を各々ブ
ロック化した後、分割した各ブロックについて、ブロッ
ク両端の明度データのうち低い方の明度データで定義さ
れる明度変換用基準レベルに対する明度変換用基準レベ
ルと最低明度データの差の比率で表わされる変換倍率を
算出し、ブロック内の明度変換用基準レベルよりも高い
明度レベルを有するデータを除く全データからブロック
内の最低明度データをそれぞれ減じた値に変換倍率を乗
じる数１及び数２で示されるデータ変換を施す。

【０００６】

【数１】

【０００７】

【数２】 ここで、ＭＡＧ：倍率、ＲＥＦ：明度変換用基準レベ
ル、ＭＩＮ：ブロック内の最低明度データ、ＮＷＤＡ
Ｔ：変換後の明度データ、ＤＡＴＡ：変換前の明度デー
タを各々表す。

【０００８】これにより、分割した全てのブロック内に
おいて、最低明度のデータをゼロレベルに変換するとと
もに、明度レベルを一定の値に設定して２値化処理を行
う一連の操作を青果物の長さ方向全域にわたって実施す
ることによって、平面上に載置された青果物の配列状態
を検出することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】以上のように構成された本発明によれば、青果
物に概直上から照射した光は、第１図に示すように概円
筒上の青果物の中心線上では光が垂直に反射するため周
囲よりも明るく見え、一方、周辺部では光がカメラに対
して斜めに反射するため中心線上よりも暗く見える。即
ち、画像入力用カメラで画像を取り込むと、青果物の中
心線上データは明るい値を持ち、中心線から円周方向に
遠ざかる程、漸次明るさが低下し、ついには、青果物同
士が接する境界部は暗い画像データとなる。

【００１０】一方、キュウリの中心線上の明るさは、各
々のキュウリ毎に異なり、また青果物同士が接する境界
部の明るさも各々の境界部毎に異なる。そのため、固定
しきい値を用いた２値化処理での境界部分の特徴抽出は
困難である。そこで、画像処理部のメモリに入力された
画像データのうち、青果物の長さ方向の任意の位置にお
いて青果物の長さ方向に対して直角方向の画像データ１
ライン分を抽出し、これらのデータから位置及び明度情
報を求め、次いで、この情報を用いて明度の極大値間を
１ブロックとする分割を行う。この操作により、明度の
極大値の数から１を差し引いた数に等しい暗視野のピー
クが得られる。

【００１１】分割した各ブロックについて、ブロック両
端の明度データのうち低い方の明度データで定義される
明度変換用基準レベルに対する明度変換用基準レベルと
最低明度データの差の比率で表わされる変換倍率を算出
し、ブロック内の明度変換用基準レベルよりも高い明度
レベルを有するデータを除く全データからブロック内の
最低明度データをそれぞれ減じた値に変換倍率を乗じる
データ変換を施すことにより、分割した全てのブロック
において、最低明度データをゼロレベルに変換すること
が可能となり、ブロック間のばらつきが解消される。

【００１２】以上の補正データを用いて画像データの任
意のしきい値指定による２値化処理を行い、この演算処
理を青果物の長さ方向全域にわたって実行することによ
り、青果物の境界を表わす黒いラインを抽出することが
可能となる。

【００１３】この状態で、黒いラインの数を計数し、更
に黒いラインで隔てられた明視野の領域数を計数し、明
視野の領域数が暗視野数に１を加算した数に等しく、且
つその明視野の領域数が所定の青果物の数に等しいこと
が確認できたときに、配列状態に異常がないと判定する
ことができる。これ以外の結果が得られたときは、配列
状態に重なり等の異常があることを示している。

【００１４】

【実施例１】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１５】図例においては、青果物はキュウリとし、
９本整列して載置された状態を検出する。

【００１６】第２図中、２は青果物を、５は容器を、ま
た６は、入力用カメラから画像処理部のメモリに画像を
取り込む際の領域を示している。第３図は、メモリに格
納された青果物の長さ方向の任意の位置における長さ方
向に直角方向の画像データを１ライン分取り出し、横軸
の位置に対応する明度情報をたて軸に表示したものであ
る。青果物の中心線上が明度の極大値となっており、青
果物が接する境界部分が明度の極小値となっている。

【００１７】明度の極大値間を１ブロックとして分割す
ると、８個のブロックが得られる。第４図は、一例とし
て、第３図中のブロック７ｅを抜き出したものである。
ブロック両端の点８及び点９の明度データを比較すると
点８の方が明度が低いので、点８が明度変換用基準レベ
ルに選ばれる。ここで、変換式(1)及び(2)を用いて点８
を超えるデータを除く全データについてデータ補正を行
うと曲線１０が得られる。この補正されたデータを用い
て、例えば直線１１で示されるレベルを指定して２値化
処理を行う演算を、画像入力用カメラから取り込んだ青
果物の長さ方向全域にわたって実行することにより、第
５図に示す青果物の境界を表わす黒いラインを抽出する
ことができた。

【００１８】この状態で、１ライン毎に、黒いラインの
本数を計数すると８本計測できた。更に黒いラインで隔
てられた明視野の領域数を計数すると９領域が計測でき
た。この結果が、青果物の長さ方向全域にわたって、暗
視野数に１を加算した数に等しいことが確認できたの
で、９本の青果物が配列していることが測定できた。以
上の演算処理は、画像処理部の演算部によって実行する
ものである。

【００１９】

【実施例２】以下、本発明の他の実施例を図面に基づい
て説明する。

【００２０】図例においては、青果物はキュウリとし、
８本整列して載置され、他の１本がこれらの上に斜めに
載置された状態を検出する。

【００２１】第６図中、２は青果物を、また６は、入力
用カメラから画像処理部のメモリに画像を取り込む際の
領域を示している。明度の極大値間を１ブロックとして
分割し、各ブロックについて、明度変換用基準レベルを
基に変換式(1)及び(2)を用いて明度変換用基準レベルを
超えるデータを除く全データについてデータ補正を行
い、この補正されたデータを用いて、任意の明度レベル
を指定して２値化処理を行う演算を、画像入力用カメラ
から取り込んだ青果物の長さ方向全域にわたって実行す
ることにより、第６図に示す青果物の境界を表す黒いラ
インを抽出することができた。

【００２２】この状態で、１ライン毎に、黒いラインの
本数を計数すると９本計測でき、更に黒いラインで隔て
られた明視野の領域数を計数すると７領域が計測でき
た。この結果は、青果物の長さ方向全域にわたって、暗
視野数に１を加算した数に等しくないので、９本の青果
物が正しく配列していないことが測定できた。これらの
演算処理は、画像処理部の演算部により実行するもので
ある。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像入力用カメラ及び照明装置により、画像処理部のメモ
リに入力したデータを用いて、青果物の位置に対する明
度情報を求め、１ライン分抽出した情報を用いて明度の
極大値間をブロック化した後、分割した各ブロックにお
いて、ブロック両端の明度データのうち低い方の明度デ
ータで定義される明度変換用基準レベルよりも高い明度
レベルを有するデータを除く全データに対して、最低明
度データがゼロレベルに変換されるようなデータ変換を
行うとともに、明度レベルを一定のしきい値に設定して
２値化を行う一連の演算を青果物の長さ方向全域にわた
って実施することによって、平面上に載置された略円筒
状の青果物の配列状態を検出するものであり、画像入力
用カメラを複数台使用して青果物の配列状態を立体的に
観察したり、レーザ光線、超音波、接触子等で構成され
るレベルセンサを移動装置に設置して箱体内部を掃引す
ることなく、単一の画像入力用カメラ、メモリ及び演算
部から成る画像処理部及び照明装置で構成される簡単な
装置により、非接触で短時間のうちに測定することので
きる装置を低価格で提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】青果物に照射した光の反射を示す模式図であ
る。

【図２】青果物の配列と画像入力範囲を示す略図であ
る。

【図３】任意の１ライン上の明度分布を示す図である。

【図４】明度分布の拡大図である。

【図５】青果物の配列と画像入力範囲および２値化処理
後の境界線を示す略図である。

【図６】青果物の配列と画像入力範囲および２値化処理
後の境界線を示す略図である。

【符号の説明】

１ 画像入力用カメラ ２ 青果物 ３ 照射光 ４ 反射光 ５ 容器 ６ 画像入力範囲 ７ ブロック ８ 明度変換用基準レベル、明度極大点 ９ 明度極大点 １０ データ変換後の（明度）曲線 １１ ２値化レベル １２ 境界ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−96785（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−321593（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−90373（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06M 7/00 - 11/04 G06T 7/00 G01B 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像入力装置、画像処理装置及び照明装
   置から構成された青果物配列検査装置であって、前記画
   像入力装置から前記画像処理装置に入力された画像信号
   に対して、平面上に載置された青果物の所定の長さ方向
   に直角な方向の画像信号１ライン分について青果物の境
   界を抽出する演算をし、該画像信号１ライン分について
   の演算処理を前記青果物の所定の長さ方向に渡って実施
   することによって２次元的に青果物の境界を抽出し、抽
   出された前記境界の数と、前記境界によって分割された
   領域の数とを計数することにより、青果物の配列状態を
   検出することを特徴とする青果物配列検査装置。
2. 【請求項２】 画像入力装置、画像処理装置及び照明装
   置から構成され、照明装置により物体の概直上方から照
   射される反射光を画像入力装置で捉え、画像入力装置か
   ら出力される映像信号を画像処理装置に入力し、この入
   力データのうち、青果物の長さ方向の任意の位置におい
   て、青果物の長さ方向に対して直角方向の画像データを
   １ライン分抽出し、これらのデータから位置及び明度情
   報を求め、次いでこの情報を用いて明度の極大値間を各
   々ブロック化した後、分割した各ブロックについて、ブ
   ロック両端の明度データのうち低い方の明度データで定
   義される明度変換用基準レベルに対する明度変換用基準
   レベルと最低明度データの差の比率で表わされる変換倍
   率を算出し、ブロック内の明度変換用基準レベルよりも
   高い明度レベルを有するデータを除く全データからブロ
   ック内の最低明度データをそれぞれ減じた値に前記変換
   倍率を乗じるデータ変換を施すことにより、分割した全
   てのブロック内において、最低明度のデータをゼロレベ
   ルに変換するとともに明度レベルを一定のしきい値に設
   定して２値化を行う一連の演算処理を青果物の所定の長
   さ方向にわたって実施することによって青果物の境界を
   抽出し、これらの境界数と境界によって分割された領域
   数を計測することにより、平面上に載置された青果物の
   配列状態を検出することを特徴とする青果物配列検査装
   置。