JP3875842B2 - X-ray foreign object detection apparatus and defective product detection method in the apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの各品種の被検査物に対し、X線を曝射したときのX線の透過量から被検査物中の異物を検出するX線異物検出装置に関し、特に被検査物の不良品を正確に検出できるX線異物検出装置及び該装置における不良品検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線異物検出装置は、搬送ライン上を順次搬送されてくる各品種の被検査物(生肉、魚、加工食品、医薬など)にX線を曝射し、この曝射したX線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かを検出する装置である。
【0003】
図10はこの種の従来のX線異物検出装置を示す斜視図である。図示のようにコンベア50上を被検査物Wが搬送されて行く途中位置にX線発生器51と、X線検出器52が対向配置される。X線発生器51は搬送中の被検査物WにX線を曝射し、X線検出器52は被検査物Wを透過したX線の透過量に応じた電気信号(X線透過データ)を出力する。図示しない処理手段はこのX線の透過量に基づき、異物の混入の有無を判断する。
【0004】
図11は、被検査物WのX線透過画像を示す図である。図11(a)の例では、収容体上に被検査物Wが収容された状態が表示されている。この種X線異物検出装置は、被検査物W内における異物の混入の有無を判定する前処理の段階でトレイや箱等の収容体T内での被検査物Wの有無を検出して欠品(不良品)判別を行うものがある。
【0005】
この欠品判定処理は、処理手段が画像処理を実行して判定する。画像処理部には、図示のように、収容体T上における被検査物Wの収容位置を想定した座標軸位置に欠品検出用マスク領域Mが予め設定される。
そして、入力され図示のように画像展開した被検査物Wと、欠品検出用マスク領域Mを重ねて、この欠品検出用マスク領域Mの位置上に被検査物Wが存在していれば正常、存在していなければ欠品と判定し、欠品(不良品)の旨の信号を外部出力するようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の欠品判定処理では、上記欠品検出用マスク領域M部分に完全に被検査物Wが重ならなければ被検査物Wが欠品であると判断していたため、場合によっては被検査物Wが収容体T上に存在していても欠品であると誤判断することがあった。
この欠品検出用マスク領域Mは、装置の操作者によって所定の座標軸位置上に所定の範囲を有して設定される。この際、操作者は収容体T上での被検査物Wの移動(位置ズレ)を考慮して座標軸位置と範囲を設定していた。
簡単に説明すると、収容体Tの大きさ(面積)に対し被検査物Wの大きさが1/4以上の大きさを有しているとき、収容体T内で被検査物Wが移動しても必ず被検査物Wが存在する位置が発生する。この位置を想定して座標軸位置と範囲を設定していた。
【0007】
このため、図11(b)に示すように、X線異物検出装置50で被検査物Wを検査した際に、収容体T上で被検査物Wの位置が移動した状態となり、欠品検出用マスク領域Mの一部が被検査物Wの外側に位置すると欠品であると誤判断されてしまう。
このように、従来は欠品検出用マスク領域Mの設定に経験や勘が必要であり、欠品と誤判断する事が多かった。
【0008】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、不良品を正確に検出でき、装置の信頼性を向上できるX線異物検出装置及び該装置における不良品検出方法の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載された本発明のX線異物検出装置は、収容体(T)に収容された被検査物(W)にX線を曝射し、このX線の曝射に伴って前記被検査物を透過してくるX線の透過量から前記被検査物中の異物の有無を検出するX線異物検出装置(1)において、
前記収容体内部の所定位置に前記被検査物より狭い大きさの所定範囲を有して被検査物の欠品検出用のマスク領域(M)を設定するマスク領域設定部(17a)と、
前記X線透過量に基づき前記収容体を含む被検査物の展開後の画像から被検査物の画像領域(A)を抽出する被検査物抽出部(17b)と、
前記マスク領域設定部で設定されたマスク領域内に含まれる前記被検査物抽出部が抽出した被検査物の画像領域の割合を検出し、該割合が予め設定した所定値を越えれば収容体内に被検査物が収容されていると判断し、該割合が前記所定値より低い場合には収容体内に被検査物が収容されてない不良品であると判断する欠品判断部(17c)と、
を備えたことを特徴とする。
また、請求項2に記載された本発明のX線異物検出装置は、請求項1に記載されたX線異物検出装置において、前記マスク領域設定部(17a)が、前記収容体(T)に収容された複数の前記被検査物(W)に対し欠品検出用のマスク領域(M)を個別に設定し、
前記欠品判断部(17c)が、前記マスク領域設定部で設定された各マスク領域毎にマスク領域内に含まれる前記被検査物抽出部が抽出した被検査物の画像領域の割合を検出し、該割合が予め設定した所定値を越えれば収容体内に被検査物が収容されていると判断し、該割合が前記所定値より低い場合には収容体内に被検査物が収容されてない不良品であると判断することを特徴とする。
【0010】
また、請求項3に記載された本発明のX線異物検出装置は、請求項1又は2のいずれか一つに記載されたX線異物検出装置において、前記マスク領域設定部(17a)は、前記収容体(T)の一端を基準位置(RF)として検出し、該基準位置を基準として収容体内部の所定位置に所定範囲を有して被検査物の欠品検出用のマスク領域(M)を設定する構成としても良い。
【0011】
また、請求項4に記載された本発明のX線異物検出装置は、請求項1乃至3のいずれか1つに記載されたX線異物検出装置において、前記欠品判断部(17c)は、前記割合として展開画像における面積比(B)を予め設定し、
前記マスク領域設定部(17a)で設定されたマスク領域(M)の全画素数(n)に前記面積比を乗算した値と、該マスク領域内に含まれる前記被検査物抽出部(17b)が抽出した被検査物の画像領域(A)の全画素数(CNT)とを比較して、被検査物の全画素数が多ければ収容体内に被検査物が収容されていると判断し、少なければ収容されていない不良品と判断する構成にもできる。
【0012】
請求項4に記載された本発明のX線異物検出装置における不良品検出方法は、収容体(T)に収容された被検査物(W)にX線を曝射し、このX線の曝射に伴って前記被検査物を透過してくるX線の透過量から前記被検査物中の異物の有無を検出するX線異物検出装置(1)に適用され、前記収容体内での被検査物の存在の有無を検出する不良品検出方法であって、
前記収容体内部の所定位置に前記被検査物より狭い大きさの所定範囲を有して被検査物の欠品検出用のマスク領域(M)を設定し、
前記X線透過量に基づき前記収容体を含む被検査物の展開後の画像から被検査物の画像領域(A)を抽出し、
前記マスク領域設定部で設定されたマスク領域内に含まれる前記被検査物抽出部が抽出した被検査物の画像領域の割合を検出し、該割合が予め設定した所定値を越えれば収容体内に被検査物が収容されていると判断し、該割合が前記所定値より低い場合には収容体内に被検査物が収容されていない不良品であると判断することを特徴とする。
【0013】
上記構成によれば、マスク領域設定部17aは、収容体Tを基準として欠品検出用のマスク領域Mを所定位置に所定範囲を有して設定する。被検査物抽出部17bは、展開後の画像をX線透過量に基づき収容体Tから被検査物Wの抽出画像Aを抽出する。欠品判断部17cは、マスク領域Mに含まれる被検査物Wの抽出画像Aの割合が所定値を越えれば収容体内に被検査物が収容されていると判断し、該割合が前記所定値より低い場合には収容体内に被検査物が収容されてない不良品であると判断する。これにより、収容体T内で被検査物Wが移動してマスク領域Mに抽出画像Aの一部しか含まれない場合でも、割合を用いた判断によって欠品とする誤検出を防止でき、正確な不良品検出が行える。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1はX線異物検出装置の外観を示す斜視図である。
X線異物検出装置1は、搬送ラインの一部に設けられ、所定間隔をおいて順次搬送されてくる被検査物W中(表面も含む)に混入される異物の有無を検出する。このX線異物検出装置1は、搬送部3と異物検出部4とが装置本体1a内部に設けられ、表示器7が装置本体1aの前面上部に設けられている。
【0015】
搬送部3は、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの各品種の被検査物Wを搬送するもので、この実施形態では被検査物Wがトレイやパック、箱等の収容体Tに収容された状態で搬送されるようになっている。
この搬送部3は、装置本体1aに対して水平に配置されたベルトコンベアで構成される。搬送部3は、駆動モータ6の駆動により予め設定された所定の搬送速度で搬入口3aから搬入された被検査物Wを搬出口3b側(図中搬送方向X)に向けて搬送させる。
【0016】
異物検出部4は、搬送される被検査物Wを搬送路途中において異物を検出するもので、搬送部3の上方に所定高さ離れて設けられるX線発生器8と、搬送部3内にX線発生器8と対向して設けられるX線検出器9を備えて構成される。
【0017】
X線発生器8は、金属製の箱体11内部に設けられる円筒状のX線管12を不図示の絶縁油により浸漬した構成であり、X線管12の陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてX線を生成している。X線管12は、その長手方向が被検査物Wの搬送方向Xと直交する方向(Y方向)に設けられている。X線管12により生成されたX線は、下方のX線検出器9に向けて、長手方向に沿った不図示のスリットにより略三角形状のスクリーン状にして曝射するようになっている。
【0018】
X線検出器9は、被検査物Wに対してX線が曝射されたときに、被検査物Wを透過してくるX線を検出し、この検出したX線の透過量に応じた電気信号を出力している。このX線検出器9は、搬送部3上を搬送される被検査物Wの搬送方向Xと直交するY方向に沿って設けられる。このX線検出器9には、ライン状に配列された複数のフォトダイオードと、フォトダイオード上に設けられたシンチレータとを備えたアレイ状のラインセンサが用いられる。
【0019】
このような構成によるX線検出器9では、被検査物Wに対してX線発生器8からX線が曝射されたときに、被検査物Wを透過してくるX線をシンチレータで受けて光に変換する。さらにシンチレータで変換された光は、その下部に配置されるフォトダイオードによって受光される。そして、各フォトダイオードは、受光した光を電気信号に変換して出力する。このX線検出器9は、受けたX線の強さに対応したレベルを有した電気信号を処理手段13に出力する。
【0020】
図2は、同装置の電気的構成を示すブロック図である。
処理手段13は、CPU等及びメモリ等で構成され、X線検出器9からX線透過のデータが入力される。このX線透過のデータは図示しないA/D変換部でA/D変換された後、データメモリ14に格納される。
データメモリ14には、1ライン(Y方向)あたり上記640個のX線透過のデータが、少なくとも搬送される被検査物Wの搬送方向Xの長さ(前端Wa〜後端Wbまでの検出期間)に対応した所定ライン数(例えば480ライン)が格納される。処理手段13は、このデータに基づき被検査物Wに対する異物混入を検査処理する。
【0021】
搬送部3には被検査物Wを含む収容体Tを検出する投受光センサ等の位置検出器10が設けられる。処理手段13は、この位置検出器10の出力を受けて収容体Tの先端が投受光位置を遮蔽した時期の出力を開始トリガとして用い、遮蔽している期間が被検査物Wの長さ(収容体Tの検出期間)であると判断し、データメモリ14に各被検査物W単位のX線透過のデータを取り込むようになっている。
【0022】
検査処理内容としては、被検査物Wを透過したX線の透過レベルに応じた電気信号に基づいて被検査物W中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入されているか否かの判別を行う。基本原理としては、異物によりX線が透過しない状態が生じた場合、即ち、X線透過量の値が低い場合に異物混入と判別し選別信号等を外部出力する。また、入力データを直接画像展開した画像データを画像処理部16を介して表示器7の表示部15に出力する。
【0023】
この処理手段13は、上記異物混入に係る不良品判別の処理に先立ち、収容体T内での被検査物Wの有無(欠品)を判別する欠品検出部17が設けられる。この欠品検出部17は、画像処理部16における画像処理に関する1機能である。
【0024】
この欠品検出部17は、マスク領域設定部17a、被検査物抽出部17b、欠品判断部17cを有する。
マスク領域設定部17aには、被検査物WのX線透過画像上における所定の座標軸位置に所定の範囲を有する欠品検出用マスク領域Mが設定される。
【0025】
図3は、欠品検出用マスク領域Mを示す図である。
図示のように、欠品検出用マスク領域Mは、収容体Tを基準としてこの収容体Tの範囲内における所定の座標軸位置上に所定の範囲を有して設定される。収容体Tは、搬送部3の搬送時に先端が位置検出器10を遮った開始トリガの信号入力時期を基準位置RFとして画像展開される。
欠品検出用マスク領域Mについても、この収容体TのX線透過画像の基準位置RFを基準としており、開始トリガの信号入力に同期して設定された座標軸位置x、y上から所定範囲xL,yLを有して設定される。設定された欠品検出用マスク領域Mは、所定画素数(ドット数)nを有する。
【0026】
被検査物抽出部17bは、収容体T上に収容された被検査物WのX線透過画像を抽出する。収容体Tと被検査物WはX線透過量が異なり、一般的に被検査物Wの方がX線透過量が低い。
図4は、被検査物Wの抽出画像Aを示す図である。収容体Tと被検査物Wの 各X線透過量の略中間レベル付近に閾値を設け、X線透過量が閾値より低い領域が被検査物Wであると判断し、この範囲を抽出画像Aとして抽出する。なお、詳細には図示しないが、表示部15等に表示される画像展開後のX線透過画像は、X線透過量に合わせて表示濃度が異なる。
【0027】
欠品判断部17cは、被検査物WのX線透過データを展開後の画像(X線透過画像)と、予め設定した欠品検出用マスク領域の各画像情報の論理積を演算して欠品判定する。なお、判定時には、所定の値の面積比Bを用いてこの面積比Bに基づき欠品判定するようになっている。面積比Bは、0<B≦100(%)の範囲の任意の値である。
【0028】
次に、上記構成によるX線異物検出動作について説明する。
上記のように構成されるX線異物検出装置1では、被検査物Wが搬送部3の搬入口3aより搬入されると、その搬送過程において被検査物WにX線発生器8からX線が曝射される。このX線の曝射に伴って被検査物Wを透過してくるX線はX線検出器9によって検出される。
そして、処理手段13は、X線検出器9によって検出されたX線の透過量に応じた電気信号に基づいて被検査物W中に異物が混入している否かを判別し、この判別結果から良品又は不良品を示す選別信号などを外部出力する。具体的には、検出された被検査物WのX線透過量が異物検出用として設定した閾値以下である場合に、異物混入であると判断する。そして、上記検査を終えた被検査物Wは、処理手段13から出力される選別信号に応じて良品と不良品とに選別される。
【0029】
また、処理手段13の画像処理部16は、X線検出器9が出力したX線透過量を示す画像データを表示部15に表示出力する。収容体Tを含む被検査物Wの平面で見た外形の状態と、この被検査物W内でのX線の透過具合を確認することができ、異物部分の表示濃度が他と異なり(濃く、あるいは周囲と他の色)で表示でき異物の混入位置を把握できるようになる。
また、「OK」,「NG」の良否判定結果や、総検査数、良品数、NG総数の検査結果を表示する。
【0030】
ここで、処理手段13は、このデータメモリ14に格納したデータを基準値と比較し、基準値を超えたデータがいずれか1つのラインに含まれている場合にNGと判断する。厳密には、基準値よりX線透過量が低い場合(異物によりX線が透過しない場合)にNGであると判断し、基準値よりX線透過量が高い場合にOKであると判断して、「NG」、あるいは「OK」の表示を行う。
【0031】
次に、上記構成における不良品検出動作について説明する。図5は、この不良品検出処理を示すフローチャートである。
上記異物混入の検出動作に先立ち、欠品検出部17は収容体T内での被検査物Wの有無(欠品や欠損等)を検出する。
画像処理部16は、X線検出部9から出力されるX線透過データは収容体T及び被検査物を含む状態でX線透過画像として画像展開している。
欠品検出部17は、この画像を取り込む(S1)。そして、取り込んだX線透過画像に基づき、収容体Tの基準位置RFを検出する(S2)。この基準位置RFは、位置検出器10が収容体Tの先頭位置を検出した時期であり、X線透過画像における収容体Tの先頭(一端)の位置に相当する。
【0032】
収容体Tの基準位置RFが検出されると、同時にマスク領域設定部17aは、この基準位置RFを基準として図3に示す座標軸位置x、yの位置を設定する(S3)。そして、この座標軸位置x、yから所定範囲xL,yLの大きさを有する欠品検出用マスク領域Mを切り出す(S4)。
また、被検査物抽出部17bは、図3に示すように、X線透過画像から収容体Tを除く被検査物Wのみの抽出画像Aを抽出する(S5)。
【0033】
欠品判断部17cは、欠品検出用マスク領域Mと、被検査物Wの抽出画像Aを基準位置RFを基準として重ね合わせ、各画素の論理積を演算する(S6)。
論理積演算は、画素単位で走査して行われ、重ね合わせの状態で欠品検出用マスク領域Mの範囲内に被検査物Wの抽出画像Aが位置していればその画素を1つづつカウントしていく(S7)。
上述したように、切り出した欠品検出用マスク領域Mは画素数nを有しており、欠品検出用マスク領域Mに含まれる被検査物Wの抽出画像Aの画素数までカウント値CNTが増加していくことになる。
【0034】
図6は、収容体T内に被検査物Wが正常に収容された状態を示す図である。図には欠品検出用マスク領域Mと、被検査物Wの抽出画像Aを重ね合わせた状態が示されている。図示の状態は、欠品検出用マスク領域Mに被検査物Wの抽出画像Aの全てが含まれるから、カウント値CNTは欠品検出用マスク領域Mの画素数nに一致(厳密にはほぼ一致)する値となる。
【0035】
そして、欠品判断部17cは、このカウント値CNTを、欠品検出用マスク領域Mの画素数n×面積比Bと比較して、カウント値CNTの方が高ければ「OK」、カウント値CNTの方が低ければ「NG(欠品)」と判断する(S8)。NGの場合には、この収容体Tに被検査物Wが存在しない不良品であることを示す外部出力を行う(S9)。例えば表示部15上で欠品状態を示す表示出力を行ったり、後段の選別機に対して不良品排出の信号を外部出力する。
図6の例では、カウント値CNTは欠品検出用マスク領域Mの画素数nにほぼ一致するため「OK」、即ち、収容体T内に被検査物Wが存在していると判断する。
【0036】
図7は、被検査物Wの欠品状態を示す図である。
図示のように、収容体T内において被検査物Wが存在しない状態(欠品)のとき、欠品検出用マスク領域Mと、被検査物Wの抽出画像Aを重ね合わせた状態では、欠品検出用マスク領域Mに被検査物Wの抽出画像Aが含まれないから、カウント値CNTは0(厳密には限りなく0に近い値)となる。
この場合、欠品検出用マスク領域Mの画素数n×面積比Bに比較して、カウント値CNTの方が低いため、「NG(欠品)」と判断する。
【0037】
図8は、面積比による被検査物Wの検出状態を示す図である。
X線検出時に、被検査物Wは、収容体T内で移動した状態のまま検出されることがある。収容体Tと被検査物Wの相対的な大きさの違いによって、被検査物Wは、収容体T内で所定範囲移動可能となる。移動可能範囲は、被検査物Wの種類や包装形態等によって異なる。
【0038】
図示の場合、欠品検出用マスク領域Mと、被検査物Wの抽出画像Aを重ね合わせた状態では、被検査物Wの抽出画像Aは欠品検出用マスク領域Mに一部(便宜上、略半部50%とする)のみ重なり、欠品検出用マスク領域M全体には含まれない状態となる。この場合、カウント値CNTはほぼ2/nとなる。
ここで、面積比Bとして40%が設定されているとすれば、欠品検出用マスク領域Mの画素数n×面積比B(50%)に比較して、カウント値CNTの方が高いため、判別結果は「OK」、即ち、収容体T内に被検査物Wが存在していると判断できる。
【0039】
このように、実際には収容体T内に被検査物Wが存在するが、収容体T内で被検査物Wが移動状態のままX線検出された場合であっても、上記の面積比Bの設定によって誤って「NG(欠品)」と判断することを防止でき、欠品判別の信頼性を向上させることができるようになる。
【0040】
面積比Bは、上記収容体Tと被検査物W(抽出画像A)の相対的な大きさの違いによる、収容体T内での被検査物Wの移動可能範囲を考慮して適宜の値(0<B≦100(%)に設定すればよい。
この面積比Bを設定し欠品判断することにより、マスク領域設定部17aにおける欠品検出用マスク領域Mは、収容体Tの範囲内で粗く設定してもよく、設定を容易に行えるようになる。即ち、設定項目の座標軸位置x、y及び所定範囲xL,yLについて厳密性が不要となり、例えば面積比Bが10%とすると欠品検出用マスク領域Mの全画素数nの中に抽出画像Aの画素数カウント値CNTが10%分だけ検出されれば「OK」と判断できるようになる。
【0041】
上記欠品検出用マスク領域Mの設定項目である座標軸位置x、y及び所定範囲xL,yLは、異物検査(欠品判断を含む)前の初期設定時に実際に被検査物Wを搬送部3で搬送させて設定することもできる。
収容体T内に欠品なく収容した被検査物Wを複数サンプル分用意し、搬送部3で搬送させながら、上記設定項目を変化させて「OK」判断可能となる値を確認できる。この際、座標軸位置x、yを収容体T内で各所に移動させ、また、範囲xL,yLを大小可変させて全てのサンプルで「OK」となったときの設定値が最良と判断できる。
【0042】
一方、欠品検出用マスク領域Mの設定項目の設定の前後して面積比Bを可変させ全てのサンプルで「OK」となったときの設定値が最良と判断できる。
これら欠品検出用マスク領域Mの設定項目、及び面積比Bの設定時には、上記に加えて収容体Tに被検査物Wを収容させない状態のサンプルについても全てが「NG」、即ち不良品であると判断されることを確認しておく。
【0043】
次に、図9は、収容体Tの他の例を示す図である。
物品の種類によっては、図示のように、1つの収容体T中に複数の仕切Ta1〜Tanを有して、複数個の被検査物Wが収容される場合がある。
上記のような場合には、各仕切Taにそれぞれ欠品検査用マスク領域M1〜Mnを個別に設定すればよく、上記同様に欠品検出できるようになる。
一方、図5のフローチャートに示した欠品検出用マスク領域Mの切り出し処理(S4)実行時の切り出し範囲を図9中点線で示す如く基準位置RFから列単位C1〜Cn(あるいは行単位)で切り出すこともできる。カウント処理時(S7)には、各列単位で画像を走査し、2個の欠品検出用マスク領域M1,M2に重なる抽出画像Aのカウントを同時並行させてもよい。
【0044】
上記記実施形態では、収容体Tを含む被検査物Wの搬送方向の先端位置を位置検出器10で検出して基準位置RFを得る構成とした。これに限らず、画像処理部16での画像処理時にX線透過量に基づき、収容体Tの先端位置を検出して基準位置RFを設定しても良い。この場合、位置検出器10は不要である。
【0045】
また、上記実施形態では、1つの被検査物Wに対して1個の欠品検出用マスク領域Mを設定する構成としたが、1つの被検査物Wに対して2個以上複数個の欠品検出用マスク領域Mを設定すれば、この被検査物Wの欠品の検出に加えて被検査物Wの一部欠け等の欠損を検出することもできるようになる。
【0046】
上記被検査物W及び収容体Tの品種を具体的に説明すると、フィルム状の収容体Tに乾麺と「つゆ」が収容された「ラーメン」がある。この場合、乾麺がX線異物検出の対象である。そして、「つゆ」を欠品検出の対象とする。収容体T内では乾麺に対して「つゆ」が小さいため収容位置が移動しやすい。
また、収容体Tに仕切が複数あるものの具体例としては、1箱に複数個収容される「焼売」があり、この「焼売」がX線異物及び欠品検出の対象となる。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、X線検出により収容体内部における被検査物の有無を容易に検出できる。収容体内部で被検査物が移動し、欠品検出用マスク領域内に被検査物全体が含まれない場合が生じても、設定した割合を越えれば被検査物が収容されていると判断する構成であるため、一部が重なった場合に欠品とした誤判断を防止して不良品検出の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるX線異物検出装置の外観を示す斜視図。
【図2】本発明によるX線異物検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図3】欠品検出用マスク領域を示す図。
【図4】被検査物の抽出画像を示す図。
【図5】不良品検出処理を示すフローチャート。
【図6】収容体内に被検査物が正常に収容された状態を示す図。
【図7】被検査物が欠品状態を示す図。
【図8】面積比による判断処理を説明するための図。
【図9】収容体の他の構成例を示す図。
【図10】X線異物検出装置の構成を示す斜視図。
【図11】従来の不良品検出処理を説明するための図。
【符号の説明】
1…X線異物検出装置、3…搬送部、8…X線発生器、9…X線検出部、13…処理手段、16…画像処理部、17…欠品検出部、17a…マスク領域設定部、17b…被検査物抽出部、17c…欠品判断部、T…収容体、M…欠品検出用マスク領域、W…被検査物。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, for example, X-ray foreign matter for detecting foreign matter in the inspection object from the amount of X-ray transmission when X-rays are irradiated to the inspection object of various varieties such as raw meat, fish, processed food, and medicine More particularly, the present invention relates to an X-ray foreign matter detection device capable of accurately detecting a defective product of an inspection object and a defective product detection method in the device.
[0002]
[Prior art]
The X-ray foreign object detection device irradiates X-rays on various types of inspection objects (raw meat, fish, processed foods, medicines, etc.) that are sequentially transported on the transport line, and the amount of transmitted X-rays. This is a device that detects whether or not a foreign object such as metal, glass, stone, or bone is mixed in the inspection object.
[0003]
FIG. 10 is a perspective view showing a conventional X-ray foreign object detection apparatus of this type. As shown in the drawing, an
[0004]
FIG. 11 is a view showing an X-ray transmission image of the object W to be inspected. In the example of FIG. 11A, the state in which the inspection object W is accommodated on the container is displayed. This kind of X-ray foreign matter detection apparatus detects the presence or absence of the inspection object W in the container T such as a tray or a box at the stage of the pre-processing for determining the presence or absence of contamination in the inspection object W. Some products (goods) are identified.
[0005]
This shortage determination process is determined by the processing means executing image processing. In the image processing unit, as shown in the figure, a missing item detection mask region M is set in advance at the coordinate axis position assuming the accommodation position of the inspection object W on the container T.
Then, the inspection object W that has been input and developed as shown in the figure overlaps the missing item detection mask area M, and the inspection object W exists on the position of the missing item detection mask area M. If it does not exist normally, it is determined as a missing item, and a signal indicating that the item is missing (defective) is output to the outside.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional shortage determination process, the inspection object W is determined to be a shortage if the inspection object W does not completely overlap the portion of the shortage detection mask area M. Even if the inspection object W exists on the container T, it may be erroneously determined to be a missing item.
This missing item detection mask region M is set by the operator of the apparatus with a predetermined range on a predetermined coordinate axis position. At this time, the operator has set the coordinate axis position and range in consideration of the movement (position shift) of the inspection object W on the container T.
Briefly, when the size of the inspection object W is ¼ or more of the size (area) of the container T, the inspection object W moves within the container T. However, there is always a position where the inspection object W exists. The coordinate axis position and range were set assuming this position.
[0007]
Therefore, as shown in FIG. 11B, when the inspection object W is inspected by the X-ray foreign
Thus, in the past, experience and intuition were required for setting the missing part detection mask region M, and it was often erroneously determined as a missing part.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an X-ray foreign object detection device capable of accurately detecting a defective product and improving the reliability of the device, and a defective product detection method in the device. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the X-ray foreign object detection device according to the first aspect of the present invention exposes an X-ray to an object to be inspected (W) accommodated in a container (T). In the X-ray foreign matter detection device (1) for detecting the presence or absence of foreign matter in the inspection object from the amount of X-ray transmitted through the inspection object as a result of exposure to
A mask area setting section (17a) for setting a mask area (M) for detecting a missing part of the inspection object having a predetermined range of a size smaller than the inspection object at a predetermined position inside the container;
An inspection object extraction unit (17b) that extracts an image area (A) of the inspection object from the developed image of the inspection object including the container based on the X-ray transmission amount;
A ratio of the image area of the inspection object extracted by the inspection object extraction unit included in the mask area set by the mask area setting unit is detected, and if the ratio exceeds a predetermined value set in the container, An out-of-stock determination unit (17c) that determines that an object to be inspected is stored and determines that the object to be inspected is a defective product that is not stored in the container when the ratio is lower than the predetermined value;
It is provided with.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the X-ray foreign object detection device according to the first aspect, wherein the mask region setting section (17a) is disposed on the container (T). A mask area (M) for missing item detection is individually set for the plurality of inspected objects (W) accommodated,
The missing item determination unit (17c) detects the ratio of the image area of the inspection object extracted by the inspection object extraction unit included in the mask area for each mask area set by the mask area setting unit. If the ratio exceeds a predetermined value set in advance, it is determined that the object to be inspected is contained in the container. If the ratio is lower than the predetermined value, the object to be inspected is not contained in the container. It is characterized by judging that it is a non-defective product.
[0010]
Moreover, the X-ray foreign material detection device of the present invention described in
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the X-ray foreign object detection device according to any one of the first to third aspects, wherein the shortage determination unit (17c) includes: An area ratio (B) in the developed image is preset as the ratio,
A value obtained by multiplying the total number of pixels (n) of the mask region (M) set by the mask region setting unit (17a) by the area ratio, and the inspection object extraction unit (17b) included in the mask region Is compared with the total number of pixels (CNT) of the image area (A) of the inspection object extracted, and if the total number of pixels of the inspection object is large, it is determined that the inspection object is accommodated in the container, If there are few, it can also be set as the structure judged as the inferior goods which are not accommodated.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a defective product in an X-ray foreign matter detecting apparatus according to the present invention, wherein an X-ray is exposed to an object to be inspected (W) accommodated in a container (T). Applied to the X-ray foreign matter detection device (1) for detecting the presence or absence of foreign matter in the inspection object from the transmission amount of X-rays transmitted through the inspection object along with the irradiation, and inspecting in the container A defective product detection method for detecting the presence or absence of an object,
A mask area (M) for detecting a missing part of the inspection object having a predetermined range of a size smaller than the inspection object at a predetermined position inside the container,
Extracting the image area (A) of the inspection object from the developed image of the inspection object including the container based on the X-ray transmission amount,
A ratio of the image area of the inspection object extracted by the inspection object extraction unit included in the mask area set by the mask area setting unit is detected, and if the ratio exceeds a predetermined value set in the container, It is determined that an object to be inspected is stored, and when the ratio is lower than the predetermined value, it is determined that the object to be inspected is a defective product that is not stored in the container.
[0013]
According to the above configuration, the mask
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of the X-ray foreign object detection device.
The X-ray foreign
[0015]
The
This
[0016]
The foreign matter detection unit 4 detects foreign matter in the middle of the transport path of the workpiece W to be transported, and an X-ray generator 8 provided at a predetermined height above the
[0017]
The X-ray generator 8 has a configuration in which a
[0018]
The
[0019]
In the
[0020]
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the apparatus.
The processing means 13 is constituted by a CPU and the like and a memory and the like, and X-ray transmission data is input from the
In the
[0021]
The
[0022]
The contents of the inspection process include whether or not foreign matter such as metal, glass, stone, or bone is mixed in the inspection object W based on an electrical signal corresponding to the transmission level of X-rays transmitted through the inspection object W. Make a decision. As a basic principle, when a state in which X-rays do not transmit due to foreign matter occurs, that is, when the value of the amount of X-ray transmission is low, it is determined that foreign matter is mixed and a selection signal or the like is output to the outside. Further, the image data obtained by directly developing the input data is output to the
[0023]
The processing means 13 is provided with a
[0024]
The missing
In the mask
[0025]
FIG. 3 is a diagram showing the missing item detection mask region M. As shown in FIG.
As shown in the figure, the shortage detection mask area M is set with a predetermined range on a predetermined coordinate axis position within the range of the container T with reference to the container T. The container T is developed with the signal input timing of the start trigger whose tip is blocked by the
The missing item detection mask region M is also based on the reference position RF of the X-ray transmission image of the container T, and is a predetermined range xL from the coordinate axis position x, y set in synchronization with the start trigger signal input. , YL. The set shortage detection mask area M has a predetermined number of pixels (number of dots) n.
[0026]
The inspection
FIG. 4 is a diagram showing an extracted image A of the inspection object W. A threshold is provided in the vicinity of a substantially intermediate level between the X-ray transmission amounts of the container T and the inspection object W, and it is determined that the region where the X-ray transmission amount is lower than the threshold value is the inspection object W, and this range is extracted image A. Extract as Although not shown in detail, the X-ray transmission image after image expansion displayed on the
[0027]
The missing
[0028]
Next, an X-ray foreign object detection operation with the above configuration will be described.
In the X-ray foreign
Then, the processing means 13 determines whether or not foreign matter is mixed in the inspection object W based on an electrical signal corresponding to the amount of X-ray transmission detected by the
[0029]
Further, the
Also, the pass / fail judgment results of “OK” and “NG”, and the inspection results of the total number of inspections, the number of non-defective products, and the total number of NG are displayed.
[0030]
Here, the processing means 13 compares the data stored in the
[0031]
Next, the defective product detection operation in the above configuration will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the defective product detection process.
Prior to the foreign matter detection operation, the
The
The missing
[0032]
When the reference position RF of the container T is detected, the mask
Further, as shown in FIG. 3, the inspection
[0033]
The missing
The AND operation is performed by scanning in units of pixels, and if the extracted image A of the inspection object W is positioned within the shortage detection mask area M in the overlapped state, the pixels one by one. Counts (S7).
As described above, the cutout missing part detection mask area M has the number of pixels n, and the count value CNT is up to the number of pixels of the extracted image A of the inspection object W included in the missing part detection mask area M. Will increase.
[0034]
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the inspection object W is normally stored in the container T. The figure shows a state in which the missing part detection mask region M and the extracted image A of the inspection object W are superimposed. In the state shown in the figure, since all of the extracted images A of the inspection object W are included in the missing part detection mask area M, the count value CNT matches the number n of pixels in the missing part detection mask area M (strictly speaking, almost exactly). Value).
[0035]
Then, the
In the example of FIG. 6, since the count value CNT substantially matches the number of pixels n in the missing part detection mask area M, it is determined that “OK”, that is, the inspection object W exists in the container T.
[0036]
FIG. 7 is a diagram showing a missing item state of the inspection object W. As shown in FIG.
As shown in the drawing, when the inspection object W is not present in the container T (out of stock), the missing item detection mask area M and the extracted image A of the inspection subject W are overlapped. Since the extracted image A of the inspection object W is not included in the product detection mask area M, the count value CNT becomes 0 (strictly, a value close to 0 as far as possible).
In this case, since the count value CNT is lower than the number of pixels n × area ratio B of the missing part detection mask region M, it is determined as “NG (out of stock)”.
[0037]
FIG. 8 is a diagram illustrating a detection state of the inspection object W based on the area ratio.
At the time of X-ray detection, the inspection object W may be detected while being moved in the container T. Due to the difference in relative size between the container T and the inspection object W, the inspection object W can move within a predetermined range within the container T. The movable range varies depending on the type of the inspection object W, the packaging form, and the like.
[0038]
In the illustrated case, in a state where the missing item detection mask area M and the extracted image A of the inspection object W are overlapped, the extracted image A of the inspection object W is partially in the missing item detection mask area M (for convenience, Only about 50% of the half portion), and is not included in the entire shortage detection mask region M. In this case, the count value CNT is approximately 2 / n.
Here, if 40% is set as the area ratio B, the count value CNT is higher than the number of pixels n × the area ratio B (50%) in the missing part detection mask region M. The determination result is “OK”, that is, it can be determined that the inspection object W exists in the container T.
[0039]
Thus, although the inspection object W actually exists in the container T, the above-described area ratio can be obtained even when the inspection object W is detected in the movement state in the moving state T. By setting B, it is possible to prevent erroneous determination of “NG (out of stock)”, and it is possible to improve the reliability of stockout discrimination.
[0040]
The area ratio B is an appropriate value in consideration of the movable range of the object W within the container T due to the relative size difference between the container T and the object W (extracted image A). (0 <B ≦ 100 (%) may be set.
By setting the area ratio B and determining the shortage, the shortage detection mask region M in the mask
[0041]
The coordinate axis positions x and y and the predetermined ranges xL and yL, which are the setting items of the missing item detection mask area M, are used to convey the inspection object W when the initial setting is performed before foreign matter inspection (including missing item determination). It is also possible to set by conveying with.
A plurality of samples of inspection objects W accommodated in the container T without missing items are prepared, and while being transported by the
[0042]
On the other hand, it can be determined that the set value when the area ratio B is varied before and after the setting of the setting item for the missing item detection mask region M is set to “OK” for all the samples is the best.
In addition to the above, when setting items of the missing part detection mask region M and the area ratio B, all of the samples in which the inspection object W is not accommodated in the container T are “NG”, that is, defective products. Make sure that it is determined.
[0043]
Next, FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the container T.
Depending on the type of the article, there may be a case where a plurality of objects W are accommodated in a single container T having a plurality of partitions Ta1 to Tan as shown in the figure.
In such a case, the missing item inspection mask areas M1 to Mn may be individually set in each partition Ta, and the missing item can be detected in the same manner as described above.
On the other hand, as shown by the dotted line in FIG. 9, the cutout range at the time of execution of the cutout process (S4) of the missing item detection mask region M shown in the flowchart of FIG. It can also be cut out. At the time of the counting process (S7), the image may be scanned in units of columns, and the count of the extracted image A that overlaps the two missing item detection mask areas M1 and M2 may be simultaneously performed in parallel.
[0044]
In the above-described embodiment, the reference position RF is obtained by detecting the tip position in the transport direction of the inspection object W including the container T with the
[0045]
In the above-described embodiment, one missing piece detection mask region M is set for one inspection object W. However, two or more missing pieces are provided for one inspection object W. If the product detection mask region M is set, it is possible to detect a defect such as a partial chipping of the inspection object W in addition to the detection of the shortage of the inspection object W.
[0046]
The varieties of the test object W and the container T will be described in detail. There is a “ramen” in which dry noodles and “tsuyu” are stored in a film-shaped container T. In this case, dry noodles are the target of X-ray foreign matter detection. Then, “tsuyu” is the target of missing item detection. In the container T, since the “tsuyu” is small with respect to the dry noodles, the storage position easily moves.
Further, as a specific example of the container T having a plurality of partitions, there is “sake sale” accommodated in one box, and this “sake sale” is an object of X-ray foreign object detection and missing item detection.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to easily detect the presence or absence of an object to be inspected inside the container by X-ray detection. Even if the inspection object moves inside the container and the entire inspection object is not included in the missing part detection mask area, it is determined that the inspection object is stored if the set ratio is exceeded. Due to the configuration, it is possible to prevent the erroneous determination that the product is missing when part of it overlaps, and to improve the reliability of defective product detection.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an X-ray foreign object detection device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of an X-ray foreign object detection device according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing a missing part detection mask region;
FIG. 4 is a diagram showing an extracted image of an inspection object.
FIG. 5 is a flowchart showing defective product detection processing;
FIG. 6 is a view showing a state in which an object to be inspected is normally stored in the container.
FIG. 7 is a diagram showing a state where an inspection object is out of stock.
FIG. 8 is a diagram for explaining a determination process based on an area ratio.
FIG. 9 is a view showing another configuration example of the container.
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of an X-ray foreign object detection device.
FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional defective product detection process;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記収容体内部の所定位置に前記被検査物より狭い大きさの所定範囲を有して被検査物の欠品検出用のマスク領域(M)を設定するマスク領域設定部(17a)と、
前記X線透過量に基づき前記収容体を含む被検査物の展開後の画像から被検査物の画像領域(A)を抽出する被検査物抽出部(17b)と、
前記マスク領域設定部で設定されたマスク領域内に含まれる前記被検査物抽出部が抽出した被検査物の画像領域の割合を検出し、該割合が予め設定した所定値を越えれば収容体内に被検査物が収容されていると判断し、該割合が前記所定値より低い場合には収容体内に被検査物が収容されてない不良品であると判断する欠品判断部(17c)と、
を備えたことを特徴とするX線異物検出装置。The object to be inspected (W) accommodated in the container (T) is exposed to X-rays, and the object to be inspected is determined from the amount of X-ray transmitted through the object to be inspected as the X-rays are exposed. In the X-ray foreign matter detection device (1) for detecting the presence or absence of foreign matter in an object,
A mask area setting section (17a) for setting a mask area (M) for detecting a missing part of the inspection object having a predetermined range of a size smaller than the inspection object at a predetermined position inside the container;
An inspection object extraction unit (17b) that extracts an image area (A) of the inspection object from the developed image of the inspection object including the container based on the X-ray transmission amount;
A ratio of the image area of the inspection object extracted by the inspection object extraction unit included in the mask area set by the mask area setting unit is detected, and if the ratio exceeds a predetermined value set in the container, An out-of-stock determination unit (17c) that determines that an object to be inspected is stored and determines that the object to be inspected is a defective product that is not stored in the container when the ratio is lower than the predetermined value;
An X-ray foreign matter detection apparatus comprising:
前記欠品判断部(17c)が、前記マスク領域設定部で設定された各マスク領域毎にマスク領域内に含まれる前記被検査物抽出部が抽出した被検査物の画像領域の割合を検出し、該割合が予め設定した所定値を越えれば収容体内に被検査物が収容されていると判断し、該割合が前記所定値より低い場合には収容体内に被検査物が収容されてない不良品であると判断することを特徴とする請求項1記載のX線異物検出装置。 The mask area setting unit (17a) individually sets a mask area (M) for detecting a shortage for the plurality of objects (W) accommodated in the container (T),
The missing item determination unit (17c) detects the ratio of the image area of the inspection object extracted by the inspection object extraction unit included in the mask area for each mask area set by the mask area setting unit. If the ratio exceeds a predetermined value set in advance, it is determined that the object to be inspected is contained in the container. If the ratio is lower than the predetermined value, the object to be inspected is not contained in the container. The X-ray foreign matter detection device according to claim 1, wherein the X-ray foreign matter detection device is determined to be a good product .
前記マスク領域設定部(17a)で設定されたマスク領域(M)の全画素数(n)に前記面積比を乗算した値と、該マスク領域内に含まれる前記被検査物抽出部(17b)が抽出した被検査物の画像領域(A)の全画素数(CNT)とを比較して、被検査物の全画素数が多ければ収容体内に被検査物が収容されていると判断し、少なければ収容されていない不良品と判断する請求項1乃至3のいずれか1つに記載のX線異物検出装置。The missing item determination unit (17c) presets the area ratio (B) in the developed image as the ratio,
A value obtained by multiplying the total number of pixels (n) of the mask region (M) set by the mask region setting unit (17a) by the area ratio, and the inspection object extraction unit (17b) included in the mask region Is compared with the total number of pixels (CNT) of the image area (A) of the inspection object extracted, and if the total number of pixels of the inspection object is large, it is determined that the inspection object is accommodated in the container, The X-ray foreign matter detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the X-ray foreign object detection device determines that the defective product is not accommodated if there are few .
前記収容体内部の所定位置に前記被検査物より狭い大きさの所定範囲を有して被検査物の欠品検出用のマスク領域(M)を設定し、
前記X線透過量に基づき前記収容体を含む被検査物の展開後の画像から被検査物の画像領域(A)を抽出し、
前記マスク領域設定部で設定されたマスク領域内に含まれる前記被検査物抽出部が抽出した被検査物の画像領域の割合を検出し、該割合が予め設定した所定値を越えれば収容体内に被検査物が収容されていると判断し、該割合が前記所定値より低い場合には収容体内に被検査物が収容されていない不良品であると判断することを特徴とするX線異物検出装置における不良品検出方法。The object to be inspected (W) accommodated in the container (T) is exposed to X-rays, and the object to be inspected is determined from the amount of X-ray transmitted through the object to be inspected as the X-rays are exposed. A defective product detection method that is applied to an X-ray foreign matter detection device (1) that detects the presence or absence of foreign matter in an object and detects the presence or absence of an object to be inspected in the container,
A mask area (M) for detecting a missing part of the inspection object having a predetermined range of a size smaller than the inspection object at a predetermined position inside the container,
Extracting the image area (A) of the inspection object from the developed image of the inspection object including the container based on the X-ray transmission amount,
A ratio of the image area of the inspection object extracted by the inspection object extraction unit included in the mask area set by the mask area setting unit is detected, and if the ratio exceeds a predetermined value set in the container, X-ray foreign object detection characterized in that it is determined that an object to be inspected is accommodated and if the ratio is lower than the predetermined value, it is determined that the object to be inspected is a defective product that is not accommodated in the container. Defective product detection method in an apparatus.
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