JP3985946B2 - Foreign matter inspection device - Google Patents

Foreign matter inspection device Download PDF

Info

Publication number
JP3985946B2
JP3985946B2 JP2002003532A JP2002003532A JP3985946B2 JP 3985946 B2 JP3985946 B2 JP 3985946B2 JP 2002003532 A JP2002003532 A JP 2002003532A JP 2002003532 A JP2002003532 A JP 2002003532A JP 3985946 B2 JP3985946 B2 JP 3985946B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
inspection
color component
component
foreign matter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002003532A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003207456A (en
Inventor
敏晴 新藤
保男 加藤木
Original Assignee
ジェイティエンジニアリング株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ジェイティエンジニアリング株式会社 filed Critical ジェイティエンジニアリング株式会社
Priority to JP2002003532A priority Critical patent/JP3985946B2/en
Publication of JP2003207456A publication Critical patent/JP2003207456A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3985946B2 publication Critical patent/JP3985946B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たばこの刻葉や板ガム等に混入する虞のある異物を確実に検査するに好適な異物検査装置に関する。
【0002】
【関連する背景技術】
食品原料やその半製品への異物の混入を検査し、その異物の排除に用いられる異物検査装置は、専ら、その検査対象物の色に着目して異物検出を行っている。具体的には検査対象物を撮像して求められるカラー画像の色成分を求め、その色成分が検査対象物が持つ正常な色成分(第1の検査色情報)であるか、或いは検査対象物に混入する虞のある異物が持つ異常な色成分(第2の検査色情報)であるかをそれぞれ判定することで異物検出を行っている。
【0003】
ちなみに上記第1の検査色情報は、予め異物を含むことのない正常な検査対象物のカラー画像を目視検査することにより、出現頻度の高い色成分を正常色としてできるだけ多く指定し、前記検査対象物が持つ正常色の色成分領域を設定することによってなされる。この際、出現頻度が高い正常色としての色成分であっても異物が持つ虞のある色成分については、その設定対象から除外することが必要である。また第2の検査色情報は、予め異物のカラー画像を目視検査することにより、出現頻度の高い色成分を異常色としてできるだけ多く指定して前記異物が持つ異常色の色成分領域を設定することによってなされる。この際、出現頻度の高い異常色としての色成分であっても前記検査対象物が持つ正常色については、その設定対象から除外することが必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した第1および第2の検査色情報を設定するには、異物を含むことのない正常な検査対象物だけのカラー画像を準備したり、異物のカラー画像を準備する必要がある上、その設定作業に多大な労力と手間が掛かることが否めない。しかも検査対象物が有する色成分(正常色)のバラツキの範囲(分布傾向)と、異物が有する色成分(異常色)のバラツキの範囲との関係を正確に把握した上で、その設定作業を行うことが必要である。
【0005】
ちなみに穀類等の食品原料やその半製品、更にはたばこ葉等は農産物であり、品種や産地、生産時期等に依存して多様な色成分を持つ。また板ガム等の練り製品においても、砂糖等の添加物が固まりのまま残ることがあり、その色成分は一様ではない。そして検査対象物に混入する虞のある異物の中には、検査対象物と似た色成分を持つものや、検査対象物としての正常な色成分の範囲に含まれる色成分を持つものもある。これ故、検査対象物に応じて第1および第2の検査色情報を精度良く設定することが非常に困難であり、ひいては高精度な異物検査を妨げる要因となっている。
【0006】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、正常な検査対象物の色成分と異物の色成分とが似ている場合であっても、検査対象物が持つ正常な色成分(色成分領域)と、その検査対象物に混入する虞のある異物が持つ色成分(色成分領域)とを検査色情報として的確に定義し、この検査色情報を用いて、例えばたばこの刻葉や板ガム等の検査対象物に混入した異物を確実に検出することのできる異物検査装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る異物検査装置は、例えばたばこの刻葉、食品原料やその半製品等からなる検査対象物のカラー画像を取り込む撮像手段を備え、上記カラー画像に対する画像処理によって検査対象物に混入した異物を確実に検出するものであって、
予め上記検査対象物のカラー画像における各色成分の出現頻度に基づいて該検査対象物の正常色の色成分領域を求め(正常色領域検出手段)、この正常色の色成分領域から外れた領域の色成分(異常色)を第1の検査色情報として求めて設定し(第1の検査色情報設定手段)、更に前記検査対象物のカラー画像における各色成分の出現頻度に基づいて所定の出現頻度範囲に含まれる色成分をまとめ、その色成分領域を異物としての可能性のある色成分を示す第2の検査色情報として設定する(第2の検査色情報設定手段)。
【0008】
次いで前記撮像手段により求められた検査対象物のカラー画像を色選別して上記第1および第2の検査色情報設定手段によりそれぞれ登録された第1および第2の検査色情報に該当する特定の色成分の画像領域を求め(色判別手段)、上記特定の色成分の画像領域の大きさを判定して前記検査対象物に含まれる異物を検出する(異物検出手段)ことを特徴としている。
【0009】
本発明の好ましい態様は、前記正常色領域検出手段は、検査対象物のカラー画像における各色成分の出現頻度分布を求め、この出現頻度分布から所定の頻度閾値以上の1つのまとまりをなす色成分領域を前記検査対象物の正常色領域として求めるものとして実現される(請求項2)。また前記第2の検査色情報設定手段は、異物を含む検査対象物のカラー画像における各色成分の出現頻度分布から、前記正常色領域を含む所定の頻度閾値範囲内にある色成分領域を異物が持つ色成分を含む色成分領域として求めるものとして実現される(請求項3)。
【0010】
ちなみに前記第2の検査色情報は、所定の頻度閾値範囲を異ならせることで、1つまたは複数の色成分領域として求められる(請求項4)。更には前記カラー画像は、例えばR(赤)G(緑)B(青)からなる三原色成分に色分解して求められ、このカラー画像の各色成分の出現頻度分布は、RGB3次元テーブルへの各色成分の登録回数をそれぞれ計数することにより求められる(請求項5)。
【0011】
尚、前記カラー画像における各色成分については、例えば近赤外領域における波長成分として求めることも勿論可能である(請求項6)。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る異物検査装置について説明する。
図1はこの実施形態に係る異物検査装置の要部概略構成を示す図で、1は検査対象物Sを撮像してそのカラー画像を求めるカメラであり、2は検査対象物Sを照明する照明光源(蛍光灯)である。尚、検査対象物Sとしての、例えばたばこの刻葉は、予めたばこ葉を所定幅の葉片として裁刻した複数種のたばこ刻を、シガレットの銘柄に応じて葉組み(ブレンド)したものからなる。
【0013】
このような刻葉(検査対象物)Sに混入した異物を検査する異物検査装置は、上記刻葉(検査対象物)Sを搬送するベルトコンベア3からなる搬送ラインに組み込まれる。そしてベルトコンベア3上に載置されて搬送されるたばこの刻葉を該ベルトコンベア3の上方から前記カメラ1を用いて撮像し、そのカラー画像をコンピュータ(PC)からなる画像処理装置4に取り込み、後述する色成分に基づく画像処理を施すことで、上記たばこ刻葉中に混入した異物を検出するように構成される。ちなみにカメラ1によるたばこの刻葉の撮像は、図1に斜線部5として示すようにベルトコンベア3の全幅に亘る帯状の領域を1枚のカラー画像として順次取り込むことにより行われる。そしてそのカラー画像は、例えばR(赤),G(緑),B(青)からなる3原色に分解された色信号として画像処理装置4に与えられる。
【0014】
さてコンピュータからなる画像処理装置4は、例えば図2に示すようにカラー画像を構成する複数の画素(絵素)毎にその色成分を求める色選別機能11を備える。特に上記色選別機能10により選別した色成分を、RGBの各色成分をそれぞれ軸(パラメータ)とする3次元テーブル11に順次登録し、各色成分の登録回数を前記カラー画像を構成する全画素に亘ってそれぞれ計数してその出現頻度を求め、頻度分布テーブル12に登録してその出現頻度分布を求める頻度計数機能13を備える。
【0015】
そして検査色設定機能14は、後述するように前記頻度分布テーブル12に登録した各色成分の出現頻度分布に基づいて検査対象物Sに混入した異物を検出する為の検査色を求め、検査対象物Sが持つことのない色成分(異色成分)を示す検査色情報を第1の検査色デーブル15に、また検査対象物Sに混入する異物が持つ色成分を示す検査色情報(近似色成分)を第2の検査色テーブル16a,〜16nにそれぞれ登録する役割を担う。
【0016】
即ち、検査色設定機能14は、異物を含む検査対象物Sのカラー画像から求められる色成分の出現頻度の高い色成分のまとまりを、該検査対象物Sが持つ正常色の色成分領域として求める正常色領域検出手段と、この正常色の色成分領域から外れた領域(補領域)の色成分を該検査対象物Sが持つことのない色成分(異常色)を示す第1の検査色情報Aとして求め、この検査色情報Aを第1の検査色テーブル15に登録する第1の検査色情報設定手段を備える。
【0017】
また前記検査色設定手段14は、前記異物を含む検査対象物Sのカラー画像前記頻度分布テーブル12に登録した各色成分の出現頻度分布に基づいて、検査対象物Sが持つ色成分でもあり、また異物が持つ色成分でもあるような曖昧な色成分(近似色)の領域を第2の検査色情報Bとして求めて第2の検査色テーブル16(16a,〜16n)に登録する第2の検査色情報設定手段を備える。尚、第2の検査色情報Bについては、その色成分領域を互いに異ならせて複数設定することも可能である。この場合には各第2の検査色情報Ba,〜Bnを、予め準備した複数の第2の検査色テーブル16a,〜16nにそれぞれ登録するようにすれば良い。
【0018】
このような検査色テーブル15,16a,〜16nへの第1および第2の検査色情報A,Ba,〜Bnの設定(登録)は、例えば異物検査装置を立ち上げたときの準備処理(初期設定処理)として実行される。尚、複数種の検査対象物毎に異物検査をバッチ処理する場合には、各バッチ開始時に自動的に上記検査色情報A,Ba,〜Bnの設定を行うようにすれば良い。
【0019】
この際、上記各検査色テーブル15,16a,〜16nには、各検査色情報A,Ba,〜Bnが異物として存在するときの大きさ、つまり同じ色のまとまりとして上記各検査色情報A,Ba,〜Bnを持つ画素が、それぞれ或る面積を持つ画素領域として存在するときの大きさの情報が、異物判定の為の閾値として同時に登録される。この大きさの情報(閾値)は、異物に対する目視検査結果やその後の学習処理により最適設定される。
【0020】
さて上述した如く第1および第2の検査色テーブル15,16a,〜16nにそれぞれ検査色情報A,Ba,〜Bnを設定したならば、異物検査装置は前記カメラ1にて順次撮像される検査対象物Sのカラー画像を用いて該検査対象物Sに異物が含まれているか否かの検査を実行する。この検査の実行は色比較機能17を用いて、前記色選別機能10にて求められる上記検査対象物Sのカラー画像の各色成分が前述した如く第1および第2の検査色テーブル15,16a,〜16nにそれぞれ登録した検査色情報A,Ba,〜Bnに該当するか否かを比較照合することによってなされる。そして第1および第2の検査色情報A,Ba,〜Bnに該当する色成分の画素(絵素)が検出されたとき、画素統合機能18を用いて同じ検査色情報(色成分領域)のグループに含まれる画素の互いに隣接する画素を1つのまとまりとして統合し、更に大きさ判定機能19を用いてその大きさ(面積)を判定することで、検査対象物Sに混入した異物を検出している。
【0021】
この異物検出は、画素統合機能18を用いて統合された画素の固まりの大きさ(面積)が、前記検査色テーブル15,16a,〜16nに予め設定された所定の大きさ(閾値)を越えるか否かを判定することで、その大きさが異常であるか否か、即ち、正常な検査対象物Sが取り得る大きさの範囲からずれているか否かを判定することによりなされる。このような判定により、前記第1の検査色情報Aに含まれる検査対象物Sの正常色領域以外の色成分を持つものを異物として検出することのみならず、検査対象物Sの正常色領域に含まれる曖昧な色成分を持つような異物についても、これを確実に検出することが可能となる。
【0022】
ここで前述した第1および第2の検査色情報A,Ba,〜Bnの設定と、これらの検査色情報A,Ba,〜Bnを用いた異物検出について今少し詳しく説明する。例えば検査対象物Sとしてのたばこの刻葉は農産物の加工品であり、概略的には同じような色成分を有するが一様ではなく、或る色成分範囲に亘って分布する。しかし何処までがたばこの刻葉が持つ正常な色であるかを特定する境界、つまり色成分の範囲を正確に規定することは甚だ困難である。またたばこの刻葉に混入する虞のある異物の中には、例えば刻み漏れのたばこ葉片やたばこの刻葉の輸送に用いた容器に付着していたゴミのように、たばこの刻葉と同じような色成分を持つものもある。
【0023】
しかし検査対象物(たばこの刻葉)Sにおける色成分の出現頻度は、例えば図3に模式的に示すように或る色成分を中心とした裾拡がりの分布を有する。また検査対象物Sに異物が混入している場合であっても、上記色成分の出現頻度分布が大きく変わることはない。そこで前述した検査色設定機能14においては、各色成分の出現頻度に対して、例えばその出現頻度が[50画素]以上である等の閾値C1を設定し、この閾値C1を越える出現頻度の色成分の領域を正常な検査対象物(たばこの刻葉)Sが持つ正常色領域として設定している。つまり検査対象物(たばこの刻葉)Sを撮像したカラー画像における各色成分の出現頻度に基づいて、正常な検査対象物(たばこの刻葉)Sが確実に取り得る正常色の領域Tとして定義している。そしてこの正常色領域T以外の色成分領域を、異物としての可能性のある異常色領域Fとして設定し、この異常色領域の情報を第1の検査色情報Aとしてテーブル15に登録している。
【0024】
このようにして定義(設定)される正常色領域Tおよび異常色領域Fは、例えばRB成分だけに着目した2次元テーブル上においては、例えば図4(a)に示すように、或るまとまりをなす1つの領域Tと、その補領域Fとしてそれぞれ表される。また特に図示しないがRGBの3次元テーブル上においては、上記正常色領域Tは或るまとまりをなす立体的な1つの色成分領域として表される。
【0025】
しかしながら前述したように異物が持つ色成分の中には、上記正常色領域Tに含まれるものもあり、また正常な検査対象物(たばこの刻葉)であっても、その色成分が上記異常色領域Fに含まれるものもある。そこで前記検査色設定機能14においては前述した色成分の出現頻度分布に着目し、2つの異なる出現頻度閾値C2,C3を設定し、その出現頻度閾値C2,C3範囲内に或る色成分を1つのグループとしてまとめて異物としての可能性のある色成分(近似色)として定義し、この情報を第2の検査色情報Bとして前記テーブル16に登録している。
【0026】
具体的には前述した正常色範囲を定義する頻度閾値C1を[50画素]とした場合、上記出現頻度閾値C2,C3を[40画素],[60画素]としてそれぞれ設定し、これらの出現頻度範囲に含まれる色成分の全てを図4(b)に示すように異物としての可能性のある色成分(近似色)の領域Gとして定義している。尚、このようにして設定される色成分(近似色)領域Gに含まれる色成分の中には、その色相(色成分間の距離)が大きく離れ、似た色であるとは言い難いものもある。しかし上記領域Gは、一般的な色相間の近似の概念を離れて上述した如く求められる色成分の全てを1つのまとまり(グループ)をなす近似色成分(領域)として定義される。
【0027】
またこのような近似色領域Gは、異物が持つ色成分に応じて上述した出現頻度閾値C2,C3を変えることで、例えば出現頻度が[500画素]以上で[1000画素]以下の範囲の色成分領域としても設定することも可能である。従って検査対象物Sに混入する虞のある異物の色成分に応じて複数の近似色領域Gを定義すれば、異物の色成分が正常な検査対象物(たばこの刻葉)Sの正常色範囲Tに含まれる場合であっても、その色成分を異物の可能性のある情報として捉えることが可能となる。
【0028】
かくして上述したように構成される異物検査装置によれば、正常な検査対象物Sが持つ正常色の範囲(色成分領域)を簡易に設定すると共に、異物が持つ色の範囲(色成分領域)を簡易に設定することができる。特にこれらの色の範囲が互いに重なるような場合であっても、各色成分の出現頻度に基づいて異常色領域Fと近似色領域Gとをそれぞれ設定するので、これらの領域F,Gに含まれる色成分が検出されたとき、これを異物の可能性ありとして判断(検出)することが可能となる。
【0029】
その上で上記各領域F,Gにそれぞれ含まれる色成分を持つ画素を隣接する画素間で統合して同じ近似色の画素のまとまりを形成し、検出した各検査色情報A,Ba,〜Bn毎にそのまとまり(画像領域)の大きさを判定するので、検査対象物Sに混入する或る程度の大きさを持つ異物を確実に検出することが可能となる。しかもその異物の色が検査対象物Sの正常色の範囲に含まれる場合であっても、その色成分を検査対象物Sの色であるか、或いは異物の色であるかを定義することなく、その異物の存在を確実に検出することが可能となる。即ち、異物として可能性のある色成分を有する画素が、所定の大きさの画像領域のまとまり(面積)をなしているか否かに応じて、その色成分が異物のものであるか否かを判定するので、検査対象物Sに混入した異物を確実に検出することが可能となる。
【0030】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば検査対象物Sとしては穀類等の農産物やその加工品であっても良く、また板ガム等の錬成食品類であっても良い。ちなみに板ガム等の錬成食品類の場合には、砂糖等の食品添加物が固まりとして残っているような場合、これを異物として検出することができる。また検査対象物Sのカラー画像を得る際、ベルトコンベア3の表面がその背景画像として撮像されるような場合には、その背景画像の色成分を求め、その色成分を異物検出の画像処理対象から除去するようにしておけば良い。
【0031】
またカラー画像を色選別するに際しては、例えばRGBの各色成分をそれぞれ256階調に分解して、その色成分を求めるようにすれば良い。また色成分の出現頻度に対する閾値C1,C2,C3については、1枚のカラー画像の総画素数等や、異物の含有率等に応じて設定すれば良いものである。更にここではカラー画像のRGB成分に着目して色成分の判別を行う例について説明したが、例えば近赤外線領域における波長成分λ1,λ2,〜λmに着目し、これらの波長成分からその色情報を識別することも勿論可能である。この場合には、前記カメラ1として赤外線カメラを用いるようにすれば良い。また各画素のスペクトルに着目して色判別を行うことも可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検査対象物に混入した異物の色が正常な検査対象物の色と似ている場合であっても、検査対象物を撮像したカラー画像における各色成分の出現頻度分布に基づいて異物検出の為の検査色情報を簡易に設定して異物検査を行うことができる。従って異物検査の為の検査色の設定処理の大幅な簡素化を図り得ることのみならず、検査対象物に混入した異物を信頼性良く確実に検出することができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る異物検査装置の要部概略構成図。
【図2】図1に示す異物検査装置における画像処理装置の概略的な機能構成図。
【図3】検査対象物を撮像して求められるカラー画像における各色成分の出現頻度分布と、出現頻度に基づいて定められる色成分領域との関係を示す図。
【図4】RBの2次元色空間における正常色領域、異常色領域、および近似色領域の関係を示す図。
【符号の説明】
1 カメラ(撮像手段)
4 画像処理装置(コンピュータ)
10 色選別機能
12 色成分の出現頻度テーブル
14 検査色設定手段
15,16a,〜16n 検査色テーブル
17 色比較機能
19 大き判定機能
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a foreign matter inspection apparatus suitable for reliably inspecting foreign matter that may be mixed in tobacco leaves, board gum, and the like.
[0002]
[Related background]
A foreign substance inspection apparatus that inspects the contamination of foreign substances in food materials and semi-finished foods and uses the foreign substances to eliminate such foreign substances exclusively detects foreign substances by paying attention to the color of the inspection object. Specifically, a color component of a color image obtained by imaging the inspection object is obtained, and the color component is a normal color component (first inspection color information) of the inspection object, or the inspection object The foreign matter is detected by determining whether or not the foreign color component (second inspection color information) possessed by the foreign matter that may be mixed in is contained.
[0003]
By the way, the first inspection color information specifies a color component having a high appearance frequency as a normal color as much as possible by visually inspecting a color image of a normal inspection object that does not include foreign matters in advance. This is done by setting the normal color component area of the object. At this time, it is necessary to exclude a color component that may be included in a foreign object even if it is a normal color component having a high appearance frequency from the setting target. Further, the second inspection color information is to visually inspect a color image of a foreign material in advance, thereby specifying a color component having a high appearance frequency as an abnormal color as much as possible and setting a color component region of the abnormal color that the foreign material has. Made by. At this time, even if the color component is an abnormal color having a high appearance frequency, it is necessary to exclude the normal color of the inspection object from the setting target.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to set the first and second inspection color information described above, it is necessary to prepare a color image of only a normal inspection object that does not include foreign matter, or to prepare a color image of foreign matter. It cannot be denied that a great deal of labor and labor is required for the setting work. In addition, after accurately grasping the relationship between the variation range (distribution tendency) of the color component (normal color) of the inspection object and the variation range of the color component (abnormal color) of the foreign object, the setting work is performed. It is necessary to do.
[0005]
By the way, food materials such as cereals, semi-finished products thereof, and tobacco leaves are agricultural products and have various color components depending on the variety, production area, production time, and the like. In addition, in kneaded products such as board gum, additives such as sugar may remain in a solid state, and their color components are not uniform. Some foreign matters that may be mixed into the inspection target have a color component similar to the inspection target, and some have a color component included in the range of normal color components as the inspection target. . Therefore, it is very difficult to set the first and second inspection color information with high accuracy according to the inspection object, and this is a factor that hinders high-accuracy foreign matter inspection.
[0006]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to have a normality of the inspection object even when the color component of the normal inspection object is similar to the color component of the foreign object. Accurate color components (color component regions) and color components (color component regions) possessed by foreign substances that may be mixed into the inspection object are accurately defined as inspection color information, and using this inspection color information, for example, An object of the present invention is to provide a foreign matter inspection apparatus capable of reliably detecting foreign matter mixed in an inspection object such as tobacco leaves and board gum.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the foreign substance inspection apparatus according to the present invention includes an imaging unit that captures a color image of an inspection object made of, for example, tobacco leaves, food raw materials or semi-finished products thereof, and performs image processing on the color image. To reliably detect foreign matter mixed in the inspection object,
Based on the appearance frequency of each color component in the color image of the inspection object in advance, a normal color component area of the inspection object is obtained (normal color area detecting means), and an area outside the normal color color component area is obtained. A color component (abnormal color) is obtained and set as first inspection color information (first inspection color information setting means), and a predetermined appearance frequency based on the appearance frequency of each color component in the color image of the inspection object. The color components included in the range are collected, and the color component area is set as second inspection color information indicating a color component that may be a foreign object (second inspection color information setting unit).
[0008]
Next, the color image of the inspection object obtained by the imaging unit is color-selected and specific images corresponding to the first and second inspection color information respectively registered by the first and second inspection color information setting units. A color component image area is obtained (color discrimination means), and the size of the image area of the specific color component is determined to detect foreign substances contained in the inspection object (foreign substance detection means).
[0009]
In a preferred aspect of the present invention, the normal color area detecting means obtains an appearance frequency distribution of each color component in the color image of the inspection object, and a color component area that forms a single unit having a predetermined frequency threshold or more from the appearance frequency distribution Is obtained as a normal color region of the inspection object (claim 2). Further, the second inspection color information setting means determines that a color component area is within a predetermined frequency threshold range including the normal color area from the appearance frequency distribution of each color component in the color image of the inspection object including the foreign object. This is realized as what is obtained as a color component area including the color component possessed.
[0010]
Incidentally, the second inspection color information is obtained as one or a plurality of color component areas by changing the predetermined frequency threshold range. Further, the color image is obtained by color separation into, for example, three primary color components composed of R (red), G (green), and B (blue), and the appearance frequency distribution of each color component of the color image is determined by each color in the RGB three-dimensional table. It is calculated | required by each counting the registration frequency of a component (Claim 5).
[0011]
Of course, each color component in the color image can be obtained as a wavelength component in the near-infrared region, for example (claim 6).
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a foreign substance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a main part of a foreign matter inspection apparatus according to this embodiment. Reference numeral 1 denotes a camera that captures an image of the inspection object S and obtains a color image thereof. It is a light source (fluorescent lamp). In addition, for example, the tobacco leaf as the inspection object S is composed of a plurality of types of tobacco in which tobacco leaf is preliminarily cut as a leaf piece of a predetermined width, which is combined (blended) according to the brand of the cigarette. .
[0013]
Such a foreign matter inspection apparatus that inspects foreign matter mixed in the cut leaves (inspection object) S is incorporated in a conveyance line including the belt conveyor 3 that conveys the cut leaves (inspection object) S. Then, the tobacco leaves placed on the belt conveyor 3 and transported are imaged from above the belt conveyor 3 using the camera 1 and the color image is taken into an image processing device 4 comprising a computer (PC). By performing image processing based on color components to be described later, it is configured to detect foreign matter mixed in the tobacco leaf. Incidentally, the image of the tobacco leaf by the camera 1 is performed by sequentially taking in a belt-like region over the entire width of the belt conveyor 3 as one color image, as shown by the shaded portion 5 in FIG. The color image is given to the image processing device 4 as a color signal separated into three primary colors composed of, for example, R (red), G (green), and B (blue).
[0014]
The image processing apparatus 4 including a computer includes a color selection function 11 that obtains a color component for each of a plurality of pixels (picture elements) constituting a color image, for example, as shown in FIG. In particular, the color components selected by the color selection function 10 are sequentially registered in the three-dimensional table 11 having the respective RGB color components as axes (parameters), and the number of registrations of each color component is applied to all the pixels constituting the color image. And a frequency counting function 13 that obtains the appearance frequency and obtains the appearance frequency and registers it in the frequency distribution table 12 to obtain the appearance frequency distribution.
[0015]
Then, the inspection color setting function 14 obtains an inspection color for detecting the foreign matter mixed in the inspection object S based on the appearance frequency distribution of each color component registered in the frequency distribution table 12 as will be described later, and the inspection object Inspection color information indicating a color component (unusual color component) that S does not have in the first inspection color table 15 and inspection color information indicating a color component of a foreign substance mixed in the inspection object S (approximate color component) Are registered in the second inspection color tables 16a to 16n, respectively.
[0016]
In other words, the inspection color setting function 14 obtains a group of color components having a high appearance frequency of color components obtained from the color image of the inspection object S including foreign matter as a normal color component area of the inspection object S. Normal color area detection means and first inspection color information indicating a color component (abnormal color) that the inspection object S does not have a color component of the area (complementary area) out of the normal color component area A first inspection color information setting unit that obtains A and registers the inspection color information A in the first inspection color table 15 is provided.
[0017]
The inspection color setting means 14 is also a color component of the inspection object S based on the appearance frequency distribution of each color component registered in the frequency distribution table 12 of the color image of the inspection object S including the foreign matter. A second inspection in which an ambiguous color component (approximate color) region that is also a color component of a foreign object is obtained as second inspection color information B and registered in the second inspection color table 16 (16a, 16n). Color information setting means is provided. Note that a plurality of second inspection color information B can be set with different color component areas. In this case, the second inspection color information Ba,... Bn may be registered in a plurality of second inspection color tables 16a,.
[0018]
The setting (registration) of the first and second inspection color information A, Ba, to Bn in the inspection color tables 15, 16a, to 16n is, for example, a preparation process (initial stage when the foreign matter inspection apparatus is started up. This is executed as a setting process. In the case where batch inspection is performed for a plurality of types of inspection objects, the inspection color information A, Ba, to Bn may be automatically set at the start of each batch.
[0019]
At this time, in each of the inspection color tables 15, 16a to 16n, the inspection color information A, Ba, to Bn is a size when the inspection color information A, Ba,. Information on the size when pixels having Ba,..., Bn exist as pixel areas each having a certain area is simultaneously registered as a threshold value for foreign object determination. This size information (threshold value) is optimally set by a visual inspection result with respect to the foreign matter or a subsequent learning process.
[0020]
As described above, if inspection color information A, Ba,... Bn is set in the first and second inspection color tables 15, 16a,. Using the color image of the object S, an inspection is performed as to whether or not the inspection object S contains foreign matter. The execution of this inspection uses the color comparison function 17, and the color components of the color image of the inspection object S obtained by the color selection function 10 are the first and second inspection color tables 15, 16a, as described above. It is made by comparing and collating whether or not the inspection color information A, Ba,... When pixels (picture elements) of color components corresponding to the first and second inspection color information A, Ba,... Bn are detected, the same inspection color information (color component region) is detected using the pixel integration function 18. The pixels adjacent to each other in the group are integrated as a single unit, and the size (area) is determined using the size determination function 19 to detect foreign matters mixed in the inspection object S. ing.
[0021]
In this foreign object detection, the size (area) of the cluster of pixels integrated using the pixel integration function 18 exceeds a predetermined size (threshold value) preset in the inspection color tables 15, 16a to 16n. Is determined by determining whether or not the size is abnormal, that is, whether or not the size of the normal inspection object S is deviated. As a result of such determination, not only the detection object S having a color component other than the normal color area included in the first inspection color information A is detected as a foreign object, but also the normal color area of the inspection object S. It is possible to reliably detect a foreign object having an ambiguous color component included in the.
[0022]
The setting of the first and second inspection color information A, Ba,... Bn and the foreign object detection using these inspection color information A, Ba,. For example, the tobacco leaves as the inspection object S are processed products of agricultural products, and generally have similar color components, but are not uniform, and are distributed over a certain color component range. However, it is extremely difficult to accurately define the boundary that specifies the normal color of the tobacco leaf, that is, the range of the color component. In addition, some of the foreign substances that may be mixed in the tobacco leaves are the same as the tobacco leaves, such as the tobacco leaf pieces that have been leaked and the trash that has adhered to the containers used to transport the tobacco leaves. Some have such color components.
[0023]
However, the appearance frequency of the color component in the inspection object (tobacco leaf) S has a distribution of spreading around a certain color component as schematically shown in FIG. 3, for example. Even if foreign matter is mixed in the inspection object S, the appearance frequency distribution of the color component does not change significantly. Therefore, in the inspection color setting function 14 described above, a threshold value C1 is set for the appearance frequency of each color component, for example, the appearance frequency is [50 pixels] or more, and the color component having the appearance frequency exceeding the threshold value C1. Is set as a normal color region of a normal inspection object (cigarette leaf) S. In other words, based on the appearance frequency of each color component in the color image obtained by imaging the inspection object (cigarette leaf) S, it is defined as a normal color region T that the normal inspection object (cigarette leaf) S can surely take. is doing. Then, the color component area other than the normal color area T is set as an abnormal color area F which may be a foreign substance, and information on the abnormal color area is registered in the table 15 as first inspection color information A. .
[0024]
For example, as shown in FIG. 4A, the normal color region T and abnormal color region F defined (set) in this way are arranged on a two-dimensional table focusing only on the RB component. One region T to be formed and its complementary region F are respectively represented. Although not shown in the drawing, the normal color region T is represented as a one-dimensional one-color component region on the RGB three-dimensional table.
[0025]
However, as described above, some of the color components possessed by the foreign matter are included in the normal color region T, and even if the color component is a normal inspection object (cigarette leaf), the color component is abnormal. Some are included in the color region F. Accordingly, the inspection color setting function 14 pays attention to the above-described color component appearance frequency distribution, sets two different appearance frequency thresholds C2 and C3, and sets one color component within the range of the appearance frequency thresholds C2 and C3. The color components (approximate colors) which may be collected as one group are defined as one group, and this information is registered in the table 16 as the second inspection color information B.
[0026]
Specifically, when the frequency threshold C1 defining the normal color range is set to [50 pixels], the appearance frequency thresholds C2 and C3 are set as [40 pixels] and [60 pixels], respectively, and the appearance frequencies thereof are set. All the color components included in the range are defined as a region G of color components (approximate colors) that may be foreign substances as shown in FIG. Among the color components included in the color component (approximate color) region G set in this way, the hue (distance between the color components) is greatly separated, and it is difficult to say that the colors are similar. There is also. However, the region G is defined as an approximate color component (region) that forms a group (group) of all the color components obtained as described above apart from the general concept of approximation between hues.
[0027]
In addition, such an approximate color region G is obtained by changing the above-described appearance frequency thresholds C2 and C3 according to the color component of the foreign object, for example, a color having an appearance frequency in the range of [500 pixels] to [1000 pixels]. It can also be set as a component region. Therefore, if a plurality of approximate color regions G are defined in accordance with the color components of foreign matter that may be mixed into the inspection object S, the normal color range of the inspection object (cigarette leaf) S in which the color components of the foreign object are normal Even if it is included in T, the color component can be grasped as information that may be a foreign object.
[0028]
Thus, according to the foreign matter inspection apparatus configured as described above, the normal color range (color component region) of the normal inspection object S is easily set, and the color range of the foreign matter (color component region) is set. Can be set easily. In particular, even when these color ranges overlap each other, the abnormal color region F and the approximate color region G are set based on the appearance frequency of each color component, so that they are included in these regions F and G. When a color component is detected, it can be determined (detected) as the possibility of a foreign object.
[0029]
Then, the pixels having the color components contained in the respective regions F and G are integrated between adjacent pixels to form a group of pixels of the same approximate color, and the detected inspection color information A, Ba,... Bn Since the size of the group (image region) is determined every time, it is possible to reliably detect a foreign substance having a certain size mixed in the inspection object S. In addition, even when the color of the foreign object is included in the normal color range of the inspection object S, the color component is not defined as the color of the inspection object S or the color of the foreign object. The presence of the foreign matter can be reliably detected. That is, whether or not a pixel having a color component that is likely to be a foreign object forms a group (area) of an image area having a predetermined size indicates whether or not the color component is a foreign object. Since the determination is made, it is possible to reliably detect the foreign matter mixed in the inspection object S.
[0030]
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the inspection object S may be an agricultural product such as cereal or a processed product thereof, or may be a refined food such as a plate gum. By the way, in the case of refined foods such as board gum, when food additives such as sugar remain as a solid, this can be detected as a foreign substance. Further, when obtaining the color image of the inspection object S, when the surface of the belt conveyor 3 is captured as the background image, the color component of the background image is obtained and the color component is subjected to image processing for foreign object detection. Should be removed.
[0031]
When color-selecting a color image, for example, each color component of RGB may be decomposed into 256 gradations to obtain the color component. Further, the threshold values C1, C2, and C3 for the appearance frequency of color components may be set according to the total number of pixels of one color image, the content rate of foreign matter, and the like. Further, here, an example in which the color component is discriminated by focusing on the RGB component of the color image has been described. However, for example, focusing on the wavelength components λ1, λ2,... It is of course possible to identify them. In this case, an infrared camera may be used as the camera 1. It is also possible to perform color discrimination by paying attention to the spectrum of each pixel. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the color of the foreign matter mixed in the inspection object is similar to the color of the normal inspection object, each color component in the color image obtained by imaging the inspection object. Based on the appearance frequency distribution, inspection color information for foreign object detection can be simply set to perform foreign object inspection. Therefore, not only can the inspection color setting process for foreign object inspection be greatly simplified, but also has a great practical effect, such as being able to reliably and reliably detect foreign matter mixed in the inspection object. Played.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a foreign matter inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic functional configuration diagram of an image processing apparatus in the foreign substance inspection apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an appearance frequency distribution of each color component in a color image obtained by imaging an inspection object and a color component region determined based on the appearance frequency.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a normal color region, an abnormal color region, and an approximate color region in an RB two-dimensional color space.
[Explanation of symbols]
1 Camera (imaging means)
4 Image processing device (computer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Color selection function 12 Color component appearance frequency table 14 Inspection color setting means 15, 16a to 16n Inspection color table 17 Color comparison function 19 Large determination function

Claims (7)

検査対象物のカラー画像を取り込む撮像手段と、
予め上記検査対象物のカラー画像における各色成分の出現頻度に基づいて該検査対象物の正常色の色成分領域を求める正常色領域検出手段と、
この正常色領域検出手段により検出された上記正常色の色成分領域以外の色成分領域を第1の検査色情報として設定する第1の検査色情報設定手段と、
前記検査対象物のカラー画像における各色成分の出現頻度に基づいて所定の出現頻度範囲に含まれる色成分をまとめて、その色成分領域を第2の検査色情報として設定する第2の検査色情報設定手段と、
前記撮像手段により求められた検査対象物のカラー画像を色選別して上記第1および第2の検査色情報設定手段によりそれぞれ登録された第1および第2の検査色情報に該当する特定の色成分の画像領域を求める色判別手段と、
この色判別手段により求められた上記特定の色成分の画像領域の大きさを判定して前記検査対象物に含まれる異物を検出する異物検出手段と
を具備したことを特徴とする異物検査装置。
Imaging means for capturing a color image of the inspection object;
Normal color region detecting means for obtaining a normal color component region of the inspection object based on the appearance frequency of each color component in the color image of the inspection object in advance;
First inspection color information setting means for setting color component areas other than the normal color color component area detected by the normal color area detection means as first inspection color information;
Second inspection color information for grouping color components included in a predetermined appearance frequency range based on the appearance frequency of each color component in the color image of the inspection object and setting the color component area as second inspection color information Setting means;
A specific color corresponding to the first and second inspection color information respectively registered by the first and second inspection color information setting means by color-selecting the color image of the inspection object obtained by the imaging means Color discriminating means for obtaining an image area of the component;
A foreign matter inspection apparatus comprising foreign matter detection means for detecting a foreign matter contained in the inspection object by determining the size of the image area of the specific color component obtained by the color discrimination means.
前記正常色領域検出手段は、検査対象物のカラー画像における各色成分の出現頻度分布を求め、この出現頻度分布から所定の頻度閾値以上の1つのまとまりをなす色成分領域を前記検査対象物の正常色領域として求めるものである請求項1に記載の異物検査装置。The normal color area detecting means obtains an appearance frequency distribution of each color component in the color image of the inspection object, and determines a color component area that forms a single unit having a predetermined frequency threshold or more from the appearance frequency distribution as a normality of the inspection object. The foreign matter inspection apparatus according to claim 1, which is obtained as a color area. 前記第2の検査色情報設定手段は、検査対象物のカラー画像における各色成分の出現頻度分布から、前記正常色領域を含む所定の頻度閾値範囲内にある色成分領域を異物が持つ色成分を含む色成分領域として設定するものである請求項1に記載の異物検査装置。The second inspection color information setting means determines a color component having a color component region having a color component region within a predetermined frequency threshold range including the normal color region from the appearance frequency distribution of each color component in the color image of the inspection object. The foreign matter inspection device according to claim 1, wherein the foreign matter inspection device is set as a color component region to be included. 前記第2の検査色情報は、1つまたは複数の色成分領域として求められるものである請求項3に記載の異物検査装置。The foreign matter inspection apparatus according to claim 3, wherein the second inspection color information is obtained as one or a plurality of color component areas. 前記カラー画像は、RGBの三原色成分に色分解して求められるものであって、各色成分の出現頻度分布は、RGB3次元テーブルへの各色成分の登録回数をそれぞれ計数して求められるものである請求項1に記載の異物検査装置。The color image is obtained by color separation into RGB three primary color components, and the appearance frequency distribution of each color component is obtained by counting the number of times each color component is registered in the RGB three-dimensional table. Item 1. A foreign matter inspection apparatus according to Item 1. 前記カラー画像の色成分は、その波長成分として求められるものである請求項1に記載の異物検査装置。The foreign matter inspection apparatus according to claim 1, wherein the color component of the color image is obtained as its wavelength component. 検査対象物は、たばこの刻葉、食品原料やその半製品からなる請求項1に記載の異物検査装置。The foreign object inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection object is made of tobacco leaf, food material, or a semi-finished product thereof.
JP2002003532A 2002-01-10 2002-01-10 Foreign matter inspection device Expired - Lifetime JP3985946B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002003532A JP3985946B2 (en) 2002-01-10 2002-01-10 Foreign matter inspection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002003532A JP3985946B2 (en) 2002-01-10 2002-01-10 Foreign matter inspection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003207456A JP2003207456A (en) 2003-07-25
JP3985946B2 true JP3985946B2 (en) 2007-10-03

Family

ID=27643096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002003532A Expired - Lifetime JP3985946B2 (en) 2002-01-10 2002-01-10 Foreign matter inspection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3985946B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006177890A (en) * 2004-12-24 2006-07-06 Jt Engineering Inc Foreign substance inspection device
JP5033525B2 (en) * 2007-07-20 2012-09-26 ジェイティエンジニアリング株式会社 Foreign matter inspection device
CN101968346B (en) * 2010-09-29 2012-02-01 中国烟草总公司郑州烟草研究院 Method for characterizing lamina structure of tobacco leaf
JP2015114226A (en) * 2013-12-12 2015-06-22 ジェイティエンジニアリング株式会社 Visual inspection device and visual inspection method
US9541507B2 (en) * 2014-08-26 2017-01-10 Northrop Grumman Systems Corporation Color-based foreign object detection system
CN112801965A (en) * 2021-01-21 2021-05-14 中南大学 Sintering belt foreign matter monitoring method and system based on convolutional neural network
WO2024028971A1 (en) * 2022-08-02 2024-02-08 日本たばこ産業株式会社 Foreign substance inspection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003207456A (en) 2003-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2923305B1 (en) Method for scoring and controlling quality of food products in a dynamic production line
US6316772B1 (en) Determination of concentration
JP2015114226A (en) Visual inspection device and visual inspection method
JP3985946B2 (en) Foreign matter inspection device
EP2807634B1 (en) Method for preparing a system which is used to optically identifying objects, laboratory image capturing system for carrying out such a method, and arrangement comprising the laboratory image capturing system and the system
JP5455409B2 (en) Foreign matter sorting method and foreign matter sorting equipment
JP2007292576A (en) Visual inspection device for electronic component
KR102205445B1 (en) Method and System for Detecting Foreign Material on Processing Vegetable Using Multispectral Fluorescence Imaging
JP6715001B2 (en) Food inspection system and food inspection method
JPH11101689A (en) Apparatus for inspecting fruits and vegetables
JP2020051981A (en) Inspection device
JP2009168743A (en) Inspection method and inspection device
JP2012108026A (en) Detection method of foreign material-contaminated product
JP4318292B2 (en) Agricultural products visual inspection equipment
JP2004101339A (en) Visual inspection apparatus of round rod body
JP2010185748A (en) Device for determining hue of article and laver roasting machine provided with the same
JP3311880B2 (en) Automatic detection device for fruits and vegetables injury
WO2017048783A1 (en) Foreign object detection in beef using color analysis
JP2013072777A (en) Different kind intrusion inspection method and different kind intrusion inspection device
JP5710408B2 (en) Noodle crack detection device, crack detection method and sorting system
US20050017186A1 (en) Method and means for detecting internal larval infestation in granular material
JP2019074324A (en) Inspection method and device
JP7498524B1 (en) Method for generating teacher data, foreign body inspection device, foreign body inspection method, and foreign body detection program
Dumanay et al. A New Design of Olive Fruit Sorting Machine Using Color Image Processing
JP2005326246A (en) Foreign matter detector

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070613

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20070705

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070705

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3985946

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100720

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100720

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130720

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term