JP4421396B2 - 液体容器の気泡の判別方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体容器の異物検査や外観検査に使用することができる液体容器の気泡の判別方法に関し、特に、気泡を異物やキズと適正に判別することにより、異物検査や外観検査の検査精度を良くし、生産良品の歩留まりを向上させることができる液体容器の気泡の判別方法に関するものである。

例えば、液体容器の液中異物検査は、容器に適当な回転（５００〜１００００ｒｐｍ）を与えることにより、液中にある異物を浮遊させ、この状態を、容器を含めてテレビカメラで撮影し、画像処理装置の記憶ボード（ビデオ信号処理画像記憶装置）に記憶させる。
この記憶ボードは（１，１）〜（５１２，５１２）又は（１，１）〜（１０２４，１０２４）のマトリクス状の画像記憶素子で構成されている。

ところで、このような液体容器の異物検査や容器自体の外観検査を行う際に、気泡が液中に含まれていたり、管壁に附着したりしていると、それらの気泡が異物やキズと誤認され、良品が不良品と判別されることがあり、これにより、検査精度が悪くなり製品歩留まりが悪くなるという問題があった。

本発明は、上記従来の液体容器の検査方法が有する問題点に鑑み、気泡を異物やキズと適正に判別することにより、異物検査や外観検査の検査精度を良くし、生産良品の歩留まりを向上させることができる液体容器の気泡の判別方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液体容器の気泡の判別方法は、テレビカメラで撮影した被判別体の生画像を微分処理することによりその輪郭を抽出し、該微分処理画像を膨張処理した後、収縮処理し、該収縮処理画像の各エッジを検出して該エッジ検出画像の面積を算出するとともに、該エッジ検出画像に外接する四角形を描いて該四角形に内接する円又は楕円の面積を算出し、該内接円の面積と前記エッジ検出画像の面積とを比較することにより気泡か否かを判別することを特徴とする。

この場合において、気泡と判断したエッジ検出画像を除去するとともに、残された画像のｘ軸及びｙ軸の中心を求め、各中心を通るｙ軸及びｘ軸で２分される画像の面積を比較することにより気泡か否かを判別することができる。

本発明の液体容器の気泡の判別方法は、中空に映る気泡の性質を利用するもので、テレビカメラで撮影した被判別体の生画像を微分処理することによりその輪郭を抽出するとともに、該微分処理画像を膨張処理した後、収縮処理することにより、微分処理により途切れた画像に連続性を持たせる。
そして、該収縮処理画像の各エッジを検出して該エッジ検出画像の面積をマトリクスにより算出するとともに、該エッジ検出画像に外接する四角形を描いて該四角形に内接する円又は楕円の面積を算出し、該内接円の面積と前記エッジ検出画像の面積とを比較することにより、エッジ検出画像の面積が内接円の面積より著しく小さい場合は、該エッジ検出画像を中空と見なして気泡と判断し、エッジ検出画像の面積が内接円の面積とほぼ等しい場合は、該エッジ検出画像を中実と見なして異物やキズと判断することができる。

また、気泡と判断したエッジ検出画像を除去するとともに、残された画像のｘ軸及びｙ軸の中心を求め、各中心を通るｙ軸及びｘ軸で２分される画像の面積を比較することにより、ｘ軸及びｙ軸を境界とする対称性を求め、対称である場合は気泡と判断し、対称でない場合は異物やキズと判断することができる。

以下、本発明の液体容器の気泡の判別方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図３に、本発明の液体容器の気泡の判別方法の一実施例を示す。
この液体容器の気泡の判別方法は、中空に映る気泡の性質を利用するもので、例えば、図１（ａ）〜（ｂ）に示すように、注射器のシリンジを液体容器１としてテレビカメラ２により撮影する。
そして、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、テレビカメラ２で撮影した被判別体の生画像３ａを微分処理することによりその輪郭を抽出するとともに、図２（ｃ）〜（ｄ）に示すように、該微分処理画像３ｂを膨張処理し膨張処理画像３ｃとし、該膨張処理画像３ｃを収縮処理することにより、微分処理により途切れた画像に連続性を持たせる。
この場合、この膨張・収縮処理により、画像の途切れた部分は概ね接続されるが、必ずしも完全に接続される必要はない。また、この例では被判別体は気泡となっている。

次に、図２（ｅ）〜（ｆ）に示すように、収縮処理画像３ｄの各エッジを検出して、該エッジ検出画像３ｅの面積を記憶ボードのマトリクスにより算出する。
また、図２（ｆ）〜（ｇ）に示すように、該エッジ検出画像３ｅに外接する四角形４を描き、該四角形４に内接する円又は楕円を仮想円として描いてその面積を算出し、該内接円５の面積と前記エッジ検出画像３ｅの面積とを比較する。
これにより、エッジ検出画像３ｅの面積が内接円の面積より著しく小さい場合は、該エッジ検出画像３ｅを中空と見なして気泡と判断し、エッジ検出画像３ｅの面積が内接円の面積とほぼ等しい場合は、該エッジ検出画像３ｅを中実と見なして異物やキズと判断する。
すなわち、異物は円状になることや円（楕円）の中が抜けて映ることはないので、エッジ検出画像３ｅの面積ＢＡと内接円５の面積εｌｉｐｓとの関係は、ＢＡ／εｌｉｐｓ＜＜１となる。
あるいは、−α〜ＢＡ／εｌｉｐｓ〜＋αを管理幅として、計算結果がその範囲内であれば気泡と判断することができる。

次に、図１（ｃ）〜（ｄ）に示すように、上記の検査により気泡と判断したエッジ検出画像３ｅを画像処理により除去する。
そして、図３に示すように、その後に残された画像３ｆのｘ軸及びｙ軸の中心を求め、各中心を通るｙ軸及びｘ軸で２分される画像３ｆの面積を比較することにより、ｘ軸及びｙ軸を境界とする対称性を求め、対称である場合は気泡と判断し、対称でない場合は異物やキズと判断する。
ちなみに、画像３ｇは、上下左右で対称図形とはならないため、気泡以外のものと判断される。
気泡と判断した画像３ｆを画像処理により除去すると、図１（ｅ）〜（ｆ）に示すように、異物やキズの画像３ｇだけが残ることになる。
このように、前段の処理で除去できなかった気泡に対し、異物信号を含めてシンメトリー処理を行い、気泡と異物をさらに判別することができる。

計算・処理方法は下記の式１で行う。経験則に基づいたもので、処理画像形状（気泡・異物）の位置する座標上の総面積と、ｘ軸、ｙ軸の中心を求めて算出した平均面積との間で比較を行う。

図３に示す画像３ｆは、ＩＸＹ＝０となるが、非対称図形の画像３ｇはそうならない。
ただし、この式においても、ある程度の管理幅±αを持たせることが好適である。

以上、本発明の液体容器の気泡の判別方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

以上、本発明の液体容器の気泡の判別方法は、撮影した画像から気泡を容易に判別できるという特性を有していることから、液体容器の異物検査や外観検査及びこれらの検査装置に好適に用いることができる。

本発明の液体容器の気泡の判別方法の一実施例を示し、（ａ）はテレビカメラによりシリンジを撮影する状態を示す正面図、（ｂ）はシリンジの生画像の正面図、（ｃ）は微分処理をし膨張・収縮処理をした画像の正面図、（ｄ）は仮想円処理後に残った被判別体の画像の正面図、（ｅ）はシンメトリー処理により気泡が除去される画像の正面図、（ｆ）は気泡が除去された画像の正面図である。 同判別方法を示し、（ａ）は気泡の生画像の正面図、（ｂ）は微分処理画像の正面図、（ｃ）は膨張処理画像の正面図、（ｄ）〜（ｅ）は収縮処理画像の正面図、（ｆ）はエッジ検出画像の正面図、（ｇ）は内接円の画像の正面図である。 シンメトリー処理の一例を示す正面図である。

符号の説明

１ 液体容器
２ テレビカメラ
３ａ 生画像
３ｂ 微分処理画像
３ｃ 膨張処理画像
３ｄ 収縮処理画像
３ｅ エッジ検出画像
３ｆ 残された画像
３ｇ 気泡でない画像
４ 四角形
５ 内接円

Claims (2)

1. テレビカメラで撮影した被判別体の生画像を微分処理することによりその輪郭を抽出し、該微分処理画像を膨張処理した後、収縮処理し、該収縮処理画像の各エッジを検出して該エッジ検出画像の面積を算出するとともに、該エッジ検出画像に外接する四角形を描いて該四角形に内接する円又は楕円の面積を算出し、該内接円の面積と前記エッジ検出画像の面積とを比較することにより気泡か否かを判別することを特徴とする液体容器の気泡の判別方法。
2. 気泡と判断したエッジ検出画像を除去するとともに、残された画像のｘ軸及びｙ軸の中心を求め、各中心を通るｙ軸及びｘ軸で２分される画像の面積を比較することにより気泡か否かを判別することを特徴とする請求項１記載の液体容器の気泡の判別方法。

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