JP4639840B2

JP4639840B2 - 粒状物体の検査方法及びそれを用いる検査装置

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Publication number: JP4639840B2
Application number: JP2005048032A
Authority: JP
Inventors: オスカルバネガス; 満白澤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-02-23
Also published as: JP2006234518A

Description

本発明は、固形の薬剤のような粒状物体の検査を行う粒状物体の検査方法及びそれを用いる検査装置に関するものである。

一般に病院などの医療施設において複数の薬剤を患者に投与する場合に、患者が服用する薬剤の種類や個数を間違えないよう、１回に服用する薬剤を包装材で一纏めに分包した状態で患者に提供することが行われている。ここで、薬剤の中には用量を間違えたり、飲み合わせを誤ると、副作用を起こすものもあるから、薬剤の仕分けや分包作業は人手で行うことが義務づけられている。しかしながら、人手によって仕分け作業や分包作業を行ったとしてもミスの発生する可能性があるため、分包袋に包装された薬剤をＣＣＤカメラなどで撮像し、その画像データを画像処理して画像中の物体の境界を認識することにより、分包された薬剤の種類や数量を検査する粒状物体の検査装置が従来より提供されている（例えば特許文献１参照）。

ここで、特許文献１に示される粒状物体の検査装置では、ＣＣＤカメラのような撮像手段によって撮像された薬剤の画像に、二値化などのデータ処理を施して得られた画像データを画像処理して、画像中の物体の面積、周長、及び複雑度を求め、面積と複雑度とをもとに薬剤か否かを判定して、薬剤の個数を求めていた。なお、複雑度とは周長の２乗を面積で除した値である。
特公平４−１７６６５号公報（第３頁右欄第４行〜第３７行、及び、第１図）

ところで、複数個の薬剤を分包した場合に一部の薬剤が部分的に重なった状態で撮像される場合があるが、上述した粒状物体の検査装置では物体の面積と複雑度をもとに薬剤か否かを判定しているので、図１０（ａ）のように検査台６に載置された２個の薬剤１０ａ，１０ｂが接触していたり、同図（ｂ）（ｃ）のように２個の薬剤１０ａ，１０ｂが重なっていると面積や周長を正しく検出できないため、薬剤の判定を正確に行えず、個数の計数値が不正確になるという問題があった。

そこで、薬剤同士が部分的に重なっていたり、接触していても薬剤の面積や周長を正確に測定できるように、薬剤を上側から撮像するだけではなく、複数の方向から撮像することも考えられるが、撮像手段を複数設置するか、又は、撮像手段を複数の撮影位置に移動させる機構が必要になり、コストアップを招いてしまうという問題があった。

また、検査台に振動を加えるなどして薬剤同士の重なりや接触を無くした後で薬剤を撮像して画像処理を行えば、薬剤の面積や周長を正確に測定できるものと考えられるが、検査台に振動を与える機構などが必要になって、コストアップを招くという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、検査対象の粒状物体が重なったり接触している場合でも粒状物体の個数を正確に計数できる粒状物体の検査方法及びそれを用いる検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、検査対象である粒状物体を含む撮像領域を撮像する撮像手段と、撮像手段の画像の各画素の画素値をデジタル化したデジタル画像内で、粒状物体に対応する物体領域が複数接触して１つの塊領域を形成する場合に塊領域から個々の物体領域を分離する機能を有した画像処理部と、を備える検査装置により撮像領域内に存在する粒状物体を検査する粒状物体の検査方法であって、画像処理部では、デジタル画像から塊領域を画像処理の対象領域として抽出する処理と、塊領域の内側で当該塊領域の輪郭線に沿って複数の参照点を分散して配置する処理と、個々の参照点について当該参照点から塊領域の領域内を通して見通せる他の参照点の数を計数する計数処理とを行った後に、対象領域に存在する複数の参照点から計数処理による計数値が最小の参照点を基準点として抽出する処理と、当該基準点から対象領域の領域内を通して見通せる参照点を全て選択し、選択された参照点及び基準点の間を互いに結んでできる領域を物体領域として抽出する処理と、対象領域から物体領域を除いた領域を新たな対象領域とする処理とを繰り返し実行し、抽出された基準点の数を粒状物体の個数とすることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、計数値が最小の参照点は複数の粒状物体が重なる部分にあると考えられるので、画像処理部が、対象領域内に存在する参照点の中で計数値が最小の参照点を基準点として、この基準点から対象領域の領域内を通して見通せる参照点及び基準点の間を互いに結んでできる領域を物体領域として抽出し、対象領域から物体領域を除いた領域を新たな対象領域とする処理を繰り返し実行することで、塊領域から物体領域を一つずつ分離することができ、複数の粒状物体が重なっている場合でも抽出された基準点の数をもとに粒状物体の個数を正確に計数することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、画像処理部では、抽出された複数の基準点の各々について、当該基準点のみ対象領域の領域内を通して見通せる全ての参照点を当該基準点に属する基準点所属参照点として抽出し、当該基準点と当該基準点に属する全ての基準点所属参照点とをそれぞれ結ぶ連結線分を生成して、生成された全ての連結線分を当該基準点に対応する粒状物体の物体領域とことを特徴とする。

請求項２の発明によれば、１つの基準点しか見通すことができない基準点所属参照点はこの基準点が属する粒状物体の参照点と考えられるので、画像処理部が、各基準点に属する基準点所属参照点を抽出して、各基準点と対応する全ての基準点所属参照点との間を結ぶ連結線分を当該基準点に対応する物体領域とすることで、実際の粒状物体の領域に近い領域を物体領域として抽出することが可能になる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、画像処理部では、抽出された複数の基準点の各々について、当該基準点と当該基準点に属する全ての基準点所属参照点の内の２つを互いに結んで連結線分を生成し、生成された全ての連結線分で囲まれる領域を当該基準点に対応する粒状物体の物体領域とすることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、各基準点と対応する全ての基準点所属参照点の内の２つを互いに結んでできる連結線分を形成し、全ての連結線分で囲まれる領域を当該基準点に対応する物体領域としているので、連結線分の領域を物体領域とする場合に比べて、実際の粒状物体の領域により近い領域を物体領域として抽出することが可能になる。

請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、画像処理部では、全ての参照点から基準点所属参照点を除いた参照点を未判別参照点として抽出し、当該未判別参照点から塊領域の領域内を通して見通せる物体領域を当該未判別参照点に対応する物体領域として決定し、当該物体領域に対応する基準点、基準点所属参照点、及び未判別参照点の内の２つを互いに結ぶ線分を生成し、生成された全ての線分で囲まれる領域を物体領域とすることを特徴とする。

請求項２又は３の検出方法で物体領域を抽出すると、粒状物体同士が接触したり重なっている部分は物体領域として抽出されるものの、重なりの無い部分は物体領域として抽出されない場合があるが、請求項４の発明によれば、未判別参照点が属する物体領域を、この未判別参照点から塊領域の領域内を通して見通せる物体領域に決定しており、重なりの無い部分にある未判別参照点が、近接する物体領域に含まれていると判断することで、実際の粒状物体の領域にさらに近い領域を物体領域として抽出することができる。

請求項５の発明は、請求項２又は３の発明において、画像処理部では、全ての参照点から基準点所属参照点を除いた参照点を未判別参照点として抽出し、当該未判別参照点から放射状にのびる複数本の探索ラインを略一定の角度をおいて形成し、各探索ラインにおいて連結線分と交差するまでの領域を、交差した連結線分に対応する物体領域に加えることを特徴とする。

請求項２又は３の検出方法で物体領域を抽出すると、粒状物体同士が接触したり重なっている部分は物体領域として抽出されるものの、重なりの無い部分は物体領域として抽出されない場合があるが、請求項５の発明によれば、未判別参照点から探索ラインを放射状にのばして、各探索ラインが連結線分に交差するまでの領域をその連結線分に対応する粒状物体の領域とすることで、未判別参照点が属する物体領域を、この未判別参照点に最も近い物体領域に決定でき、実際の粒状物体の領域にさらに近い領域を物体領域として抽出することができる。

請求項６の発明は粒状物体の検査装置であって、検査対象である粒状物体を含む撮像領域を撮像する撮像手段と、撮像手段の画像の各画素の画素値をデジタル化したデジタル画像内で、粒状物体に対応する物体領域が複数接触して１つの塊領域を形成する場合に塊領域から個々の物体領域を分離する機能を有した画像処理部とを備え、画像処理部は、デジタル画像から塊領域を画像処理の対象領域として抽出する機能と、塊領域の内側で当該塊領域の輪郭線に沿って複数の参照点を分散して配置する機能と、個々の参照点について当該参照点から塊領域の領域内を通して見通せる他の参照点の数を計数する機能と、対象領域に存在する複数の参照点から計数機能による計数値が最小の参照点を基準点として抽出する処理、基準点から対象領域の領域内を通して見通せる参照点を全て選択し、選択された参照点及び基準点の間を互いに結んでできる領域を物体領域として抽出する処理、及び対象領域から物体領域を除いた領域を新たな対象領域とする処理を繰り返し実行する機能とを備え、抽出された基準点の数を粒状物体の個数として求める手段を設けたことを特徴とする。

請求項６の発明によれば、計数値が最小の参照点は複数の粒状物体が重なる部分にあると考えられるので、画像処理部が、対象領域内に存在する参照点の中で計数値が最小の参照点を基準点として、この基準点から対象領域の領域内を通して見通せる参照点及び基準点の間を互いに結んでできる領域を物体領域として抽出し、対象領域から物体領域を除いた領域を新たな対象領域とする処理を繰り返し実行することで、塊領域から物体領域を一つずつ分離することができ、複数の粒状物体が重なっている場合でも抽出された基準点の数をもとに粒状物体の個数を正確に計数することが可能な検査装置を実現できる。

請求項１の発明は粒状物体の検査方法であって、計数値が最小の参照点は複数の粒状物体が重なる部分にあると考えられるので、画像処理部が、対象領域内に存在する参照点の中で計数値が最小の参照点を基準点として、この基準点から対象領域の領域内を通して見通せる参照点及び基準点の間を互いに結んでできる領域を物体領域として抽出し、対象領域から物体領域を除いた領域を新たな対象領域とする処理を繰り返し実行することで、塊領域から物体領域を一つずつ分離することができ、複数の粒状物体が重なっている場合でも抽出された基準点の数をもとに粒状物体の個数を正確に計数することができる。

また請求項６の発明は粒状物体の検査装置であって、計数値が最小の参照点は複数の粒状物体が重なる部分にあると考えられるので、画像処理部が、対象領域内に存在する参照点の中で計数値が最小の参照点を基準点として、この基準点から対象領域の領域内を通して見通せる参照点及び基準点の間を互いに結んでできる領域を物体領域として抽出し、対象領域から物体領域を除いた領域を新たな対象領域とする処理を繰り返し実行することで、塊領域から物体領域を一つずつ分離することができ、複数の粒状物体が重なっている場合でも抽出された基準点の数をもとに粒状物体の個数を正確に計数すること可能な検査装置を実現できる。

（実施形態１）
以下に本発明に係る粒状物体の検査方法を用いた検査装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は検査装置の概略構成図であり、検査台６に搬送されてきた検査対象である薬剤のような粒状物体１０ａ，１０ｂを、検査台６の上方に設置されたＣＣＤカメラのような撮像装置１を用いて撮像し、この撮像装置１で撮像された画像信号の濃淡情報に関する信号値が図示しない二値化処理部によって適宜の閾値で二値化されて二値画像が生成された後、この二値画像の画像データを画像記憶部２に記憶させている。画像処理部３では、画像記憶部２に記憶された二値画像を画像処理することで個々の粒状物体に対応する物体領域に分離し、検査判定部４が物体領域の数を計数することで粒状物体の個数を求めている。なお撮像装置１で撮像された画像信号を二値化せず、Ａ／Ｄ変換により多値化することで濃淡画像を生成して画像記憶部２に記憶させても良く、濃淡画像を用いる場合は微分処理などを適用することが可能になるから、判定精度を向上させることが可能である。

検査台６に載置した粒状物体１０ａ，１０ｂに光を照射するために、検査台６に対して撮像装置１と同じ側に照明装置７を配置してあり、照明装置７からは、撮像装置１で撮像された二値画像の背景から薬剤１０ａ，１０ｂを容易に切り離せるように、薬剤１０ａ，１０ｂに対応する部分と背景部分とで輝度差が大きくなるような光を照射させている。また検査台６の表面は光の反射率を低くしてあり、照明装置７が検査台６に光を照射すると、撮像装置１により撮像される画像は、薬剤１０ａ、１０ｂの部分が明るく、背景（検査台６の表面）の部分が暗くなって、両者の輝度差を大きくしている。したがって、薬剤１０ａ，１０ｂの輪郭と背景との間には比較的大きな輝度差が生じ、撮像装置１から出力される画像信号の濃淡情報に関する信号値を二値化することで、薬剤１０ａ，１０ｂの輪郭と背景とを分離することが可能になる。ここで、撮像装置１により撮像された画像信号を二値化して得た二値画像は画素値が０と１との二値のみからなるデジタル画像であるから、このデジタル画像はＲＡＭからなる画像記憶部２に格納される。なお画像記憶部２は二値画像の記憶領域として用いられるだけではなく、後述する各種の画像処理において作業用の記憶領域としても用いられる。画像記憶部２に格納された二値画像は画像処理部３に入力され、以下の各実施形態で説明する画像処理が施されることによって薬剤１０ａ，１０ｂの形状の認識が行われ、その認識結果をもとに検査判定部４が薬剤１０ａ，１０ｂの個数を識別する。なお画像処理部３には、ＣＲＴや液晶ディスプレイからなるモニタ装置（図示せず）が接続され、このモニタ装置には、撮像装置１で撮像された画像や、二値化処理部で二値化した二値画像や、画像処理部３による認識結果などを表示できるようになっている。ここに画像記憶部２と画像処理部３と検査判定部４とで画像処理・検査判定部５が構成される。

なお、以下に説明する実施形態では、例えば１つの分包袋に分包する複数個の薬剤１０ａ，１０ｂを検査台６の上に載置し、撮像装置１により撮像される複数個の薬剤１０ａ，１０ｂの画像から、検査台６上に載置された薬剤１０ａ，１０ｂの個数が正しい個数か否かを判断するのであって、薬剤１０ａ，１０ｂは最終的には包装材によって１包みに包装される。ここで、包装材が透明ないし半透明であって、薬剤１０ａ，１０ｂを撮像装置１で撮像したときに包装材による包装を行っていない場合と同様の画像を得ることができる場合には、あらかじめ包装材で包装した薬剤１０ａ，１０ｂを検査台６に載置して撮像するようにしても良い。

次に本発明の実施形態における画像処理部３の画像処理方法を具体例に基づいて説明する。ここでは、図２（ａ）に示すように薬剤１０ａ，１０ｂとして円形の２個の錠剤が検査台６に載置された場合を例にとって説明を行う。図示例では薬剤１０ａ，１０ｂの一部が互いに重なっているので、二値画像では２つの薬剤１０ａ，１０ｂに対応する連続した１つの領域（この領域を塊領域と言う）Ａ１が形成され、薬剤１０ａ，１０ｂを個別に識別することができなくなる。而して薬剤１０ａ，１０ｂの個数を計数するためには、二値画像中の塊領域Ａ１から個々の薬剤１０ａ，１０ｂに対応する領域を分離する必要がある。

そこで、複数の薬剤１０ａ，１０ｂが部分的に重なったり、互いに接触している場合に二値画像内で生成される塊領域Ａ１から個々の薬剤１０ａ，１０ｂを分離して認識するために、本実施形態では画像処理部３において以下の処理を行っている。すなわち画像処理部３では、画像記憶部２に記憶された二値画像について、まず塊領域Ａ１の輪郭線の近傍における適宜の画素を参照点に設定する。参照点は塊領域Ａ１の内側であって、塊領域Ａ１の輪郭線の上の部位、又は輪郭線に対して数画素内側の部位に、塊領域Ａ１の輪郭線に沿って略一定の間隔で分散して設定される。

ここで、図２（ｃ）に示すように薬剤１０ａに他の薬剤が接触したり、重なったりしていない場合、すなわち１個の薬剤１０ａのみで塊領域Ａ２が形成されている場合には、塊領域Ａ２の輪郭線に沿って設定した全ての参照点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５…について、参照点Ｐ１…の間を相互に結ぶ線分である連結線分Ｓ（１−２０），Ｓ（２−１０），Ｓ（３−１５），Ｓ（５−３０）…は全て塊領域Ａ２の内側領域を通ることになる。ここで、連結線分Ｓ（ｍ−ｎ）とは、参照点Ｐｍと参照点Ｐｎとの間を結ぶ線分を意味している。

連結線分Ｓ（ｍ−ｎ）が塊領域Ａ２の領域内を通っている場合、連結線分Ｓ（ｍ−ｎ）上の各画素の画素値は全て同じ値（０又は１）となるので、線分上の各画素の画素値を比較することで、塊領域Ａ２が領域内のみを通っているか否かが判別できる。尚、多値画像の場合には連結線分上の画素の画素値がある設定範囲内の濃度値であれば、同じ塊領域Ａ２の内側領域のみを通過していると判断できる。

したがって、複数の参照点Ｐ１…の各々について、他の参照点との間を結ぶ連結線分を形成し、この連結線分上の各画素の画素値が全て同じ値となる連結線分の数（すなわち参照点の数）を計数することで、当該参照点から塊領域Ａ２の領域内を通して見通せる他の参照点の数を計数すると、その計数値は全ての参照点Ｐ１…で同じ値（参照点Ｐ１…の総数をｋとすると（ｋ−１）個）になる。

一方、図２（ｂ）に示すように部分的に重なった２個の薬剤１０ａ，１０ｂで塊領域Ａ１が形成されている場合に、塊領域Ａ１の輪郭線に沿って複数個の参照点Ｐ１…を分散して配置し、全ての参照点Ｐ１…について参照点Ｐ１…の間を相互に結ぶ連結線分Ｓ（１−３２），Ｓ（２−２８），Ｓ（３−１０），Ｓ（１１−２５），Ｓ（１２−２１）…を形成すると、一部の連結線分（例えば線分Ｓ（３−１０））は塊領域Ａ１の領域外を通過することになる。すなわち画像処理部３が、対象領域（塊領域Ａ１）の領域内に存在する複数の参照点Ｐ１…の各々について、当該参照点から塊領域Ａ１の領域内を通して見通せる他の参照点の数を計数すると、薬剤１０ａ，１０ｂの重なり部分の近傍にある参照点（例えば参照点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ２５，Ｐ３０など）では、輪郭線の括れている部分の影になって、塊領域Ａ１の領域内を通して見通すことができない参照点が存在するため、その計数値は他の部位にある参照点に比べて少なくなる
したがって、画像処理部３では、対象領域（塊領域１）の領域内に存在する複数の参照点Ｐ１…の各々について、当該参照点から塊領域Ａ１の領域内を通して見通せる他の参照点の数を計数する計数処理を行い、計数処理により得られた計数値を撮像記憶部２に記憶させる。下記の表１は、図２（ｂ）のように分散配置された個々の参照点Ｐ１…について計数処理を行って得た計数値の一例を示している。

画像処理部３は上述の計数処理を行うと、対象領域である塊領域Ａ１の領域内にある複数の参照点から、計数処理による計数値（表１参照）が最小の参照点を基準点として設定する。図２（ｂ）に示す例では表１より参照点Ｐ３の計数値が最も少なくなるので、画像処理部３では参照点Ｐ３を基準点として設定する。なお計数処理の結果、計数値が全ての参照点で同じ値になった場合、画像処理部３ではこの塊領域Ａ１が１つの粒状物体であると判断して以後の処理を終了し、塊領域Ａ１に対応する粒状物体の個数を１個とする。また計数処理の結果、同じ薬剤の参照点、又は、異なる薬剤の参照点で計数値が共に最小値となる参照点が存在する場合も考えられるが、このような場合、画像処理部３では計数値が最小の参照点の中から何れか１つの参照点を任意に選択して基準点とし、選択した基準点について以後の処理を行えば良く、どの点を基準点として粒状物体の個数を計数しても計数結果は同じになる。

上述のように基準点がＰ３に決まると、図３（ａ）のように画像処理部３ではこの基準点Ｐ３から対象領域Ａ１の領域内を通して見通せる全ての参照点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ７，Ｐ１５〜Ｐ４５を選択し、基準点Ｐ３と選択された参照点の間を互いに結ぶ連結線分を形成し、これらの連結線分で囲まれる領域を１つの粒状物体に対応する物体領域Ｂ１として抽出する（図３（ｂ）参照）。

そして、画像処理部３では、対象領域Ａ１から物体領域Ｂ１を除いた領域を新たな対象領域とし、この対象領域に存在する複数の参照点Ｐ８，Ｐ９…の中から、上記の計数処理による計数値（表１参照）が最小の参照点Ｐ１１を選択し、この参照点Ｐ１１を新たな基準点として設定する。基準点がＰ１１に決定まると、画像処理部３ではこの基準点Ｐ１１から対象領域Ａ３の領域内を通して見通せる参照点Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０…を全て選択し、選択された参照点Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０…と基準点Ｐ１１の間を互いに結んでできる連結線分を形成し、これらの連結線分で囲まれる領域を１つの物体に対応する物体領域Ｂ２として抽出する。このとき物体領域Ｂ１，Ｂ２を合わせた領域は塊領域Ａ１にほぼ等しくなり、塊領域Ａ１から物体領域Ｂ１，Ｂ２を除いた領域には参照点が存在しないため、画像処理部３は基準点の抽出処理を終了し、検査処理部４では抽出された基準点の数（本実施形態では２個）を塊領域Ａ１内に存在する粒状物体の個数として求めている。

ここで、計数値が最小の参照点は複数の粒状物体が重なる部分にあると考えられるので、画像処理部３が、対象領域内に存在する参照点の中で計数値が最小の参照点を基準点として、この基準点から対象領域の領域内を通して見通せる参照点及び基準点の間を互いに結んでできる領域を物体領域として抽出し、対象領域から物体領域を除いた領域を新たな対象領域とする処理を繰り返し実行することで、塊領域Ａ１から物体領域Ｂ１，Ｂ２を一つずつ分離することができ、複数の粒状物体が重なっている場合でも抽出された基準点の数をもとに粒状物体の個数を正確に計数することができる。

（実施形態２）
以下に本発明に係る粒状物体の検査方法を用いた検査装置の実施形態を図面に基づいて説明する。検査装置の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略し、以下では本実施形態の特徴部分である画像処理部３の画像処理について図４（ａ）（ｂ）を参照して説明する。

画像処理部３による画像処理方法は実施形態１で説明した画像処理方法と略同様であり、最終的に物体領域を抽出する方法が実施形態１と異なっている。実施形態１では基準点を抽出した後に、この基準点から見通せる参照点と基準点とを結ぶ連結線分で囲まれた領域を物体領域として抽出しているため、図３（ｂ）のように抽出した物体領域Ｂ１に別の粒状物体１０ｂに対応する領域が含まれてしまう。粒状物体１０ａ，１０ｂの個数を求める上では特に不都合はないが、本実施形態では画像処理部３が、抽出した２個の基準点Ｐ３，Ｐ１１から後述の画像処理を行うことによって、実際の粒状物体１０ａ，１０ｂの領域に近い物体領域を抽出できるようにしている。

画像処理部１では、図２（ａ）に示すように２個の粒状物体１０ａ，１０ｂが重なっている場合に実施形態１で説明した画像処理を実行することによって２個の基準点Ｐ３，Ｐ１１を抽出しており、抽出した基準点Ｐ３，Ｐ１１の各々について塊領域Ａ１の領域内にある参照点Ｐ１…から追跡処理を行う。すなわち画像処理部３では、塊領域Ａ１の領域内に基準点が複数存在する場合、個々の基準点（Ｐ３又はＰ１１）について領域内の全ての参照点Ｐ１…から領域内を通して当該基準点（Ｐ３又はＰ１１）しか見通せない参照点を全て抽出し、抽出された全ての参照点を当該基準点に属する基準点所属参照点として抽出する。具体的には画像処理部３は、領域内にある全ての参照点Ａ１…について、当該参照点と基準点Ｐ３，Ｐ１０とをそれぞれ結ぶ２本の連結線分を形成して、２本の連結線分の内の１本だけ、連結線分上の各画素の画素値が同じ値となっていれば、この参照点からは一方の基準点しか見通せないと判断する。ここで、２個の粒状物体１０ａ，１０ｂが図４（ａ）のように重なっている場合、粒状物体１０ａ，１０ｂにそれぞれ対応する基準点Ｐ３，Ｐ１１を１つしか見通せない参照点は、粒状物体１０ａ，１０ｂが重なり合っている部分（塊領域Ａ１の括れた部分）の周辺に存在することになり、画像処理部１では、基準点Ｐ３については参照点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ２８，Ｐ２９を基準点所属参照点Ｇ１として抽出し、基準点Ｐ１１については参照点Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１２，Ｐ２４，Ｐ２５を基準点所属参照点Ｇ２として抽出する（図４（ａ）参照）。

そして画像処理部３では、各々の基準点Ｐ３，Ｐ１１に属する基準点所属参照点Ｇ１，Ｇ２の抽出処理を終えると、基準点Ｐ３とこの基準点Ｐ３に属する基準点所属参照点Ｇ１との間をそれぞれ結ぶ連結線分Ｓ（３−１），Ｓ（３−２），Ｓ（３−４），Ｓ（３−５），Ｓ（３−２８），Ｓ（３−２９）を形成し、これらの連結線分を基準点Ｐ３に対応した粒状物体１０ａの物体領域Ｂ３として抽出する（図４（ｂ）参照）。また画像処理部３では、基準点Ｐ１１とこの基準点Ｐ１１に属する基準点所属参照点Ｇ２との間をそれぞれ結ぶ連結線分Ｓ（１１−８），Ｓ（１１−９），Ｓ（１１−１０），Ｓ（１１−１２），Ｓ（１１−２４），Ｓ（１１−２５）を形成し、これらの連結線分を基準点Ｐ１１に対応した粒状物体１０ｂの物体領域Ｂ４として抽出する。

ここで、１つの基準点Ｐ３…しか見通すことができない基準点所属参照点Ｇ１…はこの基準点Ｐ３…が属する粒状物体の参照点と考えられるので、本実施形態では画像処理部３が、各基準点Ｐ３…に属する基準点所属参照点Ｇ１…を抽出して、各基準点Ｐ３…と対応する全ての基準点所属参照点Ｇ１…との間を結ぶ連結線分を当該基準点Ｐ３…に対応する物体領域とすることで、実際の粒状物体の領域に近い領域を物体領域として抽出することができる。

（実施形態３）
以下に本発明に係る粒状物体の検査方法を用いた検査装置の実施形態を図面に基づいて説明する。検査装置の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略し、以下では本実施形態の特徴部分である画像処理部３の画像処理について図５を参照して説明する。

画像処理部１では、図５に示すように２個の粒状物体１０ａ，１０ｂが重なっている場合に実施形態１で説明した画像処理を実行することによって２個の基準点Ｐ３，Ｐ１１を抽出しており、各基準点Ｐ３，Ｐ１１にそれぞれ属する基準点所属参照点Ｇ１，Ｇ２を抽出する。なお基準点所属参照点Ｇ１，Ｇ２の抽出手順は実施形態２と同様であるので、その説明は省略する。

画像処理部３では、各基準点Ｐ３，Ｐ１１に属する基準点所属参照点Ｇ１，Ｇ２の抽出処理を終えると、各基準点Ｐ３…と当該基準点Ｐ３…に属する全ての基準点所属参照点Ｇ１…の内の２つを互いに結ぶ連結線分を生成し、これらの連結線分で囲まれる領域を当該基準点Ｐ３…に対応する粒状物体１０ａ…の物体領域として抽出しており、実際の粒状物体１０ａ…に対応する領域にさらに近い物体領域を抽出することが可能になる。

例えば図５に示す例では、画像処理部３が基準点Ｐ３，Ｐ１１にそれぞれ属する基準点所属参照点Ｇ１，Ｇ２を抽出しており、一方の基準点Ｐ３については、基準点Ｐ３とこの基準点Ｐ３に属する基準点所属参照点Ｇ１の内の２つを互いに結ぶ連結線分を生成し、これらの連結線分で囲まれる領域Ｂ５を基準点Ｐ３に対応する粒状物体１０ａの物体領域として抽出し、他方の基準点Ｐ１１については、基準点Ｐ１１とこの基準点Ｐ１１に属する基準点所属参照点Ｇ２の内の２つを互いに結ぶ連結線分を生成し、これらの連結線分で囲まれる領域Ｂ６を基準点Ｐ１１に対応する粒状物体１０ｂの物体領域として抽出しているので、連結線分の領域を物体領域とする場合に比べて、実際の粒状物体１０ａ，１０ｂの領域により近い領域を物体領域として抽出することが可能になる。

（実施形態４）
本発明の実施形態４を図面に基づいて説明する。なお検査装置の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略し、以下では本実施形態の特徴部分である画像処理部３の画像処理について図６を参照して説明する。

上述した実施形態２、３の画像処理方法では、実施形態１で説明した画像処理方法に比べて、実際の粒状物体１０ａ，１０ｂに近い領域を物体領域として抽出することが可能であるが、粒状物体１０ａ，１０ｂが互いに接触したり重なっている部分は物体領域として抽出されるものの、重なりの無い部分は物体領域として抽出できなかった。例えば実施形態３の画像処理方法では図６に示すように個々の粒状物体１０ａ，１０ｂにそれぞれ対応する領域の内、重なっている部分でしか物体領域Ｂ５，Ｂ６を抽出することができず、図６（ａ）中の領域Ｃ１，Ｃ２が物体領域Ｂ５，Ｂ６に属さない領域となっていた。

そこで、本実施形態では画像処理部３が、実施形態３で説明した方法により物体領域Ｂ５，Ｂ６を抽出した後に、物体領域Ｂ５，Ｂ６に属さない未判定領域Ｃ１，Ｃ２中の参照点（この参照点を未判別参照点という）から物体領域Ｂ５，Ｂ６中の参照点に対して以下のような探索処理を実行する。例えば図６（ｂ）に示すように画像処理部３が、未判定領域Ｃ１中の未判別参照点Ｐ３０，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４…を始点として、これらの未判別参照点Ｐ３０…と物体領域Ｂ５，Ｂ６内の参照点Ｐ１…との間を結ぶ連結線分を形成し、未判別参照点Ｐ３０…を始点とする連結線分が何れの物体領域を最初に通過するかを検出する。そして画像処理部３では、各未判別参照点Ｐ３０…を始点とする連結線分が最初に通過する物体領域を、その未判別参照点Ｐ３０…が属する物体領域と判断する。例えば画像処理部３が、未判定領域Ｃ１内の参照点Ｐ３０を始点として物体領域Ｂ５，Ｂ６内の参照点Ｐ１，Ｐ１１との間を結ぶ２本の連結線分Ｓ（３０−１），Ｓ（３０−９）を形成した場合、何れの連結線分も物体領域Ｂ５を先に通るので、この参照点Ｐ３０は物体領域Ｂ５に属する参照点と判断する。画像処理部３では、以上の処理を未判定領域Ｃ１，Ｃ２内の全ての未判別参照点に対して実行することで、未判別参照点が属する物体領域を、この未判別参照点から塊領域Ａ１の領域内を通して見通せる物体領域に決定しており、重なりの無い部分にある未判別参照点が近接する物体領域に含まれていると判断し、個々の未判別参照点Ｐ３０…と当該未判別参照点Ｐ３０…が属する物体領域Ｂ５又はＢ６中の参照点Ｐ１…との間を結ぶ連結線分を上記物体領域Ｂ５又はＢ６に含めることによって、物体領域Ｂ５，Ｂ６を実際の粒状物体１０ａ，１０ｂに対応する領域により近付けることが可能になる。

なお画像処理部３では、未判定領域Ｃ１，Ｃ２内の全ての未判別参照点について、個々の未判別参照点が属する物体領域Ｂ５又はＢ６を決定した場合に、各物体領域中の参照点および基準点とこの物体領域に属する未判別参照点の内の２つを互いに結ぶ連結線分を形成し、これらの連結線分で囲まれる領域を粒状物体に対応する物体領域Ｂ９，Ｂ１０として抽出しても良く（図７参照）、物体領域Ｂ９，Ｂ１０は、それぞれ実施形態２の処理方法で抽出された物体領域Ｂ５，Ｂ６と、新たに抽出された物体領域Ｂ７，Ｂ８とを合わせた領域となり、実際の粒状物体１０ａ，１０ｂに対応する領域にさらに近い領域として抽出することができる。

（実施形態５）
本発明の実施形態５を図面に基づいて説明する。なお検査装置の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略し、以下では本実施形態の特徴部分である画像処理部３の画像処理について図８を参照して説明する。

本実施形態の画像処理方法は、実施形態４で説明した画像処理方法と、未判別参照点の属する物体領域を求める方法が異なっており、実施形態４の画像処理方法では未判別参照点から見通せる物体領域をこの未判別参照点が属する物体領域としているのに対して、本実施形態の画像処理方法では図８（ａ）に示すように未判別参照点Ｐｎから放射状にのびる複数本の探索ラインＬ１，Ｌ２…Ｌ８を略一定の角度（例えば約４５度）をあけて形成し、各々の探索ラインＬ１…において、基準点とこの基準点に属する基準点所属参照点の間を結ぶ連結線分に最初に交差するまでの領域を、最初に交差した連結線分に対応する物体領域に属する領域と判断する。而して画像処理部３では、基準点とこの基準点に属する基準点所属参照点との間を結ぶ連結線分だけを物体領域として抽出するのではなく、未判別参照点と上記連結線分との間の領域も物体領域として抽出することができ、粒状物体の形状により近い領域を物体領域として抽出することが可能になる。

なお画像処理部３では、未判別参照点Ｐｎから放射状にのびる複数本の探索ラインＬ１…を略一定の角度をおいて形成しているが、複数本の探索ラインＬ１…の一部は参照点Ｐｎから物体領域と反対側に放射されるため、上記連結線分と交差することはない。そこで画像処理部３では、図８（ｂ）に示すように連結線分と交差できない探索ラインＬ１，Ｌ３については、探索ラインＬ１，Ｌ３が塊領域Ａ１の輪郭線Ｌ０に入射すると、この探索ラインＬ１，Ｌ３を入射角度θ１，θ３と略同じ出射角度で反射させ、反射した探索ラインＬ１’，Ｌ３’が最初に交差した連結線分までの領域をその連結線分が属する物体領域として判断させても良く、より多くの探索ラインで物体領域を抽出することによって、実際の粒状物体の形状により近い領域を物体領域として抽出することが可能になる。また、この処理方法によれば、未判別参照点Ｐｎに対して輪郭線Ｌ０側の領域まで物体領域として抽出でき、実際の粒状物体の領域により近い領域を物体領域として抽出することができる。

（実施形態６）
本発明の実施形態６を図面に基づいて説明する。なお検査装置の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略し、以下では本実施形態の特徴部分である画像処理部３の画像処理について図９を参照して説明する。

上述した実施形態２〜５の画像処理方法では、実施形態１で説明した画像処理方法に比べて、実際の粒状物体１０ａ，１０ｂの領域に近い領域を物体領域Ｂ５，Ｂ６として抽出することが可能であるが、粒状物体１０ａ，１０ｂの重なり部分、すなわち物体領域Ｂ５，Ｂ６の中間領域（図９中の領域Ｃ３）は何れの物体領域Ｂ５，Ｂ６に属しているのかを判断することが困難であった。そこで、本実施形態では画像処理部３が、中間領域Ｃ３内に存在する個々の参照点から放射状に延びる奇数本の探索ラインを生成し、個々の探索ラインについて最初に交差する連結線分を求め、その連結線分が属する物体領域の識別番号を当該探索ラインに割り付けて画像記憶部２に記憶させる。その後、全ての探索ラインについて識別番号の割付処理を終えると、画像処理部３では、個々の参照点について当該参照点を始点とする奇数本の探索ラインに割り付けられた識別番号を調べ、最も多い識別番号の物体領域が当該参照点の属する物体領域と判断する。例えば図９に示すように中間領域Ｃ３中の参照点Ｐ２７から放射状にのびる５本の探索ラインを生成した場合、各探索ラインに物体領域Ｂ５，Ｂ６の識別番号を割り付けると、物体領域Ｂ５の識別番号が割り付けられる探索ラインの方が数が多くなるので、この参照点Ｐ２７は物体領域Ｂ５に属していると判断する。

そして、画像処理部３では、中間領域Ｃ３内に存在する個々の参照点について、参照点の属する物体領域Ｂ５又はＢ６の判定処理を終えると、各物体領域Ｂ５…に属する参照点および基準点の内の２つを結ぶ連結線分を生成し、これらの連結線分で囲まれる領域を粒状物体に対応する物体領域として設定し直すので、物体領域Ｂ５，Ｂ６の中間領域Ｃ３においても何れの物体領域Ｂ５，Ｂ６に属しているのかを確実に判別できるという利点がある。

ところで、上述した実施形態４、５又は６の各検査装置において画像処理部３では、未判定領域Ｃ１，Ｃ２内の全ての未判別参照点について、個々の未判別参照点が属する物体領域Ｂ５又はＢ６を決定した場合に、各物体領域中の参照点および基準点とこの物体領域に属する未判別参照点の内の２つを互いに結ぶ連結線分を形成し、これらの連結線分で囲まれる領域を粒状物体に対応する物体領域Ｂ９，Ｂ１０として抽出するようにしても良く、物体領域Ｂ９，Ｂ１０は、それぞれ実施形態２の処理方法で抽出された物体領域Ｂ５，Ｂ６と、新たに抽出された物体領域Ｂ７，Ｂ８とを合わせた領域となり、実際の粒状物体１０ａ，１０ｂに対応する領域にさらに近い領域を抽出することが可能になる。

なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。

実施形態１の粒状物体の検査装置の概略構成図である。（ａ）〜（ｃ）は同上の画像処理方法の説明図である。（ａ）（ｂ）は同上の画像処理方法の説明図である。（ａ）（ｂ）は実施形態２の粒状物体の検査装置による画像処理方法の説明図である。実施形態３の粒状物体の検査装置による画像処理方法の説明図である。（ａ）（ｂ）は実施形態４の粒状物体の検査装置による画像処理方法の説明図である。同上の画像処理の結果を示す説明図である。（ａ）（ｂ）は実施形態５の粒状物体の検査装置による画像処理方法の説明図である。実施形態６の粒状物体の検査装置による画像処理方法の説明図である。（ａ）〜（ｃ）は検査対象である粒状物体の画像の例図である。

符号の説明

１撮像手段
２画像記憶部
３画像処理部
４検査判定部
５画像処理・検査判定部
６検査台
７照明装置
１０ａ，１０ｂ粒状物体

Claims

検査対象である粒状物体を含む撮像領域を撮像する撮像手段と、撮像手段の画像の各画素の画素値をデジタル化したデジタル画像内で、粒状物体に対応する物体領域が複数接触して１つの塊領域を形成する場合に前記塊領域から個々の前記物体領域を分離する機能を有した画像処理部と、を備える検査装置により撮像領域内に存在する粒状物体を検査する粒状物体の検査方法であって、
前記画像処理部では、前記デジタル画像から前記塊領域を画像処理の対象領域として抽出する処理と、前記塊領域の内側で当該塊領域の輪郭線に沿って複数の参照点を分散して配置する処理と、個々の参照点について当該参照点から前記塊領域の領域内を通して見通せる他の参照点の数を計数する計数処理とを行った後に、対象領域に存在する複数の参照点から前記計数処理による計数値が最小の参照点を基準点として抽出する処理と、当該基準点から前記対象領域の領域内を通して見通せる参照点を全て選択し、選択された参照点及び基準点の間を互いに結んでできる領域を物体領域として抽出する処理と、前記対象領域から前記物体領域を除いた領域を新たな対象領域とする処理とを繰り返し実行し、抽出された基準点の数を粒状物体の個数とすることを特徴とする粒状物体の検査方法。
前記画像処理部では、抽出された複数の基準点の各々について、当該基準点のみ前記対象領域の領域内を通して見通せる全ての参照点を当該基準点に属する基準点所属参照点として抽出し、当該基準点と当該基準点に属する全ての基準点所属参照点とをそれぞれ結ぶ連結線分を生成して、生成された全ての連結線分を当該基準点に対応する粒状物体の物体領域とことを特徴とする請求項１記載の粒状物体の検査方法。
前記画像処理部では、抽出された複数の基準点の各々について、当該基準点と当該基準点に属する全ての基準点所属参照点の内の２つを互いに結んで連結線分を生成し、生成された全ての連結線分で囲まれる領域を当該基準点に対応する粒状物体の物体領域とすることを特徴とする請求項２記載の粒状物体の検査方法。
前記画像処理部では、全ての参照点から前記基準点所属参照点を除いた参照点を未判別参照点として抽出し、当該未判別参照点から塊領域の領域内を通して見通せる物体領域を当該未判別参照点に対応する物体領域として決定し、当該物体領域に対応する基準点、基準点所属参照点、及び未判別参照点の内の２つを互いに結ぶ線分を生成し、生成された全ての線分で囲まれる領域を物体領域とすることを特徴とする請求項２又は３記載の粒状物体の検査方法。
前記画像処理部では、全ての参照点から前記基準点所属参照点を除いた参照点を未判別参照点として抽出し、当該未判別参照点から放射状にのびる複数本の探索ラインを略一定の角度をおいて形成し、各探索ラインにおいて前記連結線分と交差するまでの領域を、交差した連結線分に対応する物体領域に加えることを特徴とする請求項２又は３記載の粒状物体の検査方法。
検査対象である粒状物体を含む撮像領域を撮像する撮像手段と、撮像手段の画像の各画素の画素値をデジタル化したデジタル画像内で、粒状物体に対応する物体領域が複数接触して１つの塊領域を形成する場合に前記塊領域から個々の前記物体領域を分離する機能を有した画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、デジタル画像から前記塊領域を画像処理の対象領域として抽出する機能と、前記塊領域の内側で当該塊領域の輪郭線に沿って複数の参照点を分散して配置する機能と、個々の参照点について当該参照点から前記塊領域の領域内を通して見通せる他の参照点の数を計数する機能と、対象領域に存在する複数の参照点から前記計数機能による計数値が最小の参照点を基準点として抽出する処理、前記基準点から前記対象領域の領域内を通して見通せる参照点を全て選択し、選択された参照点及び基準点の間を互いに結んでできる領域を物体領域として抽出する処理、及び前記対象領域から前記物体領域を除いた領域を新たな対象領域とする処理を繰り返し実行する機能とを備え、抽出された基準点の数を粒状物体の個数として求める手段を設けたことを特徴とする粒状物体の検査装置。