JP4639841B2 - 粒状物体の検査方法及びそれを用いる検査装置 - Google Patents

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６（ａ）のように２個の薬剤１０ａ，１０ｂが離れている場合は面積や周長を正しく検出できるが、２個の薬剤１０ａ，１０ｂが接触していたり、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。

また図６（ａ）のように薬剤１０ａ，１０ｂの片面に十字の溝がある場合、このような薬剤１０ａ，１０ｂが同図（ｂ）のように起立していると、輪郭の一部に凹みが現れるため周長を正しく認識することができず、個数を正しく計数できない可能性があった。

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り、立っている薬剤を揺らして横倒しに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ていたり、立っ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た後、画像処理部が、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すことができ、且つ、塊領域の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出し、何れかの基準点に対応する形状判定点と、他の基準点に対応する形状判定点との間をそれぞれ結ぶ連結線分の少なくとも一部が塊領域の領域外を通る場合は当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定し、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を識別することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、画像処理部では、２つの基準点に対応する形状判定点の間を結ぶ連結線分の少なくとも一部が塊領域の外部領域を通過する場合は、当該２つの基準点が異なる粒状物体に属していると判定して、異なる粒状物体に属する基準点の数から粒状物体の個数を識別しており、片面に溝がある粒状物体が立っている場合は形状判定点を抽出できないので、粒状物体の個数を２個と誤識別することはなく、粒状物体の個数を正確に識別することが可能になる。

請求項２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た後、画像処理部が、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すことができ、且つ、塊領域の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出し、何れかの基準点と他の１つの基準点との間を結ぶ第１連結線分と輪郭線とで囲まれる第１領域と、当該２つの基準点に対応する形状判定点の間を結ぶ第２連結線分と輪郭線とで囲まれる第２領域との面積差が所定の基準面積よりも小さい場合は当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定し、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を識別することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、画像処理部では、第１領域と第２領域との面積差が所定の基準面積よりも小さい場合は、２つの基準点が異なる粒状物体に属していると判定して、異なる粒状物体に属する基準点の数から粒状物体の個数を識別しており、片面に溝がある粒状物体が立っている場合は形状判定点を抽出できず、第２領域が形成されないので、粒状物体の個数を２個と誤識別することはなく、粒状物体の個数を正確に識別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、第１領域と第２領域との面積差を求める代わりに、第１領域を囲む輪郭線上の点と第１連結線分との間の最大距離と、第２領域を囲む輪郭線上の点と第２連結線分との間の最大距離との距離差を求め、この距離差が所定の基準距離よりも短ければ当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定することを特徴とする。

請求項３の発明によれば、第１連結線分および第２連結線分と輪郭線との最大距離を求め、その距離差をもとに判定処理を行っているので、第１領域および第２領域の面積を直接求める場合に比べて、演算処理に必要な時間を短縮することができる。

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、各基準点について形状判定点が複数抽出された場合、複数の形状判定点の中から対応する基準点との距離が最も長い形状判定点を選択し、選択された形状判定点を用いて第２連結線分を形成することを特徴とする。

請求項４の発明によれば、全ての形状判定点を用いて第２連結線分を形成し、それぞれの第２連結線分に対して請求項２又は３の判定処理を行う場合に比べて、判定処理に必要な演算時間を短縮することができる。

請求項５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、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すことができ、且つ、塊領域の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出する機能と、何れかの基準点に対応する形状判定点と他の基準点に対応する形状判定点との間をそれぞれ結ぶ連結線分の少なくとも一部が塊領域の領域外を通る場合は当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定する機能とを備え、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を識別する手段を設けたことを特徴とする。

請求項５の発明によれば、画像処理部では、２つの基準点に対応する形状判定点の間を結ぶ連結線分の少なくとも一部が塊領域の外部領域を通過する場合は、当該２つの基準点が異なる粒状物体に属していると判定して、異なる粒状物体に属する基準点の数から粒状物体の個数を識別しており、片面に溝がある粒状物体が立っている場合は形状判定点を抽出できないので、粒状物体の個数を２個と誤識別することはなく、粒状物体の個数を正確に識別可能な検査装置を実現できる。

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、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すことができ、且つ、塊領域の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出する機能と、何れかの基準点と他の１つの基準点との間を結ぶ第１連結線分と輪郭線とで囲まれる第１領域と、当該２つの基準点に対応する形状判定点の間を結ぶ第２連結線分と輪郭線とで囲まれる第２領域との面積差が所定の基準面積よりも小さい場合は当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定する機能とを備え、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を識別す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、画像処理部では、第１領域と第２領域との面積差が所定の基準面積よりも小さい場合は、２つの基準点が異なる粒状物体に属していると判定して、異なる粒状物体に属する基準点の数から粒状物体の個数を識別しており、片面に溝がある粒状物体が立っている場合は形状判定点を抽出できず、第２領域が形成されないので、粒状物体の個数を２個と誤識別することはなく、粒状物体の個数を正確に識別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、画像処理部では、２つの基準点に対応する形状判定点の間を結ぶ連結線分の少なくとも一部が塊領域の外部領域を通過する場合は、当該２つの基準点が異なる粒状物体に属していると判定して、異なる粒状物体に属する基準点の数から粒状物体の個数を識別しており、片面に溝がある粒状物体が立っている場合は形状判定点を抽出できないので、粒状物体の個数を２個と誤識別することはなく、粒状物体の個数を正確に識別することが可能になる。

請求項２の発明は粒状物体の検査方法であって、画像処理部では、第１領域と第２領域との面積差が所定の基準面積よりも小さい場合は、２つの基準点が異なる粒状物体に属していると判定して、異なる粒状物体に属する基準点の数から粒状物体の個数を識別しており、片面に溝がある粒状物体が立っている場合は形状判定点を抽出できず、第２領域が形成されないので、粒状物体の個数を２個と誤識別することはなく、粒状物体の個数を正確に識別することが可能になる。

請求項５の発明は粒状物体の検査装置であって、画像処理部では、２つの基準点に対応する形状判定点の間を結ぶ連結線分の少なくとも一部が塊領域の外部領域を通過する場合は、当該２つの基準点が異なる粒状物体に属していると判定して、異なる粒状物体に属する基準点の数から粒状物体の個数を識別しており、片面に溝がある粒状物体が立っている場合は形状判定点を抽出できないので、粒状物体の個数を２個と誤識別することはなく、粒状物体の個数を正確に識別可能な検査装置を実現できる。

請求項６の発明は粒状物体の検査装置であって、画像処理部では、第１領域と第２領域との面積差が所定の基準面積よりも小さい場合は、２つの基準点が異なる粒状物体に属していると判定して、異なる粒状物体に属する基準点の数から粒状物体の個数を識別しており、片面に溝がある粒状物体が立っている場合は形状判定点を抽出できず、第２領域が形成されないので、粒状物体の個数を２個と誤識別することはなく、粒状物体の個数を正確に識別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ことができ、図２（ｃ）の場合はその計数値が全ての参照点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（１−３０），Ｓ（２−２６），Ｓ（３−８），Ｓ（９−２５），Ｓ（１０−２１）…を形成すると、一部の連結線分（例えば線分Ｓ（３−８））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，Ｐ２６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，Ｐ５，Ｐ１５〜Ｐ４０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Ａ３を新たな対象領域とし、この対象領域Ａ３に存在する複数の参照点Ｐ６，Ｐ７…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Ｐ９を選択し、この参照点Ｐ９を新たな基準点として設定する。基準点がＰ９に決定まると、画像処理部３ではこの基準点Ｐ９から対象領域Ａ３の領域内を通して見通せる参照点Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８…を全て選択し、選択された参照点Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８…と基準点Ｐ９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する。ここで、図６（ｂ）のように片面に十字の溝が形成されている薬剤１０ａ，１０ｂが起立している場合、図４（ｂ）のように輪郭線の一部に凹みができるため、画像処理部３が上述の画像処理を行うと、基準点が２つ抽出されてしまう。したがって、基準点の個数だけから粒状物体の数を識別した場合、薬剤１０ａが立っていると２個の薬剤が存在すると誤検出される可能性があった。

そこで、本実施形態では画像処理部３が基準点の抽出を終了した後に、抽出された複数の基準点Ｐ３，Ｐ９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、複数の基準点（Ｐ３又はＰ９）の各々について、塊領域Ａ１内にある複数の参照点Ｐ１…の中から、塊領域Ａ１の領域内を通して当該基準点（Ｐ３又はＰ９）しか見通せない参照点を全て抽出し、抽出された参照点の中で塊領域Ａ１の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出する。例えば基準点Ｐ３については、基準点Ｐ３のみを見通せる参照点として、基準点Ｐ３側にある参照点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５の参照点群Ｃ１と、塊領域Ａ１の中央部を挟んで反対側にある参照点Ｐ２６，Ｐ２７，Ｐ２８の参照点群Ｃ２とが抽出されるが、画像処理部３では参照点群Ｃ２に属する参照点Ｐ２６，Ｐ２７，Ｐ２８を形状判定点として抽出する。同様に基準点Ｐ９については、この基準点Ｐ９のみを見通せる参照点として、基準点Ｐ３側にある参照点Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ１０の参照点群Ｃ３と、塊領域Ａ１の中央部を挟んで反対側にある参照点Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５の参照点群Ｃ４とが抽出されるが、画像処理部３では参照点群Ｃ４に属する参照点Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５を形状判定点として抽出する。

このようにして各基準点に対応する形状判定点が抽出されると、画像処理部３では、基準点Ｐ３に対応する形状判定点（Ｐ２６、Ｐ２７又はＰ２８）と、基準点Ｐ９に対応する形状判定点（Ｐ２３、Ｐ２４又はＰ２５）の間を結ぶ連結線分を形成する。ここで、二値画像において背景部分の画素値を０（黒）、薬剤部分の画素値を１（白）とすると、基準点Ｐ３，Ｐ９の間を結ぶ連結線分は輪郭線が括れている部分を通るために、一部が塊領域Ａ１の領域外を通ることになり、連結線分の画素値は両端（基準点Ｐ３，Ｐ９）が１で、中間部に画素値が０となる部分がある。同様に基準点Ｐ３，Ｐ９にそれぞれ対応する形状判定点の間を結ぶ連結線分（例えば線分Ｓ（２３，２８））を形成すると、２つの粒状物体１０ａ，１０ｂが重なっていたり接触している場合は、連結線分Ｓ（２３，２８）が輪郭線の括れている部分を通り、その一部が塊領域Ａ１の領域外を通過するため、連結線分の画素値は両端が１で、中間部に画素値が０となる部分がある。したがって、画像処理部３では、２つの基準点に対応する形状判定点の間を結んで連結線分を形成し、この連結線分の少なくとも一部が塊領域Ａ１の領域外を通っていれば、この２つの基準点が異なる粒状物体に属する基準点であると判断する。

一方、図４（ｂ）のように１つの薬剤１０ａが立っている場合は、画像処理部３では、上述の画像処理を行うことで２つの基準点Ｐ３，Ｐ９を抽出することができるが、個々の基準点Ｐ３，Ｐ９について形状判定点を探索しても、塊領域Ａ１の中央部を挟んで基準点Ｐ３，Ｐ９と反対側にある参照点からは基準点Ｐ３，Ｐ９を両方とも見通すことが可能なので、形状判定点を抽出することができず、形状判定点の間を結ぶ連結線分の一部が塊領域Ａ１の外側領域を通過するという判定条件が成立しなくなるので、２つの基準点Ｐ３，Ｐ９が異なる粒状物体に属していない、つまり同一の物体に属していると判断できる。而して画像処理部３では複数の基準点の各々について上記の処理を行うことで、異なる粒状物体に属する基準点を抽出することができ、検査判定部４では、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに、粒状物体の個数を識別する。

以上の動作を説明すると、画像処理部３では複数の参照点から基準点を抽出した後、抽出し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Ａ１の領域内を通して見通すことができ、且つ、塊領域Ａ１の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出しており、何れかの基準点に対応する形状判定点と、他の基準点に対応する形状判定点との間をそれぞれ結ぶ連結線分の少なくとも一部が塊領域Ａ１の領域外を通る場合は当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判断し、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を識別しているので、粒状物体が立っている場合に２つの粒状物体が存在すると誤検出することはなく、粒状物体の個数を正しく計数することが可能になる。

（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５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、抽出された基準点が異なる粒状物体に属するものか否かを判定する方法が実施形態１と異なっている。図５（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は、２つの基準点Ｐ３，Ｐ９の間を結ぶ第１連結線分Ｓａと塊領域Ａ１の輪郭線とで囲まれる第１領域Ｄａの面積と、基準点Ｐ３，Ｐ９にそれぞれ対応する形状判定点Ｐ２８，Ｐ２３の間を結ぶ第２連結線分Ｓｂと塊領域Ａ１の輪郭線とで囲まれる第２領域Ｄｂの面積とは略等しくなる。一方、図４（ｂ）のように片面のみに溝が形成された粒状物体１０ａが立っている場合、第１連結線分Ｓａと輪郭線とで囲まれる第１領域Ｄａは存在するが、第２領域Ｄｂは存在しなくなる。したがって、画像処理部３では、第１領域Ｄａの面積と第２領域Ｄｂの面積と比較し、両者の差が所定の基準面積よりも小さいか否かで２つの基準点が異なる粒状物体に属しているか否かを判定することができる。

すなわち画像処理部３では、実施形態１で説明したように複数の参照点の中から基準点を抽出して、個々の基準点について形状判定点を抽出した後、何れかの基準点と他の１つの基準点（図５（ａ）の例では基準点Ｐ３及びＰ９）との間を結ぶ第１の連結線分Ｓａと塊領域Ａ１の輪郭線とで囲まれる第１領域Ｄａと、当該２つの基準点Ｐ３，Ｐ９に対応する形状判定点Ｐ２８，Ｐ２３の間を結ぶ第２連結線分Ｓｂと塊領域Ａ１の輪郭線とで囲まれる第２領域Ｄｂとを求め、第１領域Ｄａと第２領域Ｄｂとの面積差が所定の基準面積よりも小さい場合は２つの基準点Ｐ３，Ｐ９が異なる粒状物体に属すると判定する。そして、複数の基準点の内の任意の２つの基準点について異なる粒状物体に属するか否かの判定を終えると、検査判定部４では、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を求めており、粒状物体が立っている場合に個数の誤検出が発生するのを防止できる。

ところで本実施形態では画像処理部３が、第１領域Ｄａと第２領域Ｄｂの面積差から２つの基準点が異なる粒状物体に属しているか否かを判定しているが、領域Ｄａ，Ｄｂの面積を演算するのに比較的長い時間を要する。ここで、図５（ｂ）に示すように第１領域Ｄａを囲む輪郭線上の点から第１連結線分Ｓａに垂線を下ろして、第１連結線分Ｓａと輪郭線上の点との最大距離Ｅ１を求めるとともに、第２領域Ｄｂを囲む輪郭線上の点から第２連結線分Ｓｂに垂線を下ろして、第２連結線分Ｓｂと輪郭線上の点との最大距離Ｅ２を求めると、２個の粒状物体１０ａ，１０ｂが重なっている場合は最大距離Ｅ１，Ｅ２が略等しくなる。一方、図４（ｂ）のように片面のみに溝が形成された粒状物体１０ａが立っている場合、第１連結線分Ｓａと輪郭線とで囲まれる第１領域Ｄａは存在するが、第２領域Ｄｂは存在しなくなる。したがって、画像処理部３では、最大距離Ｅ１，Ｅ２を比較し、両者の距離差が所定の基準距離よりも短いか否かで２つの基準点が異なる粒状物体に属しているか否かを判定することができる。

すなわち画像処理部３では、実施形態１で説明したように複数の参照点の中から基準点を抽出して、個々の基準点について形状判定点を抽出した後、何れかの基準点と他の１つの基準点（図５（ｂ）の例では基準点Ｐ３及びＰ９）との間を結ぶ第１の連結線分Ｓａと塊領域Ａ１の輪郭線とで囲まれる第１領域Ｄａと、当該２つの基準点Ｐ３，Ｐ９に対応する形状判定点Ｐ２８，Ｐ２３の間を結ぶ第２連結線分Ｓｂと塊領域Ａ１の輪郭線とで囲まれる第２領域Ｄｂとを求め、第１領域Ｄａを囲む輪郭線上の点と第１連結線分Ｓａとの間の最大距離Ｅ１、および、第２領域Ｄｂを囲む輪郭線上の点と第２連結線分Ｓｂとの間の最大距離Ｅ２の間の距離差を求め、この距離差が所定の基準距離よりも短ければ当該２つの基準点Ｐ３，Ｐ９が異なる粒状物体に属すると判断する。そして、複数の基準点の内の任意の２つの基準点について異なる粒状物体に属するか否かの判定を終えると、検査判定部４では、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を求めており、粒状物体が立っている場合に個数の誤検出が発生するのを防止でき、また面積値を求める場合に比べて演算時間を短縮できるという利点もある。

なお本実施形態では各基準点Ｐ３，Ｐ９についてそれぞれ複数の形状判定点が抽出されており、全ての形状判定点を用いて第２連結線分を形成し、それぞれ第２領域Ｄｂの面積値や輪郭線との最大距離Ｅ２を求めて、上述の判定処理を行っても良いが、判定処理を複数回行うために演算処理に要する時間が長くなる。したがって、画像処理部３では各基準点Ｐ３，Ｐ９について抽出された複数の形状判定点の内、基準点Ｐ３，Ｐ９との距離値が最大となる形状判定点のみを用いて第２連結線分を形成し、以後の判定処理を行うのが好ましく、判定処理に必要な演算時間を短縮することができる。

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。 （ａ）（ｂ）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 (6)

1. 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た後、
   前記画像処理部が、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すことができ、且つ、前記塊領域の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出し、何れかの基準点に対応する形状判定点と、他の基準点に対応する形状判定点との間をそれぞれ結ぶ連結線分の少なくとも一部が前記塊領域の領域外を通る場合は当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定し、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を識別することを特徴とする粒状物体の検査方法。
2. 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た後、
   前記画像処理部が、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すことができ、且つ、前記塊領域の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出し、何れかの基準点と他の１つの基準点との間を結ぶ第１連結線分と前記輪郭線とで囲まれる第１領域と、当該２つの基準点に対応する形状判定点の間を結ぶ第２連結線分と前記輪郭線とで囲まれる第２領域との面積差が所定の基準面積よりも小さい場合は当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定し、異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を識別することを特徴とする粒状物体の検査方法。
3. 前記画像処理部では、前記第１領域と前記第２領域との面積差を求める代わりに、前記第１領域を囲む輪郭線上の点と前記第１連結線分との間の最大距離と、前記第２領域を囲む輪郭線上の点と前記第２連結線分との間の最大距離との距離差を求め、この距離差が所定の基準距離よりも短ければ当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定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。
4. 前記画像処理部では、前記各基準点について前記形状判定点が複数抽出された場合、複数の形状判定点の中から対応する基準点との距離が最も長い形状判定点を選択し、選択された形状判定点を用いて前記第２連結線分を形成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。
5. 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、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すことができ、且つ、前記塊領域の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出する機能と、何れかの基準点に対応する形状判定点と他の基準点に対応する形状判定点との間をそれぞれ結ぶ連結線分の少なくとも一部が前記塊領域の領域外を通る場合は当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定する機能とを備え、
   異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を識別する手段を設けたことを特徴とする粒状物体の検査装置。
6. 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、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すことができ、且つ、前記塊領域の中央部を挟んで当該基準点と反対側にある参照点を形状判定点として抽出する機能と、何れかの基準点と他の１つの基準点との間を結ぶ第１連結線分と前記輪郭線とで囲まれる第１領域と、当該２つの基準点に対応する形状判定点の間を結ぶ第２連結線分と前記輪郭線とで囲まれる第２領域との面積差が所定の基準面積よりも小さい場合は当該２つの基準点が異なる粒状物体に属すると判定する機能とを備え、
   異なる粒状物体に属する基準点の数をもとに粒状物体の個数を識別する手段を設けたことを特徴とする粒状物体の検査装置。
   

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