JP4847390B2

JP4847390B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP4847390B2
Application number: JP2007118602A
Authority: JP
Inventors: 翼湯口
Original assignee: オプテックスエフエー株式会社
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2027-04-27
Also published as: JP2008276466A

Description

本発明は、搬送される製品を撮像素子で撮影し、製品の撮像データを画像処理する画像処理装置に関する。

図１に示すように、従来から、搬送コンベアのような搬送機構Ｃで多数の製品Ｐを次々に移動させながら、同期センサＳで製品Ｐを検知し、この検知信号の入力を撮影タイミングとして、イメージセンサのような撮像素子（撮像カメラ）１で撮像した製品Ｐの撮像データを画像処理して、例えば製品Ｐの良否を判定する画像処理装置が知られている。

ところで、撮影時における外乱光や、蛍光灯の点滅、照明装置を用いた場合における該装置の経年変化などで、撮影時に製品Ｐに対する明るさが変動した場合、製品Ｐの検査結果が乱れて、本来の画像処理結果が得られないという問題があった。

このため、従来から、明るさの変動に応じて撮像カメラのシャッター速度を可変することが知られており、従来技術として、撮像信号の輝度レベルを検出し、この検出結果に応じてシャッター速度を可変させることが知られている（例えば、特許文献１）。また、映像信号のレベルを検出して、そのレベルが一定範囲外のときシャッター速度を可変させて、一定範囲内とする制御を行うことも知られている（例えば、特許文献２）、その一方、撮像素子でワークごとに複数回連続して撮影して、ワークのブレによる画像処理測定値のバラツキを内部で統計処理することも知られている（例えば、特許文献３）。
特開２００２−１３５６５０号公報特開平８−１６８０２７号公報特開２００４−１４５５０４号公報

しかし、特許文献１、２の撮像信号のレベルを検出するレベル検出回路では、画像の平均輝度が出力されるため、部分的に輝度が変わる、つまり製品が例えば表面にしわのあるシート状であると、しわの状態によって正反射光が入ったり入らなかったりするため、目的の部分の輝度情報を正確に得ることができない。

また、特許文献３では、単に所定のインターバルで所定回数撮像するだけなので、外乱光などで撮影時の明るさが変動した場合に対応できない。

本発明は、前記の問題点を解決して、撮影時の明るさの変動に対応して、容易に正常な画像を得ることができる画像処理装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、搬送される製品を撮像素子で撮影し、製品の撮像データを画像処理するものであって、製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮像素子に撮影させる撮影制御部を備え、前記撮影制御部は、撮像素子の各撮影ごとに複数の相異なる時間幅のシャッター時間を含む撮影設定値を予め記憶する設定値記憶手段と、製品を撮影する撮影タイミングおよび記憶された前記相異なる時間幅のシャッター時間を指定する撮影条件指定手段と、を有して、指定された撮影タイミングおよび前記相異なる時間幅のシャッター時間で、撮像素子が製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮影した後に、複数の画像処理を一括して連続して行うように制御する。

この構成によれば、指定された撮影タイミングおよび複数の相異なる時間幅のシャッター時間で、つまりシャッター時間をそれぞれ可変させて、複数回連続して撮像素子が製品を撮影するので、シャッター時間をそれぞれ可変させて撮影された複数の画像の中から、撮影時に外乱光などの明るさの変動や製品の変化の影響を受けない本来の正常な画像に近い画像が容易に得られ、撮影時における外乱光などの明るさの変動に対応できる。

好ましくは、前記設定値記憶手段は、前記シャッター時間の基準となる基準シャッター時間を記憶する基準シャッター時間部と、基準シャッター時間に付与する時間増減分を記憶する時間増減部と、連続撮影回数を記憶する連続撮影回数部とを有する。したがって、複数のシャッター時間を容易に記憶できる。

好ましくは、前記撮影条件指定手段の指定する撮影タイミングが、同期センサから製品の検知信号が入力するタイミングである。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図である。本装置は、搬送される製品Ｐを撮影するイメージセンサのような撮像素子（撮像カメラ）１と、撮像素子１で撮像した撮像データを記憶する複数（１〜ｎ枚用）の画像メモリ２と、製品Ｐの撮像データを画像処理する画像処理部３と、画像処理結果を出力する処理結果出力部４と、搬送される製品Ｐを検知した同期センサＳ（図１）の検知信号が入力する同期入力部８とを備えている。

製品Ｐは、ケースに収納された食品であり、製品Ｐの検査対象部位は、その食品の賞味期限や製造場所、製造時刻等の文字がケースに印字された製品ラベルであり、本装置により製品ラベル内の賞味期限等の文字や製品ラベルの位置ずれなどを検出して製品Ｐの良否を判定する。また、本装置により、製品Ｐの長さを計測して、計測データの平均値を得るようにしてもよい。

本装置は、撮像素子１に製品Ｐごとにそれぞれ複数回連続して相異なる撮影設定値で撮影させる撮影制御部５を備えている。この撮影制御部５は、撮像素子１の各撮影ごとに複数の相異なる時間幅のシャッター時間を含む撮影設定値を予め記憶する設定値記憶手段（設定値メモリ）６と、製品Ｐを撮影する撮影タイミングおよび記憶された前記相異なる時間幅のシャッター時間を指定する撮影条件指定手段７とを有して、指定された撮影タイミングおよび前記相異なる時間幅のシャッター時間で、撮像素子１が製品Ｐごとにそれぞれ複数回連続して撮影するように制御する。

前記設定値メモリ６は、前記シャッター時間の基準となる基準シャッター時間を記憶する基準シャッター時間部１１と、基準シャッター時間に付与する時間増減分を記憶する時間増減部１２と、連続撮影回数を記憶する連続撮影回数部１３とを有する。

前記撮影条件指定手段７で指定される撮影タイミングは、搬送される製品Ｐを検知した同期センサＳ（図１）の検知信号が入力する同期入力部８からの同期入力に基づいて指定される。

上記構成の本装置における画像処理動作の一例を、図３のタイムチャートに基づいて説明する。
設定値メモリ６における連続撮影回数部１３の連続撮影回数は例えば５回に設定されている。基準シャッター時間部１１の基準シャッター時間はＳ０、シャッター時間増減部１２のシャッター時間増減分はα、２αに設定されている。例えば、基準シャッター時間Ｓ０に対してシャッター時間増減分αは５〜１０％に設定される。複数のシャッター時間は、それぞれ時間幅の相異なるＳ０、Ｓ１（Ｓ０＋α）、Ｓ２（Ｓ０−α）、Ｓ３（Ｓ０＋２α）、Ｓ４（Ｓ０−２α）の５つに設定される。このシャッター時間Ｓ０〜Ｓ４は、それぞれ撮像素子１の露光０〜４に対応する。

図３ａでは、撮像素子１は、同期センサＳによる製品Ｐの検知により（図１）、同期入力部８からの同期入力に基づく撮影タイミングで撮影を開始する。撮像素子１は、この撮影タイミングで、１つの製品Ｐを５回連続して撮影する。

まず、図３ｂ、ｃではシャッター時間Ｓ０（露光０）で製品Ｐを撮影する。この撮影画像が画像メモリ２の１枚目用へ転送され、図３ｄでは画像処理部３にて画像処理０が行われる。次に、図３ｂ、ｃではシャッター時間Ｓ１（露光１）で該製品Ｐを撮影する。この撮影画像が画像メモリ２の２枚目用へ転送され、図３ｄでは画像処理部３にて画像処理１が行われる。以下、同様に、シャッター時間Ｓ２（露光２）、シャッター時間Ｓ３（露光３）シャッター時間Ｓ４（露光４）で該製品Ｐを撮影し、これらの撮影画像が画像メモリ２の３〜５枚目用へ転送され、図３ｄでは画像処理部３にて画像処理２、３、４が行われる。図３ｄのように、上記画像処理０〜４は撮影画像の転送後、一括して連続して行われる。
図３ｅでは、処理結果出力部４から、画像処理０〜４の処理結果が出力される。

撮影時に、外乱光が入ってきて明るさが変動した場合、例えば、シャッター時間Ｓ２（露光２）の撮影画像が、本来の正常な画像に近くなる。

こうして、本発明では、指定された撮影タイミングおよび複数の相異なる時間幅のシャッター時間で、つまりシャッター時間をそれぞれ可変させて、複数回連続して撮像素子１が製品Ｐを撮影するので、シャッター時間をそれぞれ可変させて撮影された複数の画像の中から、撮影時に外乱光などの明るさの変動の影響を受けない本来の正常な画像に近い画像が容易に得られ、撮影時における外乱光などの明るさの変動に対応できる。

なお、この実施形態では、撮影条件指定手段７の指定する撮影タイミングが、同期センサＳから製品Ｐの検知信号が入力するタイミングとしているが、これに限定するものではなく、各種の同期入力手段を採用することができる。

撮像素子、搬送コンベアおよび同期センサを備えた画像処理装置の構成図である。本発明の一実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図である。図２の画像処理装置の動作を示すタイムチャート図である。

符号の説明

１：撮像素子
３：画像処理部
５：撮影制御部
６：設定値記憶手段（設定値メモリ）
７：撮影条件指定手段
８：同期入力部
１１：基準シャッター時間部
１２：シャッター時間増減部
１３：連続撮影回数部
Ｐ：製品
Ｓ：同期センサ

Claims

搬送される製品を撮像素子で撮影し、製品の撮像データを画像処理する画像処理装置であって、
製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮像素子に撮影させる撮影制御部を備え、
前記撮影制御部は、
撮像素子の各撮影ごとに複数の相異なる時間幅のシャッター時間を含む撮影設定値を予め記憶する設定値記憶手段と、
製品を撮影する撮影タイミングおよび記憶された前記相異なる時間幅のシャッター時間を指定する撮影条件指定手段と、を有して、
指定された撮影タイミングおよび前記相異なる時間幅のシャッター時間で、撮像素子が製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮影した後に、複数の画像処理を一括して連続して行うように制御する、画像処理装置。
請求項１において、
前記設定値記憶手段は、前記シャッター時間の基準となる基準シャッター時間を記憶する基準シャッター時間部と、基準シャッター時間に付与する時間増減分を記憶する時間増減部と、連続撮影回数を記憶する連続撮影回数部とを有する、画像処理装置。
請求項１において、
前記撮影条件指定手段の指定する撮影タイミングが、同期センサから製品の検知信号が入力するタイミングである、画像処理装置。