JP6126230B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、光を照射することにより、袋等に収容された物品の個数を検査する検査装置に関する。

この種の検査装置は、容器内に収容された物品の割れ欠け検査、内容物への異物混入検査、インスタント食品等のように、容器内に同封されたスープや具材の欠品検査等に広く使用され、最近では、内容物の収容個数検査にも使用されている。例えば、下記特許文献１の検査装置では、クッキー又はビスケット等が容器内に一列に整列収容されたものを検査対象としている。この検査装置では、Ｘ線透過画像から内容物の領域を抽出し、その抽出領域から内容物の整列方向と直交する方向の凸部、すなわち、クッキー等の周縁で形成される凸部を抽出して、その凸部の数から内容物の個数を計数している。

また、下記特許文献２の検査装置では、一層状態で箱詰めにされた、互いに接する複数個の物品をＸ線透過画像上で個々の物品に分離し、分離された物品の個数に基づいて物品の収容個数をカウントしている。

特開２０１２−２４２２８９号公報 特開２００５−０３１０６９号公報

ところが、例えば、複数本のソーセージが巾着袋に無造作に収容された商品、又は、複数個の同一形状の固形スープが自立型の袋にランダムに収容された商品では、Ｘ線透過画像において各物品が折り重なって映るため、個々の物品の輪郭が特定できなくなる。そのため、上記特許文献に記載されたＸ線検査装置では、このようなランダムに折り重なった物品の収容個数は、計数できないという問題があった。

本発明は、所定形状の物品が袋の中で折り重なって収容されている商品であっても、その収容個数を計数することのできる検査装置を提供することを課題とする。

本発明の一側面に係る検査装置は、所定形状の複数の物品が収容された商品に光を照射し、商品を透過した光から得られる透過画像に基づいて物品の個数を検査する検査装置であって、透過画像の濃淡情報に基づいて物品の総質量を推定し、推定された総質量を物品１個あたりの質量で除することにより物品の総数を算出する個数算出部を備える。

この構成の検査装置によれば、所定形状の物品が袋の中で折り重なって収容されている商品であっても、透過画像の濃淡情報に基づいて物品の総質量を推定できるので、その収容個数を計数することができる。

一実施形態において、透過画像から物品領域を特定する領域特定部を更に備え、領域特定部によって複数の物品領域が特定された場合、個数算出部は、複数の物品領域ごとに物品の個数を算出し、複数の物品領域ごとに算出した物品の個数を加算してもよい。

物品１個の質量にばらつきがあると、被除数となる合計推定質量が小さいほど物品の個数を換算する精度が良くなるという傾向がある。この構成の検査装置によれば、特定された物品領域が複数ある場合は、物品領域ごとに物品の個数を算出してその個数を加算するので、物品１個の質量にばらつきがある場合でも、物品の個数の推定精度を高めることができる。

一実施形態において、領域特定部が、少なくとも２つの物品が存在する物品領域を特定すると、物品領域を物品ごとの領域に分離し、分離した領域の数を数えることにより物品領域に存在する物品の個数を特定してもよい。

少なくとも２個の物品が存在すると認められる物品領域では、その領域の濃淡情報に基づいて質量を推定するよりも、その物品領域を物品ごとの領域に分離する方が、当該物品領域に存在する物品の数を推定する処理が簡単になる場合がある。この構成の検査装置によれば、物品領域に存在する数を推定するにあたり、制御部に負荷がかかりにくい処理方法を選択することが可能になる。このため、個数検査の処理速度を向上させることができる。

一実施形態において、物品の１個あたりの質量を記憶する記憶部を更に備え、領域特定部が、1つの物品のみが存在する物品領域を特定した場合、個数算出部は、特定された物品領域の濃淡情報に基づいて物品の質量を推定し、記憶部に記憶されている1個あたりの質量を推定された質量に更新してもよい。

この構成の検査装置によれば、透過画像の中に物品が１つだけ存在する物品領域が有る場合には、この透過画像から物品１個の質量を推定し、これまで使用していた物品１個あたりの質量を推定された質量に更新することができる。これにより、物品の質量がロット毎に上下することがあっても、物品１個あたりの質量を適切に設定することできるので、物品の個数の算出精度を向上させることができる。

本発明によれば、容器内に所定形状の複数個の物品が無造作に収容された商品であっても、収容された物品の個数を精度よく算出することができる。

図１は、Ｘ線透過画像の一例を示す図である。 図２は、図１のＸ線透過画像を二値化した画像である。 図３は、図２の二値化画像から領域Ｒ２、Ｒ３を切り出した図である。 図４は、図３の二値化画像から物品の重複部分を切り出して反転させた図である。 図５は、図４の重複部分を図３の二値化画像に重ねた図である。 図６は、第１実施形態に係るＸ線検査装置の一実施形態の概略構成図である。 図７は、図６のＸ線検査装置の機能構成を示すブロック図である。 図８は、変換テーブルの一例を示す図である。 図９は、図６のＸ線検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、第２実施形態に係る近赤外線検査装置の一実施形態の概略構成図である。 図１１は、図１０の近赤外線検査装置の機能構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して一実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

（第１実施形態）
図６は、第１実施形態に係るＸ線検査装置（検査装置）の概略構成図である。図６に示されるように、Ｘ線検査装置１の入口側には、搬入コンベア１０が接続され、出口側には、搬出コンベア２０が接続されている。上流から搬送されてきた商品Ｂは、搬入コンベア１０を介してＸ線検査装置１に搬入される。商品Ｂは、Ｘ線検査装置１において、収容個数の検査や、異物混入検査、欠品検査、割れ欠け検査等が行われる。商品Ｂは、Ｘ線検査装置１での各種検査の後、搬出コンベア２０へ送り出される。送り出された商品Ｂは、下流の振分装置３０（図７参照）を介して梱包ラインへ搬送される。Ｘ線検査装置１において実施された検査結果は、振分装置３０に送信されて、不良品は、ライン外へ、正常品は、そのまま梱包ラインへと搬送される。

Ｘ線検査装置１は、Ｘ線（光）を遮蔽するシールドボックス２と、シールドボックス２の出入口間に架け渡された搬送コンベア３と、搬送される商品ＢにＸ線を照射するＸ線照射部４と、照射されたＸ線を検出するラインセンサ５と、操作画面を操作して運転条件や検査条件の設定、さらには、検査に必要な種々の設定項目を入力するタッチパネル６と、これらを制御する後述の制御部７と、シールドボックス２を含む装置全体を支持する支持脚８と、を備えている。

搬送コンベア３は、シールドボックス２の入口と出口との間に架け渡されたベルトコンベアである。搬送コンベア３は、予め設定された設定速度で商品Ｂを搬送する。シールドボックス２の入口と出口には、シールドボックス２からＸ線の漏洩を防止する図示しない遮蔽暖簾が設けられている。

Ｘ線照射部４は、シールドボックス２内に格納された図示しないＸ線管と、Ｘ線管から照射されるＸ線を商品Ｂの搬送方向Ｆと直交する方向に扇状に広げる、図示しないコリメータとを有している。Ｘ線照射部４からラインセンサ５に向けて照射されたＸ線は、商品Ｂと搬送コンベア３のベルトとを透過してラインセンサ５に入力される。

ラインセンサ５は、商品Ｂの搬送方向Ｆと直交する方向に直線状に配列された複数のフォトダイオードと、複数のフォトダイオードの上に重ねられた複数のシンチレータと、を有している。商品Ｂを透過したＸ線は、各シンチレータで光に変換される。各シンチレータで光に変換された光は、各フォトダイオードで電気信号に変換されて、Ｘ線透過信号として出力される。こうして出力されたＸ線透過信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル量に変換されて、後述する個数算出部１１ｂに順次入力される。

タッチパネル６は、フルドット表示の液晶ディスプレイに表示される設定画面を操作することにより、Ｘ線検査装置１の起動、停止、必要な運転条件及び検査条件の設定、推定質量を最適化するための操作等ができるようになっている。また、運転開始前の初期画面では、搬送コンベア３の速度及びＸ線照射部４のＸ線強度等が設定可能である。運転開始後の画面では、例えば、Ｘ線透過画像（透過画像）を処理するときの検出感度、質量推定機能を実行させるためのＸ線出力及び暗部強調の設定、検査対象商品の濃淡レベルと推定質量との対応関係を最適化させるための操作、物品１個あたりの実質量の設定、及び物品１個の平面サイズが設定できるようになっている。

図７に示される制御部７は、コンピュータとして構成され、搬送コンベア３、Ｘ線照射部４、ラインセンサ５、及びタッチパネル６に接続されると共に、搬送コンベア３、Ｘ線照射部４、ラインセンサ５、及びタッチパネル６を制御可能に構成されている。制御部７は、振分装置３０にも接続されて、Ｘ線検査装置１における検査結果を振分装置３０に送信可能に構成されている。

制御部７は、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３と、大容量のＣＦ（コンパクトフラッシュ(登録商標)）（記憶部）１４と、記憶メディア挿入用のドライブ１５と、を備えている。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ＣＦ１４と、及びドライブ１５は、アドレスバス及びデータバスを介して相互に接続されている。

ＲＯＭ１２には、異物混入検査、欠品検査、及び割れ欠け検査等の標準的な検査プログラムが格納されている。ＣＦ１４には、個数を検査する各種プログラムが格納されている。ＣＦ１４には、例えば、後述する画像処理プログラム、図８に示すような変換テーブルを実質量に基づいて最適化する最適化プログラム、及び、その変換テーブルを使用して物品の質量を推定し、推定した質量と物品１個あたりの質量とから物品の個数を求める質量推定プログラム等が格納されている。ＣＦ１４には、図８に示されるような変換テーブルと、物品１個あたりの実質量と、Ｘ線透過画像において物品１個が占める画素数とが記憶されている。

図７に示される領域特定部１１ａと個数算出部１１ｂは、ＣＰＵ１１が各種プログラムを実行することによって実現される機能を示している。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２及び／又はＣＦ１４から各種プログラムを読み出して、異物混入検査、欠品検査、割れ欠け検査等を実行する。それらの検査は従来と変わらないので説明を省略し、ここでは、領域特定部１１ａと個数算出部１１ｂとが行う物品の個数検査について詳述する。

領域特定部１１ａは、ＣＦ１４から読み出した画像処理プログラムを実行することにより、ラインセンサ５から出力されたＸ線透過信号をＲＡＭ１３上に展開して、二次元のＸ線透過画像を形成する。次に、領域特定部１１ａは、Ｘ線透過画像にマスク処理を施して、図１に示されるような収納容器に対応する画像を消去したＸ線透過画像を形成する。続いて、領域特定部１１ａは、そのＸ線透過画像を所定の閾値で二値化して、図２に示される二値化された画像を形成する。

領域特定部１１ａは、この二値化された画像にラベリング処理を施して、図２に示すような、Ｘ線透過画像において物品が写り込んだ領域Ｒ１〜Ｒ４を物品領域として特定する。領域特定部１１ａは、物品１個が占める画素数と各領域Ｒ１〜Ｒ４を構成する画素数とを比較する。第１実施形態では、領域特定部１１ａは、領域Ｒ１を３個以上の物品が存在する物品領域として、領域Ｒ２及び領域Ｒ３を２個の物品が存在する物品領域として、領域Ｒ４を１個の物品が存在する物品領域として、それぞれ特定する。物品１個が占める画素数は、タッチパネル６から事前に入力された平面サイズに基づいて、Ｘ線透過画像上の画素数として計算されている。計算された物品１個が占める画素数は、ＣＦ１４に記憶されている。

続いて、領域特定部１１ａは、２個の物品が存在する領域Ｒ２及び領域Ｒ３のそれぞれについて、1つの物品が存在する物品領域ごとに分離する。すなわち、領域特定部１１ａは、２個の物品が存在する１つの物品領域を、１つの物品ごとに２つの物品領域に分離する。更に、領域特定部１１ａは、分離された物品領域を構成する画素数に基づいて、分離された物品領域が物品１個が占める画素数によって構成されているか否かを確認する。具体的には、図１に示されるＸ線透過画像を二値化する際の閾値を、物品１個の厚さ相当の濃淡レベルより暗い濃淡レベルに設定する。これにより、図４に示されるような重複部分Ｒ２０、Ｒ３０のみの画像を得ることができる。なお、図４では、重複部分Ｒ２０、Ｒ３０を白黒反転させている。

次に、領域特定部１１ａは、白黒反転させた重複部分Ｒ２０、Ｒ３０を図３に示される二値化された画像に重ねて、図５に示される重複部分Ｒ２０、Ｒ３０の消去された画像を形成する。続いて、領域特定部１１ａは、領域Ｒ２に対し、物品が占める黒色の領域Ｒ２１及び領域Ｒ２２に重複部分Ｒ２０をそれぞれ加えて、重複部分Ｒ２０と領域Ｒ２１との画素数の和、並びに、重複部分Ｒ２０と領域Ｒ２２との画素数の和が、それぞれ物品１個が占める画素数に相当するか否かを確認する。領域特定部１１ａは、領域Ｒ３に対しても、同様に黒色の領域Ｒ３１及び領域Ｒ３２に重複部分Ｒ３０をそれぞれ加えて、重複部分Ｒ３０と領域Ｒ３１との画素数の和、並びに、重複部分Ｒ３０と領域Ｒ３２との画素数の和が、それぞれ物品１個が占める画素数に相当するか否かを確認する。何れも物品１個が占める画素数として確認されれば、領域特定部１１ａは、領域Ｒ２及びＲ３には、それぞれ２個の物品が存在すると特定する。

こうした処理が終了すると、ＣＰＵ１１は、質量推定プログラムを実行して、個数算出部１１ｂを機能させる。個数算出部１１ｂは、Ｘ線透過画像における領域Ｒ１の濃淡情報に基づいて、領域Ｒ１の存在する複数の物品の全質量を推定する。すなわち、個数算出部１１ｂは、複数の物品が存在する領域Ｒ１に対し、領域Ｒ１を構成する各画素の濃淡レベルに対応する推定質量を図８に示される変換テーブルから読み出し、読み出した各画素の推定質量を加算して領域Ｒ１に存在する物品全体の推定質量を算出する。続いて、個数算出部１１ｂは、算出した推定質量を物品１個あたりの質量で除して、領域Ｒ１に属する物品の総数を算出する。

また、個数算出部１１ｂは、領域特定部１１ａによって特定された物品領域が、３個以上の物品が存在する物品領域ばかりである場合は、各物品領域の濃淡情報に基づいて推定質量を算出する。次に、個数算出部１１ｂは、その推定質量を物品１個あたりの質量で除して各物品領域に存在する物品の個数を算出してから、それらを加算して全物品の個数（商品Ｂとして収容される物品の総数）を算出する。また、領域特定部１１ａによって特定された物品領域が、１個の物品のみが存在する物品領域ばかりであれば、各物品領域の数をカウントすることによって全物品の個数を求める。

物品１個あたりの質量は、質量計で実際に求めた実質量をタッチパネル６から入力した値であっても良いし、このＸ線検査装置１を使って事前に求めた値であっても良い。こうして設定された質量は、製造ロットによって変動することがあるので、個数算出部１１ｂは、１個の物品のみが存在する物品領域が特定されれば、その物品領域の濃淡情報に基づいて推定される推定質量を、物品１個あたりの質量として用いてもよい。あるいは、１個の物品のみが存在する物品領域から推定した推定質量と、それまで使ってきた物品１個あたりの質量との偏差が許容限度を超えるようであれば、これまで使用してきた物品１個あたりの質量を新たに求めた推定質量に更新してもよい。

次に、第１実施形態のＸ線検査装置１における動作を図９のフローチャートに基づいて説明する。

Ｘ線検査装置１では、検査対象商品Ｂに収容されている物品の質量を推定するために、下記の初期設定が行われる。すなわち、Ｘ線検査装置１において商品Ｂが複数回、好ましくは、１０回以上撮像され、商品Ｂのあらゆる濃淡レベルのＸ線透過画像、すなわち、物品のあらゆる状態におけるＸ線透過画像が取得される。

そこで、Ｘ線検査装置１を稼働させる場合には、まず、Ｘ線検査装置１を、推定質量の学習モードに切り替えて、商品Ｂを少なくとも１０回撮像する。その際、容器内に収容された物品が複雑に折り重なったり平らになったりするように、収納容器の向き及び／又は角度を毎回変えながら、商品Ｂを搬送コンベア３に送り込んで撮像する。Ｘ線検査装置１は、各回のＸ線透過画像を記憶し、それらの画像はタッチパネル６に表示される（ステップＳ１）。

続いて、商品Ｂの実質量（重量）がタッチパネル６から入力され、タッチパネル６に表示されたスタートキーが押されると、最適化プログラムが実行される。これにより、各回のＸ線透過画像を構成する各画素における濃淡レベルと、前述の数式（１）とを使って仮の変換テーブルが作成される。次に、変換テーブルと、先に撮像された各回のＸ線透過画像の濃淡情報とに基づいて商品Ｂの推定質量が推定される。次に、推定された推定質量と実質量との偏差に基づいて、仮の変換テーブルが濃淡レベルごとに調整されて最適化が行われる。こうして、最適化が終了すると、推定質量と実質量との偏差が、ほぼ数パーセント以内に収まった状態となる（ステップＳ２）。

検査対象商品Ｂ専用の変換テーブルが出来上がり、物品１個あたりの質量（重量）と物品１個のサイズとがタッチパネル６から入力されると（ステップＳ３）と、物品１個あたりの質量がＣＦ１４に記憶され、サイズに対応する画素数も計算されて同時にＣＦ１４に記憶される。

以上の準備が整うと、Ｘ線検査装置１を通常モードに切り替えて運転を開始する。各コンベア３、１０、２０が駆動されて、商品ＢがＸ線検査装置１に順次送り込まれると、ラインセンサ５からの出力が制御部７に順次取り込まれてＲＡＭ１３上で二次元のＸ線透過画像が形成され、同時に形成されたＸ線透過画像がタッチパネル６に表示されるようになる。ＲＡＭ１３上に形成されるＸ線透過画像の濃淡レベルが大きく変化すると、その時点より少し前の時点からのＸ線透過画像がワーキングエリアに取り込まれ、濃淡レベルが大きく変化した後、その濃淡レベルが変化しなくなると、制御部7は、商品Ｂがラインセンサ５を通過したと判断して、その時点までのＸ線透過画像を処理対象として特定する（ステップＳ４）。続いて、処理対象とされたＸ線透過画像にマスク処理が施され、袋等の収納容器が写り込んだ部分（物品以外が写りこんだ部分）がＸ線透過画像から消去される。

次に、領域特定部１１ａは、Ｘ線透過画像を二値化した後、二値化されたＸ線透過画像にラベリング処理を施して、図２に示すような、物品が写り込んだ領域Ｒ１〜Ｒ４を特定する（ステップＳ５、Ｓ６）。次に、領域特定部１１ａは、物品１個が占める画素数と各領域Ｒ１〜Ｒ４の画素数とを比較して、各領域Ｒ１〜Ｒ４がいくつの物品からなる領域であるかを特定する。第１実施形態では、領域特定部１１ａは、物品１個が占める画素数と各領域Ｒ１〜Ｒ４の画素数とを比較して、領域Ｒ１を３個以上の物品が折り重なった物品領域として、領域Ｒ２、Ｒ３を２個の物品が上下に重なった物品領域として、領域Ｒ４を１個の物品のみが存在する物品領域として、それぞれ特定する。次に、領域特定部１１ａは、領域Ｒ２及び領域Ｒ３のそれぞれに対し、領域Ｒ２及び領域Ｒ３にそれぞれ属する物品ごとに領域を分離する。次に、領域特定部１１ａは、分離した画像における画素数と物品１個が占める画素数とを比較することにより、分離した画像における物品の数が１個であることを確認する（ステップＳ７）。

なお、図２に示すＸ線透過画像における物品領域の分布は、一例であって、毎回、物品の配列や重なりは異なってくる。例えば、商品として収容されている全ての物品が折り重なっていれば、物品領域は1つとなるし、２グループに分かれていれば、物品領域は２つとなる。

こうして各領域Ｒ１〜Ｒ４が特定されると、個数算出部１１ｂは、各物品領域の特性に応じた処理を行う。すなわち、個数算出部１１ｂは、領域Ｒ１（複数の物品が写りこんでいる領域）に対しては、領域Ｒ１に属する各画素の濃淡レベルに対応する推定質量を図８の変換テーブルから読み出し、読み出した各画素の推定質量を加算して領域Ｒ１全体の推定質量を算出する（ステップＳ８）。次に、個数算出部１１ｂは、算出した推定質量を物品１個あたりの質量で除して、領域Ｒ１に属する物品の個数を算出する（ステップＳ９）。次に、個数算出部１１ｂは、ステップＳ９において算出した個数に、ステップＳ７において特定された領域Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の物品の個数を加算して、商品Ｂとして収容されている物品の総数を算出する（ステップＳ１０）。

特定された物品領域が一つだけの場合は、特定された物品領域の濃淡情報に基づいて全質量を推定した後、物品１個あたりの質量で除して、商品Ｂとして収容されている物品の総数を求めてもよい。また、特定された物品領域が２つの場合は、物品領域ごとに物品の個数を算出してから、算出された物品の個数を加算して、商品Ｂとして収容されている物品の総数を算出してもよい。このように算出された商品Ｂとして収容されている物品の総数は、タッチパネル６に表示されるとともに、検査結果としてＣＦ１４に記録される。

Ｘ線検査装置１では、こうした一連のステップが、商品Ｂが搬入される度に繰り返される。Ｘ線検査装置１は、運転停止キーが操作されると、以上の処理を終了する（ステップＳ１１）。

次に、第１実施形態のＸ線検査装置１における領域特定処理及び個数算出処理の一例について詳細に説明する。

図１は、本発明を説明するためのＸ線透過画像の一例を示す。図１は、複数の同一形状の矩形物品が折り重なった状態で撮像された時の画像である。図１の画像は、袋等の収納容器を示す部分は、マスク処理によって取り除かれている。

図１のＸ線透過画像を所定の閾値で二値化すると、図２に示される画像となる。図２に示される二値化された画像にラベリング処理を施すと、物品が写り込んだ黒色の領域Ｒ１〜Ｒ４を抽出することができる。個数算出部１１ｂは、抽出された領域Ｒ１〜Ｒ４ごとに、対応する図１の領域Ｒ１〜Ｒ４の濃淡情報に基づいて、質量を推定してもよい。具体的には、個数算出部１１ｂは、例えば、図８に示すような変換テーブルから領域Ｒ１〜Ｒ４における各画素の濃淡レベルに対応する推定質量を読み出し、読み出した各画素の推定質量を加算して全領域Ｒ１〜Ｒ４の推定質量を算出する。続いて、個数算出部は、算出した推定質量を既知の物品１個あたりの質量で除して、袋等の収納容器に収容された物品の総数を算出する。

本実施形態によれば、容器内に所定形状の複数の物品が無造作に収容された商品Ｂであっても、収容された物品の個数を精度よく算出することができる。したがって、Ｘ線検査装置で異物混入検査や欠品検査等の他に、物品の収容個数も併せてチェックすることのできる新たなＸ線検査装置１を提供することができる。

ここで使用する物品１個あたりの質量は、質量計で実際に求めた実質量であっても良いし、物品１個だけをこのＸ線検査装置における質量検査によってその質量を事前に推定した推定質量であっても良い。あるいは、検査対象商品を使用する場合には、収納容器内で各物品が重ならないように均した商品をＸ線検査装置によって検査して各物品の推定質量を求め、それらを平均化した推定質量であっても良い。

上述した変換テーブルは、検査対象商品を様々な角度から撮像して、その商品のあらゆる濃淡レベルのＸ線透過画像を事前に取得しておく。得られたＸ線透過画像の１画素ごとの濃淡レベルに対応する推定質量ｍを以下の数式（１）に基づいて算出し、濃淡レベルと推定質量（ｍｇ）とを関連づけてテーブル化しておく。
ｍ＝ｃｔ＝−ｃ／μ×Ｉｎ（Ｉ／Ｉｏ）＝−αＩｎ（Ｉ／Ｉｏ）・・・（１）
（ただし、ｍ：推定質量、ｃ：物品の厚さから質量に変換する係数、ｔ：物品の厚さ、Ｉ：物品を透過しないとき（物品がないとき）の画素の明るさ、Ｉｏ：物品を透過したときの画素の明るさ、μ：線吸収係数）

そして、この変換テーブルを使って求めた物品の推定質量と、その物品の実質量とを比較して、推定質量が実質量に等しくなるように上記変換テーブルを調整する。変換テーブルを調整には、本出願人が取得した特許５１４８２８５号を利用する。こうして検査対象商品の変換テーブルを事前に用意し、各画素の濃淡レベルを推定質量に変換することにより質量を算出する。

一方、物品１個の質量にばらつきがあると、被除数となる合計推定質量が小さいほど物品の個数を換算する精度は良くなる。そこで、第１実施形態では、Ｘ線透過画像において物品が存在する領域（物品領域）を特定し、特定された物品領域が複数ある場合は、個数算出部は、物品領域ごとに物品の個数を算出し、算出された個数を加算してもよい。例えば、図１に示されるように、物品領域が領域Ｒ１〜Ｒ４に分かれる場合は、領域Ｒ１〜Ｒ４ごとに推定質量を推定し、それらを物品１個あたりの質量で除して領域Ｒ１〜Ｒ４ごとに物品の個数を算出し、それらを加算することにより、個数換算の誤差を可及的に小さくすることができる。

物品１個が占める画素数から、少なくとも２個の物品が存在すると認められる物品領域があれば、その物品領域の濃淡情報に基づいて質量を推定するよりも、その物品領域を物品ごとの領域に分離する方が、処理が簡単になる場合がある。そこで、第１実施形態では、少なくとも２個の物品が存在すると認められる物品領域があれば、その物品領域を物品ごとの領域に分離してから、その分離された領域をカウントしてもよい。例えば、図２に示される画像において、物品領域が占める画素数から領域Ｒ２，Ｒ３が２個の物品が存在すると認められる領域Ｒ２、Ｒ３を切り出すと、図３に示されるような画像になる。この画像に対し、重複部分を浮き上がらせるように、閾値を変えて二値化すれば、重複部分Ｒ２０、Ｒ３０を抽出することができる。この重複部分Ｒ２０、Ｒ３０を白黒反転させると、図４に示されるような二値化された画像になる。この白抜きで示される重複部分Ｒ２０、Ｒ３０を図３に示される画像に重ねると図５に示されるように、重複部分Ｒ２０、Ｒ３０が消去された画像になる。そこで、領域Ｒ２において、黒色の領域Ｒ２１、Ｒ２２に重複部分Ｒ２０がそれぞれ加えられると、領域Ｒ２に属する２つの物品のそれぞれの画素数が判明し、それぞれの画素数が物品１個が占める画素数に相当すれば、領域Ｒ２には、２個の物品が存在することになる。領域Ｒ３についても、同様にして、２個の物品が存在するとして確認することができる。こうして得られた物品の個数と、それ以外の領域Ｒ１、Ｒ４で求めた物品の個数とを加算すれば、商品Ｂとして収容されている物品の総数を求めることができる。

また、物品１個の質量は、ロット毎に上下することがある。そうした場合は、第１実施形態では、Ｘ線透過画像から物品が１つだけ含まれる物品領域を特定し、特定された物品領域の濃淡情報に基づいて質量を推定し、推定された質量でこれまで使用していた物品１個あたりの質量を更新する。例えば、図２に示されるように、二値化された画像をラベリング処理すれば、物品が写り込んでいる領域Ｒ１〜Ｒ４が抽出できる。また、物品１個が占める画素数は、物品１個のサイズから既知であるから、物品１個が占める画素数と、各領域Ｒ１〜Ｒ４の画素数とを比較すれば、１つの物品だけを含んでいる物品領域を特定することができる。図１の例では、領域Ｒ４が物品１つだけを含む物品領域と認められるから、個数算出部１１ｂは、領域Ｒ４の濃淡情報に基づいて物品１個の質量を推定し、その推定質量と、これまで使っていた（ＣＦ１４などの記憶部に記憶されている）物品１個あたりの質量とを比較して、両者の偏差が許容量を超えていれば、これまでの物品１個あたりの質量を新たに求めた質量に更新する。

一つの容器内に収容されている物品（一つの商品として収容されている物品）が、殆ど均一なものであると見做せる場合は、物品１個の領域から求めた推定質量でもって全推定質量を除しても良い。さらには、物品が１つだけ含まれる物品領域が複数ある場合は、それぞれの物品領域の濃淡情報に基づいて推定された物品１個の推定質量の平均値で、Ｘ線透過画像の濃淡情報に基づいて推定される全推定質量を除してもよい。さらに、平均化した物品１個の推定質量でもって、これまで使用していた物品１個あたりの質量を更新しても良い。

（第２実施形態）
第１実施形態では、商品に光（電磁波）を照射し、商品を透過した光から得られる透過画像を取得する装置として、Ｘ線検査装置１を採用する例を挙げて説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、商品に光を照射する装置として、近赤外線検査装置を採用してもよい。図１０及び図１１を利用して、近赤外線検査装置（検査装置）１０１について説明する。

図１０に示されるように、近赤外線検査装置１０１は、光照射部１０２と、光検出部１０３と、制御コンピュータ１０４と、を備えている。光照射部１０２は、搬送コンベア１１１，１１２の下方に配置されている。光検出部１０３は、搬送コンベア１１１，１１２の上方に配置されている。光照射部１０２及び光検出部１０３は、搬送コンベア１１１，１１２間に設けられた間隙を介して互いに対向している。

近赤外線検査装置１０１は、無色又は単一の色彩を有するパッケージ、及び当該パッケージ内に収容された物品を有する商品Ｂを検査対象とする。なお、パッケージは、透明な材料、半透明な材料等、光透過性を有する材料からなる。また、パッケージの材料自体が色彩を有している場合もあるし、印刷等によってパッケージに色彩が施されている場合もある。

光照射部１０２は、搬送コンベア１１１，１１２間の間隙の下方において当該間隙に沿って延在する近赤外線照射器１１３を有している。光照射部１０２は、搬送コンベア１１１，１１２によって搬送される商品Ｂが搬送コンベア１１１，１１２間の間隙上を通過する際に、近赤外線照射器１１３から商品Ｂに近赤外線（光）を照射する。なお、近赤外線の波長は、７８０ｎｍ〜１１００ｎｍである。

光検出部１０３は、搬送コンベア１１１，１１２間の間隙の上方において当該間隙に沿って延在する近赤外線ラインセンサ１１４を有している。光検出部１０３は、搬送コンベア１１１，１１２によって搬送される商品Ｂが搬送コンベア１１１，１１２間の間隙上を通過する際に商品Ｂに照射された近赤外線の透過光を近赤外線ラインセンサ１１４で検出し、検出信号を出力する。

近赤外線ラインセンサ１１４は、商品Ｂを透過した近赤外線を検出する。近赤外線ラインセンサ１１４は、搬送コンベア１１１，１１２による商品Ｂの搬送方向に直交する水平方向に一列に配列された複数の画素１１４ａを有している。

図１０に示されるように、光照射部１０２及び光検出部１０３は、光照射部１０２から光検出部１０３に至る近赤外線の光路Ｌが周囲雰囲気に露出した状態で、台座１０５に立設された支柱１０６に片持ち支持されている。つまり、商品Ｂの検査領域がシールドボックス等によって覆われていない。このように、近赤外線検査装置１０１では、シールドボックス等が不要となるため、光照射部１０２及び光検出部１０３を支柱１０６に片持ち支持させることができる。その結果、複数の搬送コンベアが配列されて構成された搬送ラインのうち、所望する搬送コンベアの間隙に、近赤外線検査装置１０１を容易に設置することができる。

制御コンピュータ１０４は、支柱１０６内に収容されており、近赤外線検査装置１０１の動作制御及び各種の信号処理を行う。一例として、制御コンピュータ１０４は、光検出部１０３から出力された検出信号に基づいて、商品Ｂの近赤外線透過画像を取得し、当該近赤外線透過画像における１画素あたりの濃淡情報に基づいて、商品Ｂに収容されている物品の質量を推定し、推定した質量を物品１個あたりの質量で除算する。なお、支柱１０６には、制御コンピュータ１０４の他、ディスプレイ等の表示部及びタッチボタン等の操作部が設けられている。ただし、制御コンピュータ１０４、表示部及び操作部は、台座１０５及び支柱１０６とは別に用意された制御ボックス等に設けられていてもよい。

図１０に示されるように、商品Ｂは、搬送コンベア１１１，１１２によって近赤外線検査装置１０１に対して連続的に搬送される。近赤外線検査装置１０１は、搬送されてきた商品Ｂとして収容されている物品の総数を算出する。総数の算出結果は、近赤外線検査装置１０１の下流側に配置された振分機構（図示せず）に送信される。振分機構は、総数の算出結果が所定範囲内であった商品Ｂと、総数の推定結果が所定範囲外であった商品Ｂとを、良品と不良品とに振り分ける。

制御コンピュータ１０４は、ＣＰＵ１２１と、ＲＯＭ１２２と、ＲＡＭ１２３と、外部接続端子としてのＵＳＢ１２４と、大容量のＣＦ（コンパクトフラッシュ(登録商標)）１２５と、を備えている。ＣＰＵ１２１、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３、ＵＳＢ１２４、及びＣＦ１２５は、アドレスバス及びデータバスを介して相互に接続されている。更に、制御コンピュータ１０４は、モニタ１２６に対するデータ表示を制御する表示制御回路、モニタ１２６のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート等を備えている。

ＲＯＭ１２２には、異物混入検査、欠品検査、及び割れ欠け検査等の標準的な検査プログラムが格納されている。ＣＦ１２５には、個数を検査する各種プログラムが格納されている。ＣＦ１２５には、例えば、後述する画像処理プログラム、図８に示すような変換テーブルを実質量に基づいて最適化する最適化プログラム、及び、その変換テーブルを使用して物品の質量を推定し、推定した質量と物品１個あたりの質量とから物品の個数を求める質量推定プログラム等が格納されている。ＣＦ１２５には、図８に示すような変換テーブルと、物品１個あたりの実質量と近赤外線透過画像において物品１個が占める画素数も記憶されている。

更に、制御コンピュータ１０４は、コンベアモータ１１２ｆ、ロータリエンコーダ１１２ｇ、近赤外線照射器１１３、近赤外線ラインセンサ１１４、光電センサ１１５等と接続されている。なお、光電センサを設けず、ラインセンサで検出した画像の明度低下によって商品Ｂの通過を検知してもよい。

なお、制御コンピュータ１０４において、コンベアモータ１１２ｆに装着されたロータリエンコーダ１１２ｇで検出されたコンベア１１１，１１２の搬送速度を受信し、また、コンベアを挟んで配置される一対の投光器及び受光器から構成される同期センサとしての光電センサ１１５からの信号を受信することにより、被検査物である商品Ｂが近赤外線ラインセンサ１１４の位置にくるタイミングを検出してもよい。

図１１に示される領域特定部１２１ａと個数算出部１２１ｂは、ＣＰＵ１２１が各種プログラムを実行することによって実現される機能を示している。ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭ１２２及び／又はＣＦ１２５から各種プログラムを読み出して、異物混入検査、欠品検査、割れ欠け検査等を実行する。それらの検査は従来と変わらないので説明を省略する。また、領域特定部１２１ａと個数算出部１２１ｂとが行う物品の個数検査についても、上記第１実施形態の領域特定部１１ａ及び個数算出部１１ｂがＸ線透過画像を画像処理及び画像解析の対象としているのに対し、領域特定部１２１ａ及び個数算出部１２１ｂが近赤外線透過画像を対象としている点が異なるだけであり、具体的な処理内容については変わりはない。したがって、ここでは詳細な説明を省略する。

上記第２実施形態では、無色又は単一の色彩を有するパッケージ、及びパッケージ内に収容された物品を有する商品Ｂを検査の対象とする例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、パッケージは複数の色彩を有していてもよい。この場合には、取得した近赤外線画像を色彩ごとに領域を分け、それぞれの領域にフィルタを設定すればよい。これにより、色彩の影響を除去することができ、物品の総質量を推定することができる。また、パッケージは模様を有していてもよい。この場合も、模様の影響を除去する画像処理を近赤外線画像に施せば、物品の総質量を推定することができる。

以上、本発明の一実施形態を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その他の実施形態も採用可能である。例えば、巾着袋に複数本のソーセージが無造作に収容された商品の場合は、Ｘ線透過画像又は近赤外線画像の濃淡情報に基づいて、巾着袋に収容された複数のソーセージの総質量を推定し、それをソーセージ１本あたりの質量で除して本数を算出するようにしても良い。

また、クッキー等の箱詰め商品ように、容器内に整列されたクッキーが複数列存在する場合は、列ごとにクッキーの個数を求めて、列ごとに良・不良を判定するようにしても良い。すなわち、一つの列を一つの物品領域とみなして、当該列ごとにクッキーの個数を算出してもよい。

上記実施形態では、Ｘ線透過画像又は近赤外線透過画像に含まれる１画素における濃淡レベル（明るさ）と、その画素に対応する推定質量との関係を示す、図８に示されるようなテーブルを作成して、物品の質量を推定する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記のようなテーブルは作成しなくても、数式によって表される部分については数式を用いて質量を推定してもよい。ただし、上記実施形態のように、テーブル用いて推定質量を求めた場合には、数式を用いて推定質量を求めた場合と比較して、推定質量を求めるための処理時間を大幅に短縮できる。

上記実施形態では、１画素当たりの濃淡値に基づいて内容物の質量を推定する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、所定の複数の画素数を単位領域として、当該単位領域あたりの濃淡値に基づいて内容物の質量を推定してもよい。

また、上記実施形態では、Ｘ線検査装置１又は近赤外線検査装置１０１に本発明を適用した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態のＸ線検査装置１のＣＦ１４に記憶されているプログラム、又は、近赤外線検査装置１０１のＣＦ１２５に記憶されているプログラムを適用することもできる。この場合には、ＣＰＵ１１（１２１）が、このプログラムを読み込んで、図９に示されるフローチャートに従って処理を行うＸ線検査方法（近赤外線検査方法）をコンピュータに実行させればよい。

１…Ｘ線検査装置（検査装置）、４…Ｘ線照射部、５…ラインセンサ、６…タッチパネル、７…制御部、１１ａ，１２１ａ…領域特定部、１１ｂ，１２１ｂ…個数算出部、１０１…近赤外線検査装置（検査装置）、１０２…光照射部、１０３…光検出部、１０４…制御コンピュータ、１１３…近赤外線照射器、１１４…近赤外線ラインセンサ、Ｂ…商品。

Claims (3)

1. 所定形状の複数の物品が収容された商品に光を照射し、前記商品を透過した光から得られる透過画像に基づいて前記物品の個数を検査する検査装置であって、
   前記透過画像から１個の前記物品が占める画素数に基づいて、１個の物品が存在すると認められる物品領域であるか、２個以上の物品が存在すると認められる物品領域であるか、を少なくとも特定する領域特定部と、
   前記商品として収容されている前記物品の総数を算出する個数算出部と、を備え、
   前記領域特定部によって２個以上の前記物品が存在すると認められる前記物品領域については、
   前記領域特定部が１個の前記物品が占める画素数に基づいて１個の前記物品ごとに前記物品領域を分離することにより、又は、前記個数算出部が当該物品領域に対応する部分の前記透過画像の濃淡情報に基づいて前記物品領域に含まれる前記物品の総質量を推定し、推定された前記総質量を物品１個あたりの質量で除することにより、前記物品領域に含まれる前記物品の個数を特定し、
   前記透過画像における前記物品領域の分布に基づいて、複数の前記物品領域が存在することが前記領域特定部によって特定された場合、前記個数算出部は、前記個数算出部及び／又は前記領域特定部によって特定される前記物品領域ごとに含まれる前記物品の個数を加算することにより、前記商品に収容される前記物品の総数を算出する、検査装置。
2. 前記領域特定部によって２個の前記物品が存在すると認められる前記物品領域については、当該領域特定部が、１個の前記物品が占める画素数に基づいて１個の前記物品ごとに前記物品領域を分離することにより、前記物品領域に含まれる前記物品の個数を特定し、
   前記領域特定部によって３個以上の前記物品が存在すると認められる前記物品領域については、前記個数算出部が、当該物品領域に対応する部分の前記透過画像の濃淡情報に基づいて当該物品領域に含まれる前記物品の総質量を推定し、推定された前記総質量を物品１個あたりの質量で除することにより前記物品領域に含まれる前記物品の個数を特定する、請求項１に記載の検査装置。
3. 前記物品の１個あたりの質量を記憶する記憶部を更に備え、
   前記領域特定部が、１つの前記物品のみが含まれている前記物品領域を特定した場合、前記個数算出部は、特定された前記物品領域の濃淡情報に基づいて前記物品の質量を推定し、前記記憶部に記憶された１個あたりの質量を推定された質量に更新する、請求項１又は２に記載の検査装置。