JP7402498B2

JP7402498B2 - ラベル検査方法及びラベル検査システム

Info

Publication number: JP7402498B2
Application number: JP2019226515A
Authority: JP
Inventors: 俊弘酒井
Original assignee: 高嶋技研株式会社
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2023-12-21
Anticipated expiration: 2039-12-16
Also published as: JP2021096116A

Description

本発明は、ラベル検査方法及びラベル検査システムに関する。

例えば、特許文献１においては、容器の外観を検査する外観検査装置が開示されている。このような外観検査装置においては、検査対象物の外観を複数のカメラにより撮像し、撮像された画像を、予め記憶された画像とを比較する等の解析を行うことにより外観の検査を行う。

特開２００９－１２８２６１号公報

上記の外観検査装置においては、検査対象物が搬送されるコンベア上において画像を撮像して外観を検査している。ところで、近年、それぞれ異なるラベルが取り付けられた容器等をランダムに流通させることが行われている。このような異なるラベルが取り付けられた容器をコンベア等によってランダムに搬送する場合、ラベルが複数種類あるため、ラベルの詳細な検査を行うことが難しい。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数種類のラベルについて、高い精度で検査を行うことを目的とするものである。

上記目的を達成するために、ラベル検査方法に係る第１の解決手段として、複数種類のラベルのうちの１種以上のラベルがランダムに取り付けられる検査対象物のラベル画像データを取得する取得工程と、各種のラベルにおいて、それぞれ特定の位置に判別領域を設定する設定工程と、前記検査対象物の検査表面を撮像する撮像工程と、撮像された前記検査表面の外面画像を、前記判別領域に基づいてラベルを判別する判別工程と、前記外面画像により前記ラベルの検査を行う検査工程とを有する、という手段を採用する。

本発明では、ラベル検査方法に係る第２の解決手段として、上記第１の手段において、前記判別領域は、各種のラベルにおいてそれぞれ特定の高さ位置であって、前記検査対象物の全周を含む範囲に設定される、という手段を採用する。

本発明では、ラベル検査方法に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の手段において、前記判別工程は、前記判別領域における色面積を算出することによりラベルを特定する、という手段を採用する。

本発明では、ラベル検査方法に係る第４の解決手段として、上記第１～３の何れかの手段において、前記判別工程は、前記判別領域におけるマークを検出することによりラベルを特定する、という手段を採用する。

本発明では、ラベル検査システムに係る第１の解決手段として、複数種類のラベルのうちの１種以上のラベルがランダムに取り付けられる検査対象物の検査表面を撮像する撮像手段と、予め記憶された各種のラベルの特定の位置に設定された判別領域に基づいて、撮像された前記検査表面の外面画像からラベルの種類を判別する判別手段と、前記外面画像により前記ラベルの検査を行う検査手段と、を備える、という手段を採用する。

本発明によれば、判別工程において、予め記憶された判別領域に基づいてラベルを判別する。したがって、複数種類のラベルについて、それぞれを判別した上でラベルの検査を行うことが可能である。すなわち、複数種類のラベルについて、高い精度で検査を行うことが可能である。

本発明の一実施形態に係るラベル検査システムの構成を示す模式図である。本発明の一実施形態におけるラベルの一例を示す図である。本発明の一実施形態に係るラベル検査方法を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係るラベル検査方法の変形例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明に係るラベル検査方法の一実施形態について説明する。

［第１実施形態］
本実施形態に係るラベル検査システム１は、検査対象物であるボトル容器Ｗのラベルの異常を検出する装置である。ボトル容器Ｗは、略有底円筒状の形状とされ、円筒面にラベルが取り付けられている。また、ボトル容器Ｗは、後述する第１ラベルＲ１（図２（ａ）参照）が取り付けられたものと、第２ラベルＲ２（図２（ｂ）参照）が取り付けられたものとの２種類が存在している。ラベル検査システム１は、図１に示すように、入力部２と、複数のカメラ３（撮像手段）と、画像処理部４と、画像判定部５とを備えている。

入力部２は、例えば作業者によって操作されるキーボード、マウスや、データの記憶された媒体を読み取るＵＳＢポート等を含んでいる。そして、入力部２は、ラベルの基準画像データ（ラベル画像データ）及び判別領域を含む上記媒体及びキーボードからの入力を取得して、画像判定部５が有する記憶領域に記憶させる。なお、この入力部２は、作業者により操作可能とされている。また、入力部２には、カメラ３の撮像スイッチが含まれている。

カメラ３は、本実施形態においては、検査対象物であるボトル容器Ｗを囲んで４台設置されている。このカメラ３の画角は、隣接するカメラ３の画角と一部が重複している。したがって、４台のカメラ３を用いてボトル容器Ｗの検査表面を撮像し、端部の重複部分を合成することにより、ボトル容器Ｗの外周を３６０°展開した外周画像（外面画像）を取得することが可能である。このようなカメラ３は、入力部２からの操作に基づいて同時にボトル容器Ｗを撮像する。なお、４台のカメラ３が配置される場所は、例えばベルトコンベアの搬送経路中とされる。上記ベルトコンベアには、特定の間隔でボトル容器Ｗが搬送される。

画像処理部４は、４台のカメラ３によって撮像された画像を合成することで、３６０°のパノラマ状の外周画像を作成する。この外周画像は、幅方向に長い横長の画像とされ、ボトル容器Ｗの円筒面に取り付けられたラベルの全体を含んでいる。

画像判定部５は、画像処理部４において作成された外周画像を、予め記憶された各ラベルの基準画像のデータと比較することにより、ラベルの種類を特定する。さらに、画像判定部５は、特定されたラベルの基準画像と外周画像とを比較することにより、ラベルの異常の有無を判定する。また、画像判定部５は、第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂを記憶している。第１判別領域Ａは、図２（ａ）に示すように、例えば、第１ラベルＲ１において、第２ラベルＲ２と差別化を図り得る特徴的な色彩パターン（色面積）を有する部位を含んでいる。第２判別領域Ｂは、図２（ｂ）に示すように、例えば、第２ラベルＲ２において、基準画像における第１判別領域Ａの色彩パターンと大きく異なり、かつ第１ラベルＲ１と差別化を図り得る特徴的な色彩パターンを有する部位とされている。なお、第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂは、それぞれラベルの縦方向（ボトルにおける鉛直方向）において互いに重複しない特定の範囲とされ、ラベルの横方向（ボトルにおける展開方向）において３６０°全体を覆う、帯状の領域である。また、第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂは、画像判定部５において座標データとして管理される。

なお、画像処理部４と画像判定部５は、コンピュータの一機能としてもよい。また、画像判定部５は、本発明における判別手段及び検査手段に相当する。

続いて、このようなラベル検査システム１を用いたラベル検査方法について、図３、３を参照して説明する。

初めに、作業者は、入力部２を用いて、画像判定部５へと全種類のラベルの基準画像を記憶させる（ステップＳ１）。この各種の基準画像には、それぞれ別個の第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂが設定されている。また、このとき、画像判定部５には、第１ラベルＲ１における第１判別領域Ａの特定色の色面積許容値と、第２ラベルＲ２における第２判別領域Ｂの特定色の色面積許容値とが記憶される。なお、ステップＳ１は、本発明における取得工程及び設定工程に相当する。

ボトル容器Ｗがベルトコンベアにより検査領域へと搬送されると、４台のカメラ３により、ボトル容器Ｗの円筒部が撮像される（ステップＳ２）。なお、ステップＳ２は、本発明における撮像工程に相当する。そして、入力部２を介して画像処理部４により、撮像された４枚の画像が重複部のパターンマッチング処理により合成され、図２（ａ）（ｂ）に示すような外周画像が作成される（ステップＳ３）。

続いて、画像判定部５は、作成された外周画像の第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂの特定色の色面積を算出する（ステップＳ４）。そして、画像判定部５は、外周画像の第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂのそれぞれの色面積と、第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂの色面積許容値とを比較する。これにより、外周画像の色面積が、第１判別領域Ａの色面積許容値内の場合には第１ラベルＲ１と判別し、第２判別領域Ｂの色面積許容値内の場合には第２ラベルＲ２と判別する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ４、Ｓ５は、本発明における判別工程に相当する。

そして、画像判定部５は、ラベルが判別された外周画像からラベルの検査を行う（ステップＳ６）。具体的には、画像判定部５は、外周画像と基準画像とを比較して、ラベルの変色、ズレ、寸法の異常及び印字の異常の有無を検査する。なお、ステップＳ６は、本発明における検査工程に相当する。

本実施形態に係るラベル検査方法によれば、第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂを設定し、ラベルを判別する。したがって、複数種類のラベルが取り付けられたボトル容器Ｗがランダムに検査される場合においても、ラベルを高精度で検査することが可能である。

本実施形態に係るラベル検査方法によれば、ボトル容器Ｗの全周を覆うように第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂが設定されている。これにより、ボトル容器Ｗの向きに関わらず、ラベルの判別を行うことが可能である。

また、本実施形態に係るラベル検査方法によれば、第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂのそれぞれについて色面積許容値を設定し、外周画像の色面積がどちらの色面積許容値内であるかによりラベルを判別している。これにより、類似する複数種類のラベルについても、ラベルの判別を行うことが可能である。

［第２実施形態］
続いて、上記第１実施形態の変形例を第２実施形態として説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については符号を同一とし、説明を省略する。

本実施形態においては、第１ラベルＲ１、第２ラベルＲ２に加えて、図２（ｃ）に示す第３ラベルＲ３の３種類のラベルが取り付けられたボトル容器Ｗの検査について説明する。第３ラベルＲ３は、第１ラベルＲ１及び第２ラベルＲ２との差別化が可能なマーク（図２（ｃ）に示す五角星状の印）が印刷されている。

本実施形態における画像判定部５は、第３ラベルＲ３の判別領域である第３判別領域Ｃを記憶している。第３判別領域Ｃは、上記第１ラベルＲ１及び第２ラベルＲ２との差別化が可能なマークの全体を含んで設定されている。

このようなラベル検査方法について、図２、４を参照して説明する。
初めに、作業者は、入力部２を用いて、画像判定部５へと全種類のラベルの基準画像を記憶させる（ステップＳ１１）。そして、ボトル容器Ｗがベルトコンベアにより検査領域へと搬送されると、４台のカメラ３により、ボトル容器Ｗの円筒部が撮像される（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１２は、本発明における撮像工程に相当する。そして、入力部２を介して画像処理部４により、図２に示すような外周画像が作成される（ステップＳ１３）。

続いて、画像判定部５は、作成された外周の第３判別領域Ｃについて、「正規化相関マッチング」あるいは「幾何学形状マッチング」の手法により、マークが検出されるか判定する（ステップＳ１４）。画像判定部５は、マークが検出された場合に、外周画像のラベルが第３ラベルＲ３であると判別する。この場合、ステップＳ１５、Ｓ１６を行わず、ステップＳ１７を行う。

外周画像が第３ラベルＲ３でないと判定された場合には、画像判定部５は、外周画像の第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂの特定色の色面積を算出する（ステップＳ１５）。そして、画像判定部５は、外周画像の第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂのそれぞれの色面積と、第１判別領域Ａ及び第２判別領域Ｂの色面積許容値とを比較する。これにより、外周画像の色面積が、第１判別領域Ａの色面積許容値内の場合には第１ラベルＲ１と判別し、第２判別領域Ｂの色面積許容値内の場合には第２ラベルＲ２と判別する（ステップＳ１６）。なお、ステップＳ１４～Ｓ１６は、本発明における判別工程に相当する。そして、画像判定部５は、ラベルが判別された外周画像に基づいて、ラベルの検査を行う（ステップＳ１７）。

本実施形態に係るラベル検査方法によれば、マークを検出することにより、ラベルを判別することが可能である。したがって、例えば、色の判別が困難となる特殊加工等が施されたラベルにおいても、判別が可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。

上記第２実施形態においては、マークによる判別と、色面積による判別とを行うものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、マークのみによりラベルを判別することも可能である。

また、上記実施形態においては、カメラ３を４台設けるものとしたが、本発明はこれに限定されない。カメラ３の数は、検査対象物の形状、大きさ等により変更可能である。また、カメラ以外の撮像手段を用いるものとしてもよい。

また、上記実施形態においては、ボトル容器Ｗを検査対象物としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、検査対象物は、缶体等に貼付されたラベルを検査するものとしてもよい。

また、上記実施形態においては、外周画像と基準画像とを比較することにより、ラベルの検査を行うものとしたが、本発明はこれに限定されず、機械学習等を用いてラベルの異常を検出するものとしてもよい。

１ラベル検査システム
２入力部
３カメラ
４画像処理部
５画像判定部
Ａ第１判別領域
Ｂ第２判別領域
Ｃ第３判別領域
Ｒ１第１ラベル
Ｒ２第２ラベル
Ｒ３第３ラベル

Claims

複数種類のラベルのうちの１種以上のラベルがランダムに取り付けられる検査対象物のラベル画像データを取得する取得工程と、
前記ラベルの種類毎に異なる位置に判別領域を設定する設定工程と、
前記検査対象物の検査表面を撮像する撮像工程と、
撮像された前記検査表面の外面画像を、前記判別領域に基づいてラベルを判別する判別工程と、
前記外面画像により前記ラベルの検査を行う検査工程と
を有することを特徴とするラベル検査方法。
前記判別領域は、前記ラベルの種類毎に異なる高さ位置であって、前記検査対象物の全周を含む範囲に設定されることを特徴とする請求項１記載のラベル検査方法。
前記判別工程は、前記判別領域における色面積を算出することによりラベルを特定することを特徴とする請求項１または２記載のラベル検査方法。
前記判別工程は、前記判別領域におけるマークを検出することによりラベルを特定することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のラベル検査方法。
複数種類のラベルのうちの１種以上のラベルがランダムに取り付けられる検査対象物の検査表面を撮像する撮像手段と、
前記ラベルの種類毎に異なる位置に設定された判別領域に基づいて、撮像された前記検査表面の外面画像からラベルの種類を判別する判別手段と、
前記外面画像により前記ラベルの検査を行う検査手段と、
を備えることを特徴とするラベル検査システム。