JPH08210826A - 実質的に円形の物体の外観を検査する方法および装置 - Google Patents

実質的に円形の物体の外観を検査する方法および装置

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JPH08210826A JP7276649A JP27664995A JPH08210826A JP H08210826 A JPH08210826 A JP H08210826A JP 7276649 A JP7276649 A JP 7276649A JP 27664995 A JP27664995 A JP 27664995A JP H08210826 A JPH08210826 A JP H08210826A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルターが先付けされたタバコの端部の如
き実質的に円形の物体が許容しうる外観を有するか否か
検査する方法および装置において、前記端部の縁部に沿
った欠陥を容易に検出しうるようにする。 【解決手段】 前記端面の像に加えて、前記端面に隣接
して前記タバコに沿った周面部域の像を付加するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明はタバコの端部またはタバコ構成要
素の端部の如き実質的に円形の物体の外観を検査する方
法および装置に関する。
【０００２】最新の製造装置は製品を高速度で生産する
ことができる。例えば、最新のタバコ製造装置において
は毎分５０００〜６０００本の速度でタバコを生産する
ことは例外的なことではなく、毎分１２０００本といっ
た速度も達成可能である。製品の外観を最大可能な程度
に検査することは勿論望ましい。外観が異常であること
は、それだけで製品を拒否する理由となる。更に、異常
な外観は、製品を拒否しなければならない他の理由とな
る基本的な構造的欠陥を示すかもしれない。欠陥製品の
拒否を容易ならしめるのに加えて、外観を検査してどの
ような欠陥が起きているのかを知り、製造装置を調整し
てかかる欠陥の発生を減少させることもできる。
【０００３】可能ならば一般的に、各像の一部の検査や
製品の像の仮定的な代表例のみの検査より各製品の像全
体の検査を含めた製品のより完全な検査の方が望まし
い。また、検査結果は新しいほど良い。即ち、一連の欠
陥製品が検出されたら、かかる欠陥製品の生産を最少な
らしめるための修正作業を早期に行うことができる。
【０００４】上述した問題は、高速度製造装置が調整不
良、メンテナンス不良および／または不適正な動作に対
してより敏感になろうとしている状況にあって、高生産
速度においてより複雑かつ重大になる。高速度製造装置
においては、大量の欠陥製品が僅かの時間で生産されう
るので、直ちに欠陥を検出することがより重要である。
欠陥は早期に検出して、製造装置を停止させるか欠陥の
原因を除去するように調整する必要がある。
【０００５】タバコの製造の間、フィルターの円形端面
または他の実質的に円形の面に種々な形式の欠陥が現わ
れる。
【０００６】ほとんどのタバコの断面は円形であるが、
あるものは楕円形である。本発明の原理が楕円形のタバ
コにどのようにして適用しうるかは当業者には容易に理
解しうるであろう。本発明の目的のためには、楕円形の
物体は十分円形の物体と似ているので、かかる全ての物
体を円形または実質的に円形と称することにする。
【０００７】タバコの円形端面に現われる欠陥は以下の
ようなものである。 （１）フィルターの如きタバコ構成要素が欠けている。 （２）サイズ不良（即ち、大きすぎるか小さすぎる
か）。 （３）形状不良（例えば、十分円形でない）。 （４）巻き紙のシール不良（例えば、プラグ巻き紙（フ
ィルター要素の周囲の巻き紙）に「フラッグ」があらわ
れたり、先付け（ tipping ）紙（フィルターをタバコ
ロッドに結合する巻き紙）に「フラッグ」があらわれた
りする）。 （５）プラグ巻き紙とその下のフィルター材料との間に
あらわれる間隙（所謂「バイパス」）または先付け紙と
その下のフィルタープラグとの間にあらわれる間隙（他
の形のバイパス）。 （６）フィルター端面における変色（例えばチャーコー
ルフィルターの場合、一つまたはそれ以上のチャーコー
ル（炭）粒がフィルター端面に存在している（所謂「ブ
ラックアイ」））。
【０００８】本発明はタバコの端部の如き実質的に円形
の物体の外観を、好ましくは上述した形式の一つまたは
それ以上の欠陥について検査する方法および装置を提供
することを目的とする。
【０００９】バイパスおよび背景ピクセル部域は両方共
背景の色を有するものとして処理されかつバイパスは背
景部域に近接して位置しているため、ある条件下では、
背景を示すピクセル部域からバイパスを示す部域を区別
することはプロセッサにとって困難である。というのは
これら二つの部域はタバコフィルターのプラグ巻き紙の
比較的薄い縁部によって分離されているからである。多
くの用途において、プロセッサはプラグ巻き紙の縁部を
検出するに十分な解像度を有しないことがある。従っ
て、バイパス部分を示すピクセル部域は背景の一部とし
て処理され、検査結果を誤らせることになる。その場
合、バイパス欠陥を有していてもそのタバコは検出され
ないまま通過してしまうことになる。
【００１０】この問題はタバコフィルターの縁部に沿っ
て生じることのあるブラックアイまたは他の汚れの検出
についても生じることがある。
【００１１】従って、本発明によれば、タバコの端面が
許容しうる外観を有するか否かを判定する装置であっ
て、対照をなす背景に対して前記端面の像を形成する手
段を備え、この像形成手段は前記端面に隣接して前記タ
バコに沿った周面部域の像を含むように前記像を拡張す
る手段を備え、更に前記像を、この像の対応する部分の
明るさを示す初期ディジタル値をそれぞれ有する複数の
ピクセルとしてディジタル化する手段 所定の臨界値に対して第一の極性を有する初期ディジタ
ル値を有する各ピクセルに二つの処理されたディジタル
値の第一のものを割当て、他の全てのピクセルに前記の
二つの処理されたディジタル値の第二のものを割当てる
ように前記ピクセルを処理する手段を備え、前記臨界値
は、前記背景、前記端面の実質的に変色した部域および
前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第一の処
理されたディジタル値が割当てられ、前記端面のおよび
前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第二の処
理されたディジタル値が割当てられるように選定されて
おり、更に前記の第一の処理されたディジタル値を有す
るピクセルと前記の第二の処理されたディジタル値を有
するピクセルとの間の転移部に隣接したピクセルを縁部
ピクセルとして識別する手段、前記像の中の各しみの境
界を識別するために互いに隣接する縁部ピクセルを組合
せる手段、各境界が前記の第一の処理されたディジタル
値を有するピクセルを包囲するか第二の処理されたディ
ジタル値を有するピクセルを包囲するかを判定すること
によって各しみを第一の形式のしみまたは第二の形式の
しみとして識別する手段、前記のしみの形式の少なくと
も一方の形式のしみの特性を計算する手段、および前記
の計算された特性を所定値と比較することによって前記
像の許容性を判定する手段を備えたタバコ端面の外観判
定装置が提案される。
【００１２】本発明によれば、所定の経路に沿ってタバ
コ構成要素を移動させる手段、前記経路に沿った位置に
設けられた撮像装置を備え、この撮像装置は前記位置に
おいて前記タバコ構成要素の少なくとも端部を照明する
手段と、前記位置に設けられ、前記タバコ構成要素が前
記位置を通して移動する時に前記タバコ構成要素の端部
の像を背景に対して対照的に撮像して出力を発生するカ
メラを有し、更に、前記のカメラ出力に接続されてこの
カメラ出力から縁部ピクセルを解読し、この縁部ピクセ
ルを隣接する縁部ピクセルのグループに組合せ、この隣
接する縁部ピクセルのグループを第一の形式のしみまた
は第二の形式のしみについて特徴づけるプロセッサを備
えたタバコ要素の端面を検査する装置において、前記撮
像装置は更に、前記端面に隣接して前記タバコ構成要素
に沿った周面部域を前記タバコ構成要素の像の範囲内に
含めるように前記カメラに対して配置されたプリズムを
有し、前記プロセッサは前記端面および前記周面部域に
対応する、隣接する縁部ピクセルのグループを前記第一
の形式のしみまたは第二の形式のしみの第一のものとし
て特徴づけるようになされているタバコ構成要素の端面
検査装置が更に提供される。
【００１３】本発明によればタバコの端面が許容しうる
外観を有するか否かを判定する方法であって、対照をな
す背景に対して前記端面およびこの端面に隣接して前記
タバコに沿った周面部域の像を形成するステップ、この
像を、この像の対応する部分の明るさを示す初期ディジ
タル値をそれぞれ有する複数のピクセルとしてディジタ
ル化するステップ、および所定の臨界値に対して第一の
極性を有する初期ディジタル値を有する各ピクセルに二
つの処理されたディジタル値の第一のものを割当て、他
の全てのピクセルに二つの処理されたディジタル値の第
二のものを割当てるように前記ピクセルを処理するステ
ップを有し、前記臨界値は、前記背景、前記端面の実質
的に変色した部域および前記周面部域の実質的に変色し
た部域に前記の第一の処理されたディジタル値が割当て
られ、前記端面のおよび前記周面部域の実質的に変色し
た部域に前記の第二の処理されたディジタル値が割当て
られるように選定し、更に、前記の第一の処理されたデ
ィジタル値を有するピクセルと前記の第二の処理された
ディジタル値を有するピクセルとの間の転移部に隣接し
たピクセルを縁部ピクセルとして識別するステップ、前
記像の中の各しみの境界を識別するために互いに隣接す
る縁部ピクセルを組合せるステップ、各境界が前記の第
一の処理されたディジタル値を有するピクセルを包囲す
るか第二の処理されたディジタル値を有するピクセルを
包囲するかを判定することによって各しみを第一の形式
のしみまたは第二の形式のしみとして識別するステッ
プ、前記のしみの形式の少なくとも一方の形式のしみの
特性を計算するステップ、および前記の計算された特性
を所定値と比較することによって前記像の許容性を判定
するステップを有するタバコ端面の外観判定方法が提供
される。
【００１４】本発明の実施例は、上述した形式の一つま
たはそれ以上の欠陥について物体の外観を検査するのに
使用しうるという効果を有する。本発明の実施例は、タ
バコの端部の如き実質的に円形の物体の外観を、かかる
物体が最新の製造装置で生産される非常に高い速度にお
いて検査しうるという効果を有する。
【００１５】本発明の好ましい実施例は検査すべき実質
的に円形の各物体のビデオ像を形成する。実質的に円形
の物体は好ましくは、ビデオ像内において物体が背景に
対して視覚的なコントラスト（対照）をなすように支持
される。例えばタバコまたはタバコ構成要素の実質的に
円形の端部を検査する場合、それは検査すべき端部が支
持構造体から離れて位置するように支持することができ
る。好ましくは、タバコまたはタバコの端部あるいはタ
バコ構成要素の端部は支持構造体の隣接部分に光が当ら
ないようにまたは少ししか当らないように斜めに照明さ
れる。従って、タバコ構成要素の端部はビデオ像におい
て暗いまたは黒の背景に対して明るくまた白色であらわ
れる。このコントラストを更に強めるために、支持構造
体の隣接する面は好ましくは光吸収性（例えば黒色）お
よび／または非反射性になされる。
【００１６】検査装置のカメラと協働するようにプリズ
ム装置が設けられ、像形成がタバコフィルターの端面の
みならず、この端面にすぐ隣接してタバコの側面に沿っ
た周面部域をも含むようになされる。この構成およびプ
ロセッサにおける臨界値の調節により、バイパス部域が
背景ピクセル部域から隔離され、従ってバイパス欠陥
（および端面の縁部に沿って位置する他の欠陥）がより
確実に定められ、検出される。
【００１７】上述したビデオ像はディジタルグレイスケ
ール像を形成するために走査され、ディジタル化され
る。実質的に円形の物体がビデオ像形成要素（例えばビ
デオカメラ）の視野全体を満たさない場合には、好まし
くはカメラスクリーンの物体の像を有する部分だけを走
査して、あい続いて撮像を行う速度を高める。実質的に
円形の物体がビデオカメラの視野全体を満たさない場
合、上記に代えてあるいは上記に加えて、全ての関連す
るイメージ情報の全てを含む「必要部域」を限定する。
この必要部域内のイメージ情報のみがディジタル化およ
び／または続いて処理される。
【００１８】撮像され、ディジタル化された必要部域の
イメージ情報はこれを２進形に変換するために臨界値と
比較される。所定の臨界値より大きいグレイスケール値
を有するピクセルには二つの値の一方（例えば２進数の
１）が割当てられてこのピクセルが比較的「白」である
ことを示す。一方、前記臨界値より低いグレイスケール
値を有するピクセルには二つの値の他方（例えば２進数
の０）が割当てられてこのピクセルが比較的「黒」であ
ることを示す。
【００１９】次いで、この２進化されたイメージデータ
は像の中の縁部（即ち、黒から白または白から黒への転
移部）に存在する全てのピクセルを識別するために調べ
られる。次いで、互いに隣接する縁部ピクセルが互いに
組合わされて像の中の「しみ」を規定する。次いで、各
しみの色（または形式）（即ち、しみが黒であるか白で
あるか）を、好ましくは、そのしみの中の一つまたはそ
れ以上のピクセルをサンプリングすることによって判定
する。次いで、種々なしみの大きさおよび色の如きパラ
メータを分析して実質的に円形の物体が許容しうる外観
を有するか否かを判定する。例えば、実質的に円形の物
体が黒い背景に対して白であるとすると、そして実質的
に円形の物体が像の中の最大の要素であるとすると、そ
の像は比較的大きい白いしみを含むことになる。更に、
この比較的大きい白いしみの周縁はある大きさを有して
いる。この大きさがあまり小さすぎると、その実質的に
円形の物体は小さすぎるとして拒否されるであろう。ま
た周縁の大きさが大きすぎると、その実質的に円形の物
体は大きすぎるとして、フラッグを有するとして、また
は所望の実質的に円形の形状を有しないものとして拒否
されるであろう。ブラックアイおよびバイパスの如き欠
陥は、上述した大きい白いしみの中に黒いしみが検出さ
れた時に指示される。少なくとも所定の最低の大きさの
黒いしみが検出されると、その実質的に円形の物体も許
容しえない外観を有するものとして拒否することができ
る。
【００２０】許容しえない外観を有することがわかった
実質的に円形の物体は許容しうる外観を有するものから
分離するのが好ましい。オペレータには、検出した欠陥
の数および／または割合に関するその時の情報を与える
のが好ましく、この情報には欠陥品であると判定された
物体上に特別な強調をつけて、検査されている物体の可
視表示をも含むことができる。
【００２１】以下、添付の図面を参照して本発明の実施
例を例示として説明する。
【００２２】図１を参照するに、検査すべき典型的な実
質的に円形の物体１０Ａが先端にフィルターを有するタ
バコのフィルター端として例示されている。しかし、本
発明は他の実質的に円形の物体の外観を検査するのにも
等しく適用しうることは理解すべきである。例えば、物
体１０Ａはタバコロッド（ tobacco rod ）に取付ける
以前のタバコフィルタープラグの端部または他の何等か
のタバコ構成要素でありうる。
【００２３】ここに説明する本発明の例示した適用にお
いては、物体１０Ａは許容しうる外観を有する。特に、
物体１０Ａはタバコフィルターの構成に一般的に見られ
るようにセルロースアセテート繊維の束の一端を含む大
きくて白い中央部分１２を有する。この繊維の束は一つ
またはそれ以上の紙の層１４で包囲されている。紙の層
１４は繊維の束を一緒に保持し、繊維の束に滑らかな外
面を与え、フィルターを巻きタバコのタバコロッドに保
持する。一層以上の紙があることもあるが、図１の物体
１０Ａには一つの紙の層１４だけが示されている。紙層
１４は一般的にその縁部が互いに重なり、接着されて側
部継ぎ目１６を形成するように紙層１４の下の構造物の
周囲に巻かれまたは形成される。繊維束１２と紙層１４
との間の境界は図１には明瞭に示されているが、実際の
製品においてはこの境界はこのようにはっきり見えない
かも知れない。このことは継ぎ目１６に沿った重畳した
紙の層についても同じである。
【００２４】図２を参照すると、実質的に円形の物体１
０Ｕは物体１０Ａとほぼ同じであるが、外観に典型的な
欠陥を有し、この欠陥のいずれか一つでも物体１０Ｕの
外観を許容しえないものとするものである。物体１０Ｕ
の欠陥の一つは側部継ぎ目１６が完全に接着されておら
ず、タバコフィルターの一側から延びた紙の所謂「フラ
ッグ」２２を残していることである。かかるフラッグ２
２は繊維束１２が小さすぎたり、大きすぎたりしたり、
継ぎ目１６に沿った接着剤の施与が不十分であったり、
継ぎ目１６における紙１４の部分を持ち上げおよび／ま
たは曲げる機械に故障があったり、というようにタバコ
製造工程における種々な誤動作によって生じる。原因が
何であれ、フラッグ２２は製品を消費者にとって許容し
えないものとするため、この欠陥を有する全てのタバコ
を早急に除きかつ修正作業を行うことが大切である。フ
ラッグ２２は本発明によって検出する一形式の欠陥であ
る。
【００２５】物体１０Ｕの外観を害する他の欠陥は繊維
束１２と紙１４との間の間隙２４である。かかる間隙は
「バイパス」と称されている。というのは、煙の一部が
完全に濾過されることなく繊維束１２の周囲を通過して
しまうのを許すからである。このバイパスは繊維束の形
状が適正でなかったり、小さすぎたり、紙層１４がその
下の繊維束に対して完全に押圧されなかったり、タバコ
製造装置またはフィルタープラグ製造装置において他の
何等かの同様な問題が生じることによって発生する。バ
イパス２４は比較的暗い場所で、特に物体１０Ｕが斜め
に照明された時に目立つ傾向がある。
【００２６】物体１０Ｕの外観の更に他の形式の欠陥は
繊維束１２の面における変色した部分２６である。変色
した部分２６は、繊維束１２の一部に偶発的にしみがつ
くなどのいくつかの原因を有する。セルロースアセテー
トの二つの軸方向に間隔を置いたプラグ間にチャーコー
ル（炭）粒子を含むフィルターの如きチャーコールフィ
ルターの場合、変色した部分はフィルター構造物内から
チャーコールの一部が逃出した時にフィルター端面に現
われることがある。この形式の変色部分は「ブラックア
イ」として知られているが、説明の便宜上、繊維束１２
の全ての変色部分をブラックアイと称することにする。
【００２７】検査装置４０は検査すべき実質的に円形の
物品を製造または取扱う装置の都合の良い任意の場所で
動作させることができる。図３を参照するに、検査装置
４０の撮像（ image - capturing ）部分４２のための
好適な場所は、ドイツ国ハンバーグのハウニ−ヴェルケ
コルベル アンド コムパニー カーゲー（ Hauni-
Werke Korber & Co. KG ）から入手しうる従来のＭ
ａｘモデルティッパ（tipper ）の如き、従来の先端に
フィルターが取付けられたタバコ（フィルターチップタ
バコ）の製造装置（図４をも参照）である。かかる先付
け機（ tippingmachine ）においては、端面１０を有す
る完成したフィルターチップタバコは従来のハウニ（ H
auni ）検査ドラム３０の円筒状面に沿って間隔を置い
た位置で順次移送される。ドラム３０が回転すると、ハ
ウニ装置はドラムに沿って配置されたタバコについて従
来の或る検査作業を行う。次いでタバコは従来のハウニ
拒否ドラム３２へ移送される。ハウニ装置は欠陥のある
タバコを空気力学的にドラム３２から除去することによ
って拒否する。許容しうるタバコは続いて移動が許さ
れ、出口ドラム３４へ移送される。この出口ドラム３４
は先付け機からタバコを送び去る（タバコを従来のトレ
イ充填装置（ tray filler ）または大量流しコンベヤ
（図示せず）へ移送することによって）。
【００２８】本発明の装置の撮像部分４２は拒否ドラム
３２の比較的上流部分に隣接して配置するのが好適であ
る。本発明装置の拒否出力信号は従来のハウニ拒否機構
への追加的な入力としてまたは拒否ドラム３２の下流位
置に追加される別個の拒否機構４４と協同して使用する
ことができる。
【００２９】図４を参照するに、検査装置４０は物体１
０をその背景から区別する（対照的に引立たせる）装置
を含む。検査装置４０はタバコがカメラ４６を通過して
移送される時に好ましくはタバコの端面１０をドラム３
２の隣接する部分から片持ち状態にする。端面１０をそ
の背景から更に対照的に引立たせるために、好ましくは
カメラ４６に隣接するドラム３２の面を暗い非反射性の
面とし、端面１０を光源４８からの光によって斜めに照
射する。特に、光ファイバ束４９は撮像のために各タバ
コがカメラ４６に直接対向した位置に移動せしめられる
時に、光源４８からの光をタバコの端面１０に対して約
４５°の入射角で指向させる。カメラ４６がタバコの端
面１０を撮像する軸線はタバコの端面１０の面に対して
実質的に垂直である。
【００３０】ドラム３２は連続的に回転するが、光源４
８はタバコの端面１０がカメラ４６に直接対向して位置
するたびに短時間だけ照明または「ストロボ」照明する
ことができる。この構成は撮像されているタバコの動き
を停止または「凍結」する効果を有するため、カメラ４
６はタバコの端面１０の静止像またはほぼ静止した像を
形成する。撮像および像処理装置４０は、ドラム装置が
所定量だけ動くたびに出力パルス信号を発生するシャフ
トエンコーダ５０によって、タバコの動きおよびドラム
３０，３２および３４と同期化される。この連繋はタバ
コの端面１０がいつカメラ４６に直接対向して位置する
かをプロセッサ５２が正確に判定するのを可能にする。
かくして、プロセッサ５２は光源４８にストロボ発光さ
せて、カメラ４６によって撮像されたタバコの像の読取
りまたは「取入れ」（ grabbing）プロセスを開始す
る。
【００３１】有効な像情報がカメラ４６の全視野を満た
さない用途において像取入れ動作の時間を節約するため
に、カメラから像を取入れる時に最初に走査される視野
部分に有効な像情報が存在するようにカメラを位置させ
るのが好ましい。更に、有効な像情報を含む視野部分が
走査されてしまうと直ちに走査を停止させる。
【００３２】上述した走査原理を図５を参照して説明す
る。図５において、カメラ４６の典型的な視野４７は６
４０ピクセル巾×４８０ピクセル高さである。カメラ４
６は一般に頂部から底部に向けて水平方向に走査され
る。従って、カメラ４６は有効な像情報がカメラ４６の
視野の頂部に位置するように、撮像すべき物体に対して
カメラ４６を配置する。特に、タバコの端面１０を撮像
するに際し、視野４７のうち約１５０ピクセル×１５０
ピクセルより小さい面積の範囲内に入る大きさの像が適
当である。プロセッサ５２はカメラ４６を垂直方向に１
５０個のピクセルまで走査するようにプログラムされ
る。即ち、走査動作は線４７ａに達した時に停止する。
図５の中央のタバコ像１０だけが必要なのであるが、視
野４７はドラム３２上で隣接するタバコの部分を含んで
いても良い。この無関係な像情報が対象からどのように
して外されるかは後から説明する。撮像するたびに視野
の限られた部分だけを走査することにより、装置が撮像
し、像を処理することのできる速度が実質的に大きくな
る。
【００３３】図６および図７は外観検査動作を行うため
に装置４０が行うことのできるステップを示している。
【００３４】これらのステップのほとんどはプロセッサ
５２によって行われるかまたは少なくともプロセッサ５
２によって制御され、プロセッサ５２は従来のインテル
（ Intel）モデル３８６または４８６あるいは従来のフ
レームグラッバボード（ frame grabber board ）お
よびイメージグラッバボード（ image grabber boar
d）（例えばミネソタ州、パレイリー、エデンのパター
ン・プロセッシング・テクノロジイズ・インコーポレイ
テッド（ Pattern Processing Technologies ,Inc.
）から入手しうる）を差込むことのできるコンパティ
ブル バックプレーンの如きプログラム可能な汎用ディ
ジタルコンピュータを含むのが好ましい。
【００３５】ステップ１０２において、プロセッサ５２
はタバコがカメラ４６の真向いの位置に到達した時に、
光源４８をしてタバコの端面１０を短時間だけ照明させ
る。先に述べたようにプロセッサ５２はシャフトエンコ
ーダ５０から受ける信号から、タバコがカメラ４６に適
正に対向して位置する時を判定する。プロセッサはタバ
コの端面１０を照明することによって検査サイクルを開
始する。
【００３６】ステップ１０４においてプロセッサ５２は
図５に関して先に述べたように、カメラ４６の視野の関
連ある部分を走査する。しかして、プロセッサ５２は例
えばカメラ４６の視野の線４７ａまでの部分のみを走査
することができる。カメラ４６の出力信号は一般にアナ
ログ信号である。
【００３７】ステップ１０６においてプロセッサ５２は
カメラ４６からのアナログ出力信号をディジタル化して
前記アナログ出力信号を示すディジタル グレイスケー
ルピクセルデータ（ digital grey scale pixel da
ta ）を発生する。このディジタルデータにおいて、各
ピクセルはカメラ４６によって受けた像の対応する部分
の明るさレベルを示すディジタル値（例えば０〜２５
５）によって示される。カメラ４６の視野が６４０ピク
セル巾であり、線４７ａがカメラスクリーンの頂部より
１５０ピクセル下にあるとすれば、グレイスケール イ
メージデータは６４０ピクセル巾×１５０ピクセル高さ
の部域に及ぶ。
【００３８】有効な像情報が上述した部域の一部にのみ
含まれていると仮定すると、プロセッサ５２はステップ
１０８を遂行し、イメージデータの更なる処理を、像部
域のうちの有効な情報を含む部分にのみ制限する。図示
の実施例においては、有効な像情報はカメラ４６の視野
の中心部分の１５０ピクセル以内にある。従って、図８
を参照するに、ステップ１０８においてプロセッサ５２
はディジタルイメージデータの更なる全ての考察を垂直
線４７ｂ（視野４７の左側縁から２４５ピクセル右）と
垂直線４７ｃ（視野４７の右側縁から２４５ピクセル
左）との間のデータに制限する。視野４７の頂部と、線
４７ａ−ｃとによって囲まれた部域のことを以下のステ
ップにおいては「必要部域」または「ＲＯＩ」と称する
ことにする。
【００３９】ステップ１１０において、ＲＯＩ中の各ピ
クセルに対するディジタル グレイスケール イメージ
データは比較的明るいピクセルと比較的暗いピクセルと
の間の分離を行うように選択された臨界値と比較され
る。例えば、この臨界値は、ＲＯＩ内の白いまたは比較
的明るいタバコ端面１０の周囲の背景に係る全てのピク
セルが前記臨界値の一側の値を有し、タバコ端１０の像
に含まれる全てのピクセル（勿論許容しうる外観のもの
であるとして）が前記臨界値の他側の値を有するように
選択するのが好ましい。例えば、比較的明るいピクセル
が臨界値以上の値を有するものと仮定すると、これらの
ピクセルには、以後の処理のために二つの「２進値」の
一方（例えば１）が割当てられる。他の全てのピクセル
には２進値の他方（例えば０）が割当てられる。
【００４０】伝統的な２進値０及び１を使用するものと
して以上説明したが、これに代えて他の値の組（例えば
−１と１）を使用することもでき、かかる全ての代用値
は「暗い」ピクセルから「明るい」ピクセルを区別する
のに使用される臨界値より上または下のグレイスケール
値を有するピクセルをそれぞれ識別するために、ここで
使用される２進なる用語に包含されるものであることを
理解されたい。上述した技術（例えば、光ファイバ束４
９からの斜めの照明、ドラム３２からのタバコ端の片持
ち、カメラ４６に対向するドラム３２の面の暗色化）の
全てがステップ１１０においてプロセッサ５２が比較的
明るいタバコ端面１０を比較的暗い周囲の背景から容易
に区別するのを確実ならしめる。
【００４１】図９はステップ１１０を遂行した後、許容
しうるタバコの端面１０の像がＲＯＩ中にどのように現
れるかを示している。図９において暗い背景のピクセル
部域は暗く示され、明るい「前景」ピクセル部域は暗く
しないで示されている。
【００４２】ステップ１２０において、プロセッサ５２
はＲＯＩを走査し、全ての「縁部」ピクセル、即ち明る
い像部域と暗い像部域との間の変り目に存在する全ての
ピクセルを識別する。このステップ１２０は好ましくは
頂部ピクセル列から開始し、順次各列を左から右へ走査
することにより行われる。図９に示す例においては、走
査される各列は暗いピクセルで始まる。全て暗い最初の
少しの列の後、ステップ１２０の走査動作は最初の一連
の暗いピクセルに始まって一連の明るいピクセルが続く
列に遭遇するであろう。暗いピクセルと明るいピクセル
との間の変り目の最初の明るいピクセルが縁部ピクセル
として識別される。次いで、次に遭遇するピクセルが暗
いピクセルとなるまで後続する白いピクセルを通して走
査が続く。この時、暗いピクセルの直前の明るいピクセ
ルがもう一つの縁部ピクセルとして識別される。この走
査動作はＲＯＩ全体が走査されて全ての縁部ピクセルが
識別されるまで続く。
【００４３】図１０は図９と同様であるが、図２を参照
して上述した形式のいくつかの欠陥を有する許容しえな
いタバコの端面１０を示している。ステップ１１０に関
連して先に述べた臨界値は好ましくはバイパス２４およ
びブラックアイ２６の如き欠陥がタバコ端の像を包囲す
る背景部域と同様に暗い部域として現われるように選択
される。図１０の像がステップ１２０において縁部ピク
セルを探して走査される時、図９に示す許容しうるタバ
コの像を走査する時に遭遇するより多くの縁部ピクセル
に遭遇する。例えば、許容しえないタバコの場合には、
フラッグ２２、バイパス２４およびブラックアイ２６に
伴う余分の縁部ピクセルが存在する。
【００４４】図１０において線４７ｓに沿って左から右
へ走査する時、走査動作は最初いくつかの暗いピクセル
に遭遇し、次いでタバコ端面１０の周縁による最初の明
るいピクセルに遭遇する。この最初のピクセルは縁部ピ
クセルとして識別される。その後、いくつかの明るいピ
クセルに遭遇し続いてブラックアイ２６の縁部に達す
る。この点において、最後の明るいピクセルが縁部ピク
セルとして識別される。ブラックアイ２６は一連の暗い
ピクセルとして横切られ、続いてブラックアイ２６の右
側の最初の明るいピクセルに到る。この明るいピクセル
が更に他の縁部ピクセルとして識別される。そしてバイ
パス２４の左側縁部に遭遇するまで明るいピクセルが続
き、この点において最後の明るいピクセルが更に別の縁
部ピクセルとして識別される。次いでバイパス２４は一
連の暗いピクセルとして横切られ、セルロースアセテー
トの繊維束の周囲の包み紙による最初の明るいピクセル
に遭遇するに到る。この最初の明るいピクセルは更に別
の縁部ピクセルとして識別され、右側の暗い背景部域の
直前の最後の明るいピクセルが更に別の縁部ピクセルと
して識別される。従って、図９の許容しうるものの線４
７ｓに沿った走査の場合におけるように２個の縁部ピク
セルだけが識別されるのと違って、図１０の線４７ｓに
沿った走査の場合には６個の縁部ピクセルが識別され
る。
【００４５】ステップ１２２において、各縁部ピクセル
が出来るだけ多くの隣接する縁部ピクセルと接続され
る。図１１において、各四角形は一つのピクセルを示
し、縁部ピクセルは全て文字Ｅによって識別されてい
る。Ｅ′縁部ピクセルは全て互いに隣接していると考え
られ、隣接する縁部ピクセルの関連する一つのグループ
として識別される。同様に、Ｅ″縁部ピクセルは全て互
いに隣接していると考えられ、隣接する縁部ピクセルの
関連するもう一つのグループとして識別される。有効な
像情報は常に暗い背景部域によって完全に包囲されてい
るものとすると、ステップ１２２で識別された縁部ピク
セルの全てのグループは閉じた形状である。これらの閉
じた形状の各々は「しみ」と称する。例えば図９におい
てはただ一つの大きい明るいしみがある。図９の像に関
連して識別された全ての縁部ピクセルはこの一つの大き
い明るいしみの周縁に係るものである。一方、図１０に
おいては、二つの小さい暗いしみ２４，２６を含む一つ
の大きく明るいしみがある。これおよび後続するしみの
識別並びに分析を行うプログラムは上述したパターン・
プロセッシング・テクノロジイズ・インコーポレイテッ
ドから入手することができ、それはＰＰＴの４００ＶＰ
Ｃビジョン プログラム マネージャー ソフトウエア
の一部である。
【００４６】ステップ１２４において、ステップ１２２
で識別された各しみは、その形式、即ち明るい「前景」
しみなのか暗い「背景」しみなのかが調べられる。この
ステップは例えばそのしみの内側の一つのピクセル（他
のしみの一部ではない）が明るいか暗いかを知ることに
よって行うのが好ましい。試験したピクセルが明るけれ
ば、そのしみは明るい「前景」しみである。試験したピ
クセルが暗ければ、そのしみは暗い「背景」しみであ
る。
【００４７】ステップ１２６において、最大数の関連す
る縁部ピクセルを有する前景しみの許容性を試験する。
例えば、図９における大きく明るい前景しみが合計４８
０個乃至５３０個の縁部ピクセルを有するものであるこ
とは知られている。この数の縁部ピクセルを有する前景
しみがなければ、その像は許容しえない外観を有するも
のとしてステップ１２８で拒否される。セルロースアセ
テート繊維束１２がかなり小さすぎたり、大きすぎたり
すると、最も大きい前景しみは４８０個より少ない縁部
ピクセルを有するか５３０個より多い縁部ピクセルを有
する。同様に、フラッグ２２（図１０）は最も大きい前
景しみの縁部ピクセルの数を許容しうる上限を越えて増
大させる。タバコが押しつぶされるなどしていれば、こ
の欠陥も最も大きい前景しみの縁部ピクセルの合計数を
許容しうる限界を越えて明らかに変化させるであろう。
このように、最も大きい前景しみの縁部ピクセルの数を
比較することによって装置４０は像の中のいくつかのあ
り得る欠陥の任意のものを識別することができる。ステ
ップ１２６を遂行する時に、最大の前景しみが所定の許
容しうる範囲内の数の縁部ピクセルを有することが見出
せなかった場合、制御装置はステップ１２８に進んで、
その製品１０が拒否機構４４（図３および図４）に到達
した時にこれを拒否することができる。他方、像がステ
ップ１２６における試験に通ると、制御装置はステップ
１３０に進んで許容性について像を更に試験する。
【００４８】ステップ１３０において、イメージデータ
は許容しえない程度に大きい背景しみについて試験され
る。例えば、ある数以上（例えば９個またはそれ以上）
の縁部ピクセルを有する如何なる背景しみも、その像を
許容しえないものとするということを予め決めておくこ
とができる。従って、ステップ１３０においては、各背
景しみの縁部ピクセルの数をこの所定の限度と比較し、
どれかの背景しみが臨界数以上の縁部ピクセルを有する
ことが発見されると、制御装置はステップ１２８に進ん
でその製品を拒否する。他方、像が過度に大きい暗い背
景しみを有していなければ、制御装置はステップ１３２
に進み、その製品を受入れさせる。
【００４９】上述したように、外観検査動作の結果に関
する現在の情報を装置のオペレータに提供することは重
要であるし、少なくとも有効である。情報のかかる提供
は例えば装置４０のコンピュータ表示スクリーン５４に
よって行うことができる（再び図４を参照）。
【００５０】図１２を参照するに、スクリーン５４上の
好ましい表示はプロセッサ５２によって制御され、次の
情報部域を有する。 １．部域２０２ ---- 検査装置４０が動作しているタバ
コ製造装置の識別。 ２．部域２０４ ---- 一日のうちの時間。 ３．部域２０６ ---- カメラ４６の視野内の必要部域の
現在のディジタル グレイスケール イメージ。好まし
くは、像が欠陥を有すると識別された時、その像は通常
より長く（例えば３秒間）保持して、装置のオペレータ
にそれを調べるためのより長い時間を与える。更に、拒
否を生じさせた像の欠陥部分の周囲に四角形のボックス
２０８を表示する。 ４．部域２１０ ---- 検査装置４０の動作の現在のシフ
トに関する累積データおよび動作の先のシフトに関する
同様なデータ。各シフトに対して、データは好ましくは
（ａ）シフト識別子、（ｂ）製造された許容しうるタバ
コの数、（ｃ）検出し、拒否した欠陥のあるタバコの
数、および（ｄ）総生産量に対する拒否のパーセントを
含む。 ５．部域２１２ ---- 生産されたタバコ１０００本のう
ち拒否したものの数に関する、装置の最近の経験を示す
動的グラフ表示または度数分布図。 ６．部域２１４ ---- 測定したタバコの円周に関する、
装置の最近の経験を示す動的グラフ表示または度数分布
図。 ７．部域２１６ ---- 生産したタバコ１０００本当りの
拒否した数に関する、装置の最も最近の経験。 ８．部域２１８ ---- 測定したタバコの円周に関する、
装置の最も最近の経験。 ９．部域２２０ａ−ｄ----検査装置の種々な機能を制御
するためのオペレータ用の数個の「ボタン」（表示装置
５４が「タッチスクリーン」であるとして）。例えば、
一つまたはそれ以上のボタン２２０は装置にシフト変更
に関して教えるのに使用することができる。他のボタン
２２０は現在のシフトに対して部域２１０に示されるデ
ータを累積するのに使用されるプロセッサ５２のカウン
タをリセットするのに使用することができる。
【００５１】図１３は上述したようにタバコを検査し、
表示装置５４を図１２に示すように保持するためにプロ
セッサ５２が遂行する動作フローチャートである。ステ
ップ３０２において、装置は検査すべき次の像を得る。
このステップは図６および図７のステップ１０２乃至１
２４で詳細に説明したように遂行することができる。周
長または円周を各タバコについて測定したくない場合に
は、ステップ３０４において周長テストカウンタのカウ
ント数を増やさなければならない。その場合、ステップ
３０４より右側のステップは周長テストカウンタが所定
数（例えば１００）に達するごとに遂行される。ステッ
プ３０４より左側のステップは好ましくは各タバコに対
して遂行される。
【００５２】ステップ３０６において、所謂「チャーコ
ール検査」を行う。この検査は図７のステップ１３０で
説明した許容しえない大きな背景しみの存在を試験する
ものである。ステップ３０６は図１３では「チャーコー
ル検査」と称するが、十分大きなブラックアイまたはバ
イパスの像はこの検査ステップに失敗するであろう。
【００５３】像が検査ステップ３０６に通る（パスす
る）と、制御装置はステップ３０８に進み、このステッ
プ３０８においてプロセッサ５２のパスカウンタが加算
される。
【００５４】ステップ３１０において、表示装置５４の
部域２１０の関連する部分が、パスカウンタ中の新しい
データを反映するように更新される。
【００５５】ステップ３１２において、新しいパスカウ
ンタデータがそれに組合わされた従来の動的データ交換
（ＤＤＥ）を通して従来のコンピュータプログラムに通
り、表示装置５４の部域２１２に度数分布図を作る。こ
れらのコンピュータプログラムは部域２１６に示される
データをも作ることができる。
【００５６】ステップ３１４において、今丁度検査した
タバコが検査に通ったことを示す適当なデータがプロセ
ッサ５２内のシフトレジスタに入れられる。ステップ３
１４に組合わされたシフトレジスタ（時々シフトレジス
タ３１４と称する）はステップ３０２で像が得られるの
と同じ速度でシフトされる。データはシフトレジスタの
上流段に入れられる。シフトレジスタの下流段は拒否機
構（図３および図４参照）を制御する出力信号として使
用される。上流段と下流段との間のシフトレジスタの段
数はステップ３０２で像を得た位置から拒否機構４４に
よって拒否される（必要なら）位置までタバコが移動す
るのに要する時間に対応する。ステップ３１２からステ
ップ３１４に達すると、シフトレジスタに入れられたデ
ータが、拒否機構４４をして許容しうるタバコが拒否さ
れることなく通過するのを許さしめる。
【００５７】タバコがステップ３０６の検査試験に失敗
すると、制御装置はステップ３０６からステップ３２０
へ進む。ステップ３２０においては、プロセッサは部域
２０６に表示される像を所定の時間（例えば３秒間）保
持し、かつ像をテスト３０６に失敗させた背景しみの周
囲に適当な四角形２０８を添える。
【００５８】テスト３２２において、プロセッサ５２の
失敗カウンタが加算され、かつステップ３２４において
新しい失敗カウンタデータを使用して表示装置５４の部
域２１０の適当な部分を更新する。
【００５９】ステップ３２６は上述したステップ３１２
と同様であって、新しい失敗カウンタデータを上述した
コンピュータプログラムに通し、このプログラムは表示
装置５４の部域２１２に度数分布図を作ると共に部域２
１６内にデータを作る。
【００６０】ステップ３２６の遂行の後にステップ３１
４を遂行する時、シフトレジスタ３１４に入れられたデ
ータは欠陥のあるタバコが拒否機構４４に到達した時に
このタバコを拒否させる。
【００６１】ステップ３３０の周長検査は、図７のステ
ップ１２６について説明したように各タバコについて行
うことができるが、図１３の実施例においてはこの検査
は１００番目のタバコごとにのみ行われる。従って、１
００番目のタバコが検出されるとステップ１２６に関連
して上述したように周長検査テスト３３０がイメージデ
ータについて行われる。特に、最大の前景しみの縁部ピ
クセルの数が、これに所定のスケール係数を掛けること
によって周長測定値に変換される。
【００６２】ステップ３３２において、表示装置５４の
部域２１８内の周長データが更新される。
【００６３】ステップ３３４において、新しい周長デー
タが従来のコンピュータプログラムに通され、このコン
ピュータは上述したステップ３１２，３２６と同様に部
域２１４内に度数分布図を作る。次いで制御装置はステ
ップ３３４からステップ３０６に進み、かくして今丁度
更新された周長データを提供するのに使用されたタバコ
についてチャーコール検査を行うことができる。
【００６４】ステップ３０８に組合わされたパスカウン
タおよびステップ３２２に組合わされた失敗カウンタを
リセットしたい時には、いつでもステップ３４０が遂行
される。例えばシフト変更がある時にはいつもステップ
３４０を遂行することができる。
【００６５】図１０を参照するに、走査線４７ｓに沿っ
て、バイパス部域２４の或る境界ピクセルは紙層１４の
厚さだけ背景ピクセルから分離されていることが判るで
あろう。あるカメラおよび／または照明条件および／ま
たは動作速度によっては、カメラ４６はバイパス間隙２
４を背景から区別できないことがある。従って、プロセ
ッサ５２はある場合にはバイパス間隙２４を背景として
処理し、欠陥品を検出しないまま通過させてしまうかも
知れない。この問題はブラックアイまたは他の汚れがタ
バコ端面１０の縁部にまたはこれに沿って位置する場合
にも起こり得る。
【００６６】ここで図１４および図１５を参照するに、
本発明の好ましい実施例は新しい撮像および処理装置４
０′を備えている。この装置４０′は図４について上述
した装置４０と同様の構成および機能を有するが、外観
検査装置４０′の撮像部分４２の一部としてプリズム装
置５００が付加されている。このプリズム装置５００
は、カメラ４６の撮像動作がタバコ端面１０およびタバ
コ端面１０にすぐ隣接したタバコ側面に沿った周面部分
５１０の両方を含むように、カメラ４６に対して配置、
配向されている。プリズム装置５００は、周面部分５１
０から散乱された光をカメラ４６の視野に指向させる。
【００６７】好ましくは、プリズム装置５００は、カメ
ラ４６の焦点軸線に沿って整合され、かつ頂点をカメラ
４６に向けて配置された円錐形のプリズム５００を含
む。この円錐形のプリズム５００はタバコの基部端面１
０から末梢端１０に向かうにつれて周面部分５１０のよ
り線形な像形成を生じようとする。
【００６８】図１５を参照するに、検査装置４０′のプ
ロセッサ５２′は線４７ａ′に達すると走査を停止し、
必要部域（ＲＯＩ）を示す視野は線４７ｂ′と線４７
ｃ′との間の部分にとどまるように構成されている。
【００６９】先に述べた実施例と同様、プロセッサ５
２′はステップ１１０において、ＲＯＩ内の各ピクセル
に対してディジタル グレイスケール イメージデータ
を、比較的明るいピクセル（前景）と比較的暗いピクセ
ル（背景）とを識別するように選択された臨界値と比較
する。しかし、臨界値の選択はＲＯＩ内の周面部域５１
０を含めうるように調整される。特に、ＲＯＩは先の実
施例と同様、背景部域に関するピクセル部域（イメージ
データ）５２０とタバコの端１０′を示すピクセル部域
とを有する以外に、周面部域５１０を示すピクセルの第
三の組をも有する。通常は、背景部域５２０のピクセル
は２５に近いグレイスケール値を有するが、欠陥のない
タバコ端面１０は２５５に近い、グレイスケール値の上
限のまたはほぼ上限のピクセル部域５３０を生じる（タ
バコ端面１０を示すピクセル部域５３０は図１５におい
て仮想破線５４０で示されている）。しかし、周面部域
５１０（図１５において点線５４０の外側に位置する）
に対応するピクセルは背景５２０の値と端面ピクセル５
３０の値との間のグレイスケール値を有する。タバコの
チップがコルクチップ紙を含むと、周面部域５１０に対
応するピクセルは５０という低いグレイスケール値を有
しうる。この実施例においては、部域５１０，５２０お
よび５３０のピクセルを比較する臨界値は、端面部域５
３０と周面部域５１０とが背景部域５２０から区別され
るように選定される。従って、周面部域５１０のピクセ
ルが５０といった低いグレイスケール値を有すれば、臨
界値は３５に選定されて、タバコ端面１０と周面部域５
１０とが同じ２進値に割当てられるようになされるであ
ろう。
【００７０】その結果、処理した像には、本来なら仮想
破線５４０に生じるはずの、タバコ端面１０の周縁に沿
った境界はもはや現われなくなる。
【００７１】従って、図１５の線４７ｓ′に沿って左か
ら右へ走査が進むと、プロセッサ５２′は背景部域５２
０の一連の暗いピクセルを最初に検出する。次いで、プ
ロセッサは周面部域５１０の末梢縁５６０に始まる明る
い前景ピクセルを検出する。プロセッサ５２′は部域５
１０を通って部域５３０中へと線４７ｓ′に沿って走査
が続くにつれて明るい前景ピクセルを記憶し、これは走
査動作がバイパス２４の縁部ピクセルに達するまで続け
られ、この時プロセッサ５２′は最後の明るいピクセル
を縁部ピクセルとして識別する。そして、バイパス部域
２４を横切るまで更に暗い背景ピクセルに遭遇する。バ
イパス２４の右側の最初の明るいピクセルに遭遇する
と、もう一つの縁部ピクセルが識別される。更なる明る
い前景ピクセルの検出は走査が部域５３０および５１０
の残部に沿って右方へ進むにつれて続行される。
【００７２】先に述べた実施例と同様、ステップ１２２
においてプロセッサ５２′は隣接する各ピクセルを組合
わせて閉じた形状（しみ）を形成し、ステップ１２４に
おいて各しみが明るい「前景」しみなのか、暗い「背
景」しみなのかを、好ましくは形成されたしみの内側の
一つのピクセルが明るいか暗いかを判定することによっ
て、プロセッサ５２′によって判定する。この実施例に
おいては、最も大きいしみはタバコ端面１０の縁に沿っ
てではなくて周面部域５１０の末梢縁５６０に沿って形
成される。従って、バイパス２４のしみはタバコの周面
部域５１０に対応する明るいピクセルを間に置いて背景
ピクセル部域５２０から離れて位置することになる。従
って、プロセッサ５２′は背景ピクセル部域５２０から
バイパス部域２４をより容易に区別することができる。
先の実施例においては、バイパス部域２４は、端面１０
における紙層１４の縁部を示すピクセルによって背景ピ
クセルから分離されていたことを認識すべきである。
【００７３】この実施例のプロセッサ５２′は先の実施
例で説明したようにフィルターチップが小さすぎるのか
または大きすぎるのか、あるいはフラッグ２２ａを含む
のかを判定するために、最も大きい明るい前景しみを形
成する縁部ピクセルの数を調べるためにステップ１２６
を遂行しうるものである。しかし、縁部ピクセルはタバ
コチップの末梢縁５６０を描く境界に沿ってカウントさ
れるであろう。
【００７４】しかし、ほとんどの場合、光源４８からの
斜めの照明によってフラッグ２２は端面１０の一部およ
び／または周面部域５１０に影を投げることになる。こ
の影は処理した像においてもう一つの変色した部域５８
０として現われ、プロセッサ５２′はこの影を検出し、
拒否の理由となるに十分な大きさの背景しみとして識別
するであろう。
【００７５】また、フラッグ２２による暗いしみ５８０
は周面ピクセル部域５１０全体を横切って延びて、プロ
セッサ５２′によって背景ピクセル部域５２０の一部と
みなされることもありうる。このような場合、末梢縁５
６０に沿ったピクセルのカウントは欠陥の存在を指示す
るに十分な値に増えることになる。しかし、周面部域５
１０（カメラ４６によって見ることのできる周面部域）
がフラッグ２２によって形成されるかも知れない如何な
る影をも十分越えて延びるようにプリズム装置５００を
形成することによってこの問題を解決するのが好まし
い。かかる装置は、周面部域５１０の末梢縁５６０を端
面１０からタバコの長さのほぼ１／３乃至１／２の位置
に置くようにするのが好ましい。
【００７６】本発明はフラッグ２２の検出を更に容易な
らしめるために、図１０について先に説明したものに代
えて図１５に示すように実施することもできる、この構
成は、最後に説明した実施例、つまり結像をタバコ端面
１０に隣接した周面部域５１０を含むようにシフトし、
周面部域５１０を明るい（前景）ピクセル部域の一部と
して含むようにした実施例の技術を使用して、タバコ端
面１０のブラックアイおよびバイパスについての第二の
分析を行うのと共に、先の実施例で述べた大きさおよび
フラッグの存在についての端面１０の周縁（図１５にお
ける仮想線５４０に対応する）の分析を含む。動作間で
の像のかかるシフトはプロセッサ５２′が、ステップ１
１０における臨界値を、最大の明るい（前景）しみから
部域５１０を除外する一つの値から部域５１０を含む第
二の値に切換えるようにすることによって行うことがで
きる。あるいは、図８の走査部域に一つのＲＯＩを形成
するのに代えて二つのＲＯＩを形成し、二つのＲＯＩの
各々について同時にまたはあい続いて二つの技術の一方
または他方を遂行するようにプロセッサ５２を構成して
も良い。
【００７７】図１６を参照するに、プリズム装置５００
は異なる形状のプリズムを含みうる。このプリズム装置
はタバコ端面１０を結像するための中央プリズム部６１
０とタバコの側面に沿った周面部域５１０の像を得るた
めの外方プリズム部分６２０とを有する截頭円錐形セク
ションを含む。
【００７８】あるいは図１７に示すように、円錐形のプ
リズムを使用する代りに半球形のプリズムを使用するこ
ともできる。
【００７９】図１８を参照するに、プリズム装置５００
はピラミッド形のプリズムを含むことができ、その角部
６５０は図１９のＲＯＩ中に半径方向に延びた前景ピク
セル部域６６０を生ぜしめる。図１８のプリズムの縁部
６５０と図１９のＲＯＩのピクセル部域６６０は図２０
のタバコの側面に沿った周面部域５１０′に対応する。
【００８０】図２１および図２２を参照するに、プリズ
ム装置５００はプロセッサ５２′によって生ぜしめられ
るＲＯＩ中に一対の反対側に延びたピクセル部域６６
０′および６６０″を形成する形状の一つまたはそれ以
上の三角形のプリズム６７０および６８０を含むことが
できる。これらの全ての実施例において、欠陥と周囲の
背景ピクセル部域５２０との間に周面部域５１０および
５１０′に対応するピクセル部域を置くことによって欠
陥とその周囲の背景ピクセル部域５２０との間により大
きな隔離を置くことにより、バイパス２４および端面１
０の縁部に沿った他の欠陥の検出を容易に行うことがで
きる。これらの構成はまた検査プロセスをタバコの側面
に沿って有利に延ばし、タバコのより大きな範囲を分析
することができる。
【００８１】以上の説明は単に本発明の原理を示すだけ
であって、当業者においては本発明の技術的範囲および
精神を逸脱することなく、種々な変更をなしうるもので
ある。例えば、表示装置５４に表示される情報は所望に
応じて変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法および装置によって外観検査すべ
きフィルターチップタバコのフィルターの簡略化した端
面図である。
【図２】図１と同様の図であって、外観に典型的な欠陥
を有するタバコフィルター端を示す図である。
【図３】タバコ製造装置の簡略化した側面図であって、
外観検査装置をどのように付加しうるかを示す図であ
る。
【図４】本発明の外観検査装置の概略的なブロック図で
ある。
【図５】図４の装置のビデオカメラによって撮像された
典型的な像を簡略化して示す図である。
【図６】図４の装置が遂行する方法のステップのフロー
チャートの一部を示す図である。
【図７】図４の装置が遂行する方法のステップのフロー
チャートの残りの部分を示す図である。
【図８】どのようにして像を特定の必要部域に限定しう
るかを示す図５と同様の図である。
【図９】図６および図７の方法ステップに従って処理す
る間の典型的なイメージデータを簡略化して示す図であ
る。
【図１０】図９と同様の図であるが、他の典型的なイメ
ージデータを示す図である。
【図１１】図９および図１０に示した形式のイメージデ
ータにおける典型的なピクセル部域を簡略化して示す図
であって、或るピクセルを或る特性を有する文字で識別
して示す図である。
【図１２】検査装置のオペレータが見ることのできるコ
ンピュータ表示パネル上の好ましい情報表示を簡略化し
て示す図である。
【図１３】図４の装置によって遂行しうる他のおよび／
または追加的な外観検査ステップのフローチャートであ
る。
【図１４】本発明による検査装置の概略的なブロック図
である。
【図１５】図１４の装置によって図６および図７の方法
ステップに従って処理する間に得られる典型的なイメー
ジデータを示す図である。
【図１６】図１４の装置に使用する截頭円錐形のプリズ
ムの側面図である。
【図１７】図１４の装置に使用する半球形プリズムの側
面図である。
【図１８】図１４の装置に使用するピラミッド形のプリ
ズムの斜視図である。
【図１９】図１４の形式の検査装置であるが図１８の形
式のプリズムを備えた形式のものによって作られる形式
の典型的なイメージデータを示す図である。
【図２０】図１４の形式の検査装置であるが、図１８に
示す形式のプリズムを備えたものによって撮像される部
域を示すタバコ端部の斜視図である。
【図２１】図１４の形式の検査装置に使用する四角形の
プリズムの斜視図である。
【図２２】図１４の形式の検査装置であって、図２１に
示すプリズムを備えたものによって作られる典型的なイ
メージデータを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 7/60

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タバコの端面が許容しうる外観を有する
    か否かを判定する装置であって、 対照をなす背景に対して前記端面の像を形成する手段
    （４６，４８，４９，５００）を備え、この像形成手段
    は前記端面に隣接して前記タバコに沿った周面部域（５
    １０）の像を含むように前記像を拡張する手段（５０
    ０）を備え、更に前記像を、この像の対応する部分の明
    るさを示す初期ディジタル値をそれぞれ有する複数のピ
    クセルとしてディジタル化する手段（５２′） 所定の臨界値に対して第一の極性を有する初期ディジタ
    ル値を有する各ピクセルに二つの処理されたディジタル
    値の第一のものを割当て、他の全てのピクセルに前記の
    二つの処理されたディジタル値の第二のものを割当てる
    ように前記ピクセルを処理する手段（５２′）を備え、
    前記臨界値は、前記背景、前記端面の実質的に変色した
    部域および前記周面部域の実質的に変色した部域に前記
    の第一の処理されたディジタル値が割当てられ、前記端
    面のおよび前記周面部域の実質的に変色した部域に前記
    の第二の処理されたディジタル値が割当てられるように
    選定されており、更に前記の第一の処理されたディジタ
    ル値を有するピクセルと前記の第二の処理されたディジ
    タル値を有するピクセルとの間の転移部に隣接したピク
    セルを縁部ピクセルとして識別する手段（５２′）、 前記像の中の各しみの境界を識別するために互いに隣接
    する縁部ピクセルを組合せる手段（５２′）、 各境界が前記の第一の処理されたディジタル値を有する
    ピクセルを包囲するか第二の処理されたディジタル値を
    有するピクセルを包囲するかを判定することによって各
    しみを第一の形式のしみまたは第二の形式のしみとして
    識別する手段、 前記のしみの形式の少なくとも一方の形式のしみの特性
    を計算する手段、および前記の計算された特性を所定値
    と比較することによって前記像の許容性を判定する手段
    を備えたことを特徴とするタバコ端面の外観判定装置。
  2. 【請求項２】 前記の特性を計算する手段が前記の第二
    の形式のしみの大きさを計算する手段を含み、前記の許
    容性を判定する手段が前記の第二の形式のしみの計算さ
    れた最大の大きさが所定の大きさにほぼ等しいかどうか
    を判定する手段を含むことを特徴とする請求項１のタバ
    コ端面の外観判定装置。
  3. 【請求項３】 前記の特性を計算する手段が前記の第一
    の形式のしみの大きさを計算する手段を含むことを特徴
    とする請求項２のタバコ端面の外観判定装置。
  4. 【請求項４】 前記の許容性を判定する手段が前記像が
    許容しえない像であることを判定した時に前記タバコを
    拒否する手段（４４）を設けたことを特徴とする請求項
    ３のタバコ端面の外観判定装置。
  5. 【請求項５】 前記像形成手段の動作の間タバコを支持
    する手段であって、前記端面がこの支持手段から間隔を
    置くように支持する支持手段（３２）を設けたことを特
    徴とする請求項１乃至４のいずれか一のタバコ端面の外
    観判定装置。
  6. 【請求項６】 前記端面を照明する手段であって、この
    照明手段から前記支持手段に当るいかなる光をも前記像
    形成手段によって形成される像において前記端面から離
    して位置させるように前記端面を照明する照明手段（４
    ８，４９）を設けたことを特徴とする請求項５のタバコ
    端面の外観判定装置。
  7. 【請求項７】 前記像形成手段は第一の所定の軸線に沿
    って前記像を形成するようにし、前記照明手段は前記の
    第一の所定の軸線に対して傾斜した第二の所定の軸線に
    沿って前記端面を照明するようにしたことを特徴とする
    請求項６のタバコ端面の外観判定装置。
  8. 【請求項８】 前記の第二の所定の軸線が前記の第一の
    所定の軸線に対して約４５°の角度傾斜していることを
    特徴とする請求項７のタバコ端面の外観判定装置。
  9. 【請求項９】 前記の第一の所定の軸線が前記端面に対
    して実質的に垂直であることを特徴とする請求項７のタ
    バコ端面の外観判定装置。
  10. 【請求項１０】 前記の第二の所定の軸線が前記端面に
    対して傾斜していることを特徴とする請求項７のタバコ
    端面の外観判定装置。
  11. 【請求項１１】 前記支持手段が前記端面に隣接して前
    記端面と実質的に同じ方向に向いた面を有し、この面は
    前記端面に対して視覚的に対照をなすようになされてい
    ることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一のタ
    バコ端面の外観判定装置。
  12. 【請求項１２】 前記支持手段は前記タバコを前記像形
    成手段に対して移動させるようになされており、前記像
    形成手段に前記端面の実質的に静止した像を形成させる
    ように前記端面を瞬間的に照明する手段を設けたことを
    特徴とする請求項５乃至１１のいずれか一のタバコ端面
    の外観判定装置。
  13. 【請求項１３】 前記照明手段からの光が当る、前記支
    持手段の面を実質的に非反射性にしたことを特徴とする
    請求項１乃至１２のいずれか一のタバコ端面の外観判定
    装置。
  14. 【請求項１４】 前記照明手段からの光が当る、前記支
    持手段の面を実質的に光吸収性にしたことを特徴とする
    請求項１１乃至１３のいずれか一のタバコ端面の外観判
    定装置。
  15. 【請求項１５】 前記支持手段が、ドラムであって前記
    タバコをその縦軸線をこのドラムの縦軸線に実質的に平
    行して支持するようにしたドラムを含むことを特徴とす
    る請求項１１乃至１４のいずれか一のタバコ端面の外観
    判定装置。
  16. 【請求項１６】 前記の許容性を判定する手段が、前記
    の第一の形式のしみの計算された特性を第一の所定値と
    比較する手段、および前記の第二の形式のしみの計算さ
    れた特性を第二の所定値と比較する手段を含むことを特
    徴とする請求項１乃至１５のいずれか一のタバコ端面の
    外観判定装置。
  17. 【請求項１７】 前記の瞬間的に照明する手段が、前記
    端面が前記像形成手段の視野内の所定位置にある時に前
    記端面が照明されるようにこの照明を前記支持手段の動
    きと同期化させる手段を含むことを特徴とする請求項１
    ２のタバコ端面の外観判定装置。
  18. 【請求項１８】 前記タバコが一連の実質的に同様な物
    体の一つであり、前記タバコの全てについて一連に順次
    実質的に同様に動作するようにしたタバコ端面の外観判
    定装置であって、 前記像形成手段によって形成されるタバコの像を表示す
    る手段、および前記境界の少なくとも一つが所定の特性
    を有するか否かを判定する前記の手段によって許容しえ
    ない外観を有すると判定されたタバコの像の表示を長び
    かせて、前記外観判定装置のオペレータにこの像を見る
    追加的な時間を与える手段を更に備えていることを特徴
    とする請求項１のタバコ端面の外観判定装置。
  19. 【請求項１９】 タバコの端面が許容しうる外観を有す
    るか否かを判定する方法であって、 対照をなす背景に対して前記端面およびこの端面に隣接
    して前記タバコに沿った周面部域の像を形成するステッ
    プ、 この像を、この像の対応する部分の明るさを示す初期デ
    ィジタル値をそれぞれ有する複数のピクセルとしてディ
    ジタル化するステップ、および所定の臨界値に対して第
    一の極性を有する初期ディジタル値を有する各ピクセル
    に二つの処理されたディジタル値の第一のものを割当
    て、他の全てのピクセルに二つの処理されたディジタル
    値の第二のものを割当てるように前記ピクセルを処理す
    るステップを有し、前記臨界値は、前記背景、前記端面
    の実質的に変色した部域および前記周面部域の実質的に
    変色した部域に前記の第一の処理されたディジタル値が
    割当てられ、前記端面のおよび前記周面部域の実質的に
    変色した部域に前記の第二の処理されたディジタル値が
    割当てられるように選定し、更に、 前記の第一の処理されたディジタル値を有するピクセル
    と前記の第二の処理されたディジタル値を有するピクセ
    ルとの間の転移部に隣接したピクセルを縁部ピクセルと
    して識別するステップ、 前記像の中の各しみの境界を識別するために互いに隣接
    する縁部ピクセルを組合せるステップ、 各境界が前記の第一の処理されたディジタル値を有する
    ピクセルを包囲するか第二の処理されたディジタル値を
    有するピクセルを包囲するかを判定することによって各
    しみを第一の形式のしみまたは第二の形式のしみとして
    識別するステップ、 前記のしみの形式の少なくとも一方の形式のしみの特性
    を計算するステップ、および前記の計算された特性を所
    定値と比較することによって前記像の許容性を判定する
    ステップを有することを特徴とするタバコ端面の外観判
    定方法。
  20. 【請求項２０】 前記の特性を計算するステップが前記
    の第二の形式のしみの大きさを計算することを含み、前
    記の許容性を判定するステップが前記の第二の形式のし
    みの計算された最大の大きさが所定の大きさにほぼ等し
    いかどうかを判定することを含むことを特徴とする請求
    項１９のタバコ端面の外観判定方法。
  21. 【請求項２１】 前記の特性を計算するステップが前記
    の第一の形式のしみの大きさを計算することを含むこと
    を特徴とする請求項２０のタバコ端面の外観判定方法。
  22. 【請求項２２】 前記の許容性を判定するステップが、
    前記の第一の形式のしみの計算された特性を第一の所定
    値と比較すること、および前記の第二の形式のしみの計
    算された特性を第二の所定値と比較することを含むこと
    を特徴とする請求項２１のタバコ端面の外観判定方法。
  23. 【請求項２３】 前記の許容性を判定するステップにお
    いて前記像が許容しえない像であることを判定した時に
    前記タバコを拒否するステップを更に有することを特徴
    とする請求項２２のタバコ端面の外観判定方法。
  24. 【請求項２４】 前記の像を形成するステップの間、支
    持構造体によって前記タバコの端面が前記支持構造体か
    ら間隔を置くように前記タバコを支持するステップを更
    に有することを特徴とする請求項２２のタバコ端面の外
    観判定方法。
  25. 【請求項２５】 光源から前記端面を照明し、この照明
    は前記光源から前記支持構造体に当るいかなる光をも、
    前記の像を形成するステップで形成される像において前
    記端面から離れて位置させるように行うステップを更に
    有することを特徴とする請求項２４のタバコ端面の外観
    判定方法。
  26. 【請求項２６】 前記の像を形成するステップにおいて
    前記像を第一の所定の軸線に沿って形成し、前記の端面
    を照明するステップにおいて前記第一の所定の軸線に対
    して傾斜した第二の軸線に沿って前記端面を照明するこ
    とを特徴とする請求項２５のタバコ端面の外観判定方
    法。
  27. 【請求項２７】 前記の第二の所定の軸線が前記の第一
    の所定の軸線に対して約４５°の角度傾斜していること
    を特徴とする請求項２６のタバコ端面の外観判定方法。
  28. 【請求項２８】 前記の第一の所定の軸線が前記端面に
    対して実質的に垂直であることを特徴とする請求項２６
    のタバコ端面の外観判定方法。
  29. 【請求項２９】 前記の第二の所定の軸線が前記端面に
    対して傾斜していることを特徴とする請求項２８のタバ
    コ端面の外観判定方法。
  30. 【請求項３０】 前記支持構造体が前記タバコに隣接し
    て前記端面と実質的に同じ方向に向いた面を有し、この
    面は前記端面に対して視覚的に対照をなすようにしたこ
    とを特徴とする請求項２４のタバコ端面の外観判定方
    法。
  31. 【請求項３１】 前記支持構造体は前記タバコを前記光
    源に対して移動させるようになされており、前記の像を
    形成するステップの間に前記端面の実質的に静止した像
    を形成するように前記端面を瞬間的に照明するステップ
    を更に有することを特徴とする請求項２４のタバコ端面
    の外観判定方法。
  32. 【請求項３２】 前記の瞬間的に照明するステップは、
    前記端面の照明を前記支持構造体の動きと同期化させる
    ステップを含むことを特徴とする請求項３１のタバコ端
    面の外観判定方法。
  33. 【請求項３３】 前記タバコが一連の実質的に同様な物
    体の一つであり、前記タバコの全てについて一連に順次
    実質的に同様に動作するタバコ端面の外観判定方法であ
    って、 前記の像を形成するステップにおいて形成されるタバコ
    の像を表示するステップ、および前記の許容性を判定す
    るステップにおいて許容しえない外観を有すると判定さ
    れたタバコの像の表示を長びかせて、装置のオペレータ
    にこの像を見る追加的な時間を与えるステップを更に有
    することを特徴とする請求項２２乃至３２のいずれか一
    のタバコ端面の外観判定方法。
  34. 【請求項３４】 所定の経路に沿ってタバコ構成要素を
    移動させる手段（３２）、 前記経路に沿った位置に設けられた撮像装置（４６，４
    ８，４９）を備え、この撮像装置は前記位置において前
    記タバコ構成要素の少なくとも端部を照明する手段（４
    ８，４９）と、前記位置に設けられ、前記タバコ構成要
    素が前記位置を通して移動する時に前記タバコ構成要素
    の端部の像を背景に対して対照的に撮像して出力を発生
    するカメラ（４６）を有し、更に、 前記のカメラ出力に接続されてこのカメラ出力から縁部
    ピクセルを解読し、この縁部ピクセルを隣接する縁部ピ
    クセルのグループに組合せ、この隣接する縁部ピクセル
    のグループを第一の形式のしみまたは第二の形式のしみ
    について特徴づけるプロセッサ（５２′）を備えたタバ
    コ要素の端面を検査する装置において、 前記撮像装置は更に、前記端面に隣接して前記タバコ構
    成要素に沿った周面部域（５１０）を前記タバコ構成要
    素の像の範囲内に含めるように前記カメラに対して配置
    されたプリズム（５００）を有し、前記プロセッサは前
    記端面および前記周面部域に対応する、隣接する縁部ピ
    クセルのグループを前記第一の形式のしみまたは第二の
    形式のしみの第一のものとして特徴づけるようになされ
    ていることを特徴とするタバコ構成要素の端面検査装
    置。
  35. 【請求項３５】 前記経路に沿った第二の位置に拒否ス
    テーション（４４）を設けたことを特徴とする請求項３
    ４のタバコ構成要素の端面検査装置。
  36. 【請求項３６】 前記プリズムは、頂点を前記カメラに
    光学的に指向させた円錐形プリズムを含むことを特徴と
    する請求項３４のタバコ構成要素の端面検査装置。
  37. 【請求項３７】 前記円錐形プリズムが截頭円錐形であ
    ることを特徴とする請求項３４のタバコ構成要素の端面
    検査装置。
  38. 【請求項３８】 前記プリズムが半球形（６３０）であ
    ることを特徴とする請求項３４のタバコ構成要素の端面
    検査装置。
  39. 【請求項３９】 前記プリズムがピラミッド形（６５
    ０）であることを特徴とする請求項３４のタバコ構成要
    素の端面検査装置。
  40. 【請求項４０】 前記プリズムが三角形のプリズム（６
    ７０，６８０）を含むことを特徴とする請求項３４のタ
    バコ構成要素の端面検査装置。
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