JPH08327560A

JPH08327560A - 形状検査装置及び形状検査方法

Info

Publication number: JPH08327560A
Application number: JP7131531A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Yamamoto; 文彦山元; Hitoshi Kihara; 均木原; Yasuhiro Nagai; 靖泰永井
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】形状検査装置に於いて、不良箇所の位置を特
定し、かつ被検出物の不良を速く検出する。【構成】基準画像と検査画像の輪郭は、チェーンコー
ド化処理され、所定の区間毎に区分けされて、夫々メモ
リ40、41に格納される。両メモリ40、41は、両メモリ4
0、41に格納されたコード列間の許容誤差が、予め設定
された比較回路5に繋がる。比較回路5は、両メモリ40、
41に格納されたコード列を区間順に比較し、許容誤差以
上の差を検出した時に、該差の情報を、比較した区間位
置のデータとともに出力する。描画回路6は比較回路5か
らの情報に基づき、不良箇所と不良箇所が存在する区間
をディスプレイ7に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査物、例えば錠剤
の外形形状の正誤を検出する形状検査装置及び形状検査
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】物の製造工程に於いて、物の外形形状の
正誤を検査する業務を自動化するために、図１に示すよ
うな形状検査装置(１)が提案されている。斯種検査装置
は、錠剤等の形状検査に用いることが多く、以下の記載
では、被検査物として錠剤を例示する。該検査装置(１)
は、ベルトコンベア(12)により搬送されてきた錠剤(２)
の上方にカメラ(10)を、カメラ(10)の側方に、錠剤(２)
を斜め上方から照らすランプ(11)を夫々設ける。ランプ
(11)により照射された錠剤(２)の画像は、カメラ(10)を
介して、画像処理回路(３)に送られる。画像処理回路
(３)では、得られた画像を２値化処理し、該２値化画像
に基づき画像認識処理が実行される。

【０００３】まず画像処理回路(３)には、検出すべき錠
剤(２)の正規の画像データを基準画像データとして記憶
させておく。前記２値化画像データと基準画像データを
比較し、錠剤(２)が正規の形状か否かを判断する。この
判断手法としては、画像の面積を基準画像データと比較
する所謂ラベリング処理による手法、又は画像データの
輪郭線を測定し、該輪郭線の長さを基準画像データと比
較する手法がある。ここでラベリング処理とは、画像デ
ータ中に画素が隣接して存在する場合、それらの画素群
を１つのグループと看做して、数字又は記号によるラベ
ルを割り当てる処理であり、一般的には上下左右の何れ
かに隣接画素が存在しているときに、１グループと看做
す４連結ラベリング処理が用いられる(「画像処理の基
本技法」(技術評論社発行)４５頁〜４９頁参照)。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の形状検査装置で
は、画像データの面積又は周囲長で、錠剤(２)の形状が
正規か否かを検査しているので、例えば錠剤(２)の形状
に欠けや膨らみ等の不良箇所があるときに、錠剤(２)の
形状が不良であることは判別できても、どの箇所が不良
であるかが判らない。また、両画像データの全ての要素
を比較して不良を判別しているから、判別結果を得るま
でに時間が掛る。本発明は、被検出物の形状の不良を検
出する形状検査装置に於いて、不良箇所の位置を特定
し、かつ被検出物の不良を速く検出することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】形状検査装置は、取り込ん
だ画像の輪郭上に複数の分割点を設定し、各分割点の位
置をコードで表わすチェーンコード処理回路(９)と、基
準画像の輪郭を示すコード列を、所定区間毎に区分して
格納するメモリ(40)と、該区分に対応した区間毎に被検
査物の輪郭を示すコード列を格納するメモリ(41)と、両
メモリ(40)(41)に接続されるとともに、両メモリ(40)(4
1)に格納されたコード列間の許容誤差が予め設定され、
両メモリ(40)(41)に格納されたコード列を区間順に比較
し、許容誤差以上の差を検出した時に、該差の情報を、
比較した区間位置のデータとともに出力する比較回路
(５)を具えている。また、比較回路(５)に予め設定され
た許容誤差は、コード列から得られる区間長に対する許
容誤差、及び輪郭上の分割点の座標に対する許容誤差と
から成る。

【０００６】

【作用及び効果】比較回路(５)は両メモリ(40)(41)に格
納されたコード列を区間順に比較し、区間長及び分割点
の座標に対する許容誤差を越える差を検出したときに
は、該差の情報を、比較した区間位置のデータとともに
出力する。従って、被検査物に不良箇所があるときに、
どの位置に該不良箇所が存在しているかが特定できる。
また、区間順に不良箇所を検索するので、錠剤(２)の全
面積や全周長を比較する従来の装置に比して、不良箇所
の発見が素速くできる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を用いて
詳述する。図１に示すように、形状検査装置(１)は、従
来と同様に、カメラ(10)と、錠剤(２)を照射するランプ
(11)と、カメラ(10)に連結した画像処理回路(３)を具え
る。カメラ(10)は、ランプ(11)に照射された錠剤(２)を
映写し、その映写画像は画像処理回路(３)に送られる。
本実施例では、画像処理回路(３)での画像処理に特徴が
ある。図２は画像処理回路(３)の内部構成を示すブロッ
ク図である。画像処理回路(３)は入力側から出力側に向
かって、２値化処理回路(30)、ノイズ処理回路(31)、チ
ェーンコード処理回路(９)を順に具え、該チェーンコー
ド処理回路(９)は、切換えスイッチ(８)を介して、２つ
のコード列メモリ(40)(41)に選択的に接続する。切換え
スイッチ(８)の近傍には、ＣＰＵ(４)が設けられ、該切
換えスイッチ(８)は、ＣＰＵ(４)により切り換えられ
る。コード列メモリ(40)(41)の出力端は、比較回路(５)
に接続されている。比較回路(５)からの図形情報は、描
画回路(６)に送られ、描画回路(６)は描いた画像をディ
スプレイ(７)に表示する。以下、各回路の動作を図３及
び図４のフローチャートを用いて説明する。

【０００８】まず、カメラ(10)により、基準となる錠剤
(２)の画像を取り込む(Ｓ1)。取り込まれた錠剤(２)の
画像を、２値化処理回路(30)にて所定のスレッショルド
レベルで、図１１に示すように２値化処理する(Ｓ2)。
この後、２値化画像はノイズ処理回路(31)にて、収縮及
び膨張からなるノイズ除去処理を施す。収縮処理とは次
に示すものである。収縮処理前の画素状態を図１２(a)
に、収縮処理後の画素状態を図１２(b)に示す。図１２
では、図形要素を゛１゛で、それ以外の画像部分をドッ
トで示す。

【０００９】先ず画面を画素単位の区画に分割し、画面
上の各画素を検出する。そして、画素がドットである地
点の上下左右に位置する画素を画面から消す。例えば、
図１２(a)に於いては、２行２列目の画素が゛１゛であ
り、上下左右の画素がドットであるから、図１２(b)に
於いては、該２行２列目の画素がドットとなる。膨張処
理とは、収縮処理とは逆に任意の画素の上下左右に位置
する地点に、画素がない場合に画素を生じさせる処理で
ある。図１２(c)は図１２(b)に示す画素状態を膨張処理
した後の画素状態である(前記「画像処理の基本技法」
(技術評論社発行)５４頁〜５６頁参照)。このような収
縮・膨張処理を数回施すことで、ノイズは除去される。

【００１０】ノイズが除去された後の画像は、チェーン
コード処理回路(９)に送られる(Ｓ3)。ＣＰＵ(４)は切
換えスイッチ(８)を、一方のコード列メモリ(40)に繋
ぐ。ここで、チェーンコード処理とは、画像の輪郭線上
に、基準点と複数の分割点を設定し、基準点に対する各
分割点の向きを、方向コードと呼ばれる数字で表わし、
画像の輪郭を数字列で表現するものである(「コンピュ
ータ画像処理」(産報出版)９３頁〜９５頁参照)。方向
コードとは、図５に示すように、基準点に対する分割点
の方向を、０〜７までの数字で順に示したものである。
基準点に対する分割点の方向が、０〜７までの方向に一
致しない時は、最寄りの方向コードで示す。本実施例に
於いては、図６に示すように、まずＸ−Ｙ座標上に、錠
剤(２)の輪郭を設けるとともに、該輪郭線上に時計方向
に、互いに離れた４つの点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを等間隔に設
定する。最初の基準点をＡとし、その座標を(０、０)と
する。この後に、Ａ〜Ｂ、Ｂ〜Ｃ、Ｃ〜Ｄ、Ｄ〜Ａの４
つの区間について、夫々複数の分割点を等間隔に設定し
て、後述するように、各分割点の座標位置を方向コード
で表わし、各区間長についてチェーンコード配列を作成
する。尚、錠剤(２)の形状は円形であるが、図６では説
明の便宜上、８角形に近似して示す。

【００１１】チェーンコード配列の手順は以下に示され
る。各区間内に於いて、複数の分割点を等間隔に定め
る。図６に示す例では、角部に１つの分割点(20)を、該
点(20)と点Ａ、Ｂとの間に、夫々分割点(21)(22)を定め
る。次に基準となる点に対し隣の点がどの方向に位置し
ているかを、Ａから順に左回りに検索し、方向コードで
表わす。実際のチェーンコード処理では各区間内に於い
て、多数の分割点を設定するが、図６では説明の便宜
上、分割点を３つとする。

【００１２】図６に於いて、基準点Ａに対し反時計方向
側で隣り合う分割点(21)は、Ｘ軸の負方向かつＹ軸の正
方向に位置する。即ち、分割点(21)の方向コードは、図
５に示す「５」のコードになる。チェーンコード処理回
路(９)は一旦「５」のコードを記憶し、分割点(21)の座
標を(−１、１)とする。次に、基準点を分割点(21)に置
き換え、該点(21)から反時計方向側で隣り合う分割点(2
0)を測定する。分割点(20)の方向コードは「５」にな
る。チェーンコード処理回路(９)は先に記憶した「５」
のコードに続けて、分割点(20)の方向コードである
「５」を記憶し、該点(20)の座標を(−２、２)とする。

【００１３】以下、同様の操作を繰り返すと、区間Ａ〜
Ｂに於いては、チェーンコード配列は５５６６となり、
点Ｂの座標は(−２、４)となる。以下、上記操作を他の
区間に於いても実施し、錠剤(２)の輪郭線全周の分割点
についてチェーンコード配列を得る。チェーンコード配
列は、切換えスイッチ(８)を介してコード列メモリ(40)
に記憶される。尚、各分割点の座標は、後記するよう
に、比較回路(５)にてチェーンコード配列から復元され
る。

【００１４】図３のフローチャートにて、基準となるべ
き錠剤(２)のチェーンコード配列が、コード列メモリ(4
0)に格納完了されると(Ｓ5)、使用者は検査画像を取り
込むか否かを決める(Ｓ6)。検査画像を取り込むとき
は、ベルトコンベア(12)を操作して、検査すべき錠剤
(２)をカメラ(10)に対向した位置に設定する。ＣＰＵ
(４)は切換えスイッチ(８)を切り換えて、先にチェーン
コード配列が記憶されたコード列メモリ(40)とは異なる
コード列メモリ(41)と、チェーンコード処理回路(９)を
電気的に接続する(Ｓ7)。画像処理回路(３)は検査すべ
き錠剤(２)の画像についても、上記と同様の処理を行な
って、得られたチェーンコード配列をコード列メモリ(4
1)に格納する。

【００１５】コード列メモリ(41)にチェーンコード配列
が入力完了されると、ＣＰＵ(４)は比較回路(５)を操作
し、比較回路(５)は両コード列メモリ(40)(41)に格納さ
れたチェーンコード配列から得られる区間長を各区間毎
に比較する(Ｓ8)。例えば、区間Ａ〜Ｂに於いては、チ
ェーンコード配列は５５６６と４つのコードから成るの
で、区間長は４である。比較回路(５)には予め各区間毎
に区間長の許容誤差、及び各コードから読み取れる各分
割点の座標の許容誤差が記憶されている。ここにおい
て、区間長の許容誤差及び各分割点の座標の許容誤差
は、基準となる錠剤(２)に対し、欠けや膨らみがあって
も、錠剤(２)の効能上許される量から決定される。ま
た、例えば図８に示すように、錠剤(２)の周囲に亘って
僅かな凹凸が連続した形状であれば、区間長が許容誤差
を越えるにも拘らず、錠剤(２)の効能上、許されるもの
もある。かかる錠剤(２)まで不良と看做さないように、
区間長の許容誤差に加えて、各分割点の座標の許容誤差
まで設定しているのである。

【００１６】比較回路(５)は１つの区間に於いて、区間
長の差が許容誤差内であれば(Ｓ9)、次の区間について
比較する。比較回路(５)は錠剤(２)の輪郭全周について
比較を行なったか否かを判断し(Ｓ11)、全ての区間に於
いて、許容誤差以内であると判断すれば、異常なしとの
信号を発する(Ｓ12)。１つの区間に於いて、チェーンコ
ード配列から得られる区間長の差が許容誤差外であれ
ば、ステップＳ10に移行し、コードから分割点の座標を
復元し、該区間内の点の座標どうしを比較する。座標差
が許容誤差以内であれば、次の区間の区間長を比較する
(Ｓ11)。座標差が許容誤差を越えていれば、比較回路
(５)は、該区間内に欠陥があると判断し、許容誤差を越
える分割点の座標を、描画回路(６)に送る。描画回路
(６)は、比較回路(５)が欠陥と判断される箇所を描き
(Ｓ13)、ディスプレイ(７)に表示する(Ｓ14)。

【００１７】フローチャートのステップＳ8からＳ14に
示される比較回路(５)の動作を、図７に示すように、区
間Ａ〜Ｂにて、凹み(28)がある場合を想定して具体的に
示す。以下の記載に於いて、区間長の許容誤差を１と、
座標の許容誤差を０.５と夫々仮定する。凹み(28)は分
割点(20)から点Ｂに亘って形成され、予めチェーンコー
ド処理回路(９)にて、チェーンコード配列が作成されて
いる。凹み(28)の輪郭上には、３つの分割点(23)(24)(2
5)が設定され、分割点(23)から点Ｂまでのチェーンコー
ド配列は０６６４となる。従って、区間Ａ〜Ｂに於いて
は、チェーンコード配列は５５０６６４となり、区間長
は６となる。前述の如く、錠剤(２)の正規の画像では、
チェーンコード配列は５５６６であり、区間長が４であ
るから、区間長の差は２となる。比較回路(５)は、区間
長の差が許容誤差以上であるから、区間Ａ〜Ｂ内に不良
箇所があることを判別する。基準点Ａから２つめの分割
点(20)までは、コードが一致し、該点(20)から点Ｂまで
の間で、コードが異なるから、この間に、不良箇所があ
ることが判る。

【００１８】比較回路(５)は、不良箇所を示すコード列
０６６４から、各分割点(20)(23)(24)(25)の座標を求め
る。次に、該座標と基準画像の座標を比較する。図９
(a)は区間Ａ〜Ｂに於ける基準画像のコード列と座標
を、図９(b)は検査画像のコード列と座標を、夫々表わ
したものである。両画像の座標を比較すると、分割点(2
2)及び凹み(28)上の分割点(23)(24)(25)の座標について
は、相手側の画像の座標に対して許容誤差内に納まるも
のがない。即ち、検査画像に示される錠剤(２)は、基準
画像に示される錠剤(２)の画像に対し、区間Ａ〜Ｂに於
いて、不良箇所があることが判る。比較回路(５)は、不
良箇所を構成する分割点(22)(23)(24)(25)、及び分割点
(23)(24)(25)を挟む点Ｂと分割点(20)の座標データを描
画回路(６)に送る。描画回路(６)は該座標データに基づ
いて、図形を描く。

【００１９】該図形は、図１０に示すように凹み(28)が
あることを示す長方形状となり、ディスプレイ(７)に
は、凹み(28)の図形及び区間Ａ〜Ｂが示される。このよ
うにして錠剤(２)の不良箇所の区間及び形状が判る。デ
ィスプレイ(７)を見ている作業者は、該錠剤(２)が不良
であると判断したときには、錠剤(２)を取り出し、ディ
スプレイ(７)に表示された区間により、不良箇所とその
形状を素速く確認できる。尚、不良と判断された錠剤
(２)を、不良箇所とその形状を確認した後に、ベルトコ
ンベア(12)にて更に搬送する。この後に、画像処理回路
(３)に連繋した取出し装置(図示せず)により、該錠剤
(２)を抜き取ることもできるが、該取出し装置は、公知
技術であり記載を省略する。

【００２０】本実施例に於いては、錠剤(２)の輪郭を、
所定の区間に区分けし、区間毎に不良箇所を検索し、不
良箇所があればその形状を表示する。従って、錠剤(２)
の全面積や全周長を比較する従来の装置に比して、不良
箇所の発見が素速くでき、不良箇所の位置も容易に特定
できる。本実施例に於いては、被検査物として錠剤を例
示したが、錠剤に限らず、種々の形状の検査装置に本実
施例が応用可能であるのは、言うまでもない。

【００２１】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】形状検査装置の全体構成を示す図である。

【図２】画像処理回路の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図３】画像処理回路内の処理を示すフローチャートで
ある。

【図４】画像処理回路内の処理を示すフローチャートで
ある。

【図５】方向コードを示す図である。

【図６】基準画像の分割点を示す図である。

【図７】検査画像の分割点を示す図である。

【図８】錠剤の周囲に凹凸があるときの分割点を示す図
である。

【図９】(a)は基準画像の、(b)は検査画像の、夫々チェ
ーンコード配列と、座標を示す図である。

【図１０】錠剤の凹みを示す図である。

【図１１】２値化画像を示す図である。

【図１２】収縮・膨張処理を示す図である。

【符号の説明】

(４) ＣＰＵ (５) 比較回路 (９) チェーンコード処理回路 (10) カメラ (40) コード列メモリ (41) コード列メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カメラ(10)で取り込んだ被検査物の画像
を２値化処理し、基準画像と比較して、被検査物の正誤
を検査する形状検査装置に於いて、取り込んだ画像の輪郭上に複数の分割点を略等間隔に設
定し、各分割点から隣の分割点までの方向をコードで表
わすチェーンコード処理回路(９)と、基準画像の輪郭を示すコード列を、所定区間毎に区分し
て格納するメモリ(40)と、該区分に対応した区間毎に被検査物の輪郭を示すコード
列を格納するメモリ(41)と、両メモリ(40)(41)に接続されるとともに、両メモリ(40)
(41)に格納されたコード列間の許容誤差が予め設定され
ており、両メモリ(40)(41)に格納されたコード列を区間
順に比較し、許容誤差以上の差を検出した時に、該差の
情報を、比較した区間位置のデータとともに出力する比
較回路(５)を具えたことを特徴とする形状検査装置。
【請求項２】比較回路(５)に予め設定された許容誤差
は、コード列から得られる区間長に対する許容誤差、及
び輪郭上の分割点の座標に対する許容誤差とから成る請
求項１に記載の形状検査装置。
【請求項３】基準画像の輪郭を示すコードと、被検査
物の輪郭を示すコードを、所定区間毎に区分して、夫々
メモリ(40)(41)に格納し、両メモリ(40)(41)に格納され
たコード列を区間順に比較し、許容誤差以上の両コード
列の差を、比較した区間位置とともに出力する形状検査
方法。