JPH0843048A - 物品の外観検査システムの検査精度の補償方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】画像処理技術を用いた外観システムに於て、照
明器具部品等の性能劣化を補正し、物品の外観検査シス
テムの検査精度の補償方法及び補償装置を提供する。 【構成】被検査物品を撮像するカメラと、画像信号を解
析し外観検査処理を行う画像処理装置と、被検査物品を
照明しその照度が可変できる照明装置と、画像信号の
内、特定の画像信号を良否判定基準に応じたレベルで２
値化するレベル設定器と、検査物品のテストピースを撮
像し、検出感度を初期設定する初期設定器と、初期設定
時のレベル設定器の２値化出力情報を記憶する記憶手段
とからなり、標準品を運転中でも撮像できる様にし、２
値化出力信号と初期設定時に記憶したレベル設定器の２
値化出力信号との間に差が生じたら、２値化出力値とな
る様に照明装置の照度を可変することを特徴とする外観
検査システムの検査精度の補償装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理装置を用いた
外観検査システムに於いて、使用継続により照明、増幅
度等が劣化してもそれを補正し、常に一定の検査精度で
物品の外観を検査することができる物品の外観検査シス
テムの検査精度の補償方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】製品の外観検査等を自動的に行なう方法
として画像処理技術を用いたパターンマッチング手法が
広く用いられている。その画像処理解析の一つとして、
撮像した製品画像の内計測したい範囲（以下、ウィンド
と記す）をいくつか設定し、そのウィンド内の画像信号
を一定のしきいレベルで２値化信号に変換し、その変換
された２値化信号の白・黒画素のいずれかをカウントす
ることにより、ウィンド内の外観状態を判定するもので
ある。

【０００３】この画像信号の２値化信号への変換は、ウ
ィンド毎に一定のしきいレベルで２値化できるウィンド
プレーンをいくつか準備し、製品の検査判定基準に応じ
て適宜なウィンドプレーンを選択し製品の良否判定を行
なっている。例えば、包装製品の外観検査を例に挙げて
説明すると、一般に包装製品の包装不良の検査項目とし
て、包装耳部のヒートシール不良、包装紙の包装位置ズ
レによる文字ズレ、外装紙の巻きズレ等があり、これら
の包装不良を包装紙のデザインから特徴的なパターンを
抽出し、その図柄にウィンドを設定し、適正な包装品と
のウィンド内の２値化情報のカウント値の差異によりそ
の良否を判定していた。この場合、一般に包装デザイン
には、包装ズレ等を簡単に判別できるマーク等が設けら
れてないため、その包装デザインからその判別が明確に
とれる特徴的な図柄を抽出しそれを基に良否の判定アル
ゴリズムを作成し、これを良否判定のマークとして設定
していた。

【０００４】その一例を図４を基に説明すると、５０
は、包装された製品、５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、該製
品５０の計測したい範囲を設定するウィンド、５２は、
この包装紙の良否を判定するために設定した特徴のある
図柄を示す。これらの図に於て、（ａ）は製品が適正に
包装された場合の図柄５２とウィンド５１の関係位置を
示し、該包装紙デザインの前記図柄５２と、その他の地
色の部分は一定の明度差があるため、ウィンド５１ｂの
２値化画素数と、ウィンド５１ａ，５１ｃとの２値化画
素数の差は一定の値に保たれている。ウィンドの設定
は、前述した様に、包装デザインからマークと擬制し得
る識別性のある図柄を設定対象としている為、この図柄
の移動を監視することにより、包装ズレを判定すること
が出来るからである。この為この包装紙に包装ズレが起
り包装紙が下にズレると（ｂ）図の様に、逆に上にズレ
ると（ｃ）図の様な状態になり、適正な包装状態（ａ）
に比べて、ウィンド５１ａ，５１ｃ内の２値化の値が変
化するため、包装不良を容易に判別することが出来る。

【０００５】又、このウィンド手法を用いた他の例とし
て、製品自体、例えば、錠剤や成型品の欠け、凹み、ピ
ンホール、厚み、傷等の外観検査にも上述した技術が用
いられている。この場合、錠剤や、成型品の凹み等の検
出は、同一色彩のもとでの判定であるため、凹みとの明
度差をハッキリ浮き出させるべくハロゲンランプ等の高
輝度ランプを用いると共に、画像信号の２値化しきいレ
ベルを設定するウィンドプレーンは、凹みと、それ以外
の正常な部分の識別が明確に判別できるレベルに設定さ
れる。したがって、被検査物品の検査条件に応じて適宜
なウィンドプレーンを用いることにより、僅かな明度差
しかとれない製品に於ても精度よく良否の判定をするこ
とが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した様に
僅かの明度差を基にその良否を判定する場合、２値化レ
ベルを設定するウィンドプレーンを微妙なしきいレベル
の所に設定する為、検査システムを構成する照明装置の
輝度が劣化すると検出感度がもろにその影響を受け、判
定結果を狂わせ良品を不良品として判定してしまうこと
がある。又、その逆の場合もある。特に、前述した様に
明度差がハッキリとれない対象物については、高輝度の
ハロゲンランプを用いているため、ランプの劣化が激し
い。かかる場合、検査システムを所定時間稼動後、照度
計を用いて照明装置の照度を測定し、照度が低下してい
れば、これを補正し、初期設定時の照度になる様に調整
してもよいが、照明測定に際してラインを止めなければ
ならず、又、測定が簡欠的であるため、その間の検査精
度の保証ができないという問題がある。また、該検査シ
ステムの検出感度は、照明装置の劣化だけでなく、検査
システムを構成するカメラレンズへのホコリの付着や、
曇り等による検出感度の低下も生じる。更にカメラ及び
画像信号処理系の増巾器の増巾率の低下等、目に見えな
いものの性能劣化は補正し得ないため、結果として、当
初に設定した検出精度が維持し得ないため、システムを
所定時間稼動後標準品となるテストピースを流し、再
度、煩雑な調整を要する初期設定時にした検査条件を設
定しなければならなかった。

【０００７】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みなされたもので、検査システム全体の検出感度を常に
当初設定時の検出感度になる様補正し、一定の検出精度
で良否を判定することの出来る信頼性の高い物品の外観
検査システムの検査精度を補償する方法及びその補償装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、被検査物
品の外観を撮像するカメラと、このカメラの画像信号を
解析し該物品の外観検査処理を行う画像処理装置と、被
検査物品を照明する照明装置とからなる物品の外観検査
システムに於いて、撮像した画像信号の内、適宜設定し
た特定の画像信号を該被検査物品の良否判定が明確に識
別できるしきいレベルで２値化信号に変換し、その２値
化信号を表示器に表示し、当該物品の検査判定レベルの
設定を行う初期設定時に、被検査物品の標準品となるテ
ストピースを撮像し、その時の２値化信号の値と、運転
中の適宜な時期に再度そのテストピースを撮像し、その
時の２値化信号値の表示器の表示レベルが初期設定時と
異なっていたら、表示器の表示が初期設定時のレベルと
同値となる様、照明装置の照度を上げ、外観検査システ
ム全体の経時変化及び劣化を補償し、常に一定の検査精
度で物品の外観を検査する物品の外観検査システムの検
査精度の補償方法によって達成される。

【０００９】又、それを実現する装置は、被検査物品の
外観を撮像するカメラと、このカメラの画像信号を解析
し該物品の外観検査処理を行う画像処理装置と、被検査
物品を照明しその照度が可変できる照明装置と、前記カ
メラで物品を撮像した画像信号の内、任意に設定した特
定の画像信号を該被検査物品の良否判定基準に応じたし
きいレベルで２値化するレベル設定器と、前記カメラに
被検査物品のテストピースを撮像し、その検査判定条件
に応じて検出感度を初期設定する初期設定器と、この初
期設定時の前記レベル設定器の２値化出力情報を記憶す
る記憶手段とからなり、前記標準品を運転中でも簡欠的
に撮像できる様にし、その２値化出力信号と初期設定時
に記憶したレベル設定器の前記２値化出力信号との間に
差が生じたら、元の２値化出力値となる様に照明装置の
照度を可変することを特徴とする物品の外観検査システ
ムの検査精度の補償装置によって達成することが出来
る。

【００１０】

【作用】上記構成に基づき、物品の画像処理技術を用い
た外観検査に於て、撮像した画像信号の内、良否判定の
識別信号として用いる特定の画像信号を被検査物品の良
否判定基準に応じたしきいレベルで２値化できるしきい
レベルに設定しておき、この状態で初期設定時に被検査
物品の標準品となるテストピースを撮像し、その時の２
値化信号値と、運転中の適宜な時期に再度、そのテスト
ピースを撮像した時の２値化信号の値が異なっていた
ら、初期設定時の２値化の値となる様に、照明を上げ
る。これにより、経時変化に伴なう、部品、照明装置等
を含めたシステム全体の性能劣化を、システム全体とし
て補正することが出来、常に一定の検出精度で物品の外
観検査を行うことが出来る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を基に説明す
る。

【００１２】図１は、画像処理装置を用いた物品の外観
検査システムの概略構成図を示す。図に於いて、１は、
ＣＣＤカメラ２より撮像された被検査物品３の画像を初
期設定した該物品の検査判定条件と比較し、該物品形状
の良否判定を行う画像処理装置。４は、ＣＣＤカメラ２
に鮮明に物品形状を写し出す為の照明装置で、前記画像
処理装置１の感度補正出力信号に基づいて照明器具４ａ
に供給する電圧をコントロールし、その照度を調整でき
るようなっている。５は、この照明装置４に電圧を供給
する光源である。６は、ＣＣＤカメラ２からの画像を検
査判定基準に応じたしきいレベルで２値化し、その２値
化情報をモニターする為のディスプレイ装置。７は、被
検査物品の検査条件を初期設定時に入力する初期設定
器。９は、被検査物品３をＣＣＤカメラ２の真下に順次
供給させるコンベア。１０は、物品３がＣＣＤカメラ２
の真下の所定位置を通過した時に撮像を開始させる為の
同期センサーである。

【００１３】前記画像処理装置１は、前述したウィンド
を用いた画像解析プログラムが組み込まれており、図２
に示す様に検査対象物３の検査したい部分にウィンド１
００を複数個設定し、それぞれのウィンド１００に対し
て、良否の検査判定が明確に取り出せる２値化しきいレ
ベルを設定すべくウィンドプレーンが選定される。この
ウィンドプレーンは、図３に示す様に画像信号を一定の
しきいレベルで２値化信号に変換するレベル設定器を一
定間隔ごとに段階的に７個もっており、撮像した画像の
明るさに応じて、その良否の判定基準となるウィンドプ
レーンが選択される。したがって、半透明な成型品の厚
み検出、あるいは、不透明成型品にあってはその凹み、
ピンホール、傷等の検出に際して、該成型品の正常な部
分と、凹み部分等との反射光量の差は僅かであるため、
その僅かな差異でも確実に識別できる２値化しきいレベ
ルを持ったウィンドプレーンが選択される。

【００１４】この様に、被検査物品の外観検査を行う部
分のウィンドの設定と、その良否判定をするウィンドプ
レーンの選択は、標準品となるテストピースと、不良品
として取扱う物品を対比させながら、それぞれ設定され
る。そして、この初期設定時に設定した２値化出力情報
は図示しない記憶装置に記憶される。

【００１５】以上の検査判定条件によって、被検査物品
は順次検査されるが、他方、該検査システムを一定の検
出精度で検査すべく、運転中に簡欠的に感度補正プログ
ラムを起動させている。この感度補正プログラムは、図
示しないが、ＣＣＤカメラの撮像範囲内に、標準品とな
るテストピースの微妙な良否判定をする部分の明るさを
持った小片を固定して設けておき、初期設定時に、この
小片をウィンドの対象の１つとして設定しておき、この
初期設定時の２値化信号値と、運転時に簡欠的に測定し
た該小片の２値化信号値の値が異なれば、この値が同値
となる様に照明装置の電圧を上昇させる。

【００１６】この感度補正は、カメラ、画像処理装置等
を含めた検査システム全体の性能劣化、及び照明劣化を
補正するものであるため、従来のように、照明だけの調
整と異なり、微妙な画像信号レベル差を基に良否を判別
する検査物品については、常に均一な検出精度で識別す
る為信頼性の高いシステムを提供することが出来る。

【００１７】尚、この小片に対するウィンドは、被検査
物品の検査対象となっている図柄、又は、色彩部分と同
一のものを複数設けておきそれぞれ、微妙な機器の性能
劣化を補正しても良い。

【００１８】次に、図１に基づいてその動作について説
明する。コンベア９によって搬送されてきた被検査物品
３が、ＣＣＤカメラ２の真下を通過すると、同期センサ
ー１０がこれを検出し、該物品３を撮像する。この撮像
信号は、ＣＣＤカメラ２から画像処理装置に入力され、
この設定されたウィンドの部分について、選択されたウ
ィンドプレーンの２値化しきいレベルにより前記撮像さ
れた画像信号が２値化情報に変換される。そして、この
２値化された白黒画素のカウント値が良品の検査判定条
件内に入っているかどうか検査される。この検査は、全
ウィンドについて検査し、一つでも条件に満たないもの
があれば不良品としてコンベアラインから排出する（図
示せず）。他方、一定時間ごとに前述した感度補正プロ
グラムを起動させ、標準品として擬制して設けた小片の
ウィンドより測定した２値化信号値を、初期設定時の当
該ウィンドから測定した２値化信号値と比較させ、値が
異なっていれば、照明装置に信号を送り、その差が零に
なる様、照明器具への電圧を上げていく。これにより、
初期に設定した検出感度が常に維持されるため、検査精
度について信頼性の高い物品の外観検査システムを提供
することができる。

【００１９】尚、感度補正に用いる小片は、一ケ所だけ
でなく、周辺に複数個設け、位置の差異に基づく照明バ
ラツキの平準化を図っても良い。又、この小片をＣＣＤ
カメラの撮像範囲内に固定して設けるのではなく、コン
ベアの側方に設けておき、一定時間毎に走らせる感度補
正プログラム起動時に、先端に固着した該小片をシリン
ダー等により該カメラの撮像範囲内に飛び出させ予め設
定したウィンドにより２値化させる様にしても良い。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳述した様に本発明に係る物品の
外観検査システムの検査精度の補償方法は、経時変化に
伴なう照明器具の照度不足に基づく検出感度の低下を、
単に照明器具の照度補正をするだけでなく、画像信号の
増巾器等、目に見えない部品、機器の性能劣化をも含め
たシステム全体として補正をするため、常に初期に設定
した検出感度を維持することが出来る。したがって、透
明物品の厚み検出、あるいは、成型品の凹み、ピンホー
ル等の微妙な画像信号差に基づく外観検査システムに於
ても、常に一定の検出精度で検査できるため、信頼性の
高い検査システムを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】撮像した物品の画像上でのウィンドの配置図の
例である。

【図３】各ウィンドプレーンの２値化レベルを示した棒
グラフである。

【図４】撮像した物品の図柄を中心とした画像上でのウ
ィンドの配置の例である。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 ２ ＣＣＤカメラ ３ 物品 ４ 照明装置 ４ａ 照明 ５ 光源 ６ ディスプレイ装置 ７ 初期設定器 ８ ＣＰＵ ９ コンベア １０ 同期センサー １００ ウィンド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物品の外観を撮像するカメラと、
   このカメラの画像信号を解析し該物品の外観検査処理を
   行う画像処理装置と、被検査物品を照明する照明装置と
   からなる物品の外観検査システムに於いて、撮像した画
   像信号の内、適宜設定した特定の画像信号を該被検査物
   品の良否判定が明確に識別できるしきいレベルで２値化
   信号に変換し、その２値化信号を表示器に表示し、当該
   物品の検査判定レベルの設定を行う初期設定時に、被検
   査物品の標準品となるテストピースを撮像し、その時の
   ２値化信号の値と、運転中の適宜な時期に再度そのテス
   トピースを撮像し、その時の２値化信号値の表示器の表
   示レベルが初期設定時と異なっていたら、表示器の表示
   が初期設定時のレベルと同値となる様、照明装置の照度
   を上げ、外観検査システム全体の経時変化及び劣化を補
   償し、常に一定の検査精度で物品の外観を検査する物品
   の外観検査システムの検査精度の補償方法。
2. 【請求項２】 被検査物品の外観を撮像するカメラと、
   このカメラの画像信号を解析し該物品の外観検査処理を
   行う画像処理装置と、被検査物品を照明しその照度が可
   変できる照明装置と、前記カメラで物品を撮像した画像
   信号の内、任意に設定した特定の画像信号を該被検査物
   品の良否判定基準に応じたしきいレベルで２値化するレ
   ベル設定器と、前記カメラに被検査物品のテストピース
   を撮像し、その検査判定条件に応じて検出感度を初期設
   定する初期設定器と、この初期設定時の前記レベル設定
   器の２値化出力情報を記憶する記憶手段とからなり、前
   記標準品を運転中でも簡欠的に撮像できる様にし、その
   ２値化出力信号と初期設定時に記憶したレベル設定器の
   前記２値化出力信号との間に差が生じたら、元の２値化
   出力値となる様に照明装置の照度を可変することを特徴
   とする物品の外観検査システムの検査精度の補償装置。