JPH09114980A - High speed quality evaluation system for extruded granulated goods - Google Patents

High speed quality evaluation system for extruded granulated goods

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JPH09114980A
JPH09114980A JP7269842A JP26984295A JPH09114980A JP H09114980 A JPH09114980 A JP H09114980A JP 7269842 A JP7269842 A JP 7269842A JP 26984295 A JP26984295 A JP 26984295A JP H09114980 A JPH09114980 A JP H09114980A
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noodle
image
quality
shaped molded
molded product
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恭治 田中
Kikuo Taniguchi
規久夫 谷口
Toshiaki Sakai
敏明 堺
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TOKIWA SHOKAI KK
YAMAGUCHI PREF GOV
Sanshin Chemical Industry Co Ltd
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TOKIWA SHOKAI KK
YAMAGUCHI PREF GOV
Sanshin Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically evaluate the quality of noodle-like molded goods at a high speed and to classify the goods by evaluating the quality of the noodle-like molded goods extruded from grid-like holes from the surface shapes. SOLUTION: A hierarchizing means 3 generates hierarchical structures for respective spatial frequency bands different in spatial frequencies, by a two-dimensional discrete wavelet-conversion of the image-picked-up signal of a video camera 2. A background separation/feature extraction means 4 separates the background of the noodle-like goods 1 and extracts image data of the noodle- like goods 1. An outline extraction means 5 executes an inverse wavelet conversion based on the high-order layer of the hierarchical structures so as to extract the outline of the noodle-like goods 1. An image re-composting means 6 executes the inverse wavelet conversion to image elements in the extracted outline to the resolution of the lowest layer of the hierarchical structure so as to obtain reproduced image data obtained by detaching respective noodle-like goods 1. A quality estimation means 7 having a multilayered perceptron-type neural network evaluates the surface state of the noodle-like goods 1 on the re-constituted image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、格子状穴から押し
出し成形後にペレット状に細断して造粒される前記ヌー
ドル状成形品の品質を高速で評価するための押し出し造
粒品の高速品質評価方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed quality product of an extrusion-granulated product for high-speed evaluation of the quality of the noodle-shaped product which is extruded from a lattice-like hole and granulated by cutting into pellets. Regarding the evaluation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】製造された物体の良否を判断する視覚検
査の分野においては、検査対象である物品が剛体等のよ
うにその形状が既知である場合には、その幾何学的特徴
から所謂モデルマッチング等によりパターン分類が可能
である。しかし、形状が必ずしも一定でない非剛体の物
品を検査対象とした場合には、その形状を検査パラメー
タとして用いることは難しく、テクスチャ解析などの他
の手法を用いる必要がある。
2. Description of the Related Art In the field of visual inspection for determining the quality of manufactured objects, when the shape of an object to be inspected is known, such as a rigid body, a so-called model is used because of its geometrical characteristics. Pattern classification is possible by matching or the like. However, when a non-rigid article whose shape is not always constant is to be inspected, it is difficult to use that shape as an inspection parameter, and it is necessary to use another method such as texture analysis.

【0003】また、この種の検査分野では、剛体、非剛
体を問わず、実時間でかつ検査系に影響を及ぼさずに高
速で処理できることが必要条件である。特に、格子状孔
から押し出し成形されたヌードル状成形品は、その断面
が略々円形の非剛体は任意の曲率で湾曲しており、任意
の向きで互いに接触し、あるいは重なり合う状態で存在
する。
Further, in this type of inspection field, it is a necessary condition that both rigid and non-rigid bodies can be processed in real time and at high speed without affecting the inspection system. In particular, in the noodle-shaped molded product extruded from the lattice-shaped holes, a non-rigid body having a substantially circular cross section is curved with an arbitrary curvature, and exists in a state of being in contact with each other in an arbitrary direction or overlapping each other.

【0004】このような対象物体の品質検査は、熟練し
た作業員が視覚的に、すなわち非接触で良否を評価して
いる。すなわち、この種の物体の品質の度合いは、その
表面の粗さと強い相関関係があり、上記視覚的な評価で
は、この表面状態から品質を推定している。このよう
に、従来においては、ヌードル状成形品の品質評価はそ
の表面状態を視覚的に観察する熟練した作業員によって
行われており、このような作業を自動化した事例は知ら
れていない。一方、画像符号化処理の分野においては、
画像を周波数帯域ごとに分離することが可能なウエーブ
レット(Wavelet)変換が知られているが、本発
明の当該分野においては、ウエーブレット変換を用いて
2次元画像の表面状態を抽出または強調する方式は提案
されていない。また、任意の向きの輪郭が持つ高周波成
分を少ないフィルタで抽出できるものとしてステーラブ
ル(Steerable)フィルタが知られているが、
当該分野においてはステーラブルフィルタを用いて、互
いに接触した物体を高速に分離する方式も提案されてい
ない。
In such quality inspection of the target object, a skilled worker evaluates the quality visually, that is, without contact. That is, the degree of quality of this kind of object has a strong correlation with the roughness of the surface, and in the above visual evaluation, the quality is estimated from this surface state. As described above, conventionally, the quality evaluation of the noodle-shaped molded product has been performed by a skilled worker who visually observes the surface state of the noodle-shaped molded product, and there is no known case where such a work is automated. On the other hand, in the field of image coding processing,
A wavelet transform capable of separating an image into frequency bands is known. In the field of the present invention, the wavelet transform is used to extract or enhance the surface state of a two-dimensional image. No scheme has been proposed. Further, a steerable filter is known as a device capable of extracting a high frequency component having a contour in an arbitrary direction with a small number of filters.
In the related art, there has not been proposed a method of separating objects that are in contact with each other at high speed by using a stationary filter.

【0005】また、物体の亀裂を検査するために、亀裂
そのものを階層化方式で測定するものが提案されてい
る。これは種々の亀裂を2値化して抽出するものであ
り、亀裂の幅などを精度よく測定できるようにしたもの
である。なお、上記ウエーブレット変換については、エ
ス.ジー.マレー著「ア セオリー フォア マルチレ
ゾリューション シグナル デコンポジション:ザ ウ
エーブレット レプレゼンテーション」(S.G.Ma
llet「A Theory for Multire
solution Signal Decomposi
tion:The Wavelet Represen
tation」IEEE Trans.Pttern
Anal.& Mach.Intell.,PAMI−
11,7,pp.674−693,July 198
9)に、またステーラブルフィルタに関しては、ダブリ
ュー.ティー.フリーマンおよびイー.エイチ.アンデ
ルセン著「ザ デザイン アンド ユース オブ ステ
ーラブル フィルタ」(W.T.Freeman &
E.H.Andelson「The Design a
nd Use of Steerable Filte
r」(IEEE Trans.Pattern Ana
l.& Mach.Intell.,PAMI−13,
9,pp.891−906,Sep.1991)に、さ
らに上記亀裂の検査については特開平3−138775
号公報の開示がある。
Further, in order to inspect cracks in an object, a method has been proposed in which cracks are measured by a hierarchical method. This is for extracting various cracks by binarizing them, and is capable of accurately measuring the width of cracks and the like. Regarding the above wavelet conversion, S. Gee. Murray, "Theory For Multi-Resolution Signal Decomposition: The Wavelet Representation" (SG Ma
llet "A Theory for Multire
solution Signal Decomposi
tion: The Wavelet Represen
station ”IEEE Trans. Pttern
Anal. & Mach. Intel. , PAMI-
11, 7, pp. 674-693, July 198
9), and for the stationary filter, see W. tea. Freeman and E. H. Andersen "The Design and Youth of Stable Filter" (WT Freeman &
E. FIG. H. Andelson "The Design a
nd Use of Steerable Filter
r "(IEEE Trans. Pattern Ana
l. & Mach. Intel. , PAMI-13,
9, pp. 891-906, Sep. 1991), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-138775 for further inspection of the cracks.
There is the disclosure of the publication.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、対象物体の表面状態を評価する技術は開発されてお
らず、またステーラブルフィルタを用いた輪郭データを
高速分離する技術も開発されていない。さらに、亀裂を
画像データの階層化で測定するものでは、亀裂の幅を精
度良く想定できるが、対象物体の表面状態を評価するこ
とはできない。
In the above-mentioned conventional techniques, a technique for evaluating the surface condition of a target object has not been developed, nor has a technique for separating contour data at high speed using a stable filter been developed. . Further, in the case where the crack is measured by layering the image data, the width of the crack can be accurately estimated, but the surface condition of the target object cannot be evaluated.

【0007】本発明は、対象物体の表面の滑らかさの程
度を定量的に評価し当該対象物体の表面の亀裂や凹凸の
度合いを物体単位で、予め学習した作業者の評価基準を
基に判定し、品質ごとに分類可能にしたものである。特
に、格子状等の穴から押し出し成形されるヌードル状成
形品は、画像上で明確に分離されて見えるものもある
が、それらが互いに接触した状態にあり、また直線状の
ものや任意の曲率で湾曲し、さらにはその大きさもまち
まちであるのが一般的であるため、当該物体を画像上で
強制的に分離する必要がある。
The present invention quantitatively evaluates the degree of smoothness of the surface of the target object, and judges the degree of cracks and irregularities on the surface of the target object on an object-by-object basis based on the operator's evaluation criteria learned in advance. However, it is possible to classify by quality. In particular, some noodle-shaped molded products extruded through lattice-shaped holes may appear to be clearly separated on the image, but they are in contact with each other, and are straight or have any curvature. Since it is generally curved at, and its size also varies, it is necessary to forcibly separate the object on the image.

【0008】そのため、この種の物体を典型的モデルと
衝合するモデルマッチングの手法を適用することはでき
ない。物体の品質は、当該物体の表面状態から推定でき
るが、亀裂などの抽出を行う前記高域通過フィルタを用
いたものでは処理に時間がかかり、高速処理するには向
いていない。
Therefore, it is not possible to apply a model matching method for colliding this kind of object with a typical model. Although the quality of an object can be estimated from the surface state of the object, the processing using the high-pass filter that extracts cracks and the like takes time and is not suitable for high-speed processing.

【0009】また、評価対象の品種が変わった場合に、
その都度フィルタ係数を変更しなければならず、対処能
力に欠ける。さらに、処理時間の節約と不要雑音の抑制
のために、対象物体の領域外は処理対象外とする必要が
あるが、従来のフィルタ処理では処理時間の節約と実空
間と周波数空間とを同時に扱うことも困難である。
[0009] Further, when the varieties to be evaluated have changed,
The filter coefficient has to be changed each time and the coping ability is lacking. Furthermore, in order to save processing time and suppress unnecessary noise, it is necessary to exclude the target object from outside the region, but in the conventional filter processing, processing time is saved and real space and frequency space are handled at the same time. Is also difficult.

【0010】対象物体の品質とその表面状態との関係
は、物体の品種により少しずつ異なり、品質と表面状態
とは線形な関係にはない。そして、この関係を定式化し
たものがなく、現状では作業者の経験に依存している。
このことから、従来の線形パターン分類の方式を格子状
穴から押し出し造粒されるような物体の品質に適用する
ことは適当ではない。
The relationship between the quality of the target object and its surface state varies little by little depending on the type of object, and there is no linear relationship between the quality and the surface state. And, there is no formalization of this relationship, and it currently depends on the experience of the worker.
For this reason, it is not appropriate to apply the conventional linear pattern classification method to the quality of an object that is extruded and granulated from a lattice-shaped hole.

【0011】すなわち、本発明の目的は、上記従来技術
の諸問題を解消し、格子状等の穴から押し出し成形され
るヌードル状成形品の品質を画像処理により高速で自動
評価し、分類する評価システムを提供するものである。
That is, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to automatically evaluate the quality of noodle-shaped molded products extruded through holes such as a lattice at high speed by image processing and classify them. It provides a system.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、まず、評価対象となる物体(ヌードル状
成形品)をビデオカメラで撮像し、その画像データをウ
エーブレット変換により階層化する。階層化した各階層
の画像の持つ周波数成分に基づいて背景分離と特徴抽出
を行う。
In order to achieve the above object, the present invention firstly takes an image of an object to be evaluated (noodle-shaped molded article) with a video camera, and the image data thereof is layered by wavelet conversion. Turn into. Background separation and feature extraction are performed based on the frequency components of the hierarchical images.

【0013】また、階層化した上位層の画像を基に当該
物体の輪郭を抽出し、互いに接触する物体を画像上で分
離して、それぞれの物体毎に特徴抽出された画像の輝度
分布を求め、これに基づいて品質の推定を行うようにし
たものである。すなわち、請求項1に記載の発明は、図
1に示したように、ヌードル状成形品1を撮像してその
表面状態を二次元画像データに変換するビデオカメラ2
と、前記ビデオカメラ2の撮像信号を二次元離散ウエー
ブレット変換により空間周波数が異なる空間周波数帯域
毎の階層構造を作成する階層化手段3と、前記階層化構
造を用いて前記ヌードル状成形品1の背景を分離して当
該ヌードル状成形品1の画像データを抽出する背景分離
/特徴抽出手段4と、前記階層化構造の上位層を基にし
て逆ウエーブレット変換を施すことにより前記ヌードル
状成形品1の輪郭を抽出する輪郭抽出手段5と、前記輪
郭抽出手段5で抽出された輪郭内の画素について前記階
層構造の最下層の解像度まで逆ウエーブレット変換を施
して前記ヌードル状成形品1の各々を切り離した再生画
像データを得る画像再合成手段6と、前記画像再合成手
段6で再構成された画像について前記ヌードル状成形品
1の表面状態を評価する多層パーセプトロン型ニューラ
ルネットワークを有する品質推定手段7とを備え、格子
状穴から押し出し成形されるヌードル状成形品の品質の
良否をその表面状態から評価することを特徴とする。
Further, the contour of the object is extracted based on the hierarchized upper layer image, the objects which are in contact with each other are separated on the image, and the brightness distribution of the feature-extracted image is obtained for each object. The quality is estimated based on this. That is, according to the first aspect of the invention, as shown in FIG. 1, a video camera 2 for capturing an image of the noodle-shaped molded product 1 and converting the surface state thereof into two-dimensional image data.
A layering means 3 for creating a layered structure for each spatial frequency band having different spatial frequencies by two-dimensional discrete wavelet transform of the image pickup signal of the video camera 2, and the noodle-shaped molded product 1 using the layered structure. 2. Background separation / feature extraction means 4 for separating the background of the noodle-shaped molded product 1 to extract the image data of the noodle-shaped molded product 1, and the noodle-shaped molding by performing an inverse wavelet transformation based on the upper layer of the layered structure. The contour extracting means 5 for extracting the contour of the product 1 and the pixels in the contour extracted by the contour extracting means 5 are subjected to the inverse wavelet transform up to the resolution of the lowermost layer of the hierarchical structure to obtain the noodle-shaped molded product 1. An image recombining means 6 for obtaining reproduced image data separated from each other, and a surface state of the noodle-shaped molded product 1 for the image reconstructed by the image recombining means 6 are evaluated. And a quality estimating unit 7 having a multilayer perceptron neural network, and evaluating the quality of the quality of noodle-like molded article is extruded from the grid-shaped hole from the surface state.

【0014】なお、上記発明における検査対象物体は、
格子状等の穴から押し出し成形されるヌードル状成形品
に限るものではなく、押し出されたヌードル状成形品を
細断してペレット状としたもの、および表面状態から品
質評価が可能な他の物体にも同様に適用できる。
The object to be inspected in the above invention is
It is not limited to noodle-shaped molded products extruded from lattice-shaped holes, but the extruded noodle-shaped molded products are chopped into pellets, and other objects whose quality can be evaluated from the surface condition. Can be similarly applied to.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】ビデオカメラ2は、CCD撮像素
子あるいは撮像管、そのたの光電変換素子を有し、格子
状等の穴から押し出しで成形されるヌードル状成形品1
を撮像してその表面状態を二次元画像データに変換す
る。階層化手段3は、前記ビデオカメラ2の撮像信号を
二次元離散ウエーブレット変換により空間周波数が異な
る空間周波数帯域毎の階層構造を作成する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A video camera 2 has a CCD image pickup device or an image pickup tube and another photoelectric conversion device, and is a noodle-shaped molded product 1 formed by extrusion through holes such as a lattice.
Is imaged and its surface state is converted into two-dimensional image data. The layering means 3 creates a layered structure for each spatial frequency band having different spatial frequencies by subjecting the image pickup signal of the video camera 2 to two-dimensional discrete wavelet conversion.

【0016】ウエーブレット変換による階層化は次のよ
うに実行される。ここでは、説明の簡単のために1次元
で説明する。すなわち、ビデオカメラ2からの入力信号
をi(x)とし、その低周波成分を持つ出力をO
L (x)、高周波成分をもつ出力をOH (x)とする
と、OL (x)、OH (x)は
The layering by the wavelet transform is executed as follows. Here, for simplification of description, one-dimensional description will be given. That is, the input signal from the video camera 2 is i (x), and the output having the low frequency component is O
L (x), if an output with a high-frequency component and O H (x), O L (x), O H (x) is

【0017】[0017]

【数1】 ・・・・・・・・・(1) で得られる。 ただし、(Equation 1) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (1) However,

【数2】 はウエーブレット変換係数であり、(Equation 2) Is the wavelet transform coefficient,

【数3】 は低周波特性、(Equation 3) Is the low frequency characteristic,

【数4】 (Equation 4)

【0018】は高周波特性を有する。図2はウエーブレ
ット変換による階層化手段の構成を説明する模式図であ
って、ここでは階層数を3としてあり、1は原画像、2
a,2bは水平ダウンサンプラー、3a,3b,3c,
3dは垂直ダウンサンプラー、4は第1層、5a,5b
は水平ダウンサンプラー、6a,6b,6c,6dは垂
直ダウンサンプラー、7は第2層である。
Has high frequency characteristics. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the structure of the layering means by the wavelet transform, where the number of layers is 3, 1 is the original image, and 2 is
a, 2b are horizontal down samplers, 3a, 3b, 3c,
3d is a vertical down sampler, 4 is the first layer, 5a, 5b
Is a horizontal down sampler, 6a, 6b, 6c and 6d are vertical down samplers, and 7 is a second layer.

【0019】同図において、原画像1の画素数をNとす
ると、この原画像1を低周波および高周波ウエーブレッ
ト変換係数を用いてそれぞれ水平ダウンサンプラー2
a,2bによりサンプリングした後、サンプリングした
各画像をさらに同様に垂直ダウンサンプラー3a,3
b,3c,3dによりサンプリングして画素数がN/2
の4枚の画像からなる第1層を得る。
In the figure, assuming that the number of pixels of the original image 1 is N, this original image 1 is horizontally downsampled by using low-frequency wavelet and high-frequency wavelet transform coefficients, respectively.
a, 2b, and then sampled each image in the same manner as in the vertical down samplers 3a, 3b.
The number of pixels is N / 2 by sampling with b, 3c, and 3d.
A first layer consisting of four images is obtained.

【0020】そして、この第1層の画像のうち水平低周
波画像および垂直低周波画像にウエーブレット変換を施
して水平ダウンサンプラー5a,5bを通し、さらに同
様にウエーブレット変換を施して垂直ダウンサンプラー
6a,6b,6c,6dでサンプリングすることによ
り、画素数がN/22 の4枚の画像からなる第2層7を
得る。
The horizontal low-frequency image and the vertical low-frequency image of the first layer image are wavelet-converted and passed through the horizontal downsamplers 5a and 5b. Similarly, the wavelet conversion is performed and the vertical downsampler is also subjected to the wavelet conversion. By sampling at 6a, 6b, 6c, and 6d, the second layer 7 composed of four images with the number of pixels of N / 2 2 is obtained.

【0021】図3は逆ウエーブレット変換による画像再
合成手段の構成を説明する模式図であって、前記図2で
説明した4枚の画像の第2層7のそれぞれを垂直アップ
サンプラー8a,8b,8c,8dによりサンプリング
し、これを低周波および高周波のウエーブレット変換係
数で逆ウエーブレット変換して加算器9a,9bで加算
する。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the structure of the image recombining means by the inverse wavelet transform, in which the vertical upsamplers 8a and 8b are used for the respective second layers 7 of the four images described in FIG. , 8c, 8d, and the inverse wavelet transform is performed with the low-frequency and high-frequency wavelet transform coefficients and added by the adders 9a, 9b.

【0022】この逆変換した2枚同士をさらに水平アッ
プサンプラー10a,10bを通し、これを低周波およ
び高周波のウエーブレット変換係数で逆ウエーブレット
変換して加算器11で加算して再合成第1層12を得
る。そして、この再合成第1層の2枚の画像を垂直アッ
プサンプラー13a,13b,13c,13dでサンプ
リングして同様に逆ウエーブレット変換した2枚を加算
器14a,14bで加算する。
The two inversely transformed sheets are further passed through horizontal upsamplers 10a and 10b, which are inversely wavelet transformed by wavelet transform coefficients of low frequency and high frequency and added by an adder 11 to be recombined. Obtain the layer 12. Then, the two images of the first layer of re-synthesis are sampled by the vertical upsamplers 13a, 13b, 13c, 13d and similarly inverse wavelet transformed, two images are added by the adders 14a, 14b.

【0023】上記変換後の2枚を水平アップサンプラー
15a,15bでサンプリングして同様に逆ウエーブレ
ット変換した2枚を加算器16で加算して再合成画像1
7を得る。図4は階層化構造の各階層が持つ周波数成分
の説明図であって、ウエーブレット変換により得た画像
は、それぞれが持つ周波数帯域は独立しており、原画像
を最下層とした階層数が3である場合は各画像のもつ周
波数成分は図示したとおりとなる。
The two converted images are sampled by the horizontal upsamplers 15a and 15b, and the two inverse wavelet-converted samples are added by the adder 16 and recombined image 1
Get 7. FIG. 4 is an explanatory diagram of frequency components included in each layer of the layered structure. The images obtained by the wavelet transform have independent frequency bands, and the number of layers with the original image as the lowest layer is In the case of 3, the frequency components of each image are as shown in the figure.

【0024】同図において、HLj は階層jにおける水
平周波数成分は高周波域、垂直周波数成分は低周波域、
ωx は水平周波数帯域、ωy は垂直周波数帯域を示す。
背景分離/特徴抽出手段4は前記階層化構造を用いて前
記ヌードル状成形品1の背景を分離して当該ヌードル状
成形品1の画像データを抽出する。上記階層化構造の最
上位は最低分解能であり、下位の層ほど高い分解能であ
る。また、ある階層Jにおける低周波画像(前記式
(1)のOL に相当)は、その階層より下位の層におけ
る画像が有する高周波成分は有しない。
In the figure, HL j is the horizontal frequency component in the layer j in the high frequency region, the vertical frequency component in the low frequency region,
ω x indicates a horizontal frequency band, and ω y indicates a vertical frequency band.
The background separation / feature extraction means 4 separates the background of the noodle-shaped molded product 1 using the layered structure and extracts the image data of the noodle-shaped molded product 1. The highest resolution of the layered structure is the lowest resolution, and the lower resolution is the higher resolution. Further, the low frequency image in a certain layer J (corresponding to O L in the equation (1)) does not have the high frequency component that the image in the layer lower than that layer has.

【0025】そこで、画像の再合成を行う際に、必要な
階層Jの必要な周波数成分に該当する画像を有効とし、
それ以外は無効とすることで、必要な周波数帯域だけか
らなる情報を抽出する。低周波画像において対象物体の
表面の亀裂や凹凸が十分減衰している階層Jにおいて、
低周波画像ILL j (x,y)を、閾値THにより、 ILL j (x,y)=0, when ILL j (x,y)<TH ・・・(2) とし、それより下位の層においては、 ILL j-1 (x,y)=0, when ILL j (x,y)<TH,and ILL j (x/2,y/2)<TH ・・・(3) とする。
Therefore, when the images are recombined, the image corresponding to the required frequency component of the required layer J is validated,
Information other than the required frequency band is extracted by disabling the others. In the layer J where the cracks and irregularities on the surface of the target object are sufficiently attenuated in the low frequency image,
The low frequency image I LL j (x, y) is set to I LL j (x, y) = 0, when I LL j (x, y) <TH (2) by the threshold value TH, and the lower order , I LL j-1 (x, y) = 0, when I LL j (x, y) <TH, and I LL j (x / 2, y / 2) <TH (3 ).

【0026】この変換をしながら再合成を行うことによ
り、対象物体の表面と背景や影を分離する。次に、階層
jの画像を、その画像が含む周波数帯域に対応させてI
HL j ,ILH j ,IHH j ,ILL j とする。
By performing recomposition while performing this conversion,
Separates the surface of the target object from the background and shadow. Then the hierarchy
The image of j is associated with the frequency band included in the image by I
HL j, ILH j, IHH j, ILL jAnd

【0027】各画像の持つ帯域幅ωHL j ,ωLH j ,ωHH
j ,ωLL j は、水平周波数帯域ωxと垂直周波数帯域ω
y を用いて、 ωHL j=((1/2)jπ≦ωx<(1/2)j-1π, 0≦ωy<(1/2)jπ) ωLH j=( 0≦ωx<(1/2)jπ,(1/2)jπ≦ωy<(1/2)j-1π) ωHH j =((1/2)jπ≦ωx<(1/2)j-1π,(1/2)jπ≦ωy<(1/2)j-1π) ωLL j=( 0 ≦ωx<(1/2)jπ, 0≦ωy<(1/2)jπ) ・・・・・(4) と表される。また、ωLL j は1階層上の画像との間に、 ωLL j-1 =ωHL j+ωLH j+ωHH j+ωLL j ・・・・・(5) の関係がある。
Bandwidths of each image ω HL j , ω LH j , ω HH
j and ω LL j are horizontal frequency band ω x and vertical frequency band ω
Using y , ω HL j = ((1/2) j π ≤ ω x <(1/2) j-1 π, 0 ≤ ω y <(1/2) j π) ω LH j = (0 ≤ ω x <(1/2) j π, (1/2) j π ≤ ω y <(1/2) j-1 π) ω HH j = ((1/2) j π ≤ ω x <( 1/2) j-1 π, (1/2) j π ≤ ω y <(1/2) j-1 π) ω LL j = (0 ≤ ω x <(1/2) j π, 0 ≤ ω y <(1/2) j π) (4) Further, ω LL j has a relationship of ω LL j-1 = ω HL j + ω LH j + ω HH j + ω LL j (5) with the image on the upper layer.

【0028】そこで、除去したい周波数帯域を持つ画像
の除去したい空間領域を0とし、再合成することで亀裂
や凹凸による特徴を強調する。輪郭抽出手段5は、前記
階層化構造の上位層を基にして逆ウエーブレット変換を
施すことにより前記ヌードル状成形品1の輪郭を抽出
し、画像再構成手段6は前記輪郭抽出手段5で抽出され
た輪郭内の画素について前記階層構造の最下層の解像度
まで逆ウエーブレット変換を施して前記ヌードル状成形
品1の各々を切り離した再生画像データを得る。
Therefore, the spatial region to be removed of the image having the frequency band to be removed is set to 0, and the features due to cracks and irregularities are emphasized by recombining. The contour extracting means 5 extracts the contour of the noodle-shaped molded product 1 by performing the inverse wavelet transformation based on the upper layer of the hierarchical structure, and the image reconstructing means 6 is extracted by the contour extracting means 5. Inverse wavelet conversion is performed on the pixels within the contour to the resolution of the lowermost layer of the hierarchical structure to obtain reproduced image data in which each of the noodle-shaped molded products 1 is separated.

【0029】図5はステーラブフィルタの構成例の説明
図であって、20a〜20cはそれぞれθが0°、60
°、120°の二次元フィルタ、21a〜21cは乗算
器、22は加算器、23はルックアップテーブルであ
る。また、図6はエッジの傾きに応じたウインドウと傾
き推定の概念図、図7はエッジに垂直なウインドウの概
念図である。
FIG. 5 is an explanatory view of a constitutional example of a stay rub filter, in which 20a to 20c have θ of 0 ° and 60, respectively.
Are two-dimensional filters of 20 ° and 120 °, 21a to 21c are multipliers, 22 is an adder, and 23 is a lookup table. Further, FIG. 6 is a conceptual diagram of a window and inclination estimation according to the inclination of the edge, and FIG. 7 is a conceptual diagram of a window perpendicular to the edge.

【0030】ここで、向きθのエッジを強調するステー
ラブルフィルタを、ガウシアン関数G(x,y)のN次
導関数GN を用いて、 [GN ( θ) ]=[Σ(M) (r=1) ]kr (θ)[GN ( θr ) ] ・・・・(6) とする。
Here, a stable filter for emphasizing the edge in the direction θ is obtained by using the Nth derivative G N of the Gaussian function G (x, y), [ GN ( θ ) ] = [Σ (M) (r = 1)] k r (θ) and [G N (θr)] ···· (6).

【0031】ここで、[GN ( θ) ]、
[Σ(M) (r=1) ]、[GN ( θr ) ]は、それぞれ
Here, [G N ( θ ) ],
[Σ (M) (r = 1)], [G N (θr)] , respectively

【数5】 を意味する。ステーラブルフィルタは、例えばN=2の
場合図5に示した構成となる。まず、階層Jにおいて以
下の処理を行う。 [GN ( θ) ]とそのヒルベルト変換対[H
N ( θ) ]を用いて、向きθm(0°≦θm≦360°
の任意に選んだ離散値)のエネルギーを次式により求め
る。
(Equation 5) Means For example, in the case of N = 2, the stationary filter has the configuration shown in FIG. First, the following processing is performed in the layer J. [G N ( θ ) ] and its Hilbert transform pair [H
N ( θ ) ], the orientation θm (0 ° ≦ θm ≦ 360 °
The energy of (discretely selected value of) is calculated by the following equation.

【0032】 [E( θm ) ]=((ILL J ※[G( θm) ])2 +(ILL J ※[H( θ m) 21/2 ・・・・・(7) ここで、※は畳み込み積分を示し、[E( θm) ]、
[G( θm) ]、[H(θm) ]は、それぞれ、
[E ( θ m ) ] = ((I LL J * [G ( θ m ) ]) 2 + (I LL J * [H ( θ m ) ] 2 ) 1/2 (7) Where * indicates convolution integral, [E ( θm ) ],
[G ( θm ) ] and [H ( θm ) ] are respectively

【数6】 を意味する。(Equation 6) Means

【0033】図6に示した向きθmを中心軸とする扇
形状の領域WHにおいて、エネルギー集中度S(θm)
を次式により求める。 S(θm)=∫WH[E( θm) ]dxdy ・・・・(8) このSが最大となるθmを推定エッジ向きθeとする。
In the fan-shaped region WH having the central axis of the direction θm shown in FIG. 6, the energy concentration S (θm)
Is determined by the following equation. S (θm) = ∫ WH [E ( θm ) ] dxdy (8) This θm at which S is the maximum is the estimated edge direction θe.

【0034】θeに垂直な向きθ⊥について、図7に
示した向きθ⊥を中心軸とする領域WVにおいて、エネ
ルギーが局所最大でかつ一定の閾値TH以上であればエ
ッジ点とする。
With respect to the direction θ⊥ perpendicular to θe, in the region WV having the direction θ⊥ shown in FIG.

【0035】各画素毎の空間位相[φ( θe ) ]を、 [φ( θe ) ]=tan-1(I※[H( θe) ]/I※[G( θe) ] ・・・・(9) により計算する。ここで、[φ( θe ) ]、[H( θe
) ]、[G( θe) ]は、それぞれ、
The spatial phase [φ ( θe ) ] of each pixel is [φ ( θe ) ] = tan −1 (I * [H ( θe ) ] / I * [G ( θe ) ] ... ( 9) where [φ ( θe ) ] and [H ( θe
) ] And [G ( θe ) ] are respectively

【数7】 を意味する。(Equation 7) Means

【0036】計算結果がχ/2rad.と3χ/2ra
d.付近であればステップ状エッジと見做す。また、0
rad.とχrad.付近であればパルス状エッジと見
做す。エッジ点において、ステップ状エッジの場合は輪
郭とする。また、エッジがパルス状の場合、[E( θe
) ]が一定の閾値TH2以上で、かつS(θm)が十分
大きく、さらに向きθ⊥に存在する最も近いエッジとの
距離がL以上であれば輪郭とする。ここで、Lは対象の
形状により設定する距離の閾値である。
The calculation result is χ / 2 rad. And 3χ / 2ra
d. If it is near, it is regarded as a step-like edge. Also, 0
rad. And χrad. If it is near, it is regarded as a pulse edge. At the edge point, if it is a stepped edge, it is a contour. If the edge is pulsed, [E ( θe
) ] Is equal to or greater than a certain threshold TH2, S (θm) is sufficiently large, and the distance to the nearest edge existing in the direction θ⊥ is L or more, the contour is defined. Here, L is a threshold value of the distance set according to the shape of the target.

【0037】ここで、[E( θe ) ]は、Here, [E ( θe ) ] is

【数8】 (Equation 8)

【0038】を意味する。 任意の画像を中心とする任意の向きθの領域WHにつ
いて、その両側に輪郭点があり、各側にある輪郭の向き
の平均値がθ±Δθであれば、その画像をエッジとす
る。このエッジの向きθに垂直なθ⊥について、中心に
あるエッジを輪郭とする。
Means If there are contour points on both sides of a region WH with an arbitrary orientation θ centered on an arbitrary image and the average value of the orientations of the contours on each side is θ ± Δθ, the image is regarded as an edge. Regarding θ ⊥ perpendicular to the direction θ of this edge, the center edge is defined as the contour.

【0039】次に、階層Jより下位の層j(0≦j<
J)において、ILL j+1 (x/2,y/2)が輪郭であ
る座標(x,y)で上記の〜を実行する。これを再
下位の層(j=0)まで繰り返す。品質推定手段7は、
前記画像再構成手段6で再構成された画像について前記
ヌードル状造粒品1の表面状態を評価する多層パーセプ
トロン型ニューラルネットワークを用いて格子状穴から
押し出し成形されるヌードル状成形品の品質の良否をそ
の表面状態から評価する。
Next, a layer j (0≤j <
In J), the above ( 1) to (3) are executed at the coordinates (x, y) where I LL j + 1 (x / 2, y / 2) is the contour. This is repeated until the lower layer (j = 0). The quality estimating means 7
The quality of the noodle-shaped molded product extruded from the lattice-shaped holes using the multilayer perceptron type neural network for evaluating the surface condition of the noodle-shaped granulated product 1 for the image reconstructed by the image reconstructing means 6 is good or bad. Is evaluated from its surface condition.

【0040】すなわち、品質推定手段7はパーセプトロ
ン型ニューラルネットワークを用いて、対象物体である
ヌードル状成形品の表面の状態ごとに品質を推定し、分
類する。品質推定手段7の入力は物体ごとの輝度分布と
し、出力は品質ランクとする。まず、事前に品質を分類
する数(ランク数)を設定する。そして、従来、目視分
類を行ってきた作業者に入力画像フレームを提示し、1
画素平均の品質を分類させる。
That is, the quality estimating means 7 uses a perceptron type neural network to estimate and classify the quality for each surface condition of the noodle-shaped molded product which is the target object. The input of the quality estimating means 7 is the luminance distribution for each object, and the output is the quality rank. First, the number (rank number) for classifying the quality is set in advance. Then, the input image frame is presented to an operator who has conventionally performed visual classification, and
Let the pixel average quality be classified.

【0041】次に、1画像中の物体領域の平均輝度分布
を入力とし、この分類結果を教師信号とする。この学習
を最も悪い品質から良い品質のものまで一様に行う。こ
のようにして得た学習結果を用いて、格子状穴から押し
出し成形されるヌードル状成形品の品質の良否がその表
面状態から自動的に評価される。
Next, the average luminance distribution of the object area in one image is input, and this classification result is used as a teacher signal. Do this learning uniformly from the worst to the best. Using the learning result thus obtained, the quality of the noodle-shaped molded product extruded through the lattice-shaped holes is automatically evaluated based on its surface condition.

【0042】[0042]

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。本実施例では、対象物体として有機
ゴム薬品を例として構成した高速品質評価システムにつ
いて説明する。この有機ゴム薬品を多数の格子状穴から
押し出してヌードル状成形品としたもので、その直径は
約1mmであり、これをビデオカメラにより拡大撮像す
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In this embodiment, a high-speed quality evaluation system will be described in which an organic rubber chemical is used as a target object. This organic rubber chemical is extruded from a large number of lattice-shaped holes into a noodle-shaped molded product having a diameter of about 1 mm, which is magnified and imaged by a video camera.

【0043】図8と図9は本発明による押し出し造粒品
の高速品質評価方式の1実施例を説明するシステム構成
図であって、両図は図示の都合で分割してあり、図中丸
A、丸B、丸C同士で結合して1図面となる。図8、9
において、30はビデオカメラで撮像して得た対象物体
の画像データを階層化するウエーブレット変換を用いた
階層化部(ウエーブレット階層化部)、31は背景分離
/特徴抽出部、33は画像再合成/輝度分布演算部、3
4はニューラルネット品質推定部である。
FIGS. 8 and 9 are system configuration diagrams for explaining one embodiment of the high-speed quality evaluation system for extruded granulated products according to the present invention, both of which are divided for convenience of illustration and circle A in FIG. , Circle B and circle C are combined to form one drawing. 8 and 9
In the figure, 30 is a layering unit (wavelet layering unit) using a wavelet transform for layering image data of a target object captured by a video camera, 31 is a background separation / feature extraction unit, and 33 is an image. Resynthesis / luminance distribution calculator, 3
Reference numeral 4 is a neural network quality estimation unit.

【0044】入力画像はウエーブレット階層化部30に
おいてウエーブレット変換により多解像度に分解され
る。ここでは、入力画像は512×512画素とし、最
上位階層は64×64画素とする。また、分解能は25
6階調とする。ビデオカメラで拡大撮像された画像信号
は、まずウエーブレット階層化部30で階層化される
が、本実施例では、階層は原画像を除き3階層である。
The input image is decomposed into multiple resolutions by the wavelet conversion in the wavelet layering unit 30. Here, the input image has 512 × 512 pixels, and the highest layer has 64 × 64 pixels. Also, the resolution is 25
There are 6 gradations. The image signal enlarged and picked up by the video camera is first layered by the wavelet layering unit 30, but in this embodiment, the layers are three layers except the original image.

【0045】各階層の各画像IHL j ,ILH j ,IHH j
よび最上位階層のILL j は、背景分離/特徴抽出部31
に入力する(j=1〜3)。背景分離/特徴抽出部31
では物体と背景とを識別し、物体の領域については不要
な周波数成分を除去する。この結果はマスクビットMB
j (MBj LL,MB j HH、MBj LH,MBj HL、j=1
〜3)として画像再合成/輝度分布演算部に出力され
る。
Each image I in each layerHL j, ILH j, IHH jYou
And the top level ILL jIs the background separation / feature extraction unit 31.
(J = 1 to 3). Background separation / feature extraction unit 31
Distinguishes the object from the background, and does not need to know the area of the object
Frequency components are removed. This result is mask bit MB
j(MBj LL, MB j HH, MBj LH, MBj HL, J = 1
Is output to the image recomposition / luminance distribution calculation unit as
You.

【0046】また、輪郭抽出部32では物体の輪郭が抽
出され、この結果はマスクビットMCj (j=1〜3)
として画像再合成/輝度分布演算部33に出力される。
画像再合成/輝度分布演算部33ではマスクビットMB
j とマスクビットMC j が”1”であれば画像再合成過
程において該当画素の該当する周波数成分が除去され
る。
The contour extraction unit 32 extracts the contour of the object.
Is issued and the result is the mask bit MCj(J = 1 to 3)
Is output to the image recomposition / luminance distribution calculation unit 33.
In the image recomposition / luminance distribution calculation unit 33, the mask bit MB
jAnd mask bit MC jIf is "1"
Then, the corresponding frequency component of the corresponding pixel is removed
You.

【0047】また、この画像再合成で得られた結果か
ら、輝度を変数とする頻度分布が演算される。その演算
結果はニューラルネット品質推定部34に入力されて、
予め学習させた輝度分布と品質との関係から当該物体の
品質が推定される。以下、上記システム構成における各
部について、さらに説明する。図10と図11は背景分
離/特徴抽出部の構成図であって、31a,31bは1
階層再合成部、31c,31d,31eは比較器、31
f,31g,31hは論理積回路、31iは除去帯域選
択器、31j〜31sは論理和回路である。
Further, from the result obtained by this image recomposition, a frequency distribution with brightness as a variable is calculated. The calculation result is input to the neural network quality estimation unit 34,
The quality of the object is estimated from the relationship between the brightness distribution learned in advance and the quality. Hereinafter, each unit in the above system configuration will be further described. 10 and 11 are block diagrams of the background separation / feature extraction unit, where 31a and 31b are 1
Hierarchical recomposition unit, 31c, 31d, 31e are comparators, 31
f, 31g and 31h are AND circuits, 31i is a rejection band selector, and 31j to 31s are OR circuits.

【0048】同図において、階層化された画像を入力と
し、1階層再合成部31a,31bによりIj LL(j≧
1)が求められる。図12は1階層再合成部の構成例を
説明する回路図であって、31d1 ,31d3 は水平h
フィルタ、31d2 ,31d4 は水平gフィルタ、31
5 ,31d6 ,31d11は加算器、31d7 ,31d
8 は水平アップサンプラー、31d 9 は垂直hフィル
タ、31d10は垂直gフィルタ、31d12は垂直アップ
サンプラーである。
In the same figure, inputting a layered image
Then, the one-layer recombining units 31a and 31bj LL(J ≧
1) is required. FIG. 12 shows an example of the configuration of the one-layer recomposition unit.
31d is a circuit diagram to be described.1, 31dThreeIs horizontal h
Filter, 31dTwo, 31dFourIs a horizontal g filter, 31
dFive, 31d6, 31d11Is an adder, 31d7, 31d
8Is a horizontal upsampler, 31d 9Is a vertical h fill
31dTenIs a vertical g filter, 31d12Is vertical up
It is a sampler.

【0049】IJ LLにおいて、輝度が閾値THより低い
画素は背景と認識され、より低分解能の画像においても
背景であれば背景フラグBJ LL(J=1〜3)がセット
される。この背景フラグBJ LLと帯域除去選択器31i
により選択された帯域からフラグMBJ LL(J=1〜
3)がセットされる。この場合、選択された帯域に相当
する画像においては全域をマスクすることになる。
In I J LL , a pixel whose luminance is lower than the threshold value TH is recognized as a background, and a background flag B J LL (J = 1 to 3) is set if it is a background even in a lower resolution image. This background flag B J LL and band elimination selector 31i
From the band selected by the flag MB J LL (J = 1 to
3) is set. In this case, the entire area of the image corresponding to the selected band is masked.

【0050】図13は輪郭抽出部の構成例を説明する回
路図であって、32a,32c,32fは階層選択器、
32bは1階層再合成部、32dは論理積回路、32e
は1階層輪郭抽出部、32gは階層を選択するためのレ
イヤー信号を出力する階層管理部である。この輪郭抽出
部において、最初に階層選択器32a,32c,32f
は階層管理部32gからの層選択信号Layerで第3
層が指定される。
FIG. 13 is a circuit diagram for explaining an example of the structure of the contour extracting section, in which 32a, 32c and 32f are layer selectors.
32b is a one-layer recombining unit, 32d is a logical product circuit, and 32e.
Is a one-layer contour extraction unit, and 32g is a layer management unit that outputs a layer signal for selecting a layer. In this contour extracting unit, first, the hierarchy selectors 32a, 32c, 32f
Is the third layer in the layer selection signal Layer from the layer management unit 32g.
The layer is specified.

【0051】これにより、I3 ll、I3 LH 、I3 Hl
3 HHが1階層再合成部32bに入力する。1階層再合
成部32bからはIj-1 LL すなわちI2 LLが出力され
る。一方、層選択信号Layerにより現在の層におい
ては階層選択器32cの入力は常に1であるため、I3
llはそのまま1階層輪郭抽出部32eに出力される。1
階層輪郭抽出部32eからは抽出された輪郭が画素毎に
フラグMC3 として出力される。
As a result, I 3 ll , I 3 LH , I 3 Hl ,
I 3 HH is input to the one-layer recomposition unit 32b. I j-1 LL, that is, I 2 LL, is output from the one-layer re-synthesis unit 32b. On the other hand, the input of the layer selector 32c is always 1 in the current layer by the layer selection signal Layer, so that I 3
ll is output as it is to the first-layer contour extraction unit 32e. 1
The extracted contour is output from the hierarchical contour extraction unit 32e as a flag MC 3 for each pixel.

【0052】この階層の処理が終了すると、階層管理部
32gは層選択信号Layerを階層選択器32a,3
2c,32fに与え第2層を選択させる。1階層再合成
部32bの入力部には、I2 LH 、I2 Hl、I2 HHと前
の階層で合成されたI2 llが入力する。また、1階層輪
郭抽出部32eへは前の層で抽出された輪郭に対応する
画素だけが論理積回路32dを通って入力する。
When the processing of this layer is completed, the layer management unit 32g sends the layer selection signal Layer to the layer selectors 32a, 32a.
2c and 32f are applied to select the second layer. I 2 LH , I 2 Hl , I 2 HH and I 2 ll synthesized in the previous hierarchy are input to the input section of the one-layer re-synthesis section 32b. Further, only the pixels corresponding to the contours extracted in the previous layer are input to the one-layer contour extraction unit 32e through the AND circuit 32d.

【0053】そして、上記と同様にして第1階層までの
処理が繰り返されて、フラグMC2、フラグMC1 が出
力される。図14、図15および図16は1階層輪郭抽
出部の構成例を説明する回路図であって、図示の都合上
3分割してある。同各図において、321aはステーラ
ブルフィルタの実部、321bは同虚部、322a1
322am は第1入力の二乗と第2入力の二乗の平方根
演算回路、322b1 〜322bm は第1入力と第2入
力のtan-1の演算回路、323a,323bは向きθ
選択器、324はウインドウWH内θの平均値演算回
路、325はウインドウWV内の局所最大エネルギー検
出回路、326は位相判定回路、327a1 〜327a
3 はそれぞれ閾値TH1,TH2,TH3判定回路、3
28a1 ,328a2 は論理積回路、328a3 は論理
和回路、329は距離L内のエッジ探索回路、330は
ウインドウWH内の輪郭検出回路、331はウインドウ
WV内の中心判定回路、332は論理積回路、333は
論理和回路である。
Then, the processing up to the first layer is repeated in the same manner as described above, and the flags MC 2 and MC 1 are output. 14, FIG. 15 and FIG. 16 are circuit diagrams for explaining an example of the configuration of the one-layer contour extraction unit, which is divided into three for convenience of illustration. In each of the figures, 321a is a real part of the stationary filter, 321b is the same imaginary part, and 322a 1- .
322a m is a square root arithmetic circuit of the square of the first input and the square of the second input, 322b 1 to 322b m is a tan −1 arithmetic circuit of the first input and the second input, 323a and 323b are in the direction θ.
A selector 324, an average value calculation circuit of θ in the window WH, 325 a local maximum energy detection circuit in the window WV, 326 a phase determination circuit, 327a 1 to 327a.
3 is a threshold value TH1, TH2, TH3 determination circuit, 3
28a 1 and 328a 2 are AND circuits, 328a 3 is an OR circuit, 329 is an edge search circuit within the distance L, 330 is a contour detection circuit within the window WH, 331 is a center determination circuit within the window WV, and 332 is a logic The product circuit 333 is an OR circuit.

【0054】図17は図14における1階層輪郭抽出回
路のステーラブルフィルタの実部の構成例を説明する回
路図である。同図において、3210a,3210b,
3210cはそれぞれ向きθが0°,60°,120°
の2次元フィルタ、3211a,3211b・・・32
11mは演算部であり、この動作は前記図5、図6、図
7で説明した通りである。
FIG. 17 is a circuit diagram for explaining an example of the structure of the real part of the stallable filter of the one-layer contour extraction circuit shown in FIG. In the figure, 3210a, 3210b,
3210c has orientations θ of 0 °, 60 °, and 120 °, respectively.
Two-dimensional filters 3211a, 3211b ... 32
Reference numeral 11m is a calculation unit, and its operation is as described with reference to FIGS. 5, 6, and 7.

【0055】図18は画像再合成/輝度分布演算部の構
成図であって、3310a,3311a〜3311c,
3312a〜3312c,3313a〜3313cは論
理積回路、3314は層選択器、3315は1階層再合
成部、3316は階層管理部、3317は輝度分布算出
部である。この画像再合成/輝度分布演算部には階層化
された画像とフラグMBJ 、MC J が入力され、階層管
理部3316からの層選択信号によりフラグMBJ 、M
J セットしている画素は輝度0としている。
FIG. 18 shows the structure of the image recomposition / luminance distribution calculation unit.
The drawings are 3310a, 3311a to 3311c,
3312a to 3312c and 3313a to 3313c are discussed.
A laminating circuit, 3314 is a layer selector, and 3315 is one layer recombining.
Completion unit, 3316 is hierarchy management unit, 3317 is brightness distribution calculation
Department. This image re-synthesis / luminance distribution calculation unit is hierarchical
Image and flag MBJ, MC JIs entered and the hierarchy pipe
Flag MB according to the layer selection signal from the processing unit 3316J, M
C JThe set pixel has zero brightness.

【0056】先ず、階層管理部3316からの層選択信
号Layerにより層選択器3314は第3層を選択
し、第3層の画像が1階層再合成部3315に入力され
る。次に、層選択器3314により第2層が選択され、
第2層の画像が1階層再合成部3315に入力される。
以下、第1層まで繰り返されて1階層再合成部3315
から特徴抽出画像が出力される。
First, the layer selector 3314 selects the third layer in response to the layer selection signal Layer from the layer management unit 3316, and the image of the third layer is input to the one-layer recomposition unit 3315. Next, the layer selector 3314 selects the second layer,
The image of the second layer is input to the one-layer recomposition unit 3315.
Hereinafter, the first layer is repeated until the first layer re-synthesizing unit 3315.
Output a feature extraction image.

【0057】この特徴抽出画像は、輝度分布算出部33
17に入力され、輝度256階調の各階調の出現頻度が
算出される。算出された結果は、階調を変数とする輝度
分布として品質推定手段に与えられ、ニューロネットワ
ークにより評価される。ニューロネットワークそのもの
の構成と動作は既知であるので、ここでは詳しい説明は
省略する。本実施例では、当該ヌードル状成形品の品質
評価に従事していた熟練の作業者による目視評価結果を
教師データとした学習を施して置く。
This feature-extracted image is processed by the brightness distribution calculation unit 33.
It is input to 17, and the appearance frequency of each gradation of luminance 256 is calculated. The calculated result is given to the quality estimating means as a luminance distribution having gradation as a variable, and evaluated by the neuro network. Since the configuration and operation of the neuro network itself are known, detailed description thereof is omitted here. In the present embodiment, learning is performed by using the visual evaluation result by a skilled worker who was engaged in the quality evaluation of the noodle-shaped molded product as teacher data.

【0058】本システムの運用時には、上記画像再合成
/輝度分布演算部からの輝度分布出力を入力として、上
記学習の結果構築されたニューラルネットワークを用い
て品質の評価を行わせる。評価の動作は前記発明の実施
の態様で説明した通りである。図19は本発明による押
し出し造粒品の高速品質評価方式の全体構成を説明する
概略図であって、100は押し出し造粒機、101は原
料供給管、102は添加剤A供給管、103は添加剤B
供給管、104は成形品搬送装置、105はビデオカメ
ラ、106は高速品質評価装置、107はファジイ演算
装置、108は制御盤、109,110は電磁バルブで
ある。
During operation of this system, the quality distribution is evaluated using the neural network constructed as a result of the above learning, with the luminance distribution output from the image recomposition / luminance distribution calculating section as an input. The evaluation operation is as described in the embodiment of the invention. FIG. 19 is a schematic diagram illustrating the overall structure of a high-speed quality evaluation method for extruded granules according to the present invention, in which 100 is an extrusion granulator, 101 is a raw material supply pipe, 102 is an additive A supply pipe, and 103 is Additive B
A supply pipe, 104 is a molded product conveying device, 105 is a video camera, 106 is a high-speed quality evaluation device, 107 is a fuzzy arithmetic device, 108 is a control panel, and 109 and 110 are electromagnetic valves.

【0059】押し出し造粒機100は原料と添加剤を混
練して粒状に成形する造粒機構と、格子状に配列された
多数の穴を有し、この格子状穴から上記混練物を押し出
すことによりヌードル状の成形品を製造する。押し出し
造粒機100から押し出されたヌードル状成形品は造粒
品搬送装置104で次の工程へ搬送される。なお、この
成形品搬送装置104に上記ヌードル状成形品を適宜の
長さに細断してペレット状とする機能、あるいはヌード
ル状成形品もしくはペレット状成形品をビデオカメラ下
で整列させる機能を持たせることもできる。
The extrusion granulator 100 has a granulation mechanism for kneading raw materials and additives to form granules, and a large number of holes arranged in a lattice, and the kneaded product is extruded through the lattice holes. A noodle-shaped molded product is manufactured by. The noodle-shaped molded product extruded from the extrusion granulator 100 is conveyed to the next step by the granule conveying device 104. The molded product conveying device 104 has a function of shredding the noodle-shaped molded product into an appropriate length to form a pellet, or a function of aligning the noodle-shaped molded product or the pellet-shaped molded product under a video camera. It can also be done.

【0060】ビデオカメラ105は成形品搬送装置10
4で搬送される造粒品のを拡大撮像し、その画像信号
(画像データ)を高速品質評価装置106に与える。高
速品質評価装置106では、前記した構成に基づいて非
接触で、熟練作業者の評価と同等の品質評価を非定量的
に推定し実行する。高速品質評価装置106で推定され
た品質評価値はファジイ演算装置107に与えられ、所
謂曖昧処理で添加剤の流量を演算し、これを制御盤10
8に出力する。
The video camera 105 is the molded product conveying apparatus 10.
The granulated product conveyed in 4 is enlarged and imaged, and its image signal (image data) is given to the high-speed quality evaluation device 106. The high-speed quality evaluation device 106 non-quantitatively estimates and executes a quality evaluation equivalent to the evaluation of a skilled worker in a non-contact manner based on the configuration described above. The quality evaluation value estimated by the high-speed quality evaluation device 106 is given to the fuzzy calculation device 107, and the flow rate of the additive is calculated by a so-called ambiguous process, and this is calculated.
8 is output.

【0061】制御盤108はファジイ演算装置107か
らの入力に基づいて電磁バルブ109、110の開閉を
制御して添加剤の量をコントロールすると共に、押し出
し造粒機100の混練条件の制御を行う。なお、制御盤
108は造粒品搬送装置104の搬送の制御も行う。図
20は良品のヌードル状成形品の表面状態の一例を説明
する写真の模写図と画像処理で得られた輝度分布の説明
図であって、(a)はヌードル状成形品の写真の模写
図、(b)はその1個の輝度分布図である。
The control board 108 controls the opening and closing of the electromagnetic valves 109 and 110 based on the input from the fuzzy arithmetic unit 107 to control the amount of the additive and also controls the kneading conditions of the extrusion granulator 100. The control panel 108 also controls the transfer of the granulated product transfer device 104. FIG. 20 is a photocopy diagram illustrating an example of the surface state of a good noodle-shaped molded product and an explanatory diagram of the luminance distribution obtained by image processing. (A) is a photocopy diagram of the noodle-shaped molded product. , (B) are the one luminance distribution chart.

【0062】同図(a)に示されたように、良品と評価
されるヌードル状成形品の表面には亀裂や凹凸が視認さ
れず、その画像処理によって得られた輝度は(b)に示
したように分布する。図21は不良品のヌードル状成形
品の表面状態の一例を説明する写真の模写図と画像処理
で得られた輝度分布の説明図であって、(a)はヌード
ル状成形品の写真の模写図、(b)はその1個の輝度分
布図である。
As shown in (a) of the same figure, no cracks or irregularities were visually recognized on the surface of the noodle-shaped molded product evaluated as a good product, and the brightness obtained by the image processing is shown in (b). It is distributed as follows. FIG. 21 is a photocopy diagram illustrating an example of the surface state of a defective noodle-shaped molded product and an explanatory diagram of the luminance distribution obtained by image processing. (A) is a photocopy of the noodle-shaped molded product. FIG. 1B is a single luminance distribution chart.

【0063】同図(a)に示されたように、不良品と評
価されるヌードル状成形品の表面には亀裂や凹凸が多く
視認され、その画像処理によって得られた輝度は(b)
に示したように分布する。このような輝度分布の相違に
基づいて、前記多層パーセプトロン型ニューラルネット
ワークを有する品質推定手段を備えた高速品質評価装置
106が造粒品搬送装置104を搬送されるヌードル状
成形品の良否を推定する。
As shown in FIG. 9A, many cracks and irregularities were visually recognized on the surface of the noodle-shaped molded product evaluated as a defective product, and the brightness obtained by the image processing was (b).
It is distributed as shown in. Based on such a difference in luminance distribution, the high-speed quality evaluation device 106 having the quality estimation means having the multilayer perceptron type neural network estimates the quality of the noodle-shaped molded product conveyed by the granulated product conveying device 104. .

【0064】これにより、品質評価を行う作業者を必要
としないで、高速で品質の評価が実行され、その評価結
果を押し出し造粒機に供給する添加物の量あるいは造粒
条件にフィードバックすることにより、高品質の造粒品
を製造することができる。なお、図19では、ヌードル
状成形品を成形品搬送装置104で搬送しながら、ある
いは搬送を停止した状態で、その表面状態を撮像する構
成としているが、これに代えて、押し出し造粒機100
の成形品出口にビデオカメラの視野を向け、成形直後の
ヌードル状成形品を撮像する構成としてもよい。
As a result, quality evaluation can be performed at high speed without requiring an operator to perform quality evaluation, and the evaluation result can be fed back to the amount of additives supplied to the extrusion granulator or the granulation conditions. As a result, a high quality granulated product can be manufactured. Note that, in FIG. 19, the noodle-shaped molded product is imaged of its surface state while being conveyed by the molded product conveying device 104 or in a state where the conveyance is stopped, but instead of this, the extrusion granulator 100.
The field of view of the video camera may be directed to the outlet of the molded product, and the noodle-shaped molded product immediately after molding may be imaged.

【0065】さらに、本発明は上記実施例で説明したヌ
ードル状成形品に限るものではなく、ヌードル状物体を
さらに短く切断してペレット状としたもの、その他、表
面の状態から品質の良否が判定可能な全ての物体の評価
に適用できるものであることは言うまでもない。
Further, the present invention is not limited to the noodle-shaped molded product described in the above embodiment, but a noodle-shaped object is further cut into pellets, and the quality of quality is judged from the surface condition. It goes without saying that it can be applied to the evaluation of all possible objects.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対象物体、特に格子状穴から押し出し造粒されるヌード
ル状物体の表面の滑らかさの程度を定量的に評価し当該
対象物体の表面の亀裂や凹凸の度合いを物体単位で、予
め学習した作業者の評価基準を基に判定し、品質ごとに
高速で自動評価し、分類する評価することが可能な押し
出し造粒品の高速品質評価方式を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention,
A worker who has quantitatively evaluated the degree of smoothness of the surface of the target object, especially the noodle-shaped object extruded and granulated from the lattice-shaped holes, and the degree of cracks and irregularities on the surface of the target object, which has been learned in advance in object units. It is possible to provide a high-speed quality evaluation method for extruded granulated products, which can be evaluated based on the evaluation standard of No. 1, and automatically evaluated and classified for each quality at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による押し出し造粒品の高速品質評価方
式の基本構成を説明するブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration of a high-speed quality evaluation method for an extrusion granulated product according to the present invention.

【図2】ウエーブレット変換による階層化手段の構成を
説明する模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a layering unit by wavelet conversion.

【図3】逆ウエーブレット変換による画像再合成手段の
構成を説明する模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image recombining unit by inverse wavelet transform.

【図4】階層化構造の各階層が持つ周波数成分の説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of frequency components included in each layer of the hierarchical structure.

【図5】ステーラブルフィルタの構成例の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration example of a stallable filter.

【図6】エッジの傾きに応じたウインドウと傾き推定の
概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a window according to an edge inclination and inclination estimation.

【図7】エッジに垂直なウインドウの概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a window perpendicular to an edge.

【図8】本発明による押し出し造粒品の高速品質評価方
式の1実施例を説明するシステム構成の部分図である。
FIG. 8 is a partial view of a system configuration for explaining an example of a high-speed quality evaluation method for an extrusion granulated product according to the present invention.

【図9】本発明による押し出し造粒品の高速品質評価方
式の1実施例を説明するシステム構成の図8に接続する
部分図である。
FIG. 9 is a partial view connected to FIG. 8 of a system configuration for explaining an example of a high-speed quality evaluation method for an extrusion granulated product according to the present invention.

【図10】背景分離/特徴抽出部の部分構成図である。FIG. 10 is a partial configuration diagram of a background separation / feature extraction unit.

【図11】背景分離/特徴抽出部の図10に接続する部
分構成図である。
FIG. 11 is a partial configuration diagram of the background separation / feature extraction unit connected to FIG. 10;

【図12】1階層再合成部の構成例を説明する回路図で
ある。
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a one-layer recomposition unit.

【図13】輪郭抽出部の構成例を説明する回路図であ
る。
FIG. 13 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a contour extraction unit.

【図14】1階層輪郭抽出部の構成例を説明する部分回
路図である。
FIG. 14 is a partial circuit diagram illustrating a configuration example of a one-layer contour extraction unit.

【図15】1階層輪郭抽出部の構成例を説明する図14
に接続する部分回路図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a one-layer contour extraction unit.
It is a partial circuit diagram connected to.

【図16】1階層輪郭抽出部の構成例を説明する図15
に接続する部分回路図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of a one-layer contour extraction unit.
It is a partial circuit diagram connected to.

【図17】図14における1階層輪郭抽出回路のステー
ラブルフィルタの実部の構成例を説明する回路図であ
る。
FIG. 17 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a real part of a sustainable filter of the one-layer contour extraction circuit in FIG.

【図18】画像再合成/輝度分布演算部の構成図であ
る。
FIG. 18 is a configuration diagram of an image recomposition / luminance distribution calculation unit.

【図19】本発明による押し出し造粒品の高速品質評価
方式の1実施例の全体構成を説明する概略図である。
FIG. 19 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of an example of a high-speed quality evaluation method for extruded granulated products according to the present invention.

【図20】良品のヌードル状造粒品の表面状態の一例を
説明する写真の模写図と画像処理で得られた輝度分布の
説明図である。
FIG. 20 is a photocopy diagram illustrating an example of the surface state of a good noodle-shaped granulated product and an explanatory diagram of a luminance distribution obtained by image processing.

【図21】不良品のヌードル状造粒品の表面状態の一例
を説明する写真の模写図と画像処理で得られた輝度分布
の説明図である。
FIG. 21 is a photocopy diagram illustrating an example of a surface state of a defective noodle-shaped granulated product and an explanatory diagram of a luminance distribution obtained by image processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヌードル状造粒品 2 ビデオカメラ 3 階層化手段 4 背景分離/特徴抽出手段 5 輪郭抽出手段 6 画像再合成手段 7 品質推定手段。 1 noodle-like granulated product 2 video camera 3 layering means 4 background separation / feature extraction means 5 contour extraction means 6 image recomposition means 7 quality estimation means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 規久夫 山口県宇部市上宇部山門1099−1 (72)発明者 堺 敏明 山口県熊毛郡平生町大野北316番地の11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Norihisa Taniguchi 1099-1 Kami Ube Sanmon, Ube City, Yamaguchi Prefecture (72) Inventor Toshiaki Sakai 11 316, Ohnokita, Hirabu-cho, Kumage-gun, Yamaguchi Prefecture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ヌードル状に押し出し成形後にペレット状
に細断して造粒される前記ヌードル状成形品の品質の良
否をその表面状態から評価する押し出し造粒品の高速品
質評価方式において、 前記ヌードル状成形品を撮像してその表面状態を二次元
画像データに変換するビデオカメラと、 前記ビデオカメラの撮像信号を二次元離散ウエーブレッ
ト変換により空間周波数が異なる空間周波数帯域毎の階
層構造を作成する階層化手段と、 前記階層化構造を用いて前記ヌードル状成形品の背景を
分離して当該ヌードル状成形品の画像データを抽出する
背景分離/特徴抽出手段と、 前記階層化構造の上位層を基にして逆ウエーブレット変
換を施すことにより前記ヌードル状造粒品1の輪郭を抽
出する輪郭抽出手段と、 前記輪郭抽出手段で抽出された輪郭内の画素について前
記階層構造の最下層の解像度まで逆ウエーブレット変換
を施して前記ヌードル状成形品の各々を切り離した再生
画像データを得る画像再合成手段と、 前記画像再合成手段で再構成された画像について前記ヌ
ードル状成形品の表面状態を評価する多層パーセプトロ
ン型ニューラルネットワークを有する品質推定手段とを
備え、 格子状穴から押し出し成形されるヌードル状成形品の品
質の良否をその表面状態から評価することを特徴とする
押し出し造粒品の高速品質評価方式。
1. A high-speed quality evaluation method for an extruded granulated product, which comprises evaluating the quality of the noodle-shaped molded product obtained by shredging into pellets after extrusion molding into noodles and granulating the product, from the surface condition thereof. A video camera that images a noodle-shaped molded product and converts the surface state of the noodle-shaped molded product into two-dimensional image data, and a two-dimensional discrete wavelet transform of the image signal of the video camera to create a hierarchical structure for each spatial frequency band with different spatial frequencies. And a background separation / feature extraction unit that separates the background of the noodle-shaped molded product by using the hierarchical structure and extracts image data of the noodle-shaped molded product, and an upper layer of the hierarchical structure. Contour extraction means for extracting the contour of the noodle-shaped granulated product 1 by performing an inverse wavelet transformation on the basis of Image recombining means for obtaining reconstructed image data by separating each of the noodle-shaped molded products by performing inverse wavelet conversion up to the resolution of the lowest layer of the hierarchical structure for pixels in the frame, and reconstructing by the image recombining means. A quality estimation means having a multilayer perceptron type neural network for evaluating the surface condition of the noodle-shaped molded product with respect to the formed image, and the quality of the noodle-shaped molded product extruded from the lattice-shaped holes is judged from the surface condition. A high-speed quality evaluation method for extruded granulated products characterized by evaluation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999056112A1 (en) * 1998-04-23 1999-11-04 Isover Saint-Gobain Method for determining the orientation of fibre structure in a mineral wool mat
KR102009757B1 (en) * 2019-03-21 2019-08-12 (주)싸이젠텍 Apparatus for sorting pellet with foreign matter based on artificial intelligence program

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