JPS5947357B2 - 信号処理回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、情報信号を処理する信号処理回路に関し、特
に、信号レベルの弁別により、光学系のハレーシヨンを
含む信号からハレーシヨンによる不所望信号のみを抽出
して所望の情報信号中より除去するようにしたものであ
る。

一般に、裏品の外観の検査をその製品を撮像した出力画
像情報信号によつて行なう場合に、その検査対象の製品
の表面を、滑らかで光沢のある塩化ビニールやポリエチ
レン等によりコーティングもしくは包装してあるとき、
あるいは、アルミニウム箔等の反射率の高い物体を被写
体としたときには、撮像光学系の条件によつて第１図に
示すようにハレーシヨン１を生ずる。

ここで２はシール欠陥部を示している。テレビジョンカ
メラ等の光電変換装置を使用して上述した製品の撮像を
行ない、その撮像出力画像情報に基づいてその製品の良
不良を判断する自動外観検査装置においては、上述のよ
うなハレーシヨンが生ずると、そのハレーシヨン部分の
正確な画像情報が得られないという問題があつた。この
問題を解決する方法としては、まず、ハレーシヨン発生
の抑圧があり、そのために被写体に対する拡散光照明や
間接照明が行なわれていたが、被写体が前述したような
状態にある場合には、かかる照明等の撮像光学系の条件
のみによつてはハレーシヨンの発生を完全に抑えること
は困難であつた。例えば、プレススルーパック（Ｐｒｅ
ｓｓＴｈｒｏｕｇｈＰａｃｋ：以下ＰＴＰと略記）と称
して薬品や菓子類等の包装に多用される前述した種類の
包装形態にある製品を検査する自動外観検査装置を例に
とつて具体的に説明すると、かかるＰＴＰ包装の製品の
外観検査は、主として、包装の内容物に対する外観検査
と、包装のシール部分に対する外観検査とに二分される
。

また、ＰＴＰ包装は、塩化ビニールシートとアルミニウ
ム箔とを熱圧着させて密封シールとしたものであるから
、元来ハレーシヨンを生じやすい状態に構成されている
うえに、製品収容部のポケットが曲面をなしており、シ
ートのわずかな反りによつてもハレーシヨンを生じやす
い状態にある。したがつて、例えば第２図に示すような
二値化画像において、シール部分に欠陥部３があつたと
しても、その欠陥を示す画像情報信号がハレーシヨン部
分４からの撮像出力信号により相殺されて、欠陥がない
ものと判定され、また、第３図Ａに示すように、製品収
容部分が白く見えるような照明を行なつた場合に、その
製品収容部分に収容すべき製品が欠除していたときには
、その欠陥によつて生じた部分の信号の面積がシール部
分におけるハレーシヨン５により生じた部分の信号の面
積と相殺され、さらに、第３図Ｂに示すように、包装し
た製品自体には欠陥がないにも拘らず、そのシール部分
におけるハレーシヨン５（第３図Ａ参照）により生じた
部分二値化画像６についての信号を余計に計測して、あ
たかも製品がシール部分にはみ出しているものとして、
不良と判定したりしていた。上述のように、従来は、包
装した製品の検査対象領域外におけるハレーシヨンによ
り生じた部分の信号が計測誤差として処理されて来たが
、ＰＴＰ包装を施した製品においては、包装用シートの
反りや製品収容部分のボケツト形状が個々の製品毎に異
なつているために、土述したハレーシヨンの発生状態も
一様ではなく、したがつて、ハレーシヨンにより生じた
部分の信号を計測誤差として処理するにしてもその計測
誤差の変動幅を大きい値に見込まなければならなかつた
。

かかる計測誤差が製品包装に対する欠陥検出精度の向上
に著しい障害となつていた。本発明の目的は、上述した
従来の障害を除去し、一例えば、検査対象領域を区分し
て検査し得る被検査物体に対する自動外観検査装置にお
いて検査対象領域外に発生したハレーシヨンによる検査
出力信号中の誤差信号部分を、そのハレーシヨンによる
誤差信号のみを検出する回路に設けて、その検 Ｓ出出
力を検査出力信号から除去して被検査物体の欠陥検出精
度を向上させるようにした信号処理回路を提供すること
にある。

すなわち、本発明の信号処理回路は、光学的ハレーシヨ
ンを生じる物体の外観を検査する装置に ５おいて、前
記物体の外観を撮像し、その撮像出力から前記光学的ハ
レーシヨンにより生じた不所望信号部分のみをレベル弁
別により抽出し、前記撮像出力から前記不所望信号部分
を除去するようにしたことを特徴とするものである。

４以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳細に
説明する。

まず、本発明信号処理回路の構成例を第４図ＡおよびＢ
に示す。

ここで、第４図Ａは正論理出力が得られるようにした場
合の構成例を示し、第４図Ｂは上述の正論理出力を反転
させた形態の論理出力が得られるようにした場合のゲー
ト回路部分のみの構成例を示す。また、第４図示の構成
例における各部動作波形を第５図および第６図にそれぞ
れ示すが、そのうち、第５図は、前述した自動外観検査
装置の例に第４図示の回路構成を適用した場合において
、検査の対象とする製品包装の製品収容部分が暗く沈む
ような照明を施したとき・（すなわち主としてシール状
況を検査する場合）の各部動作波形を示し、第６図は、
同じく製品収容部分力伯く浮き立つような照明を施した
とき（すなわち主として包装された製品について検査を
行なう場合）の各部動作波形を示す。本発明信号処理回
路は、上述の自動外観検査装置において、第５図Ａおよ
び第６図Ａの信号波形に示すように、製品包装のハレー
シヨンにより生じた部分の信号波形１１１のレベルが他
の部分の信号のレベルより高くなること（テレビジヨン
カメラを使用した実施例では最小でも十数ＭＶ〜数百Ｍ
Ｖ程度も高くなること）を利用してそのハレーシヨンに
より生じた部分の信号を抽出するようにしたものである
。

第４図Ａの回路構成においては、被検査物体５１を撮像
する工業用テレビジヨンカメラ等の光電変換装置５２か
ら得た映像信号５２１を、基準レベル設定器５３および
５４によりそれぞれ信号２値化の閾値レベルを設定した
レベル比較器よりなる２値化回路５５および５６にそれ
ぞれ供給し、それぞれの閾値レベルとのレベル比較を行
なつて上記映像信号５２，を２値信号にそれぞれ交換す
る。

すなわち、例えば、レベル比較器５５におけるレベル比
較の閾値を第５図Ａの映像信号５２１に示すレベル１１
２に設定することにより、２値化回路５５ではハレＨシ
ヨンにより生じた部分の信号のみを他の部分の信号と弁
別して検出するようにして、そのハレーシヨン部分の信
号を例えば論理信号゛１”とした２値信号に変換する。
一方、２値化回路としてのレベル比較器５６については
、そのレベル比較の閾値を例えば第５図Ａの映像信号５
２１に示すレベル１１３に設定し、上述したハレーシヨ
ン部分以外の所望の検査出力信号波形の中間レベルにレ
ベル比較の閾値を設けて、その検査出力信号を２値信号
に変換し得るようにする。上述したように、２値化回路
５５の出力２値信号５５１は、第５図Ｂに示すハレーシ
ヨン検出出力信号のように、ハレーシヨン部分のみを表
わし、一方、２値化回路５６の出力２値信号５６１は、
第５図Ｃに示すように、ハレーシヨン部分も含めた検査
出力信号を表わしているのであるから、それらの２値信
号５５１および５６１を第４図Ａに点線で囲んで示す構
成のゲート回路、もしくは、第４図Ｂに示す構成のゲー
ト回路に供給し、２値信号５５１と５６１との差信号を
形成する。第４図Ａにおいては、２値信号５５１を直接
に、および２値信号５６１をインバータ５７を介して、
ノアゲート５８に加え、ノアゲート５８から正論理形態
の差信号５８１（第５図Ｅ参照）を得る。第４図Ｂにお
いては、２値信号５５１をインバータ５９を介して、お
よび２値信号５６１を直線に、ナンドゲート６０に供給
し、このナンドゲート６０から負論理形態の差信号６０
１（第５図Ｇ参照）を得る。なお、第５図Ｄ，Ｆおよび
Ｈに示す信号波形は、倹査出力信号を２値化する方の２
値化回路５６におけるレベル比較の閾値を、例えば第５
図Ａの映像信号波形５２１に示すレベル１１３′のよう
に、所望の検査出力信号波形より低い値に設定した場合
におけるそれぞれ２値化検査出力信号、ノアゲート５８
の出力２値信号、およびナンドゲート６０の出力２値信
号の各波形を示す。

更に、製品包装における製品収容部分が白く浮き立つて
見えるようにして被検査物体５１を照明した場合におけ
る映像信号５２１、２値信号５５１および５６１、およ
び差信号５８１および６０１を、それぞれ第６図Ａ，Ｂ
，Ｃ，ＤおよびＥに示す。

第４図ＡおよびＢに示した回路構成においては、ハレー
シヨン部分検出用の２値化回路としてのレベル比較器５
５におけるレベル比較の閾値１１２が、検査出力信号用
のレベル比較器５６におけるレベル比較の閾値１１３よ
り高いために、ハレーシヨン部分検出出力波形のパルス
幅は、レベル比較器５５によるものの方がレベル比較器
５６によるものより狭くなるのが普通である。

したがって、双方のレベル比較出力波形について、第４
図ＡまたはＢのように、単にそれら出力波形の差信号を
形成しただけでは、？上述したパルス幅の差に相当する
部分だけハレーシヨン部分の信号がゲート回路の出力波
形５８１または６０１中に残存することになるので、そ
れらのゲート出力波形が第５図Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈもしくは
第６図Ｄ，Ｅに示したようなハレーシヨン部分の信号を
完全に除去した状態とならないおそれもある。検査出力
信号波形中にこのようなハレーシヨン部分の信号が残存
することがないようにした本発明信号処理回路の構成例
を第７図に示す。

第７図示の回路構成においては、相殺すべきハレーシヨ
ン部分信号のうち、パルス幅の狭い方の信号のパルス幅
を拡大したのちにそのハレーシヨンの相殺除去を行なう
ようにする。すなわち、ハレーシヨン部分を検出する方
の２値化回路としてのレベル比較器５５のレベル比較出
力２値信号を、テレビジヨンカメラ５２の１水平走査期
間（１Ｈ）に相当する遅延時間を有する遅延素子２０を
３個以上縦続接続した遅延回路に供給して順次に１Ｈず
つ遅延させる。各遅延素子２０からの順次の遅延出力信
号をシフトレジスタなどよりなる局部メモリ２１にそれ
ぞれ一時記憶させたのち、テレビジヨンカメラ５２の撮
像出力映像信号における画素間隔に対応した繰返し周波
数を有するクロツク信号をクロツク信号発生器２２から
供給して、各遅延素子２０の出力を一時記憶する局部メ
モリ２１から順次に読出す。それらの読出した信号を論
理和素子を用いた論理ゲートからなる拡大回路２３にお
いて合成することにより、映像信号中のハレーシヨン部
分を表わす信号が、その信号の水平走査方向のパルス幅
を前後に拡大させる。これによりレベル比較器５５から
のハレーシヨン部分検出信号波形のパルス幅を拡大する
。同様に、レベル比較器６からの検査出力信号を１Ｈ遅
延素子２４の縦続接続による遅延回路および局部メモリ
２５に加えてタイミングを揃えた検査出力信号を得る。
上述の拡大回路および局部メモリ２５の各出力を第４図
ＡまたはＢに点線プロツクで示す構成のゲート回路を供
給して取出せば、レベル比較の閾値の相違に基づくパル
ス幅の相違を補償してハレーシヨン部分信号を完全に除
去した所望の検査出力信号波形を得ることができる。以
上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来の
自動外観検査装置に簡単な構成の信号処理回路を付加す
るだけで、製品包装の外観検査に際して従来その検査精
度の向上を阻んでいたハレーシヨンによる不所望信号を
容易かつ確実に除去して所望の検査出力信号のみを取出
すことができ、製品包装の欠陥部分の面積や周囲長等を
抽出して計測するようにした上述の自動外観検査装置に
おけるハレーシヨンによる計測誤差を著しく抑圧し、も
しくは、完全に除去することができ、したがつて、製品
包装の欠陥検出の精度を格段に向上させることができる
。

なお、本発明信号処理回路ほ、上述のように製品包装の
外観検査装置に適用して顕著な効果を得られるのみなら
ず、ポリエチレンシートにより包装した吻品の仕分け等
におけるバーコードリーダ、もしくは、セロフアン等に
より包装した箱の異箱チェツカ、あるいは、パターン認
識の技術を応用した自動外観検査装置において被検査物
体の表面の状態が滑らかで光沢があつたり、物体表面の
光反射率が高かつたりした場合などに適用して同様の効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は製品包装の自動外観検査装置における被検査物
体がハレーシヨンを生じた態様の例を示す説明図、第２
図は同じくそのハレーシヨンを生じた場合における検査
出力２値化映像信号の表示画像を示す画像図、第３図Ａ
およびＢは同じくその他の態様を示す説明図および表示
画像を示す画像図、第４図ＡおよびＢは本発明信号処理
回路の構成の２例を示すプロツク線図、第５図Ａなιル
は同じくその各部動作波形の例を示す信号波形図、第６
図ＡなιルＥは同じくその他の例を示す信号波形図、お
よび第Ｔ図は本発明信号処理回路の更に他の構成例を示
すプロツク線図である。 ５１・・・・・・被検査物体、５２・・・・・・テレビ
ジヨンカメラ、５３，５４・・・・・・基準レベル設定
器、５５，５６・・・・・・レベル比較器（２値化回路
）、５Ｔ，５９・・・・・・インバータ、５８・・・・
・・ノアゲート、６０・・・・・・ナンドゲート、２０
，２４・・・・・・ＩＨ遅延素子、２１，２５・・・・
・・局部メモリ、２２・・・・・・クロツク信号発生器
、２３・・・・・・拡大回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学的ハレーシヨンを生じる物体の外観を検査する
   装置において、前記物体の外観を撮像し、その撮像出力
   から前記光学的ハレーシヨンにより生じた不所望信号部
   分のみをレベル弁別により抽出し、前記撮像出力から前
   記不所望信号部分を除去するようにしたことを特徴とす
   る信号処理回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の信号処理回路において
   、前記不所望信号の時間幅を拡大させて拡大不所望信号
   を形成し、前記撮像出力と前記拡大不所望信号との差信
   号を得て前記不所望信号部分を前記撮像出力から除去す
   るようにしたことを特徴とする信号処理回路。