WO2012131985A1

WO2012131985A1 - シガレット検査装置

Info

Publication number: WO2012131985A1
Application number: PCT/JP2011/058241
Authority: WO
Inventors: 久保　文男; 慎輔五味
Original assignee: 日本たばこ産業株式会社
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-04

Abstract

　軸方向を揃えて横並びに配列されたフィルタ付きシガレットの巻束をフィルタ端面側からカメラ１０で撮像し、その検査画像Ｄを分析して前記フィルタ端面の品質を検査するシガレット検査装置であって、前記フィルタ端面が地色部分のみとなるシガレットの地色巻束Ｈを前記カメラ１０で撮像し、その地色巻束画像Ｉをマスター画像Ｆとして登録し、該マスター画像Ｆに対する設定を行うマスター画像設定手段と、前記フィルタ端面に付着する汚れ部分Ｅの色及び大きさを予め想定し、その汚れ部分Ｅの色及び大きさが前記カメラ１０で検出可能な検出限界画素数ＮＬ以上となるように設定するカメラ設定手段と、前記検査画像Ｄを前記マスター画像Ｆと照合することにより前記フィルタ端面における前記汚れ部分Ｅの色及び大きさを判定し、所定の閾値に基づいて前記フィルタ端面の品質を検査する品質検査手段２６とを備える。

Description

シガレット検査装置

　本発明は、フィルタ付きシガレットにおけるフィルタの汚れを確実に検出することのできるシガレット検査装置に関する。

　フィルタ付きシガレットは、複数本（例えば２０本）ずつ束にされ、特許文献１に開示されるような包装機にて包装され、シガレットパックとして製品化される。例えば特許文献１に開示される包装機では、複数本のフィルタ付きシガレットを軸方向を揃えて横並びに配列し、多段に積み上げることでシガレットの束を形成し、この束の外周に包装材を巻き付けて巻束を形成した後、包装材の開放された両端をそれぞれ内側に折り込むことで封口し、シガレットの束を包装している。

特許第３４３７７５３号公報

　ところで、シガレットのフィルタ端面には、稀にシガレット製造工程で使用される各種機械の機械油等の汚れが付着することがある。このようなフィルタ端面に汚れのあるシガレットは、包装対象から排除してシガレットパックの品質を保証することが求められる。　そこで、従来から例えば包装機に供給されたシガレットの巻束のフィルタ端面を撮像し、その検査画像を画像処理することでフィルタ端面の汚れの有無を検査することが試みられている。

　しかしながら、従来は上記画像処理の方法及び手順が確立されておらず、シガレット製造工程内で発生し得るフィルタ端面の油を含む汚れの色、大きさを明確に特定することができないため、汚れの有無を確実に判定することができず、シガレットパックとしての品質を確実に保証するためには依然として課題が残されていた。
　本発明は、シガレットの束のフィルタ端面を撮像した検査画像からフィルタ端面の汚れの色及び大きさを明確に特定することで、汚れを確実に検出し、シガレットパックの品質を確実に保証することのできるシガレット検査装置を提供する。

　本発明は、軸方向を揃えて横並びに配列されたフィルタ付きシガレットの巻束をフィルタ端面側からカメラで撮像し、その検査画像を分析して前記フィルタ端面の品質を検査するシガレット検査装置であって、前記フィルタ端面が地色部分のみとなるシガレットの地色巻束を前記カメラで撮像し、その地色巻束画像をマスター画像として登録し、該マスター画像に対する設定を行うマスター画像設定手段と、前記フィルタ端面に付着する汚れ部分の色及び大きさを予め想定し、その汚れ部分の色及び大きさが前記カメラで検出可能な検出限界画素数以上となるように設定するカメラ設定手段と、前記検査画像を前記マスター画像と照合することにより前記フィルタ端面における前記汚れ部分の色及び大きさを判定し、所定の閾値に基づいて前記フィルタ端面の品質を検査する品質検査手段とを備えるシガレット検査装置である。

　好ましくは、前記マスター画像設定手段は、撮像した前記地色巻束画像に対し、前記フィルタ端面の明度の値が所定の基準範囲内となるように設定した画像をマスター画像として登録をする。
　好ましくは、前記マスター画像設定手段は、登録された前記マスター画像に対し、前記フィルタ端面の色相、彩度、明度の各値を抽出する色抽出設定を行う。

　好ましくは、前記カメラ設定手段は、前記フィルタ端面に付着すると想定される汚れ部分の色を模した見本汚れ部分をフィルタ端面の一部に有するシガレットの見本巻束を前記カメラで撮像し、その見本巻束画像を使用して前記カメラの設定を行い、前記品質検査手段は、前記カメラ設定手段により設定された前記カメラで前記検査画像を撮像し、該検査画像を前記マスター画像と照合する。

　好ましくは、前記カメラ設定手段は、前記見本巻束画像を使用し、前記フィルタ端面の前記地色部分と前記見本汚れ部分とのコントラストの差を大きくして分離するための前記カメラの二値化設定を行う。
　好ましくは、前記カメラ設定手段は、前記見本巻束画像を使用し、前記見本巻束の４隅に位置づけられた前記各フィルタ端面の前記地色部分の画素数を小さくすると共に、該各フィルタ端面の前記見本汚れ部分の画素数を大きくするための前記カメラの収縮処理設定を行う。

　好ましくは、前記カメラ設定手段は、前記二値化設定及び前記収縮処理設定後に、前記見本汚れ部分の画素数が前記検出限界画素数以上のとき、前記カメラの設定を完了する。
　好ましくは、前記カメラ設定手段は、前記フィルタ端面において想定される汚れ部分の色として複数色の前記見本汚れ部分を有する前記見本巻束画像を使用し、前記二値化設定及び前記収縮処理設定を行う。

　好ましくは、前記カメラ設定手段は、前記フィルタ端面において想定される汚れ部分の色として複数色の前記見本汚れ部分のうち、最も検出の困難な色をなす前記見本汚れ部分のみを有する前記見本巻束画像を使用し、前記二値化設定及び前記収縮処理設定を行う。

　本発明によれば、フィルタ端面が地色部分のみとなるシガレットの地色巻束をカメラで撮像し、その地色巻束画像をマスター画像として登録し、設定を行い、フィルタ端面に付着する汚れ部分の色及び大きさを予め想定し、その汚れ部分の色及び大きさがカメラで検出可能な検出限界画素数以上となるようにカメラを設定し、該マスター画像と該検査画像とを照合してフィルタ端面における汚れ部分の色及び大きさを判定し、所定の閾値に基づいて前記フィルタ端面の品質を検査することにより、検査画像からフィルタ端面の汚れ部分の色及び大きさを明確に特定することができるため、フィルタ端面の汚れ部分を確実に検出し、シガレットパックの品質を確実に保証することができる。

　また、本発明によれば、撮像した前記地色巻束画像に対し明度設定した画像をマスター画像として登録をすることにより、マスター画像の設定に際し、フィルタ端面の地色をなす部分と見本汚れ部分とを明確に分離するための重要な要素の１つである照明条件を一定に保持することができるため、フィルタ端面の汚れ部分を確実に検出可能なマスター画像を設定することができる。

　また、本発明によれば、登録された前記マスター画像に対し色抽出設定を行うことにより、マスター画像のフィルタ端面の地色部分は明度の値の変化に影響されて色相が不安定となるものの、色相がどのような値であっても、明度の値が０であれば黒色、彩度の値が０であれば白色として検出可能となるため、フィルタ端面の汚れ部分を確実に検出可能なマスター画像を設定することができる。

　また、本発明によれば、前記カメラ設定手段は、フィルタ端面に付着すると想定される汚れ部分の色を模した見本汚れ部分をフィルタ端面の一部に有するシガレットの見本巻束を前記カメラで撮像し、その見本巻束画像を使用して前記カメラの設定を行い、この設定後のカメラで前記検査画像を撮像し、該検査画像を前記マスター画像と照合する。これにより、検査画像からフィルタ端面の汚れ部分の色及び大きさをより一層明確に特定することができるため、フィルタ端面の汚れ部分をより確実に検出し易くなり、シガレットパックの品質保証をより一層確実にすることができる。

　また、本発明によれば、見本巻束画像を使用してカメラの二値化設定を行うことにより、検査画像におけるフィルタ端面の地色部分と汚れ部分とを視覚的に明確に分離することができるため、フィルタ端面の汚れ部分を確実に検出することができる。
　また、本発明によれば、見本巻束画像を使用してカメラの収縮処理設定を行うことにより、カメラのレンズの歪みの影響によってシガレットの巻束の４隅におけるフィルタ端面が実物よりも小さく撮像されるのを補正することができ、検査画像におけるフィルタ端面の汚れ部分の大きさの誤差を排除することができるため、フィルタ端面の汚れ部分を確実に検出することができる。

　また、本発明によれば、前記二値化設定及び前記収縮処理設定後に、見本汚れ部分の画素数が前記カメラで検出可能な検出限界画素数以上のとき、前記カメラの設定を完了することにより、カメラの設定において前記二値化設定及び前記収縮処理設定を確実に終えた後に検査画像の判定を行うことができるため、フィルタ端面の汚れ部分を確実に検出することができる。

　また、本発明によれば、フィルタ端面において想定される汚れ部分の色として複数色の前記見本汚れ部分を有する前記見本巻束画像を使用し、前記二値化設定及び前記収縮処理設定を行うことにより、フィルタ端面において想定されるすべての色の汚れ部分を検出することができる。
　また、本発明によれば、フィルタ端面において想定される汚れ部分の色として複数色の前記見本汚れ部分のうち、最も検出の困難な色をなす前記見本汚れ部分のみを有する前記見本巻束画像を使用し、前記二値化設定及び前記収縮処理設定を行うことにより、最も検出の困難な１色のみを基準としてカメラ設定を行えば、想定されるすべての色の汚れ部分を容易に検出することができるため、フィルタ端面の汚れ部分を容易に且つ確実に検出することができる。

本発明に係るシガレット検査装置が組み付けられるシガレットパック用包装機の概略構成を示す図である。シガレットパック用包装機に供給されたフィルタ付きシガレットの束の様子と、そのフィルタ端面を撮像するカメラとの関係を示す図である。本発明に係るシガレット検査装置のシステム構成図である。本発明に係るシガレット検査装置による画像検査の概念を示す図である。パターン画像と検査画像におけるサーチ領域との関係、およびシガレットの位置検出の概念を示す図である。フィルタ端面における汚れ部分を含む検査画像の例を示す図である。フィルタ端面における見本汚れ部分を含むマスター画像の例を示す図である。マスター画像の画像設定手順を示すフローチャートである。シガレットの良品巻束をフィルタ端面側から見た図である。カメラの色抽出設定を行う際のシミュレータ画面を示した図である。見本巻束画像を使用したカメラの設定手順を示すフローチャートである。シガレットの見本巻束をフィルタ端面側から見た図である。コントラスト変換パラメータのゲインとスパンを調整したときの撮像画像の階調変化を示した図である。コントラスト変換パラメータのゲインが１．０のときのフィルタ端面の地色をなす白色部分と見本汚れ部分との分離精度を示すヒストグラムである。コントラスト変換パラメータのゲインが１．６のときのフィルタ端面の地色をなす白色部分と見本汚れ部分との分離精度を示すヒストグラムである。巻束においてカメラの収縮処理設定を要する位置を強調した図である。カメラの収縮処理設定前のシガレットの巻束の各位置における見本シールの検出ピクセル数を示したグラフである。カメラの収縮処理設定後のシガレットの巻束の各位置における見本シールの検出ピクセル数を示したグラフである。シガレットの巻束の各位置における４色をなす見本シールの検出画素数と、カメラの検出限界画素数とを示したグラフである。画像処理装置において実行されるフィルタ端面の汚れ検査処理手順を示したフローチャートである。

　図１に示すように、軸方向を揃えて横並びに配列された複数本、例えば２０本のシガレットの束Ｃが形成され、この束Ｃは包装機に供給されて包装材で包装される。包装機は、成形用ターレット１と、成形用ターレット１と同軸に並設される封口用ターレット２とを有している。成形用ターレット１は包装材を有底角筒状の包装材Ｐに加工成形する。封口用ターレット２は包装材Ｐの内部にシガレットの束Ｃを収納し、包装材Ｐの開口端を折り込んで封口する。

　詳しくは、シガレットの束Ｃは、２０本のフィルタ付きシガレットをフィルタの向きを揃えてホッパ３に供給し、整列機４によって横並びに、例えば７本、６本、７本に順次整列させて３段に積み重ねて形成される。こうして形成されたシガレットの束Ｃは、搬送ポケット５に収納されてチェーンコンベア６により成形用ターレット１まで搬送される。そして、シガレットの束Ｃは、図示しないプランジャにより搬送ポケット５から押し出され、前述したように成形用ターレット１にて成形された包装材Ｐの内部に収納され、封口用ターレット２の周回軌道に沿って設けられる封口用マンドレル７ｂ内に移送される。

　封口用ターレット２は、自身の回転によって封口用マンドレル７ｂを周回させ、シガレットの束Ｃを収納した包装材Ｐの開放端部を内側に向けて折り込んで封口し、シガレットの束Ｃの包装を完了する。そして、シガレットの束Ｃの包装完了により形成されたシガレットパックは、封口用ターレット２から移送用ターレット８を介して乾燥用ターレット９に誘導され、乾燥用ターレット９にて乾燥処理が施された後に製品として送り出される。

　成形用ターレット１の外周に沿って設けられる包装材供給装置１ａ,１ｂは、成形用ターレット１の周回軌道に沿って設けられる包装用マンドレル７ａに、アルミ蒸着シート等からなる内包材Ｐａと、紙シート等からなる外包材Ｐｂとをそれぞれ供給する。内包材Ｐａ及び外包材Ｐｂは、重ね合わせられて包装用マンドレル７ａに巻き付けられ、前述の有底角筒状の包装材Ｐを形成する。

　ここで、本発明に係るシガレット検査装置は、シガレットの束Ｃを構成する各シガレットのフィルタ端面を包装材Ｐによる包装完了前に封口用ターレット２の周回軌道の側部に設けられたカメラ１０により撮像し、フィルタ端面を含んで撮像した検査画像を分析してフィルタ端面の品質、具体的にはフィルタ端面の汚れの有無を検査するものである。
　フィルタ端面を撮像するカメラ１０は、包装材Ｐで包装されたシガレットの束Ｃが包装用マンドレル７ａから封口用マンドレル７ｂに移送される移送方向で見て、封口用マンドレル７ｂの位置から僅かに下流側に設けられ、包装材Ｐの開放端部が内側に折り込まれる直前にシガレットの束Ｃのフィルタ端面を撮像する。

　図２に示すように、カメラ１０は、カメラ本体１１の前面に装着されたプリズム等の光学系１２を有し、カメラ本体１１の長手方向側面から撮像可能なサイドビュー型の奥行きが小さな形状をなしている。また、カメラ本体１１の上下には、その撮像方向を照明するストロボ１３,１３が設けられている。これらのストロボ１３,１３には、例えばＬＥＤなどの小型発光体が使用され、このような小型のカメラ１０を用いることで、カメラ１０を成型用ターレット１と封口用ターレット２との隙間に設置することができ、封口用ターレット２の封口用マンドレル７ｂに供給されたシガレットの束Ｃのフィルタ端面を包装材Ｐの封口前にカメラ１０にて撮像可能となっている。

　図３は本発明に係るシガレット検査装置のシステム構成を概略的に示す。このシガレット検査装置は、カメラ１０にて撮像されたシガレットの束Ｃのフィルタ端面を含む検査画像を記憶する検査画像メモリ１４と、この検査画像メモリ１４に記憶された検査画像（シガレットの束Ｃのフィルタ端面の像）を分析する画像処理装置２０を備える。
　画像処理装置２０は、例えば予め設定されたプログラムに従って検査画像を分析するマイクロプロセッサから構成されている。カメラ１０により撮像されたシガレットの束Ｃの検査画像は、各シガレットのフィルタ端面の地色をなす例えば白色部分（地色部分）がストロボ１３,１３により照明された明るい画像領域をなして形成され、一方、照明光を反射しないフィルタ端面の汚れ、シガレット間の隙間、及びシガレットの側部が暗い画像領域をなして形成される。

　以下、画像処理装置２０について詳しく説明する。
　画像処理装置２０は、予め設定されてパターン画像メモリ１５に登録されたパターン画像を用い、検査画像中における個々のシガレットの位置（フィルタ端面の位置）を検出する。その後、その検出位置毎に各シガレットの各フィルタ端面の画像を選択的に切り出して汚れの色及び大きさを検査し、汚れの有無を判定する。

　ここで、上記パターン画像は、シガレットの束Ｃを形成する複数本のシガレットの配列位置毎に定められる。
　詳しくは、図４に示すように、シガレットの束Ｃが２０本のシガレットからなる場合には、７本，６本，７本に順次整列させて３段に積み重ねた２０本のシガレット[１]～[２０]の中の左端の２本のシガレット[１],[１４]に対しては、その左側に隣接するシガレットが存在しないことから、これらシガレットの左端部を縦長に短冊状に切り取ったときの円弧状の画像部分をシガレット領域（フィルタ領域）とし、その残部（左側部）を背景（暗部）としたパターン画像Ａ１が設定される。

　同様に、右端の２本のシガレット[７],[２０]に対しては、その右側に隣接するシガレットが存在しないことから、これらシガレットの右端部を縦長に短冊状に切り取ったときの円弧状の画像部分をシガレット領域とし、その残部（右側部）を背景（暗部）としたパターン画像Ａ２が設定される。
　また、上段の左右端を除く５本のシガレット[２],[３],[４],[５],[６]に対しては、その上側に隣接するシガレットが存在しないことから、これらシガレットの上端部を横長に短冊状に切り取ったときの円弧状の画像部分をシガレット領域とし、その残部（上部）を背景としたパターン画像Ａ３が設定される。

　同様に、下段の左右端を除く５本のシガレット[１４],[１５],[１６],[１７],[１８]に対しては、その下側に隣接するシガレットが存在しないことから、これらシガレットの下端部を横長に短冊状に切り取ったときの円弧状の画像部分をシガレット領域とし、その残部（下部）を背景としたパターン画像Ａ４が設定される。
　そして、中段のシガレット[８]～[１３]については上下に隣接するシガレットが存在するので、その左端のシガレット[８]に対しては、シガレットの中心を左側にずらして円形に切り取ったときの長円状の画像部分をシガレット領域（フィルタ領域）とし、その残部（左側部）を背景としたパターン画像Ａ５が設定される。同様にして右端のシガレット[１３]に対しては、シガレットの中心を右側にずらして円形に切り取ったときの長円状の画像部分をシガレット領域（フィルタ領域）とし、その残部（右側部）を背景としたパターン画像Ａ６が設定される。

　そして、上下左右に隣接するシガレットが存在する中央部の４本のシガレット[９],[１０],[１１],[１２]に対しては、シガレットの中心を合わせて円形に切り取ったときの円形の画像部分をシガレット領域（フィルタ領域）としたパターン画像Ａ７が設定される。
　このように、検査画像中における個々のシガレットの位置（フィルタ端面の位置）を検出するために、シガレットの配列位置毎のパターン画像Ａ１,Ａ２～Ａ７が予め設定され、パターン画像メモリ１５に登録される。

　画像処理装置２０は、パラメータ制御部２１、サーチ領域設定部２２、マッチング処理部２３、シフト処理部２４、検査領域設定部２５、汚れ検出処理部（品質検査手段）２６、検査結果集計部２７、結果判定部２８から概略構成されている。
　パラメータ制御部２１は、シガレットの束Ｃを形成する複数本のシガレットの各フィルタ端面の汚れを個々に検査するための制御パラメータｎを制御する。制御パラメータｎは、シガレットの束Ｃにおける個々のシガレットの配列位置を特定し、その最大値はシガレットの束Ｃを形成するシガレットの本数Ｎとして設定される。そして、制御パラメータｎは、［ｎ＝１］から［ｎ＝Ｎ］まで順次更新（インクリメント）され、制御パラメータｎにより特定される配列位置のシガレットが順次汚れ検査される。

　パラメータ制御部２１により制御パラメータｎが特定されると、制御パラメータｎに従って、パターン画像メモリ１５からシガレットの配列位置毎に予め設定されたパターン画像Ａ（Ａ１～Ａ７）が選択的に読み出される。
　サーチ領域設定部２２は、制御パラメータｎに従って検出対象とするシガレットの配列位置を特定し、検査画像メモリ１４に記録された検査画像に対するサーチ領域Ｓを部分的に設定する。検査画像に対するサーチ領域Ｓは、後述するように予めシガレットの配列位置毎に予め設定されており、制御パラメータｎに応じて検査画像メモリ１４に対するサーチ領域Ｓが決定される。

　マッチング処理部２３は、制御パラメータｎに従ってパターン画像メモリ１５から選択的に読み出したパターン画像Ａをシフト処理部２４を介して入力する。マッチング処理部２３は、シフト処理部２４と協働して検査画像中の制御パラメータｎにより特定されたサーチ領域Ｓ内においてパターン画像Ａが一致する画像部分とその位置を求める役割を担っている。

　シフト処理部２４は、パターン画像Ａをサーチ領域Ｓに亘って順次移動（シフト）しながら、マッチング処理部２３によるサーチ領域Ｓの画像Ｂとの照合に供している。そしてマッチング処理部２３は、サーチ領域Ｓの画像Ｂ内においてパターン画像Ａに一致する画像部分を検出したとき、シフト処理部２４においてパターン画像Ａを予め定められた初期位置から移動させたシフト量Δｘ,Δｙを求め、このシフト量Δｘ,Δｙによって示されるサーチ領域Ｓ上の位置をシガレットの位置として検出している。

　具体的には、制御パラメータｎによってシガレットの束Ｃにおける上段左側のシガレット[１]が指定された場合には、パターン画像メモリ１５からは図５に示すようにシガレットの左側円弧部分の画像を切り出したパターン画像Ａ１が選択される。また、検査画像に対しては、図５に示すように上段左側のシガレット[１]の正規の配列位置を中心としたサーチ領域Ｓが、例えば矩形状に設定される。

　このようにして設定されるサーチ領域Ｓに対してパターン画像Ａ１の照合基準位置は、シガレット[１]が予め定められた正規の配列位置（ずれのない位置）に存在するときにパターン画像Ａ１が検査画像（上段左側のシガレット[１]の端面画像）に一致する位置として定められている。そして、この基準位置においてパターン画像Ａ１が検査画像に一致しないとき、つまりパターン画像Ａ１がシガレット（フィルタ端面）の像に対してずれているとき、サーチ領域Ｓ内においてパターン画像Ａがシフト（移動）される。そしてパターン画像Ａ１と検査画像（シガレットの端面画像）とが一致したとき、パターン画像Ａ１の前述した照合基準位置からのずれ量（シフト量）Δｘ,Δｙが、検査画像中におけるシガレット[１]の存在位置として検出される。

　このようにして検出されたシガレットの位置（Δｘ,Δｙ）は、検査領域設定部２５に与えられる。検査領域設定部２５は、前述した如く検出されたシガレットの位置と、そのサーチ領域Ｓの位置とに従って、検査画像メモリ１４から該当位置を中心として定まるシガレット[１]のフィルタ端面画像部分を例えば図６に示す汚れ部分Ｅを有する円形の検査画像Ｄとして選択的に切り出し、これを汚れ検出処理部２６による画像検査に使用する。

　ここで、本発明のシガレット検査装置はマスター画像メモリ２９を備え、マスター画像メモリ２９には、検査画像Ｄと照合することによりフィルタ端面の汚れ部分Ｅの有無をその色及び大きさによって判定するためのマスター画像Ｆが予め記憶されている。
　検査領域設定部２５は、検査画像Ｄの場合と同様に、検出されたシガレットの位置と、そのサーチ領域Ｓの位置とに従って、マスター画像メモリ２９から該当位置を中心として定まるシガレット[１]のフィルタ端面画像部分を図７に示す見本汚れ部分Ｇを有する円形のマスター画像Ｆとして選択的に切り出し、これを汚れ検出処理部２６による画像検査に供している。

　以下、図８のフローチャートを参照してマスター画像Ｆの画像設定手順（マスター画像設定手段）について説明する。
　先ず、マスター画像Ｆの登録及び設定を行うために、図９に示すように汚れ部分Ｅの無い地色をなす白色部分のみのフィルタ端面を有するシガレットの束Ｃに包装材Ｐを巻き付けた、いわゆる良品巻束（地色巻束）Ｈの撮像をカメラ１０で行う＜ステップＳ１＞。

　次に、良品巻束Ｈの良品巻束画像（地色巻束画像）Ｉの明度設定を行う＜ステップＳ２＞。具体的には、良品巻束画像Ｉの明度（Ｖ）（明るさ）が所定の基準範囲内になるように、ストロボ１３，１３の照明ボリュームとカメラ１０の絞りを事前に固定する。そして、カメラ感度の数値を大きくすると明度（Ｖ）の値が大きくなり、カメラ感度の数値を小さくすると明度（Ｖ）の値が小さくなることから、良品巻束Ｈの特定の検査位置、例えば良品巻束Ｈの中央段の左から４番面のフィルタ端面の明度（Ｖ）が所定の基準範囲内となるようにカメラ感度を調整する。

　次に、ステップ２で明度設定した後の良品巻束画像Ｉのマスター画像登録を行い、マスター画像Ｆの登録を完了する＜ステップＳ３＞。
　次に、登録したマスター画像Ｆをシミュレータにより分析し、色抽出設定を行い＜ステップＳ４＞、マスター画像Ｆの設定を完了する。
　詳しくは、図１０に示すシミュレータ画面において、フィルタ端面の地色をなす白色部分の色抽出結果が良品巻束Ｈの検査位置による微妙な明度変化に影響されず確実に白として検出され、白色部分以外が黒として検出されるように、良品巻束Ｈの各位置に配される２０本のシガレットの各フィルタ端面を対象とした色抽出設定を行う。

　色抽出設定は、色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）をそれぞれ所定のスケールの上下限の範囲で設定され、色相（Ｈ）は汚れが何色であるかを表すものである。特に、マスター画像Ｆのフィルタ端面の地色をなす白色部分は明度（Ｖ）の値の変化に影響されて色相（Ｈ）が不安定となるため、色相（Ｈ）がどのような値であっても、明度（Ｖ）の値が０であれば黒色、彩度（Ｓ）の値が０であれば白色として判定可能となるようにマスター画像Ｆに対して上記色抽出設定を行う。

　以下、図１１のフローチャートを参照し、検査画像Ｄを撮像するためのカメラ１０の設定手順（カメラ設定手段）について説明する。
　先ず、シガレット製造工程で実際に発生したフィルタ端面の汚れ部分Ｅの色及び大きさを分析し、見本シール３０を作成する。見本シール３０は、図７に示すようにマスター画像Ｆにおいて実際の汚れ部分Ｅと認識することできる限界となる色及び大きさを有して形成され、フィルタ端面に貼り付けることでマスター画像Ｆの見本汚れ部分Ｇを構成する。

　汚れ部分Ｅは、たばこの刻片（茶系）、たばこの細粉（黄土色系）、油類（黄色系）、包装材Ｐから出るアルミ金属粉（グレー系）の４色が想定され、汚れと認識し得る標準的な汚れ部分Ｅの大きさを考慮した結果、見本シール３０は淡黄色、濃黄色、黄土色、グレーの４色で大きさが直径２．８ｍｍとなる円形に形成されている。
　そして、作成した見本シール３０を２０本のシガレットのそれぞれのフィルタ端面に貼り付け、この見本シール３０を貼り付けたシガレットの束Ｃに、図１２に示すように包装材Ｐを巻き付けて見本巻束Ｊを形成して図１の包装機にセットし、カメラ１０で見本巻束Ｊを撮像して見本巻束画像Ｋを作成する＜ステップＳ１１＞。

　次に、見本巻束画像Ｋを使用し、カメラ１０のコントラスト変換設定を行う＜ステップＳ１２＞。コントラスト変換設定では、カメラ１０のコントラスト変換パラメータのゲインとスパンを調整し、見本巻束画像Ｋの階調を図１３に示すように緑色から青色及び赤色に変換し、その階調変化を大きく設定することにより、グレースケール変換後のフィルタ端面の地色をなす白色部分とそれ以外の見本汚れ部分Ｇの色との階調差が大きくなり、見本巻束画像Ｋの二値化分離精度が向上する。

　次に、見本巻束画像Ｋを使用し、カメラ１０の二値化下限レベル設定を行う＜ステップＳ１３＞。二値化下限レベル設定では、グレースケールへ変換されたシガレット１本毎の色抽出結果のデータ分布から、フィルタ端面の地色をなす白色部分とそれ以外の有色部分である見本汚れ部分Ｇとを更に明確に分離するための設定を行う。具体的にはカメラ１０のコントラスト変換のパラメータのゲインを調整することにより、フィルタ端面の地色をなす白色部分と見本汚れ部分Ｇとを図１４（ゲイン：１．０）のヒストグラムで示す分離精度から図１５（ゲイン：１．６）のヒストグラムで示す分離精度まで高めて分離する。

　次に、見本巻束画像Ｋを使用し、カメラ１０の収縮処理設定を行う＜ステップＳ１４＞。前述したように成型用ターレット１と封口用ターレット２との隙間に設置可能な小型のカメラ１０を用いることから、カメラ１０のレンズも小さくならざるを得ない。従って、７本、６本、７本に順次整列させて３段に積み重ねられた配列の見本巻束Ｊの撮像に際し、カメラ１０のレンズのディストーション（歪み）の影響により、見本巻束Ｊにおける４隅のフィルタ端面、即ち図１６に示すシガレット[１]，[７]，[１４]，[２０]の位置におけるシガレットのフィルタ端面が実物よりも小さく撮像され、撮像される見本汚れ部分Ｇの大きさの画素数（ピクセル数）の検出結果に誤差が発生する。

　具体的には、図１７に示すように見本シール３０の大きさはすべて直径２．８ｍｍで統一されているにもかかわらず、丸で囲ったシガレット[１]，[７]，[１４]，[２０]の見本汚れ部分Ｇの大きさのみが少ない画素数で検出され、換言すると小さく検出される。従って、カメラ１０の収縮処理設定として、シガレット[１]，[７]，[１４]，[２０]のフィルタ端面に対してのみ、フィルタ端面の地色をなす白色部分を収縮させると共に、汚れ色をなす有色部分（グレー部分）を膨張させる処理を行うことにより、図１８に示すように実際の汚れ部分Ｅとほぼ同じ大きさに補正した見本汚れ部分Ｇを有するマスター画像Ｆを得ることができる。

　次に、上記Ｓ１１～Ｓ１４のステップが淡黄色、濃黄色、黄土色、グレーの４色の見本シール３０それぞれに対して行われ、カメラ１０の設定が全色完了したか否か判定する＜ステップＳ１５＞。見本シール３０の全色設定が完了したと判定された場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１６に移行し、見本シール３０の全色設定が完了していないと判定された場合（Ｎｏ）には、設定が完了していない色に対してＳ１１～Ｓ１４のステップを行う。

　次に、見本シール３０の全色設定完了と判定された場合には、見本シール３０の画素数Ｎｓがカメラ１０の性能に依拠する検出限界画素数ＮＬ以上であるか否かをシミュレータにより判定する＜ステップＳ１６＞。見本シール画素数Ｎｓが検出限界画素数ＮＬ以上であると判定された場合（Ｙｅｓ）にはカメラ１０の設定を完了し、一方、見本シール画素数Ｎｓが検出限界画素数ＮＬ未満であると判定された場合（Ｎｏ）には、見本シール画素数Ｎｓが検出限界画素数ＮＬ以上となるまでＳ１２～Ｓ１５のステップを繰り返し実行する。

　図１９は、図４のシガレット[１]～[２０]の位置における４色各々の見本シール３０の検出ピクセル数である見本シール画素数Ｎｓ、換言すると４色各々の見本汚れ部分Ｇの画素数の測定値を測定した結果を示している。この結果によれば、見本シール画素数Ｎｓの測定値はすべてカメラ１０固有の検出限界画素数ＮＬ以上であることが判明していることから、見本汚れ部分Ｇを基準として、前述したカメラ１０のコントラスト変換設定並びに二値化下限レベル設定からなる二値化設定、及び収縮処理設定を行うことにより、想定されるすべての色の汚れ部分Ｅが検出可能であることが判明している。

　また、図１９から明らかなように画素数の測定値のうちのグレーの見本シール３０の画素数がほぼ全範囲に亘って最小となることから、本実施形態の場合にはグレーの見本汚れ部分Ｇが最も検出困難であることを示している。従って、色相（Ｈ）を無視し、最も検出が困難なグレー１色の見本汚れ部分Ｇを有する見本巻束画像Ｋのみを使用し、前述したカメラ１０の設定を行うことにより、４色全ての色の汚れ部分Ｅが検出可能である。

　このようなシガレットのフィルタ端面の汚れ検出処理は、前述した制御パラメータｎに従ってシガレットの束Ｃを形成する個々のシガレットを特定して当該シガレットの位置を求め、検出した位置検出結果に基づいて当該シガレットの検査画像Ｄを選択的に求める都度、実行される。
　そして、シガレットの束Ｃを形成する複数本のシガレットのそれぞれについて求められた汚れ検査結果（汚れの個数と面積割合）は結果集計部２７において集計され、例えばシガレットの束の全体における汚れ個数の総和と、面積の総和とが求められる。但し、汚れの大きさを面積割合（％）として求めている場合には、各シガレットについて求められた汚れ部分の面積割合の平均が、その総和として求められる。

　このように集計された汚れ検査結果に対して結果判定部（品質判定手段）２８は、一方において個々のシガレットについて求められた検査結果（汚れの個数と面積）を所定の閾値で弁別して、その良否を判定している。
　また、結果判定部２８は、他方においてシガレットの束Ｃを構成する複数本のシガレットについてそれぞれ求めた検査結果の集計値（汚れの個数と面積）を所定の閾値で弁別し、その良否を判定している。

　具体的には、結果判定部２８は例えば個々のシガレットにおいて汚れ部分Ｅが２箇所以上存在したとき、或いは汚れの面積割合が１５％を越えるとき、シガレットの束Ｃにフィルタ汚れの顕著なシガレットが含まれるとして判定している。また前記結果判定部２８は、シガレットの束Ｃにおいて汚れが１５箇所以上存在した場合、或いは汚れの面積割合が１５％を越えるとき、仮に個々のシガレットのフィルタ端面の汚れが少ない場合であっても、これをフィルタ汚れが大きいとして判定している。

　そして、結果判定部２８は、上述した如くフィルタの汚れを検出したとき、フィルタの汚れを含むシガレットの束Ｃをその包装工程から廃棄するべく、前述した包装機に対して廃棄指令を与えている。この廃棄指令を受けて前記包装機は、前記封口用ターレット２上から該当するシガレットの束Ｃを排除することで、当該シガレットの束Ｃに対する包装を中止する。

　図２０は、画像処理装置２０において実行される上述したフィルタ端面の汚れ検査処理手順を示している。先ず、前述した包装機へのシガレットの束Ｃの供給に同期してカメラ１０を起動し、シガレットの束Ｃの端面を撮像して検査画像Ｄを得る＜ステップＳ２１＞。そして、この検査画像Ｄを分析してフィルタ端面の汚れを検査するべく、前述した制御パラメータｎを［０］に初期設定し、以下に説明する検査処理を開始する＜ステップＳ２２＞。

　検査処理が開始されると、先ず制御パラメータｎがシガレットの束Ｃを形成するシガレットの本数Ｎに達しているか否かを判定し＜ステップＳ２３＞、［Ｎ］に達していない場合には制御パラメータｎをインクリメント（＋１）する＜ステップＳ２４＞。そして、インクリメントされた制御パラメータｎに従って検査画像に対するサーチ領域Ｓを設定する＜ステップＳ２５＞と共に、パターン画像メモリ１５からパターン画像Ａを読み込む＜ステップＳ２６＞。

　次に、パターン画像Ａをサーチ領域Ｓ内で移動させながら検査画像Ｂとの間で逐次パターンマッチング処理し＜ステップＳ２７＞、パターン画像Ａが検査画像に一致する位置をシガレットのずれ量として求める＜ステップＳ２８＞。
　その後、正規の配列位置からのずれ量（Δｘ,Δｙ）として検出したシガレットの位置に応じて検査画像メモリ１４に記憶された検査画像中から求める画像領域の位置を補正し、該当するシガレットのフィルタ端面の領域の画像だけを検査画像Ｄとして抽出する＜ステップＳ２９＞。

　次に、検査画像Ｄに対して前述したフィルタリング処理を施して、汚れの有無を、具体的には汚れの色及び大きさを求める＜ステップＳ３０＞。そして、その検査結果を前述した制御バラメータｎに対応付けて一時記憶する＜ステップＳ３１＞。
　その後、前述したステップＳ２３からの処理に戻り、制御パラメータｎがシガレットの本数Ｎに達するまで前述したステップＳ２４～Ｓ３１に示す処理を繰り返し実行する。そして、制御パラメータｎがシガレットの本数Ｎに達した場合には、シガレットの束Ｃを構成する複数本（Ｎ本）のシガレットの全てに対して、個々にそのフィルタ端面の汚れ検査を実行したことになるので、前述した如く制御バラメータｎに対応付けて記憶した各シガレットの検査結果を集計する＜ステップＳ３２＞。

　その後、その集計結果と前述した個々のシガレットに対する検査結果とを総合判定し、フィルタ汚れのあるシガレットを含むシガレットの束Ｃを、若しくは全体的にフィルタ端面が汚れているシガレットの束Ｃを、不良品として判定する＜ステップＳ３３＞。
　以上のように本発明によるシガレット検査装置によれば、図８に示すマスター画像Ｆの画像設定手順を用いることで、検査画像Ｄからフィルタ端面の汚れ部分Ｅの色及び大きさを明確に特定することができるため、フィルタ端面の汚れ部分Ｅを確実に検出し、シガレットパックの品質を確実に保証することができる。

　具体的には、画像設定手順のステップＳ２の明度設定を行うことにより、マスター画像Ｆの設定に際し、フィルタ端面の地色をなす白色部分と見本汚れ部分Ｇとを明確に分離するための重要な要素の１つである照明条件を一定に保持することができる。
　また、画像設定手順のステップＳ４の色抽出設定を行うことにより、マスター画像Ｆのフィルタ端面の地色をなす白色部分は明度の値の変化に影響されて色相が不安定となるものの、色相がどのような値であっても、明度の値が０であれば黒色、彩度の値が０であれば白色として検出可能となる。

　また、図１１に示す手順によってカメラ１０の設定を行うことで、検査画像Ｄからフィルタ端面の汚れ部分Ｅの色及び大きさをより一層明確に特定することができるため、フィルタ端面の汚れ部分Ｅをより確実に検出し易くなり、シガレットパックの品質をより一層確実に保証することができる。
　具体的には、カメラ設定手順のステップＳ１２のコントラスト変換設定、及びステップＳ１３の二値化下限レベル設定から構成されるカメラ１０の二値化設定を行うことにより、検査画像Ｄのフィルタ端面において地色をなす白色部分と汚れ部分Ｅとを視覚的に明確に分離することができる。

　また、カメラ設定手順のステップＳ１４において収縮処理設定を行うことにより、カメラ１０のレンズの歪みの影響によってシガレットの巻束Ｈの４隅におけるフィルタ端面が実物よりも小さく撮像されるのを補正することができ、撮像される汚れ部分Ｅの大きさの誤差を排除することができる。
　また、カメラ設定手順のステップＳ１６において見本シール画素数Ｎｓが検出限界画素数ＮＬ以上であるか否かの判定を行うことにより、カメラ１０の設定において前記二値化設定及び前記収縮処理設定を確実に終えた後に検査画像Ｄの判定を行うことができるため、フィルタ端面の汚れ部分を確実に検出することができる。

　また、カメラ設定手順のステップＳ１５においてフィルタ端面において想定される汚れ部分Ｅの４色をなす見本汚れ部分Ｇを有する見本巻束画像Ｋを使用し、前記二値化設定及び前記収縮処理設定を行うことにより、フィルタ端面において想定されるすべての色の汚れ部分Ｅを検出することができる。
　また、フィルタ端面において想定される汚れ部分Ｅの４色をなす見本汚れ部分Ｇの画素数の実際の測定値のうち、グレーの見本汚れ部分Ｇの画素数がシガレットの巻束Ｈの配置位置におけるほぼ全範囲に亘って最小となり、グレーの見本汚れ部分Ｇが最も検出困難であることが図１１に示される試験により判明していることから、グレー１色のみの見本汚れ部分Ｇを基準として前述したカメラ１０の設定を行うことにより、想定される４色すべての色の汚れ部分Ｅを容易に検出することができるため、フィルタ端面の汚れ部分Ｅを容易に且つ確実に検出することができる。

　本発明は前述の実施形態に制約されるものではなく、更に種々の変形が可能である。
　例えば、前述した実施形態においては、シガレットの束Ｃが２０本のシガレットにより形成される場合を例に説明したが、その本数は特に限定されない。具体的には、例えば５本組や１０本組のシガレットの束Ｃに対しても本発明の適用が可能である。
　また、見本汚れ部分Ｇの色についても前述した４色以外を想定可能であるし、フィルタ端面の地色も白色に限らないため、その都度マスター画像の設定において考慮することが可能である。

　また、前述した実施形態においては、見本汚れ部分Ｇのうち、最も検出の困難な色はグレーとして説明したが、グレーに限定されず、生産設備の仕様等に応じてその都度他の色をカメラ設定において考慮することが可能である。

　１０　　カメラ
　２６　　汚れ検出処理部（品質検査手段）
　　Ｄ　　検査画像
　　Ｅ　　汚れ部分
　　Ｆ　　マスター画像
　　Ｇ　　見本汚れ部分
　　Ｈ　　良品巻束（地色巻束）
　　Ｉ　　良品巻束画像（地色巻束画像）
　　Ｊ　　見本巻束
　　Ｋ　　見本巻束画像
　　Ｎｓ　見本シール画素数（見本汚れ部分の画素数）
　　ＮＬ　検出限界画素数

Claims

　軸方向を揃えて横並びに配列されたフィルタ付きシガレットの巻束をフィルタ端面側からカメラで撮像し、その検査画像を分析して前記フィルタ端面の品質を検査するシガレット検査装置であって、
　前記フィルタ端面が地色部分のみとなるシガレットの地色巻束を前記カメラで撮像し、その地色巻束画像をマスター画像として登録し、該マスター画像に対する設定を行うマスター画像設定手段と、
　前記フィルタ端面に付着する汚れ部分の色及び大きさを予め想定し、その汚れ部分の色及び大きさが前記カメラで検出可能な検出限界画素数以上となるように設定するカメラ設定手段と、
　前記検査画像を前記マスター画像と照合することにより前記フィルタ端面における前記汚れ部分の色及び大きさを判定し、所定の閾値に基づいて前記フィルタ端面の品質を検査する品質検査手段と
を備えることを特徴とするシガレット検査装置。
　前記マスター画像設定手段は、撮像した前記地色巻束画像に対し、前記フィルタ端面の明度の値が所定の基準範囲内となるように設定した画像をマスター画像として登録をすることを特徴とする請求項１に記載のシガレット検査装置。
　前記マスター画像設定手段は、登録された前記マスター画像に対し、前記フィルタ端面の色相、彩度、明度の各値を抽出する色抽出設定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のシガレット検査装置。
　前記カメラ設定手段は、前記フィルタ端面に付着すると想定される汚れ部分の色を模した見本汚れ部分をフィルタ端面の一部に有するシガレットの見本巻束を前記カメラで撮像し、その見本巻束画像を使用して前記カメラの設定を行い、
　前記品質検査手段は、前記カメラ設定手段により設定された前記カメラで前記検査画像を撮像し、該検査画像を前記マスター画像と照合することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のシガレット検査装置。
　前記カメラ設定手段は、前記見本巻束画像を使用し、前記フィルタ端面の前記地色部分と前記見本汚れ部分とのコントラストの差を大きくして分離するための前記カメラの二値化設定を行うことを特徴とする請求項４に記載のシガレット検査装置。
　前記カメラ設定手段は、前記見本巻束画像を使用し、前記見本巻束の４隅に位置づけられた前記各フィルタ端面の前記地色部分の画素数を小さくすると共に、該各フィルタ端面の前記見本汚れ部分の画素数を大きくするための前記カメラの収縮処理設定を行うことを特徴とする請求項５に記載のシガレット検査装置。
　前記カメラ設定手段は、前記二値化設定及び前記収縮処理設定後に、前記見本汚れ部分の画素数が前記検出限界画素数以上のとき、前記カメラの設定を完了することを特徴とする請求項６に記載のシガレット検査装置。
　前記カメラ設定手段は、前記フィルタ端面において想定される汚れ部分の色として複数色の前記見本汚れ部分を有する前記見本巻束画像を使用し、前記二値化設定及び前記収縮処理設定を行うことを特徴とする請求項７に記載のシガレット検査装置。
　前記カメラ設定手段は、前記フィルタ端面において想定される汚れ部分の色として複数色の前記見本汚れ部分のうち、最も検出の困難な色をなす前記見本汚れ部分のみを有する前記見本巻束画像を使用し、前記二値化設定及び前記収縮処理設定を行うことを特徴とする請求項７に記載のシガレット検査装置。