JP2756386B2 - 円筒形物体の外観検査装置 - Google Patents
円筒形物体の外観検査装置Info
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- G06T7/0004—Industrial image inspection
- G06T7/0006—Industrial image inspection using a design-rule based approach
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- A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
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- A24C5/32—Separating, ordering, counting or examining cigarettes; Regulating the feeding of tobacco according to rod or cigarette condition
- A24C5/34—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、円筒形または円柱形の
物体の外周面上の異常、汚れおよび形状不良などの欠陥
を、画像処理により自動的に判別検査する円筒形物体の
外観検査装置に関する。
物体の外周面上の異常、汚れおよび形状不良などの欠陥
を、画像処理により自動的に判別検査する円筒形物体の
外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工業生産物の大量生産において、生産の
合理化のために各種生産方法および生産物の検査方法の
自動化が推進されている。これら自動化の中で、生産物
の外観検査は、人による目視検査が主流であったが、近
年電子計算機の普及により、テレビジョンカメラ（以
下、単に「カメラ」という）により撮像した画像を電子
計算機により処理する技術が開発され、外観検査の自動
検査装置として採用されるようになってきた。
合理化のために各種生産方法および生産物の検査方法の
自動化が推進されている。これら自動化の中で、生産物
の外観検査は、人による目視検査が主流であったが、近
年電子計算機の普及により、テレビジョンカメラ（以
下、単に「カメラ」という）により撮像した画像を電子
計算機により処理する技術が開発され、外観検査の自動
検査装置として採用されるようになってきた。
【０００３】このような画像処理による外観検査装置で
は、カメラで撮像された画像はアナログの電気信号化で
あり、このアナログ信号をデジタル信号に変換した後、
電子計算機により判別検査している。
は、カメラで撮像された画像はアナログの電気信号化で
あり、このアナログ信号をデジタル信号に変換した後、
電子計算機により判別検査している。
【０００４】電子計算機による判別検査の方法として
は、一般的には、予め電子計算機内に取込んだ標準品ま
たは優良品の画像（以下、単に「標準画像」という）と
被検査対象品の画像（以下、単に「被検査画像」とい
う）を比較し、標準画像と相違する点または部分が被検
査画像にある場合は、その被検査画像の被検査対象物を
不良とし、標準画像と被検査画像が一致する場合は、良
品とする方法がある。なお、このような標準画像を用い
る方法によれば、検査対象物の外周面に文字・記号など
が表記されていても、この文字・記号などを考慮して検
査を行なうことができる。
は、一般的には、予め電子計算機内に取込んだ標準品ま
たは優良品の画像（以下、単に「標準画像」という）と
被検査対象品の画像（以下、単に「被検査画像」とい
う）を比較し、標準画像と相違する点または部分が被検
査画像にある場合は、その被検査画像の被検査対象物を
不良とし、標準画像と被検査画像が一致する場合は、良
品とする方法がある。なお、このような標準画像を用い
る方法によれば、検査対象物の外周面に文字・記号など
が表記されていても、この文字・記号などを考慮して検
査を行なうことができる。
【０００５】また、この他に、カメラで撮像された画像
の輝度成分を用いる方法、例えば輝度信号をデジタル化
して輝度値とし、この輝度値から得られる画像濃度を所
定の範囲で加算して、この画像濃度の加算値が所定のし
きい値を超える場合を不良とする方法もある。このよう
に、輝度値と画像濃度とはともに画像の明暗を表す情報
として相互に関連するので、画像処理情報としていずれ
も用いることができる。以下の説明においても、輝度成
分は両者を含む意味で用いられる。
の輝度成分を用いる方法、例えば輝度信号をデジタル化
して輝度値とし、この輝度値から得られる画像濃度を所
定の範囲で加算して、この画像濃度の加算値が所定のし
きい値を超える場合を不良とする方法もある。このよう
に、輝度値と画像濃度とはともに画像の明暗を表す情報
として相互に関連するので、画像処理情報としていずれ
も用いることができる。以下の説明においても、輝度成
分は両者を含む意味で用いられる。
【０００６】前記のように標準画像と被検査画像とを比
較する方法では、標準画像の画像範囲に対応して被検査
画像の取込み開始点と取込み終了点が常に一致していな
ければならないので、被検査対象品の形状は所定箇所の
被検査画像を撮像できるような直方体形状などのものが
好ましい。
較する方法では、標準画像の画像範囲に対応して被検査
画像の取込み開始点と取込み終了点が常に一致していな
ければならないので、被検査対象品の形状は所定箇所の
被検査画像を撮像できるような直方体形状などのものが
好ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、紙巻たばこ
など円筒形の物体の量産においては、被検査物はコンベ
アなどで自動搬送を行ないながら外観検査を行なう必要
がある。しかしながら、円筒形の物体の外観について前
記のようにカメラで撮像した画像に基づいて検査を行な
う場合、被検査物体の外観全体についての被検査画像
を、取込み開始点を標準画像の開始点と一致させて撮像
することは、搬送装置の構造から困難なことであり、ま
たこの点を解決するとなると、複雑な搬送構造となるば
かりか、検査処理速度の低下の原因となる。このよう
に、円筒形の物体の外観検査に、前記のような標準画像
と比較する方法を用いることは困難である。
など円筒形の物体の量産においては、被検査物はコンベ
アなどで自動搬送を行ないながら外観検査を行なう必要
がある。しかしながら、円筒形の物体の外観について前
記のようにカメラで撮像した画像に基づいて検査を行な
う場合、被検査物体の外観全体についての被検査画像
を、取込み開始点を標準画像の開始点と一致させて撮像
することは、搬送装置の構造から困難なことであり、ま
たこの点を解決するとなると、複雑な搬送構造となるば
かりか、検査処理速度の低下の原因となる。このよう
に、円筒形の物体の外観検査に、前記のような標準画像
と比較する方法を用いることは困難である。
【０００８】本発明は、円筒形の被検査物体の外周外観
をカメラで撮像し、良・不良の判定検査ができる円筒形
物体の外観検査装置を提供することを目的とする。
をカメラで撮像し、良・不良の判定検査ができる円筒形
物体の外観検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の請求項１の円筒形物体の外観検査装
置は、円筒面上の該円筒面の軸方向についての特定位置
に表号が印された円筒形物体について該円筒面の外観を
検査する円筒形物体の外観検査装置であって、前記円筒
形物体の円筒面を覆うための複数の視野画像を、輝度成
分を持つ各画素で構成された画像として撮像する撮像手
段と、前記各視野画像中の前記円筒面の部分の各画像
を、当該各画像が前記円筒面の少なくとも全周囲を覆う
ような分割画像としてそれぞれ抽出する分割画像抽出手
段と、前記分割画像に対して前記表号の画像が存在しう
る前記軸方向についての特定範囲をマスクするマスク用
ウィンドウを設定するとともに、該分割画像に対して上
記軸方向についての検査範囲を規定する検査用ウィンド
ウを設定するウィンドウ設定手段と、前記各分割画像に
ついて前記マスク用ウィンドウ内の画素の輝度成分の加
算値に基づいて前記表号の部分を検出する表号検出手段
と、上記検出された表号の部分を除く前記各分割画像に
ついての前記検出用ウィンドウ内の画素の輝度成分の加
算値に基づいて、前記円筒面の欠陥の有無を判定する欠
陥判定手段と、を備えたことを特徴とする。
めになした本発明の請求項１の円筒形物体の外観検査装
置は、円筒面上の該円筒面の軸方向についての特定位置
に表号が印された円筒形物体について該円筒面の外観を
検査する円筒形物体の外観検査装置であって、前記円筒
形物体の円筒面を覆うための複数の視野画像を、輝度成
分を持つ各画素で構成された画像として撮像する撮像手
段と、前記各視野画像中の前記円筒面の部分の各画像
を、当該各画像が前記円筒面の少なくとも全周囲を覆う
ような分割画像としてそれぞれ抽出する分割画像抽出手
段と、前記分割画像に対して前記表号の画像が存在しう
る前記軸方向についての特定範囲をマスクするマスク用
ウィンドウを設定するとともに、該分割画像に対して上
記軸方向についての検査範囲を規定する検査用ウィンド
ウを設定するウィンドウ設定手段と、前記各分割画像に
ついて前記マスク用ウィンドウ内の画素の輝度成分の加
算値に基づいて前記表号の部分を検出する表号検出手段
と、上記検出された表号の部分を除く前記各分割画像に
ついての前記検出用ウィンドウ内の画素の輝度成分の加
算値に基づいて、前記円筒面の欠陥の有無を判定する欠
陥判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の請求項１の円筒形物体の外観検査装置
において、撮像手段は、例えば回転手段で円筒形物体を
回転して、円筒形物体の円筒面を覆うための複数の視野
画像を、輝度成分を持つ各画素で構成された画像として
撮像する。また、分割画像抽出手段は、前記各視野画像
中の前記円筒面の部分の各画像を、当該各画像が前記円
筒面の少なくとも全周囲を覆うような分割画像としてそ
れぞれ抽出する。ウィンドウ設定手段は、前記分割画像
に対して前記表号の画像が存在しうる前記軸方向につい
ての特定範囲をマスクするマスク用ウィンドウを設定す
るとともに、該分割画像に対して上記軸方向についての
検査範囲を規定する検査用ウィンドウを設定し、表号検
出手段は、前記各分割画像について前記マスク用ウィン
ドウ内の画素の輝度成分の加算値に基づいて前記表号の
部分を検出する。そして、欠陥判定手段は、上記検出さ
れた表号の部分を除く前記各分割画像についての前記検
出用ウィンドウ内の画素の輝度成分の加算値に基づい
て、前記円筒面の欠陥の有無を判定する。 例えば、紙巻
たばこに印されている表号としての製造番号などは、紙
巻たばこの端部から所定の位置すなわち軸方向について
の特定位置にある。しかし、その表面の検査を行うと
き、その製造番号が円筒面の周上のどの位置（方向）に
有るかは決まっていない。しかし、複数の分割画像は円
筒形物体の円筒面の全周囲を覆い、各分割画像において
マスク用ウィンドウにより製造番号が検出でき、欠陥判
定手段がこの製造番号以外の部分で欠陥を判定する。 分
割画像のうちの少なくとも１つの画像がその欠陥を含
み、その欠陥を含む画像において輝度成分の加算値が変
化するので、例えばしきい値との比較結果により欠陥を
検出することができ、かつ、製造番号を欠陥として誤判
定することがなく、さらに、製造番号と同じ周上に有る
欠陥も判定することができる。
において、撮像手段は、例えば回転手段で円筒形物体を
回転して、円筒形物体の円筒面を覆うための複数の視野
画像を、輝度成分を持つ各画素で構成された画像として
撮像する。また、分割画像抽出手段は、前記各視野画像
中の前記円筒面の部分の各画像を、当該各画像が前記円
筒面の少なくとも全周囲を覆うような分割画像としてそ
れぞれ抽出する。ウィンドウ設定手段は、前記分割画像
に対して前記表号の画像が存在しうる前記軸方向につい
ての特定範囲をマスクするマスク用ウィンドウを設定す
るとともに、該分割画像に対して上記軸方向についての
検査範囲を規定する検査用ウィンドウを設定し、表号検
出手段は、前記各分割画像について前記マスク用ウィン
ドウ内の画素の輝度成分の加算値に基づいて前記表号の
部分を検出する。そして、欠陥判定手段は、上記検出さ
れた表号の部分を除く前記各分割画像についての前記検
出用ウィンドウ内の画素の輝度成分の加算値に基づい
て、前記円筒面の欠陥の有無を判定する。 例えば、紙巻
たばこに印されている表号としての製造番号などは、紙
巻たばこの端部から所定の位置すなわち軸方向について
の特定位置にある。しかし、その表面の検査を行うと
き、その製造番号が円筒面の周上のどの位置（方向）に
有るかは決まっていない。しかし、複数の分割画像は円
筒形物体の円筒面の全周囲を覆い、各分割画像において
マスク用ウィンドウにより製造番号が検出でき、欠陥判
定手段がこの製造番号以外の部分で欠陥を判定する。 分
割画像のうちの少なくとも１つの画像がその欠陥を含
み、その欠陥を含む画像において輝度成分の加算値が変
化するので、例えばしきい値との比較結果により欠陥を
検出することができ、かつ、製造番号を欠陥として誤判
定することがなく、さらに、製造番号と同じ周上に有る
欠陥も判定することができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明実施例の円筒形物体の外観検査
装置を適用した紙巻たばこの搬送装置の概略図である。
装置を適用した紙巻たばこの搬送装置の概略図である。
【００１２】図において、１はホッパ装置、２は搬送装
置、３はストロボ、４はＣＣＤカメラ、５は制御装置、
６は排除装置、７はプール装置であり、紙巻たばこはホ
ッパ装置１から搬送装置２の搬送路２ａに順次供給され
る。搬送路２ａの終端一部は検査部２０とされ、この検
査部２０に搬送されてきた紙巻たばこには１対のストロ
ボ３によりフラッシュ光が照射され、この紙巻たばこの
画像が検査部２０においてＣＣＤカメラ４で撮像され
る。
置、３はストロボ、４はＣＣＤカメラ、５は制御装置、
６は排除装置、７はプール装置であり、紙巻たばこはホ
ッパ装置１から搬送装置２の搬送路２ａに順次供給され
る。搬送路２ａの終端一部は検査部２０とされ、この検
査部２０に搬送されてきた紙巻たばこには１対のストロ
ボ３によりフラッシュ光が照射され、この紙巻たばこの
画像が検査部２０においてＣＣＤカメラ４で撮像され
る。
【００１３】そして、この画像情報に基づいて制御装置
５により紙巻たばこの欠陥が検出され、欠陥が検出され
て不良と判定された紙巻たばこはエアノズル等の排除装
置６によって排除され、良品の紙巻たばこは搬送装置２
で搬送されてプール部７に蓄えられる。
５により紙巻たばこの欠陥が検出され、欠陥が検出され
て不良と判定された紙巻たばこはエアノズル等の排除装
置６によって排除され、良品の紙巻たばこは搬送装置２
で搬送されてプール部７に蓄えられる。
【００１４】なお、２１は回転ローラ、２２はチェー
ン、２３は架台、２４，２５はスプロケット、３０はロ
ータリーエンコーダであり、図示しない駆動源によりス
プロケット２４が回動されてチェーン２２と回転ローラ
２１が矢印方向に移動され、回転ローラ２１は搬送路２
ａの図示しないガイド上を転がって回転しながら移動さ
れる。これによって、回転ローラ２１間に紙巻たばこが
載置された状態で回転しながら搬送される。
ン、２３は架台、２４，２５はスプロケット、３０はロ
ータリーエンコーダであり、図示しない駆動源によりス
プロケット２４が回動されてチェーン２２と回転ローラ
２１が矢印方向に移動され、回転ローラ２１は搬送路２
ａの図示しないガイド上を転がって回転しながら移動さ
れる。これによって、回転ローラ２１間に紙巻たばこが
載置された状態で回転しながら搬送される。
【００１５】このような搬送装置２において、検査部２
０でＣＣＤカメラ４で得た画像情報は、制御装置５で画
像処理される。この制御装置５の構成は、図２に示すよ
うになっている。制御装置５は、制御盤５１、ストロボ
光源５２、高速画像処理装置５３、パーソナルコンピュ
ータ５４、第１モニタ５５、第２モニタ５６、ビデオハ
ードコピー５７およびシリアルプリンタ５８からなって
いる。
０でＣＣＤカメラ４で得た画像情報は、制御装置５で画
像処理される。この制御装置５の構成は、図２に示すよ
うになっている。制御装置５は、制御盤５１、ストロボ
光源５２、高速画像処理装置５３、パーソナルコンピュ
ータ５４、第１モニタ５５、第２モニタ５６、ビデオハ
ードコピー５７およびシリアルプリンタ５８からなって
いる。
【００１６】制御盤５１には、紙巻たばこを検知する反
射光電センサ２０ａの検出信号、ロータリーエンコーダ
３０からのパルス信号および高速画像処理装置５３から
の不良検出信号が入力される。そして、制御盤５１に反
射式光電センサ２０ａから検出信号が入力されると、高
速画像処理装置５３に対してストロボ３を所定の周期で
発光させる指定信号と画像読取り開始を指示する信号を
出力するとともに、ロータリーエンコーダ３０からのパ
ルス信号を高速画像処理装置５３に出力して、ストロボ
３をパルス発光させる。
射光電センサ２０ａの検出信号、ロータリーエンコーダ
３０からのパルス信号および高速画像処理装置５３から
の不良検出信号が入力される。そして、制御盤５１に反
射式光電センサ２０ａから検出信号が入力されると、高
速画像処理装置５３に対してストロボ３を所定の周期で
発光させる指定信号と画像読取り開始を指示する信号を
出力するとともに、ロータリーエンコーダ３０からのパ
ルス信号を高速画像処理装置５３に出力して、ストロボ
３をパルス発光させる。
【００１７】高速画像処理装置５３は、ストロボ３の発
光タイミングに合わせてＣＣＤカメラ４から画像データ
を読込み、紙巻たばこ一本についての画像データを予め
設定された記憶領域に記憶する。また、画像の取込みを
開始するとパーソナルコンピュータ５４に検出信号を出
力する。なお、第１モニタ５５には取込んだ画像の輝度
を二値化した処理画像が出力され、第２モニタ５６には
ＣＣＤカメラ４からのアナログ信号が出力される。
光タイミングに合わせてＣＣＤカメラ４から画像データ
を読込み、紙巻たばこ一本についての画像データを予め
設定された記憶領域に記憶する。また、画像の取込みを
開始するとパーソナルコンピュータ５４に検出信号を出
力する。なお、第１モニタ５５には取込んだ画像の輝度
を二値化した処理画像が出力され、第２モニタ５６には
ＣＣＤカメラ４からのアナログ信号が出力される。
【００１８】ストロボ３の発光タイミングは、スプロケ
ット２４の駆動軸に取り付けられたロータリーエンコー
ダ３０で検出するようにしている。ストロボ３の発光周
期、すなわち画像の入力周期は３７．５ｍｓｅｃに設定
されており、紙巻たばこの表面全外周の画像を得るため
に紙巻たばこの回転角６０゜毎に６等分して、紙巻たば
この軸方向の画像を撮像するようにしている。
ット２４の駆動軸に取り付けられたロータリーエンコー
ダ３０で検出するようにしている。ストロボ３の発光周
期、すなわち画像の入力周期は３７．５ｍｓｅｃに設定
されており、紙巻たばこの表面全外周の画像を得るため
に紙巻たばこの回転角６０゜毎に６等分して、紙巻たば
この軸方向の画像を撮像するようにしている。
【００１９】この画像の撮像を図３を用いて詳述する
と、ＣＣＤカメラ４の視野Ｓ内に映る紙巻たばこのカメ
ラ画像ｇ′について、角度６０゜に対する画像として、
中心から一定の抽出画像ｇｉを抽出する。紙巻たばこの
表面全周を６０゜回転させるごとに得られる抽出画像ｇ
ｉを各分割画像ｇ１〜ｇ６として、全周の合成画像Ｇを
得て記憶する。その紙巻たばこ一本毎にこのような６画
像ｇ１〜ｇ６に基づいて欠陥を検出する。なお、この実
施例では、ＣＣＤカメラ４の視野は１０３．４ｍｍ×８
０．０ｍｍで、６０゜に対応する画像の幅は２４画素に
相当する。
と、ＣＣＤカメラ４の視野Ｓ内に映る紙巻たばこのカメ
ラ画像ｇ′について、角度６０゜に対する画像として、
中心から一定の抽出画像ｇｉを抽出する。紙巻たばこの
表面全周を６０゜回転させるごとに得られる抽出画像ｇ
ｉを各分割画像ｇ１〜ｇ６として、全周の合成画像Ｇを
得て記憶する。その紙巻たばこ一本毎にこのような６画
像ｇ１〜ｇ６に基づいて欠陥を検出する。なお、この実
施例では、ＣＣＤカメラ４の視野は１０３．４ｍｍ×８
０．０ｍｍで、６０゜に対応する画像の幅は２４画素に
相当する。
【００２０】この６画像の画像データのうち、ＣＣＤカ
メラ４から出力される１水平ライン（５１２画素）分の
輝度信号は例えば図４に示すようになる。すなわち、巻
紙とフィルタの白色部分で高い輝度となり、巻紙に印刷
された製造番号と破れの部分並びにフィルタに印刷され
た銘柄部分では低い輝度となる。この輝度を数値化デー
タとし、各画素に対応して高速画像処理装置５３に記憶
する。
メラ４から出力される１水平ライン（５１２画素）分の
輝度信号は例えば図４に示すようになる。すなわち、巻
紙とフィルタの白色部分で高い輝度となり、巻紙に印刷
された製造番号と破れの部分並びにフィルタに印刷され
た銘柄部分では低い輝度となる。この輝度を数値化デー
タとし、各画素に対応して高速画像処理装置５３に記憶
する。
【００２１】これらＣＣＤカメラで得られた輝度（すな
わち画素の輝度）を水平と垂直方向にそれぞれ加算する
と図５に示すような水平輝度情報Ｈと垂直輝度情報Ｖが
得られる。この水平輝度情報Ｈと垂直輝度情報Ｖは、紙
巻たばこの部分ｔと紙巻たばこ以外の部分ｆとの輝度の
違いを示しており、紙巻たばこ以外の部分ｆに対する紙
巻たばこの部分ｔの位置に対応している。そして、この
水平、垂直輝度情報Ｈ，Ｖの立上り点と立下り点の間で
抽出した画像が図３に示すｇ１〜ｇ６に相当する。つま
り、６０°毎の水平輝度情報Ｈと垂直輝度情報Ｖには各
々紙巻たばこの部分ｔの位置情報を示す特徴があり、そ
の位置情報の組合せによりｇ１〜ｇ６の情報を抽出し、
図３の合成画像Ｇが得られる。
わち画素の輝度）を水平と垂直方向にそれぞれ加算する
と図５に示すような水平輝度情報Ｈと垂直輝度情報Ｖが
得られる。この水平輝度情報Ｈと垂直輝度情報Ｖは、紙
巻たばこの部分ｔと紙巻たばこ以外の部分ｆとの輝度の
違いを示しており、紙巻たばこ以外の部分ｆに対する紙
巻たばこの部分ｔの位置に対応している。そして、この
水平、垂直輝度情報Ｈ，Ｖの立上り点と立下り点の間で
抽出した画像が図３に示すｇ１〜ｇ６に相当する。つま
り、６０°毎の水平輝度情報Ｈと垂直輝度情報Ｖには各
々紙巻たばこの部分ｔの位置情報を示す特徴があり、そ
の位置情報の組合せによりｇ１〜ｇ６の情報を抽出し、
図３の合成画像Ｇが得られる。
【００２２】ところで、画像の輝度成分に基づいて紙巻
たばこの破れや汚れなどの欠陥を検出する場合、巻紙の
糊付け部分をヒータで乾燥させるために生じるヒータ焼
け、紙巻たばこに印刷される各種文字・記号などの印刷
に使用するインクによる汚れ、また、製造機械から漏れ
たりする油などによる汚れがあるが、ヒータ焼けは特定
の部分に生じるがその輝度はさほど低くはならない。文
字・記号中の汚れは、文字・記号そのものであるか、ま
たは汚れであるかの判別は困難である。
たばこの破れや汚れなどの欠陥を検出する場合、巻紙の
糊付け部分をヒータで乾燥させるために生じるヒータ焼
け、紙巻たばこに印刷される各種文字・記号などの印刷
に使用するインクによる汚れ、また、製造機械から漏れ
たりする油などによる汚れがあるが、ヒータ焼けは特定
の部分に生じるがその輝度はさほど低くはならない。文
字・記号中の汚れは、文字・記号そのものであるか、ま
たは汚れであるかの判別は困難である。
【００２３】したがって、図６に示すように、各検査項
目によって、それぞれの特定領域の輝度成分を抽出する
ためのウィンドウを設けたり、または文字・記号部分の
輝度成分を判別の対象としないためのマスクを行なうウ
ィンドウを設ける必要がある。
目によって、それぞれの特定領域の輝度成分を抽出する
ためのウィンドウを設けたり、または文字・記号部分の
輝度成分を判別の対象としないためのマスクを行なうウ
ィンドウを設ける必要がある。
【００２４】このウィンドウについて図７を用いて説明
する。ヒータ焼けを検出するヒータ焼け用ウィンドウＷ
１は巻紙の部分で、かつ製造番号の部分を除いた領域に
設定され、巻紙の汚れや破れなどを検出する巻紙用ウィ
ンドウＷ２は巻紙の領域に設定され、フィルタの汚れな
どを検出するフィルタ用ウィンドウＷ３はフィルタの領
域に設定されている。また、製造番号をマスクするため
に製造番号用ウィンドウＷ４、銘柄などの印刷をマスク
するための印刷用ウィンドウＷ５がそれぞれ設定されて
いる。
する。ヒータ焼けを検出するヒータ焼け用ウィンドウＷ
１は巻紙の部分で、かつ製造番号の部分を除いた領域に
設定され、巻紙の汚れや破れなどを検出する巻紙用ウィ
ンドウＷ２は巻紙の領域に設定され、フィルタの汚れな
どを検出するフィルタ用ウィンドウＷ３はフィルタの領
域に設定されている。また、製造番号をマスクするため
に製造番号用ウィンドウＷ４、銘柄などの印刷をマスク
するための印刷用ウィンドウＷ５がそれぞれ設定されて
いる。
【００２５】このウィンドウの巻紙用ウィンドウＷ２と
フィルタ用ウィンドウＷ３は、判別精度を向上させるた
めに、ウィンドウの縦方向と横方向を細分化してある。
つまり、巻紙部分に大きな欠陥がある場合と小さな欠陥
が複数ある場合、例えば輝度成分の加算値はともに同じ
値となることがあり、良品と判定すべき小さい欠陥を不
良品と判定することが生じる。この点を解消するために
小さいウィンドウの集積としてある。このように、判別
用のウィンドウとマスク用ウィンドウを用いて、次のよ
うに判別を行なう。なお、画像の輝度成分としては、画
像の明るさを示す輝度信号の輝度値、またはこの輝度値
と逆相関の関係にある画像の暗さを示す画像濃度などを
用いることができるが、以下の実施例は画像濃度に基づ
いて欠陥の判別を行う実施例である。
フィルタ用ウィンドウＷ３は、判別精度を向上させるた
めに、ウィンドウの縦方向と横方向を細分化してある。
つまり、巻紙部分に大きな欠陥がある場合と小さな欠陥
が複数ある場合、例えば輝度成分の加算値はともに同じ
値となることがあり、良品と判定すべき小さい欠陥を不
良品と判定することが生じる。この点を解消するために
小さいウィンドウの集積としてある。このように、判別
用のウィンドウとマスク用ウィンドウを用いて、次のよ
うに判別を行なう。なお、画像の輝度成分としては、画
像の明るさを示す輝度信号の輝度値、またはこの輝度値
と逆相関の関係にある画像の暗さを示す画像濃度などを
用いることができるが、以下の実施例は画像濃度に基づ
いて欠陥の判別を行う実施例である。
【００２６】ヒータ焼けの検出の場合は、図８に示すよ
うに、６つの画像の入力番号“１”〜“６”のそれぞれ
について、視野Ｓ（図３参照）に対する位置検出に基づ
いてヒータ焼け用ウィンドウＷ１に対応する画素の画像
濃度を各画像単位毎にＷ１内に加算すると、図中ドット
で示したように各画像単位毎の画像濃度の加算値（以
下、「濃度加算値」という。）が求められる。この求め
られた濃度加算値を予め設定したしきい値と比較する。
図中の画像入力番号“２”にヒータ焼けがある場合、Ｘ
１，Ｘ２のようにしきい値を超えた濃度加算値が得ら
れ、ヒータ焼けが検出されたと判定する。
うに、６つの画像の入力番号“１”〜“６”のそれぞれ
について、視野Ｓ（図３参照）に対する位置検出に基づ
いてヒータ焼け用ウィンドウＷ１に対応する画素の画像
濃度を各画像単位毎にＷ１内に加算すると、図中ドット
で示したように各画像単位毎の画像濃度の加算値（以
下、「濃度加算値」という。）が求められる。この求め
られた濃度加算値を予め設定したしきい値と比較する。
図中の画像入力番号“２”にヒータ焼けがある場合、Ｘ
１，Ｘ２のようにしきい値を超えた濃度加算値が得ら
れ、ヒータ焼けが検出されたと判定する。
【００２７】つぎに、巻紙の破れや汚れの検出は次のよ
うに行う。図９に示すように、６つの画像の画像入力番
号“１”〜“６”のそれぞれについて、視野Ｓに対する
位置検出に基づいて製造番号用ウィンドウＷ４に対応す
る画素の画像濃度を各Ｗ４内に加算し、図中ドットで示
したように各ウィンドウ毎に濃度加算値を求める。そし
て、図示のような予め設定されたしきい値と濃度加算値
を比較する。図中画像入力番号“４”に製造番号が表記
されていると、Ｙ１，Ｙ２のようにしきい値を超えた濃
度加算値が得られ、製造番号部分をマスクするウィンド
ウを検出する。
うに行う。図９に示すように、６つの画像の画像入力番
号“１”〜“６”のそれぞれについて、視野Ｓに対する
位置検出に基づいて製造番号用ウィンドウＷ４に対応す
る画素の画像濃度を各Ｗ４内に加算し、図中ドットで示
したように各ウィンドウ毎に濃度加算値を求める。そし
て、図示のような予め設定されたしきい値と濃度加算値
を比較する。図中画像入力番号“４”に製造番号が表記
されていると、Ｙ１，Ｙ２のようにしきい値を超えた濃
度加算値が得られ、製造番号部分をマスクするウィンド
ウを検出する。
【００２８】さらに、図１０に示したように、６つの画
像入力番号１〜６のそれぞれについて巻紙用ウィンドウ
Ｗ２の細分化したウィンドウ内の画素の濃度加算値を各
ウィンドウ毎に求める。そして、傷や破れなどの輝度が
低く画像濃度が高い欠陥を検出する場合は、上記のよう
に求めた製造番号に対応するウィンドウをマスクし、そ
れ以外の各ウィンドウ内の濃度加算値がしきい値以上で
あった場合、欠陥検出と判定する。また、染みや小さい
汚れなどの輝度が比較的高く画像濃度が低い欠陥を判定
する場合、製造番号に対応するウィンドウ以外の各細分
化されたウィンドウ毎に濃度加算値を求め、細分された
ウィンドウに対して設定されたしきい値を超える濃度加
算値を有するウィンドウ数を計数し、所定のウィンドウ
数を超えると欠陥が検出されたと判定する。
像入力番号１〜６のそれぞれについて巻紙用ウィンドウ
Ｗ２の細分化したウィンドウ内の画素の濃度加算値を各
ウィンドウ毎に求める。そして、傷や破れなどの輝度が
低く画像濃度が高い欠陥を検出する場合は、上記のよう
に求めた製造番号に対応するウィンドウをマスクし、そ
れ以外の各ウィンドウ内の濃度加算値がしきい値以上で
あった場合、欠陥検出と判定する。また、染みや小さい
汚れなどの輝度が比較的高く画像濃度が低い欠陥を判定
する場合、製造番号に対応するウィンドウ以外の各細分
化されたウィンドウ毎に濃度加算値を求め、細分された
ウィンドウに対して設定されたしきい値を超える濃度加
算値を有するウィンドウ数を計数し、所定のウィンドウ
数を超えると欠陥が検出されたと判定する。
【００２９】図１１は、前記各ウィンドウの処理をフロ
ーチャートで示したものである。高速画像処理装置５３
が画像の取込みを開始するとパーソナルコンピュータ５
４が起動する。ステップＳ１で第１の画像情報に基づい
てＣＣＤカメラ４の視野Ｓに対する紙巻たばこの像の位
置を検出し、ステップＳ２で高速画像処理装置５３から
１画像の画像濃度の情報を入力し、ステップＳ３で各種
ウィンドウ毎に画素の濃度加算値を求めるなどウィンド
ウ内処理を行なう。そして、ステップＳ４の判定でステ
ップＳ２以降の処理を６画像について繰り返す。
ーチャートで示したものである。高速画像処理装置５３
が画像の取込みを開始するとパーソナルコンピュータ５
４が起動する。ステップＳ１で第１の画像情報に基づい
てＣＣＤカメラ４の視野Ｓに対する紙巻たばこの像の位
置を検出し、ステップＳ２で高速画像処理装置５３から
１画像の画像濃度の情報を入力し、ステップＳ３で各種
ウィンドウ毎に画素の濃度加算値を求めるなどウィンド
ウ内処理を行なう。そして、ステップＳ４の判定でステ
ップＳ２以降の処理を６画像について繰り返す。
【００３０】各ウィンドウ内処理により、濃度加算値が
求められるとステップＳ５で前記のようにヒータ焼けの
判定を行なう。次にステップＳ６でマスク用の製造番号
の位置を検出し、ステップＳ７で巻紙の穴（ピンホール
や破れ）、汚れの判定を行い、ステップＳ８で判定結果
を出力する。そして、高速画像処理装置５３が画像の取
込みを開始する毎に上記の処理を行なう。
求められるとステップＳ５で前記のようにヒータ焼けの
判定を行なう。次にステップＳ６でマスク用の製造番号
の位置を検出し、ステップＳ７で巻紙の穴（ピンホール
や破れ）、汚れの判定を行い、ステップＳ８で判定結果
を出力する。そして、高速画像処理装置５３が画像の取
込みを開始する毎に上記の処理を行なう。
【００３１】なお、上記の実施例によれば、紙巻たばこ
を対象としたが、円筒形の直径が大きくかつ軸方向が長
大な円筒物体であっても、検査が可能である。また、単
一のカメラで撮像ができない場合は、複数のカメラで撮
像して画像を組み合わせて判別することも可能である。
また、上記の実施例では画像の輝度成分として画像濃度
を用いているが、画像の輝度成分として輝度値を用いて
もよい。
を対象としたが、円筒形の直径が大きくかつ軸方向が長
大な円筒物体であっても、検査が可能である。また、単
一のカメラで撮像ができない場合は、複数のカメラで撮
像して画像を組み合わせて判別することも可能である。
また、上記の実施例では画像の輝度成分として画像濃度
を用いているが、画像の輝度成分として輝度値を用いて
もよい。
【００３２】また、この実施例によれば、検査装置を採
用する場合の搬送装置自体は横置搬送装置でよく、特殊
な被検査物体回転機構を有する必要もなく、チェーンに
軸支された回転ローラ上に被検査物体を載置するのみで
簡単に被検査物体を回転することができるため、搬送装
置の簡略化が可能である。
用する場合の搬送装置自体は横置搬送装置でよく、特殊
な被検査物体回転機構を有する必要もなく、チェーンに
軸支された回転ローラ上に被検査物体を載置するのみで
簡単に被検査物体を回転することができるため、搬送装
置の簡略化が可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
円筒形物体の外観検査装置によれば、円筒面上に軸方向
の特定位置に表号が印された円筒形物体についてその外
観を検査する際に、円筒形物体の円筒面を複数の視野画
像により撮像し、各視野画像中の円筒面の部分の各画像
を分割画像として抽出して該分割画像で円筒面の小なく
とも全周囲を覆うようにし、この分割画像に対して表号
の画像が存在しうる軸方向についての特定範囲をマスク
するマスク用ウィンドウを設定し、このマスク用ウィン
ドウ内の画素の輝度成分の加算値に基づいて表号の部分
を検出し、この検出された表号の部分を除いて各分割画
像についての検出用ウィントヴ内の画素の輝度成分の加
算値に基づいて円筒面の欠陥の有無を判定するようにし
たので、円筒面に表号が印された円筒形物体の外周外観
をカメラで撮像して表号を欠陥と誤認しないで容易に良
・不良の判定検査を行うことができる。
円筒形物体の外観検査装置によれば、円筒面上に軸方向
の特定位置に表号が印された円筒形物体についてその外
観を検査する際に、円筒形物体の円筒面を複数の視野画
像により撮像し、各視野画像中の円筒面の部分の各画像
を分割画像として抽出して該分割画像で円筒面の小なく
とも全周囲を覆うようにし、この分割画像に対して表号
の画像が存在しうる軸方向についての特定範囲をマスク
するマスク用ウィンドウを設定し、このマスク用ウィン
ドウ内の画素の輝度成分の加算値に基づいて表号の部分
を検出し、この検出された表号の部分を除いて各分割画
像についての検出用ウィントヴ内の画素の輝度成分の加
算値に基づいて円筒面の欠陥の有無を判定するようにし
たので、円筒面に表号が印された円筒形物体の外周外観
をカメラで撮像して表号を欠陥と誤認しないで容易に良
・不良の判定検査を行うことができる。
【図１】本発明実施例の検査装置を使用する搬送装置の
概略図である。
概略図である。
【図２】実施例における制御装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】実施例における被検査物体の抽出画像と全体画
像の関係を示す図である。
像の関係を示す図である。
【図４】実施例における被検査物体の画像情報の輝度信
号を示す波形図である。
号を示す波形図である。
【図５】実施例における被検査物体と背景の輝度信号を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図６】実施例における紙巻たばこの判定時のマスク用
ウィンドウを示す図である。
ウィンドウを示す図である。
【図７】実施例における紙巻たばこの判定時のウィンド
ウを示す図である。
ウを示す図である。
【図８】実施例における紙巻たばこのヒータ焼け検出を
示す図である。
示す図である。
【図９】実施例における紙巻たばこの製造番号検出を示
す図である。
す図である。
【図１０】実施例における紙巻たばこの巻紙部分の欠陥
検出を示す図である。
検出を示す図である。
【図１１】実施例における画像情報の処理および判定手
順を示すフローチャート図である。
順を示すフローチャート図である。
Ｓ…カメラ視野 ｇ′…カメラ画像 ｇｉ…抽出画像 ｇ１〜ｇ６…６分割画像 Ｇ…合成画像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 稔 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 市場 弘造 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−299444（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−158880（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−13836（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/90
Claims (4)
- 【請求項１】 円筒面上の該円筒面の軸方向についての
特定位置に表号が印された円筒形物体について該円筒面
の外観を検査する円筒形物体の外観検査装置であって、 前記円筒形物体の円筒面を覆うための複数の視野画像
を、輝度成分を持つ各画素で構成された画像として撮像
する 撮像手段と、前記各視野画像中の前記円筒面の部分の各画像を、当該
各画像が前記円筒面の少なくとも全周囲を覆うような分
割画像としてそれぞれ抽出する分割画像抽出手段と、 前記分割画像に対して前記表号の画像が存在しうる前記
軸方向についての特定範囲をマスクするマスク用ウィン
ドウを設定するとともに、該分割画像に対して上記軸方
向についての検査範囲を規定する検査用ウィンドウを設
定するウィンドウ設定手段と、 前記各分割画像について前記マスク用ウィンドウ内の画
素の輝度成分の加算値に基づいて前記表号の部分を検出
する表号検止手段と、 上記検出された表号の部分を除く前記各分割画像につい
ての前記検出用ウィンドウ内の画素の輝度成分の加算値
に基づいて、前記円筒面の欠陥の有無を判定する欠陥判
定手段と、 を備えたことを特徴とする円筒形物体の外観検査装置。 - 【請求項２】 前記ウィンドウ設定手段が、前記検査用
ウィンドウを複数の副ウィンドウに分割して設定し、 前記欠陥判定手段が、上記副ウィンドウに含まれる前記
画素の前記輝度成分の加算値を各副ウィンドウ毎に生成
するとともに、該輝度成分の加算値を予め設定されたし
きい値と比較し、該比較結果に基づいて上記しきい値よ
り小さいかまたは大きい輝度成分の加算値を有する副ウ
ィンドウの数を前記各分割画像について計数し、該計数
値と予め設定された計数値とに基づいて前記円筒面の欠
陥の有無を判定することを特徴とする請求項１記載の 円
筒形物体の外観検査装置。 - 【請求項３】 前記分割画像抽出手段が、前記各視野画
像中の円筒面の部分の各画像を該円筒面の２本の母線で
３分割し、該３分割された画像の中央の画像 を前記分割
画像として抽出することを特徴とする請求項１または２
記載の円筒形物体の外観検査装置。 - 【請求項４】 前記撮像手段が、前記円筒形物体をその
円筒面の軸を回転軸として回転する回転手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１または２または３記載の円筒形
物体の外観検査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347080A JP2756386B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 円筒形物体の外観検査装置 |
| EP92121085A EP0548695B1 (en) | 1991-12-27 | 1992-12-10 | Apparatus for inspecting appearance of cylindrical objects |
| DE69230878T DE69230878T2 (de) | 1991-12-27 | 1992-12-10 | Vorrichtung zur Kontrolle des Aussehens zylindrischer Objekte |
| US07/996,401 US5392359A (en) | 1991-12-27 | 1992-12-23 | Apparatus for inspecting appearance of cylindrical objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347080A JP2756386B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 円筒形物体の外観検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05180777A JPH05180777A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2756386B2 true JP2756386B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=18387784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3347080A Expired - Fee Related JP2756386B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 円筒形物体の外観検査装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5392359A (ja) |
| EP (1) | EP0548695B1 (ja) |
| JP (1) | JP2756386B2 (ja) |
| DE (1) | DE69230878T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008145192A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Toshiba Corp | 検査装置、検査方法、および検査用情報登録方法 |
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