JP5384046B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送中の物品にＸ線照射し、その透過Ｘ線の画像情報に基づき物品を検査するＸ線検査装置に関する。

従来、物品製造工程で物品への異物混入有無を検査するため、搬送中の物品に対してＸ線源からＸ線を照射し、その透過Ｘ線を受けたＸ線検出器からの出力に基づくＸ線画像情報を画像処理手段で画像処理するＸ線検査装置が採用されている。かかる物品製造工程では、物品が連続的に搬送されるため、そのＸ線画像情報も物品搬送方向に連続したものとなる。そこで、Ｘ線検査装置では、本来、物品搬送方向に連続するＸ線画像情報を、物品搬送方向における所定幅ごとに画像処理する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−６５９７２号公報

ところで、Ｘ線検査装置では、画像処理に際して空間フィルタによるフィルタリング処理をよく利用する。空間フィルタによるフィルタリング処理では、Ｘ線画像情報において、フィルタリング処理の対象となる画素自体の濃淡値と、その周辺領域に位置する画素の濃淡値とを比較して濃淡値を変換処理するもので、ノイズの軽減やエッジの強調を図る。しかしながら、Ｘ線画像情報の外周縁に位置する画素は、その周辺領域において画素が存在しない部分があるため、適正なフィルタリング処理を行えない場合がある。その結果、Ｘ線画像情報の外周縁に位置する画素に関しては、異物検出ができないか、又は異物検出の精度が不十分となることがある。

ここで、搬送物品Ｇが包装資材で一纏めに包装される個装品の場合、図５（ａ）に示されるように、物品搬送方向に間隔をおいて搬送できるため、同図（ｂ）に示されるように、搬送物品に対応する濃色の画素部分Ｇ´は、各画像処理の対象となるＸ線画像情報の区切り部分（外周縁）にかからないようにすることができる。しかしながら、搬送物品が個装されていないバラ品の場合、図６（ａ）に示されるように、物品搬送方向（矢印Ｚ方向）において間隔を確保することができず、同図（ｂ）に示されるように、搬送物品Ｇに対応する濃色の画素部分Ｇ´が、Ｘ線画像情報の区切り部分にかかり、フィルタリング処理不良とそれに起因する異物検出不良を生じる。

本願発明は、上記の事情に鑑みて、物品の搬送方向における間隔を確保できない等の事情で、被検査物品に対応する画素がＸ線画像情報の区切り部分にかかる場合でも、洩れなく異物を検出できるＸ線検査装置を提供する。

請求項１記載の発明は、物品を搬送する搬送手段と、
搬送中の物品に対してＸ線を照射するＸ線源と、
物品を透過した透過Ｘ線を受けるＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器から物品搬送方向に連続出力されるＸ線画像情報を、前記物品搬送方向において所定幅に規定される単位Ｘ線画像情報ごとに画像処理する画像処理手段と、を備えるＸ線検査装置であって、
物品搬送方向において連続する単位Ｘ線画像情報を相互にオーバーラップさせ、該オーバーラップした画像部分で相互に画像情報を補完することを特徴とするＸ線検査装置を提供する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のＸ線検査装置であって、
前記オーバーラップさせる幅は、前記各画像処理に際して、前記Ｘ線画像情報の外周縁部分に位置するために空間フィルタによるフィルタリング処理に支障を生じる画素数幅の２倍に設定されていることを特徴とするＸ線検査装置を提供する。

請求項１記載の発明によれば、以下の優れた効果を奏する。物品搬送方向に連続出力されるＸ線画像情報を物品搬送方向で所定幅ごとに区切って画像処理すると、当該区切り部分にかかる画素について、空間フィルタによるフィルタリング処理を適正に行えないが、各画像処理の対象とするＸ線画像情報を物品搬送方向でオーバーラップさせることにより、相互にオーバーラップする画像情報の一方において適正に処理できない画像部分を、他方において適正に処理できる画像部分で補完し、フィルタリング処理を適正に行えない部分を実質的に解消して、異物の検出洩れを防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、以下の優れた効果を奏する。オーバーラップ幅を空間フィルタによるフィルタリング処理に支障を生じる画素数幅の２倍に設定することで、同じ領域を二重に検査する無駄をなくすことができる。また、検査した物品の位置を特定し易くなる。

以下に、本発明の実施の形態を、図を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかるＸ線検査装置の構成ブロック図、図２は、連続的に出力されるＸ線画像情報において、画像処理の実行単位となる所定幅の単位Ｘ線画像情報を規定する方法を示す図、図３は、各単位Ｘ線画像情報において適正にフィルタリング処理が行われる範囲を示す図、図４は、Ｘ線画像情報全体として適正にフィルタリング処理が行われる範囲を示す図である。

（Ｘ線検査装置１の概要）
図１に示されるＸ線検査装置１は、物品を上面に載せて矢印Ｚ方向に搬送する搬送手段２と、搬送手段２の上方に設けられ、搬送中の物品Ｇに対してＸ線を照射するＸ線源３と、搬送手段２の下方に設けられ、物品Ｇを透過したＸ線を受けるＸ線検出器４と、Ｘ線検出器４から連続的に出力されるＸ線画像情報をもとに物品Ｇへの異物混入有無を検出する画像処理手段５と、を備えてなる。搬送手段２、Ｘ線源３及びＸ線検出器４は、不図示のＸ線防護カバー及びＸ線防護カーテンで覆われ、装置外部にＸ線が漏洩しないように構成される。

画像処理手段５は、物品搬送方向に連続出力されるＸ線画像情報Ｉ（図２）に対し、物品搬送方向における所定幅Ｗごとに、空間フィルタによるフィルタリング処理を含む画像処理を順次行い、物品Ｇへの異物混入有無を検出する。画像処理手段５には、スピーカ又はモニター（ともに不図示）を備える通報手段６と、エアノズル又は水平方向に作動するバー（ともに不図示）を備える振分手段７が接続され、画像処理手段５から出力される異物検出信号に基づき、通報手段６によるオペレータへの通報及び振分手段７による異物混入物品の排除が行われる。

（物品Ｇ及びそのＸ線画像情報Ｉ）
物品Ｇは、包装資材による個装がなされていないバラ品であって、例えば、図５（ａ）に示されるように、多数個が物品搬送方向において途切れることなく、連続的に搬送される。そのため、図２（ａ）に示されるように、Ｘ線検出器４から連続的に出力されるＸ線画像情報Ｉにおいても、物品Ｇに対応する濃色の画素部分Ｇ´の物品搬送方向（画像出力方向）の間隔は当然ながら確保されていない。

上記のとおりであるから、画像処理の実行単位となる所定幅ＷのＸ線画像情報を、Ｘ線画像情報Ｉを物品搬送方向で単純分割して規定するのでは、その分割線前後の物品Ｇに対応する画素部分Ｇ´が、空間フィルタによるフィルタリング処理が適正に行われない画像の外周縁部分にかかることがあり、当該部分に関しては異物検出洩れが避けられない。そこで、画像処理手段５は、所定幅ＷのＸ線画像情報（以下、「単位Ｘ線画像情報」という。）ｉ_ｎを、以下のように規定する。

（単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎの規定）
画像処理手段５は、図２（ａ）に示されるように、物品搬送方向に連続するＸ線画像情報Ｉにおいて、物品搬送方向と直交し、かつ、同方向において離間する二本の規定線Ｌ_ｎ１，Ｌ_ｎ２により、所定幅Ｗの単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎの前後端を規定する。前後端の二本の規定線Ｌ_ｎ１，Ｌ_ｎ２のうち、前端側の規定線Ｌ_ｎ１は、先に規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１の後端側の規定線Ｌ_{（ｎ−１）２}より前方に位置しており、後端側の規定線Ｌ_ｎ２は、後に規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ＋１の前端側の規定線Ｌ_{（ｎ＋１）１}より後方に位置する。

すなわち、単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎは、それに相前後して規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１，ｉ_ｎ＋１と物品搬送方向で相互にオーバーラップさせられており、図２（ｂ）に示されるように、前端側の画像部分ａが、先に規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１の後端側の画像部分ｂと共通しており、後端側の画像部分ｃが、後に規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ＋１の前端側の画像部分ｄと共通している。

上記各共通画像部分ａ，ｂ，ｃ，ｄの前後幅は、画像処理に際して、単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎの外周縁部分に位置するために、空間フィルタによるフィルタリング処理を適正に行えない画素数幅ｔの２倍の画素数幅Ｔに設定されている。例えば、画像処理手段５による画像処理において、空間フィルタによるフィルタリング処理に支障が生じる外周縁部分の画素数幅ｔが３画素分である場合、オーバーラップさせる画素数幅Ｔは２倍の６画素分に設定される。

（空間フィルタによるフィルタリング処理）
画像処理手段５は、上述のように規定した所定幅Ｗの単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎに対して、空間フィルタによるフィルタリング処理を施すが、画素数幅ｔ（＝Ｔ／２）の外周縁部分（図３において斜線を施した部分）Ｃ_ｎではフィルタリング処理が適正に行えない。その一方、外周縁部分Ｃ_ｎより内側に形成される内枠部分（図３の太枠で囲まれる部分）Ｆ_ｎではフィルタリング処理を適正に行うことができる。すなわち、単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎでは、先に規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１と共通の画像部分ａのうち、内枠部分Ｆ_ｎに収まる後方側半分、及び後に規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１と共通の画像部分ｃのうち、内枠部分Ｆ_ｎに収まる前方側半分についてフィルタリング処理が適正に行われる。

単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎの前後に規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１，ｉ_ｎ＋１についても同様にフィルタリング処理が施され、先に規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１では、単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎと共通の画像部分ｂのうち内枠部分Ｆ_ｎ−１に収まる前方側半分について、後に規定される単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ＋１では、単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎと共通の画像部分ｄのうち内枠部分Ｆ_ｎ＋１に収まる後方側半分において、フィルタリング処理が適正に行われる。したがって、図４（ａ）に示されるように、各共通画像部分（ａとｂ，ｃとｄ）は、一方の単位Ｘ線画像情報において適正にフィルタリング処理される画素数幅ｔの部分が、他方の単位Ｘ線画像情報において適正にフィルタリング処理されない画素数幅ｔの部分を補完する関係となる。

したがって、単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１〜ｉ_ｎ＋１の共通画像部分（ａとｂ，ｃとｄ）を相互に重ね合わせてみると、図４（ｂ）に示されるように、連続出力されるＸ線画像情報Ｉの濃色の画素部分Ｇ´において、適正なフィルタリング処理を施せなかった部分は残存しておらず、結果として、すべての物品Ｇについて確実に異物検出をすることができる。ここで、物品Ｇに対応する画素部分Ｇ´が、物品搬送方向と直交する方向（図中の上下方向）に広がることによって、外周縁部分（図中の上下辺）にかかることが無いように、例えば、物品Ｇを物品搬送方向と直交する方向の中央部に寄せるガイドを設ける等、物品群の広がりを防止する必要があることは勿論である。

（上記実施形態に係るＸ線検査装置１の特徴）
第一に、Ｘ線検査装置１は、物品搬送方向に連続出力されるＸ線画像情報Ｉを、物品搬送方向における所定幅Ｗごとに画像処理する際、各画像処理の対象とする所定幅Ｗの単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎを、物品搬送方向においてオーバーラップさせて規定するという特徴を有する。この特徴によれば、検査する物品Ｇがいわゆるバラ品で、規定された単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎにおいて、物品搬送方向の前後端（外周縁部分）に物品Ｇに対応する画素部分Ｇ´がかかり空間フィルタによるフィルタリング処理が適正に行えない場合でも、物品搬送方向でオーバーラップする前後の単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１，ｉ_ｎ＋１で補完することができる。その結果として、適正なフィルタリング処理を行えない部分が実質的に解消し、異物検出の洩れが確実に防止される。

第二に、Ｘ線検査装置１は、相前後する単位Ｘ線画像情報間でオーバーラップする画素数幅Ｔを、各画像処理に際して、単位Ｘ線画像情報の外周縁部分に位置するために空間フィルタによるフィルタリング処理に支障を生じる画素数幅ｔの２倍に設定しているという特徴を有する。この特徴によれば、単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎの前後の単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎ−１，ｉ_ｎ＋１は、単位Ｘ線画像情報ｉ_ｎにおいて適正にフィルタリング処理できない画素数幅ｔの部分のみを補完することになる。結果として、同じ領域を二重に検査する無駄をなくすことができるものである。また、オーバーラップ幅を大きく設定する場合に比べて、各Ｘ線画像情報ｉ_ｎと実際の物品Ｇの対応が容易で、物品Ｇに異物混入していた場合に、該当する物品Ｇの位置を特定し易い。

（上記実施形態の変形例）
上記実施形態では、同じ領域を二重検査する無駄をなくすため、物品搬送方向において相前後する単位Ｘ線画像情報どうしのオーバーラップ幅Ｔは、フィルタリング処理に支障を生じる外周縁部の画素数幅ｔの２倍に設定したが、これに限らず、画素数幅ｔの２倍より大きな画素数幅に設定しても、適切にフィルタリングできない部分が解消されて確実に異物検出することができる。

上記実施形態では、検査対象とする物品を、包装資材による個装がなされず、物品搬送方向において間隔を確保できないバラ品として説明したが、これに限らず、個装品を検査対象としても良い。例えば、物品搬送間隔を一定に設定することができない、物品搬送間隔と各画像処理の対象となる所定幅のＸ線画像情報の取得間隔を同期させることができない、人手等の外乱要因で物品搬送間隔が途中変動させられる等の事情があって、物品搬送方向（画像出力方向）に間隔をおいて表れる画像の区切り部分（外周縁部分）に、物品に対応する画素部分がかかるような場合にも、本発明を適用することができる。

その他、本発明は、上述した実施形態や変形例に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加え得ることは勿論である。

本実施形態にかかるＸ線検査装置の構成ブロック図。 単位Ｘ線画像情報の規定方法を示す図。 単位Ｘ線画像情報において適正にフィルタリング処理される範囲を示す図。 連続した単位Ｘ線画像情報において適正にフィルタリング処理される範囲を示す図。 従来のＸ線検査装置による個装品検査を説明する図。 従来のＸ線検査装置によるバラ品検査の問題点を説明する図。

符号の説明

１ Ｘ線検査装置
２ 搬送手段
３ Ｘ線源
４ Ｘ線検出器
５ 画像処理手段
６ 通報手段
７ 振分手段
Ｇ 物品
Ｇ´ 物品に対応する画素部分

Claims (2)

1. 物品を搬送する搬送手段と、
   搬送中の物品に対してＸ線を照射するＸ線源と、
   物品を透過した透過Ｘ線を受けるＸ線検出器と、
   前記Ｘ線検出器から物品搬送方向に連続出力されるＸ線画像情報を、前記物品搬送方向において所定幅に規定される単位Ｘ線画像情報ごとに画像処理する画像処理手段と、を備えるＸ線検査装置であって、
   物品搬送方向において連続する単位Ｘ線画像情報を相互にオーバーラップさせ、該オーバーラップした画像部分で相互に画像情報を補完することを特徴とするＸ線検査装置。
2. 請求項１記載のＸ線検査装置であって、
   前記オーバーラップさせる幅は、前記各画像処理に際して、前記Ｘ線画像情報の外周縁部分に位置するために空間フィルタによるフィルタリング処理に支障を生じる画素数幅の２倍に設定されていることを特徴とするＸ線検査装置。