JP2005031069A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線検査装置において物品の数量カウント検査に要する時間を短縮しつつ、検査の精度を高く維持する。
【解決手段】 Ｘ線検査装置は、Ｘ線を照射するＸ線照射器１３と、Ｘ線ラインセンサ１４と、制御コンピュータ２０とを備えている。Ｘ線ラインセンサ１４は、Ｘ線照射器１３からのＸ線を受光する。制御コンピュータ２０は、Ｘ線ラインセンサ１４で受光したＸ線による画像に対して画像処理を施し、Ｘ線照射器１３とＸ線ラインセンサ１４との間を通る商品の検査を行う。また、制御コンピュータ２０は、画像処理あるいは検査において、画像上で塊部分の周囲長を、その塊部分の周囲を形成する周囲画素の配列に基づき算出し、基準周囲長と比較する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、Ｘ線検査装置、特に、Ｘ線による画像に対して画像処理を施して物品の検査を行うＸ線検査装置に関する。

食品などの商品の生産ラインにおいては、商品への異物混入や商品の割れ欠けがある場合にそのような商品を出荷しないために、Ｘ線検査装置により検査が為されることがある。このＸ線検査装置では、連続搬送されてくる物品に対してＸ線を照射し、そのＸ線の透過状態をＸ線ラインセンサで検出して、物品中に異物が混入していないか、あるいは物品に割れ欠けが生じていたりパッケージ内の単位物品の数量が不足していたりしないかを判別する。また、Ｘ線検査装置によって、パッケージ内の物品の数量を数える検査が行われることもある。

このようなＸ線検査装置により物品の検査を行う場合には、検出画像と基準画像とのパターンマッチングを行うことが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、検出画像と基準画像とのパターンマッチングでは、両画像の方向を適合させたり複雑な類似判断処理を行ったりする必要があり、ある程度の時間がかかってしまう。
これに対し、高速性が要求される食品等の生産ラインに配備されるＸ線検査装置では、物品の数量を数えたり物品の数量を確認したりする検査についても、できるだけ画像処理にかかる時間を短くすることが求められている。また、物品の形状異常を検査するＸ線検査装置においても、同様に複雑な類似判断処理などに時間がかかっているが、できるだけ検査時間を短縮することが要求されている。

もちろん、高価なハードウェアやソフトウェアを用いれば、パターンマッチングの処理を高速に行うことも可能であるが、現実的には高速性とともに低コストの要求も存在する。
このような課題を解決する技術が、特許文献２において提案されている。この検査装置では、検査対象物品の周囲を構成する画素の積算数を求め、その積算数が所定範囲にあるか否かにより検査対象物品の割れ欠けの有無を判別している。
特開２００２−９８６５２号公報（第６頁右欄） 特開２００２−３１０９４６号公報

特許文献２の検査装置においては、検査対象物品の周囲を構成する画素の積算数が検査対象物品の周囲長に比例すると見なし、積算数を判断対象としている。
しかし、このような積算数によって検査対象物品の周囲長を近似させるのでは、実際には誤差が大きくなって正確な検査を行うことが困難である。特に、検査対象物品の形状が複雑であったり湾曲部分を多く含むものであったりすると、検査対象物品の周囲を構成する画素の積算数が検査対象物品の周囲長に比例したものにならないことが多くなる。

本発明の課題は、Ｘ線検査装置において、物品の検査に要する時間を短縮しつつ、検査の精度を高く維持することにある。

請求項１に係るＸ線検査装置は、Ｘ線を照射するＸ線源と、Ｘ線受光部と、検査部とを備えている。Ｘ線受光部は、Ｘ線源からのＸ線を受光する。検査部は、Ｘ線受光部で受光したＸ線による画像に対して画像処理を施し、Ｘ線源とＸ線受光部との間を通る物品の検査を行う。また、検査部は、画像処理あるいは検査において、画像上の塊部分の周囲長を、その塊部分の周囲を形成する周囲画素の配列に基づき算出し、基準周囲長と比較する。

ここでは、Ｘ線源からのＸ線は、物品が存在するときには物品を透過して、それ以外のときには物品を透過せずに、Ｘ線受光部に届く。このＸ線による画像に対して画像処理が施され、さらに物品の検査が行われる。このようにして、検査部は、検体の形状が異常でないか、あるいは検体中の単位物品の数量が正常かといった検査を行う。
そして、ここでは、画像処理あるいは検査において、検査部が、画像上の塊部分の周囲長を基準周囲長と比較している。このように、物品を示す又は物品と推定される塊部分の周囲長と基準周囲長との比較を行うことで、簡易、高速、且つ比較的精度よく、画像処理や検査を行うことができるようになる。これにより、このＸ線検査装置では、物品の検査に要する時間が短縮される。

また、ここでは、塊部分の周囲を形成する周囲画素の配列に基づいて塊部分の周囲長を算出しているため、単に周囲画素の数を積算して塊部分の周囲長を近似させる場合に較べて、塊部分の周囲長を精度よく求めることができている。このため、このＸ線検査装置では、物品の検査に要する時間を短縮できるとともに、検査の精度を高く維持することができる。

請求項２に係るＸ線検査装置は、請求項１に記載のＸ線検査装置であって、検査部は、画像から物品と推定される塊部分と背景部分（塊部分の外側の部分）とを区別した後に、物品と推定される塊部分の周囲長を基準周囲長と比較することで、複数の物品の接触による画像上での複数の物品の一体化現象をチェックする。
複数の物品を含む画像に対して画像処理を施して検査を行う場合には、例えば、隣り合う２つの物品が接触するほど近くに位置しているとき、あるいは隣り合う２つの物品が実際に接触しているときに、画像上で２つの物品が１つに認識されてしまう可能性がある。こうなると、物品の数量を数える検査の場合には誤った数量を検知するようになり、物品の形状を検査する場合には正常物品を誤って異常物品と認識するようになってしまう。

これに対し、請求項２の装置では、塊部分と背景部分とを区別した後に塊部分の周囲長を基準周囲長と比較することで、画像上での複数の物品の一体化現象をチェックできるようになっている。したがって、一体化現象が生じているにもかかわらず一体化現象がない場合と同様の画像処理や検査を継続して誤った検査結果を出してしまうことが抑制される。

請求項３に係るＸ線検査装置は、請求項２に記載のＸ線検査装置であって、検査部は、物品と推定される塊部分の周囲長を基準周囲長と比較することで画像上での複数の物品の一体化現象をチェックした後に、一体化現象が確認された塊部分について複数の物品に切り離す画像処理を行う。
ここでは、一体化現象を確認した場合に、一体化している複数の物品を画像上で切り離す処理を行うため、その切り離しの画像処理の後は、通常のロジックにより画像処理や検査を行うことができる。

なお、本項の切り離しの画像処理を行わない場合には、検査の判定ロジックなどを変える必要が出てくる。例えば、２つの物品が画像上で一体化している場合に、周囲長から１つや３つではなく２つの物品が接触して一体化していることを認識して、その認識に基づいて物品の数量を検査するようなことが必要となる。
請求項４に係るＸ線検査装置は、請求項２又は３に記載のＸ線検査装置であって、検査部は、物品と推定される塊部分の周囲長を基準周囲長と比較することに加え、その塊部分の面積を基準面積と比較することで、画像上での複数の物品の一体化現象をチェックする。

ここでは、画像上の塊部分の周囲長および面積の両方を基準値（基準周囲長および基準面積）と比較しているため、画像処理や検査の精度がより高くなる。
請求項５に係るＸ線検査装置は、請求項１から４のいずれかに記載のＸ線検査装置であって、検査部は、複数の物品の数量を検査する。
ここでは、箱などのパッケージに入った複数の物品の数量を計測したり所定数量と比較したりする検査を行うことができる。

請求項６に係るＸ線検査装置は、請求項５に記載のＸ線検査装置であって、複数の物品は、パッケージ内に収容されている内容物である。そして、検査部は、複数の内容物それぞれの平面的な重心の位置を画像上で求め、それらの重心の位置を基準重心位置と比較して、パッケージ内における複数の内容物の配置をさらに検査する。
ここでは、塊部分の周囲長を基準周囲長と比較して画像上での複数の物品（内容物）の一体化現象をチェックできるため、それぞれの内容物の重心位置の特定および基準重心位置との比較が可能となり、パッケージ内における複数の内容物の配置が検査できるようになっている。

請求項７に係るＸ線検査装置は、請求項１に記載のＸ線検査装置であって、検査部は、物品の形状の異常を検査する。
ここでは、物品を示す又は物品と推定される塊部分の周囲長と基準周囲長との比較を行うことで、簡易、高速、且つ比較的精度よく、物品の形状の異常を検査することができるようになる。

請求項８に係るＸ線検査装置は、請求項１に記載のＸ線検査装置であって、検査部は、塊部分の周囲長を基準周囲長と比較することに加え、塊部分の面積を基準面積と比較する。
ここでは、画像上の塊部分の周囲長および面積の両方を基準値（基準周囲長および基準面積）と比較しているため、画像処理や検査の精度がより高くなる。

請求項９に係るＸ線検査装置は、請求項１から８のいずれかに記載のＸ線検査装置であって、検査部は、隣接する周囲画素同士の距離の違いを加味して、塊部分の周囲長を算出する。
ここでは、周囲画素の配列に基づき、隣接する周囲画素同士の距離の違いを考慮に入れて、塊部分の周囲長を算出している。このため、塊部分の周囲長が精度よく求まる。

請求項１０に係るＸ線検査装置は、請求項１から９のいずれかに記載のＸ線検査装置であって、画像は、縦横の２次元に配列された多数の画素により構成されている。そして、検査部は、隣接する周囲画素同士が縦または横に並んでいるのか、あるいは斜めに並んでいるのかを加味して、塊部分の周囲長を算出する。
ここでは、画素が縦横の２次元に配列されているため、隣接する周囲画素が縦や横に配置されている場合と斜めに配置されている場合とで、隣接する周囲画素同士の距離に違いが出る。隣接する周囲画素が縦や横に配置されている場合に較べて、隣接する周囲画素が斜めに配置されている場合には、周囲画素同士の距離が大きくなる。このようなことを加味して塊部分の周囲長を算出しているため、ここでは、算出した塊部分の周囲長が精度の高いものとなる。

請求項１１に係るＸ線検査装置は、請求項１から１０のいずれかに記載のＸ線検査装置であって、物品の実際の周囲長の寸法を入力する入力部をさらに備えている。
ここでは、Ｘ線検査装置の使用者は、入力部において、物品の実際の周囲長をそのまま手入力すればよく、物品の実際の周囲長をＸ線画像における周囲画素の数などに換算する必要がない。例えば、Ｘ線検査装置の近傍にスケールを配備しておけば、物品の実際の周囲長をＸ線検査装置の使用者が容易に測定することができる。

本発明では、画像処理あるいは検査において、検査部が、画像上の塊部分の周囲長を基準周囲長と比較している。このように、物品を示す又は物品と推定される塊部分の周囲長と基準周囲長との比較を行うことで、簡易、高速、且つ比較的精度よく、画像処理や検査を行うことができるようになる。これにより、このＸ線検査装置では、物品の検査に要する時間が短縮される。また、本発明では、塊部分の周囲を形成する周囲画素の配列に基づいて塊部分の周囲長を算出しているため、単に周囲画素の数を積算して塊部分の周囲長を近似させる場合に較べて、塊部分の周囲長を精度よく求めることができている。このため、このＸ線検査装置では、物品の検査に要する時間を短縮できるとともに、検査の精度を高く維持することができる。

本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の外観を、図１に示す。このＸ線検査装置１０は、食品等の商品の生産ラインにおいて品質検査を行う装置の１つであって、連続的に搬送されてくる商品に対してＸ線を照射して、商品を透過したＸ線量を基に商品の不良判断を行う装置である。
Ｘ線検査装置１０の検体である商品Ｇは、図４に示すように、前段コンベア６０によりＸ線検査装置１０に運ばれてくる。商品Ｇは、Ｘ線検査装置１０において異物混入検査、形状検査、内容物の数量検査の少なくとも１つの検査を受ける。このＸ線検査装置１０での判断結果は、Ｘ線検査装置１０の下流側に配置される振分機構７０に送られる。振分機構７０は、商品ＧがＸ線検査装置１０において良品と判断された場合には商品Ｇを正規のラインコンベア８０へと送り、商品ＧがＸ線検査装置１０において不良品と判断された場合には商品Ｇを不良品貯留コンベア９０へと振り分ける。

＜Ｘ線検査装置の構成＞
Ｘ線検査装置１０は、図１及び図２に示すように、主として、シールドボックス１１と、コンベア１２と、Ｘ線照射器（Ｘ線源）１３と、Ｘ線ラインセンサ（Ｘ線受光部）１４と、タッチパネル機能付きのモニタ３０と、制御コンピュータ２０（図５参照）とから構成されている。

〔シールドボックス〕
シールドボックス１１は、両側面に、商品を搬出入するための開口１１ａを有している。このシールドボックス１１の中に、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、制御コンピュータ２０などが収容されている。
なお、図１には図示していないが、開口１１ａは、シールドボックス１１の外部へのＸ線の漏洩を抑えるための遮蔽ノレンにより塞がれている。この遮蔽ノレンは、鉛を含むゴムから成形されるもので、商品が搬出入されるときには商品により押しのけられる。

また、シールドボックス１１の正面上部には、モニタ３０の他、キーの差し込み口や電源スイッチが配置されている。
〔コンベア〕
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品を搬送するものであり、図５に示すコンベアモータ１２ａにより駆動する。コンベア１２による搬送速度は、使用者が入力した設定速度になるように、制御コンピュータ２０によるコンベアモータ１２ａのインバータ制御によって細かく制御される。

〔Ｘ線照射器〕
Ｘ線照射器１３は、図２に示すように、コンベア１２の上方に配置されており、下方のＸ線ラインセンサ１４に向けて扇状のＸ線（図２の斜線範囲Ｘを参照）を照射する。
〔Ｘ線ラインセンサ〕
Ｘ線ラインセンサ１４は、コンベア１２の下方に配置されており、商品Ｇやコンベア１２を透過してくるＸ線を検出する。このＸ線ラインセンサ１４は、図３に示すように、コンベア１２による搬送方向に直交する向きに一直線に水平配置された多くの画素１４ａから構成されている。

〔ＬＣＤモニタ〕
モニタ３０は、フルドット表示の液晶ディスプレイである。また、モニタ３０は、タッチパネル機能を有しており、初期設定や不良判断に関するパラメータ入力などを促す画面の表示も行う。
〔制御コンピュータ〕
制御コンピュータ２０は、ＣＰＵ２１において、制御プログラムに含まれる異物検査ルーチン２７、形状検査ルーチン２８、数量検査ルーチン２９などを実行する。また、制御コンピュータ２０は、ＨＤＤ２５等の記憶部に、不良商品について検査で使った画像や検査結果を保存蓄積する。

具体的な構成として、制御コンピュータ２０は、図５に示すように、ＣＰＵ２１を搭載するとともに、このＣＰＵ２１が制御する主記憶部としてＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、及びＨＤＤ（ハードディスク）２５を搭載している。ＨＤＤ２５には、後述する商品毎の基準周囲長や基準面積といった基準値を記憶する基準値ファイル２５ａ、検査画像や検査結果を記憶する検査結果ログファイル２５ｂなどが収納されている。また、制御コンピュータ２０は、フレキシブルディスクとの入出力を行うＦＤＤ（フレキシブルディスクドライブ）２４も有している。

さらに、制御コンピュータ２０は、モニタ３０に対するデータ表示を制御する表示制御回路、モニタ３０のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート等を備えている。
そして、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＦＤＤ２４、ＨＤＤ２５などは、アドレスバス，データバス等のバスラインを介して相互に接続されている。

また、制御コンピュータ２０は、コンベアモータ１２ａ、ロータリエンコーダ１２ｂ、光電センサ１５、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４等と接続されている。
ロータリエンコーダ１２ｂは、コンベアモータ１２ａに装着され、コンベア１２の搬送速度を検知して制御コンピュータ２０に送る。
光電センサ１５は、検体である商品ＧがＸ線ラインセンサ１４の位置にくるタイミングを検知するための同期センサであり、コンベアを挟んで配置される一対の投光器及び受光器から構成されている。

＜制御コンピュータによる商品不良の判断＞
〔Ｘ線画像作成〕
制御コンピュータ２０は、光電センサ１５からの信号を受けて、商品Ｇが扇状のＸ線照射部（図２参照）を通過するときに、Ｘ線ラインセンサ１４によるＸ線透視像信号（図３参照）を細かい時間間隔で取得して、それらのＸ線透視像信号を基にして商品ＧのＸ線画像を作成する。すなわち、Ｘ線ラインセンサ１４の各画素１０１等から細かい時間間隔をあけて各時刻のデータを得て、それらのデータから２次元画像が作成される。この２次元画像は、例えば図６（ａ）に示す画像６１である。

〔異物混入検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１で実施される異物検査ルーチン２７は、上記のようにして得られたＸ線画像を画像処理して、複数の判断方式によって商品の良・不良（異物が混入していないかどうか）を判断する。判断方式には、例えば、トレース検出方式、２値化検出方式、マスク２値化検出方式などがある。これらの判断方式で判断した結果、１つでも不良と判断するものがあれば、その商品Ｇは不良品と判断される。

トレース検出方式及び２値化検出方式は、画像のマスクされていない領域に対して判断を行う。一方、マスク２値化方式は、画像のマスクされている領域に対して判断を行う。マスクは、商品Ｇの容器部分などに対して設定される。
トレース検出方式は、被検出物の大まかな厚さに沿って基準レベル（しきい値）を設定し、像がそれよりも暗くなったときに商品Ｇ内に異物が混入していると判断する方式である。この方式では、比較的小さな異物を検出することができる。

２値化検出方式及びマスク２値化方式は、一定の明るさに基準レベルを設定し、像がそれよりも暗くなったときに商品Ｇ内に異物が混入していると判断する方式である。この２値化検出方式は、比較的大きい異物を検出するために設定されている。
各判断方式における基準レベルやマスク領域については、モニタ３０のタッチパネル機能を使った使用者からの入力によって、設定及び変更が為される。

〔数量検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１で実施される数量検査ルーチン２９は、得られたＸ線画像に以下のような画像処理を施した後、複数の内容物が箱に収容された商品について、内容物の数量をカウントして商品が正常か否かを判定する検査を行う。
まず、数量検査ルーチン２９は、Ｘ線ラインセンサ１４によるＸ線透視像信号から得られるＸ線画像６１（図６（ａ））を、２値化処理によって背景と背景以外とに分け、図６（ｂ）に示す画像６２を作成する。画像６２において黒くなっている部分が背景である。ここでは、各内容物が白く現れているとともに、パッケージである箱も白く現れている。

次に、画像６２において周りを背景に囲まれている白い塊部分に対して、ラベリングが行われる。このラベリングでは、図７に示すように、各白領域（各塊部分）に対して、グループＧ１，グループＧ２，グループＧ３，・・・，グループＧｎというように、順にグループ番号が振られる。
次に、数量検査ルーチン２９は、各グループについて、その領域の周囲長および面積を演算する。ここでは、図１６に示す２値化処理後のＸ線画像における１つの白い塊部分（１つのグループ）を例にとって、そのグループの領域の周囲長および面積の算出方法について説明する。なお、図１６に示すグループは、周囲長および面積の算出方法の説明のためのサンプルであり、図７に示すグループの何れかと一致するものではない（図７に示す各グループに較べて図１６に示すグループは小さな周囲長および面積となっている。）。

グループの領域の面積については、グループを構成する白の画素の総数に１画素の面積（単位面積）を乗じて算出される。図１６に示すグループの場合には、０．４ミリメートル角に相当する１画素の面積である０．１６平方ミリメートルに、画素数の２９を乗じることにより、４．６４平方ミリメートルというグループの面積が算出される。
グループの領域の周囲長については、領域の周囲を形成する周囲画素の配列に基づき算出が行われる。具体的には、隣接する周囲画素同士の距離の違いを考慮して、隣接する周囲画素同士が縦または横に並んでいるのか、あるいは斜めに並んでいるのかを加味して、グループの領域の周囲長が算出される。このグループの領域の周囲長の算出方法について、図１７から図２０を参照して詳述する。まず、グループを構成する白い画素のうち左上の画素を注目画素に設定し、その座標を記憶する。縦横の２次元に配列された画素について図１７に示すように座標が設定されている場合、左上の注目画素は「キ２４」の座標にある画素となる。次に、この注目画素に隣接する画素を反時計回りに調べ（図１７の矢印Ａ１０１参照）、黒から白に変化する画素を特定する。ここでは、「キ２３」の座標にある画素から「ク２３」の座標にある画素に向かうときに画素が黒から白に変化し、そのうち白の画素（後者の「ク２３」の座標にある画素）が特定される。この特定された画素が、２番目の注目画素となる。その次には、２番目の注目画素である「ク２３」の座標にある画素に隣接する画素を反時計回りに調べ（図１８の矢印Ａ１０２参照）、同じく黒から白に変化する画素を特定する。このようなことを繰り返すと、注目画素が最初の注目画素に戻る。このときには、図１９に示すように、注目画素となった画素群（「キ２４」、「ク２３」、「ケ２２」、「コ２２」、「サ２３」、「シ２４」、「シ２５」、「サ２６」、「コ２７」、「ケ２８」、「ク２８」、「キ２７」、「キ２６」、「キ２５」の座標にある画素）が、グループの領域の周囲を構成する全ての周囲画素と一致するようになる。このようにしてグループの領域の周囲画素が特定されると、数量検査ルーチン２９は、グループの領域の周囲を一周する間に、上下（縦）あるいは左右（横）に移動した回数Ｍ１と、斜めに移動した回数Ｍ２と、縦横の画素の配設ピッチＰＬから、以下の式によりグループの領域の周囲長ＳＬを算出する。

ＳＬ＝ＰＬ×（Ｍ１＋Ｍ２×√２）
このように、斜めに移動した分について√２を乗じるようにすることで、単に移動回数を積算する場合に較べて周囲長ＳＬが実際の周囲長に近い値になることが期待できる。ここでは、上下あるいは左右に移動した回数Ｍ１が、図２０の矢印Ａ３，Ａ６，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４で示すように６、斜めに移動した回数Ｍ２が、図２０の矢印Ａ１，Ａ２，Ａ４，Ａ５，Ａ７，Ａ８，Ａ９，Ａ１１で示すように８なので、
ＳＬ＝０．４ｍｍ×（６＋８×√２）＝０．４ｍｍ×１７．３＝６．９ｍｍ
となる。

上記のような算出方法によって、各グループについて周囲長および面積を演算すると、例えば図８に示すような結果が得られる。
次に、各グループの周囲長および面積を、基準周囲長および基準面積と比較する。基準周囲長および基準面積は、数量検査が必要な商品についてそれぞれ予め設定されており、タッチパネル機能付のモニタ３０から初期設定時に手入力された値がＨＤＤ２５の基準値ファイル２５ａに記憶されている。手入力される基準周囲長および基準面積は、箱に収容された複数の内容物から成る商品のうち１つの内容物についての実際の寸法である。数量検査ルーチン２９は、基準値ファイル２５ａからＲＡＭ２３に対象商品の内容物の基準周囲長および基準面積を呼び出し、それらとグループ番号が振られた各白領域の周囲長および面積とを比較する。ここでは、基準周囲長が１５０ミリメートル以上２５０ミリメートル以下の範囲に、基準面積が２０００平方ミリメートル以上２５００平方ミリメートル以下の範囲に設定されている。したがって、図８を参照するとわかるように、パッケージである箱の一部と思われるグループＧ１とグループＧｎとの周囲長および面積が基準周囲長および基準面積の範囲から外れているとともに、２つの内容物が接触により画像上で一体化していると思われるグループＧ４の周囲長および面積が基準周囲長および基準面積の範囲から外れている。

次に、周囲長および面積が基準周囲長および基準面積の範囲から外れているグループ（ここでは、グループＧ１，Ｇ４，Ｇｎ）のうち周囲長および面積が基準周囲長および基準面積よりも大きいものについて、フィルタリングによる切り離し処理を施す。すなわち、ここでは、グループＧ４について切り離し処理を施す。図９（ａ）に示すように２つの内容物が画像上で一体化しているグループＧ４に切り離し処理を施すと、図９（ｂ）に示すように２つの内容物が切り離された状態となる。この切り離し処理では、図１０に示すように、背景（図１０では、見易さを考慮して黒の代わりに斜線で示す）に囲まれたグループＧ４の白領域の各ポイントにおいて、そのポイントを中心とする所定半径の円を描いたときに背景領域とグループＧ４の領域との境界を何回通過するのかを数えて、その数が３以上となるポイントを背景に変える（黒に変える）。例えば、図１０のポイントＰ１では描く円Ｃ１が上記境界を通過する回数が４回、ポイントＰ２では描く円Ｃ２が上記境界を通過する回数が２回、ポイントＰ３では描く円Ｃ３が上記境界を通過する回数が０回であるので、ポイントＰ１については白から黒に変更し、ポイントＰ２，Ｐ３については変更をしない。このような処理をグループＧ４の白領域全体に施すことにより、グループＧ４は、図９（ｂ）に示すように２つのグループＧ４ａ，Ｇ４ｂに切り離された状態となる。

このように、上記のフィルタリングによる切り離し処理が終わると、図７に示すグループ構成が図１１に示すグループ構成に変わる。そして、図１１に示す各グループについて周囲長および面積を基準周囲長および基準面積と比較すると、基準周囲長および基準面積の範囲を外れるグループは、パッケージである箱の一部と思われるグループＧ１とグループＧｎとに絞られる。ここで、周囲長および面積が基準周囲長および基準面積の範囲にあるグループだけを抽出すれば図１２に示す画像６３が得られ、周囲長および面積が基準周囲長および基準面積の範囲にないグループだけを抽出すれば図１３に示す画像６４が得られる。画像６３は、カウント対象である内容物だけを抽出した画像となり、画像６４は、パッケージの部分だけを抽出した画像となる。

上記のような画像処理により得られた図１２の画像６３に基づき、数量検査ルーチン２９は、内容物の数量をカウントし、それが正常か否かを判定する。
また、制御コンピュータ２０は、パッケージの部分だけを示す図１３の画像６４に基づき、パッケージの検査をすることも可能である。
〔形状検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１で実施される形状検査ルーチン２８は、商品の外形が正常であるか否かを判定して、割れ欠けがあるような不良商品を不良品貯留コンベア９０へと振り分けさせる。例えば、図１４（ａ）に示すような丸い煎餅である商品Ｇが図１４（ｂ）に示すような欠けＥがあるようなものになっていないかが検査される。

ここでも、数量検査と同様に、まず、Ｘ線ラインセンサ１４によるＸ線透視像信号から得られるＸ線画像が、２値化処理によって背景と背景以外とに分けられる。
次に、背景の囲まれた商品を示す領域の周囲長および面積が演算され、その周囲長および面積が基準周囲長および基準面積と比較される。ここで、図１４（ａ）に示す正常な商品Ｇであれば周囲長および面積が基準周囲長および基準面積の範囲に一致するが、図１４（ｂ）に示す欠けＥのある商品Ｇｅであれば周囲長および面積が基準周囲長および基準面積の範囲から外れる。

そして、形状検査ルーチン２８は、周囲長および面積が基準周囲長および基準面積の範囲から外れた商品を、割れや欠けがある不良商品であると判定し、振分機構７０に振り分け指示を送る。
〔表示制御〕
制御コンピュータ２０は、通常の検査が行われているときには、得られた商品ＧのＸ線画像及び各判断方式による判断に関する情報をモニタ３０に表示させる。また、初期設定時やテスト時には、商品の特定や、上記の基準周囲長および基準面積を含む検査パラメータの入力画面などをモニタ３０に表示させる。

＜Ｘ線検査装置の主な特徴＞
（１）
上記のＸ線検査装置１０における検査は、従来と較べて以下のような利点を有する。
〔従来のＸ線検査装置〕
従来のＸ線検査装置においては、パターンマッチングによるカウント方式を採用しており、基準パターン画像の各部と撮像した画素との濃淡パターンの比較を行う。具体的には、まず、全体領域もしくは所定領域内の画像よりも狭い基準画像と個々の画像とを比較して、類似性を判断する。そして、領域内に基準画像と類似もしくは合致するものがいくつあるのかをカウントする。

しかし、個々の内容物が方向性を持つ場合、基準画像との方向性を適合させる必要がある。さらに、形状のマッチングをとる場合には、類似性を判断する複雑な処理（基準画像の回転など）が必要となる。
そして、全てのパターンマッチングが終わらなければ全体の数量がわからないため、複数の内容物の数量をカウントする数量検査において長い時間がかかってしまう。

また、パッケージの形状などは、通常、処理対象外として検査の対象から外れることも多い。検査対象とする場合には、上記と同様の複雑なパターンマッチングの処理が必要となる。
〔本実施形態のＸ線検査装置〕
Ｘ線検査装置１０では、制御コンピュータ２０は、形状検査ルーチン２８や数量検査ルーチン２９における画像処理において、画像上で塊部分（２値化後の背景以外の白領域）の周囲長を基準周囲長と比較している。このように、商品中の内容物あるいは商品を示す又は内容物と推定される塊部分の周囲長と基準周囲長との比較を行うことで、簡易、高速、且つ比較的精度よく、複数の内容物の数量のカウントや商品の形状検査を行うことができている。これにより、このＸ線検査装置１０では、商品の検査に要する時間が従来よりもかなり短縮されている。

また、Ｘ線検査装置１０では、画像上の塊部分の周囲長と基準周囲長との比較だけではなく、画像上の塊部分の面積と基準面積との比較を行って内容物を特定しているため、数量検査や形状検査の精度が十分に確保されるようになっている。
このような方法で数量検査や形状検査を行っているため、Ｘ線検査装置１０では、従来のものに較べて検査の結果が出るまでの時間が短縮されている。

さらに、Ｘ線検査装置１０では、塊部分の周囲を形成する周囲画素の配列に基づいて塊部分の周囲長を算出している。より具体的には、隣接する周囲画素同士の距離の違いが加味されるように、隣接する周囲画素同士が縦または横に並んでいるのか、あるいは斜めに並んでいるのかを考慮して、塊部分の周囲長を算出している。このため、単に周囲画素の数を積算して塊部分の周囲長を近似させる場合に較べて、塊部分の周囲長を精度よく求めることができている。

（２）
複数の内容物を含む商品のＸ線画像に対して画像処理を施して数量検査を行う場合、例えば、隣り合う２つの内容物が接触するほど近くに位置しているとき、あるいは隣り合う２つの内容物が実際に接触しているときに、図７および図８（ａ）に示すように画像上で２つの内容物が１つに認識されてしまう可能性がある。こうなると、内容物の数量検査において誤った数量をカウントしてしまうなどの不具合が生じる。

これに対し、Ｘ線検査装置１０では、数量検査ルーチン２９において、塊部分と背景部分とを２値化処理により区別した後に塊部分（白領域部分）の周囲長および面積を基準周囲長および基準面積と比較することで、画像上での複数の内容物の一体化現象をチェックしている。したがって、一体化現象が生じているにもかかわらず一体化現象がない場合と同様の画像処理や検査を継続して誤った検査結果を出してしまうという不具合が回避される。具体的には、複数の内容物の一体化現象が見つかった場合、一体化している複数の内容物を画像上で切り離す処理を行っている（図９参照）。

＜変形例＞
（Ａ）
上記実施形態において、数量検査ルーチン２９では、フィルタリングによる切り離し処理後のグループ構成を示す図１１の画像に基づき、カウント対象である内容物だけを抽出した画像６３（図１２参照）やパッケージの部分だけを抽出した画像６４（図１３参照）を作成し、内容物の数量のカウントやパッケージの検査を行っている。

これに加えて、図１１の画像に基づき、複数の内容物それぞれの平面的な重心の位置を画像上で求め、パッケージ内における複数の内容物の配置についてさらに検査することも可能である。各内容物に相当するグループＧ２，Ｇ３，Ｇ４ａ，Ｇ４ｂ，Ｇ５，・・・，Ｇｎ−１の領域に対して重心位置（図１５において×印で示す位置）を演算し、それらの重心の位置を基準重心位置と比較すれば、パッケージ内における複数の内容物の配置についても検査もできるようになる。

（Ｂ）
上記実施形態では、商品の内容物の基準周囲長などを、タッチパネル機能付のモニタ３０から初期設定時に使用者によって手入力してもらう構成を採っている。この場合には、Ｘ線検査装置１０のモニタ３０の近傍にスケールを配備しておき、使用者が内容物の実際の周囲長寸法を容易に測定できるようにしておくことが望ましい。モニタ３０は、入力部となって、商品の内容物の基準周囲長として実際の内容物の寸法を受けつけるように構成されているため、使用者はスケールで測定した内容物の実寸法を換算することなくそのまま入力することができる。

なお、上記実施形態では基準周囲長が所定の範囲を持ったものになっているが、使用者に上限値および下限値を入力してもらわなくても、例えば使用者が入力した実際の内容物の実周囲長を基にして制御コンピュータ２０のほうで＋１０％〜−１０％の所定の範囲を自動演算することができる。
（Ｃ）
上記実施形態では、商品の内容物の基準周囲長などを、タッチパネル機能付のモニタ３０から初期設定時に使用者によって手入力してもらう構成を採っているが、これを自動入力できるように構成することも可能である。

例えば、ＣＣＤカメラで商品の内容物を撮影させ画像処理によって自動的に基準周囲長などを演算させてもよいし、割れ欠けのない良品である商品の内容物を予めＸ線検査装置１０に流し、得られたＸ線画像から画像処理によって基準周囲長などを自動計算させてもよい。そして、その測定周囲長に対して、例えば基準周囲長の範囲が＋１０％〜−１０％となるように制御コンピュータ２０のほうで演算式を用意しておけば、使用者による手入力の手間を省くことができる。

（Ｄ）
上記実施形態では、数量検査ルーチン２９が、Ｘ線画像６１（図６（ａ））を２値化処理によって背景と背景以外とに分けて図６（ｂ）に示す画像６２を作成し、それぞれの白い塊部分に対して順にグループ番号を振り、各グループの周囲長を算出する際に、図１７から図２０を参照して説明した上記のような方法により、グループの領域の周囲を構成する周囲画素の特定を行っている。

このような周囲画素の特定方法ではなく、他の方法によって周囲画素の特定を行ってもよい。例えば、一般的な微分によるエッジ（周囲画素）の特定方法を用いてもよい。この場合には、グループのエッジ部分となる画素だけが特定され、例えば画像上においてエッジ部分の画素だけが白くなって抽出される。

本発明に係るＸ線検査装置は、物品の検査に要する時間を短縮できるとともに、検査の精度を高く維持することができるという特徴を有し、物品の検査装置として有用である。

本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の外観斜視図。 Ｘ線検査装置のシールドボックス内部の簡易構成図。 Ｘ線検査の原理を示す模式図。 Ｘ線検査装置の前後の構成を示す図。 制御コンピュータのブロック構成図。 （ａ）Ｘ線ラインセンサによるＸ線透視像信号に基づくＸ線画像を示す図。

（ｂ）２値化処理後の画像を示す図。
２値化処理後の画像におけるラベリングを示す図。 ラベリングされた各グループに対して周囲長および面積を演算した結果を示す図。 （ａ）２つの内容物が画像上で一体化しているグループの切り離し処理前の図。

（ｂ）２つの内容物が画像上で一体化しているグループの切り離し処理後の図。
２つの内容物が画像上で一体化しているグループの切り離し処理方法を示す図。 切り離し処理後の画像におけるラベリングを示す図。 カウント対象である内容物だけを抽出した画像を示す図。 パッケージの部分だけを抽出した画像を示す図。 （ａ）欠けのない商品を示す図。

（ｂ）欠けのある商品を示す図。
切り離し処理後の画像におけるラベリングおよび重心位置表示を示す図。 各グループに対する周囲長の算出方法を説明するための図。 各グループに対する周囲長の算出方法を説明するための図。 各グループに対する周囲長の算出方法を説明するための図。 各グループに対する周囲長の算出方法を説明するための図。 各グループに対する周囲長の算出方法を説明するための図。

符号の説明

１０ Ｘ線検査装置
１３ Ｘ線照射器（Ｘ線源）
１４ Ｘ線ラインセンサ（Ｘ線受光部）
２０ 制御コンピュータ（検査部）
２５ａ 基準値ファイル
２８ 形状検査ルーチン
２９ 数量検査ルーチン
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，・・・，Ｇｎ グループ

Claims (11)

1. Ｘ線を照射するＸ線源と、
   前記Ｘ線源からのＸ線を受光するＸ線受光部と、
   前記Ｘ線受光部で受光したＸ線による画像に対して画像処理を施し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線受光部との間を通る物品の検査を行う検査部と、
   を備え、
   前記検査部は、前記画像処理あるいは前記検査において、前記画像上の塊部分の周囲長を、前記塊部分の周囲を形成する周囲画素の配列に基づき算出し、基準周囲長と比較する、
   Ｘ線検査装置。
2. 前記検査部は、前記画像から前記塊部分と前記塊部分の外側の背景部分とを区別した後に、前記塊部分の周囲長を前記基準周囲長と比較することで、複数の前記物品の接触による前記画像上での複数の前記物品の一体化現象をチェックする、
   請求項１に記載のＸ線検査装置。
3. 前記検査部は、前記一体化現象をチェックした後に、前記一体化現象が確認された前記塊部分について複数の前記物品に切り離す画像処理を行う、
   請求項２に記載のＸ線検査装置。
4. 前記検査部は、前記塊部分の周囲長を前記基準周囲長と比較することに加え、前記塊部分の面積を基準面積と比較することで、前記画像上での複数の前記物品の一体化現象をチェックする、
   請求項２又は３に記載のＸ線検査装置。
5. 前記検査部は、複数の前記物品の数量を検査する、
   請求項１から４のいずれかに記載のＸ線検査装置。
6. 複数の前記物品は、パッケージ内に収容されている内容物であり、
   前記検査部は、複数の前記内容物それぞれの平面的な重心の位置を前記画像上で求め、それらの重心の位置を基準重心位置と比較して、前記パッケージ内における複数の前記内容物の配置をさらに検査する、
   請求項５に記載のＸ線検査装置。
7. 前記検査部は、前記物品の形状の異常を検査する、
   請求項１に記載のＸ線検査装置。
8. 前記検査部は、前記塊部分の周囲長を前記基準周囲長と比較することに加え、前記塊部分の面積を基準面積と比較する、
   請求項１に記載のＸ線検査装置。
9. 前記検査部は、隣接する前記周囲画素同士の距離の違いを加味して、前記塊部分の周囲長を算出する、
   請求項１から８のいずれかに記載のＸ線検査装置。
10. 前記画像は、縦横の２次元に配列された多数の画素により構成されており、
    前記検査部は、隣接する前記周囲画素同士が縦または横に並んでいるのか斜めに並んでいるのかを加味して、前記塊部分の周囲長を算出する、
    請求項１から９のいずれかに記載のＸ線検査装置。
11. 前記物品の実際の周囲長の寸法を入力する入力部をさらに備えた、
    請求項１から１０のいずれかに記載のＸ線検査装置。

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