JP2007333562A - X-ray foreign matter detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、食品などの被検査物中に含まれている金属や骨などの異物の有無などを検出し合否を判定するX線異物検出装置に関する。 The present invention relates to an X-ray foreign matter detection apparatus that detects the presence or absence of foreign matter such as metal or bone contained in an object to be inspected such as food and determines pass / fail.
従来、X線異物検出装置は、ベルトコンベアなどの搬送路上を順次搬送されてくる各品種の被検査物(生肉、魚、加工食品、医薬など)にX線を曝射し、この曝射したX線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かを検出する装置である。このX線異物検出装置においては、異物混入の有無を判定するための判定閾値を予め設定しておき、X線検出器で検出したX線の透過量から生成される濃度データと判定閾値とを比較して異物混入の有無を検出し合否判定をしている。このような判定閾値を用いる合否判定方法の場合、判定閾値の設定の仕方によっては誤判定を招くおそれがあり、合否判定の精度の向上が要請される。また、判定閾値の設定や調整を容易かつ効率よく行う必要がある。 Conventionally, X-ray foreign object detection devices have exposed X-rays to various types of inspection objects (raw meat, fish, processed food, medicine, etc.) that are sequentially transported on a transport path such as a belt conveyor. This is a device that detects whether or not foreign matter such as metal, glass, stone, bone, etc. is mixed in the object to be inspected from the amount of X-ray transmission. In this X-ray foreign matter detection apparatus, a determination threshold value for determining the presence or absence of foreign matter is set in advance, and density data generated from the amount of X-ray transmission detected by the X-ray detector and the determination threshold value are set. In comparison, the presence / absence of foreign matter is detected to make a pass / fail decision. In the case of the pass / fail determination method using such a determination threshold, there is a risk of erroneous determination depending on how the determination threshold is set, and improvement in the accuracy of the pass / fail determination is required. Moreover, it is necessary to set and adjust the determination threshold value easily and efficiently.
合否判定の精度を向上させるため、判定閾値の調整を容易にして判定閾値の精度を向上させる提案がなされている。例えば、検査された被検査物毎の濃度データまたは平均値、製品面積、製品体積による製品影響を示すデータを選択的に被検査物の検査経過とともに検査の古い方から順番に表示器の表示画面にトレンド表示し、検査者が検査された被検査物の傾向やバラツキを一目で確認できるようにして、より精度の高い判定閾値となるように容易に調整できるようにする提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。 In order to improve the accuracy of the pass / fail determination, proposals have been made to facilitate adjustment of the determination threshold and improve the accuracy of the determination threshold. For example, display data on the display unit in order from the oldest of the inspections, along with the inspection process of the inspection object, selectively showing the concentration data or the average value of each inspection object, data indicating the product area, product volume, and product volume Proposals have been made so that the trend display and the inspector can confirm the tendency and variation of the inspected object at a glance, and the adjustment threshold can be easily adjusted to a more accurate determination threshold ( For example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載のようなトレンド表示による判定閾値の調整方法においては、検査者が検査された被検査物の傾向やバラツキを表示器の表示内容を目で確認しながらトレンド表示の内容に沿って、より適切な判定閾値を手動で設定しなければならない。そのため、検査の効率が低下してしまうという問題がある。
However, in the adjustment method of the determination threshold value by trend display as described in
そこで、本発明は、判定閾値をより精度の高い値に自動的に更新することにより、食品等に混入した異物の有無を、高精度で効率よく合否判定することができ、誤判定が生じないX線異物検出装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention automatically updates the determination threshold value to a more accurate value, so that the presence / absence of a foreign substance mixed in food can be determined with high accuracy and efficiency, and no erroneous determination occurs. An object of the present invention is to provide an X-ray foreign object detection device.
本発明の請求項1に係るX線異物検出装置においては、上記目的を達成するため、搬送路上を搬送される被検査物にX線を曝射し透過したX線の強度に対応したX線強度信号を出力するX線強度信号出力手段と、該X線強度信号出力手段から出力されるX線強度信号から濃度データを生成する濃度データ生成手段と、該濃度データ生成手段により生成された前記濃度データと閾値とを比較して前記被検査物の合否を判定する合否判定手段とを有するX線異物検出装置において、前記合否判定手段に用いられた所定個数の前記濃度データに基づいて前記濃度データの統計値を算出する統計値算出手段と、初期設定した初期閾値を越えない範囲内で前記統計値算出手段により算出した統計値に基づいて前記閾値を更新する閾値更新手段とにより構成される。
この構成により、被検査物にX線が曝射されると、X線強度信号出力手段によりX線強度信号が出力され、濃度データ生成手段によりX線強度信号が画像処理されて濃度データが生成される。合否判定手段により生成された濃度データと閾値とが比較され被検査物の合否が判定される。合否判定手段で用いられた所定個数の濃度データに基づいて、統計値算出手段により統計値が算出される。閾値更新手段により統計値に基づいて初期設定した初期閾値を越えない範囲内、すなわち濃度データの下限値と初期閾値の範囲内で閾値が自動的に更新される。
In the X-ray foreign object detection apparatus according to
With this configuration, when X-rays are exposed to the inspection object, an X-ray intensity signal is output by the X-ray intensity signal output means, and the X-ray intensity signal is image-processed by the density data generation means to generate density data. Is done. The density data generated by the pass / fail determination means is compared with a threshold value, and pass / fail of the inspection object is determined. A statistical value is calculated by the statistical value calculation means based on the predetermined number of density data used by the pass / fail determination means. The threshold value is automatically updated within a range that does not exceed the initial threshold value initially set based on the statistical value by the threshold value updating means, that is, within the range between the lower limit value of the density data and the initial threshold value.
本発明の請求項2に係るX線異物検出装置においては、前記閾値更新手段が、前記所定個数の前記濃度データが生成される毎に、前記閾値を更新するよう構成される。
この構成により、初期閾値および更新された更新閾値は所定個数の濃度データが生成される毎に自動的に更新される。
In the X-ray foreign matter detection apparatus according to
With this configuration, the initial threshold value and the updated update threshold value are automatically updated every time a predetermined number of density data are generated.
本発明の請求項3に係るX線異物検出装置においては、前記所定個数が、初期閾値および更新された更新閾値のいずれかにより良品と判定された被検査物の前記濃度データである良品濃度データのみからなるよう構成される。
この構成により、初期閾値および更新された更新閾値のいずれかにより良品と判定された被検査物の良品濃度データのみに基づいて所定個数がカウントされ、統計値算出の基礎とされる。
In the X-ray foreign matter detection apparatus according to
With this configuration, a predetermined number is counted based only on the non-defective product density data determined to be non-defective by either the initial threshold value or the updated update threshold value, and is used as a basis for calculating statistical values.
本発明の請求項4に係るX線異物検出装置においては、前記統計値算出手段が、前記所定個数の前記濃度データの中で前記初期閾値を超えた前記濃度データの個数と所定個数との比率が一定比率に達したとき、前記初期閾値を超えた前記濃度データを、前記初期閾値と所定の関係を有する値とみなすことにより、前記良品濃度データとみなして前記統計値を算出するよう構成される。
この構成により、統計値算出手段により、所定個数の濃度データの中で初期閾値を超えた濃度データの個数と所定個数との比率が一定比率に達したとき、初期閾値を超えた濃度データが、初期閾値と所定の関係を有する値とみなされて、良品濃度データとみなされ統計値が算出される。以下、濃度データ自体が初期閾値をオーバーしていることを「超えた」といい、更新された更新閾値自体が初期閾値とクロスしないことを「越えない」というように表現する。
In the X-ray foreign matter detection apparatus according to
With this configuration, when the ratio between the number of density data exceeding the initial threshold and the predetermined number among the predetermined number of density data reaches a certain ratio by the statistical value calculation means, the density data exceeding the initial threshold is It is regarded as a value having a predetermined relationship with the initial threshold value, is regarded as non-defective product density data, and a statistical value is calculated. Hereinafter, the fact that the density data itself exceeds the initial threshold is expressed as “exceeded”, and the fact that the updated update threshold itself does not cross the initial threshold is expressed as “not exceeded”.
請求項1に係るX線異物検出装置においては、合否判定手段で用いられた所定個数の濃度データに基づいて、統計値算出手段により統計値が算出され、閾値更新手段により統計値に基づいて閾値が更新されるので、食品の種類や特性に応じた精度の高い判定を自動的に効率よく行うことができる効果がある。
In the X-ray foreign object detection device according to
請求項2に係るX線異物検出装置においては、閾値は所定個数の濃度データが生成される毎に更新されるので、例えば、一連のデータの集合からなるバッチ毎に、統計値が算出されて、食品のロットによるばらつきや周囲環境の変化に応じた精度の高い判定を自動的に効率よく行うことができる効果がある。
In the X-ray foreign object detection device according to
請求項3に係るX線異物検出装置においては、初期閾値および更新された更新閾値のいずれかにより良品と判定された被検査物の良品濃度データのみに基づいて所定個数がカウントされ、統計値算出の基礎とされるので、より精度の高い閾値が得られ、精度の高い合否判定が得られる効果がある。
In the X-ray foreign matter detection apparatus according to
請求項4に係るX線異物検出装置においては、統計値算出手段により、所定個数の濃度データの中で初期閾値を超えた濃度データの個数と所定個数との比率が一定比率に達したとき、初期閾値を超えた濃度データが、初期閾値と所定の関係を有する値とみなされて、良品濃度データとみなされて統計値が算出されるので、例えば、所定個数のすべてが不良品の濃度データであっても、統計値の算出が不能となることはなく、閾値が初期閾値を越えない範囲内、すなわち濃度データの下限値と初期閾値の範囲内で更新される。そのため、更新された閾値は初期閾値を越えることはなく、自動的に初期閾値を越えない範囲内で閾値を更新することができ、効率の高い検査をすることができる効果がある。
In the X-ray foreign object detection device according to
以下、本発明に係る物品検査装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図1〜図9は、本発明に係るX線異物検出装置の実施の形態を示している。
Hereinafter, an embodiment of an article inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 9 show an embodiment of an X-ray foreign object detection device according to the present invention.
図1および図2に示すように、X線異物検出装置1は、搬送部2と、X線発生部3と、X線強度信号出力手段としてのX線検出部4と、投受光部5と、表示部6と、操作部7と、処理部8とにより構成される。
X線異物検出装置1は、被検査物としてのパッケージ10を搬送する搬送ラインの一部に設置され、所定間隔をおいて順次搬送されてくるパッケージ10の中に混入した金属、ガラス、石、骨などの異物の有無を検出し、パッケージ10の中に所定の物が有るか否かを検出するものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the X-ray foreign
The X-ray foreign
搬送部2は、4つのプーリ2a、2b、2c、2dとこれらのプーリに巻き付けられている無端状の搬送ベルト2eとにより構成される。搬送部2は、包装された生肉、魚、加工食品、医薬などの各種のパッケージ10を搬送するようになっており、X線発生部3で生成されるX線が搬送中のパッケージ10に対して垂直に曝射されるように、搬送部2とX線発生部3とが配置されている。搬送部2は、プーリ2aに接続された駆動モータMの駆動により予め設定された一定の搬送速度でパッケージ10が搬送されるようになっている。
The
X線発生部3は、搬送部2の上方に所定の高さ離隔し、かつ搬送ベルト2eの下部に設けられているX線検出部4と対向して配置されている。
X線発生部3は、例えば、金属製の箱体内部に設けられる円筒状のX線管が絶縁油により浸漬されており、X線管の陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてX線を生成するようになっている。X線管は、その長手方向がパッケージ10の搬送方向と直交する幅方向に設けられている。X線管により生成されたX線は、下方のX線検出部4に向けて、箱体底面にX線管の長手方向に沿って形成された不図示のスリットにより、搬送方向と直交する幅方向に略三角形状のスクリーン状に曝射されるようになっている。
The
For example, the
X線検出部4は、パッケージ10に対して曝射され透過したX線の透過量を検出するようになっている。このX線検出部4には、例えば、ライン状に配列された複数のフォトダイオードと、フォトダイオード上に設けられたシンチレータとを備えたアレイ状のラインセンサが用いられる。このフォトダイオードは、例えば、1ラインで構成されライン方向(Y方向)に0.4mmピッチで640個配置されている。シンチレータはX線のエネルギーを吸収し蛍光を発するようになっている。
このX線検出部4では、パッケージ10に対してX線発生部3からX線が曝射され、パッケージ10を透過したX線をシンチレータで受けて光に変換するようになっている。さらに、シンチレータで変換された光は、その下部に配置されるフォトダイオードによって受光されるようになっている。また、各フォトダイオードは、受光した光を電気信号に変換し、X線強度信号11aとして出力するようになっている。X線強度信号11aは、図示しないA/D変換部でA/D変換された後、データメモリ11に格納されるようになっている。
The
In the
投受光部5は、一対の投光部5aおよび受光部5bにより構成され、搬送部2の搬入口側に配置されている。投光部5aは搬送ベルト2eの一側面に位置し、受光部5bは搬送ベルト2eの他の側面で投光部5aに対向するように位置し、パッケージ10が投光部5aおよび受光部5bの間を通過するとパッケージ10により受光部5bが遮光されるようになっている。
The light projecting / receiving
表示部6は、バス9に接続され、例えば、図3の左側に示す液晶ディスプレイなどの表示デバイスを有し、数字表示部6a、パッケージ10を透過したX線の投影図によるX線透視表示6bや、図4および図5に示す初期閾値K、係数k、所定個数内の濃度データの平均値mと標準偏差値σとから算出された更新閾値KSのグラフ、濃度データの平均値mのグラフなどが表示されるようになっている。
The
操作部7は、図2に示すように、バス9に接続されている。また、操作部7は、図3に示すように、スイッチ7aと、スイッチ7bと、エンターキー7cと、テンキー7dと、指定ボタン7eと、十字キー7fと、表示部6に表示されるカーソル7gとが設けられている。スイッチ7aを押下げると、異物検出モードが選択されCPU19とモード実行プログラム12cとにより、パッケージ10の異物検出が実行されるようになっている。スイッチ7bを押下げると、閾値設定モードが選択されCPU19とモード実行プログラム12cとにより、閾値の設定が実行されるようになっている。エンターキー7cを押下げると、操作部7において入力した各種設定が確定されるようになっている。テンキー7dは、各種設定における数値を入力でき、入力された数字が数字表示部6aに表示されるようになっている。十字キー7fの押下げにより表示部6の表示画面内のカーソル7gを移動できるようになっている。また、操作部7に接続されたマウス(不図示)によりカーソル7gを移動させることもできるようになっている。指定ボタン7eを押下げると、表示部6の表示画面内のカーソル7gが指し示す位置をポイント指定できるようになっている。
The
処理部8は、ハードディスクなどの記録媒体からなり、図2に示すように、データメモリ11、プログラム格納部12、X線発生部3を駆動させるX線発生部駆動回路16、X線検出部4を駆動させるX線検出部駆動回路17、モータMを駆動させるモータ駆動回路18、各部を制御するCPU19及びこれらを接続するバス9により構成されている。
The
データメモリ11は、RAM等のリード/ライト可能な半導体メモリである。データメモリ11には、1ライン(Y方向)当たり640個のX線強度信号11aが、少なくとも搬送されるパッケージ10の搬送方向Xの長さに対応した所定ライン数(例えば、480ライン)格納されるようになっている。また、データメモリ11には、X線強度信号出力手段から出力されたX線強度信号11a、閾値設定プログラム12aにより設定された初期閾値Kおよび更新閾値KSなどの設定データ11b、濃度データ11cなどが所定領域に格納されるようになっている。
The
プログラム格納部12には、閾値設定プログラム12a、異物検出プログラム12b、モード実行プログラム12c、合否判定手段としての合否判定プログラム12d、X線強度信号出力手段としてのX線強度信号出力プログラム12e、濃度データ生成手段としての濃度データ生成プログラム12f、統計値算出手段としての統計値算出プログラム12g、閾値更新手段としての閾値更新プログラム12hなどが格納されている。
The
閾値設定プログラム12aにおいては、閾値設定モードにおける初期閾値設定の処理がなされる。具体的には、合否判定で用いる閾値の初期設定がなされ、パッケージ10に異物が含まれているか否かの合否判定で用いる初期閾値Kが設定される。搬送されるパッケージ10にX線を曝射し透過したX線からX線強度信号11aを得て、画像処理を行いパッケージ10の品種、特性および検査条件などから初期閾値Kが設定され、データメモリ11に設定データ11bとして格納される。初期閾値Kは、比較の対象とされるパッケージ10の濃度データ11cがパッケージ10の特性のばらつきにより良品を不良品と誤判定することがないように、ある程度の余裕もった値に設定される。すなわち、曝射されたX線を吸収する量が比較的大きい異物を検出するように設定される。
In the
異物検出プログラム12bにおいては、異物検出モードにおける異物検出処理がなされる。具体的には、パッケージ10に異物が含まれているか否かの合否判定が行われ、検査合格、検査不合格の処理が行われる。
In the foreign
モード実行プログラム12cにおいては、閾値設定プログラム12aによる閾値設定モード及び異物検出プログラム12bによる異物検出モードのいずれかのモードが選択され実行される。
In the
合否判定プログラム12dにおいては、初期閾値Kまたは更新閾値KSとパッケージ10の濃度データ11cとが比較され、濃度データ11cが初期閾値Kまたは更新された更新閾値KSを超えているときは異物が含まれているとして不合格の判定がなされ、初期閾値Kまたは更新された更新閾値KSを超えていないときは異物が含まれていないとして合格の判定がなされる。
In
X線強度信号出力プログラム12eにおいては、パッケージ10を透過し、さらに搬送ベルト2eを透過した透過X線がX線検出部4に設けられたシンチレータに入力され光に変換され、変換された光がX線検出部4に設けられたフォトダイオードにより電気信号に変換され、X線強度信号11aとしてデータメモリ11に格納される。このX線強度信号11aにはX線を透過したX線透過データとX線を吸収したX線吸収データとが含まれ適宜目的に沿って用いられる。
In the X-ray intensity
濃度データ生成プログラム12fにおいては、データメモリ11に格納されているX線強度信号11aが読み出され、読み出されたX線強度信号11aは図示しないA/D変換部でアナログ信号からデジタル信号に変換され、さらに、0から255までの256階調の輝度情報に変換され、異物に対応する部分を強調するようにフィルタ処理などの画像処理がなされて閾値と比較される濃度データ(例えば、パッケージ10内のピーク値)が生成され濃度データ11cとしてデータメモリ11に格納される。この濃度データ11cは、パッケージ10毎に異物の有無の合否判定に用いられる。
In the density
統計値算出プログラム12gにおいては、設定データ11bとしてデータメモリ11に格納されている濃度データ11cが読み出され、読み出された濃度データ11cに基づいて初期閾値Kおよび更新閾値KSを更新するために用いる統計値が算出される。この統計値には濃度データ11cの平均値mおよび標準偏差値σが含まれる。本発明においては、平均値mは算術平均値(相加平均値)で表され、標準偏差値σは次式(1)で表される。
In statistical
式(1)中、nは自然数、xは検出された個々の濃度データ11cを表す。
In formula (1), n represents a natural number and x represents detected
濃度データ11cの平均値mおよび標準偏差値σは、それぞれ所定個数毎に算出される。ここで所定個数は指定された時間または指定されたライン数内の値を意味する。また所定個数は、例えば、所定個数をpとし、図6(a)に示すように、1回目は個数pをカウントし、2回目はカウントをクリアした後、1回目の個数pの次の1個または複数個の後から個数pをカウントするいわゆるバッチ単位の個数であってもよい。また、図6(b)に示すように、1回目は個数pをカウントし、2回目はa個のあとから個数pをカウントするa個単位で毎回更新する個数であってもよい。aは1でもよく、複数でもよい。aが1の場合は連続的に閾値が更新され、aがpの場合が所定個数pの次の1個からカウントするバッチ単位の個数となる。算出効率を向上させる観点からは、所定個数はバッチ単位の個数とすることが好ましい。閾値を更新してより精度の高い閾値を得るには、所定個数は多いほどよいが、多いほど算出処理が煩雑となる。そのため所定個数は、品種、パッケージの特性、蓄積データや経験値などにより適宜選択され、例えば、5,000個〜50個が好ましく、1,000個〜100個がより好ましい。
The average value m and the standard deviation value σ of the
この所定個数は、原則として、初期閾値Kまたは更新閾値KSのいずれかにより良品と判定されたパッケージ10の濃度データ11c(以下、「良品の濃度データ11c」という。)のみの個数であり、不良品とされたパッケージ10の濃度データ11c(以下、「不良品の濃度データ11c」という。)は除外される。良品の濃度データ11cのみを算出の基礎とすることにより、より精度の高い平均値mおよび標準偏差値σを得ることができる。
ただし、不良品の濃度データ11cであっても、不良品の濃度データ11cの内初期閾値Kを超えたものと所定個数の濃度データ11cとの比率が一定比率に達したとき、不良品の濃度データ11cの内初期閾値Kを超えたものを初期閾値Kと所定の関係を有する値とみなすことにより、良品の濃度データ11cとみなして統計値である平均値mおよび標準偏差値σを算出してもよい。
このように不良品の濃度データ11cを良品の濃度データ11cとして扱うことにより、例えば、所定個数の濃度データ11cの全てが初期閾値Kを超えた不良品で統計値算出のデータとして使えないため更新閾値KSが0となってしまうことを回避し、かつ初期閾値Kを越えない範囲内で更新閾値KSを自動的に設定することができる効果がある。
In principle, the predetermined number is the number of
However, even if it is the
By treating the
不良品の濃度データ11cの内初期閾値Kを超えたものの個数と所定個数との比率としては、連続してカウントした所定個数pの中に含まれている不良品の濃度データ11cの内初期閾値Kを超えたものの個数をNGとしたとき、NG/pは0.5〜1.0が好ましい。比率が0.5未満であれば、不良品の濃度データ11cの内初期閾値Kを超えたものを除いた残りの濃度データ11cにより、精度が保たれた濃度データ11cの平均値mおよび標準偏差値σが得られる。所定個数pの中に含まれている不良品の濃度データ11cの内、更新閾値KSを超えたものの個数をNG´としたとき、NG´/pが0.5〜1.0であってもよい。
The ratio between the number of defective
初期閾値Kと所定の関係を有する値としての良品の濃度データとしてみなす値は、初期閾値Kを超えない初期閾値Kに近い値であり、この初期閾値Kに近い値をNとすると、例えば、Nは初期閾値Kと0.9Kの間で設定された固定値であってもよく、不良品の濃度データ11cを用いて算出した算出値でもよい。
算出値の場合、例えば、不良品の濃度データ11cの平均値をFmとし、標準偏差値をσFとし、可変の係数をk´としたときに、Nは次式、N=Fm+k´σFとして算出し、かつ次式、K≧N>0.9×Kを満足する関係を有する値となるように、平均値Fmと標準偏差値σFの値に応じて係数k´を適宜選択することにより算出することができる。
ただし、平均値FmがNより大きくなってしまった場合は、Fm=Nとし、k´=0とすることによりK≧N>0.9×Kを満足するようにしてもよく、k´<0とすることによりK≧N>0.9×Kを満足するようにしてもよい。
このように、所定の関係を有する値として初期閾値に近い値Nを設定することにより、濃度データ11cの所定個数の中に不良品の濃度データ11cが多く含まれることになっても、閾値を更新する際に用いることができる有効な統計値として算出することができる。すなわち、統計値である平均値mおよび標準偏差値σは、統計値算出プログラム12gにより算出した初期閾値Kに近い値Nと良品の濃度データ11cとの双方に基づく有効な値を算出することができる。
A value regarded as non-defective product density data as a value having a predetermined relationship with the initial threshold value K is a value close to the initial threshold value K that does not exceed the initial threshold value K. If a value close to the initial threshold value K is N, for example, N may be a fixed value set between the initial threshold K and 0.9K, or may be a calculated value calculated using the
In the case of the calculated value, for example, when the average value of the
However, if the average value F m becomes larger than N, it may be set such that K ≧ N> 0.9 × K is satisfied by setting F m = N and k ′ = 0. By setting ′ <0, K ≧ N> 0.9 × K may be satisfied.
In this way, by setting the value N close to the initial threshold value as a value having a predetermined relationship, the threshold value can be set even if a large number of defective
閾値更新プログラム12hにおいては、統計値算出プログラム12gにおいて算出された濃度データ11cの平均値mと、標準偏差値σとに基づいて初期閾値Kが、初期閾値Kを越えない範囲内、すなわち濃度データ11cの下限値と初期閾値Kの範囲内で更新閾値KSとして更新される。さらに、更新された更新閾値KSが適宜更新後の濃度データ11cの平均値mと、標準偏差値σとに基づいて初期閾値Kを越えない範囲内で再更新される。更新および再更新された更新閾値KSは、例えば、次式(2)で表される。
In the
KS=m+kσ (2)
式(2)中、kは、平均値mからの好適な更新閾値KSを決定するための係数であり、例えば、2〜5が好ましく、3〜4がより好ましい。
係数kは、図3に示す操作部7のテンキー7dから入力し、入力した数値を数字表示部6aに表示しエンターキー7cを押下げて確定させることにより、更新閾値KSの算出に用いることができる。係数kは、品種、パッケージの特性、蓄積データや経験値などに基づき、予めデータメモリ11に設定データ11bとして格納し、算出の際に自動的に読み出して用いてもよい。この算出に用いた平均値mおよび更新閾値KSを、例えば、図4および図5に示すように表示部6の表示画面に表示してもよい。
K S = m + kσ (2)
In formula (2), k is a coefficient for determining the suitable update threshold value K S from the average value m, for example, 2-5 are preferable and 3-4 are more preferable.
The coefficient k is input from the
以上説明した更新閾値KSは、所定個数が良品の濃度データ11cのみである場合および、統計値算出プログラム12gにより、不良品の濃度データ11cを初期閾値Kと所定の関係を有する値としての良品の濃度データ11cとしてみなす値(初期閾値Kに近い値N)として統計値が算出された場合は、初期閾値Kを越えない範囲内の値となる。
所定個数が不良品の濃度データ11cのみである場合および不良品の濃度データ11cを多く含んでいる場合、統計値算出プログラム12gにより、統計値を初期閾値Kに近い値Nとして修正せず、閾値更新プログラム12hにより更新閾値自体を修正して更新閾値KSを初期閾値Kを越えない範囲内の値となるようにしてもよい。
更新閾値自体を修正する方法としては、一律更新閾値KSを初期閾値Kとみなす方法、所定の計算処理による方法などが挙げられる。計算処理による方法においては、不良品の濃度データ11cおよび良品の濃度データ11cの双方または不良品の濃度データ11cのみに基づいて計算処理する。例えば、更新閾値KSが次式、K≧KS>0.9×Kを満足する値となるように式(2)KS=m+kσにおける係数kを適宜補正する。
平均値mおよび標準偏差値σは正の値であることから、式(2)および式K≧KS>0.9×Kより、係数kは(K−m)/σと(0.9K−m)/σとの間の値となるように補正される。このように、係数kを補正することにより、更新閾値KSを初期閾値Kを越えない範囲内の値として設定することができる。
その結果、所定個数の中に不良品の濃度データ11cが多く含まれてしまった場合でも、不良品の濃度データ11cに基づいて更新閾値を算出することができる。すなわち、従来、不良品の濃度データ11cを用いて更新閾値の算出をしようとすると、算出が不能となってしまい更新閾値が得られないという事態が生じうるが、この事態を回避することができ、自動的に連続して閾値を適切に更新することができる。
The update threshold value K S described above is a non-defective product when the predetermined number is only the non-defective
When the predetermined number is only the
As a method for correcting the update threshold value itself, a method in which the uniform update threshold value K S is regarded as the initial threshold value K, a method by a predetermined calculation process, and the like can be cited. In the calculation method, calculation processing is performed based on both the
Since the average value m and the standard deviation value σ are positive values, the coefficient k is (K−m) / σ and (0.9K) from the equation (2) and the equation K ≧ K S > 0.9 × K. It is corrected to be a value between -m) / σ. Thus, by correcting the coefficient k, the updated threshold value K S can be set as a value within a range that does not exceed the initial threshold K.
As a result, even when the predetermined number of defective
X線発生部駆動回路16は、CPU19からの検査開始指令によりX線検出部4に対し所定の電力を印加することで、X線発生部3からX線を常時曝射する状態にして、X線発生部3から曝射されたX線がX線検出部4に入力されるようになっている。
The X-ray generation
X線検出部駆動回路17は、CPU19からの検査開始指令によりX線発生部3を常時ON状態にして、X線発生部3から曝射されたX線を入力するようになっている。
The X-ray
モータ駆動回路18は、CPU19からの駆動開始指令によりモータMに対し所定電力を供給してモータMを駆動するようになっている。
The
CPU19は、X線異物検出装置1の全体を統轄制御するプロセッサであり、X線発生部駆動回路16、X線検出部駆動回路17、モータ駆動回路18への駆動指令、データメモリ11からのX線強度信号11aなどの読み出し、プログラム格納部12に格納された閾値設定プログラム12aその他の各種プログラムの実行、その他データの転送、種々の演算およびデータの一時的な格納などを行うようになっている。
The
次に、本発明に係るX線異物検出装置1における異物検出の実行処理について、図7〜図9のフローチャートを参照して説明する。
Next, foreign substance detection execution processing in the X-ray foreign
まず、検査者は、パッキングされたチーズなどのパッケージ10を図1に示す搬送ベルト2eの上に載置し、異物検出または閾値設定の準備をする。
初期閾値Kが設定されている場合は、検査者は、図3に示すスイッチ7aを押下げてX線による異物検出モードを選択し、初期閾値Kが設定されていない場合は、スイッチ7bを押下げて閾値設定モードを選択する(S10)。閾値設定モードまたは異物検出モードのいずれかが選択されると、CPU19は、選択されたモードを認識する(S12)。CPU19が、閾値設定モードを認識すると、プログラム格納部12内のモード実行プログラム12cにより、閾値設定プログラム12aが読み出されて閾値設定モードの実行が開始される(S14)。CPU19が、異物検出モードを認識すると、プログラム格納部12内のモード実行プログラム12cにより、初期閾値が設定されているか否かの判断がなされる(S30)。初期閾値が設定されていないと判断された場合は、閾値設定プログラム12aが読み出されて閾値設定モードの実行が開始され(S14)、初期閾値が設定されていると判断された場合は、異物検出プログラム12bが読み出されて異物検出モードの実行が開始される(S32)。
First, the inspector places the packed
When the initial threshold value K is set, the inspector presses down the
閾値設定モードの実行が開始されると(S14)、CPU19からX線発生部駆動回路16、X線検出部駆動回路17、モータ駆動回路18に駆動指令が出力される。出力された駆動指令により、モータMが回転駆動して搬送部2がパッケージ10の搬送を開始する(S16)。次いで、X線発生部3からX線が曝射される(S18)。
When the execution of the threshold setting mode is started (S14), a drive command is output from the
X線発生部3及びX線検出部4は、常時ON状態とされており、X線は、X線発生部3からX線検出部4に向けて略三角形状のスクリーン状に曝射されている。このX線スクリーン内をパッケージ10が通過すると、パッケージ10はスクリーン状のX線によって曝射される(S18)。X線が曝射されるとパッケージ10を透過した透過X線がX線検出部4に設けられたシンチレータに入力される。X線がシンチレータに入力され光に変換されると、X線検出部4に設けられたフォトダイオードにより光が受光されて電気信号に変換され、X線強度信号出力プログラム12eが実行されて、X線強度信号11aとして出力され、データメモリ11に格納される。このX線強度信号11aに基づいて、表示処理がなされX線透過像またはX線吸収画像として表示部6に表示される。例えば、パッケージ10のX線透視表示6bとして表示される(図3参照)。検査者は、このX線透視表示6bを参照して、パッケージ10内に異物が有るか否かを目視で観察することができる。
データメモリ11に格納されたX線強度信号11aは閾値設定プログラム12aにより読み出され、濃度データ生成プログラム12fによりX線強度信号11aが画像処理されて(S20)、各種条件に基づいて初期閾値Kが算出され設定される(S22)。閾値設定プログラム12aにより設定された初期閾値Kはデータメモリ11に格納される(S24)。
The
The
X線透過画像は、例えば、X線検出部4のフォトダイオードなどのラインセンサにより、パッケージ10のX線透過データをデジタル画像化し、1ライン上のサンプリングピッチと略等しいサンプリングピッチで搬送方向にサンプリングしたものをX線透過画像として表示部6に表示してもよい。また、パッケージ10のX線吸収率をα、パッケージ10の厚みをtとすると、強度SのX線がこのパッケージ10を透過した後の強度S’が、理論上、S’=S・exp(−α・t)と書けるので、両辺の対数をとって変形すれば、α・t=log(S)−log(S’)とも書け、X線透過画像はS’の2次元分布に相当し、対数をとって変形すれば、パッケージ10による吸収量α・tの2次元分布を示すX線吸収画像に変換できる。このようにして、X線吸収画像として表示部6に表示してもよい。
The X-ray transmission image is converted into a digital image of the X-ray transmission data of the
異物検出モードの実行が開始されると(S32)、CPU19からX線発生部駆動回路16、X線検出部駆動回路17、モータ駆動回路18に駆動指令が出力される。出力された駆動指令により、モータMが回転駆動し、搬送ベルト2eに載置された閾値設定において使用したパッケージ10と同一種類のパッケージ10の搬送が開始される(S34)。
When the execution of the foreign object detection mode is started (S32), a drive command is output from the
パッケージ10が搬送され投光部5aと受光部5bとの間を通過すると投光部5aからの出射光が遮光される。これにより、パッケージ10の通過が検知される。受光部5bが遮光を検出してから数秒後に、パッケージ10が、X線発生部3から略三角形状のスクリーン状に曝射されているX線のスクリーン内を通過することで、パッケージ10に曝射される(S36)。X線検出部4では、パッケージ10を透過した透過X線がシンチレータに入力され光に変換される。次いで、X線検出部4のフォトダイオードにより光が受光され電気信号に変換され、X線強度信号出力プログラム12eが実行されて、X線強度信号11aが出力される(S38)。出力されたX線強度信号11aはデータメモリ11に格納される(S40)。
When the
データメモリ11に格納されたX線強度信号11aは、濃度データ生成プログラム12fにより、例えば、256階調の輝度情報に変換され、次いで特徴抽出フィルタ処理などの画像処理がなされ(S42)、パッケージ10の濃度データ11cが生成され(S44)、データメモリ11に格納される(S46)。また、濃度データ11cに基づいて、表示処理が行われ透視画像のデータが生成され、図3に示すように、表示部6にパッケージ10のX線透視表示6bとして表示される。
The
図8に示すように、格納された濃度データ11cの個数がカウントされ(S50)、所定個数、例えば、100個未満か否かが判断される(S52)。100個未満であると判断された場合、パッケージ10の濃度データ11cと、初期閾値Kまたは先に更新されている更新閾値KSである現行閾値KGとが比較され(S54)、先のカウントがクリアされる(S56)。濃度データ11cが現行閾値KGを超えている場合(S58)は、異物が含まれているとして検査不合格(S60)とされ、濃度データ11cが現行閾値KGを超えていない場合(S58)は、異物が含まれていないとして検査合格(S62)とされ、結果について表示処理がなされ(S94)、表示部6に、例えば、パッケージ10の整理番号やロット番号とともにNGやOKなどの必要な表示がなされる(S96)。異物検出を続行する場合は(S98)、(B)すなわち、図7に示すように、パッケージ10にX線が曝射されるステップS36から表示処理がなされるステップS94までが繰り返し実行される。異物検出が全て行われると異物検出モードは終了する。
As shown in FIG. 8, the number of stored
ステップS52で100個を超えていると判断された場合、初期閾値Kを超えている不良品の濃度データ11cがカウントされ(S70)、所定個数に対する比率、例えば、50個/100個、すなわち、0.5未満か否かが判断される(S72)。所定個数に対する比率が0.5未満であると判断された場合(S72)、例えば、0.4であった場合、所定個数100個から不良品の濃度データ11c40個を除いた残りの良品の濃度データ11c60個について、統計値算出プログラム12gが実行され、統計値が算出され、閾値更新プログラム12hが実行されて、現行閾値KGが更新されて更新閾値KSが新たに設定される(S82)。次に、カウントがクリアされ(S84)、濃度データ11cと更新された更新閾値KSとが比較される(S86)。この比較により濃度データ11cが更新閾値KSを超えている場合(S88)は、異物が含まれているとして検査不合格(S90)とされ、濃度データ11cが更新閾値KSを超えていない場合(S88)は、異物が含まれていないとして検査合格(S92)とされ、結果について表示処理がなされ(S94)、表示部6に、例えば、パッケージ10の整理番号やロット番号とともにNGやOKなどの必要な表示がなされる(S96)。異物検出を続行する場合には(S98)、(B)すなわち、図7〜図9に示すように、パッケージ10にX線が曝射されるステップS36から表示がなされるステップS96までが繰り返し実行される。異物検出が全て行われると異物検出モードは終了する。
If it is determined in step S52 that the number exceeds 100, the
所定個数において不良品の濃度データ11cの内初期閾値Kを超えたものと所定個数との比率が0.5未満でないと判断された場合(S72)、例えば、0.8であった場合、(C)に進み図9に示すように、不良品の濃度データ11cの内初期閾値Kを超えたものを修正するか否かが判断され(S76)、不良品の濃度データ11cの内初期閾値Kを超えたものを修正する場合は(S76)、統計値算出プログラム12gにより初期閾値Kと所定の関係を有する値とみなされた値として有効な統計値として算出する(S78)。その後(D)に進み、算出した統計値に基づいて閾値更新プログラム12hにより現行閾値KGを更新して更新閾値KSとして設定する(S78)。更新閾値KSを設定した後、ステップS82からステップS98までを実行する。不良品の濃度データ11cを修正しない場合は(S76)、閾値更新プログラム12hにより更新閾値自体を修正する。具体的には、更新閾値KSが次式、K≧KS>0.9×Kを満足する値となるように式(2)KS=m+kσにおける係数kを適宜補正する(S80)。係数kは、式(2)および式K≧KS>0.9×Kから、(K−m)/σと(0.9K−m)/σとの間の値となるように補正される。このように、係数kを補正することにより、更新閾値KSを初期閾値Kを越えない範囲内の値として設定することができる。更新閾値KSを設定した後、ステップS82からステップS98までを実行する。
異物検出を続行する場合には(S98)、(B)すなわち、図7に示すように、パッケージ10にX線が曝射されるステップS36から表示処理がなされるステップS90までが繰り返し実行される。異物検出が全て行われると異物検出モードは終了する。
If it is determined that the ratio of the predetermined number of defective
When the foreign object detection is continued (S98), (B), that is, as shown in FIG. 7, from step S36 where X-rays are exposed to the
以上説明したように、本発明に係るX線異物検出装置では、(1)搬送路上を搬送されるパッケージ10にX線が曝射され透過したX線の強度に対応したX線強度信号11aがX線強度信号出力プログラム12eにより出力され、このX線強度信号11aに基づいて画像処理がなされ、濃度データ生成プログラム12fにより濃度データ11cが生成される。この濃度データ11cが初期閾値Kおよび更新閾値KSのいずれかと比較され、パッケージ10に異物が含まれているかが、合否判定プログラム12dにより判定される。この判定に用いられる更新閾値KSは、合否判定プログラム12dにおいて比較の対象となった濃度データ11cの所定個数を用いて統計値算出プログラム12gにより統計値を算出し、この統計値に基づいて閾値更新プログラム12hにより、初期設定した初期閾値Kが更新される。初期閾値Kを越えない範囲内で、自動的に閾値が更新されるので、効率よくより高い精度で異物の有無を検出し誤判定が生じない合否判定をすることができる。
As described above, in the X-ray foreign object detection apparatus according to the present invention, (1) the
本発明に係るX線異物検出装置では、(2)閾値更新プログラム12hにより、パッケージ10の濃度データ11cの所定個数毎に、閾値が自動的に更新されるので、より高い精度で異物の有無を検出し自動的に合否判定をすることができる。
In the X-ray foreign object detection apparatus according to the present invention, (2) the threshold value is automatically updated for each predetermined number of
本発明に係るX線異物検出装置では、(3)パッケージ10の濃度データ11cの所定個数が、初期閾値Kおよび更新閾値KSのいずれかにより良品と判定されたパッケージ10の濃度データ11cのみに基づいて、統計値算出プログラム12gにより統計値が算出されるので、より高い精度で異物の有無を検出し自動的に合否判定をすることができる。
In X-ray foreign material detecting apparatus according to the present invention, (3) a predetermined number of
本発明に係るX線異物検出装置では、(4)統計値算出プログラム12gにより、所定個数の濃度データ11cの内初期閾値Kを超えたものと所定個数との比率が一定比率に達したとき、不良品の濃度データ11cの内、初期閾値Kを超えたものを、初期閾値Kと所定の関係を有する値とみなすことにより、良品の濃度データ11cとみなして統計値が算出されるので、自動的に効率よくより高い精度で異物の有無を検出し誤判定が生じない合否判定をすることができる。
In the X-ray foreign object detection device according to the present invention, (4) when the ratio between the predetermined number of
以上説明したように、本発明は、判定閾値をより精度の高い値に自動的に更新することにより、食品等に混入した異物の有無を、高精度で効率よく合否判定することができ、誤判定が生じないという効果を有し、判定閾値を用いて異物の有無の判定を行う検査装置であれば、X線異物検出装置だけでなく、磁界を用いて被検査物に混入した金属を検出する金属検出機やその他の異物検査装置にも有用である。 As described above, according to the present invention, by automatically updating the determination threshold value to a value with higher accuracy, the presence / absence of a foreign substance mixed in food can be determined with high accuracy and efficiency. If it is an inspection device that has the effect that no determination occurs and uses the determination threshold to determine the presence or absence of foreign matter, it detects not only the X-ray foreign matter detection device but also the metal mixed in the inspection object using a magnetic field. It is also useful for metal detectors and other foreign matter inspection devices.
1 X線異物検出装置
2 搬送部
2a、2b、2c、2d プーリ
2e 搬送ベルト
3 X線発生部
4 X線検出部(X線強度信号出力手段)
5 投受光部
5a 投光部
5b 受光部
6 表示部
6a 数字表示部
6b X線透視表示
7 操作部
7a、7b スイッチ
7c エンターキー
7d テンキー
7e 指定ボタン
7f 十字キー
7g カーソル
8 処理部
9 バス
10 パッケージ(被検査物)
11 データメモリ
11a X線強度信号
11b 設定データ
11c 濃度データ
12 プログラム格納部
12a 閾値設定プログラム
12b 異物検出プログラム
12c モード実行プログラム
12d 合否判定プログラム(合否判定手段)
12e X線強度信号出力プログラム(X線強度信号出力手段)
12f 濃度データ生成プログラム(濃度データ生成手段)
12g 統計値算出プログラム(統計値算出手段)
12h 閾値更新プログラム(閾値更新手段)
16 X線発生部駆動回路
17 X線検出部駆動回路
18 モータ駆動回路
19 CPU
DESCRIPTION OF
5 Light Emitting /
11
12e X-ray intensity signal output program (X-ray intensity signal output means)
12f Density data generation program (density data generation means)
12g Statistical value calculation program (Statistical value calculation means)
12h Threshold update program (threshold update means)
16 X-ray
Claims (4)
前記合否判定手段に用いられた所定個数の前記濃度データに基づいて前記濃度データの統計値を算出する統計値算出手段と、
初期設定した初期閾値を越えない範囲内で前記統計値算出手段により算出した統計値に基づいて前記閾値を更新する閾値更新手段と、
を有することを特徴とするX線異物検出装置。 An X-ray intensity signal output means for outputting an X-ray intensity signal corresponding to the intensity of the X-ray that has been irradiated and transmitted to the inspection object conveyed on the conveyance path, and is output from the X-ray intensity signal output means Density data generation means for generating density data from the X-ray intensity signal, and pass / fail determination means for comparing the density data generated by the density data generation means with a threshold value to determine pass / fail of the object to be inspected. In the X-ray foreign matter detection apparatus having
A statistical value calculation means for calculating a statistical value of the density data based on a predetermined number of the density data used in the pass / fail judgment means;
Threshold update means for updating the threshold based on the statistical value calculated by the statistical value calculation means within a range not exceeding the initially set initial threshold;
An X-ray foreign matter detection apparatus comprising:
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