JP4127699B2 - 濃度データ変換方法および装置並びにx線検査システム - Google Patents
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Description
の値とするとともに、前記算出した等価厚画像の濃度値Q(Pa)および前記代表ワークの特定の透過領域におけるX線画像の濃度値Paを用いて、前記代表ワークのX線画像における前景の代表濃度値である式〔2〕中の濃度値P2の値を算出し、
た等価厚画像の濃度値Q(Pa)および前記代表ワークの特定の透過領域におけるX線画像の濃度値Paを用いて、前記代表ワークのX線画像における前景の代表濃度値である式〔2〕中の濃度値P2の値を算出し、
[第1の実施の形態]
ここで、α・tは、X線が発生源から出てX線測定部により検出されるまでに透過した物質によるX線吸収量を直接的に示す値であり、これをX線吸収画像の濃度値に対応付けることで、X線吸収率の高い物質あるいはX線透過方向の厚さの厚い部位ほど濃度値の大きな画像を作成することができる。
上述した本実施形態のX線検査システムにおいては、設定パラメータが未知の品種については、以下のような手順でX線照射強度等の測定条件の初期設定がなされる。
このような設定が済んだ品種については、図7〜図9に概略の流れを示すような測定制御プログラムが実行され、測定対象のワークWの品種を指定する入力がなされると、必要な選択操作入力の後、X線検査が行われる。
[ゼロ点補正処理段階]
次いで、データ変換処理部62に、X線画像における前景の代表濃度P1と、等価厚画像の最大濃度Qmaxとがそれぞれ読み込まれ、その設定値に基づいて、ワークWの各透過領域における等価厚画像の濃度データQ(P)への変換処理が前記式〔1〕を用いて実行される(図7のステップS11;処理段階)。
図13〜図18は本発明に係る濃度データ変換装置およびX線検査システムの第2の実施の形態を示す図であり、本発明を質量測定機能を併有するX線異物検出装置に適用した例を示している。この実施形態の濃度データ変換装置およびX線検査システムは、本発明の濃度データ変換方法の第2の実施の形態を使用するものである。なお、本実施形態は上述の実施形態と同一又は類似の構成に異物検出、感度補正および風袋引き等のための手段を付加したものであるので、上述例と同一又は類似の構成については図1〜図12におけると同一の参照符号を付して簡単に説明し、上述の実施形態との相違点について詳述する。
[設定段階]
上述の第1の実施の形態と同様に、設定パラメータが未知の品種については、まず、X線源2の照射強度を特定する管電圧Eおよび管電流IをワークWの品種に合わせて適切なレベルに設定した後、無搬送の搬送路1上の幅員方向全域で、ベルト面のみでの各透過領域のX線透過量が等しい値になるようX線検出器4の検出感度を調整し、次いで、無搬送時の搬送路1のベルト面を体積測定のゼロ点基準面に設定して、X線透過画像の背景であるベルト面の代表濃度P0を設定するとともに、X線透過画像の前景であるワークWの代表濃度P1と等価厚画像の最大濃度Qmaxとをそれぞれ設定する。次いで、必要に応じてノイズカット閾値等を設定し、質量の知れたマスターワーク(基準ワーク)の体積測定を行ない、設定入力されたマスターワークの質量と測定された体積測定値とから算出されるところの質量換算係数λWを設定する。また、必要に応じて、補正指数地γの初期設定がなされる。これらの初期設定データは、上述のように、搬送およびX線照射制御ユニットのメモリ又は処理ユニット6内のメモリに記憶され、適宜参照される。
このような設定が済んだ品種については、上述した図7〜図9の測定制御プログラムと類似する一連の測定制御プログラムが実行され、測定対象のワークWの品種を指定する入力がなされると、必要な選択操作入力の後、X線検査が行なわれる。そして、そこでの実際の処理段階に先立ち、代表ワークを用いての等価厚画像の濃度値Qaの算出および式〔2〕による前景の代表濃度値P2の算出がなされ、その算出値によるX線画像における前景の代表濃度値P1の置き換え処理が実行された後、補正指数値γが適宜加減補正された後(調整段階)、各透過領域のX線画像の濃度データPから等価厚画像の濃度データQ(P)への変換処理(処理段階)が実行される。
すなわち、上述した濃度変換処理ステップ(図7のステップS11)に次いで、図14に示すような拡張した体積測定処理が実行される。
また、本実施形態においては、等価厚データを採取するための検出感度設定の基準となる基準ワークを用いて、感度校正のための基準ワークの体積測定を行なって、その測定値をその測定に影響する設定パラメータ(E,I)と関連付けて記録・参照部64にテーブル化して記録する(ステップS54)。また、感度補正部65は、その基準ワークの新たな体積測定値V1(E,I,T,H)が得られる時点毎に、補正係数βをβ(T−T0,H−H0)=V0(E,I,T0,H0)/V1(E,I,T,H)として算出するようになっており、パラメータ(E,I)を変化させることで、記録・参照部64には補正係数βもテーブル化されて記憶される。
したがって、基準ワークの新たな体積測定値V1(E,I,T,H)が得られると(ステップS56)この新たに算出した補正係数β(T−T0,H−H0)を用いて、以後の体積測定値Vに対する校正済みの体積測定値Vproof=β・Vが算出され、周囲温度と経年変化に伴う検出感度の温度ドリフトが自動的に校正できることになる(ステップS57)。このとき、感度補正係数β=V0/V1であり、V0は基準日の基準温度における基準ワークの体積測定値、V1はその基準ワークを用いて行なった最新の感度補正における基準ワークの体積測定値である。
次いで、質量単位に換算された換算値Gを、G=λW・Vproof=λW・β・Vとする質量換算処理が実行されるが、本実施形態では、上述の実施形態の質量換算に対し、図15に示すように拡張した質量計算処理がなされる。
同図において、まず、風袋引き換算の有無がチェックされる(ステップS61)。すなわち、ワークWが内容物の質量測定値から除外したい風袋Cを含む場合であるか否かがチェックされる。その指定は、予め運転開始前のパラメータ設定時に必要なパラメータ(例えば質量換算係数λC)の設定入力と共になされる。
また、質量インジケータ部80は、図18に示すように、ワークWの質量測定値に応じて図中の左端から順次発光していく複数、例えば3つ以上の発光部分からなる横向きのバー状のもので、ワークWの質量測定値に応じて表示範囲(図中クロスハッチング部分)を変化させるようになっている。また、同一形状の発光部分を一列に整列させることで、等間隔の目盛りを配した形態に構成されている。さらに、質量インジケータ部80には、インジケータ部分81の下方に、質量許容範囲の下限値をインジケータ部分81の特定位置を指示することで示す第1のポインタ82と、質量許容範囲の上限値ををインジケータ部分81の特定位置を指示することで示す第2のポインタ83とが設けられており、質量許容範囲の下限値と上限値が入力されると、これらのポインタ82、83がインジケータ部分81上の対応する質量位置を指示するよう図中左右方向に移動するようになっている。さらに、インジケータ部分81は許容範囲の中の値でもっとも好ましい質量値、例えばちょうど許容範囲の中心に位置する太い目盛り線84を有しており、この目盛り線はデフォルトで中間値となるが、そこから偏倚した位置に位置させる指定を可能にすることもできる。
2 X線源
3 進入検知センサ(搬送間隔検出部)
4 X線検出器
5 画像入力ユニット(画像入力手段)
6 処理ユニット(変換処理手段、濃度データ変換装置)
11 搬送路幅員方向中央部
12a 搬送路幅員方向一端部
12b 搬送路幅員方向他端部
61 ゼロ点補正部(設定手段)
61b、62b 設定値メモリ
62 変換処理部(変換処理手段、設定手段、初期値設定手段)
62a 直線性補正部(調整手段、調整装置)
63 体積測定部(体積測定手段)
64 記録・参照部(感度情報記憶部)
65 感度補正部(感度補正手段)
66 質量換算部(換算手段)
66a 質量合否判定部(質量合否判定手段)
67 異物混入判定部(異物検出手段)
69 はみ出し検知部(はみ出し検知手段)
80 質量インジケータ部
C 風袋
d1、d2、〜dn−1、dn 測定点(各透過領域)
F 異物
P X線画像の濃度データ
W ワーク
Claims (16)
- X線を照射されたワーク(W)の透過領域毎のX線透過量に対応するX線画像の濃度データ(P)から前記透過領域のそれぞれにおける前記ワークの厚さに対応する等価厚画像の濃度データ(Q(P))への変換処理を施す濃度データ変換方法であって、
前記X線画像における背景の濃度値(P0)と、前記X線画像における前景の代表濃度(P1)と、前記等価厚画像の最大濃度(Qmax)とを設定するとともに、前記X線の照射強度と前記ワークの材質とに応じて、検査対象の前記ワークのうち良品ワークの前記各透過領域における前記ワークの厚さに対する前記等価厚画像の濃度データ(Q(P))の直線性が得られるよう補正指数値(γ)を加減調整する設定段階と、
前記ワークの厚さに対応する等価厚画像の濃度値(Q(P))への変換処理を、前記補正指数値(γ)を含む次式〔1〕により実行する処理段階と、
- 前記設定段階で、前記補正指数値(γ)が1.3±0.2となる範囲内で前記補正指数値(γ)を設定することを特徴とする請求項1に記載の濃度データ変換方法。
- 前記処理段階に先立って、
前記ワークの標準となる代表ワークの特定の透過領域におけるX線画像の濃度値Paを基に前記式〔1〕で等価厚画像の濃度値Q(Pa)を算出して該算出値を次式〔2〕で表わされるQaの値とするとともに、
前記算出した等価厚画像の濃度値Q(Pa)および前記代表ワークの特定の透過領域におけるX線画像の濃度値Paを用いて、前記代表ワークのX線画像における前景の代表濃度値である式〔2〕中の濃度値P2の値を算出し、
- X線を照射されたワーク(W)の透過領域毎のX線透過量に対応するX線画像の濃度データ(P)から前記透過領域のそれぞれにおける前記ワークの厚さに対応する等価厚画像の濃度データ(Q(P))への変換処理を施す濃度データ変換装置であって、
前記X線画像における背景の濃度値(P0)と、前記X線画像における前景の代表濃度(P1)と、前記等価厚画像の最大濃度(Qmax)とをそれぞれ記憶する設定値メモリ(61b,62b)を有する設定手段(61,62)と、
前記X線の照射強度と前記ワークの材質とに関連する測定条件パラメータを前記設定値メモリ(62b)に記憶させるとともに、該記憶した測定条件パラメータに応じて、検査対象の前記ワークのうち良品ワークの前記各透過領域における前記ワークの厚さに対する前記等価厚画像の濃度データ(Q(P))の直線性が得られるよう加減調整された補正指数値(γ)の初期値を設定する初期値設定手段(62)と、
前記設定手段の設定情報と前記初期値設定手段の補正指数値(γ)の初期値とに基づいて、前記ワークの厚さに対応する等価厚画像の濃度値(Q(P))への変換処理を、前記補正指数値(γ)を含む次式〔1〕により実行する変換処理手段(62)と、
- 前記初期値設定手段が、前記補正指数値(γ)が1.3±0.2となる範囲内で前記補正指数値(γ)を設定することを特徴とする請求項4に記載の濃度データ変換装置。
- ワークを搬送する搬送路(1)と、
搬送中の前記ワークに所定の検査空間内でX線を照射するX線源(2)と、
前記検査空間内で前記搬送方向と直交する方向で隣り合う複数の透過領域のそれぞれについて前記ワークを透過したX線を検出することができるX線検出器(4)と、
前記X線検出器の検出情報に基づき、前記透過領域毎のX線透過量に対応するX線画像の濃度データ(P)から前記透過領域のそれぞれにおける前記ワークの厚さに対応する等価厚画像の濃度データ(Q(P))への変換処理を施す濃度データ変換装置(6)と、を備え、前記等価厚画像を前記ワークの検査情報として生成するX線検査システムであって、
前記濃度データ変換装置が、
前記X線画像における背景の濃度値(P0)と、前記X線画像における前景の代表濃度(P1)と、前記等価厚画像の最大濃度(Qmax)と、前記X線の照射強度と前記ワークの材質とに応じて、検査対象の前記ワークのうち良品ワークの前記各透過領域における前記ワークの厚さに対する前記等価厚画像の濃度データ(Q(P))の直線性が得られるよう加減調整された補正指数値(γ)とをそれぞれ設定値メモリ(61b,62b)に記憶させる設定手段(61,62)と、
前記設定手段の設定情報に基づいて、前記ワークの厚さに対応する等価厚画像の濃度値(Q(P))への変換処理を、前記補正指数値(γ)を含む次式〔1〕により実行する変換処理手段(62)と、
- 前記変換処理手段は、
前記X線検出器(4)によって前記ワークの標準となる代表ワークを透過したX線が検出されたとき、該代表ワークの特定の透過領域におけるX線画像の濃度値Paを基に、前記式〔1〕で等価厚画像の濃度値Q(Pa)を算出して該算出値を次式〔2〕で表わされるQaの値とし、
前記算出した等価厚画像の濃度値Q(Pa)および前記代表ワークの特定の透過領域におけるX線画像の濃度値Paを用いて、前記代表ワークのX線画像における前景の代表濃度値である式〔2〕中の濃度値P2の値を算出し、
- 前記複数の透過領域のそれぞれに対応する前記等価厚画像の濃度データに基づいて前記複数の透過領域における前記ワークの体積を測定する体積測定手段(63)を更に備えたことを特徴とする請求項6に記載のX線検査システム。
- 前記体積測定手段で測定された前記透過領域毎の体積測定値を予め設定された換算比(λW)で質量単位の換算値に換算する換算手段(66)を更に備えたことを特徴とする請求項8に記載のX線検査システム。
- 測定感度を設定するための基準ワークについての基準の体積測定値を測定感度に影響する所定の検出パラメータと関連付けた体積測定値テーブルおよび前記体積測定の感度を補正する感度補正係数を記憶する感度情報記憶部(64)を有し、前記基準ワークの体積測定毎に前記所定の検出パラメータを特定して、前記感度情報記憶部に記憶された体積測定値テーブルと前記基準ワークの最新の体積測定値および該測定時における前記所定の検出パラメータとに基づいて、前記感度補正係数を更新し、前記体積測定の感度を一定範囲内に維持する感度補正手段(65)を更に備えたことを特徴とする請求項8に記載のX線検査システム。
- 前記所定の検出パラメータが、少なくとも前記X線源を駆動する電圧の値を含み、前記基準ワークの体積が測定されたとき、前記感度補正手段が、該測定された最新の体積測定値と、前記感度情報記憶部に記憶された前記体積測定値テーブル中の前記体積測定値との比率に基づいて、前記感度補正係数を更新することを特徴とする請求項10に記載のX線検査システム。
- 前記体積測定手段が、前記各透過領域におけるX線画像の濃度データのうち所定のノイズカット閾値を超える濃度データを用いて体積測定の処理を実行することを特徴とする請求項8に記載のX線検査システム。
- 前記換算手段により質量単位の値に換算された前記透過領域毎の体積測定値の換算値が前記ワークに対応する所定の質量許容範囲内にあるか否かで質量測定結果の合否を判定する質量合否判定手段(66a)を設けたことを特徴とする請求項9に記載のX線検査システム。
- 前記ワークが風袋(C)を含むとき、前記体積測定手段が、前記ワークの等価厚画像の濃度データに基づいて算出したワーク全体の体積測定値(V)から、前記風袋分の体積値(VC)を差し引く風袋引き処理を実行するようにしたことを特徴とする請求項8に記載のX線検査システム。
- 前記ワークが風袋(C)を含むとき、前記体積測定手段が、前記風袋の質量と体積の換算比(λC)を予め記憶するとともに、該風袋の質量(GC)が設定されたとき、該質量を該風袋の体積に変換して、前記ワークの等価厚画像の濃度データに基づいて算出したワーク全体の体積測定値(V)から前記風袋分の体積値(VC)を差し引く風袋引き処理を実行することを特徴とする請求項9に記載のX線検査システム。
- 前記X線検出器の検出情報に基づき、前記ワーク中における異物の有無を判定して該異物を検出する異物検出手段(67)を更に備えたことを特徴とする請求項7に記載のX線検査システム。
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