JPH0694645A - 円形容器内面検査装置 - Google Patents
円形容器内面検査装置Info
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- JPH0694645A JPH0694645A JP24384292A JP24384292A JPH0694645A JP H0694645 A JPH0694645 A JP H0694645A JP 24384292 A JP24384292 A JP 24384292A JP 24384292 A JP24384292 A JP 24384292A JP H0694645 A JPH0694645 A JP H0694645A
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Abstract
力を高める。 【構成】図3(A)はビール缶容器102の内面を軸方
向から観測した濃淡画像を示し、103は口部高輝度
部,104は底部高輝度部である。図3(B)はこの画
像を走査線Q−Q1で走査したときの濃度変化を示して
いる。本発明ではこの画像に容器中心Oを通る放射状の
走査を順次行って異なる放射走査線上の対応するアドレ
ス位置にある画素同士の濃度差を求め、この濃度差がこ
の画素のアドレス位置に対応する所定のしきい値より大
きいか否かで異常か否かを判定する。例えば図3(A)
のようにヘコミ105がある場合、放射走査線Q’−Q
1’上の濃度変化は同図(C)のようになるが、本発明
では同図(B)と(C)の対応アドレスの画素同士の濃
度差の絶対値を求めてしきい値と比較するのでヘコミ1
05の検出能力が高まる。
Description
送されるビール缶などの円形容器内面を検査し、容器の
変形・異物・ゴミ・傷などを検出する画像処理装置とし
ての円形容器内面検査装置に関する。なお以下各図にお
いて同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
器を上面より観測した場合の高輝度部の説明図で、同図
(A)は缶容器の上面(画像)図、同図(B)は側断面
図である。そして102は容器、101はこの容器10
2を上方から照らすリング状の照明器、103は口部の
高輝度部、104は底部の高輝度部である。このように
リング照明器101を用いて容器102の内面に光線を
照射することにより、容器内面の口部と底部に夫々10
3,104のような高輝度部が発生する。特に缶などの
ように容器内面に金属光沢のある場合は顕著である。
(A))に対する走査線Q−Q1上の濃度変化を示した
ものであるが、濃度変化の特徴よりW1〜W5の5つの
領域に分類される。第1の領域W1は口部高輝度部10
3であり、第2の領域W2は濃度変化が比較的小さい容
器側面上中部であり、第3の領域W3は図2で述べた照
明101による光線があまり届かないため、他の領域よ
り暗い容器側面下部であり、第4の領域W4は底部高輝
度部104であり、第5の領域W5は底部である。
ウィンドウを設け、領域の光学的な特性に応じて黒汚れ
(黒点)や白汚れ(白点)の不良を検出するためのしき
い値を設定していた。不良検出の方法としては例えば対
象画像の走査によって得られたアナログのビデオ信号
(アナログ濃淡画像信号)をA/D変換してなる8ビッ
トなどの多値の濃淡画像信号を所定のしきい値で2値化
する方法や、前記のビデオ信号を微分して欠陥信号を抽
出する微分法などが知られている。この微分法の場合、
対象物の外形の輪郭部でも微分信号が出るが輪郭部では
微分によって正方向パルス,負方向パルスのいずれか一
方が発生するのに対し、微小欠陥部では正方向パルスと
負方向パルスが同時に発生することを利用して欠陥部を
抽出することができる。
信号を微分してなる信号P(X,Y)についての着目点
(座標値X=i,Y=j)における値P(i,j)と、
この着目点よりX方向走査線上の前,後に夫々所定の微
小のα画素,β画素だけ離れた点における値P(i−
α,j),P(i+β,j)との間に、 P(i,j)−P(i−α,j)>TH1 であっ
て且つ、 P(i+β,j)−P(i,j)>TH1 の関係
があれば、 (但しTH1は所定のしきい値(正値)とする)着目点
における不良検出のための二値化関数値PD(i,j)
=1としてこの着目点を黒レベル不良の点とし、それ以
外の場合はPD(i,j)=0としてこの着目点を正常
の点とするものである。
法は微小な黒点のような不良には有利であるものの容器
のヘコミの場合は局所的なコントラストが得られず検出
が困難であった。そこで本発明はこの問題を解消できる
円形容器内面検査装置を提供することを課題とする。
めに、請求項1の円形容器内面検査装置は軸対称の円形
容器の前記軸方向からこの円形容器の内面側を照明した
うえ、TVカメラを介しこの軸方向からこの円形容器の
照明面を撮像し、この撮像された画像を解析して前記円
形容器の変形や汚れを検査する円形容器内面検査装置に
おいて、フレームメモリ1などに格納された前記円形容
器の内面の画像を、(放射アドレス発生器4などを介
し)この画像の中心を通る放射状の走査線で順次走査
し、この放射状走査線上の1又は所定の複数の画素間隔
で並ぶ画素の濃度と、この走査線に対し所定間隔を持つ
放射状走査線上の夫々該画素に対応する位置にある画素
の濃度との各対応画素同士の濃度差の絶対値を当該対応
画素の走査線上の座標に応じて定められたしきい値と夫
々比較し、さらにこの比較を前記所定間隔を持つ放射状
走査線の他の対についても順次行い、前記しきい値より
大きい前記濃度差の絶対値が検出されたときは容器内面
不良であると判定する手段(不良検出回路12,不良検
出判定回路13など)を備えたものとする。
求項1に記載の円形容器内面検査装置において、前記放
射状の走査線を前記画像の最外周を両端とするものとし
て求める手段(処理領域決定回路18Aなど)を備えた
ものとする。また請求項3の円形容器内面検査装置は請
求項1に記載の円形容器内面検査装置において、この円
形容器底部の画像を差分し、この差分画像のエッジを基
準として前記画像の中心を算定する手段(新たな画像エ
ッジ検出回路14など)を備えたものとする。
器(102など)の前記軸方向から(リング照明器10
1などを介し)この円形容器の内面側を照明したうえ、
TVカメラを介し、この軸方向からこの円形容器の照明
面を撮像し、画像を解析する際、容器内面の濃淡分布が
図3に示したように、同心円上に発生することに着目し
画像の中心Oを中心として画像走査を放射状に行い、図
3では放射走査線Q−Q1を上の画像の濃度変化を走査
した後、放射走査線Q’−Q1’上の濃度変化を走査
し、両走査線上の対応する座標(アドレス)にある画素
同士の濃淡差(濃度差)を逐次求め、この各濃淡差を予
め設定される所定のしきい値THPと比較する。例えば
図3(A)のようなヘコミ105がある場合は走査線
Q’−Q1’の濃淡変化は図3(C)のようになる。そ
こで図3(B)と図3(C)の濃淡差を画素の配列順に
逐次求めて行くと、ヘコミ105による変化部分がしき
い値THPを越えるため不良として検知できる。
形容器の固定2値画像からこの画像の最外周を両端とす
るように放射走査線を求め、これにより容器外の画像を
走査する必要を無くし、無駄な走査を行わずに処理時間
を短縮する。 (3)請求項3に関わる発明について:図3の底部高輝
度部104の周辺に発生する容器内面の画像を差分し、
差分画像のエッジを基準として容器中心点Oを推定し、
この中心点Oをすべての放射走査線が通過するように各
放射走査線を正確に位置補正し、容器位置ズレの影響を
減ずる。
心から放射線状に画像走査を行い、それにより得られた
画素列の濃淡変化を検査することにより、容器のヘコミ
が検出できるほか、黒点不良についても検査が可能とな
る。
アのブロック図である。同図においてPOは図外のTV
カメラの画面をラスタ走査して得られるビデオ信号をA
/D変換してなる(例えば8bit)の濃淡画像信号、
1はこの多値濃淡画像信号POを入力し、多値画面デー
タとして記憶するフレームメモリ、3はこのフレームメ
モリに対するラスタアドレスを発生するラスタアドレス
発生器である。
ムメモリ1に対してアドレス発生を行う放射アドレス発
生器、2は図3(B)に示したようなリング状のウィン
ドウ別のマスクパターンが格納されているウィンドウメ
モリ、5はこのウィンドウメモリ2に対し発生器3と同
様にラスタアドレスを発生するラスタアドレス発生器、
6は同じくこのウィンドウメモリ2に対し発生器4と同
様に放射状走査のためのアドレス発生を行う放射アドレ
ス発生器である。そしてこれら発生器3,5と4,6と
の切替によるラスタアドレスと放射アドレスの発生切替
が可能である。
淡信号POまたはフレームメモリ1より読み出された画
像信号1aをウィンドウメモリ2からのマスクパターン
データでマスクし、指定されたウィンドウ領域のみの画
像信号POまたはフレームメモリ1から読み出された画
像信号1aを通過させる回路である。8,14は画像エ
ッジ検出回路で、画像のエッジ、具体的にはリング状の
高輝度部の外端(外周点)と内端(内周点)を検出する
機能を持ち、この場合、入力した画像信号を対象画像の
位置検出や円形性検査のための所定のしきい値で2値化
したうえ、画像エッジとしてのこの2値化信号の立上り
点の座標と立下り点の座標とを自身内のメモリに格納す
る。9はこの画像エッジ検出回路8によって検出された
外周点または内周点の座標値に対し円形性検査を行う回
路である。
ンドウが発生するように、画像エッジ検出回路14が最
新の多値濃淡画像信号POを入力して検出した現実の対
象画像の中心の位置と予め設定されているウィンドウの
中心の位置とのズレを検出する回路である。10はフレ
ームメモリ1のラスタ走査によってフレームメモリ1か
ら読出された画像信号1aをウィンドウゲート回路7を
介して入力し、黒点などの汚れ不良画素を検出するため
の不良検出回路、11はこの検出された不良画素を集計
して不良の判定を行う不良検出判定回路である。
射状の走査によってフレームメモリ1から読み出された
画像信号1aをウィンドウゲート回路7を介して入力
し、ヘコミ不良画素を検出するための不良検出回路、1
3はこの検出された不良画素を集計して不良の判定を行
う不良検出判定回路である。また19は円形度判定回路
9,不良検出判定回路11および13の判定結果を入力
し総合的な判定を行う回路、20はこの総合判定回路1
9の出力判定信号によって良否の出力を行う出力回路で
ある。
した多値画像信号POを用いて対象画像のX方向投影回
路パターンを求めるX投影回路、17は同じく対象画像
のY方向投影パターンを求めるY投影回路、18はこの
2つの投影回路16,17の出力データを用いて他の容
器画像と連接していない対象容器画像の領域のみを求め
る回路である。
過すると、ストロボ発光またはシャッタによる露光制限
により、容器上部より静止化された被検査画像を取り込
む。この取り込み期間にX投影回路16,Y投影回路1
7に画像が送られ、投影の特徴を得る。固定2値画像の
投影算出の場合は、投影回路16,17は2値化の機能
を備える。
そのX方向投影量203とY方向投影量204より容器
の外接矩形(つまり斜線部の処理領域)を検出する方法
を示すが、容器が搬送路上を連接したりしながら移動し
てくる場合は、別途処理領域決定回路18によって連接
分離の処理を行って処理領域202を決定する。なおこ
の連接分離は例えば本出願人の先願になる特願平3−2
49946号に述べた処理によって行うことができる。
施例を示す。前述のように放射アドレス発生器4より、
フレームメモリ1の容器内面画像に対し放射アドレスを
発生し、ある放射走査線K(なおここでKおよび以下に
記すK+1,K+2,K+3は順次、所定の等間隔(等
角度)で並ぶ放射走査線の番号を示すものとする。)を
走査する場合、この走査線上の各画素の濃度データが走
査順にFiFo(先入先出メモリ)21−1に蓄積され
る。次の走査線K+1を走査する際には走査線K+1上
のデータはFiFo21−1に蓄積されると同時に先の
走査線上K上のデータはFiFo21−2に移動して蓄
積される。同様に次の走査線K+2を走査する際には、
この走査線K+2上のデータはFiFo21−1に、先
の走査線K+1上のデータはFiFo21−2に移動し
て、同じく先の走査線K上のデータはFiFo21−3
に移動して、夫々蓄積される。
る際には、この走査線K+3上のデータはFiFo21
−1に送り込まれると同時にFiFo21−1,21−
2,21−3のデータは順送りに押出され、FiFo2
1−3から走査線K上のデータが減算器24の一方の入
力として与えられる。他方、走査線K+3上のデータは
減算器24の他方の入力としても与えられるので、結
局、減算器24では走査線K上とK+3上との夫々対応
する座標(アドレス)の画素の濃度データが1対づつ順
送りに比較演算される。この減算器24の出力(濃度
差)は絶対値変換回路24によって、その絶対値が求め
られ、さらに比較器26によって、走査のアドレスごと
(従って前記の画素の対ごと)に、次に述べるしきい値
テーブル23から与えられるしきい値THPと比較され
る。ここで放射アドレス発生器4からは走査線上を1画
素進むごとに1パルスがカウンタ27へ送られ、そのカ
ウンタ値は各走査線上での画素のアドレスを示し、該ア
ドレスをしきい値テーブル23のアドレス入力とするこ
とにより、次の図6で述べるように各画素位置に応じた
しきい値THPを比較器26に与えることができる。
画素の濃度変化と画素のアドレス別のしきい値THP
(THP1〜THP4)の設定例とを対比したものであ
る。即ち濃淡変化の大きな部分には大きなしきい値TH
P1,THP3を与え、濃淡変化の小さな部分には小さ
なしきい値THP2,THP4を与える。図7は図3
(B),(C)の夫々対応するアドレスの画素同士の濃
度差の絶対値と図6のしきい値(破線)との関係を走査
線を横軸にして、かつ図6と横軸が対応するように示し
たものである。この図7に示すようにヘコミ105部分
の濃度差の絶対値はこの部分のしきい値THP2より大
きく不良として検出される。
は請求項2に関わる発明の実施例としての処理領域決定
回路の構成図である。この処理領域決定回路18Aは図
1の回路16,17,18に替えて設けられる。この処
理領域決定回路18Aにおいて、固定2値化回路31は
フレームメモリ1からラスタ走査によって取出される水
平ライン上の多値画像信号1aを円形容器の口部高輝度
部103が切出されるように所定のしきい値で2値化す
る。画像変化点検出回路32はこの2値化回路31から
出力される2値化画像信号31aの変化点(つまり立上
がり点とを下がり点)を検出し、ラッチ信号を第1立上
がり点メモリ33および最終立下がり点メモリ34に与
える。
値化画像信号31aの最初の立上がり点のXアドレスを
記憶し、最終立下がり点メモリ34は2値化画像信号3
1aの最終の立下がり点のXアドレスを記憶する。この
ような水平走査がYアドレス順に行われることによって
メモリ33と34には夫々Yアドレス順に、第1立上が
り点と最終立下がり点のXアドレスが格納される。
決定動作の説明図で、同図(B)には前記第1立上がり
点メモリ33と最終立下がり点メモリ34のデータ格納
状態の例が示されている。即ち第1立上がり点メモリ3
3には同図(A)に示すリング状の口部高輝度部103
の外周の左半分の各水平走査ごと(つまりY座標ごと)
のX座標XS1,XS2,…XSnが格納され、最終立
下がり点メモリ34には同じく口部高輝度部103の外
周の右半分の水平走査(Y座標)ごとのX座標,XE
1,XE2,…XEnが格納されている。図9(A)の
L(L1〜L3)は放射走査線を示す。ここでまず放射
走査線L1は、立上がり点メモリ33より先頭Yアドレ
スのデータXS1をリードし、立下がり点メモリ34よ
り最終YアドレスのデータXEnをリードし、この2点
間を結ぶ直線として決定される。同様に放射走査線L2
は夫々XS1,XEnに次ぐYアドレスのデータXS2
とXEn−1をリードし、この2点間を結ぶ直線として
決定される。以下走査線L3,…も同様な手順を繰返し
て決定される。
の走査関数決定回路35によって行われる。この場合は
図1の放射アドレス発生器4はこの決定回路35の出力
データを用いて各放射走査線L上の画素別の座標(アド
レス)を順次出力する。なお水平走査のみを行う場合
は、口部高輝度部の外周円の上部、下部付近にて走査線
が疎となるため、これを防ぎたい場合には図10のよう
に走査方向を垂直方向に変更すればよく、これにより密
な放射走査線が得られる。
円形容器画像の中心点Oを必ず通過するとは限らないた
め、次に述べる別手段により中心点Oを求め、立上がり
点,立下がり点いずれかの1点と中心点Oを結ぶ直線と
して決定することも可能である。次に請求項3に関わる
発明の実施例としての円形容器中心Oの決定方法につい
て説明する。即ち図1の画像エッジ検出回路14は前記
ではリング状の口部高輝度部を検出して対象画像の中心
位置を求めるものとしたが、放射走査線を用いる場合、
中心Oの精度を高めることが望ましいので、次に述べる
ように円形容器の底面の画像を利用して中心Oを求めて
もよい。
が到達し難いため、低輝度となるが、固定2重化レベル
で切り出せる程、周囲との濃淡差は大きくない。従って
安定に画像を検出する手段として差分を用いた2値化方
法が有効である。図11(A)は円形容器底面部の輝度
分布を模式的に表現したものであるが、この図は底面部
110,底部高輝度部104の周囲に底部低輝度部11
1が発生している例を示している。また同図(B)は同
図(A)のようにY側位置検出ウィンドウ112とX側
位置検出ウィンドウ113を画面の特定の位置に設定
し、該ウィンドウ内部の濃淡レベルの谷となる部分を後
述する谷検出2値化法を用いて検出し2値化した例を示
している。
値画像の画像エッジをX方向,Y方向についてそれぞれ
求め、このエッジとなるX,Y座標によって定まる位置
基準点114を求め、この位置基準点の座標に所定のオ
フセット量を加算することにより容器中心位置Oを正確
に決定することができる。なお前述した谷検出2値化方
法は本出願人の先願になる特願平3−265134号に
谷を不良部として検出する方法が詳細に示されている
が、ここではその原理を簡単に説明する。
図で、同図(A)は走査線(Y=j)Q−Q1上の多値
濃淡画像信号PO(X,Y)の例を示す。ここで51は
通常部分における着目点、52と53は夫々この着目点
51に対し走査線上で、前と後に画素数αだけ離れた背
景点としての通常部前方背景点と良品部後方背景点であ
る。
と56は夫々この着目点54に対し走査線上で前と後に
画素数αだけ離れた背景点としての谷部前方背景点と谷
部後方背景点である。ここで着目点の座標をX=i,Y
=jとしたき、画像信号POの差分項(次式(1),
(2)の左辺)について、 PO(i−α,j)−PO(i,j)>THD────(1) であって且つ、 PO(i+α,j)−PO(i,j)>THD────(2) (但しTHDは所定のしきい値(正値)とする)の関係
があれば、着目点における谷検出のための2値化関数値
(谷二値化画像信号という)POD(i,j)=1とし
て、この着目点を谷とするものであるが、図12の通常
部分では、上記の式(2)が成立せず谷は検知されない
が、図12の谷部分では上記(1),(2)が成立し、
谷を検知することができる。なお図12(B)は同図
(A)に対応する谷判定出力としての前記谷二値化画像
信号POD(X,j)を示す。
域に分割し、それら小領域ごとに(1),(2)式にお
ける画素数α,しきい値THDの値を適宜与えることに
より最適な谷検出を行うことができる。図13は図1の
フレームメモリ1およびラスタアドレス発生器3を除く
回路の機能をCPU41がソフトウェアで果たす例を示
している。この場合、特にフレームメモリ1にアクセス
するハードウェアとしての放射アドレス発生回路4,6
が独立して存在しないため、CPU41の処理時間を短
縮することが重要である。このためには放射走査線の間
隔を適度に拡げたり、放射走査線上の演算対象とする画
素の間隔を適度に拡げることが有効である。
中心を通る放射走査線で走査し、所定間隔を持つ放射走
査線の対の上の対応する座標にある画素同士の濃度差を
求め、この濃度差の絶対値がこの座標に応じて予め定め
られたしきい値を越えたとき、ヘコミ不良と判別するよ
うにしたので、コントラストの低い円形容器側面の局所
的なヘコミを精度よく検出できるようになった。
示すブロック図
のウィンドウ分割の説明図
図
成を示すブロック図
しきい値の設定の実施例を示す図
対値としきい値との対比図
処理領域決定回路に代わる回路の構成を示すブロック図
を示す図
容器中心検出方法の説明図
原理図
行う構成の実施例を示すブロック図
Claims (3)
- 【請求項1】軸対称の円形容器の前記軸方向からこの円
形容器の内面側を照明したうえ、TVカメラを介しこの
軸方向からこの円形容器の照明面を撮像し、この撮像さ
れた画像を解析して前記円形容器の変形や汚れを検査す
る円形容器内面検査装置において、 前記円形容器の内面の画像をこの画像の中心を通る放射
状の走査線で順次走査し、 この放射状走査線上の1又は所定の複数の画素間隔で並
ぶ画素の濃度と、この走査線に対し所定間隔を持つ放射
状走査線上の夫々該画素に対応する位置にある画素の濃
度との各対応画素同士の濃度差の絶対値を当該対応画素
の走査線上の座標に応じて定められたしきい値と夫々比
較し、さらにこの比較を前記所定間隔を持つ放射状走査
線の他の対についても順次行い、前記しきい値より大き
い前記濃度差の絶対値が検出されたときは容器内面不良
であると判定する手段を備えたことを特徴とする円形容
器内面検査装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の円形容器内面検査装置に
おいて、 前記放射状の走査線を前記画像の最外周を両端とするも
のとして求める手段を備えたことを特徴とする円形容器
内面検査装置。 - 【請求項3】請求項1に記載の円形容器内面検査装置に
おいて、 この円形容器底部の画像を差分し、この差分画像のエッ
ジを基準として前記画像の中心を算定する手段を備えた
ことを特徴とする円形容器内面検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4243842A JP3055322B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 円形容器内面検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4243842A JP3055322B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 円形容器内面検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0694645A true JPH0694645A (ja) | 1994-04-08 |
JP3055322B2 JP3055322B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=17109763
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4243842A Expired - Lifetime JP3055322B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 円形容器内面検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3055322B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008268189A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-11-06 | Hitachi High-Technologies Corp | 表面欠陥検査方法およびその装置 |
KR101505738B1 (ko) * | 2013-08-22 | 2015-03-30 | 김용민 | 불량 검사 장치 및 방법 |
JP2021117174A (ja) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | アイレック技建株式会社 | チューブ容器検査装置 |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP4243842A patent/JP3055322B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2021117174A (ja) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | アイレック技建株式会社 | チューブ容器検査装置 |
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JP3055322B2 (ja) | 2000-06-26 |
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