物体のサイズ検査方法
【課題】信頼性が高く、簡易で日常的な検査に適した物体のサイズ検査方法を提供する。
【解決手段】物体の二次元形状が二次元空間である所定長さのスリットを通過するか否かにより、物体のサイズを検査する。物体を撮像して画像データを取得し、画像データを二値化処理し、二値化処理した二値画像に基づいて物体に対応する画素の連結領域を特定し、画素の連結領域において輪郭構成画素を順次特定し、輪郭構成画素の一つを起点として、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は第二の方向に移動させるとともに第一の点との直線距離がスリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ第一の方向に移動させ、第一の点が輪郭構成画素を一巡し起点となる画素に戻るまでの間に、輪郭構成画素のすべてを、第一の点と第二の点の少なくともいずれかが通過した状態で該第一の点と第二の点とが一致することで、物体の二次元形状がスリットを通過するものと判断する。
【解決手段】物体の二次元形状が二次元空間である所定長さのスリットを通過するか否かにより、物体のサイズを検査する。物体を撮像して画像データを取得し、画像データを二値化処理し、二値化処理した二値画像に基づいて物体に対応する画素の連結領域を特定し、画素の連結領域において輪郭構成画素を順次特定し、輪郭構成画素の一つを起点として、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は第二の方向に移動させるとともに第一の点との直線距離がスリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ第一の方向に移動させ、第一の点が輪郭構成画素を一巡し起点となる画素に戻るまでの間に、輪郭構成画素のすべてを、第一の点と第二の点の少なくともいずれかが通過した状態で該第一の点と第二の点とが一致することで、物体の二次元形状がスリットを通過するものと判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体のサイズ検査方法に関し、特に、バラスト水中に含まれる微生物などの微小物体のサイズを検査するのに適した物体のサイズ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷物を積載していない船舶は、当該船舶を安定させるためにバラスト水を搭載して航行し、当該バラスト水を荷物を積載する海域において排出する。
通常、バラスト水は、搭載する海域と異なる海域に排出されるため、該バラスト水に混入するプランクトンや細菌等の微生物が本来の生息地以外の海域に運ばれて生態系を破壊するなどの問題を引き起こす虞がある。
【０００３】
このような問題に対処するため、バラスト水の規制に関する国際的なルールが策定され、「船舶のバラスト水および沈殿物の規制および管理のための国際条約（バラスト水管理条約）」が採択されている。
【０００４】
上記バラスト水管理条約に関連する「バラスト水サンプリングに関するガイドライン（Ｇ２）」は、「バラスト水排出基準（Ｄ−２）」において、プランクトンなどの微生物を最小サイズにより区分し、船舶から排出されるバラスト水に含まれる微生物の個体数を前記区分毎に規定している。
また、上記ガイドライン（Ｇ２）は、上記排出基準（Ｄ−２）における「微生物の最小サイズ」について、刺、鞭毛あるいは触覚を除く生体の最小寸法を意味するものである旨定義している。
そのため、近年、上記排出基準（Ｄ−２）を満たすよう、バラスト水の処理装置の開発が盛んに行われている。
【０００５】
ところで、バラスト水に含まれる微生物の内、プランクトンなどの比較的大きな微生物については、前記最小サイズの検査は、顕微鏡等を用いた検査員の目視により行われている。
しかしながら、検査員の目視による最小サイズの検査は、時間と費用がかかるため、これに代わる簡易な検査方法の開発が望まれている。
【０００６】
特許文献１には、微生物のデジタル画像を取得し、該デジタル画像を二値化して得られた二値画像において画素の連結領域を１微生物と認識し、該微生物の面積を算出し、該算出された面積と等しい面積を有し短径と長径が１：１．１〜１：８の任意の比を有する楕円形の短径を算出し、該算出した短径を前記微生物の最小サイズとする検査方法が記載されている。
【０００７】
ところが、上記特許文献１に記載された方法は、微生物の形状を、当該微生物と同面積の楕円形であると仮定し、その短径を該微生物の最小サイズとするものであり、当該楕円形の短径は、上記ガイドライン（Ｇ２）の「最小サイズ」の定義とは明らかに異なるものである。また、プランクトンなどの微生物には様々な形状を有するものがあるが、上記特許文献１に記載された方法は、形状を単に楕円形と仮定するものであり、実測とのバラツキが大きく信頼性に乏しいものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−６３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、信頼性が高く、日常的な簡易検査に適した物体のサイズ検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明における物体のサイズ検査方法は、物体が所定寸法の二次元空間を通過するか否かにより当該物体のサイズを検査するものであり、具体的には、物体の二次元形状が二次元空間である所定長さのスリットを通過するか否かにより、当該物体のサイズを検査するものである。
【００１１】
本発明の検査方法は、前記物体の二次元形状における輪郭上の起点から、該輪郭に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を一巡し前記起点に戻るまでの間に前記第二の点と交差することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断することが好ましい。
【００１２】
本発明の検査方法は、前記物体を撮像して画像データを取得し、
該画像データを二値化処理し、
該二値化処理した二値画像に基づいて前記物体に対応する画素の連結領域を特定し、
該画素の連結領域において輪郭を構成する画素を順次特定し、
該輪郭を構成する画素の一つを起点として、該輪郭を構成する画素に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を構成する画素を一巡し前記起点となる画素に戻るまでの間に、前記輪郭を構成するすべての画素を前記第一の点と第二の点の少なくともいずれかが通過した段階で該第一の点と第二の点とが一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断することが好ましい。
【００１３】
また、前記第二の点は、前記第一の点を第一の方向に一画素移動させる毎に、前記第一の点との直線距離が前記規定値未満の範囲で第二の方向に移動させ、又は前記第一の点との直線距離が前記規定値未満となるまで第一の方向に移動させることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記物体の画像データは、スキャナーにより撮像し取得することが好ましい。
【００１５】
本発明の検査方法は、前記物体が微生物であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明における物体のサイズ検査方法は、物体が所定寸法の二次元空間を通過するか否かにより当該物体のサイズを検査する、即ち当該物体のサイズが前記所定寸法以上か否かを検査するものであり、具体的には、物体の二次元形状が二次元空間である所定長さのスリットを通過するか否かにより、該物体のサイズを検査したり、物体の三次元形状が二次元空間である所定直径の円内を通過するか否かにより、該物体のサイズを検査したりするものであるから、信頼性が高く、簡易で日常的な検査に適する。
【００１７】
また、本発明の検査方法は、前記物体の二次元形状における輪郭上の起点から、該輪郭に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を一巡し前記起点に戻るまでの間に前記第二の点と一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断することとすれば、前記物体の輪郭をなぞる簡単な作業によって、当該物体のサイズが規定値以上か否かを検査することができる。
【００１８】
さらに、本発明の検査方法は、前記物体を撮像して画像データを取得し、該画像データを二値化処理し、該二値化処理した二値画像に基づいて前記物体に対応する画素の連結領域を特定し、該画素の連結領域において輪郭を構成する画素を順次特定し、該輪郭を構成する画素の一つを起点として、該輪郭を構成する画素に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を構成する画素を一巡し前記起点となる画素に戻るまでの間に、前記輪郭を構成するすべての画素を前記第一の点と第二の点の少なくともいずれかが通過した段階で該第一の点と第二の点とが一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断することとすれば、物体のサイズが規定値以上か否かを画像処理技術を用いて精度良く簡単に検査することができる。
【００１９】
ここで、本発明の検査方法は、前記物体の画像データを、スキャナーにより取得することとすれば、日常的な簡易検査に適するものとなる。
【００２０】
そして、本発明の検査方法は、前記物体が微生物であれば、バラスト水に含まれる微生物の最小サイズを精度良く簡単に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蛍光顕微鏡によるプランクトンの画像例。
【図２】サイズ検査方法のフロー図。
【図３】二値画像のイメージ図。
【図４】ラスタスキャンの説明図。
【図５】輪郭追跡手法の説明図。
【図６】図３において輪郭追跡順に輪郭番号を付した図。
【図７】サイズ判断のフローチャート。
【図８】実施例１についての説明図１。
【図９】実施例１についての説明図２。
【図１０】実施例１についての説明図３。
【図１１】実施例１についての説明図４。
【図１２】実施例１についての説明図５。
【図１３】二値画像のイメージ図。
【図１４】実施例２についての説明図１。
【図１５】実施例２についての説明図２。
【図１６】実施例２についての説明図３。
【図１７】実施例２についての説明図４。
【図１８】実施例２についての説明図５。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態において検査対象となる各種プランクトンの蛍光顕微鏡画像の一例を示す。
図１（ａ）はフジツボの幼生（動物性プランクトン）、（ｂ）はカイアシ類（動物性プランクトン）、（ｃ）及び（ｄ）はケイ藻類（植物性プランクトン）の画像を示す。
各画像において、矢印で示す部分が、前記バラスト水管理条約のガイドライン（Ｇ２）で定義される「微生物の最小サイズ」に対応する。
【００２３】
ここで、本発明の実施の形態において、プランクトンの「最小サイズ」とは、画像中のプランクトンの平面形状が通過することのできるスリット長さの最小サイズであると仮定する。
そして、本発明の実施の形態におけるプランクトンの「最小サイズ」の検査方法は、画像中におけるプランクトンに対応する画素の連結領域が、規定長さのスリットを通過することができるか否かにより、当該プランクトンの最小サイズが規定長さ以上か否かを判断しようとするものである。
【００２４】
図２は、プランクトンの最小サイズ検査方法のフローを示す。
本実施の形態において、ブランクトンの最小サイズの検査は、撮像工程（Ｓ１）、二値化処理工程（Ｓ２）、ラベリング工程（Ｓ３）、輪郭追跡工程（Ｓ４）、サイズ判断工程（Ｓ５）の各工程を経て行われる。
【００２５】
（１）撮像工程：Ｓ１
本工程では、バラスト水の検体をろ過したものをスキャナーで走査・撮像し、プランクトンの画像データを取得する。
ここで、予めプランクトンを染色しておけば、前記画像データにおいて当該プランクトンを判別することが容易となる。また、生細胞のみ染色する色素を使用すれば、前記画像データにおいて生細胞をもつ生きたプランクトンを判別することが容易となる。
そして、予め公知の蛍光色素によりプランクトンの生細胞を蛍光染色しておけば、蛍光イメージスキャナーにより該生細胞をもつ生きたプランクトンを撮像することができる。
【００２６】
（２）二値化処理工程：Ｓ２
本工程では、前記撮像工程（Ｓ１）で取得した画像データの二値化処理を行い、二値画像を取得する。
ここで、図３は前記二値化処理により取得される二値画像のイメージを示す。図３における白又は黒の複数の四角は、それぞれ画素を示す。なお、図３において、プランクトンに対応する画素は白で示される。
【００２７】
（３）ラベリング工程：Ｓ３
本工程では、前記二値化処理工程（Ｓ２）で取得した二値画像の中から、ラスタスキャンなどの手法によりプランクトンに対応する画素の領域を特定し、各々の画素の領域が区別できるようにラベリングを行う。
ここで、前記画素の領域は、画素値１の一つの画素が独立した一画素領域、又は画素値１の複数の画素が連結した連結領域のことである。
図３に示す例は、プランクトンに対応する画素の連結領域を示すものである。
【００２８】
（４）輪郭追跡工程：Ｓ４
本工程では、前記ラベリング工程（Ｓ３）で特定された画素の連結領域について、輪郭を構成する画素（輪郭画素）の一つを起点とし、該連結領域の輪郭を画素単位で追跡する。ここで、本実施の形態において輪郭とは、前記画素の連結領域の外輪郭を指す。
この時、前記起点となる第一輪郭画素は、例えばラスタスキャンにより特定することができる。また、前記輪郭の追跡は、連結画素の境界を求める４近傍追跡や８近傍追跡などの公知の手法により行うことができる。
【００２９】
図４は、図３に示す二値画像においてラスタスキャンにより第一輪郭画素を探索する例を示す。ラスタスキャンは、画像の左上を起点とし、左端から右に画素を調べ、右端に着いたら行を１つ下がって左端から右に画素を調べることを順次繰り返す走査手法である。
また、図５（ａ）は前記４近傍追跡により輪郭を追跡する手法を、図５（ｂ）は前記８近傍追跡により輪郭を追跡する手法をそれぞれ示す。図５（ａ），（ｂ）に示す各近傍追跡は、それぞれ探索した輪郭画素Ｏを中心として、追跡方向から時計回りに図示する番号順に次の輪郭画素を探索する手法である。
【００３０】
本実施の形態では、画素の連結領域において、第一輪郭画素をラスタスキャンにより特定し、該第一輪郭画素から８近傍追跡により時計回りに順次輪郭画素を探索する。そして、当該輪郭の追跡は、探索した画素が前記第一輪郭画素であり、かつ次に探索する画素が探索済みの画素である場合に終了する。
図６は、図３に示す二値画像において、第一輪郭画素を輪郭Ｎｏ．（１）とし、輪郭画素の追跡順に輪郭番号（輪郭Ｎｏ．（２）〜Ｎｏ．（１６））を付したものである。
【００３１】
（５）サイズ判断工程：Ｓ５
本工程では、前記輪郭追跡工程（Ｓ４）で輪郭画素が特定された連結領域について、該連結領域に対応するプランクトンの最小サイズが規定長さ以上か否かを判断する。
本実施の形態では、図６に示す二値画像において、前記輪郭Ｎｏ．（１）を起点画素Ａとし、当該起点画素Ａから二点Ｂ，Ｃを前記輪郭番号順に輪郭画素に沿って移動させる。
【００３２】
第一の点Ｂについては、輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（２）→Ｎｏ．（３）→・・・と時計回りに第一の方向に移動させる。また、第二の点Ｃについては、輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（１６）→Ｎｏ．（１５）→・・・と反時計回りに第二の方向に移動させる。
ここで、第二の点Ｃについては、前記第一の点Ｂを次の輪郭番号の画素に移動させる毎に、前記第一の点Ｂとの距離が前記規定長さ未満の範囲で、前記輪郭番号順に前記第二の方向に連続して移動させる。また、前記第一の点Ｂとの距離が前記規定長さ以上となる場合には、当該距離が前記規定長さ未満となるまで、前記輪郭番号順に前記第一の方向に連続して移動させる。
【００３３】
そして、前記第一の点Ｂが前記輪郭番号順に輪郭画素を一巡し輪郭Ｎｏ．（１）の起点画素Ａに戻るまでの間に、前記第一の点Ｂと第二の点Ｃとが同じ輪郭番号の画素で交差した場合、即ち、前記輪郭画素のすべてを前記第一の点Ｂと第二の点Ｃの少なくともいずれかが通過した段階で該第一の点Ｂと第二の点Ｃとが一致した場合、前記連結領域は規定長さのスリットを通過することができるとして、当該連結領域に対応するプランクトンの最小サイズが規定長さ未満であると判断する。
【００３４】
一方、前記第一の点Ｂが、前記第二の点Ｃと同じ輪郭番号の画素で一致することなく前記輪郭画素を一巡し、輪郭Ｎｏ．（１）の起点画素Ａに戻れば、前記連結領域は規定長さのスリットを通過することができないとして、前記連結領域に対応するプランクトンの最小サイズが規定長さ以上であると判断する。
【００３５】
以下、本実施の形態におけるプランクトンの「最小サイズ」の判断について、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３６】
＜プランクトンの最小サイズを規定長さ未満と判断する例＞
図７は、画像処理を用いてプランクトンの最小サイズを判断するためのフローチャートを示す。また、図８〜１２は、図７に示すフローチャートを図３に示す二値画像へ適用する例を示す。図８〜図１２の各図とも（ａ）は二値画像のイメージを、（ｂ）は図６に示す輪郭番号に基づいて作成される輪郭リストを示す。
なお、本実施例において、Ｂ点とＣ点との間の距離（ＢＣ点間距離）は、各点が位置する画素中心間の距離であるものとする。また、規定長さは２．５画素とする。
【００３７】
まず、図８（ａ）に示すように、輪郭Ｎｏ．（１）を起点画素Ａと決定する。この時、Ｂ点及びＣ点は、ともに起点画素Ａ上に位置するため、図８（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は０．０画素である。
【００３８】
次に、前記Ｂ点及びＣ点を前記輪郭番号順に移動させる。まず、図９に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（２）と時計回りに第一の方向に一画素移動させる。この場合、図９（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は１．０画素であるから規定長さ未満と判断し、次にＣ点を輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（１６）と反時計回りに第二の方向に一画素移動させる。そして、この場合、図１０（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は１．４画素であるから規定長さ未満と判断し、続けてＣ点を輪郭Ｎｏ，（１６）→Ｎｏ，（１５）と前記第二の方向に一画素移動させる。
【００３９】
その後、ＢＣ点間距離を規定長さ以上と判断するまで、輪郭リストに従いＣ点を輪郭Ｎｏ．（１５）→Ｎｏ．（１４）→Ｎｏ．（１３）→・・・と前記第二の方向に連続して移動させる。そして、図１０に示すように、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１２）に移動させた際、図１０（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離が３．２画素となり規定長さ以上と判断すると、次に図１１に示すように、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１２）→Ｎｏ．（１３）と、これまでとは逆に時計回りに第一の方向に一画素移動させる。そうすると、図１１（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離が２．２画素となるから規定長さ未満と判断し、次にＢ点を輪郭Ｎｏ．（２）→Ｎｏ．（３）と前記第一の方向に一画素移動させる。
【００４０】
上記のようにＢ点とＣ点の移動を繰り返し、図１２に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（７）→Ｎｏ．（８）と前記第一の方向に一画素移動させる。この場合、図１２（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離を規定長さ以上と判断するまで、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１２）→Ｎｏ．（１１）→Ｎｏ．（１０）→Ｎｏ．（９）→Ｎｏ．（８）と前記第二の方向に連続して移動させる。
【００４１】
このように、本実施例ではＢ点及びＣ点が輪郭Ｎｏ．（８）の画素で一致する。したがって、本実施例において、図３に示す二値画像の連結領域に対応するプランクトンの最小サイズは規定長さ未満であると判断する。
【実施例２】
【００４２】
＜プランクトンの最小サイズを規定長さ以上と判断する例＞
図１３は、本実施例において使用する二値画像のイメージを示す。図１３に示す二値画像は、輪郭追跡工程（Ｓ４）で探索した輪郭画素に、第一輪郭画素を輪郭Ｎｏ．（１）として追跡順に輪郭番号（輪郭Ｎｏ．（２）〜Ｎｏ．（１６））を付したものである。
また、図１４〜１８は、図７に示すフローを図１３に示す二値画像へ適用する例を示す。図１４〜図１８の各図とも（ａ）は二値画像のイメージを、（ｂ）は図１３に示す輪郭番号に基づいて作成される輪郭リストを示す。
なお、本実施例においても、ＢＣ点間距離は、各点が位置する画素中心間の距離であるものとする。また、規定長さは２．５画素とする。
【００４３】
まず、図１４（ａ）に示すように、輪郭Ｎｏ．（１）を起点画素Ａと決定する。この時、Ｂ点及びＣ点は、ともに起点画素Ａ上に位置するため、図１４（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は０．０画素である。
【００４４】
次に、前記Ｂ点及びＣ点を前記輪郭番号順に移動させる、まず、図１５に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（２）と時計回りに第一の方向に一画素移動させる。この場合、図１５（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は１．０画素であるから規定長さ未満と判断し、次にＣ点を輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（１６）と反時計回りに第二の方向に一画素移動させる。そして、この場合、図１５（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は１．４画素であるから規定長さ未満と判断し、続けてＣ点を輪郭Ｎｏ．（１６）→Ｎｏ．（１５）と前記第二の方向に一画素移動させる。
【００４５】
その後、ＢＣ点間距離を規定長さ以上と判断するまで、輪郭リストに従いＣ点を輪郭Ｎｏ．（１５）→Ｎｏ．（１４）→Ｎｏ．（１３）→・・・と前記第二の方向に連続して移動させる。そして、図１５に示すように、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１２）に移動させた場合、図１５（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離が３．２画素となり規定長さ未満でないと判断すると、次にＣ点を輪郭Ｎｏ．（１２）→Ｎｏ．（１３）と、これまでとは逆に時計回りに第一の方向に一画素移動させる。そうすると、ＢＣ点間距離が２．２画素となるから規定長さ未満と判断し、次にＢ点を輪郭Ｎｏ．（２）→Ｎｏ．（３）と前記第一の方向に一画素移動させる。
【００４６】
上記のようにＢ点とＣ点の移動を繰り返し、図１６に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（４）→Ｎｏ．（５）と前記第一の方向に一画素移動させる。この場合、図１６（ｂ）の輪郭リストに示すように、Ｃ点は輪郭Ｎｏ．（１３）に位置しているから、ＢＣ点間距離が２．８画素となり規定長さ以上と判断し、前記ＢＣ点間距離を規定長さ未満と判断するまで、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１３）→Ｎｏ．（１４）→Ｎｏ．（１５）→Ｎｏ．（１６）→Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（２）→Ｎｏ．（３）と第一の方向に連続して移動させる。
【００４７】
さらに、上記のようにしてＢ点とＣ点の移動を繰り返し、図１７に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（１５）→Ｎｏ．（１６）と前記第一の方向に一画素移動させる。この場合、図１７（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離を規定長さ未満と判断するまで、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（７）→Ｎｏ．（８）→Ｎｏ．（９）→Ｎｏ．（１０）→Ｎｏ．（１１）→Ｎｏ．（１２）→Ｎｏ．（１３）と第一の方向に連続して移動させる。
【００４８】
そして、図１８に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（１６）→Ｎｏ．（１）と前記第一の方向に一画素移動させる。
【００４９】
このように、本実施例では、Ｂ点及びＣ点が同じ輪郭番号の画素で交差することがないままに、該Ｂ点が輪郭画素を一巡し、輪郭Ｎｏ．（１）の起点画素Ａに戻る。したがって、本実施例において、図１３に示す二値画像の連結領域に対応するプランクトンの最小サイズは規定長さ以上であると判断する。
【００５０】
なお、上記実施例１及び２では、画像の連結領域の輪郭を、輪郭画素の中心を結ぶラインと仮定し、ＢＣ点間距離を、各点が位置する画素中心間の距離であるとしたが、前記連結領域の輪郭を、輪郭画素の最外郭にある頂点を結ぶラインと仮定し、ＢＣ点間距離を、各点が位置する画素の四隅の頂点を使った距離であるとすれば、より精度良くプランクトンの最小サイズを判断することが可能となる。
【００５１】
上記本発明の実施の形態は、プランクトンの「最小サイズ」を、当該プランクトンの平面形状が通過することのできるスリット長さの最小サイズであると仮定し、プランクトンの平面形状が、所定長さのスリットを通過することができるか否かにより、当該プランクトンの最小サイズが所定長さ以上か否かを判断しようとするものであるが、前記スリットの長さを種々変化させながら本実施の形態の検査を繰り返すことで、上記プランクトンの最小サイズ自体を求めることができる。
【００５２】
上記本発明の実施の形態は、プランクトンの平面形状が、二次元空間である所定長さのスリットを通過することができるか否かにより、当該プランクトンの最小サイズが所定長さ以上か否かを判断しようとするものであるが、プランクトンの立体形状を特定できれば、該立体形状が二次元空間である所定直径の円内を通過できるか否かにより、当該プランクトンの最小サイズが所定サイズ以上か否かを、より精度良く判断することができる。
【００５３】
上記本発明の実施の形態は、プランクトンの最小サイズを検査するものであったが、それ以外の微生物の最小サイズやその他の各種物体のサイズの検査にも適用できることは明らかである。
【００５４】
本発明は、上記実施の形態に限るものでなく発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、その構成を適宜変更できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の物体のサイズ検査方法は、信頼性が高く、また簡易で日常的な検査に適したものであり、極めて利用価値の高いものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体のサイズ検査方法に関し、特に、バラスト水中に含まれる微生物などの微小物体のサイズを検査するのに適した物体のサイズ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷物を積載していない船舶は、当該船舶を安定させるためにバラスト水を搭載して航行し、当該バラスト水を荷物を積載する海域において排出する。
通常、バラスト水は、搭載する海域と異なる海域に排出されるため、該バラスト水に混入するプランクトンや細菌等の微生物が本来の生息地以外の海域に運ばれて生態系を破壊するなどの問題を引き起こす虞がある。
【０００３】
このような問題に対処するため、バラスト水の規制に関する国際的なルールが策定され、「船舶のバラスト水および沈殿物の規制および管理のための国際条約（バラスト水管理条約）」が採択されている。
【０００４】
上記バラスト水管理条約に関連する「バラスト水サンプリングに関するガイドライン（Ｇ２）」は、「バラスト水排出基準（Ｄ−２）」において、プランクトンなどの微生物を最小サイズにより区分し、船舶から排出されるバラスト水に含まれる微生物の個体数を前記区分毎に規定している。
また、上記ガイドライン（Ｇ２）は、上記排出基準（Ｄ−２）における「微生物の最小サイズ」について、刺、鞭毛あるいは触覚を除く生体の最小寸法を意味するものである旨定義している。
そのため、近年、上記排出基準（Ｄ−２）を満たすよう、バラスト水の処理装置の開発が盛んに行われている。
【０００５】
ところで、バラスト水に含まれる微生物の内、プランクトンなどの比較的大きな微生物については、前記最小サイズの検査は、顕微鏡等を用いた検査員の目視により行われている。
しかしながら、検査員の目視による最小サイズの検査は、時間と費用がかかるため、これに代わる簡易な検査方法の開発が望まれている。
【０００６】
特許文献１には、微生物のデジタル画像を取得し、該デジタル画像を二値化して得られた二値画像において画素の連結領域を１微生物と認識し、該微生物の面積を算出し、該算出された面積と等しい面積を有し短径と長径が１：１．１〜１：８の任意の比を有する楕円形の短径を算出し、該算出した短径を前記微生物の最小サイズとする検査方法が記載されている。
【０００７】
ところが、上記特許文献１に記載された方法は、微生物の形状を、当該微生物と同面積の楕円形であると仮定し、その短径を該微生物の最小サイズとするものであり、当該楕円形の短径は、上記ガイドライン（Ｇ２）の「最小サイズ」の定義とは明らかに異なるものである。また、プランクトンなどの微生物には様々な形状を有するものがあるが、上記特許文献１に記載された方法は、形状を単に楕円形と仮定するものであり、実測とのバラツキが大きく信頼性に乏しいものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−６３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、信頼性が高く、日常的な簡易検査に適した物体のサイズ検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明における物体のサイズ検査方法は、物体が所定寸法の二次元空間を通過するか否かにより当該物体のサイズを検査するものであり、具体的には、物体の二次元形状が二次元空間である所定長さのスリットを通過するか否かにより、当該物体のサイズを検査するものである。
【００１１】
本発明の検査方法は、前記物体の二次元形状における輪郭上の起点から、該輪郭に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を一巡し前記起点に戻るまでの間に前記第二の点と交差することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断することが好ましい。
【００１２】
本発明の検査方法は、前記物体を撮像して画像データを取得し、
該画像データを二値化処理し、
該二値化処理した二値画像に基づいて前記物体に対応する画素の連結領域を特定し、
該画素の連結領域において輪郭を構成する画素を順次特定し、
該輪郭を構成する画素の一つを起点として、該輪郭を構成する画素に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を構成する画素を一巡し前記起点となる画素に戻るまでの間に、前記輪郭を構成するすべての画素を前記第一の点と第二の点の少なくともいずれかが通過した段階で該第一の点と第二の点とが一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断することが好ましい。
【００１３】
また、前記第二の点は、前記第一の点を第一の方向に一画素移動させる毎に、前記第一の点との直線距離が前記規定値未満の範囲で第二の方向に移動させ、又は前記第一の点との直線距離が前記規定値未満となるまで第一の方向に移動させることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記物体の画像データは、スキャナーにより撮像し取得することが好ましい。
【００１５】
本発明の検査方法は、前記物体が微生物であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明における物体のサイズ検査方法は、物体が所定寸法の二次元空間を通過するか否かにより当該物体のサイズを検査する、即ち当該物体のサイズが前記所定寸法以上か否かを検査するものであり、具体的には、物体の二次元形状が二次元空間である所定長さのスリットを通過するか否かにより、該物体のサイズを検査したり、物体の三次元形状が二次元空間である所定直径の円内を通過するか否かにより、該物体のサイズを検査したりするものであるから、信頼性が高く、簡易で日常的な検査に適する。
【００１７】
また、本発明の検査方法は、前記物体の二次元形状における輪郭上の起点から、該輪郭に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を一巡し前記起点に戻るまでの間に前記第二の点と一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断することとすれば、前記物体の輪郭をなぞる簡単な作業によって、当該物体のサイズが規定値以上か否かを検査することができる。
【００１８】
さらに、本発明の検査方法は、前記物体を撮像して画像データを取得し、該画像データを二値化処理し、該二値化処理した二値画像に基づいて前記物体に対応する画素の連結領域を特定し、該画素の連結領域において輪郭を構成する画素を順次特定し、該輪郭を構成する画素の一つを起点として、該輪郭を構成する画素に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を構成する画素を一巡し前記起点となる画素に戻るまでの間に、前記輪郭を構成するすべての画素を前記第一の点と第二の点の少なくともいずれかが通過した段階で該第一の点と第二の点とが一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断することとすれば、物体のサイズが規定値以上か否かを画像処理技術を用いて精度良く簡単に検査することができる。
【００１９】
ここで、本発明の検査方法は、前記物体の画像データを、スキャナーにより取得することとすれば、日常的な簡易検査に適するものとなる。
【００２０】
そして、本発明の検査方法は、前記物体が微生物であれば、バラスト水に含まれる微生物の最小サイズを精度良く簡単に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蛍光顕微鏡によるプランクトンの画像例。
【図２】サイズ検査方法のフロー図。
【図３】二値画像のイメージ図。
【図４】ラスタスキャンの説明図。
【図５】輪郭追跡手法の説明図。
【図６】図３において輪郭追跡順に輪郭番号を付した図。
【図７】サイズ判断のフローチャート。
【図８】実施例１についての説明図１。
【図９】実施例１についての説明図２。
【図１０】実施例１についての説明図３。
【図１１】実施例１についての説明図４。
【図１２】実施例１についての説明図５。
【図１３】二値画像のイメージ図。
【図１４】実施例２についての説明図１。
【図１５】実施例２についての説明図２。
【図１６】実施例２についての説明図３。
【図１７】実施例２についての説明図４。
【図１８】実施例２についての説明図５。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態において検査対象となる各種プランクトンの蛍光顕微鏡画像の一例を示す。
図１（ａ）はフジツボの幼生（動物性プランクトン）、（ｂ）はカイアシ類（動物性プランクトン）、（ｃ）及び（ｄ）はケイ藻類（植物性プランクトン）の画像を示す。
各画像において、矢印で示す部分が、前記バラスト水管理条約のガイドライン（Ｇ２）で定義される「微生物の最小サイズ」に対応する。
【００２３】
ここで、本発明の実施の形態において、プランクトンの「最小サイズ」とは、画像中のプランクトンの平面形状が通過することのできるスリット長さの最小サイズであると仮定する。
そして、本発明の実施の形態におけるプランクトンの「最小サイズ」の検査方法は、画像中におけるプランクトンに対応する画素の連結領域が、規定長さのスリットを通過することができるか否かにより、当該プランクトンの最小サイズが規定長さ以上か否かを判断しようとするものである。
【００２４】
図２は、プランクトンの最小サイズ検査方法のフローを示す。
本実施の形態において、ブランクトンの最小サイズの検査は、撮像工程（Ｓ１）、二値化処理工程（Ｓ２）、ラベリング工程（Ｓ３）、輪郭追跡工程（Ｓ４）、サイズ判断工程（Ｓ５）の各工程を経て行われる。
【００２５】
（１）撮像工程：Ｓ１
本工程では、バラスト水の検体をろ過したものをスキャナーで走査・撮像し、プランクトンの画像データを取得する。
ここで、予めプランクトンを染色しておけば、前記画像データにおいて当該プランクトンを判別することが容易となる。また、生細胞のみ染色する色素を使用すれば、前記画像データにおいて生細胞をもつ生きたプランクトンを判別することが容易となる。
そして、予め公知の蛍光色素によりプランクトンの生細胞を蛍光染色しておけば、蛍光イメージスキャナーにより該生細胞をもつ生きたプランクトンを撮像することができる。
【００２６】
（２）二値化処理工程：Ｓ２
本工程では、前記撮像工程（Ｓ１）で取得した画像データの二値化処理を行い、二値画像を取得する。
ここで、図３は前記二値化処理により取得される二値画像のイメージを示す。図３における白又は黒の複数の四角は、それぞれ画素を示す。なお、図３において、プランクトンに対応する画素は白で示される。
【００２７】
（３）ラベリング工程：Ｓ３
本工程では、前記二値化処理工程（Ｓ２）で取得した二値画像の中から、ラスタスキャンなどの手法によりプランクトンに対応する画素の領域を特定し、各々の画素の領域が区別できるようにラベリングを行う。
ここで、前記画素の領域は、画素値１の一つの画素が独立した一画素領域、又は画素値１の複数の画素が連結した連結領域のことである。
図３に示す例は、プランクトンに対応する画素の連結領域を示すものである。
【００２８】
（４）輪郭追跡工程：Ｓ４
本工程では、前記ラベリング工程（Ｓ３）で特定された画素の連結領域について、輪郭を構成する画素（輪郭画素）の一つを起点とし、該連結領域の輪郭を画素単位で追跡する。ここで、本実施の形態において輪郭とは、前記画素の連結領域の外輪郭を指す。
この時、前記起点となる第一輪郭画素は、例えばラスタスキャンにより特定することができる。また、前記輪郭の追跡は、連結画素の境界を求める４近傍追跡や８近傍追跡などの公知の手法により行うことができる。
【００２９】
図４は、図３に示す二値画像においてラスタスキャンにより第一輪郭画素を探索する例を示す。ラスタスキャンは、画像の左上を起点とし、左端から右に画素を調べ、右端に着いたら行を１つ下がって左端から右に画素を調べることを順次繰り返す走査手法である。
また、図５（ａ）は前記４近傍追跡により輪郭を追跡する手法を、図５（ｂ）は前記８近傍追跡により輪郭を追跡する手法をそれぞれ示す。図５（ａ），（ｂ）に示す各近傍追跡は、それぞれ探索した輪郭画素Ｏを中心として、追跡方向から時計回りに図示する番号順に次の輪郭画素を探索する手法である。
【００３０】
本実施の形態では、画素の連結領域において、第一輪郭画素をラスタスキャンにより特定し、該第一輪郭画素から８近傍追跡により時計回りに順次輪郭画素を探索する。そして、当該輪郭の追跡は、探索した画素が前記第一輪郭画素であり、かつ次に探索する画素が探索済みの画素である場合に終了する。
図６は、図３に示す二値画像において、第一輪郭画素を輪郭Ｎｏ．（１）とし、輪郭画素の追跡順に輪郭番号（輪郭Ｎｏ．（２）〜Ｎｏ．（１６））を付したものである。
【００３１】
（５）サイズ判断工程：Ｓ５
本工程では、前記輪郭追跡工程（Ｓ４）で輪郭画素が特定された連結領域について、該連結領域に対応するプランクトンの最小サイズが規定長さ以上か否かを判断する。
本実施の形態では、図６に示す二値画像において、前記輪郭Ｎｏ．（１）を起点画素Ａとし、当該起点画素Ａから二点Ｂ，Ｃを前記輪郭番号順に輪郭画素に沿って移動させる。
【００３２】
第一の点Ｂについては、輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（２）→Ｎｏ．（３）→・・・と時計回りに第一の方向に移動させる。また、第二の点Ｃについては、輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（１６）→Ｎｏ．（１５）→・・・と反時計回りに第二の方向に移動させる。
ここで、第二の点Ｃについては、前記第一の点Ｂを次の輪郭番号の画素に移動させる毎に、前記第一の点Ｂとの距離が前記規定長さ未満の範囲で、前記輪郭番号順に前記第二の方向に連続して移動させる。また、前記第一の点Ｂとの距離が前記規定長さ以上となる場合には、当該距離が前記規定長さ未満となるまで、前記輪郭番号順に前記第一の方向に連続して移動させる。
【００３３】
そして、前記第一の点Ｂが前記輪郭番号順に輪郭画素を一巡し輪郭Ｎｏ．（１）の起点画素Ａに戻るまでの間に、前記第一の点Ｂと第二の点Ｃとが同じ輪郭番号の画素で交差した場合、即ち、前記輪郭画素のすべてを前記第一の点Ｂと第二の点Ｃの少なくともいずれかが通過した段階で該第一の点Ｂと第二の点Ｃとが一致した場合、前記連結領域は規定長さのスリットを通過することができるとして、当該連結領域に対応するプランクトンの最小サイズが規定長さ未満であると判断する。
【００３４】
一方、前記第一の点Ｂが、前記第二の点Ｃと同じ輪郭番号の画素で一致することなく前記輪郭画素を一巡し、輪郭Ｎｏ．（１）の起点画素Ａに戻れば、前記連結領域は規定長さのスリットを通過することができないとして、前記連結領域に対応するプランクトンの最小サイズが規定長さ以上であると判断する。
【００３５】
以下、本実施の形態におけるプランクトンの「最小サイズ」の判断について、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３６】
＜プランクトンの最小サイズを規定長さ未満と判断する例＞
図７は、画像処理を用いてプランクトンの最小サイズを判断するためのフローチャートを示す。また、図８〜１２は、図７に示すフローチャートを図３に示す二値画像へ適用する例を示す。図８〜図１２の各図とも（ａ）は二値画像のイメージを、（ｂ）は図６に示す輪郭番号に基づいて作成される輪郭リストを示す。
なお、本実施例において、Ｂ点とＣ点との間の距離（ＢＣ点間距離）は、各点が位置する画素中心間の距離であるものとする。また、規定長さは２．５画素とする。
【００３７】
まず、図８（ａ）に示すように、輪郭Ｎｏ．（１）を起点画素Ａと決定する。この時、Ｂ点及びＣ点は、ともに起点画素Ａ上に位置するため、図８（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は０．０画素である。
【００３８】
次に、前記Ｂ点及びＣ点を前記輪郭番号順に移動させる。まず、図９に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（２）と時計回りに第一の方向に一画素移動させる。この場合、図９（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は１．０画素であるから規定長さ未満と判断し、次にＣ点を輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（１６）と反時計回りに第二の方向に一画素移動させる。そして、この場合、図１０（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は１．４画素であるから規定長さ未満と判断し、続けてＣ点を輪郭Ｎｏ，（１６）→Ｎｏ，（１５）と前記第二の方向に一画素移動させる。
【００３９】
その後、ＢＣ点間距離を規定長さ以上と判断するまで、輪郭リストに従いＣ点を輪郭Ｎｏ．（１５）→Ｎｏ．（１４）→Ｎｏ．（１３）→・・・と前記第二の方向に連続して移動させる。そして、図１０に示すように、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１２）に移動させた際、図１０（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離が３．２画素となり規定長さ以上と判断すると、次に図１１に示すように、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１２）→Ｎｏ．（１３）と、これまでとは逆に時計回りに第一の方向に一画素移動させる。そうすると、図１１（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離が２．２画素となるから規定長さ未満と判断し、次にＢ点を輪郭Ｎｏ．（２）→Ｎｏ．（３）と前記第一の方向に一画素移動させる。
【００４０】
上記のようにＢ点とＣ点の移動を繰り返し、図１２に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（７）→Ｎｏ．（８）と前記第一の方向に一画素移動させる。この場合、図１２（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離を規定長さ以上と判断するまで、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１２）→Ｎｏ．（１１）→Ｎｏ．（１０）→Ｎｏ．（９）→Ｎｏ．（８）と前記第二の方向に連続して移動させる。
【００４１】
このように、本実施例ではＢ点及びＣ点が輪郭Ｎｏ．（８）の画素で一致する。したがって、本実施例において、図３に示す二値画像の連結領域に対応するプランクトンの最小サイズは規定長さ未満であると判断する。
【実施例２】
【００４２】
＜プランクトンの最小サイズを規定長さ以上と判断する例＞
図１３は、本実施例において使用する二値画像のイメージを示す。図１３に示す二値画像は、輪郭追跡工程（Ｓ４）で探索した輪郭画素に、第一輪郭画素を輪郭Ｎｏ．（１）として追跡順に輪郭番号（輪郭Ｎｏ．（２）〜Ｎｏ．（１６））を付したものである。
また、図１４〜１８は、図７に示すフローを図１３に示す二値画像へ適用する例を示す。図１４〜図１８の各図とも（ａ）は二値画像のイメージを、（ｂ）は図１３に示す輪郭番号に基づいて作成される輪郭リストを示す。
なお、本実施例においても、ＢＣ点間距離は、各点が位置する画素中心間の距離であるものとする。また、規定長さは２．５画素とする。
【００４３】
まず、図１４（ａ）に示すように、輪郭Ｎｏ．（１）を起点画素Ａと決定する。この時、Ｂ点及びＣ点は、ともに起点画素Ａ上に位置するため、図１４（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は０．０画素である。
【００４４】
次に、前記Ｂ点及びＣ点を前記輪郭番号順に移動させる、まず、図１５に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（２）と時計回りに第一の方向に一画素移動させる。この場合、図１５（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は１．０画素であるから規定長さ未満と判断し、次にＣ点を輪郭Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（１６）と反時計回りに第二の方向に一画素移動させる。そして、この場合、図１５（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離は１．４画素であるから規定長さ未満と判断し、続けてＣ点を輪郭Ｎｏ．（１６）→Ｎｏ．（１５）と前記第二の方向に一画素移動させる。
【００４５】
その後、ＢＣ点間距離を規定長さ以上と判断するまで、輪郭リストに従いＣ点を輪郭Ｎｏ．（１５）→Ｎｏ．（１４）→Ｎｏ．（１３）→・・・と前記第二の方向に連続して移動させる。そして、図１５に示すように、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１２）に移動させた場合、図１５（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離が３．２画素となり規定長さ未満でないと判断すると、次にＣ点を輪郭Ｎｏ．（１２）→Ｎｏ．（１３）と、これまでとは逆に時計回りに第一の方向に一画素移動させる。そうすると、ＢＣ点間距離が２．２画素となるから規定長さ未満と判断し、次にＢ点を輪郭Ｎｏ．（２）→Ｎｏ．（３）と前記第一の方向に一画素移動させる。
【００４６】
上記のようにＢ点とＣ点の移動を繰り返し、図１６に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（４）→Ｎｏ．（５）と前記第一の方向に一画素移動させる。この場合、図１６（ｂ）の輪郭リストに示すように、Ｃ点は輪郭Ｎｏ．（１３）に位置しているから、ＢＣ点間距離が２．８画素となり規定長さ以上と判断し、前記ＢＣ点間距離を規定長さ未満と判断するまで、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（１３）→Ｎｏ．（１４）→Ｎｏ．（１５）→Ｎｏ．（１６）→Ｎｏ．（１）→Ｎｏ．（２）→Ｎｏ．（３）と第一の方向に連続して移動させる。
【００４７】
さらに、上記のようにしてＢ点とＣ点の移動を繰り返し、図１７に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（１５）→Ｎｏ．（１６）と前記第一の方向に一画素移動させる。この場合、図１７（ｂ）の輪郭リストに示すように、ＢＣ点間距離を規定長さ未満と判断するまで、Ｃ点を輪郭Ｎｏ．（７）→Ｎｏ．（８）→Ｎｏ．（９）→Ｎｏ．（１０）→Ｎｏ．（１１）→Ｎｏ．（１２）→Ｎｏ．（１３）と第一の方向に連続して移動させる。
【００４８】
そして、図１８に示すように、Ｂ点を輪郭Ｎｏ．（１６）→Ｎｏ．（１）と前記第一の方向に一画素移動させる。
【００４９】
このように、本実施例では、Ｂ点及びＣ点が同じ輪郭番号の画素で交差することがないままに、該Ｂ点が輪郭画素を一巡し、輪郭Ｎｏ．（１）の起点画素Ａに戻る。したがって、本実施例において、図１３に示す二値画像の連結領域に対応するプランクトンの最小サイズは規定長さ以上であると判断する。
【００５０】
なお、上記実施例１及び２では、画像の連結領域の輪郭を、輪郭画素の中心を結ぶラインと仮定し、ＢＣ点間距離を、各点が位置する画素中心間の距離であるとしたが、前記連結領域の輪郭を、輪郭画素の最外郭にある頂点を結ぶラインと仮定し、ＢＣ点間距離を、各点が位置する画素の四隅の頂点を使った距離であるとすれば、より精度良くプランクトンの最小サイズを判断することが可能となる。
【００５１】
上記本発明の実施の形態は、プランクトンの「最小サイズ」を、当該プランクトンの平面形状が通過することのできるスリット長さの最小サイズであると仮定し、プランクトンの平面形状が、所定長さのスリットを通過することができるか否かにより、当該プランクトンの最小サイズが所定長さ以上か否かを判断しようとするものであるが、前記スリットの長さを種々変化させながら本実施の形態の検査を繰り返すことで、上記プランクトンの最小サイズ自体を求めることができる。
【００５２】
上記本発明の実施の形態は、プランクトンの平面形状が、二次元空間である所定長さのスリットを通過することができるか否かにより、当該プランクトンの最小サイズが所定長さ以上か否かを判断しようとするものであるが、プランクトンの立体形状を特定できれば、該立体形状が二次元空間である所定直径の円内を通過できるか否かにより、当該プランクトンの最小サイズが所定サイズ以上か否かを、より精度良く判断することができる。
【００５３】
上記本発明の実施の形態は、プランクトンの最小サイズを検査するものであったが、それ以外の微生物の最小サイズやその他の各種物体のサイズの検査にも適用できることは明らかである。
【００５４】
本発明は、上記実施の形態に限るものでなく発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、その構成を適宜変更できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の物体のサイズ検査方法は、信頼性が高く、また簡易で日常的な検査に適したものであり、極めて利用価値の高いものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の二次元形状が二次元空間である所定長さのスリットを通過するか否かにより、当該物体のサイズを検査する物体のサイズ検査方法。
【請求項２】
前記物体の二次元形状における輪郭上の起点から、該輪郭に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を一巡し前記起点に戻るまでの間に前記第二の点と一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断する請求項１記載の物体の最小サイズ検査方法。
【請求項３】
前記物体を撮像して画像データを取得し、
該画像データを二値化処理し、
該二値化処理した二値画像に基づいて前記物体に対応する画素の連結領域を特定し、
該画素の連結領域において輪郭を構成する画素を順次特定し、
該輪郭を構成する画素の一つを起点として、該輪郭を構成する画素に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を構成する画素を一巡し前記起点となる画素に戻るまでの間に、前記輪郭を構成するすべての画素を前記第一の点と第二の点の少なくともいずれかが通過した状態で該第一の点と第二の点とが一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断する請求項１又は２記載の物体のサイズ検査方法。
【請求項４】
前記第二の点を、前記第一の点を第一の方向に一画素移動させる毎に、前記第一の点との直線距離が前記規定値未満の範囲で第二の方向に移動させ、又は前記第一の点との直線距離が前記規定値未満となるまで第一の方向に移動させる請求項３記載の物体のサイズ検査方法。
【請求項５】
前記物体の画像データは、スキャナーにより撮像し取得する請求項３又は４記載の物体のサイズ検査方法。
【請求項６】
前記物体は、微生物である請求項１乃至５の何れか一項記載の物体のサイズ検査方法。
【請求項１】
物体の二次元形状が二次元空間である所定長さのスリットを通過するか否かにより、当該物体のサイズを検査する物体のサイズ検査方法。
【請求項２】
前記物体の二次元形状における輪郭上の起点から、該輪郭に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を一巡し前記起点に戻るまでの間に前記第二の点と一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断する請求項１記載の物体の最小サイズ検査方法。
【請求項３】
前記物体を撮像して画像データを取得し、
該画像データを二値化処理し、
該二値化処理した二値画像に基づいて前記物体に対応する画素の連結領域を特定し、
該画素の連結領域において輪郭を構成する画素を順次特定し、
該輪郭を構成する画素の一つを起点として、該輪郭を構成する画素に沿って二点を時計回り又は反時計回りに移動させるに際し、第一の点は第一の方向に移動させ、第二の点は前記第一の方向と反対の第二の方向に移動させるとともに前記第一の点との直線距離が前記スリットの所定長さである規定値以上となる場合にのみ前記第一の方向に移動させ、前記第一の点が前記輪郭を構成する画素を一巡し前記起点となる画素に戻るまでの間に、前記輪郭を構成するすべての画素を前記第一の点と第二の点の少なくともいずれかが通過した状態で該第一の点と第二の点とが一致することで、前記物体の二次元形状が前記スリットを通過するものと判断する請求項１又は２記載の物体のサイズ検査方法。
【請求項４】
前記第二の点を、前記第一の点を第一の方向に一画素移動させる毎に、前記第一の点との直線距離が前記規定値未満の範囲で第二の方向に移動させ、又は前記第一の点との直線距離が前記規定値未満となるまで第一の方向に移動させる請求項３記載の物体のサイズ検査方法。
【請求項５】
前記物体の画像データは、スキャナーにより撮像し取得する請求項３又は４記載の物体のサイズ検査方法。
【請求項６】
前記物体は、微生物である請求項１乃至５の何れか一項記載の物体のサイズ検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１２７７０６（Ｐ２０１２−１２７７０６Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７７５４３（Ｐ２０１０−２７７５４３）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
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