画像処理によるろ過膜板検査装置
【課題】複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置において、亀裂や膜形成不具合などの欠陥の有るろ過膜板を自動的に特定することができる画像処理によるろ過膜板検査装置を提供することにある。
【解決手段】水槽内の液体に浸漬して配置された複数のろ過膜板を撮影する上部カメラ１１と、複数のろ過膜板を上部カメラにより撮影した基準画像と、複数のろ過膜板へ気体を圧送しつつ上部カメラにより撮影した入力画像とを比較して、差分画像を作成する差分処理部１３と、差分画像に対して二値化処理を行うことにより二値画像を作成する二値化処理部１４と、二値画像に基づき変化が発生した画素の分布を計算して分布データを出力する変化分布計算部１５と、分布データに基づき、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する欠陥有無判断部１７とを備えるようにした。
【解決手段】水槽内の液体に浸漬して配置された複数のろ過膜板を撮影する上部カメラ１１と、複数のろ過膜板を上部カメラにより撮影した基準画像と、複数のろ過膜板へ気体を圧送しつつ上部カメラにより撮影した入力画像とを比較して、差分画像を作成する差分処理部１３と、差分画像に対して二値化処理を行うことにより二値画像を作成する二値化処理部１４と、二値画像に基づき変化が発生した画素の分布を計算して分布データを出力する変化分布計算部１５と、分布データに基づき、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する欠陥有無判断部１７とを備えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水をろ過するろ過膜板を画像処理により検査する装置に関し、特にろ過膜板製造工程としてろ過膜板上のき裂や膜形成不具合などを画像処理により検査するろ過膜板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ろ過膜により原水をろ過して不純物の少ないろ過水を得る膜式ろ過装置が種々提案されており、運転中にろ過膜の破損を自動的に検査する装置がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ろ過水側にフィルタを挟んで上流側に発光素子、下流側に受光素子を設置し、ろ過膜の破損により原水がろ過水側へ流入して原水中の不純物をフィルタで捕捉し、受光素子で検出する光量が減少することを利用して、ろ過膜の破損を検出する技術が開示されている。
【０００４】
また、ろ過膜ではないが、気泡を検出することにより気密機器の破損有無を検査する装置が種々提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献２には、液体中に浸漬した気密性容器（被検査物）に空気を圧送し、液体中の気密性容器の上方にレーザビームを照射して水平面状のレーザビーム帯を形成し、レーザビーム帯の上方からカメラにより撮影する気密性検査装置が開示されている。この装置では、欠陥部から漏出した気泡がレーザビーム帯を通過するときの輝度をカメラで撮影し、撮影した画像上で気泡部分の輝度値が高くなることを利用して、二値化によって気泡部分を検出し、さらに、画像全体の二値化の明信号（明素子）をカウントしカウント数（明素子数）が予め設定したしきい値以上であれば気密性容器が不良であると判断するようになっている。
【０００６】
特許文献３には、車両用箱体部品を液体に浸漬し圧漏れ検査を行う際に、比較的短時間の間に２枚の静止画像を撮影し、それらの画像を比較して画像間の相違を検出し、２枚の静止画像のどこかに相違があれば検査した車両用箱体部品に欠陥があると判断する密封容器の圧洩れ検査装置が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、内圧をかけた管状体を液漕内の液体中に連続的に通過させ、蛍光灯により液体を照射しつつ、ピンホールがあった場合に発生する気泡が明るくなるようにカメラにて撮影し、二値化によって画像中の気泡を白とし、白の画素数をカウントすることによりピンホールの大きさを検知する管状体のピンホール検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−４９２５０号公報（例えば、段落［００１８］〜［００２１］、［００２７］、［図１］，［図２］など参照）
【特許文献２】特開平６−１７４５７８号公報（例えば、段落［０００８］〜［００１３］、［図１］など参照）
【特許文献３】特開平６−２３５６７６号公報（例えば、段落［０００６］〜［００１０］、［図１］，［図２］など参照）
【特許文献４】特開平１１−２１８４６号公報（例えば、段落［００１０］〜［００１２］，［００１７］〜［００２０］、［図１］，［図３］など参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ろ過膜板を用いたろ過装置は、例えば、筐体（ユニット）内に格納されたモジュールに複数枚のろ過膜板が組み付けられた構成になっている。モジュールおよび筐体は内外を液体が流通可能に形成されている。これらろ過膜板は矩形をなし両面部には多数の膜孔が形成され、内部には上端から下端に延在する穴が形成されている。ろ過膜板は、下端部には下端部を密閉する密閉具が取り付けられ、上端部には集水ヘッダが取り付けられている。この集水ヘッダに配管などが接続され、吸引することによりろ過膜板による液体のろ過が行われている。このため、ろ過膜板を用いたろ過装置では、装置に搭載されるろ過膜板にて亀裂や膜形成不具合などの欠陥が有る場合、ろ過装置全体として欠陥を検出することは勿論であるが、どのろ過膜板に欠陥が有るかを特定する必要がある。また、ろ過膜板を製造する工程において欠陥検査を行うため、ろ過膜板に不純物が付着することを避ける必要がある。
【００１０】
上述した特許文献１〜４では、被検査対象全体として欠陥を検出できるものの、被検査対象中の欠陥部位を特定することは難しかった。また、特許文献１ではろ過膜が不純物を含む原水に接触しているため、対象とする、ろ過膜板製造工程での欠陥検査に用いることはできなかった。
【００１１】
以上のことから、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置において、亀裂や膜形成不具合などの欠陥の有るろ過膜板を自動的に特定することができる画像処理によるろ過膜板検査装置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】
【００１２】
前述した課題を解決する第１の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
ろ過装置が具備する複数のろ過膜板を画像処理により検査するろ過膜板検査装置であって、
液槽内の液体に浸漬して配置された前記複数のろ過膜板を撮影する撮影手段と、
前記複数のろ過膜板を前記撮影手段により撮影した基準画像と、前記複数のろ過膜板へ気体を圧送しつつ前記撮影手段により撮影した入力画像とを比較して、差分画像を作成する差分処理部と、
前記差分画像に対して二値化処理を行うことにより前記液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成する二値化処理部と、
前記二値画像に基づき変化が発生した画素の分布を計算して分布データを出力する変化分布計算部と、
前記分布データに基づき、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する欠陥有無判断部とを備える
ことを特徴とする。
【００１３】
前述した課題を解決する第２の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
第１の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記分布データと予め設定された処理パラメータに基づき、各検査範囲に関し変化が発生した画素数の時系列変化データを作成する時系列変化データ作成部を備え、
前記欠陥有無判断部は、前記時系列変化データに基づき、前記複数のろ過膜板の欠陥の有無を判断すると共に、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する機能を有する
ことを特徴とする。
【００１４】
前述した課題を解決する第３の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
第１または第２の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記撮影手段が、前記液槽の上方に配置され、前記複数のろ過膜板を上方から撮影可能な上部カメラである
ことを特徴とする。
【００１５】
前述した課題を解決する第４の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
第１または第２の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記撮影手段が、前記液槽の上方に配置され、前記複数のろ過膜板を上方から撮影可能な上部カメラと、前記液槽の側方に配置され、前記複数のろ過膜板を側方から撮影可能な複数の側部カメラとで構成され、
前記複数の側部カメラにより撮影された画像に基づき注目する側部画像を選定する側部画像選定部を備え、
前記欠陥有無判断部が、前記側部画像に基づき欠陥の有るろ過膜板を特定する機能をさらに有する
ことを特徴とする。
【００１６】
前述した課題を解決する第５の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
第４の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記複数の側部カメラが、前記液槽の側方に配置され、前記ろ過装置の前方側から後方側に亘って移動可能な移動手段に取り付けられ、
前記上部カメラにより撮影された画像による結果データに基づき、気泡の発生したろ過膜板間位置を求め、前記移動手段を制御して、前記ろ過膜板間位置に前記複数の側部カメラを移動する側部カメラ移動制御部をさらに備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、分布データに基づき欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力するため、どのろ過膜板に欠陥が有るかを特定することができる。また、検査に不純物の混入した液体を使用しないため、ろ過膜板に不純物が付着する可能性が無い。
【００１８】
第２の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、第１の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏する上に、欠陥の有るろ過膜板を効率よく特定することができる。
【００１９】
第３の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、第１，第２の発明に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置を簡素に構成することができる。
【００２０】
第４の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、第１，第２の発明に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏する上に、ろ過膜板が長尺物であっても、側部画像に基づき欠陥の有るろ過膜板をより確実に特定することができる。
【００２１】
第５の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、第４の発明に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏する上に、側部カメラを移動することができるため、欠陥の有るろ過膜板を効率よく特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】複数のろ過膜板を具備するろ過装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の説明図である。
【図４】ろ過膜板検査装置が具備する上部カメラで撮影した画像の一例を示す図である。
【図５】欠陥の有るろ過膜板検出結果の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による検査手順を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置により設定した検査範囲の一例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による経過時間と変化のある画素の数の関係の一例を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による経過時間と変化のある画素の数の関係の一例を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による経過時間と変化のある画素の数の関係の一例を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による経過時間と変化のある画素の数の関係の一例を示すグラフである。
【図１２】複数のろ過膜板を具備するろ過装置の一例を示す概略図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の説明図である。
【図１５】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の検査手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置により設定した検査範囲の一例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置が具備する側部カメラを移動したときの一例を示す図である。
【図１８】ろ過装置を側部カメラの方向から見た模式図である。
【図１９】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置が具備する側部カメラによる撮影範囲の一例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置が具備する側部カメラで撮影した画像の一例を示す図である。
【図２１】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置が具備する側部カメラで撮影した画像の他例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の実施形態について、各実施例にて説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置について、図１〜図１１を参照して具体的に説明する。
【００２５】
本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置において、亀裂や膜形成不具合などの欠陥が有るろ過膜板を画像処理により特定する装置である。
【００２６】
ろ過膜板を用いたろ過装置１００は、例えば、図１に示すように、複数枚（図示例では１０枚）のろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊがモジュール（図示せず）を介して筐体（ユニット）１０１内に設置された構成になっている。モジュールは、複数枚のろ過膜板が所定の間隔にて組み付けられる枠組みであって、内外を液体が流通可能に形成されている。筐体１０１は、モジュールが格納される容器であって、内外を液体が流通可能に形成されている。複数枚のろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊは、筐体１０１内にて立設して配置されている。また、複数枚のろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊがこれらの面同士を十数ミリメータ間隔で横方向、具体的には、筐体１０１の前面部１０１ａからこれに対向配置される後面部１０１ｂへの方向に隣接して配置されている。複数枚のろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊはそれぞれ矩形をなし、両面部には多数の膜孔が形成され、内部には上端から下端に延在する穴が形成されている。ろ過膜板の下端部には下端密閉具（図示せず）が取り付けられており、この下端密閉具によりろ過膜板の下端部側が密閉されている。ろ過膜板の上端部には集水ヘッダ（図示せず）が取り付けられている。集水ヘッダには図示しない配管などが接続されている。運転時には水の吸引が行われ、検査時にあっては、前記配管から前記集水ヘッダを介して前記ろ過膜板へ空気などの気体が圧送される。
【００２７】
本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、図２に示すように、撮影手段としての１台の上部カメラ１１、画像入力部１２、差分処理部１３、二値化処理部１４、変化分布計算部１５、時系列変化グラフ作成部（時系列変化データ作成部）１６、欠陥有無判断部１７、記憶部１８、処理設定部１９、処理制御部２０、検査結果出力部２１で構成される。
【００２８】
上部カメラ１１は、検査対象であるろ過装置が配置される水槽（液槽）の直上に配置され、鉛直直下の領域を撮影するように構成されている。すなわち、上部カメラ１１は、水槽に収容した水（液体）に浸漬して配置されたろ過装置が具備する複数のろ過膜板を撮影するように構成されている。上部カメラ１１は、上部カメラ１１で撮影した画像の映像信号を画像入力部１２へ出力可能に画像入力部１２と接続される。これにより、装置を簡素に構成することができる。
【００２９】
画像入力部１２は、上部カメラ１１から入力された映像信号を画像データとして記憶部１８へ送信可能に記憶部１８と接続される。
【００３０】
差分処理部１３は、画像データを入出力可能に記憶部１８と接続される。差分処理部１３は、記憶部１８から基準画像（画像データ）と入力画像（画像データ）が入力され、これら画像データを比較し差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成し、この差分画像を記憶部１８へ出力している。
【００３１】
二値化処理部１４は、処理パラメータおよび画像データを入力可能に、且つ画像データを出力可能に記憶部１８と接続される。二値化処理部１４は、記憶部１８から処理パラメータと差分画像の画像データが入力され、処理パラメータと画像データを比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し、二値画像を記憶部１８へ出力している。すなわち、二値化処理部１４は、液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成し、二値画像を記憶部１８へ出力している。
【００３２】
変化分布計算部１５は、画像データを入力可能に、且つ分布データを出力可能に記憶部１８と接続される。変化分布計算部１５は、記憶部１８から二値画像が入力され、計算により変化が発生した画素の分布（分布データ）を作成し、分布データを記憶部１８へ出力している。
【００３３】
時系列変化グラフ作成部１６は、処理パラメータおよび分布データを入力可能に、且つ時系列変化グラフを出力可能に記憶部１８と接続される。時系列変化グラフ作成部１６は、記憶部１８から処理パラメータと分布データが入力され、各検査範囲に関する変化が発生した画素数の時系列変化グラフ（時系列変化データ）を作成し、時系列変化グラフを記憶部１８へ出力している。
【００３４】
欠陥有無判断部１７は、分布データ、時系列変化グラフ、および処理パラメータを入力可能に、且つ結果データを出力可能に記憶部１８と接続される。欠陥有無判断部１７は、記憶部１８から分布データ、時系列変化グラフ、および処理パラメータが入力され、ろ過膜板の欠陥の有無の検出、および、欠陥の有るろ過膜板の特定を行い、結果データを記憶部１８へ出力している。
【００３５】
記憶部１８は、各種データ、例えば、基準画像や入力画像の画像データ、差分画像、処理パラメータ、二値画像、分布データ、時系列変化グラフ、結果データなどを保存する。
【００３６】
処理設定部１９は処理パラメータを出力可能に記憶部１８と接続される。処理設定部１９は、二値化処理部１４で用いる輝度閾値、時系列変化グラフ作成部１６で用いる検査範囲、欠陥有無判断部１７で用いる時系列変化グラフのパターンなどの処理パラメータを設定し、処理パラメータを記憶部１８へ出力している。
【００３７】
処理制御部２０は、制御信号を出力可能に、画像入力部１２、差分処理部１３、二値化処理部１４、変化分布計算部１５、時系列変化グラフ作成部１６、欠陥有無判断部１７、記憶部１８、検査結果出力部２１などと接続される。処理制御部２０は、全体の処理動作を制御している。
【００３８】
検査結果出力部２１は、結果データを出力可能に記憶部１８と接続される。検査結果出力部２１は、記憶部２１から結果データが入力され、結果データをコンピュータの表示機器であるディスプレイなどに出力する。これにより、作業者が検査結果を確認することができる。
【００３９】
ここで、上述した、画像処理によるろ過膜板検査装置を用いて、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置を検査する手順、具体的には処理制御部２０による全体の処理動作について説明する。
【００４０】
まず、検査前にろ過装置を所定の位置に配置すると共に、上部カメラおよび照明装置を所定の位置に配置する。具体的には、不純物の無い純水などの液体が溜められた水槽（図示せず）にて水に浸漬するようにろ過装置の複数のろ過膜板を設置し、図３に示すように、ろ過装置１００（水槽）の上方に、ろ過装置１００を上方から撮影する上部カメラ１１を設置すると共に、上部カメラ１１に隣接して、ろ過装置１００を上方から照らす照明装置３１，３２を設置する。ろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊと上部カメラ１１の画像軸が平行になるように上部カメラ１１の光軸まわりの回転が調整される。ただし、これらの検査は、ろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊの全体を水に浸けた状態にて行われる。なお、詳細については後述するが、ある規定圧の空気を一定時間圧送し、気泡が発生しない場合には前記ろ過膜板に欠陥が無いと判定し、気泡が発生した場合には前記ろ過膜板に欠陥があると判定している。
【００４１】
続いて、基準画像を作成する。具体的には、上部カメラ１１によりろ過装置１００を撮影する。この撮影により、例えば、図４に示すようなろ過装置上面の画像が得られる。この画像は、画像入力部１２を介して記憶部１８に出力され、記憶部１８に基準画像として保存される。なお、上部カメラ１１によりろ過装置１００を撮影する際、照明装置３１，３２によりろ過装置１００を適宜照らすようにしても良い。
【００４２】
続いて、ろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊに予め設定しておいた圧力（規定圧力）で空気を一定時間圧送しつつ、上部カメラ１１によりろ過装置を所定時間連続撮影する。この連続撮影により得られた画像は、画像入力部１２を介して記憶部１８に入力され、入力画像として保存される。ろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊに亀裂や膜形成不具合等の欠陥が有った場合、圧送した空気がろ過膜板から漏れ出し、図５に示すように、欠陥の有るろ過膜板（図示例ではろ過膜板１０２Ｄ）から小さな気泡１０３が発生する。
【００４３】
続いて、記憶部１８に保存される基準画像と入力画像を差分処理部１３へ出力する（図６（ａ）参照）。差分処理部１３は、基準画像と入力画像を比較し、差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成し（図６（ｂ）参照）、差分画像を記憶部１８へ出力する。この差分画像により、入力画像中の気泡による変化発生部分を検出することができる。
【００４４】
続いて、記憶部１８に保存される処理パラメータと差分画像を二値化処理部１４へ出力する。二値化処理部１４は、処理パラメータと差分画像を比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し（図６（ｃ）参照）、より具体的には液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成し、二値画像を記憶部１８へ出力する。
【００４５】
続いて、記憶部１８に保存される二値画像を変化分布計算部１５へ出力する。変化分布計算部１５は、二値画像に基づき変化が発生した画素の分布（分布データ）を計算して作成し（図６（ｄ）参照）、分布データを記憶部１８へ出力する。この分布データにより、気泡により変化が発生した画素の分布を求めることができる。
【００４６】
続いて、気泡により変化した画素の分布の時系列変化を求める。空気を圧送すると欠陥の有るろ過膜板から最初は小さな気泡が少量発生し、時間の経過に従って気泡の量が増加し、水面に気泡が到達する等の理由により気泡の消滅が始まると気泡の量が飽和する。そこで、図７に示すように、画像上にてそれぞれのろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊ近傍に検査範囲１０４Ａ〜１０４Ｊを設け、気泡により変化が発生した画素の分布の時系列変化を調べる。つまり、記憶部１８に保存される処理パラメータである各ろ過膜板の検査範囲１０４Ａ〜１０４Ｊおよび分布データを時系列変化グラフ作成部１６へ出力する。時系列変化グラフ作成部１６は、各ろ過膜板の検査範囲１０４Ａ〜１０４Ｊおよび分布データに基づき、各検査範囲１０４Ａ〜１０４Ｊに関する変化が発生した画素数の時系列変化グラフを作成し、時系列変化グラフを記憶部１８へ出力する。
【００４７】
検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が有る場合、すなわち、欠陥の有るろ過膜板の検査範囲では、例えば図８に示すように、変化のある画素の数（変化が発生した画素数）が時間の経過に従って増加し所定時間経過した後では飽和して一定となる時系列変化グラフが作成される。
【００４８】
検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が無く、この検査範囲に隣接する検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が有る場合、すなわち、欠陥の有るろ過膜板の隣のろ過膜板の検査範囲では、例えば図９に示すように、欠陥の有るろ過膜板から発生した気泡の影響により、変化のある画素の数（変化が発生した画素数）が時間の経過に従って増加する時系列変化となるが、検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が有る場合の時系列変化グラフよりも、変化が発生した画素数の増加の始まりが遅れた時系列変化グラフが作成される。
【００４９】
検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が無く、この検査範囲に隣接する検査範囲に配置されるろ過膜板にも欠陥が無い場合、すなわち、欠陥の無いろ過膜板が並んでいるろ過膜板の検査範囲では、図１０に示すように、変化のある画素の数（変化が発生した画素数）の増加が無い時系列変化グラフが作成される。
【００５０】
ろ過膜板に欠陥は無いが小さなゴミ等の何らかの浮遊物が存在するろ過膜板の検査範囲では、例えば図１１に示すように、浮遊物の移動により変化のある画素の数（変化が発生した画素数）が増減する時系列変化グラフが作成される。
【００５１】
続いて、記憶部１８に保存される時系列変化グラフを欠陥有無判断部１７へ出力する。欠陥有無判断部１７は、時系列変化グラフが上述した時系列変化グラフのパターン（図８〜図１１参照）と同じであるか判断して、ろ過膜板の欠陥の有無を検査し、さらに、時系列変化グラフにおいて、変化が発生した画素数の増加の始まり時刻を調べることで、欠陥の有るろ過膜板を特定し、これらを結果データとして記憶部１８へ出力している。よって、作業者の操作により、記憶部１８に保存される結果データを検査結果出力部２１に出力し、作業者により結果データを確認することができる。
【００５２】
したがって、本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、ろ過装置を上部カメラ１１で撮影した画像を処理することで欠陥のあるろ過膜板を自動的に特定することができる。また、検査に不純物の混入した液体を使用しないため、ろ過膜板に不純物が付着する可能性が無い。
【実施例２】
【００５３】
本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置について、図１２〜図２１を参照して具体的に説明する。
【００５４】
本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置において、亀裂や膜形成不具合などの欠陥が有るろ過膜板を画像処理により特定する装置である。
【００５５】
ろ過膜板を用いたろ過装置２００は、例えば、図１２に示すように、複数枚（図示例では１０枚）のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊがモジュール（図示せず）を介して筐体（ユニット）２０１内に設置された構成になっている。モジュールは、複数枚のろ過膜板が所定の間隔にて組み付けられる枠組みであって、内外を液体が流通可能に形成されている。筐体２０１は、モジュールが格納される容器であって、内外を液体が流通可能に形成されている。複数枚のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊは、それぞれ略長方形状をなし長手方向が上下方向となるように配置されると共に、筐体１０１内にて立設して配置される。また、複数枚のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊがこれらの面同士を十数ミリメータ間隔で横方向、具体的には、筐体２０１の前面部２０１ａからこれに対向配置される後面部２０１ｂへの方向に隣接して配置されている。複数枚のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊは、両面部には多数の膜孔が形成され、内部には上端から下端に延在する穴が形成されている。ろ過膜板の下端部には下端密閉具（図示せず）取り付けられており、この下端密閉具によりろ過膜板の下端部側が密閉されている。ろ過膜板の上端部には集水ヘッダ（図示せず）が取り付けられている。集水ヘッダには配管などが接続されている。運転時には水の吸引が行われ、検査時にあっては、前記配管から前記集水ヘッダを介して前記ろ過膜板へ空気などの気体が圧送される。
【００５６】
本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、図１３に示すように、撮影手段としての１台の上部カメラ５０および４台の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄ、画像入力部５２、差分処理部５３、二値化処理部５４、変化分布計算部５５、時系列変化グラフ作成部（時系列変化データ作成部）５６、欠陥有無判断部５７、側部カメラ移動部（側部カメラ移動制御部）５８、注目する側部カメラ画像選定部（側部画像選定部）５９、記憶部６０、処理設定部６１、処理制御部６２、検査結果出力部６３で構成される。
【００５７】
上部カメラ５０は、図１４に示すように、検査対象であるろ過装置２００が配置される水槽（図示せず）の直上に配置され、鉛直直下の領域を撮影するように構成されている。すなわち、上部カメラ５０は、水槽（液槽）に収容した水（液体）に浸漬して配置されたろ過装置２００が具備する複数のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊを撮影するように構成されている。側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄは、水槽の側方に配置され、複数のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊを側方から撮影するように構成されている。図示例では４台の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを用いてろ過膜板の側部を撮影しているが、側部カメラの数量が４台に限定されず、ろ過膜板の長さと側部カメラの視野に合わせて適宜必要な数量を設置すればよい。側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄは、並行移動機構（移動手段）７０に設けられる。並行移動機構７０は、水槽（ろ過装置２００）の側方に配置され、上方および下方のそれぞれにて前後方向に延在する上方レール７１および下方レール７２と、上方レール７１および下方レール７２に沿って移動可能に設けられた上端摺動部７３および下端摺動部７４と、上端が上端摺動部７３に接続される一方、下端が下端摺動部７４に接続され、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄが設置される支持部７５とで構成されている。これにより、ろ過装置２００の側方において、前方側から後方側に亘って水平方向に移動し所定の位置に側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを配置することができる。なお、上部カメラ５０・側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄに隣接して照明装置を適宜に設置することも可能である。上部カメラ５０および側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄは、上部カメラ５０および側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄで撮影された画像の映像信号を画像入力部５２へ出力可能に画像入力部５２と接続される。
【００５８】
画像入力部５２は、図１３に示すように、上部カメラ５０および側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄから入力された映像信号を画像データ（上部画像および側部画像）として記憶部６０へ送信可能に記憶部６０と接続される。
【００５９】
差分処理部５３は、画像データを入出力可能に記憶部６０と接続される。差分処理部５３は、記憶部６０から基準画像（画像データ）と入力画像（画像データ）が入力され、これら画像データを比較し差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成し、この差分画像を記憶部６０へ出力している。
【００６０】
二値化処理部５４は、処理パラメータおよび画像データを入力可能に、且つ画像データを出力可能に記憶部６０と接続される。二値化処理部５４は、記憶部６０から処理パラメータと差分画像の画像データが入力され、処理パラメータと画像データを比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し、二値画像を記憶部６０へ出力している。すなわち、二値化処理部５４は、液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成し、二値画像を記憶部６０へ出力している。
【００６１】
変化分布計算部５５は、画像データを入力可能に、且つ分布データを出力可能に記憶部６０と接続される。変化分布計算部５５は、記憶部６０から二値画像が入力され、計算により変化が発生した画素の分布（分布データ）を作成し、分布データを記憶部６０へ出力している。
【００６２】
時系列変化グラフ作成部５６は、処理パラメータおよび分布データを入力可能に、且つ時系列変化グラフを出力可能に記憶部６０と接続される。時系列変化グラフ作成部５６は、記憶部６０から処理パラメータと分布データが入力され、各検査範囲に関する変化が発生した画素数の時系列変化グラフ（時系列変化データ）を作成し、時系列変化グラフを記憶部６０へ出力している。
【００６３】
欠陥有無判断部５７は、分布データ、時系列変化グラフ、後述の、注目する側部カメラ画像選定部５８で選定された側部カメラによる側部画像、および処理パラメータを入力可能に、且つ結果データを出力可能に記憶部６０と接続される。欠陥有無判断部５７は、記憶部６０から、分布データ、時系列変化グラフ、選定された側部画像、および処理パラメータが入力され、ろ過膜板の欠陥の有無の検出、および、欠陥の有るろ過膜板の特定を行い、結果データを記憶部６０へ出力している。
【００６４】
側部カメラ移動部５８は、結果データを入力可能に記憶部６０と接続される。側部カメラ移動部５８は、上部カメラ５０により得られた画像データを処理して得られた結果データが記憶部６０から入力され、結果データに保存されている気泡の有る検査範囲から、気泡が発生したろ過膜板間位置を求め、気泡が発生したろ過膜板間位置へ側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを移動するように並行移動機構７０を制御している。
【００６５】
注目する側部カメラ画像選定部５９は、結果データを入力可能に、注目する側部カメラ番号を出力可能に記憶部６０と接続される。注目する側部カメラ画像選定部５９は、複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄにより得られた画像データを処理して得られた結果データが入力され、気泡を検出した側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄの画像の内、最も下の高さに設定された側部カメラの番号を記憶部６０へ出力している。
【００６６】
記憶部６０は、各種データ、例えば、基準画像や入力画像の画像データ、差分画像、処理パラメータ、二値画像、分布データ、時系列変化グラフ、結果データなどを保存する。
【００６７】
処理設定部６１は処理パラメータを出力可能に記憶部６０と接続される。処理設定部６１は、二値化処理部５４で用いる輝度閾値、時系列変化グラフ作成部５６で用いる検査範囲、欠陥有無判断部５７で用いる時系列変化グラフのパターンなどの処理パラメータを設定し、処理パラメータを記憶部６０へ出力している。
【００６８】
処理制御部６２は、制御信号を出力可能に、画像入力部５２、差分処理部５３、二値化処理部５４、変化分布計算部５５、時系列変化グラフ作成部５６、欠陥有無判断部５７、側部カメラ移動部５８、注目する側部カメラ画像選定部５９、記憶部６０、検査結果出力部６３などと接続される。処理制御部６２は、全体の処理動作を制御している。
【００６９】
検査結果出力部６３は、結果データを出力可能に記憶部６０と接続される。検査結果出力部６３は、記憶部６０から結果データが入力され、結果データをコンピュータの表示機器であるディスプレイなどに出力する。これにより、作業者が検査結果を確認することができる。
【００７０】
ここで、上述した、画像処理によるろ過膜板検査装置を用いて、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置を検査する手順、具体的には処理制御部６２による全体の処理動作について説明する。
【００７１】
画像処理によるろ過膜板検査装置におけるろ過膜板の検査は次の手順となる。
（１）上部カメラの画像により気泡を検出する。
（２）気泡が発生したろ過膜板間の位置を検出する。
（３）気泡が発生したろ過膜板間の位置へ側部カメラを移動する。
（４）側部カメラ画像により気泡が発生したろ過膜板を特定する。
ただし、気泡が発生しないまま、規定圧力および規定時間を達成した（経過した）場合は、ろ過膜板に欠陥が無いものとして、ろ過膜板の検査を終了する。
【００７２】
まず、検査前にろ過装置を所定の位置に配置すると共に、上部カメラおよび側部カメラを所定の位置に配置する。具体的には、不純物の無い純水などの液体が溜められた水槽（図示せず）中にろ過装置を設置し、図１４に示すように、ろ過装置２００（水槽）の上方に、ろ過装置２００を上方から撮影する上部カメラ５０を設置すると共に、ろ過装置２００を側面から撮影する複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄをろ過装置２００（水槽）の側方に配置される並行移動機構７０に設置する。ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊと上部カメラ５０の画像軸が平行になるように上部カメラ５０の光軸まわりの回転が調整される。ただし、これらの検査は、ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊの全体を水に浸けた状態にて行われる。なお、詳細については後述するが、ある規定圧の空気を一定時間圧送し、気泡が発生しない場合には前記ろ過膜板に欠陥が無いと判定し、気泡が発生した場合には前記ろ過膜板に欠陥があると判定している。
【００７３】
続いて、上部基準画像および側部基準画像を作成する。具体的には、上部カメラ５０によりろ過装置２００を撮影する。この撮影により得られたろ過装置上面の画像は、画像入力部５２を介して記憶部６０に出力され、記憶部６０に上部基準画像として保存される。また、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄによりろ過装置２００を撮影する。この撮影により得られたろ過装置側面の画像は、画像入力部５２を介して記憶部６０に出力され、記憶部６０に側部基準画像として保存される。並行移動機構７０により側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを移動し、ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊ全ての側部基準画像を得るまで行われる。
【００７４】
続いて、図１５に示すように、ろ過装置の各ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊに予め設定しておいた圧力（規定圧力）で空気を圧送する（空気圧送工程Ｐ１）。
【００７５】
続いて、上部カメラ画像による気泡検出工程Ｐ２が上述した第１の実施例と同様の方法で行われる。具体的には、上部カメラ５０によりろ過装置を連続撮影する。この連続撮影により得られた画像は、画像入力部５２を介して記憶部６０に入力され、入力画像として保存される。そして、差分処理部５３は、基準画像と入力画像を比較し、差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成し、差分画像を記憶部６０へ出力する。この差分画像により、入力画像中の気泡による変化発生部分を検出して、気泡発生の有無を判定する（気泡発生判定工程Ｐ３）。この工程Ｐ３にて、気泡の発生が無いと判定された場合には、空気の圧送が所定の条件を満たしたかを判定する空気圧送条件判定工程Ｐ４へ進む。気泡の発生が有ると判定された場合には、気泡発生ろ過膜板間位置検出工程Ｐ５へ進む。
【００７６】
空気圧送条件判定工程Ｐ４にて、空気の圧送が規定圧力および規定時間行われたかを判定し、これら条件を満たさない場合には、再び空気圧送工程Ｐ１に戻る。これら条件を満たした場合には、検査対象のろ過膜板には亀裂や膜形成不具合などの欠陥が無いと判定され、ろ過膜板の検査が終了となる。すなわち、ろ過膜板へ所定量の空気の圧送が完了するまで気泡検出工程Ｐ３が行われる。
【００７７】
続いて、気泡発生ろ過膜板間位置検出工程Ｐ５が上述した第１の実施例と同様の方法で行われる。ただし、本実施例では、気泡が発生したろ過膜板間位置を検出するため、図１６に示すように、検査範囲２０４Ａ〜２０４Ｋをろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊではなくろ過膜板間を囲むように設定する。具体的には、記憶部６０に保存される処理パラメータと差分画像を二値化処理部５４へ出力する。二値化処理部５４は、処理パラメータと差分画像を比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し、二値画像を記憶部６０へ出力する。そして、記憶部６０に保存される二値画像を変化分布計算部５５へ出力する。変化分布計算部５５は、二値画像に基づき変化が発生し画素の分布を計算して作成し、分布データを記憶部６０へ出力する。記憶部６０に保存される分布データを側部カメラ移動部５８へ出力する。側部カメラ移動部５８は、分布データ（結果データ）に保存される気泡のある検査範囲から、気泡により変化が発生した画素の分布を求めて、気泡発生ろ過膜板間位置を検出する。
【００７８】
続いて、側部カメラ移動部５８は、分布データ（結果データ）に基づき、並行移動機構７０を制御して、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを前記気泡発生ろ過膜板間位置に配置する（側部カメラ移動工程Ｐ６）。例えば、図１７に示すように、ろ過膜板２０２Ｂとろ過膜板２０２Ｃとの間に気泡２０３が発生している場合には、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを移動して、これら側部カメラの光軸８１がろ過膜板２０２Ｂとろ過膜板２０２Ｃの間の中央に位置付けられる。
【００７９】
続いて、側部カメラ画像による気泡発生ろ過膜板特定工程Ｐ７が行われる。本工程Ｐ７では、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄによりろ過装置を所定時間連続撮影し、この撮影で得られた入力画像に基づき注目する側部カメラ画像を選定した後に、上述した第１の実施例と同様の方法により、欠陥の有るろ過膜板を特定する。
【００８０】
ここで、気泡がろ過膜板から発生した場合のろ過装置を側部カメラの方向から見た模式図の一例を図１８に示す。前の工程Ｐ６にて側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを気泡発生ろ過膜板間位置の側方へ移動したため、複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄそれぞれが撮影する範囲２０５Ａ〜２０５Ｄは図１９に示すようになる。すなわち、複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄのうち最下方に配置される側部カメラ５１Ａが撮影する範囲２０５Ａは、ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｄの下方側となる。側部カメラ５１Ａより上方に配置される側部カメラ５１Ｂが撮影する範囲２０５Ｂは、側部カメラ５１Ａによる撮影範囲２０５Ａの上端部に下端部が重なり、この撮影範囲２０５Ａよりも上方となる。側部カメラ５１Ｂより上方に配置される側部カメラ５１Ｃが撮影する範囲２０５Ｃは、側部カメラ５１Ｂによる撮影範囲２０５Ｂの上端部に下端部が重なり、この撮影範囲２０５Ｂよりも上方となる。複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄのうち最上方に配置される側部カメラ５１Ｄが撮影する範囲２０５Ｄは、側部カメラ５１Ｃによる撮影範囲２０５Ｃの上端部に下端部が重なり、この撮影範囲２０５Ｃよりも上方となる。
【００８１】
これら側部カメラ５１Ａ、５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄにより、気泡が発生したろ過膜板間の隣り合うろ過膜板のどちらから気泡が発生したかを特定すればよい。このため、各側部カメラ５１Ａ、５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄで撮影した画像に対し、検査範囲を図２０に示すように２箇所２０６Ａ，２０６Ｂのみ設定する。すなわち、隣接する２つのろ過膜板２０２Ｂ，２０２Ｃにおいて、これらろ過膜板２０２Ｂ，２０２Ｃ間の中央から一方のろ過膜板２０２Ｂ側の検査範囲２０６Ａと、これらろ過膜板２０２Ｂ，２０２Ｃ間の中央から他方のろ過膜板２０２Ｃ側の検査範囲２０６Ｂとを設定する。さらに、記憶部６０に保存される側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄで撮影した画像２０５Ａ〜２０５Ｄが注目する側部カメラ画像選定部５９に入力される。注目する側部カメラ画像選定部５９は、気泡を検出した側部カメラの画像の内、最も下の高さに設定した側部カメラの画像に注目し、気泡発生ろ過膜板の特定を行う（側部カメラ画像による気泡発生ろ過膜板の特定工程Ｐ７）。図１９の例では、下から２番目の側部カメラ５１Ｂにより撮影した画像２０５Ｂが注目する画像となる。側部カメラで撮影した注目する画像の例を図２１に示す。図２１のように、注目する画像２０５Ｂでは、欠陥の存在するろ過膜板２０２Ｂ側に気泡２０３が偏って存在する。
【００８２】
そこで、注目する画像２０５Ｂに関し、差分処理部５３が基準画像と入力画像を比較し、差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成する。続いて、二値化処理部５４が処理パラメータと差分画像を比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し、より具体的には液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成する。続いて、変化分布計算部５５は、二値画像に基づき変化が発生した画素の分布（分布データ）を計算して作成する。続いて、時系列変化グラフ作成部５６が、検査範囲２０６Ａ，２０６Ｂおよび分布データに基づき、変化が発生した画素数の時系列変化グラフを作成する。そして、欠陥有無判断部５７は、時系列変化グラフおよび時系列変化グラフのパターン（パラメータ）に基づき、ろ過膜板の欠陥の有無を検査し、且つ、欠陥の有るろ過膜板を特定し、これらを結果データとして記憶部６０へ出力している。よって、作業者の操作により、記憶部６０に保存される結果データを検査結果出力部６３に出力し、作業者により結果データを確認することができる。
【００８３】
したがって、本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、ろ過装置を上部カメラ５０および側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄで撮影した画像を処理することで、欠陥の有るろ過膜板を自動的に特定することができる。また、上部カメラ５０で撮影した画像に基づき気泡が発生したろ過膜板間位置を特定し、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄで撮影した画像に基づき欠陥の有るろ過膜板を特定したことにより、ろ過膜板が長尺物であっても、欠陥の有るろ過膜板をより確実に特定することができる。
【００８４】
並行移動機構７０により側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを移動し、気泡が発生したろ過膜板に近接して配置することができるため、欠陥の有るろ過膜板を効率よく特定することができる。
【００８５】
なお、上述した第１の実施例では、欠陥有無判断部１７が時系列変化グラフに基づき、ろ過膜板の欠陥の有無を検査し、且つ、欠陥の有るろ過膜板を特定する、画像処理によるろ過膜板検査装置について説明したが、欠陥有無判断部１７が変化分布計算部１５で作成した分布データに基づき、ろ過膜板の並んでいる方向に関して変化が発生した画素の分布を調べることで、欠陥の有るろ過膜板を特定する、画像処理によるろ過膜検査装置とすることも可能である。このような画像処理によるろ過膜板検査装置であっても、第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏することに加え、時系列変化グラフ作成部が不要となり、装置を簡素に構成することができる。
【００８６】
上述した第２の実施例では、欠陥有無判断部５７が時系列変化グラフに基づき欠陥の有るろ過膜板を特定する、画像処理によるろ過膜板検査装置について説明したが、欠陥有無判断部５７が変化分布計算部５５で作成した分布データに基づき、ろ過膜板の並んでいる方向に関して変化が発生した画素の分布を調べることで、欠陥の有るろ過膜板を特定する画像処理によるろ過膜検査装置とすることも可能である。このような画像処理によるろ過膜板検査装置であっても、第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏することに加え、時系列変化グラフ作成部が不要となり、装置を簡素に構成することができる。
【００８７】
上述した第１および第２の実施例では、１０枚のろ過膜板を検査する画像処理によるろ過膜板検査装置を用いて説明したが、ろ過膜板の数量は１０枚に限らず９枚以下や１１枚以上のろ過膜板を検査する画像処理によるろ過膜板検査装置とすることも可能である。
【００８８】
上述した第１および第２の実施例では、ろ過装置を水槽内に配置し、これをカメラで撮影して得られた撮影画像に基づき、亀裂や膜形成不具合等のあるろ過膜板を自動的に特定する画像処理によるろ過膜板検査装置について説明したが、複数枚のろ過膜板が組み付けられたモジュールを水槽内に配置し、これをカメラで撮影して得られた撮影画像に基づき、亀裂や膜形成不具合等のあるろ過膜板を自動的に特定する画像処理によるろ過膜板検査装置とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、き裂や膜形成不具合等のあるろ過膜板を自動的に特定することができるため、ろ過膜板を製造する水処理産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１１ 上部カメラ
１２ 画像入力部
１３ 差分処理部
１４ 二値化処理部
１５ 変化分布計算部
１６ 時系列変化グラフ作成部
１７ 欠陥有無判断部
１８ 記憶部
１９ 処理設定部
２０ 処理制御部
２１ 検査結果出力部
３１，３２ 照明
５０ 上部カメラ
５１Ａ〜５１Ｄ 側部カメラ
５２ 画像入力部
５３ 差分処理部
５４ 二値化処理部
５５ 変化分布計算部
５６ 時系列変化グラフ作成部
５７ 欠陥有無判断部
５８ 側部カメラ移動部
５９ 注目する側部カメラ画像選定部
６０ 記憶部
６１ 処理設定部
６２ 処理制御部
６３ 検査結果出力部
１００ ろ過装置
１０１ 筐体
１０２Ａ〜１０２Ｊ ろ過膜板
１０３ 気泡
２００ ろ過装置
２０１ 筐体
２０２Ａ〜２０２Ｊ ろ過膜板
２０３ 気泡
２０４ 並行移動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水をろ過するろ過膜板を画像処理により検査する装置に関し、特にろ過膜板製造工程としてろ過膜板上のき裂や膜形成不具合などを画像処理により検査するろ過膜板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ろ過膜により原水をろ過して不純物の少ないろ過水を得る膜式ろ過装置が種々提案されており、運転中にろ過膜の破損を自動的に検査する装置がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ろ過水側にフィルタを挟んで上流側に発光素子、下流側に受光素子を設置し、ろ過膜の破損により原水がろ過水側へ流入して原水中の不純物をフィルタで捕捉し、受光素子で検出する光量が減少することを利用して、ろ過膜の破損を検出する技術が開示されている。
【０００４】
また、ろ過膜ではないが、気泡を検出することにより気密機器の破損有無を検査する装置が種々提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献２には、液体中に浸漬した気密性容器（被検査物）に空気を圧送し、液体中の気密性容器の上方にレーザビームを照射して水平面状のレーザビーム帯を形成し、レーザビーム帯の上方からカメラにより撮影する気密性検査装置が開示されている。この装置では、欠陥部から漏出した気泡がレーザビーム帯を通過するときの輝度をカメラで撮影し、撮影した画像上で気泡部分の輝度値が高くなることを利用して、二値化によって気泡部分を検出し、さらに、画像全体の二値化の明信号（明素子）をカウントしカウント数（明素子数）が予め設定したしきい値以上であれば気密性容器が不良であると判断するようになっている。
【０００６】
特許文献３には、車両用箱体部品を液体に浸漬し圧漏れ検査を行う際に、比較的短時間の間に２枚の静止画像を撮影し、それらの画像を比較して画像間の相違を検出し、２枚の静止画像のどこかに相違があれば検査した車両用箱体部品に欠陥があると判断する密封容器の圧洩れ検査装置が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、内圧をかけた管状体を液漕内の液体中に連続的に通過させ、蛍光灯により液体を照射しつつ、ピンホールがあった場合に発生する気泡が明るくなるようにカメラにて撮影し、二値化によって画像中の気泡を白とし、白の画素数をカウントすることによりピンホールの大きさを検知する管状体のピンホール検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−４９２５０号公報（例えば、段落［００１８］〜［００２１］、［００２７］、［図１］，［図２］など参照）
【特許文献２】特開平６−１７４５７８号公報（例えば、段落［０００８］〜［００１３］、［図１］など参照）
【特許文献３】特開平６−２３５６７６号公報（例えば、段落［０００６］〜［００１０］、［図１］，［図２］など参照）
【特許文献４】特開平１１−２１８４６号公報（例えば、段落［００１０］〜［００１２］，［００１７］〜［００２０］、［図１］，［図３］など参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ろ過膜板を用いたろ過装置は、例えば、筐体（ユニット）内に格納されたモジュールに複数枚のろ過膜板が組み付けられた構成になっている。モジュールおよび筐体は内外を液体が流通可能に形成されている。これらろ過膜板は矩形をなし両面部には多数の膜孔が形成され、内部には上端から下端に延在する穴が形成されている。ろ過膜板は、下端部には下端部を密閉する密閉具が取り付けられ、上端部には集水ヘッダが取り付けられている。この集水ヘッダに配管などが接続され、吸引することによりろ過膜板による液体のろ過が行われている。このため、ろ過膜板を用いたろ過装置では、装置に搭載されるろ過膜板にて亀裂や膜形成不具合などの欠陥が有る場合、ろ過装置全体として欠陥を検出することは勿論であるが、どのろ過膜板に欠陥が有るかを特定する必要がある。また、ろ過膜板を製造する工程において欠陥検査を行うため、ろ過膜板に不純物が付着することを避ける必要がある。
【００１０】
上述した特許文献１〜４では、被検査対象全体として欠陥を検出できるものの、被検査対象中の欠陥部位を特定することは難しかった。また、特許文献１ではろ過膜が不純物を含む原水に接触しているため、対象とする、ろ過膜板製造工程での欠陥検査に用いることはできなかった。
【００１１】
以上のことから、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置において、亀裂や膜形成不具合などの欠陥の有るろ過膜板を自動的に特定することができる画像処理によるろ過膜板検査装置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】
【００１２】
前述した課題を解決する第１の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
ろ過装置が具備する複数のろ過膜板を画像処理により検査するろ過膜板検査装置であって、
液槽内の液体に浸漬して配置された前記複数のろ過膜板を撮影する撮影手段と、
前記複数のろ過膜板を前記撮影手段により撮影した基準画像と、前記複数のろ過膜板へ気体を圧送しつつ前記撮影手段により撮影した入力画像とを比較して、差分画像を作成する差分処理部と、
前記差分画像に対して二値化処理を行うことにより前記液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成する二値化処理部と、
前記二値画像に基づき変化が発生した画素の分布を計算して分布データを出力する変化分布計算部と、
前記分布データに基づき、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する欠陥有無判断部とを備える
ことを特徴とする。
【００１３】
前述した課題を解決する第２の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
第１の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記分布データと予め設定された処理パラメータに基づき、各検査範囲に関し変化が発生した画素数の時系列変化データを作成する時系列変化データ作成部を備え、
前記欠陥有無判断部は、前記時系列変化データに基づき、前記複数のろ過膜板の欠陥の有無を判断すると共に、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する機能を有する
ことを特徴とする。
【００１４】
前述した課題を解決する第３の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
第１または第２の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記撮影手段が、前記液槽の上方に配置され、前記複数のろ過膜板を上方から撮影可能な上部カメラである
ことを特徴とする。
【００１５】
前述した課題を解決する第４の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
第１または第２の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記撮影手段が、前記液槽の上方に配置され、前記複数のろ過膜板を上方から撮影可能な上部カメラと、前記液槽の側方に配置され、前記複数のろ過膜板を側方から撮影可能な複数の側部カメラとで構成され、
前記複数の側部カメラにより撮影された画像に基づき注目する側部画像を選定する側部画像選定部を備え、
前記欠陥有無判断部が、前記側部画像に基づき欠陥の有るろ過膜板を特定する機能をさらに有する
ことを特徴とする。
【００１６】
前述した課題を解決する第５の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、
第４の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記複数の側部カメラが、前記液槽の側方に配置され、前記ろ過装置の前方側から後方側に亘って移動可能な移動手段に取り付けられ、
前記上部カメラにより撮影された画像による結果データに基づき、気泡の発生したろ過膜板間位置を求め、前記移動手段を制御して、前記ろ過膜板間位置に前記複数の側部カメラを移動する側部カメラ移動制御部をさらに備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、分布データに基づき欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力するため、どのろ過膜板に欠陥が有るかを特定することができる。また、検査に不純物の混入した液体を使用しないため、ろ過膜板に不純物が付着する可能性が無い。
【００１８】
第２の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、第１の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏する上に、欠陥の有るろ過膜板を効率よく特定することができる。
【００１９】
第３の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、第１，第２の発明に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置を簡素に構成することができる。
【００２０】
第４の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、第１，第２の発明に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏する上に、ろ過膜板が長尺物であっても、側部画像に基づき欠陥の有るろ過膜板をより確実に特定することができる。
【００２１】
第５の発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、第４の発明に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏する上に、側部カメラを移動することができるため、欠陥の有るろ過膜板を効率よく特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】複数のろ過膜板を具備するろ過装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の説明図である。
【図４】ろ過膜板検査装置が具備する上部カメラで撮影した画像の一例を示す図である。
【図５】欠陥の有るろ過膜板検出結果の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による検査手順を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置により設定した検査範囲の一例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による経過時間と変化のある画素の数の関係の一例を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による経過時間と変化のある画素の数の関係の一例を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による経過時間と変化のある画素の数の関係の一例を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置による経過時間と変化のある画素の数の関係の一例を示すグラフである。
【図１２】複数のろ過膜板を具備するろ過装置の一例を示す概略図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の説明図である。
【図１５】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の検査手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置により設定した検査範囲の一例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置が具備する側部カメラを移動したときの一例を示す図である。
【図１８】ろ過装置を側部カメラの方向から見た模式図である。
【図１９】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置が具備する側部カメラによる撮影範囲の一例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置が具備する側部カメラで撮影した画像の一例を示す図である。
【図２１】本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置が具備する側部カメラで撮影した画像の他例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置の実施形態について、各実施例にて説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明の第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置について、図１〜図１１を参照して具体的に説明する。
【００２５】
本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置において、亀裂や膜形成不具合などの欠陥が有るろ過膜板を画像処理により特定する装置である。
【００２６】
ろ過膜板を用いたろ過装置１００は、例えば、図１に示すように、複数枚（図示例では１０枚）のろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊがモジュール（図示せず）を介して筐体（ユニット）１０１内に設置された構成になっている。モジュールは、複数枚のろ過膜板が所定の間隔にて組み付けられる枠組みであって、内外を液体が流通可能に形成されている。筐体１０１は、モジュールが格納される容器であって、内外を液体が流通可能に形成されている。複数枚のろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊは、筐体１０１内にて立設して配置されている。また、複数枚のろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊがこれらの面同士を十数ミリメータ間隔で横方向、具体的には、筐体１０１の前面部１０１ａからこれに対向配置される後面部１０１ｂへの方向に隣接して配置されている。複数枚のろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊはそれぞれ矩形をなし、両面部には多数の膜孔が形成され、内部には上端から下端に延在する穴が形成されている。ろ過膜板の下端部には下端密閉具（図示せず）が取り付けられており、この下端密閉具によりろ過膜板の下端部側が密閉されている。ろ過膜板の上端部には集水ヘッダ（図示せず）が取り付けられている。集水ヘッダには図示しない配管などが接続されている。運転時には水の吸引が行われ、検査時にあっては、前記配管から前記集水ヘッダを介して前記ろ過膜板へ空気などの気体が圧送される。
【００２７】
本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、図２に示すように、撮影手段としての１台の上部カメラ１１、画像入力部１２、差分処理部１３、二値化処理部１４、変化分布計算部１５、時系列変化グラフ作成部（時系列変化データ作成部）１６、欠陥有無判断部１７、記憶部１８、処理設定部１９、処理制御部２０、検査結果出力部２１で構成される。
【００２８】
上部カメラ１１は、検査対象であるろ過装置が配置される水槽（液槽）の直上に配置され、鉛直直下の領域を撮影するように構成されている。すなわち、上部カメラ１１は、水槽に収容した水（液体）に浸漬して配置されたろ過装置が具備する複数のろ過膜板を撮影するように構成されている。上部カメラ１１は、上部カメラ１１で撮影した画像の映像信号を画像入力部１２へ出力可能に画像入力部１２と接続される。これにより、装置を簡素に構成することができる。
【００２９】
画像入力部１２は、上部カメラ１１から入力された映像信号を画像データとして記憶部１８へ送信可能に記憶部１８と接続される。
【００３０】
差分処理部１３は、画像データを入出力可能に記憶部１８と接続される。差分処理部１３は、記憶部１８から基準画像（画像データ）と入力画像（画像データ）が入力され、これら画像データを比較し差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成し、この差分画像を記憶部１８へ出力している。
【００３１】
二値化処理部１４は、処理パラメータおよび画像データを入力可能に、且つ画像データを出力可能に記憶部１８と接続される。二値化処理部１４は、記憶部１８から処理パラメータと差分画像の画像データが入力され、処理パラメータと画像データを比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し、二値画像を記憶部１８へ出力している。すなわち、二値化処理部１４は、液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成し、二値画像を記憶部１８へ出力している。
【００３２】
変化分布計算部１５は、画像データを入力可能に、且つ分布データを出力可能に記憶部１８と接続される。変化分布計算部１５は、記憶部１８から二値画像が入力され、計算により変化が発生した画素の分布（分布データ）を作成し、分布データを記憶部１８へ出力している。
【００３３】
時系列変化グラフ作成部１６は、処理パラメータおよび分布データを入力可能に、且つ時系列変化グラフを出力可能に記憶部１８と接続される。時系列変化グラフ作成部１６は、記憶部１８から処理パラメータと分布データが入力され、各検査範囲に関する変化が発生した画素数の時系列変化グラフ（時系列変化データ）を作成し、時系列変化グラフを記憶部１８へ出力している。
【００３４】
欠陥有無判断部１７は、分布データ、時系列変化グラフ、および処理パラメータを入力可能に、且つ結果データを出力可能に記憶部１８と接続される。欠陥有無判断部１７は、記憶部１８から分布データ、時系列変化グラフ、および処理パラメータが入力され、ろ過膜板の欠陥の有無の検出、および、欠陥の有るろ過膜板の特定を行い、結果データを記憶部１８へ出力している。
【００３５】
記憶部１８は、各種データ、例えば、基準画像や入力画像の画像データ、差分画像、処理パラメータ、二値画像、分布データ、時系列変化グラフ、結果データなどを保存する。
【００３６】
処理設定部１９は処理パラメータを出力可能に記憶部１８と接続される。処理設定部１９は、二値化処理部１４で用いる輝度閾値、時系列変化グラフ作成部１６で用いる検査範囲、欠陥有無判断部１７で用いる時系列変化グラフのパターンなどの処理パラメータを設定し、処理パラメータを記憶部１８へ出力している。
【００３７】
処理制御部２０は、制御信号を出力可能に、画像入力部１２、差分処理部１３、二値化処理部１４、変化分布計算部１５、時系列変化グラフ作成部１６、欠陥有無判断部１７、記憶部１８、検査結果出力部２１などと接続される。処理制御部２０は、全体の処理動作を制御している。
【００３８】
検査結果出力部２１は、結果データを出力可能に記憶部１８と接続される。検査結果出力部２１は、記憶部２１から結果データが入力され、結果データをコンピュータの表示機器であるディスプレイなどに出力する。これにより、作業者が検査結果を確認することができる。
【００３９】
ここで、上述した、画像処理によるろ過膜板検査装置を用いて、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置を検査する手順、具体的には処理制御部２０による全体の処理動作について説明する。
【００４０】
まず、検査前にろ過装置を所定の位置に配置すると共に、上部カメラおよび照明装置を所定の位置に配置する。具体的には、不純物の無い純水などの液体が溜められた水槽（図示せず）にて水に浸漬するようにろ過装置の複数のろ過膜板を設置し、図３に示すように、ろ過装置１００（水槽）の上方に、ろ過装置１００を上方から撮影する上部カメラ１１を設置すると共に、上部カメラ１１に隣接して、ろ過装置１００を上方から照らす照明装置３１，３２を設置する。ろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊと上部カメラ１１の画像軸が平行になるように上部カメラ１１の光軸まわりの回転が調整される。ただし、これらの検査は、ろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊの全体を水に浸けた状態にて行われる。なお、詳細については後述するが、ある規定圧の空気を一定時間圧送し、気泡が発生しない場合には前記ろ過膜板に欠陥が無いと判定し、気泡が発生した場合には前記ろ過膜板に欠陥があると判定している。
【００４１】
続いて、基準画像を作成する。具体的には、上部カメラ１１によりろ過装置１００を撮影する。この撮影により、例えば、図４に示すようなろ過装置上面の画像が得られる。この画像は、画像入力部１２を介して記憶部１８に出力され、記憶部１８に基準画像として保存される。なお、上部カメラ１１によりろ過装置１００を撮影する際、照明装置３１，３２によりろ過装置１００を適宜照らすようにしても良い。
【００４２】
続いて、ろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊに予め設定しておいた圧力（規定圧力）で空気を一定時間圧送しつつ、上部カメラ１１によりろ過装置を所定時間連続撮影する。この連続撮影により得られた画像は、画像入力部１２を介して記憶部１８に入力され、入力画像として保存される。ろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊに亀裂や膜形成不具合等の欠陥が有った場合、圧送した空気がろ過膜板から漏れ出し、図５に示すように、欠陥の有るろ過膜板（図示例ではろ過膜板１０２Ｄ）から小さな気泡１０３が発生する。
【００４３】
続いて、記憶部１８に保存される基準画像と入力画像を差分処理部１３へ出力する（図６（ａ）参照）。差分処理部１３は、基準画像と入力画像を比較し、差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成し（図６（ｂ）参照）、差分画像を記憶部１８へ出力する。この差分画像により、入力画像中の気泡による変化発生部分を検出することができる。
【００４４】
続いて、記憶部１８に保存される処理パラメータと差分画像を二値化処理部１４へ出力する。二値化処理部１４は、処理パラメータと差分画像を比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し（図６（ｃ）参照）、より具体的には液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成し、二値画像を記憶部１８へ出力する。
【００４５】
続いて、記憶部１８に保存される二値画像を変化分布計算部１５へ出力する。変化分布計算部１５は、二値画像に基づき変化が発生した画素の分布（分布データ）を計算して作成し（図６（ｄ）参照）、分布データを記憶部１８へ出力する。この分布データにより、気泡により変化が発生した画素の分布を求めることができる。
【００４６】
続いて、気泡により変化した画素の分布の時系列変化を求める。空気を圧送すると欠陥の有るろ過膜板から最初は小さな気泡が少量発生し、時間の経過に従って気泡の量が増加し、水面に気泡が到達する等の理由により気泡の消滅が始まると気泡の量が飽和する。そこで、図７に示すように、画像上にてそれぞれのろ過膜板１０２Ａ〜１０２Ｊ近傍に検査範囲１０４Ａ〜１０４Ｊを設け、気泡により変化が発生した画素の分布の時系列変化を調べる。つまり、記憶部１８に保存される処理パラメータである各ろ過膜板の検査範囲１０４Ａ〜１０４Ｊおよび分布データを時系列変化グラフ作成部１６へ出力する。時系列変化グラフ作成部１６は、各ろ過膜板の検査範囲１０４Ａ〜１０４Ｊおよび分布データに基づき、各検査範囲１０４Ａ〜１０４Ｊに関する変化が発生した画素数の時系列変化グラフを作成し、時系列変化グラフを記憶部１８へ出力する。
【００４７】
検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が有る場合、すなわち、欠陥の有るろ過膜板の検査範囲では、例えば図８に示すように、変化のある画素の数（変化が発生した画素数）が時間の経過に従って増加し所定時間経過した後では飽和して一定となる時系列変化グラフが作成される。
【００４８】
検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が無く、この検査範囲に隣接する検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が有る場合、すなわち、欠陥の有るろ過膜板の隣のろ過膜板の検査範囲では、例えば図９に示すように、欠陥の有るろ過膜板から発生した気泡の影響により、変化のある画素の数（変化が発生した画素数）が時間の経過に従って増加する時系列変化となるが、検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が有る場合の時系列変化グラフよりも、変化が発生した画素数の増加の始まりが遅れた時系列変化グラフが作成される。
【００４９】
検査範囲に配置されるろ過膜板に欠陥が無く、この検査範囲に隣接する検査範囲に配置されるろ過膜板にも欠陥が無い場合、すなわち、欠陥の無いろ過膜板が並んでいるろ過膜板の検査範囲では、図１０に示すように、変化のある画素の数（変化が発生した画素数）の増加が無い時系列変化グラフが作成される。
【００５０】
ろ過膜板に欠陥は無いが小さなゴミ等の何らかの浮遊物が存在するろ過膜板の検査範囲では、例えば図１１に示すように、浮遊物の移動により変化のある画素の数（変化が発生した画素数）が増減する時系列変化グラフが作成される。
【００５１】
続いて、記憶部１８に保存される時系列変化グラフを欠陥有無判断部１７へ出力する。欠陥有無判断部１７は、時系列変化グラフが上述した時系列変化グラフのパターン（図８〜図１１参照）と同じであるか判断して、ろ過膜板の欠陥の有無を検査し、さらに、時系列変化グラフにおいて、変化が発生した画素数の増加の始まり時刻を調べることで、欠陥の有るろ過膜板を特定し、これらを結果データとして記憶部１８へ出力している。よって、作業者の操作により、記憶部１８に保存される結果データを検査結果出力部２１に出力し、作業者により結果データを確認することができる。
【００５２】
したがって、本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、ろ過装置を上部カメラ１１で撮影した画像を処理することで欠陥のあるろ過膜板を自動的に特定することができる。また、検査に不純物の混入した液体を使用しないため、ろ過膜板に不純物が付着する可能性が無い。
【実施例２】
【００５３】
本発明の第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置について、図１２〜図２１を参照して具体的に説明する。
【００５４】
本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置において、亀裂や膜形成不具合などの欠陥が有るろ過膜板を画像処理により特定する装置である。
【００５５】
ろ過膜板を用いたろ過装置２００は、例えば、図１２に示すように、複数枚（図示例では１０枚）のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊがモジュール（図示せず）を介して筐体（ユニット）２０１内に設置された構成になっている。モジュールは、複数枚のろ過膜板が所定の間隔にて組み付けられる枠組みであって、内外を液体が流通可能に形成されている。筐体２０１は、モジュールが格納される容器であって、内外を液体が流通可能に形成されている。複数枚のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊは、それぞれ略長方形状をなし長手方向が上下方向となるように配置されると共に、筐体１０１内にて立設して配置される。また、複数枚のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊがこれらの面同士を十数ミリメータ間隔で横方向、具体的には、筐体２０１の前面部２０１ａからこれに対向配置される後面部２０１ｂへの方向に隣接して配置されている。複数枚のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊは、両面部には多数の膜孔が形成され、内部には上端から下端に延在する穴が形成されている。ろ過膜板の下端部には下端密閉具（図示せず）取り付けられており、この下端密閉具によりろ過膜板の下端部側が密閉されている。ろ過膜板の上端部には集水ヘッダ（図示せず）が取り付けられている。集水ヘッダには配管などが接続されている。運転時には水の吸引が行われ、検査時にあっては、前記配管から前記集水ヘッダを介して前記ろ過膜板へ空気などの気体が圧送される。
【００５６】
本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置は、図１３に示すように、撮影手段としての１台の上部カメラ５０および４台の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄ、画像入力部５２、差分処理部５３、二値化処理部５４、変化分布計算部５５、時系列変化グラフ作成部（時系列変化データ作成部）５６、欠陥有無判断部５７、側部カメラ移動部（側部カメラ移動制御部）５８、注目する側部カメラ画像選定部（側部画像選定部）５９、記憶部６０、処理設定部６１、処理制御部６２、検査結果出力部６３で構成される。
【００５７】
上部カメラ５０は、図１４に示すように、検査対象であるろ過装置２００が配置される水槽（図示せず）の直上に配置され、鉛直直下の領域を撮影するように構成されている。すなわち、上部カメラ５０は、水槽（液槽）に収容した水（液体）に浸漬して配置されたろ過装置２００が具備する複数のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊを撮影するように構成されている。側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄは、水槽の側方に配置され、複数のろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊを側方から撮影するように構成されている。図示例では４台の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを用いてろ過膜板の側部を撮影しているが、側部カメラの数量が４台に限定されず、ろ過膜板の長さと側部カメラの視野に合わせて適宜必要な数量を設置すればよい。側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄは、並行移動機構（移動手段）７０に設けられる。並行移動機構７０は、水槽（ろ過装置２００）の側方に配置され、上方および下方のそれぞれにて前後方向に延在する上方レール７１および下方レール７２と、上方レール７１および下方レール７２に沿って移動可能に設けられた上端摺動部７３および下端摺動部７４と、上端が上端摺動部７３に接続される一方、下端が下端摺動部７４に接続され、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄが設置される支持部７５とで構成されている。これにより、ろ過装置２００の側方において、前方側から後方側に亘って水平方向に移動し所定の位置に側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを配置することができる。なお、上部カメラ５０・側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄに隣接して照明装置を適宜に設置することも可能である。上部カメラ５０および側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄは、上部カメラ５０および側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄで撮影された画像の映像信号を画像入力部５２へ出力可能に画像入力部５２と接続される。
【００５８】
画像入力部５２は、図１３に示すように、上部カメラ５０および側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄから入力された映像信号を画像データ（上部画像および側部画像）として記憶部６０へ送信可能に記憶部６０と接続される。
【００５９】
差分処理部５３は、画像データを入出力可能に記憶部６０と接続される。差分処理部５３は、記憶部６０から基準画像（画像データ）と入力画像（画像データ）が入力され、これら画像データを比較し差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成し、この差分画像を記憶部６０へ出力している。
【００６０】
二値化処理部５４は、処理パラメータおよび画像データを入力可能に、且つ画像データを出力可能に記憶部６０と接続される。二値化処理部５４は、記憶部６０から処理パラメータと差分画像の画像データが入力され、処理パラメータと画像データを比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し、二値画像を記憶部６０へ出力している。すなわち、二値化処理部５４は、液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成し、二値画像を記憶部６０へ出力している。
【００６１】
変化分布計算部５５は、画像データを入力可能に、且つ分布データを出力可能に記憶部６０と接続される。変化分布計算部５５は、記憶部６０から二値画像が入力され、計算により変化が発生した画素の分布（分布データ）を作成し、分布データを記憶部６０へ出力している。
【００６２】
時系列変化グラフ作成部５６は、処理パラメータおよび分布データを入力可能に、且つ時系列変化グラフを出力可能に記憶部６０と接続される。時系列変化グラフ作成部５６は、記憶部６０から処理パラメータと分布データが入力され、各検査範囲に関する変化が発生した画素数の時系列変化グラフ（時系列変化データ）を作成し、時系列変化グラフを記憶部６０へ出力している。
【００６３】
欠陥有無判断部５７は、分布データ、時系列変化グラフ、後述の、注目する側部カメラ画像選定部５８で選定された側部カメラによる側部画像、および処理パラメータを入力可能に、且つ結果データを出力可能に記憶部６０と接続される。欠陥有無判断部５７は、記憶部６０から、分布データ、時系列変化グラフ、選定された側部画像、および処理パラメータが入力され、ろ過膜板の欠陥の有無の検出、および、欠陥の有るろ過膜板の特定を行い、結果データを記憶部６０へ出力している。
【００６４】
側部カメラ移動部５８は、結果データを入力可能に記憶部６０と接続される。側部カメラ移動部５８は、上部カメラ５０により得られた画像データを処理して得られた結果データが記憶部６０から入力され、結果データに保存されている気泡の有る検査範囲から、気泡が発生したろ過膜板間位置を求め、気泡が発生したろ過膜板間位置へ側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを移動するように並行移動機構７０を制御している。
【００６５】
注目する側部カメラ画像選定部５９は、結果データを入力可能に、注目する側部カメラ番号を出力可能に記憶部６０と接続される。注目する側部カメラ画像選定部５９は、複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄにより得られた画像データを処理して得られた結果データが入力され、気泡を検出した側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄの画像の内、最も下の高さに設定された側部カメラの番号を記憶部６０へ出力している。
【００６６】
記憶部６０は、各種データ、例えば、基準画像や入力画像の画像データ、差分画像、処理パラメータ、二値画像、分布データ、時系列変化グラフ、結果データなどを保存する。
【００６７】
処理設定部６１は処理パラメータを出力可能に記憶部６０と接続される。処理設定部６１は、二値化処理部５４で用いる輝度閾値、時系列変化グラフ作成部５６で用いる検査範囲、欠陥有無判断部５７で用いる時系列変化グラフのパターンなどの処理パラメータを設定し、処理パラメータを記憶部６０へ出力している。
【００６８】
処理制御部６２は、制御信号を出力可能に、画像入力部５２、差分処理部５３、二値化処理部５４、変化分布計算部５５、時系列変化グラフ作成部５６、欠陥有無判断部５７、側部カメラ移動部５８、注目する側部カメラ画像選定部５９、記憶部６０、検査結果出力部６３などと接続される。処理制御部６２は、全体の処理動作を制御している。
【００６９】
検査結果出力部６３は、結果データを出力可能に記憶部６０と接続される。検査結果出力部６３は、記憶部６０から結果データが入力され、結果データをコンピュータの表示機器であるディスプレイなどに出力する。これにより、作業者が検査結果を確認することができる。
【００７０】
ここで、上述した、画像処理によるろ過膜板検査装置を用いて、複数のろ過膜板が搭載されるろ過装置を検査する手順、具体的には処理制御部６２による全体の処理動作について説明する。
【００７１】
画像処理によるろ過膜板検査装置におけるろ過膜板の検査は次の手順となる。
（１）上部カメラの画像により気泡を検出する。
（２）気泡が発生したろ過膜板間の位置を検出する。
（３）気泡が発生したろ過膜板間の位置へ側部カメラを移動する。
（４）側部カメラ画像により気泡が発生したろ過膜板を特定する。
ただし、気泡が発生しないまま、規定圧力および規定時間を達成した（経過した）場合は、ろ過膜板に欠陥が無いものとして、ろ過膜板の検査を終了する。
【００７２】
まず、検査前にろ過装置を所定の位置に配置すると共に、上部カメラおよび側部カメラを所定の位置に配置する。具体的には、不純物の無い純水などの液体が溜められた水槽（図示せず）中にろ過装置を設置し、図１４に示すように、ろ過装置２００（水槽）の上方に、ろ過装置２００を上方から撮影する上部カメラ５０を設置すると共に、ろ過装置２００を側面から撮影する複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄをろ過装置２００（水槽）の側方に配置される並行移動機構７０に設置する。ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊと上部カメラ５０の画像軸が平行になるように上部カメラ５０の光軸まわりの回転が調整される。ただし、これらの検査は、ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊの全体を水に浸けた状態にて行われる。なお、詳細については後述するが、ある規定圧の空気を一定時間圧送し、気泡が発生しない場合には前記ろ過膜板に欠陥が無いと判定し、気泡が発生した場合には前記ろ過膜板に欠陥があると判定している。
【００７３】
続いて、上部基準画像および側部基準画像を作成する。具体的には、上部カメラ５０によりろ過装置２００を撮影する。この撮影により得られたろ過装置上面の画像は、画像入力部５２を介して記憶部６０に出力され、記憶部６０に上部基準画像として保存される。また、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄによりろ過装置２００を撮影する。この撮影により得られたろ過装置側面の画像は、画像入力部５２を介して記憶部６０に出力され、記憶部６０に側部基準画像として保存される。並行移動機構７０により側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを移動し、ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊ全ての側部基準画像を得るまで行われる。
【００７４】
続いて、図１５に示すように、ろ過装置の各ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊに予め設定しておいた圧力（規定圧力）で空気を圧送する（空気圧送工程Ｐ１）。
【００７５】
続いて、上部カメラ画像による気泡検出工程Ｐ２が上述した第１の実施例と同様の方法で行われる。具体的には、上部カメラ５０によりろ過装置を連続撮影する。この連続撮影により得られた画像は、画像入力部５２を介して記憶部６０に入力され、入力画像として保存される。そして、差分処理部５３は、基準画像と入力画像を比較し、差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成し、差分画像を記憶部６０へ出力する。この差分画像により、入力画像中の気泡による変化発生部分を検出して、気泡発生の有無を判定する（気泡発生判定工程Ｐ３）。この工程Ｐ３にて、気泡の発生が無いと判定された場合には、空気の圧送が所定の条件を満たしたかを判定する空気圧送条件判定工程Ｐ４へ進む。気泡の発生が有ると判定された場合には、気泡発生ろ過膜板間位置検出工程Ｐ５へ進む。
【００７６】
空気圧送条件判定工程Ｐ４にて、空気の圧送が規定圧力および規定時間行われたかを判定し、これら条件を満たさない場合には、再び空気圧送工程Ｐ１に戻る。これら条件を満たした場合には、検査対象のろ過膜板には亀裂や膜形成不具合などの欠陥が無いと判定され、ろ過膜板の検査が終了となる。すなわち、ろ過膜板へ所定量の空気の圧送が完了するまで気泡検出工程Ｐ３が行われる。
【００７７】
続いて、気泡発生ろ過膜板間位置検出工程Ｐ５が上述した第１の実施例と同様の方法で行われる。ただし、本実施例では、気泡が発生したろ過膜板間位置を検出するため、図１６に示すように、検査範囲２０４Ａ〜２０４Ｋをろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｊではなくろ過膜板間を囲むように設定する。具体的には、記憶部６０に保存される処理パラメータと差分画像を二値化処理部５４へ出力する。二値化処理部５４は、処理パラメータと差分画像を比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し、二値画像を記憶部６０へ出力する。そして、記憶部６０に保存される二値画像を変化分布計算部５５へ出力する。変化分布計算部５５は、二値画像に基づき変化が発生し画素の分布を計算して作成し、分布データを記憶部６０へ出力する。記憶部６０に保存される分布データを側部カメラ移動部５８へ出力する。側部カメラ移動部５８は、分布データ（結果データ）に保存される気泡のある検査範囲から、気泡により変化が発生した画素の分布を求めて、気泡発生ろ過膜板間位置を検出する。
【００７８】
続いて、側部カメラ移動部５８は、分布データ（結果データ）に基づき、並行移動機構７０を制御して、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを前記気泡発生ろ過膜板間位置に配置する（側部カメラ移動工程Ｐ６）。例えば、図１７に示すように、ろ過膜板２０２Ｂとろ過膜板２０２Ｃとの間に気泡２０３が発生している場合には、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを移動して、これら側部カメラの光軸８１がろ過膜板２０２Ｂとろ過膜板２０２Ｃの間の中央に位置付けられる。
【００７９】
続いて、側部カメラ画像による気泡発生ろ過膜板特定工程Ｐ７が行われる。本工程Ｐ７では、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄによりろ過装置を所定時間連続撮影し、この撮影で得られた入力画像に基づき注目する側部カメラ画像を選定した後に、上述した第１の実施例と同様の方法により、欠陥の有るろ過膜板を特定する。
【００８０】
ここで、気泡がろ過膜板から発生した場合のろ過装置を側部カメラの方向から見た模式図の一例を図１８に示す。前の工程Ｐ６にて側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを気泡発生ろ過膜板間位置の側方へ移動したため、複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄそれぞれが撮影する範囲２０５Ａ〜２０５Ｄは図１９に示すようになる。すなわち、複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄのうち最下方に配置される側部カメラ５１Ａが撮影する範囲２０５Ａは、ろ過膜板２０２Ａ〜２０２Ｄの下方側となる。側部カメラ５１Ａより上方に配置される側部カメラ５１Ｂが撮影する範囲２０５Ｂは、側部カメラ５１Ａによる撮影範囲２０５Ａの上端部に下端部が重なり、この撮影範囲２０５Ａよりも上方となる。側部カメラ５１Ｂより上方に配置される側部カメラ５１Ｃが撮影する範囲２０５Ｃは、側部カメラ５１Ｂによる撮影範囲２０５Ｂの上端部に下端部が重なり、この撮影範囲２０５Ｂよりも上方となる。複数の側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄのうち最上方に配置される側部カメラ５１Ｄが撮影する範囲２０５Ｄは、側部カメラ５１Ｃによる撮影範囲２０５Ｃの上端部に下端部が重なり、この撮影範囲２０５Ｃよりも上方となる。
【００８１】
これら側部カメラ５１Ａ、５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄにより、気泡が発生したろ過膜板間の隣り合うろ過膜板のどちらから気泡が発生したかを特定すればよい。このため、各側部カメラ５１Ａ、５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄで撮影した画像に対し、検査範囲を図２０に示すように２箇所２０６Ａ，２０６Ｂのみ設定する。すなわち、隣接する２つのろ過膜板２０２Ｂ，２０２Ｃにおいて、これらろ過膜板２０２Ｂ，２０２Ｃ間の中央から一方のろ過膜板２０２Ｂ側の検査範囲２０６Ａと、これらろ過膜板２０２Ｂ，２０２Ｃ間の中央から他方のろ過膜板２０２Ｃ側の検査範囲２０６Ｂとを設定する。さらに、記憶部６０に保存される側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄで撮影した画像２０５Ａ〜２０５Ｄが注目する側部カメラ画像選定部５９に入力される。注目する側部カメラ画像選定部５９は、気泡を検出した側部カメラの画像の内、最も下の高さに設定した側部カメラの画像に注目し、気泡発生ろ過膜板の特定を行う（側部カメラ画像による気泡発生ろ過膜板の特定工程Ｐ７）。図１９の例では、下から２番目の側部カメラ５１Ｂにより撮影した画像２０５Ｂが注目する画像となる。側部カメラで撮影した注目する画像の例を図２１に示す。図２１のように、注目する画像２０５Ｂでは、欠陥の存在するろ過膜板２０２Ｂ側に気泡２０３が偏って存在する。
【００８２】
そこで、注目する画像２０５Ｂに関し、差分処理部５３が基準画像と入力画像を比較し、差分のある画像のみを抽出した差分画像を作成する。続いて、二値化処理部５４が処理パラメータと差分画像を比較し、輝度閾値による二値化処理を行って二値画像を作成し、より具体的には液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成する。続いて、変化分布計算部５５は、二値画像に基づき変化が発生した画素の分布（分布データ）を計算して作成する。続いて、時系列変化グラフ作成部５６が、検査範囲２０６Ａ，２０６Ｂおよび分布データに基づき、変化が発生した画素数の時系列変化グラフを作成する。そして、欠陥有無判断部５７は、時系列変化グラフおよび時系列変化グラフのパターン（パラメータ）に基づき、ろ過膜板の欠陥の有無を検査し、且つ、欠陥の有るろ過膜板を特定し、これらを結果データとして記憶部６０へ出力している。よって、作業者の操作により、記憶部６０に保存される結果データを検査結果出力部６３に出力し、作業者により結果データを確認することができる。
【００８３】
したがって、本実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、ろ過装置を上部カメラ５０および側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄで撮影した画像を処理することで、欠陥の有るろ過膜板を自動的に特定することができる。また、上部カメラ５０で撮影した画像に基づき気泡が発生したろ過膜板間位置を特定し、側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄで撮影した画像に基づき欠陥の有るろ過膜板を特定したことにより、ろ過膜板が長尺物であっても、欠陥の有るろ過膜板をより確実に特定することができる。
【００８４】
並行移動機構７０により側部カメラ５１Ａ〜５１Ｄを移動し、気泡が発生したろ過膜板に近接して配置することができるため、欠陥の有るろ過膜板を効率よく特定することができる。
【００８５】
なお、上述した第１の実施例では、欠陥有無判断部１７が時系列変化グラフに基づき、ろ過膜板の欠陥の有無を検査し、且つ、欠陥の有るろ過膜板を特定する、画像処理によるろ過膜板検査装置について説明したが、欠陥有無判断部１７が変化分布計算部１５で作成した分布データに基づき、ろ過膜板の並んでいる方向に関して変化が発生した画素の分布を調べることで、欠陥の有るろ過膜板を特定する、画像処理によるろ過膜検査装置とすることも可能である。このような画像処理によるろ過膜板検査装置であっても、第１の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏することに加え、時系列変化グラフ作成部が不要となり、装置を簡素に構成することができる。
【００８６】
上述した第２の実施例では、欠陥有無判断部５７が時系列変化グラフに基づき欠陥の有るろ過膜板を特定する、画像処理によるろ過膜板検査装置について説明したが、欠陥有無判断部５７が変化分布計算部５５で作成した分布データに基づき、ろ過膜板の並んでいる方向に関して変化が発生した画素の分布を調べることで、欠陥の有るろ過膜板を特定する画像処理によるろ過膜検査装置とすることも可能である。このような画像処理によるろ過膜板検査装置であっても、第２の実施例に係る画像処理によるろ過膜板検査装置と同様な作用効果を奏することに加え、時系列変化グラフ作成部が不要となり、装置を簡素に構成することができる。
【００８７】
上述した第１および第２の実施例では、１０枚のろ過膜板を検査する画像処理によるろ過膜板検査装置を用いて説明したが、ろ過膜板の数量は１０枚に限らず９枚以下や１１枚以上のろ過膜板を検査する画像処理によるろ過膜板検査装置とすることも可能である。
【００８８】
上述した第１および第２の実施例では、ろ過装置を水槽内に配置し、これをカメラで撮影して得られた撮影画像に基づき、亀裂や膜形成不具合等のあるろ過膜板を自動的に特定する画像処理によるろ過膜板検査装置について説明したが、複数枚のろ過膜板が組み付けられたモジュールを水槽内に配置し、これをカメラで撮影して得られた撮影画像に基づき、亀裂や膜形成不具合等のあるろ過膜板を自動的に特定する画像処理によるろ過膜板検査装置とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係る画像処理によるろ過膜板検査装置によれば、き裂や膜形成不具合等のあるろ過膜板を自動的に特定することができるため、ろ過膜板を製造する水処理産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１１ 上部カメラ
１２ 画像入力部
１３ 差分処理部
１４ 二値化処理部
１５ 変化分布計算部
１６ 時系列変化グラフ作成部
１７ 欠陥有無判断部
１８ 記憶部
１９ 処理設定部
２０ 処理制御部
２１ 検査結果出力部
３１，３２ 照明
５０ 上部カメラ
５１Ａ〜５１Ｄ 側部カメラ
５２ 画像入力部
５３ 差分処理部
５４ 二値化処理部
５５ 変化分布計算部
５６ 時系列変化グラフ作成部
５７ 欠陥有無判断部
５８ 側部カメラ移動部
５９ 注目する側部カメラ画像選定部
６０ 記憶部
６１ 処理設定部
６２ 処理制御部
６３ 検査結果出力部
１００ ろ過装置
１０１ 筐体
１０２Ａ〜１０２Ｊ ろ過膜板
１０３ 気泡
２００ ろ過装置
２０１ 筐体
２０２Ａ〜２０２Ｊ ろ過膜板
２０３ 気泡
２０４ 並行移動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過装置が具備する複数のろ過膜板を画像処理により検査するろ過膜板検査装置であって、
液槽内の液体に浸漬して配置された前記複数のろ過膜板を撮影する撮影手段と、
前記複数のろ過膜板を前記撮影手段により撮影した基準画像と、前記複数のろ過膜板へ気体を圧送しつつ前記撮影手段により撮影した入力画像とを比較して、差分画像を作成する差分処理部と、
前記差分画像に対して二値化処理を行うことにより前記液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成する二値化処理部と、
前記二値画像に基づき変化が発生した画素の分布を計算して分布データを出力する変化分布計算部と、
前記分布データに基づき、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する欠陥有無判断部とを備える
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記分布データと予め設定された処理パラメータに基づき、各検査範囲に関し変化が発生した画素数の時系列変化データを作成する時系列変化データ作成部を備え、
前記欠陥有無判断部は、前記時系列変化データに基づき、前記複数のろ過膜板の欠陥の有無を判断すると共に、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する機能を有する
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記撮影手段は、前記液槽の上方に配置され、前記複数のろ過膜板を上方から撮影可能な上部カメラである
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記撮影手段は、前記液槽の上方に配置され、前記複数のろ過膜板を上方から撮影可能な上部カメラと、前記液槽の側方に配置され、前記複数のろ過膜板を側方から撮影可能な複数の側部カメラとで構成され、
前記複数の側部カメラにより撮影された画像に基づき注目する側部画像を選定する側部画像選定部を備え、
前記欠陥有無判断部は、前記側部画像に基づき欠陥の有るろ過膜板を特定する機能をさらに有する
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記複数の側部カメラは、前記液槽の側方に配置され、前記ろ過装置の前方側から後方側に亘って移動可能な移動手段に取り付けられ、
前記上部カメラにより撮影された画像による結果データに基づき、気泡の発生したろ過膜板間位置を求め、前記移動手段を制御して、前記ろ過膜板間位置に前記複数の側部カメラを移動する側部カメラ移動制御部をさらに備える
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【請求項１】
ろ過装置が具備する複数のろ過膜板を画像処理により検査するろ過膜板検査装置であって、
液槽内の液体に浸漬して配置された前記複数のろ過膜板を撮影する撮影手段と、
前記複数のろ過膜板を前記撮影手段により撮影した基準画像と、前記複数のろ過膜板へ気体を圧送しつつ前記撮影手段により撮影した入力画像とを比較して、差分画像を作成する差分処理部と、
前記差分画像に対して二値化処理を行うことにより前記液体中に発生した気泡を強調した二値画像を作成する二値化処理部と、
前記二値画像に基づき変化が発生した画素の分布を計算して分布データを出力する変化分布計算部と、
前記分布データに基づき、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する欠陥有無判断部とを備える
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記分布データと予め設定された処理パラメータに基づき、各検査範囲に関し変化が発生した画素数の時系列変化データを作成する時系列変化データ作成部を備え、
前記欠陥有無判断部は、前記時系列変化データに基づき、前記複数のろ過膜板の欠陥の有無を判断すると共に、欠陥の有るろ過膜板を特定して結果データを出力する機能を有する
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記撮影手段は、前記液槽の上方に配置され、前記複数のろ過膜板を上方から撮影可能な上部カメラである
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記撮影手段は、前記液槽の上方に配置され、前記複数のろ過膜板を上方から撮影可能な上部カメラと、前記液槽の側方に配置され、前記複数のろ過膜板を側方から撮影可能な複数の側部カメラとで構成され、
前記複数の側部カメラにより撮影された画像に基づき注目する側部画像を選定する側部画像選定部を備え、
前記欠陥有無判断部は、前記側部画像に基づき欠陥の有るろ過膜板を特定する機能をさらに有する
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載された画像処理によるろ過膜板検査装置であって、
前記複数の側部カメラは、前記液槽の側方に配置され、前記ろ過装置の前方側から後方側に亘って移動可能な移動手段に取り付けられ、
前記上部カメラにより撮影された画像による結果データに基づき、気泡の発生したろ過膜板間位置を求め、前記移動手段を制御して、前記ろ過膜板間位置に前記複数の側部カメラを移動する側部カメラ移動制御部をさらに備える
ことを特徴とする画像処理によるろ過膜板検査装置。
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１９６５９６（Ｐ２０１２−１９６５９６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０６９６（Ｐ２０１１−６０６９６）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
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