Ｘ線検査装置および検査方法
【課題】Ｘ線を用いて物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査する。
【解決手段】Ｘ線検査装置１０は、画像生成部２１ａと検査領域抽出部２１ｂと包絡図形導出部２１ｃと検査部２１ｄ，２１ｅとを備える。画像生成部２１ａは、ソーセージＳ１，Ｓ２のＸ線画像６１を生成する。検査領域抽出部２１ｂは、Ｘ線画像６１から検査領域Ｂ１，Ｂ２を抽出する。検査領域Ｂ１，Ｂ２とは、ソーセージＳ１，Ｓ２に対応する領域である。包絡図形導出部２１ｃは、包絡図形Ｃ１，Ｃ２を導出する。包絡図形Ｃ１，Ｃ２とは、検査領域Ｂ１，Ｂ２全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査部２１ｄ，２１ｅは、包絡図形Ｃ１，Ｃ２に基づいてソーセージＳ１，Ｓ２の形状を検査する。
【解決手段】Ｘ線検査装置１０は、画像生成部２１ａと検査領域抽出部２１ｂと包絡図形導出部２１ｃと検査部２１ｄ，２１ｅとを備える。画像生成部２１ａは、ソーセージＳ１，Ｓ２のＸ線画像６１を生成する。検査領域抽出部２１ｂは、Ｘ線画像６１から検査領域Ｂ１，Ｂ２を抽出する。検査領域Ｂ１，Ｂ２とは、ソーセージＳ１，Ｓ２に対応する領域である。包絡図形導出部２１ｃは、包絡図形Ｃ１，Ｃ２を導出する。包絡図形Ｃ１，Ｃ２とは、検査領域Ｂ１，Ｂ２全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査部２１ｄ，２１ｅは、包絡図形Ｃ１，Ｃ２に基づいてソーセージＳ１，Ｓ２の形状を検査する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を用いて物品の形状を検査するＸ線検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品等の商品の生産ラインにおいては、商品の形状に異常がある場合にそのような商品を出荷しないために、Ｘ線検査装置により検査が為されることがある。このようなＸ線検査装置では、連続して搬送されてくる物品に対してＸ線が照射され、Ｘ線ラインセンサにおいて物品を透過したＸ線量が検出される。そして、当該Ｘ線量に基づいて得られるＸ線画像に画像処理を施すことにより、物品の形状における異常の有無が判断される。
【０００３】
このようなＸ線検査装置を用いて物品の検査を行う場合には、検査対象となる物品のＸ線画像と所定の基準画像とのパターンマッチングを行うことが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、特許文献２に記載されるＸ線検査装置においては、検査対象となる物品の周囲を構成する画素の積算数が算出され、当該積算数が所定の範囲に収まっているか否かによって当該物品における割れ欠けの有無が判断されている。すなわち、特許文献２では、検査対象となる物品の周囲を構成する画素の積算数が、当該物品の周囲長に比例するものとみなされている。
【特許文献１】特開２００２−９８６５２号公報
【特許文献２】特開２００２―３１０９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるようなパターンマッチング方式を採用する場合には、複雑な画像間の類似判断処理が必要となり、画像処理に要する時間が長くなる。
【０００６】
ところが、高速性が要求される商品の生産ラインに配備されるＸ線検査装置では、できるだけ検査時間を短縮することが求められる。もちろん、高価なハードウェアやソフトウェアを用いれば、パターンマッチングの処理を高速に行うことも可能であるが、現実には高速化を図るとともに低コスト化を図ることも重要視されている。
【０００７】
また、特許文献２に示されるような周囲長計測方式を採用する場合には、検査対象となる物品によっては誤差が大きくなり、正確な検査を行うことが困難である。特に、検査対象となる物品の形状が複雑であったり湾曲部分を多く含むものであったりすると、検査対象となる物品の周囲を構成する画素の積算数が当該物品の周囲長に比例したものにならないことが多くなる。
【０００８】
本発明の課題は、Ｘ線を用いて物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明にかかるＸ線検査装置は、照射部と、受光部と、生成部と、抽出部と、導出部と、検査部とを備える。照射部は、物品にＸ線を照射する。受光部は、照射部からのＸ線を受光する。生成部は、受光部が受光したＸ線に基づいてＸ線画像を生成する。抽出部は、Ｘ線画像から検査領域を抽出する。検査領域とは、物品に対応する領域である。導出部は、包絡図形を導出する。包絡図形とは、検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査部は、包絡図形に基づいて物品の形状を検査する。
【００１０】
このＸ線検査装置では、物品のＸ線画像から当該物品の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線検査装置では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【００１１】
第２発明にかかるＸ線検査装置は、第１発明にかかるＸ線検査装置であって、照射部と、受光部と、生成部と、抽出部と、導出部と、検査部とを備える。照射部は、物品にＸ線を照射する。受光部は、照射部からのＸ線を受光する。生成部は、受光部が受光したＸ線に基づいてＸ線画像を生成する。抽出部は、Ｘ線画像から検査領域を抽出する。検査領域とは、物品に囲まれる他の物品または空間に対応する領域である。導出部は、包絡図形を導出する。包絡図形とは、検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査部は、包絡図形に基づいて物品の形状を検査する。
【００１２】
このＸ線検査装置では、物品のＸ線画像から当該物品に囲まれる他の物品または当該物品に囲まれる空間の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線検査装置では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【００１３】
第３発明にかかるＸ線検査装置は、第１発明または第２発明にかかるＸ線検査装置であって、検査部は、凹み領域を導出し、凹み領域の面積と所定の閾値との比較により、物品の形状を検査する。凹み領域とは、包絡図形から検査領域を差し引いた領域である。
【００１４】
このＸ線検査装置では、検査領域を含む包絡図形から検査領域を差し引くことにより、包絡図形に含まれる凹み領域が導出される。そして、当該凹み領域の面積に応じて物品の形状が検査される。これにより、このＸ線検査装置では、物品の形状をより正確に検査することができる。
【００１５】
第４発明にかかるＸ線検査装置は、第１発明にかかるＸ線検査装置であって、物品は、細長い形状を有している。検査部は、物品の湾曲の程度を検査する。
【００１６】
このＸ線検査装置では、細長い形状を有する物品の湾曲の程度をより正確に検査することができる。
【００１７】
第５発明にかかるＸ線検査装置は、第２発明にかかるＸ線検査装置であって、物品は、内部空間を有する容器である。検査部は、物品の凹みの程度を検査する。
【００１８】
このＸ線検査装置では、内部空間を有する容器の凹みの程度をより正確に検査することができる。
【００１９】
第６発明にかかる検査方法は、抽出ステップと、導出ステップと、検査ステップとを備える。抽出ステップは、物品のＸ線画像から検査領域を抽出するステップである。検査領域とは、物品に対応する領域である。導出ステップは、包絡図形を導出するステップである。包絡図形とは、検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査ステップは、包絡図形に基づいて物品の形状を検査するステップである。
【００２０】
この検査方法では、物品のＸ線画像から当該物品の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線を用いた検査方法では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【００２１】
第７発明にかかる検査方法は、抽出ステップと、導出ステップと、検査ステップとを備える。抽出ステップは、物品のＸ線画像から検査領域を抽出するステップである。検査領域とは、物品に囲まれる他の物品または空間に対応する領域である。導出ステップとは、包絡図形を導出するステップである。包絡図形とは、検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査ステップとは、包絡図形に基づいて物品の形状を検査するステップである。
【００２２】
この検査方法では、物品のＸ線画像から当該物品に囲まれる他の物品または当該物品に囲まれる空間の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線を用いた検査方法では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、物品のＸ線画像から当該物品の占める領域（検査領域）、あるいは当該物品に囲まれる他の物品または当該物品に囲まれる空間の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線検査装置では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態および第２実施形態にかかるＸ線検査装置１０，１１０および検査方法について説明する。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１に、本発明の第１実施形態にかかるＸ線検査装置１０の外観を示す。Ｘ線検査装置１０は、食品等の商品Ｇの生産ラインにおいて商品Ｇの品質検査を行う装置の１つであって、連続的に搬送されてくる商品Ｇに対してＸ線を照射して、商品Ｇを透過したＸ線の透過量に基づいて商品Ｇの不良判断を行う装置である。
【００２６】
Ｘ線検査装置１０の検体である商品Ｇは、図４に示すように、前段コンベア６０によりＸ線検査装置１０に運ばれてくる。商品Ｇは、Ｘ線検査装置１０において、良品または不良品に分類される。このＸ線検査装置１０での検査結果は、Ｘ線検査装置１０の下流側に配置されている振分機構７０に送られる。振分機構７０は、商品ＧがＸ線検査装置１０において良品と判断された場合には商品Ｇを正規のラインコンベア８０へと送り、商品ＧがＸ線検査装置１０において不良品と判断された場合には商品Ｇを不良品貯留コンベア９０へと振り分ける。
【００２７】
（Ｘ線検査装置の構成）
図１、図２および図５に示すように、Ｘ線検査装置１０は、主として、シールドボックス１１と、コンベア１２と、Ｘ線照射器（照射部）１３と、Ｘ線ラインセンサ（受光部）１４と、タッチパネル機能付きのモニタ３０と、制御コンピュータ２０とから構成されている。
【００２８】
〔シールドボックス〕
シールドボックス１１の両側面には、商品Ｇをシールドボック１１の内外に搬入出するための開口１１ａが形成されている。そして、このシールドボックス１１内には、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、制御コンピュータ２０等が収容されている。
【００２９】
なお、シールドボックス１１の外部へＸ線が漏洩することを抑制するために、開口１１ａは遮蔽ノレン（図示せず）により塞がれている。この遮蔽ノレンは、鉛を含むゴムから成形されており、商品Ｇが開口１１ａを通過する際に商品Ｇにより押しのけられる。
【００３０】
また、シールドボックス１１の正面上部には、モニタ３０の他、キーの差し込み口および電源スイッチ等が配置されている。
【００３１】
〔コンベア〕
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品Ｇを搬送するものであり、図１に示すように、シールドボックス１１の両側面に形成された開口１１ａを貫通するように配置されている。そして、コンベア１２は、コンベアモータ１２ａ（図５参照）によって駆動される駆動ローラによって無端状のベルトを回転させながら、ベルト上に載置された商品Ｇを搬送する。コンベア１２による搬送速度は、制御コンピュータ２０によるコンベアモータ１２ａのインバータ制御によって、利用者が入力した設定速度になるように細かく制御される。
【００３２】
また、コンベアモータ１２ａには、コンベア１２による搬送速度を検出して制御コンピュータ２０に送るエンコーダ１２ｂ（図５参照）が装着されている。
【００３３】
〔Ｘ線照射器〕
Ｘ線照射器１３は、図２に示すように、コンベア１２の上方に配置されており、下方のＸ線ラインセンサ１４に向けて扇状の照射範囲ＸにＸ線を照射する。
【００３４】
〔Ｘ線ラインセンサ〕
Ｘ線ラインセンサ１４は、コンベア１２の下方に配置されており、コンベア１２を透過したＸ線を受光する。Ｘ線ラインセンサ１４は、図３に示すように、主として、多くの画素センサ１４ａから構成されている。これらの画素センサ１４ａは、コンベア１２による搬送方向に直交する向きであって水平方向に、一直線に配置されている。
【００３５】
なお、図３は、シールドボックス１１内のＸ線の透過状態と、その透過状態において各画素センサ１４ａにおいて検出されるＸ線の透過量のグラフとを示している。
【００３６】
〔モニタ〕
モニタ３０は、フルドット表示の液晶ディスプレイであり、初期設定値や検査時に必要となる検査パラメータ等の入力を利用者に促す画面を表示する。また、モニタ３０は、タッチパネル機能も有しており、利用者からの初期設定値や検査パラメータ等の入力を受け付ける。
【００３７】
〔制御コンピュータ〕
制御コンピュータ２０は、図５に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＨＤＤ（ハードディスク）２５および記憶メディアを挿入するためのドライブ２４を備えている。
【００３８】
ＣＰＵ２１では、ＨＤＤ２５に格納されている各種プログラムが実行される。ＨＤＤ２５には、各種プログラムの他、閾値ファイル２５ａや検査結果ログファイル２５ｂが格納されている。そして、閾値ファイル２５ａには、検査パラメータである閾値が保存され、検査結果ログファイル２５ｂには、検査により不良品であると判断された商品Ｇについての検査画像や検査結果が保存蓄積される。これらのデータは、利用者の設定に応じて、ＨＤＤ２５に代えて又は加えてドライブ２４に挿入された記憶メディアに保存蓄積される。
【００３９】
さらに、制御コンピュータ２０は、モニタ３０でのデータ表示を制御する表示制御回路（図示せず）、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されたキー入力データを取り込むキー入力回路（図示せず）、およびプリンタ（図示せず）等の外部機器やＬＡＮ等の外部ネットワークとの接続を可能にする通信ポート（図示せず）を備えている。
【００４０】
そして、制御コンピュータ２０の各部２１〜２５等は、アドレスバスやデータバス等のバスラインを介して相互に接続されている。
【００４１】
また、制御コンピュータ２０は、コンベアモータ１２ａ、エンコーダ１２ｂ、光電センサ１５、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４等に接続されている。光電センサ１５は、検体である商品Ｇが扇状のＸ線の照射範囲Ｘ（図２参照）を通過するタイミングを検知するための同期センサであり、主として、コンベア１２を挟んで配置される一対の投光器および受光器から構成されている。
【００４２】
（制御コンピュータによる商品不良の判断）
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている検査プログラムに含まれる画像生成モジュールを読み出して実行することにより、商品ＧのＸ線画像を生成する。また、制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、利用者の設定に応じて、ＨＤＤ２５に格納されている検査プログラムに含まれる湾曲検査モジュール、異物検査モジュール、割れ欠け検査モジュールおよび数量検査モジュールの中から１または複数の検査モジュールを読み出して実行することが可能である。すなわち、Ｘ線検査装置１０の利用者は、商品Ｇに応じて、商品Ｇが湾曲していないか、商品Ｇに異物が混入していないか、商品Ｇに割れ欠けが存在していないか、商品Ｇに含まれる内容物の数量が正しいか否かについての検査を適宜行うことができる。制御コンピュータ２０によるこうした湾曲検査、異物検査、割れ欠け検査および数量検査は、商品ＧのＸ線画像に対する画像処理を通して実現される。
【００４３】
また、利用者は、検査モジュールをバージョンアップしたり、新たに追加したりすることにより、商品Ｇに対してその他の検査を行うことも可能である。
【００４４】
湾曲検査、異物検査、割れ欠け検査および数量検査の検査結果は、振分機構７０へと送られる。そして、振分機構７０は、これらの全ての検査において良品であると判断された商品Ｇを正規のラインコンベア８０へと振り分け、これらの検査の少なくとも１つにおいて不良品であると判断された商品Ｇを不良品貯留コンベア９０へと振り分ける。
【００４５】
〔Ｘ線画像の生成〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている画像生成モジュールを読み出して実行することにより、画像生成部２１ａとして動作する。画像生成部２１ａは、商品Ｇが扇状のＸ線の照射範囲Ｘ（図２参照）を通過するときにＸ線ラインセンサ１４が検出したＸ線の透過量（図３参照）を示すＸ線透視像信号を細かい時間間隔で取得し、それらのＸ線透視像信号に基づいて商品ＧのＸ線画像を生成する。このとき、商品Ｇが扇状のＸ線の照射範囲Ｘ（図２参照）を通過するタイミングは、光電センサ１５からの信号により判断される。すなわち、画像生成部２１ａは、Ｘ線ラインセンサ１４の各画素１４ａから得られるＸ線の透過量に関する細かい時間間隔毎のデータを時系列につなぎ合わせることにより、商品Ｇとその背景部分とを含むＸ線画像を生成する。
【００４６】
〔湾曲検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている湾曲検査モジュールを読み出して実行することにより、検査領域抽出部２１ｂ、包絡図形導出部２１ｃ、凹み領域導出部２１ｄおよび比較部２１ｅとして動作する。これらの各部２１ｂ〜２１ｅは、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施すことにより、商品Ｇの湾曲の程度を検査する。
【００４７】
以下、図６および図７を参照しつつ、細長いソーセージＳ１，Ｓ２を検体とする場合を例として、湾曲検査の詳細について説明する。なお、説明を分かりやすくするために、例示する２本のソーセージＳ１，Ｓ２のうち一方のソーセージＳ１を直線状に伸びる良品とし、他方のソーセージＳ２を大きく湾曲した不良品とする。図６（ａ）に示すＸ線画像６１上において、左側に現れている暗い領域Ａ１は良品のソーセージＳ１を示しており、右側に現れている暗い領域Ａ２は不良品のソーセージＳ２を示している。
【００４８】
まず、ステップＳ７１では、検査領域抽出部２１ｂが、２値化処理により、Ｘ線画像６１上の領域を、ソーセージＳ１を示す領域Ｂ１と、ソーセージＳ２を示す領域Ｂ２と、ソーセージＳ１，Ｓ２の背景領域Ｂ３とに切り分ける。なお、ステップＳ７１で２値化処理の対象となるＸ線画像６１は、画像生成部２１ａにより生成されたものである。
【００４９】
２値化処理では、Ｘ線画像６１を構成する各画素に対応するＸ線の透過量の値が、所定の閾値と比較される。そして、それらの値の大小関係に応じて、各画素に「０」又は「１」のどちらかの値が割り当てられる。「０」は、ソーセージＳ１，Ｓ２に対応する領域であることを示し、「１」は、ソーセージＳ１，Ｓ２の背景に対応する領域であることを示す。ここで、２値化処理に用いられる閾値は、検査を開始する前に試験等を行うことにより検体であるソーセージＳ１，Ｓ２に合わせて予め適切に定められており、例えば、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されてＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されているものとする。
【００５０】
図６（ｂ）に示す画像６２は、Ｘ線画像６１に対して２値化処理を施した後の画像である。画像６２上において、左側に白く現れている領域Ｂ１はソーセージＳ１に対応し、右側に白く現れている領域Ｂ２はソーセージＳ２に対応し、その他の黒く現れている領域Ｂ３はソーセージＳ１，Ｓ２の背景に対応する。すなわち、ステップＳ７１では、Ｘ線画像６１からソーセージＳ１，Ｓ２に対応する領域Ｂ１，Ｂ２が抽出されることになる。以下、ステップＳ７１でソーセージＳ１，Ｓ２に対応する領域として抽出された領域Ｂ１，Ｂ２を検査領域Ｂ１，Ｂ２と呼ぶ。
【００５１】
次に、ステップＳ７２では、包絡図形導出部２１ｃが、ステップＳ７１で抽出された各検査領域Ｂ１，Ｂ２の包絡図形Ｃ１，Ｃ２（図６（ｃ）参照）を導出する。なお、ある領域の包絡図形とは、その領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形のことを言う。言い換えると、ある領域の包絡図形とは、断面がその領域と同じ形状となる物体の、その断面に沿ってかけた輪ゴムにより囲まれる図形のことを言う。また、凸の線とは、当該線に囲まれる領域中の任意の2点を結ぶ線分が、常に当該領域に含まれることになるような線のことを言う。
【００５２】
図６（ｃ）に示す画像６３上において、左側に白く現れている包絡図形Ｃ１は、図６（ｂ）に示す画像６２上の検査領域Ｂ１の包絡図形であり、右側に白く現れている包絡図形Ｃ２は、図６（ｂ）に示す画像６２上の検査領域Ｂ２の包絡図形である。直線状に伸びているソーセージＳ１に対応する検査領域Ｂ１の包絡図形Ｃ１は、検査領域Ｂ１と同じ形状を有している。これは、ソーセージＳ１が直線状に伸びていることにより、検査領域Ｂ１の外周がもともと凸の線のみで表されているからである。一方、湾曲したソーセージＳ２に対応する検査領域Ｂ２の包絡図形Ｃ２は、検査領域Ｂ２が略Ｖ字形状となっているのに対し、略三角形の形状となっている。より具体的には、包絡図形Ｃ２は、検査領域Ｂ２のＶ字を構成する２本の線分の、Ｖ字の頂点と反対側の端点どうしを真っ直ぐに結ぶことによって形成される三角形と概ね同じ形状を有している。すなわち、湾曲した商品Ｇに対応する検査領域の包絡図形は、もとの検査領域よりも面積が大きくなる。
【００５３】
次に、ステップＳ７３では、凹み領域導出部２１ｄが、ステップＳ７２で導出された各包絡図形Ｃ１，Ｃ２に含まれる凹み領域Ｄ１，Ｄ２（図６（ｄ）参照）を導出する。凹み領域とは、ステップＳ７２で導出された包絡図形からステップＳ７１で抽出された検査領域を差し引いた領域のことを言う。
【００５４】
したがって、包絡図形Ｃ１から包絡図形Ｃ１と同じ形状を有する検査領域Ｂ１を差し引くことにより導出された凹み領域Ｄ１は、面積がゼロの領域となる。このため、凹み領域Ｄ１は、図６（ｄ）に示す画像６４上に現れない。一方、図６（ｄ）に示すように、包絡図形Ｃ２から包絡図形Ｃ２よりも面積の小さい検査領域Ｂ２を差し引くことにより導出された凹み領域Ｄ２は、山形の形状を有している。
【００５５】
次に、ステップＳ７４では、比較部２１ｅが、ステップＳ７３において導出された各凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２を算出し、各面積Ｅ１，Ｅ２を予め設定されている閾値Ｆと比較する。そして、比較の結果、凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２が閾値Ｆ以下であれば、ソーセージＳ１，Ｓ２は良品と判断され、閾値Ｆよりも大きければ、ソーセージＳ１，Ｓ２は不良品と判断されることになる。閾値Ｆは、検査を開始する前に試験等を行うことにより検体であるソーセージＳ１，Ｓ２に合わせて予め適切に定められており、例えば、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されてＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されているものとする。ここでは、
Ｅ１＝０＜Ｆ＜Ｅ２
の関係が成り立っている。したがって、ステップＳ７４では、最終的に、ソーセージＳ１は良品であり、ソーセージＳ２は不良品であると判断されることになる。そして、ソーセージＳ１，Ｓ２についての湾曲検査が終了する。
【００５６】
なお、凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２は、ソーセージＳ１，Ｓ２の湾曲の程度が増すにつれて大きくなる。したがって、凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２は、ソーセージＳ１，Ｓ２の湾曲の程度を示す指標となっている。すなわち、凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２を閾値Ｆと比較することにより、凹み領域Ｄ１，Ｄ２に対応するソーセージＳ１，Ｓ２の湾曲の程度を検査することが可能となっている。
【００５７】
ステップＳ７１〜Ｓ７４による湾曲検査の結果は、振分機構７０に送られる。そして、振分機構７０は、不良品と判断されたソーセージＳ２を不良品貯留コンベア９０へと振り分ける。なお、湾曲検査において良品と判断されたソーセージＳ１については、湾曲検査以外のその他の全ての検査においても良品と判断された場合に限り、正規のラインコンベア８０へと振り分けられ、湾曲検査以外のその他の検査のいずれかにおいて不良品と判断された場合には、不良品貯留コンベア９０へと振り分けられる。
【００５８】
〔異物検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている異物検査モジュールを読み出して実行することにより、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施し、商品Ｇに含まれる異物を検出する。当該異物検査で採用される画像処理の方式には、例えば、トレース検出方式、２値化検出方式等がある。これらの方式で判断した結果、１つでも不良と判断するものがあれば、その商品Ｇは不良品と判断される。
【００５９】
トレース検出方式は、商品Ｇの大まかな厚さに沿って予め閾値を設定しておき、商品ＧのＸ線画像上に当該閾値よりも暗く現れる領域が存在した場合に商品Ｇに異物が混入していると判断する方式である。この方式では、比較的小さな異物を検出することが可能である。
【００６０】
２値化検出方式は、商品ＧのＸ線画像上に予め設定した閾値よりも暗く現れる領域が存在した場合に商品Ｇに異物が混入していると判断する方式である。この方式では、比較的大きい異物を検出することが可能である。
【００６１】
また、上記方式において、Ｘ線画像上にマスクを設定することも可能となっている。マスクは、例えば、商品Ｇが容器に包装されている場合にＸ線画像上の当該容器に対応する領域に対して設定される。
【００６２】
各方式における閾値やマスクについては、モニタ３０のタッチパネル機能を使った使用者からの入力によって設定及び変更が為される。
【００６３】
〔割れ欠け検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている割れ欠け検査モジュールを読み出して実行することにより、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施し、商品Ｇの割れ欠けを検出する。当該割れ欠け検査で採用される画像処理の方式には、パターンマッチング方式、周囲長計測方式等がある。これらの方式で判断した結果、１つでも不良と判断するものがあれば、その商品Ｇは不良品と判断される。
【００６４】
パターンマッチング方式は、予め商品Ｇの正常状態および異常状態の少なくとも一方におけるＸ線画像を判断基準としてＨＤＤ２５に格納しておき、商品ＧのＸ線画像と判断基準となるＸ線画像とを照合する方式である。
【００６５】
周囲長計測方式は、Ｘ線画像上に現れる商品Ｇの周囲長と、正常状態における商品Ｇの周囲長とを比較する方式である。正常状態における商品Ｇの周囲長は、予めＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されている。
【００６６】
〔数量検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている数量検査モジュールを読み出して実行することにより、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施し、商品Ｇに含まれる内容物の個数を検査する。
【００６７】
当該数量検査では、Ｘ線画像上に現れる商品Ｇの内容物の個数がカウントされ、当該個数が正常であるか否かが判断される。正常状態における商品Ｇの内容物の個数は、予めＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されている。
【００６８】
（特徴）
〔１〕
Ｘ線検査装置１０の湾曲検査では、ソーセージＳ１，Ｓ２のＸ線画像６１からソーセージＳ１，Ｓ２の占める検査領域Ｂ１，Ｂ２が抽出され、抽出された検査領域Ｂ１，Ｂ２の包絡図形Ｃ１，Ｃ２が導出され、導出された包絡図形Ｃ１，Ｃ２に基づいてソーセージＳ１，Ｓ２の形状が検査される。すなわち、Ｘ線検査装置１０では、商品Ｇの湾曲の程度が、簡易かつ高精度に検査されるようになっている。
【００６９】
なお、Ｘ線検査装置１０の湾曲検査は、ソーセージＳ１，Ｓ２のような細長い商品Ｇの湾曲の程度を検査する場合に特に有用である。
【００７０】
〔２〕
Ｘ線検査装置１０では、画像生成部２１ａにより生成されたＸ線画像に対して、湾曲検査とともに、異物検査、割れ欠け検査、数量検査等を施すことが可能となっている。したがって、１枚のＸ線画像６１に基づいて、商品Ｇを各種の観点から検査することが可能である。
【００７１】
＜第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態にかかるＸ線検査装置１１０について説明する。
【００７２】
図８に示されるように、第２実施形態にかかるＸ線検査装置１１０は、第１実施形態にかかるＸ線検査装置１０と比較すると、制御コンピュータ２０において湾曲検査の代わりに凹み検査が実行されるという点においてのみ相違し、その他の点においては同様である。すなわち、第２実施形態にかかるＸ線検査装置１１０は、第１実施形態にかかるＸ線検査装置１０の制御コンピュータ２０のハードディスク２５に格納されている湾曲検査モジュールを凹み検査モジュールに置換したものである。したがって、以下では、第２実施形態にかかる凹み検査の詳細についてのみ説明し、Ｘ線検査装置１１０のその他の構成および動作については第１実施形態と同様であるものとして説明を省略する。
【００７３】
〔凹み検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている凹み検査モジュールを読み出して実行することにより、検査領域抽出部１２１ｂ、包絡図形導出部１２１ｃ、凹み領域導出部１２１ｄおよび比較部１２１ｅとして動作する（図８参照）。これらの各部１２１ｂ〜１２１ｅは、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施すことにより、商品Ｇの凹みの程度を検査する。
【００７４】
以下、図９および図１０を参照しつつ、缶詰Ｔを検体とする場合を例として、凹み検査の詳細について説明する。なお、説明を分かりやすくするために、例示する缶詰Ｔは、略円柱形状の缶Ｔ２に内容物Ｔ１を詰めたものであり、缶Ｔ２の側面の一部が内側に凹んでいるものとする。図９（ａ）に示すＸ線画像１６１上において、中央に暗く略円形に現れている領域Ｉ１は缶詰Ｔの内容物Ｔ１を示しており、領域Ｉ１を囲み、領域Ｉ１よりもさらに暗くリング状に現れている領域Ｉ２は缶詰Ｔの缶Ｔ２を示している。また、領域Ｉ２のうち、図９（ａ）に点線に囲まれる領域Ｉ３は、缶Ｔ２に形成された凹みを示している。
【００７５】
まず、ステップＳ１７１では、検査領域抽出部１２１ｂが、２値化処理により、Ｘ線画像１６１上の領域を、缶詰Ｔの内容物Ｔ１を示す領域Ｊ１と、缶詰Ｔの缶Ｔ２または缶詰Ｔの背景を示す領域Ｊ２とに切り分ける。なお、ステップＳ１７１で２値化処理の対象となるＸ線画像１６１は、画像生成部２１ａにより生成されたものである。
【００７６】
２値化処理では、Ｘ線画像１６１を構成する各画素に対応するＸ線の透過量の値が、所定の２つの閾値の間にあるか否かが判断される。そして、その判断結果に応じて、各画素に「０」又は「１」のどちらかの値が割り当てられる。「０」は、缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する領域であることを示し、「１」は、缶詰Ｔの缶Ｔ２または缶詰Ｔの背景に対応する領域であることを示す。ここで、２値化処理に用いられる２つの閾値は、検査を開始する前に試験等を行うことにより検体である缶詰Ｔに合わせて予め適切に定められており、例えば、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されてＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されているものとする。
【００７７】
図９（ｂ）に示す画像１６２は、Ｘ線画像１６１に対して２値化処理を施した後の画像である。画像１６２上において、中央に白く現れている領域Ｊ１は缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応し、その他の黒く現れている領域Ｊ２は缶詰Ｔの缶Ｔ２または缶詰Ｔの背景に対応する。すなわち、ステップＳ１７１では、Ｘ線画像１６１から缶詰Ｔの缶Ｔ２に詰められた缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する領域Ｊ１が抽出されることになる。以下、ステップＳ１７１で缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する領域として抽出された領域Ｊ１を検査領域Ｊ１と呼ぶ。
【００７８】
次に、ステップＳ１７２では、包絡図形導出部１２１ｃが、ステップＳ１７１で抽出された缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する検査領域Ｊ１の包絡図形Ｋ１（図９（ｃ）参照）を導出する。なお、ある領域の包絡図形とは、その領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形のことを言う。言い換えると、ある領域の包絡図形とは、断面がその領域と同じ形状となる物体の、その断面に沿ってかけた輪ゴムにより囲まれる図形のことを言う。また、凸の線とは、当該線に囲まれる領域中の任意の2点を結ぶ線分が、常に当該領域に含まれることになるような線のことを言う。
【００７９】
図９（ｂ）に示す画像１６２上の検査領域Ｊ１の包絡図形Ｋ１は、図９（ｃ）に示す画像１６３上において、中央に白く略円形に現れている。缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する検査領域Ｊ１は、略円の外周の一部を内側に凹ませたような形状を有しているのに対し、その包絡図形Ｋ１は、検査領域Ｊ１の当該凹みを当該凹み部分に弦を描くようにして埋めたような形状を有している。すなわち、内側に凹んだ缶に詰められた内容物に対応する検査領域の包絡図形は、もとの検査領域よりも面積が大きくなる。
【００８０】
次に、ステップＳ１７３では、凹み領域導出部１２１ｄが、ステップＳ１７２で導出された包絡図形Ｋ１に含まれる凹み領域Ｌ１（図９（ｄ）参照）を導出する。凹み領域とは、ステップＳ１７２で導出された包絡図形からステップＳ１７１で抽出された検査領域を差し引いた領域のことを言う。
【００８１】
次に、ステップＳ１７４では、比較部１２１ｅが、ステップＳ１７３において導出された凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１を算出し、面積Ｍ１を予め設定されている閾値Ｎと比較する。そして、比較の結果、凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１が閾値Ｎ以下であれば、缶詰Ｔは良品と判断され、閾値Ｎよりも大きければ、缶詰Ｔは不良品と判断されることになる。閾値Ｎは、検査を開始する前に試験等を行うことにより検体である缶詰Ｔに合わせて予め適切に定められており、例えば、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されてＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されているものとする。ここで、仮に、
Ｎ＜Ｍ１
の関係が成り立っているものとする。この場合、ステップＳ１７４では、最終的に、缶詰Ｔは不良品であると判断されることになる。そして、缶詰Ｔについての凹み検査が終了する。
【００８２】
なお、凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１は、缶詰Ｔの缶Ｔ２の内側への凹みの程度が増すにつれて大きくなる。したがって、凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１は、缶詰Ｔの缶Ｔ２の内側への凹みの程度を示す指標となっている。すなわち、凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１を閾値Ｎと比較することにより、缶詰Ｔの缶Ｔ２の内側への凹みの程度を検査することが可能となっている。
【００８３】
ステップＳ１７１〜Ｓ１７４による凹み検査の結果は、振分機構７０に送られる。そして、振分機構７０は、不良品と判断された缶詰Ｔを不良品貯留コンベア９０へと振り分ける。
【００８４】
（特徴）
Ｘ線検査装置１１０の凹み検査では、缶詰ＴのＸ線画像１６１から缶詰Ｔの缶Ｔ２に囲まれる缶詰Ｔの内容物Ｔ１の占める検査領域Ｊ１が抽出され、抽出された検査領域Ｊ１の包絡図形Ｋ１が導出され、導出された包絡図形Ｋ１に基づいて缶詰Ｔの缶Ｔ２の形状が検査される。すなわち、Ｘ線検査装置１１０では、商品Ｇの凹みの程度の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【００８５】
なお、Ｘ線検査装置１１０の凹み検査は、缶詰Ｔのような内部空間を有する容器の内部空間側への凹みを検査する場合に特に有用である。
【００８６】
＜変形例＞
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００８７】
（Ａ）
上記実施形態では、Ｘ線画像６１，１６１から検査領域Ｂ１，Ｂ２，Ｊ１を抽出するために、Ｘ線画像６１，１６１上の領域を検査領域Ｂ１，Ｂ２，Ｊ１とその他の領域Ｂ３，Ｊ２とに切り分ける２値化処理が採用されている。しかしながら、２値化処理に代えて又は加えて、その他の画像処理を採用することも可能である。
【００８８】
（Ｂ）
上記実施形態では、２値化処理に用いられる閾値やステップＳ７４，Ｓ１７４で用いられる閾値Ｆ，Ｎ等の検査パラメータがモニタ３０のタッチパネルを介して利用者により手入力される構成となっているが、これが自動入力される構成となっていてもよい。
【００８９】
例えば、良品と不良品との境界にあるソーセージをＸ線検査装置１０に流すことにより、得られたＸ線画像からそのソーセージに対応する凹み領域の面積が自動計算され、当該面積が閾値Ｆとして自動設定されるようになっていてもよい。なお、良品と不良品との境界にあるソーセージとは、良品か不良品かの判断基準となるソーセージであって、当該ソーセージよりも真っ直ぐなソーセージが良品として取り扱われ、当該ソーセージよりも湾曲したソーセージが不良品として取り扱われることになる。
【００９０】
これにより、利用者による手入力の手間を省くことができる。
【００９１】
（Ｃ）
上記実施形態では、制御コンピュータ２０による各種検査が、ＣＰＵ２１がＨＤＤ２５に格納されている検査プログラムを実行することにより実現されている。しかしながら、各種検査は、その他のソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせにより実現されてもよい。
【００９２】
また、検査領域抽出部２１ｂ,１２１ｂ、包絡図形導出部２１ｃ，１２１ｃ、凹み領域導出部２１ｄ，１２１ｄおよび比較部２１ｅ，１２１ｅにかかる処理が、Ｘ線検査装置１０，１１０本体と別に設けられた装置において実行されるようになっていてもよい。例えば、画像生成部２１ａにより得られたＸ線画像６１，１６１がネットワークまたはドライブ１０４に挿入可能な記憶メディアを介して別体のコンピュータに送られ、送られてきたＸ線画像６１，１６１に基づいて上記処理が当該コンピュータにおいて実行されるようになっていてもよい。
【００９３】
（Ｄ）
上記第１実施形態において、ステップＳ７２の後、ステップＳ７３およびステップＳ７４の代わりに、以下の処理が実行されてもよい。
【００９４】
すなわち、ステップＳ７２で導出された各包絡図形Ｃ１，Ｃ２の面積が予め設定されている閾値と比較される。そして、比較の結果、包絡図形Ｃ１，Ｃ２の面積が当該閾値以下であれば、ソーセージＳ１，Ｓ２は良品と判断され、当該閾値よりも大きければ、ソーセージＳ１，Ｓ２は不良品と判断されるようになっていてもよい。
【００９５】
この場合、凹み領域Ｄ１，Ｄ２を導出する必要がなくなり、湾曲検査にかかる処理が簡略化される。
【００９６】
また、この変形は、上記第２実施形態にも同様に適用することが可能である。
【００９７】
（Ｅ）
上記第２実施形態に開示される凹み検査は、内容物の詰められていない缶、すなわち内部が空っぽの缶に対しても有用である。この場合、ステップＳ１７１においては、Ｘ線画像から缶に囲まれる空洞に対応する領域が検査領域として抽出されることになる。
【００９８】
（Ｆ）
上記第１実施形態にかかるＸ線検査装置１０が上記第２実施形態にかかる凹み検査モジュールを有していてもよい。すなわち、上記第２実施形態にかかるＸ線検査装置１１０が上記第１実施形態にかかる湾曲検査モジュールを有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができるという効果を有し、Ｘ線を用いて物品の形状を検査するＸ線検査装置および検査方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＸ線検査装置の外観斜視図。
【図２】Ｘ線検査装置のシールドボックス内部の構成図。
【図３】Ｘ線検査の原理を示す模式図。
【図４】Ｘ線検査装置の前後の構成図。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる制御コンピュータのブロック構成図。
【図６】（ａ）ソーセージのＸ線画像を示す図。（ｂ）（ａ）に示すＸ線画像に２値化処理を施した後の画像を示す図。（ｃ）（ｂ）に示す画像に含まれる検査領域の包絡図形を示す図。（ｄ）（ｃ）に示す画像に含まれる凹み領域を示す図。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる湾曲検査の処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる制御コンピュータのブロック構成図。
【図９】（ａ）缶詰のＸ線画像を示す図。（ｂ）（ａ）に示すＸ線画像に２値化処理を施した後の画像を示す図。（ｃ）（ｂ）に示す画像に含まれる検査領域の包絡図形を示す図。（ｄ）（ｃ）に示す画像に含まれる凹み領域を示す図。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる凹み検査の処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，１１０ Ｘ線検査装置
１３ Ｘ線照射器（照射部）
１４ Ｘ線ラインセンサ（受光部）
２１ａ 画像生成部（生成部）
２１ｂ，１２１ｂ 検査領域抽出部（抽出部）
２１ｃ，１２１ｃ 包絡図形導出部（導出部）
２１ｄ，１２１ｄ 凹み領域導出部（検査部）
２１ｅ，１２１ｅ 比較部（検査部）
６１，１６１ Ｘ線画像
Ｂ１，Ｂ２ 検査領域
Ｃ１，Ｃ２ 包絡図形
Ｄ１，Ｄ２ 凹み領域
Ｅ１，Ｅ２ 凹み領域の面積
Ｆ 閾値
Ｇ 商品
Ｊ１ 検査領域
Ｋ１ 包絡図形
Ｌ１ 凹み領域
Ｍ１ 凹み領域の面積
Ｎ 閾値
Ｓ１ 良品のソーセージ（物品）
Ｓ２ 不良品のソーセージ（物品）
Ｔ 缶詰
Ｔ１ 缶詰の内容物
Ｔ２ 缶詰の缶（物品）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を用いて物品の形状を検査するＸ線検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品等の商品の生産ラインにおいては、商品の形状に異常がある場合にそのような商品を出荷しないために、Ｘ線検査装置により検査が為されることがある。このようなＸ線検査装置では、連続して搬送されてくる物品に対してＸ線が照射され、Ｘ線ラインセンサにおいて物品を透過したＸ線量が検出される。そして、当該Ｘ線量に基づいて得られるＸ線画像に画像処理を施すことにより、物品の形状における異常の有無が判断される。
【０００３】
このようなＸ線検査装置を用いて物品の検査を行う場合には、検査対象となる物品のＸ線画像と所定の基準画像とのパターンマッチングを行うことが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、特許文献２に記載されるＸ線検査装置においては、検査対象となる物品の周囲を構成する画素の積算数が算出され、当該積算数が所定の範囲に収まっているか否かによって当該物品における割れ欠けの有無が判断されている。すなわち、特許文献２では、検査対象となる物品の周囲を構成する画素の積算数が、当該物品の周囲長に比例するものとみなされている。
【特許文献１】特開２００２−９８６５２号公報
【特許文献２】特開２００２―３１０９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるようなパターンマッチング方式を採用する場合には、複雑な画像間の類似判断処理が必要となり、画像処理に要する時間が長くなる。
【０００６】
ところが、高速性が要求される商品の生産ラインに配備されるＸ線検査装置では、できるだけ検査時間を短縮することが求められる。もちろん、高価なハードウェアやソフトウェアを用いれば、パターンマッチングの処理を高速に行うことも可能であるが、現実には高速化を図るとともに低コスト化を図ることも重要視されている。
【０００７】
また、特許文献２に示されるような周囲長計測方式を採用する場合には、検査対象となる物品によっては誤差が大きくなり、正確な検査を行うことが困難である。特に、検査対象となる物品の形状が複雑であったり湾曲部分を多く含むものであったりすると、検査対象となる物品の周囲を構成する画素の積算数が当該物品の周囲長に比例したものにならないことが多くなる。
【０００８】
本発明の課題は、Ｘ線を用いて物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明にかかるＸ線検査装置は、照射部と、受光部と、生成部と、抽出部と、導出部と、検査部とを備える。照射部は、物品にＸ線を照射する。受光部は、照射部からのＸ線を受光する。生成部は、受光部が受光したＸ線に基づいてＸ線画像を生成する。抽出部は、Ｘ線画像から検査領域を抽出する。検査領域とは、物品に対応する領域である。導出部は、包絡図形を導出する。包絡図形とは、検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査部は、包絡図形に基づいて物品の形状を検査する。
【００１０】
このＸ線検査装置では、物品のＸ線画像から当該物品の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線検査装置では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【００１１】
第２発明にかかるＸ線検査装置は、第１発明にかかるＸ線検査装置であって、照射部と、受光部と、生成部と、抽出部と、導出部と、検査部とを備える。照射部は、物品にＸ線を照射する。受光部は、照射部からのＸ線を受光する。生成部は、受光部が受光したＸ線に基づいてＸ線画像を生成する。抽出部は、Ｘ線画像から検査領域を抽出する。検査領域とは、物品に囲まれる他の物品または空間に対応する領域である。導出部は、包絡図形を導出する。包絡図形とは、検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査部は、包絡図形に基づいて物品の形状を検査する。
【００１２】
このＸ線検査装置では、物品のＸ線画像から当該物品に囲まれる他の物品または当該物品に囲まれる空間の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線検査装置では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【００１３】
第３発明にかかるＸ線検査装置は、第１発明または第２発明にかかるＸ線検査装置であって、検査部は、凹み領域を導出し、凹み領域の面積と所定の閾値との比較により、物品の形状を検査する。凹み領域とは、包絡図形から検査領域を差し引いた領域である。
【００１４】
このＸ線検査装置では、検査領域を含む包絡図形から検査領域を差し引くことにより、包絡図形に含まれる凹み領域が導出される。そして、当該凹み領域の面積に応じて物品の形状が検査される。これにより、このＸ線検査装置では、物品の形状をより正確に検査することができる。
【００１５】
第４発明にかかるＸ線検査装置は、第１発明にかかるＸ線検査装置であって、物品は、細長い形状を有している。検査部は、物品の湾曲の程度を検査する。
【００１６】
このＸ線検査装置では、細長い形状を有する物品の湾曲の程度をより正確に検査することができる。
【００１７】
第５発明にかかるＸ線検査装置は、第２発明にかかるＸ線検査装置であって、物品は、内部空間を有する容器である。検査部は、物品の凹みの程度を検査する。
【００１８】
このＸ線検査装置では、内部空間を有する容器の凹みの程度をより正確に検査することができる。
【００１９】
第６発明にかかる検査方法は、抽出ステップと、導出ステップと、検査ステップとを備える。抽出ステップは、物品のＸ線画像から検査領域を抽出するステップである。検査領域とは、物品に対応する領域である。導出ステップは、包絡図形を導出するステップである。包絡図形とは、検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査ステップは、包絡図形に基づいて物品の形状を検査するステップである。
【００２０】
この検査方法では、物品のＸ線画像から当該物品の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線を用いた検査方法では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【００２１】
第７発明にかかる検査方法は、抽出ステップと、導出ステップと、検査ステップとを備える。抽出ステップは、物品のＸ線画像から検査領域を抽出するステップである。検査領域とは、物品に囲まれる他の物品または空間に対応する領域である。導出ステップとは、包絡図形を導出するステップである。包絡図形とは、検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である。検査ステップとは、包絡図形に基づいて物品の形状を検査するステップである。
【００２２】
この検査方法では、物品のＸ線画像から当該物品に囲まれる他の物品または当該物品に囲まれる空間の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線を用いた検査方法では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、物品のＸ線画像から当該物品の占める領域（検査領域）、あるいは当該物品に囲まれる他の物品または当該物品に囲まれる空間の占める領域（検査領域）が抽出され、抽出された検査領域の包絡図形が導出され、導出された包絡図形に基づいて当該物品の形状が検査される。これにより、このＸ線検査装置では、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態および第２実施形態にかかるＸ線検査装置１０，１１０および検査方法について説明する。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１に、本発明の第１実施形態にかかるＸ線検査装置１０の外観を示す。Ｘ線検査装置１０は、食品等の商品Ｇの生産ラインにおいて商品Ｇの品質検査を行う装置の１つであって、連続的に搬送されてくる商品Ｇに対してＸ線を照射して、商品Ｇを透過したＸ線の透過量に基づいて商品Ｇの不良判断を行う装置である。
【００２６】
Ｘ線検査装置１０の検体である商品Ｇは、図４に示すように、前段コンベア６０によりＸ線検査装置１０に運ばれてくる。商品Ｇは、Ｘ線検査装置１０において、良品または不良品に分類される。このＸ線検査装置１０での検査結果は、Ｘ線検査装置１０の下流側に配置されている振分機構７０に送られる。振分機構７０は、商品ＧがＸ線検査装置１０において良品と判断された場合には商品Ｇを正規のラインコンベア８０へと送り、商品ＧがＸ線検査装置１０において不良品と判断された場合には商品Ｇを不良品貯留コンベア９０へと振り分ける。
【００２７】
（Ｘ線検査装置の構成）
図１、図２および図５に示すように、Ｘ線検査装置１０は、主として、シールドボックス１１と、コンベア１２と、Ｘ線照射器（照射部）１３と、Ｘ線ラインセンサ（受光部）１４と、タッチパネル機能付きのモニタ３０と、制御コンピュータ２０とから構成されている。
【００２８】
〔シールドボックス〕
シールドボックス１１の両側面には、商品Ｇをシールドボック１１の内外に搬入出するための開口１１ａが形成されている。そして、このシールドボックス１１内には、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、制御コンピュータ２０等が収容されている。
【００２９】
なお、シールドボックス１１の外部へＸ線が漏洩することを抑制するために、開口１１ａは遮蔽ノレン（図示せず）により塞がれている。この遮蔽ノレンは、鉛を含むゴムから成形されており、商品Ｇが開口１１ａを通過する際に商品Ｇにより押しのけられる。
【００３０】
また、シールドボックス１１の正面上部には、モニタ３０の他、キーの差し込み口および電源スイッチ等が配置されている。
【００３１】
〔コンベア〕
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品Ｇを搬送するものであり、図１に示すように、シールドボックス１１の両側面に形成された開口１１ａを貫通するように配置されている。そして、コンベア１２は、コンベアモータ１２ａ（図５参照）によって駆動される駆動ローラによって無端状のベルトを回転させながら、ベルト上に載置された商品Ｇを搬送する。コンベア１２による搬送速度は、制御コンピュータ２０によるコンベアモータ１２ａのインバータ制御によって、利用者が入力した設定速度になるように細かく制御される。
【００３２】
また、コンベアモータ１２ａには、コンベア１２による搬送速度を検出して制御コンピュータ２０に送るエンコーダ１２ｂ（図５参照）が装着されている。
【００３３】
〔Ｘ線照射器〕
Ｘ線照射器１３は、図２に示すように、コンベア１２の上方に配置されており、下方のＸ線ラインセンサ１４に向けて扇状の照射範囲ＸにＸ線を照射する。
【００３４】
〔Ｘ線ラインセンサ〕
Ｘ線ラインセンサ１４は、コンベア１２の下方に配置されており、コンベア１２を透過したＸ線を受光する。Ｘ線ラインセンサ１４は、図３に示すように、主として、多くの画素センサ１４ａから構成されている。これらの画素センサ１４ａは、コンベア１２による搬送方向に直交する向きであって水平方向に、一直線に配置されている。
【００３５】
なお、図３は、シールドボックス１１内のＸ線の透過状態と、その透過状態において各画素センサ１４ａにおいて検出されるＸ線の透過量のグラフとを示している。
【００３６】
〔モニタ〕
モニタ３０は、フルドット表示の液晶ディスプレイであり、初期設定値や検査時に必要となる検査パラメータ等の入力を利用者に促す画面を表示する。また、モニタ３０は、タッチパネル機能も有しており、利用者からの初期設定値や検査パラメータ等の入力を受け付ける。
【００３７】
〔制御コンピュータ〕
制御コンピュータ２０は、図５に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＨＤＤ（ハードディスク）２５および記憶メディアを挿入するためのドライブ２４を備えている。
【００３８】
ＣＰＵ２１では、ＨＤＤ２５に格納されている各種プログラムが実行される。ＨＤＤ２５には、各種プログラムの他、閾値ファイル２５ａや検査結果ログファイル２５ｂが格納されている。そして、閾値ファイル２５ａには、検査パラメータである閾値が保存され、検査結果ログファイル２５ｂには、検査により不良品であると判断された商品Ｇについての検査画像や検査結果が保存蓄積される。これらのデータは、利用者の設定に応じて、ＨＤＤ２５に代えて又は加えてドライブ２４に挿入された記憶メディアに保存蓄積される。
【００３９】
さらに、制御コンピュータ２０は、モニタ３０でのデータ表示を制御する表示制御回路（図示せず）、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されたキー入力データを取り込むキー入力回路（図示せず）、およびプリンタ（図示せず）等の外部機器やＬＡＮ等の外部ネットワークとの接続を可能にする通信ポート（図示せず）を備えている。
【００４０】
そして、制御コンピュータ２０の各部２１〜２５等は、アドレスバスやデータバス等のバスラインを介して相互に接続されている。
【００４１】
また、制御コンピュータ２０は、コンベアモータ１２ａ、エンコーダ１２ｂ、光電センサ１５、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４等に接続されている。光電センサ１５は、検体である商品Ｇが扇状のＸ線の照射範囲Ｘ（図２参照）を通過するタイミングを検知するための同期センサであり、主として、コンベア１２を挟んで配置される一対の投光器および受光器から構成されている。
【００４２】
（制御コンピュータによる商品不良の判断）
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている検査プログラムに含まれる画像生成モジュールを読み出して実行することにより、商品ＧのＸ線画像を生成する。また、制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、利用者の設定に応じて、ＨＤＤ２５に格納されている検査プログラムに含まれる湾曲検査モジュール、異物検査モジュール、割れ欠け検査モジュールおよび数量検査モジュールの中から１または複数の検査モジュールを読み出して実行することが可能である。すなわち、Ｘ線検査装置１０の利用者は、商品Ｇに応じて、商品Ｇが湾曲していないか、商品Ｇに異物が混入していないか、商品Ｇに割れ欠けが存在していないか、商品Ｇに含まれる内容物の数量が正しいか否かについての検査を適宜行うことができる。制御コンピュータ２０によるこうした湾曲検査、異物検査、割れ欠け検査および数量検査は、商品ＧのＸ線画像に対する画像処理を通して実現される。
【００４３】
また、利用者は、検査モジュールをバージョンアップしたり、新たに追加したりすることにより、商品Ｇに対してその他の検査を行うことも可能である。
【００４４】
湾曲検査、異物検査、割れ欠け検査および数量検査の検査結果は、振分機構７０へと送られる。そして、振分機構７０は、これらの全ての検査において良品であると判断された商品Ｇを正規のラインコンベア８０へと振り分け、これらの検査の少なくとも１つにおいて不良品であると判断された商品Ｇを不良品貯留コンベア９０へと振り分ける。
【００４５】
〔Ｘ線画像の生成〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている画像生成モジュールを読み出して実行することにより、画像生成部２１ａとして動作する。画像生成部２１ａは、商品Ｇが扇状のＸ線の照射範囲Ｘ（図２参照）を通過するときにＸ線ラインセンサ１４が検出したＸ線の透過量（図３参照）を示すＸ線透視像信号を細かい時間間隔で取得し、それらのＸ線透視像信号に基づいて商品ＧのＸ線画像を生成する。このとき、商品Ｇが扇状のＸ線の照射範囲Ｘ（図２参照）を通過するタイミングは、光電センサ１５からの信号により判断される。すなわち、画像生成部２１ａは、Ｘ線ラインセンサ１４の各画素１４ａから得られるＸ線の透過量に関する細かい時間間隔毎のデータを時系列につなぎ合わせることにより、商品Ｇとその背景部分とを含むＸ線画像を生成する。
【００４６】
〔湾曲検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている湾曲検査モジュールを読み出して実行することにより、検査領域抽出部２１ｂ、包絡図形導出部２１ｃ、凹み領域導出部２１ｄおよび比較部２１ｅとして動作する。これらの各部２１ｂ〜２１ｅは、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施すことにより、商品Ｇの湾曲の程度を検査する。
【００４７】
以下、図６および図７を参照しつつ、細長いソーセージＳ１，Ｓ２を検体とする場合を例として、湾曲検査の詳細について説明する。なお、説明を分かりやすくするために、例示する２本のソーセージＳ１，Ｓ２のうち一方のソーセージＳ１を直線状に伸びる良品とし、他方のソーセージＳ２を大きく湾曲した不良品とする。図６（ａ）に示すＸ線画像６１上において、左側に現れている暗い領域Ａ１は良品のソーセージＳ１を示しており、右側に現れている暗い領域Ａ２は不良品のソーセージＳ２を示している。
【００４８】
まず、ステップＳ７１では、検査領域抽出部２１ｂが、２値化処理により、Ｘ線画像６１上の領域を、ソーセージＳ１を示す領域Ｂ１と、ソーセージＳ２を示す領域Ｂ２と、ソーセージＳ１，Ｓ２の背景領域Ｂ３とに切り分ける。なお、ステップＳ７１で２値化処理の対象となるＸ線画像６１は、画像生成部２１ａにより生成されたものである。
【００４９】
２値化処理では、Ｘ線画像６１を構成する各画素に対応するＸ線の透過量の値が、所定の閾値と比較される。そして、それらの値の大小関係に応じて、各画素に「０」又は「１」のどちらかの値が割り当てられる。「０」は、ソーセージＳ１，Ｓ２に対応する領域であることを示し、「１」は、ソーセージＳ１，Ｓ２の背景に対応する領域であることを示す。ここで、２値化処理に用いられる閾値は、検査を開始する前に試験等を行うことにより検体であるソーセージＳ１，Ｓ２に合わせて予め適切に定められており、例えば、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されてＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されているものとする。
【００５０】
図６（ｂ）に示す画像６２は、Ｘ線画像６１に対して２値化処理を施した後の画像である。画像６２上において、左側に白く現れている領域Ｂ１はソーセージＳ１に対応し、右側に白く現れている領域Ｂ２はソーセージＳ２に対応し、その他の黒く現れている領域Ｂ３はソーセージＳ１，Ｓ２の背景に対応する。すなわち、ステップＳ７１では、Ｘ線画像６１からソーセージＳ１，Ｓ２に対応する領域Ｂ１，Ｂ２が抽出されることになる。以下、ステップＳ７１でソーセージＳ１，Ｓ２に対応する領域として抽出された領域Ｂ１，Ｂ２を検査領域Ｂ１，Ｂ２と呼ぶ。
【００５１】
次に、ステップＳ７２では、包絡図形導出部２１ｃが、ステップＳ７１で抽出された各検査領域Ｂ１，Ｂ２の包絡図形Ｃ１，Ｃ２（図６（ｃ）参照）を導出する。なお、ある領域の包絡図形とは、その領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形のことを言う。言い換えると、ある領域の包絡図形とは、断面がその領域と同じ形状となる物体の、その断面に沿ってかけた輪ゴムにより囲まれる図形のことを言う。また、凸の線とは、当該線に囲まれる領域中の任意の2点を結ぶ線分が、常に当該領域に含まれることになるような線のことを言う。
【００５２】
図６（ｃ）に示す画像６３上において、左側に白く現れている包絡図形Ｃ１は、図６（ｂ）に示す画像６２上の検査領域Ｂ１の包絡図形であり、右側に白く現れている包絡図形Ｃ２は、図６（ｂ）に示す画像６２上の検査領域Ｂ２の包絡図形である。直線状に伸びているソーセージＳ１に対応する検査領域Ｂ１の包絡図形Ｃ１は、検査領域Ｂ１と同じ形状を有している。これは、ソーセージＳ１が直線状に伸びていることにより、検査領域Ｂ１の外周がもともと凸の線のみで表されているからである。一方、湾曲したソーセージＳ２に対応する検査領域Ｂ２の包絡図形Ｃ２は、検査領域Ｂ２が略Ｖ字形状となっているのに対し、略三角形の形状となっている。より具体的には、包絡図形Ｃ２は、検査領域Ｂ２のＶ字を構成する２本の線分の、Ｖ字の頂点と反対側の端点どうしを真っ直ぐに結ぶことによって形成される三角形と概ね同じ形状を有している。すなわち、湾曲した商品Ｇに対応する検査領域の包絡図形は、もとの検査領域よりも面積が大きくなる。
【００５３】
次に、ステップＳ７３では、凹み領域導出部２１ｄが、ステップＳ７２で導出された各包絡図形Ｃ１，Ｃ２に含まれる凹み領域Ｄ１，Ｄ２（図６（ｄ）参照）を導出する。凹み領域とは、ステップＳ７２で導出された包絡図形からステップＳ７１で抽出された検査領域を差し引いた領域のことを言う。
【００５４】
したがって、包絡図形Ｃ１から包絡図形Ｃ１と同じ形状を有する検査領域Ｂ１を差し引くことにより導出された凹み領域Ｄ１は、面積がゼロの領域となる。このため、凹み領域Ｄ１は、図６（ｄ）に示す画像６４上に現れない。一方、図６（ｄ）に示すように、包絡図形Ｃ２から包絡図形Ｃ２よりも面積の小さい検査領域Ｂ２を差し引くことにより導出された凹み領域Ｄ２は、山形の形状を有している。
【００５５】
次に、ステップＳ７４では、比較部２１ｅが、ステップＳ７３において導出された各凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２を算出し、各面積Ｅ１，Ｅ２を予め設定されている閾値Ｆと比較する。そして、比較の結果、凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２が閾値Ｆ以下であれば、ソーセージＳ１，Ｓ２は良品と判断され、閾値Ｆよりも大きければ、ソーセージＳ１，Ｓ２は不良品と判断されることになる。閾値Ｆは、検査を開始する前に試験等を行うことにより検体であるソーセージＳ１，Ｓ２に合わせて予め適切に定められており、例えば、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されてＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されているものとする。ここでは、
Ｅ１＝０＜Ｆ＜Ｅ２
の関係が成り立っている。したがって、ステップＳ７４では、最終的に、ソーセージＳ１は良品であり、ソーセージＳ２は不良品であると判断されることになる。そして、ソーセージＳ１，Ｓ２についての湾曲検査が終了する。
【００５６】
なお、凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２は、ソーセージＳ１，Ｓ２の湾曲の程度が増すにつれて大きくなる。したがって、凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２は、ソーセージＳ１，Ｓ２の湾曲の程度を示す指標となっている。すなわち、凹み領域Ｄ１，Ｄ２の面積Ｅ１，Ｅ２を閾値Ｆと比較することにより、凹み領域Ｄ１，Ｄ２に対応するソーセージＳ１，Ｓ２の湾曲の程度を検査することが可能となっている。
【００５７】
ステップＳ７１〜Ｓ７４による湾曲検査の結果は、振分機構７０に送られる。そして、振分機構７０は、不良品と判断されたソーセージＳ２を不良品貯留コンベア９０へと振り分ける。なお、湾曲検査において良品と判断されたソーセージＳ１については、湾曲検査以外のその他の全ての検査においても良品と判断された場合に限り、正規のラインコンベア８０へと振り分けられ、湾曲検査以外のその他の検査のいずれかにおいて不良品と判断された場合には、不良品貯留コンベア９０へと振り分けられる。
【００５８】
〔異物検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている異物検査モジュールを読み出して実行することにより、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施し、商品Ｇに含まれる異物を検出する。当該異物検査で採用される画像処理の方式には、例えば、トレース検出方式、２値化検出方式等がある。これらの方式で判断した結果、１つでも不良と判断するものがあれば、その商品Ｇは不良品と判断される。
【００５９】
トレース検出方式は、商品Ｇの大まかな厚さに沿って予め閾値を設定しておき、商品ＧのＸ線画像上に当該閾値よりも暗く現れる領域が存在した場合に商品Ｇに異物が混入していると判断する方式である。この方式では、比較的小さな異物を検出することが可能である。
【００６０】
２値化検出方式は、商品ＧのＸ線画像上に予め設定した閾値よりも暗く現れる領域が存在した場合に商品Ｇに異物が混入していると判断する方式である。この方式では、比較的大きい異物を検出することが可能である。
【００６１】
また、上記方式において、Ｘ線画像上にマスクを設定することも可能となっている。マスクは、例えば、商品Ｇが容器に包装されている場合にＸ線画像上の当該容器に対応する領域に対して設定される。
【００６２】
各方式における閾値やマスクについては、モニタ３０のタッチパネル機能を使った使用者からの入力によって設定及び変更が為される。
【００６３】
〔割れ欠け検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている割れ欠け検査モジュールを読み出して実行することにより、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施し、商品Ｇの割れ欠けを検出する。当該割れ欠け検査で採用される画像処理の方式には、パターンマッチング方式、周囲長計測方式等がある。これらの方式で判断した結果、１つでも不良と判断するものがあれば、その商品Ｇは不良品と判断される。
【００６４】
パターンマッチング方式は、予め商品Ｇの正常状態および異常状態の少なくとも一方におけるＸ線画像を判断基準としてＨＤＤ２５に格納しておき、商品ＧのＸ線画像と判断基準となるＸ線画像とを照合する方式である。
【００６５】
周囲長計測方式は、Ｘ線画像上に現れる商品Ｇの周囲長と、正常状態における商品Ｇの周囲長とを比較する方式である。正常状態における商品Ｇの周囲長は、予めＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されている。
【００６６】
〔数量検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている数量検査モジュールを読み出して実行することにより、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施し、商品Ｇに含まれる内容物の個数を検査する。
【００６７】
当該数量検査では、Ｘ線画像上に現れる商品Ｇの内容物の個数がカウントされ、当該個数が正常であるか否かが判断される。正常状態における商品Ｇの内容物の個数は、予めＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されている。
【００６８】
（特徴）
〔１〕
Ｘ線検査装置１０の湾曲検査では、ソーセージＳ１，Ｓ２のＸ線画像６１からソーセージＳ１，Ｓ２の占める検査領域Ｂ１，Ｂ２が抽出され、抽出された検査領域Ｂ１，Ｂ２の包絡図形Ｃ１，Ｃ２が導出され、導出された包絡図形Ｃ１，Ｃ２に基づいてソーセージＳ１，Ｓ２の形状が検査される。すなわち、Ｘ線検査装置１０では、商品Ｇの湾曲の程度が、簡易かつ高精度に検査されるようになっている。
【００６９】
なお、Ｘ線検査装置１０の湾曲検査は、ソーセージＳ１，Ｓ２のような細長い商品Ｇの湾曲の程度を検査する場合に特に有用である。
【００７０】
〔２〕
Ｘ線検査装置１０では、画像生成部２１ａにより生成されたＸ線画像に対して、湾曲検査とともに、異物検査、割れ欠け検査、数量検査等を施すことが可能となっている。したがって、１枚のＸ線画像６１に基づいて、商品Ｇを各種の観点から検査することが可能である。
【００７１】
＜第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態にかかるＸ線検査装置１１０について説明する。
【００７２】
図８に示されるように、第２実施形態にかかるＸ線検査装置１１０は、第１実施形態にかかるＸ線検査装置１０と比較すると、制御コンピュータ２０において湾曲検査の代わりに凹み検査が実行されるという点においてのみ相違し、その他の点においては同様である。すなわち、第２実施形態にかかるＸ線検査装置１１０は、第１実施形態にかかるＸ線検査装置１０の制御コンピュータ２０のハードディスク２５に格納されている湾曲検査モジュールを凹み検査モジュールに置換したものである。したがって、以下では、第２実施形態にかかる凹み検査の詳細についてのみ説明し、Ｘ線検査装置１１０のその他の構成および動作については第１実施形態と同様であるものとして説明を省略する。
【００７３】
〔凹み検査〕
制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２５に格納されている凹み検査モジュールを読み出して実行することにより、検査領域抽出部１２１ｂ、包絡図形導出部１２１ｃ、凹み領域導出部１２１ｄおよび比較部１２１ｅとして動作する（図８参照）。これらの各部１２１ｂ〜１２１ｅは、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線画像に対して画像処理を施すことにより、商品Ｇの凹みの程度を検査する。
【００７４】
以下、図９および図１０を参照しつつ、缶詰Ｔを検体とする場合を例として、凹み検査の詳細について説明する。なお、説明を分かりやすくするために、例示する缶詰Ｔは、略円柱形状の缶Ｔ２に内容物Ｔ１を詰めたものであり、缶Ｔ２の側面の一部が内側に凹んでいるものとする。図９（ａ）に示すＸ線画像１６１上において、中央に暗く略円形に現れている領域Ｉ１は缶詰Ｔの内容物Ｔ１を示しており、領域Ｉ１を囲み、領域Ｉ１よりもさらに暗くリング状に現れている領域Ｉ２は缶詰Ｔの缶Ｔ２を示している。また、領域Ｉ２のうち、図９（ａ）に点線に囲まれる領域Ｉ３は、缶Ｔ２に形成された凹みを示している。
【００７５】
まず、ステップＳ１７１では、検査領域抽出部１２１ｂが、２値化処理により、Ｘ線画像１６１上の領域を、缶詰Ｔの内容物Ｔ１を示す領域Ｊ１と、缶詰Ｔの缶Ｔ２または缶詰Ｔの背景を示す領域Ｊ２とに切り分ける。なお、ステップＳ１７１で２値化処理の対象となるＸ線画像１６１は、画像生成部２１ａにより生成されたものである。
【００７６】
２値化処理では、Ｘ線画像１６１を構成する各画素に対応するＸ線の透過量の値が、所定の２つの閾値の間にあるか否かが判断される。そして、その判断結果に応じて、各画素に「０」又は「１」のどちらかの値が割り当てられる。「０」は、缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する領域であることを示し、「１」は、缶詰Ｔの缶Ｔ２または缶詰Ｔの背景に対応する領域であることを示す。ここで、２値化処理に用いられる２つの閾値は、検査を開始する前に試験等を行うことにより検体である缶詰Ｔに合わせて予め適切に定められており、例えば、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されてＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されているものとする。
【００７７】
図９（ｂ）に示す画像１６２は、Ｘ線画像１６１に対して２値化処理を施した後の画像である。画像１６２上において、中央に白く現れている領域Ｊ１は缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応し、その他の黒く現れている領域Ｊ２は缶詰Ｔの缶Ｔ２または缶詰Ｔの背景に対応する。すなわち、ステップＳ１７１では、Ｘ線画像１６１から缶詰Ｔの缶Ｔ２に詰められた缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する領域Ｊ１が抽出されることになる。以下、ステップＳ１７１で缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する領域として抽出された領域Ｊ１を検査領域Ｊ１と呼ぶ。
【００７８】
次に、ステップＳ１７２では、包絡図形導出部１２１ｃが、ステップＳ１７１で抽出された缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する検査領域Ｊ１の包絡図形Ｋ１（図９（ｃ）参照）を導出する。なお、ある領域の包絡図形とは、その領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形のことを言う。言い換えると、ある領域の包絡図形とは、断面がその領域と同じ形状となる物体の、その断面に沿ってかけた輪ゴムにより囲まれる図形のことを言う。また、凸の線とは、当該線に囲まれる領域中の任意の2点を結ぶ線分が、常に当該領域に含まれることになるような線のことを言う。
【００７９】
図９（ｂ）に示す画像１６２上の検査領域Ｊ１の包絡図形Ｋ１は、図９（ｃ）に示す画像１６３上において、中央に白く略円形に現れている。缶詰Ｔの内容物Ｔ１に対応する検査領域Ｊ１は、略円の外周の一部を内側に凹ませたような形状を有しているのに対し、その包絡図形Ｋ１は、検査領域Ｊ１の当該凹みを当該凹み部分に弦を描くようにして埋めたような形状を有している。すなわち、内側に凹んだ缶に詰められた内容物に対応する検査領域の包絡図形は、もとの検査領域よりも面積が大きくなる。
【００８０】
次に、ステップＳ１７３では、凹み領域導出部１２１ｄが、ステップＳ１７２で導出された包絡図形Ｋ１に含まれる凹み領域Ｌ１（図９（ｄ）参照）を導出する。凹み領域とは、ステップＳ１７２で導出された包絡図形からステップＳ１７１で抽出された検査領域を差し引いた領域のことを言う。
【００８１】
次に、ステップＳ１７４では、比較部１２１ｅが、ステップＳ１７３において導出された凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１を算出し、面積Ｍ１を予め設定されている閾値Ｎと比較する。そして、比較の結果、凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１が閾値Ｎ以下であれば、缶詰Ｔは良品と判断され、閾値Ｎよりも大きければ、缶詰Ｔは不良品と判断されることになる。閾値Ｎは、検査を開始する前に試験等を行うことにより検体である缶詰Ｔに合わせて予め適切に定められており、例えば、モニタ３０のタッチパネルを介して利用者により入力されてＨＤＤ２５の閾値ファイル２５ａに格納されているものとする。ここで、仮に、
Ｎ＜Ｍ１
の関係が成り立っているものとする。この場合、ステップＳ１７４では、最終的に、缶詰Ｔは不良品であると判断されることになる。そして、缶詰Ｔについての凹み検査が終了する。
【００８２】
なお、凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１は、缶詰Ｔの缶Ｔ２の内側への凹みの程度が増すにつれて大きくなる。したがって、凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１は、缶詰Ｔの缶Ｔ２の内側への凹みの程度を示す指標となっている。すなわち、凹み領域Ｌ１の面積Ｍ１を閾値Ｎと比較することにより、缶詰Ｔの缶Ｔ２の内側への凹みの程度を検査することが可能となっている。
【００８３】
ステップＳ１７１〜Ｓ１７４による凹み検査の結果は、振分機構７０に送られる。そして、振分機構７０は、不良品と判断された缶詰Ｔを不良品貯留コンベア９０へと振り分ける。
【００８４】
（特徴）
Ｘ線検査装置１１０の凹み検査では、缶詰ＴのＸ線画像１６１から缶詰Ｔの缶Ｔ２に囲まれる缶詰Ｔの内容物Ｔ１の占める検査領域Ｊ１が抽出され、抽出された検査領域Ｊ１の包絡図形Ｋ１が導出され、導出された包絡図形Ｋ１に基づいて缶詰Ｔの缶Ｔ２の形状が検査される。すなわち、Ｘ線検査装置１１０では、商品Ｇの凹みの程度の異常を簡易かつ高精度に検査することができる。
【００８５】
なお、Ｘ線検査装置１１０の凹み検査は、缶詰Ｔのような内部空間を有する容器の内部空間側への凹みを検査する場合に特に有用である。
【００８６】
＜変形例＞
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００８７】
（Ａ）
上記実施形態では、Ｘ線画像６１，１６１から検査領域Ｂ１，Ｂ２，Ｊ１を抽出するために、Ｘ線画像６１，１６１上の領域を検査領域Ｂ１，Ｂ２，Ｊ１とその他の領域Ｂ３，Ｊ２とに切り分ける２値化処理が採用されている。しかしながら、２値化処理に代えて又は加えて、その他の画像処理を採用することも可能である。
【００８８】
（Ｂ）
上記実施形態では、２値化処理に用いられる閾値やステップＳ７４，Ｓ１７４で用いられる閾値Ｆ，Ｎ等の検査パラメータがモニタ３０のタッチパネルを介して利用者により手入力される構成となっているが、これが自動入力される構成となっていてもよい。
【００８９】
例えば、良品と不良品との境界にあるソーセージをＸ線検査装置１０に流すことにより、得られたＸ線画像からそのソーセージに対応する凹み領域の面積が自動計算され、当該面積が閾値Ｆとして自動設定されるようになっていてもよい。なお、良品と不良品との境界にあるソーセージとは、良品か不良品かの判断基準となるソーセージであって、当該ソーセージよりも真っ直ぐなソーセージが良品として取り扱われ、当該ソーセージよりも湾曲したソーセージが不良品として取り扱われることになる。
【００９０】
これにより、利用者による手入力の手間を省くことができる。
【００９１】
（Ｃ）
上記実施形態では、制御コンピュータ２０による各種検査が、ＣＰＵ２１がＨＤＤ２５に格納されている検査プログラムを実行することにより実現されている。しかしながら、各種検査は、その他のソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせにより実現されてもよい。
【００９２】
また、検査領域抽出部２１ｂ,１２１ｂ、包絡図形導出部２１ｃ，１２１ｃ、凹み領域導出部２１ｄ，１２１ｄおよび比較部２１ｅ，１２１ｅにかかる処理が、Ｘ線検査装置１０，１１０本体と別に設けられた装置において実行されるようになっていてもよい。例えば、画像生成部２１ａにより得られたＸ線画像６１，１６１がネットワークまたはドライブ１０４に挿入可能な記憶メディアを介して別体のコンピュータに送られ、送られてきたＸ線画像６１，１６１に基づいて上記処理が当該コンピュータにおいて実行されるようになっていてもよい。
【００９３】
（Ｄ）
上記第１実施形態において、ステップＳ７２の後、ステップＳ７３およびステップＳ７４の代わりに、以下の処理が実行されてもよい。
【００９４】
すなわち、ステップＳ７２で導出された各包絡図形Ｃ１，Ｃ２の面積が予め設定されている閾値と比較される。そして、比較の結果、包絡図形Ｃ１，Ｃ２の面積が当該閾値以下であれば、ソーセージＳ１，Ｓ２は良品と判断され、当該閾値よりも大きければ、ソーセージＳ１，Ｓ２は不良品と判断されるようになっていてもよい。
【００９５】
この場合、凹み領域Ｄ１，Ｄ２を導出する必要がなくなり、湾曲検査にかかる処理が簡略化される。
【００９６】
また、この変形は、上記第２実施形態にも同様に適用することが可能である。
【００９７】
（Ｅ）
上記第２実施形態に開示される凹み検査は、内容物の詰められていない缶、すなわち内部が空っぽの缶に対しても有用である。この場合、ステップＳ１７１においては、Ｘ線画像から缶に囲まれる空洞に対応する領域が検査領域として抽出されることになる。
【００９８】
（Ｆ）
上記第１実施形態にかかるＸ線検査装置１０が上記第２実施形態にかかる凹み検査モジュールを有していてもよい。すなわち、上記第２実施形態にかかるＸ線検査装置１１０が上記第１実施形態にかかる湾曲検査モジュールを有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、物品の形状の異常を簡易かつ高精度に検査することができるという効果を有し、Ｘ線を用いて物品の形状を検査するＸ線検査装置および検査方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＸ線検査装置の外観斜視図。
【図２】Ｘ線検査装置のシールドボックス内部の構成図。
【図３】Ｘ線検査の原理を示す模式図。
【図４】Ｘ線検査装置の前後の構成図。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる制御コンピュータのブロック構成図。
【図６】（ａ）ソーセージのＸ線画像を示す図。（ｂ）（ａ）に示すＸ線画像に２値化処理を施した後の画像を示す図。（ｃ）（ｂ）に示す画像に含まれる検査領域の包絡図形を示す図。（ｄ）（ｃ）に示す画像に含まれる凹み領域を示す図。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる湾曲検査の処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる制御コンピュータのブロック構成図。
【図９】（ａ）缶詰のＸ線画像を示す図。（ｂ）（ａ）に示すＸ線画像に２値化処理を施した後の画像を示す図。（ｃ）（ｂ）に示す画像に含まれる検査領域の包絡図形を示す図。（ｄ）（ｃ）に示す画像に含まれる凹み領域を示す図。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる凹み検査の処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，１１０ Ｘ線検査装置
１３ Ｘ線照射器（照射部）
１４ Ｘ線ラインセンサ（受光部）
２１ａ 画像生成部（生成部）
２１ｂ，１２１ｂ 検査領域抽出部（抽出部）
２１ｃ，１２１ｃ 包絡図形導出部（導出部）
２１ｄ，１２１ｄ 凹み領域導出部（検査部）
２１ｅ，１２１ｅ 比較部（検査部）
６１，１６１ Ｘ線画像
Ｂ１，Ｂ２ 検査領域
Ｃ１，Ｃ２ 包絡図形
Ｄ１，Ｄ２ 凹み領域
Ｅ１，Ｅ２ 凹み領域の面積
Ｆ 閾値
Ｇ 商品
Ｊ１ 検査領域
Ｋ１ 包絡図形
Ｌ１ 凹み領域
Ｍ１ 凹み領域の面積
Ｎ 閾値
Ｓ１ 良品のソーセージ（物品）
Ｓ２ 不良品のソーセージ（物品）
Ｔ 缶詰
Ｔ１ 缶詰の内容物
Ｔ２ 缶詰の缶（物品）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品にＸ線を照射する照射部と、
前記照射部からのＸ線を受光する受光部と、
前記受光部が受光したＸ線に基づいてＸ線画像を生成する生成部と、
前記Ｘ線画像から前記物品に対応する領域である検査領域を抽出する抽出部と、
前記検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である包絡図形を導出する導出部と、
前記包絡図形に基づいて前記物品の形状を検査する検査部と、
を備える、
Ｘ線検査装置。
【請求項２】
物品にＸ線を照射する照射部と、
前記照射部からのＸ線を受光する受光部と、
前記受光部が受光したＸ線に基づいてＸ線画像を生成する生成部と、
前記Ｘ線画像から前記物品に囲まれる他の物品または空間に対応する領域である検査領域を抽出する抽出部と、
前記検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である包絡図形を導出する導出部と、
前記包絡図形に基づいて前記物品の形状を検査する検査部と、
を備える、
Ｘ線検査装置。
【請求項３】
前記検査部は、前記包絡図形から前記検査領域を差し引いた領域である凹み領域を導出し、前記凹み領域の面積と所定の閾値との比較により、前記物品の前記形状を検査する、
請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記物品は、細長い形状を有しており、
前記検査部は、前記物品の湾曲の程度を検査する、
請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記物品は、内部空間を有する容器であり、
前記検査部は、前記物品の凹みの程度を検査する、
請求項２に記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
物品のＸ線画像から前記物品に対応する領域である検査領域を抽出する抽出ステップと、
前記検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である包絡図形を導出する導出ステップと、
前記包絡図形に基づいて前記物品の形状を検査する検査ステップと、
を備える、
検査方法。
【請求項７】
物品のＸ線画像から前記物品に囲まれる他の物品または空間に対応する領域である検査領域を抽出する抽出ステップと、
前記検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である包絡図形を導出する導出ステップと、
前記包絡図形に基づいて前記物品の形状を検査する検査ステップと、
を備える、
検査方法。
【請求項１】
物品にＸ線を照射する照射部と、
前記照射部からのＸ線を受光する受光部と、
前記受光部が受光したＸ線に基づいてＸ線画像を生成する生成部と、
前記Ｘ線画像から前記物品に対応する領域である検査領域を抽出する抽出部と、
前記検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である包絡図形を導出する導出部と、
前記包絡図形に基づいて前記物品の形状を検査する検査部と、
を備える、
Ｘ線検査装置。
【請求項２】
物品にＸ線を照射する照射部と、
前記照射部からのＸ線を受光する受光部と、
前記受光部が受光したＸ線に基づいてＸ線画像を生成する生成部と、
前記Ｘ線画像から前記物品に囲まれる他の物品または空間に対応する領域である検査領域を抽出する抽出部と、
前記検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である包絡図形を導出する導出部と、
前記包絡図形に基づいて前記物品の形状を検査する検査部と、
を備える、
Ｘ線検査装置。
【請求項３】
前記検査部は、前記包絡図形から前記検査領域を差し引いた領域である凹み領域を導出し、前記凹み領域の面積と所定の閾値との比較により、前記物品の前記形状を検査する、
請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記物品は、細長い形状を有しており、
前記検査部は、前記物品の湾曲の程度を検査する、
請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記物品は、内部空間を有する容器であり、
前記検査部は、前記物品の凹みの程度を検査する、
請求項２に記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
物品のＸ線画像から前記物品に対応する領域である検査領域を抽出する抽出ステップと、
前記検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である包絡図形を導出する導出ステップと、
前記包絡図形に基づいて前記物品の形状を検査する検査ステップと、
を備える、
検査方法。
【請求項７】
物品のＸ線画像から前記物品に囲まれる他の物品または空間に対応する領域である検査領域を抽出する抽出ステップと、
前記検査領域全体を包含し、かつ、外周が凸の線のみで表される図形のうち、面積が最小となる図形である包絡図形を導出する導出ステップと、
前記包絡図形に基づいて前記物品の形状を検査する検査ステップと、
を備える、
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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１７５６９１（Ｐ２００８−１７５６９１Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９４１６（Ｐ２００７−９４１６）
【出願日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
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