Ｘ線検査装置
【課題】被検査物と混在しやすい特定の異種物とが同等の大きさでも、混在しやすい特定の異種物を確実に検出して異種物混入検査を行う。
【解決手段】Ｘ線検査装置１は、バラ流しで搬送される被検査体にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像のＸ線濃度データに基づいて被検査体の検査を行うものであり、Ｘ線濃度データから得られる検出すべき特定の異種物Ｗａの立体形状の特徴を示す立体形状指数に基づいて特定の異種物Ｗａの有無を判別する信号処理部６を備える。
【解決手段】Ｘ線検査装置１は、バラ流しで搬送される被検査体にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像のＸ線濃度データに基づいて被検査体の検査を行うものであり、Ｘ線濃度データから得られる検出すべき特定の異種物Ｗａの立体形状の特徴を示す立体形状指数に基づいて特定の異種物Ｗａの有無を判別する信号処理部６を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造ラインの一部に設けられ、順次搬送される被検査体にＸ線を照射し、このＸ線の照射に伴うＸ線濃度データ（Ｘ線透過量）からなるＸ線透過画像に基づいて被検査体に対する異種物混入検査、異物混入検査などを行うＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線検査装置は、製品ライン上を順次搬送されてくる各品種の被検査物（例えば、生肉、魚、加工食品、医薬など）にＸ線を照射し、この照射したＸ線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かを検出したり、トレイや箱などの収容体に内容物が収容されている被検査物の場合などの収容体内での内容物の有無を検出して欠品（不良品）検査を行う装置である。
【０００３】
ところで、この種のＸ線検査装置では、口に入る食品に対する検査装置であるため、被検査物内に混入された異物や収容体に収容されている内容物の中に混入された異物を検査するのが一般的である。そして、内容物以外の箇所で検査を行う検査装置としては、例えば下記特許文献１に開示されるように、内容物領域抽出手段が抽出した内容物の領域以外の領域を不存在領域として認識し、この認識した不存在領域内に不用物が存在するか否かにより欠陥の有無を判別するＸ線検査装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２７９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示されるＸ線検査装置によれば、内容物の中に混入された異物の検査や収容体内での不存在領域の欠陥を検査することができる。しかしながら、バラ流しの被検査物に対して異種物が混在した場合には、その異種物を異物または欠陥として検査することができないという課題があった。
【０００６】
ところで、外観検査装置による異種物混入検査も考えられるが、バラ流しの被検査物の場合には、被検査物が接触しながら搬送されるので、外観では影が出来てしまう。このため、外観検査装置では、確実な異種物混入検査を行うことができないという課題があった。
【０００７】
また、例えばゴルフ場やゴルフ練習場の近隣の田畑で農産物を栽培し、栽培された農産物を収穫する際には、ゴルフ場やゴルフ練習場の敷地内から飛び出したゴルフボールが農産物に混入する恐れがある。このため、バラ流しに搬送して農産物を袋詰めするラインでは、ゴルフボールを農産物と異なる異種物として検査する必要がある。ここで、例えば農産物がジャガイモの場合では、ジャガイモとゴルフボールの大きさが同等の大きさであり、そのＸ線透過量も同程度であるため、Ｘ線を用いても簡単に異種物混入検査を行うことができないという課題があった。
【０００８】
さらに、飴などの製造ラインで品種が切り替わった場合には、前の形状の異なる飴が次の製品に紛れ込んでしまうことがある。その際、上述したゴルフボールとジャガイモの場合と同様に、品種の異なる飴の大きさが同等でＸ線透過量も同程度の場合には、Ｘ線を用いても簡単に異種物混入検査を行うことができないという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、被検査物と混在しやすい特定の異種物とが同等の大きさでも、混在しやすい特定の異種物を確実に検出して異種物混入検査を行うことができるＸ線検査装置を提供することである。さらに、Ｘ線透過率が同等であっても特定の異種物を確実に検出して異種物混入検査を行うことができるＸ線検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載されたＸ線検査装置は、バラ流しで搬送される被検査体ＷにＸ線を照射して得られるＸ線透過画像のＸ線濃度データに基づいて前記被検査体に混在する特定の異種物Ｗａを検出するＸ線検査装置１であって、
前記Ｘ線濃度データから得られる検出すべき特定の異種物の立体形状の特徴を示す立体形状指数に基づいて前記特定の異種物の有無を判別する信号処理部６を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載されたＸ線検査装置は、請求項１のＸ線検査装置において、
前記信号処理部６は、分散値フィルタを用いて得られる特定標準偏差値画像の輪郭の面積を前記立体形状指数とし、この立体形状指数の面積が所定の大きさ以上であるときに、前記被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載されたＸ線検査装置は、請求項１のＸ線検査装置において、
前記信号処理部６は、前記Ｘ線透過画像上の各被検査体Ｗを各塊に分離し、分離された前記塊の輪郭長と前記塊の輪郭内の濃度の合計面積との比を前記立体形状指数とし、この立体形状指数の比の大きさが所定範囲内であるときに、前記被検査体に特定の異種物が混入していると判別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、製品ラインで被検査体に混在しやすい被検査体に類似した特定の異種物（例えばゴルフボールなどの成型品、品種切替え前後での同等の大きさで形状の異なる物）を確実に検出して異種物混入検査を行うことができる。
【００１４】
また、本発明に係る請求項２の発明によれば、特定の異種物が球の場合に特に有効である。さらに、本発明に係る請求項３の発明によれば、被検査物と特定の異種物の立体形状が異なっている場合に、Ｘ線画像上の輪郭形状に左右されずに異種物を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るＸ線検査装置のブロック構成図である。
【図２】（ａ），（ｂ）本発明に係るＸ線検査装置の画像処理手段の内部構成の各例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るＸ線検査装置における特定の異種物としての成型品（ゴルフボール）の一例を示す図である。
【図４】本発明に係るＸ線検査装置により成型品を異種物として検出する場合の異種物検出処理手順を示すフローチャート図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）図４の異種物検出処理におけるＸ線画像の説明図である。
【図６】本発明に係るＸ線検査装置による形状の異なる飴を異種物として検出する場合の異種物検出処理手順を示すフローチャート図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）図６の異種物検出処理におけるＸ線画像の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。尚、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この形態に基づいて当業者などによりなされる実施可能な他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれる。
【００１７】
図１は本発明に係るＸ線検査装置のブロック構成図、図２（ａ），（ｂ）は本発明に係るＸ線検査装置の画像処理手段の内部構成の各例を示すブロック図、図３は本発明に係るＸ線検査装置における特定の異種物としての成型品（ゴルフボール）の一例を示す図、図４は本発明に係るＸ線検査装置により成型品を異種物として検出する場合の異種物検出処理手順を示すフローチャート図、図５（ａ）〜（ｅ）は図４の異種物検出処理におけるＸ線画像の説明図、図６は本発明に係るＸ線検査装置による形状の異なる飴を異種物として検出する場合の異種物検出処理手順を示すフローチャート図、図７（ａ）〜（ｄ）は図６の異種物検出処理におけるＸ線画像の説明図である。
【００１８】
本発明に係るＸ線検査装置は、製造ラインの一部に設けられ、ベルトコンベアなどの搬送手段を介して順次搬送される被検査体にＸ線を照射し、このＸ線の照射に伴うＸ線濃度データ（Ｘ線透過量）からなるＸ線透過画像に基づいて被検査体に対する異種物混入検査、異物混入検査などを行うものである。
【００１９】
本例のＸ線異物検出装置１は、図１に示すように、搬送部２、Ｘ線発生部３、Ｘ線検出部４、操作部５、信号処理部６、表示装置７を備えて概略構成される。
【００２０】
尚、以下では、表示装置７が操作部５と別体に構成される例について説明するが、表示装置７を操作部５の操作パネルに組み込んで一体化した構成としても良い。
【００２１】
搬送部２は、被検査体Ｗをバラ流しに順次搬送するもので、例えば装置本体に対して水平に配置されたベルトコンベアで構成される。搬送部２は、図１に示す駆動モータＭの駆動により予め設定された一定の搬送速度で搬入口から搬入された被検査体Ｗを搬出口側に向けてバラ流しに搬送させる（図１の搬送方向Ｘ）。尚、搬送部２は、ベルトコンベアに限定されるものではなく、被検査体の種類に応じて適宜選択される。
【００２２】
ここで、特定の異種物Ｗａとは、被検査体Ｗと同等の大きさでＸ線透過量も同程度なものである。具体的に、ジャガイモが被検査体Ｗの場合は、図３に示すようなゴルフボール等の成型品が特定の異種物Ｗａである。また、品種切替え後の飴が被検査体Ｗの場合は、品種切替え後の飴と形状が異なる同等の大きさの品種切替え前の飴が特定の異種物Ｗａである。
【００２３】
Ｘ線発生部３は、搬送部２の上方に所定高さ離れて設けられる。Ｘ線発生部３は、金属製の箱体内部に設けられる円筒状のＸ線管を不図示の絶縁油により浸漬した構成であり、Ｘ線管の陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてＸ線を生成している。Ｘ線管は、その長手方向が被検査体Ｗの搬送方向（Ｘ方向）となるように配置されている。Ｘ線管により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出部４に向けて、不図示のスリットにより略三角形状のスクリーン状となって搬送方向（Ｘ方向）を横切るように照射されるようになっている。
【００２４】
Ｘ線検出部４は、搬送部２の下方にＸ線発生部３と対向して設けられ、被検査体ＷへのＸ線の照射領域平面上で被検査体Ｗの搬送方向Ｘと直交するＹ方向に複数の素子が一直線上に配置されたラインセンサで構成される。ラインセンサは、ライン状に整列して配設された複数のフォトダイオードと、ライン状のフォトダイオード上に設けられたシンチレータとからなり、被検査体ＷへのＸ線の照射に伴って被検査体Ｗを透過してくるＸ線をシンチレータで受けて光に変換し、この変換された光を対応するフォトダイオードで受光し、受光した光を電気信号に変換し、１ライン毎のＸ線濃度データ（Ｘ線透過量）として出力する。
【００２５】
すなわち、Ｘ線検出部４は、受けたＸ線の強さに対応したレベルを有する電気信号を出力するものであり、Ｙ方向に直線状に配置された複数の素子を１ラインとして各素子毎に被検査体Ｗを透過するＸ線を検出し、各素子が検出したＸ線透過量を１ラインのＸ線濃度データとして、被検査体Ｗの搬送に伴って１ライン毎に順次出力を繰り返している。
【００２６】
操作部５は、例えば複数の操作ボタンや操作キーなどを備えた操作パネルからなる。操作部５は、ユーザの入力操作により、表示装置７に不図示の設定入力画面を表示させ、搬送部２上を搬送される被検査体Ｗの種類、特定の異種物Ｗａに関する情報（種類、面積、体積、図３の処理領域の標準偏差σ、濃度幅Ｒ、平均値Ａｖｅなど）、後述する異種物検出処理に必要な各種情報（注目領域、標準偏差上下限値、抽出面積、縮小量、ラベル抽出条件、立体形状指数の式など）、Ｘ線検出部４からＸ線濃度データを取得するためのサンプリング周期、搬送速度などの検査に必要な各種条件設定を行っている。
【００２７】
信号処理部６は、ＣＰＵやメモリなどで構成され、操作部５からの各種情報に基づいてＸ線検出部４からの電気信号によるＸ線濃度データを取り込み、追って図３や図４を参照しながら説明する異種物検出処理を含む各種信号処理を行っている。
【００２８】
信号処理部６は、図１に示すように、画像記憶手段（データメモリ）１１、画像処理手段１２、判別手段１３を備えている。
【００２９】
画像記憶手段１１は、Ｘ線検出部４から出力される１ライン毎のＸ線濃度データ（Ｘ線透過量）を、異種物Ｗａの種類や搬送速度によって設定されるＸ線検出部４のスキャン周期毎に蓄積している。
【００３０】
画像処理手段１２は、画像記憶手段１１に格納されたＸ線濃度データからなるＸ線透過画像に基づいて各種画像処理を行うもので、被検査体Ｗへの特定の異種物Ｗａの混入の有無を検出するべく、例えば図２（ａ），（ｂ）の構成からなる。以下、その構成について説明する。
【００３１】
図２（ａ）の画像処理手段１２は、Ｘ線透過画像作成手段１２ａ、平滑化画像作成手段１２ｂ、立体形状特徴量抽出手段１２ｃ、立体形状指数算出手段１２ｄを備えて構成される。
【００３２】
Ｘ線透過画像作成手段１２ａは、例えば特開２００１−３０７０６９号公報の段落番号〔００１６〕ー〔００１７〕に開示されるＬＵＴ係数乗算により、Ｘ線透過量のデータを対数変換し、吸収量が大きいほど濃度が高くなるようなＸ線透過画像を作成している。
【００３３】
尚、ＬＵＴ計数乗算に関しては、例えば特開２００１−３０７０６９号公報の段落番号〔００１６〕ー〔００１７〕を参照されたい。
【００３４】
平滑化画像作成手段１２ｂは、注目画素を中心とした所定領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の平均値を注目画像の値とした平滑化画像を作成している。
【００３５】
立体形状特徴量抽出手段１２ｃは、平滑化画像作成手段１２ｂにより作成された平滑化画像から立体的な特徴量を表す画像を作成している。本実施の形態では、立体的な特徴量として標準偏差を用いており、分散値フィルタを施して標準偏差画像を生成する標準偏差画像作成手段１２ｃ１と、標準偏差画像から所定の範囲内の標準偏差を抽出する特定標準偏差画像作成手段１２ｃ２とから立体形状特徴量抽出手段１２ｃが構成されている。
【００３６】
標準偏差画像作成手段１２ｃ１は、平滑化画像作成手段１２ｂにより作成された平滑化画像において、注目画素を中心とする注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の濃度の標準偏差値を注目画素の値とした標準偏差画像を作成している。尚、注目領域は、異種物Ｗａの種類により検査開始前に予め設定しておくが、異種物Ｗａの種類によっては操作部５からユーザ設定することもできる。
【００３７】
特定標準偏差画像作成手段１２ｃ２は、分散値フィルタを用い、標準偏差画像作成手段１２ｃ１により作成された標準偏差画像において、標準偏差画像の値が標準偏差上下限値範囲（例えば１．２〜１．３）内の画像を２値として抽出した特定標準偏差画像を作成している。尚、標準偏差上下限値範囲は、異種物Ｗａの種類により検査開始前に予め設定しておくが、異種物Ｗａの種類によっては操作部５からユーザ設定することもできる。
【００３８】
立体形状指数算出手段１２ｄは、立体形状特徴量抽出手段１２ｃで抽出された立体的な特徴量を表す画像、すなわち特定標準偏差画像において、隣接する有値の画素を一つの塊として捉えた場合、例えば画像の左上から右下に向かう走査方向の順番に塊を検索して番号付けしたラベリング画像を生成するラベリング処理を施して塊（ブロブ）を他の塊と区別（分離）し、ラベル毎の面積が所定範囲内または所定閾値以上のラベルの面積を抽出しその面積値を立体形状指数として、判別手段１３に出力している。
【００３９】
なお、本例では、立体的な特徴量として標準偏差を用いたが、濃度幅や正規化相関フィルタ等で立体的な特徴量を表す画像を作成するようにしてもよい。
【００４０】
また、図２（ｂ）の画像処理手段１２は、Ｘ線透過画像作成手段１２ｇ、平滑化画像作成手段１２ｈ、輪郭抽出手段１２ｉ、立体形状指数算出手段１２ｊを備えて構成される。
【００４１】
Ｘ線透過画像作成手段１２ｇは、図２（ａ）のＸ線透過画像作成手段１２ａと同様に、ＬＵＴ係数乗算により、Ｘ線透過量のデータを対数変換し、吸収量が大きいほど濃度が高くなるようなＸ線透過画像を作成している。
【００４２】
平滑化画像作成手段１２ｈは、図２（ａ）の平滑化画像作成手段１２ｂと同様に、注目画素を中心とする注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の平均値を注目画像の値とした平滑化画像を作成している。
【００４３】
輪郭抽出手段１２ｉは、平滑化画像作成手段１２ｈにより作成された平滑化画像から被検査体の輪郭を表す輪郭画像を作成している。本実施の形態では、他の被検査体と分離するための縮小画像作成手段１２ｉ１と、他の被検査体と分離された輪郭部分の画像を生成する縮小輪郭画像作成手段１２ｉ２とから輪郭抽出手段１２ｉが構成されている。
【００４４】
縮小画像作成手段１２ｉ１は、平滑化画像作成手段１２ｈにより作成された平滑化画像に対し、予めＸ線検査装置１で決まっている縮小量（例えば１〜３回「画素」）で縮小した縮小画像を作成している。
【００４５】
縮小輪郭画像作成手段１２ｉ２は、縮小画像作成手段１２ｉ１により作成された縮小画像をさらに１回縮小した再縮小画像と元の縮小画像との差分から縮小輪郭画像を作成している。その際、縮小輪郭画像内濃度の合計は、縮小画像の濃度の合計から求めることができる。また、輪郭長は、縮小輪郭画像の画素数で求めることができる。但し、このとき斜め方向に連結する画素の場合には２1/2 倍して補正する。
【００４６】
立体形状指数算出手段１２ｊは、輪郭抽出手段１２ｉで抽出された輪郭画像、すなわち縮小輪郭画像において、ラベリング処理を施し、ラベル毎の輪郭画像について、（輪郭長）3 ／輪郭内濃度の合計を立体形状指数として算出し、その値を立体形状指数として判別手段１３に出力している。尚、物品密度が均一である場合は、濃度＝厚みとなるので、輪郭内濃度の合計は体積と同等になり、立体形状指数が小さいほど球に近づくことを意味する。
【００４７】
判別手段１３は、図１に示すように、異種物判別手段１３ａ、異物判別手段１３ｂ、良品判別手段１３ｃを備えている。
【００４８】
異種物判別手段１３ａは、図２（ａ）の画像処理手段１２の構成を採用した場合、立体形状指数算出手段１２ｄからの立体形状指数に基づき、所定範囲内の立体形状指数（標準偏差）を持つラベル（塊）が所定の面積以上あるときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別し、異種物Ｗａ混入の有無を示す判別信号を良品判別手段１３ｃに出力している。
【００４９】
また、異種物判別手段１３ａは、図２（ｂ）の画像処理手段１２の構成を採用した場合、立体形状指数算出手段１２ｊからの立体形状指数の値が所定の範囲内のときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別し、異種物Ｗａ混入の有無を示す判別信号を良品判別手段１３ｃに出力している。
【００５０】
異物判別手段１３ｂは、被検査体Ｗの収容体内の領域において、濃淡レベルが他と違う部分を異物として判断している。さらに説明すると、異物判別手段１３ｂは、画像記憶手段１１に格納されたＸ線濃度データから異物を強調する処理を施して異物強調画像を生成し、この異物強調画像の濃淡レベルと、操作部５により予め設定された異物検出リミット値とを比較し、異物強調画像の濃淡レベルが異物検出リミット値を越えたときに、異物が混入していると判別している。このときの判別結果は、判別信号（ＯＫ信号、又はＮＧ信号）として良否判別手段１３ｃに出力される。なお、異物検出リミット値は、被検査体Ｗの種類に応じて操作部５から適宜設定可能とされている。
【００５１】
良品判別手段１３ｃは、異種物判別手段１３ａからの判別信号と異物判別手段１３ｂからの判別信号に基づき、搬送される被検査体Ｗが正常又は不良を示す選別信号を外部出力している。すなわち、良否判別手段１３ｃは、異種物判別手段１３ａ及び異物判別手段１３ｂの両方から正常を示す判別信号（ＯＫ信号）が入力されると、その被検査体Ｗに異種物Ｗａ及び異物の混入無しと判別し、正常を示す選別信号を外部出力する。これに対し、異種物判別手段１３ａから異種物混入を示す判別信号（ＮＧ信号）が入力されるか、異物判別手段１３ｂから異物混入を示す判別信号（ＮＧ信号）が入力されると、被検査体Ｗに異種物Ｗａ及び／又は異物の混入有りと判別し、不良を示す選別信号を外部出力する。
【００５２】
表示装置７は、操作部５からの所定のキー操作により、不図示の設定入力画面の表示の他、判別手段１３の判別結果に基づき、搬送部２上に搬送される被検査体Ｗを平面視したＸ線透過画像、「ＯＫ」や「ＮＧ」の良否判別結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの検査結果を表示している。
【００５３】
次に、上記構成によるＸ線検査装置１を用いて被検査体Ｗに異種物Ｗａが混入しているか否かを検査する場合の信号処理部６による異種物検出処理について説明する。まず、図２に示す成型品（ゴルフボール等）が異種物Ｗａとしてジャガイモ（被検査体Ｗ）に混入される場合の異種物検出処理の手順について図４及び図５を参照しながら説明する。
【００５４】
搬送部２によりバラ流しで順次搬送される被検査体ＷにＸ線発生部３からＸ線が照射されると（ＳＴ１）、このＸ線の照射に伴うＸ線濃度データ（図５（ａ）参照）は、Ｘ線検出部４のスキャン周期毎に信号処理部６の画像記憶手段（データメモリ）１１に逐次格納される（ＳＴ２）。
【００５５】
そして、Ｘ線透過画像作成手段１２ａは、ＬＵＴ係数乗算により、Ｘ線透過量のデータを対数変換し、吸収量が大きいほど濃度が高くなるようなＸ線透過画像を作成する（ＳＴ３）。
【００５６】
続いて、平滑化画像作成手段１２ｂは、Ｘ線透過画像作成手段１２ａにより作成されたＸ線透過画像において、注目画素を中心とした注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の平均値を注目画像の値とする平滑化画像（図５（ｂ）参照）を作成する（ＳＴ４）。
【００５７】
次に、立体形状特徴量抽出手段１２ｃの標準偏差画像作成手段１２ｃ１は、平滑化画像作成手段１２ｂにより作成された平滑化画像において、注目画素を中心とする注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の濃度の標準偏差値を注目画素の値とする標準偏差画像（図５（ｃ）参照）を作成する（ＳＴ５）。
【００５８】
その後、立体形状特徴量抽出手段１２ｃの特定標準偏差画像作成手段１２ｃ２は、標準偏差画像作成手段１２ｃ１により作成された標準偏差画像において、標準偏差画像の値が所定範囲（例えば１．２〜１．３）内の画像を２値として抽出した特定標準偏差画像（図５（ｄ）参照）を作成する（ＳＴ６）。
【００５９】
立体形状指数算出手段１２ｄは、立体形状特徴量抽出手段１２ｃで抽出された特定標準偏差画像において、隣接する有値の画素を一つの塊として捉えた場合、例えば画像の左上から右下に向かう走査方向の順番に塊を検索して番号付けしたラベリング画像を生成するラベリング処理を施して塊（ブロブ）を他の塊と区別（分離）し、ラベル毎の面積が所定範囲内または所定閾値以上のラベルの面積（図５（ｅ）参照）を抽出しその面積値を立体形状指数として、判別手段１３に出力する（ＳＴ７）。
【００６０】
異種物判別手段１３ａは、立体形状指数算出手段１２ｄからの立体形状指数に基づき、所定範囲内の立体形状指数（標準偏差）を持つラベル（塊）が所定の面積以上あるときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別し、異種物Ｗａ混入の有無を示す判別信号を良品判別手段１３ｃに出力する。
【００６１】
また、上述した処理に並行して、異物判別手段１３ｂは、画像記憶手段（データメモリ）１１に格納されたＸ線濃度データに基づくＸ線透過画像から濃淡レベルが他と違う部分を異物として判別し、判別信号を良品判別手段１３ｃに出力する。
【００６２】
そして、良品判別手段１３ｃは、異種物判別手段１３ａからの判別信号と異物判別手段１４ｂからの判別信号に基づき、その被検査体Ｗが正常又は不良を示す選別信号を外部出力する。
【００６３】
また、表示装置７には、異種物判別手段１３ａや異物判別手段１３ｂの判別結果に基づき、搬送部２上に搬送される被検査体Ｗを平面視したＸ線透過画像、「ＯＫ」や「ＮＧ」の良否判別結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの検査結果が表示される。
【００６４】
次に、上記Ｘ線検査装置１を用いた異種物検出処理の他の例として、品種切替え後の飴（被検査体Ｗ）に品種切替え前の形状の異なる飴が異種物Ｗａとして混入する場合の処理手順について図６及び図７を参照しながら説明する。
【００６５】
搬送部２によりバラ流しで順次搬送される被検査体ＷにＸ線発生部３からＸ線が照射されると（ＳＴ１１）、このＸ線の照射に伴うＸ線濃度データは、Ｘ線検出部４のスキャン周期毎に信号処理部６の画像記憶手段（データメモリ）１１に逐次格納される（ＳＴ１２）。
【００６６】
そして、Ｘ線透過画像作成手段１２ｇは、ＬＵＴ係数乗算により、Ｘ線透過量のデータを対数変換し、吸収量が大きいほど濃度が高くなるようなＸ線透過画像を作成する（ＳＴ１３）。
【００６７】
続いて、平滑化画像作成手段１２ｈは、Ｘ線透過画像作成手段１２ｇにより作成されたＸ線透過画像において、注目画素を中心とした注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の平均値を注目画像の値とする平滑化画像（図７（ａ）参照）を作成する（ＳＴ１４）。ここまでの処理は、図４のＳＴ１〜ＳＴ４の処理と同様である。
【００６８】
次に、輪郭抽出手段１２ｉの縮小画像作成手段１２ｉ１は、平滑化画像作成手段１２ｈにより作成された平滑化画像に対し、予めＸ線検査装置１で決まっている縮小量（例えば１〜３回「画素」）で縮小した縮小画像（図７（ｂ）参照）を作成する（ＳＴ１５）。
【００６９】
ここで、縮小画像作成手段１２ｉ１による画像縮小処理を施さない場合には、図７（ｄ）に示すように、その輪郭から一つ一つの塊に分離することができない。
【００７０】
その後、輪郭抽出手段１２ｉの縮小輪郭画像作成手段１２ｉ２は、縮小画像作成手段１２ｉ１により作成された縮小画像をさらに１回縮小した再縮小画像と元の縮小画像との差分から縮小輪郭画像を作成する（ＳＴ１６）。
【００７１】
そして、立体形状指数算出手段１２ｊは、輪郭抽出手段１２ｉの縮小輪郭画像作成手段１２ｉ２により作成された縮小輪郭画像において、ラベリング処理を施し、ラベル毎の輪郭画像について、（輪郭長）3 ／輪郭内濃度の合計を立体形状指数として算出し（ＳＴ１７）、その値を立体形状指数として異種物判別手段１３ａに出力する。
【００７２】
異種物判別手段１３ａは、立体形状指数算出手段１２ｊからの立体形状指数の値が所定の範囲内のときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別し、異種物Ｗａ混入の有無を示す判別信号を良品判別手段１３ｃに出力する。
【００７３】
このように、本例のＸ線検査装置１では、バラ流しで順次搬送される被検査体ＷにＸ線を照射し、図４又は図６のフローチャートに示す異種物検出処理により、Ｘ線の照射に伴うＸ線濃度データから検出すべき特定の異種物Ｗａの立体形状の特徴を示す立体形状指数（特定標準偏差画像）を取得し、この立体形状指数に基づいて特定の異種物Ｗａの有無を検出している。
【００７４】
さらに説明すると、図２（ａ）の画像処理手段１２を採用した構成では、図４のフローチャートによる異種物検出処理を実行し、分散値フィルタを用いて得られる特定標準偏差値画像の輪郭の面積を立体形状指数として取得し、この立体形状指数の面積が所定の大きさ以上であるときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別している。
【００７５】
また、図２（ｂ）の画像処理手段１２を採用した構成では、図６のフローチャートによる異種物検出処理を実行し、Ｘ線透過画像上の各被検査体Ｗを各塊に分離し、分離された塊の輪郭長と塊の輪郭内の濃度の合計面積との比を立体形状指数として取得し、この立体形状指数の比の大きさが所定範囲内であるときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別している。これにより、製品ラインで被検査体Ｗに混在しやすい被検査体Ｗに類似した特定の異種物Ｗａ（例えば図３に示すようなゴルフボールなどの成型品、品種切替え前後での同等の大きさで形状の異なる物）を確実に検出して異種物混入検査を行うことができる。
【００７６】
また、本発明に係るＸ線検査装置１では、図２（ａ）の画像処理手段１２を採用した場合、特定の異種物Ｗａが球の場合に特に有効である。また、図２（ｂ）の画像処理手段１２を採用した場合に、被検査物Ｗと特定の異種物Ｗａの立体形状が異なっていれば、Ｘ線画像上の輪郭形状に左右されずに異種物Ｗａを検出することができる。さらに、被検査体ＷへのＸ線の照射に伴うＸ線濃度データを用いて被検査体Ｗに対する異物混入検査と並行して異種物混入検査を行うことができる。
【符号の説明】
【００７７】
１ Ｘ線検査装置
２ 搬送部
３ Ｘ線発生部
４ Ｘ線検出部
５ 操作部
６ 信号処理部
７ 表示装置
１１ 画像記憶手段（データメモリ）
１２ 画像処理手段
１２ａ，１２ｇ Ｘ線透過画像作成手段
１２ｂ，１２ｈ 平滑化画像作成手段
１２ｃ 立体形状特徴量抽出手段
１２ｃ１ 標準偏差画像作成手段
１２ｃ２ 特定標準偏差画像作成手段
１２ｄ 立体形状指数算出手段
１２ｉ 輪郭抽出手段
１２ｉ１ 縮小画像作成手段
１２ｉ２ 縮小輪郭画像作成手段
１２ｊ 立体形状指数算出手段
１３ 判別手段
１３ａ 異種物判別手段
１３ｂ 異物判別手段
１３ｃ 良品判別手段
Ｗ 被検査体
Ｗａ 異種物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造ラインの一部に設けられ、順次搬送される被検査体にＸ線を照射し、このＸ線の照射に伴うＸ線濃度データ（Ｘ線透過量）からなるＸ線透過画像に基づいて被検査体に対する異種物混入検査、異物混入検査などを行うＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線検査装置は、製品ライン上を順次搬送されてくる各品種の被検査物（例えば、生肉、魚、加工食品、医薬など）にＸ線を照射し、この照射したＸ線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かを検出したり、トレイや箱などの収容体に内容物が収容されている被検査物の場合などの収容体内での内容物の有無を検出して欠品（不良品）検査を行う装置である。
【０００３】
ところで、この種のＸ線検査装置では、口に入る食品に対する検査装置であるため、被検査物内に混入された異物や収容体に収容されている内容物の中に混入された異物を検査するのが一般的である。そして、内容物以外の箇所で検査を行う検査装置としては、例えば下記特許文献１に開示されるように、内容物領域抽出手段が抽出した内容物の領域以外の領域を不存在領域として認識し、この認識した不存在領域内に不用物が存在するか否かにより欠陥の有無を判別するＸ線検査装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２７９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示されるＸ線検査装置によれば、内容物の中に混入された異物の検査や収容体内での不存在領域の欠陥を検査することができる。しかしながら、バラ流しの被検査物に対して異種物が混在した場合には、その異種物を異物または欠陥として検査することができないという課題があった。
【０００６】
ところで、外観検査装置による異種物混入検査も考えられるが、バラ流しの被検査物の場合には、被検査物が接触しながら搬送されるので、外観では影が出来てしまう。このため、外観検査装置では、確実な異種物混入検査を行うことができないという課題があった。
【０００７】
また、例えばゴルフ場やゴルフ練習場の近隣の田畑で農産物を栽培し、栽培された農産物を収穫する際には、ゴルフ場やゴルフ練習場の敷地内から飛び出したゴルフボールが農産物に混入する恐れがある。このため、バラ流しに搬送して農産物を袋詰めするラインでは、ゴルフボールを農産物と異なる異種物として検査する必要がある。ここで、例えば農産物がジャガイモの場合では、ジャガイモとゴルフボールの大きさが同等の大きさであり、そのＸ線透過量も同程度であるため、Ｘ線を用いても簡単に異種物混入検査を行うことができないという課題があった。
【０００８】
さらに、飴などの製造ラインで品種が切り替わった場合には、前の形状の異なる飴が次の製品に紛れ込んでしまうことがある。その際、上述したゴルフボールとジャガイモの場合と同様に、品種の異なる飴の大きさが同等でＸ線透過量も同程度の場合には、Ｘ線を用いても簡単に異種物混入検査を行うことができないという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、被検査物と混在しやすい特定の異種物とが同等の大きさでも、混在しやすい特定の異種物を確実に検出して異種物混入検査を行うことができるＸ線検査装置を提供することである。さらに、Ｘ線透過率が同等であっても特定の異種物を確実に検出して異種物混入検査を行うことができるＸ線検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載されたＸ線検査装置は、バラ流しで搬送される被検査体ＷにＸ線を照射して得られるＸ線透過画像のＸ線濃度データに基づいて前記被検査体に混在する特定の異種物Ｗａを検出するＸ線検査装置１であって、
前記Ｘ線濃度データから得られる検出すべき特定の異種物の立体形状の特徴を示す立体形状指数に基づいて前記特定の異種物の有無を判別する信号処理部６を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載されたＸ線検査装置は、請求項１のＸ線検査装置において、
前記信号処理部６は、分散値フィルタを用いて得られる特定標準偏差値画像の輪郭の面積を前記立体形状指数とし、この立体形状指数の面積が所定の大きさ以上であるときに、前記被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載されたＸ線検査装置は、請求項１のＸ線検査装置において、
前記信号処理部６は、前記Ｘ線透過画像上の各被検査体Ｗを各塊に分離し、分離された前記塊の輪郭長と前記塊の輪郭内の濃度の合計面積との比を前記立体形状指数とし、この立体形状指数の比の大きさが所定範囲内であるときに、前記被検査体に特定の異種物が混入していると判別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、製品ラインで被検査体に混在しやすい被検査体に類似した特定の異種物（例えばゴルフボールなどの成型品、品種切替え前後での同等の大きさで形状の異なる物）を確実に検出して異種物混入検査を行うことができる。
【００１４】
また、本発明に係る請求項２の発明によれば、特定の異種物が球の場合に特に有効である。さらに、本発明に係る請求項３の発明によれば、被検査物と特定の異種物の立体形状が異なっている場合に、Ｘ線画像上の輪郭形状に左右されずに異種物を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るＸ線検査装置のブロック構成図である。
【図２】（ａ），（ｂ）本発明に係るＸ線検査装置の画像処理手段の内部構成の各例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るＸ線検査装置における特定の異種物としての成型品（ゴルフボール）の一例を示す図である。
【図４】本発明に係るＸ線検査装置により成型品を異種物として検出する場合の異種物検出処理手順を示すフローチャート図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）図４の異種物検出処理におけるＸ線画像の説明図である。
【図６】本発明に係るＸ線検査装置による形状の異なる飴を異種物として検出する場合の異種物検出処理手順を示すフローチャート図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）図６の異種物検出処理におけるＸ線画像の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。尚、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この形態に基づいて当業者などによりなされる実施可能な他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれる。
【００１７】
図１は本発明に係るＸ線検査装置のブロック構成図、図２（ａ），（ｂ）は本発明に係るＸ線検査装置の画像処理手段の内部構成の各例を示すブロック図、図３は本発明に係るＸ線検査装置における特定の異種物としての成型品（ゴルフボール）の一例を示す図、図４は本発明に係るＸ線検査装置により成型品を異種物として検出する場合の異種物検出処理手順を示すフローチャート図、図５（ａ）〜（ｅ）は図４の異種物検出処理におけるＸ線画像の説明図、図６は本発明に係るＸ線検査装置による形状の異なる飴を異種物として検出する場合の異種物検出処理手順を示すフローチャート図、図７（ａ）〜（ｄ）は図６の異種物検出処理におけるＸ線画像の説明図である。
【００１８】
本発明に係るＸ線検査装置は、製造ラインの一部に設けられ、ベルトコンベアなどの搬送手段を介して順次搬送される被検査体にＸ線を照射し、このＸ線の照射に伴うＸ線濃度データ（Ｘ線透過量）からなるＸ線透過画像に基づいて被検査体に対する異種物混入検査、異物混入検査などを行うものである。
【００１９】
本例のＸ線異物検出装置１は、図１に示すように、搬送部２、Ｘ線発生部３、Ｘ線検出部４、操作部５、信号処理部６、表示装置７を備えて概略構成される。
【００２０】
尚、以下では、表示装置７が操作部５と別体に構成される例について説明するが、表示装置７を操作部５の操作パネルに組み込んで一体化した構成としても良い。
【００２１】
搬送部２は、被検査体Ｗをバラ流しに順次搬送するもので、例えば装置本体に対して水平に配置されたベルトコンベアで構成される。搬送部２は、図１に示す駆動モータＭの駆動により予め設定された一定の搬送速度で搬入口から搬入された被検査体Ｗを搬出口側に向けてバラ流しに搬送させる（図１の搬送方向Ｘ）。尚、搬送部２は、ベルトコンベアに限定されるものではなく、被検査体の種類に応じて適宜選択される。
【００２２】
ここで、特定の異種物Ｗａとは、被検査体Ｗと同等の大きさでＸ線透過量も同程度なものである。具体的に、ジャガイモが被検査体Ｗの場合は、図３に示すようなゴルフボール等の成型品が特定の異種物Ｗａである。また、品種切替え後の飴が被検査体Ｗの場合は、品種切替え後の飴と形状が異なる同等の大きさの品種切替え前の飴が特定の異種物Ｗａである。
【００２３】
Ｘ線発生部３は、搬送部２の上方に所定高さ離れて設けられる。Ｘ線発生部３は、金属製の箱体内部に設けられる円筒状のＸ線管を不図示の絶縁油により浸漬した構成であり、Ｘ線管の陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてＸ線を生成している。Ｘ線管は、その長手方向が被検査体Ｗの搬送方向（Ｘ方向）となるように配置されている。Ｘ線管により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出部４に向けて、不図示のスリットにより略三角形状のスクリーン状となって搬送方向（Ｘ方向）を横切るように照射されるようになっている。
【００２４】
Ｘ線検出部４は、搬送部２の下方にＸ線発生部３と対向して設けられ、被検査体ＷへのＸ線の照射領域平面上で被検査体Ｗの搬送方向Ｘと直交するＹ方向に複数の素子が一直線上に配置されたラインセンサで構成される。ラインセンサは、ライン状に整列して配設された複数のフォトダイオードと、ライン状のフォトダイオード上に設けられたシンチレータとからなり、被検査体ＷへのＸ線の照射に伴って被検査体Ｗを透過してくるＸ線をシンチレータで受けて光に変換し、この変換された光を対応するフォトダイオードで受光し、受光した光を電気信号に変換し、１ライン毎のＸ線濃度データ（Ｘ線透過量）として出力する。
【００２５】
すなわち、Ｘ線検出部４は、受けたＸ線の強さに対応したレベルを有する電気信号を出力するものであり、Ｙ方向に直線状に配置された複数の素子を１ラインとして各素子毎に被検査体Ｗを透過するＸ線を検出し、各素子が検出したＸ線透過量を１ラインのＸ線濃度データとして、被検査体Ｗの搬送に伴って１ライン毎に順次出力を繰り返している。
【００２６】
操作部５は、例えば複数の操作ボタンや操作キーなどを備えた操作パネルからなる。操作部５は、ユーザの入力操作により、表示装置７に不図示の設定入力画面を表示させ、搬送部２上を搬送される被検査体Ｗの種類、特定の異種物Ｗａに関する情報（種類、面積、体積、図３の処理領域の標準偏差σ、濃度幅Ｒ、平均値Ａｖｅなど）、後述する異種物検出処理に必要な各種情報（注目領域、標準偏差上下限値、抽出面積、縮小量、ラベル抽出条件、立体形状指数の式など）、Ｘ線検出部４からＸ線濃度データを取得するためのサンプリング周期、搬送速度などの検査に必要な各種条件設定を行っている。
【００２７】
信号処理部６は、ＣＰＵやメモリなどで構成され、操作部５からの各種情報に基づいてＸ線検出部４からの電気信号によるＸ線濃度データを取り込み、追って図３や図４を参照しながら説明する異種物検出処理を含む各種信号処理を行っている。
【００２８】
信号処理部６は、図１に示すように、画像記憶手段（データメモリ）１１、画像処理手段１２、判別手段１３を備えている。
【００２９】
画像記憶手段１１は、Ｘ線検出部４から出力される１ライン毎のＸ線濃度データ（Ｘ線透過量）を、異種物Ｗａの種類や搬送速度によって設定されるＸ線検出部４のスキャン周期毎に蓄積している。
【００３０】
画像処理手段１２は、画像記憶手段１１に格納されたＸ線濃度データからなるＸ線透過画像に基づいて各種画像処理を行うもので、被検査体Ｗへの特定の異種物Ｗａの混入の有無を検出するべく、例えば図２（ａ），（ｂ）の構成からなる。以下、その構成について説明する。
【００３１】
図２（ａ）の画像処理手段１２は、Ｘ線透過画像作成手段１２ａ、平滑化画像作成手段１２ｂ、立体形状特徴量抽出手段１２ｃ、立体形状指数算出手段１２ｄを備えて構成される。
【００３２】
Ｘ線透過画像作成手段１２ａは、例えば特開２００１−３０７０６９号公報の段落番号〔００１６〕ー〔００１７〕に開示されるＬＵＴ係数乗算により、Ｘ線透過量のデータを対数変換し、吸収量が大きいほど濃度が高くなるようなＸ線透過画像を作成している。
【００３３】
尚、ＬＵＴ計数乗算に関しては、例えば特開２００１−３０７０６９号公報の段落番号〔００１６〕ー〔００１７〕を参照されたい。
【００３４】
平滑化画像作成手段１２ｂは、注目画素を中心とした所定領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の平均値を注目画像の値とした平滑化画像を作成している。
【００３５】
立体形状特徴量抽出手段１２ｃは、平滑化画像作成手段１２ｂにより作成された平滑化画像から立体的な特徴量を表す画像を作成している。本実施の形態では、立体的な特徴量として標準偏差を用いており、分散値フィルタを施して標準偏差画像を生成する標準偏差画像作成手段１２ｃ１と、標準偏差画像から所定の範囲内の標準偏差を抽出する特定標準偏差画像作成手段１２ｃ２とから立体形状特徴量抽出手段１２ｃが構成されている。
【００３６】
標準偏差画像作成手段１２ｃ１は、平滑化画像作成手段１２ｂにより作成された平滑化画像において、注目画素を中心とする注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の濃度の標準偏差値を注目画素の値とした標準偏差画像を作成している。尚、注目領域は、異種物Ｗａの種類により検査開始前に予め設定しておくが、異種物Ｗａの種類によっては操作部５からユーザ設定することもできる。
【００３７】
特定標準偏差画像作成手段１２ｃ２は、分散値フィルタを用い、標準偏差画像作成手段１２ｃ１により作成された標準偏差画像において、標準偏差画像の値が標準偏差上下限値範囲（例えば１．２〜１．３）内の画像を２値として抽出した特定標準偏差画像を作成している。尚、標準偏差上下限値範囲は、異種物Ｗａの種類により検査開始前に予め設定しておくが、異種物Ｗａの種類によっては操作部５からユーザ設定することもできる。
【００３８】
立体形状指数算出手段１２ｄは、立体形状特徴量抽出手段１２ｃで抽出された立体的な特徴量を表す画像、すなわち特定標準偏差画像において、隣接する有値の画素を一つの塊として捉えた場合、例えば画像の左上から右下に向かう走査方向の順番に塊を検索して番号付けしたラベリング画像を生成するラベリング処理を施して塊（ブロブ）を他の塊と区別（分離）し、ラベル毎の面積が所定範囲内または所定閾値以上のラベルの面積を抽出しその面積値を立体形状指数として、判別手段１３に出力している。
【００３９】
なお、本例では、立体的な特徴量として標準偏差を用いたが、濃度幅や正規化相関フィルタ等で立体的な特徴量を表す画像を作成するようにしてもよい。
【００４０】
また、図２（ｂ）の画像処理手段１２は、Ｘ線透過画像作成手段１２ｇ、平滑化画像作成手段１２ｈ、輪郭抽出手段１２ｉ、立体形状指数算出手段１２ｊを備えて構成される。
【００４１】
Ｘ線透過画像作成手段１２ｇは、図２（ａ）のＸ線透過画像作成手段１２ａと同様に、ＬＵＴ係数乗算により、Ｘ線透過量のデータを対数変換し、吸収量が大きいほど濃度が高くなるようなＸ線透過画像を作成している。
【００４２】
平滑化画像作成手段１２ｈは、図２（ａ）の平滑化画像作成手段１２ｂと同様に、注目画素を中心とする注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の平均値を注目画像の値とした平滑化画像を作成している。
【００４３】
輪郭抽出手段１２ｉは、平滑化画像作成手段１２ｈにより作成された平滑化画像から被検査体の輪郭を表す輪郭画像を作成している。本実施の形態では、他の被検査体と分離するための縮小画像作成手段１２ｉ１と、他の被検査体と分離された輪郭部分の画像を生成する縮小輪郭画像作成手段１２ｉ２とから輪郭抽出手段１２ｉが構成されている。
【００４４】
縮小画像作成手段１２ｉ１は、平滑化画像作成手段１２ｈにより作成された平滑化画像に対し、予めＸ線検査装置１で決まっている縮小量（例えば１〜３回「画素」）で縮小した縮小画像を作成している。
【００４５】
縮小輪郭画像作成手段１２ｉ２は、縮小画像作成手段１２ｉ１により作成された縮小画像をさらに１回縮小した再縮小画像と元の縮小画像との差分から縮小輪郭画像を作成している。その際、縮小輪郭画像内濃度の合計は、縮小画像の濃度の合計から求めることができる。また、輪郭長は、縮小輪郭画像の画素数で求めることができる。但し、このとき斜め方向に連結する画素の場合には２1/2 倍して補正する。
【００４６】
立体形状指数算出手段１２ｊは、輪郭抽出手段１２ｉで抽出された輪郭画像、すなわち縮小輪郭画像において、ラベリング処理を施し、ラベル毎の輪郭画像について、（輪郭長）3 ／輪郭内濃度の合計を立体形状指数として算出し、その値を立体形状指数として判別手段１３に出力している。尚、物品密度が均一である場合は、濃度＝厚みとなるので、輪郭内濃度の合計は体積と同等になり、立体形状指数が小さいほど球に近づくことを意味する。
【００４７】
判別手段１３は、図１に示すように、異種物判別手段１３ａ、異物判別手段１３ｂ、良品判別手段１３ｃを備えている。
【００４８】
異種物判別手段１３ａは、図２（ａ）の画像処理手段１２の構成を採用した場合、立体形状指数算出手段１２ｄからの立体形状指数に基づき、所定範囲内の立体形状指数（標準偏差）を持つラベル（塊）が所定の面積以上あるときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別し、異種物Ｗａ混入の有無を示す判別信号を良品判別手段１３ｃに出力している。
【００４９】
また、異種物判別手段１３ａは、図２（ｂ）の画像処理手段１２の構成を採用した場合、立体形状指数算出手段１２ｊからの立体形状指数の値が所定の範囲内のときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別し、異種物Ｗａ混入の有無を示す判別信号を良品判別手段１３ｃに出力している。
【００５０】
異物判別手段１３ｂは、被検査体Ｗの収容体内の領域において、濃淡レベルが他と違う部分を異物として判断している。さらに説明すると、異物判別手段１３ｂは、画像記憶手段１１に格納されたＸ線濃度データから異物を強調する処理を施して異物強調画像を生成し、この異物強調画像の濃淡レベルと、操作部５により予め設定された異物検出リミット値とを比較し、異物強調画像の濃淡レベルが異物検出リミット値を越えたときに、異物が混入していると判別している。このときの判別結果は、判別信号（ＯＫ信号、又はＮＧ信号）として良否判別手段１３ｃに出力される。なお、異物検出リミット値は、被検査体Ｗの種類に応じて操作部５から適宜設定可能とされている。
【００５１】
良品判別手段１３ｃは、異種物判別手段１３ａからの判別信号と異物判別手段１３ｂからの判別信号に基づき、搬送される被検査体Ｗが正常又は不良を示す選別信号を外部出力している。すなわち、良否判別手段１３ｃは、異種物判別手段１３ａ及び異物判別手段１３ｂの両方から正常を示す判別信号（ＯＫ信号）が入力されると、その被検査体Ｗに異種物Ｗａ及び異物の混入無しと判別し、正常を示す選別信号を外部出力する。これに対し、異種物判別手段１３ａから異種物混入を示す判別信号（ＮＧ信号）が入力されるか、異物判別手段１３ｂから異物混入を示す判別信号（ＮＧ信号）が入力されると、被検査体Ｗに異種物Ｗａ及び／又は異物の混入有りと判別し、不良を示す選別信号を外部出力する。
【００５２】
表示装置７は、操作部５からの所定のキー操作により、不図示の設定入力画面の表示の他、判別手段１３の判別結果に基づき、搬送部２上に搬送される被検査体Ｗを平面視したＸ線透過画像、「ＯＫ」や「ＮＧ」の良否判別結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの検査結果を表示している。
【００５３】
次に、上記構成によるＸ線検査装置１を用いて被検査体Ｗに異種物Ｗａが混入しているか否かを検査する場合の信号処理部６による異種物検出処理について説明する。まず、図２に示す成型品（ゴルフボール等）が異種物Ｗａとしてジャガイモ（被検査体Ｗ）に混入される場合の異種物検出処理の手順について図４及び図５を参照しながら説明する。
【００５４】
搬送部２によりバラ流しで順次搬送される被検査体ＷにＸ線発生部３からＸ線が照射されると（ＳＴ１）、このＸ線の照射に伴うＸ線濃度データ（図５（ａ）参照）は、Ｘ線検出部４のスキャン周期毎に信号処理部６の画像記憶手段（データメモリ）１１に逐次格納される（ＳＴ２）。
【００５５】
そして、Ｘ線透過画像作成手段１２ａは、ＬＵＴ係数乗算により、Ｘ線透過量のデータを対数変換し、吸収量が大きいほど濃度が高くなるようなＸ線透過画像を作成する（ＳＴ３）。
【００５６】
続いて、平滑化画像作成手段１２ｂは、Ｘ線透過画像作成手段１２ａにより作成されたＸ線透過画像において、注目画素を中心とした注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の平均値を注目画像の値とする平滑化画像（図５（ｂ）参照）を作成する（ＳＴ４）。
【００５７】
次に、立体形状特徴量抽出手段１２ｃの標準偏差画像作成手段１２ｃ１は、平滑化画像作成手段１２ｂにより作成された平滑化画像において、注目画素を中心とする注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の濃度の標準偏差値を注目画素の値とする標準偏差画像（図５（ｃ）参照）を作成する（ＳＴ５）。
【００５８】
その後、立体形状特徴量抽出手段１２ｃの特定標準偏差画像作成手段１２ｃ２は、標準偏差画像作成手段１２ｃ１により作成された標準偏差画像において、標準偏差画像の値が所定範囲（例えば１．２〜１．３）内の画像を２値として抽出した特定標準偏差画像（図５（ｄ）参照）を作成する（ＳＴ６）。
【００５９】
立体形状指数算出手段１２ｄは、立体形状特徴量抽出手段１２ｃで抽出された特定標準偏差画像において、隣接する有値の画素を一つの塊として捉えた場合、例えば画像の左上から右下に向かう走査方向の順番に塊を検索して番号付けしたラベリング画像を生成するラベリング処理を施して塊（ブロブ）を他の塊と区別（分離）し、ラベル毎の面積が所定範囲内または所定閾値以上のラベルの面積（図５（ｅ）参照）を抽出しその面積値を立体形状指数として、判別手段１３に出力する（ＳＴ７）。
【００６０】
異種物判別手段１３ａは、立体形状指数算出手段１２ｄからの立体形状指数に基づき、所定範囲内の立体形状指数（標準偏差）を持つラベル（塊）が所定の面積以上あるときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別し、異種物Ｗａ混入の有無を示す判別信号を良品判別手段１３ｃに出力する。
【００６１】
また、上述した処理に並行して、異物判別手段１３ｂは、画像記憶手段（データメモリ）１１に格納されたＸ線濃度データに基づくＸ線透過画像から濃淡レベルが他と違う部分を異物として判別し、判別信号を良品判別手段１３ｃに出力する。
【００６２】
そして、良品判別手段１３ｃは、異種物判別手段１３ａからの判別信号と異物判別手段１４ｂからの判別信号に基づき、その被検査体Ｗが正常又は不良を示す選別信号を外部出力する。
【００６３】
また、表示装置７には、異種物判別手段１３ａや異物判別手段１３ｂの判別結果に基づき、搬送部２上に搬送される被検査体Ｗを平面視したＸ線透過画像、「ＯＫ」や「ＮＧ」の良否判別結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの検査結果が表示される。
【００６４】
次に、上記Ｘ線検査装置１を用いた異種物検出処理の他の例として、品種切替え後の飴（被検査体Ｗ）に品種切替え前の形状の異なる飴が異種物Ｗａとして混入する場合の処理手順について図６及び図７を参照しながら説明する。
【００６５】
搬送部２によりバラ流しで順次搬送される被検査体ＷにＸ線発生部３からＸ線が照射されると（ＳＴ１１）、このＸ線の照射に伴うＸ線濃度データは、Ｘ線検出部４のスキャン周期毎に信号処理部６の画像記憶手段（データメモリ）１１に逐次格納される（ＳＴ１２）。
【００６６】
そして、Ｘ線透過画像作成手段１２ｇは、ＬＵＴ係数乗算により、Ｘ線透過量のデータを対数変換し、吸収量が大きいほど濃度が高くなるようなＸ線透過画像を作成する（ＳＴ１３）。
【００６７】
続いて、平滑化画像作成手段１２ｈは、Ｘ線透過画像作成手段１２ｇにより作成されたＸ線透過画像において、注目画素を中心とした注目領域（例えば３×３の領域、５×５の領域）内の平均値を注目画像の値とする平滑化画像（図７（ａ）参照）を作成する（ＳＴ１４）。ここまでの処理は、図４のＳＴ１〜ＳＴ４の処理と同様である。
【００６８】
次に、輪郭抽出手段１２ｉの縮小画像作成手段１２ｉ１は、平滑化画像作成手段１２ｈにより作成された平滑化画像に対し、予めＸ線検査装置１で決まっている縮小量（例えば１〜３回「画素」）で縮小した縮小画像（図７（ｂ）参照）を作成する（ＳＴ１５）。
【００６９】
ここで、縮小画像作成手段１２ｉ１による画像縮小処理を施さない場合には、図７（ｄ）に示すように、その輪郭から一つ一つの塊に分離することができない。
【００７０】
その後、輪郭抽出手段１２ｉの縮小輪郭画像作成手段１２ｉ２は、縮小画像作成手段１２ｉ１により作成された縮小画像をさらに１回縮小した再縮小画像と元の縮小画像との差分から縮小輪郭画像を作成する（ＳＴ１６）。
【００７１】
そして、立体形状指数算出手段１２ｊは、輪郭抽出手段１２ｉの縮小輪郭画像作成手段１２ｉ２により作成された縮小輪郭画像において、ラベリング処理を施し、ラベル毎の輪郭画像について、（輪郭長）3 ／輪郭内濃度の合計を立体形状指数として算出し（ＳＴ１７）、その値を立体形状指数として異種物判別手段１３ａに出力する。
【００７２】
異種物判別手段１３ａは、立体形状指数算出手段１２ｊからの立体形状指数の値が所定の範囲内のときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別し、異種物Ｗａ混入の有無を示す判別信号を良品判別手段１３ｃに出力する。
【００７３】
このように、本例のＸ線検査装置１では、バラ流しで順次搬送される被検査体ＷにＸ線を照射し、図４又は図６のフローチャートに示す異種物検出処理により、Ｘ線の照射に伴うＸ線濃度データから検出すべき特定の異種物Ｗａの立体形状の特徴を示す立体形状指数（特定標準偏差画像）を取得し、この立体形状指数に基づいて特定の異種物Ｗａの有無を検出している。
【００７４】
さらに説明すると、図２（ａ）の画像処理手段１２を採用した構成では、図４のフローチャートによる異種物検出処理を実行し、分散値フィルタを用いて得られる特定標準偏差値画像の輪郭の面積を立体形状指数として取得し、この立体形状指数の面積が所定の大きさ以上であるときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別している。
【００７５】
また、図２（ｂ）の画像処理手段１２を採用した構成では、図６のフローチャートによる異種物検出処理を実行し、Ｘ線透過画像上の各被検査体Ｗを各塊に分離し、分離された塊の輪郭長と塊の輪郭内の濃度の合計面積との比を立体形状指数として取得し、この立体形状指数の比の大きさが所定範囲内であるときに、被検査体Ｗに特定の異種物Ｗａが混入していると判別している。これにより、製品ラインで被検査体Ｗに混在しやすい被検査体Ｗに類似した特定の異種物Ｗａ（例えば図３に示すようなゴルフボールなどの成型品、品種切替え前後での同等の大きさで形状の異なる物）を確実に検出して異種物混入検査を行うことができる。
【００７６】
また、本発明に係るＸ線検査装置１では、図２（ａ）の画像処理手段１２を採用した場合、特定の異種物Ｗａが球の場合に特に有効である。また、図２（ｂ）の画像処理手段１２を採用した場合に、被検査物Ｗと特定の異種物Ｗａの立体形状が異なっていれば、Ｘ線画像上の輪郭形状に左右されずに異種物Ｗａを検出することができる。さらに、被検査体ＷへのＸ線の照射に伴うＸ線濃度データを用いて被検査体Ｗに対する異物混入検査と並行して異種物混入検査を行うことができる。
【符号の説明】
【００７７】
１ Ｘ線検査装置
２ 搬送部
３ Ｘ線発生部
４ Ｘ線検出部
５ 操作部
６ 信号処理部
７ 表示装置
１１ 画像記憶手段（データメモリ）
１２ 画像処理手段
１２ａ，１２ｇ Ｘ線透過画像作成手段
１２ｂ，１２ｈ 平滑化画像作成手段
１２ｃ 立体形状特徴量抽出手段
１２ｃ１ 標準偏差画像作成手段
１２ｃ２ 特定標準偏差画像作成手段
１２ｄ 立体形状指数算出手段
１２ｉ 輪郭抽出手段
１２ｉ１ 縮小画像作成手段
１２ｉ２ 縮小輪郭画像作成手段
１２ｊ 立体形状指数算出手段
１３ 判別手段
１３ａ 異種物判別手段
１３ｂ 異物判別手段
１３ｃ 良品判別手段
Ｗ 被検査体
Ｗａ 異種物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バラ流しで搬送される被検査体（Ｗ）にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像のＸ線濃度データに基づいて前記被検査体に混在する特定の異種物（Ｗａ）を検出するＸ線検査装置（１）であって、
前記Ｘ線濃度データから得られる検出すべき特定の異種物の立体形状の特徴を示す立体形状指数に基づいて前記特定の異種物の有無を判別する信号処理部（６）を備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
前記信号処理部（６）は、分散値フィルタを用いて得られる特定標準偏差値画像の輪郭の面積を前記立体形状指数とし、この立体形状指数の面積が所定の大きさ以上であるときに、前記被検査体（Ｗ）に特定の異種物（Ｗａ）が混入していると判別することを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記信号処理部（６）は、前記Ｘ線透過画像上の各被検査体（Ｗ）を各塊に分離し、分離された前記塊の輪郭長と前記塊の輪郭内の濃度の合計面積との比を前記立体形状指数とし、この立体形状指数の比の大きさが所定範囲内であるときに、前記被検査体に特定の異種物（Ｗａ）が混入していると判別することを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。
【請求項１】
バラ流しで搬送される被検査体（Ｗ）にＸ線を照射して得られるＸ線透過画像のＸ線濃度データに基づいて前記被検査体に混在する特定の異種物（Ｗａ）を検出するＸ線検査装置（１）であって、
前記Ｘ線濃度データから得られる検出すべき特定の異種物の立体形状の特徴を示す立体形状指数に基づいて前記特定の異種物の有無を判別する信号処理部（６）を備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
前記信号処理部（６）は、分散値フィルタを用いて得られる特定標準偏差値画像の輪郭の面積を前記立体形状指数とし、この立体形状指数の面積が所定の大きさ以上であるときに、前記被検査体（Ｗ）に特定の異種物（Ｗａ）が混入していると判別することを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記信号処理部（６）は、前記Ｘ線透過画像上の各被検査体（Ｗ）を各塊に分離し、分離された前記塊の輪郭長と前記塊の輪郭内の濃度の合計面積との比を前記立体形状指数とし、この立体形状指数の比の大きさが所定範囲内であるときに、前記被検査体に特定の異種物（Ｗａ）が混入していると判別することを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図３】
【図５】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図３】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１９６８９（Ｐ２０１３−１９６８９Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０９５７（Ｐ２０１１−１５０９５７）
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
【Ｆターム（参考）】
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