Ｘ線異物検出装置
【課題】異物検出感度を確認するためのテストピースを不要としながら、検出可能な異物の大きさを推定する。
【解決手段】異物サンプル画像生成部６は、所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線吸収画像を異物サンプル画像として生成する。画像合成部７は、被検査物ＷのＸ線吸収画像に対し、異物サンプル画像生成部６で生成された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力する。異物検出感度推定手段８ａは、画像合成部７から出力される大きさの異なる複数の異物サンプル合成画像を画像処理した結果に基づいて検出可能な異物の大きさを推定する。
【解決手段】異物サンプル画像生成部６は、所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線吸収画像を異物サンプル画像として生成する。画像合成部７は、被検査物ＷのＸ線吸収画像に対し、異物サンプル画像生成部６で生成された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力する。異物検出感度推定手段８ａは、画像合成部７から出力される大きさの異なる複数の異物サンプル合成画像を画像処理した結果に基づいて検出可能な異物の大きさを推定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの被検査物に対する異物の混入の有無を検出するＸ線異物検出装置に関し、特に、被検査物ごとに行われる検出可能な異物を確認、調整する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば食品などの被検査物に対する異物（金属、ガラス、殻、骨など）の混入の有無を検出するために、従来からＸ線異物検出装置が用いられている。この種の従来のＸ線異物検出装置では、搬送される被検査物に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異物が混入しているか否かを検出して異物の有無検査が行われる。また、この種のＸ線異物検出装置においては、異物の有無検査を始めるにあたって、被検査物ごとに、複数種類の異物を埋め込んだテストピースを被検査物に重ねて搬送させ、検出可能な異物（種類や大きさ）の確認乃至調整を行っている。そして、検出可能な異物の種類や大きさが決定すると、この決定された検出可能な異物（異物検出感度）を異物の有無検査の管理基準としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、異物検出感度を維持し検査の信頼性を高めるため、一般に、必要に応じて不具合や異常がないかどうかの動作確認がなされる。例えば、長期間不使用の後に使用する場合や、高い精度が要求される特別の場合に、使用開始前に検出可能な異物のテストピースを用いて、検出機能が正常か否かを動作確認している。
【０００４】
また、この種のＸ線異物検出装置においては、被検査物から異物を高感度で検出するために、Ｘ線の透過量をデジタル化し、画像処理フィルタを用いて異物を強調する画像処理を施すことで異物の検出を行っている。この画像処理フィルタについては種々のフィルタがあるが、被検査物または異物それぞれの原子番号や密度、厚みが異なり、Ｘ線画像処理フィルタによっては被検査物の影響が良好に低減されず、異物が混入されていない被検査物から異物信号が抽出される場合がある。そのため、異物を高感度で検出するために、最適なＸ線画像処理フィルタを選ぶ方法として、異物が混入されていない良品のＸ線強度データに対して異物を強調するための複数種類のＸ線画像処理フィルタによる画像処理を実行し、Ｘ線画像処理フィルタごとに生成されたＸ線画像データの中でその最大画素値が最小となるＸ線画像を生成したＸ線画像処理フィルタを、最適なＸ線画像処理フィルタとして抽出して設定するＸ線画像処理フィルタ自動設定方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００６／００１４６５ Ａ１
【特許文献２】特開２００４−２８８９１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、最適なＸ画像処理フィルタを設定して被検査物から高感度で異物を検出することができたとしても、実際にどこまでの大きさの異物が検出できるか判らなかった。また、どこまでの大きさの異物を検出できるかを確認するには、被検査物ごとに複数種類のテストピースを被検査物とともに搬送させて確認するしかなく、被検査物ごとに管理基準として適切なテストピースの種類が異なり、使用するテストピースの種類が増える傾向にあるため、管理者にとって煩雑である。また、最良な状態でテストピースを保管するための場所も確保する必要がある。しかも、テストピースを用いて検出可能な異物を把握するまでに時間がかかり、オペレータにとっても作業が煩雑であるという問題が発生している。
【０００６】
そこで、本発明は、前述のような従来の諸問題を解決し、異物検出感度を確認するためのテストピースを不要としながら、検出可能な異物の大きさを推定できるＸ線異物検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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線異物検出装置は、搬送される被検査物ＷにＸ線を照射したときに該被検査物を透過して検出されるＸ線の透過量に基づくＸ線画像に対し、異物を抽出するための画像処理を行う画像処理部８を備え、該画像処理部の画像処理結果に基づいて前記被検査物の中に異物が含まれているか否かを判定するＸ線異物検出装置１において、
所定のＸ線出力条件の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線画像を異物サンプル画像として生成する異物サンプル画像生成部６と、
前記Ｘ線画像に前記異物サンプル画像生成部によって生成された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力する画像合成部７と、
前記画像合成部から出力される大きさの異なる複数の異物サンプル合成画像を画像処理した結果に基づいて検出可能な大きさを推定する異物検出感度推定手段８ａとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１のＸ線異物検出装置において、
前記異物サンプル画像生成部６は、前記所定のＸ線出力条件の基で検出した複数種類の異物の異物サンプル画像を記憶する記憶手段６ａを含み、
前記異物検出感度推定手段８ａは、異物の種類ごとに検出可能な異物の大きさを推定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項２のＸ線異物検出装置において、
前記異物検出感度推定手段８ａは、前記合成画像に対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を施し、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理を最適なフィルタとして選定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１〜請求項３のいずれかのＸ線異物検出装置において、
前記Ｘ線画像を取得したときのＸ線出力条件に対応させて前記異物サンプル画像生成部６によって生成された異物サンプル画像を濃度変換して加工する加工手段７ａを備え、
前記画像合成部７は、前記Ｘ線画像に前記加工手段で変換された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１〜請求項４のいずれかのＸ線異物検出装置において、
所定のＸ線出力条件の基で、所望の異物を搬送させたときに得られるＸ線画像を、前記異物に関する異物サンプル画像として前記記憶手段６ａに登録記憶させることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１〜請求項５のいずれかのＸ線異物検出装置において、
前記被検査物Ｗの透過画像を表示する表示部１０を備え、該表示部に表示される透過画像上で前記異物サンプル画像の合成位置を指定することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１〜請求項５のいずれかのＸ線異物検出装置において、
前記被検査物Ｗの透過画像の濃度分布に基づいて該透過画像に対する前記異物サンプル画像の合成位置を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るＸ線異物検出装置によれば、所定のＸ線出力条件の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線画像を異物サンプル画像として記憶しておき、この異物サンプル画像を被検査物画像に合成することにより、実際の異物サンプルを用いなくても、検出可能な異物の大きさを推定することができる。
【００１５】
所定のＸ線出力条件の基で検出した複数種類の異物、すなわち材質や形状が異なる複数の異物サンプルに対応した異物サンプル画像を記憶しておくことにより、被検査物の種類（品種）に応じてその被検査物から異物として検出可能な異物の大きさの範囲を、異物の材質や形状ごとに推定することができる。
【００１６】
複数種類の異物サンプル画像を記憶しておき、これらの異物サンプル画像をそれぞれ被検査物画像に合成して異物が抽出できるかを判定し、最適なフィルタを決定することにより、その被検査物で異物を高感度に検出できるフィルタを、実際に複数の異物サンプルを用いて試行しなくても設定することができる。
【００１７】
被検査物の特性や搬送速度に応じて最適に設定されるＸ線発生器のＸ線出力条件に基いて、異物サンプル画像を濃度変換して加工することにより、被検査物の透過画像の濃度が変化する場合にも異物サンプル画像を適切な濃度で合成することができ、異物として抽出できるかの推定をより確からしくすることができる。
【００１８】
任意のＸ線画像を異物サンプル画像として記憶することにより、ユーザが用意した任意の異物サンプルについて、その異物サンプルのＸ線画像を被検査物のＸ線画像に合成し、それを異物として抽出できるかを推定することができる。
【００１９】
表示される透過画像上で異物サンプル画像の合成位置を指定できることにより、従来実施していた異物サンプルを実際に被検査物の各位置に付けて確認するのと同様に、ユーザが定めた所定の位置に異物サンプル画像を合成することができる。
【００２０】
被検査物の透過画像の濃度分布から異物サンプル画像の合成位置を設定することにより、被検査物の特性に応じて異物サンプル画像を合成する位置を絞り込んで演算量や演算時間を減少でき、さらに異物が抽出できるかを適切に推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係るＸ線異物検出装置の第１実施形態のブロック構成図、図２は本発明に係るＸ線異物検出装置における被検査物のＸ線画像と異物サンプル画像との合成処理の概念図、図３（ａ），（ｂ）は本発明に係るＸ線異物検出装置における被検査物の厚みと濃淡レベルの一例を示す図、図４は本発明に係るＸ線異物検出装置の第２実施形態のブロック構成図、図５〜図９は加工（大きさ変換や濃度変換）を施した異物サンプル画像と被検査物画像との合成画像の各種例を示す図、図１０は本発明に係るＸ線異物検出装置の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理最適化による動作フローチャート、図１１は本発明に係るＸ線異物検出装置の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理固定による動作フローチャート、図１２（ａ）〜（ｅ）は本発明に係るＸ線異物検出装置において濃度分布から合成位置を決定する処理に関する説明図、図１３は本発明に係るＸ線異物検出装置の表示例を示す図、図１４は本発明に係るＸ線異物検出装置において異物サンプル画像の合成位置を手動設定する場合の説明図、図１５は被検査物に異物を合成した場合と異物のみの場合のＸ線の吸収度に関する説明図である。
【００２２】
本発明に係るＸ線異物検出装置は、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの被検査物が所定間隔をおいて順次搬送される製造ラインの一部として組み込まれ、被検査物に対して異物が混入しているか否かを検出するものである。
【００２３】
本例のＸ線異物検出装置は、各種異物の異物サンプル画像を生成する機能、生成した異物サンプル画像を被検査物のＸ線吸収画像の所望の位置に重ね合わせた合成画像を作成し、その合成画像について異物検出処理を行い、検出可能な異物を特定して表示する機能、合成画像による異物検出処理結果に基づく最適な異物検出処理の動作確認を行う機能、被検査物のＸ線吸収画像に重ね合わせる異物サンプル画像の合成位置を決定する機能、任意の異物による異物サンプル画像を記憶させる機能などを備えている。
【００２４】
そして、上記各機能を実現するため、図１や図２に示すように、Ｘ線異物検出装置１（１Ａ，１Ｂ）は、搬送部２、操作入力部３、検出部４、画像記憶部５、異物サンプル画像生成部６、画像合成部７、画像処理部８、判定部９、表示部１０を備えて概略構成される。
【００２５】
まず、本発明に係るＸ線異物検出装置１の第１実施形態の構成について図１を参照しながら説明する。
【００２６】
図１において、搬送部２は、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの様々な品種の中から予め操作入力部３から設定入力される品種の被検査物Ｗを、所定間隔をおいて順次搬送している。図１の例では、装置本体に対して水平に配置されたベルトコンベアで搬送部２を構成しており、不図示の駆動モータの駆動により予め設定された所定の搬送速度で図１の矢印方向に前工程（搬入口）から搬入された被検査物Ｗを後工程（搬出口）へ搬出している。
【００２７】
なお、搬送部２は、図１に示すベルトコンベアに限定されるものではなく、例えば特許文献１に開示されるように、例えばアサリ等の貝類の剥き身、魚のすり身、レトルト食品の具材、具材入りスープ等の被検査物Ｗを搬送ポンプによりパイプ内に順次流動搬送する構成としても良い。
【００２８】
操作入力部３は、搬送部２によって搬送させる被検査物Ｗの種類を特定する品種の設定、後述する異物サンプル画像生成部６から読み出す異物サンプル画像の異物の種類や大きさの設定、検出部４のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の設定、各種モードの選択設定、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに対する異物サンプル画像Ｓｐの重ね合わせ位置（合成位置）の設定を含め、被検査物Ｗの異物検出に関する各種設定や指示を与えるための各種キー（キースイッチ、カーソルキー、ファンクションキー、矢印キー、テンキーなど）やスイッチ等で構成される。
【００２９】
ここで、各種モードについて簡単に説明する。本例における各種モードとは、「異物サンプル検査モード」、「動作確認モード」、「異物サンプル記憶モード」、「運用モード」である。「異物サンプル検査モード」は、異物サンプル画像Ｓｐを被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成した合成画像Ｃｐ中の異物が検出できるか否かを検査するモードである。「動作確認モード」は、「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理による異物検出が正常に行えるか否かを確認するモードである。「異物サンプル記憶モード」は、ユーザが所望の異物を搬送させ、その異物が検出できるか否かを検査し、その異物に関する情報及び異物サンプル画像Ｓｐを後述する異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶させるモードである。「運用モード」は、通常の動作モードであり、被検査物Ｗに対する異物混入の有無を検査するモードである。
【００３０】
検出部４は、Ｘ線発生器４ａとＸ線検出器４ｂから構成される。Ｘ線発生器４ａは、金属製の箱体内部に設けられる円筒状のＸ線管を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物Ｗの搬送方向と直交するように設けられている。Ｘ線管により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器に向けて、長手方向に沿ったスリットを介して、略円錐状のＸ線を略三角形状のスクリーン状にして曝射するようになっている。
【００３１】
なお、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）は、操作入力部３から被検査物Ｗの特性や搬送速度に応じて任意に設定したり、固定値とすることができる。
【００３２】
Ｘ線検出器４ｂは、被検査物Ｗに対してＸ線が曝射されたときに、被検査物Ｗを透過してくるＸ線を検出し、この検出したＸ線の透過量に応じた電気信号を出力している。Ｘ線検出器４ｂには、例えば搬送部２をなすベルトコンベア上を搬送される被検査物Ｗの搬送方向と直交する方向にライン状に配列された複数のフォトダイオードと、フォトダイオード上に設けられたシンチレータとを備えたアレイ状のラインセンサが用いられる。
【００３３】
そして、この検出部４では、被検査物Ｗに対してＸ線発生器４ａからＸ線が曝射されたときに、被検査物Ｗを透過してくるＸ線をＸ線検出器４ｂのシンチレータで受けて光に変換する。さらにシンチレータで変換された光は、その下部に配置されるＸ線検出器４ｂのフォトダイオードによって受光される。そして、各フォトダイオードは、受光した光を電気信号に変換して出力する（検出出力）。
【００３４】
また、搬送部２の搬入口側には、被検査物Ｗの通過を検出するための位置検出部１１が設けられている。この位置検出部１１は、搬送部２としてのベルトコンベアの入口側に設けられる、例えば一対の投受光器からなるフォトセンサで構成される。これにより、被検査物Ｗがフォトセンサの前を通過している間では位置検出部１１からオン信号が出力され、このオン信号の立ち上がりがタイミング信号として利用される。
【００３５】
そして、被検査物Ｗやユーザが用意した異物に関するＸ線検出器４ｂからの電気信号に基づくＸ線の透過量を、位置検出部１１からのタイミング信号によって被検査物Ｗやユーザが用意した異物に吸収されたＸ線吸収量に換算し、この換算によって得られる被検査物Ｗや異物のＸ線吸収画像を画像記憶部５に逐次記憶し、各種処理が実行されるようになっている。
【００３６】
画像記憶部５は、Ｘ線検出器４ｂの検出出力に基づく被検査物ＷのＸ線透過画像におけるＸ線の透過量を被検査物Ｗに吸収されたＸ線吸収量に換算して求めた被検査物ＷのＸ線吸収画像や、ユーザが用意した異物を搬送させたときのＸ線検出器４ｂの検出出力に基づく異物のＸ線透過画像におけるＸ線の透過量を異物に吸収されたＸ線吸収量に換算して求めた異物のＸ線吸収画像を記憶している。
【００３７】
ここで、Ｘ線吸収量について説明する。Ｘ線吸収画像は物体によるＸ線吸収量Ｔの２次元分布を示すものであり、Ｘ線の照射量Ｉ0 （Ｘ線の強さ）、Ｘ線の透過量をＩ（物体を透過した後の強さ）、Ｘ線の吸収率をμ、透過した物体の厚みをｄとすると、減衰の法則（Ｉ／Ｉ0 ＝ｅの−μｄ乗）からＸ線吸収量Ｔは、ｌｏｇを自然対数とすると下記式（１）が成り立つ。
Ｔ＝（ｌｏｇＩ0 −ｌｏｇＩ）＝μｄ…式（１）
【００３８】
また、Ｘ線の吸収率μは、Ｘ線の波長をλ、物体の密度をρ、原子番号をＺ、定数をＣとすると、下記式（２）の関係を有している。
μ＝λ3 ρＺＣ…式（２）
【００３９】
式（１）は、Ｘ線吸収量が、それぞれ対数変換されたＸ線の照射量Ｉ0 とＸ線の透過量Ｉとの差分であることを示し、Ｘ線の照射量Ｉ0 はＸ線吸収量がゼロであるときのＸ線の透過量である。すなわち、搬送ベルト上に搬送物である被検査物が無い状態で検出したＸ線の透過量がＸ線の照射量Ｉ0 となる。
【００４０】
したがって、被検査物のＸ線吸収量は、搬送ベルト上に被検査物が無い状態で検出したＸ線の透過量及び被検査物が存在する状態で検出したＸ線の透過量をそれぞれ対数変換した値の差分から求めることができる。
【００４１】
また、異物サンプルも同様に、搬送ベルト上に被検査物が無い状態で検出したＸ線の透過量及び異物サンプルが存在する状態で検出したＸ線の透過量をそれぞれ対数変換した値の差分から求めることができる。
【００４２】
一方、Ｘ線の波長はＸ線発生器４ａの管電圧（Ｘ線管に印加する電圧）に依存し、Ｘ線の照射量はＸ線発生器４ａの管電流に依存する。例えば、Ｘ線の波長が短いほど（管電圧を高くするほど）Ｘ線吸収量は小さくなる。したがって、式（１）及び式（２）から分かるように、Ｘ線の波長を可変することによって、密度と原子番号が異なる物品（被検査物と異物）ごとにＸ線吸収量の変動する度合いが異なる。Ｘ線異物検出装置１では、このことを利用して被検査物Ｗと異物の差異が出るようにＸ線発生器４ａのＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）が設定されるようになっている。
【００４３】
そして、後述する異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶されている所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した異物サンプル画像（異物のＸ線吸収画像）をＳ１、被検査物Ｗに対応して設定されたＸ線発生器４ａのＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で取得された被検査物ＷのＸ線吸収画像をＳ２とすると、その合成画像Ｓは下記式（３）のようになる。
Ｓ＝αＳ１＋Ｓ２（但し、αは換算係数）…式（３）
【００４４】
上記式（３）の換算係数αは、例えば、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）ごとに取得した異物サンプル画像の濃淡に対し、基準となる異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶されている所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した異物サンプル画像の濃淡との比率を予め求め、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）ごとに換算テーブルに記憶されている。
【００４５】
異物サンプル画像生成部６は、予め設定された所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線吸収画像を異物サンプル画像Ｓｐとして生成している。
【００４６】
また、異物サンプル画像生成部６は、所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）でＸ線を照射したときの異物の種類ごと、すなわち形状（大きさを含む）や材質（例えば金属、ガラス等）ごとの異物サンプル画像Ｓｐを記憶する記憶手段６ａを有している。この異物サンプル画像Ｓｐは、予め設定された所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）で単体の異物にＸ線を照射したときのＸ線透過量をＸ線吸収量に換算したＸ線吸収画像、異なる形状（例えば、角、球、線など）で同じ材質（例えば、金属、ガラス、樹脂、骨など）の異物が所定間隔をおいて直線的に配置されたものに対して所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）でＸ線を照射したときのＸ線透過量をＸ線吸収量に換算したＸ線吸収画像等からなる。
【００４７】
なお、記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像は、後述する加工手段７ａによって加工処理を行う際に、加工時の基準となる異物マスタとして用いることができる。
【００４８】
画像合成部７は、操作入力部３から「異物サンプル検査モード」が選択入力されたときに、図２の概念図に示すように、被検査物ＷのＸ線画像（Ｘ線吸収画像）Ｗｐと、操作入力部３から設定された異物の種類及び大きさの異物サンプル画像Ｓｐとを所定位置で重ね合わせて合成しており、この合成画像Ｃｐを画像処理部７に出力している。
【００４９】
ここで、上記画像合成部７による画像合成処理の内容について更に詳細に説明する。この画像合成部７では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐと、異物サンプル画像Ｓｐとを合成するにあたって、操作入力部３から設定された異物の種類及び大きさに対応して異物サンプル画像生成部６から読み出される異物サンプル画像Ｓｐの濃度を、現在設定されているＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に見合った濃度に変換する濃度変換処理を実行している。その後、画像合成部７は、Ｘ線吸収画像Ｗｐと異物サンプル画像Ｓｐの両画像の濃度変換処理を実行している。
【００５０】
被検査物Ｗ（製品）のＸ線吸収画像の濃淡レベルは、被検査物Ｗ（製品）の厚さに対して対数的に変化する。このため、通常、Ｘ線吸収画像を画像処理する際には、濃淡レベルの対数変換を行って変化分を補正している。
【００５１】
従って、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成される異物サンプル画像Ｓｐに関しても、被検査物Ｗの輝度に応じて画像処理する際に、濃淡レベルの対数変換を行って変化分を補正している。
【００５２】
例えば図３に示す例の場合、ｌｏｇを自然対数とし、ｅｘｐ｛｝はｅを底とする指数関数とした下記式（４）及び式（５）に基づいて被検査物Ｗの濃淡レベルが算出される。
被検査物Ｗの濃淡レベル＝１５×ｌｏｇ（厚み）−１４…式（４）
被検査物Ｗの厚み＝ｅｘｐ｛（濃淡レベル＋１４）／１５｝…式（５）
【００５３】
具体的に、図３に示す被検査物Ｗの厚みと被検査物Ｗの濃淡レベルの例に対し、被検査物Ｗが無い状態で１０の濃淡レベルを持つ異物サンプル画像Ｓｐを合成する場合には、上記式（４）及び式（５）によりそれぞれ異物サンプル画像Ｓｐの異物信号の輝度を補正し、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成する。
【００５４】
さらに説明すると、被検査物Ｗの濃淡レベルが２０の場合、式（５）より、被検査物Ｗの厚みが１０ｍｍとなる。異物サンプル画像Ｓｐの異物信号は、被検査物Ｗの厚みによらず同じ値となるので、異物信号に厚み変換係数を掛け合わした値を、擬似的な異物厚み（＝変換係数×異物濃淡信号レベル）とする。
【００５５】
ここで、上記変換係数を０．５とした場合、１０の異物濃淡レベルの擬似的厚みは５ｍｍとなり、式（５）より算出された厚み１０ｍｍに異物信号５ｍｍを加算し、合成厚み１５ｍｍを得る。
【００５６】
これを式（４）に代入し、異物信号部分の濃淡レベル２６を得る。そして、元の異物信号濃淡レベルは１０、被検査物Ｗの濃淡レベルは２０なので、異物信号自体は約０．６倍されて合成された計算になる。
【００５７】
同様に、被検査物Ｗの厚みが２０ｍｍ時は約０．３３倍した信号が合成され、被検査物Ｗの厚みが４０ｍｍ時は約０．３１倍した信号が合成される。
【００５８】
そして、ユーザが検査したい異物（例えば金属、ガラス、針金等）について、例えば図１３の画面左側に示すように、種類別にサイズの異なる異物を並べるようにして、異物サンプル画像Ｓｐを、Ｘ線検出器４ｂから画像記憶部５に記憶された被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成すれば、ユーザが希望する異物に関して検出可能な異物を特定するための異物検出処理を実行することができる。
【００５９】
画像処理部８は、搬送される被検査物ＷにＸ線を照射して検出する被検査物Ｗを透過したＸ線の透過量を被検査物Ｗに吸収されたＸ線吸収量に換算して求めたＸ線吸収画像や、画像合成部７からの異物サンプル合成画像に対し、異物を抽出するための画像処理を行い、その画像処理結果を判定部９及び表示部１０に出力している。
【００６０】
また、画像処理部８は、異物検出感度推定手段８ａと異物抽出手段８ｂとを有している。異物検出感度推定手段８ａは、画像合成部６から出力される異物サンプル合成画像を異物の種類ごとに画像処理し、その画像処理結果に基づいて検出可能な異物の種類を推定し、その結果を判定部９及び表示部１０に出力している。また、異物検出感度推定手段８ａは、画像合成部６からの異物サンプル合成画像に対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を施し、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理を最適なフィルタとして選定している。
【００６１】
異物抽出手段８ｂは、「異物サンプル記憶モード」時に、画像記憶部５に記憶されている異物のＸ線吸収画像に対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を順次施してフィルタ処理ごとに設定された異物判定閾値を超える濃度の画像部分を異物画像として抽出しており、抽出結果（Ｘ線吸収画像上の位置ごとの抽出結果）を異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶させている。
【００６２】
また、画像処理部８は、操作入力部３から選択入力されるモードに応じて、以下に説明する画像処理を実行している。
【００６３】
「異物サンプル検査モード」時は、画像合成部７からの合成画像Ｃｐに対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を順次施してフィルタ処理ごとに設定された異物判定閾値を超える濃度の画像部分を異物画像として抽出し、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理（異物が１種類の場合：最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理、異物が複数種類の場合：異物の種類ごとに最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理）を最適なフィルタ処理として選定している。
【００６４】
「動作確認モード」時は、「異物サンプル検査モード」で検出可能とされた異物の種類と最小サイズについて、画像記憶部５からの被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐを画像合成部７において合成した合成画像Ｃｐに対し、「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理を実行し、その画像処理結果を判定部９に出力している。
【００６５】
「運用モード」時は、画像記憶部５からの被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに対し、最適なフィルタ処理を実行し、その画像処理結果を判定部９に出力している。
【００６６】
判定部９は、画像処理部８の異物検出感度推定手段８ａによる推定結果に基づく表示部１０の表示制御、画像処理部８の最適なフィルタ処理による画像処理結果に基づく被検査物Ｗに対する異物混入の有無の最終的な判定、「動作確認モード」時の動作確認結果の判定、表示部１０に対する各種判定結果の表示制御等を行っている。
【００６７】
表示部１０は、例えば液晶表示器等で構成され、操作入力部３にて被検査物Ｗを特定する品種の設定、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の設定、各種モードの選択設定、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに対して合成される異物サンプル画像Ｓｐの重ね合わせ位置の設定等の各種設定画面の表示、判定部８による判定結果に基づく各種表示（被検査物Ｗやユーザが用意した異物のＸ線透過画像・Ｘ線吸収画像表示の他、図１３の画面右上に示す良否判定表示、総検査数、良品数、ＮＧ総数）等を行っている。
【００６８】
また、表示部１０は、上記表示の他、異物サンプル検査モードによる異物を特定するための異物検出処理の結果、検出可能な異物と判断された種類とその最小サイズを、図１３の画面右下に示すように一覧表示している。また、表示部１０の画面（図１３の画面左側）には、上記一覧表示とともに被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐと検出可能な異物を特定するために用いられた異物サンプル画像Ｓｐとの合成画像を表示し、検出可能な異物サンプルを強調表示（例えば黒や赤表示、異物の種類別に色分け表示）している。
【００６９】
次に、本発明に係るＸ線異物検出装置１の第２実施形態の構成について図４を参照しながら説明する。なお、第２実施形態のＸ線異物検出装置１Ｂにおいて、上述した第１実施形態のＸ線異物検出装置１Ａと概略同一の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略している。
【００７０】
この第２実施形態のＸ線異物検出装置１Ｂでは、Ｘ線吸収画像を取得したときのＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に対応させて異物サンプル画像生成部６によって生成された異物サンプル画像に対し、例えば大きさ変換（画像全体の拡大・縮小変換、画像の長さ変換）または濃度変換による加工を施す加工手段７ａを画像合成部７に備えている。
【００７１】
なお、加工元になる異物サンプル画像の選択設定、大きさの変換率や濃度の変換率の設定は、予め操作入力部３から合成処理前に行われる。また、異物サンプル画像を変換する際の大きさや濃度の変換率は、それぞれ複数のデフォルト値を予め記憶しておき、操作入力部３からの操作によってデフォルト値を表示部１０に表示させて適宜選択したり、デフォルト値を任意に変更することも可能である。
【００７２】
ここで、異物マスタとは、異物サンプル画像の加工時の基準として予め記憶されている異物データである。また、濃度の変換とは、厚さによる変換や照射するＸ線の発生条件による変換であり、管電圧が異なる場合には発生するＸ線の波長（エネルギー）が異なり、物質の吸収特性が変わるので、異物マスタを記憶したときの管電圧と異なる管電圧での感度推定には濃度変換が必要となる。
【００７３】
次に、上述した加工手段７ａによって加工された異物サンプル画像を被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成する場合の各例について図５〜図９を参照しながら説明する。
【００７４】
図５の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像を異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭの大きさを、操作入力部３から設定された大きさの変換率で拡大・縮小変換している。図５の例では、異物マスタＳｐＭを２種類の大きさで拡大・縮小変換している。そして、画像合成部７では、これら２種類の大きさの変換率で拡大・縮小変換された異物サンプル画像Ｓｐ１，Ｓｐ２を、それぞれ被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成し、２種類の合成画像Ｃｐ１，Ｃｐ２を画像処理部８に出力している。
【００７５】
図６の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像を異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭのＸ線の濃度を、操作入力部３から設定された濃度の変換率で濃度変換している。図６の例では、異物マスタＳｐＭを２種類の濃度で濃度変換している。そして、画像合成部７では、これら２種類の濃度の変換率で濃度変換された異物サンプル画像Ｓｐ３，Ｓｐ４を、それぞれ被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成し、２種類の合成画像Ｃｐ３，Ｃｐ４を画像処理部８に出力している。
【００７６】
図７の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像を異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭの長さ（大きさ）を、操作入力部３から設定された長さの変換率で変換している。図７の例では、異物マスタＳｐＭを２種類の長さで変化している。そして、画像合成部７では、これら２種類の長さに変換された異物サンプル画像Ｓｐ５，Ｓｐ６を、それぞれ被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成し、２種類の合成画像Ｃｐ５，Ｃｐ６を画像処理部８に出力している。
【００７７】
図８の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像を異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭの大きさを、操作入力部３から設定された大きさの変換率で変換している。図８の例では、異物マスタＳｐＭを２種類の大きさで拡大・縮小変換している。そして、画像合成部７では、これら２種類の大きさの変換率で拡大・縮小変換された異物サンプル画像Ｓｐ７，Ｓｐ８を合成し、この合成された異物サンプル画像Ｓｐ９を、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐと合成し、この合成画像Ｃｐ７を画像処理部８に出力している。
【００７８】
図９の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに異物の種類ごとに複数記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された大きさに対し拡大・縮小の変換率が１に近い１つの異物サンプル画像Ｓｐを異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭの大きさを、その変換率で変換している。図９の例では、３種類の異物サンプル画像Ｓｐから１つの異物サンプル画像Ｓｐを異物マスタＳｐＭとし、この異物マスタＳｐＭを拡大・縮小変換している。そして、画像合成部７では、拡大・縮小変換された異物サンプル画像Ｓｐ１０を、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成し、この合成画像Ｃｐ１０を画像処理部８に出力している。
【００７９】
なお、図４の構成例では、加工手段７ａが異物サンプル画像Ｓｐを異物マスタＳｐＭとして所望の変換を行うものとして説明したが、所望変換（大きさ拡大・縮小変換、濃度変換）された異物サンプル画像を予め記憶手段６ａに記憶しておき、操作入力部３から使用する異物サンプル画像を選択設定する構成としてもよい。
【００８０】
次に、上記構成によるＸ異物検出装置１の各モード（異物サンプル検査モード、動作確認モード、異物サンプル記憶モード、運用モード）ごとの動作について説明する。なお、装置起動時は自動的に「運用モード」が選択されるようになっている。
【００８１】
まず、異物サンプル検査モードの動作について図１０及び図１１のフローチャートを参照しながら説明する。図１０はＸ線異物検出装置１の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理最適化による動作フローチャート、図１１はＸ線異物検出装置１の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理固定による動作フローチャートである。なお、図１０及び図１１において、概略同一の動作には同一のステップ番号を付している。
【００８２】
・異物サンプル検査モード
操作入力部３から「異物サンプル検査モード」が選択された状態で、搬送部２によって被検査物Ｗ（良品）を流し（ＳＴ１）、Ｘ線出力条件（Ｘ線発生器４ａのＸ線の管電圧及び管電流）を決定する（ＳＴ２）。このＳＴ２の処理は、Ｘ線出力固定で、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）と同一条件で得た異物サンプル画像Ｓｐを使用する場合には不要な処理となる。
【００８３】
次に、異物サンプル画像記憶手段５ｂから異物サンプル画像Ｓｐを読み込み（ＳＴ３）、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に応じて異物サンプル画像Ｓｐを換算する（ＳＴ４）。すなわち、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に見合うように異物サンプル画像Ｓｐの濃度変換処理を行う。このＳＴ４の処理は、Ｘ線出力固定で、Ｘ線出力条件と同一条件で得た異物サンプル画像Ｓｐを使用する場合には不要な処理となる。
【００８４】
次に、異物サンプル画像Ｓｐと被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの両画像に前述した濃度変換処理を施した後、異物サンプル画像Ｓｐを被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの所定位置に合成する（ＳＴ５）。この合成処理は、総当たりのスキャン方式、濃度分布（ヒストグラム）、ユーザ指定の何れかによって合成位置Ｐを決定して実行される。以下、合成位置Ｐの決定方法について説明する。
【００８５】
総当たりのスキャン方式では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐ上を端から端まで所定領域ごとに走査してＸ線吸収画像Ｗｐ上の全ての領域（全ての画素もしくは画素群ごと）を合成位置Ｐとして合成処理を行っている。
【００８６】
濃度分布（ヒストグラム）では、例えば被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐが図１２（ａ），（ｂ）に示すような濃度分布を示す場合、その濃度分布に応じて、図１２（ｃ）〜（ｅ）の何れかに示すべく異物サンプル画像Ｓｐの合成位置Ｐを決定して合成処理を行っている。
【００８７】
図１２（ｃ）の例では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの背景（ベルトの濃度）領域の数箇所（図示の例では２箇所）に合成位置Ｐを決定している。
【００８８】
図１２（ｄ）の例では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの濃度が低い領域に格子状の合成位置Ｐを決定している。
【００８９】
図１２（ｅ）の例では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの濃度が高い領域の複数箇所（図示の例では濃度が高い３つの領域の各３箇所）に合成位置Ｐを決定している。
【００９０】
ユーザ指定では、例えば図１４に示すような表示部９の異物サンプル画像Ｓｐの合成位置Ｐの指定画面において、ユーザが被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐから任意の位置を合成位置Ｐとして合成処理を行っている。図１４では、指定可能な異物サンプルの種類「金属、ガラス、針金」から「金属」を選択し、画面左側の被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐ上の４箇所（点線四角部分Ｐ）を合成位置として指定した例を示している。このユーザ指定によって合成位置Ｐを決定すれば、ユーザが希望する箇所のみを合成位置Ｐとして決定でき、効率的な異物検出精度の検査を行うことができる。
【００９１】
次に、上述した合成位置Ｐの決定によりＳＴ５で合成された合成画像Ｃｐに対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理から１つのフィルタ処理を設定し、この設定されたフィルタ処理を実行して異物を抽出し、その抽出結果を記憶する（ＳＴ６）。このＳＴ６の処理では、良品による被検査物ＷのＸ線吸収画像に濃度のバラツキがあっても異物が検出できるように、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐと合成画像Ｃｐとの差分に基づいて異物判定リミットが各フィルタ処理ごとに設定されている。そして、設定されたフィルタ処理の異物判定リミットによって、合成画像Ｃｐから異物として抽出できたか否かを判別し、その結果を記憶している。
【００９２】
なお、合成画像Ｃｐ上の場所ごとの異物抽出の可否や異物抽出率（抽出可能数／全体合成位置数）を判別（○、△、×等による判別）し、その結果を記憶しても良い。また、図１１によるフィルタ処理固定の動作では、ＳＴ６において、予め固定設定されたフィルタ処理を実行して異物を抽出し、その抽出結果を記憶する。
【００９３】
次に、最後の合成位置Ｐか否かを判別し（ＳＴ７）、最後の合成位置Ｐでないと判別すると（ＳＴ７−Ｎｏ）、ＳＴ５の処理に戻る。これに対し、最後の合成位置Ｐであると判別すると（ＳＴ７−Ｙｅｓ）、異物サンプル画像Ｓｐが最後の大きさか否かを判別する（ＳＴ８）。そして、異物サンプル画像Ｓｐが最後の大きさでないと判別すると（ＳＴ８−Ｎｏ）、ＳＴ３の処理に戻る。これに対し、異物サンプル画像Ｓｐが最後の大きさであると判別すると（ＳＴ８−Ｙｅｓ）、最後の異物サンプル画像Ｓｐか否かを判別し（ＳＴ９）、最後の異物サンプル画像Ｓｐでないと判別すると（ＳＴ９−Ｎｏ）、ＳＴ３の処理に戻る。
【００９４】
そして、最後の異物サンプル画像Ｓｐであると判別すると（ＳＴ９−Ｙｅｓ）、既に実行されたフィルタ処理の中から最適なフィルタ処理を選定する（ＳＴ１０）。この最適なフィルタ処理としては、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理（異物が１種類の場合：最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理、異物が複数種類の場合：異物の種類ごとに最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理）が選定される。
【００９５】
そして、最適なフィルタ処理が選定されると（ＳＴ１０）、この最適なフィルタ処理で検出可能な異物サイズを推定し（ＳＴ１１）、異物抽出結果を例えば図１３に示すような形式で表示部１０に表示する（ＳＴ１２）。図１３の例では、検出可能な異物の種類及び最小サイズとして、金属：φ１、樹脂：φ２、ガラス：φ４、針金：φ１×３を表示している。
【００９６】
なお、図１１によるフィルタ処理固定の動作では、図１０におけるＳＴ１０の処理が省略され、予め固定設定されたフィルタ処理で検出可能な異物サイズをを推定し（ＳＴ１１）、異物抽出結果を例えば図１３に示すような形式で表示部１０に表示する。
【００９７】
・動作確認モード
操作入力部３から「動作確認モード」が選択されると、画像処理部８は、上述した「異物サンプル検査モード」で検出可能とされた異物の種類と最小サイズについて、画像記憶部５からの被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐを画像合成部７において合成した合成画像Ｃｐに対し、「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理を実行する。そして、判定部９は、画像処理部８の画像処理結果と「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理に対応する異物判定閾値に基づいて、「異物サンプル検査モード」で検出可能とされた異物の種類と最小サイズの異物の全てについての検出が正常に行えたか否かを判別する。これにより、「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理による異物検出が正常に動作するか否か確認することができる。
【００９８】
・異物サンプル記憶モード
操作入力部３から「異物サンプル記憶モード」が選択された状態で、搬送部２から所望の異物を搬送させると、この異物に対してＸ線が照射され、このＸ線の照射に伴う異物のＸ線吸収画像が画像記憶部５に記憶される。そして、画像処理部８の異物抽出手段８ｂが、この画像記憶部５に記憶された異物のＸ線吸収画像に対し、所定のフィルタ処理により異物として抽出すると、この異物の情報及びＸ線吸収画像を異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶する。これにより、ユーザが所望とする異物の検出感度や異物情報（異物サンプル画像）を登録することができる。
【００９９】
・運用モード
操作入力部３から「運用モード」が選択されると、搬送部２から順次搬送される被検査物ＷにＸ線が照射され、このＸ線の照射に伴う被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐが画像記憶部５に記憶される。そして、画像処理部８は、Ｘ線の透過量を被検査物Ｗに吸収されたＸ線吸収量に換算して画像記憶部５に記憶された被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに対し、選定された最適なフィルタ処理を実行する。そして、判定部９は、画像処理部８の画像処理結果と選定された最適なフィルタ処理に対応する異物判定閾値に基づいて、異物混入の有無を判定し、その判定結果を表示部１０に表示する。
【０１００】
このように、本例のＸ線異物検出装置によれば、所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線吸収画像を異物サンプル画像として記憶しておき、この異物サンプル画像を被検査物のＸ線吸収画像に合成するので、実際の異物サンプルを用いなくても、被検査物に異物が混入したときの透過画像を生成し、その画像を画像処理することにより、検出可能な異物の大きさを推定することができる。
【０１０１】
異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに複数種類の異物サンプル画像を記憶しておき、それぞれの異物サンプル画像を被検査物のＸ線吸収画像に合成し、これらの合成画像に異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を施して異物が抽出できるかを判別し、この判別結果から最適なフィルタ処理を決定すれば、その被検査物で異物を高感度に検出できるフィルタ処理を、実際に複数の異物サンプルを用いて試行しなくても設定することができる。
【０１０２】
異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａは、異物の種類及び大きさごとの異物サンプル画像（Ｘ線吸収画像）、すなわち材質や形状及びサイズが異なる異物に対応した異物サンプル画像を記憶している。これにより、被検査物の種類（品種）に応じてその被検査物から異物として抽出できる大きさの範囲を、異物の材質や形状ごとに推定することができる。
【０１０３】
異物サンプル記憶モード時には、ユーザが所望する任意の異物のＸ線吸収画像を異物サンプル画像として記憶手段６ａに登録記憶でき、ユーザが用意した任意の異物について、その異物のＸ線吸収画像を異物サンプル画像として被検査物のＸ線吸収画像に合成し、それを異物として抽出できるかを推定することができる。
【０１０４】
被検査物の特性や搬送速度に応じて最適に設定されるＸ線発生器のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に基づいて、記憶しているＸ線吸収画像の濃度を換算している。これにより、被検査物のＸ線吸収画像の濃度が変化する場合にも異物サンプル画像を適切な濃度で合成することができ、異物として抽出できるかの推定をより確からしくすることができる。
【０１０５】
合成画像中に異物が含まれているか否かの判別結果に基づいて検出可能な異物に関する情報を表示部９に表示しているので、表示部９の内容を直接確認するだけで、その装置で検出可能な異物に関する情報を把握することができる。
【０１０６】
表示部９に表示される被検査物のＸ線透過画像上で異物サンプル画像の合成位置を指定して設定すれば、従来実施していた異物サンプルを実際に被検査物の各位置に付けて確認するのと同様に、ユーザが定めた所定の位置に異物サンプル画像を合成することができる。
【０１０７】
被検査物のＸ線透過画像の濃度分布から異物サンプル画像の合成位置を設定すれば、被検査物の特性に応じて異物サンプル画像を合成する位置を絞り込んで演算量や演算時間を減少でき、さらに異物が抽出できるかを適切に推定することができる。
【０１０８】
図４に示すような加工手段７ａを備えた構成によれば、被検査物の特性や搬送速度に応じて最適に設定されるＸ線発生器４ａのＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に基いて、異物サンプル画像を濃度変換して加工するので、被検査物の透過画像の濃度が変化する場合にも異物サンプル画像を適切な濃度で合成することができ、異物として抽出できるかの推定をより確からしくすることができる。
【０１０９】
ところで、上述した実施の形態では、搬送部２上に被検査物Ｗや所望の異物を搬送させたときのＸ線吸収画像を画像記憶部５に記憶させ、また各種異物のＸ線吸収画像による異物サンプル画像を異物サンプル画像生成部６で生成し、これらＸ線の吸収画像を用いて合成処理を行う構成について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば搬送部２上に被検査物Ｗや所望の異物を搬送させたときのＸ線透過画像を画像記憶部５に記憶させ、また各種異物のＸ線透過画像による異物サンプル画像を異物サンプル画像生成部６で生成し、画像合成部７や画像処理部８で画像処理する際にＸ線透過画像からＸ線吸収画像に換算して処理したり、Ｘ線透過画像を用いて合成処理をすることも可能である。但し、Ｘ線吸収画像を用いて合成処理すれば、図１５に示すように、０を起点として被検査物ＷのＸ線吸収画像と異物サンプル画像（異物のＸ線吸収画像）とを合成でき、Ｘ線の透過画像を用いた場合よりも合成処理に係る手間を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明に係るＸ線異物検出装置の第１実施形態のブロック構成図である。
【図２】本発明に係るＸ線異物検出装置における被検査物のＸ線画像と異物サンプル画像との合成処理の概念図である。
【図３】（ａ），（ｂ） 本発明に係るＸ線異物検出装置における被検査物の厚みと濃淡レベルの一例を示す図である。
【図４】本発明に係るＸ線異物検出装置の第２実施形態のブロック構成図である。
【図５】１種類の異物サンプル画像に加工（大きさ変換、濃度変換）を施して被検査物画像と合成したときの合成画像の各種例を示す図である。
【図６】１種類の異物サンプル画像に加工（大きさ変換、濃度変換）を施して被検査物画像と合成したときの合成画像の各種例を示す図である。
【図７】１種類の異物サンプル画像に加工（大きさ変換、濃度変換）を施して被検査物画像と合成したときの合成画像の各種例を示す図である。
【図８】１種類の異物サンプル画像に加工（大きさ変換）を施して合成したものをさらに被検査物画像と合成したときの合成画像の例を示す図である。
【図９】複数種類の異物サンプル画像から１種類の異物サンプル画像を選択し加工（大きさ変換）を施して被検査物画像と合成したときの合成画像の例を示す図である。
【図１０】本発明に係るＸ線異物検出装置の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理最適化による動作フローチャートである。
【図１１】本発明に係るＸ線異物検出装置の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理固定による動作フローチャートである。
【図１２】（ａ）〜（ｅ） 本発明に係るＸ線異物検出装置において濃度分布から合成位置を決定する処理に関する説明図である。
【図１３】本発明に係るＸ線異物検出装置の表示例を示す図である。
【図１４】本発明に係るＸ線異物検出装置において異物サンプル画像の合成位置を手動設定する場合の説明図である。
【図１５】被検査物に異物を合成した場合と異物のみの場合のＸ線の吸収度に関する説明図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１ Ｘ線異物検出装置
２ 搬送部
３ 操作入力部
４ 検出部
４ａ Ｘ線発生器
４ｂ Ｘ線検出器
５ 画像記憶部
６ 異物サンプル画像生成部
６ａ 記憶手段
７ 画像合成部
８ 画像処理部
８ａ 異物検出感度推定手段
８ｂ 異物抽出手段
９ 判定部
１０ 表示部
１１ 位置検出部
Ｗ 被検査物
Ｗｐ 被検査物のＸ線吸収画像
Ｓｐ 異物サンプル画像
Ｃｐ 合成画像
Ｐ 合成位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの被検査物に対する異物の混入の有無を検出するＸ線異物検出装置に関し、特に、被検査物ごとに行われる検出可能な異物を確認、調整する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば食品などの被検査物に対する異物（金属、ガラス、殻、骨など）の混入の有無を検出するために、従来からＸ線異物検出装置が用いられている。この種の従来のＸ線異物検出装置では、搬送される被検査物に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異物が混入しているか否かを検出して異物の有無検査が行われる。また、この種のＸ線異物検出装置においては、異物の有無検査を始めるにあたって、被検査物ごとに、複数種類の異物を埋め込んだテストピースを被検査物に重ねて搬送させ、検出可能な異物（種類や大きさ）の確認乃至調整を行っている。そして、検出可能な異物の種類や大きさが決定すると、この決定された検出可能な異物（異物検出感度）を異物の有無検査の管理基準としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、異物検出感度を維持し検査の信頼性を高めるため、一般に、必要に応じて不具合や異常がないかどうかの動作確認がなされる。例えば、長期間不使用の後に使用する場合や、高い精度が要求される特別の場合に、使用開始前に検出可能な異物のテストピースを用いて、検出機能が正常か否かを動作確認している。
【０００４】
また、この種のＸ線異物検出装置においては、被検査物から異物を高感度で検出するために、Ｘ線の透過量をデジタル化し、画像処理フィルタを用いて異物を強調する画像処理を施すことで異物の検出を行っている。この画像処理フィルタについては種々のフィルタがあるが、被検査物または異物それぞれの原子番号や密度、厚みが異なり、Ｘ線画像処理フィルタによっては被検査物の影響が良好に低減されず、異物が混入されていない被検査物から異物信号が抽出される場合がある。そのため、異物を高感度で検出するために、最適なＸ線画像処理フィルタを選ぶ方法として、異物が混入されていない良品のＸ線強度データに対して異物を強調するための複数種類のＸ線画像処理フィルタによる画像処理を実行し、Ｘ線画像処理フィルタごとに生成されたＸ線画像データの中でその最大画素値が最小となるＸ線画像を生成したＸ線画像処理フィルタを、最適なＸ線画像処理フィルタとして抽出して設定するＸ線画像処理フィルタ自動設定方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００６／００１４６５ Ａ１
【特許文献２】特開２００４−２８８９１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、最適なＸ画像処理フィルタを設定して被検査物から高感度で異物を検出することができたとしても、実際にどこまでの大きさの異物が検出できるか判らなかった。また、どこまでの大きさの異物を検出できるかを確認するには、被検査物ごとに複数種類のテストピースを被検査物とともに搬送させて確認するしかなく、被検査物ごとに管理基準として適切なテストピースの種類が異なり、使用するテストピースの種類が増える傾向にあるため、管理者にとって煩雑である。また、最良な状態でテストピースを保管するための場所も確保する必要がある。しかも、テストピースを用いて検出可能な異物を把握するまでに時間がかかり、オペレータにとっても作業が煩雑であるという問題が発生している。
【０００６】
そこで、本発明は、前述のような従来の諸問題を解決し、異物検出感度を確認するためのテストピースを不要としながら、検出可能な異物の大きさを推定できるＸ線異物検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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線異物検出装置は、搬送される被検査物ＷにＸ線を照射したときに該被検査物を透過して検出されるＸ線の透過量に基づくＸ線画像に対し、異物を抽出するための画像処理を行う画像処理部８を備え、該画像処理部の画像処理結果に基づいて前記被検査物の中に異物が含まれているか否かを判定するＸ線異物検出装置１において、
所定のＸ線出力条件の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線画像を異物サンプル画像として生成する異物サンプル画像生成部６と、
前記Ｘ線画像に前記異物サンプル画像生成部によって生成された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力する画像合成部７と、
前記画像合成部から出力される大きさの異なる複数の異物サンプル合成画像を画像処理した結果に基づいて検出可能な大きさを推定する異物検出感度推定手段８ａとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１のＸ線異物検出装置において、
前記異物サンプル画像生成部６は、前記所定のＸ線出力条件の基で検出した複数種類の異物の異物サンプル画像を記憶する記憶手段６ａを含み、
前記異物検出感度推定手段８ａは、異物の種類ごとに検出可能な異物の大きさを推定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項２のＸ線異物検出装置において、
前記異物検出感度推定手段８ａは、前記合成画像に対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を施し、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理を最適なフィルタとして選定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１〜請求項３のいずれかのＸ線異物検出装置において、
前記Ｘ線画像を取得したときのＸ線出力条件に対応させて前記異物サンプル画像生成部６によって生成された異物サンプル画像を濃度変換して加工する加工手段７ａを備え、
前記画像合成部７は、前記Ｘ線画像に前記加工手段で変換された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１〜請求項４のいずれかのＸ線異物検出装置において、
所定のＸ線出力条件の基で、所望の異物を搬送させたときに得られるＸ線画像を、前記異物に関する異物サンプル画像として前記記憶手段６ａに登録記憶させることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１〜請求項５のいずれかのＸ線異物検出装置において、
前記被検査物Ｗの透過画像を表示する表示部１０を備え、該表示部に表示される透過画像上で前記異物サンプル画像の合成位置を指定することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載されたＸ線異物検出装置は、請求項１〜請求項５のいずれかのＸ線異物検出装置において、
前記被検査物Ｗの透過画像の濃度分布に基づいて該透過画像に対する前記異物サンプル画像の合成位置を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るＸ線異物検出装置によれば、所定のＸ線出力条件の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線画像を異物サンプル画像として記憶しておき、この異物サンプル画像を被検査物画像に合成することにより、実際の異物サンプルを用いなくても、検出可能な異物の大きさを推定することができる。
【００１５】
所定のＸ線出力条件の基で検出した複数種類の異物、すなわち材質や形状が異なる複数の異物サンプルに対応した異物サンプル画像を記憶しておくことにより、被検査物の種類（品種）に応じてその被検査物から異物として検出可能な異物の大きさの範囲を、異物の材質や形状ごとに推定することができる。
【００１６】
複数種類の異物サンプル画像を記憶しておき、これらの異物サンプル画像をそれぞれ被検査物画像に合成して異物が抽出できるかを判定し、最適なフィルタを決定することにより、その被検査物で異物を高感度に検出できるフィルタを、実際に複数の異物サンプルを用いて試行しなくても設定することができる。
【００１７】
被検査物の特性や搬送速度に応じて最適に設定されるＸ線発生器のＸ線出力条件に基いて、異物サンプル画像を濃度変換して加工することにより、被検査物の透過画像の濃度が変化する場合にも異物サンプル画像を適切な濃度で合成することができ、異物として抽出できるかの推定をより確からしくすることができる。
【００１８】
任意のＸ線画像を異物サンプル画像として記憶することにより、ユーザが用意した任意の異物サンプルについて、その異物サンプルのＸ線画像を被検査物のＸ線画像に合成し、それを異物として抽出できるかを推定することができる。
【００１９】
表示される透過画像上で異物サンプル画像の合成位置を指定できることにより、従来実施していた異物サンプルを実際に被検査物の各位置に付けて確認するのと同様に、ユーザが定めた所定の位置に異物サンプル画像を合成することができる。
【００２０】
被検査物の透過画像の濃度分布から異物サンプル画像の合成位置を設定することにより、被検査物の特性に応じて異物サンプル画像を合成する位置を絞り込んで演算量や演算時間を減少でき、さらに異物が抽出できるかを適切に推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係るＸ線異物検出装置の第１実施形態のブロック構成図、図２は本発明に係るＸ線異物検出装置における被検査物のＸ線画像と異物サンプル画像との合成処理の概念図、図３（ａ），（ｂ）は本発明に係るＸ線異物検出装置における被検査物の厚みと濃淡レベルの一例を示す図、図４は本発明に係るＸ線異物検出装置の第２実施形態のブロック構成図、図５〜図９は加工（大きさ変換や濃度変換）を施した異物サンプル画像と被検査物画像との合成画像の各種例を示す図、図１０は本発明に係るＸ線異物検出装置の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理最適化による動作フローチャート、図１１は本発明に係るＸ線異物検出装置の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理固定による動作フローチャート、図１２（ａ）〜（ｅ）は本発明に係るＸ線異物検出装置において濃度分布から合成位置を決定する処理に関する説明図、図１３は本発明に係るＸ線異物検出装置の表示例を示す図、図１４は本発明に係るＸ線異物検出装置において異物サンプル画像の合成位置を手動設定する場合の説明図、図１５は被検査物に異物を合成した場合と異物のみの場合のＸ線の吸収度に関する説明図である。
【００２２】
本発明に係るＸ線異物検出装置は、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの被検査物が所定間隔をおいて順次搬送される製造ラインの一部として組み込まれ、被検査物に対して異物が混入しているか否かを検出するものである。
【００２３】
本例のＸ線異物検出装置は、各種異物の異物サンプル画像を生成する機能、生成した異物サンプル画像を被検査物のＸ線吸収画像の所望の位置に重ね合わせた合成画像を作成し、その合成画像について異物検出処理を行い、検出可能な異物を特定して表示する機能、合成画像による異物検出処理結果に基づく最適な異物検出処理の動作確認を行う機能、被検査物のＸ線吸収画像に重ね合わせる異物サンプル画像の合成位置を決定する機能、任意の異物による異物サンプル画像を記憶させる機能などを備えている。
【００２４】
そして、上記各機能を実現するため、図１や図２に示すように、Ｘ線異物検出装置１（１Ａ，１Ｂ）は、搬送部２、操作入力部３、検出部４、画像記憶部５、異物サンプル画像生成部６、画像合成部７、画像処理部８、判定部９、表示部１０を備えて概略構成される。
【００２５】
まず、本発明に係るＸ線異物検出装置１の第１実施形態の構成について図１を参照しながら説明する。
【００２６】
図１において、搬送部２は、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの様々な品種の中から予め操作入力部３から設定入力される品種の被検査物Ｗを、所定間隔をおいて順次搬送している。図１の例では、装置本体に対して水平に配置されたベルトコンベアで搬送部２を構成しており、不図示の駆動モータの駆動により予め設定された所定の搬送速度で図１の矢印方向に前工程（搬入口）から搬入された被検査物Ｗを後工程（搬出口）へ搬出している。
【００２７】
なお、搬送部２は、図１に示すベルトコンベアに限定されるものではなく、例えば特許文献１に開示されるように、例えばアサリ等の貝類の剥き身、魚のすり身、レトルト食品の具材、具材入りスープ等の被検査物Ｗを搬送ポンプによりパイプ内に順次流動搬送する構成としても良い。
【００２８】
操作入力部３は、搬送部２によって搬送させる被検査物Ｗの種類を特定する品種の設定、後述する異物サンプル画像生成部６から読み出す異物サンプル画像の異物の種類や大きさの設定、検出部４のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の設定、各種モードの選択設定、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに対する異物サンプル画像Ｓｐの重ね合わせ位置（合成位置）の設定を含め、被検査物Ｗの異物検出に関する各種設定や指示を与えるための各種キー（キースイッチ、カーソルキー、ファンクションキー、矢印キー、テンキーなど）やスイッチ等で構成される。
【００２９】
ここで、各種モードについて簡単に説明する。本例における各種モードとは、「異物サンプル検査モード」、「動作確認モード」、「異物サンプル記憶モード」、「運用モード」である。「異物サンプル検査モード」は、異物サンプル画像Ｓｐを被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成した合成画像Ｃｐ中の異物が検出できるか否かを検査するモードである。「動作確認モード」は、「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理による異物検出が正常に行えるか否かを確認するモードである。「異物サンプル記憶モード」は、ユーザが所望の異物を搬送させ、その異物が検出できるか否かを検査し、その異物に関する情報及び異物サンプル画像Ｓｐを後述する異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶させるモードである。「運用モード」は、通常の動作モードであり、被検査物Ｗに対する異物混入の有無を検査するモードである。
【００３０】
検出部４は、Ｘ線発生器４ａとＸ線検出器４ｂから構成される。Ｘ線発生器４ａは、金属製の箱体内部に設けられる円筒状のＸ線管を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物Ｗの搬送方向と直交するように設けられている。Ｘ線管により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器に向けて、長手方向に沿ったスリットを介して、略円錐状のＸ線を略三角形状のスクリーン状にして曝射するようになっている。
【００３１】
なお、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）は、操作入力部３から被検査物Ｗの特性や搬送速度に応じて任意に設定したり、固定値とすることができる。
【００３２】
Ｘ線検出器４ｂは、被検査物Ｗに対してＸ線が曝射されたときに、被検査物Ｗを透過してくるＸ線を検出し、この検出したＸ線の透過量に応じた電気信号を出力している。Ｘ線検出器４ｂには、例えば搬送部２をなすベルトコンベア上を搬送される被検査物Ｗの搬送方向と直交する方向にライン状に配列された複数のフォトダイオードと、フォトダイオード上に設けられたシンチレータとを備えたアレイ状のラインセンサが用いられる。
【００３３】
そして、この検出部４では、被検査物Ｗに対してＸ線発生器４ａからＸ線が曝射されたときに、被検査物Ｗを透過してくるＸ線をＸ線検出器４ｂのシンチレータで受けて光に変換する。さらにシンチレータで変換された光は、その下部に配置されるＸ線検出器４ｂのフォトダイオードによって受光される。そして、各フォトダイオードは、受光した光を電気信号に変換して出力する（検出出力）。
【００３４】
また、搬送部２の搬入口側には、被検査物Ｗの通過を検出するための位置検出部１１が設けられている。この位置検出部１１は、搬送部２としてのベルトコンベアの入口側に設けられる、例えば一対の投受光器からなるフォトセンサで構成される。これにより、被検査物Ｗがフォトセンサの前を通過している間では位置検出部１１からオン信号が出力され、このオン信号の立ち上がりがタイミング信号として利用される。
【００３５】
そして、被検査物Ｗやユーザが用意した異物に関するＸ線検出器４ｂからの電気信号に基づくＸ線の透過量を、位置検出部１１からのタイミング信号によって被検査物Ｗやユーザが用意した異物に吸収されたＸ線吸収量に換算し、この換算によって得られる被検査物Ｗや異物のＸ線吸収画像を画像記憶部５に逐次記憶し、各種処理が実行されるようになっている。
【００３６】
画像記憶部５は、Ｘ線検出器４ｂの検出出力に基づく被検査物ＷのＸ線透過画像におけるＸ線の透過量を被検査物Ｗに吸収されたＸ線吸収量に換算して求めた被検査物ＷのＸ線吸収画像や、ユーザが用意した異物を搬送させたときのＸ線検出器４ｂの検出出力に基づく異物のＸ線透過画像におけるＸ線の透過量を異物に吸収されたＸ線吸収量に換算して求めた異物のＸ線吸収画像を記憶している。
【００３７】
ここで、Ｘ線吸収量について説明する。Ｘ線吸収画像は物体によるＸ線吸収量Ｔの２次元分布を示すものであり、Ｘ線の照射量Ｉ0 （Ｘ線の強さ）、Ｘ線の透過量をＩ（物体を透過した後の強さ）、Ｘ線の吸収率をμ、透過した物体の厚みをｄとすると、減衰の法則（Ｉ／Ｉ0 ＝ｅの−μｄ乗）からＸ線吸収量Ｔは、ｌｏｇを自然対数とすると下記式（１）が成り立つ。
Ｔ＝（ｌｏｇＩ0 −ｌｏｇＩ）＝μｄ…式（１）
【００３８】
また、Ｘ線の吸収率μは、Ｘ線の波長をλ、物体の密度をρ、原子番号をＺ、定数をＣとすると、下記式（２）の関係を有している。
μ＝λ3 ρＺＣ…式（２）
【００３９】
式（１）は、Ｘ線吸収量が、それぞれ対数変換されたＸ線の照射量Ｉ0 とＸ線の透過量Ｉとの差分であることを示し、Ｘ線の照射量Ｉ0 はＸ線吸収量がゼロであるときのＸ線の透過量である。すなわち、搬送ベルト上に搬送物である被検査物が無い状態で検出したＸ線の透過量がＸ線の照射量Ｉ0 となる。
【００４０】
したがって、被検査物のＸ線吸収量は、搬送ベルト上に被検査物が無い状態で検出したＸ線の透過量及び被検査物が存在する状態で検出したＸ線の透過量をそれぞれ対数変換した値の差分から求めることができる。
【００４１】
また、異物サンプルも同様に、搬送ベルト上に被検査物が無い状態で検出したＸ線の透過量及び異物サンプルが存在する状態で検出したＸ線の透過量をそれぞれ対数変換した値の差分から求めることができる。
【００４２】
一方、Ｘ線の波長はＸ線発生器４ａの管電圧（Ｘ線管に印加する電圧）に依存し、Ｘ線の照射量はＸ線発生器４ａの管電流に依存する。例えば、Ｘ線の波長が短いほど（管電圧を高くするほど）Ｘ線吸収量は小さくなる。したがって、式（１）及び式（２）から分かるように、Ｘ線の波長を可変することによって、密度と原子番号が異なる物品（被検査物と異物）ごとにＸ線吸収量の変動する度合いが異なる。Ｘ線異物検出装置１では、このことを利用して被検査物Ｗと異物の差異が出るようにＸ線発生器４ａのＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）が設定されるようになっている。
【００４３】
そして、後述する異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶されている所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した異物サンプル画像（異物のＸ線吸収画像）をＳ１、被検査物Ｗに対応して設定されたＸ線発生器４ａのＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で取得された被検査物ＷのＸ線吸収画像をＳ２とすると、その合成画像Ｓは下記式（３）のようになる。
Ｓ＝αＳ１＋Ｓ２（但し、αは換算係数）…式（３）
【００４４】
上記式（３）の換算係数αは、例えば、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）ごとに取得した異物サンプル画像の濃淡に対し、基準となる異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶されている所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した異物サンプル画像の濃淡との比率を予め求め、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）ごとに換算テーブルに記憶されている。
【００４５】
異物サンプル画像生成部６は、予め設定された所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線吸収画像を異物サンプル画像Ｓｐとして生成している。
【００４６】
また、異物サンプル画像生成部６は、所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）でＸ線を照射したときの異物の種類ごと、すなわち形状（大きさを含む）や材質（例えば金属、ガラス等）ごとの異物サンプル画像Ｓｐを記憶する記憶手段６ａを有している。この異物サンプル画像Ｓｐは、予め設定された所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）で単体の異物にＸ線を照射したときのＸ線透過量をＸ線吸収量に換算したＸ線吸収画像、異なる形状（例えば、角、球、線など）で同じ材質（例えば、金属、ガラス、樹脂、骨など）の異物が所定間隔をおいて直線的に配置されたものに対して所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）でＸ線を照射したときのＸ線透過量をＸ線吸収量に換算したＸ線吸収画像等からなる。
【００４７】
なお、記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像は、後述する加工手段７ａによって加工処理を行う際に、加工時の基準となる異物マスタとして用いることができる。
【００４８】
画像合成部７は、操作入力部３から「異物サンプル検査モード」が選択入力されたときに、図２の概念図に示すように、被検査物ＷのＸ線画像（Ｘ線吸収画像）Ｗｐと、操作入力部３から設定された異物の種類及び大きさの異物サンプル画像Ｓｐとを所定位置で重ね合わせて合成しており、この合成画像Ｃｐを画像処理部７に出力している。
【００４９】
ここで、上記画像合成部７による画像合成処理の内容について更に詳細に説明する。この画像合成部７では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐと、異物サンプル画像Ｓｐとを合成するにあたって、操作入力部３から設定された異物の種類及び大きさに対応して異物サンプル画像生成部６から読み出される異物サンプル画像Ｓｐの濃度を、現在設定されているＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に見合った濃度に変換する濃度変換処理を実行している。その後、画像合成部７は、Ｘ線吸収画像Ｗｐと異物サンプル画像Ｓｐの両画像の濃度変換処理を実行している。
【００５０】
被検査物Ｗ（製品）のＸ線吸収画像の濃淡レベルは、被検査物Ｗ（製品）の厚さに対して対数的に変化する。このため、通常、Ｘ線吸収画像を画像処理する際には、濃淡レベルの対数変換を行って変化分を補正している。
【００５１】
従って、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成される異物サンプル画像Ｓｐに関しても、被検査物Ｗの輝度に応じて画像処理する際に、濃淡レベルの対数変換を行って変化分を補正している。
【００５２】
例えば図３に示す例の場合、ｌｏｇを自然対数とし、ｅｘｐ｛｝はｅを底とする指数関数とした下記式（４）及び式（５）に基づいて被検査物Ｗの濃淡レベルが算出される。
被検査物Ｗの濃淡レベル＝１５×ｌｏｇ（厚み）−１４…式（４）
被検査物Ｗの厚み＝ｅｘｐ｛（濃淡レベル＋１４）／１５｝…式（５）
【００５３】
具体的に、図３に示す被検査物Ｗの厚みと被検査物Ｗの濃淡レベルの例に対し、被検査物Ｗが無い状態で１０の濃淡レベルを持つ異物サンプル画像Ｓｐを合成する場合には、上記式（４）及び式（５）によりそれぞれ異物サンプル画像Ｓｐの異物信号の輝度を補正し、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成する。
【００５４】
さらに説明すると、被検査物Ｗの濃淡レベルが２０の場合、式（５）より、被検査物Ｗの厚みが１０ｍｍとなる。異物サンプル画像Ｓｐの異物信号は、被検査物Ｗの厚みによらず同じ値となるので、異物信号に厚み変換係数を掛け合わした値を、擬似的な異物厚み（＝変換係数×異物濃淡信号レベル）とする。
【００５５】
ここで、上記変換係数を０．５とした場合、１０の異物濃淡レベルの擬似的厚みは５ｍｍとなり、式（５）より算出された厚み１０ｍｍに異物信号５ｍｍを加算し、合成厚み１５ｍｍを得る。
【００５６】
これを式（４）に代入し、異物信号部分の濃淡レベル２６を得る。そして、元の異物信号濃淡レベルは１０、被検査物Ｗの濃淡レベルは２０なので、異物信号自体は約０．６倍されて合成された計算になる。
【００５７】
同様に、被検査物Ｗの厚みが２０ｍｍ時は約０．３３倍した信号が合成され、被検査物Ｗの厚みが４０ｍｍ時は約０．３１倍した信号が合成される。
【００５８】
そして、ユーザが検査したい異物（例えば金属、ガラス、針金等）について、例えば図１３の画面左側に示すように、種類別にサイズの異なる異物を並べるようにして、異物サンプル画像Ｓｐを、Ｘ線検出器４ｂから画像記憶部５に記憶された被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成すれば、ユーザが希望する異物に関して検出可能な異物を特定するための異物検出処理を実行することができる。
【００５９】
画像処理部８は、搬送される被検査物ＷにＸ線を照射して検出する被検査物Ｗを透過したＸ線の透過量を被検査物Ｗに吸収されたＸ線吸収量に換算して求めたＸ線吸収画像や、画像合成部７からの異物サンプル合成画像に対し、異物を抽出するための画像処理を行い、その画像処理結果を判定部９及び表示部１０に出力している。
【００６０】
また、画像処理部８は、異物検出感度推定手段８ａと異物抽出手段８ｂとを有している。異物検出感度推定手段８ａは、画像合成部６から出力される異物サンプル合成画像を異物の種類ごとに画像処理し、その画像処理結果に基づいて検出可能な異物の種類を推定し、その結果を判定部９及び表示部１０に出力している。また、異物検出感度推定手段８ａは、画像合成部６からの異物サンプル合成画像に対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を施し、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理を最適なフィルタとして選定している。
【００６１】
異物抽出手段８ｂは、「異物サンプル記憶モード」時に、画像記憶部５に記憶されている異物のＸ線吸収画像に対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を順次施してフィルタ処理ごとに設定された異物判定閾値を超える濃度の画像部分を異物画像として抽出しており、抽出結果（Ｘ線吸収画像上の位置ごとの抽出結果）を異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶させている。
【００６２】
また、画像処理部８は、操作入力部３から選択入力されるモードに応じて、以下に説明する画像処理を実行している。
【００６３】
「異物サンプル検査モード」時は、画像合成部７からの合成画像Ｃｐに対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を順次施してフィルタ処理ごとに設定された異物判定閾値を超える濃度の画像部分を異物画像として抽出し、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理（異物が１種類の場合：最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理、異物が複数種類の場合：異物の種類ごとに最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理）を最適なフィルタ処理として選定している。
【００６４】
「動作確認モード」時は、「異物サンプル検査モード」で検出可能とされた異物の種類と最小サイズについて、画像記憶部５からの被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐを画像合成部７において合成した合成画像Ｃｐに対し、「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理を実行し、その画像処理結果を判定部９に出力している。
【００６５】
「運用モード」時は、画像記憶部５からの被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに対し、最適なフィルタ処理を実行し、その画像処理結果を判定部９に出力している。
【００６６】
判定部９は、画像処理部８の異物検出感度推定手段８ａによる推定結果に基づく表示部１０の表示制御、画像処理部８の最適なフィルタ処理による画像処理結果に基づく被検査物Ｗに対する異物混入の有無の最終的な判定、「動作確認モード」時の動作確認結果の判定、表示部１０に対する各種判定結果の表示制御等を行っている。
【００６７】
表示部１０は、例えば液晶表示器等で構成され、操作入力部３にて被検査物Ｗを特定する品種の設定、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の設定、各種モードの選択設定、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに対して合成される異物サンプル画像Ｓｐの重ね合わせ位置の設定等の各種設定画面の表示、判定部８による判定結果に基づく各種表示（被検査物Ｗやユーザが用意した異物のＸ線透過画像・Ｘ線吸収画像表示の他、図１３の画面右上に示す良否判定表示、総検査数、良品数、ＮＧ総数）等を行っている。
【００６８】
また、表示部１０は、上記表示の他、異物サンプル検査モードによる異物を特定するための異物検出処理の結果、検出可能な異物と判断された種類とその最小サイズを、図１３の画面右下に示すように一覧表示している。また、表示部１０の画面（図１３の画面左側）には、上記一覧表示とともに被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐと検出可能な異物を特定するために用いられた異物サンプル画像Ｓｐとの合成画像を表示し、検出可能な異物サンプルを強調表示（例えば黒や赤表示、異物の種類別に色分け表示）している。
【００６９】
次に、本発明に係るＸ線異物検出装置１の第２実施形態の構成について図４を参照しながら説明する。なお、第２実施形態のＸ線異物検出装置１Ｂにおいて、上述した第１実施形態のＸ線異物検出装置１Ａと概略同一の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略している。
【００７０】
この第２実施形態のＸ線異物検出装置１Ｂでは、Ｘ線吸収画像を取得したときのＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に対応させて異物サンプル画像生成部６によって生成された異物サンプル画像に対し、例えば大きさ変換（画像全体の拡大・縮小変換、画像の長さ変換）または濃度変換による加工を施す加工手段７ａを画像合成部７に備えている。
【００７１】
なお、加工元になる異物サンプル画像の選択設定、大きさの変換率や濃度の変換率の設定は、予め操作入力部３から合成処理前に行われる。また、異物サンプル画像を変換する際の大きさや濃度の変換率は、それぞれ複数のデフォルト値を予め記憶しておき、操作入力部３からの操作によってデフォルト値を表示部１０に表示させて適宜選択したり、デフォルト値を任意に変更することも可能である。
【００７２】
ここで、異物マスタとは、異物サンプル画像の加工時の基準として予め記憶されている異物データである。また、濃度の変換とは、厚さによる変換や照射するＸ線の発生条件による変換であり、管電圧が異なる場合には発生するＸ線の波長（エネルギー）が異なり、物質の吸収特性が変わるので、異物マスタを記憶したときの管電圧と異なる管電圧での感度推定には濃度変換が必要となる。
【００７３】
次に、上述した加工手段７ａによって加工された異物サンプル画像を被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成する場合の各例について図５〜図９を参照しながら説明する。
【００７４】
図５の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像を異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭの大きさを、操作入力部３から設定された大きさの変換率で拡大・縮小変換している。図５の例では、異物マスタＳｐＭを２種類の大きさで拡大・縮小変換している。そして、画像合成部７では、これら２種類の大きさの変換率で拡大・縮小変換された異物サンプル画像Ｓｐ１，Ｓｐ２を、それぞれ被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成し、２種類の合成画像Ｃｐ１，Ｃｐ２を画像処理部８に出力している。
【００７５】
図６の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像を異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭのＸ線の濃度を、操作入力部３から設定された濃度の変換率で濃度変換している。図６の例では、異物マスタＳｐＭを２種類の濃度で濃度変換している。そして、画像合成部７では、これら２種類の濃度の変換率で濃度変換された異物サンプル画像Ｓｐ３，Ｓｐ４を、それぞれ被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成し、２種類の合成画像Ｃｐ３，Ｃｐ４を画像処理部８に出力している。
【００７６】
図７の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像を異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭの長さ（大きさ）を、操作入力部３から設定された長さの変換率で変換している。図７の例では、異物マスタＳｐＭを２種類の長さで変化している。そして、画像合成部７では、これら２種類の長さに変換された異物サンプル画像Ｓｐ５，Ｓｐ６を、それぞれ被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成し、２種類の合成画像Ｃｐ５，Ｃｐ６を画像処理部８に出力している。
【００７７】
図８の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された異物サンプル画像を異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭの大きさを、操作入力部３から設定された大きさの変換率で変換している。図８の例では、異物マスタＳｐＭを２種類の大きさで拡大・縮小変換している。そして、画像合成部７では、これら２種類の大きさの変換率で拡大・縮小変換された異物サンプル画像Ｓｐ７，Ｓｐ８を合成し、この合成された異物サンプル画像Ｓｐ９を、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐと合成し、この合成画像Ｃｐ７を画像処理部８に出力している。
【００７８】
図９の例において、加工手段７ａは、異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに異物の種類ごとに複数記憶された異物サンプル画像Ｓｐのうち、操作入力部３から設定された大きさに対し拡大・縮小の変換率が１に近い１つの異物サンプル画像Ｓｐを異物マスタＳｐＭとして読み出し、この異物マスタＳｐＭの大きさを、その変換率で変換している。図９の例では、３種類の異物サンプル画像Ｓｐから１つの異物サンプル画像Ｓｐを異物マスタＳｐＭとし、この異物マスタＳｐＭを拡大・縮小変換している。そして、画像合成部７では、拡大・縮小変換された異物サンプル画像Ｓｐ１０を、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに合成し、この合成画像Ｃｐ１０を画像処理部８に出力している。
【００７９】
なお、図４の構成例では、加工手段７ａが異物サンプル画像Ｓｐを異物マスタＳｐＭとして所望の変換を行うものとして説明したが、所望変換（大きさ拡大・縮小変換、濃度変換）された異物サンプル画像を予め記憶手段６ａに記憶しておき、操作入力部３から使用する異物サンプル画像を選択設定する構成としてもよい。
【００８０】
次に、上記構成によるＸ異物検出装置１の各モード（異物サンプル検査モード、動作確認モード、異物サンプル記憶モード、運用モード）ごとの動作について説明する。なお、装置起動時は自動的に「運用モード」が選択されるようになっている。
【００８１】
まず、異物サンプル検査モードの動作について図１０及び図１１のフローチャートを参照しながら説明する。図１０はＸ線異物検出装置１の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理最適化による動作フローチャート、図１１はＸ線異物検出装置１の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理固定による動作フローチャートである。なお、図１０及び図１１において、概略同一の動作には同一のステップ番号を付している。
【００８２】
・異物サンプル検査モード
操作入力部３から「異物サンプル検査モード」が選択された状態で、搬送部２によって被検査物Ｗ（良品）を流し（ＳＴ１）、Ｘ線出力条件（Ｘ線発生器４ａのＸ線の管電圧及び管電流）を決定する（ＳＴ２）。このＳＴ２の処理は、Ｘ線出力固定で、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）と同一条件で得た異物サンプル画像Ｓｐを使用する場合には不要な処理となる。
【００８３】
次に、異物サンプル画像記憶手段５ｂから異物サンプル画像Ｓｐを読み込み（ＳＴ３）、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に応じて異物サンプル画像Ｓｐを換算する（ＳＴ４）。すなわち、Ｘ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に見合うように異物サンプル画像Ｓｐの濃度変換処理を行う。このＳＴ４の処理は、Ｘ線出力固定で、Ｘ線出力条件と同一条件で得た異物サンプル画像Ｓｐを使用する場合には不要な処理となる。
【００８４】
次に、異物サンプル画像Ｓｐと被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの両画像に前述した濃度変換処理を施した後、異物サンプル画像Ｓｐを被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの所定位置に合成する（ＳＴ５）。この合成処理は、総当たりのスキャン方式、濃度分布（ヒストグラム）、ユーザ指定の何れかによって合成位置Ｐを決定して実行される。以下、合成位置Ｐの決定方法について説明する。
【００８５】
総当たりのスキャン方式では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐ上を端から端まで所定領域ごとに走査してＸ線吸収画像Ｗｐ上の全ての領域（全ての画素もしくは画素群ごと）を合成位置Ｐとして合成処理を行っている。
【００８６】
濃度分布（ヒストグラム）では、例えば被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐが図１２（ａ），（ｂ）に示すような濃度分布を示す場合、その濃度分布に応じて、図１２（ｃ）〜（ｅ）の何れかに示すべく異物サンプル画像Ｓｐの合成位置Ｐを決定して合成処理を行っている。
【００８７】
図１２（ｃ）の例では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの背景（ベルトの濃度）領域の数箇所（図示の例では２箇所）に合成位置Ｐを決定している。
【００８８】
図１２（ｄ）の例では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの濃度が低い領域に格子状の合成位置Ｐを決定している。
【００８９】
図１２（ｅ）の例では、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐの濃度が高い領域の複数箇所（図示の例では濃度が高い３つの領域の各３箇所）に合成位置Ｐを決定している。
【００９０】
ユーザ指定では、例えば図１４に示すような表示部９の異物サンプル画像Ｓｐの合成位置Ｐの指定画面において、ユーザが被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐから任意の位置を合成位置Ｐとして合成処理を行っている。図１４では、指定可能な異物サンプルの種類「金属、ガラス、針金」から「金属」を選択し、画面左側の被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐ上の４箇所（点線四角部分Ｐ）を合成位置として指定した例を示している。このユーザ指定によって合成位置Ｐを決定すれば、ユーザが希望する箇所のみを合成位置Ｐとして決定でき、効率的な異物検出精度の検査を行うことができる。
【００９１】
次に、上述した合成位置Ｐの決定によりＳＴ５で合成された合成画像Ｃｐに対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理から１つのフィルタ処理を設定し、この設定されたフィルタ処理を実行して異物を抽出し、その抽出結果を記憶する（ＳＴ６）。このＳＴ６の処理では、良品による被検査物ＷのＸ線吸収画像に濃度のバラツキがあっても異物が検出できるように、被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐと合成画像Ｃｐとの差分に基づいて異物判定リミットが各フィルタ処理ごとに設定されている。そして、設定されたフィルタ処理の異物判定リミットによって、合成画像Ｃｐから異物として抽出できたか否かを判別し、その結果を記憶している。
【００９２】
なお、合成画像Ｃｐ上の場所ごとの異物抽出の可否や異物抽出率（抽出可能数／全体合成位置数）を判別（○、△、×等による判別）し、その結果を記憶しても良い。また、図１１によるフィルタ処理固定の動作では、ＳＴ６において、予め固定設定されたフィルタ処理を実行して異物を抽出し、その抽出結果を記憶する。
【００９３】
次に、最後の合成位置Ｐか否かを判別し（ＳＴ７）、最後の合成位置Ｐでないと判別すると（ＳＴ７−Ｎｏ）、ＳＴ５の処理に戻る。これに対し、最後の合成位置Ｐであると判別すると（ＳＴ７−Ｙｅｓ）、異物サンプル画像Ｓｐが最後の大きさか否かを判別する（ＳＴ８）。そして、異物サンプル画像Ｓｐが最後の大きさでないと判別すると（ＳＴ８−Ｎｏ）、ＳＴ３の処理に戻る。これに対し、異物サンプル画像Ｓｐが最後の大きさであると判別すると（ＳＴ８−Ｙｅｓ）、最後の異物サンプル画像Ｓｐか否かを判別し（ＳＴ９）、最後の異物サンプル画像Ｓｐでないと判別すると（ＳＴ９−Ｎｏ）、ＳＴ３の処理に戻る。
【００９４】
そして、最後の異物サンプル画像Ｓｐであると判別すると（ＳＴ９−Ｙｅｓ）、既に実行されたフィルタ処理の中から最適なフィルタ処理を選定する（ＳＴ１０）。この最適なフィルタ処理としては、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理（異物が１種類の場合：最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理、異物が複数種類の場合：異物の種類ごとに最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理）が選定される。
【００９５】
そして、最適なフィルタ処理が選定されると（ＳＴ１０）、この最適なフィルタ処理で検出可能な異物サイズを推定し（ＳＴ１１）、異物抽出結果を例えば図１３に示すような形式で表示部１０に表示する（ＳＴ１２）。図１３の例では、検出可能な異物の種類及び最小サイズとして、金属：φ１、樹脂：φ２、ガラス：φ４、針金：φ１×３を表示している。
【００９６】
なお、図１１によるフィルタ処理固定の動作では、図１０におけるＳＴ１０の処理が省略され、予め固定設定されたフィルタ処理で検出可能な異物サイズをを推定し（ＳＴ１１）、異物抽出結果を例えば図１３に示すような形式で表示部１０に表示する。
【００９７】
・動作確認モード
操作入力部３から「動作確認モード」が選択されると、画像処理部８は、上述した「異物サンプル検査モード」で検出可能とされた異物の種類と最小サイズについて、画像記憶部５からの被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐを画像合成部７において合成した合成画像Ｃｐに対し、「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理を実行する。そして、判定部９は、画像処理部８の画像処理結果と「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理に対応する異物判定閾値に基づいて、「異物サンプル検査モード」で検出可能とされた異物の種類と最小サイズの異物の全てについての検出が正常に行えたか否かを判別する。これにより、「異物サンプル検査モード」で選定された最適なフィルタ処理による異物検出が正常に動作するか否か確認することができる。
【００９８】
・異物サンプル記憶モード
操作入力部３から「異物サンプル記憶モード」が選択された状態で、搬送部２から所望の異物を搬送させると、この異物に対してＸ線が照射され、このＸ線の照射に伴う異物のＸ線吸収画像が画像記憶部５に記憶される。そして、画像処理部８の異物抽出手段８ｂが、この画像記憶部５に記憶された異物のＸ線吸収画像に対し、所定のフィルタ処理により異物として抽出すると、この異物の情報及びＸ線吸収画像を異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに記憶する。これにより、ユーザが所望とする異物の検出感度や異物情報（異物サンプル画像）を登録することができる。
【００９９】
・運用モード
操作入力部３から「運用モード」が選択されると、搬送部２から順次搬送される被検査物ＷにＸ線が照射され、このＸ線の照射に伴う被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐが画像記憶部５に記憶される。そして、画像処理部８は、Ｘ線の透過量を被検査物Ｗに吸収されたＸ線吸収量に換算して画像記憶部５に記憶された被検査物ＷのＸ線吸収画像Ｗｐに対し、選定された最適なフィルタ処理を実行する。そして、判定部９は、画像処理部８の画像処理結果と選定された最適なフィルタ処理に対応する異物判定閾値に基づいて、異物混入の有無を判定し、その判定結果を表示部１０に表示する。
【０１００】
このように、本例のＸ線異物検出装置によれば、所定のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線吸収画像を異物サンプル画像として記憶しておき、この異物サンプル画像を被検査物のＸ線吸収画像に合成するので、実際の異物サンプルを用いなくても、被検査物に異物が混入したときの透過画像を生成し、その画像を画像処理することにより、検出可能な異物の大きさを推定することができる。
【０１０１】
異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａに複数種類の異物サンプル画像を記憶しておき、それぞれの異物サンプル画像を被検査物のＸ線吸収画像に合成し、これらの合成画像に異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を施して異物が抽出できるかを判別し、この判別結果から最適なフィルタ処理を決定すれば、その被検査物で異物を高感度に検出できるフィルタ処理を、実際に複数の異物サンプルを用いて試行しなくても設定することができる。
【０１０２】
異物サンプル画像生成部６の記憶手段６ａは、異物の種類及び大きさごとの異物サンプル画像（Ｘ線吸収画像）、すなわち材質や形状及びサイズが異なる異物に対応した異物サンプル画像を記憶している。これにより、被検査物の種類（品種）に応じてその被検査物から異物として抽出できる大きさの範囲を、異物の材質や形状ごとに推定することができる。
【０１０３】
異物サンプル記憶モード時には、ユーザが所望する任意の異物のＸ線吸収画像を異物サンプル画像として記憶手段６ａに登録記憶でき、ユーザが用意した任意の異物について、その異物のＸ線吸収画像を異物サンプル画像として被検査物のＸ線吸収画像に合成し、それを異物として抽出できるかを推定することができる。
【０１０４】
被検査物の特性や搬送速度に応じて最適に設定されるＸ線発生器のＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に基づいて、記憶しているＸ線吸収画像の濃度を換算している。これにより、被検査物のＸ線吸収画像の濃度が変化する場合にも異物サンプル画像を適切な濃度で合成することができ、異物として抽出できるかの推定をより確からしくすることができる。
【０１０５】
合成画像中に異物が含まれているか否かの判別結果に基づいて検出可能な異物に関する情報を表示部９に表示しているので、表示部９の内容を直接確認するだけで、その装置で検出可能な異物に関する情報を把握することができる。
【０１０６】
表示部９に表示される被検査物のＸ線透過画像上で異物サンプル画像の合成位置を指定して設定すれば、従来実施していた異物サンプルを実際に被検査物の各位置に付けて確認するのと同様に、ユーザが定めた所定の位置に異物サンプル画像を合成することができる。
【０１０７】
被検査物のＸ線透過画像の濃度分布から異物サンプル画像の合成位置を設定すれば、被検査物の特性に応じて異物サンプル画像を合成する位置を絞り込んで演算量や演算時間を減少でき、さらに異物が抽出できるかを適切に推定することができる。
【０１０８】
図４に示すような加工手段７ａを備えた構成によれば、被検査物の特性や搬送速度に応じて最適に設定されるＸ線発生器４ａのＸ線出力条件（Ｘ線の管電圧及び管電流）に基いて、異物サンプル画像を濃度変換して加工するので、被検査物の透過画像の濃度が変化する場合にも異物サンプル画像を適切な濃度で合成することができ、異物として抽出できるかの推定をより確からしくすることができる。
【０１０９】
ところで、上述した実施の形態では、搬送部２上に被検査物Ｗや所望の異物を搬送させたときのＸ線吸収画像を画像記憶部５に記憶させ、また各種異物のＸ線吸収画像による異物サンプル画像を異物サンプル画像生成部６で生成し、これらＸ線の吸収画像を用いて合成処理を行う構成について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば搬送部２上に被検査物Ｗや所望の異物を搬送させたときのＸ線透過画像を画像記憶部５に記憶させ、また各種異物のＸ線透過画像による異物サンプル画像を異物サンプル画像生成部６で生成し、画像合成部７や画像処理部８で画像処理する際にＸ線透過画像からＸ線吸収画像に換算して処理したり、Ｘ線透過画像を用いて合成処理をすることも可能である。但し、Ｘ線吸収画像を用いて合成処理すれば、図１５に示すように、０を起点として被検査物ＷのＸ線吸収画像と異物サンプル画像（異物のＸ線吸収画像）とを合成でき、Ｘ線の透過画像を用いた場合よりも合成処理に係る手間を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明に係るＸ線異物検出装置の第１実施形態のブロック構成図である。
【図２】本発明に係るＸ線異物検出装置における被検査物のＸ線画像と異物サンプル画像との合成処理の概念図である。
【図３】（ａ），（ｂ） 本発明に係るＸ線異物検出装置における被検査物の厚みと濃淡レベルの一例を示す図である。
【図４】本発明に係るＸ線異物検出装置の第２実施形態のブロック構成図である。
【図５】１種類の異物サンプル画像に加工（大きさ変換、濃度変換）を施して被検査物画像と合成したときの合成画像の各種例を示す図である。
【図６】１種類の異物サンプル画像に加工（大きさ変換、濃度変換）を施して被検査物画像と合成したときの合成画像の各種例を示す図である。
【図７】１種類の異物サンプル画像に加工（大きさ変換、濃度変換）を施して被検査物画像と合成したときの合成画像の各種例を示す図である。
【図８】１種類の異物サンプル画像に加工（大きさ変換）を施して合成したものをさらに被検査物画像と合成したときの合成画像の例を示す図である。
【図９】複数種類の異物サンプル画像から１種類の異物サンプル画像を選択し加工（大きさ変換）を施して被検査物画像と合成したときの合成画像の例を示す図である。
【図１０】本発明に係るＸ線異物検出装置の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理最適化による動作フローチャートである。
【図１１】本発明に係るＸ線異物検出装置の異物サンプル検査モード時のフィルタ処理固定による動作フローチャートである。
【図１２】（ａ）〜（ｅ） 本発明に係るＸ線異物検出装置において濃度分布から合成位置を決定する処理に関する説明図である。
【図１３】本発明に係るＸ線異物検出装置の表示例を示す図である。
【図１４】本発明に係るＸ線異物検出装置において異物サンプル画像の合成位置を手動設定する場合の説明図である。
【図１５】被検査物に異物を合成した場合と異物のみの場合のＸ線の吸収度に関する説明図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１ Ｘ線異物検出装置
２ 搬送部
３ 操作入力部
４ 検出部
４ａ Ｘ線発生器
４ｂ Ｘ線検出器
５ 画像記憶部
６ 異物サンプル画像生成部
６ａ 記憶手段
７ 画像合成部
８ 画像処理部
８ａ 異物検出感度推定手段
８ｂ 異物抽出手段
９ 判定部
１０ 表示部
１１ 位置検出部
Ｗ 被検査物
Ｗｐ 被検査物のＸ線吸収画像
Ｓｐ 異物サンプル画像
Ｃｐ 合成画像
Ｐ 合成位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される被検査物（Ｗ）にＸ線を照射したときに該被検査物を透過して検出されるＸ線の透過量に基づくＸ線画像に対し、異物を抽出するための画像処理を行う画像処理部（８）を備え、該画像処理部の画像処理結果に基づいて前記被検査物の中に異物が含まれているか否かを判定するＸ線異物検出装置（１）において、
所定のＸ線出力条件の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線画像を異物サンプル画像として生成する異物サンプル画像生成部（６）と、
前記Ｘ線画像に前記異物サンプル画像生成部によって生成された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力する画像合成部（７）と、
前記画像合成部から出力される大きさの異なる複数の異物サンプル合成画像を画像処理した結果に基づいて検出可能な大きさを推定する異物検出感度推定手段（８ａ）とを備えたことを特徴とするＸ線異物検出装置。
【請求項２】
前記異物サンプル画像生成部（６）は、前記所定のＸ線出力条件の基で検出した複数種類の異物の異物サンプル画像を記憶する記憶手段（６ａ）を含み、
前記異物検出感度推定手段（８ａ）は、異物の種類ごとに検出可能な異物の大きさを推定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項３】
前記異物検出感度推定手段（８ａ）は、前記合成画像に対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を施し、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理を最適なフィルタとして選定することを特徴とする請求項２に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項４】
前記Ｘ線画像を取得したときのＸ線出力条件に対応させて前記異物サンプル画像生成部（６）によって生成された異物サンプル画像を濃度変換して加工する加工手段（７ａ）を備え、
前記画像合成部（７）は、前記Ｘ線画像に前記加工手段で変換された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項５】
所定のＸ線出力条件の基で、所望の異物を搬送させたときに得られるＸ線画像を、前記異物に関する異物サンプル画像として前記記憶手段（６ａ）に登録記憶させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項６】
前記被検査物（Ｗ）の透過画像を表示する表示部（１０）を備え、該表示部に表示される透過画像上で前記異物サンプル画像の合成位置を指定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項７】
前記被検査物（Ｗ）の透過画像の濃度分布に基づいて該透過画像に対する前記異物サンプル画像の合成位置を決定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項１】
搬送される被検査物（Ｗ）にＸ線を照射したときに該被検査物を透過して検出されるＸ線の透過量に基づくＸ線画像に対し、異物を抽出するための画像処理を行う画像処理部（８）を備え、該画像処理部の画像処理結果に基づいて前記被検査物の中に異物が含まれているか否かを判定するＸ線異物検出装置（１）において、
所定のＸ線出力条件の基で検出した大きさの異なる複数の異物サンプルのＸ線画像を異物サンプル画像として生成する異物サンプル画像生成部（６）と、
前記Ｘ線画像に前記異物サンプル画像生成部によって生成された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力する画像合成部（７）と、
前記画像合成部から出力される大きさの異なる複数の異物サンプル合成画像を画像処理した結果に基づいて検出可能な大きさを推定する異物検出感度推定手段（８ａ）とを備えたことを特徴とするＸ線異物検出装置。
【請求項２】
前記異物サンプル画像生成部（６）は、前記所定のＸ線出力条件の基で検出した複数種類の異物の異物サンプル画像を記憶する記憶手段（６ａ）を含み、
前記異物検出感度推定手段（８ａ）は、異物の種類ごとに検出可能な異物の大きさを推定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項３】
前記異物検出感度推定手段（８ａ）は、前記合成画像に対し、異物の種類ごとに用意されたフィルタ処理を施し、最も小さな異物が抽出できたフィルタ処理を最適なフィルタとして選定することを特徴とする請求項２に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項４】
前記Ｘ線画像を取得したときのＸ線出力条件に対応させて前記異物サンプル画像生成部（６）によって生成された異物サンプル画像を濃度変換して加工する加工手段（７ａ）を備え、
前記画像合成部（７）は、前記Ｘ線画像に前記加工手段で変換された異物サンプル画像を所望の位置で重ね合わせた合成画像を出力することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項５】
所定のＸ線出力条件の基で、所望の異物を搬送させたときに得られるＸ線画像を、前記異物に関する異物サンプル画像として前記記憶手段（６ａ）に登録記憶させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項６】
前記被検査物（Ｗ）の透過画像を表示する表示部（１０）を備え、該表示部に表示される透過画像上で前記異物サンプル画像の合成位置を指定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項７】
前記被検査物（Ｗ）の透過画像の濃度分布に基づいて該透過画像に対する前記異物サンプル画像の合成位置を決定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のＸ線異物検出装置。
【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】
【公開番号】特開２００９−１６８７４０（Ｐ２００９−１６８７４０Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９４２７（Ｐ２００８−９４２７）
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【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２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【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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