ｘｙ色度図を用いたドラム缶内面汚れ自動検出装置

【課題】カラー画像よりドラム缶内の汚れを自動的に検出できるようにしたｘｙ色度図を用いたドラム缶内面汚れ自動検出装置を提供する。
【解決手段】ドラム缶内部を撮影するカラーＣＣＤカメラと、このカラーＣＣＤカメラの撮影した画像を複数領域に分割し、各領域毎にＲ，Ｇ，Ｂについて構成画素の輝度の和を求め、この和を構成画素数で割り平均輝度Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍを求め、この平均輝度を下記（１）式に代入してＸ，Ｙ，Ｚを求め、このＸ，Ｙ，Ｚを下記（２）式に代入してｘ，ｙを求め、各領域のｘ，ｙデータをｘｙ色度図に表示し、この分布状態より汚れを検出する画像処理装置と、を備え、前記画像処理装置は、前記ｘ，ｙデータのｘ，ｙ色度図上で分布している重心を求め、この重心より所定半径内に前記ｘ，ｙデータが収まったとき汚れは許容値内と判定する。
Ｘ＝２．７６８９Ｒｍ＋１．７５１７Ｇｍ＋１．１３０２ＢｍＹ＝Ｒｍ＋４．５９０７Ｇｍ＋０．０６０１Ｂｍ …（１）
Ｚ＝０．０５６５Ｇｍ＋５．５９４３Ｂｍｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） …（２）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドラム缶の内部の汚れをカラー画像で表し汚れを検出するｘｙ色度図を用いたドラム缶内面汚れ自動検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼製ドラム缶は液体・固体を問わず、さまざまな製品が詰められて輸送・貯蔵に使用されている。使用済ドラム缶は残渣物を適切に除去し、洗浄、整形、塗装および必要に応じ部品等の取り替えを行い、再び製品の輸送・貯蔵用容器として市場に出される。
【０００３】洗浄後、残水の吸い取り、水切り乾燥を行い内部検査をして、さび、油、水、付着物など（これらを以降汚れと称する）が残っているかを検査する。この検査はドラム缶の直径５０ｍｍ程度の口金から照明を中にいれて目視により行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし目視による検査は個人差があること、および長時間続けるとかなり精神的に負担となるため自動検査の開発が進められている。この自動化の一つとしてカラーＣＣＤカメラをドラム缶内部に入れて撮影された画像より汚れを検出する方法が研究されている。しかしカラー画像から目視では汚れを判別できても機械で自動的に行なうことはできなかった。
【０００５】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、カラー画像よりドラム缶内の汚れを自動的に検出できるようにしたｘｙ色度図を用いたドラム缶内面汚れ自動検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１の発明では、ドラム缶内部を撮影するカラーＣＣＤカメラと、このカラーＣＣＤカメラの撮影した画像を複数領域に分割し、各領域毎にＲ，Ｇ，Ｂについて構成画素の輝度の和を求め、この和を構成画素数で割り平均輝度Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍを求め、この平均輝度を下記（１）式に代入してＸ，Ｙ，Ｚを求め、このＸ，Ｙ，Ｚを下記（２）式に代入してｘ，ｙを求め、各領域のｘ，ｙデータをｘｙ色度図に表示し、この分布状態より汚れを検出する画像処理装置と、を備え、前記画像処理装置は、前記ｘ，ｙデータのｘ，ｙ色度図上で分布している重心を求め、この重心より所定半径内に前記ｘ，ｙデータが収まったとき汚れは許容値内と判定する。
【０００７】
記Ｘ＝２．７６８９Ｒｍ＋１．７５１７Ｇｍ＋１．１３０２ＢｍＹ＝Ｒｍ＋４．５９０７Ｇｍ＋０．０６０１Ｂｍ …（１）
Ｚ＝０．０５６５Ｇｍ＋５．５９４３Ｂｍｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） …（２）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
【０００８】上述のようにして求められた各領域の色度を表す座標ｘ，ｙ（ｘ，ｙデータ）をｘｙ色度図に表示すると、汚れのない領域の色度はほぼ同じ範囲にまとまり、汚れのある領域の色度はこれらより離れて存在する。このｘ，ｙデータのｘｙ色度図上での重心を求め、この重心からｒの半径の円を描くと、汚れのない場合（薄い汚れで許容内の場合）は重心近くに分布するが、汚れがあると分布範囲が広がる。そこで汚れが許容できる範囲の半径ｒを予め定めておくことにより汚れの判定を自動的に行なうことができる。
【０００９】請求項２の発明では、前記画像処理装置は、前記カラーＣＣＤカメラの輝度信号から濃淡画像を生成し、この各画素につきその画素を含む窓を形成しその窓内で所定レベルより暗い濃度の範囲を探し、この暗い濃度の画素数が全画面で所定数となったとき汚れがあると判定する。
【００１０】画像の全画素について、各画素についてその画素を含む窓を形成しその窓内で所定レベルより暗い濃度の範囲を探し、全画素探索する処理はホモロジー処理といわれ画像処理としてよく用いられる。ドラム缶の濃淡画像にこの処理をすると、全体的に暗い所にある汚れも判別できる。汚れの判断基準としては、各窓（通常４〜６画素×４〜６画素）で所定レベルより暗い濃度の画素を見つけ、この画素が所定数（全画面の画素は通常約５００×５００）以上のとき汚れと判断する。この方法を請求項１の発明と併用することにより無彩色の汚れの検出に効果的である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本実施の形態のｘｙ色度図を用いたドラム缶内面汚れ検出装置全体の構成を示す図である。ドラム缶１は胴２に上板３と底板４とが取付けられ構成される。ドラム缶１の上板３には口金が設けられており、この口金より小型のカラーＣＣＤカメラ５と照明用蛍光灯６を支持材７で一体に構成した撮影装置が挿入される。カラーＣＣＤカメラ５には広角レンズが設けられており、底板４のみならず胴２の一部も視野に入れて撮影することができる。図１は底板４を撮影する図を示すが、カラーＣＣＤカメラ５を上向きにすることにより上板３と胴２も撮影できる。カラーＣＣＤカメラ５で撮影された画像は画像処理装置８で処理され、汚れが検出される。モニタ９は画像処理の経過や結果を画面に表示する。
【００１２】図２は撮影エリアを複数の領域に分け各領域ごとのｘｙ色度を算出する方法を説明する図で、底板４と胴２の一部を含むエリアを示す。底板４の周囲に胴２の一部がリング状に表れている。底板４には汚れ１０があり、この汚れ１０は画像に表れている。この汚れ１０を目視で確認することはできるが、機械で確認するのは難しく、以下に述べる本発明により認識する。まず画像を複数の領域に分割する。なお、実際はこの分割よりも遙かに多い分割とするが、説明を容易にするため８分割の場合を示す。この場合、底板４の中心を中心として扇状に８等分した場合を示すが、等分に分割する必要はない。この領域をｗ１〜ｗ８とする。ｗ１とｗ２にまたがって汚れ１０が存在している。各領域のＲ，Ｇ，Ｂ輝度信号より色度を求め、ｘｙ色度図にプロットし、その分布状態を調べるが、まずｘｙ色度図について説明する。
【００１３】図３はｘｙ色度図を示す。本ｘｙ色度図はJIS Ｚ8110に示されているもので、色度座標上に色彩をプロットしたものである。三角形を斜めにしたような曲線内で色を表し、曲線周囲の数値は色の波長をｎｍ（ナノメータ）で表している。中心は白（無彩色）を示し、有彩色はこの回りに存在し白から遠ざかる程鮮やかさの増した色となる。中心の白から周囲の曲線に引いた線上の色は全て同じ波長の色となる。曲線は単色光の波長変化軌跡を表しているため、白を中心に図上を移動すると色相が変化する。
【００１４】図２で示した各領域ｗ１〜ｗ８毎にその画像のＲ，Ｇ，Ｂについて構成画素の輝度の和を求め、この和を構成画素数で割り平均輝度Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍを求める。この平均輝度をｘｙ色度図にプロットするため、下記（１）式に代入してＸ，Ｙ，Ｚを求め、さらにこのＸ，Ｙ，Ｚを下記（２）式に代入してｘ，ｙを求める。このようにして得られた各領域のｘ，ｙデータを図３で示したｘｙ色度図にプロットする。
【００１５】
Ｘ＝２．７６８９Ｒｍ＋１．７５１７Ｇｍ＋１．１３０２ＢｍＹ＝Ｒｍ＋４．５９０７Ｇｍ＋０．０６０１Ｂｍ …（１）
Ｚ＝０．０５６５Ｇｍ＋５．５９４３Ｂｍｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） …（２）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
【００１６】図４は各領域のｘ，ｙデータをｘｙ色度図にプロットした状態を示す。汚れ１０のない領域ｗ３〜ｗ８のデータは１つの塊となって存在し、汚れ１０のある領域ｗ１〜ｗ２のデータは別の塊となって存在する。汚れ１０のない領域のデータは図３の曲線の中心近くの無彩色の領域近傍に存在し、汚れ１０のある領域のデータはこれより離れた場所に存在する。このように各領域の画像のＲ，Ｇ，Ｂからｘ，ｙを求めｘｙ色度図にプロットすることにより汚れのある領域のｘ，ｙデータは汚れのないｘ，ｙデータより離れて分布するので、この分布より汚れを判定することができる。
【００１７】図５は汚れのない底板４を撮影し、多数の領域に分割してそのｘｙデータを求めｘｙ色度図にプロットした図である。ｘｙデータはよくまとまっており、この重心を中心にして描いた半径ｒの円内に収まっている。
【００１８】図６は汚れのある底板４を撮影し、多数の領域に分割してそのｘｙデータを求めｘｙ色度図にプロットした図である。ｘｙデータはかなり分散しており、この重心を中心にして描いた半径ｒの円をはみ出しているものも多い。
【００１９】このように撮影エリアのｘｙデータの重心を求め、この重心を中心に半径ｒの円を描きこの円内に入るか否かにより汚れを自動的に判定することができる。なおこの半径ｒは許容できる汚れとその分布から予め定めておく。
【００２０】次に濃淡画像による汚れ検出について説明する。カラーＣＣＤカメラの輝度信号から濃淡画像を生成し、画像の全画素について、各画素についてその画素を含む窓を形成し、その窓内で所定レベルより暗い濃度の範囲を探し、全画素探索する処理はホモロジー処理といわれる。ドラム缶の濃淡画像にこの処理をすると、全体的に暗い所にある汚れも判別できる。汚れの判断基準としては、各窓（通常４〜６画素×４〜６画素）で所定レベルより暗い濃度の画素を見つけ（例えば、濃度の０〜２５５段階にしたとき１００以下の画素）、この画素が所定数（全画面の画素は通常約５００×５００であり、例えば５００個）以上のとき汚れと判断する。この方法は上述したｘｙ色度図を用いる方法では検出が困難な無彩色の汚れの検出に有効である。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明は、ドラム缶内部の画像を複数の領域に分け、各領域の画像のＲ，Ｇ，Ｂからその領域のｘ，ｙ色度図上の座標（ｘ，ｙ）を求め、これをｘ，ｙ色度図上にプロットし、その分布の重心を求め、その重心を中心に所定の半径で円を描き、この円内にｘｙデータが分布しているか否かを調べることにより、汚れを自動的に検出することができる。また、輝度信号を濃淡画像としホモロジー処理して所定の濃度以下の画素を検出することによりｘｙ色度図を用いる方法では検出が困難な無彩色の汚れの検出に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の装置全体の構成を示す図である。
【図２】ドラム缶内部の画像とこれを扇状の複数の領域に分割した状態を示す図である。
【図３】ｘ，ｙ色度図である。
【図４】図２に示す各領域のｘｙデータをｘ，ｙ色度図にプロットした図である。
【図５】汚れのない各領域のｘｙデータをｘ，ｙ色度図にプロットし、判定用の円を描いた図である。
【図６】汚れのある各領域のｘｙデータをｘ，ｙ色度図にプロットし、判定用の円を描いた図である。
【符号の説明】
１ドラム缶
２胴
３上板
４底板
５カラーＣＣＤカメラ
６蛍光灯
７支持材
８画像処理装置
９モニタ

【特許請求の範囲】
【請求項１】ドラム缶内部を撮影するカラーＣＣＤカメラと、このカラーＣＣＤカメラの撮影した画像を複数領域に分割し、各領域毎にＲ，Ｇ，Ｂについて構成画素の輝度の和を求め、この和を構成画素数で割り平均輝度Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍを求め、この平均輝度を下記（１）式に代入してＸ，Ｙ，Ｚを求め、このＸ，Ｙ，Ｚを下記（２）式に代入してｘ，ｙを求め、各領域のｘ，ｙデータをｘｙ色度図に表示し、この分布状態より汚れを検出する画像処理装置と、を備え、前記画像処理装置は、前記ｘ，ｙデータのｘ，ｙ色度図上で分布している重心を求め、この重心より所定半径内に前記ｘ，ｙデータが収まったとき汚れは許容値内と判定することを特徴とするｘｙ色度図を用いたドラム缶内面汚れ自動検出装置。
記Ｘ＝２．７６８９Ｒｍ＋１．７５１７Ｇｍ＋１．１３０２ＢｍＹ＝Ｒｍ＋４．５９０７Ｇｍ＋０．０６０１Ｂｍ …（１）
Ｚ＝０．０５６５Ｇｍ＋５．５９４３Ｂｍｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） …（２）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
【請求項２】前記画像処理装置は、前記カラーＣＣＤカメラの輝度信号から濃淡画像を生成し、この各画素につきその画素を含む窓を形成しその窓内で所定レベルより暗い濃度の範囲を探し、この暗い濃度の画素数が全画面で所定数となったとき汚れがあると判定することを特徴とする請求項１記載のｘｙ色度図を用いたドラム缶内面汚れ自動検出装置。

【図１】