(57)【要約】  対象物１に対し複数の方向からＸ線を照射し視差のある複数のＸ線透過画像を撮像するＸ線照射装置１０と、複数のＸ線透過画像から対象物１を検査する画像処理装置２０とを備える。例えば進化計算法を用いた画像処理装置により、対象物１のエッジの対応付けと、対象物１のエッジの両端を決定し（Ｓ２〜Ｓ７）、次いで対象物１の位置を立体計測する（Ｓ８）。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に対し複数の方向からＸ線を照射し視差のある複数のＸ線透過画像を撮像するＸ線照射装置と、
前記複数のＸ線透過画像から前記対象物を検査する画像処理装置と、を備え、
画像処理装置により、対象物のエッジの対応付けと、対象物のエッジの両端を決定し、次いで対象物の位置を立体計測する、ことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
前記画像処理装置によるエッジの対応付けとエッジの両端決定に進化計算法を用いる、ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記Ｘ線照射装置は、対象物を水平搬送するコンベア装置と、
該コンベア装置の一部を囲む遮蔽装置と、
該遮蔽装置の上流側に設けられ対象物の第１Ｘ線透過画像を撮像する第１Ｘ線源及び第１ディテクターと、
遮蔽装置の下流側に設けられ対象物の前記第１Ｘ線透過画像に対して視差が大きい第２Ｘ線透過画像を撮像する第２Ｘ線源及び第２ディテクターと、を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
（Ａ）対象物に対し複数の方向からＸ線を照射し視差のある複数のＸ線透過画像を撮像し、
（Ｂ）前記複数のＸ線透過画像から、画像処理装置により、対象物のエッジの対応付けと、対象物のエッジの両端を決定し、
（Ｃ）次いで対象物の位置を立体計測する、ことを特徴とするＸ線検査方法。
【請求項５】
前記画像処理装置によるエッジの対応付けとエッジの両端決定に進化計算法を用いる、ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線検査方法。
【請求項６】
前記（Ｂ）において、
（ａ）親個体を進化計算法における１個体を表現する染色体で表現し、
（ｂ）親個体の染色体の一部を変更して子個体を生成し、
（ｃ）子個体の適応度を計算して最適個体を決定し、
（ｄ）該最適個体が所望の実用解であるかを判断し、
（ｅ）実用解でない場合は最適個体を親個体として（ａ）〜（ｄ）を繰返し、実用解である場合は最適個体を解とする、ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線検査方法。
【請求項７】
前記（ｃ）において、適応度を、「対象物のエッジの対応関係の妥当性」と「対象物のエッジの両端の信頼性」に基づく適応度関数を用いて計算する、ことを特徴とする請求項６に記載のＸ線検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視差が大きい複数のＸ線画像に基づき対象物を検査するＸ線検査装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
視差のある複数の画像に基づき、各画像上の対応点を検出することを「ステレオマッチング」という。また、個体集団に対する自然淘汰、交差、突然変異などの操作によって新しい個体を生成し、目的に合った個体を探索するアルゴリズムを「遺伝的アルゴリズム」と呼ぶ。【０００３】
Ｘ線画像に基づくステレオマッチングは特許文献１に、一般的なステレオマッチングは特許文献２，３に、遺伝的アルゴリズムは例えば特許文献４〜６に開示されている。【０００４】
例えば、一般の可視光画像ではなく、Ｘ線透過画像を用い、人間の両眼に近い視差で撮像された２枚のステレオＸ線透過画像をステレオビュアなどで呈示し、検査者に立体画像（覗いて見ると奥行きを知覚できる画像）として見せる装置が、特許文献１で既に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−２６２８号公報、「立体Ｘ線診断装置」
【特許文献２】特開２０００−９９７６０号公報、「３次元物体モデル生成方法及び３次元物体モデル生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」
【特許文献３】特開２０１０−４４４３８号公報、「特徴抽出装置、特徴抽出方法、画像処理装置、及び、プログラム」
【特許文献４】特開平１０−２１３８５号公報、「画像処理方法及び装置」
【特許文献５】特表２００４−０３８６６０号公報、「画像処理方法および画像処理装置」
【特許文献６】特開２００５−３４６２９７号公報、「立体物認識装置」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１は、ステレオ計測法の原理図である。
この図に示すように、複数の（視差のある）画像間の対応付けに基づいて対象物の計測点Ｐまでの距離や対象物の凹凸を計測する方式はステレオ計測法として確立されている。この際、左画像による計測点ＰＬの右画像中の対応点ＰＲを求める必要がある。これをステレオマッチングと呼ぶ。【０００７】
図２は、ステレオマッチングの一例であるブロックマッチング法の模式図である。
ブロックマッチング法は、ステレオマッチングの典型的な１手段であり、左画像の注目点（いまはＰＬ）を中心とする一定の大きさのウィンドウで画像を切り出してテンプレートとし、そのテンプレートを右画像上で左右に移動させて、パターンが最も一致する点（ここではＰＲ）を求めて対応点とし、これを全点について行うものである。
この方法は単純であり、図２の頂点部分のように特徴的な点については対応点の決定が比較的容易である。しかし、特徴的ではない点や、一方では隠れてしまう点などの対応点を正しく決めることは困難である。このため、ブロックマッチング法に基づく距離計測の結果には多くのノイズが含まれる問題点がある。【０００８】
図３は、対象物と視点との位置関係を示す図である。
この図において、例えば視点Ａや視点Ｂのように視差が大きい２枚の画像が与えられたとき、その間の視点（例えば視点ＣやＤなど）での画像を合成する技術は、主として多視点テレビのための方式として研究されている。
しかし、この際に生成される画像の信頼性は、視点Ａ、Ｂ間の視差の大きさに比例して低下する。そのため、原画像（視点Ａ、Ｂ）の視差が大き過ぎると、図形の変形が大き過ぎるため従来のステレオマッチングに失敗し、良好な中間画像を作ることができない問題点がある。【０００９】
図４Ａは、視差が大きくかつ変形が小さい場合の画像を示す図であり、図４Ｂは、視差が大きくかつ変形が大きい場合の画像を示す図である。
この図に示すように、同じ「円筒形の缶」でも図４Ａの置き方の場合は偶然、変形は小さいが、図４Ｂの置き方では大きく変形する。
そのため、視差が通常のステレオ画像よりもはるかに大きい場合、対象物は左右画像では大きく変形する場合が多く、図２に示したような「パターンを基準とする」ステレオマッチングでは対応点を決定することができなかった。【００１０】
また、Ｘ線画像から対象物の断面画像を構築する手段としてＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が知られている。しかし、Ｘ線手荷物検査等にＸ線ＣＴを適用すると、Ｘ線源やディテクターに稼働部（あるいは回転部）が存在するため、装置全体が大型化し、処理が複雑化し、処理時間が長くなり、装置が高価になる等の問題点があった。【００１１】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、従来のステレオマッチングが困難又は実質的に不可能であるような視差が大きい複数のＸ線画像に基づき、小型かつ安価に、簡単な処理で短時間に、対象物を検査することができるＸ線検査装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、対象物に対し複数の方向からＸ線を照射し視差のある複数のＸ線透過画像を撮像するＸ線照射装置と、
前記複数のＸ線透過画像から前記対象物を検査する画像処理装置と、を備え、
画像処理装置により、対象物のエッジの対応付けと、対象物のエッジの両端を決定し、次いで対象物の位置を立体計測する、ことを特徴とするＸ線検査装置が提供される。【００１３】
また本発明によれば、（Ａ）対象物に対し複数の方向からＸ線を照射し視差のある複数のＸ線透過画像を撮像し、
（Ｂ）前記複数のＸ線透過画像から、画像処理装置により、対象物のエッジの対応付けと、対象物のエッジの両端を決定し、
（Ｃ）次いで対象物の位置を立体計測する、ことを特徴とするＸ線検査方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
上記本発明の装置及び方法によれば、複数のＸ線画像から、例えば進化計算法を用いた画像処理装置により、（１）対象物のエッジの対応付けと、（２）対象物のエッジの両端を決定するので、視差が大きく、従来のステレオマッチングが困難又は実質的に不可能であるような場合でも、対象物のエッジの対応付けと、対象物のエッジの両端の決定を、簡単な処理で短時間にできる。
従って、その結果に基づく、対象物の位置の立体計測により、対象物の立体画像、対象物中の点の距離計測、各対象物の前後関係、床面からの距離、等を求めることができるので、対象物を検査することができる。【００１５】
また、本発明の装置は、Ｘ線源とディテクターがそれぞれ１つである従来の装置と比較して、装置の長手方法（コンベア進行方向）にＸ線源とディテクターを追加するだけで構成でき、Ｘ線ＣＴと比較して小型かつ安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ステレオ計測法の原理図である。
【図２】ステレオマッチングの一例であるブロックマッチング法の模式図である。
【図３】対象物と視点との位置関係を示す図である。
【図４Ａ】視差が大きくかつ変形が小さい場合の画像を示す図である。
【図４Ｂ】視差が大きくかつ変形が大きい場合の画像を示す図である。
【図５Ａ】本発明によるＸ線検査装置の模式的斜視図である。
【図５Ｂ】上流側のＸ線源１６ａとディテクター１８ａの配置図である。
【図５Ｃ】下流側のＸ線源１６ｂとディテクター１８ｂの上流側から見た配置図である。
【図６】本発明によるＸ線検査方法の全体フロー図である。
【図７Ａ】取得した左画像（Ｘ線透過画像）を示す模式図である。
【図７Ｂ】取得した右画像（Ｘ線透過画像）を示す模式図である。
【図７Ｃ】図７Ａから同一高さ（ライン）の画像を切り出した左画像である。
【図７Ｄ】図７Ｂから同一高さ（ライン）の画像を切り出した右画像である。
【図８】（１＋λ）ＥＳにおける世代交代のイメージ図である。
【図９】エッジのもつ特徴量を示す模式図である。
【図１０】縦方向のエッジを検出するため水平方向の微分フィルタｆｘの近傍に掛ける係数である。
【図１１】横方向のエッジを検出するため垂直方向の微分フィルタｆｙの近傍に掛ける係数である。
【図１２】同一対象物の両端のエッジを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１８】
図５Ａは本発明によるＸ線検査装置の模式的斜視図、図５Ｂは上流側のＸ線源１６ａとディテクター１８ａの配置図、図５Ｃは下流側のＸ線源１６ｂとディテクター１８ｂの上流側から見た配置図である。
この図に示すように、本発明のＸ線検査装置は、対象物１に対し複数の方向からＸ線を照射し視差のある複数のＸ線画像を撮像するＸ線照射装置１０と、複数のＸ線画像から対象物１を検査する画像処理装置２０とを備える。
Ｘ線照射装置１０は、対象物１を水平搬送するコンベア装置１２、コンベア装置１２の一部を囲む遮蔽装置１４、遮蔽装置１４の内部に設けられた１対のＸ線源１６ａ，１６ｂ及び１対のディテクター（Ｘ線検出器）１８ａ，１８ｂを備える。
【００１９】
この例において、第１Ｘ線源１６ａと第１ディテクター１８ａは、遮蔽装置１４の上流側に設けられ、対象物１の第１Ｘ線透過画像を撮像する。また、第２Ｘ線源１６ｂと第２ディテクター１８ｂは、遮蔽装置１４の下流側に設けられており、対象物１の第１Ｘ線透過画像に対して視差が大きい第２Ｘ線透過画像を撮像する。
なお、Ｘ線源とディテクターは、この例では２組であるが、３組以上を配置してもよい。
【００２０】
ここで、「視差が大きい」とは、従来のステレオマッチングが困難又は実質的に不可能であるような視差を意味する。従来のステレオマッチングが可能な視差は、例えば人の両眼に相当する間隔を隔てた２点からの視差である。これに対し、本願における「大きい視差」は、対象物に対する角度が例えば３０°以上、９０°以下の視差を意味する。
なお、本発明は、このような「大きい視差」に特に有用であるがこれに限定されず、従来のステレオマッチングが可能な視差であってもよい。
【００２１】
上述した本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線源とディテクターがそれぞれ１つである従来の装置と比較して、装置の長手方法（コンベア進行方向）にＸ線源とディテクターを追加するだけの構成により、Ｘ線ＣＴと比較して省コスト化、省スペース化ができる特徴がある。
【００２２】
画像処理装置２０は、例えば記憶装置、演算装置、及び表示装置を備えたＰＣ（コンピュータ）であり、複数のＸ線透過画像から、進化計算法により、対象物のエッジの対応付けと、対象物のエッジの両端を決定し、次いで対象物の位置を立体計測するようになっている。
「進化計算法」とは、進化戦略、進化的プログラミング、及び遺伝的アルゴリズムを含み、目的とする最適解を求める手法を意味する。
進化計算法における処理の詳細は後述する。
【００２３】
図６は、本発明によるＸ線検査方法の全体フロー図である。この図において、本発明のＸ線検査方法は、Ｓ１〜Ｓ１０の各ステップ（工程）からなる。
【００２４】
図６のＳ１において、上述したＸ線照射装置１０を用いて対象物１に対し複数の方向からＸ線を照射し、視差のある複数のＸ線透過画像を撮像する。以下、Ｘ線透過画像を、特に必要な場合を除き、単に「画像」と略称する。
また、複数の画像は、左右の２枚の画像である場合を説明する。
【００２５】
図７Ａは、取得した左画像（Ｘ線透過画像）を示す模式図であり、図７Ｂは、取得した右画像（Ｘ線透過画像）を示す模式図である。各図において、Ａ〜Ｅは、複数の対象物１を示している。
【００２６】
また、図６のＳ２において、取得した左右の画像から同一ライン上の画像を切り出す。ここで「同一ライン」とは、左右の画像上において共通する領域であり、例えば、同一高さに相当する矩形領域を意味する。
【００２７】
図７Ｃは、図７Ａから同一高さ（ライン）の画像を切り出した左画像であり、図７Ｄは、図７Ｂから同一高さ（ライン）の画像を切り出した右画像である。
図７Ｃと図７Ｄにおいて、図中の数字（１〜１０）は、各画像内の対象物１の対応するエッジ（輪郭線）を示している。
【００２８】
図６のＳ３〜Ｓ８において、進化計算法により、各画像間の対象物１のエッジの対応付けと、各画像内の対象物１のエッジの両端を決定し（Ｓ３〜Ｓ７）、次いで対象物１の位置を立体計測する（Ｓ８）。
【００２９】
以下、本発明による進化計算法を説明する。
【００３０】
１．進化計算法における個体の記述（Ｓ３）
図７Ｃと図７Ｄに示したように、左画像（図７Ｃ）中のあるライン上のエッジをＬ１〜Ｌｍ、右画像（図７Ｄ）中の同一ライン上のエッジをＲ１〜Ｒｎとして、左右のエッジ間の対応を表１、左画像中のエッジの対応を表２のように表示する。
【００３１】
【表１】
2012108278.tif 000003
【００３２】
【表２】
2012108278.tif 000004
【００３３】
表１はｍ×ｎビット、表２はｍ×（ｍ−１）／２ビットの表であり、これらの表がこの問題の解、すなわち、進化計算法における１個体を表現する染色体であると考える。
すなわち、染色体は全部でｍ×ｎ＋ｍ×（ｍ−１）／２＝ｍ×（２ｎ＋ｍ−１）／２ビットとなる。例えば、ｍ＝ｎ＝１０なら１０×（２０＋１０−１）／２＝５×２９＝１４５ビットで１つの解が表現されることになる。
【００３４】
なお、この染色体は次の制約条件（染色体条件１，２）をすべて満たすときにのみ解であるとみなされる。
（染色体条件１）
表１において、左右の対応関係は１対１または１対２のいずれかとなっている。すなわち、対応がないエッジや、１対３以上の１対多対応は許されない。
（染色体条件２）
表２において、エッジ右の対応関係は１対１または１対２のいずれかとなっている。すなわち、対応がないエッジや、１対３以上の１対多対応は許されない。
【００３５】
２．進化方法（世代交代方法・子個体生成方法）
本発明で用いる進化方法は、基本的には、進化計算法の一種である（１＋λ）ＥＳ（ＥＳ：Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｓｔｒａｔｅｇｙ、進化戦略）に位置づけられる。
【００３６】
図８は、（１＋λ）ＥＳにおける世代交代のイメージ図である。
（１＋λ）ＥＳの１は親個体を表し、λはその親個体から乱数を用いて一部を変更することで作られる子個体を指す。そして、１個の親個体からλ個の子個体を作り、（１＋λ）個の個体中の最適個体１個を選び、最終的な次世代の個体とする。
λはこの例では４としているが、λの最適値は、探索対象の空間の統計的特徴を調べて決定することが好ましい。
【００３７】
図６のＳ３において親個体を生成し、Ｓ４において子個体を生成する。
個体生成の具体的な方法を次に示す。子個体の生成（Ｓ４）は、本発明では突然変異（ｍｕｔａｔｉｏｎ）だけを用いる。
【００３８】
（個体生成の手順）
（１）元になる個体Ａ（親個体）の染色体中の遺伝子（０または１、全部でｍ×（２ｎ＋ｍ−１）／２個）のうち、一定の比率（この比率を「突然変異率」と呼ぶ）のビットをランダムに選んで反転（０なら１に変え、１なら０に変える）させることで個体Ｂ（子個体）を生成する。
（２）個体Ｂの染色体中のビット列が、先に示した（染色体条件１）と（染色体条件２）の両方を満たすかどうかを調べる。もし満たしていれば、個体Ｂを正式な子個体の１つとみなす。もし、いずれか、あるいは両方の条件を満たさない場合は個体Ｂを「非解」とみなして棄却し、（１）に戻り別の個体Ｂを生成する。「解」となり得る個体が生成されるまで、（２）を繰り返し実行する。
（３）複数の個体を生成する場合は、必要な回数（λに相当、今回は４回）だけ上記（１）（２）の処理を繰り返すことで必要な数の子個体を生成する。
なお、初期個体（最初の個体）１個を作るときも、上記の２つの条件を満たす個体をランダムに生成して初期個体（親個体）とする。
【００３９】
３．適応度関数
本発明において、適応度関数ｆｉｔｎｅｓｓを、次式（１）のように３つの評価値（ｆ１〜ｆ３）の線形和で表す。
ｆｉｔｎｅｓｓ＝ｆ１＋ｆ２＋ｆ３    ・・・・・・・・・（１）
【００４０】
ここで、ｆ１〜ｆ３は、次に示す評価基準に基づく評価値である。
（ｆ１：評価基準１）表１に関する評価値。表１で「対応する」とされている左右エッジ間の対応関係の妥当性に基づくもの。
（ｆ２：評価基準２）表２に関する評価値。表２で「対応する」とされている左画像中のエッジペアの信頼性に基づくもの。
（ｆ３：評価基準３）表１と表２から決定される右画像中のエッジペアの信頼性に基づくもの。
【００４１】
ｆ１では、対応するエッジが「Ａ：同じ対象物の左（あるいは右）のエッジとして妥当か？」ということ、
ｆ２では、対応するエッジが「Ｂ：同じ対象物の左と右（＝両端）のエッジとして妥当か？」ということ、
ｆ３では、対応するエッジが「Ｂ：同じ対象物の左と右（＝両端）のエッジとして妥当か？」ということを評価するものです。
３つの評価値（ｆ１〜ｆ３）の具体的な計算方法を次に示す。
【００４２】
３．１  「Ａ：同じ対象物の左（あるいは右）のエッジとして妥当か？」の計算
これは表１の妥当性に関するものであり、左エッジ（ｍ本）と右エッジ（ｎ本）の対応関係の妥当性を評価する。
ここで、必ずしもｍ＝ｎとならないことを想定している。この理由は、何らかの理由でどちらかのエッジに抽出洩れがある場合や、２つの対象物の端部が重なっていて一見エッジの本数が少なく見えている場合があると考えられるからである。
この評価に当たっては、どちらを基準にしても構わないが、ここでは左画像を基準として左右エッジの一致度の評価値を数１の式（２）から計算する。
【００４３】
【数１】
2012108278.tif 000005
【００４４】
ここで、Ｌｉは左画像のｉ番目のエッジ、Ｒ（Ｌｉ）はＬｉが対応するとされた右画像のエッジを表す。また、Ｓ１（Ｌｉ，Ｒ（Ｌｉ））は、エッジＬｉとＲ（Ｌｉ）が対応するエッジであるとしたときの類似度であり、０から１までの値を取り、１に近いほど両エッジが対応する信頼性が高いとみなされる。
【００４５】
Ｓ１（Ｌｉ，Ｒ（Ｌｉ））の計算方法について、左エッジに対応する右エッジが１つだけの場合（１対１の場合）と、左エッジに対応する右エッジが２つある場合（１対２の場合）に分けて次に示す。
【００４６】
（１対１の場合）
図９は、エッジのもつ特徴量を示す模式図である。
図９に示すエッジの方向、強度、左と右の階調値（Ｘ線透過濃度値）の４つの特徴量をまず求める。
【００４７】
図１０は、縦方向のエッジを検出するため水平方向の微分フィルタｆｘの近傍に掛ける係数であり、３×１１近傍であり、斜線部が注目画素である。
また図１１は、横方向のエッジを検出するため垂直方向の微分フィルタｆｙの近傍に掛ける係数であり、１１×３近傍であり、斜線部が注目画素である。
図１０と図１１に示すフィルタを用いたときの値（絶対値）をそれぞれＦｘ，Ｆｙとすると、画像ｆの座標（ｘ，ｙ）におけるエッジの方向θは、次式（３）で計算される。
θ（ｆ，ｘ，ｙ）＝ａｒｃｔａｎ（Ｆｙ／Ｆｘ）  ・・・（３）
【００４８】
同様に、エッジの強度Ｅは次式（４）で表される。
Ｅ（ｆ，ｘ，ｙ）＝（Ｆｘ２＋Ｆｙ２）０．５  ・・・（４）
【００４９】
また、座標（ｘ，ｙ）における左側の階調値Ｌｅｆｔは数２の式（Ａ１）で、右側の階調値Ｒｉｇｈｔは式（Ｂ１）で表される。Ｋは５程度である。
【００５０】
【数２】
2012108278.tif 000006
【００５１】
上記の計算を、対応するとされた右画像の注目画素ｇ（ｘ，ｙ）に対して求めることで、次の式（３ａ）（４ａ）と数３の（Ａ２）（Ｂ２）の４つの特徴量を求める。なお、ｆｘ，ｆｙ，Ｆｘ，Ｆｙに対応する右画像の値をｇｘ，ｇｙ，Ｇｘ，Ｇｙとしている。
θ（ｇ，ｘ，ｙ）＝ａｒｃｔａｎ（Ｇｙ／Ｇｘ）  ・・・（３ａ）
Ｅ（ｇ，ｘ，ｙ）＝（Ｇｘ２＋Ｇｙ２）０．５  ・・・（４ａ）
【００５２】
【数３】
2012108278.tif 000007
【００５３】
以上の特徴量を用いて、Ｓ１（Ｌｉ，Ｒ（Ｌｉ））を数４の式（５）のように計算する。Ｓ１（Ｌｉ，Ｒ（Ｌｉ））は０〜１の間の実数値をとる。
【００５４】
【数４】
2012108278.tif 000008
【００５５】
ここで、Ｅｍａｘはエッジ強度の最大値である。
このＳ１（Ｌｉ，Ｒ（Ｌｉ））をｉを変えながら求めることで、左右の対応エッジの一致度ｆ１（式（２））を計算する。
【００５６】
（１対２の場合）
ある左エッジＬｉに対応する右エッジが２つ（Ｒｊ，Ｒｋとする）ある場合は、ＬｉとＲｊの一致度、ＬｉとＲｋの類似度を、それぞれ式（５）を用いて計算した後、それらの和を２で割って平均値を求め、Ｌｉに対応するエッジの一致度であるとみなす。これをｉを変えながら求めることで、左右の対応エッジの一致度ｆ１（式（２））を計算する。
【００５７】
３．２  「Ｂ：同じ対象物の左と右（＝両端）のエッジとして妥当か？」
次に、左画像内の２つのエッジが、同一の対象物１の左右のエッジとなるか否かを判断するための妥当性ｆ２を数５の式（６）で計算する。
【００５８】
【数５】
2012108278.tif 000009
【００５９】
ここで、Ｌｉは左画像中のｉ番目のエッジペアのうちの左側（ｘ座標値で判断する）のエッジ、Ｒｉは右側のエッジを表す。また、Ｓ２（Ｌｉ，Ｒｉ）は、エッジＬｉとＲｉが同一対象物の両端のエッジであるとしたときの妥当性を表す量であり、０から１までの値を取り、１に近いほど両エッジが対象物の両端である妥当性が高いとみなす。
具体的には、３．１と同様にして計算するが、この例ではエッジの向きは当てにならないので、それ以外の３つの特徴量、すなわち、エッジの強度と左と右の階調値（Ｘ線透過濃度値）からＳ２（Ｌｉ，Ｒｉ）を計算する。
【００６０】
いま、エッジＬｉをｆ（ｘＬ，ｙＬ）、Ｒｉをｆ（ｘＲ，ｙＲ）とする。このとき、３．１で述べた方法と全く同じ方法によって次の量を計算する。
エッジ強度：Ｅ（ｆ，ｘＬ，ｙＬ），Ｅ（ｆ，ｘＲ，ｙＲ）は、上述した式（４）で計算する。
注目エッジの左側の階調値Ｌｅｆｔは数６の式（Ａ３）と式（Ａ４）で、注目エッジの右側の階調値Ｒｉｇｈｔは、式（Ｂ３）と式（Ｂ４）で計算する。
【００６１】
【数６】
2012108278.tif 000010
【００６２】
このとき、図１２に示すように、同一対象物１の両端のエッジの場合、（１）左側エッジの右側の階調値と右側エッジの左側の階調値は類似している確率が高いと考えられ、かつ（２）左側のエッジの左側と右側のエッジの右側階調値はあまり関係がないと考えられる。
よって、上記の特徴量のうち、Ｒｉｇｈｔ（ｆ，ｘＬ，ｙＬ）とＬｅｆｔ（ｆ，ｘＲ，ｙＲ）の類似性を仮定できる。これらから、最終的にＳ２（Ｌｉ，Ｒｉ）を数７の式（７）から計算する。この式において、Ｌｅｆｔ（ｆ，ｘＬ，ｙＬ）とＲｉｇｈｔ（ｆ，ｘＲ，ｙＲ）は用いていない。
【００６３】
【数７】
2012108278.tif 000011
【００６４】
Ｓ２（Ｌｉ，Ｒｉ）は０から１までの実数値をとり、１に近いほどこれら２つのエッジが同一対象物の両端のエッジである可能性が高い。このＳ２（Ｌｉ，Ｒｉ）を式（６）に代入することによって左画像中のエッジペアの妥当性ｆ２を計算する。
【００６５】
表２において１対２の関係がある場合、すなわち、あるエッジが２つの対象物の左端あるいは右端を兼ねているとみなされる場合は、それぞれについてＳ２（Ｌｉ，Ｒｉ）を求めて、ｆ２の計算に反映させる。すなわち、考えられる全てのエッジペアについてＳ２（Ｌｉ，Ｒｉ）を求める。
同様にして、右画像中のエッジペアの妥当性ｆ３を計算する。
【００６６】
３．３  適応度の計算方法について
３．２で述べた方法によって評価値ｆ１、ｆ２、ｆ３を求め、最終的な適応度ｆｉｔｎｅｓｓをそれらの線形和として先に示した式（１）から計算する。
【００６７】
なお、本発明は、上述した適応度関数に限定されず、その他の適応度関数を用いてもよい。
ただし、「左右エッジの対応関係の妥当性（ｆ１）」、「左画像中の同一対象物の両端エッジの妥当性（ｆ２）」、「右画像中の同一対象物の両端エッジの妥当性（ｆ３）」の３つの観点から総合的に判断する必要がある。
【００６８】
なお、これらに対して、さらに他の情報、例えば、「上下のラインでのエッジの対応関係との相関」を考慮することで、画像全体のエッジ対応の信頼性を上げることが好ましい。
【００６９】
図６のＳ５において、上述した適用度を計算し、Ｓ６において最適個体を決定し、Ｓ７において最適個体が実用解であるかを判断する。
Ｓ３〜Ｓ７のステップは、実用解が求まるまで繰り返し、実用解が求まれば実用解を解として終了する。
【００７０】
次いで、Ｓ８において、各画像間の対象物のエッジの対応付けと、各画像内の対象物のエッジの両端（エッジペア）から、画像全体の対象物の位置を三角測量して、対象物の位置を立体計測する。
【００７１】
上述したＳ２〜Ｓ８の進化計算法により、従来のステレオマッチングが困難又は実質的に不可能である視差が大きい左右のＸ線画像のステレオマッチングを可能にすることができる。
【００７２】
次に、この例ではＳ９において、中間画像を作成し、Ｓ１０において複数点からの立体画像を表示する。この対象物の立体画像により対象物を目視で検査することができる。
すなわち、対象物の立体計測（Ｓ８）により、各対象物１を抽出することができるため、それを、視差を調整して人が見たときに立体に見えるようにして画面に立体表示することができる。
【００７３】
なお、左右の領域の左端・右端を表すエッジ部分の対応付けが正しく行えることから、立体画像表示以外に、対象物中の点の距離計測、各対象物の前後関係、床面からの距離、等を計測することもできる。
また、これによって「その奥行き距離にある、上下方向のエッジがつながった領域」、として、特定の領域だけを選択的に抽出し、領域の形状などの特徴からそれが何であるかを認識することができる。
さらに、立体画像表示の際、各対象物の色付けや、実際の奥行き距離より距離方向を強調するなどにより、対象物を１つずつ分離して表示することができる。
【００７４】
また、さらに、重畳している対象物１を距離情報を用いて分離した後に自動認識する機能や、特定の性質をもった対象物（電子回路等）を自動抽出する機能を付加することもできる。
【００７５】
上述した本発明の装置及び方法によれば、複数のＸ線画像から、例えば進化計算法を用いた画像処理装置により、（１）対象物１のエッジの対応付けと、（２）対象物１のエッジの両端を決定するので、視差が大きく、従来のステレオマッチングが困難又は実質的に不可能であるような場合でも、対象物１のエッジの対応付けと、対象物１のエッジの両端の決定を、簡単な処理で短時間にできる。
従って、その結果に基づく、対象物１の位置の立体計測により、対象物１の立体画像、対象物１中の点の距離計測、各対象物１の前後関係、床面からの距離、等を求めることができるので、対象物１を検査することができる。
【００７６】
また、本発明の装置は、Ｘ線源とディテクターがそれぞれ１つである従来の装置と比較して、装置の長手方法（コンベア進行方向）にＸ線源とディテクターを追加するだけで構成でき、Ｘ線ＣＴと比較して小型かつ安価にできる。
【００７７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。
【符号の説明】
【００７８】
１  対象物、１０  Ｘ線照射装置、
１２  コンベア装置、１４  遮蔽装置、
１６ａ，１６ｂ  Ｘ線源、
１８ａ，１８ｂ  ディテクター（Ｘ線検出器）、
２０  画像処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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