(57)【要約】【課題】粒状物品の種類を判別し検査する際に高度な判別精度を実現することが可能であり、且つ簡便に物品種の判別検査を行うことが可能な粒状物品種検査装置を提供する。【解決手段】載置板に１乃至複数の被検査物品を載置して上方２方向から被検査物品を撮影する。また、載置板上の被検査物品の重量を計測する。撮影した画像とテンプレート画像との間で２次元画像マッチングを行う。また、撮影した画像からステレオ画像を合成し、テンプレートステレオ画像との間でステレオマッチングを行う。各マッチングで得た物品種候補の組み合わせのうち、総重量が計測された総重量に近似するものを抽出する。そして、抽出された物品種候補の組み合わせのうち、各マッチングにおけるテンプレート画像との距離の加重和が最小のものを選出し、これを物品種として特定する。【選択図】図１
2010117331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物品を載置する載置板と、
前記載置板上に載置される被検査物品を斜め上方から撮像する第一の撮像装置と、
前記載置板上に載置される被検査物品を前記第一の撮像装置とは異なる方角の斜め上方から撮像する第二の撮像装置と、
前記載置板上に載置された被検査物品の総重量Ｍを検出する計重器と、
前記第一及び第二の撮像装置で撮像されたそれぞれの画像から、前記載置板上に載置されたＮ個（Ｎ≧１）の被検査物品の画像を切り出して切出画像｛Ｇ１（ｎ），…，ＧＮ（ｎ）｝（ｎ＝１，２：ｎは撮像装置の番号）を生成する領域分離手段と、
検査対象となる複数種の物品を、各物品種ごとに、その物品種ｐの物品を撮影したテンプレート二次元画像｛Ｔ１（ｐ）｝、その物品種の物品のステレオ・画像であるテンプレート・ステレオ画像｛Ｔ２（ｐ）｝、並びにその物品種の物品１個当たりの重量｛ｍ（ｐ）｝を当該物品種ｐと関連づけて記憶するテンプレート記憶手段と、
前記テンプレート記憶手段に記憶された各テンプレート二次元画像Ｔ１（ｐ）と前記第一又は第二の撮像装置により撮像された前記各切出画像Ｇｉ（ｎ）（ｉ＝１，…，Ｎ）との二次元画像マッチングを実行し、前記テンプレート二次元画像と前記切出画像との距離（以下「二次元画像距離」）Ｌ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１（ｐ））が所定の閾値以下である候補となる物品種の集合（以下「第一の候補物品種集合」）Ａｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出する二次元画像マッチング手段と、
前記第一及び第二の撮像装置により撮像されるＮ組の前記切出画像の対｛（Ｇ１（１），Ｇ１（２）），…，（ＧＮ（１），ＧＮ（２））｝から、Ｎ個の被検査物品のステレオ画像｛Ｓ１，…，ＳＮ｝を合成するステレオ画像合成手段と、
前記テンプレート記憶手段に記憶された前記各テンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐ）と、前記ステレオ画像合成手段により合成された前記各ステレオ画像Ｓｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）とのステレオ・マッチングを実行し、前記テンプレート・ステレオ画像と前記ステレオ画像との距離（以下「ステレオ画像距離」）Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐ））が所定の閾値以下である候補となる物品種の集合（以下「第二の候補物品種集合」）Ｂｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出するステレオ・マッチング手段と、
Ｎ個の前記各切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）のそれぞれに対し、前記第一の候補物品種集合Ａｉと前記第二の候補物品種集合Ｂｉとに共通して含まれる物品種の集合（以下「共通候補物品種集合」）Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉ＝｛ｐｉｋ｝を抽出する共通候補抽出手段と、
Ｎ個の前記共通候補物品種集合Ｐ１，…，ＰＮのそれぞれから１つずつ物品種を取り出して集めた共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）の中から、前記テンプレート記憶手段に記憶された物品種の物品１個当たりの重量を前記共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）について足し合わせた総重量Ｍｊと、前記計重器が検出する総重量Ｍとの差｜Ｍｊ−Ｍ｜が所定の閾値εＭ以下となる共通候補の順列を抽出する重量判定手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート二次元画像Ｔ１（ｐｉαｉ）とそれに対応する切出画像Ｇｉ（ｎ）との距離をその共通候補の順列について足し合わせた第一の距離和Ｄ１＝ΣｉＬ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１（ｐｉαｉ））を算出する第一の距離和演算手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐｉαｉ）とそれに対応するステレオ画像Ｓｉとの距離をその共通候補の順列について足し合わせた第二の距離和Ｄ２＝ΣｉＬ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐｉαｉ））を算出する第二の距離和演算手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列｛（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）｝のうち、前記第一の距離和Ｄ１と前記第二の距離和Ｄ２との加重和ｃ１Ｄ１＋ｃ２Ｄ２が最小となる共通候補の順列を抽出し、前記載置板に載置された被検査物品の集合として出力する総合判定手段と、
を備えたことを特徴とする粒状物品種検査装置。
【請求項２】
前記テンプレート記憶手段には、各物品種ごとに、その物品種の物品の表面に印字がある場合には、その印字を撮影した画像（以下「印字画像」）をテンプレート印字画像｛Ｔ３（ｐ）｝として、当該物品種ｐと関連づけて記憶され、その物品種の物品の表面に刻印がある場合には、その刻印を撮影した画像（以下「刻印画像」）をテンプレート刻印画像｛Ｔ４（ｐ）｝として、当該物品種ｐと関連づけて記憶されており、
Ｎ個の前記各切出画像Ｇｉ（ｎ）（ｉ＝１，…，Ｎ）のそれぞれについて、前記切出画像Ｇｉ（ｎ）内の物品の表面に前記印字画像又は前記刻印画像（以下「模様画像」）が存在するか否かを判定し、前記模様画像が存在する場合にはその模様画像Ｑｉを抽出する模様画像抽出手段と、
前記模様画像抽出手段により抽出された前記模様画像Ｑｉが、印字画像であるか刻印画像であるかを判別する印字・刻印判別手段と、
前記印字・刻印判別手段により前記模様画像Ｑｉが前記印字画像と判別された場合、前記テンプレート記憶手段に記憶された前記各テンプレート印字画像Ｔ３（ｐ）と前記印字画像Ｑｉとの画像マッチングを実行し、前記テンプレート印字画像と前記印字画像との距離である印字画像距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ３（ｐ））が所定の閾値以下である候補となる物品種の集合を第三の候補物品種集合Ｃｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）として抽出する印字画像マッチング手段と、
前記印字・刻印判別手段により前記模様画像Ｑｉが前記刻印画像と判別された場合、前記テンプレート記憶手段に記憶された前記各テンプレート刻印画像Ｔ４（ｐ）と前記刻印画像Ｑｉとの画像マッチングを実行し、前記テンプレート刻印画像と前記刻印画像との距離である刻印画像距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐ））が所定の閾値以下である候補となる物品種の集合を前記第四の候補物品種集合Ｅｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）として抽出する刻印画像マッチング手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート印字画像Ｔ３（ｐｉαｉ）とそれに対応する印字画像Ｑｉとの距離をその共通候補の順列について足し合わせた第三の距離和Ｄ３＝ΣｉＬ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐｉαｉ））を算出する第三の距離和演算手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート刻印画像Ｔ４（ｐｉαｉ）とそれに対応する刻印画像Ｑｉとの距離をその共通候補の順列について足し合わせた第四の距離和Ｄ４＝ΣｉＬ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐｉαｉ））を算出する第四の距離和演算手段と、
を備え、
前記総合判定手段は、前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列｛（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）｝のうち、前記第一の距離和Ｄ１、前記第二の距離和Ｄ２、前記第三の距離和Ｄ３、及び前記第四の距離和Ｄ４の加重和ｃ１Ｄ１＋ｃ２Ｄ２＋ｃ３Ｄ３＋ｃ４Ｄ４（ｃ１、ｃ２，ｃ３，ｃ４は重み定数）が最小となる共通候補の順列を抽出し、前記載置板に載置された被検査物品の集合として出力すること
を特徴とする請求項１記載の粒状物品種検査装置。
【請求項３】
前記載置板は、透光性の板材からなり、
前記載置板上に載置される被検査物品を前記載置板の下方乃至斜め下方から前記載置板を透して撮像する第三の撮像装置を備え、
前記領域分離手段は、前記第一、第二、及び第三の撮像装置で撮像されたそれぞれの画像から、前記切出画像｛Ｇ１（ｎ），…，ＧＮ（ｎ）｝（ｎ＝１，２，３：ｎは撮像装置の番号）を生成し、
前記二次元画像マッチング手段は、前記各テンプレート二次元画像Ｔ１ｋ（ｋ＝１，２，…）と前記第一、第二、又は第三の撮像装置の何れかにより撮像された前記各切出画像Ｇｉ（ｎ）（ｉ＝１，…，Ｎ）との二次元画像マッチングを実行し、前記二次元画像距離Ｌ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１ｋ）が小さい順に、前記第一の候補物品種集合Ａｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出するものであることを特徴とする請求項２記載の粒状物品種検査装置。
【請求項４】
前記共通候補抽出手段は、Ｎ個の前記各切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）のそれぞれに対し、
当該切出画像Ｇｉに模様画像Ｑｉとして印字画像が含まれる場合には、前記第１の候補物品種集合Ａｉと前記第２の候補物品種集合Ｂｉと前記第３の候補物品種集合Ｃｉとに共通して含まれる物品種の集合を前記共通候補物品種集合Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉ∩Ｃｉとして抽出し、
当該切出画像Ｇｉに模様画像Ｑｉとして刻印画像が含まれる場合には、前記第１の候補物品種集合Ａｉと前記第２の候補物品種集合Ｂｉと前記第四の候補物品種集合Ｅｉとに共通して含まれる物品種の集合を前記共通候補物品種集合Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉ∩Ｅｉとして抽出し、
当該切出画像Ｇｉに模様画像Ｑｉが含まれない場合には、前記第１の候補物品種集合Ａｉと前記第２の候補物品種集合Ｂｉとに共通して含まれる物品種の集合を前記共通候補物品種集合Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉとして抽出すること
を特徴とする請求項２又は３に記載の粒状物品種検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状物品の種類を自動判別する粒状物品種検査装置に関し、特に、分包されたカプセルや錠剤等の種類を自動判別するのに適した粒状物品種検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬局や病院においては、一般に、患者に対して処方された薬剤を１回の服用分毎に分包し、患者に提供する。この際、薬剤の分包は、処方箋に従って薬剤師が薬剤を選択し、手作業や分包機によって袋詰めを行う。ところで、人手による作業では、必然的に人為的ミスがリスクとして発生するが、薬剤の分包作業においては、分包された薬剤を患者が服用するため、人為的ミスが許されない。従って、分包後に、分包された薬剤の種類を検査する必要がある。
【０００３】
分包薬剤の種類を検査する検査装置としては、特許文献１のものが公知である。図６に、特許文献１に記載の分包薬剤の検薬装置を示す（特許文献１，実施例２参照）。検薬装置は、透明な袋１０１に分包された薬剤（錠剤又はカプセル）の検薬を行う装置である。
【０００４】
この検薬装置の撮影ユニット１００は、分包した薬剤の入った袋１０１を挟んで、上方に設置されるデジタルカメラ１０２と、下方に設置されるデジタルカメラ１０３と、上方に設置される平行光源を下向きに照射する照明器１０４とを備えている。
【０００５】
上方のデジタルカメラ１０２は、透明な袋１０１に分包された薬剤をカラー撮影た画像を出力する。また、下方に設置されるデジタルカメラ１０３は、照明器１０４による平行光線の照明下で、各薬剤が灰色若しくは黒色のシルエット画像として撮像されたシルエット画像を出力する。
【０００６】
薬剤の照合を行う場合、撮影した画像から各薬剤画像を切り出す必要がある。この検薬装置では、薬剤画像の切り出し処理を、シルエット画像を用いて行う。まず、シルエット画像に対して２値化処理を行う。次いで、２値化されたシルエット画像に対して、８近傍収縮処理を行う。これにより、接触した薬剤同士が分離するため、各薬剤画像を分離して切り出すことができる。
【０００７】
各薬剤の照合は、上方のデジタルカメラ１０２により撮影されたカラー画像を用いて行われる。まず、先にシルエット画像によって切り出された領域に従って、デジタルカメラ１０２により撮影されたカラー画像から各薬剤画像を切り出す。そして、個々の薬剤画像について、ＲＧＢ濃度値を検出し、色彩テンプレートを作成する。また、各薬剤のカラー画像を２値化して、長軸Ｌ、短軸Ｓの長さを画素数で算出する。さらに、各薬剤毎に、画像の面積Σを全画素数で算出する。
【０００８】
最後に、得られたこれらのパラメータを用いて、次式（１）により照合判定値ｖを算出する。
【０００９】
【数１】
2010117331.tif 000003
【００１０】
基準データと検査薬剤とが一致すればｖは小さい値となり、一致しなければｖは大きい値となるので、このｖを閾値判定することで薬剤の照合が可能となる。
【特許文献１】特開２００８−１８２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、実際の調剤現場において扱う薬剤は極めて多種類に及び、それら多種類の薬剤の中には形状や色彩、模様が類似するものが多い。従って、上記従来の分包薬剤の検薬装置のように、ＲＧＢ値、長軸、短軸、平面面積のみを基準に薬剤の判別を行うのでは、十分な精度で薬剤の判別を行うことができず、誤判定を生じる。特に、調剤現場では患者に薬剤を誤って投与する事故を完全に防止することが要請されるため、判別精度はさらに高度なものが求められている。
【００１２】
一方、調剤現場では、多数の患者に短時間で薬剤を処方する必要があり、迅速に薬剤の分包と検査を行う必要がある。従って、薬剤種の判別検査も簡便に行うことができるものである必要がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、粒状物品の種類を判別し検査する際に高度な判別精度を実現することが可能であり、且つ簡便に物品種の判別検査を行うことが可能な粒状物品種検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（Ｉ）記号の規約
最初に、本明細書において使用する記号について、次のように定めておく。
Ｎ：載置板上に置かれる被検査物品の個数（Ｎ≧１）；
Ｇ（ｎ）：第ｎ番目の撮像装置（カメラ）により撮影された画像（ｎ＝１，２，３）；
Ｇｉ（ｎ）：画像Ｇ（ｎ）から切り出されたｉ番目（ｉ＝１，…，Ｎ）の物品の切出画像；
Ｇｉ：切出画像Ｇｉ（１），Ｇｉ（２），Ｇｉ（３）の何れか（ｉ＝１，…，Ｎ）；
Ｓｉ：切出画像Ｇｉ（１），Ｇｉ（２）から生成されるステレオ画像
Ｔ１（ｐ）：物品ｐのテンプレート二次元画像；
Ｔ２（ｐ）：物品ｐのテンプレート・ステレオ画像；
Ｔ３（ｐ）：物品ｐのテンプレート印字画像；
Ｔ４（ｐ）：物品ｐのテンプレート刻印画像；
Ｑｉ：切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）から抽出された模様画像（印字画像又は刻印画像）；
Ａｉ＝｛ｐｉｋ（Ａ）｝：切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）に対する第一の候補物品種集合；
Ｂｉ＝｛ｐｉｋ（Ｂ）｝：切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）に対する第二の候補物品種集合；
Ｃｉ＝｛ｐｉｋ（Ｃ）｝：切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）に対する第三の候補物品種集合；
Ｅｉ＝｛ｐｉｋ（Ｅ）｝：切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）に対する第四の候補物品種集合；
Ｐｉ＝｛ｐｉｋ｝：切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）に対する共通候補物品種集合；
（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）：共通候補の順列（順列）；
Ｌ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１（ｐ））：切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）とテンプレート二次元画像Ｔ１（ｐ）との間の二次元画像距離；
Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐ））：ステレオ画像Ｓｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）とテンプレート二次元画像Ｔ１（ｐ）との間のステレオ画像距離；
Ｌ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐｉαｉ））：印字画像ととの間の印字画像距離；
Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐｉαｉ））：刻印画像ととの間の刻印画像距離；
Ｄ１：第一の距離和（＝ΣｉＬ１（Ｇｉ，Ｔ１（ｐ））；
Ｄ２：第二の距離和（＝ΣｉＬ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐ））；
Ｄ３：第三の距離和（＝ΣｉＬ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐｉαｉ）））；
Ｄ４：第四の距離和（＝ΣｉＬ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐｉαｉ）））；
ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４：加重和の重み係数．
【００１５】
（ＩＩ）本発明の構成
本発明の粒状物品種検査装置の第１の構成は、被検査物品を載置する載置板と、
前記載置板上に載置される被検査物品を斜め上方から撮像する第一の撮像装置と、
前記載置板上に載置される被検査物品を前記第一の撮像装置とは異なる方角の斜め上方から撮像する第二の撮像装置と、
前記載置板上に載置された被検査物品の総重量Ｍを検出する計重器と、
前記第一及び第二の撮像装置で撮像されたそれぞれの画像から、前記載置板上に載置されたＮ個（Ｎ≧１）の被検査物品の画像を切り出して切出画像｛Ｇ１（ｎ），…，ＧＮ（ｎ）｝（ｎ＝１，２：ｎは撮像装置の番号）を生成する領域分離手段と、
検査対象となる複数種の物品を、各物品種ごとに、その物品種ｐの物品を撮影したテンプレート二次元画像｛Ｔ１（ｐ）｝、その物品種の物品のステレオ・画像であるテンプレート・ステレオ画像｛Ｔ２（ｐ）｝、並びにその物品種の物品１個当たりの重量｛ｍ（ｐ）｝を当該物品種ｐと関連づけて記憶するテンプレート記憶手段と、
前記テンプレート記憶手段に記憶された各テンプレート二次元画像Ｔ１（ｐ）と前記第一又は第二の撮像装置により撮像された前記各切出画像Ｇｉ（ｎ）（ｉ＝１，…，Ｎ）との二次元画像マッチングを実行し、前記テンプレート二次元画像と前記切出画像との距離（以下「二次元画像距離」）Ｌ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１（ｐ））が所定の閾値以下である候補となる物品種の集合（以下「第一の候補物品種集合」）Ａｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出する二次元画像マッチング手段と、
前記第一及び第二の撮像装置により撮像されるＮ組の前記切出画像の対｛（Ｇ１（１），Ｇ１（２）），…，（ＧＮ（１），ＧＮ（２））｝から、Ｎ個の被検査物品のステレオ画像｛Ｓ１，…，ＳＮ｝を合成するステレオ画像合成手段と、
前記テンプレート記憶手段に記憶された前記各テンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐ）と、前記ステレオ画像合成手段により合成された前記各ステレオ画像Ｓｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）とのステレオ・マッチングを実行し、前記テンプレート・ステレオ画像と前記ステレオ画像との距離（以下「ステレオ画像距離」）Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐ））が所定の閾値以下である候補となる物品種の集合（以下「第二の候補物品種集合」）Ｂｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出するステレオ・マッチング手段と、
Ｎ個の前記各切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）のそれぞれに対し、前記第一の候補物品種集合Ａｉと前記第二の候補物品種集合Ｂｉとに共通して含まれる物品種の集合（以下「共通候補物品種集合」）Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉ＝｛ｐｉｋ｝を抽出する共通候補抽出手段と、
Ｎ個の前記共通候補物品種集合Ｐ１，…，ＰＮのそれぞれから１つずつ物品種を取り出して集めた共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）の中から、前記テンプレート記憶手段に記憶された物品種の物品１個当たりの重量を前記共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）について足し合わせた総重量Ｍｊと、前記計重器が検出する総重量Ｍとの差｜Ｍｊ−Ｍ｜が所定の閾値εＭ以下となる共通候補の順列を抽出する重量判定手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート二次元画像Ｔ１（ｐｉαｉ）とそれに対応する切出画像Ｇｉ（ｎ）との距離をその共通候補の順列について足し合わせた第一の距離和Ｄ１＝ΣｉＬ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１（ｐｉαｉ））を算出する第一の距離和演算手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐｉαｉ）とそれに対応するステレオ画像Ｓｉとの距離をその共通候補の順列について足し合わせた第二の距離和Ｄ２＝ΣｉＬ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐｉαｉ））を算出する第二の距離和演算手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列｛（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）｝のうち、前記第一の距離和Ｄ１と前記第二の距離和Ｄ２との加重和ｃ１Ｄ１＋ｃ２Ｄ２が最小となる共通候補の順列を抽出し、前記載置板に載置された被検査物品の集合として出力する総合判定手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、二次元画像マッチングに加えて、ステレオ・マッチングにより薬剤の判別を行うことによって、物品の高さのマッチングも行われ、判別精度を向上させることができる。更に、各被検査物品の重量和によって候補の絞り込みを行うため、画像による判別のみの場合に比べ、更に判別誤差を低減させることができる。また、検査に当たっては、被検査物品を載置台上に載せて撮影を行うのみであるため、きわめて簡便に検査を行うことができる。
【００１７】
本発明の粒状物品種検査装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記テンプレート記憶手段には、各物品種ごとに、その物品種の物品の表面に印字がある場合には、その印字を撮影した画像（以下「印字画像」）をテンプレート印字画像｛Ｔ３（ｐ）｝として、当該物品種ｐと関連づけて記憶され、その物品種の物品の表面に刻印がある場合には、その刻印を撮影した画像（以下「刻印画像」）をテンプレート刻印画像｛Ｔ４（ｐ）｝として、当該物品種ｐと関連づけて記憶されており、
Ｎ個の前記各切出画像Ｇｉ（ｎ）（ｉ＝１，…，Ｎ）のそれぞれについて、前記切出画像Ｇｉ（ｎ）内の物品の表面に前記印字画像又は前記刻印画像（以下「模様画像」）が存在するか否かを判定し、前記模様画像が存在する場合にはその模様画像Ｑｉを抽出する模様画像抽出手段と、
前記模様画像抽出手段により抽出された前記模様画像Ｑｉが、印字画像であるか刻印画像であるかを判別する印字・刻印判別手段と、
前記印字・刻印判別手段により前記模様画像Ｑｉが前記印字画像と判別された場合、前記テンプレート記憶手段に記憶された前記各テンプレート印字画像Ｔ３（ｐ）と前記印字画像Ｑｉとの画像マッチングを実行し、前記テンプレート印字画像と前記印字画像との距離である印字画像距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ３（ｐ））が所定の閾値以下である候補となる物品種の集合を第三の候補物品種集合Ｃｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）として抽出する印字画像マッチング手段と、
前記印字・刻印判別手段により前記模様画像Ｑｉが前記刻印画像と判別された場合、前記テンプレート記憶手段に記憶された前記各テンプレート刻印画像Ｔ４（ｐ）と前記刻印画像Ｑｉとの画像マッチングを実行し、前記テンプレート刻印画像と前記刻印画像との距離である刻印画像距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐ））が所定の閾値以下である候補となる物品種の集合を前記第四の候補物品種集合Ｅｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）として抽出する刻印画像マッチング手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート印字画像Ｔ３（ｐｉαｉ）とそれに対応する印字画像Ｑｉとの距離をその共通候補の順列について足し合わせた第三の距離和Ｄ３＝ΣｉＬ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐｉαｉ））を算出する第三の距離和演算手段と、
前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート刻印画像Ｔ４（ｐｉαｉ）とそれに対応する刻印画像Ｑｉとの距離をその共通候補の順列について足し合わせた第四の距離和Ｄ４＝ΣｉＬ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐｉαｉ））を算出する第四の距離和演算手段と、
を備え、
前記総合判定手段は、前記重量判定手段により抽出された各共通候補の順列｛（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）｝のうち、前記第一の距離和Ｄ１、前記第二の距離和Ｄ２、前記第三の距離和Ｄ３、及び前記第四の距離和Ｄ４の加重和ｃ１Ｄ１＋ｃ２Ｄ２＋ｃ３Ｄ３＋ｃ４Ｄ４（ｃ１、ｃ２，ｃ３，ｃ４は重み定数）が最小となる共通候補の順列を抽出し、前記載置板に載置された被検査物品の集合として出力すること
を特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、印字や刻印の画像マッチングを併用することで、更に判別精度を高めることができる。
【００１９】
本発明の粒状物品種検査装置の第３の構成は、前記第２の構成において、前記載置板は、透光性の板材からなり、
前記載置板上に載置される被検査物品を前記載置板の下方乃至斜め下方から前記載置板を透して撮像する第三の撮像装置を備え、
前記領域分離手段は、前記第一、第二、及び第三の撮像装置で撮像されたそれぞれの画像から、前記切出画像｛Ｇ１（ｎ），…，ＧＮ（ｎ）｝（ｎ＝１，２，３：ｎは撮像装置の番号）を生成し、
前記二次元画像マッチング手段は、前記各テンプレート二次元画像Ｔ１ｋ（ｋ＝１，２，…）と前記第一、第二、又は第三の撮像装置の何れかにより撮像された前記各切出画像Ｇｉ（ｎ）（ｉ＝１，…，Ｎ）との二次元画像マッチングを実行し、前記二次元画像距離Ｌ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１ｋ）が小さい順に、前記第一の候補物品種集合Ａｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出するものであることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、第三の撮像装置によって下面から薬剤を撮影した画像を併用することで、印字面又は刻印面が下向きになっている場合にも、正しく印字や刻印の画像マッチングを行うことが可能となり、更に判別精度を高めることができる。
【００２１】
本発明の粒状物品種検査装置の第４の構成は、前記第２又は３の構成において、前記共通候補抽出手段は、Ｎ個の前記各切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）のそれぞれに対し、
当該切出画像Ｇｉに模様画像Ｑｉとして印字画像が含まれる場合には、前記第１の候補物品種集合Ａｉと前記第２の候補物品種集合Ｂｉと前記第３の候補物品種集合Ｃｉとに共通して含まれる物品種の集合を前記共通候補物品種集合Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉ∩Ｃｉとして抽出し、
当該切出画像Ｇｉに模様画像Ｑｉとして刻印画像が含まれる場合には、前記第１の候補物品種集合Ａｉと前記第２の候補物品種集合Ｂｉと前記第四の候補物品種集合Ｅｉとに共通して含まれる物品種の集合を前記共通候補物品種集合Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉ∩Ｅｉとして抽出し、
当該切出画像Ｇｉに模様画像Ｑｉが含まれない場合には、前記第１の候補物品種集合Ａｉと前記第２の候補物品種集合Ｂｉとに共通して含まれる物品種の集合を前記共通候補物品種集合Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉとして抽出すること
を特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、被検査物品を２方向から撮影し、二次元の画像マッチングに加えて、ステレオ・マッチングにより薬剤の判別を行うとともに、各被検査物品の重量和によって判別候補の絞り込みを行うことで、粒状物品の種類を判別し検査する際の判別精度が高い粒状物品種検査装置を提供することができる。また、検査作業は、被検査物品を載置板上に置いて撮影するのみであるため、簡便に物品種の判別検査を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１に係る粒状物品種検査装置１の構成を示す図である。本実施例の粒状物品種検査装置１は、透明な包装袋Ａに分包された被検査物品Ｂの種類を判別検査するものである。この場合、被検査物品Ｂは、錠剤やカプセル等の粒状薬剤である。
【００２５】
粒状物品種検査装置１は、撮影ユニット２と制御装置３の２つの部分から構成されている。撮影ユニット２は、被検査物品Ｂの撮影と計重を行う装置の單元部分である。また、制御装置３は、撮影ユニット２から出力される被検査物品Ｂの画像情報と計重情報に基づいて被検査物品Ｂの判別検査を行う装置の單元部分である。この制御装置３としては、制御プログラムがインストールされた汎用のコンピュータを使用することができる。
【００２６】
撮影ユニット２は、載置板４、計重器５、第一照明６、第二照明７、第三照明８、第一カメラ９、第二カメラ１０、及び第三カメラ１１を備えている。
【００２７】
載置板４は、透明な包装袋Ａに分包された被検査物品Ｂを載置するための水平台であり、透光性の板材で構成されている。また、載置板４の下面には、載置板４の被検査物品Ｂを載置する部分に対向する部分に方形の開口部が形成された黒色の遮光板４ａが貼り付けられている。この遮光板４ａは、包装袋Ａに分包された被検査物品Ｂを載置する位置を指定すると共に、撮影される画像の余分な部分を除去するのを容易とするために設けられている。
【００２８】
尚、包装袋Ａには被検査物品Ｂが１個以上包装されているものとし、包装袋Ａに包装されている被検査物品Ｂの個数をＮ（≧１）と記すことにする。
【００２９】
計重器５は、載置板４上に載置された被検査物品Ｂの総重量Ｍを検出する。計重器５としては電子天秤などが使用される。
【００３０】
第一照明６及び第二照明７は、載置板４の上方に設置された照明器であり、載置板４上に載置される包装袋Ａに分包された被検査物品Ｂを斜め上方から照光する。第一照明６及び第二照明７は、載置板４の被検査物品Ｂを載置する部分（遮光板４ａの開口部）の中心点に対して左右となる位置に設置される。また、第三照明８は、載置板４の下方に設置された照明器であり、載置板４上に載置される包装袋Ａに分包された被検査物品Ｂを斜め下方から照光する。
【００３１】
第一カメラ９及び第二カメラ１０は、載置板４の上方に設置された撮像装置であり、載置板４上に載置される包装袋Ａに分包された被検査物品Ｂを斜め上方から撮像する。第一カメラ９及び第二カメラ１０は、載置板４の被検査物品Ｂを載置する部分（遮光板４ａの開口部）の中心点に対して左右となる位置に設置される。従って、第二カメラ１０は、第一カメラ９とは異なる方角の斜め上方から被検査物品Ｂを撮像することになる。また、第三カメラ１１は、載置板４の下方に設置された撮像装置であり、載置板４上に載置される包装袋Ａに分包された被検査物品Ｂを斜め下方から撮像する。尚、第一カメラ９、第二カメラ１０、及び第三カメラ１１には、ＣＣＤ素子などの電子撮像装置が使用される。
【００３２】
図２は、実施例１に係る粒状物品種検査装置１の機能ブロック図である。図２において、図１と同様の部分については同符号が付されている。
【００３３】
この粒状物品種検査装置１の制御装置３は、テンプレート記憶部２０、第一候補群記憶部２１、第二候補群記憶部２２、第三候補群記憶部２３、第四候補群記憶部２４、共通候補記憶部２５、共通候補順列記憶部２６、領域分離モジュール２７、画像選択モジュール２８、二次元画像マッチング・モジュール２９、ステレオ画像合成モジュール３０、ステレオ・マッチング・モジュール３１、模様画像抽出モジュール３２、照明コントローラ３３、印字・刻印判別モジュール３４、印字画像マッチング・モジュール３５、刻印画像マッチング・モジュール３６、共通候補抽出モジュール３７、重量判定モジュール３８、距離和演算モジュール３９、距離和演算モジュール４０、距離和演算モジュール４１、距離和演算モジュール４２、総合判定モジュール４３、出力モジュール４４、及び出力装置４５を備えている。出力装置４５以外の部分の各記憶部及び各モジュールは、プログラムによってコーディングされ、制御装置３がそのプログラムをロードして実行することにより、制御装置３において機能的に実現される。尚、出力装置４５は、ディスプレイやスピーカ等の出力装置が使用される。
【００３４】
テンプレート記憶部２０は、検査対象となる複数種の物品を、各物品種ごとに、その物品種ｐのテンプレート二次元画像｛Ｔ１（ｐ）｝、テンプレート・ステレオ画像｛Ｔ２（ｐ）｝、テンプレート印字画像｛Ｔ３（ｐ）｝、テンプレート刻印画像｛Ｔ４（ｐ）｝、及びその物品種の物品１個当たりの重量｛ｍ（ｐ）｝を当該物品種ｐと関連づけて記憶している。
【００３５】
ここで、「テンプレート二次元画像」とは、参照パターンとして使用される物品を真上から撮影した二次元画像である。「テンプレート・ステレオ画像」とは、参照パターンとして使用される物品のステレオ画像である。「テンプレート印字画像」とは、参照パターンとして使用される物品の表面にある印字を撮影した印字画像である。「テンプレート刻印画像」とは、参照パターンとして使用される物品の表面にある刻印を撮影した刻印画像である。前述の規約で定めた通り、各テンプレート二次元画像をＴ１（ｐ）、各テンプレート・ステレオ画像をＴ２（ｐ）、各テンプレート印字画像をＴ３（ｐ）、各テンプレート刻印画像をＴ４（ｐ）と記すことにする。ここで、ｐは物品種を表す。各テンプレートは、その物品種の物品の代表的なものを撮影した画像又はそれから合成された画像であり、あらかじめ用意され、テンプレート記憶部２０にあらかじめ保存されている。
【００３６】
尚、印字や刻印のない物品種ｐについては、テンプレート印字画像やテンプレート刻印画像は存在しない。
【００３７】
領域分離モジュール２７は、第一カメラ９及び第二カメラ１０並びに第三カメラ１１で撮像されたそれぞれの画像から、載置板４上に載置されたＮ個の被検査物品Ｂの画像を個別に切り出して切出画像｛Ｇ１（ｎ），…，ＧＮ（ｎ）｝を生成する。ここで、Ｇｉ（ｎ）（ｉ＝１，…，Ｎ）は切出画像であり、ｎ（＝１，２，３）はカメラの番号を表す。すなわち、ｎ＝１は第一カメラ９で撮像された画像から切り出した切出画像、ｎ＝２は第二カメラ１０で撮像された画像から切り出した切出画像、ｎ＝３は第三カメラ１１で撮像された画像から切り出した切出画像を表す。従って、領域分離モジュール２７は、全部で３Ｎ個の切出画像を生成する。
【００３８】
画像選択モジュール２８は、領域分離モジュール２７によって切り出される切出画像Ｇｉ（ｎ）を選択し出力する。
【００３９】
二次元画像マッチング・モジュール２９は、テンプレート記憶部２０に記憶された各テンプレート二次元画像Ｔ１（ｐ）と、第一カメラ９又は第二カメラ１０若しくは第三カメラ１１により撮像された各切出画像Ｇｉとの二次元画像マッチングを実行し、テンプレート二次元画像Ｔ１（ｐ）と切出画像Ｇｉとの距離Ｌ１（Ｇｉ，Ｔ１（ｐ））を算出する。この距離Ｌ１（Ｇｉ，Ｔ１（ｐ））を「二次元画像距離」と呼ぶ。また、二次元画像マッチング・モジュール２９は、二次元画像距離Ｌ１（Ｇｉ，Ｔ１（ｐ））が所定の閾値ε１以下となるテンプレート二次元画像Ｔ１（ｐｉｋ（Ａ））を抽出し、それらに対応する物品種ｐｉｋ（Ａ）の集合Ａｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出する。この候補物品種の集合Ａｉ＝｛ｐｉｋ（Ａ）｝を「第一の候補物品種集合」という。ここで、ｐｉｋ（Ａ）は、第一の候補物品種の集合Ａｉに含まれるｋ番目の要素（物品）を表す。
【００４０】
第一候補群記憶部２１は、二次元画像マッチング・モジュール２９が抽出する第一の候補物品種集合Ａｉ＝｛ｐｉｋ（Ａ）｝、及び、集合Ａｉの各要素ｐｉｋ（Ａ）に対するテンプレート二次元画像Ｔ１（ｐｉｋ（Ａ））とそれに対応する切出画像Ｇｉとの二次元画像距離Ｌ１（Ｇｉ，Ｔ１（ｐｉｋ（Ａ）））を記憶する。
【００４１】
ステレオ画像合成モジュール３０は、第一カメラ９及び第二カメラ１０により撮像されるＮ組の切出画像の対｛（Ｇ１（１），Ｇ１（２）），…，（ＧＮ（１），ＧＮ（２））｝から、Ｎ個の被検査物品のステレオ画像｛Ｓ１，…，ＳＮ｝を合成する。
【００４２】
ステレオ・マッチング・モジュール３１は、テンプレート記憶部２０に記憶された各テンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐ）と、各ステレオ画像Ｓｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）とのステレオ・マッチングを実行し、テンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐ）とステレオ画像Ｓｉとの距離Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐ））を算出する。この距離Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐ））を「ステレオ画像距離」という。また、ステレオ・マッチング・モジュール３１は、ステレオ画像距離Ｌ２（Ｇｉ，Ｔ２（ｐ））が所定の閾値ε２以下となるテンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐｉｋ（Ｂ））を抽出し、それらに対応する物品種ｐｉｋ（Ｂ）の集合Ｂｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出する。この候補物品種の集合Ｂｉ＝｛ｐｉｋ（Ｂ）｝を「第二の候補物品種集合」という。ここで、ｐｉｋ（Ｂ）は、第二の候補物品種集合Ｂｉに含まれるｋ番目の要素（物品）を表す。
【００４３】
第二候補群記憶部２２は、ステレオ・マッチング・モジュール３１が抽出する第二の候補物品種集合Ｂｉ＝｛ｐｉｋ（Ｂ）｝、及び、集合Ｂｉの各要素ｐｉｋ（Ｂ）に対するテンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐｉｋ（Ｂ））とそれに対応するステレオ画像Ｓｉとのステレオ画像距離Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐｉｋ（Ｂ）））を記憶する。
【００４４】
模様画像抽出モジュール３２は、Ｎ個の各切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）のそれぞれについて、切出画像Ｇｉ内の物品の表面に印字画像又は刻印画像が存在するか否かを判定する。印字画像又は刻印画像のことをまとめて「模様画像」という。模様画像が存在する場合には、模様画像抽出モジュール３２はその模様画像Ｑｉを抽出する。
【００４５】
照明コントローラ３３は、第一照明６、第二照明７、及び第三照明８の光量を調節し又はそれらの点消灯を制御する。
【００４６】
印字・刻印判別モジュール３４は、模様画像抽出モジュール３２により抽出された模様画像Ｑｉが、印字画像であるか刻印画像であるかを判別する。
【００４７】
印字画像マッチング・モジュール３５は、印字・刻印判別モジュール３４により模様画像Ｑｉが印字画像であると判別された場合、テンプレート記憶部２０に記憶された各テンプレート印字画像Ｔ３（ｐ）と印字画像Ｑｉとの画像マッチングを実行し、テンプレート印字画像Ｔ３（ｐ）と印字画像Ｑｉとの距離Ｌ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐ））を算出する。この距離Ｌ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐ））を「印字画像距離」という。また、印字画像マッチング・モジュール３５は、印字画像距離Ｌ３（Ｇｉ，Ｔ３（ｐ））が所定の閾値ε３以下となるテンプレート印字画像Ｔ３（ｐｉｋ（Ｃ））を抽出し、それらに対応する物品種ｐｉｋ（Ｃ）の集合Ｃｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出する。この候補物品種の集合Ｃｉ＝｛ｐｉｋ（Ｃ）｝を「第三の候補物品種集合」という。ここで、ｐｉｋ（Ｃ）は、第三の候補物品種の集合Ｃｉに含まれるｋ番目の要素（物品）を表す。
【００４８】
第三候補群記憶部２３は、印字画像マッチング・モジュール３５が抽出する第三の候補物品種集合Ｃｉ＝｛ｐｉｋ（Ｃ）｝、及び、集合Ｃｉの各要素ｐｉｋ（Ｃ）に対するテンプレート印字画像Ｔ３（ｐｉｋ（Ｃ））とそれに対応する印字画像Ｑｉとの印字画像距離Ｌ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐｉｋ（Ｃ）））を記憶する。
【００４９】
刻印画像マッチング・モジュール３６は、印字・刻印判別モジュール３４により模様画像Ｑｉが刻印画像であると判別された場合、テンプレート記憶部２０に記憶された各テンプレート刻印画像Ｔ４（ｐ）と刻印画像Ｑｉとの画像マッチングを実行し、テンプレート刻印画像Ｔ４（ｐ）と刻印画像Ｑｉとの距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐ））を算出する。この距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ３（ｐ））を「刻印画像距離」という。また、刻印画像マッチング・モジュール３６は、刻印画像距離Ｌ４（Ｇｉ，Ｔ４（ｐ））が所定の閾値ε４以下となるテンプレート刻印画像Ｔ４（ｐｉｋ（Ｅ））を抽出し、それらに対応する物品種ｐｉｋ（Ｅ）の集合Ｅｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出する。この候補物品種の集合Ｅｉ＝｛ｐｉｋ（Ｅ）｝を「第四の候補物品種集合」という。ここで、ｐｉｋ（Ｅ）は、第四の候補物品種の集合Ｅｉに含まれるｋ番目の要素（物品）を表す。
【００５０】
第四候補群記憶部２４は、刻印画像マッチング・モジュール３６が抽出する第四の候補物品種集合Ｅｉ＝｛ｐｉｋ（Ｅ）｝、及び、集合Ｅｉの各要素ｐｉｋ（Ｅ）に対するテンプレート刻印画像Ｔ４（ｐｉｋ（Ｅ））とそれに対応する刻印画像Ｑｉとの刻印画像距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐｉｋ（Ｅ）））を記憶する。
【００５１】
共通候補抽出モジュール３７は、領域分離モジュール２７が出力するＮ個の切出画像Ｇｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）のそれぞれに対し、共通候補物品種集合Ｐｉ＝｛ｐｉｋ｝を抽出する。ここで、切出画像Ｇｉに印字画像Ｑｉが含まれる場合には、共通候補抽出モジュール３７は、第１の候補物品種集合Ａｉと第２の候補物品種集合Ｂｉと第３の候補物品種集合Ｃｉとに共通して含まれる物品種の集合を共通候補物品種集合Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉ∩Ｃｉとして抽出する。また、切出画像Ｇｉに刻印画像Ｑｉが含まれる場合には、共通候補抽出モジュール３７は、第１の候補物品種集合Ａｉと第２の候補物品種集合Ｂｉと第四の候補物品種集合Ｅｉとに共通して含まれる物品種の集合を共通候補物品種集合Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉ∩Ｅｉとして抽出する。また、切出画像Ｇｉに模様画像Ｑｉが含まれない場合には、共通候補抽出モジュール３７は、第１の候補物品種集合Ａｉと第２の候補物品種集合Ｂｉとに共通して含まれる物品種の集合を共通候補物品種集合Ｐｉ＝Ａｉ∩Ｂｉとして抽出する。
【００５２】
共通候補記憶部２５は、共通候補抽出モジュール３７により抽出された共通候補物品種集合Ｐｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を記憶する。
【００５３】
重量判定モジュール３８は、共通候補記憶部２５に記憶されたＮ個の共通候補物品種集合Ｐ１，…，ＰＮのそれぞれから１つずつ物品種を取り出して集めた共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）について、テンプレート記憶部２０に記憶された物品種の物品１個当たりの重量を共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）について足し合わせた総重量Ｍｊを算出する。そして、計重器５が検出する総重量Ｍとの差｜Ｍｊ−Ｍ｜が所定の閾値εＭ以下となる共通候補の順列を抽出する。
【００５４】
共通候補順列記憶部２６は、重量判定モジュール３８が抽出する各共通候補の順列を記憶する。
【００５５】
距離和演算モジュール３９は、重量判定モジュール３８により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート二次元画像Ｔ１（ｐｉαｉ）とそれに対応する切出画像Ｇｉとの二次元画像距離Ｌ１（Ｇｉ，Ｔ１（ｐｉαｉ））をその共通候補の順列について足し合わせた第一の距離和Ｄ１＝ΣｉＬ１（Ｇｉ，Ｔ１（ｐｉαｉ））を算出する。
【００５６】
距離和演算モジュール４０は、重量判定モジュール３８により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐｉαｉ）とそれに対応するステレオ画像Ｓｉとのステレオ画像距離Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐｉαｉ））をその共通候補の順列について足し合わせた第二の距離和Ｄ２＝ΣｉＬ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐｉαｉ））を算出する。
【００５７】
距離和演算モジュール４１は、重量判定モジュール３８により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート印字画像Ｔ３（ｐｉαｉ）とそれに対応する印字画像Ｑｉとの印字画像距離Ｌ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐｉαｉ））をその共通候補の順列について足し合わせた第三の距離和Ｄ３＝ΣｉＬ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐｉαｉ））を算出する。
【００５８】
距離和演算モジュール４２は、重量判定モジュール３８により抽出された各共通候補の順列（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）に対して、各物品種ｐｉαｉに対応するテンプレート刻印画像Ｔ４（ｐｉαｉ）とそれに対応する刻印画像Ｑｉとの刻印画像距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐｉαｉ））をその共通候補の順列について足し合わせた第四の距離和Ｄ４＝ΣｉＬ４（Ｓｉ，Ｔ４（ｐｉαｉ））を算出する。
【００５９】
総合判定モジュール４３は、重量判定モジュール３８により抽出された各共通候補の順列｛（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）｝のうち、第１の距離和Ｄ１、第２の距離和Ｄ２、第３の距離和Ｄ３、及び第四の距離和Ｄ４の加重和ｃ１Ｄ１＋ｃ２Ｄ２＋ｃ３Ｄ３＋ｃ４Ｄ４（ｃ１、ｃ２，ｃ３，ｃ４は重み定数）が最小となる共通候補の順列を抽出し、載置板４に載置された被検査物品の集合Ｓとして出力する。
【００６０】
出力モジュール４４は、総合判定モジュール４３が出力する被検査物品の集合Ｓと、予め設定された正しい物品の集合Ｓ０とを比較して、Ｓ＝Ｓ０の場合には出力装置４５に対して整合信号を出力し、Ｓ≠Ｓ０の場合には出力装置４５に対して不整合信号を出力する。
【００６１】
出力装置４５は、出力モジュール４４から不整合信号が出力された場合には画像や音声によって使用者に対して警告を報知する。
【００６２】
以上のように構成された本発明の実施例１に係る粒状物品種検査装置１について、以下その動作を説明する。
【００６３】
図３は実施例１に係る粒状物品種検査装置１の動作を表すフローチャートである。
【００６４】
使用者は、まず、予め、透明袋Ａに合包される物品の正しい物品の組み合わせの集合Ｓ０＝｛ｐ０１，…，ｐ０ｍ｝を出力モジュール４４に設定しておく。そして、被検査物品Ｂが包装された透明な透明袋Ａを、載置板４の上に載せる。例として、被検査物品Ｂは、図４に示したような錠剤やカプセル等の粒状薬剤であるとする。
【００６５】
まず、ステップＳ１において、照明コントローラ３３は、第一照明６、第二照明７、及び第三照明８を点灯させ、第一カメラ９、第二カメラ１０、及び第三カメラ１１は、載置板４上に載置された透明袋Ａに包装された被検査物品Ｂを撮像する。符号の規約に従って、第一カメラ９、第二カメラ１０、及び第三カメラ１１で撮像された画像を、Ｇ（１），Ｇ（２），Ｇ（３）と記す。各画像は、領域分離モジュール２７へ出力される。
【００６６】
このとき、被検査物品Ｂの表面に付された刻印の画像を明確に浮かび上がらせるために、照明コントローラ３３は、第一照明６のみ又は第二照明７のみを点灯させて、第一カメラ９及び第二カメラ１０での撮影を行うようにすることもできる。
【００６７】
次に、ステップＳ２において、領域分離モジュール２７は、画像Ｇ（１），Ｇ（２），Ｇ（３）のそれぞれについて、その画像内に含まれる被検査物品Ｂの部分画像を切り出す。これにより得られる部分画像を切出画像｛Ｇ１（ｎ），…，ＧＮ（ｎ）｝（ｎ＝１，２，３）とする。例えば、図４に示した粒状薬剤が被検査物品Ｂとして透明袋Ａに包装されている場合、Ｎ＝７なので、全部で７×３＝２１個の切出画像が生成される。それぞれの切出画像はラベリングされ、異なるカメラで撮影された同じ物品の切出画像には同じ物品ラベル（番号）が付される。切出画像をＧｉ（ｎ）と記すとき、ｉが物品ラベルを表している。
【００６８】
次に、ステップＳ３において、画像選択モジュール２８は、物品ラベルｉの小さい順に、切出画像をＧｉ（１），Ｇｉ（２），Ｇｉ（３）を選択する。
【００６９】
次に、ステップＳ４において、二次元画像マッチング・モジュール２９は、切出画像Ｇｉ（１），Ｇｉ（２），Ｇｉ（３）とテンプレート記憶部２０に記憶された各テンプレート二次元画像Ｔ１（ｐ）との二次元画像マッチングを実行し、テンプレート二次元画像Ｔ１（ｐ）と切出画像Ｇｉ（ｎ）との二次元画像距離Ｌ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１（ｐ））を算出する。ここで、二次元画像マッチングは切出画像Ｇｉ（１），Ｇｉ（２），Ｇｉ（３）のすべてについて行う必要はなく、これら３つの切出画像のうち１つについて実行すればよい。従って、例えば、テンプレート記憶部２０にＭ個の物品ｐのテンプレート二次元画像Ｔ１（ｐ）が記憶されている場合、Ｍ回の二次元画像マッチングが実行される。二次元画像マッチングについては、公知の方法を用いることができ、例えば、ＤＰマッチングなどのエラスティック・マッチング・アルゴリズムが用いられる。
【００７０】
二次元画像距離Ｌ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１（ｐ））は次式で表される。
【００７１】
【数２】
2010117331.tif 000004
【００７２】
ここで、Φはアフィン変換を表す。‖・‖は距離（ノルム）を表し、‖Ｔ１（ｐ）−Φ（Ｇｉ（ｎ））‖は画像Ｔ１（ｐ）と画像Φ（Ｇｉ（ｎ））の対応点間の距離の平均値である。
【００７３】
そして、二次元画像マッチング・モジュール２９は、二次元画像距離Ｌ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１（ｐ））が所定の閾値ε１以下となるテンプレート二次元画像Ｔ１（ｐｉｋ（Ａ））を抽出し、それらに対応する物品種ｐｉｋ（Ａ）の集合（第一の候補物品種集合）Ａｉを抽出する。すなわち、第一の候補物品種集合Ａｉは次のように表される。
【００７４】
【数３】
2010117331.tif 000005
【００７５】
抽出された第一の候補物品種集合Ａｉと、その各要素ｐｉｋ（Ａ）に対する二次元画像距離Ｌ１（Ｇｉ（ｎ），Ｔ１（ｐ））は、第一候補群記憶部２１に保存される。
【００７６】
次に、ステップＳ５において、ステレオ画像合成モジュール３０が、第一カメラ９及び第二カメラ１０により撮像されるＮ組の切出画像の対（Ｇｉ（１），Ｇｉ（２））から、被検査物品のステレオ画像Ｓｉを合成する。次いで、ステレオ・マッチング・モジュール３１は、テンプレート記憶部２０に記憶された各テンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐ）と、各ステレオ画像Ｓｉとのステレオ・マッチングを実行し、テンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐ）とステレオ画像Ｓｉとのステレオ画像距離Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐ））を算出する。ステレオ・マッチングについても、公知の方法を用いることができ、例えば、ＤＰマッチングなどのエラスティック・マッチング・アルゴリズムが用いられる。
【００７７】
ステレオ画像距離Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐ））は次式で表される。
【００７８】
【数４】
2010117331.tif 000006
【００７９】
そして、ステレオ・マッチング・モジュール３１は、ステレオ画像距離Ｌ２（Ｇｉ，Ｔ２（ｐ））が所定の閾値ε２以下となるテンプレート・ステレオ画像Ｔ２（ｐｉｋ（Ｂ））を抽出し、それらに対応する物品種ｐｉｋ（Ｂ）の集合（第二の候補物品種集合）Ｂｉを抽出する。すなわち、第二の候補物品種集合Ｂｉは次のように表される。
【００８０】
【数５】
2010117331.tif 000007
【００８１】
抽出された第二の候補物品種集合Ｂｉと、その各要素ｐｉｋ（Ｂ）に対するステレオ画像距離Ｌ２（Ｓｉ，Ｔ２（ｐｉｋ（Ｂ）））は、第二候補群記憶部２２に保存される。
【００８２】
次に、ステップＳ６において、模様画像抽出モジュール３２は、切出画像Ｇｉ（１），Ｇｉ（２），Ｇｉ（３）について、各切出画像Ｇｉ（ｎ）内の物品の表面に模様画像が存在するか否かを判定する。模様画像が存在する場合には、模様画像抽出モジュール３２はその模様画像Ｑｉを抽出する。
【００８３】
図５に、模様画像を含む物品画像の例を示す。図５（ａ）は物品の表面に印字がされている場合であり、図５（ｂ）（ｃ）は物品の表面に刻印がされている場合である。図５（ｃ）に示したように、印字や刻印は物品の一方の面にのみ付されている場合が多い。従って、表側の面の切出画像Ｇｉ（１）又はＧｉ（２）と裏面の切出画像Ｇｉ（３）とを用いて模様画像Ｑｉを抽出することにより、確実に模様画像Ｑｉの抽出ができる。
【００８４】
尚、模様画像が抽出されなかった場合には、模様画像抽出モジュール３２は、照明コントローラ３３により、第一照明６又は第二照明７の一方のみを点灯させて、第一カメラ９及び第二カメラ１０での撮影を再度行い、切出画像Ｇｉ（１），Ｇｉ（２）を再作成し、再度模様画像の抽出を行うようにしてもよい。このようにすれば、被検査物品Ｂの表面に付された刻印が不鮮明な場合でも、被検査物品Ｂの表面に付された刻印の画像を明確に浮かび上がらせることができるので、刻印画像をより確実に抽出することができるようになる。
【００８５】
次に、ステップＳ７において、模様画像抽出モジュール３２により模様画像Ｑｉが抽出された場合には、次のステップＳ８に遷移し、模様画像が抽出されなかった場合は、ステップＳ１１に遷移する。
【００８６】
次に、ステップＳ８において、印字・刻印判別モジュール３４は、模様画像抽出モジュール３２により抽出された模様画像Ｑｉが、印字画像であるか刻印画像であるかを判別する。ここで、印字画像か刻印画像かの判定は、模様画像のエッジの勾配を判定することにより判別することができる。すなわち、印字画像の場合は模様画像のエッジの勾配が急峻であり、刻印画像の場合は模様画像のエッジの勾配が緩やかである。従って、模様画像のエッジ画像のエッジ部分の平均値を閾値判定することによって、模様画像が印字画像か刻印画像かが判別される。模様画像Ｑｉが印字画像である場合にはステップＳ９に遷移し、模様画像Ｑｉが刻印画像である場合にはステップＳ１０に遷移する。
【００８７】
模様画像Ｑｉが印字画像の場合、ステップＳ９において、印字画像マッチング・モジュール３５は、テンプレート記憶部２０に記憶された各テンプレート印字画像Ｔ３（ｐ）と印字画像Ｑｉとの画像マッチングを実行し、テンプレート印字画像Ｔ３（ｐ）と印字画像Ｑｉとの印字画像距離Ｌ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐ））を算出する。
【００８８】
印字画像距離Ｌ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐ））は次式で表される。
【００８９】
【数６】
2010117331.tif 000008
【００９０】
そして、印字画像マッチング・モジュール３５は、印字画像距離Ｌ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐ））が所定の閾値ε３以下となるテンプレート印字画像Ｔ３（ｐｉｋ（Ｃ））を抽出し、それらに対応する物品種ｐｉｋ（Ｃ）の集合（第三の候補物品種集合）Ｃｉを抽出する。すなわち、第三の候補物品種集合Ｃｉは次のように表される。
【００９１】
【数７】
2010117331.tif 000009
【００９２】
抽出された、第三の候補物品種集合Ｃｉと、その各要素ｐｉｋ（Ｃ）に対する印字画像距離Ｌ３（Ｑｉ，Ｔ３（ｐ））は、第三候補群記憶部２３に保存される。
【００９３】
一方、模様画像Ｑｉが刻印画像の場合、ステップＳ１０において、刻印画像マッチング・モジュール３６は、テンプレート記憶部２０に記憶された各テンプレート刻印画像Ｔ４（ｐ）と刻印画像Ｑｉとの画像マッチングを実行し、テンプレート刻印画像Ｔ４（ｐ）と刻印画像Ｑｉとの刻印画像距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐ））を算出する。
【００９４】
刻印画像距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐ））は次式で表される。
【００９５】
【数８】
2010117331.tif 000010
【００９６】
そして、刻印画像マッチング・モジュール３６は、刻印画像距離Ｌ４（Ｇｉ，Ｔ４（ｐ））が所定の閾値ε４以下となるテンプレート刻印画像Ｔ４（ｐｉｋ（Ｅ））を抽出し、それらに対応する物品種ｐｉｋ（Ｅ）の集合（第四の候補物品種集合）Ｅｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）を抽出する。すなわち、第四の候補物品種集合Ｅｉは次のように表される。
【００９７】
【数９】
2010117331.tif 000011
【００９８】
抽出された、第四の候補物品種集合Ｅｉと、その各要素ｐｉｋ（Ｅ）に対する刻印画像距離Ｌ４（Ｑｉ，Ｔ４（ｐ））は、第四候補群記憶部２４に保存される。
【００９９】
次に、ステップＳ１１において、共通候補抽出モジュール３７は、切出画像Ｇｉに対する共通候補物品種集合Ｐｉ＝｛ｐｉｋ｝を抽出する。この抽出処理は、印字画像、刻印画像の有無によって次のように行われる。
【０１００】
（１）切出画像Ｇｉに印字画像Ｑｉが含まれる場合
共通候補抽出モジュール３７は、第１の候補物品種集合Ａｉと第２の候補物品種集合Ｂｉと第３の候補物品種集合Ｃｉとに共通して含まれる物品種の集合を共通候補物品種集合Ｐｉとして抽出する。
【０１０１】
（２）切出画像Ｇｉに刻印画像Ｑｉが含まれる場合
共通候補抽出モジュール３７は、第１の候補物品種集合Ａｉと第２の候補物品種集合Ｂｉと第四の候補物品種集合Ｅｉとに共通して含まれる物品種の集合を共通候補物品種集合Ｐｉとして抽出する。
【０１０２】
（３）切出画像Ｇｉに模様画像Ｑｉが含まれない場合
共通候補抽出モジュール３７は、第１の候補物品種集合Ａｉと第２の候補物品種集合Ｂｉとに共通して含まれる物品種の集合を共通候補物品種集合Ｐｉとして抽出する。
すなわち、共通候補物品種集合Ｐｉは次のようになる。
【０１０３】
【数１０】
2010117331.tif 000012
【０１０４】
抽出された共通候補物品種集合Ｐｉは、共通候補記憶部２５に保存される。
【０１０５】
次に、ステップＳ１２において、すべての切出画像Ｇｉに対して、ステップＳ３〜Ｓ１１までの処理が終了したかを判定して、終了していなければステップＳ３に戻り、終了していれば、次のステップＳ１３に遷移する。
【０１０６】
次に、ステップＳ１３において、重量判定モジュール３８は、計重器５が出力する被検査物品Ｂの総重量Ｍを取得する。
【０１０７】
次に、ステップＳ１４において、重量判定モジュール３８は、共通候補記憶部２５に記憶されたＮ個の共通候補物品種集合Ｐ１，…，ＰＮのそれぞれから１つずつ物品種を取り出して集めた共通候補の順列ｏ（α１，…，αＮ）＝（ｐ１α１，…，ｐＮαＮ）を作る。そして、この順列ｏ（α１，…，αＮ）の各要素ｐｉαｉについて、テンプレート記憶部２０に記憶された物品種の物品１個当たりの重量ｗ（ｐｉαｉ）を取得し、それらの重量ｗ（ｐｉαｉ）を足し合わせた総重量Ｍｊ（α１，…，αＮ）を算出する。
【０１０８】
【数１１】
2010117331.tif 000013
【０１０９】
そして、重量判定モジュール３８は、計重器５が検出する総重量Ｍとの差｜Ｍｊ（α１，…，αＮ）−Ｍ｜が所定の閾値εＭ以下となる共通候補の順列の集合Ｏｓを抽出する。すなわち、順列集合Ｏｓは次のようになる。
【０１１０】
【数１２】
2010117331.tif 000014
【０１１１】
次に、ステップＳ１５において、順列集合Ｏｓの各要素ｏ（α１，…，αＮ）について、距離和演算モジュール３９，４０，４１，４２は、それぞれ、第一の距離和Ｄ１（α１，…，αＮ），第二の距離和Ｄ２（α１，…，αＮ），第三の距離和Ｄ３（α１，…，αＮ），第四の距離和Ｄ４（α１，…，αＮ）を次式により算出する。
【０１１２】
【数１３】
2010117331.tif 000015
【０１１３】
次いで、総合判定モジュール４３は、順列集合Ｏｓの各要素ｏ（α１，…，αＮ）について、第１の距離和Ｄ１（α１，…，αＮ）、第２の距離和Ｄ２（α１，…，αＮ）、第３の距離和Ｄ３（α１，…，αＮ）、及び第四の距離和Ｄ４（α１，…，αＮ）の加重和Ｄ（α１，…，αＮ）を次式により算出する。
【０１１４】
【数１４】
2010117331.tif 000016
【０１１５】
ここで、ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４は重み定数であり、実験的に最適な値に決めるとよい。
【０１１６】
そして、総合判定モジュール４３は、加重和Ｄ（α１，…，αＮ）が最小となる共通候補の順列ｏ（β１，…，βＮ）を抽出し、載置板４に載置された被検査物品の集合Ｓとして出力する。すなわち、集合Ｓは次のようになる。
【０１１７】
【数１５】
2010117331.tif 000017
【０１１８】
最後に、ステップＳ１６において、出力モジュール４４は、総合判定モジュール４３が出力する被検査物品の集合Ｓと、予め設定された正しい物品の集合Ｓ０とを比較して、Ｓ＝Ｓ０の場合には出力装置４５に対して整合信号を出力し、Ｓ≠Ｓ０の場合には出力装置４５に対して不整合信号を出力する。そして、出力装置４５は、出力モジュール４４から不整合信号が出力された場合には画像や音声によって使用者に対して警告を報知する。
【０１１９】
以上のように、本実施例の粒状物品種検査装置１では、二次元の画像マッチングに加えて、ステレオ・マッチングにより薬剤の判別を行うとともに、各被検査物品の重量和によって判別候補の絞り込みを行うので、粒状物品の種類を判別し検査する際の判別精度を向上させることができる。更に、物品に印字や刻印が付されている場合には、その印字や刻印の照合も併せて行うことで、更に精度を向上させることができる。
【０１２０】
また、本実施例においては、印字画像マッチング・モジュール３５及び刻印画像マッチング・モジュール３６を備えて、印字画像や刻印画像のマッチングも行うようにしたが、用途によっては、被検査物品に印字や刻印が付されていないことが最初から明らかな場合もある。そのような場合、模様画像抽出モジュール３２、印字・刻印判別モジュール３４、印字画像マッチング・モジュール３５、刻印画像マッチング・モジュール３６を省略することができる。これらのモジュールを省略する場合、共通候補抽出モジュール３７は、常に、共通候補物品種集合Ｐｉとして、第１の候補物品種集合Ａｉと第２の候補物品種集合Ｂｉとに共通して含まれる物品種の集合を抽出するように変更する。すなわち、共通候補物品種集合Ｐｉは次式のようになる。
【０１２１】
【数１６】
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【０１２２】
尚、本実施例では、一例として、粒状薬剤の検査について述べたが、本発明の粒状物品種検査装置は、粒状薬剤以外の粒状の被検査物品についても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施例１に係る粒状物品種検査装置の構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る粒状物品種検査装置１の機能ブロック図である。
【図３】実施例１に係る粒状物品種検査装置１の動作を表すフローチャートである。
【図４】被検査物品Ｂの例である。
【図５】模様画像を含む物品画像の例である。
【図６】特許文献１に記載の分包薬剤の検薬装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  粒状物品種検査装置
２  撮影ユニット
３  制御装置
４  載置板
４ａ  遮光板
５  計重器
６  第一照明
７  第二照明
８  第三照明
９  第一カメラ
１０  第二カメラ
１１  第三カメラ
２０  テンプレート記憶部
２１  第一候補群記憶部
２２  第二候補群記憶部
２３  第三候補群記憶部
２４  第四候補群記憶部
２５  共通候補記憶部
２６  共通候補順列記憶部
２７  領域分離モジュール
２８  画像選択モジュール
２９  二次元画像マッチング・モジュール
３０  ステレオ画像合成モジュール
３１  ステレオ・マッチング・モジュール
３２  模様画像抽出モジュール
３３  照明コントローラ
３４  印字・刻印判別モジュール
３５  印字画像マッチング・モジュール
３６  刻印画像マッチング・モジュール
３７  共通候補抽出モジュール
３８  重量判定モジュール
３９，４０，４１，４２  距離和演算モジュール
４３  総合判定モジュール
４４  出力モジュール
４５  出力装置
Ａ  包装袋
Ｂ  被検査物品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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