(57)【要約】【課題】  処理物についての位相差検出精度を高速でピクセル単位にまで高める。【解決手段】  基準位置からの位相差に関連付けて取得した全部のダミー画像の中から複数のダミー画像を抽出し、処理物画像を複数のダミー画像と比較して、位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出し、全部のダミー画像の中から、位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像との位相差が一定範囲内に収まっている複数のダミー画像を抽出し、その中から位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出し、そのダミー画像との位相差をピクセル数値に置き換える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に柄模様などの表示を有する多数の同一の処理物の中から１つの処理物をダミーとして選択し、そのダミーの周方向複数箇所の正面画像を撮影して基準位置からの位相差に関連付けた各箇所のダミー画像を取得するサンプル画像取得工程と、
サンプル画像取得工程で取得した全部のダミー画像の中から、基準位置からの位相差が互いに異なる複数のダミー画像を抽出する一次サンプル画像読出工程と、
上記処理物の正面画像を撮影することにより１つの処理物画像を取得する処理物画像取得工程と、
処理物画像取得工程で取得した１つの処理物画像を、一次サンプル画像読出工程で抽出した複数のダミー画像と比較することにより、それらのダミー画像の中から、位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出する一次選択画像抽出工程と、
サンプル画像取得工程で取得した全部のダミー画像の中から、一次選択画像抽出工程で抽出した１つのダミー画像との位相差が一定範囲内に収まっている複数のダミー画像を抽出する二次サンプル画像読出工程と、
上記処理物画像を、二次サンプル画像読出工程で抽出した複数のダミー画像と比較することにより、それらのダミー画像の中から、位相が上記処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出する二次選択画像抽出工程と、
上記処理物画像と二次選択画像抽出工程で抽出した１つのダミー画像との位相差をピクセル数値に置き換える演算工程と、
を含んでいることを特徴とする位相差検出システム。
【請求項２】
上記サンプル画像取得工程では、ダミーの周方向等角度おきの複数箇所の正面画像をダミー画像として取得し、
上記一次サンプル画像読出工程では、上記基準位置からの位相差が小さい順又は大きい順に並べられた全部のダミー画像の中から、所定個数おきのダミー画像を抽出する請求項１に記載した位相差検出システム。
【請求項３】
上記二次サンプル画像読出工程で抽出される複数のダミー画像は、上記一次サンプル画像読出工程で抽出されたダミー画像を含んで、上記基準位置からの位相差がそのダミー画像のそれよりも小さくなる順及び大きくなる順に並んでいる上記所定個数のダミー画像である請求項２に記載した位相差検出システム。
【請求項４】
上記サンプル画像取得工程でダミーを搭載して間欠回転駆動される回転台座と、
上記サンプル画像取得工程で、上記回転台座に搭載されているダミーの正面画像を、その回転台座の停止時に定位置で撮影して上記各箇所のダミー画像を画像データとして取得すると共に、上記処理物画像取得工程で、上記処理物の正面画像を上記定位置で撮影して上記処理物画像を画像データとして取得する撮像装置と、
上記一次サンプル画像読出工程、上記一次選択画像抽出工程、上記二次サンプル画像読出工程、上記二次選択画像抽出工程、上記演算工程を行わせるための端末装置と、
を備える請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載した位相差検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外面に、柄模様や文字、バーコードなどの様々な表示を有する処理物の外面の定位置に高精度で正確に一定の処理を行う場合の前プロセスとして必要になる、処理物の基準位置からの位相差（位相角度差）を検出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料の中には、容器の外面にストローなどの用具を貼着して消費者に提供するものがあり、そのような飲料では、消費者が容器内の飲料を飲むときに、容器から剥がし取ったストローなどの用具を使うことができるようになっている。
【０００３】
飲料容器では、その外面に、内容物の種類、内容物の飲み方や食べ方、商品名、価格などを表示する柄模様や文字、バーコードなどの様々な表示が施されている。そのため、容器の外面に貼着された用具によってそれらの表示が覆い隠されてしまうことは好ましいことではない。そこで、自動機によって容器の外面にストローなどの用具を貼着する工程に先立って、容器の外面の定位置（表示が隠れない位置）の基準位置からの位相差を検出し、その検出データに基づいて、上記自動機によるストローの貼着位置が容器の外面の定位置になるようにすることが行われている。
【０００４】
従来、容器の外面の定位置（表示が隠れない位置）の基準位置からの位相差を検出する方法には、外面に所定のマークを施した有底円筒容器を台座の上に載置し、その台座の周囲の等角度おきの複数箇所にマーク検出センサーを設置しておき、どのマーク検出センサーが容器のマークを検出したかを判定する、ということが行われていた（従来例）。
【０００５】
また、先行例として、容器に付加された合マークを発光素子や受光素子を備える検出手段により検出し、その検出手段の出力信号の増幅と微分とを行い、微分された信号から合マークの位置を判定する、という容器の合マーク検出方法が提案されていた（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１３５４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来例では、マーク検出センサーの設置間隔を狭めることに制約があるために位相差検出精度を高めにくいという問題があった。また、マーク検出センサーを容器に接近させて設置する必要があるために、衛生上の問題のほか、清掃やマーク検出センサーを上下移動させながら検出することが必要になるために検出速度の高速化を図りにくいという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、マーク検出センサーを容器に接近させて設置するという必要性を無くして衛生上の問題を解決することができることは勿論、位相差検出精度がピクセル単位にまで高まり、しかも、検出速度の高速化を図りやすくなる対策の講じられた位相差検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る位相差検出システムは、サンプル画像取得工程と、一次サンプル画像読出工程と、処理物画像取得工程と、一次選択画像抽出工程と、二次サンプル画像読出工程と、二次選択画像抽出工程と、演算工程と、を含んでいる。
【０００９】
サンプル画像取得工程は、外面に柄模様などの表示を有する多数の同一の処理物の中から１つの処理物をダミーとして選択し、そのダミーの周方向複数箇所の正面画像を撮影して基準位置からの位相差に関連付けた各箇所のダミー画像を取得する工程である。処理物には、飲料容器や食品容器などの有底円筒状容器が含まれることは勿論、紙パックなどの直方体容器も含まれる。
【００１０】
一次サンプル画像読出工程は、サンプル画像取得工程で取得した全部のダミー画像の中から、基準位置からの位相差が互いに異なる複数のダミー画像を抽出する工程である。
【００１１】
処理物画像取得工程は、上記処理物の正面画像を撮影することにより１つの処理物画像を取得する工程である。
【００１２】
一次選択画像抽出工程は、処理物画像取得工程で取得した１つの処理物画像を、一次サンプル画像読出工程で抽出した複数のダミー画像と比較することにより、それらのダミー画像の中から、位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出する工程である。
【００１３】
二次サンプル画像読出工程は、サンプル画像取得工程で取得した全部のダミー画像の中から、一次選択画像抽出工程で抽出した１つのダミー画像との位相差が一定範囲内に収まっている複数のダミー画像を抽出する工程である。
【００１４】
二次選択画像抽出工程は、上記処理物画像を、二次サンプル画像読出工程で抽出した複数のダミー画像と比較することにより、それらのダミー画像の中から、位相が上記処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出する工程である。
【００１５】
演算工程は、上記処理物画像と二次選択画像抽出工程で抽出した１つのダミー画像との位相差をピクセル数値に置き換える工程である。
【００１６】
この発明によれば、サンプル画像取得工程から演算工程に至る一連の工程を経ることにより、処理物の位相差検出精度がピクセル単位にまで高まる。また、上記の各工程では、冒頭に記載したようなマーク検出センサーを容器に接近させて設置するという必要性がないので衛生上の問題を生じない。
【００１７】
この発明において、一次サンプル画像読出工程、一次選択画像抽出工程、二次サンプル画像読出工程、二次選択画像抽出工程の４つの一連の工程は、サンプル画像取得工程で取得した多くのダミー画像の中から、処理物画像取得工程で取得した１つの処理物画像に最も近い位相差を持つダミー画像にアクセスする手段である。そして、この発明では、上記の４つの一連の工程でなるアクセス手段を、一次サンプル画像読出工程及び一次選択画像抽出工程、二次サンプル画像読出工程及び二次選択画像抽出工程、の２段階に分けてあることにより、位相差検出精度を低下させずに、処理物画像についての基準位置からの位相差を高速で検出することができるようになる。
【００１８】
この点をさらに説明すると、本発明では、サンプル画像取得工程で取得するダミー画像の数が多ければ多いほど位相差検出精度が高まる。そのため、位相差検出精度を高めるためには、サンプル画像取得工程で、できるだけ多くのダミー画像を取得しておくことが好ましい。しかしながら、ダミー画像の全部をサーチして処理物画像の位相差に最も近似する位相差のダミー画像を抽出するのに要する時間は、サンプル画像取得工程で取得するダミー画像の数が多ければ多いほど長くなる。
【００１９】
そこで、本発明では、ダミー画像の全部をサーチして処理物画像の位相差に最も近似する位相差のダミー画像を抽出するための画像読出工程を、第１及び第２の２つの画像読出段階に分けて行うことによって位相差の高速検出を可能にしている。すなわち、画像読出の第１段階として、一次サンプル画像読出工程で全部のダミー画像の中から抽出した一部の位相差のダミー画像を処理物画像と比較して一次選択画像抽出工程を行うことにより、一部の位相差のダミー画像の中から位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出している。そして、画像読出の第２段階として、二次サンプル画像読出工程で、一次選択画像抽出工程で抽出した１つのダミー画像との位相差が一定範囲内に収まっている複数のダミー画像を抽出することによって、アクセスするダミー画像の数を全部のダミー画像の数に比べて大幅に削減した上で、少数のダミー画像の中から、位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出するようにしている。
【００２０】
このように処理物画像の位相差に最も近似する位相差のダミー画像を抽出する工程を上記した第１段階及び第２段階の２段階の画像読出工程に分けて行うと、サンプル画像取得工程で取得した多くのダミー画像の中の一部のダミー画像だけをサーチするだけで済むので、位相差検出精度を低下させずに位相差を高速で検出することができるようになる。
【００２１】
本発明において、上記サンプル画像取得工程では、ダミーの周方向等角度おきの複数箇所の正面画像をダミー画像として取得し、上記一次サンプル画像読出工程では、上記基準位置からの位相差が小さい順又は大きい順に並べられた全部のダミー画像の中から、所定個数おきのダミー画像を抽出することが望ましい。また、上記二次サンプル画像読出工程で抽出される複数のダミー画像は、上記一次サンプル画像読出工程で抽出されたダミー画像を含んで、上記基準位置からの位相差がそのダミー画像のそれよりも小さくなる順及び大きくなる順に並んでいる上記所定個数のダミー画像であることが望ましい。このようにすると、一次サンプル画像読出工程で抽出された複数のダミー画像の相互の位相差が均等になるので、二次サンプル画像読出工程で抽出された複数のダミー画像をサーチする過程で、同じダミー画像を重複してサーチすることがなくなるので、位相差検出に費やされる時間が無駄に消費されない。
【００２２】
本発明では、上記サンプル画像取得工程でダミーを搭載して間欠回転駆動される回転台座と、上記サンプル画像取得工程で、上記回転台座に搭載されているダミーの正面画像を、その回転台座の停止時に定位置で撮影して上記各箇所のダミー画像を画像データとして取得すると共に、上記処理物画像取得工程で、上記処理物の正面画像を上記定位置で撮影して上記処理物画像を画像データとして取得する撮像装置と、上記一次サンプル画像読出工程、上記一次選択画像抽出工程、上記二次サンプル画像読出工程、上記二次選択画像抽出工程、上記演算工程を行わせるための端末装置と、を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
上記したように、本発明によれば、衛生上の問題を生じることなく、処理物についての位相差検出精度がピクセル単位にまで高まり、しかも、検出速度の高速化が図られる。
【００２４】
そのため、外面に柄模様などの様々な表示が施されている飲料容器の所定箇所にストローなどの用具を貼着するという自動機での処理を、高精度で正確に行う上で有益である。すなわち、本発明は、自動機での処理によって容器の外面に貼着された用具で表示が覆い隠されてしまうという事態をなくすることに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明に係る位相差検出システムの実施形態で採用されている一連の工程を示したフロー図である。また、図２は図１に示した一連の工程中で行われる具体的処理を示したフロー図である。
【００２６】
図１のように、この実施形態の位相差検出システムでは、サンプル画像取得工程と、一次サンプル画像読出工程と、処理物画像取得工程と、一次選択画像抽出工程と、二次サンプル画像読出工程と、二次選択画像抽出工程と、演算工程と、がこの順に行われる。
【００２７】
サンプル画像取得工程は、外面に柄模様などの表示を有する多数の同一の処理物の中から１つの処理物をダミーとして選択し、そのダミーの周方向複数箇所の正面画像を撮影して基準位置からの位相差に関連付けた各箇所のダミー画像を取得する工程である。処理物には、飲料容器や食品容器などの有底円筒状容器や紙パックなどの直方体容器も含まれる。以下では、有底円筒状容器を処理物の一例として説明する。
【００２８】
図３はダミーＤの周方向複数箇所の正面画像を撮影して基準位置からの位相差に関連付けた各箇所のダミー画像を取得する工程の説明図である。図中、１は一定角度おきに間欠回転駆動される回転台座であり、矢印Ｒはその間欠回転方向を示している。回転台座１の１回の回転角度θは任意に定めることができ、たとえば１．８°又は１°に定められている。回転台座１の周囲の１箇所の定位置に、透明ガラス２１によって保護された１基の撮像装置２（たとえば通信機能を備えたデジタルカメラ）が設置されている。この撮像装置２は、上記のサンプル画像取得工程で、回転台座１に搭載されているダミーＤの正面画像を、その回転台座１の停止時に定位置で撮影して基準位置からの位相差に関連付けた各箇所のダミー画像を画像データとして取得する手段である。したがって、回転台座１の１回の回転角度θを１．８°に定めてあるシステムでは、位相差１．８°のダミー画像を２００枚取得することができる。また、回転台座１の１回の回転角度θを１°に定めてあるシステムでは、位相差１°のダミー画像を３６０枚取得することができる。なお、図中、ａが基準位置を示しているとすると、取得されるダミー画像の基準位置ａからの位相差Ａは式（１）で表される。
【００２９】
Ａ＝θ・Ｎ……（１）
【００３０】
式（１）において、Ｎ＝０、又は、０＜Ｎ＜（３６０／θ）の正の整数である。Ｎ＝０のとき、Ａは基準位置ａの位相差（Ａ＝０）を示す。したがって、回転台座１の停止時に定位置で撮影して基準位置からの位相差Ａに関連付けられた各箇所のダミー画像の全部の枚数、すなわち、サンプル画像取得工程で取得されるダミー画像の全部の個数（枚数）Ｐは式（２）で表される。
【００３１】
Ｐ＝Ｎ＋１……（２）
【００３２】
図２のように、サンプル画像取得工程で取得した全部（枚数Ｐ）のダミー画像は、端末装置（パーソナルコンピュータ）３（図３参照）の記憶手段によって、基準位置からの位相差に関連付けられて記憶され登録される。
【００３３】
図１において、一次サンプル画像読出工程は、サンプル画像取得工程で取得した全部のダミー画像の中から、基準位置からの位相差が互いに異なる複数のダミー画像を抽出する工程である。この実施形態では、基準位置からの位相差が小さい順又は大きい順に並べられた全部のダミー画像の中から、所定個数おきのダミー画像が抽出されるようにしてある。
【００３４】
図４は一次サンプル画像読出工程の説明図であり、同図には、サンプル画像取得工程で取得した全部のダミー画像の個数（枚数）が４５個の場合を例示している。各ダミー画像Ｄ１〜Ｄ４５の基準位置からの位相差は、矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に向かって大きくなっている。この事例では、全部のダミー画像Ｄ１〜Ｄ４５の中から９個おきのダミー画像Ｄ９，Ｄ１８，Ｄ２７，Ｄ３６，Ｄ４５の５個を抽出している。このように、一次サンプル画像読出工程で、全部のダミー画像Ｄ１〜Ｄ４５の中から抽出した５個の位相差の異なるダミー画像Ｄ９，Ｄ１８，Ｄ２７，Ｄ３６，Ｄ４５だけを抽出すると、全部のダミー画像Ｄ１〜Ｄ４５にアクセスする必要がなくなり、それだけ処理速度が高速化される。
【００３５】
処理物画像取得工程は、上記処理物の正面画像を撮影することにより１つの処理物画像を取得する工程である。したがって、１個の処理物についての処理物画像の枚数は１枚である。この処理物画像取得工程では、図３に示したダミーＤが処理物に置き換えられて、その処理物の正面画像が撮像装置２によって撮影される。
【００３６】
図１に示した一次選択画像抽出工程は、処理物画像取得工程で取得した１つの処理物画像を、一次サンプル画像読出工程で抽出した５個のダミー画像Ｄ９，Ｄ１８，Ｄ２７，Ｄ３６，Ｄ４５と比較することにより、それらのダミー画像Ｄ９，Ｄ１８，Ｄ２７，Ｄ３６，Ｄ４５の中から、位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出する工程である。図２に示したように、この一次選択画像抽出工程では、端末装置３（図３参照）の比較手段で、処理物画像と一次サンプル画像読出工程で抽出した５個のダミー画像Ｄ９，Ｄ１８，Ｄ２７，Ｄ３６，Ｄ４５とが比較されて、位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像、たとえばダミー画像Ｄ３６（図４参照）が抽出される。
【００３７】
図１において、二次サンプル画像読出工程は、サンプル画像取得工程で取得した全部のダミー画像の中から、一次選択画像抽出工程で抽出した１つのダミー画像との位相差が一定範囲内に収まっている複数のダミー画像を抽出する工程である。具体的には、一次選択画像抽出工程で図４に示した１つのダミー画像Ｄ３６が抽出されたとすると、そのダミー画像Ｄ３６との位相差が一定範囲内に収まっている複数のダミー画像、すなわち、ダミー画像Ｄ３６よりも位相差が小さい９個のダミー画像Ｄ２８〜Ｄ３５と、上記ダミー画像Ｄ３６と、ダミー画像Ｄ３６よりも位相差が大きい９個のダミー画像Ｄ３７〜Ｄ４４とを抽出する工程である。このように、二次サンプル画像読出工程で、一次選択画像抽出工程で抽出した１つのダミー画像３６との位相差が一定範囲内に収まっている１９個のダミー画像Ｄ２８〜Ｄ４４（図４）を抽出することによって、アクセスするダミー画像の数を全部のダミー画像の数に比べて大幅に削減している。したがって、位相差検出精度を低下させずに位相差を高速で検出することができるようになる。
【００３８】
図１において、二次選択画像抽出工程は、処理物画像を、二次サンプル画像読出工程で抽出した複数のダミー画像と比較することにより、それらのダミー画像の中から、位相が上記処理物画像に最も近似する１つのダミー画像を抽出する工程である。具体的には、図２において、端末装置３（図３参照）の比較手段で、処理物画像と二次サンプル画像読出工程で抽出された１９個のダミー画像Ｄ２８〜Ｄ４４（図４）とが比較されて、位相が処理物画像に最も近似する１つのダミー画像、たとえばダミー画像Ｄ３２が抽出される。
【００３９】
こうして抽出されたダミー画像Ｄ３２の基準位置からの位相差は、処理物画像についての基準位置からの位相差に極めて近似した値になる。そこで、最終的に、図１に示した演算工程で、処理物画像と二次選択画像抽出工程で抽出した１つのダミー画像Ｄ３２との位相差がピクセル数値に置き換えられる（図２）。この補正処理は、図２のように、ダミー画像Ｄ３２と処理物画像とを比較演算手段で処理することによって行われる。具体的には、処理物画像とダミー画像Ｄ３２との容器外面のズレ間隔を検出し、そのズレ間隔の中に何個のピクセルが入るかを判定するという処理である。
【００４０】
以上の実施形態では、サンプル画像取得工程から演算工程に至る一連の工程を経ることにより、処理物の位相差検出精度がピクセル単位にまで高まる。また、上記の各工程では、処理物から離れた場所に設置した撮像装置２によって、処理物の正面画像を撮影すればよいので、冒頭に記載したようなマーク検出センサーを容器に接近させて設置するという必要性がなくなって、衛生上の問題を生じない。
【００４１】
また、この実施形態では、一次サンプル画像読出工程から一次選択画像抽出工程、二次サンプル画像読出工程を経て二次選択画像抽出工程に至る一連の工程は、サンプル画像取得工程で取得した４５個のダミー画像Ｄ１〜Ｄ４５の中から、処理物画像取得工程で取得した１つの処理物画像に最も近い位相差を持つダミー画像Ｄ３２にアクセスする工程である。そして、実施形態では、この工程を、一次サンプル画像読出工程と一次選択画像抽出工程、二次サンプル画像読出工程と二次選択画像抽出工程との２段階に分けてあることにより、位相差検出精度を低下させずに処理物画像についての基準位置からの位相差を高速で検出することができるようになった。
【００４２】
この発明の実施の態様は実施形態に限定されないことは勿論であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で実施の態様に種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態で採用されている一連の工程を示したフロー図である。
【図２】図１に示した一連の工程中で行われる具体的処理を示したフロー図である。
【図３】ダミー画像を取得する工程の説明図である。
【図４】一次サンプル画像読出工程の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  回転台座
２  撮像装置
３  端末装置
θ  回転台座の１回の回転角度
Ｄ  ダミー
【図１】
2010151712.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010151712.tif 000005
【図４】
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