(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、そのＸ線源に対向配置された１次元Ｘ線検出器と、そのＸ線源と１次元Ｘ線検出器の間で、当該１次元Ｘ線検出器の検出素子の配列方向に直交する方向に検査対象物を搬送する搬送手段と、上記１次元Ｘ線検出器の各検出素子からのＸ線検出データを用いたデータ処理により、検査対象物への異物混入の有無を判別する画像思慮手段を備えたＸ線異物検査装置において、
上記画像処理手段は、上記１次元Ｘ線検出器からの各画素情報から、マスキング処理により検査不要領域の画素情報を除外したうえで異物の有無を判別するとともに、そのマスキング処理においては、背景部分を分離したのち画像の周囲から内側に向かって画素を除外すること、および、この除外の際に上記１次元Ｘ線検出器の検出素子の配列方向の除外画素数を、それと直交する方向の除外画素数よりも多く設定していることを特徴とするＸ線異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線検査装置に関し、更に詳しくは、例えば食品や医薬品等の包装内に金属片、石、ガラス等の異物が混入しているか否かを検査するＸ線検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば食品の包装内に石等の異物が混入しているか否かを被破壊で検査する装置として、Ｘ線検査装置が多用されている。この種のＸ線検査装置においては、一般に、ベルトコンベア等の搬送装置によって検査対象物を一定の方向に搬送するとともに、その搬送装置を挟んでＸ線源と１次元Ｘ線検出器を配置する。
【０００３】
１次元Ｘ線検出器は、検出素子の配列方向が検査対象物の搬送方向に直交する向きに配置され、検査対象物が１次元Ｘ線検出器を通過することにより、１次元Ｘ線検出器からの刻々の出力により得られる１次元画素情報を、素子の配列方向に直交する方向に時系列的に並べてなる、検査対象物の２次元Ｘ線透過像情報が得られるように構成される。そして、そのＸ線透過情報を用いた画像処理により、検査対象物内への異物の混入が判別される。
【０００４】
また、検査対象物のＸ線透過情報を用いた画像処理により異物の有無判別手法においては、一般に、缶詰など、Ｘ線が透過しにくい容器内に収容された食品等を検査対象物とする場合、容器の周縁部分の像を異物と誤判別してしまうことを防止する等の目的で、その容器の内側の領域のみを実際の検査対象領域として抽出すべく、マスキング処理により不要画素情報を除外（縮小）することが行われる。このマスキング処理においては、２次元の画素情報から、まず、各画素の濃淡情報を２値化して背景の画素群を除外した後、残った画素情報から、更に容器の像に対応する画素群を除外すべく、周囲の画素群を不要画素情報として除外することが行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、検査対象物の搬送機構と１次元Ｘ線検出器とを組み合わせたＸ線検査装置を用いて、缶詰等の内部への異物混入をＸ線検査装置によって判別するに当たっては、図４に模式的に示すように、Ｘ線源４１の点焦点から広がりを持つＸ線が搬送機構４２上の缶詰等の検査対象物Ｗを透過して１次元Ｘ線検出器４３に向かうため、得られるＸ線透過像においては、円柱形の缶であるにも係わらず、図５に例示するように、その輪郭形状が素子の配列方向に長軸を持つ楕円形となり、図中ハッチングを付して示す缶の側壁部分の投影により形成される像が、その方向に厚く現れる。
【０００６】
これは、Ｘ線源４１の光軸（Ｘ線の広がりの中心軸）上にその中心が位置するように配置された１次元Ｘ線検出器４３の各検出素子のうち、両端に近い素子には、缶の側壁部分を斜めに透過したＸ線が入射するのに対し、それと直交する方向の側壁部分を透過するＸ線は、１次元Ｘ線検出器４３の中央部近傍の検出素子に対して小さい透過角度のもとに入射するためである。
【０００７】
以上のことから、上記したような検査対象物の搬送機構と１次元Ｘ線検出器を組み合わせたＸ線検査装置により、比較的背の高い缶詰内の異物混入の有無を判別する場合、前記した従来のマスキング処理を用いると、図６に例示するように、１次元Ｘ線検出器の素子の配列方向への缶の側壁部分の影を除去しきれず、異物として誤検出してしまう可能性があり、また、その方向への缶の側壁部分の影を除去するようにマスキング処理を施せば、それと直交する方向の画素を余分に除外して、缶の内部の一部までが検査不要領域となってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、検査対象物の搬送機構と１次元Ｘ線検出器を組み合わせたＸ線検査装置において、検査対象物が背の高い缶詰等であっても、その内部の異物の混入の有無を正確に判別することのできるＸ線検査装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線源と、そのＸ線源に対向配置された１次元Ｘ線検出器と、そのＸ線源と１次元Ｘ線検出器の間で、当該１次元Ｘ線検出器の検出素子の配列方向に直交する方向に検査対象物を搬送する搬送手段と、上記１次元Ｘ線検出器の各検出素子からのＸ線検出データを用いたデータ処理により、検査対象物への異物混入の有無を判別する画像思慮手段を備えたＸ線異物検査装置において、上記画像処理手段は、上記１次元Ｘ線検出器からの各画素情報から、マスキング処理により検査不要領域の画素情報を除外したうえで異物の有無を判別するとともに、そのマスキング処理においては、背景部分を分離したのち画像の周囲から内側に向かって画素を除外すること、および、この除外の際に上記１次元Ｘ線検出器の検出素子の配列方向の除外画素数を、それと直交する方向の除外画素数よりも多く設定していることによって特徴づけられる。
【００１０】
本発明は、画像処理手段によるマスキング処理の手法を工夫することにより、背の高い缶詰等の側壁部分をＸ線が斜めに透過することに起因して生じる１次元Ｘ線検出器の素子配列方向への缶の影の広がり部分の画素を、缶内部の所要検査領域の画素を除外することなく確実に除外しようとするものである。
【００１１】
すなわち、従来のマスキング処理では、不要画素を除外（縮小）するに当たっては、２次元状に並んだ画素の各方向に一様に画素を除外していたが、本発明においては、缶の側壁部分の影が広がる方向、つまり１次元Ｘ線検出器の素子の配列方向への画素の除外数を、それと直交する方向への画素の除外数よりも多く設定する。これにより、缶の内部の所要検査領域の画素を除外することなく、缶の側壁の投影像を確実に除去することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の全体構成を示す概略図である。
【００１３】
検査対象物Ｗはコンベアシステム１上に載せられて一定の速度で流される。コンベアシステム１の上方には、Ｘ線源２がそのＸ線光軸を鉛直下方に向けた姿勢で配置されているとともに、Ｘ線源２に対向してその鉛直下方には、コンベアシステム１を介して１次元Ｘ線検出器３が配置されている。この構成により、検査対象物Ｗはコンベアシステム１上に載せられてＸ線源２と１次元Ｘ線検出器３の間を一定速度で通過することになる。
【００１４】
１次元Ｘ線検出器３からの出力は、コンピュータとその周辺機器を主体とする演算制御部４に取り込まれる。演算制御部４は、その取り込んだ画素情報を用いて、後述するマスキング処理を含む画像処理を行うことにより、検査対象物Ｗ内に異物が混入しているか否かを判別する。また、この演算制御部４は、ＴＶモニタ５に検査対象物Ｗの画像処理後のＸ線透過像を表示するとともに、操作部６から入力される各種指令を受けてコンベアシステム１やＸ線源２に駆動制御信号を供給する。
【００１５】
さて、検査対象物Ｗとして、背が高く、かつ、Ｘ線を減衰させやすい材料からなる容器内に収容された物品、例えば缶詰を取り扱う場合、演算制御部４では、以下に示す手順により１次元Ｘ線検出器３の出力に基づく２次元画素情報を処理し、その容器内への異物の混入の有無を判別する。図２はその手順を表すフローチャートである。
【００１６】
１次元Ｘ線検出器３からの画素濃淡情報によって形成される検査対象物ＷのＸ線透過像は、まず、図３（Ａ）に示すように、所定レベルをしきい値とした２値化により背景と分離される。
【００１７】
次に、背景分離後の像をマスキング処理により缶の側壁部分の投影像に対応する像の周囲部分を除去するが、このマスキング処理においては、１次元Ｘ線検出器３の素子の配列方向（以下、ｘ方向と称する）における画素の除外数が、それと直交する方向（以下、ｙ方向と称する）における画素の除外数よりも多く、例えば２倍に、設定されている。このマスキング処理を行うことにより、投影により画像上にｙ方向に比してｘ方向に厚く現れている缶の側壁部分の画像に対応する画素が除外され、図３（Ｂ）に示すように、缶の内部の像に対応する画素のみが残される。
【００１８】
すなわち、Ｘ線源１からのｘ方向に広がりを持つＸ線を照射しつつ、同方向に素子を配列してなる１次元Ｘ線検出器２でＸ線を検出し、ｘ方向に直交するｙ方向に検査対象物Ｗである缶を搬送することによって得られる缶のＸ線透視像は、その輪郭がｘ方向に長径を有する楕円となることは前記した通りであり、２値化により背景と分離して得られる図３（Ａ）で示されるような画像が残る。従来のマスキング手法では、この画像の周囲から内側に向けてｘ，ｙ方向とも同数ずつの画素を除去していたが故に、前記した図６に示すようにｘ方向両側に缶の側壁部分の影が残る結果となるのであるが、本発明の実施の形態では、画像の外周から内側に向けて画素を除外していくに当たって、１次元Ｘ線検出器２の検出素子の配列方向、つまりｘ方向の除外素子数を、それと直交するｙ方向の除外素子数よりも多く設定することにより、外周が楕円で内周が円となる缶の側壁部分の影を除去して、図３（Ｂ）に示すように缶の内部の画像のみを残すことを可能としている。
【００１９】
その後、マスキング処理により残された画素群について、メディアフィルタ、差分処理など通常の各種処理を施した後、最終的に２値化を施すことにより、図３（Ｃ）に示すような画像を得る。この画像は、缶の内容部分のみの画像であり、缶の像の影響を受けることなく、異物Ｓの存在の有無を確実に判別することができる。
【００２０】
ここで、マスキング処理によるｘ方向およびｙ方向それぞれの除外画素数は、主として検査対象物Ｗの高さや容器の厚さ等に応じて、検査に先立ってモニタ画面を見ながら、容器の側壁部分の投影画像が確実に消去されるように個別に適宜の数に設定すればよい。
【００２１】
なお、以上の実施の形態では、円柱形の缶詰を例にとって説明したが、本発明は、断面矩形の缶詰や、あるいは缶詰以外のプラスチックなどの他の材質の容器に収容された任意の物品への異物混入の判別に適用し得ることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、Ｘ線透過像情報を用いた画像処理により異物の混入の有無を判別するに当たり、検査対象物のＸ線透過像のマスキング処理における不要画素の除外数を、１次元Ｘ線検出器の素子配列方向がそれと直交する方向に比して多く設定することにより、背の高い缶詰のように、１次元Ｘ線検出器の両端部近傍の素子への透過Ｘ線の入射角度が大きくなることに起因して、容器の投影像の厚みが周方向に一様とならないような物品であっても、容器内の所要検査領域の画素を除外することなく、確実に容器の像に対応する画素を除外することが可能となり、誤判別の恐れなく常に正確に異物混入の判別を行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の演算制御部４による異物混入の有無を判別するための画像処理の手順を表すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートに示される手順中において得られる画像の説明図で、（Ａ）は背景除去のために２値化した状態を示す図で、（Ｂ）はマスキング処理後の状態を示す図、（Ｃ）はマスキング処理により得られた検査対象物Ｗの容器の内部領域のみの画像を２値化した状態を示す図である。
【図４】検査対象物の搬送機構と１次元Ｘ線検出器とを組み合わせたＸ線検査装置により缶詰等の内部の異物混入を検査するときの状態を示す模式図である。
【図５】図４の状態で得られる缶等の容器のＸ線透過像の例の説明図である。
【図６】図５の画像を従来の手法によりマスキング処理したときに得られる画像の説明図である。
【符号の説明】
１  コンベアシステム
２  Ｘ線源
３  １次元Ｘ線検出器
４  制御部
５  ＴＶモニタ
６  操作部
Ｗ検査対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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