(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タバコの端面が許容しうる外観を有するか否かを判定する装置であって、
対照をなす背景に対して前記端面の像を形成する手段（４６，４８，４９，５００）を備え、この像形成手段は前記端面に隣接して前記タバコに沿った周面部域（５１０）の像を含むように前記像を拡張する手段（５００）を備え、更に
前記像を、この像の対応する部分の明るさを示す初期ディジタル値をそれぞれ有する複数のピクセルとしてディジタル化する手段（５２′）
所定のしきい値に対して第一の極性を有する初期ディジタル値を有する各ピクセルに二つの処理されたディジタル値の第一のものを割当て、他の全てのピクセルに前記の二つの処理されたディジタル値の第二のものを割当てるように前記ピクセルを処理する手段（５２′）を備え、前記しきい値は、前記背景、前記端面の実質的に変色した部域および前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第一の処理されたディジタル値が割当てられ、前記端面のおよび前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第二の処理されたディジタル値が割当てられるように選定されており、更に
前記の第一の処理されたディジタル値を有するピクセルと前記の第二の処理されたディジタル値を有するピクセルとの間の転移部に隣接したピクセルを縁部ピクセルとして識別する手段（５２′）、
前記像の中の各しみの境界を識別するために互いに隣接する縁部ピクセルを組合せる手段（５２′）、
各境界が前記の第一の処理されたディジタル値を有するピクセルを包囲するか前記の第二の処理されたディジタル値を有するピクセルを包囲するかを判定することによって各しみを第一の形式のしみまたは第二の形式のしみとして識別する手段、
前記のしみの形式の少なくとも一方の形式のしみの特性を計算する手段、および
前記の計算された特性を所定値と比較することによって前記像の許容性を判定する手段を備えたことを特徴とするタバコ端面の外観判定装置。
【請求項２】
前記の特性を計算する手段が前記の第二の形式のしみの大きさを計算する手段を含み、前記の許容性を判定する手段が前記の第二の形式のしみの計算された最大の大きさが所定の大きさにほぼ等しいかどうかを判定する手段を含むことを特徴とする請求項１のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項３】
前記の特性を計算する手段が前記の第一の形式のしみの大きさを計算する手段を含むことを特徴とする請求項２のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項４】
前記の許容性を判定する手段が前記像が許容しえない像であることを判定した時に前記タバコを拒否する手段（４４）を設けたことを特徴とする請求項３のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項５】
前記像形成手段の動作の間タバコを支持する手段であって、前記端面がこの支持手段から間隔を置くように支持する支持手段（３２）を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項６】
前記端面を照明する手段であって、この照明手段から前記支持手段に当るいかなる光をも前記像形成手段によって形成される像において前記端面から離して位置させるように前記端面を照明する照明手段（４８，４９）を設けたことを特徴とする請求項５のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項７】
前記像形成手段は第一の所定の軸線に沿って前記像を形成するようにし、前記照明手段は前記の第一の所定の軸線に対して傾斜した第二の所定の軸線に沿って前記端面を照明するようにしたことを特徴とする請求項６のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項８】
前記の第二の所定の軸線が前記の第一の所定の軸線に対して約４５°の角度傾斜していることを特徴とする請求項７のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項９】
前記の第一の所定の軸線が前記端面に対して実質的に垂直であることを特徴とする請求項７のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１０】
前記の第二の所定の軸線が前記端面に対して傾斜していることを特徴とする請求項７のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１１】
前記支持手段が前記タバコに隣接して前記端面と実質的に同じ方向に向いた面を有し、この面は前記端面に対して視覚的に対照をなすようになされていることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１２】
前記支持手段は前記タバコを前記像形成手段に対して移動させるようになされており、前記像形成手段に前記端面の実質的に静止した像を形成させるように前記端面を瞬間的に照明する手段を設けたことを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか一のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１３】
前記照明手段からの光が当る、前記支持手段の面を実質的に非反射性にしたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１４】
前記照明手段からの光が当る、前記支持手段の面を実質的に光吸収性にしたことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１５】
前記支持手段が、ドラムであって前記タバコをその縦軸線をこのドラムの縦軸線に実質的に平行して支持するようにしたドラムを含むことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１６】
前記の許容性を判定する手段が、前記の第一の形式のしみの計算された特性を第一の所定値と比較する手段、および前記の第二の形式のしみの計算された特性を第二の所定値と比較する手段を含むことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１７】
前記の瞬間的に照明する手段が、前記端面が前記像形成手段の視野内の所定位置にある時に前記端面が照明されるようにこの照明を前記支持手段の動きと同期化させる手段を含むことを特徴とする請求項１２のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１８】
前記タバコが一連の実質的に同様な物体の一つであり、前記タバコの全てについて一連に順次実質的に同様に動作するようにしたタバコ端面の外観判定装置であって、
前記像形成手段によって形成されるタバコの像を表示する手段、および
前記境界の少なくとも一つが所定の特性を有するか否かを判定する前記の手段によって許容しえない外観を有すると判定されたタバコの像の表示を長びかせて、前記外観判定装置のオペレータにこの像を見る追加的な時間を与える手段を更に備えていることを特徴とする請求項１のタバコ端面の外観判定装置。
【請求項１９】
タバコの端面が許容しうる外観を有するか否かを判定する方法であって、
対照をなす背景に対して前記端面およびこの端面に隣接して前記タバコに沿った周面部域の像を形成するステップ、
この像を、この像の対応する部分の明るさを示す初期ディジタル値をそれぞれ有する複数のピクセルとしてディジタル化するステップ、および
所定のしきい値に対して第一の極性を有する初期ディジタル値を有する各ピクセルに二つの処理されたディジタル値の第一のものを割当て、他の全てのピクセルに二つの処理されたディジタル値の第二のものを割当てるように前記ピクセルを処理するステップを有し、前記しきい値は、前記背景、前記端面の実質的に変色した部域および前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第一の処理されたディジタル値が割当てられ、前記端面のおよび前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第二の処理されたディジタル値が割当てられるように選定し、更に、  前記の第一の処理されたディジタル値を有するピクセルと前記の第二の処理されたディジタル値を有するピクセルとの間の転移部に隣接したピクセルを縁部ピクセルとして識別するステップ、
前記像の中の各しみの境界を識別するために互いに隣接する縁部ピクセルを組合せるステップ、
各境界が前記の第一の処理されたディジタル値を有するピクセルを包囲するか前記の第二の処理されたディジタル値を有するピクセルを包囲するかを判定することによって各しみを第一の形式のしみまたは第二の形式のしみとして識別するステップ、
前記のしみの形式の少なくとも一方の形式のしみの特性を計算するステップ、および
前記の計算された特性を所定値と比較することによって前記像の許容性を判定するステップを有することを特徴とするタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２０】
前記の特性を計算するステップが前記の第二の形式のしみの大きさを計算することを含み、前記の許容性を判定するステップが前記の第二の形式のしみの計算された最大の大きさが所定の大きさにほぼ等しいかどうかを判定することを含むことを特徴とする請求項１９のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２１】
前記の特性を計算するステップが前記の第一の形式のしみの大きさを計算することを含むことを特徴とする請求項２０のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２２】
前記の許容性を判定するステップが、前記の第一の形式のしみの計算された特性を第一の所定値と比較すること、および前記の第二の形式のしみの計算された特性を第二の所定値と比較することを含むことを特徴とする請求項２１のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２３】
前記の許容性を判定するステップにおいて前記像が許容しえない像であることを判定した時に前記タバコを拒否するステップを更に有することを特徴とする請求項２２のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２４】
前記の像を形成するステップの間、前記タバコの端面が前記支持構造体から間隔を置くように支持構造体によって前記タバコを支持するステップを更に有することを特徴とする請求項２２のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２５】
光源から前記端面を照明し、この照明は前記光源から前記支持構造体に当るいかなる光をも、前記の像を形成するステップで形成される像において前記端面から離れて位置させるように行うステップを更に有することを特徴とする請求項２４のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２６】
前記の像を形成するステップにおいて前記像を第一の所定の軸線に沿って形成し、前記の端面を照明するステップにおいて前記第一の所定の軸線に対して傾斜した第二の所定の軸線に沿って前記端面を照明することを特徴とする請求項２５のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２７】
前記の第二の所定の軸線が前記の第一の所定の軸線に対して約４５°の角度傾斜していることを特徴とする請求項２６のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２８】
前記の第一の所定の軸線が前記端面に対して実質的に垂直であることを特徴とする請求項２６のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項２９】
前記の第二の所定の軸線が前記端面に対して傾斜していることを特徴とする請求項２８のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項３０】
前記支持構造体が前記タバコに隣接して前記端面と実質的に同じ方向に向いた面を有し、この面は前記端面に対して視覚的に対照をなすようにしたことを特徴とする請求項２４のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項３１】
前記支持構造体は前記タバコを前記光源に対して移動させるようになされており、前記の像を形成するステップの間に前記端面の実質的に静止した像を形成するように前記端面を瞬間的に照明するステップを更に有することを特徴とする請求項２４のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項３２】
前記の瞬間的に照明するステップは、前記端面の照明を前記支持構造体の動きと同期化させるステップを含むことを特徴とする請求項３１のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項３３】
前記タバコが一連の実質的に同様な物体の一つであり、前記タバコの全てについて一連に順次実質的に同様に動作するタバコ端面の外観判定方法であって、
前記の像を形成するステップにおいて形成されるタバコの像を表示するステップ、および
前記の許容性を判定するステップにおいて許容しえない外観を有すると判定されたタバコの像の表示を長びかせて、装置のオペレータにこの像を見る追加的な時間を与えるステップを更に有することを特徴とする請求項２２乃至３２のいずれか一のタバコ端面の外観判定方法。
【請求項３４】
所定の経路に沿ってタバコ構成要素を移動させる手段（３２）、
前記経路に沿った位置に設けられた撮像装置（４６，４８，４９）を備え、この撮像装置は前記位置において前記タバコ構成要素の少なくとも端部を照明する手段（４８，４９）と、前記位置に設けられ、前記タバコ構成要素が前記位置を通して移動する時に前記タバコ構成要素の端部の像を背景に対して対照的に撮像して出力を発生するカメラ（４６）を有し、更に、
前記のカメラ出力に接続されてこのカメラ出力から縁部ピクセルを解読し、この縁部ピクセルを隣接する縁部ピクセルのグループに組合せ、この隣接する縁部ピクセルのグループを第一の形式のしみまたは第二の形式のしみについて特徴づけるプロセッサ（５２′）を備えたタバコ要素の端面を検査する装置において、  前記撮像装置は更に、前記端面に隣接して前記タバコ構成要素に沿った周面部域（５１０）を前記タバコ構成要素の像の範囲内に含めるように前記カメラに対して配置されたプリズム（５００）を有し、前記プロセッサは前記端面および前記周面部域に対応する隣接する縁部ピクセルのグループを前記第一の形式のしみまたは第二の形式のしみの第一のものとして特徴づけるようになされていることを特徴とするタバコ構成要素の端面検査装置。
【請求項３５】
前記経路に沿った第二の位置に拒否ステーション（４４）を設けたことを特徴とする請求項３４のタバコ構成要素の端面検査装置。
【請求項３６】
前記プリズムは、頂点を前記カメラに光学的に指向させた円錐形プリズムを含むことを特徴とする請求項３４のタバコ構成要素の端面検査装置。
【請求項３７】
前記円錐形プリズムが截頭円錐形であることを特徴とする請求項３４のタバコ構成要素の端面検査装置。
【請求項３８】
前記プリズムが半球形（６３０）であることを特徴とする請求項３４のタバコ構成要素の端面検査装置。
【請求項３９】
前記プリズムがピラミッド形（６５０）であることを特徴とする請求項３４のタバコ構成要素の端面検査装置。
【請求項４０】
前記プリズムが三角形のプリズム（６７０，６８０）を含むことを特徴とする請求項３４のタバコ構成要素の端面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はタバコの端部またはタバコ構成要素の端部の如き実質的に円形の物体の外観を検査する方法および装置に関する。
【０００２】
最新の製造装置は製品を高速度で生産することができる。例えば、最新のタバコ製造装置においては毎分５０００〜６０００本の速度でタバコを生産することは例外的なことではなく、毎分１２０００本といった速度も達成可能である。製品の外観を最大可能な程度に検査することは勿論望ましい。外観が異常であることは、それだけで製品を拒否する理由となる。更に、異常な外観は、製品を拒否しなければならない他の理由となる基本的な構造的欠陥を示すかもしれない。欠陥製品の拒否を容易ならしめるのに加えて、外観を検査してどのような欠陥が起きているのかを知り、製造装置を調整してかかる欠陥の発生を減少させることもできる。
【０００３】
可能ならば一般的に、各像の一部の検査や製品の像の仮定的な代表例のみの検査より各製品の像全体の検査を含めた製品のより完全な検査の方が望ましい。また、検査結果は新しいほど良い。即ち、一連の欠陥製品が検出されたら、かかる欠陥製品の生産を最少ならしめるための修正作業を早期に行うことができる。
【０００４】
上述した問題は、高速度製造装置が調整不良、メンテナンス不良および／または不適正な動作に対してより敏感になろうとしている状況にあって、高生産速度においてより複雑かつ重大になる。高速度製造装置においては、大量の欠陥製品が僅かの時間で生産されうるので、直ちに欠陥を検出することがより重要である。欠陥は早期に検出して、製造装置を停止させるか欠陥の原因を除去するように調整する必要がある。
【０００５】
タバコの製造の間、フィルターの円形端面または他の実質的に円形の面に種々な形式の欠陥が現われる。
【０００６】
ほとんどのタバコの断面は円形であるが、あるものは楕円形である。本発明の原理が楕円形のタバコにどのようにして適用しうるかは当業者には容易に理解しうるであろう。本発明の目的のためには、楕円形の物体は十分円形の物体と似ているので、かかる全ての物体を円形または実質的に円形と称することにする。
【０００７】
タバコの円形端面に現われる欠陥は以下のようなものである。
（１）フィルターの如きタバコ構成要素が欠けている。
（２）サイズ不良（即ち、大きすぎるか小さすぎるか）。
（３）形状不良（例えば、十分円形でない）。
（４）巻き紙のシール不良（例えば、プラグ巻き紙（フィルター要素の周囲の巻き紙）に「フラッグ」があらわれたり、先付け（  ｔｉｐｐｉｎｇ    ）紙（フィルターをタバコロッドに結合する巻き紙）に「フラッグ」があらわれたりする）。
（５）プラグ巻き紙とその下のフィルター材料との間にあらわれる間隙（所謂「バイパス」）または先付け紙とその下のフィルタープラグとの間にあらわれる間隙（他の形のバイパス）。
（６）フィルター端面における変色（例えばチャーコールフィルターの場合、一つまたはそれ以上のチャーコール（炭）粒がフィルター端面に存在している（所謂「ブラックアイ」））。
【０００８】
本発明はタバコの端部の如き実質的に円形の物体の外観を、好ましくは上述した形式の一つまたはそれ以上の欠陥について検査する方法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
バイパスおよび背景ピクセル部域は両方共背景の色を有するものとして処理されかつバイパスは背景部域に近接して位置しているため、ある条件下では、背景を示すピクセル部域からバイパスを示す部域を区別することはプロセッサにとって困難である。というのはこれら二つの部域はタバコフィルターのプラグ巻き紙の比較的薄い縁部によって分離されているからである。多くの用途において、プロセッサはプラグ巻き紙の縁部を検出するに十分な解像度を有しないことがある。従って、バイパス部分を示すピクセル部域は背景の一部として処理され、検査結果を誤らせることになる。その場合、バイパス欠陥を有していてもそのタバコは検出されないまま通過してしまうことになる。
【００１０】
この問題はタバコフィルターの縁部に沿って生じることのあるブラックアイまたは他の汚れの検出についても生じることがある。
【００１１】
従って、本発明によれば、タバコの端面が許容しうる外観を有するか否かを判定する装置であって、
対照をなす背景に対して前記端面の像を形成する手段を備え、この像形成手段は前記端面に隣接して前記タバコに沿った周面部域の像を含むように前記像を拡張する手段を備え、更に
前記像を、この像の対応する部分の明るさを示す初期ディジタル値をそれぞれ有する複数のピクセルとしてディジタル化する手段
所定のしきい値に対して第一の極性を有する初期ディジタル値を有する各ピクセルに二つの処理されたディジタル値の第一のものを割当て、他の全てのピクセルに前記の二つの処理されたディジタル値の第二のものを割当てるように前記ピクセルを処理する手段を備え、前記しきい値は、前記背景、前記端面の実質的に変色した部域および前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第一の処理されたディジタル値が割当てられ、前記端面のおよび前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第二の処理されたディジタル値が割当てられるように選定されており、更に
前記の第一の処理されたディジタル値を有するピクセルと前記の第二の処理されたディジタル値を有するピクセルとの間の転移部に隣接したピクセルを縁部ピクセルとして識別する手段、
前記像の中の各しみの境界を識別するために互いに隣接する縁部ピクセルを組合せる手段、
各境界が前記の第一の処理されたディジタル値を有するピクセルを包囲するか第二の処理されたディジタル値を有するピクセルを包囲するかを判定することによって各しみを第一の形式のしみまたは第二の形式のしみとして識別する手段、  前記のしみの形式の少なくとも一方の形式のしみの特性を計算する手段、および
前記の計算された特性を所定値と比較することによって前記像の許容性を判定する手段を備えたタバコ端面の外観判定装置が提案される。
【００１２】
本発明によれば、
所定の経路に沿ってタバコ構成要素を移動させる手段、
前記経路に沿った位置に設けられた撮像装置を備え、この撮像装置は前記位置において前記タバコ構成要素の少なくとも端部を照明する手段と、前記位置に設けられ、前記タバコ構成要素が前記位置を通して移動する時に前記タバコ構成要素の端部の像を背景に対して対照的に撮像して出力を発生するカメラを有し、更に、
前記のカメラ出力に接続されてこのカメラ出力から縁部ピクセルを解読し、この縁部ピクセルを隣接する縁部ピクセルのグループに組合せ、この隣接する縁部ピクセルのグループを第一の形式のしみまたは第二の形式のしみについて特徴づけるプロセッサを備えたタバコ要素の端面を検査する装置において、
前記撮像装置は更に、前記端面に隣接して前記タバコ構成要素に沿った周面部域を前記タバコ構成要素の像の範囲内に含めるように前記カメラに対して配置されたプリズムを有し、前記プロセッサは前記端面および前記周面部域に対応する、隣接する縁部ピクセルのグループを前記第一の形式のしみまたは第二の形式のしみの第一のものとして特徴づけるようになされているタバコ構成要素の端面検査装置が更に提供される。
【００１３】
本発明によればタバコの端面が許容しうる外観を有するか否かを判定する方法であって、
対照をなす背景に対して前記端面およびこの端面に隣接して前記タバコに沿った周面部域の像を形成するステップ、
この像を、この像の対応する部分の明るさを示す初期ディジタル値をそれぞれ有する複数のピクセルとしてディジタル化するステップ、および
所定のしきい値に対して第一の極性を有する初期ディジタル値を有する各ピクセルに二つの処理されたディジタル値の第一のものを割当て、他の全てのピクセルに二つの処理されたディジタル値の第二のものを割当てるように前記ピクセルを処理するステップを有し、前記しきい値は、前記背景、前記端面の実質的に変色した部域および前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第一の処理されたディジタル値が割当てられ、前記端面のおよび前記周面部域の実質的に変色した部域に前記の第二の処理されたディジタル値が割当てられるように選定し、更に、
前記の第一の処理されたディジタル値を有するピクセルと前記の第二の処理されたディジタル値を有するピクセルとの間の転移部に隣接したピクセルを縁部ピクセルとして識別するステップ、
前記像の中の各しみの境界を識別するために互いに隣接する縁部ピクセルを組合せるステップ、
各境界が前記の第一の処理されたディジタル値を有するピクセルを包囲するか第二の処理されたディジタル値を有するピクセルを包囲するかを判定することによって各しみを第一の形式のしみまたは第二の形式のしみとして識別するステップ、
前記のしみの形式の少なくとも一方の形式のしみの特性を計算するステップ、および
前記の計算された特性を所定値と比較することによって前記像の許容性を判定するステップを有するタバコ端面の外観判定方法が提供される。
【００１４】
本発明の実施例は、上述した形式の一つまたはそれ以上の欠陥について物体の外観を検査するのに使用しうるという効果を有する。
本発明の実施例は、タバコの端部の如き実質的に円形の物体の外観を、かかる物体が最新の製造装置で生産される非常に高い速度において検査しうるという効果を有する。
【００１５】
本発明の好ましい実施例は検査すべき実質的に円形の各物体のビデオ像を形成する。実質的に円形の物体は好ましくは、ビデオ像内において物体が背景に対して視覚的なコントラスト（対照）をなすように支持される。例えばタバコまたはタバコ構成要素の実質的に円形の端部を検査する場合、それは検査すべき端部が支持構造体から離れて位置するように支持することができる。好ましくは、タバコまたはタバコの端部あるいはタバコ構成要素の端部は支持構造体の隣接部分に光が当らないようにまたは少ししか当らないように斜めに照明される。従って、タバコ構成要素の端部はビデオ像において暗いまたは黒の背景に対して明るくまた白色であらわれる。このコントラストを更に強めるために、支持構造体の隣接する面は好ましくは光吸収性（例えば黒色）および／または非反射性になされる。
【００１６】
検査装置のカメラと協働するようにプリズム装置が設けられ、像形成がタバコフィルターの端面のみならず、この端面にすぐ隣接してタバコの側面に沿った周面部域をも含むようになされる。この構成およびプロセッサにおけるしきい値の調節により、バイパス部域が背景ピクセル部域から隔離され、従ってバイパス欠陥（および端面の縁部に沿って位置する他の欠陥）がより確実に定められ、検出される。
【００１７】
上述したビデオ像はディジタルグレイスケール像を形成するために走査され、ディジタル化される。実質的に円形の物体がビデオ像形成要素（例えばビデオカメラ）の視野全体を満たさない場合には、好ましくはカメラスクリーンの物体の像を有する部分だけを走査して、あい続いて撮像を行う速度を高める。実質的に円形の物体がビデオカメラの視野全体を満たさない場合、上記に代えてあるいは上記に加えて、関連するイメージ情報の全てを含む「必要部域」を限定する。この必要部域内のイメージ情報のみがディジタル化および／または続いて処理される。
【００１８】
撮像され、ディジタル化された必要部域のイメージ情報はこれを２進形に変換するためにしきい値と比較される。所定のしきい値より大きいグレイスケール値を有するピクセルには二つの値の一方（例えば２進数の１）が割当てられてこのピクセルが比較的「白」であることを示す。一方、前記しきい値より低いグレイスケール値を有するピクセルには二つの値の他方（例えば２進数の０）が割当てられてこのピクセルが比較的「黒」であることを示す。
【００１９】
次いで、この２進化されたイメージデータは像の中の縁部（即ち、黒から白または白から黒への転移部）に存在する全てのピクセルを識別するために調べられる。次いで、互いに隣接する縁部ピクセルが互いに組合わされて像の中の「しみ」を規定する。次いで、各しみの色（または形式）（即ち、しみが黒であるか白であるか）を、好ましくは、そのしみの中の一つまたはそれ以上のピクセルをサンプリングすることによって判定する。次いで、種々なしみの大きさおよび色の如きパラメータを分析して実質的に円形の物体が許容しうる外観を有するか否かを判定する。例えば、実質的に円形の物体が黒い背景に対して白であるとすると、そして実質的に円形の物体が像の中の最大の要素であるとすると、その像は比較的大きい白いしみを含むことになる。更に、この比較的大きい白いしみの周縁はある大きさを有している。この大きさがあまり小さすぎると、その実質的に円形の物体は小さすぎるとして拒否されるであろう。また周縁の大きさが大きすぎると、その実質的に円形の物体は大きすぎるとして、フラッグを有するとして、または所望の実質的に円形の形状を有しないものとして拒否されるであろう。ブラックアイおよびバイパスの如き欠陥は、上述した大きい白いしみの中に黒いしみが検出された時に指示される。少なくとも所定の最低の大きさの黒いしみが検出されると、その実質的に円形の物体も許容しえない外観を有するものとして拒否することができる。
【００２０】
許容しえない外観を有することがわかった実質的に円形の物体は許容しうる外観を有するものから分離するのが好ましい。オペレータには、検出した欠陥の数および／または割合に関するその時の情報を与えるのが好ましく、この情報には欠陥品であると判定された物体上に特別な強調をつけて、検査されている物体の可視表示をも含むことができる。
【００２１】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を例示として説明する。
【００２２】
図１を参照するに、検査すべき典型的な実質的に円形の物体１０Ａが先端にフィルターを有するタバコのフィルター端として例示されている。しかし、本発明は他の実質的に円形の物体の外観を検査するのにも等しく適用しうることは理解すべきである。例えば、物体１０Ａはタバコロッド（  ｔｏｂａｃｃｏ    ｒｏｄ  ）に取付ける以前のタバコフィルタープラグの端部または他の何等かのタバコ構成要素でありうる。
【００２３】
ここに説明する本発明の例示した適用においては、物体１０Ａは許容しうる外観を有する。特に、物体１０Ａはタバコフィルターの構成に一般的に見られるようにセルロースアセテート繊維の束の一端を含む大きくて白い中央部分１２を有する。この繊維の束は一つまたはそれ以上の紙の層１４で包囲されている。紙の層１４は繊維の束を一緒に保持し、繊維の束に滑らかな外面を与え、フィルターを巻きタバコのタバコロッドに保持する。一層以上の紙があることもあるが、図１の物体１０Ａには一つの紙の層１４だけが示されている。紙層１４は一般的にその縁部が互いに重なり、接着されて側部継ぎ目１６を形成するように紙層１４の下の構造物の周囲に巻かれまたは形成される。繊維束１２と紙層１４との間の境界は図１には明瞭に示されているが、実際の製品においてはこの境界はこのようにはっきり見えないかも知れない。このことは継ぎ目１６に沿った重畳した紙の層についても同じである。
【００２４】
図２を参照すると、実質的に円形の物体１０Ｕは物体１０Ａとほぼ同じであるが、外観に典型的な欠陥を有し、この欠陥のいずれか一つでも物体１０Ｕの外観を許容しえないものとするものである。物体１０Ｕの欠陥の一つは側部継ぎ目１６が完全に接着されておらず、タバコフィルターの一側から延びた紙の所謂「フラッグ」２２を残していることである。かかるフラッグ２２は繊維束１２が小さすぎたり、大きすぎたりしたり、継ぎ目１６に沿った接着剤の施与が不十分であったり、継ぎ目１６における紙１４の部分を持ち上げおよび／または曲げる機械に故障があったり、というようにタバコ製造工程における種々な誤動作によって生じる。原因が何であれ、フラッグ２２は製品を消費者にとって許容しえないものとするため、この欠陥を有する全てのタバコを早急に除きかつ修正作業を行うことが大切である。フラッグ２２は本発明によって検出する一形式の欠陥である。
【００２５】
物体１０Ｕの外観を害する他の欠陥は繊維束１２と紙１４との間の間隙２４である。かかる間隙は「バイパス」と称されている。というのは、煙の一部が完全に濾過されることなく繊維束１２の周囲を通過してしまうのを許すからである。このバイパスは繊維束の形状が適正でなかったり、小さすぎたり、紙層１４がその下の繊維束に対して完全に押圧されなかったり、タバコ製造装置またはフィルタープラグ製造装置において他の何等かの同様な問題が生じることによって発生する。バイパス２４は比較的暗い場所で、特に物体１０Ｕが斜めに照明された時に目立つ傾向がある。
【００２６】
物体１０Ｕの外観の更に他の形式の欠陥は繊維束１２の面における変色した部分２６である。変色した部分２６は、繊維束１２の一部に偶発的にしみがつくなどのいくつかの原因を有する。セルロースアセテートの二つの軸方向に間隔を置いたプラグ間にチャーコール（炭）粒子を含むフィルターの如きチャーコールフィルターの場合、変色した部分はフィルター構造物内からチャーコールの一部が逃出した時にフィルター端面に現われることがある。この形式の変色部分は「ブラックアイ」として知られているが、説明の便宜上、繊維束１２の全ての変色部分をブラックアイと称することにする。
【００２７】
検査装置４０は検査すべき実質的に円形の物品を製造または取扱う装置の都合の良い任意の場所で動作させることができる。図３を参照するに、検査装置４０の撮像（  ｉｍａｇｅ  −  ｃａｐｔｕｒｉｎｇ    ）部分４２のための好適な場所は、ドイツ国ハンバーグのハウニ−ヴェルケ  コルベル  アンド  コムパニー  カーゲー（  Ｈａｕｎｉ  −  Ｗｅｒｋｅ    Ｋｏｒｂｅｒ    ＆    Ｃｏ．  ＫＧ  ）から入手しうる従来のＭａｘモデルティッパ（  ｔｉｐｐｅｒ  ）の如き、従来の先端にフィルターが取付けられたタバコ（フィルターチップタバコ）の製造装置（図４をも参照）である。かかる先付け機（  ｔｉｐｐｉｎｇ    ｍａｃｈｉｎｅ  ）においては、端面１０を有する完成したフィルターチップタバコは従来のハウニ（  Ｈａｕｎｉ    ）検査ドラム３０の円筒状面に沿って間隔を置いた位置で順次移送される。ドラム３０が回転すると、ハウニ装置はドラムに沿って配置されたタバコについて従来の或る検査作業を行う。次いでタバコは従来のハウニ拒否ドラム３２へ移送される。ハウニ装置は欠陥のあるタバコを空気力学的にドラム３２から除去することによって拒否する。許容しうるタバコは続いて移動が許され、出口ドラム３４へ移送される。この出口ドラム３４は先付け機からタバコを送び去る（タバコを従来のトレイ充填装置（  ｔｒａｙ    ｆｉｌｌｅｒ  ）または大量流しコンベヤ（図示せず）へ移送することによって）。
【００２８】
本発明の装置の撮像部分４２は拒否ドラム３２の比較的上流部分に隣接して配置するのが好適である。本発明装置の拒否出力信号は従来のハウニ拒否機構への追加的な入力としてまたは拒否ドラム３２の下流位置に追加される別個の拒否機構４４と協同して使用することができる。
【００２９】
図４を参照するに、検査装置４０は物体１０をその背景から区別する（対照的に引立たせる）装置を含む。検査装置４０はタバコがカメラ４６を通過して移送される時に好ましくはタバコの端面１０をドラム３２の隣接する部分から片持ち状態にする。端面１０をその背景から更に対照的に引立たせるために、好ましくはカメラ４６に隣接するドラム３２の面を暗い非反射性の面とし、端面１０を光源４８からの光によって斜めに照射する。特に、光ファイバ束４９は撮像のために各タバコがカメラ４６に直接対向した位置に移動せしめられる時に、光源４８からの光をタバコの端面１０に対して約４５°の入射角で指向させる。カメラ４６がタバコの端面１０を撮像する軸線はタバコの端面１０の面に対して実質的に垂直である。
【００３０】
ドラム３２は連続的に回転するが、光源４８はタバコの端面１０がカメラ４６に直接対向して位置するたびに短時間だけ照明または「ストロボ」照明することができる。この構成は撮像されているタバコの動きを停止または「凍結」する効果を有するため、カメラ４６はタバコの端面１０の静止像またはほぼ静止した像を形成する。撮像および像処理装置４０は、ドラム装置が所定量だけ動くたびに出力パルス信号を発生するシャフトエンコーダ５０によって、タバコの動きおよびドラム３０，３２および３４と同期化される。この連繋はタバコの端面１０がいつカメラ４６に直接対向して位置するかをプロセッサ５２が正確に判定するのを可能にする。かくして、プロセッサ５２は光源４８にストロボ発光させて、カメラ４６によって撮像されたタバコの像の読取りまたは「取入れ」（  ｇｒａｂｂｉｎｇ  ）プロセスを開始する。
【００３１】
有効な像情報がカメラ４６の全視野を満たさない用途において像取入れ動作の時間を節約するために、カメラから像を取入れる時に最初に走査される視野部分に有効な像情報が存在するようにカメラを位置させるのが好ましい。更に、有効な像情報を含む視野部分が走査されてしまうと直ちに走査を停止させる。
【００３２】
上述した走査原理を図５を参照して説明する。図５において、カメラ４６の典型的な視野４７は６４０ピクセル巾×４８０ピクセル高さである。カメラ４６は一般に頂部から底部に向けて水平方向に走査される。従って、カメラ４６は有効な像情報がカメラ４６の視野の頂部に位置するように、撮像すべき物体に対してカメラ４６を配置する。特に、タバコの端面１０を撮像するに際し、視野４７のうち約１５０ピクセル×１５０ピクセルより小さい面積の範囲内に入る大きさの像が適当である。プロセッサ５２はカメラ４６を垂直方向に１５０個のピクセルまで走査するようにプログラムされる。即ち、走査動作は線４７ａに達した時に停止する。図５の中央のタバコ像１０だけが必要なのであるが、視野４７はドラム３２上で隣接するタバコの部分を含んでいても良い。この無関係な像情報が対象からどのようにして外されるかは後から説明する。撮像するたびに視野の限られた部分だけを走査することにより、装置が撮像し、像を処理することのできる速度が実質的に大きくなる。
【００３３】
図６および図７は外観検査動作を行うために装置４０が行うことのできるステップを示している。
【００３４】
これらのステップのほとんどはプロセッサ５２によって行われるかまたは少なくともプロセッサ５２によって制御され、プロセッサ５２は従来のインテル（  Ｉｎｔｅｌ）モデル３８６または４８６あるいは従来のフレームグラッバボード（  ｆｒａｍｅ    ｇｒａｂｂｅｒ    ｂｏａｒｄ    ）およびイメージグラッバボード（  ｉｍａｇｅ    ｇｒａｂｂｅｒ    ｂｏａｒｄ）（例えばミネソタ州、パレイリー、エデンのパターン・プロセッシング・テクノロジイズ・インコーポレイテッド（  Ｐａｔｔｅｒｎ    Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ    Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ，  Ｉｎｃ．  ）から入手しうる）を差込むことのできるコンパティブル  バックプレーンの如きプログラム可能な汎用ディジタルコンピュータを含むのが好ましい。
【００３５】
ステップ１０２において、プロセッサ５２はタバコがカメラ４６の真向いの位置に到達した時に、光源４８をしてタバコの端面１０を短時間だけ照明させる。先に述べたようにプロセッサ５２はシャフトエンコーダ５０から受ける信号から、タバコがカメラ４６に適正に対向して位置する時を判定する。プロセッサはタバコの端面１０を照明することによって検査サイクルを開始する。
【００３６】
ステップ１０４においてプロセッサ５２は図５に関して先に述べたように、カメラ４６の視野の関連ある部分を走査する。しかして、プロセッサ５２は例えばカメラ４６の視野の線４７ａまでの部分のみを走査することができる。カメラ４６の出力信号は一般にアナログ信号である。
【００３７】
ステップ１０６においてプロセッサ５２はカメラ４６からのアナログ出力信号をディジタル化して前記アナログ出力信号を示すディジタル  グレイスケール  ピクセルデータ（  ｄｉｇｉｔａｌ    ｇｒｅｙ    ｓｃａｌｅ    ｐｉｘｅｌ    ｄａｔａ    ）を発生する。このディジタルデータにおいて、各ピクセルはカメラ４６によって受けた像の対応する部分の明るさレベルを示すディジタル値（例えば０〜２５５）によって示される。カメラ４６の視野が６４０ピクセル巾であり、線４７ａがカメラスクリーンの頂部より１５０ピクセル下にあるとすれば、グレイスケール  イメージデータは６４０ピクセル巾×１５０ピクセル高さの部域に及ぶ。
【００３８】
有効な像情報が上述した部域の一部にのみ含まれていると仮定すると、プロセッサ５２はステップ１０８を遂行し、イメージデータの更なる処理を、像部域のうちの有効な情報を含む部分にのみ制限する。図示の実施例においては、有効な像情報はカメラ４６の視野の中心部分の１５０ピクセル以内にある。従って、図８を参照するに、ステップ１０８においてプロセッサ５２はディジタルイメージデータの更なる全ての考察を垂直線４７ｂ（視野４７の左側縁から２４５ピクセル右）と垂直線４７ｃ（視野４７の右側縁から２４５ピクセル左）との間のデータに制限する。視野４７の頂部と、線４７ａ−ｃとによって囲まれた部域のことを以下のステップにおいては「必要部域」または「ＲＯＩ」と称することにする。
【００３９】
ステップ１１０において、ＲＯＩ中の各ピクセルに対するディジタル  グレイスケール  イメージデータは比較的明るいピクセルと比較的暗いピクセルとの間の分離を行うように選択されたしきい値と比較される。例えば、このしきい値は、ＲＯＩ内の白いまたは比較的明るいタバコ端面１０の周囲の背景に係る全てのピクセルが前記しきい値の一側の値を有し、タバコ端１０の像に含まれる全てのピクセル（勿論許容しうる外観のものであるとして）が前記しきい値の他側の値を有するように選択するのが好ましい。例えば、比較的明るいピクセルがしきい値以上の値を有するものと仮定すると、これらのピクセルには、以後の処理のために二つの「２進値」の一方（例えば１）が割当てられる。他の全てのピクセルには２進値の他方（例えば０）が割当てられる。
【００４０】
伝統的な２進値０及び１を使用するものとして以上説明したが、これに代えて他の値の組（例えば−１と１）を使用することもでき、かかる全ての代用値は「暗い」ピクセルから「明るい」ピクセルを区別するのに使用されるしきい値より上または下のグレイスケール値を有するピクセルをそれぞれ識別するために、ここで使用される２進なる用語に包含されるものであることを理解されたい。上述した技術（例えば、光ファイバ束４９からの斜めの照明、ドラム３２からのタバコ端の片持ち、カメラ４６に対向するドラム３２の面の暗色化）の全てがステップ１１０においてプロセッサ５２が比較的明るいタバコ端面１０を比較的暗い周囲の背景から容易に区別するのを確実ならしめる。
【００４１】
図９はステップ１１０を遂行した後、許容しうるタバコの端面１０の像がＲＯＩ中にどのように現れるかを示している。図９において暗い背景のピクセル部域は暗く示され、明るい「前景」ピクセル部域は暗くしないで示されている。
【００４２】
ステップ１２０において、プロセッサ５２はＲＯＩを走査し、全ての「縁部」ピクセル、即ち明るい像部域と暗い像部域との間の変り目に存在する全てのピクセルを識別する。このステップ１２０は好ましくは頂部ピクセル列から開始し、順次各列を左から右へ走査することにより行われる。図９に示す例においては、走査される各列は暗いピクセルで始まる。全て暗い最初の少しの列の後、ステップ１２０の走査動作は最初の一連の暗いピクセルに始まって一連の明るいピクセルが続く列に遭遇するであろう。暗いピクセルと明るいピクセルとの間の変り目の最初の明るいピクセルが縁部ピクセルとして識別される。次いで、次に遭遇するピクセルが暗いピクセルとなるまで後続する白いピクセルを通して走査が続く。この時、暗いピクセルの直前の明るいピクセルがもう一つの縁部ピクセルとして識別される。この走査動作はＲＯＩ全体が走査されて全ての縁部ピクセルが識別されるまで続く。
【００４３】
図１０は図９と同様であるが、図２を参照して上述した形式のいくつかの欠陥を有する許容しえないタバコの端面１０を示している。ステップ１１０に関連して先に述べたしきい値は好ましくはバイパス２４およびブラックアイ２６の如き欠陥がタバコ端の像を包囲する背景部域と同様に暗い部域として現われるように選択される。図１０の像がステップ１２０において縁部ピクセルを探して走査される時、図９に示す許容しうるタバコの像を走査する時に遭遇するより多くの縁部ピクセルに遭遇する。例えば、許容しえないタバコの場合には、フラッグ２２、バイパス２４およびブラックアイ２６に伴う余分の縁部ピクセルが存在する。
【００４４】
図１０において線４７ｓに沿って左から右へ走査する時、走査動作は最初いくつかの暗いピクセルに遭遇し、次いでタバコ端面１０の周縁による最初の明るいピクセルに遭遇する。この最初のピクセルは縁部ピクセルとして識別される。その後、いくつかの明るいピクセルに遭遇し続いてブラックアイ２６の縁部に達する。この点において、最後の明るいピクセルが縁部ピクセルとして識別される。ブラックアイ２６は一連の暗いピクセルとして横切られ、続いてブラックアイ２６の右側の最初の明るいピクセルに到る。この明るいピクセルが更に他の縁部ピクセルとして識別される。そしてバイパス２４の左側縁部に遭遇するまで明るいピクセルが続き、この点において最後の明るいピクセルが更に別の縁部ピクセルとして識別される。次いでバイパス２４は一連の暗いピクセルとして横切られ、セルロースアセテートの繊維束の周囲の包み紙による最初の明るいピクセルに遭遇するに到る。この最初の明るいピクセルは更に別の縁部ピクセルとして識別され、右側の暗い背景部域の直前の最後の明るいピクセルが更に別の縁部ピクセルとして識別される。従って、図９の許容しうるものの線４７ｓに沿った走査の場合におけるように２個の縁部ピクセルだけが識別されるのと違って、図１０の線４７ｓに沿った走査の場合には６個の縁部ピクセルが識別される。
【００４５】
ステップ１２２において、各縁部ピクセルが出来るだけ多くの隣接する縁部ピクセルと接続される。図１１において、各四角形は一つのピクセルを示し、縁部ピクセルは全て文字Ｅによって識別されている。Ｅ′縁部ピクセルは全て互いに隣接していると考えられ、隣接する縁部ピクセルの関連する一つのグループとして識別される。同様に、Ｅ″縁部ピクセルは全て互いに隣接していると考えられ、隣接する縁部ピクセルの関連するもう一つのグループとして識別される。有効な像情報は常に暗い背景部域によって完全に包囲されているものとすると、ステップ１２２で識別された縁部ピクセルの全てのグループは閉じた形状である。これらの閉じた形状の各々は「しみ」と称する。例えば図９においてはただ一つの大きい明るいしみがある。図９の像に関連して識別された全ての縁部ピクセルはこの一つの大きい明るいしみの周縁に係るものである。一方、図１０においては、二つの小さい暗いしみ２４，２６を含む一つの大きく明るいしみがある。これおよび後続するしみの識別並びに分析を行うプログラムは上述したパターン・プロセッシング・テクノロジイズ・インコーポレイテッドから入手することができ、それはＰＰＴの４００ＶＰＣビジョン  プログラム  マネージャー  ソフトウエアの一部である。
【００４６】
ステップ１２４において、ステップ１２２で識別された各しみは、その形式、即ち明るい「前景」しみなのか暗い「背景」しみなのかが調べられる。このステップは例えばそのしみの内側の一つのピクセル（他のしみの一部ではない）が明るいか暗いかを知ることによって行うのが好ましい。試験したピクセルが明るければ、そのしみは明るい「前景」しみである。試験したピクセルが暗ければ、そのしみは暗い「背景」しみである。
【００４７】
ステップ１２６において、最大数の関連する縁部ピクセルを有する前景しみの許容性を試験する。例えば、図９における大きく明るい前景しみが合計４８０個乃至５３０個の縁部ピクセルを有するものであることは知られている。この数の縁部ピクセルを有する前景しみがなければ、その像は許容しえない外観を有するものとしてステップ１２８で拒否される。セルロースアセテート繊維束１２がかなり小さすぎたり、大きすぎたりすると、最も大きい前景しみは４８０個より少ない縁部ピクセルを有するか５３０個より多い縁部ピクセルを有する。同様に、フラッグ２２（図１０）は最も大きい前景しみの縁部ピクセルの数を許容しうる上限を越えて増大させる。タバコが押しつぶされるなどしていれば、この欠陥も最も大きい前景しみの縁部ピクセルの合計数を許容しうる限界を越えて明らかに変化させるであろう。このように、最も大きい前景しみの縁部ピクセルの数を比較することによって装置４０は像の中のいくつかのあり得る欠陥の任意のものを識別することができる。ステップ１２６を遂行する時に、最大の前景しみが所定の許容しうる範囲内の数の縁部ピクセルを有することが見出せなかった場合、制御装置はステップ１２８に進んで、その製品１０が拒否機構４４（図３および図４）に到達した時にこれを拒否することができる。他方、像がステップ１２６における試験に通ると、制御装置はステップ１３０に進んで許容性について像を更に試験する。
【００４８】
ステップ１３０において、イメージデータは許容しえない程度に大きい背景しみについて試験される。例えば、ある数以上（例えば９個またはそれ以上）の縁部ピクセルを有する如何なる背景しみも、その像を許容しえないものとするということを予め決めておくことができる。従って、ステップ１３０においては、各背景しみの縁部ピクセルの数をこの所定の限度と比較し、どれかの背景しみがしきい数以上の縁部ピクセルを有することが発見されると、制御装置はステップ１２８に進んでその製品を拒否する。他方、像が過度に大きい暗い背景しみを有していなければ、制御装置はステップ１３２に進み、その製品を受入れさせる。
【００４９】
上述したように、外観検査動作の結果に関する現在の情報を装置のオペレータに提供することは重要であるし、少なくとも有効である。情報のかかる提供は例えば装置４０のコンピュータ表示スクリーン５４によって行うことができる（再び図４を参照）。
【００５０】
図１２を参照するに、スクリーン５４上の好ましい表示はプロセッサ５２によって制御され、次の情報部域を有する。
１．部域２０２  −−−−  検査装置４０が動作しているタバコ製造装置の識別。
２．部域２０４  −−−−  一日のうちの時間。
３．部域２０６  −−−−  カメラ４６の視野内の必要部域の現在のディジタル  グレイスケール  イメージ。好ましくは、像が欠陥を有すると識別された時、その像は通常より長く（例えば３秒間）保持して、装置のオペレータにそれを調べるためのより長い時間を与える。更に、拒否を生じさせた像の欠陥部分の周囲に四角形のボックス２０８を表示する。
４．部域２１０  −−−−  検査装置４０の動作の現在のシフトに関する累積データおよび動作の先のシフトに関する同様なデータ。各シフトに対して、データは好ましくは（ａ）シフト識別子、（ｂ）製造された許容しうるタバコの数、（ｃ）検出し、拒否した欠陥のあるタバコの数、および（ｄ）総生産量に対する拒否のパーセントを含む。
５．部域２１２  −−−−  生産されたタバコ１０００本のうち拒否したものの数に関する、装置の最近の経験を示す動的グラフ表示または度数分布図。
６．部域２１４  −−−−  測定したタバコの円周に関する、装置の最近の経験を示す動的グラフ表示または度数分布図。
７．部域２１６  −−−−  生産したタバコ１０００本当りの拒否した数に関する、装置の最も最近の経験。
８．部域２１８  −−−−  測定したタバコの円周に関する、装置の最も最近の経験。９．部域２２０ａ−ｄ−−−−検査装置の種々な機能を制御するためのオペレータ用の数個の「ボタン」（表示装置５４が「タッチスクリーン」であるとして）。例えば、一つまたはそれ以上のボタン２２０は装置にシフト変更に関して教えるのに使用することができる。他のボタン２２０は現在のシフトに対して部域２１０に示されるデータを累積するのに使用されるプロセッサ５２のカウンタをリセットするのに使用することができる。
【００５１】
図１３は上述したようにタバコを検査し、表示装置５４を図１２に示すように保持するためにプロセッサ５２が遂行する動作フローチャートである。ステップ３０２において、装置は検査すべき次の像を得る。このステップは図６および図７のステップ１０２乃至１２４で詳細に説明したように遂行することができる。周長または円周を各タバコについて測定したくない場合には、ステップ３０４において周長テストカウンタのカウント数を増やさなければならない。その場合、ステップ３０４より右側のステップは周長テストカウンタが所定数（例えば１００）に達するごとに遂行される。ステップ３０４より左側のステップは好ましくは各タバコに対して遂行される。
【００５２】
ステップ３０６において、所謂「チャーコール検査」を行う。この検査は図７のステップ１３０で説明した許容しえない大きな背景しみの存在を試験するものである。ステップ３０６は図１３では「チャーコール検査」と称するが、十分大きなブラックアイまたはバイパスの像はこの検査ステップに失敗するであろう。
【００５３】
像が検査ステップ３０６に通る（パスする）と、制御装置はステップ３０８に進み、このステップ３０８においてプロセッサ５２のパスカウンタが加算される。
【００５４】
ステップ３１０において、表示装置５４の部域２１０の関連する部分が、パスカウンタ中の新しいデータを反映するように更新される。
【００５５】
ステップ３１２において、新しいパスカウンタデータがそれに組合わされた従来の動的データ交換（ＤＤＥ）を通して従来のコンピュータプログラムに通り、表示装置５４の部域２１２に度数分布図を作る。これらのコンピュータプログラムは部域２１６に示されるデータをも作ることができる。
【００５６】
ステップ３１４において、今丁度検査したタバコが検査に通ったことを示す適当なデータがプロセッサ５２内のシフトレジスタに入れられる。ステップ３１４に組合わされたシフトレジスタ（時々シフトレジスタ３１４と称する）はステップ３０２で像が得られるのと同じ速度でシフトされる。データはシフトレジスタの上流段に入れられる。シフトレジスタの下流段は拒否機構（図３および図４参照）を制御する出力信号として使用される。上流段と下流段との間のシフトレジスタの段数はステップ３０２で像を得た位置から拒否機構４４によって拒否される（必要なら）位置までタバコが移動するのに要する時間に対応する。ステップ３１２からステップ３１４に達すると、シフトレジスタに入れられたデータが、拒否機構４４をして許容しうるタバコが拒否されることなく通過するのを許さしめる。
【００５７】
タバコがステップ３０６の検査試験に失敗すると、制御装置はステップ３０６からステップ３２０へ進む。ステップ３２０においては、プロセッサは部域２０６に表示される像を所定の時間（例えば３秒間）保持し、かつ像をテスト３０６に失敗させた背景しみの周囲に適当な四角形２０８を添える。
【００５８】
テスト３２２において、プロセッサ５２の失敗カウンタが加算され、かつステップ３２４において新しい失敗カウンタデータを使用して表示装置５４の部域２１０の適当な部分を更新する。
【００５９】
ステップ３２６は上述したステップ３１２と同様であって、新しい失敗カウンタデータを上述したコンピュータプログラムに通し、このプログラムは表示装置５４の部域２１２に度数分布図を作ると共に部域２１６内にデータを作る。
【００６０】
ステップ３２６の遂行の後にステップ３１４を遂行する時、シフトレジスタ３１４に入れられたデータは欠陥のあるタバコが拒否機構４４に到達した時にこのタバコを拒否させる。
【００６１】
ステップ３３０の周長検査は、図７のステップ１２６について説明したように各タバコについて行うことができるが、図１３の実施例においてはこの検査は１００番目のタバコごとにのみ行われる。従って、１００番目のタバコが検出されるとステップ１２６に関連して上述したように周長検査テスト３３０がイメージデータについて行われる。特に、最大の前景しみの縁部ピクセルの数が、これに所定のスケール係数を掛けることによって周長測定値に変換される。
【００６２】
ステップ３３２において、表示装置５４の部域２１８内の周長データが更新される。
【００６３】
ステップ３３４において、新しい周長データが従来のコンピュータプログラムに通され、このコンピュータは上述したステップ３１２，３２６と同様に部域２１４内に度数分布図を作る。次いで制御装置はステップ３３４からステップ３０６に進み、かくして今丁度更新された周長データを提供するのに使用されたタバコについてチャーコール検査を行うことができる。
【００６４】
ステップ３０８に組合わされたパスカウンタおよびステップ３２２に組合わされた失敗カウンタをリセットしたい時には、いつでもステップ３４０が遂行される。例えばシフト変更がある時にはいつもステップ３４０を遂行することができる。
【００６５】
図１０を参照するに、走査線４７ｓに沿って、バイパス部域２４の或る境界ピクセルは紙層１４の厚さだけ背景ピクセルから分離されていることが判るであろう。あるカメラおよび／または照明条件および／または動作速度によっては、カメラ４６はバイパス間隙２４を背景から区別できないことがある。従って、プロセッサ５２はある場合にはバイパス間隙２４を背景として処理し、欠陥品を検出しないまま通過させてしまうかも知れない。この問題はブラックアイまたは他の汚れがタバコ端面１０の縁部にまたはこれに沿って位置する場合にも起こり得る。
【００６６】
ここで図１４および図１５を参照するに、本発明の好ましい実施例は新しい撮像および処理装置４０′を備えている。この装置４０′は図４について上述した装置４０と同様の構成および機能を有するが、外観検査装置４０′の撮像部分４２の一部としてプリズム装置５００が付加されている。このプリズム装置５００は、カメラ４６の撮像動作がタバコ端面１０およびタバコ端面１０にすぐ隣接したタバコ側面に沿った周面部分５１０の両方を含むように、カメラ４６に対して配置、配向されている。プリズム装置５００は、周面部分５１０から散乱された光をカメラ４６の視野に指向させる。
【００６７】
好ましくは、プリズム装置５００は、カメラ４６の焦点軸線に沿って整合され、かつ頂点をカメラ４６に向けて配置された円錐形のプリズム５００を含む。この円錐形のプリズム５００はタバコの基部端面１０から末梢端１０に向かうにつれて周面部分５１０のより線形な像形成を生じようとする。
【００６８】
図１５を参照するに、検査装置４０′のプロセッサ５２′は線４７ａ′に達すると走査を停止し、必要部域（ＲＯＩ）を示す視野は線４７ｂ′と線４７ｃ′との間の部分にとどまるように構成されている。
【００６９】
先に述べた実施例と同様、プロセッサ５２′はステップ１１０において、ＲＯＩ内の各ピクセルに対してディジタル  グレイスケール  イメージデータを、比較的明るいピクセル（前景）と比較的暗いピクセル（背景）とを識別するように選択されたしきい値と比較する。しかし、しきい値の選択はＲＯＩ内の周面部域５１０を含めうるように調整される。特に、ＲＯＩは先の実施例と同様、背景部域に関するピクセル部域（イメージデータ）５２０とタバコの端１０′を示すピクセル部域とを有する以外に、周面部域５１０を示すピクセルの第三の組をも有する。通常は、背景部域５２０のピクセルは２５に近いグレイスケール値を有するが、欠陥のないタバコ端面１０は２５５に近い、グレイスケール値の上限のまたはほぼ上限のピクセル部域５３０を生じる（タバコ端面１０を示すピクセル部域５３０は図１５において仮想破線５４０で示されている）。しかし、周面部域５１０（図１５において点線５４０の外側に位置する）に対応するピクセルは背景５２０の値と端面ピクセル５３０の値との間のグレイスケール値を有する。タバコのチップがコルクチップ紙を含むと、周面部域５１０に対応するピクセルは５０という低いグレイスケール値を有しうる。この実施例においては、部域５１０，５２０および５３０のピクセルを比較するしきい値は、端面部域５３０と周面部域５１０とが背景部域５２０から区別されるように選定される。従って、周面部域５１０のピクセルが５０といった低いグレイスケール値を有すれば、しきい値は３５に選定されて、タバコ端面１０と周面部域５１０とが同じ２進値に割当てられるようになされるであろう。
【００７０】
その結果、処理した像には、本来なら仮想破線５４０に生じるはずの、タバコ端面１０の周縁に沿った境界はもはや現われなくなる。
【００７１】
従って、図１５の線４７ｓ′に沿って左から右へ走査が進むと、プロセッサ５２′は背景部域５２０の一連の暗いピクセルを最初に検出する。次いで、プロセッサは周面部域５１０の末梢縁５６０に始まる明るい前景ピクセルを検出する。プロセッサ５２′は部域５１０を通って部域５３０中へと線４７ｓ′に沿って走査が続くにつれて明るい前景ピクセルを記憶し、これは走査動作がバイパス２４の縁部ピクセルに達するまで続けられ、この時プロセッサ５２′は最後の明るいピクセルを縁部ピクセルとして識別する。そして、バイパス部域２４を横切るまで更に暗い背景ピクセルに遭遇する。バイパス２４の右側の最初の明るいピクセルに遭遇すると、もう一つの縁部ピクセルが識別される。更なる明るい前景ピクセルの検出は走査が部域５３０および５１０の残部に沿って右方へ進むにつれて続行される。
【００７２】
先に述べた実施例と同様、ステップ１２２においてプロセッサ５２′は隣接する各ピクセルを組合わせて閉じた形状（しみ）を形成し、ステップ１２４において各しみが明るい「前景」しみなのか、暗い「背景」しみなのかを、好ましくは形成されたしみの内側の一つのピクセルが明るいか暗いかを判定することによって、プロセッサ５２′によって判定する。この実施例においては、最も大きいしみはタバコ端面１０の縁に沿ってではなくて周面部域５１０の末梢縁５６０に沿って形成される。従って、バイパス２４のしみはタバコの周面部域５１０に対応する明るいピクセルを間に置いて背景ピクセル部域５２０から離れて位置することになる。従って、プロセッサ５２′は背景ピクセル部域５２０からバイパス部域２４をより容易に区別することができる。先の実施例においては、バイパス部域２４は、端面１０における紙層１４の縁部を示すピクセルによって背景ピクセルから分離されていたことを認識すべきである。
【００７３】
この実施例のプロセッサ５２′は先の実施例で説明したようにフィルターチップが小さすぎるのかまたは大きすぎるのか、あるいはフラッグ２２ａを含むのかを判定するために、最も大きい明るい前景しみを形成する縁部ピクセルの数を調べるためにステップ１２６を遂行しうるものである。しかし、縁部ピクセルはタバコチップの末梢縁５６０を描く境界に沿ってカウントされるであろう。
【００７４】
しかし、ほとんどの場合、光源４８からの斜めの照明によってフラッグ２２は端面１０の一部および／または周面部域５１０に影を投げることになる。この影は処理した像においてもう一つの変色した部域５８０として現われ、プロセッサ５２′はこの影を検出し、拒否の理由となるに十分な大きさの背景しみとして識別するであろう。
【００７５】
また、フラッグ２２による暗いしみ５８０は周面ピクセル部域５１０全体を横切って延びて、プロセッサ５２′によって背景ピクセル部域５２０の一部とみなされることもありうる。このような場合、末梢縁５６０に沿ったピクセルのカウントは欠陥の存在を指示するに十分な値に増えることになる。しかし、周面部域５１０（カメラ４６によって見ることのできる周面部域）がフラッグ２２によって形成されるかも知れない如何なる影をも十分越えて延びるようにプリズム装置５００を形成することによってこの問題を解決するのが好ましい。かかる装置は、周面部域５１０の末梢縁５６０を端面１０からタバコの長さのほぼ１／３乃至１／２の位置に置くようにするのが好ましい。
【００７６】
本発明はフラッグ２２の検出を更に容易ならしめるために、図１０について先に説明したものに代えて図１５に示すように実施することもできる。この構成は、最後に説明した実施例、つまり結像をタバコ端面１０に隣接した周面部域５１０を含むようにシフトし、周面部域５１０を明るい（前景）ピクセル部域の一部として含むようにした実施例の技術を使用して、タバコ端面１０のブラックアイおよびバイパスについての第二の分析を行うのと共に、先の実施例で述べた大きさおよびフラッグの存在についての端面１０の周縁（図１５における仮想線５４０に対応する）の分析を含む。動作間での像のかかるシフトはプロセッサ５２′が、ステップ１１０におけるしきい値を、最大の明るい（前景）しみから部域５１０を除外する一つの値から部域５１０を含む第二の値に切換えるようにすることによって行うことができる。あるいは、図８の走査部域に一つのＲＯＩを形成するのに代えて二つのＲＯＩを形成し、二つのＲＯＩの各々について同時にまたはあい続いて二つの技術の一方または他方を遂行するようにプロセッサ５２を構成しても良い。
【００７７】
図１６を参照するに、プリズム装置５００は異なる形状のプリズムを含みうる。このプリズム装置はタバコ端面１０を結像するための中央プリズム部６１０とタバコの側面に沿った周面部域５１０の像を得るための外方プリズム部分６２０とを有する截頭円錐形セクションを含む。
【００７８】
あるいは図１７に示すように、円錐形のプリズムを使用する代りに半球形のプリズムを使用することもできる。
【００７９】
図１８を参照するに、プリズム装置５００はピラミッド形のプリズムを含むことができ、その角部６５０は図１９のＲＯＩ中に半径方向に延びた前景ピクセル部域６６０を生ぜしめる。図１８のプリズムの縁部６５０と図１９のＲＯＩのピクセル部域６６０は図２０のタバコの側面に沿った周面部域５１０′に対応する。
【００８０】
図２１および図２２を参照するに、プリズム装置５００はプロセッサ５２′によって生ぜしめられるＲＯＩ中に一対の反対側に延びたピクセル部域６６０′および６６０″を形成する形状の一つまたはそれ以上の三角形のプリズム６７０および６８０を含むことができる。これらの全ての実施例において、欠陥と周囲の背景ピクセル部域５２０との間に周面部域５１０および５１０′に対応するピクセル部域を置くことによって欠陥とその周囲の背景ピクセル部域５２０との間により大きな隔離を置くことにより、バイパス２４および端面１０の縁部に沿った他の欠陥の検出を容易に行うことができる。これらの構成はまた検査プロセスをタバコの側面に沿って有利に延ばし、タバコのより大きな範囲を分析することができる。
【００８１】
以上の説明は単に本発明の原理を示すだけであって、当業者においては本発明の技術的範囲および精神を逸脱することなく、種々な変更をなしうるものである。例えば、表示装置５４に表示される情報は所望に応じて変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法および装置によって外観検査すべきフィルターチップタバコのフィルターの簡略化した端面図である。
【図２】図１と同様の図であって、外観に典型的な欠陥を有するタバコフィルター端を示す図である。
【図３】タバコ製造装置の簡略化した側面図であって、外観検査装置をどのように付加しうるかを示す図である。
【図４】本発明の外観検査装置の概略的なブロック図である。
【図５】図４の装置のビデオカメラによって撮像された典型的な像を簡略化して示す図である。
【図６】図４の装置が遂行する方法のステップのフローチャートの一部を示す図である。
【図７】図４の装置が遂行する方法のステップのフローチャートの残りの部分を示す図である。
【図８】どのようにして像を特定の必要部域に限定しうるかを示す図５と同様の図である。
【図９】図６および図７の方法ステップに従って処理する間の典型的なイメージデータを簡略化して示す図である。
【図１０】図９と同様の図であるが、他の典型的なイメージデータを示す図である。
【図１１】図９および図１０に示した形式のイメージデータにおける典型的なピクセル部域を簡略化して示す図であって、或るピクセルを或る特性を有する文字で識別して示す図である。
【図１２】検査装置のオペレータが見ることのできるコンピュータ表示パネル上の好ましい情報表示を簡略化して示す図である。
【図１３】図４の装置によって遂行しうる他のおよび／または追加的な外観検査ステップのフローチャートである。
【図１４】本発明による検査装置の概略的なブロック図である。
【図１５】図１４の装置によって図６および図７の方法ステップに従って処理する間に得られる典型的なイメージデータを示す図である。
【図１６】図１４の装置に使用する截頭円錐形のプリズムの側面図である。
【図１７】図１４の装置に使用する半球形プリズムの側面図である。
【図１８】図１４の装置に使用するピラミッド形のプリズムの斜視図である。
【図１９】図１４の形式の検査装置であるが図１８の形式のプリズムを備えた形式のものによって作られる形式の典型的なイメージデータを示す図である。
【図２０】図１４の形式の検査装置であるが、図１８に示す形式のプリズムを備えたものによって撮像される部域を示すタバコ端部の斜視図である。
【図２１】図１４の形式の検査装置に使用する四角形のプリズムの斜視図である。
【図２２】図１４の形式の検査装置であって、図２１に示すプリズムを備えたものによって作られる典型的なイメージデータを示す図である。
【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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【図７】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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