(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定幅を有して搬送されるウェブを検査するウェブ検査装置であって、
前記ウェブを撮像する撮像装置より撮像画像を取得する取得部と、
前記撮像画像に基づいて、該撮像画像上で前記ウェブの幅方向に複数に分割されたそれぞれの分割領域に対して、分割領域それぞれに設定された判定閾値を用いて、前記ウェブの搬送方向の検査単位毎に、前記欠陥の有無を判定する判定部と、
前記分割領域それぞれについて、該分割領域内の最大濃度を算出する第１算出部とを備え、
前記判定閾値は、前記第１算出部により算出された最大濃度の履歴に基づいて、前記検査単位毎に設定されることを特徴とするウェブ検査装置。
【請求項２】
前記撮像画像に基づいて、前記分割領域に設定された２値化閾値を用いて、２値化画像を生成し、該２値化画像における分割領域それぞれについてラベリングを行う２値化処理部と、
前記分割領域それぞれについて、該分割領域内のラベル箇所の最大濃度を、前記撮像画像に基づいて算出する第２算出部とを更に備え、
前記判定部は、前記分割領域のそれぞれについて、前記第２算出部により算出された最大濃度に基づいて、前記欠陥の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のウェブ検査装置。
【請求項３】
前記２値化閾値は、全ての分割領域に共通に設定されることを特徴とする請求項２に記載のウェブ検査装置。
【請求項４】
所定幅を有して搬送されるウェブを検査するウェブ検査方法であって、
コンピュータが、
前記ウェブを撮像する撮像装置より撮像画像を取得し、
前記撮像画像に基づいて、該撮像画像上で前記ウェブの幅方向に複数に分割されたそれぞれの分割領域に対して、分割領域それぞれに設定された判定閾値を用いて、前記ウェブの搬送方向の検査単位毎に、前記欠陥の有無を判定し、
前記分割領域それぞれについて、該分割領域内の最大濃度を算出し、
前記判定閾値は、算出された最大濃度の履歴に基づいて、前記検査単位毎に設定されることを特徴とするウェブ検査方法。
【請求項５】
所定幅を有して搬送されるウェブの検査をコンピュータに実行させるウェブ検査プログラムであって、
前記ウェブを撮像する撮像装置より撮像画像を取得し、
前記撮像画像に基づいて、該撮像画像上で前記ウェブの幅方向に複数に分割されたそれぞれの分割領域に対して、分割領域それぞれに設定された判定閾値を用いて、前記ウェブの搬送方向の検査単位毎に、前記欠陥の有無を判定し、
前記分割領域それぞれについて、該分割領域内の最大濃度を算出する処理を前記コンピュータに実行させ、
前記判定閾値は、算出された最大濃度の履歴に基づいて、前記検査単位毎に設定されることを特徴とするウェブ検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ライン上を搬送されるワークとしてのウェブを検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一定の幅を有し、一方向に移動する紙、フィルム、不織布、金属板などの無地物ロールであるウェブの生産ラインにおいて、ライン上を搬送されるワークとしてのウェブをカメラで撮像し、その撮像画像に基づいて、ウェブの欠陥を検出するウェブ検査装置が知られている。このようなウェブ検査装置によれば、ウェブの幅方向全域を撮像できるよう配置されたラインセンサカメラにより撮像された撮像画像に基づくウェブの欠陥の有無の判定により、欠陥の検出がなされていた。【０００３】
また、関連する技術として、特許文献１が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３６０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ウェブは必ずしも幅方向に状態が均一ではないため、例えば、ウェブの幅方向位置の厚みの差異などを要因として、幅方向位置により欠陥検出精度にばらつきが発生し、ひいては欠陥検出精度が低下する、という問題があった。【０００６】
本発明の実施形態は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ウェブの欠陥検出精度を向上させることができる技術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】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明の実施形態は、ウェブを撮像する撮像装置より撮像画像を取得する取得部と、撮像画像に基づいて、撮像画像上でウェブの幅方向に複数に分割されたそれぞれの分割領域に対して、分割領域それぞれに設定された判定閾値を用いて、ウェブの搬送方向の検査単位毎に、欠陥の有無を判定する判定部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態に係るウェブ検査装置が組み込まれた生産ラインを示す概略図である。
【図２】ラインセンサカメラの構成を示す概略図である。
【図３】画像処理装置及び操作端末のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】操作端末の機能構成を示すブロック図である。
【図６】画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】２次元画像と分割レーンとの関係を示す概略図である。
【図８】欠陥判定処理の動作を示すフローチャートである。
【図９】操作端末の動作を示すフローチャートである。
【図１０】オフセットに基づいて決定される判定閾値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施の形態に係るウェブ検査装置が組み込まれた生産ラインの概要について、図１を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係るウェブ検査装置が組み込まれた生産ラインを示す概略図である。図２は、ラインセンサカメラの構成を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施の形態に係るウェブ検査装置が組み込まれた生産ラインは、上流工程から中間工程を経て下流工程まで、一定幅を有するウェブ９を一方向に搬送し、上流工程においてウェブ９を搬送方向に連続的に生産し、中間工程において欠陥検査を行い、下流工程において欠陥検査に基づく欠陥評価を行う。なお、ウェブの欠陥としては、薄汚れ、穴、しわ、ストリーク、異物、フィッシュアイ、凸凹欠陥、汚れ、傷、などが挙げられる。
【００１１】
ウェブ検査装置１は、中間工程における欠陥検査を行う装置であり、画像処理装置１１と操作端末１２とを備える。画像処理装置１１は、ウェブ９を撮像する撮像装置２と接続され、撮像装置2による撮像画像を取得し、画像処理に基づくウェブ９の欠陥有無判定を行う。操作端末１２は、中間工程を担当する管理者が検査に係る操作を行うための端末であり、画像処理装置１１による画像処理、及び欠陥有無判定に係る閾値の設定を行う。
【００１２】
図２に示すように、撮像装置２は、カメラ２１〜２４を備えて、ウェブ９を撮像する。また、照明装置３は、撮像装置２の撮像領域をウェブ９の裏面より照光する。なお、本実施の形態において、撮像装置２は、ウェブ９を透過した透過光を撮像するものとするが、ウェブ９に反射した反射光を撮像するように撮像装置２及び照明装置３を構成してもよい。また、本実施の形態において、撮像装置２は、４台であるが、１台以上であれば何台でもよく、受光素子の種類も問わない。
【００１３】
カメラ２１〜２４のそれぞれは、ライン上に配列されたｎ個（ｎ：１０２４、２０４８、４０９６、…等任意）の受光素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ等）を備えるラインセンサカメラであり、カメラ２１〜２４は、それぞれ、ウェブの幅方向に対して、そのラインが平行となるように、所定の間隔を空けて設置される。ウェブ９は、搬送方向の所定長さを検査単位として欠陥検査がなされ、その幅方向、即ち搬送方向に直交する方向に一定間隔で分割した分割レーンが設定される。この分割レーンについては後に詳述する。
【００１４】
次に、ウェブ検査装置のハードウェア構成について説明する。図３は、画像処理装置及び操作端末のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００１５】
図３に示すように、画像処理装置１１及び操作端末１２は、いずれも、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１９１、主記憶装置であるメモリ１９２、不揮発性の記憶装置１9３、及び他の装置との通信を行う外部Ｉ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１９４を備える。操作端末１２の外部Ｉ／Ｆ１９４は、画像処理装置１１の外部Ｉ／Ｆ１９４とデータを送受信可能に接続される。また、画像処理装置１１の外部Ｉ／Ｆ１９４は、操作端末１２の外部Ｉ／Ｆ１９４、及びカメラ２１〜２４のそれぞれとデータを送受信可能に接続される。
【００１６】
次に、画像処理装置及び操作端末の機能構成について説明する。図４は、画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。図５は、操作端末の機能構成を示すブロック図である。
【００１７】
図４に示すように、画像処理装置１１は、取得部１１１、画像処理部１１２、第１算出部１１３、送受信部１１４、２値化処理部１１５、第２算出部１１６、判定部１１７を機能として備える。なお、これらの各機能は、画像処理装置１１において、記憶装置１９３に保存されているウェブ検査プログラムがメモリ１９２にロードされ、ＣＰＵ１９１がロードされたプログラムを演算実行することで実現される。
【００１８】
取得部１１１は、撮像装置２による撮像画像を取得する。画像処理部１１２は、取得された撮像画像に対して、欠陥判定を行うための前処理としての画像処理を行う。第１算出部１１３は、画像処理部１１２による画像処理がなされた画像について、分割レーン毎に、後述する最大濃度を算出する。送受信部１１４は、操作端末１２とのデータの送受を行う。２値化処理部１１５は、画像処理部１１２による画像処理がなされた画像に対して、２値化及びラベリングを行う。第２算出部１１６は、ラベリングがなされた画像について、分割レーン毎に最大濃度を算出する。判定部１１７は、第２算出部１１６により算出された最大濃度に基づいて、分割レーン毎に欠陥の有無を判定する。
【００１９】
また、図５に示すように、操作端末１２は、機能として、送受信部１２１、判定閾値決定部１２２、２値化閾値決定部１２３を機能として備える。これらの機能は、画像処理装置１１と同様に、操作端末１２において、ＣＰＵ１９１がロードされたプログラムを演算実行することで実現される。
【００２０】
送受信部１２１は、画像処理装置１１とのデータの送受信を行う。判定閾値決定部１２２は、画像処理装置１１の判定部１１７が欠陥の有無を判定するために用いる閾値である判定閾値を決定する。２値化閾値決定部１２３は、画像処理装置１１の２値化処理部１１５が画像を２値化するために用いる閾値である２値化閾値を決定する。
【００２１】
次に、画像処理装置の動作について説明する。図６は、画像処理装置の動作を示すフローチャートである。図７は、２次元画像と分割レーンとの関係を示す概略図である。なお、本実施の形態のように分割レーンの数は必ずしも８である必要はなく、分割レーンの幅は均等な幅である必要はない。また、図６に示す動作は、検査単位毎、すなわち、所定ライン数が撮像されるタイミングでなされる動作である。
【００２２】
図６に示すように、まず、取得部１１１は、ウェブ９の検査単位の２次元画像として、検査単位に相当する所定ライン数の２次元画像を撮像装置２から取得する（Ｓ１０１）。ここで、取得部１１１は、所定ライン数の２次元画像を、カメラ２１〜２４のそれぞれから取得する。なお、本実施の形態において、図７に示すように、ウェブ９の幅はカメラ２１〜２４それぞれの撮像幅より小さいものとし、カメラ２１〜２４は、ウェブ９の幅方向全域を撮像可能に、隣り合うカメラの撮像幅の一部が重複するように、ウェブ９の幅方向に併設されているものとする。分割レーンの外側にあるウェブ９は、エッジ部分を誤検出しないように通常は非検査領域に設定され、分割レーンが割り当てられないものとする。また、２次元画像は少なくとも３階調以上の階調情報を有する画像として取得され、階調情報としては明度情報が挙げられる。
【００２３】
次に、送受信部１１４は、操作端末１２から２値化閾値を受信し（Ｓ１０２）、分割レーンそれぞれの判定閾値を受信する（Ｓ１０３）。２値化閾値は全ての分割レーンについて共通に用いられる１つの閾値であり、判定閾値は分割レーン毎に個別に用いられる８つの閾値である。なお、本実施の形態では、２値化閾値は全ての分割レーンについて共通に用いられる１つの閾値として説明するが、全ての分割レーンそれぞれについて、個別の閾値を設定してもよく、また、いくつかの分割レーンについては共通に閾値を設定し、残りの分割レーンについては、個別に閾値を設定してもよい。
【００２４】
次に、画像処理部１１２は、２次元画像にムラ検出処理を行い、ムラ検出処理画像を生成する（Ｓ１０４）。このムラ検出処理は、欠陥を検出するためにムラを強調した明暗画像をムラ検出処理画像として生成する処理である。なお、本実施の形態においてはムラ検出処理を行うものとしたが、欠陥を検出するための前処理として、浮動２値化処理、スジ欠陥検出処理などの他の処理を行っても良く、欠陥を強調した階調画像を出力するような処理であれば良い。
【００２５】
次に、第１算出部１１３は、ムラ検出処理画像における分割レーン毎に最大濃度を算出する（Ｓ１０５）。ここで、再度、図７を用いて、２次元画像と分割レーンとの関係について説明する。カメラ２１〜２４のライン方向座標をｘ軸とした場合、生産ラインに設定された分割レーンは、図７に示すように、ｘ軸上の始点座標と分割幅により示される。本実施の形態においては、上述したように、隣り合うカメラの撮像幅の一部が重複するようになっているため、２つの分割レーンの全域と少なくとも１つの分割レーンの一部とが、１つの２次元画像上に存在することとなる。そこで、第１算出部１１３は、２つの２次元画像上に存在する分割レーン２〜７については、２つのムラ検出処理画像それぞれの最大濃度のうち、より小さい方の最大濃度を、分割レーンの最大濃度として算出する。なお、本実施の形態において、分割レーンの最大濃度とは、２次元画像内の分割レーン領域内の画素の階調値のうち最大のものを示す。また、ライン毎に撮像幅の画素の平均値を算出し、その平均値が最大となるものを最大濃度として算出しても良い。画素の階調値としては、例えば明度が挙げられる。
【００２６】
送受信部１１４は、第１算出部１１３により算出された分割レーンの最大濃度を操作端末１２に送信する（Ｓ１０６）。その後、後述する欠陥判定処理が実行される（Ｓ１０７）。
【００２７】
次に、欠陥判定処理について説明する。図８は、欠陥判定処理の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
図８に示すように、まず、判定部１１７は、所定の分割レーンを示す変数ｉに１を代入する（Ｓ２０１）。
【００２９】
次に、２値化処理部１１５は、分割レーンｉのムラ検出処理画像を２値化閾値に基づいて２値化して２値化画像を生成し（Ｓ２０２）、この２値化画像に対してラベリングを行う（Ｓ２０３）。
【００３０】
次に、第２算出部１１６は、分割レーンｉにおけるラベルを欠陥候補とし、ムラ検出処理画像においてラベル領域に対応する箇所の濃度を算出する（Ｓ２０４）。ここで算出される濃度としては、ラベル領域内の画素の階調値のうち最大のものとするが、ラベル領域内の全画素の階調値の平均値としても良い。
【００３１】
欠陥候補の濃度が算出された後、判定部１１７は、算出された濃度が判定閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ２０５）。より具体的には、分割レーンｉについて、算出された濃度が判定閾値以上であるラベル領域が存在するか否かを判定する。
【００３２】
算出された濃度が判定閾値以上である場合（Ｓ２０５，ＹＥＳ）、判定部１１７は、分割レーンｉについて欠陥が存在すると判定し（Ｓ２０６）、送受信部１１４が判定部１１７による判定結果を操作端末１２へ送信する（Ｓ２０７）。
【００３３】
次に、判定部１１７は、ｉが分割レーン数以上であるかを判断する（Ｓ２０８）。ｉが分割レーン数以上である場合（Ｓ２０８，ＹＥＳ）、判定部１１７は、欠陥判定処理を終了し、ｉが分割レーン数以上でない場合（Ｓ２０８，ＮＯ）、ｉをインクリメントして（Ｓ２０９）、ステップＳ２０２の動作が実行される。
【００３４】
また、ステップＳ２０５の判断において、算出された濃度が判定閾値以上でない場合（Ｓ２０５，ＮＯ）、判定部１１７は、分割レーンｉについて欠陥が存在しないと判定し（Ｓ２１０）、ステップＳ２０７の動作が実行される。
【００３５】
次に、操作端末の動作について説明する。図９は操作端末の動作を示すフローチャートである。図１０は、オフセットに基づいて決定される判定閾値を示す図である。
【００３６】
図９に示すように、まず、送受信部１２１は、画像処理装置１１から最大濃度を受信したかどうかを判断する（Ｓ３０１）。
【００３７】
最大濃度を受信した場合（Ｓ３０１，ＹＥＳ）、判定閾値決定部１２２は、分割レーンそれぞれについて、受信した最大濃度のうち、最小値を選択する（Ｓ３０２）。具体的には、判定閾値決定部１２２は、操作端末１２に蓄積された分割レーン毎に、最大で過去ｍ回分の履歴を参照し、過去ｍ回の最大濃度、及び今回受信した最大濃度のうち、最小のものを選択する。なお、最大濃度の受信履歴がｍ回に満たない場合、これまで受信した最大濃度、及び今回受信した最大濃度から、最小のものを選択する。
【００３８】
最小値を選択した後、判定閾値決定部１２２は、図１０に示すように、分割レーンそれぞれについて、最小値として選択された最大濃度に予め設定されたオフセットを加算した値を判定閾値にセットする（Ｓ３０３）。ここで、本実施の形態では最大濃度値にオフセットを加算して判定閾値を算出しているが、最大濃度に予め設定された係数を乗算した値を判定閾値にセットしてもよい。また、２値化閾値決定部１２３は、予め設定された初期値を２値化閾値にセットする（Ｓ３０４）。
【００３９】
次に、送受信部１２１は、画像処理装置１１に対して、分割レーンそれぞれの判定閾値を送信し（Ｓ３０５）、分割レーン全体の２値化閾値を送信する（Ｓ３０６）。
【００４０】
また、ステップＳ３０１の判断において、最大濃度を受信していない場合（Ｓ３０１，ＮＯ）、判定閾値決定部１２２は、分割レーンそれぞれについて、予め個別に設定された初期値を判定閾値にセットし（Ｓ３０７）、２値化閾値決定部１２３は、予め設定された初期値を２値化閾値にセットし（Ｓ３０８）、ステップＳ３０５の動作が実行される。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態に係るウェブ検査装置１によれば、分割レーン毎に判定閾値を設定して欠陥の有無を判定するため、ウェブ９の幅方向位置による品質の差異に対応することができ、したがって、ウェブの欠陥検出精度を向上させることができる。
【００４２】
本実施の形態において、ウェブ検査プログラムは上述したウェブ検査装置１の内部に予めインストールされているものとして記載したが、本発明におけるウェブ検査プログラムは記憶媒体に記憶されたものも含まれる。ここで記憶媒体とは、磁気テープ、磁気ディスク（ハードディスクドライブ等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、フラッシュメモリ等、ウェブ検査装置１に対し脱着可能な媒体や、さらにネットワークを介することで伝送可能な媒体等、上述したウェブ検査装置１におけるコンピュータで読み取りや実行が可能な全ての媒体をいう。
【００４３】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１  ウェブ検査装置、２  撮像装置、１１１  取得部、１１３  第１算出部、１１５  ２値化処理部、１１６  第２算出部、１１７  判定部。
【要約】
実施形態によれば、ウェブ検査装置は、ウェブを撮像する撮像装置より撮像画像を取得する取得部と、撮像画像に基づいて、撮像画像上でウェブの幅方向に複数に分割されたそれぞれの分割領域に対して、分割領域それぞれに設定された判定閾値を用いて、ウェブの搬送方向の検査単位毎に、欠陥の有無を判定する判定部とを有する。【図１】
0005889426.tif 000002
【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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