(57)【要約】  【課題】  Ｘ線吸収量が被検査物の部位により異なったり被検査物毎にそれが変化しても動的に対処可能なＸ線異物検出装置を提供する。  【解決手段】  被検査物Ｗを搬送しながらこれにＸ線を照射し、そのＸ線透過量に基づいて異物の有無を判定するＸ線異物検出装置において、Ｘ線透過量の濃度データに応じて設定される複数の切り出し領域について、それぞれの領域に適した変換特性で前記Ｘ線透過量の濃度データを前記被検査物のＸ線吸収量に対応する変換濃度データに濃度変換するデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃと、これらで変換した複数の切り出し領域についての変換濃度データに基づいて異物の有無を判定する異物有無判定部３０とを設ける。【選択図】  図１
2006201131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物（Ｗ）を搬送しながら該被検査物に向けてＸ線を照射し、該被検査物のＸ線透過量に基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定するＸ線異物検出装置において、
前記Ｘ線透過量の濃度データに応じて設定される複数の切り出し領域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）について、それぞれの領域に適した変換特性で前記Ｘ線透過量の濃度データを前記被検査物のＸ線吸収量に対応する変換濃度データに濃度変換する濃度変換手段（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ；７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ）と、
該濃度変換手段で変換した前記複数の切り出し領域についての変換濃度データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段（３０；８０）と、を設けたことを特徴とするＸ線異物検出装置。
【請求項２】
前記濃度変換手段が、前記複数の切り出し領域のうち対応する切り出し領域についての前記濃度変換の変換比が１以上となるよう互いに異なる変換特性を有する複数のデータ変換部（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ；７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ）を含み、
前記判定手段が、前記複数の切り出し領域についてそれぞれ対応するデータ変換部で変換した変換濃度データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定し、いずれかの判定結果が異物有りであったときに前記被検査物中に異物があると判定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項３】
前記濃度変換手段が、前記複数の切り出し領域のうち対応する切り出し領域についての前記濃度変換の変換比が１以上となるよう互いに異なる変換特性を有する複数のデータ変換部を含み、
前記判定手段が、前記複数の切り出し領域の各領域につき該領域と該領域に隣合う領域の少なくとも一部とについて前記各領域に対応するデータ変換部で変換した変換濃度データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定し、いずれかの判定結果が異物有りであったときに前記被検査物中に異物があると判定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項４】
前記複数のデータ変換部が、それぞれ対応する切り出し領域についての濃度変換に適した変換条件の異なる対数変換を行なうことを特徴とする請求項２又は３に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項５】
前記複数の濃度変換手段が、それぞれ対応する切り出し領域についての濃度変換に適した変換条件の異なるデータルックアップテーブルを有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載のＸ線異物検出装置。
【請求項６】
異物が含まれていない被検査物についての前記Ｘ線透過量を測定影響データとして記憶する測定影響データ記憶手段（６１）と、
該測定影響データ記憶手段の記憶データに基づいて、前記複数の切り出し領域を切り出すための適切な濃度レベル境界値を設定する設定手段（２６）と、を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のＸ線異物検出装置。
【請求項７】
前記複数の切り出し領域について、前記Ｘ線透過量から、前記被検査物に吸収されたＸ線量を濃度表示するＸ線吸収画像のデータをそれぞれ生成する表示画像生成手段（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ；９０）と、
該表示画像生成手段で生成されたＸ線吸収画像のデータに基づいて、前記複数の切り出し領域についての領域毎のＸ線吸収画像を切り替え可能に表示する表示手段（４０；１００）と、を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のＸ線異物検出装置。
【請求項８】
前記複数の切り出し領域について、前記Ｘ線透過量から、前記被検査物に吸収されたＸ線量を濃度表示するＸ線吸収画像のデータをそれぞれ生成する表示画像生成手段と、
該表示画像生成手段で生成されたＸ線吸収画像のデータに基づいて、前記複数の切り出し領域についての複数のＸ線吸収画像を同一画面中に表示する表示手段と、を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のＸ線異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送中の被検査物に向けてＸ線を照射し、その被検査物のＸ線透過量に基づいて被検査物中の異物の有無を判定するＸ線異物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線異物検出装置においては、Ｘ線ラインセンサ等の検出手段を被検査物の搬送路の幅方向（幅員方向）に延在するよう配置するとともに、被検査物を搬送路上で搬送しながら被検査物の全体にＸ線を透過させることで、被検査物全体における各部のＸ線吸収量の相違を把握して異物判定するとともに、被検査物の相対位置毎のＸ線透過量（透過Ｘ線強度）又はＸ線吸収量に応じて輝度差をつけた測定画像を表示するものが知られている。
【０００３】
また、濃度値が物質によるＸ線吸収量を直接的に示すＸ線吸収画像の方が、Ｘ線吸収率の高い物質を強調表示することができ、検出にも有利であるところから、Ｘ線吸収画像データを用いるものが多い。
【０００４】
従来のこの種のＸ線異物検出装置としては、例えば、対数変換を利用した吸収画像データを作成してＸ線吸収率の高い異物を強調するとともに、局所的に高輝度を示す部分や急峻なエッジ部分を異物候補点として扱うことにより、異物らしさを強調表示する画像処理技法を採用したものがある（例えば特許文献１参照）。
また、異種の被検査物を同時検査する場合等に異物の混入箇所に依存する異物検出性能を向上させる方法として、Ｘ線吸収画像データを領域分割し、分割した各領域毎に異物検出のしきい値を設定して、異物判定する方法がある（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３０７０６９号公報
【特許文献２】特開２００４−２８７６８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、局所的に高輝度を示す部分や急峻なエッジ部分を異物候補点として扱う上述の前者のＸ線異物検出装置にあっては、例えば図８に示すように、単一の対数変換処理によってＸ線吸収画像を作成しているため、異物の強調のされ方が元データの濃度値の大小に依存してしまう。そのため、Ｘ線画像の濃度値の差が場所によって大きくなる被検査物の場合、例えば場所によって大きく厚みが異なってしまう袋入りの粉体等の場合には、異物の強調のされ方に場所による差が生じてしまい、異物が被検査物中のどの場所に存在するのか、Ｘ線画像から把握し難くなるという問題があった。
【０００７】
すなわち、単一の対数変換処理では、Ｘ線透過量の濃度レベルの高い部分と低い部分の双方で異物検出を効率的に行なうことが困難であり、同じ材質で、同じ大きさの被検査物であっても、異物検出性能が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
一方、Ｘ線吸収画像を領域分割し、分割した各領域毎に異物検出しきい値を設定する従来の後者のＸ線異物検出装置にあっては、予め領域指定操作をする必要があることに加えて、効率良く異物検出するためには各領域中に存在する被検査物（例えば弁当中の各分割領域中にあるべき食品）を予め特定して異物検出しきい値を個々に設定する必要があり、被検査物の搬送路幅員方向における位置を保持しながら被検査物を搬送する必要もあった。また、弁当の内容物のような被検査物の構成要素の材質や厚さが変化すると、異物検出性能が低下してしまう可能性があった。
【０００９】
本発明は、このような従来のＸ線異物検出装置の問題点に鑑みてなされたものであり、Ｘ線吸収量が被検査物内の場所によって大きく異なったり被検査物毎にそのむらが変化したりするような場合であっても、これに動的に対処し、被検査物の変化に影響されることなく、安定した異物判定を行なうことのできるＸ線異物検出装置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】
【００１０】
本発明の発明者は、被検査物の部位によりＸ線吸収量にむらが出ることが、被検査物の部位によってＸ線透過量の分布に領域的なむらが生じていることである点に着目し、Ｘ線透過量の濃度分布レベルの異なる複数の領域についての濃度変換処理を、その領域データ毎に適した変換条件で実行することにより、被検査物内のＸ線吸収量のばらつきや変化に動的に対処可能な異物判定を実現できると考え、本発明に到達したものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、（１）被検査物を搬送しながら該被検査物に向けてＸ線を照射し、該被検査物のＸ線透過量に基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定するＸ線異物検出装置において、前記Ｘ線透過量の濃度データに応じて設定される複数の切り出し領域について、それぞれの領域に適した変換特性で前記Ｘ線透過量の濃度データを前記被検査物のＸ線吸収量に対応する変換濃度データに濃度変換する濃度変換手段と、該濃度変換手段で変換した前記複数の切り出し領域についての変換濃度データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この構成により、Ｘ線透過量の濃度データに応じて切り出される複数の切り出し領域について、それぞれに適した独立した変換条件でＸ線透過量の濃度データからＸ線吸収量に対応する変換濃度データへの濃度変換が行なわれる。したがって、複数の切り出し領域についてそれぞれのＸ線透過量濃度レベルに適した変換条件で濃度変換がなされることになり、被検査物の部位によるＸ線吸収量のばらつきや変化の影響を受け難くなり、異物検出精度が高まる。
【００１３】
また、本発明のＸ線異物検出装置においては、（２）前記濃度変換手段が、前記複数の切り出し領域のうち対応する切り出し領域についての前記濃度変換の変換比が１以上となるよう互いに異なる変換特性を有する複数のデータ変換部を含み、前記判定手段が、前記複数の切り出し領域についてそれぞれ対応するデータ変換部で変換した変換濃度データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定し、いずれかの判定結果が異物有りであったときに前記被検査物中に異物が有ると判定することを特徴とする。
【００１４】
この場合、複数の切り出し領域について、完全に独立したデータ変換処理が可能になり、切り出し領域毎に濃度差の大きな変換濃度データを得ることができ、異物の有無の判定も容易化できる。
【００１５】
また、本発明のＸ線異物検出装置においては、（３）前記濃度変換手段が、前記複数の切り出し領域のうち対応する切り出し領域についての前記濃度変換の変換比が１以上となるよう互いに異なる変換特性を有する複数のデータ変換部を含み、前記判定手段が、前記複数の切り出し領域の各領域につき該領域と該領域に隣合う領域の少なくとも一部とについて前記各領域に対応するデータ変換部で変換した変換濃度データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定し、いずれかの判定結果が異物有りであったときに前記被検査物中に異物が有ると判定するのがよい。
【００１６】
この構成により、複数の切り出し領域について、切り出し領域毎に濃度差が大きくなる好適な変換特性で変換濃度データへの濃度変換処理ができ、その結果に基づいて異物の有無判定を迅速・容易に実行することが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明のＸ線異物検出装置においては、（４）前記複数のデータ変換部が、それぞれ対応する切り出し領域についての濃度変換に適した変換条件の異なる対数変換を行なうことを特徴とする。
【００１８】
この構成により、データ変換部での変換特性が立ち上がりの急峻なものとなり、切り出し領域単位での濃度差をさらに大きく取ることができ、異物検出制度を高めることができる。
【００１９】
また、（５）前記複数のデータ変換部が、それぞれ対応する切り出し領域についての濃度変換に適した変換条件の異なるデータルックアップテーブルを有するのが望ましい。これにより、最適な変換特性としながらも、その濃度変換処理を迅速に実行でき、しかも変換処理のための手段を簡素化できる。
【００２０】
本発明のＸ線異物検出装置は、また、（６）異物が含まれていない被検査物についての前記Ｘ線透過量を測定影響データとして記憶する測定影響データ記憶手段と、該測定影響データ記憶手段の記憶データに基づいて、前記複数の切り出し領域を切り出すための適切な濃度レベル境界値を設定する設定手段を設けたものであるのがより好ましい。
【００２１】
この構成により、被検査物の測定影響データ、例えば、複数種の固形内容物が容器や袋中の任意の場所に位置するような場合、その固形物のＸ線透過量の濃度データが概ねどの程度か把握できれば、濃度レベルが概ね何段階に分布するか、あるいは更にどの程度の濃度レベル域に分布するかといった条件を予備条件として把握させることが可能となり、Ｘ線透過量の濃度データに応じた複数の切り出し領域を被検査物に適したレベル境界値で切り出すことができることになり、より異物検出精度を高めることができる。
【００２２】
本発明のＸ線異物検出装置においては、さらに、（７）前記複数の切り出し領域について、前記Ｘ線透過量から、前記被検査物に吸収されたＸ線量を濃度表示するＸ線吸収画像のデータをそれぞれ生成する表示画像生成手段と、該表示画像生成手段で生成されたＸ線吸収画像のデータに基づいて、前記複数の切り出し領域についての領域毎のＸ線吸収画像を切り替え可能に表示する表示手段と、を設けてもよい。この場合、濃度値が物質によるＸ線吸収量を直接的に示すＸ線吸収画像を得ることができ、異物判定に有利であるとともに、複数の切り出し領域毎に異物を強調表示できることになる。
【００２３】
また、前記複数の切り出し領域について、前記Ｘ線透過量から、前記被検査物に吸収されたＸ線量を濃度表示するＸ線吸収画像のデータをそれぞれ生成する表示画像生成手段と、該表示画像生成手段で生成されたＸ線吸収画像のデータに基づいて、前記複数の切り出し領域についての複数のＸ線吸収画像を同一画面中に表示する表示手段と、を設けるようにすることもできる。このようにすれば、濃度値が物質によるＸ線吸収量を直接的に示すＸ線吸収画像を得ることができ、異物判定に有利であるとともに、異なる変換特性での複数の測定結果画像を同一画面中で比較可能にしたり全体として個々の異物を強調表示させたりすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、Ｘ線透過量の濃度データに応じた複数の切り出し領域について、それぞれに適した独立した変換条件でＸ線透過量の濃度データからＸ線吸収量に対応する変換濃度データへの変換を行なうので、被検査物内のＸ線吸収量のばらつきや変化の影響を受け難くし、Ｘ線吸収量が被検査物内の場所によって大きく異なったり被検査物毎にそのむらが変化したりするような場合であっても、これに動的に対処し、被検査物の変化に影響されることなく、安定した異物判定を行なうことのできるＸ線異物検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を用いながら説明する。
[第１の実施の形態]
図１〜図５は、本発明のＸ線異物検出装置の第１の実施の形態を示す図である。
まず、その構成について説明する。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態のＸ線異物検出装置は、被検査物Ｗを搬送する無端の搬送ベルト１１と、搬送ベルト１１上の被検査物Ｗに向けてＸ線を照射するＸ線照射部１２と、照射されたＸ線のうち被検査物Ｗを透過したＸ線を検出しその強度に応じた濃度レベル（Ｘ線透過強度レベル）でＸ線量を測定するＸ線測定部１３とを備えている。
【００２７】
搬送ベルト１１は、図示しない搬送駆動モータにより所定速度駆動されるようになっており、被検査物ＷをＸ線照射部１２からのＸ線が照射される所定領域を通過させることができる。
【００２８】
Ｘ線照射部１２は、搬送ベルト１１上の被検査物Ｗが搬送方向の所定範囲内（以下、検査領域という）を通過するとき、搬送ベルト１１上の被検査物Ｗ全体に及ぶ範囲でＸ線を照射することができる。このＸ線照射部１２は、例えば陰極フィラメントからの熱電子をその陰極と陽極の間の高電圧により陽極ターゲットに衝突させてＸ線を発生させるＸ線管で、その長手方向を搬送方向と直交する搬送幅方向にしたものであり、Ｘ線を下方のＸ線測定部１３に向けて不図示のスリットにより前記長手方向に略三角形のスクリーン状にして照射するようになっている。
【００２９】
また、Ｘ線測定部１３は、搬送ベルト１１上の被検査物Ｗが検査領域に達するとき、これを検知するワーク検知センサ（図示していない）からの検知信号を受けて、被検査物のＸ線透過量を検出するようになっており、具体的には、例えば複数のＸ線検出素子を搬送ベルト１１の幅（幅員）方向に並設し所定解像度でのＸ線検出を行なうＸ線ラインセンサカメラで構成されて、画像処理可能な所定ビット数の検出信号を出力するようになっている。
【００３０】
なお、搬送方向についても、Ｘ線測定部１３の素子列ライン上でのＸ線量のサンプリングピッチに対応するサンプリングピッチで被検査物のＸ線透過量が順次サンプリングされるように、搬送ベルト１１の搬送速度が設定されており、Ｘ線測定部１３の複数の検出素子からのＸ線透過量検出信号を被検査物の搬送方向全域について濃度データとして蓄積記憶することで、透過Ｘ線画像データが取得できるようになっている。
【００３１】
本実施形態の本実施形態のＸ線異物検出装置は、Ｘ線測定部１３による透過Ｘ線量の濃度データを基に被検査物Ｗ中の異物の有無を判定するとともに、Ｘ線画像データを作成するようになっており、そのために、Ｘ線透過量の濃度データを蓄積記憶するデータ記憶部２１と、複数、例えば３つのデータ変換部２３Ａ、２３Ｂおよび２３Ｃと、複数、例えば画像生成部２５Ａ、２５Ｂおよび２５Ｃと、異物有無判定部３０と、表示部４０とを具備している。
【００３２】
データ記憶部２１は、Ｘ線測定部１３の複数の素子からの検出信号データを、搬送方法における所定回数のサンプリング期間にわたって順次異なるメモリ領域に蓄積し、被検査物Ｗの全測定ポイントについてのＸ線透過量の濃度データの分布画像を作成するに足るデータを記憶することができるＸ線画像データメモリ（データ記憶手段）となっている。また、複数のデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃは、変換値記憶部２６および変換条件入力部２７と共に濃度変換手段を構成しており、変換値記憶部２６に変換値として記憶されたそれぞれの変換条件に従ってその変換特性を可変設定することができるようになっている。この濃度変換手段および画像生成部２５Ａ〜２５Ｃからなる表示画像生成手段は、それぞれ、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏインターフェースを有するマイクロコンピュータで構成されており、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、ＣＰＵがＲＡＭとの間でデータを授受しがら所定の演算処理を実行することで、濃度変換手段および表示画像生成手段の機能を実現できるようになっている。
【００３３】
変換値記憶部２６は、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃで互いに異なる変換条件で濃度変換を行なうためにデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃに対応して設けられた３つのメモリ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（変換条件記憶手段）を有しており、変換条件入力部２７はこの変換値記憶部２６の３つのメモリ２６ａ〜２６ｃに対して濃度変換値、例えば対数変換値をそれぞれ設定入力することができる手段となっている。
【００３４】
画像生成部２５Ａ〜２５Ｃでは、対応するデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃからの変換濃度データを取り込んで、それぞれ公知のＸ線画像作成手法でＸ線吸収画像を作成するようになっており、これら画像生成部２５Ａ〜２５Ｃで作成されたＸ線吸収画像は公知の表示切替部２８を介し、表示部４０により出力されるようになっている。
【００３５】
より具体的には、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃは、それぞれ図２（ａ）に示すようにＸ線透過量の濃度レベルに応じて複数、例えば３つの領域として切り出された複数の切り出し領域Ａ１、Ａ２、Ａ３についてそれぞの領域の異物有無判定に適した変換条件で対数変換を行なうようになっており、それぞれ対応する切り出し領域についての前記判定に適した変換条件の異なるデータルックアップテーブル（図示していない）と、この変換テーブルを用いてデータ変換処理を施すプロセッサを有している。前記ルックアップテーブルは、複数段階のＸ線透過量の濃度レベルに対し、それぞれ所定の対数変換処理を施した場合に得られる変換濃度値を対応付けて記憶するデータテーブルである。
【００３６】
なお。この変換濃度値に対し、Ｘ線吸収量＝変換濃度の最大値（被検査物無しの状態）−変換濃度値のデータで表すことができる。すなわち、ここでの変換濃度値のデータは、Ｘ線吸収量のデータに対応する値である。
【００３７】
また、図２（ａ）に示す変換特性では、変換濃度が最大のときに被検査物が無い状態でのＸ線透過量が大となるが、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃで実行する濃度変換は、図２（ｂ）に示すように、被検査物が無くＸ線透過量が大となるときにＸ線吸収量がゼロとなり、Ｘ線透過量が小のときにＸ線吸収量が大となるような変換特性としてもよい。
【００３８】
前記ルックアップテーブル変換（ＬＵＴ変換）に使用される濃度変換の一例について説明すると、まず、物質のＸ線吸収率をα、物質の厚さをＬとするとき、強度ＳのＸ線が被検査物を透過して得られる透過Ｘ線強度Ｓ'は、理論上、次の式（１）で表わすことができる。
【００３９】
Ｓ'＝Ｓ・ｅ−α・Ｌ    ・・・（１）
【００４０】
ここで、α・ＬはＸ線が発生源から出てＸ線測定部により検出されるまでに透過した物質によるＸ線吸収量であり、被検査物Ｗの物性量を含んでいる。
【００４１】
この（１）式は、対数をとって変形すれば、次の式（２）で表わすことができる。
【００４２】
α・Ｌ＝ｌｏｇ（Ｓ）−ｌｏｇ（Ｓ'）    ・・・（２）
【００４３】
このα・Ｌは、物質によるＸ線吸収量を直接的に示すものであり、これを濃度値に対応付けることで、Ｘ線吸収率の高い異物を強調表示可能なＸ線吸収画像を作成することができる。
【００４４】
したがって、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃでなされる変換処理は、原則として、上記（２）式の対数計算処理に対応するものであるが、それぞれＸ線濃度レベルに応じて切り出した複数の切り出し領域毎にその変換の条件が異なる。
【００４５】
具体的には、変換の条件は、例えば図２（ａ）に示すように、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃにそれぞれ対応する変換比率曲線ａ、ｂ、ｃの形で示すことができ、変換比率曲線ａについては、濃度データの濃度レベルが小さい切り出し領域Ａ１の範囲内で傾きが１を超えて急に増加し、濃度レベルが大きい切り出し領域Ａ２、Ａ３で傾きが１より小さくかつ次第により小さくなり、全濃度レベルに亘る全領域では全体として上側に凸の形状となっている。変換比率曲線ｂでは傾きは常に一定の１になっている。また、変換比率曲線ｃについては、濃度データの濃度レベルが小さい切り出し領域Ａ１、Ａ２の範囲内では１より小さい傾きで漸増し、濃度レベルが大きい切り出し領域Ａ３では傾きが１を超えて急に大きくなり、全濃度レベルに亘る全領域では全体として下側に凸の形状となっている。
【００４６】
勿論、本発明にいうそれぞれの切り出し領域に適した変換特性は、Ｘ線透過量から変換濃度値への一定条件式（例えば全濃レベル範囲について傾き一定となる線形の変換特性を与える変換式）による変換前後の値の比を１としたときに、対応する特定の切り出し領域については濃度変換の変換比（２次元表示した場合の傾きに相当する）が１以上となるように、すなわち対応する特定の切り出し領域については濃度レベルの差がより顕著な濃度値の差として現れるような変換特性となっていればよい。したがって、この変換特性は、上述のように２次元表示した場合に、切り出し領域を一部に含む全領域において凸又は凹となる曲線的な変換特性に限らず、傾きが１を超える複数の直線あるいは、各切り出し領域中では傾きが１を超える全体としてはＳ字形の複数の曲線等で与えられる変換特性であってもよい。
【００４７】
要するに、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃによる変換処理は、被検査物の任意断面について見れば、単一の濃度変換で得られる変換後の濃度データによる濃度分布曲線（断面Ｘ線図）に対し、各切り出し領域について異物信号のピークを強調するような写像曲線を与えるものである。
【００４８】
なお、図２に示した変換特性曲線ａ、ｂ、ｃは、代表して示すものであり、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃには、それぞれ図示した曲線ａ〜ｃに近い複数の曲線郡として複数組の変換特性曲線が与えられ、それぞれに対応する複数組のデータルックアップテーブルが準備されている。そして、変換値記憶部２６から変換条件を特定する設定情報が各データ変換部２３Ａ〜２３に対して与えられ、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃはそれぞれ設定された１つの変換特性でのデータ変換処理を実行するようになっている。
【００４９】
画像生成部２５Ａ〜２５Ｃは、上述のような補正を加えた場合の変換結果データである変換濃度データを用いて、例えば図３に断面Ｘ線画像で示すような複数種類、本実施形態においては３種類の切り出し領域Ａ１〜Ａ３に着目した異物検出画像を作成する画像処理プロセッサを内蔵している。そのプロセッサや画像作成の処理自体は、従来のＸ線吸収量からＸ線吸収画像を作成するものと同様であるが、図中に任意断面のＸ線吸収量分布曲線で示すように、各データ変換部２３Ａ〜２３の変換特性ａ、ｂ又はｃに対応する切り出し領域Ａ１、Ａ２又はＡ３（図中の二点鎖線の枠線で囲む領域）を他領域より縦軸方向に引き伸ばしたＸ線吸収量の分布データを基にしたＸ線吸収画像が作成されることになる。
【００５０】
また、本実施形態では、データ記憶部２１の記憶データから、濃度データの濃度レベルに応じた複数の切り出し領域Ａ１〜Ａ３の画像作成用データを切り出すデータ切り出し部の機能は、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃのデータルックアップテーブルが有することになる。
【００５１】
一方、異物有無判定部３０は、画像生成部２５Ａ〜２５Ｃから取り込んだＸ線吸収量のデータ（あるいはデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃからの変換濃度データ）を基に、各切り出し領域Ａ１、Ａ２、Ａ３について、Ｘ線吸収量の急峻な変化が見出される部分を異物候補と判定し、それらについて各領域ごとの閾値判定を行なって異物の有無を判定するような処理を実行するもので、例えば、任意断面のＸ線吸収画像データについて微分（例えば搬送方向で近接する測定点間の間隔に対するＸ線吸収量の増分）をとった結果に現れるピークを所定の閾値を用いて判定するためのしきい値判定プログラムを内部メモリデバイスに格納し、そのプログラムを実行するＣＰＵ等を内蔵している。なお、異物有無判定部３０は、Ｘ線吸収画像データの単なる微分による判定に限らず、Ｘ線吸収画像データを、例えば微分フィルタ（Ｒｏｂｅｒｔｓフィルタ、Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ若しくはＳｏｂｅｌフィルタ等）やラプラシアンフィルタ等の特徴抽出フィルタにより全体画像を強調したものとし、異物情報が強調されたフィルタ処理後の画像に対して、設定された異物検出のための閾値との比較処理を施して、異物の有無を判断してもよい。
【００５２】
また、変換値記憶部２６は、変換条件を記憶するメモリ２６ａ〜２６ｃを有する他に、被検査物Ｗの測定影響データを記憶する測定影響データ記憶部６１（測定影響データ記憶手段）を有しており、この測定影響データ記憶部６１の記憶データに基づいて、各データ変換部２３Ａ〜２３Ｃついての切り出し領域の範囲（濃度レベル範囲）を規定するための適切な濃度レベル境界値を設定し、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃがそれぞれ割り当てられた領域範囲内の濃度データをデータ記憶部２１から取り込むようにする設定手段の機能を有している。ここでの濃度レベル境界値は、好ましくは被検査物のＸ線透過量の濃度レベルが主として複数の異なる濃度レベル域に分かれて分布する場合におけるその隣接する濃度レベル域の中間値であり、例えばワーク中の場所を指定することなくその主たる内容物から特定することができる。また、被検査物Ｗの測定影響データが無いか、適当に定めることができない場合、例えば、濃度レベルの最大値（最大濃度レベル）までの範囲を等分する濃度レベル境界値を設定することができる。
【００５３】
なお、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃが、それぞれこの測定影響データ記憶部６１の記憶データに基づいて、濃度データの濃度レベルに応じた複数の切り出し領域のうち、自らの切り出し領域の割り当ての有無を判定するとともに、その領域の範囲を規定するための適切な濃度レベル境界値を自己設定する設定手段の機能を有していてもよい。
【００５４】
表示部４０は、図１に示すように、少なくとも、画面部４１と、画面部４１で表示される画像の切り替えを表示切替部２８に要求する切替操作部４２と、異物の有無の判定結果を異物が混入していると判定した場合はＮＧ、異物が混入していないと判定した場合はＯＫと表示する判定結果表示部４３とを有している。
【００５５】
この表示部４０は、表示切替部２８と協働して、複数の切り出し領域についてのＸ線吸収画像データを選択的かつ切り替え可能に表示する表示手段を構成している。また、表示部４０は、上述の表示対応のごとく、複数の切り出し領域についてのＸ線吸収画像データを共に同一画面中に同時に表示する機能を併有しており、更に、異物有無判定部３０からの判定情報および画像生成部２５Ａ〜２５Ｃからのデータを基に、データ変換に使用した変換テーブルや対数変換した結果の値（変換濃度データ）自体を表示することもできるようになっている。
【００５６】
次に、動作について説明する。
【００５７】
図４は、本実施形態における制御プログラムのフローチャートである。
【００５８】
まず、このプログラムでは、最初に各種メモリ情報が読み込まれ、運転可能な状態にするための初期化がなされた後（ステップＳ１１）、データ変換条件の指定があるか否かがチェックされる（ステップＳ１２）。
【００５９】
このとき、変換条件入力部２７から指定入力により、変換値記憶部２６にデータ変換に関しての条件が設定記憶されている場合には、その記憶条件に基づいてデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃのそれぞれに割り当てる切り出し領域が指定条件を満たすように、濃度レベル境界値が設定される（ステップＳ１３）。
【００６０】
次いで、濃度データの取り込みが行なわれ（ステップＳ１４）、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃによる濃度変換のデータ変換が実行され（ステップＳ１５）、画像生成部２５Ａ〜２５Ｃによる画像生成処理が実行されて（ステップＳ１６）、異物判定処理がなされる（ステップＳ１７）。
【００６１】
このとき、データ記憶部２１の記憶データに基づき、濃度データの濃度レベルに応じた複数の切り出し領域Ａ１〜Ａ３について、それぞれに好適な独立した変換条件でＸ線透過量の濃度レベルデータからＸ線吸収量に対応する変換濃度データへのデータ変換が行なわれる。したがって、複数の切り出し領域Ａ１〜Ａ３についてそれぞれのＸ線透過量濃度レベルに適した変換条件で濃度変換処理がなされることになる。
【００６２】
また、複数の切り出し領域Ａ１〜Ａ３についてのＸ線吸収量又は変換濃度データを基に、いずれかの領域で異物有りと判定されれば、判定結果がＮＧとなる。
【００６３】
この判定結果は、判定結果表示部４３に表示される。一方、このとき、切り出し領域毎に適した変換特性で対数変換された結果のＸ線吸収画像が画面部４１に切り替え可能に、あるいは、同一画面上に共に表示される。例えば、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示したような任意断面のＸ線吸収量の濃度分布曲線のうち、最初にいずれか１つの切り出し領域に注目した画像が表示され（ステップＳ１８）、表示モード切り替えの指定操作がなされると、それに従った表示切り替えがなされ（ステップＳ１９、Ｓ２０）、並べて表示する指定がなされれば、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示した画像が並べて表示される。あるいは、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示したような濃淡画像又は異物部分を他と区別できるようなカラー画像が表示される。
【００６４】
このように、本実施形態のＸ線異物検出装置では、データ記憶部２１の記憶データを基に、Ｘ線透過量の濃度レベルに応じた複数の切り出し領域を切り出し、それら複数の切り出し領域のデータに基づいてそれぞれの領域に適した独立した変換条件でデータ変換を行なう。したがって、複数の切り出し領域についてそれぞれの濃度データの濃度レベルに適した変換条件でＸ線吸収量に対応する変換濃度値への濃度変換がなされることになり、被検査物Ｗ自体のＸ線吸収量のばらつきや変化の影響を受け難くなる。また、複数の切り出し領域についての異物らしさを強調する変換濃度データ又はそれに対応するＸ線吸収画像データを分析して異物の有無を判定するので、異物検出精度が高まる。
【００６５】
また、複数のデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃが、それぞれ対応する切り出し領域についての前記判定に適した変換条件の異なる対数変換を行なうとともに、データルックアップテーブルを有するから、濃度値が物質によるＸ線吸収量を直接的に示すＸ線吸収画像を得ることができ、異物判定に有利であるとともに、変換処理を迅速化でき、変換処理のための手段を簡素化できる。
【００６６】
さらに、本実施形態においては、被検査物の測定影響データを記憶する測定影響データ記憶部６１を設け、その記憶データに基づいて濃度データの濃度レベルに応じた複数の切り出し領域を切り出すための適切な濃度レベル境界値を設定するので、被検査物の測定影響データ、例えば、複数種の固形内容物が容器や袋中の任意の場所に位置するような場合に、その固形物の濃度データの濃度レベルが概ねどの程度か把握できれば、濃度データの濃度レベルが概ね何段階に分布するか、あるいは更にどの程度の濃度レベルに分布するかといった条件を予備条件として把握させることが可能となり、濃度データの濃度レベルに応じた複数の切り出し領域を被検査物に適した濃度レベル境界値で切り出すことができることになり、より異物検出精度を高めることができる。
【００６７】
[第２の実施の形態]
【００６８】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線異物検出装置の濃度変換の特性を示す図である。なお、本実施形態は上述の実施形態とほぼ同様な装置構成を採用したもので、上述の実施形態とはＸ線透過量の濃度データから変換濃度データへの濃度変換特性が異なるのみであるので、構成については上述の構成の参照符号を用いてその相違点についてのみ説明する。
【００６９】
上述の実施形態においては、複数の切り出し領域についての画像を切り替え可能又は同一画面に並べて表示したが、本実施形態においては、図５の左側の変換特性図に示すように、元の濃度データの濃度レベルに応じて設定した３つの切り出し領域について、各領域に適した変換比率を適用した変換特性ａ、ｂ、ｃの濃度変換を連続的に行ない、その結果のデータを基に、同図右側に示す任意断面のＸ線吸収量分布のグラフのような表示形式、あるいは、被検査物Ｗ全体についてのＸ線吸収量の分布を示す濃淡画像として表示部４０に出力するようになっている。すなわち、本実施形態においては、上述の実施形態におけるデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃの変換特性ａ、ｂ、ｃに類似する変換特性Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを領域的にオーバーラップさせることなく実行するようにして連続処理可能とし、微分値のピークをしきい値判定する際に切り出し領域の境界付近で誤判定が生じないようように、切り出し領域Ａ１〜Ａ３の変換濃度レベルを、Ｘ線透過量の濃度レベルが高い領域ほど高くなるよう段階的に設定している。
【００７０】
したがって、複数の切り出し領域Ａ１〜Ａ３に対応するデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃに代えて、これらのいずれか１つと同等な単一のデータ変換部で各切り出し領域の濃度変換処理を連続的に行なうこともでき、複数の切り出し領域Ａ１〜Ａ３に対応する画像生成部２５Ａ〜２５Ｃに代えて、これらのいずれか１つと同等な単一の画像生成部で各切り出し領域の濃度変換処理を行なうこともできる。
【００７１】
また、異物判定についても、上述の実施形態のように、切り出し領域ごとに微分をとって複数の異物信号のピークをそれぞれ閾値判定するのでなく、全切り出し領域を連続した領域として単一のしきい値判定処理を実行することもできる。
【００７２】
本実施形態においても、データ記憶部２１の記憶データから、濃度データの濃度レベルに応じた複数の切り出し領域Ａ１〜Ａ３を切り出す機能は、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃ又はそれに相当する共通のデータ変換部のデータルックアップテーブル（それぞれの変換特性Ｔａ〜ＴｃでＸ線透過量の濃度データから変換濃度データへの濃度変換を実行するための複数のデータルックアップテーブル）が持つことになる。
【００７３】
このように、本実施形態のＸ線異物検出装置においても、データ記憶部２１の記憶データを基に、Ｘ線透過量の濃度レベルに応じた複数の切り出し領域を切り出し、それら複数の切り出し領域のＸ線透過量の濃度データをそれぞれの領域に適した独立した変換条件でデータ変換を行なうので、上述の実施形態と同様の効果が得られる。しかも、濃度変換手段や表示画像生成手段を単一のデータ変換部や画像生成部で構成可能となるので、装置の構成をより簡素化できることになる。
【００７４】
[第３の実施の形態]
【００７５】
図６は、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線異物検出装置の濃度変換の特性を示す図である。なお、本実施形態も上述の実施形態とほぼ同様な装置構成を採用したもので、上述の２つの実施形態とはＸ線透過量の濃度データから変換濃度データへの濃度変換特性が異なるのみであるので、構成については上述の構成の参照符号を用いてその相違点についてのみ説明する。
【００７６】
本実施形態においては、図６の左上側の変換特性のグラフに示すように、測定したＸ線透過量の濃度レベルに応じて設定可能な複数の切り出し領域について、それぞれ対応する１つの切り出し領域に適した対数変換条件を持つ複数、例えば３つ以上の変換特性Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ（図６中では４つの場合を例示している）のうちからＸ線透過量の濃度データ分布に対応する複数の変換特性、例えば３つの変換特性Ｌａ〜Ｌｃを選択し、これらをデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃでの対数変換条件に指定することで、例えば３つの切り出し領域に好適な変換特性Ｌａ〜Ｌｃの濃度変換を行ない、その結果のデータを基に、同図右側に示す複数の任意断面のＸ線吸収量分布のグラフのように重ねた表示形式、あるいは、被検査物Ｗ全体についてのＸ線吸収量の分布を示す濃淡画像または領域毎に色の異なるカラー画像として表示部４０に出力するようになっている。
【００７７】
すなわち、本実施形態においては、上述の実施形態におけるデータ変換部２３Ａ〜２３Ｃの変換特性ａ、ｂ、ｃとしてそれぞれ濃度変換対象とするＸ線透過量の濃度レベル範囲を、少なくとも隣合う２つの切り出し領域が部分的にオーバーラップし、かつ濃度レベル方向にオフセットさせたような変換特性Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを採用して濃度変換を実行し、変換特性Ｌａ〜Ｌｃのそれぞれで濃度変換した３つの変換濃度データを用いて、異物有無判定部３０における微分値のピークをしきい値判定する処理をそれぞれ実行し、いずれかの変換特性での変換濃度データに基づく判定の結果がしきい値を超えると、異物有りと判定する。
【００７８】
また、異物有無判定部３０は、図６に示すように、隣合う２つの切り出し領域の近傍部分を所定の透過Ｘ線量濃度レベル幅でオーバーラップさせ、そのオーバーラップ範囲については２つの変換濃度データについてそれぞれ閾値処理をし、オーバーラップしていない範囲については１つの変換濃度データについて閾値処理をするようにして、いずれかの閾値処理で異物有りとなったら、異物有りの判定とすることができる。
【００７９】
本実施形態においても、データ記憶部２１の記憶データから、濃度データの濃度レベルに応じた複数の切り出し領域を切り出す機能は、データ変換部２３Ａ〜２３Ｃのデータルックアップテーブル（それぞれの変換特性Ｌａ〜ＬｃでＸ線透過量の濃度データから変換濃度データへの濃度変換を実行するための複数のデータルックアップテーブル）が持つことになる。
【００８０】
このように、本実施形態のＸ線異物検出装置においても、データ記憶部２１の記憶データを基に、Ｘ線透過量の濃度レベルに応じた複数の切り出し領域を切り出し、それら複数の切り出し領域のＸ線透過量の濃度データをそれぞれの領域に適した独立した変換条件でデータ変換を行なうので、上述の実施形態と同様の効果が得られる。しかも、各切り出し領域についてそれぞれ対数変換を用いた濃度差の大きい濃度変換処理を実行することができ、異物判定性を高めることができる。
【００８１】
また、異物有無判定部３０が、隣合う２つの切り出し領域の近傍部分では２つの変換濃度データで異物有無判定を行ない、それ以外では単一の切り出し領域の変換濃度データで異物有無判定を行なうようにすることで、更に異物有無の判定の負荷を軽く（処理時間を短縮）しながら、切り出し領域の境界部分で変換濃度データを不連続にすることなく異物有無判定を実行することができる。
【００８２】
[第４の実施の形態]
【００８３】
図７は、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線異物検出装置を示す図である。
【００８４】
本実施形態のＸ線異物検出装置は、複数の切り出し領域のうち対応する切り出し領域について好適な対数変換特性を持つ複数の変換部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃを有し、これら変換部７２Ａ〜７２Ｃを例えばダイオードやトランジスタ等の指数特性を利用した公知の対数変換回路で構成したものである。
【００８５】
この場合、Ｘ線測定部１３の各Ｘ線検出素子はＸ線透過量に応じ発光するシンチレータからの光を受講素子で検知するシンチレータタイプのＸ線ラインセンサで構成され、その受光量に応じた検知信号が、複数の変換部７２Ａ〜７２Ｃにそれぞれ入力され、例えば上述した第３の実施形態と類似の変換特性を持つ変換部７２Ａ〜７２Ｃによってアナログ的な濃度変換処理された後、変換濃度レベルを示すディジタル量にＡ／Ｄ変換されて異物有無判定部８０に取り込まれる。そして、異物有無判定部８０では、それぞれ入力した変換濃度値信号を、異物有無判定部８０に内蔵された微分回路（図示していない）でそれぞれ微分処理して、そのピークを検出し、変換部７２Ａ〜７２Ｃのうちいずれかの出力に対応する微分処理信号のピークが所定の閾値を超えると、異物有り（ＮＧ）と判定するようになっている。なお、異物有無判定部８０は、上述の実施形態同様に、変換濃度信号をフィルタにより全体画像で強調処理し、異物情報が強調されたフィルタ処理後の画像に対して、異物有無を判断してもよい。
【００８６】
変換部７２Ａ〜７２Ｃの出力はそれぞれ表示画像生成手段９０の対応する表示画像生成部９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃにも取り込まれる。これら表示画像生成部９１Ａ〜９１Ｃは、変換部７２Ａ〜７２Ｃと協働して、Ｘ線透過量から、被検査物Ｗに吸収されたＸ線量を濃度表示するＸ線吸収画像のデータをそれぞれ生成するようになっており、変換部７２Ａ〜７２Ｃで濃度変換され、ディジタル量にＡ／Ｄ変換された変換濃度データを基にＸ線吸収画像のデータを作成する。この機能は、上述した実施形態の画像生成部２５Ａ〜２５Ｃとほぼ同様なものである。
【００８７】
表示画像生成部９１Ａ〜９１Ｃでそれぞれ生成されたＸ線吸収画像のデータは、上述の実施形態における表示切替部２８および表示部４０と同様な機能を有する表示部１００により、複数の切り出し領域について好適な領域毎のＸ線吸収画像として切り替え可能に表示され、あるいは、複数の切り出し領域についての複数のＸ線吸収画像として共に同一画面中に同時に表示される。
【００８８】
このようにしても、複数の切り出し領域について、それぞれに好適な変換特性を有する複数の変換部７２Ａ〜７２Ｃを用いて、透過Ｘ線量の濃度値から濃度差の大きい濃度変換処理を実行することができ、異物判定精度を十分に高めることができるとともに、処理系も簡素化できる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上説明したように、本発明は、被検査物のＸ線透過量濃度レベルに応じた複数の切り出し領域について、それぞれに適した独立した変換条件でＸ線透過量の濃度レベルからＸ線吸収量に対応する変換濃度データへ濃度変換を行なうので、被検査物内のＸ線吸収量のばらつきや変化の影響を受け難くし、Ｘ線吸収量が被検査物内の場所によって大きく異なったり被検査物毎にそのむらが変化したりするような場合であっても、これに動的に対処し、被検査物の変化に影響されることなく、安定した異物判定を行なうことのできるＸ線異物検出装置を提供することができるという効果を奏するものであり、搬送中の被搬送物にＸ線を照射し、その被検査物を透過したＸ線の検出情報に基づいて異物検出を行なうＸ線異物検出装置全般に有用であり、Ｘ線吸収画像を作成するものに特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＸ線異物検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るＸ線異物検出装置のデータ変換部の変換特性の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るＸ線異物検出装置の切り出し領域ごとに得られた特定断面の相対位置に対するＸ線吸収量の分布を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るＸ線異物検出装置の制御プログラムの概略の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るＸ線異物検出装置のデータ変換部の変換特性を示す説明図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るＸ線異物検出装置のデータ変換部の変換特性を示す説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るＸ線異物検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】従来のＸ線異物検出装置における課題の説明するその濃度変換特性図である。
【符号の説明】
【００９１】
１１    搬送ベルト
１２    Ｘ線照射部
１３    Ｘ線測定部
２０    画像作成手段
２１    データ記憶部（データ記憶手段）
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ    データ変換部（濃度変換手段）
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ    画像生成部（表示画像生成手段）
２６    変換値記憶部（設定手段）
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ    メモリ（変換条件記憶手段）
２７    変換条件入力部（設定手段）
２８    表示切替部（表示手段）
３０    異物有無判定部（判定手段）
４０、１００    表示部（表示手段）
４１    画面部
４２    切替操作部
４３    判定結果表示部
６１    測定影響データ記憶部（測定影響データ記憶手段）
７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ    変換部（濃度変換手段）
８０    異物有無判定部（判定手段）
９０    表示画像生成手段
９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃ    表示画像生成部
【図１】
2006201131.tif 000003
【図２】
2006201131.tif 000004
【図３】
2006201131.tif 000005
【図４】
2006201131.tif 000006
【図５】
2006201131.tif 000007
【図６】
2006201131.tif 000008
【図７】
2006201131.tif 000009
【図８】
2006201131.tif 000010