(57)【要約】【課題】積層された合板の枚数測定作業を自動化し、積層枚数の測定精度を、従来よりも作業性よく経済的に向上可能な積層された合板の枚数測定装置及びその枚数測定方法を提供する。【解決手段】色の異なる複数種類の薄板材１２、１３を貼り合わせて構成された合板１１を複数枚積層した状態で、その積層枚数を測定可能な積層された合板の枚数測定装置１０及びその枚数測定方法であり、撮像手段１５により合板１１の側面を撮像し、情報処理手段１７により、撮像手段１５で撮像した積層された合板１１の画像から得られた輝度値を用いて、各合板１１を構成する薄板材１２、１３の種類を判別し、合板１１の積層枚数を算出する。【選択図】図１
2018036950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色の異なる複数種類の薄板材を貼り合わせて構成された合板を複数枚積層した状態で、該合板の積層枚数を測定可能な積層された合板の枚数測定装置であって、
前記合板の側面を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した積層された前記合板の画像から得られる輝度値を用いて、前記各合板を構成する前記薄板材の種類を判別し、前記合板の積層枚数を算出する情報処理手段とを有することを特徴とする積層された合板の枚数測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の積層された合板の枚数測定装置において、前記撮像手段はカメラであり、前記合板の側面の幅方向全体を撮像することを特徴とする積層された合板の枚数測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の積層された合板の枚数測定装置において、前記情報処理手段による前記薄板材の種類の判別は、前記撮像手段で撮像した複数枚積層された学習用合板の画像から得られた輝度値に基づく基準用特徴量を用い、前記積層された合板の画像から得られた輝度値に基づく測定用特徴量を解析して行うことを特徴とする積層された合板の枚数測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の積層された合板の枚数測定装置において、前記基準用特徴量と前記測定用特徴量は、以下の式（１）〜式（７）で求められることを特徴とする積層された合板の枚数測定装置。
【数１】
2018036950.tif 000011
ここで、Ａｉ,ｊは撮像手段の画像から得られる輝度値であり、ｉは合板の積層方向における画像の画素の順番、ｊは合板の幅方向における画像の画素の順番である。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層された合板の枚数測定装置において、前記合板は、２種類の前記薄板材で構成され、しかも、第１の前記薄板材の両面に第２の前記薄板材が貼り合わせられ、前記第１の薄板材の輝度値が前記第２の薄板材の輝度値よりも低いことを特徴とする積層された合板の枚数測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の積層された合板の枚数測定装置において、前記情報処理手段は、判別した前記第１の薄板材の厚みが予め設定した厚みよりも薄いことを条件として、該第１の薄板材を削除する補正を行い、前記合板の積層枚数を算出することを特徴とする積層された合板の枚数測定装置。
【請求項７】
請求項５記載の積層された合板の枚数測定装置において、前記情報処理手段は、判別した前記第２の薄板材の厚みが予め設定した厚みよりも薄いことを条件として、該第２の薄板材を削除する補正を行い、前記合板の積層枚数を算出することを特徴とする積層された合板の枚数測定装置。
【請求項８】
請求項５記載の積層された合板の枚数測定装置において、前記情報処理手段は、判別した前記第２の薄板材の厚みが予め設定した厚みよりも厚いことを条件として、前記撮像手段から得られる輝度値を低くする補正を行い、前記合板の積層枚数を算出することを特徴とする積層された合板の枚数測定装置。
【請求項９】
請求項５記載の積層された合板の枚数測定装置において、前記情報処理手段は、判別した前記第１の薄板材の厚みが予め設定した厚みよりも厚いことを条件として、前記撮像手段から得られる輝度値を高くする補正を行い、前記合板の積層枚数を算出することを特徴とする積層された合板の枚数測定装置。
【請求項１０】
色の異なる複数種類の薄板材を貼り合わせて構成された合板を複数枚積層した状態で、該合板の積層枚数を測定する積層された合板の枚数測定方法であって、
撮像手段により前記合板の側面を撮像し、情報処理手段により、前記撮像手段で撮像した積層された前記合板の画像から得られた輝度値を用いて、前記各合板を構成する前記薄板材の種類を判別し、前記合板の積層枚数を算出することを特徴とする積層された合板の枚数測定方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の積層された合板の枚数測定方法において、前記情報処理手段では、前記撮像手段で撮像した複数枚積層された学習用合板の画像から得られた輝度値に基づく基準用特徴量を用い、前記積層された合板の画像から得られた輝度値に基づく測定用特徴量を解析して、前記薄板材の種類を判別することを特徴とする積層された合板の枚数測定方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載の積層された合板の枚数測定方法において、前記基準用特徴量と前記測定用特徴量を、以下の式（１）〜式（７）から求めることを特徴とする積層された合板の枚数測定方法。
【数１】
2018036950.tif 000012
ここで、Ａｉ,ｊは撮像手段の画像から得られる輝度値であり、ｉは合板の積層方向における画像の画素の順番、ｊは合板の幅方向における画像の画素の順番である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層された合板の枚数測定装置及びその枚数測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
国内外には、多くの合板製造企業がある。
工程分析の視点から、合板の製造工程は、原木切削、乾燥、接着、圧延、裁断、及び、研磨仕上げからなる加工工程と検査工程とに区分される。
また、合板製造に関する研究においては、加工条件が品質に及ぼす影響を分析した研究が多く見られる。例えば、加工条件として、圧縮率、原材料の種類、接着剤の種類等を取り上げ、合板の強度や表面粗さなどの品質に対する影響を、回帰モデルにより表す方法が提案されている。
【０００３】
近年では、ライフサイクルアセスメントの視点から、原材料や接着方法などの製造方式の違いが、海洋汚染、土壌酸性化、人体に対する毒性などの環境負荷に及ぼす影響を評価する方法の研究が行われている。
更に、加工工程の自動化と共に検査工程の自動化が進められている。この検査工程における主な検査項目には、合板の接着不良、表面の品質、出荷枚数がある。
例えば、接着不良箇所の検査の自動化には、超音波探傷装置が用いられている。また、表面の品質には、ひび割れ、変形、縞模様、ピンホールなどの欠陥を検査できる画像処理方法が開発されている。
【０００４】
しかし、積層された合板の枚数測定作業を自動化する技術は、これまで開発されていない。
なお、出荷品の数の測定作業を自動化する方法として、合板以外の対象物に対しては、画像処理が広く用いられている。例えば、出荷品を作業台に平置きできる場合には、ラベリング法により枚数を測定できる（例えば、非特許文献１参照）。また、出荷品の形状が円形である場合には、一部が重なっていてもＨｏｕｇｈ（ハフ）変換を用いることで数量を測定できる（例えば、非特許文献２参照）。そして、出荷品が積層された薄板である場合には、レーザセンサ（リニアセンサ及びレーザ距離計）により出荷品の高さを測定し、高さを薄板一枚の板厚で除すことにより、枚数を推定できる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３４５７１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】伊藤靖朗、中野浩嗣、「ＦＰＧＡを用いたｋ−Ｃｏｎｃａｖｅな二値画像に対するラベリング」、電子情報通信学会技術研究報告、２００７年、Ｖｏｌ．１０７、Ｎｏ．３９０、ｐ．１−８
【非特許文献２】鈴木寿、「ハフ変換と応用」、応用数理、１９９９年、Ｖｏｌ．９、Ｎｏ．３、ｐ．２０７−２１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、積層された合板に対しては、その載置状況や形状、構成等により、前記した各方法を採用することはできなかった。
例えば、レーザセンサを用いて出荷品の高さを測定する方法は、薄板の材質が鋼などのように硬質であることや、板厚の加工精度が高いことが前提とされる。しかし、合板は、板厚の加工精度が鋼板に比べて低く、積層過程で生じる薄板間の間隙も不均一である。このため、レーザセンサを用いた高さ測定では、枚数を正確に測定することが難しい。
従って、現状では、積層された合板を目視により確認し、その枚数を測定している。
【０００８】
具体的には、平置状態で積層された合板の二辺又は三辺の側方に、作業者を１人ずつ配置し、各作業者が鋭利な治具（例えば、筆記具等）を用いて積層された合板を１枚ずつ数え、数えた合板の枚数が全作業者で一致するまで、この作業を繰り返していた。
ところが、上記した方法を採用しても、合板の積層枚数に間違いが発生する場合があった。また、枚数測定作業は、作業者が行う必要があるため時間を要し、更に、作業者が中腰姿勢で行う必要があるため作業性が悪かった。そして、枚数測定作業は、精度を高めるため複数人の作業者で行う必要があり、コストがかかるという問題もある。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、積層された合板の枚数測定作業を自動化し、積層枚数の測定精度を、従来よりも作業性よく経済的に向上可能な積層された合板の枚数測定装置及びその枚数測定方法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】
前記目的に沿う第１の発明に係る積層された合板の枚数測定装置は、色の異なる複数種類の薄板材を貼り合わせて構成された合板を複数枚積層した状態で、該合板の積層枚数を測定可能な積層された合板の枚数測定装置であって、
前記合板の側面を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した積層された前記合板の画像から得られる輝度値を用いて、前記各合板を構成する前記薄板材の種類を判別し、前記合板の積層枚数を算出する情報処理手段とを有する。
【００１１】
ここで、前記撮像手段はカメラであり、前記合板の側面の幅方向全体を撮像することが好ましい。
【００１２】
第１の発明に係る積層された合板の枚数測定装置において、前記情報処理手段による前記薄板材の種類の判別は、前記撮像手段で撮像した複数枚積層された学習用合板の画像から得られた輝度値に基づく基準用特徴量を用い、前記積層された合板の画像から得られた輝度値に基づく測定用特徴量を解析して行うことが好ましい。
【００１３】
なお、前記基準用特徴量と前記測定用特徴量は、以下の式（１）〜式（７）で求めることができる。
【００１４】
【数１】
2018036950.tif 000003
【００１５】
ここで、Ａｉ,ｊは撮像手段の画像から得られる輝度値であり、ｉは合板の積層方向における画像の画素の順番、ｊは合板の幅方向における画像の画素の順番である。
【００１６】
第１の発明に係る積層された合板の枚数測定装置において、前記合板は、２種類の前記薄板材で構成され、しかも、第１の前記薄板材の両面に第２の前記薄板材が貼り合わせられ、前記第１の薄板材の輝度値が前記第２の薄板材の輝度値よりも低い場合がある。
【００１７】
ここで、前記情報処理手段は、判別した前記第１の薄板材の厚みが予め設定した厚みよりも薄いことを条件として、該第１の薄板材を削除する補正を行い、前記合板の積層枚数を算出することができる。
また、前記情報処理手段は、判別した前記第２の薄板材の厚みが予め設定した厚みよりも薄いことを条件として、該第２の薄板材を削除する補正を行い、前記合板の積層枚数を算出することができる。
そして、前記情報処理手段は、判別した前記第２の薄板材の厚みが予め設定した厚みよりも厚いことを条件として、前記撮像手段から得られる輝度値を低くする補正を行い、前記合板の積層枚数を算出することができる。
更に、前記情報処理手段は、判別した前記第１の薄板材の厚みが予め設定した厚みよりも厚いことを条件として、前記撮像手段から得られる輝度値を高くする補正を行い、前記合板の積層枚数を算出することができる。
【００１８】
前記目的に沿う第２の発明に係る積層された合板の枚数測定方法は、色の異なる複数種類の薄板材を貼り合わせて構成された合板を複数枚積層した状態で、該合板の積層枚数を測定する積層された合板の枚数測定方法であって、
撮像手段により前記合板の側面を撮像し、情報処理手段により、前記撮像手段で撮像した積層された前記合板の画像から得られた輝度値を用いて、前記各合板を構成する前記薄板材の種類を判別し、前記合板の積層枚数を算出する。
【００１９】
第２の発明に係る積層された合板の枚数測定方法において、前記情報処理手段では、前記撮像手段で撮像した複数枚積層された学習用合板の画像から得られた輝度値に基づく基準用特徴量を用い、前記積層された合板の画像から得られた輝度値に基づく測定用特徴量を解析して、前記薄板材の種類を判別することが好ましい。
【００２０】
なお、前記基準用特徴量と前記測定用特徴量を、以下の式（１）〜式（７）から求めることが好ましい。
【００２１】
【数１】
2018036950.tif 000004
【００２２】
ここで、Ａｉ,ｊは撮像手段の画像から得られる輝度値であり、ｉは合板の積層方向における画像の画素の順番、ｊは合板の幅方向における画像の画素の順番である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る積層された合板の枚数測定装置及びその枚数測定方法は、撮像手段により、合板の側面を撮像し、情報処理手段により、合板の画像から得られた輝度値を用いて、各合板を構成する薄板材の種類を判別し、合板の積層枚数を算出するので、積層された合板の枚数測定作業を自動化できる。
従って、作業者による合板の枚数測定作業を行う必要がなくなるので、積層枚数の測定に要する時間を削減でき、積層枚数の測定精度を、従来よりも作業性よく経済的に向上できる。また、合板の枚数測定作業の自動化により、例えば、出荷枚数に関わる検査データを記録でき、この検査データを出荷先に対して開示することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る積層された合板の枚数測定装置の使用状態の説明図である。
【図２】同積層された合板の枚数測定装置を適用する合板の積層状態を示す模式図である。
【図３】同積層された合板の枚数測定装置で撮像した合板の輝度値の説明図である。
【図４】ｐ（Ｌａ）を極大値とみなす場合の説明図である。
【図５】ｐ（Ｌａ）を極大値とみなす場合の説明図である。
【図６】（Ａ）は出力値のグラフ、（Ｂ）〜（Ｅ）は各特徴量の値のグラフである。
【図７】積層された合板の枚数測定装置で撮像した学習用合板の側面図である。
【図８】（Ａ）は積層された合板の枚数測定装置で撮像した学習用合板の輝度値の説明図、（Ｂ）は（Ａ）のうちの１行部分の説明図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る積層された合板の枚数測定装置で得られた出力値の第１、第２の補正方法の説明図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同積層された合板の枚数測定装置で得られた出力値の第３、第４の補正方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層された合板の枚数測定装置（以下、単に枚数測定装置ともいう）１０は、合板１１を水平にして複数枚積層した状態で、合板１１の積層枚数を自動的に測定可能な装置である。なお、図２においては、積層した合板１１の一部について図示しているが、合板１１の積層枚数は、例えば、１００〜１０００枚（ここでは、５００枚）程度である。
以下、詳しく説明する。
【００２６】
枚数測定装置１０の測定対象である合板１１は、図２に示すように、心板（第１の薄板材の一例）１２と表板（第２の薄板材の一例）１３の２種類の薄板材で構成され、心板１２の両面に表板１３が貼り合わせられたベニヤ板（厚み：例えば、２．５〜１０ｍｍ程度）が、合板１１となる。この合板１１は、以下に示すようにして製造される。
まず初めに、原木丸太をかつら剥きの要領で薄く加工して薄板を作る。次に、この薄板を適切な大きさに切断し乾燥させて薄板材（単板）を作る。そして、この薄板材の表面に接着剤を塗布し、薄板材の繊維方向を互い違いに９０度ずらして重ね合わせ、熱と圧力を加えて接着剤を完全に硬化させて、合板を形成する。
【００２７】
上記したように、薄板材である心板１２と表板１３の繊維方向をずらすことにより、合板１１の側面（断面）には、色の違い（濃淡）が現れる。
なお、合板は、少なくとも側面の色が異なる複数種類の薄板材が貼り合わせられたものであれば、上記した構成のものに限定されるものではなく、例えば、以下の構成のものでもよい。
薄板材の貼り合わせ枚数は、２枚、又は、４枚以上でもよい。
また、貼り合わせる薄板材の種類は、３種類以上でもよい。なお、合板の側面（断面）に現れる色の違いは、上記した繊維方向に起因するものに限らず、薄板材に使用する原木の種類や加工方法の違い等で生じる場合でもよい。
【００２８】
枚数測定装置１０は、図１に示すように、架台１４、ラインセンサカメラ（撮像手段としてのカメラの一例）１５、移動手段１６、及び、情報処理手段１７を有している。
架台１４は、床面上に配置される床板１８と、この床板１８に立設された支柱１９で構成されている。
ラインセンサカメラ（以下、単にカメラともいう）１５は、合板１１の側面を撮像可能なものであり、その仕様に、モノクローム出力、フレームレート最大５１ＫＨｚ、１ライン２０４８画素、を選定しているが、これに限定されるものではない。なお、カメラ１５は、一度の撮像で合板１１の側面の積層方向を１画素分だけ撮像でき、一度の撮像で合板１１の側面の幅方向全体を撮像できるように、架台１４の支柱１９に設けられている。
【００２９】
移動手段１６は、カメラ１５を合板１１の積層方向に移動（昇降）させるものである。
この移動手段１６は、支柱１９の長さ方向（高さ方向）に渡って取り付けられたレール（図示しない）と、カメラ１５に取り付けられた４つ（複数）のローラベアリング（図示しない）を有している。なお、支柱１９には、その高さ方向に間隔を有して２つのリミットスイッチ２０、２１が設置されている。
使用にあっては、ローラベアリングでレールを挟むことにより、カメラ１５を支柱１９に沿って高さ方向に（２つのリミットスイッチ２１、２２の間で）昇降可能にできると共に、カメラ１５の上昇時の横ブレを抑えている。
【００３０】
また、移動手段１６は、カメラ１５に取り付けられたワイヤ２２（例えば、直径２ｍｍ）と、このワイヤ２２を巻き取り巻き戻し可能なドラム２３と、このドラム２３を双方向に回転させるモータ（ＡＣサーボモータ）２４を有している。なお、モータ２４は、床板１８上に設置されており、このモータ２４には、例えば、減速比２５の減速機（図示しない）が取り付けられ、この減速機を介してドラム２３が取り付けられている。
ドラム２３に巻き取られるワイヤ２２は、床板１８に設置された下側滑車２５と、支柱１９の上部に取り付け固定された上側滑車２６とでガイドされ、カメラ１５に取り付けられている（カメラ１５がワイヤ２２により吊られている）。
【００３１】
更に、移動手段１６は、床板１８上に取り付けられたモータ制御部２７とシーケンス制御部２８を有している。
モータ制御部２７は、モータ２４の作動と停止を制御するものである。
シーケンス制御部２８は、モータ２４の正転と逆転を制御することで、ドラム２３へのワイヤ２２の巻き取り、又は、ドラム２３からのワイヤ２２の巻き戻し（繰り出し）を行い、カメラ１５の上昇と下降を行うものである。なお、前記したように、モータ２４にＡＣサーボモータを用いることで、合板１１の撮影時におけるカメラ１５の上昇速度を一定に保つことができる。
【００３２】
ここで、カメラ１５による合板１１の撮像手順について説明する。
まず、積層された合板１１の全断面が入力画像に写るように、上下に配置されたリミットスイッチ２０、２１の位置を予め調節する。なお、下側のリミットスイッチ２１の位置にカメラ１５が停止している状態を、初期位置とする。
次に、モータ２４を正転させ、カメラ１５を上昇させると共に撮影を開始する。
このとき、撮影された画像は、合板１１の幅方向の１ライン（１行、即ち合板１１の積層方向に１画素分）毎に情報処理手段１７の画像処理用パソコン（以下、単にパソコンともいう）２９に送信される。
【００３３】
この画像送信は、カメラ１５が上側のリミットスイッチ２０に到達するまで繰り返される。これにより、図１、図３に示す入力画像（輝度値）が得られる。
カメラ１５が上側のリミットスイッチ２０に到達した時に、モータ２４の回転と画像送信を停止する。そして、モータ２４を逆転させ、カメラ１５が下側のリミットスイッチ２１に到達したときに、モータ２４の回転を停止する。
上記した画像処理用パソコン２９に送信され記録された画像（入力画像）は、パソコン２９で画像処理される。
【００３４】
この画像処理用パソコン２９には、ＵＳＢケーブル３０とイーサーネットケーブル（図示しない）が接続されている。このＵＳＢケーブル３０は、アナログ入出力ユニット３１に接続され、パソコン２９から、アナログ入出力ユニット３１を介してシーケンス制御部２８に、カメラ１５の上昇を開始するための信号を送信するために用いている。また、イーサーネットケーブルはカメラ１５に接続され、このカメラ１５で撮影された画像が、イーサーネットケーブルを介して送信され、パソコン２９で受信される。
画像処理用パソコン２９は、後述する事前学習行程（事前学習工程）と解析行程（解析工程）の各処理を、予め設定したプログラムにより行い、パソコン２９に送信された入力画像の輝度値を用いて心板１２か表板１３かを判別（識別）し、合板１１の積層枚数を算出することが可能なコンピュータである。なお、コンピュータは、ＲＡＭ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの要素を接続するバスを備えた従来公知のものであるが、これに限定されるものではない。
【００３５】
この入力画像は、上記したように、カメラ１５が下側のリミットスイッチ２１の位置から上側のリミットスイッチ２０の位置まで移動する間に得られる画像である。
ここで、図３に示すように、入力画像の左上を原点（０, ０）とし、縦方向（合板１１の積層方向）をＩ軸、横方向（合板１１の幅方向）をＪ軸とする。また、Ｉ軸上の画素の座標（順番）を記号ｉで表し（ｉ方向）、Ｊ軸上の画素の座標（順番）を記号ｊで表す（ｊ方向）。そして、入力画像のサイズをｍ行ｎ列（画素の個数をｍ個、ｎ個）とする。更に、入力画像の任意の画素の輝度値を記号Ａｉ, ｊ（ｉ＝１, ・・・, ｍ , ｊ＝１, ・・・, ｎ）で表す。
【００３６】
画像処理用パソコン２９では、心板１２か表板１３かの判別に際し、積層された合板１１の画像から得られた輝度値に基づく特徴量（即ち、測定用特徴量）について、平均輝度値を含む７つの特徴量を用いる。この理由について、以下に説明する。
【００３７】
平均輝度値による枚数測定は、心板１２と表板１３の輝度値の差が大きいことが前提となる。
図３に示すように、入力画像はグレースケールであり、輝度値は０〜２５５の範囲で表される。なお、黒は輝度値「０」、白は輝度値「２５５」となる。
１枚の合板１１の断面に着目すると、図２に示すように、厚み方向中央の心板１２の輝度値は低く、表板１３の輝度値は高い（即ち、心板１２の輝度値は表板１３の輝度値よりも低い）。
【００３８】
１）平均輝度値ｘｉ,１
入力画像において、Ｊ軸方向の各画素の輝度値Ａｉ, j（ｊ＝１, ・・・, ｎ）にはばらつきがある。そこで、入力画像の全てのｉ座標（ｉ＝１, ・・・, ｍ）において、式（１）により表される平均輝度値を求める。
【００３９】
【数２】
2018036950.tif 000005
【００４０】
式（１）により表される平均輝度値は、Ｉ軸方向に見れば周期的に変化する波形となる。
ここで、平均輝度値が極大となる位置を検出すると、その数は実際の合板の積層枚数よりも１枚多い値となる。そこで、合板の輝度値が低い部分が極大値となるように、平均輝度値μｉを下式により反転する。
μｉ´＝２５５−μｉ
次に、反転した平均輝度値μｉ´をグラフにプロットする。このとき、横軸にｉ座標、縦軸に平均輝度μｉ´をとる。
続いて、グラフに表される波形の極大値の数を求め、合板の枚数とする。
【００４１】
２）色ムラに対する対処
入力画像をＩ軸方向に見れば、平均輝度値μｉ´は、心板及び表板の層内で色ムラによりランダムに変化する成分と、心板と表板の輝度値の差により周期的に変化する成分の合成波形となる。そこで、色ムラにより表板内に顕著なピークが複数発生することを防止するための対策を講じる。
対策として、Ｉ軸方向に移動平均をとる。座標ｉの平均輝度値μｉ´に対して、直近のｒ個の移動平均μｉ´´を、下式により求める。
μｉ´´＝（μｉ´＋μｉ−１´＋μｉ−２´・・・＋μｉ−ｒ＋１´）／ｒ
上式において、要素数ｒが小さい場合には、ピークが合板枚数よりも多く検出される。一方、ｒを大きくすれば輝度値の振幅が小さくなるため、心板の検知漏れが生じる。
予備実験を行い、積層合板の全ての心板が検知されるように要素数ｒの値を設定する。
【００４２】
３）背景領域に対する処置
画像の入力開始からカメラが合板に到達するまでに、背景が写る区間を設ける。また、最上段の合板を撮影した後にも背景が写る区間を設ける。
これは、入力画像に全ての積層合板が写るようにするためである。
背景色を単色に設定することにより、この領域における輝度値の振幅を抑制する。次に、背景領域における振幅が小さい区間の極大値を除去するために条件式を設ける。
ａ番目のピークとなるｉ座標をＬａとおく。合板の枚数の測定には、次の条件を満たす極大値ｐ（Ｌａ）を用いる。
ｐ（Ｌａ）−ｐ（Ｌａ＋ｄ）≧ｈ  又は  ｐ（Ｌａ）−ｐ（Ｌａ−ｄ）≧ｈ
上記の条件式を模式図にして図４に示す。
この条件式は、極大値ｐ（Ｌａ）が±ｄ離れたｉ座標の平均輝度値よりもｈ以上大きい場合に、合板の枚数の測定に用いることを表す。この条件式を満たさない極大値は、合板の枚数の測定から除外する。
上記の条件式におけるｄとｈの値は、合板の板厚と測定環境に合わせて設定する。
【００４３】
４）板厚の設定値への対処
出荷される合板の板厚には設定値がある。隣接するピーク間の画素数（ライン数）が設定値よりも極端に小さいピークは、枚数測定には用いない。
この条件は、次のように表される。
極大値ｐ（Ｌａ）の直前の極小値をｑ（Ｌａ−１）とする。極大値と直前の極小値の振幅がＭＰＰ以上、かつ、極大値間の画素数がＭＰＤよりも大きいことを条件とする。
ｐ（Ｌａ）−ｑ（Ｌａ−１）≧ＭＰＰ
Ｌａ−Ｌａ−１＞ＭＰＤ
この条件式を模式図にして図５に示す。上記の条件式を満たす極大値ｐ（Ｌａ）を合板の枚数の測定に用い、他は除外する。ＭＰＰとＭＰＤの値は合板の板厚に合わせて設定する。
【００４４】
上記した平均輝度値を用いる方法は、前記したように、心板と表板の濃淡の相違が大きいことを前提条件としている。しかし、多数の合板の中には、心板と表板の輝度値が類似している場合がある。この場合、前記した前提条件が成り立たないため誤検知が生じる。
本発明者らは、この対処法を探す過程において、表板１３は心板１２に比べてＪ軸方向の輝度値のばらつきが大きいことに想到した。
そこで、上記した平均輝度値を含む７つの特徴量を用いる。
【００４５】
即ち、入力画像のＪ軸方向１ライン（ｊ＝１, ・・・, ｎ）の７つの特徴量を、全てのｉ座標（ｉ＝１, ・・・, ｍ）について求める。これらの特徴量（式（１）〜式（７）により得る）を用いて心板１２と表板１３の輝度値の差が小さい領域においても、心板１２を正確に捉えることができる。
【００４６】
【数３】
2018036950.tif 000006
【００４７】
上記した式（２）は分散、式（３）は標準偏差、式（４）は歪度、式（５）は尖度、式（６）は隣り合う画素との関係、及び、式（７）は１つ前の行との関係を、それぞれ示している。
【００４８】
ここで、上記した式（１）〜式（７）を用いて、心板と表板の各特徴量を算出した結果について説明する。
まず、合計３０枚の画像を基準画像とした。この基準画像を目視で確認し、心板と表板の各場所から２０ヶ所、合計４０ヶ所を選定した。選定された４０ヶ所について、式（１）〜式（７）により７つの特徴量を求めた。なお、心板の出力値は「１」、表板の出力値は「０」に設定した。
【００４９】
出力値と、式（１）、式（２）、式（６）、式（７）の各特徴量の値を、図６（Ａ）〜（Ｅ）に示す。
図６に示すように、平均輝度値（図６（Ｂ））と分散（図６（Ｃ））は表板が高く、隣り合う画素との関係（図６（Ｄ））と１つ前の行との関係（図６（Ｅ））は、心板が表板に比較して変動幅が小さかった。なお、標準偏差は表板が高く、歪度と尖度は心板が高かった。
今回の測定結果では上記した傾向が確認されたが、例えば、合板の種類等によっては、異なる傾向が確認される場合もある。
以上のことから、特徴量として、式（１）〜式（７）を用いることにより、心板１２と表板１３の判別精度が高められることが分かる。
【００５０】
続いて、本発明の一実施の形態に係る積層された合板の枚数測定方法について、図１〜図３、図７〜図１０を参照しながら説明する。
積層された合板１１の枚数測定方法は、事前学習行程と解析行程を有し、合板１１を水平にして複数枚積層した状態で、合板１１の積層枚数を自動的に測定する方法である。以下、詳しく説明する。
【００５１】
（事前学習行程）
まず、事前学習に用いる学習用合板（以下、単に合板ともいう）１１ａを準備する。
この学習用合板１１ａは、測定対象である合板１１と同一種類の合板である。
そして、この合板１１ａを、複数枚積層した状態で（以下、積層合板ともいう）、その側面を積層方向に渡ってカメラ１５で撮像する。なお、事前学習に用いる合板１１ａの積層枚数は、測定用の合板１１の積層枚数よりも少なく、ここでは３０枚とした。
この積層された合板１１ａのカメラ１５による撮影は、前記した合板１１の撮像手順と同様の方法で行う。
【００５２】
これにより、図７に示す入力画像が得られるため、この入力画像を、画像処理用パソコン２９で画像処理する。
この画像処理は、以下に示す方法により、パソコン２９に記録された入力画像から、心板１２と表板１３の画像を抽出する。
まず、図７に示す積層された合計３０枚の合板１１ａの入力画像を基準画像とする。なお、図７では、入力画像の一部（積層方向の下側）を図示しており、複数の横線は、後述する解析行程で用いる表板１３の教師データとして抽出した行を示している。
【００５３】
この基準画像を目視で確認し、心板１２と表板１３を判断して、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、その各場所から２０ヶ所（２０行）、合計４０ヶ所（４０行）を選定して抜き出す。
次に、この４０行の入力画像から、以下の方法により、後述する解析行程で用いる教師データを作成する。
【００５４】
教師データの作成に際しては、合板１１ａから得られた輝度値に基づく基準用特徴量を、前記した式（１）〜式（７）を用いて求める。
次に、解析のためのパラメータを、以下に示す式（８）〜式（１２）を用いて作成する。
【００５５】
【数４】
2018036950.tif 000007
【００５６】
ここで、ｘ１（１）は、心板の式（１）で求めたデータ、ｘ２（１）は、心板の式（２）で求めたデータ、ｘ３（１）は、心板の式（３）で求めたデータ、ｘ４（１）は、心板の式（４）で求めたデータ、ｘ５（１）は、心板の式（５）で求めたデータ、ｘ６（１）は、心板の式（６）で求めたデータ、ｘ７（１）は、心板の式（７）で求めたデータ、である。
また、ｘ１（２）は、表板の式（１）で求めたデータ、ｘ２（２）は、表板の式（２）で求めたデータ、ｘ３（２）は、表板の式（３）で求めたデータ、ｘ４（２）は、表板の式（４）で求めたデータ、ｘ５（２）は、表板の式（５）で求めたデータ、ｘ６（２）は、表板の式（６）で求めたデータ、ｘ７（２）は、表板の式（７）で求めたデータ、である。
【００５７】
【数５】
2018036950.tif 000008
【００５８】
ここで、式（１０）と式（１１）に記載のＳａｂ（ａ＝１, ・・・, ７、ｂ＝１, ・・・, ７）の値は、変数ｘａと変数ｘｂの偏差積和である式（１２）で求めたデータである。この式（１２）中のｘａのバーはｘａの平均を、ｘｂのバーはｘｂの平均を、それぞれ示している。
また、式（９）中のｎ（１）とｎ（２）は、選定して抜き出したデータの数である（ここでは、それぞれ２０個）。
【００５９】
得られた式（８）のμ（１）とμ（２）、式（９）のΣの逆行列（Σ−１）を、心板１２か表板１３かの判別に用いる。
【００６０】
（解析行程）
まず、測定対象となる合板１１の側面を、枚数測定装置１０を用いて、上記した方法により、カメラ１５で撮影する。
次に、前記した式（１）〜式（７）を用いて測定用特徴量を求める。
なお、入力画像の１行目（ｉ＝１）は背景領域に相当し、この背景領域は単色であるため、輝度値に差が生じない。そこで、入力画像の１行目（ｉ＝１）における式（７）で表される特徴量ｘ１, ７の値を０とおく。
そして、各行ごと（図８（Ｂ）参照）に、測定用特徴量を解析し判定する。
【００６１】
まず、各行ごとに、求めた測定用特徴量を式（１３）に代入して、ｘを求める。
【００６２】
【数６】
2018036950.tif 000009
【００６３】
次に、式（１３）で得られたｘの値を式（１４）に代入して、判別係数Ｚを求める。なお、式（１４）中のμ（１）とμ（２）は、前記した式（８）で得られた値を、式（１４）中のΣ−１は、前記した式（９）のΣの逆行列の値を、それぞれ用いる。
【００６４】
【数７】
2018036950.tif 000010
【００６５】
なお、式（１４）中の「Ｔ」の印は転置行列を表す。
【００６６】
そして、得られた判別係数Ｚの値が０以上の場合、心板と判定し、判別係数Ｚの値が０未満の場合、表板と判定する。
【００６７】
以上に示したように、複数枚積層された学習用合板１１ａの画像から得られた輝度値に基づく基準用特徴量を用いて、積層された合板１１の画像から得られた輝度値に基づく測定用特徴量を解析することで、薄板材の種類、即ち心板１２と表板１３を判別できる。これにより、得られた心板１２の数を積算（カウント）することで、合板１１の積層枚数を算出できる。
しかし、得られる出力値には、心板枚数の誤判定につながる欠陥が生じる場合がある。この欠陥の種類は、図９（Ａ）、（Ｂ）、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、以下の（欠陥１）〜（欠陥４）の４通りに分類される。
【００６８】
（欠陥１）
図９（Ａ）は、出力値が１となる区間が極端に狭い（判別した心板の厚みが予め設定した厚みよりも薄い）例を示している。
合板の撓みなどの原因により、合板間に間隙が生じることがある。
この間隙は、画像上では暗い色となり輝度値が低いため、出力値が１となり、心板と誤判定される。実務上は、間隙の厚さは０．１ｍｍ程度であり、合板の心板の厚さは１ｍｍ以上である。
そのため、間隙の厚さは心板の厚さと比較して顕著に小さい。
【００６９】
この場合、出力値が１となる区間に対して、次の補正を行う。
まず、閾値をＤ１とする。また、出力値が１となるｌ（エル）番目の区間が始まる位置をｂｌ１、区間の幅をｂｌ２、と表す。
ここで、区間の幅ｂｌ２が閾値Ｄ１以下、つまり、ｂｌ２＜Ｄ１ならば、この区間の出力値を０に変更して、この区間の出力値１（誤判定した心板）を削除する（心板が表板に含まれるように補正する）。つまり、ｙｉ＝０（ただし、ｉ＝ｂｌ１, ・・・, ｂｌ１＋ｂｌ２）とする。
【００７０】
（欠陥２）
図９（Ｂ）は、出力値が１となる区間に、出力値が０となる極端に狭い区間が生じている（表板の厚みが予め設定した厚みよりも薄い）例を示している。
心板の平均輝度値は表板の平均輝度値よりも低い。しかし、心板には表板の輝度値に近い輝度値を有する微小な領域が点在する。そのため、心板の輝度値の分散ｘｉ, ２の値が０とはならない。そして、ｊ軸上に輝度値の高い微小な領域が多く現れる位置では、出力値が誤ることがある。
このような場合、図９（Ｂ）に示す欠陥が生じる。
【００７１】
この場合、出力値が０となる区間に対して、次の補正を行う。
まず、閾値をＤ２とする。また、出力値が１となるｌ（エル）番目の区間が終わる位置から、ｌ＋１番目の区間が始まる位置までの区間（ｂｌ＋１１−ｂｌ１−ｂｌ２）が、閾値Ｄ２以下ならば、この区間の出力値を１に変更して、この区間の出力値０（誤判定した表板）を削除する（表板が心板に含まれるように補正する）。つまり、ｙｉ＝１（ただし、ｉ＝ｂｌ１＋ｂｌ２, ・・・, ｂｌ＋１１）とする。
【００７２】
図１０（Ａ）は、出力値が０となる区間が極端に広い（判別した表板の厚みが予め設定した厚みよりも厚い）例を、図１０（Ｂ）は、出力値が１となる区間が極端に広い（判別した心板の厚みが予め設定した厚みよりも厚い）例を、それぞれ示している。
この図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す欠陥は、測定対象である合板の側面の色（輝度値）が、基準画像よりも大きくなる場合に生じる。
【００７３】
（欠陥３）
まず、図１０（Ａ）に示す欠陥は、検知されるべき心板が見逃されている。
これは、この区間の輝度値が高すぎることが原因と考えられる。
そこで、閾値をＤ３とし、ｂｌ＋１１−ｂｌ１−ｂｌ２＞Ｄ３となる区間を、欠陥に該当すると判定する。この区間に対して入力画像の輝度値をｓ１％下げる（輝度値を低くする補正を行う）。続いて、この区間の特徴量を再計算して出力値を求める。
この手順を、出力値が１となるｌ番目の区間の終端から、ｌ＋１番目の開始位置までの区間（ｂｌ＋１１−ｂｌ１−ｂｌ２）が、閾値Ｄ３以下となるまで繰り返す。なお、ｓ１とＤ３は、予備実験を行い、基準画像に合わせて設定する。
【００７４】
（欠陥４）
次に、図１０（Ｂ）に示す欠陥は、検知されるべき表板が見逃されている。
これは、この区間の輝度値が低すぎることが原因と考えられる。
そこで、閾値をＤ４とし、ｂｌ＋１１−ｂｌ１−ｂｌ２＞Ｄ４となる区間を、欠陥に該当すると判定する。この区間に対して入力画像の輝度値をｓ２％上げる（輝度値を高くする補正を行う）。続いて、この区間の特徴量を再計算して出力値を求める。
この手順を、出力値が１となるｌ番目の区間の終端から、ｌ＋１番目の開始位置までの区間（ｂｌ＋１１−ｂｌ１−ｂｌ２）が、設定値Ｄ４以下となるまで繰り返す。なお、ｓ２とＤ４は、予備実験を行い、基準画像に合わせて設定する。
【００７５】
上記の補正方法では、４つ閾値（Ｄ１〜Ｄ４）を用いている。
これらの閾値は、ｉ座標の画素数を単位としていることから、カメラの上昇速度が一定であることが必要となる。そのため、カメラの上昇速度を一定に保つことができるＡＣサーボモータを使用している。
【００７６】
以上のことから、本発明の積層された合板の枚数測定装置及びその枚数測定方法を用いることで、積層された合板の枚数測定作業を自動化でき、積層枚数の測定精度を、従来よりも作業性よく経済的に向上できる。
【００７７】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の積層された合板の枚数測定装置及びその枚数測定方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、合板の積層枚数の算出に際し、画像から得られた輝度値に基づく特徴量を用いた場合について説明したが、輝度値を用いれば、この方法に限定されるものではない。例えば、合板の積層枚数の算出に際し、前記した式（１）〜式（７）に新たな式を加えて用いてもよく、また、式（１）〜式（７）のうちのいくつかの式を用いてもよい。
また、前記実施の形態においては、ラインセンサカメラを上下に移動させ、必要な輝度値Ａｉ, jのデータを得る方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、積み重ねた合板の側面を撮影した画像データに対し、回転処理、台形補正処理、複数データの結合処理等の適切な補正を行い、必要なデータを得る方法を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０：積層された合板の枚数測定装置、１１：合板、１１ａ：学習用合板、１２：心板（第１の薄板材）、１３：表板（第２の薄板材）、１４：架台、１５：ラインセンサカメラ（撮像手段）、１６：移動手段、１７：情報処理手段、１８：床板、１９：支柱、２０、２１：リミットスイッチ、２２：ワイヤ、２３：ドラム、２４：モータ、２５：下側滑車、２６：上側滑車、２７：モータ制御部、２８：シーケンス制御部、２９：画像処理用パソコン、３０：ＵＳＢケーブル、３１：アナログ入出力ユニット
【図１】
2018036950.tif 000013
【図２】
2018036950.tif 000014
【図３】
2018036950.tif 000015
【図４】
2018036950.tif 000016
【図５】
2018036950.tif 000017
【図６】
2018036950.tif 000018
【図７】
2018036950.tif 000019
【図８】
2018036950.tif 000020
【図９】
2018036950.tif 000021
【図１０】
2018036950.tif 000022