(57)【要約】【課題】被検査物の向き（傾き）によらず、所定の方向の長さを特徴量として適切に抽出することができる、信頼性の高いＸ線検査装置を提供する。【解決手段】本実施例の抽出部２３は、画像処理部２２から送られてきたＸ線画像に含まれる被検査物の画像領域（検査領域）の基準方向を算出する基準方向算出部２３１と、基準方向算出部２３１で算出された基準方向から所定の角度だけ回転させた１又は複数の方向を検査方向として生成する検査方向生成部２３２と、検査方向生成部２３２で生成された検査方向における前記検査領域の長さを特徴量として抽出する長さ算出部２３３と、を有している。この抽出部２３では、基準方向を元に検査を行う方向を決定しているため、被検査物の傾きによらず被検査物の各方向長さを適切に算出することができる。その結果、信頼性の高いＸ線検査を行うことが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物にＸ線を照射して、その透過量を測定することにより、Ｘ線画像を生成し、所定の特徴量を該Ｘ線画像から抽出して、該被検査物の良否判定を行うＸ線検査方法において、
Ｘ線画像に映った被検査物の基準方向を算出し、
前記基準方向から所定の角度だけ回転させた１又は複数の方向を検査方向として生成し、
前記検査方向における被検査物の長さを特徴量として抽出し、
前記長さを所定の許容範囲と比較して被検査物の良否を判定する、
ことを特徴とするＸ線検査方法。
【請求項２】
前記基準方向が、被検査物の慣性主軸、慣性副軸、最小フェレ径方向、最大フェレ径方向のいずれかで算出されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査方法。
【請求項３】
前記検査方向及び長さが、前記Ｘ線画像の縦横の伸縮率を考慮して算出されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線検査方法。
【請求項４】
前記Ｘ線画像が、縦横の伸縮率が１対１になるよう補正を行った後の画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線検査方法。
【請求項５】
前記検査方向が、前記Ｘ線画像中に表示されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線検査方法。
【請求項６】
さらに、前記検査方向の長さの範囲が前記Ｘ線画像中に表示されていることを特徴とする請求項５に記載のＸ線検査方法。
【請求項７】
被検査物にＸ線を照射して、その透過量を測定することにより、Ｘ線画像を生成し、所定の特徴量を該Ｘ線画像から抽出して、該被検査物の良否判定を行うＸ線検査装置において、
Ｘ線画像に映った被検査物の基準方向を算出する基準方向算出手段と、
前記基準方向から所定の角度だけ回転させた１又は複数の方向を検査方向として、該検査方向における被検査物の長さを算出する長さ算出手段と、
前記長さを所定の許容範囲と比較して被検査物の良否を判定する良否判定手段と、
を有していることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項８】
前記基準方向が、被検査物の慣性主軸、慣性副軸、最小フェレ径方向、最大フェレ径方向のいずれかで算出されることを特徴とする請求項７に記載のＸ線検査装置。
【請求項９】
前記検査方向及び長さが、前記Ｘ線画像の縦横の伸縮率を考慮して算出されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のＸ線検査装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線画像が、縦横の伸縮率が１対１になるよう補正を行った後の画像であることを特徴とする請求項７又は８に記載のＸ線検査装置。
【請求項１１】
さらに、前記検査方向が、前記Ｘ線画像中に表示される画像表示手段を有していることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項１２】
前記画像表示手段が、検査方向に加えて、該検査方向の長さの範囲をＸ線画像中に表示していることを特徴とする請求項１１に記載のＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象となる物品（以下、これを「被検査物」と称す）に対し、Ｘ線画像から得られる特徴量を用いて、欠陥検査等の検査を行うＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線検査装置はＸ線を物品に照射し、そのＸ線透過量をＸ線検出器で測定して、それに基づきＸ線画像を作成することにより、非破壊で物品の内部を検査する装置である。その用途としては、例えば、包装された商品の内容物に異物が混入していないかを検査する異物混入検査、内容物が所定の個数を備えているかを検査する個数検査、内容物にひび割れ等の欠陥が発生していないかを検査する欠陥検査などがある。これらの検査は食品、医薬品、工業部品等の様々な物品に対して行われる。
【０００３】
Ｘ線検査装置は、Ｘ線透視装置とＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置の２種類に大別される。このうちＸ線透視装置はＸ線照射源及びＸ線検出器を固定してＸ線透過画像を得るのに対して、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線照射源及びＸ線検出器を被検査物の周囲で移動させてその全周を走査し、各方向で測定されたＸ線透過量のデータをフーリエ変換で再構成することにより、内部構造の断層像を得るものである。
【０００４】
Ｘ線透視装置はＸ線照射源及びＸ線検出器を固定しているため、Ｘ線ＣＴ装置に比べて情報量は少ないものの、迅速に被検査物の検査を実行できるという特徴を有している。そのため、ベルトコンベア等により連続的に搬送される物品の連続検査に多く利用されている。例えば、特許文献１には、コンベアの上方にＸ線照射器を、下方にＸ線ラインセンサをそれぞれ配置（固定）したＸ線検査装置が記載されている。この特許文献１のＸ線検査装置では、コンベア上方のＸ線照射器から扇状に放射されたＸ線をコンベア下方のＸ線ラインセンサで検出しており、これによりコンベア上を搬送されてきた被検査物のＸ線画像を順次生成していくことができる。さらに、Ｘ線画像から搬送方向の長さや幅等の特徴量を抽出して、各々の特徴量を個別に基準値（許容範囲）と比較することにより、被検査物の連続検査を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０９８１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の連続検査では、一般的に、被検査物はコンベア上に載置されるだけで、固定はされないことが多い。このような場合、被検査物の向き（姿勢）が検査のたびに異なってしまう。従って、搬送方向の長さやその幅（搬送方向と直交する方向の長さ）など、搬送方向を基準として長さを算出すると、同じ被検査物を検査しても、被検査物の向きによって値が変動するため、検査の信頼性が低下してしまう。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、所定の方向の長さ（以下、「方向長さ」と称す）を特徴量として適切に抽出することができる、信頼性の高いＸ線検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために成された本発明に係るＸ線検査方法は、
被検査物にＸ線を照射して、その透過量を測定することにより、Ｘ線画像を生成し、所定の特徴量を該Ｘ線画像から抽出して、該被検査物の良否判定を行うＸ線検査方法において、
Ｘ線画像に映った被検査物の基準方向を算出し、
前記基準方向から所定の角度だけ回転させた１又は複数の方向を検査方向として生成し、
前記検査方向における被検査物の長さを特徴量として抽出し、
前記長さを所定の許容範囲と比較して被検査物の良否を判定する、
ことを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するために成された本発明に係るＸ線検査装置は、
被検査物にＸ線を照射して、その透過量を測定することにより、Ｘ線画像を生成し、所定の特徴量を該Ｘ線画像から抽出して、該被検査物の良否判定を行うＸ線検査装置において、
Ｘ線画像に映った被検査物の基準方向を算出する基準方向算出手段と、
前記基準方向から所定の角度だけ回転させた１又は複数の方向を検査方向として生成する検査方向生成手段と、
前記検査方向における被検査物の長さを特徴量として抽出する長さ算出手段と、
前記長さを所定の許容範囲と比較して被検査物の良否を判定する良否判定手段と、
を有していることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記基準方向は、例えば被検査物の慣性主軸、慣性副軸、最小フェレ径方向、最大フェレ径方向など、様々な基準により算出することができる。
【００１１】
また、これらのＸ線検査方法又はＸ線検査装置で生成されるＸ線画像は、搬送速度や撮影の設定によって、縦横の伸縮率が異なっている場合がある。このような場合、縦横の伸縮率を考慮して被検査物の検査方向及びその方向長さを算出することが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＸ線検査方法及びＸ線検査装置によれば、Ｘ線画像に映った被検査物の基準方向を算出し、その基準方向から所定の角度だけ回転させた方向の長さを特徴量として抽出する。これにより、被検査物の傾きによらず、方向長さを適切に特徴量として用いることができ、信頼性の高い良否判定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るＸ線検査装置の一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本実施例のＸ線検査装置の動作の手順を示すフローチャート。
【図３】ホッチキスの針の取り付け不良検査で生成されたＸ線画像の一例を示す図。
【図４】ホッチキスの針の取り付け不良検査で生成されたＸ線画像の別の一例を示す図。
【図５】Ｘ線画像に２値化処理を施した図。
【図６】Ｘ線画像中の各検査領域における慣性主軸と該慣性主軸方向における長さを示した図。
【図７】長さの算出方向及びその長さの範囲を表示したＸ線画像の一例を示す図。
【図８】本実施例のＸ線検査装置の一変形例の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
従来のＸ線検査方法における方向長さの算出は、搬送方向長さと幅（搬送方向に直交する方向の長さ）に対して行われることが多い。これを図３に示した製本時のホッチキス（ステイブラー）の取り付け不良の検査を例に説明する。なお、図３はホッチキスの針が取り付けられた本のＸ線画像であり、２箇所に留められたホッチキスの針が検査対象（被検査物）となる。また、図中の被検査物１が正常に取り付けられた針、被検査物２が取り付け不良の針である。
【００１５】
従来のＸ線検査方法では、被検査物１及び２が正常品であるか否かを、その搬送方向長さ及び幅が、予備実験等により予め学習された所定の許容範囲内に含まれているか否かで判定する。被検査物２は針の足が外側に飛び出しているため、これらの長さが大きくなり、前記許容範囲を逸脱してしまう。従って、被検査物２は取り付け不良と判定される。
【００１６】
しかしながら、被検査物の向きがＸ線画像中で変化した場合、搬送方向長さ及び幅の値が変動してしまう。例えば図４に示したＸ線画像は、図３に示したものと同じ被検査物に対して生成したものであるが、この図４のＸ線画像では、被検査物１の搬送方向長さが小さく、幅が大きくなってしまう。これにより、それぞれの値が許容範囲を逸脱し、その結果、正常に取り付けられているにも関わらず、取り付け不良と判定されてしまう。
【００１７】
そこで、本発明に係るＸ線検査方法及び装置では、まず被検査物から基準となる方向（基準方向）を算出し、この基準方向を元に検査を行う方向（検査方向）を決定することとした。これにより、被検査物の傾きによらず被検査物の方向長さを適切に算出することができ、その結果、信頼性の高いＸ線検査を行うことができる。以下、本発明のＸ線検査方法及び装置の一実施例を示す。
【実施例】
【００１８】
本発明に係るＸ線検査装置の一実施例を図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１は本実施例のＸ線検査装置の構成を示すブロック図であり、図２は本実施例のＸ線検査装置の動作の手順を示すフローチャートである。
【００１９】
本実施例のＸ線検査装置は、正常品や被検査物にＸ線を照射し、その透過量を測定する測定部１０と、測定部１０で測定されたＸ線透過量に基づいてＸ線画像を作成し、所定の特徴量を抽出する検査部２０と、ユーザによる入力や学習等により予め設定された許容範囲に基づき、被検査物の良否判定を行う判定部３０と、から構成されている。
【００２０】
また、上記した測定部１０は、Ｘ線源からＸ線を照射するＸ線照射部１１と、Ｘ線が照射された正常品や被検査物のＸ線透過量を測定する、Ｘ線検出器等から成るＸ線検出部１２と、を有している。検査部２０は、Ｘ線検出部１２で測定された被検査物のＸ線透過量に基づき、それらのＸ線画像を生成する画像生成部２１と、画像生成部２１で生成されたＸ線画像に画像処理を施す画像処理部２２と、画像処理部２２で画像処理を施されたＸ線画像から所定の特徴量を抽出する抽出部２３と、を有している。
【００２１】
以上は、Ｘ線検査装置に一般的に共通する基本構成であるが、本実施例の抽出部２３ではさらに、画像処理部２２から送られてきたＸ線画像に含まれる被検査物の画像領域（以下、「検査領域」と称す）の基準方向を算出する基準方向算出部２３１と、基準方向算出部２３１で算出された基準方向から所定の角度だけ回転させた１又は複数の方向を検査方向として生成する検査方向生成部２３２と、検査方向生成部２３２で生成された検査方向における検査領域の長さ（方向長さ）を算出する長さ算出部２３３と、を有している。
【００２２】
なお、前記検査領域は、１つのＸ線画像から複数検出されても良い。この場合、基準方向算出部２３１で算出される基準方向は、各検査領域に対して１つずつ得られることになる。また、検査方向生成部２３２に用いる基準方向からの回転角度は、ユーザによる入力や予備実験等から予め設定されているものとする。ここで、回転角度としては、０°、すなわち検査方向が基準方向と一致するようにしても良い。また、検査方向が基準方向と直交するよう、９０°としても良い。
【００２３】
なお、抽出部２３で抽出される所定の特徴量としては、上記の方向長さの他に、面積、体積、周囲長、円形度など、既知の画像特徴量を含んでいてもよい。
【００２４】
図１に示した本実施例のＸ線検査装置の検査の手順を、上記のホッチキスの取り付け不良検査を例に、図２のフローチャートを用いて説明する。
本実施例のＸ線検査装置では、所定の位置（Ｘ線照射位置）に被検査物を搬送し（ステップＳ１）、Ｘ線照射部１１から該被検査物にＸ線を照射して（ステップＳ２）、その透過量をＸ線検出部１２で測定する（ステップＳ３）。Ｘ線検出部１２で測定されたＸ線透過量のデータは検査部２０内の画像生成部２１に送られ、Ｘ線画像が生成される（ステップＳ４）。しかしながら、画像生成部２１で生成されたＸ線画像は、図３に示すように被検査物の画像のみならず背景画像も含むため、画像処理部２２で所定の画像処理を施すことにより、背景画像と被検査物の画像とを切り分けることが必要となる。図２のＸ線画像に対しては、例えば２値化処理により、図５に示すような検査領域が黒く、それ以外の領域が白く映った２値画像を得ることができる。この黒白を切り分ける閾値には、判別分析法などの既知の自動決定法を用いて設定しても良いし、予め与えられた値を用いても良い。さらに、この図５の２値画像にラベリング処理を施すことにより、検査領域が検出される（ステップＳ５）。
【００２５】
次に、抽出部２３において、画像処理部２２で検出された検査領域の検査方向における長さを特徴量として抽出する。まず、基準方向算出部２３１では、画像処理部２２で検出された検査領域に対して、その基準方向を算出する（ステップＳ６）。ここで、前記基準方向としては、例えば検査領域の慣性主軸、慣性副軸、最小フェレ径方向、最大フェレ径方向など、画像処理で用いられる任意の基準を利用することができる。なお、本実施例では、慣性主軸を基準方向として用いることとした。
【００２６】
基準方向算出部２３１で算出された基準方向に対し、検査方向生成部２３２では、この基準方向から所定の角度だけ回転させた方向を検査方向として生成する（ステップＳ７）。さらに、長さ算出部２３３では、この検査方向における検査領域の長さを算出する（ステップＳ８）。本実施例では、前記所定の角度を０°とし、前記基準方向（慣性主軸）を検査方向としてその長さを算出することとした（図６）。なお、図６のＸ線画像の横軸方向をｘ軸、縦軸方向をｙ軸とし、前記基準方向のｘ軸からの傾き角度をθ、前記所定角度をαとした場合の、ｘ軸からの傾き角度がβ（＝θ＋α）である検査方向の方向長さＬは、次式により算出することができる。
【数１】
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ただし、本実施例ではα＝０としているため、θとβは一致している。
【００２７】
長さ算出部２３３で算出された方向長さの値や、抽出部２３で抽出された他の特徴量の値は、判定部３０に送られ、予め設定された許容範囲と比較される。そして、許容範囲内に含まれていれば正常品、含まれていなければ欠陥品（不良品）と判定される（ステップＳ９）。
【００２８】
以上が本実施例のＸ線検査装置の検査手順であるが、コンベア等により搬送された被検査物のＸ線照射位置における通過速度やラインセンサ等から成るＸ線検出器の信号取得間隔など、Ｘ線検査装置の設定によっては、Ｘ線画像中の被検査物が縦横に伸縮したように映ることがある。このような場合、Ｘ線検査装置の設定から、縦横の伸縮率が１：１になるように計算式を補正して被検査物の検査方向及びその方向長さを算出することにより、上記の方法と同様の検査を行うことができる。また、Ｘ線画像から特徴量を抽出する前に、縦横の伸縮率が１：１になるように、各軸方向に該Ｘ線画像を拡大・縮小させるステップや機能部（例えば補正部）を設けても良い。
【００２９】
また、検査方向とその方向長さの範囲を、モニタ等の出力装置からなる表示部に表示させることにより、適切な検査が行われていることをユーザが確認できるようにしても良い。図７は、表示部に表示させるＸ線画像の一例を示している。この図７の表示例では、検査方向（基準方向と一致）とその方向長さを、検査領域上に両端に矢印が付加された線分３により表示している。この線分３の傾きにより検査方向が、線分３の長さにより該検査方向における検査領域の長さの範囲が示される。なお、線分３は検査領域の中心、下端、上端のいずれかを通るようにすれば良い。また、検査方向やその長さが複数ある場合は、それぞれの表示色を変えることで、ユーザが確認しやすいようにすることができる。
【００３０】
なお、図７の表示例はあくまで一例であり、ユーザが検査方向とその長さの範囲を認識できる表示ならば、他の任意の表示方法を用いることができる。
【００３１】
図８に、上記実施例のＸ線検査装置に、縦横の伸縮率を補正する補正部４０と、検査方向及びその方向長さの範囲を表示する表示部４１と、を追加した変形例のＸ線検査装置のブロック図を示す。
【００３２】
本変形例のＸ線検査装置は、補正部４０により、検査装置の設定から、X線画像の縦横の伸縮率を算出し、伸縮率の比が縦：横＝１：１になるように、画像の縦横方向にそれぞれ拡大・縮小を行うことができる。また、表示部４１を設けることにより、検査領域の長さの算出方向とその範囲をユーザが認識しやすいよう、線分等を検査領域に表示したＸ線画像をモニタ等の出力装置に出力することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１、２…被検査物
３…線分
１０…測定部
１１…Ｘ線照射部
１２…Ｘ線検出部
２０…検査部
２１…画像生成部
２２…画像処理部
２３…抽出部
２３１…基準方向算出部
２３２…検査方向生成部
２３３…長さ算出部
３０…判定部
４０…補正部
４１…表示部
【図１】
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【図２】
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【図５】
2011085424.tif 000006
【図６】
2011085424.tif 000007
【図８】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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