(57)【要約】【課題】同じ種類の複数の物品から構成される一群の色の差を検査できる色差検査装置を提供する。【解決手段】色差検査装置１は、一群を撮像するカメラ１２と、カメラ１２により撮像された画像に基づいて、一群Ｕにおける色の差を算出する色差算出部１８と、色差算出部１８により算出された一群Ｕの色の差が、所定の閾値以下であるか否かを判定する色差判定部２０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ種類の複数の物品から構成される一群の色の差を検査する色差検査装置であって、
前記一群を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像に基づいて、前記一群における色の差を算出する色差算出部と、
前記色差算出部により算出された前記一群の色の差が、所定の閾値以下であるか否かを判定する色差判定部と、を備える、色差検査装置。
【請求項２】
前記撮像部は、コンベアにより搬送されている前記一群を撮像する、請求項１に記載の色差検査装置。
【請求項３】
前記色差算出部は、前記撮像部により撮像された前記画像に基づいて所定の色の領域を選択し、前記領域において前記色の差を算出する、請求項１又は２に記載の色差検査装置。
【請求項４】
前記色差判定部により判定された結果を報知する報知部を備え、
前記色差判定部は、前記報知部により結果を報知したことに対して、その結果を変更する旨を示す情報が入力された場合には、前記閾値を変更する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の色差検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色差検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品の外観を検査する装置として、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の装置では、搬送される果実（物品）を撮像して、画像解析により外形及び外観状態を計測し、予め設定した等級、階級規格値と比較して等級格付けと階級区分けとを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平８−２４８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、同じ種類の複数の食品（物品）をまとめて包装する際、見栄えの観点からは、色を揃えることが好ましい。一般的に、複数の食品をまとめて包装するときには、作業者が重量の組み合わせを行う際に、目視で食品の色を判別し、重量と色とを揃えている。このとき、色の認識は作業者によってまちまちであるため、一の作業者が色を揃えて包装したものを他の作業者が確認する二重のチェックを行う必要があった。この点、上記特許文献１に記載の装置では、個々の食品の外観状態（色等）を自動で計測して仕分けすることは可能となる。しかしながら、その仕分けした食品をまとめて包装したときに、食品の色が揃うとは限らない。したがって、同じ種類の複数の食品から構成される一群の色を揃えるときの最終確認は、作業者の目視による確認に頼らざるを得なかった。
【０００５】
本発明は、同じ種類の複数の物品から構成される一群の色の差を検査できる色差検査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】
【０００６】
本発明の一側面に係る色差検査装置は、同じ種類の複数の物品から構成される一群の色の差を検査する色差検査装置であって、一群を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された画像に基づいて、一群における色の差を算出する色差算出部と、色差算出部により算出された一群の色の差が、所定の閾値以下であるか否かを判定する色差判定部と、を備える。
【０００７】
この色差検査装置では、撮像部により撮像された画像に基づいて一群における色の差を算出し、その色の差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。このように、個々の物品の色の検査ではなく、複数の物品から構成される一群の色の差を算出することにより、同じ種類の複数の物品から構成される一群の色の差を検査できる。そして、色差検査装置では、色の差が閾値以下であるか否かを判定することにより、包装される一群の色が揃っているか否かを判定することができる。つまり、色の差が閾値以下である場合には、色の差（ばらつき）が小さいことを意味し、一群の色が揃っていると判定できる。一方で、色の差が閾値よりも大きい場合には、色の差が大きいことを意味し、一群の色が揃っていないと判定できる。
【０００８】
一実施形態においては、撮像部は、コンベアにより搬送されている一群を撮像してもよい。これにより、色差検査装置では、一群の搬送工程において色の差の検査を実施できる。したがって、色差検査装置では、効率的に一群の色の差の検査を実施することができる。
【０００９】
一実施形態においては、色差算出部は、撮像部により撮像された画像に基づいて所定の色の領域を選択し、領域において色の差を算出してもよい。このように、所定の色の領域を選択することにより、同じ種類の複数の物品から構成される一群を確実に捉えることができる。したがって、色の差の算出をより正確に行うことができる。
【００１０】
一実施形態においては、色差判定部により判定された結果を報知する報知部を備え、色差判定部は、報知部により結果を報知したことに対して、その結果を変更する旨を示す情報が入力された場合には、閾値を変更してもよい。色差判定部により判定された結果を報知部により作業者に報知したときに、その結果と作業者の感覚とが一致しない場合がある。そこで、色差判定部では、報知部により報知された結果に対してその結果を変更する旨を示す情報が入力された場合には、閾値を変更している。これにより、色差検査装置では、より作業者（人）の感覚に適合した判定を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、同じ種類の複数の物品から構成される一群の色の差を検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る色差検査装置を示す図である。
【図２】色差検査装置の機能構成を示す図である。
【図３】筐体の上部を示す平面図である。
【図４】カメラにより撮像された画像と、その画像において所定の色の領域が選択された画像を示す図である。
【図５】色差検査部による一群の色差の算出方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、一実施形態に係る色差検査装置を示す斜視図である。図２は、色差検査装置の機能構成を示す図である。図１及び図２に示す色差検査装置１は、透過性を有する包装体に包装され、複数の食品から構成される一群の色の差を検査する装置である。本実施形態では、透明な包装袋Ｂに包装され、複数（ここでは４本）の明太子Ｆから構成される一群Ｕの色の差を検査する。色差検査装置１は、例えば、作業者により重量と色とが揃えられた明太子Ｆが包装袋Ｂに入れられる工程の後で、包装袋Ｂの封が閉じられる工程の前に用いられる。
【００１５】
図１に示すように、色差検査装置１は、ベルトコンベア３と、検査装置５と、を備えている。ベルトコンベア３は、包装袋Ｂに包装された一群Ｕを搬送する。ベルトコンベア３は、例えば、図１に示す矢印方向に、包装袋Ｂに包装された一群Ｕを搬送する。ベルトコンベア３のベルトの色は、本実施形態では例えば青色である。ベルトコンベア３には、例えば４本の脚部２ａ〜２ｄが設けられている。脚部２ａ〜２ｄの下部には、キャスター４ａ〜４ｄが設けられている。これにより、色差検査装置１は、移動可能に設けられている。なお、本実施形態では、包装袋Ｂは、明太子Ｆの長さ方向がベルトコンベア３の搬送方向に直交する方向に沿うように（長さ方向が搬送方向に交差するように）、ベルトコンベア３に載置される。
【００１６】
検査装置５は、略Ｕ字形状を呈する筐体７と、タッチパネル（報知部）９と、を備えている。筐体７は、ベルトコンベア３のベルトを挟んで対向し、ベルトコンベア３から立設された側部７ａ，７ｂと、側部７ａ，７ｂを連結し、且つベルトコンベア３と対向する上部７ｃと、を有する。ベルトコンベア３により搬送される一群Ｕは、筐体７の上部７ｃの下方を通過する。
【００１７】
図３は、筐体の上部を示す平面図である。図３では、上部７ｃのベルトコンベア３との対向面を示している。図３に示すように、筐体７の上部７ｃには、照明装置１０と、カメラ（撮像部）１２と、が設けられている。照明装置１０は、ベルトコンベア３の搬送方向において、カメラ１２を挟んで２箇所に配置されている。照明装置１０は、例えば、図示しない複数の光源（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を有しており、搬送方向に直交する方向に沿って光源が配置されている。
【００１８】
カメラ１２は、一群Ｕを撮像して画像を取得する。カメラ１２は、一対の照明装置１０の間に配置されている。カメラ１２は、ベルトコンベア３により搬送されている一群Ｕを複数のタイミングで撮像する。具体的には、カメラ１２は、例えば、１秒間に３０コマを撮影する（３０ｆｐｓ）カメラであり、所定の時間の間隔で撮像された画像を取得する。カメラ１２は、撮像した画像を画像情報として後述する画像処理部１４に出力する。本実施形態では、画像はビットマップ画像であり、ＲＧＢの表色系を用いてピクセルを数値化している。詳細には、本実施形態では、ビットマップ画像は、各色（赤：Ｒｅｄ、緑：Ｇｒｅｅｎ、青：Ｂｌｕｅ）に８ビットが割り当てられており、２４ビットカラーの画像である。
【００１９】
検査装置５は、機能的な構成として、画像処理部１４と、検査部１６と、を備えている。本実施形態では、タッチパネル９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random AccessMemory）及びＲＯＭ(Read Only Memory)等を含んで構成されており、画像処理部１４及び検査部１６は、タッチパネル９においてプログラムとして実行される。なお、タッチパネル９以外の装置において、画像処理部１４及び検査部１６がプログラムとして実行されてもよい。
【００２０】
画像処理部１４は、カメラ１２により撮像された複数の画像を合成し、照明装置１０により照射された光の鏡面反射による光の写り込みが除去された画像を作成する。画像処理部１４は、少なくとも、ベルトコンベア３の搬送方向においてカメラ１２を挟んだ上流側で撮像された画像と、下流側で撮像された画像とを合成する。以下、画像の合成について詳細に説明する。
【００２１】
画像処理部１４は、カメラ１２から出力された複数の画像情報を受け取ると、各画像において所定の色の領域を選択する。本実施形態では、画像処理部１４は、画像において検査対象となる明太子Ｆ（図１参照）の画像を取得するために、予め設定された明太子Ｆの色の領域を選択する。具体的には、画像処理部１４は、ビットマップ画像において、例えばＲＧＢにおける緑及び青が「２００」以上の領域を除外し、赤が「１００」以下のピクセルを選択する。ここで、本実施形態では、ベルトコンベア３のベルトの色が青色であるため、ベルトの部分は除外される。
【００２２】
また、画像処理部１４は、ＲＧＢをＨＳＶ色調空間に変換する。ＨＳＶ色調空間は、色相（Ｈｕｅ）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）及び明度（Ｖａｌｕｅ）の３つの成分からなる色空間である。画像処理部１４は、ＨＳＶ色調空間において、色相（Ｈｕｅ）が「４０」以下のピクセルを選択する。これにより、画像処理部１４は、画像において所定の色（明太子Ｆの色）の領域を選択する。画像処理部１４は、カメラ１２から出力された複数の画像のそれぞれについて所定の色の領域を選択し、その選択した領域を合成した画像を作成する。
【００２３】
図４は、カメラにより撮像された画像と、その画像において所定の色の領域が選択された画像を示す図である。図４において、一点鎖線は、カメラ１２が配置されている位置を示しており、矢印は、ベルトコンベア３の搬送方向を示している。図４（ａ）は、カメラ１２よりも上流側で撮像された画像であり、図４（ｂ）は、カメラ１２の下方で撮像された画像であり、図４（ｃ）は、カメラ１２よりも下流側で撮像された画像である。
【００２４】
図４（ａ）〜図４（ｃ）のカメラ１２により撮像された画像において、○で囲む部分は、照明装置１０により照射された光の鏡面反射による光が写り込んでいる部分である。この鏡面反射による光が写り込んだ画像では、光の部分が所定の色の領域として選択されないため、所定の色の領域が選択された画像において明太子Ｆの一部が取得されない。そこで、画像処理部１４は、例えば、複数のタイミングで撮像された図４（ａ）〜図４（ｃ）の画像を合成することにより、一の画像において選択されなかった領域を他の画像で補填し、照明装置１０により照射された光の鏡面反射による光の写り込みが除去された画像（図５参照）を作成する。画像処理部１４は、例えば、選択された領域（一群Ｕ）の下端を抽出して、それぞれの画像の下端を一致させて画像を合成する。画像処理部１４は、合成して作成した画像の合成画像情報を検査部１６に出力する。
【００２５】
検査部１６は、色差算出部１８と、色差判定部２０と、を備えている。色差算出部１８は、カメラ１２により撮像された画像に基づいて、一群Ｕにおける色の差を算出する。図５は、色差検査部による一群の色差の算出方法を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、色差算出部１８は、画像処理部１４から出力された合成画像情報を受け取ると、合成画像情報の示す明太子Ｆの画像の左右の端部を通り且つ上下方向に延在する直線Ｌ１，Ｌ２を作成する。
【００２６】
次に、図５（ｂ）に示すように、色差算出部１８は、直線Ｌ１，Ｌ２に平行で且つ直線Ｌ１，Ｌ２の間を等間隔に３分割する直線Ｌ３，Ｌ４を２本作成する。続いて、色差算出部１８は、直線Ｌ３，Ｌ４上において、明太子Ｆの上下方向の端部Ｅ１，Ｅ２及びＥ３，Ｅ４を抽出し、その端部Ｅ１，Ｅ２及びＥ３，Ｅ４の間の中点Ｐ１及びＰ２をそれぞれ抽出する。そして、図５（ｃ）に示すように、色差算出部１８は、中点Ｐ１，Ｐ２を通る直線Ｌを作成する。これにより、色差算出部１８は、複数の明太子Ｆの全てを通る直線Ｌを作成する。
【００２７】
色差算出部１８は、作成した直線Ｌ上のピクセルを抽出し、そのピクセルのＲＧＢをＬ＊ａ＊ｂ＊表色系（Ｌａｂ色空間）に変換する。Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系は、明度をＬ＊、色相と彩度を示す色度とをａ＊，ｂ＊で示しており、３次元の座標系で表される。ａ＊，ｂ＊は、２次元の座標で表した場合に、色の方向を示している。具体的には、第１の軸において、ａ＊は赤方向、−ａ＊は緑方向を示しており、第１の軸に直交する第２の軸において、ｂ＊は黄方向、−ｂ＊は青方向を示している。ａ＊，ｂ＊の数値が大きくなるにしたがって色が鮮やかになり、座標の中心になるにしたがってくすんだ色になる。色差算出部１８は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系において直線Ｌ上の全てのピクセルを含む最少直径の球を作成して、その最少直径の値を色差（Δ）として算出する。色差算出部１８は、色の差を示す色差情報を色差判定部２０に出力する。
【００２８】
色差判定部２０は、色差算出部１８から出力された色差情報を受け取ると、その色差情報が示す色差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。ここで、閾値は、以下のように設定される。色差判定部２０は、作業者により予め選別された合格品（作業者が見て明太子Ｆの色が揃っていると判定された一群）及び不合格品（作業者が見て明太子Ｆの色が揃っていると判定されなかった一群）のそれぞれ５種類について、予め色差算出部１８により算出された色差情報を受け取り、合格品の色差の最大値と不合格品の色差の最小値との中間値を閾値として設定する。
【００２９】
色差判定部２０は、色差情報が示す色差が閾値以下であると判定した場合には、タッチパネル９にその旨を示す情報（例えば、「ＯＫ」）を表示させる。一方、色差判定部２０は、色差情報が示す色差が閾値以下であると判定しなかった場合（色差が閾値よりも大きい場合）には、タッチパネル９にその旨を示す情報（例えば、「ＮＧ」）を表示させる。このとき、色差判定部２０は、例えばブザー等の音を発生させるようにしてもよい。
【００３０】
色差判定部２０は、タッチパネル９に出力した結果に対して、作業者からその結果を変更する旨を示す情報がタッチパネル９に入力された場合には、閾値を変更する。例えば、タッチパネル９には、色差判定部２０により色差が閾値以下であると判定された場合には、「ＯＫ」が表示される。このとき、タッチパネル９には、表示された結果に対して判定を「ＮＧ」にしたい（判定を反転させた）場合に押下するボタンが表示されている。このボタンが作業者に押下された場合、色差判定部２０は、閾値を変更する。具体的には、色差判定部２０は、判定された一群Ｕの色差の値を、不合格品の色差の最小値として設定し、この最小値と合格品の色差の最大値との中間値を閾値に変更する。
【００３１】
一方で、タッチパネル９に「ＮＧ」が表示された場合において、判定を「ＯＫ」にするためにボタンが押下された場合、色差判定部２０は、判定された一群Ｕの色差の値を、合格品の色差の最大値として設定し、この最大値と不合格品の色差の最小値との中間値を閾値に変更する。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態では、カメラ１２により撮像された複数の画像を合成して、鏡面反射（正反射）による光の写り込みが除去された画像を作成する。このように、複数のタイミングで撮像された複数の画像を用い、その画像において鏡面反射による光が写り込んでいない部分を使用して合成することにより、鏡面反射による光が写り込んでいない一群Ｕの画像を作成することができる。これにより、色差検査装置１では、検査部１６は鏡面反射の光の写り込みが除去された画像に基づいて一群Ｕの色差検査を実施するため、一群Ｕの色差検査を適切に行うことができる。その結果、色差検査装置１では、一群Ｕの色差検査の精度低下を抑制できる。
【００３３】
本実施形態では、画像処理部１４に作成された画像に基づいて一群Ｕにおける色の差を算出し、その色の差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。このように、個々の食品の色の検査ではなく、複数の食品（明太子Ｆ）から構成される一群Ｕの色の差を算出することにより、同じ種類の複数の食品から構成される一群Ｕの色の差を検査できる。そして、色差検査装置１では、色の差が閾値以下であるか否かを判定することにより、包装される一群Ｕの色が揃っているか否かを判定することができる。つまり、色の差が閾値以下である場合には、色の差（ばらつき）が小さいことを意味し、一群Ｕの色が揃っていると判定できる。一方で、色の差が閾値よりも大きい場合には、色の差が大きいことを意味し、一群Ｕの色が揃っていないと判定できる。
【００３４】
特に、本実施形態では、色差算出部１８は、一群Ｕを通る直線Ｌを作成し、直線Ｌ上のピクセルについて色の差を算出する。これにより、一群Ｕの画像の全てのピクセルについて色の差を算出する場合に比べて、処理負荷の軽減が図れる。また、本実施形態では、直線Ｌ上のピクセルのＲＧＢをＬ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換し、一群Ｕの色差を算出している。Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系は、人間の感覚に近い均等な色空間とされている。したがって、本実施形態では、一群Ｕの色の差の判定を、人間の感覚により近いものにすることができる。
【００３５】
本実施形態では、カメラ１２は、ベルトコンベア３により搬送されている一群Ｕを撮像する。これにより、色差検査装置１では、一群Ｕの搬送工程において色の差の検査を実施できる。したがって、色差検査装置１では、効率的に一群Ｕの色の差の検査を実施することができる。
【００３６】
本実施形態では、画像処理部１４は、カメラ１２により撮像された画像に基づいて所定の色の領域を選択し、領域を合成して画像を作成している。このように、所定の色の領域を選択することにより、画像において鏡面反射による光が写り込んでいない部分を確実に捉えることができる。したがって、鏡面反射による光の写り込みが除去された画像をより正確に作成することができる。そして、色差算出部１８は、合成された画像において一群Ｕの色の差を算出する。これにより、色差算出部１８では、色の差の算出をより正確に行うことができる。
【００３７】
本実施形態では、画像処理部１４は、少なくとも上流側で撮像された画像及び下流側で撮像された画像に基づいて一群Ｕの画像を作成する。カメラ１２を挟んだ上流側と下流側とに位置する一群Ｕの画像では、鏡面反射による光の写り込む位置が異なる。そこで、上流側と下流側とに位置する一群Ｕを撮像し、その画像において光の写り込んでいない部分を用いて合成することにより、鏡面反射による光の写り込みが除去された画像を良好に作成することができる。その結果、一群Ｕの色差検査をより正確に行うことができる。
【００３８】
本実施形態では、照明装置１０は、ベルトコンベア３の搬送方向においてカメラ１２を挟んだ上流側と下流側とに配置されている。これにより、色差検査装置１では、一群Ｕに対して効果的に光を照射することができる。また、この構成では、上流側と下流側とに位置する一群Ｕの画像に写り込む鏡面反射による光の位置が異なるため、その画像において鏡面反射による光が写り込んでいない部分を用いて合成することにより、鏡面反射による光の写り込みが除去された画像を良好に作成することができる。
【００３９】
本実施形態では、色差判定部２０により判定された結果を報知するタッチパネル９を備えている。色差判定部２０は、タッチパネル９により結果を報知したことに対して、その結果を変更する旨を示す情報が作業者により入力された場合には、閾値を変更する。色差判定部２０により判定された結果をタッチパネル９により作業者に報知したときに、その結果と作業者の感覚とが一致しない場合がある。そこで、色差判定部２０では、タッチパネル９により報知された結果に対してその結果を変更する旨を示す情報が入力された場合には、閾値を変更している。これにより、色差検査装置１では、より作業者の感覚に適合した判定を行うことが可能となる。
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、物品として明太子Ｆを一例に説明したが、物品はその他の海産物又は農産物等であってもよい。
【００４１】
上記実施形態では、包装体として透明な包装袋Ｂを一例に説明したが、包装体はこれに限定されない。包装体としては、例えば、トレイに透明なラップがかけられているものであってもよい。
【００４２】
上記実施形態では、明太子Ｆの長さ方向がベルトコンベア３の搬送方向に直交する方向に沿うように載置されるため、色差算出部１８において直線Ｌを作成する際に、最初に明太子Ｆの左右の端部を通り且つ上下方向に延在する直線Ｌ１，Ｌ２を作成している。これについて、明太子Ｆの長さ方向がベルトコンベア３の搬送方向に沿うように載置される場合には、色差算出部１８は、明太子Ｆの上下の端部を通り且つ左右方向に延在する直線Ｌ１，Ｌ２を作成すればよい。
【００４３】
上記実施形態では、明太子Ｆの長さ方向が揃えられて並置された一群Ｕの色差を検査する場合において、色差算出部１８が一群Ｕを構成する全ての明太子Ｆを通る直線Ｌを作成することを一例に説明したが、色差算出部１８は、物品の配置に応じて直線を作成すればよい。例えば、物品が２列にわたって配置されている場合には、それぞれの列を通る直線を２本作成し、２本の直線において色差を算出すればよい。
【００４４】
上記実施形態では、色差算出部１８が直線Ｌ上のピクセルのＲＧＢをＬ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換して一群Ｕの色差を算出しているが、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換せずにＲＧＢにより色差を算出してもよい。
【００４５】
上記実施形態では、画像処理部１４における画像の合成方法として、選択された領域の下端を一致させて合成する方法を一例に説明しているが、画像の合成方法はこれに限定されない。画像の合成方法としては、選択した領域の中心座標を算出し、中心座標が一致するようにしてもよいし、選択した領域に円や矩形によりフィッティングを行い、フィッティングの結果が一致するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…色差検査装置、３…ベルトコンベア、９…タッチパネル（報知部）、１２…カメラ（撮像部）、１８…色差算出部、２０…色差判定部、Ｆ…明太子（物品）、Ｕ…一群。
【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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