(57)【要約】【課題】ビールケース等の容器の不具合（例えば、シールの付着）を高い精度で検査する。【解決手段】ビールケースをカラーカメラで撮像し、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分の色分解する（４０１）。Ｒ、Ｇ、Ｂ成分をそれぞれ２値化し（４０２〜４０４）、それぞれからパターンを抽出する（４０５〜４０７）。それぞれの色成分から抽出したパターンをそれぞれ比較用パターンと比較し（４１１〜４１３）、それらの結果を総合してシールの有無等を判定する（４１４）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の不具合を検査する容器検査装置であって、
容器を撮像するカラー撮像手段と、
前記カラー撮像手段で撮像されたカラー画像を構成する複数の色成分の画像うち少なくとも２つの色成分の画像からそれぞれパターンを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出されたそれぞれのパターンを比較用パターンと比較することにより、前記容器の不具合の有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする容器検査装置。
【請求項２】
前記抽出手段は、前記少なくとも２つの色成分の画像をそれぞれ２値化する２値化手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の容器検査装置。
【請求項３】
前記抽出手段は、前記２値化手段によって２値化されたそれぞれの画像から輪郭を抽出する輪郭抽出手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の容器検査装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記抽出手段によって抽出されたそれぞれの色成分についてのパターンの少なくとも１つが前記比較用パターンの形状と一致しないときに、前記容器に不具合があると判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の容器検査装置。
【請求項５】
容器の不具合を検査する容器検査方法であって、
容器を撮像するカラー撮像工程と、
前記カラー撮像工程で撮像されたカラー画像を構成する複数の色成分の画像うち少なくとも２つの色成分の画像からそれぞれパターンを抽出する抽出工程と、
前記抽出工程で抽出されたそれぞれのパターンを比較用パターンと比較することにより、前記容器の不具合の有無を判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする容器検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器の不具合を検査する容器検査装置及び容器検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビール瓶を収容するために繰り返し使用される容器としてプラスチック製ケースが知られている。このようなビールケースは、工場から問屋或いは酒販店等にビールを出荷するため、消費者に届けるため、更には、空のビール瓶を回収するためなどに使われる。ビール瓶を回収するために使われたビールケースは、典型的には、ビール工場等において洗浄や検査等がなされ、再びビールを出荷するために使われる。
【０００３】
ビールケースを再利用するための検査工程においては、例えば、汚れ、テープ又はシール等の異物の付着、割れ、変形、ロゴマークの欠け等の不具合の有無が検査される。また、この際に、ケース等は、その種類に応じて分類されうる。
【０００４】
従来は、不具合の有無の検査は、モノクロカメラでケース表面を撮像し、撮像した画像を２値化し、所定の比較パターン（テンプレート）を使ったテンプレートマッチングによりなされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、テープやシール等（以下、テープ等）がビールケースに貼られている場合にそれを発見することが困難な場合があった。ビールケースの黒地の部分に白色のテープ等が貼られている場合には、高いコントラストが得られるので、その発見が比較的容易である。ところが、例えば、ビールケースの赤地の部分にそれと近い反射率を有する緑色のテープ等が貼られている場合には、赤地部分とテープ等との間のコントラストが極めて低いために、テープ等を画像処理によって見つけ出すことは非常に困難であった。テープ等の色は、周知のように、多岐にわたっており、検査装置による見落としの可能性が高い。したがって、従来は、結局のところ、目視による検査が不可欠であった。
【０００６】
一方、低コントラストの画像からテープ等を見つけ出すために画像処理の条件を調整すると、許容範囲内の汚れ等があるビールケースまでも不具合のなるビールケースとして判定されうるため、却って煩わしさが増すと言える。
【０００７】
本発明は、上記の問題認識に基づいてなされたものであり、例えば、容器の不具合の検査精度を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの側面は、容器の不具合を検査する容器検査装置に係り、容器を撮像するカラー撮像手段と、前記カラー撮像手段で撮像されたカラー画像を構成する複数の色成分の画像うち少なくとも２つの色成分の画像からそれぞれパターンを抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出されたそれぞれのパターンを比較用パターンと比較することにより、前記容器の不具合の有無を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記抽出手段は、前記少なくとも２つの色成分の画像をそれぞれ２値化する２値化手段を含むことが好ましい。前記抽出手段は、前記２値化手段によって２値化されたそれぞれの画像から輪郭を抽出する輪郭抽出手段を更に含むことが更に好ましい。
【００１０】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記判定手段は、前記抽出手段によって抽出されたそれぞれの色成分についてのパターンの少なくとも１つが前記比較用パターンの形状と一致しないときに、前記容器に不具合があると判定することが好ましい。
【００１１】
本発明の他の側面は、容器の不具合を検査する容器検査方法に係り、容器を撮像するカラー撮像工程と、前記カラー撮像工程で撮像されたカラー画像を構成する複数の色成分の画像うち少なくとも２つの色成分の画像からそれぞれパターンを抽出する抽出工程と、前記抽出工程で抽出されたそれぞれのパターンを比較用パターンと比較することにより、前記容器の不具合の有無を判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１３】
この実施の形態では、本発明をビールケースの不具合を検査するための検査装置に適用した例を説明するが、本発明は種々の容器の検査に適用することができる。容器は、瓶等の容器を収容するための容器に限定されず、瓶等自体であってもよい。
【００１４】
図１は、本発明の好適な実施の形態の容器検査装置を上方から見た様子を模式的に示す図である。図２は、図１の容器検査装置を側方から見た様子を模式的に示す図である。
【００１５】
図１及び図２に示す容器検査装置は、コンベヤ（搬送装置）２１０及び複数のカラーカメラ（カラー撮像装置）Ｃ１〜Ｃ４を備えている。カラーカメラは、典型的には、ビールケース１００の４側面を撮像するために４台以上設けられうる。なお、例えばビールケース１００の上面を撮像するために更に多くのカラーカメラを備えてもよい。また、例えば、ビールケースの形状の不具合等を検査するために、カラー又はモノクロのカメラを追加的に備えてもよい。
【００１６】
検査対象の容器であるビールケース１００は、コンベア２１０上に適当な間隔で並べられ、コンベア２１０により図中において矢印の方向に所定の速度で搬送される。
【００１７】
図３は、カラーカメラＣ１〜Ｃ４から出力される画像信号（或いは画像データ）を処理する画像処理装置の概略構成を示す図である。この例では、パーソナルコンピュータ又はワークステーション等の汎用コンピュータに新規のソフトウエアを組み込むことにより特有の画像処理装置を構成している。なお、このような構成に代えて、専用のハードウエアで画像処理装置を構成してもよい。
【００１８】
コンピュータ３００は、概略的に説明すると、インターフェース３１０、ＣＰＵ３２０、メモリ（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＨＤＤ等）３３０、入力デバイス（例えば、ポインティングデバイス及びキーボード等）３４０、出力デバイス（例えば、ディスプレイ、プリンタ、外部メモリ装置等）３５０等を備えて構成されている。
【００１９】
カラーカメラＣ１〜Ｃ４で撮像されたビールケース１００の画像の画像信号（例えば、デジタルビデオデータ）は、インターフェース（例えば、ＩＥＥＥ１３９４）３１０を介してコンピュータ３００に取り込まれる。ＣＰＵ３２０は、メモリ３３０に格納されたソフトウエアに従って動作し、これによりその機能が特徴付けられている。
【００２０】
図４は、メモリ３３０内のソフトウエアにより機能が特徴付けられたＣＰＵ３２０の動作をブロック化して示したものである。勿論、このようなブロックに相当するハードウエアで画像処理装置を構成してもよい。
【００２１】
ここで、各カラーカメラＣ１〜Ｃ４からの画像信号の取込及びその処理は、並列処理で行われてもよいし、例えばカラーカメラＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の順のように順次的に行われてもよい。
【００２２】
以下では、１台のカラーカメラ（例えば、Ｃ１）で撮像された画像信号の処理について代表的に説明する。他のカラーカメラで撮像された画像信号の処理もこれと同様である。
【００２３】
インターフェース３１０を介してＣＰＵ３２０に取り込まれる画像信号ＩＳは、色分解ブロック４０１により典型的にはＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３つの色成分に分解される。なお、カラーカメラＣ１〜Ｃ４からコンピュータ３００（ＣＰＵ３２０）に提供される画像信号が既に３つの色成分に分解された画像信号であってもよい。
【００２４】
画像信号のＲ、Ｇ、Ｂ成分は、それぞれ２値化ブロック４０２〜４０４で２値化される。２値化の為のしきい値は、検査対象（特にそれに施されたパターンを構成する各色）や検査基準（不具合とする基準）等に応じて適宜設定しうる。この実施の形態では、入力デバイス３４０を介して、しきい値を入力することができる。
【００２５】
パターン抽出ブロック（輪郭抽出ブロック）４０５〜４０７は、それぞれ２値化されたＲ、Ｇ、Ｂ成分の画像からパターンを抽出する。このパターン抽出は、種々の方法で行うことができる。例えば、パターン抽出は、白画素（ビット値が「０」の画素）と黒画素（ビット値が「１」の画素）との境界線を閉曲線（輪郭）として抽出するものとすることができる。また、２値化された画像そのものの黒領域又は白領域をパターンと考えてもよい。この場合は、２値化ブロック４０２〜４０４による２値化処理自体がパターン抽出処理を意味する。
【００２６】
パターンマッチングブロック４１１〜４１３は、それぞれパターン抽出ブロック４０５〜４０７から供給されるパターン（すなわち、容器を撮像し、その各色成分から得たパターン）を比較用パターン４０８〜４１０と比較し（パターンマッチング処理）、両者が一致しているか否かを判定し、その結果をそれぞれ判定ブロック４１４に提供する。
【００２７】
判定ブロック４１４は、パターンマッチングブロック４１１〜４１３からそれぞれ提供される各色成分についての判定結果に基づいて、検査対象の容器１００にテープ等が貼られているか否かを判定する。
【００２８】
以下、上記の画像処理を具体的な例を通して説明する。まず、説明の便宜上、図７に示すようなビールケース１００を想定する。図７において、ビールケース１００のある側面には、赤色の下地領域１２０の上に製品名として「ＡＳＡＤＲＹ］という文字パターンが白色で形成されている。この実施の形態では、パターン抽出ブロック４０５〜４０７は、ビールケース１００の全体領域のうち検査対象領域１５０内からパターンを抽出する。ただし、検査対象領域は、ビールケース１００の全体であってもよい。また、検査対象領域は、例えばカラーカメラによる撮像範囲を変更することなどによって決定してもよい。
【００２９】
図５Ａ〜図５Ｄは、検査対象領域１５０から、説明の便宜上、一部領域１５１を切り抜いた部分（「ＡＳＡＤＲＹ］のうち「Ｙ」を含む領域）に相当する画像を示している。図５Ａは、カラーカメラ（例えば、Ｃ１）で撮像されたカラー画像（図４の画像信号ＩＳに相当）の一部領域１５１を模式的に示す図である。図５Ａに模式的に示す画像は、赤地の領域上に白色の「Ｙ」の文字パターン５０１と、緑色（Ｇｒｅｅｎ）のシール５０２に相当するパターン５０２とを含む。
【００３０】
図５Ａに模式的に示す画像は、色分解ブロック４０１によりＲ、Ｇ、Ｂ成分に色分解され、色分解されたＲ、Ｇ、Ｂ成分は、それぞれ２値化ブロック４０２〜４０４に提供される。図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂ成分を２値化ブロック４０２〜４０４で２値化した画像を模式的に示している。
【００３１】
図５Ｂ（Ｒ成分の２値化画像）では、２値化により文字パターン５０１及びシールパターン５０２の部分が白画素領域となり、その他の部分（すなわち、赤地領域）が黒画素領域となっている。ここで、白画素は、２値化により画素値が「０」となった画素、黒画素は、２値化により画素値が「１」となった画素を意味する。
【００３２】
図５Ｃ（Ｇ成分の２値化画像）では、２値化により文字パターン５０１及びシールパターン５０２の部分が黒画素領域となっている。
【００３３】
図５Ｄ（Ｂ成分の２値化画像）では、２値化により文字パターン５０１の部分のみが黒画素領域となっている。
【００３４】
Ｒ成分の２値画像（図５Ｂ）からパターン抽出ブロック４０５により抽出したパターンは、図８Ａのようになる。ここでは、前述のように、白画素領域と黒画素領域の境界線をパターンとして抽出している。Ｇ成分の２値画像（図５Ｃ）からパターン抽出ブロック４０６により抽出したパターンもまた、図８Ａのようになる。すなわち、Ｒ成分及びＧ成分の画像からシールパターン５０２を抽出することができる。
【００３５】
一方、Ｂ成分の２値画像（図５Ｄ）からパターン抽出ブロック４０７により抽出したパターンは、図８Ｂのようになる。すなわち、この例では、Ｂ成分の画像ではシールパターン５０２を抽出することができない。
【００３６】
以上のように、ビールケース１００をカラーカメラで撮像し、これを複数の色成分に分解した後に、各色成分の画像を２値化することにより、たとえシール等とその周辺との間のコントラストが低い場合（極端な例ではコントラストがない場合）においても、いずれかの色成分の画像においてシール等のパターンを抽出することができる。
【００３７】
パターン抽出ブロック４０５〜４０７で抽出されたそれぞれのパターンは、パターンマッチングブロック４１１〜４１３に提供され、比較用パターン４０８〜４１３とそれぞれ比較される。
【００３８】
図６は、比較用パターン４０８〜４１０の一例である。この例では、Ｒ、Ｇ、Ｂ用として同一のパターンが採用されている。しかしながら、比較用パターンとして、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分ごとに異なるものを準備することもできる。例えば、２値化された画像そのものを抽出パターン（色分解された画像から抽出されたパターン）と考えて、これを比較パターンと比較する場合などにおいては、Ｒ用の比較パターンとＧ用（又はＢ用）のパターンとでは、異なるものを準備する必要がある。すなわち、この場合、Ｒ用の比較パターンとしては、黒地からＹ字パターンを打ち抜いた比較パターンを準備し、Ｇ用及びＢ用の比較パターンとして、白地にＹ字パターンを描いた比較パターンを準備する必要がある。
【００３９】
この例では、Ｒ用及びＧ用のパターンマッチングブロック４１１及び４１２は、図８Ａに示すような抽出パターンと図６に示す比較パターンとを比較するので、それらの比較結果は、「不一致」すなわちビールケース１００にシール等が貼られていること（不具合があること）を示すものとなる。
【００４０】
一方、Ｂ用のパターンマッチングブロック４１３は、図８Ｂに示すような抽出パターンと図６に示す比較パターンとを比較するので、それらの比較結果は、「一致」すなわちビールケース１００にシール等が貼られていないこと（不具合がないこと）を示すものとなる。つまり、この例では、Ｂ成分によってはシール等を検出することができない。
【００４１】
判定ブロック４１４では、パターンマッチングブロック４１１〜４１３によるそれぞれの色成分についての判定結果に基づいて総合的な判定を行う。すなわち、判定ブロック４１４は、パターンマッチングブロック４１１〜４１３によるそれぞれの色成分についての全ての判定結果が「一致」を示している場合には、シール等が貼られていない旨、すなわち、ビールケース１００に不具合がない旨の判定をする。一方、判定ブロック４１４は、パターンマッチングブロック４１１〜４１３によるそれぞれの色成分についてのいずれかの判定結果が「不一致」を示している場合には、シール等が貼られている旨、すなわち、ビールケース１００に不具合がある旨の判定をする。
【００４２】
図５Ａに示す例では、Ｒ及びＧ成分についてのパターンマッチングブロック４１１及び４１２の判定結果が「不一致」、Ｂ成分についてのパターンマッチングブロック４１の判定結果が「一致」であるので、判定ブロック４１４の結果は、ビールケース１００にシール等が貼られていることを示すものとなる。
【００４３】
以上のように、ビールケース１００等の容器をカラーカメラで撮像し、これを複数の色成分に分解した後に、各色成分の画像からパターンを抽出することにより、たとえシール等とその周辺との間のコントラストが低い場合（極端な例ではコントラストがない場合）においても、いずれかの色成分の画像においてシール等のパターンを抽出することができる。したがって、この実施の形態によれば、容器にシールが貼られているなど、容器の不具合を高い精度で検査することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、容器の不具合を高い精度で検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態の容器検査装置を上方から見た様子を模式的に示す図である。
【図２】図１の容器検査装置を側方から見た様子を模式的に示す図である。
【図３】カラーカメラＣ１〜Ｃ４から出力される画像信号を処理する画像処理装置の概略構成を示す図である。
【図４】メモリ内のソフトウエアにより機能が特徴付けられたＣＰＵの動作をブロック化して示した図である。
【図５Ａ】ビールケースのカラー撮像画像の一部分を示す図である。
【図５Ｂ】Ｒ成分を２値化した画像を示す図である。
【図５Ｃ】Ｇ成分を２値化した画像を示す図である。
【図５Ｄ】Ｂ成分を２値化した画像を示す図である。
【図６】比較用パターンの一例を示す図である。
【図７】ビールケースに施されたパターンの一例を示す図である。
【図８Ａ】Ｒ成分及びＧ成分の画像から抽出されたパターン（輪郭）を示す図である。
【図８Ｂ】Ｂ成分の画像から抽出されたパターン（輪郭）を示す図である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2004045272.tif 000009
【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年9月10日(2002.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
容器の不具合を検査する容器検査装置であって、
容器を撮像するカラー撮像手段と、
前記カラー撮像手段で撮像されたカラー画像を構成する複数の色成分の画像のうち少なくとも２つの色成分の画像からそれぞれパターンを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出されたそれぞれのパターンを比較用パターンと比較することにより、前記容器の不具合の有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする容器検査装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
容器の不具合を検査する容器検査方法であって、
容器を撮像するカラー撮像工程と、
前記カラー撮像工程で撮像されたカラー画像を構成する複数の色成分の画像のうち少なくとも２つの色成分の画像からそれぞれパターンを抽出する抽出工程と、
前記抽出工程で抽出されたそれぞれのパターンを比較用パターンと比較することにより、前記容器の不具合の有無を判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする容器検査方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの側面は、容器の不具合を検査する容器検査装置に係り、容器を撮像するカラー撮像手段と、前記カラー撮像手段で撮像されたカラー画像を構成する複数の色成分の画像のうち少なくとも２つの色成分の画像からそれぞれパターンを抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出されたそれぞれのパターンを比較用パターンと比較することにより、前記容器の不具合の有無を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の他の側面は、容器の不具合を検査する容器検査方法に係り、容器を撮像するカラー撮像工程と、前記カラー撮像工程で撮像されたカラー画像を構成する複数の色成分の画像のうち少なくとも２つの色成分の画像からそれぞれパターンを抽出する抽出工程と、前記抽出工程で抽出されたそれぞれのパターンを比較用パターンと比較することにより、前記容器の不具合の有無を判定する判定工程とを含むことを特徴とする。