(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象の製品を照明手段によって照明しつつ、画像処理用カメラを用いて撮像し、撮像した画像信号に対して設定する画像強度の閾値レベルを調整することにより、撮像画像を計測対象中の抽出対象物と背景とに２値化し、２値化した撮像画像中で計測対象の製品中にある抽出対象物の個数および／または位置を計測する画像処理を行う際の、照明手段の劣化を検出する方法において、
前記抽出対象物を計測する際に設定する画像信号強度の閾値レベルを、抽出対象物と背景とを撮像画像中で２値化できる画像強度値の上限値と下限値との中間の値に設定し、
初期状態の照明手段を用いた場合における、抽出対象物を計測する際の画像強度の閾値レベルと、初期状態の照明手段を用いた場合における、抽出対象物と背景とを撮像画像中で２値化できる画像強度値の下限値との中間の値を前記許容下限値とし、
前記閾値レベルが、前記許容下限値を下回る際には、照明手段が劣化しており交換が必要であると判定することを特徴とする画像処理用照明手段の劣化検出方法。
【請求項２】
計測対象の製品がチーズ糸条パッケージであり、抽出対象物がチーズ糸条パッケージのボビン端のトランスファーテールであり、背景がボビンであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理用照明手段の劣化検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、計測対象の製品中にある抽出対象物の個数および／または位置を計測する画像処理を行う際の、計測対象に対する照明手段の劣化を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル、ポリアミド繊維のような合成繊維糸条を延伸撚糸機、延伸仮撚機等で加工処理する場合、原糸ボビン間で巻始め時にトラバース領域外のボビン端部に、いわゆるトランスファーテールを形成している。その際、巻取られた糸条パッケージはトランスファーテール処理が容易に行えるように、一定の長さのトランスファーテールを残してボビン端に形成されたピグバンチを剥取られた後の糸条巻始め時にバンチ巻部と糸条パッケージの間に形成されるピグテール部をテープ、ラベル、シール（紙）等でボビン端に固定されている。
【０００３】
従来、かかるバンチ部の剥取処理は人手により行われていたが、近年機械化、自動化が試みられている。その中でもピグバンチ切断位置を検出する方法としては、まず計測対象の製品としてのチーズ糸条パッケージのピグバンチ及びピグテール部を含むトランスファーテールを含む領域に、照明手段によって近紫外光を照射する。そして、画像処理用カメラにより糸条とボビンからの２次励起光を検出して撮像する。さらに撮像画像を、抽出対象物としてのトランスファーテールと背景としてのボビンに、画像強度の違いを利用して２値化する。その上で、トランスファーテールを認識して、ピグバンチとピグテールの位置を計測する方法が提案されている。
【０００４】
ここで撮像画像を、抽出対象物としてのトランスファーテールと背景としてのボビンに２値化する際には、画像処理装置で糸条からの２次励起光とボビンからの２次励起光の間に差があることを利用できる。そして画像強度の違いを利用して２値化するための閾値を決定する方法としては、まずは画像処理装置に取り込んだトランスファーテールの画像に、ラインセンサと呼ばれる仮想的走査線を設定する。そして２値化レベルとも呼ばれる画像強度の明暗の閾値を、黒側から白側へ走査してゆく。ラインセンサ上で最初にトランスファーテールとボビンを分割認識した時の２値化レベルを起点、すなわち閾値の下限値とし、ラインセンサがトランスファーテールを分割認識できる２値化レベルを越えて後に最初にラインセンサ上のトランスファーテールとボビンを分割認識できなくなる時の２値化レベルを終点、すなわち閾値の上限値とする。そして、起点と終点の２値化レベルの中間値を、画像処理するための最適な２値化レベルとして決定する。
【０００５】
これにより自動化搬送ライン上においてボビンと糸条パッケージの反射光量レベルが未知の銘柄の糸条パッケージに対しても、自動的かつ客観的に最適な２値化レベルを決定することができ、ピグバンチ切断位置を検出するための画像処理が精度よく計測することが可能となった。また、扱う各銘柄の糸条パッケージとボビン色の組合せに対応した明暗の閾値を予め調べて記憶しておき、処理する銘柄の変更時には、閾値の設定を対応する値に切換えることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら画像処理時に使用する画像処理用照明手段は、経時的な劣化等により照度低下を生じる。このため、照明手段の劣化時には結果的に低い２値化レベルが決定される。この場合、２値化画像にはノイズ等が発生したり、また糸条パッケージ近傍のピグテールがパッケージと同化しやすくピグテールの認識が困難で誤認識して、処理の成功率に影響するなどの課題があった。
【０００７】
本発明はかかる現状に鑑みなされたものであり、経時的な劣化等により照度の低下した照明に対して、照度計等の計器を使用することなく、処理用の画像処理装置によりその明るさの度合いを検出し、照明の更新時期を警報することにより、照明劣化に起因する画像処理のトラブルを防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理用照明手段の劣化検出方法は、計測対象の製品を照明手段によって照明しつつ、画像処理用カメラを用いて撮像し、撮像した画像信号に対して設定する画像強度の閾値レベルを調整することにより、撮像画像を計測対象中の抽出対象物と背景とに２値化し、２値化した撮像画像中で計測対象の製品中にある抽出対象物の個数および／または位置を計測する画像処理を行う際の、照明手段の劣化を検出する方法において、
前記抽出対象物を計測する際に設定する画像信号強度の閾値レベルを、抽出対象物と背景とを撮像画像中で２値化できる画像強度値の上限値と下限値との中間の値に設定し、
初期状態の照明手段を用いた場合における、抽出対象物を計測する際の画像強度の閾値レベルと、初期状態の照明手段を用いた場合における、抽出対象物と背景とを撮像画像中で２値化できる画像強度値の下限値との中間の値を前記許容下限値とし、
前記閾値レベルが、前記許容下限値を下回る際には、照明手段が劣化しており交換が必要であると判定することを特徴とする。
【０００９】
なお、計測対象の製品がチーズ糸条パッケージであり、抽出対象物がチーズ糸条パッケージのボビン端のトランスファーテールであり、背景がボビンであることが好ましい。
【００１０】
【実施例】
図１は、一つの銘柄の糸条パッケージに対して本発明を適用した一実施例を示す。図中、１はバンチ巻部２とピグテール部３とを含むトランスファーテール、４はその背景となるボビン、５はマーキングプレート、６は撮像範囲、７は３本の仮想的なラインセンサである。
【００１１】
まず、ボビン４端部を原点としてその原点近傍に、トランスファーテール１などの糸条と比較して非常に大きなコントラストをもつよう黒のマーキングプレート５を用いる。このマーキングプレート５により、ボビン４端面からバンチ巻部２までの背景（ボビン４）部分を覆う。これにより、原点の画像強度を低レベルに設定すると共に、ボビン４背景からの画像ノイズを低減させておく。
【００１２】
そして計測対象の製品である糸条パッケージを、照明手段によって照明する。そして画像処理用カメラを用いて、抽出対象であるトランスファーテール１を含む範囲６を撮像する。ここで糸条は、背景としてのボビン４よりも画像処理用カメラへ入射する光量が多い。
【００１３】
撮像された画像にはまずその画像強度によって、全黒（レベル０）から全白（レベル２５５）までを、２５６のレベルに分割した階調が与えられる。その上で、画像強度の閾値レベルを設定して、撮像画像の２値化を行う。さらに２値化した画像中には、仮想的走査線としての３本のラインセンサ７を設定する。そしてこのラインセンサ７上での画像強度の走査を行い、抽出対象としてのトランスファーテール１を表す白領域の個数と距離を検出する。
【００１４】
このときに、２値化するための閾値レベルが低すぎると、マーキングプレート５から画像ノイズが生じる。そこで閾値レベルはまず初めには、マーキングプレート５からの画像ノイズが発生しない程度に設定する。その上で、十分低いレベル（黒側）から高いレベル（白側）へ閾値レベルを変えながら走査する。
【００１５】
このとき、２値化するための閾値レベルが低過ぎる場合、マーキングプレート５以外のトランスファーテール１およびボビン４を含む全ての画像は、閾値より高レベルにあるため、２値化画像中ではそれらの区別がつかず白くなる。このためラインセンサ７上の白領域個数は識別不能であるため０となる。
【００１６】
閾値レベルを上げて行き、そのレベルが最適値になると、トランスファーテール１は高レベル（白）とボビン４は低レベル（黒）というように正しく領域が分割される。これが図１に示す本実施例では、ラインセンサ７上の白領域個数は４となる。
【００１７】
閾値レベルが高くなり過ぎると、ピグテール３は細い糸のため反射光量が少なく消えてしまう。そのためバンチ巻部２のみが識別されて、ラインセンサ７上の白領域個数は１となる。
【００１８】
なおラインセンサ７上の白領域個数が、実際の白領域個数より多くなる場合がある。これはボビン４からの光量がランダムな画像ノイズとして白領域となって現れるためである。
【００１９】
そこで本実施例では、閾値レベルを上げて行きながら、３本のラインセンサ７の内の少なくとも１本で、白領域個数が０より多くなった時の閾値レベルを起点、すなわち下限値とする。但し、少なくとも１本のラインセンサ７上の白領域個数が０より多くなった場合であっても、その後再び３本全てのラインセンサ１上の白領域個数が０となった場合には、起点はリセットされ、新たな起点を探すものとする。
【００２０】
そして閾値レベルの起点を経て、さらに閾値レベルを上げて行き、３本のラインセンサ７の全てで白領域個数が１より多くなり、さらにその後ラインセンサ７の内の少なくとも１本で白領域個数が１となった時の閾値レベルを終点、すなわち上限値として走査を終了する。
【００２１】
このようにして検出された起点と終点の閾値レベルの中間値を、２値化に最適な閾値レベルとして決定し処理終了する。すなわち抽出対象物を計測する際に設定する画像強度の閾値レベルは、抽出対象物と背景とを撮像画像中で２値化できる画像強度値の上限値と下限値との中間の値とする。
【００２２】
ところでこのようにして決定された２値化に最適な閾値レベルは、同一銘柄の糸条パッケージと同色のボビンとの組合せで比較しても、照明手段の劣化とともに低下する。すなわち照明手段の光量が低下すると、閾値レベルが低くなり、マーキングプレート５からの光量の影響が画像ノイズとして大きく影響するとともに、抽出対象と背景との分別も誤りが多くなる。
【００２３】
そこで本実施例では、照明手段が初期状態の際に、２値化に最適な閾値レベルと閾値レベルの下限値とを測定し、その中間値をその照明手段における許容下限値とした。そして経時変化を経て、２値化に最適な閾値レベルが初めに設定した照明手段の許容下限値を下回った場合には、照明劣化警報表示して照明更新時期を知らせることとした。
【００２４】
【発明の効果】
本発明により、画像処理用の照明の経時的な照度劣化を２値化画像を得るために設定する２値化の閾値レベルにより検出することにより、照度計等を用いずに劣化を認識でき、画像処理の誤認識等のトラブルを未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  糸条パッケージに対する画像処理
【符号の説明】
１  トランスファーテール
２  バンチ巻部
３  ピグテール部
４  ボビン
５  マーキングプレート
６  撮像範囲
７  仮想的なラインセンサ
【図１】
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