X射线检查装置转让专利
申请号 : CN200610078181.5
文献号 : CN100582759C
文献日 : 2010-01-20
发明人 : 广濑修
申请人 : 株式会社石田
摘要 :
本发明提供一种能自动设定正确屏蔽区域，正确检测存在于罐头等边缘部分的异物的X射线检测装置。在X射线检测装置(10)中，对于由图像形成部(31a)生成的X射线图像，内部区域设定部(31b)设定罐头边缘部分的内侧的区域。扩张区域设定部(31c)通过使半径为3mm的圆以外切于该内部区域边界的方式旋转，以该外切圆中心轨迹作为边界设定扩张区域；缩小区域设定部(31d)通过使相同半径的圆以内切于该扩张区域边界的方式旋转，以该内切圆中心轨迹作为边界设定缩小区域。屏蔽区域设定部(31e)将缩小区域边界外侧设定为屏蔽区域，在检查区域设定部(31f)中将屏蔽区域的内侧设定为检查区域中，第一异物检测部(31g)检查是否有异物混入。
权利要求 :
1.一种X射线检查装置，其对被搬送来的由容器以及装入所述容 器中的物品所组成的商品照射X射线，并检测出X射线的透过量，以 此来检查所述容器内是否含有异物，所述X射线检查装置包括：照射部，对所述商品照射X射线；
X射线检测部，检测出从所述照射部对所述商品所照射的X射线 的透过量；
图像形成部，根据在所述X射线检测部中检测到的X射线的透过 量而生成X射线图像；
内部区域设定部，在所述X射线图像中所包含的相当于所述商品 的区域中，设定所述容器边缘的内侧的区域；
扩张区域设定部，将规定半径的圆以外切于所述内部区域边界的 方式旋转，并以该外切圆的中心轨迹作为边界来设定扩张区域；
缩小区域设定部，使所述规定半径的圆以内切于所述扩张区域边 界的方式旋转，并以该内切圆的中心轨迹作为边界来设定缩小区域；
屏蔽区域设定部，将在所述缩小区域设定部中设定的所述缩小区 域的边界的外侧的区域设定为屏蔽区域；
检查区域设定部，将在所述屏蔽区域设定部中设定的所述屏蔽区 域的内侧的区域设定为检查区域；以及第一异物检测部，检测出在所述检查区域设定部中设定的所述检 查区域内所含有的异物。
2.如权利要求1所述的X射线检查装置，其中，
还包括第二异物检测部，沿着所述检查区域的边界按规定方向旋 转一向量，若检测出表示行进方向的向量的方向变成与所述规定方向 相反的部分，则判定该部分为异物。
3.如权利要求2所述的X射线检查装置，其中，
所述第二异物检测部，在存在于所述检查区域的边界的像素中， 比较在邻接的像素中表示行进方向的所述向量的方向，当表示行进方 向的所述向量的方向变成相反的方向时，判定该像素或者包含该像素 的周边区域为异物。
4.如权利要求2所述的X射线检查装置，其中，
所述第二异物检测部，在存在于所述检查区域的边界的像素中， 比较在邻接的像素中表示行进方向的所述向量的方向，当存在两处以 上表示行进方向的所述向量的方向发生45度以上变化的像素时，判定 该像素或者包含该像素的周边区域为异物。
5.如权利要求1至4中任一项所述的X射线检查装置，其中，所述内部区域设定部根据所述X射线图像中所包含的关于各个像 素浓度的直方图来设定内部区域。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种通过对搬送过程中的商品照射X射线并检测出其 透过的X射线来检查物品的X射线检查装置。
背景技术
在现有技术中，为了防止在食品等商品生产线上因异物混入商品 以及商品破损情况的发生而导致次品出厂，使用X射线检查装置对商 品进行次品检查。在该X射线检查装置中，对通过传送装置连续搬送 来的被检查物照射X射线，利用X射线受光部检测出该X射线的透过 状态，以此来判断在被检查物中是否混入有异物。
在这种X射线检查装置中，为了准确地检测出混入商品中的异物， 有时需要设定屏蔽区域来进行异物检测。例如，在对装入罐头等容器 中的物品进行有无异物混入的检测时，由于在X射线图像中相当于罐 头边缘部分的区域的图像黑度与表示异物的图像黑度相同，因此，很 难准确地检测出存在于罐头边缘附近的异物图像。
在专利文献1中揭示有一种X射线检查装置，为了准确地检测出 存在于上述罐头的边缘部分的异物，这种X射线检查装置通过手动来 设定屏蔽区域，以使线传感器排列方向的排除像素比与其正交方向的 排除像素多。此外，在专利文献2中揭示有一种X射线检查装置，其 根据容器和边缘来设定屏蔽，并使用各异的阈值进行检查。
专利文献1：日本特开2001-281173号公报(2001年10月10日 公开)
专利文献2：日本特开昭63-236989号公报(1988年10月3日 公开)
但是，在上述现有技术的X射线检查装置中，存在以下几个问题。
即，就在上述公报中公开的X射线检查装置而言，在所有的装置 中都需要手动来设定屏蔽区域，因此非常麻烦。而且，如果屏蔽区域 被设定在偏离的位置，那么，就会产生在根据检测出的X射线量所生 成的X射线图像中，将浓度变浓的罐头的边缘部分等误认为是异物等 问题。
在这种X射线检查装置中，为了准确地检测出混入商品中的异物， 有时需要设定屏蔽区域来进行异物检测。例如，在对装入罐头等容器 中的物品进行有无异物混入的检测时，由于在X射线图像中相当于罐 头边缘部分的区域的图像黑度与表示异物的图像黑度相同，因此，很 难准确地检测出存在于罐头边缘附近的异物图像。
在专利文献1中揭示有一种X射线检查装置，为了准确地检测出 存在于上述罐头的边缘部分的异物，这种X射线检查装置通过手动来 设定屏蔽区域，以使线传感器排列方向的排除像素比与其正交方向的 排除像素多。此外，在专利文献2中揭示有一种X射线检查装置，其 根据容器和边缘来设定屏蔽，并使用各异的阈值进行检查。
专利文献1：日本特开2001-281173号公报(2001年10月10日 公开)
专利文献2：日本特开昭63-236989号公报(1988年10月3日 公开)
但是，在上述现有技术的X射线检查装置中，存在以下几个问题。
即，就在上述公报中公开的X射线检查装置而言，在所有的装置 中都需要手动来设定屏蔽区域，因此非常麻烦。而且，如果屏蔽区域 被设定在偏离的位置，那么，就会产生在根据检测出的X射线量所生 成的X射线图像中，将浓度变浓的罐头的边缘部分等误认为是异物等 问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够自动设定正确的屏蔽区域，并且 能够准确地检测出存在于罐头等容器边缘部分的异物的X射线检查装 置。
本发明第一方面所涉及的X射线检查装置是一种对搬送来的商品 照射X射线，并且检测出其透过量，从而检查容器内是否包含有异物 的X射线检查装置，其包括：照射部、X射线检测部、图像形成部、 内部区域设定部、扩张区域设定部、缩小区域设定部、屏蔽区域设定 部、检查区域设定部、以及第一异物检测部。照射部对商品照射X射 线。X射线检测部检测出从照射部照射在商品的X射线的透过量。图 像形成部根据在X射线检测部中逐行得到的透过量而生成X射线图 像。内部区域设定部在与图像形成部中生成的X射线图像中所包含的 相当于商品区域中，设定容器边缘的内侧的区域。扩张区域设定部按 照将规定半径的圆以外切于所述内部区域边界的方式旋转，并以该圆 的中心轨迹作为边界来设定扩张区域。缩小区域设定部使所述规定半 径的圆以内切于所述扩张区域边界的方式旋转，并以该圆的中心轨迹 作为边界来设定缩小区域。屏蔽区域设定部将在缩小区域设定部中所 设定的缩小区域的边界的外侧的区域设定为屏蔽区域。检查区域设定 部将在屏蔽区域设定部中所设定的屏蔽区域的内侧的区域设定为检查 区域。第一异物检测部检测出在检查区域设定部中所设定的检查区域 内所包含的异物。
在此，在与X射线图像中所包含的商品相当的区域中，在容器边 缘的内侧的区域中，扩张区域设定部通过将规定半径的圆以外切于内 部区域边界的方式旋转，从而来设定扩张区域，缩小区域设定部通过 使所述规定半径的圆以内切于所述扩张区域边界的方式旋转，从而来 设定缩小区域。屏蔽区域设定部将缩小区域的边界的外侧设定为屏蔽 区域，对于检查区域设定部中所设定的屏蔽区域的内侧的检查区域，
第一异物检测部检查其是否有异物混入。
此处，商品例如包括罐头制品或者盒装商品等。在相当于商品的 区域中，容器的更内侧区域是指除去相当于容器的部分而相当于容器 内的物品的区域。
如上所述，在X射线图像中，通过将规定半径的圆以外切于相当 于容器内的物品的内部区域边界的方式旋转而得到扩张区域，并将相 同半径的圆内切于该扩张区域旋转而得到缩小区域，所以可以将与相 当于包含在原来X射线图像中的物品的区域大体一致的区域设定为缩 小区域，并且能够使相当于该物品的区域的外周变得平滑(平滑化)。
例如，如果上述规定半径的圆的半径为3mm，那么，对于受到干 扰等影响而在X射线图像中物品的边缘部分出现的直径为1～2mm的 凹凸，在通过扩张区域设定部以及缩小区域设定部所设定的边界而被 除去。
通过上述方法，可自动设定屏蔽区域。该屏蔽区域且不会遮盖存 在于商品的外周部分(相当于容器的部分)附近的比干扰还大的异物 的区域，并已去除因干扰而产生的外周部分的凹凸部分，从而能够正 确地进行异物检测。其结果，与通过手动来设定用于将容器的边缘部 分从检查区域中除去的屏蔽区域的情况相比，不仅能够有效地进行检 查操作，同时还能够非常精确地进行异物检测。
本发明第二方面所涉及的X射线检查装置是本发明第一方面所涉 及的X射线检查装置，其中，还包括第二异物检测部，沿着所述检查 区域的边界按规定方向旋转一向量，若检测出表示行进方向的向量变 成与规定方向相反的部分，则判定该部分为异物。
此处，用于检测存在于商品的边缘部分即存在于相当于容器部分 的附近的异物时所采用的的方法，与用于检测存在于内部区域的异物 时所采用的的方法不同。
具体方法是，对于通过屏蔽区域设定部所设定的屏蔽区域的内侧 区域(检查区域)，使用第一异物检测部对其进行异物检测，对于屏蔽 区域边界部分附近的区域，使用第二异物检测部对其进行异物检测。 在第二异物检测部中，沿着检查区域的边界按规定方向旋转一向量， 对于所搜索的向量方向变成与规定方向相反的部分，判定其为异物。
例如，当一向量沿相当于X射线图像中所包含的物品区域的边界内侧 按逆时针方向旋转时，若边界部分没有凹凸等，则会继续保持逆时针 方向旋转直至返回起始位置。但是，若边界部分存在异物，则在边界 部分会出现凹凸，因此，当通过该部分时，就会存在向量按顺时针旋 转的部分。
因此，当搜索检查区域的边界部分时，检测出是否存在表示行进 方向的向量向右旋转的部分，通过这种方式而能够正确检测出存在于 边缘部分的异物。
本发明第三方面所涉及的X射线检查装置是本发明第二方面所涉 及的X射线检查装置，其中，第二异物检测部在存在于检查区域边界 的像素中，比较邻接的像素中表示行进方向的向量的方向，当该方向 变为相反的方向时，判定该像素或者包括该像素的周边区域为异物。
此处，当一向量沿着检查区域边界部分的内侧的像素旋转时，在所 通过的像素中对比较邻接的各个像素中表示行进方向的向量方向。对 于在邻接的像素间存在向量方向变成相反方向的部分，判定该部分(或 者包括该部分的周边区域)存在异物。
通常情况下，当沿着包含在X射线图像中的相当于商品区域的边 界部分，即当一向量沿着相当于容器边界部分的内侧的像素逆时针旋 转时，若边界部分没有凹凸等，则会继续保持逆时针方向旋转直至返 回起始位置。但是，当边界部分存在异物时，在边界部分会出现凹凸， 因此，若通过该部分则会出现顺时针旋转的部分。
因此，当一向量沿着检查区域边界部分的内侧进行旋转时，检测 出是否存在表示行进方向的向量的方向变成相反方向的像素，通过这 种方式就能够正确地检测出存在于边缘部分的异物。
本发明第四方面所涉及的X射线检查装置是本发明第二方面所涉 及的X射线检查装置，其中，在存在于检查区域边界的像素中，比较 邻接的像素中表示行进方向的向量的方向，当存在该方向发生45度以 上变化的两个以上的像素时，第二异物检测部判定该像素或者包括该 像素的周边区域存在异物。
此处，为了检测出存在于物品边界部分的异物，当一向量在检查 区域边界的内侧沿着规定方向旋转，对邻接的像素中表示通过各个像 素时的行进方向的向量进行比较。当在邻接的像素之间存在向量的方 向发生45度以上变化的部分时，第二异物检测部判定该部分(或者包 括该部分的周边区域)存在异物。
通常情况下，当一向量沿着包含在X射线图像中的相当于商品区 域的边界部分，即沿着相当于容器边界的内侧逆时针旋转时，若边界 部分没有凹凸等，则会继续保持逆时针方向旋转直至返回起始位置。 但是，当边界部分存在异物时，在边界部分就会出现凹凸，因此，若 通过该部分，则会出现向量的方向顺时针旋转45度以上的部分。此处， 使向量的方向发生45度以上变化的地方有两个以上的原因在于，避免 当圆通过非异物的凹凸部分等时而将其误认为异物。
因此，在检查区域边界的内侧的像素中，在邻接的像素中检测出 是否有向量的方向发生45度以上变化的部分，通过这种方式而能够更 准确地检测出存在于边缘部分的异物。
本发明第五方面所涉及的X射线检查装置是本发明第一方面至第 四方面中的任何一个方面所涉及的X射线检查装置，其中，内部区域 设定部根据包含在X射线图像中的有关各个像素浓度的直方图来设定 内部区域。
此处，在进行内部区域的设定时，利用相当于包含在X射线图像 中物品的部分的浓度在一定程度上变浓的这一点，生成有关构成X射 线图像的各个像素的浓度的直方图，并设定作为检查区域目标的内部 区域。
例如，为了排除最亮的背景部分而除去比规定亮度的阈值亮的像 素。为了将亮度变得最暗的容器中物品的边缘，即相当于容器的部分 也从内部区域中排除，而除去比规定的其它阈值暗的像素。
这样，就能够正确地设定具有一定浓度的内部区域。
使用本发明的X射线检查装置，能够自动设定屏蔽区域，该屏蔽 区域不遮盖存在于商品外周部分(相当于容器部分)附近的异物，从 而能够准确地检测出异物。
本发明第一方面所涉及的X射线检查装置是一种对搬送来的商品 照射X射线，并且检测出其透过量，从而检查容器内是否包含有异物 的X射线检查装置，其包括：照射部、X射线检测部、图像形成部、 内部区域设定部、扩张区域设定部、缩小区域设定部、屏蔽区域设定 部、检查区域设定部、以及第一异物检测部。照射部对商品照射X射 线。X射线检测部检测出从照射部照射在商品的X射线的透过量。图 像形成部根据在X射线检测部中逐行得到的透过量而生成X射线图 像。内部区域设定部在与图像形成部中生成的X射线图像中所包含的 相当于商品区域中，设定容器边缘的内侧的区域。扩张区域设定部按 照将规定半径的圆以外切于所述内部区域边界的方式旋转，并以该圆 的中心轨迹作为边界来设定扩张区域。缩小区域设定部使所述规定半 径的圆以内切于所述扩张区域边界的方式旋转，并以该圆的中心轨迹 作为边界来设定缩小区域。屏蔽区域设定部将在缩小区域设定部中所 设定的缩小区域的边界的外侧的区域设定为屏蔽区域。检查区域设定 部将在屏蔽区域设定部中所设定的屏蔽区域的内侧的区域设定为检查 区域。第一异物检测部检测出在检查区域设定部中所设定的检查区域 内所包含的异物。
在此，在与X射线图像中所包含的商品相当的区域中，在容器边 缘的内侧的区域中，扩张区域设定部通过将规定半径的圆以外切于内 部区域边界的方式旋转，从而来设定扩张区域，缩小区域设定部通过 使所述规定半径的圆以内切于所述扩张区域边界的方式旋转，从而来 设定缩小区域。屏蔽区域设定部将缩小区域的边界的外侧设定为屏蔽 区域，对于检查区域设定部中所设定的屏蔽区域的内侧的检查区域，
第一异物检测部检查其是否有异物混入。
此处，商品例如包括罐头制品或者盒装商品等。在相当于商品的 区域中，容器的更内侧区域是指除去相当于容器的部分而相当于容器 内的物品的区域。
如上所述，在X射线图像中，通过将规定半径的圆以外切于相当 于容器内的物品的内部区域边界的方式旋转而得到扩张区域，并将相 同半径的圆内切于该扩张区域旋转而得到缩小区域，所以可以将与相 当于包含在原来X射线图像中的物品的区域大体一致的区域设定为缩 小区域，并且能够使相当于该物品的区域的外周变得平滑(平滑化)。
例如，如果上述规定半径的圆的半径为3mm，那么，对于受到干 扰等影响而在X射线图像中物品的边缘部分出现的直径为1～2mm的 凹凸，在通过扩张区域设定部以及缩小区域设定部所设定的边界而被 除去。
通过上述方法，可自动设定屏蔽区域。该屏蔽区域且不会遮盖存 在于商品的外周部分(相当于容器的部分)附近的比干扰还大的异物 的区域，并已去除因干扰而产生的外周部分的凹凸部分，从而能够正 确地进行异物检测。其结果，与通过手动来设定用于将容器的边缘部 分从检查区域中除去的屏蔽区域的情况相比，不仅能够有效地进行检 查操作，同时还能够非常精确地进行异物检测。
本发明第二方面所涉及的X射线检查装置是本发明第一方面所涉 及的X射线检查装置，其中，还包括第二异物检测部，沿着所述检查 区域的边界按规定方向旋转一向量，若检测出表示行进方向的向量变 成与规定方向相反的部分，则判定该部分为异物。
此处，用于检测存在于商品的边缘部分即存在于相当于容器部分 的附近的异物时所采用的的方法，与用于检测存在于内部区域的异物 时所采用的的方法不同。
具体方法是，对于通过屏蔽区域设定部所设定的屏蔽区域的内侧 区域(检查区域)，使用第一异物检测部对其进行异物检测，对于屏蔽 区域边界部分附近的区域，使用第二异物检测部对其进行异物检测。 在第二异物检测部中，沿着检查区域的边界按规定方向旋转一向量， 对于所搜索的向量方向变成与规定方向相反的部分，判定其为异物。
例如，当一向量沿相当于X射线图像中所包含的物品区域的边界内侧 按逆时针方向旋转时，若边界部分没有凹凸等，则会继续保持逆时针 方向旋转直至返回起始位置。但是，若边界部分存在异物，则在边界 部分会出现凹凸，因此，当通过该部分时，就会存在向量按顺时针旋 转的部分。
因此，当搜索检查区域的边界部分时，检测出是否存在表示行进 方向的向量向右旋转的部分，通过这种方式而能够正确检测出存在于 边缘部分的异物。
本发明第三方面所涉及的X射线检查装置是本发明第二方面所涉 及的X射线检查装置，其中，第二异物检测部在存在于检查区域边界 的像素中，比较邻接的像素中表示行进方向的向量的方向，当该方向 变为相反的方向时，判定该像素或者包括该像素的周边区域为异物。
此处，当一向量沿着检查区域边界部分的内侧的像素旋转时，在所 通过的像素中对比较邻接的各个像素中表示行进方向的向量方向。对 于在邻接的像素间存在向量方向变成相反方向的部分，判定该部分(或 者包括该部分的周边区域)存在异物。
通常情况下，当沿着包含在X射线图像中的相当于商品区域的边 界部分，即当一向量沿着相当于容器边界部分的内侧的像素逆时针旋 转时，若边界部分没有凹凸等，则会继续保持逆时针方向旋转直至返 回起始位置。但是，当边界部分存在异物时，在边界部分会出现凹凸， 因此，若通过该部分则会出现顺时针旋转的部分。
因此，当一向量沿着检查区域边界部分的内侧进行旋转时，检测 出是否存在表示行进方向的向量的方向变成相反方向的像素，通过这 种方式就能够正确地检测出存在于边缘部分的异物。
本发明第四方面所涉及的X射线检查装置是本发明第二方面所涉 及的X射线检查装置，其中，在存在于检查区域边界的像素中，比较 邻接的像素中表示行进方向的向量的方向，当存在该方向发生45度以 上变化的两个以上的像素时，第二异物检测部判定该像素或者包括该 像素的周边区域存在异物。
此处，为了检测出存在于物品边界部分的异物，当一向量在检查 区域边界的内侧沿着规定方向旋转，对邻接的像素中表示通过各个像 素时的行进方向的向量进行比较。当在邻接的像素之间存在向量的方 向发生45度以上变化的部分时，第二异物检测部判定该部分(或者包 括该部分的周边区域)存在异物。
通常情况下，当一向量沿着包含在X射线图像中的相当于商品区 域的边界部分，即沿着相当于容器边界的内侧逆时针旋转时，若边界 部分没有凹凸等，则会继续保持逆时针方向旋转直至返回起始位置。 但是，当边界部分存在异物时，在边界部分就会出现凹凸，因此，若 通过该部分，则会出现向量的方向顺时针旋转45度以上的部分。此处， 使向量的方向发生45度以上变化的地方有两个以上的原因在于，避免 当圆通过非异物的凹凸部分等时而将其误认为异物。
因此，在检查区域边界的内侧的像素中，在邻接的像素中检测出 是否有向量的方向发生45度以上变化的部分，通过这种方式而能够更 准确地检测出存在于边缘部分的异物。
本发明第五方面所涉及的X射线检查装置是本发明第一方面至第 四方面中的任何一个方面所涉及的X射线检查装置，其中，内部区域 设定部根据包含在X射线图像中的有关各个像素浓度的直方图来设定 内部区域。
此处，在进行内部区域的设定时，利用相当于包含在X射线图像 中物品的部分的浓度在一定程度上变浓的这一点，生成有关构成X射 线图像的各个像素的浓度的直方图，并设定作为检查区域目标的内部 区域。
例如，为了排除最亮的背景部分而除去比规定亮度的阈值亮的像 素。为了将亮度变得最暗的容器中物品的边缘，即相当于容器的部分 也从内部区域中排除，而除去比规定的其它阈值暗的像素。
这样，就能够正确地设定具有一定浓度的内部区域。
使用本发明的X射线检查装置，能够自动设定屏蔽区域，该屏蔽 区域不遮盖存在于商品外周部分(相当于容器部分)附近的异物，从 而能够准确地检测出异物。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的X射线检查装置的外观立体 图。
图2是图1的X射线检查装置的前后构造的示意图。
图3是图1的X射线检查装置的防护箱内部的简易构造图。
图4是使用图1的X射线检查装置进行异物混入检查的原理模式 图。
图5是图1的X射线检查装置具有的控制计算机构造的控制框图。
图6是图5的控制计算机中所形成的功能框图。
图7(a)是在图1的控制计算机中生成的X射线图像的示意图， (b)是根据该X射线图像绘制的直方图。
图8(a)是通过规定的阈值将图7(a)所示的X射线图像变为双 值而得到的图像，(b)是图7(b)所示的直方图相当于X射线图像的 哪一部分的示意图。
图9(a)、(b)表示对图8(a)所示的双值图像进行收缩处理前 后的图像。
图10(a)～(c)是对图8(a)所示的双值图像进行膨胀、收缩 处理的说明示意图。
图11(a)、(b)是表示在检查区域中进行异物检测的过程示意图。
图12(a)、(b)是在边缘部分中进行异物检测的过程示意图。
图13(a)～(c)是综合图11以及图12所示的异物图像并结束 异物检测的状态示意图。
图14是使用本发明的其它实施方式所涉及的X射线检查装置来检 查罐头边缘部分是否存在异物的判断方法的说明图。
符号说明：
10 X射线检查装置
11 防护箱
11a 开口
12 传送装置
12a 传送带
12b 传送装置框架
12c 开口部
12f 传送电动机
12g 旋转编码器
13 X射线照射器(照射部)
14 X射线线传感器(X射线检测部)
14a 像素
15 光电传感器
16 遮敝帘
20 控制计算机
21 CPU
22 ROM
23 RAM
24 USB(外部连接端口)
25 CF(标准闪存：注册商标)
26 监视器
31a 图像形成部
31b 内部区域设定部
31c 扩张区域设定部
31d 缩小区域设定部
31e 屏蔽区域设定部
31f 检查区域设定部
31g 第一异物检测部
31h 第二异物检测部
G 商品(由容器以及装入容器中的物品所组成)
图2是图1的X射线检查装置的前后构造的示意图。
图3是图1的X射线检查装置的防护箱内部的简易构造图。
图4是使用图1的X射线检查装置进行异物混入检查的原理模式 图。
图5是图1的X射线检查装置具有的控制计算机构造的控制框图。
图6是图5的控制计算机中所形成的功能框图。
图7(a)是在图1的控制计算机中生成的X射线图像的示意图， (b)是根据该X射线图像绘制的直方图。
图8(a)是通过规定的阈值将图7(a)所示的X射线图像变为双 值而得到的图像，(b)是图7(b)所示的直方图相当于X射线图像的 哪一部分的示意图。
图9(a)、(b)表示对图8(a)所示的双值图像进行收缩处理前 后的图像。
图10(a)～(c)是对图8(a)所示的双值图像进行膨胀、收缩 处理的说明示意图。
图11(a)、(b)是表示在检查区域中进行异物检测的过程示意图。
图12(a)、(b)是在边缘部分中进行异物检测的过程示意图。
图13(a)～(c)是综合图11以及图12所示的异物图像并结束 异物检测的状态示意图。
图14是使用本发明的其它实施方式所涉及的X射线检查装置来检 查罐头边缘部分是否存在异物的判断方法的说明图。
符号说明：
10 X射线检查装置
11 防护箱
11a 开口
12 传送装置
12a 传送带
12b 传送装置框架
12c 开口部
12f 传送电动机
12g 旋转编码器
13 X射线照射器(照射部)
14 X射线线传感器(X射线检测部)
14a 像素
15 光电传感器
16 遮敝帘
20 控制计算机
21 CPU
22 ROM
23 RAM
24 USB(外部连接端口)
25 CF(标准闪存：注册商标)
26 监视器
31a 图像形成部
31b 内部区域设定部
31c 扩张区域设定部
31d 缩小区域设定部
31e 屏蔽区域设定部
31f 检查区域设定部
31g 第一异物检测部
31h 第二异物检测部
G 商品(由容器以及装入容器中的物品所组成)
具体实施方式
下面，利用图1～图13(c)对本发明的一个实施方式所涉及的X 射线检查装置进行说明。
【X射线检查装置10的整体构造】
如图1所示，本实施方式的X射线检查装置10是在食品等商品生 产线上进行质量检查的一种装置。X射线检查装置10对连续传送来的 商品照射X射线，并根据通过检测出透过商品的X射线量而生成的X 射线图像来检查在商品中是否混入有异物。
如图2所示，通过前段传送装置60将X射线检查装置10所要检 查的商品(由容器以及装入容器中的物品所组成)G传送至X射线检 查装置中。在X射线检查装置10中判断商品G中是否混入有异物。 该X射线检查装置10的判断结果被发送至配置在X射线检查装置10 下游一测的振动机构70中。当在X射线检查装置10中判断商品G是 没有异物混入的优质产品时，振动机构70将商品G原封不动地发送至 正规的生产线传送装置80。另一方面，当在X射线检查装置10中判 断商品G是有异物混入的次品时，以下游侧的端部为旋转轴的手臂70a 就会旋转，从而挡住搬送通道。这样，可以通过配置在搬送通道之外 的次品回收箱90来回收被判断为次品的商品G。
如图1所示，X射线检查装置10主要包括防护箱11、传送装置 12、遮敝帘16、以及具有触摸显示屏功能的监视器26。如图3所示， 在其内部包括X射线照射器(照射部)13、X射线线传感器(X射线 检测部)14、控制计算机(图像形成部、内部区域设定部、扩张区域 设定部、缩小区域设定部、屏蔽区域设定部、检查区域设定部、第一 异物检测部、第二异物检测部)20(参照图5)。
此外，在本实施方式中作为检查对象所使用的商品G，是在容器 中装入有食物等并被密封的罐头。
【防护箱11】
防护箱11在商品G的入口侧和出口侧的两个面上具有用于搬入搬 出商品的开口11a。在该防护箱11中收容有传送装置12、X射线照射 器13、X射线线传感器14、以及控制计算机20等。
此外，如图1所示，为了防止X射线泄漏到防护箱11的外部，利 用遮敝帘16将开口11a遮挡。该遮敝帘16具有由含铅成分的橡胶所 制成的帘部分，当商品被搬入搬出时，由商品将其推开。
此外，在防护箱11的正面上部除了配置有监视器26之外，还配 置有钥匙插孔和电源开关等。
【传送装置12】
传送装置12是在防护箱11内搬送商品的设备，其通过图5所示 控制块中所含有的传送电动机12f而被驱动。传送装置12的搬送速度 通过控制计算机20对传送电动机12f的变换器控制而被细微控制，使 得变为操作员输入的设定速度。
此外，如图3所示，传送装置12具有传送带12a和传送装置框架 12b，其按照能够从防护箱11上取下的方式而安装。这样，当对食品 等进行检查时，为了保持防护箱11内的清洁，而能够取下传送装置并 对其频繁地进行清洗。
传送带12a是环状带，从带的内侧由传送装置框架12b所支撑。 然后，获得传送电动机12f的驱动力开始旋转，从而按照规定方向搬送 载放于带上的物体。
传送装置框架12b从环状带的内侧支撑传送带12a，同时，如图3 所示，在与传送带12a的内侧面相对的位置处，具有沿着相对于搬送 方向成直角的方向而延长开口的开口部12c。开口部12c形成于传送装 置框架12b中的X射线照射器13与X射线线传感器14的连接线上。 换言之，开口部12c形成于传送装置框架12b的从X射线照射器13的 X射线照射区域内，使得透过商品G的X射线不被传送装置框架12b 所屏蔽。
【X射线照射器13】
如图3所示，X射线照射器13被配置在传送装置12的上方，其 经由形成于传送装置框架12b上的开口部12c，以扇形形状朝着配置在 传送装置12下方的X射线线传感器14照射X射线(参照图3的斜线 部分)。
【X射线线传感器14】
X射线线传感器14被配置在传送装置12(开口部12c)的下方， 检测出透过商品G和传送带12a的X射线。如图3以及图4所示，该 X射线线传感器14由沿着与传送装置12的搬送方向正交的方向水平 配置成一条直线的若干像素14a所构成。
此外，在图4中，分别表示X射线检查装置10内的X射线照射 状态，以及此时在构成线传感器14的各个像素14a中所检测出的X射 线量的图表。
【监视器26】
监视器26是全点阵(full dot)显示的液晶显示器。此外，监视器 26具有触摸屏功能，用于显示促使与初期设定、不良判断有关的参数 输入等的画面。
此外，监视器26显示实施后述的图像处理后的X射线图像。这样， 用户就可以直观地识别在商品G中有无异物以及异物的位置、大小等。
而且，使用监视器26的目的在于用来显示对因后述X射线照射量 不稳定而导致形成于X射线图像中的暗条部分进行修改前后的X射线 图像、以及因X射线照射器13的照射量不稳定而导致无法进行检查的 原因。
【控制计算机20】
控制计算机20在CPU21中运行包含在控制程序中的图像处理程 序、检查判定处理程序等。此外，控制计算机20将与次品对应的X射 线图像和检查结果、以及用来修改X射线图像的数据保存在CF(小型 闪存(Compact Flash)：注册商标)25等存储部中。
其具体的构造如图5所示，控制计算机20搭载有CPU21，同时， 搭载有该CPU21控制的作为主存储部的ROM22、RAM23以及CF25。
在CF25中存储有以下信息：将在后面详细阐述的成为异物混入检 查的检查对象的包含在X射线图像中的内部区域信息、通过膨胀或者 收缩处理对边界进行平滑处理(平滑化)的圆的半径、在内部区域中 检测出的异物的位置、在边缘部分检测出的异物的位置等信息。
在本实施方式中，通过CPU21读取存储在CF25等存储部中的各 种程序，而形成图6所示的图像形成部31a、内部区域设定部31b、扩 张区域设定部31c、缩小区域设定部31d、屏蔽区域设定部31e、检查 区域设定部31f、第一异物检测部31g、以及第二异物检测部31h等功 能块。
图像形成部31a是通过CPU21读取图像形成程序而形成的功能 块，其按照细微的时间间隔获得X射线线传感器14发出的X射线透 视图像信号，并根据这些X射线透视图像信号，在X射线线传感器14 的各行生成包括商品G以及其背景部分的X射线图像。
内部区域设定部31b是通过CPU21读取内部区域设定程序而形成 的功能块，其设定除在图像形成部31a中生成的X射线图像中所包含 的商品G的边缘部分之外的内部区域。
扩张区域设定部31c是通过CPU21读取扩张区域设定程序而形成 的功能块，其根据在内部区域设定部31b中设定的内部区域边界，通过 将规定半径的圆以外切于该内部区域边界的方式旋转，并以该圆的中 心轨迹作为边界来设定使内部区域扩张的扩张区域。
缩小区域设定部31d是通过CPU21读取缩小区域设定程序而形成 的功能块，其根据在扩张区域设定部31c中设定的扩张区域，使所述规 定半径的圆以内切于该扩张区域边界的方式旋转来设定使扩张区域缩 小的缩小区域。此外，在扩张区域设定部31c与缩小区域设定部31d 中，设定在各个区域的设定时所使用的圆的半径均为3mm。因此，缩 小区域成为使在内部区域设定部31b中设定的内部区域的边界部分变 得平滑的部分，其尺寸大致相同。
屏蔽区域设定部31e是通过CPU21读取屏蔽区域设定部程序而形 成的功能块，其将在X射线图像中所包含的缩小区域的外侧的区域设 定为屏蔽区域。
检查区域设定部31f是通过CPU21读取检查区域设定程序而形成 的功能块，其将在缩小区域设定部31d中设定的缩小区域设定为检查 区域。
第一异物检测部31g是通过CPU21读取异物检测程序而形成的功 能块，其检测出在检查区域设定部31f中设定的检查区域(容器的内侧 部分)中所包含的异物。此处，可以采用的检测方法有：通过将规定 的浓度作为阈值，使在X射线图像中所包含的像素双值化，将比规定 浓度暗的像素作为异物来进行检测的方法；或者是通过获取某个像素 与其周围像素的浓度平均值之差，挑出孤立的高浓度区域来进行异物 检测的方法等。
第二异物检测部31h是通过CPU21读取边缘部分异物检测程序而 形成的功能块，其按照接近在第一异物检测部31g中进行异物检测的 外侧，即接近相当于容器部分的方式来检测存在的异物。其中，关于 第二异物检测部31h的异物检测方法将在后面进行详细的说明。
此外，控制计算机20包括用于控制监视器26的数据显示的显示 控制电路、从监视器26的触摸屏获取键输入数据的键输入电路、用于 进行图未示出的打印机的数据打印控制等的I/O端口、以及作为外部接 线端子的USB24等。
此外，CPU21、ROM22、RAM23、CF25等通过地址总线和数据 总线等总线而相互连接。
而且，控制计算机20与传送电动机12f、旋转编码器12g、X射线 照射器13、X射线线传感器14、光电传感器15等连接。
在控制计算机20中，接收从安装在传送电动机12f中的旋转编码 器12g所检测出的传送装置12的搬送速度的信号。
此外，控制计算机20还接收从由夹持传送装置而配置的一对投光 器以及受光器构成的作为同步传感器的光电传感器15发出的信号，并 检测出作为被检查物的商品G到达X射线线传感器14位置的时间。
<通过控制计算机20进行的是否有异物混入的判定>
【生成X射线图像】
控制计算机20接收来自光电传感器15的信号，当商品G通过扇 形的X射线照射部(参照图3所示的斜线部分)时，其按照细微的时 间间隔获取X射线线传感器14发出的X射线透视图像信号。接着， 对于控制计算机20来说，作为图像形成部31a，根据这些X射线透视 图像信号，在X射线线传感器14的各行均生成包含商品G以及其背 景部分的X射线图像(参照图7(a))。即，隔开细微的时间间隔，从 X射线线传感器14的各个像素14a获取各个时刻的数据，并且根据这 些数据分别生成X射线图像。接着，按照时间先后顺序组合这些X射 线图像，于是就形成包括整个商品G以及其背景的二维图像。
【挑出内部检查区域】
在控制计算机20中，为了区分在罐头物品中所包含的异物与存在 于罐头边缘部分的异物进行检测，首先，对于图7(a)所示的X射线 图像，如图7(b)所示，绘制表示各个像素浓淡程度的直方图 (Histogram)。如图7(a)所示，在绘制该直方图所依据的X射线图 像中，主要包括罐头商品G的罐头边缘部分、异物部分、罐头中的物 品部分、背景部分。因此，如图8(b)所示，根据各像素中的浓度， 将图7(b)所示的直方图划分为罐头边缘部分或者异物部分、边缘的 内侧部分(物品部分)、背景部分。此处，在控制计算机20中，为了 形成用于设定作为检查对象的内部区域的双值图像，使用两个阈值来 挑出罐头中的物品部分。具体地说，利用下述的关系式(1)挑出特定 浓度范围的像素。
直方图的峰值位置的50％＜挑出范围＜最大亮度的80％…(1)
上述关系式(1)中的“直方图的峰值位置的50％”与相当于罐头 的边缘部分或者异物的较暗像素相对应，“最大亮度的80％”主要与背 景部分对应。因此，利用上述关系式挑出规定亮度范围的像素，这样 就能够获得图8(a)所示的挑出罐头中物品部分之后的双值像素。
【屏蔽区域的设定】
在本实施方式的X射线检查装置10中，在通过控制计算机20而 形成的二维图像中设定用来从检查区域中除去的屏蔽区域。
(膨胀、收缩处理)
首先，控制计算机20在根据与各个像素浓度相关的直方图而生成 的双值图像(参照图9(a))中，沿着其外侧的边缘部分实施膨胀、收 缩处理，从而获得图9(b)所示的边缘部分或者边缘的内部被平滑处 理后的图像。
通过对双值图像进行膨胀、收缩处理而能够得到这种平滑处理之 后的图像。
控制计算机20按照沿着图10(a)所示的双值图像的边缘的外侧 使半径为3mm的圆进行旋转的方式来进行膨胀处理。其结果，如图10 (b)所示，外切圆的中心轨迹是将图10(a)所示的边缘部分中所包 含的1～2mm左右的细微凹凸变得平滑的扩大区域的边界，控制计算 机20将其设定为扩大区域。
控制计算机20按照接近图10(b)所示的扩大区域的边界的内侧 使半径为3mm的圆进行旋转的方式来进行收缩处理。其结果，如图10 (c)所示，内切圆的中心轨迹与图10(a)所示的原有双值图像的尺 寸大致相等，成为外周部分的边缘中所包含的细微凹凸或者内部的空 洞部分变得平滑的缩小区域的边界，控制计算机20将其设定为缩小区 域。
然后，控制计算机20将通过收缩处理而得到的图10(c)所示的 缩小区域更外侧的区域设定为用于检测出在罐头中的食物中所包含的 异物的屏蔽区域。
此处，在通过对上述边界部分进行平滑处理而设定的屏蔽区域中， 并不会遮盖接近边界部分而存在的异物。
于是，不仅能够除去在与罐头边缘部分对应的部分出现的干扰所 导致的凹凸，同时，还能够设定不会遮盖存在于接近边缘部分的较大 异物的屏蔽区域。其结果，通过设定这种屏蔽区域，可以将比罐头边 缘更靠近内侧的部分以及接近边缘而存在的异物部分设定为检查区 域。
【设定检查区域】
控制计算机20在图11(a)所示的X射线图像中，覆盖通过上述 膨胀、收缩处理而设定的屏蔽区域，并设定比罐头边缘部分更靠近内 侧的检查区域(第一异物检测部31g进行的检查区域)。
【异物检测】
(检测出包含在罐头中的物品中的异物)
在控制计算机20中，作为第一异物检测部31g，检查比覆盖上述 屏蔽区域而设定的罐头边缘更靠内侧的检查区域中是否包含异物。
作为具体检测方法，如上所述，可以通过将规定的浓度作为阈值 而使在X射线图像中所包含的像素变为双值，将比规定浓度暗的像素 作为异物而检测出的双值处理的检测方法，或者是取某个像素与其周 围像素浓度的平均值之差，挑出孤立的浓度高的区域进行异物检测的 微分处理的检测方法等。
如图11(b)所示，这样就能够检测出罐头内部(罐头边缘的内侧 的部分)以及接近罐头边缘的较大的异物。
(检测出接近罐头的边缘部分而存在的异物)
在本实施方式中，控制计算机20将作为检查对象的区域划分为如 上所述的罐头内侧区域和下面将要说明的罐头边缘部分区域来进行异 物检测。其原因在于，当设定上述屏蔽区域时，接近罐头边缘部分而 存在的异物被屏蔽区域完全遮盖，于是存在异物的部分很可能从检查 区域中被除去。
换言之，如图12(a)所示，对于控制计算机20来说，作为第二 异物检测部31h，使一向量逆时针搜索检查区域边界内侧的像素，如果 存在表示前进方向的向量方向变为顺时针的像素，则将该像素判定为 异物。
此处，当图12(a)所示的边界部分中若是未包含相当于异物等的 凹凸，则当一向量沿检查区域的边界部分逆时针旋转，则其一直以逆 时针方向的状态返回原来的位置。由于此处应检测出的异物是接近罐 头边缘部分而存在的异物，因此，其紧贴或者接近罐头的边缘部分， 即图12(a)所示的边界部分而存在。当边缘部分中包含相当于异物等 的凹凸时，一向量在逆时针旋转直至返回初始位置的时间段内，会存 在表示其前进方向的向量方向的一部分变为顺时针的部分(像素)(参 照图12(a)的实线箭头)。
在本实施方式中，按照上述方式，根据当一向量沿着检查区域的 边界部分的内侧旋转时表示行进方向的向量方向的变化，检测出是否 有与旋转初始的旋转方向相反的顺时针方向的位置，以此来检测出接 近罐头边缘部分而存在的异物。
于是，如图12(b)所示，能够非常精确地检测出接近罐头边缘部 分而存在的异物。
(异物图像的合成)
在本实施方式的X射线检查装置10中，如上所述，划分罐头边缘 的内侧的区域以及罐头边缘部分的区域来分别进行异物检测。换言之， 分别通过第一异物检测部31g检测出罐头内侧区域中的异物，通过第 二异物检测部31h检测出存在于罐头边缘部分的异物。
因此，从一个商品G中检测出的异物图像如图13(a)～图13(c) 所示，对在图13(a)所示的罐头的边缘部分区域所检测出的异物图像 与在图13(b)所示的罐头边缘的内侧的区域所检测出的异物图进行接 合，将图13(c)所示的合成异物图像作为最终的判定图像。
【该X射线检查装置10的特征】
(1)本实施方式的X射线检查装置10是检查罐头商品G中是否 有异物混入的一种检查装置，如图6所示，其包括在控制计算机20内 作为功能块而形成的图像形成部31a、内部区域设定部31b、扩张区域 设定部31c、缩小区域设定部31d、屏蔽区域设定部31e、检查区域设 定部31f以及第一异物检测部31g。在控制计算机20中，对于由图像 形成部31a所生成的X射线图像，内部区域设定部31b设定罐头的边 缘部分的内侧的区域。扩张区域设定部31c通过使半径为3mm的圆以 外切于该内部区域边界的方式旋转，并以该外切圆的中心轨迹作为边 界设定扩张区域。缩小区域设定部31d通过使相同半径的圆以内切于 所述扩张区域边界的方式旋转，并以该内切圆的中心轨迹作为边界设 定缩小区域。接着，屏蔽区域设定部31e将缩小区域的边界的外侧设 定为屏蔽区域，在检查区域设定部31f中设定的屏蔽区域的内侧的检查 区域中，第一异物检测部31g检查是否有异物混入。
如上所述，按照与边界部分相切的方式而使圆旋转，并且以该圆 的中心轨迹作为边界来设定检查区域，这样，就能够自动设定除了罐 头边缘部分之外的屏蔽区域。于是，就能够将因干扰而产生的位于罐 头边缘内侧的边界上的凹凸等从检查对象中排除，从而能够非常精确 地进行异物检测。而且，通过对外周部分实施平滑处理而将在罐头边 缘部分存在的较大的异物从屏蔽区域中除去，从而能够在检测罐头边 缘的内侧的区域中的异物时而将其检测出来。
(2)在本实施方式的X射线检查装置10中，如图6所示，在控 制计算机20中还形成有第二异物检测部31h。在第二异物检测部31h 中，与内部区域分开，单独对相当于罐头边缘部分的区域进行异物检 查。具体地说，如图12(a)所示，使一向量沿检查区域边界部分的内 侧搜索像素，从按逆时针方向进行旋转直至返回原来位置的时间段内， 当出现表示行进方向的向量方向变为顺时针的位置时，判断该位置为 异物。
如上所述，划分罐头边缘的内侧的区域以及边缘部分来分别进行 检查。这样，即便为了进行内部区域检查而设定的屏蔽区域覆盖接近 边缘部分而存在的异物，而使其从检查区域中遗漏，其仍然能够非常 精确地检测出接近边缘部分而存在的异物。
(3)在本实施方式的X射线检查装置10中，当在第二异物检测 部31h中进行异物判断时，使一向量沿着检查区域的边界搜索所通过 的像素，并比较邻接的像素中表示行进方向的向量方向。当存在该向 量的方向变为相反方向的像素时，将该像素判定为异物。
这样，能够逐个像素地确认是否有接近罐头边缘部分而存在的异 物，并且高精度地检测出异物。
(4)在本实施方式的X射线检查装置10中，当设定罐头边缘部 分的内侧的区域时，如图7(a)～图8(b)所示，内部区域设定部31b 根据包含在X射线图像中的各个像素的浓度而生成直方图，并在该直 方图中设定规定的阈值来绘制双值图像，从而进行内部区域的设定。
这样，为了排除最亮的背景部分而除去比规定亮度的阈值亮的像 素，为了将亮度变得最暗的装入容器内的物品的边缘部分，即相当于 容器的部分也从内部区域中排除，而除去其它比规定阈值暗的像素， 从而能够正确设定具有一定浓度的内部区域。
【其它实施方式】
以上对本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明并非局限 于上述实施方式，其可以在发明的主旨范围内进行各种各样的修改。
(A)在上述实施方式中，举出下面的例子进行了说明，即，当检 测出接近罐头边缘部分而存在的异物时，第二异物检测部31h使一向 量一边搜索检查区域边界靠近内侧的像素一边进行旋转，根据是否有 表示旋转时的行进方向的向量方向发生变化的部分来进行判定。但是， 本发明并非局限于此。
例如，如图14所示，在检查区域的边界靠近内侧的像素中，当邻 接的像素中表示外切圆的中心的移动方向的向量发生45度以上变化的 部分连续出现两次以上时，可以将该像素判定为异物。
这样，就可以避免将存在于边缘部分的细微凹凸误认为异物，从 而能够更加精确地进行异物检测。
(B)在上述实施方式中，举出下面的例子进行了说明。当检测出 接近罐头边缘部分而存在异物时，第二异物检测部31h使一向量一边 搜索检查区域边界靠近内侧的像素一边进行旋转，当存在表示旋转时 行进方向的向量发生变化的像素时，判定该像素为异物。但是，本发 明并非局限于此。
例如，当在邻接的像素之间存在上述向量的方向发生变化的像素 时，也可以将包含该像素的周边区域(例如3×3的像素群)判定为异 物。这样，就可以图像上清晰地显示异物的存在。
(C)在上述实施方式中，以进行膨胀、缩小处理时使旋转的圆的 半径为3mm为例进行了说明。但是，本发明并非局限于此。
例如，也可以根据商品G中混入的异物的大小或者商品G的大小 等，使2mm以下或者4mm以上的圆旋转。
此外，对于按照上述方式旋转的圆的半径，优选用户通过更改设 置适当进行更改。
(D)在上述实施方式中，以对装入截面为圆形的罐头中的商品G 进行异物检查为例进行了说明。但是，本发明并非局限于此。
罐头或者容器的截面形状并非局限于圆形，例如，其也可以是具 有四边形或者三角形的截面形状的罐头、容器。在这种情况下，当利 用第二异物检测部31h进行异物检测时，通过使一向量直进与左转来 判定是否能返回原来的位置，当出现变为右转的位置时，也可以判定 该位置为异物。
(E)在上述实施方式中，以将商品作为检查对象，判定其是否混 入异物的X射线检查装置为例进行了说明。但是，本发明并非局限于 此。
例如，也可以是将未装有物品的商品作为检查对象的X射线检查 装置。在这种情况下，也能够正确地判定存在于物品的外边缘部分的 异物。
【工业上的可利用性】
由于本发明的X射线检查装置能够准确地检测出存在于容器边缘 等位置的异物，因此，可以广泛地应用于各种检查装置中，尤其是检 查装入罐头等容器中的商品是否有异物混入的装置。
【X射线检查装置10的整体构造】
如图1所示，本实施方式的X射线检查装置10是在食品等商品生 产线上进行质量检查的一种装置。X射线检查装置10对连续传送来的 商品照射X射线，并根据通过检测出透过商品的X射线量而生成的X 射线图像来检查在商品中是否混入有异物。
如图2所示，通过前段传送装置60将X射线检查装置10所要检 查的商品(由容器以及装入容器中的物品所组成)G传送至X射线检 查装置中。在X射线检查装置10中判断商品G中是否混入有异物。 该X射线检查装置10的判断结果被发送至配置在X射线检查装置10 下游一测的振动机构70中。当在X射线检查装置10中判断商品G是 没有异物混入的优质产品时，振动机构70将商品G原封不动地发送至 正规的生产线传送装置80。另一方面，当在X射线检查装置10中判 断商品G是有异物混入的次品时，以下游侧的端部为旋转轴的手臂70a 就会旋转，从而挡住搬送通道。这样，可以通过配置在搬送通道之外 的次品回收箱90来回收被判断为次品的商品G。
如图1所示，X射线检查装置10主要包括防护箱11、传送装置 12、遮敝帘16、以及具有触摸显示屏功能的监视器26。如图3所示， 在其内部包括X射线照射器(照射部)13、X射线线传感器(X射线 检测部)14、控制计算机(图像形成部、内部区域设定部、扩张区域 设定部、缩小区域设定部、屏蔽区域设定部、检查区域设定部、第一 异物检测部、第二异物检测部)20(参照图5)。
此外，在本实施方式中作为检查对象所使用的商品G，是在容器 中装入有食物等并被密封的罐头。
【防护箱11】
防护箱11在商品G的入口侧和出口侧的两个面上具有用于搬入搬 出商品的开口11a。在该防护箱11中收容有传送装置12、X射线照射 器13、X射线线传感器14、以及控制计算机20等。
此外，如图1所示，为了防止X射线泄漏到防护箱11的外部，利 用遮敝帘16将开口11a遮挡。该遮敝帘16具有由含铅成分的橡胶所 制成的帘部分，当商品被搬入搬出时，由商品将其推开。
此外，在防护箱11的正面上部除了配置有监视器26之外，还配 置有钥匙插孔和电源开关等。
【传送装置12】
传送装置12是在防护箱11内搬送商品的设备，其通过图5所示 控制块中所含有的传送电动机12f而被驱动。传送装置12的搬送速度 通过控制计算机20对传送电动机12f的变换器控制而被细微控制，使 得变为操作员输入的设定速度。
此外，如图3所示，传送装置12具有传送带12a和传送装置框架 12b，其按照能够从防护箱11上取下的方式而安装。这样，当对食品 等进行检查时，为了保持防护箱11内的清洁，而能够取下传送装置并 对其频繁地进行清洗。
传送带12a是环状带，从带的内侧由传送装置框架12b所支撑。 然后，获得传送电动机12f的驱动力开始旋转，从而按照规定方向搬送 载放于带上的物体。
传送装置框架12b从环状带的内侧支撑传送带12a，同时，如图3 所示，在与传送带12a的内侧面相对的位置处，具有沿着相对于搬送 方向成直角的方向而延长开口的开口部12c。开口部12c形成于传送装 置框架12b中的X射线照射器13与X射线线传感器14的连接线上。 换言之，开口部12c形成于传送装置框架12b的从X射线照射器13的 X射线照射区域内，使得透过商品G的X射线不被传送装置框架12b 所屏蔽。
【X射线照射器13】
如图3所示，X射线照射器13被配置在传送装置12的上方，其 经由形成于传送装置框架12b上的开口部12c，以扇形形状朝着配置在 传送装置12下方的X射线线传感器14照射X射线(参照图3的斜线 部分)。
【X射线线传感器14】
X射线线传感器14被配置在传送装置12(开口部12c)的下方， 检测出透过商品G和传送带12a的X射线。如图3以及图4所示，该 X射线线传感器14由沿着与传送装置12的搬送方向正交的方向水平 配置成一条直线的若干像素14a所构成。
此外，在图4中，分别表示X射线检查装置10内的X射线照射 状态，以及此时在构成线传感器14的各个像素14a中所检测出的X射 线量的图表。
【监视器26】
监视器26是全点阵(full dot)显示的液晶显示器。此外，监视器 26具有触摸屏功能，用于显示促使与初期设定、不良判断有关的参数 输入等的画面。
此外，监视器26显示实施后述的图像处理后的X射线图像。这样， 用户就可以直观地识别在商品G中有无异物以及异物的位置、大小等。
而且，使用监视器26的目的在于用来显示对因后述X射线照射量 不稳定而导致形成于X射线图像中的暗条部分进行修改前后的X射线 图像、以及因X射线照射器13的照射量不稳定而导致无法进行检查的 原因。
【控制计算机20】
控制计算机20在CPU21中运行包含在控制程序中的图像处理程 序、检查判定处理程序等。此外，控制计算机20将与次品对应的X射 线图像和检查结果、以及用来修改X射线图像的数据保存在CF(小型 闪存(Compact Flash)：注册商标)25等存储部中。
其具体的构造如图5所示，控制计算机20搭载有CPU21，同时， 搭载有该CPU21控制的作为主存储部的ROM22、RAM23以及CF25。
在CF25中存储有以下信息：将在后面详细阐述的成为异物混入检 查的检查对象的包含在X射线图像中的内部区域信息、通过膨胀或者 收缩处理对边界进行平滑处理(平滑化)的圆的半径、在内部区域中 检测出的异物的位置、在边缘部分检测出的异物的位置等信息。
在本实施方式中，通过CPU21读取存储在CF25等存储部中的各 种程序，而形成图6所示的图像形成部31a、内部区域设定部31b、扩 张区域设定部31c、缩小区域设定部31d、屏蔽区域设定部31e、检查 区域设定部31f、第一异物检测部31g、以及第二异物检测部31h等功 能块。
图像形成部31a是通过CPU21读取图像形成程序而形成的功能 块，其按照细微的时间间隔获得X射线线传感器14发出的X射线透 视图像信号，并根据这些X射线透视图像信号，在X射线线传感器14 的各行生成包括商品G以及其背景部分的X射线图像。
内部区域设定部31b是通过CPU21读取内部区域设定程序而形成 的功能块，其设定除在图像形成部31a中生成的X射线图像中所包含 的商品G的边缘部分之外的内部区域。
扩张区域设定部31c是通过CPU21读取扩张区域设定程序而形成 的功能块，其根据在内部区域设定部31b中设定的内部区域边界，通过 将规定半径的圆以外切于该内部区域边界的方式旋转，并以该圆的中 心轨迹作为边界来设定使内部区域扩张的扩张区域。
缩小区域设定部31d是通过CPU21读取缩小区域设定程序而形成 的功能块，其根据在扩张区域设定部31c中设定的扩张区域，使所述规 定半径的圆以内切于该扩张区域边界的方式旋转来设定使扩张区域缩 小的缩小区域。此外，在扩张区域设定部31c与缩小区域设定部31d 中，设定在各个区域的设定时所使用的圆的半径均为3mm。因此，缩 小区域成为使在内部区域设定部31b中设定的内部区域的边界部分变 得平滑的部分，其尺寸大致相同。
屏蔽区域设定部31e是通过CPU21读取屏蔽区域设定部程序而形 成的功能块，其将在X射线图像中所包含的缩小区域的外侧的区域设 定为屏蔽区域。
检查区域设定部31f是通过CPU21读取检查区域设定程序而形成 的功能块，其将在缩小区域设定部31d中设定的缩小区域设定为检查 区域。
第一异物检测部31g是通过CPU21读取异物检测程序而形成的功 能块，其检测出在检查区域设定部31f中设定的检查区域(容器的内侧 部分)中所包含的异物。此处，可以采用的检测方法有：通过将规定 的浓度作为阈值，使在X射线图像中所包含的像素双值化，将比规定 浓度暗的像素作为异物来进行检测的方法；或者是通过获取某个像素 与其周围像素的浓度平均值之差，挑出孤立的高浓度区域来进行异物 检测的方法等。
第二异物检测部31h是通过CPU21读取边缘部分异物检测程序而 形成的功能块，其按照接近在第一异物检测部31g中进行异物检测的 外侧，即接近相当于容器部分的方式来检测存在的异物。其中，关于 第二异物检测部31h的异物检测方法将在后面进行详细的说明。
此外，控制计算机20包括用于控制监视器26的数据显示的显示 控制电路、从监视器26的触摸屏获取键输入数据的键输入电路、用于 进行图未示出的打印机的数据打印控制等的I/O端口、以及作为外部接 线端子的USB24等。
此外，CPU21、ROM22、RAM23、CF25等通过地址总线和数据 总线等总线而相互连接。
而且，控制计算机20与传送电动机12f、旋转编码器12g、X射线 照射器13、X射线线传感器14、光电传感器15等连接。
在控制计算机20中，接收从安装在传送电动机12f中的旋转编码 器12g所检测出的传送装置12的搬送速度的信号。
此外，控制计算机20还接收从由夹持传送装置而配置的一对投光 器以及受光器构成的作为同步传感器的光电传感器15发出的信号，并 检测出作为被检查物的商品G到达X射线线传感器14位置的时间。
<通过控制计算机20进行的是否有异物混入的判定>
【生成X射线图像】
控制计算机20接收来自光电传感器15的信号，当商品G通过扇 形的X射线照射部(参照图3所示的斜线部分)时，其按照细微的时 间间隔获取X射线线传感器14发出的X射线透视图像信号。接着， 对于控制计算机20来说，作为图像形成部31a，根据这些X射线透视 图像信号，在X射线线传感器14的各行均生成包含商品G以及其背 景部分的X射线图像(参照图7(a))。即，隔开细微的时间间隔，从 X射线线传感器14的各个像素14a获取各个时刻的数据，并且根据这 些数据分别生成X射线图像。接着，按照时间先后顺序组合这些X射 线图像，于是就形成包括整个商品G以及其背景的二维图像。
【挑出内部检查区域】
在控制计算机20中，为了区分在罐头物品中所包含的异物与存在 于罐头边缘部分的异物进行检测，首先，对于图7(a)所示的X射线 图像，如图7(b)所示，绘制表示各个像素浓淡程度的直方图 (Histogram)。如图7(a)所示，在绘制该直方图所依据的X射线图 像中，主要包括罐头商品G的罐头边缘部分、异物部分、罐头中的物 品部分、背景部分。因此，如图8(b)所示，根据各像素中的浓度， 将图7(b)所示的直方图划分为罐头边缘部分或者异物部分、边缘的 内侧部分(物品部分)、背景部分。此处，在控制计算机20中，为了 形成用于设定作为检查对象的内部区域的双值图像，使用两个阈值来 挑出罐头中的物品部分。具体地说，利用下述的关系式(1)挑出特定 浓度范围的像素。
直方图的峰值位置的50％＜挑出范围＜最大亮度的80％…(1)
上述关系式(1)中的“直方图的峰值位置的50％”与相当于罐头 的边缘部分或者异物的较暗像素相对应，“最大亮度的80％”主要与背 景部分对应。因此，利用上述关系式挑出规定亮度范围的像素，这样 就能够获得图8(a)所示的挑出罐头中物品部分之后的双值像素。
【屏蔽区域的设定】
在本实施方式的X射线检查装置10中，在通过控制计算机20而 形成的二维图像中设定用来从检查区域中除去的屏蔽区域。
(膨胀、收缩处理)
首先，控制计算机20在根据与各个像素浓度相关的直方图而生成 的双值图像(参照图9(a))中，沿着其外侧的边缘部分实施膨胀、收 缩处理，从而获得图9(b)所示的边缘部分或者边缘的内部被平滑处 理后的图像。
通过对双值图像进行膨胀、收缩处理而能够得到这种平滑处理之 后的图像。
控制计算机20按照沿着图10(a)所示的双值图像的边缘的外侧 使半径为3mm的圆进行旋转的方式来进行膨胀处理。其结果，如图10 (b)所示，外切圆的中心轨迹是将图10(a)所示的边缘部分中所包 含的1～2mm左右的细微凹凸变得平滑的扩大区域的边界，控制计算 机20将其设定为扩大区域。
控制计算机20按照接近图10(b)所示的扩大区域的边界的内侧 使半径为3mm的圆进行旋转的方式来进行收缩处理。其结果，如图10 (c)所示，内切圆的中心轨迹与图10(a)所示的原有双值图像的尺 寸大致相等，成为外周部分的边缘中所包含的细微凹凸或者内部的空 洞部分变得平滑的缩小区域的边界，控制计算机20将其设定为缩小区 域。
然后，控制计算机20将通过收缩处理而得到的图10(c)所示的 缩小区域更外侧的区域设定为用于检测出在罐头中的食物中所包含的 异物的屏蔽区域。
此处，在通过对上述边界部分进行平滑处理而设定的屏蔽区域中， 并不会遮盖接近边界部分而存在的异物。
于是，不仅能够除去在与罐头边缘部分对应的部分出现的干扰所 导致的凹凸，同时，还能够设定不会遮盖存在于接近边缘部分的较大 异物的屏蔽区域。其结果，通过设定这种屏蔽区域，可以将比罐头边 缘更靠近内侧的部分以及接近边缘而存在的异物部分设定为检查区 域。
【设定检查区域】
控制计算机20在图11(a)所示的X射线图像中，覆盖通过上述 膨胀、收缩处理而设定的屏蔽区域，并设定比罐头边缘部分更靠近内 侧的检查区域(第一异物检测部31g进行的检查区域)。
【异物检测】
(检测出包含在罐头中的物品中的异物)
在控制计算机20中，作为第一异物检测部31g，检查比覆盖上述 屏蔽区域而设定的罐头边缘更靠内侧的检查区域中是否包含异物。
作为具体检测方法，如上所述，可以通过将规定的浓度作为阈值 而使在X射线图像中所包含的像素变为双值，将比规定浓度暗的像素 作为异物而检测出的双值处理的检测方法，或者是取某个像素与其周 围像素浓度的平均值之差，挑出孤立的浓度高的区域进行异物检测的 微分处理的检测方法等。
如图11(b)所示，这样就能够检测出罐头内部(罐头边缘的内侧 的部分)以及接近罐头边缘的较大的异物。
(检测出接近罐头的边缘部分而存在的异物)
在本实施方式中，控制计算机20将作为检查对象的区域划分为如 上所述的罐头内侧区域和下面将要说明的罐头边缘部分区域来进行异 物检测。其原因在于，当设定上述屏蔽区域时，接近罐头边缘部分而 存在的异物被屏蔽区域完全遮盖，于是存在异物的部分很可能从检查 区域中被除去。
换言之，如图12(a)所示，对于控制计算机20来说，作为第二 异物检测部31h，使一向量逆时针搜索检查区域边界内侧的像素，如果 存在表示前进方向的向量方向变为顺时针的像素，则将该像素判定为 异物。
此处，当图12(a)所示的边界部分中若是未包含相当于异物等的 凹凸，则当一向量沿检查区域的边界部分逆时针旋转，则其一直以逆 时针方向的状态返回原来的位置。由于此处应检测出的异物是接近罐 头边缘部分而存在的异物，因此，其紧贴或者接近罐头的边缘部分， 即图12(a)所示的边界部分而存在。当边缘部分中包含相当于异物等 的凹凸时，一向量在逆时针旋转直至返回初始位置的时间段内，会存 在表示其前进方向的向量方向的一部分变为顺时针的部分(像素)(参 照图12(a)的实线箭头)。
在本实施方式中，按照上述方式，根据当一向量沿着检查区域的 边界部分的内侧旋转时表示行进方向的向量方向的变化，检测出是否 有与旋转初始的旋转方向相反的顺时针方向的位置，以此来检测出接 近罐头边缘部分而存在的异物。
于是，如图12(b)所示，能够非常精确地检测出接近罐头边缘部 分而存在的异物。
(异物图像的合成)
在本实施方式的X射线检查装置10中，如上所述，划分罐头边缘 的内侧的区域以及罐头边缘部分的区域来分别进行异物检测。换言之， 分别通过第一异物检测部31g检测出罐头内侧区域中的异物，通过第 二异物检测部31h检测出存在于罐头边缘部分的异物。
因此，从一个商品G中检测出的异物图像如图13(a)～图13(c) 所示，对在图13(a)所示的罐头的边缘部分区域所检测出的异物图像 与在图13(b)所示的罐头边缘的内侧的区域所检测出的异物图进行接 合，将图13(c)所示的合成异物图像作为最终的判定图像。
【该X射线检查装置10的特征】
(1)本实施方式的X射线检查装置10是检查罐头商品G中是否 有异物混入的一种检查装置，如图6所示，其包括在控制计算机20内 作为功能块而形成的图像形成部31a、内部区域设定部31b、扩张区域 设定部31c、缩小区域设定部31d、屏蔽区域设定部31e、检查区域设 定部31f以及第一异物检测部31g。在控制计算机20中，对于由图像 形成部31a所生成的X射线图像，内部区域设定部31b设定罐头的边 缘部分的内侧的区域。扩张区域设定部31c通过使半径为3mm的圆以 外切于该内部区域边界的方式旋转，并以该外切圆的中心轨迹作为边 界设定扩张区域。缩小区域设定部31d通过使相同半径的圆以内切于 所述扩张区域边界的方式旋转，并以该内切圆的中心轨迹作为边界设 定缩小区域。接着，屏蔽区域设定部31e将缩小区域的边界的外侧设 定为屏蔽区域，在检查区域设定部31f中设定的屏蔽区域的内侧的检查 区域中，第一异物检测部31g检查是否有异物混入。
如上所述，按照与边界部分相切的方式而使圆旋转，并且以该圆 的中心轨迹作为边界来设定检查区域，这样，就能够自动设定除了罐 头边缘部分之外的屏蔽区域。于是，就能够将因干扰而产生的位于罐 头边缘内侧的边界上的凹凸等从检查对象中排除，从而能够非常精确 地进行异物检测。而且，通过对外周部分实施平滑处理而将在罐头边 缘部分存在的较大的异物从屏蔽区域中除去，从而能够在检测罐头边 缘的内侧的区域中的异物时而将其检测出来。
(2)在本实施方式的X射线检查装置10中，如图6所示，在控 制计算机20中还形成有第二异物检测部31h。在第二异物检测部31h 中，与内部区域分开，单独对相当于罐头边缘部分的区域进行异物检 查。具体地说，如图12(a)所示，使一向量沿检查区域边界部分的内 侧搜索像素，从按逆时针方向进行旋转直至返回原来位置的时间段内， 当出现表示行进方向的向量方向变为顺时针的位置时，判断该位置为 异物。
如上所述，划分罐头边缘的内侧的区域以及边缘部分来分别进行 检查。这样，即便为了进行内部区域检查而设定的屏蔽区域覆盖接近 边缘部分而存在的异物，而使其从检查区域中遗漏，其仍然能够非常 精确地检测出接近边缘部分而存在的异物。
(3)在本实施方式的X射线检查装置10中，当在第二异物检测 部31h中进行异物判断时，使一向量沿着检查区域的边界搜索所通过 的像素，并比较邻接的像素中表示行进方向的向量方向。当存在该向 量的方向变为相反方向的像素时，将该像素判定为异物。
这样，能够逐个像素地确认是否有接近罐头边缘部分而存在的异 物，并且高精度地检测出异物。
(4)在本实施方式的X射线检查装置10中，当设定罐头边缘部 分的内侧的区域时，如图7(a)～图8(b)所示，内部区域设定部31b 根据包含在X射线图像中的各个像素的浓度而生成直方图，并在该直 方图中设定规定的阈值来绘制双值图像，从而进行内部区域的设定。
这样，为了排除最亮的背景部分而除去比规定亮度的阈值亮的像 素，为了将亮度变得最暗的装入容器内的物品的边缘部分，即相当于 容器的部分也从内部区域中排除，而除去其它比规定阈值暗的像素， 从而能够正确设定具有一定浓度的内部区域。
【其它实施方式】
以上对本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明并非局限 于上述实施方式，其可以在发明的主旨范围内进行各种各样的修改。
(A)在上述实施方式中，举出下面的例子进行了说明，即，当检 测出接近罐头边缘部分而存在的异物时，第二异物检测部31h使一向 量一边搜索检查区域边界靠近内侧的像素一边进行旋转，根据是否有 表示旋转时的行进方向的向量方向发生变化的部分来进行判定。但是， 本发明并非局限于此。
例如，如图14所示，在检查区域的边界靠近内侧的像素中，当邻 接的像素中表示外切圆的中心的移动方向的向量发生45度以上变化的 部分连续出现两次以上时，可以将该像素判定为异物。
这样，就可以避免将存在于边缘部分的细微凹凸误认为异物，从 而能够更加精确地进行异物检测。
(B)在上述实施方式中，举出下面的例子进行了说明。当检测出 接近罐头边缘部分而存在异物时，第二异物检测部31h使一向量一边 搜索检查区域边界靠近内侧的像素一边进行旋转，当存在表示旋转时 行进方向的向量发生变化的像素时，判定该像素为异物。但是，本发 明并非局限于此。
例如，当在邻接的像素之间存在上述向量的方向发生变化的像素 时，也可以将包含该像素的周边区域(例如3×3的像素群)判定为异 物。这样，就可以图像上清晰地显示异物的存在。
(C)在上述实施方式中，以进行膨胀、缩小处理时使旋转的圆的 半径为3mm为例进行了说明。但是，本发明并非局限于此。
例如，也可以根据商品G中混入的异物的大小或者商品G的大小 等，使2mm以下或者4mm以上的圆旋转。
此外，对于按照上述方式旋转的圆的半径，优选用户通过更改设 置适当进行更改。
(D)在上述实施方式中，以对装入截面为圆形的罐头中的商品G 进行异物检查为例进行了说明。但是，本发明并非局限于此。
罐头或者容器的截面形状并非局限于圆形，例如，其也可以是具 有四边形或者三角形的截面形状的罐头、容器。在这种情况下，当利 用第二异物检测部31h进行异物检测时，通过使一向量直进与左转来 判定是否能返回原来的位置，当出现变为右转的位置时，也可以判定 该位置为异物。
(E)在上述实施方式中，以将商品作为检查对象，判定其是否混 入异物的X射线检查装置为例进行了说明。但是，本发明并非局限于 此。
例如，也可以是将未装有物品的商品作为检查对象的X射线检查 装置。在这种情况下，也能够正确地判定存在于物品的外边缘部分的 异物。
【工业上的可利用性】
由于本发明的X射线检查装置能够准确地检测出存在于容器边缘 等位置的异物，因此，可以广泛地应用于各种检查装置中，尤其是检 查装入罐头等容器中的商品是否有异物混入的装置。