專利名稱：X射線檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過對搬送過程中的商品照射X射線并檢測出其透過的X射線來檢查物品的X射線檢查裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，為了防止在食品等商品生產(chǎn)線上因異物混入商品以及商品破損情況的發(fā)生而導(dǎo)致次品出廠，使用X射線檢查裝置對商品進行次品檢查。在該X射線檢查裝置中，對通過傳送裝置連續(xù)搬送來的被檢查物照射X射線，利用X射線受光部檢測出該X射線的透過狀態(tài)，以此來判斷在被檢查物中是否混入有異物。
在這種X射線檢查裝置中，為了準確地檢測出混入商品中的異物，有時需要設(shè)定屏蔽區(qū)域來進行異物檢測。例如，在對裝入罐頭等容器中的物品進行有無異物混入的檢測時，由于在X射線圖像中相當于罐頭邊緣部分的區(qū)域的圖像黑度與表示異物的圖像黑度相同，因此，很難準確地檢測出存在于罐頭邊緣附近的異物圖像。
在專利文獻1中揭示有一種X射線檢查裝置，為了準確地檢測出存在于上述罐頭的邊緣部分的異物，這種X射線檢查裝置通過手動來設(shè)定屏蔽區(qū)域，以使線傳感器排列方向的排除像素比與其正交方向的排除像素多。此外，在專利文獻2中揭示有一種X射線檢查裝置，其根據(jù)容器和邊緣來設(shè)定屏蔽，并使用各異的閾值進行檢查。
專利文獻1日本特開2001-281173號公報(2001年10月10日公開)專利文獻2日本特開昭63-236989號公報(1988年10月3日公開)但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)的X射線檢查裝置中，存在以下幾個問題。
即，就在上述公報中公開的X射線檢查裝置而言，在所有的裝置中都需要手動來設(shè)定屏蔽區(qū)域，因此非常麻煩。而且，如果屏蔽區(qū)域被設(shè)定在偏離的位置，那么，就會產(chǎn)生在根據(jù)檢測出的X射線量所生成的X射線圖像中，將濃度變濃的罐頭的邊緣部分等誤認為是異物等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠自動設(shè)定正確的屏蔽區(qū)域，并且能夠準確地檢測出存在于罐頭等容器邊緣部分的異物的X射線檢查裝置。
本發(fā)明第一方面所涉及的X射線檢查裝置是一種對搬送來的商品照射X射線，并且檢測出其透過量，從而檢查容器內(nèi)是否包含有異物的X射線檢查裝置，其包括照射部、X射線檢測部、圖像形成部、內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部、擴張區(qū)域設(shè)定部、縮小區(qū)域設(shè)定部、屏蔽區(qū)域設(shè)定部、檢查區(qū)域設(shè)定部、以及第一異物檢測部。照射部對商品照射X射線。X射線檢測部檢測出從照射部照射在商品的X射線的透過量。圖像形成部根據(jù)在X射線檢測部中逐行得到的透過量而生成X射線圖像。內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部在與圖像形成部中生成的X射線圖像中所包含的相當于商品區(qū)域中，設(shè)定容器邊緣的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。擴張區(qū)域設(shè)定部按照將規(guī)定半徑的圓以外切于所述內(nèi)部區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，并以該圓的中心軌跡作為邊界來設(shè)定擴張區(qū)域?？s小區(qū)域設(shè)定部使所述規(guī)定半徑的圓以內(nèi)切于所述擴張區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，并以該圓的中心軌跡作為邊界來設(shè)定縮小區(qū)域。屏蔽區(qū)域設(shè)定部將在縮小區(qū)域設(shè)定部中所設(shè)定的縮小區(qū)域的邊界的外側(cè)的區(qū)域設(shè)定為屏蔽區(qū)域。檢查區(qū)域設(shè)定部將在屏蔽區(qū)域設(shè)定部中所設(shè)定的屏蔽區(qū)域的內(nèi)側(cè)的區(qū)域設(shè)定為檢查區(qū)域。第一異物檢測部檢測出在檢查區(qū)域設(shè)定部中所設(shè)定的檢查區(qū)域內(nèi)所包含的異物。
在此，在與X射線圖像中所包含的商品相當?shù)膮^(qū)域中，在容器邊緣的內(nèi)側(cè)的區(qū)域中，擴張區(qū)域設(shè)定部通過將規(guī)定半徑的圓以外切于內(nèi)部區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，從而來設(shè)定擴張區(qū)域，縮小區(qū)域設(shè)定部通過使所述規(guī)定半徑的圓以內(nèi)切于所述擴張區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，從而來設(shè)定縮小區(qū)域。屏蔽區(qū)域設(shè)定部將縮小區(qū)域的邊界的外側(cè)設(shè)定為屏蔽區(qū)域，對于檢查區(qū)域設(shè)定部中所設(shè)定的屏蔽區(qū)域的內(nèi)側(cè)的檢查區(qū)域，第一異物檢測部檢查其是否有異物混入。
此處，商品例如包括罐頭制品或者盒裝商品等。在相當于商品的區(qū)域中，容器的更內(nèi)側(cè)區(qū)域是指除去相當于容器的部分而相當于容器內(nèi)的物品的區(qū)域。
如上所述，在X射線圖像中，通過將規(guī)定半徑的圓以外切于相當于容器內(nèi)的物品的內(nèi)部區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)而得到擴張區(qū)域，并將相同半徑的圓內(nèi)切于該擴張區(qū)域旋轉(zhuǎn)而得到縮小區(qū)域，所以可以將與相當于包含在原來X射線圖像中的物品的區(qū)域大體一致的區(qū)域設(shè)定為縮小區(qū)域，并且能夠使相當于該物品的區(qū)域的外周變得平滑(平滑化)。
例如，如果上述規(guī)定半徑的圓的半徑為3mm，那么，對于受到干擾等影響而在X射線圖像中物品的邊緣部分出現(xiàn)的直徑為1～2mm的凹凸，在通過擴張區(qū)域設(shè)定部以及縮小區(qū)域設(shè)定部所設(shè)定的邊界而被除去。
通過上述方法，可自動設(shè)定屏蔽區(qū)域。該屏蔽區(qū)域且不會遮蓋存在于商品的外周部分(相當于容器的部分)附近的比干擾還大的異物的區(qū)域，并已去除因干擾而產(chǎn)生的外周部分的凹凸部分，從而能夠正確地進行異物檢測。其結(jié)果，與通過手動來設(shè)定用于將容器的邊緣部分從檢查區(qū)域中除去的屏蔽區(qū)域的情況相比，不僅能夠有效地進行檢查操作，同時還能夠非常精確地進行異物檢測。
本發(fā)明第二方面所涉及的X射線檢查裝置是本發(fā)明第一方面所涉及的X射線檢查裝置，其中，還包括第二異物檢測部，沿著所述檢查區(qū)域的邊界按規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)一向量，若檢測出表示行進方向的向量變成與規(guī)定方向相反的部分，則判定該部分為異物。
此處，用于檢測存在于商品的邊緣部分即存在于相當于容器部分的附近的異物時所采用的的方法，與用于檢測存在于內(nèi)部區(qū)域的異物時所采用的的方法不同。
具體方法是，對于通過屏蔽區(qū)域設(shè)定部所設(shè)定的屏蔽區(qū)域的內(nèi)側(cè)區(qū)域(檢查區(qū)域)，使用第一異物檢測部對其進行異物檢測，對于屏蔽區(qū)域邊界部分附近的區(qū)域，使用第二異物檢測部對其進行異物檢測。在第二異物檢測部中，沿著檢查區(qū)域的邊界按規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)一向量，對于所搜索的向量方向變成與規(guī)定方向相反的部分，判定其為異物。例如，當一向量沿相當于X射線圖像中所包含的物品區(qū)域的邊界內(nèi)側(cè)按逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，若邊界部分沒有凹凸等，則會繼續(xù)保持逆時針方向旋轉(zhuǎn)直至返回起始位置。但是，若邊界部分存在異物，則在邊界部分會出現(xiàn)凹凸，因此，當通過該部分時，就會存在向量按順時針旋轉(zhuǎn)的部分。
因此，當搜索檢查區(qū)域的邊界部分時，檢測出是否存在表示行進方向的向量向右旋轉(zhuǎn)的部分，通過這種方式而能夠正確檢測出存在于邊緣部分的異物。
本發(fā)明第三方面所涉及的X射線檢查裝置是本發(fā)明第二方面所涉及的X射線檢查裝置，其中，第二異物檢測部在存在于檢查區(qū)域邊界的像素中，比較鄰接的像素中表示行進方向的向量的方向，當該方向變?yōu)橄喾吹姆较驎r，判定該像素或者包括該像素的周邊區(qū)域為異物。
此處，當一向量沿著檢查區(qū)域邊界部分的內(nèi)側(cè)的像素旋轉(zhuǎn)時，在所通過的像素中對比較鄰接的各個像素中表示行進方向的向量方向。對于在鄰接的像素間存在向量方向變成相反方向的部分，判定該部分(或者包括該部分的周邊區(qū)域)存在異物。
通常情況下，當沿著包含在X射線圖像中的相當于商品區(qū)域的邊界部分，即當一向量沿著相當于容器邊界部分的內(nèi)側(cè)的像素逆時針旋轉(zhuǎn)時，若邊界部分沒有凹凸等，則會繼續(xù)保持逆時針方向旋轉(zhuǎn)直至返回起始位置。但是，當邊界部分存在異物時，在邊界部分會出現(xiàn)凹凸，因此，若通過該部分則會出現(xiàn)順時針旋轉(zhuǎn)的部分。
因此，當一向量沿著檢查區(qū)域邊界部分的內(nèi)側(cè)進行旋轉(zhuǎn)時，檢測出是否存在表示行進方向的向量的方向變成相反方向的像素，通過這種方式就能夠正確地檢測出存在于邊緣部分的異物。
本發(fā)明第四方面所涉及的X射線檢查裝置是本發(fā)明第二方面所涉及的X射線檢查裝置，其中，在存在于檢查區(qū)域邊界的像素中，比較鄰接的像素中表示行進方向的向量的方向，當存在該方向發(fā)生45度以上變化的兩個以上的像素時，第二異物檢測部判定該像素或者包括該像素的周邊區(qū)域存在異物。
此處，為了檢測出存在于物品邊界部分的異物，當一向量在檢查區(qū)域邊界的內(nèi)側(cè)沿著規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)，對鄰接的像素中表示通過各個像素時的行進方向的向量進行比較。當在鄰接的像素之間存在向量的方向發(fā)生45度以上變化的部分時，第二異物檢測部判定該部分(或者包括該部分的周邊區(qū)域)存在異物。
通常情況下，當一向量沿著包含在X射線圖像中的相當于商品區(qū)域的邊界部分，即沿著相當于容器邊界的內(nèi)側(cè)逆時針旋轉(zhuǎn)時，若邊界部分沒有凹凸等，則會繼續(xù)保持逆時針方向旋轉(zhuǎn)直至返回起始位置。但是，當邊界部分存在異物時，在邊界部分就會出現(xiàn)凹凸，因此，若通過該部分，則會出現(xiàn)向量的方向順時針旋轉(zhuǎn)45度以上的部分。此處，使向量的方向發(fā)生45度以上變化的地方有兩個以上的原因在于，避免當圓通過非異物的凹凸部分等時而將其誤認為異物。
因此，在檢查區(qū)域邊界的內(nèi)側(cè)的像素中，在鄰接的像素中檢測出是否有向量的方向發(fā)生45度以上變化的部分，通過這種方式而能夠更準確地檢測出存在于邊緣部分的異物。
本發(fā)明第五方面所涉及的X射線檢查裝置是本發(fā)明第一方面至第四方面中的任何一個方面所涉及的X射線檢查裝置，其中，內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部根據(jù)包含在X射線圖像中的有關(guān)各個像素濃度的直方圖來設(shè)定內(nèi)部區(qū)域。
此處，在進行內(nèi)部區(qū)域的設(shè)定時，利用相當于包含在X射線圖像中物品的部分的濃度在一定程度上變濃的這一點，生成有關(guān)構(gòu)成X射線圖像的各個像素的濃度的直方圖，并設(shè)定作為檢查區(qū)域目標的內(nèi)部區(qū)域。
例如，為了排除最亮的背景部分而除去比規(guī)定亮度的閾值亮的像素。為了將亮度變得最暗的容器中物品的邊緣，即相當于容器的部分也從內(nèi)部區(qū)域中排除，而除去比規(guī)定的其它閾值暗的像素。
這樣，就能夠正確地設(shè)定具有一定濃度的內(nèi)部區(qū)域。
使用本發(fā)明的X射線檢查裝置，能夠自動設(shè)定屏蔽區(qū)域，該屏蔽區(qū)域不遮蓋存在于商品外周部分(相當于容器部分)附近的異物，從而能夠準確地檢測出異物。


圖1是本發(fā)明的一實施方式所涉及的X射線檢查裝置的外觀立體圖。
圖2是圖1的X射線檢查裝置的前后構(gòu)造的示意圖。
圖3是圖1的X射線檢查裝置的防護箱內(nèi)部的簡易構(gòu)造圖。
圖4是使用圖1的X射線檢查裝置進行異物混入檢查的原理模式圖。
圖5是圖1的X射線檢查裝置具有的控制計算機構(gòu)造的控制框圖。
圖6是圖5的控制計算機中所形成的功能框圖。
圖7(a)是在圖1的控制計算機中生成的X射線圖像的示意圖，(b)是根據(jù)該X射線圖像繪制的直方圖。
圖8(a)是通過規(guī)定的閾值將圖7(a)所示的X射線圖像變?yōu)殡p值而得到的圖像，(b)是圖7(b)所示的直方圖相當于X射線圖像的哪一部分的示意圖。
圖9(a)、(b)表示對圖8(a)所示的雙值圖像進行收縮處理前后的圖像。
圖10(a)～(c)是對圖8(a)所示的雙值圖像進行膨脹、收縮處理的說明示意圖。
圖11(a)、(b)是表示在檢查區(qū)域中進行異物檢測的過程示意圖。
圖12(a)、(b)是在邊緣部分中進行異物檢測的過程示意圖。
圖13(a)～(c)是綜合圖11以及圖12所示的異物圖像并結(jié)束異物檢測的狀態(tài)示意圖。
圖14是使用本發(fā)明的其它實施方式所涉及的X射線檢查裝置來檢查罐頭邊緣部分是否存在異物的判斷方法的說明圖。
符號說明10X射線檢查裝置11防護箱11a 開口12傳送裝置12a 傳送帶12b 傳送裝置框架12c 開口部
12f 傳送電動機12g 旋轉(zhuǎn)編碼器13 X射線照射器(照射部)14 X射線線傳感器(X射線檢測部)14a 像素15 光電傳感器16 遮敝簾20 控制計算機21 CPU22 ROM23 RAM24 USB(外部連接端口)25 CF(標準閃存注冊商標)26 監(jiān)視器31a 圖像形成部31b 內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部31c 擴張區(qū)域設(shè)定部31d 縮小區(qū)域設(shè)定部31e 屏蔽區(qū)域設(shè)定部31f 檢查區(qū)域設(shè)定部31g 第一異物檢測部31h 第二異物檢測部G商品(由容器以及裝入容器中的物品所組成)具體實施方式
下面，利用圖1～圖13(c)對本發(fā)明的一個實施方式所涉及的X射線檢查裝置進行說明。
X射線檢查裝置10的整體構(gòu)造如圖1所示，本實施方式的X射線檢查裝置10是在食品等商品生產(chǎn)線上進行質(zhì)量檢查的一種裝置。X射線檢查裝置10對連續(xù)傳送來的商品照射X射線，并根據(jù)通過檢測出透過商品的X射線量而生成的X射線圖像來檢查在商品中是否混入有異物。
如圖2所示，通過前段傳送裝置60將X射線檢查裝置10所要檢查的商品(由容器以及裝入容器中的物品所組成)G傳送至X射線檢查裝置中。在X射線檢查裝置10中判斷商品G中是否混入有異物。該X射線檢查裝置10的判斷結(jié)果被發(fā)送至配置在X射線檢查裝置10下游一測的振動機構(gòu)70中。當在X射線檢查裝置10中判斷商品G是沒有異物混入的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品時，振動機構(gòu)70將商品G原封不動地發(fā)送至正規(guī)的生產(chǎn)線傳送裝置80。另一方面，當在X射線檢查裝置10中判斷商品G是有異物混入的次品時，以下游側(cè)的端部為旋轉(zhuǎn)軸的手臂70a就會旋轉(zhuǎn)，從而擋住搬送通道。這樣，可以通過配置在搬送通道之外的次品回收箱90來回收被判斷為次品的商品G。
如圖1所示，X射線檢查裝置10主要包括防護箱11、傳送裝置12、遮敝簾16、以及具有觸摸顯示屏功能的監(jiān)視器26。如圖3所示，在其內(nèi)部包括X射線照射器(照射部)13、X射線線傳感器(X射線檢測部)14、控制計算機(圖像形成部、內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部、擴張區(qū)域設(shè)定部、縮小區(qū)域設(shè)定部、屏蔽區(qū)域設(shè)定部、檢查區(qū)域設(shè)定部、第一異物檢測部、第二異物檢測部)20(參照圖5)。
此外，在本實施方式中作為檢查對象所使用的商品G，是在容器中裝入有食物等并被密封的罐頭。
防護箱11防護箱11在商品G的入口側(cè)和出口側(cè)的兩個面上具有用于搬入搬出商品的開口11a。在該防護箱11中收容有傳送裝置12、X射線照射器13、X射線線傳感器14、以及控制計算機20等。
此外，如圖1所示，為了防止X射線泄漏到防護箱11的外部，利用遮敝簾16將開口11a遮擋。該遮敝簾16具有由含鉛成分的橡膠所制成的簾部分，當商品被搬入搬出時，由商品將其推開。
此外，在防護箱11的正面上部除了配置有監(jiān)視器26之外，還配置有鑰匙插孔和電源開關(guān)等。
傳送裝置12傳送裝置12是在防護箱11內(nèi)搬送商品的設(shè)備，其通過圖5所示控制塊中所含有的傳送電動機12f而被驅(qū)動。傳送裝置12的搬送速度通過控制計算機20對傳送電動機12f的變換器控制而被細微控制，使得變?yōu)椴僮鲉T輸入的設(shè)定速度。
此外，如圖3所示，傳送裝置12具有傳送帶12a和傳送裝置框架12b，其按照能夠從防護箱11上取下的方式而安裝。這樣，當對食品等進行檢查時，為了保持防護箱11內(nèi)的清潔，而能夠取下傳送裝置并對其頻繁地進行清洗。
傳送帶12a是環(huán)狀帶，從帶的內(nèi)側(cè)由傳送裝置框架12b所支撐。然后，獲得傳送電動機12f的驅(qū)動力開始旋轉(zhuǎn)，從而按照規(guī)定方向搬送載放于帶上的物體。
傳送裝置框架12b從環(huán)狀帶的內(nèi)側(cè)支撐傳送帶12a，同時，如圖3所示，在與傳送帶12a的內(nèi)側(cè)面相對的位置處，具有沿著相對于搬送方向成直角的方向而延長開口的開口部12c。開口部12c形成于傳送裝置框架12b中的X射線照射器13與X射線線傳感器14的連接線上。換言之，開口部12c形成于傳送裝置框架12b的從X射線照射器13的X射線照射區(qū)域內(nèi)，使得透過商品G的X射線不被傳送裝置框架12b所屏蔽。
X射線照射器13如圖3所示，X射線照射器13被配置在傳送裝置12的上方，其經(jīng)由形成于傳送裝置框架12b上的開口部12c，以扇形形狀朝著配置在傳送裝置12下方的X射線線傳感器14照射X射線(參照圖3的斜線部分)。
X射線線傳感器14X射線線傳感器14被配置在傳送裝置12(開口部12c)的下方，檢測出透過商品G和傳送帶12a的X射線。如圖3以及圖4所示，該X射線線傳感器14由沿著與傳送裝置12的搬送方向正交的方向水平配置成一條直線的若干像素14a所構(gòu)成。
此外，在圖4中，分別表示X射線檢查裝置10內(nèi)的X射線照射狀態(tài)，以及此時在構(gòu)成線傳感器14的各個像素14a中所檢測出的X射線量的圖表。
監(jiān)視器26監(jiān)視器26是全點陣(full dot)顯示的液晶顯示器。此外，監(jiān)視器26具有觸摸屏功能，用于顯示促使與初期設(shè)定、不良判斷有關(guān)的參數(shù)輸入等的畫面。
此外，監(jiān)視器26顯示實施后述的圖像處理后的X射線圖像。這樣，用戶就可以直觀地識別在商品G中有無異物以及異物的位置、大小等。
而且，使用監(jiān)視器26的目的在于用來顯示對因后述X射線照射量不穩(wěn)定而導(dǎo)致形成于X射線圖像中的暗條部分進行修改前后的X射線圖像、以及因X射線照射器13的照射量不穩(wěn)定而導(dǎo)致無法進行檢查的原因。
控制計算機20控制計算機20在CPU21中運行包含在控制程序中的圖像處理程序、檢查判定處理程序等。此外，控制計算機20將與次品對應(yīng)的X射線圖像和檢查結(jié)果、以及用來修改X射線圖像的數(shù)據(jù)保存在CF(小型閃存(Compact Flash)注冊商標)25等存儲部中。
其具體的構(gòu)造如圖5所示，控制計算機20搭載有CPU21，同時，搭載有該CPU21控制的作為主存儲部的ROM22、RAM23以及CF25。
在CF25中存儲有以下信息將在后面詳細闡述的成為異物混入檢查的檢查對象的包含在X射線圖像中的內(nèi)部區(qū)域信息、通過膨脹或者收縮處理對邊界進行平滑處理(平滑化)的圓的半徑、在內(nèi)部區(qū)域中檢測出的異物的位置、在邊緣部分檢測出的異物的位置等信息。
在本實施方式中，通過CPU21讀取存儲在CF25等存儲部中的各種程序，而形成圖6所示的圖像形成部31a、內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部31b、擴張區(qū)域設(shè)定部31c、縮小區(qū)域設(shè)定部31d、屏蔽區(qū)域設(shè)定部31e、檢查區(qū)域設(shè)定部31f、第一異物檢測部31g、以及第二異物檢測部31h等功能塊。
圖像形成部31a是通過CPU21讀取圖像形成程序而形成的功能塊，其按照細微的時間間隔獲得X射線線傳感器14發(fā)出的X射線透視圖像信號，并根據(jù)這些X射線透視圖像信號，在X射線線傳感器14的各行生成包括商品G以及其背景部分的X射線圖像。
內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部31b是通過CPU21讀取內(nèi)部區(qū)域設(shè)定程序而形成的功能塊，其設(shè)定除在圖像形成部31a中生成的X射線圖像中所包含的商品G的邊緣部分之外的內(nèi)部區(qū)域。
擴張區(qū)域設(shè)定部31c是通過CPU21讀取擴張區(qū)域設(shè)定程序而形成的功能塊，其根據(jù)在內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部31b中設(shè)定的內(nèi)部區(qū)域邊界，通過將規(guī)定半徑的圓以外切于該內(nèi)部區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，并以該圓的中心軌跡作為邊界來設(shè)定使內(nèi)部區(qū)域擴張的擴張區(qū)域。
縮小區(qū)域設(shè)定部31d是通過CPU21讀取縮小區(qū)域設(shè)定程序而形成的功能塊，其根據(jù)在擴張區(qū)域設(shè)定部31c中設(shè)定的擴張區(qū)域，使所述規(guī)定半徑的圓以內(nèi)切于該擴張區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)來設(shè)定使擴張區(qū)域縮小的縮小區(qū)域。此外，在擴張區(qū)域設(shè)定部31c與縮小區(qū)域設(shè)定部31d中，設(shè)定在各個區(qū)域的設(shè)定時所使用的圓的半徑均為3mm。因此，縮小區(qū)域成為使在內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部31b中設(shè)定的內(nèi)部區(qū)域的邊界部分變得平滑的部分，其尺寸大致相同。
屏蔽區(qū)域設(shè)定部31e是通過CPU21讀取屏蔽區(qū)域設(shè)定部程序而形成的功能塊，其將在X射線圖像中所包含的縮小區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域設(shè)定為屏蔽區(qū)域。
檢查區(qū)域設(shè)定部31f是通過CPU21讀取檢查區(qū)域設(shè)定程序而形成的功能塊，其將在縮小區(qū)域設(shè)定部31d中設(shè)定的縮小區(qū)域設(shè)定為檢查區(qū)域。
第一異物檢測部31g是通過CPU21讀取異物檢測程序而形成的功能塊，其檢測出在檢查區(qū)域設(shè)定部31f中設(shè)定的檢查區(qū)域(容器的內(nèi)側(cè)部分)中所包含的異物。此處，可以采用的檢測方法有通過將規(guī)定的濃度作為閾值，使在X射線圖像中所包含的像素雙值化，將比規(guī)定濃度暗的像素作為異物來進行檢測的方法；或者是通過獲取某個像素與其周圍像素的濃度平均值之差，挑出孤立的高濃度區(qū)域來進行異物檢測的方法等。
第二異物檢測部31h是通過CPU21讀取邊緣部分異物檢測程序而形成的功能塊，其按照接近在第一異物檢測部31g中進行異物檢測的外側(cè)，即接近相當于容器部分的方式來檢測存在的異物。其中，關(guān)于第二異物檢測部31h的異物檢測方法將在后面進行詳細的說明。
此外，控制計算機20包括用于控制監(jiān)視器26的數(shù)據(jù)顯示的顯示控制電路、從監(jiān)視器26的觸摸屏獲取鍵輸入數(shù)據(jù)的鍵輸入電路、用于進行圖未示出的打印機的數(shù)據(jù)打印控制等的I/O端口、以及作為外部接線端子的USB24等。
此外，CPU21、ROM22、RAM23、CF25等通過地址總線和數(shù)據(jù)總線等總線而相互連接。
而且，控制計算機20與傳送電動機12f、旋轉(zhuǎn)編碼器12g、X射線照射器13、X射線線傳感器14、光電傳感器15等連接。
在控制計算機20中，接收從安裝在傳送電動機12f中的旋轉(zhuǎn)編碼器12g所檢測出的傳送裝置12的搬送速度的信號。
此外，控制計算機20還接收從由夾持傳送裝置而配置的一對投光器以及受光器構(gòu)成的作為同步傳感器的光電傳感器15發(fā)出的信號，并檢測出作為被檢查物的商品G到達X射線線傳感器14位置的時間。
<通過控制計算機20進行的是否有異物混入的判定>
生成X射線圖像控制計算機20接收來自光電傳感器15的信號，當商品G通過扇形的X射線照射部(參照圖3所示的斜線部分)時，其按照細微的時間間隔獲取X射線線傳感器14發(fā)出的X射線透視圖像信號。接著，對于控制計算機20來說，作為圖像形成部31a，根據(jù)這些X射線透視圖像信號，在X射線線傳感器14的各行均生成包含商品G以及其背景部分的X射線圖像(參照圖7(a))。即，隔開細微的時間間隔，從X射線線傳感器14的各個像素14a獲取各個時刻的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)分別生成X射線圖像。接著，按照時間先后順序組合這些X射線圖像，于是就形成包括整個商品G以及其背景的二維圖像。
挑出內(nèi)部檢查區(qū)域在控制計算機20中，為了區(qū)分在罐頭物品中所包含的異物與存在于罐頭邊緣部分的異物進行檢測，首先，對于圖7(a)所示的X射線圖像，如圖7(b)所示，繪制表示各個像素濃淡程度的直方圖(Histogram)。如圖7(a)所示，在繪制該直方圖所依據(jù)的X射線圖像中，主要包括罐頭商品G的罐頭邊緣部分、異物部分、罐頭中的物品部分、背景部分。因此，如圖8(b)所示，根據(jù)各像素中的濃度，將圖7(b)所示的直方圖劃分為罐頭邊緣部分或者異物部分、邊緣的內(nèi)側(cè)部分(物品部分)、背景部分。此處，在控制計算機20中，為了形成用于設(shè)定作為檢查對象的內(nèi)部區(qū)域的雙值圖像，使用兩個閾值來挑出罐頭中的物品部分。具體地說，利用下述的關(guān)系式(1)挑出特定濃度范圍的像素。
直方圖的峰值位置的50％＜挑出范圍＜最大亮度的80％…(1)上述關(guān)系式(1)中的“直方圖的峰值位置的50％”與相當于罐頭的邊緣部分或者異物的較暗像素相對應(yīng)，“最大亮度的80％”主要與背景部分對應(yīng)。因此，利用上述關(guān)系式挑出規(guī)定亮度范圍的像素，這樣就能夠獲得圖8(a)所示的挑出罐頭中物品部分之后的雙值像素。
屏蔽區(qū)域的設(shè)定在本實施方式的X射線檢查裝置10中，在通過控制計算機20而形成的二維圖像中設(shè)定用來從檢查區(qū)域中除去的屏蔽區(qū)域。
(膨脹、收縮處理)首先，控制計算機20在根據(jù)與各個像素濃度相關(guān)的直方圖而生成的雙值圖像(參照圖9(a))中，沿著其外側(cè)的邊緣部分實施膨脹、收縮處理，從而獲得圖9(b)所示的邊緣部分或者邊緣的內(nèi)部被平滑處理后的圖像。
通過對雙值圖像進行膨脹、收縮處理而能夠得到這種平滑處理之后的圖像。
控制計算機20按照沿著圖10(a)所示的雙值圖像的邊緣的外側(cè)使半徑為3mm的圓進行旋轉(zhuǎn)的方式來進行膨脹處理。其結(jié)果，如圖10(b)所示，外切圓的中心軌跡是將圖10(a)所示的邊緣部分中所包含的1～2mm左右的細微凹凸變得平滑的擴大區(qū)域的邊界，控制計算機20將其設(shè)定為擴大區(qū)域。
控制計算機20按照接近圖10(b)所示的擴大區(qū)域的邊界的內(nèi)側(cè)使半徑為3mm的圓進行旋轉(zhuǎn)的方式來進行收縮處理。其結(jié)果，如圖10(c)所示，內(nèi)切圓的中心軌跡與圖10(a)所示的原有雙值圖像的尺寸大致相等，成為外周部分的邊緣中所包含的細微凹凸或者內(nèi)部的空洞部分變得平滑的縮小區(qū)域的邊界，控制計算機20將其設(shè)定為縮小區(qū)域。
然后，控制計算機20將通過收縮處理而得到的圖10(c)所示的縮小區(qū)域更外側(cè)的區(qū)域設(shè)定為用于檢測出在罐頭中的食物中所包含的異物的屏蔽區(qū)域。
此處，在通過對上述邊界部分進行平滑處理而設(shè)定的屏蔽區(qū)域中，并不會遮蓋接近邊界部分而存在的異物。
于是，不僅能夠除去在與罐頭邊緣部分對應(yīng)的部分出現(xiàn)的干擾所導(dǎo)致的凹凸，同時，還能夠設(shè)定不會遮蓋存在于接近邊緣部分的較大異物的屏蔽區(qū)域。其結(jié)果，通過設(shè)定這種屏蔽區(qū)域，可以將比罐頭邊緣更靠近內(nèi)側(cè)的部分以及接近邊緣而存在的異物部分設(shè)定為檢查區(qū)域。
設(shè)定檢查區(qū)域控制計算機20在圖11(a)所示的X射線圖像中，覆蓋通過上述膨脹、收縮處理而設(shè)定的屏蔽區(qū)域，并設(shè)定比罐頭邊緣部分更靠近內(nèi)側(cè)的檢查區(qū)域(第一異物檢測部31g進行的檢查區(qū)域)。
異物檢測(檢測出包含在罐頭中的物品中的異物)在控制計算機20中，作為第一異物檢測部31g，檢查比覆蓋上述屏蔽區(qū)域而設(shè)定的罐頭邊緣更靠內(nèi)側(cè)的檢查區(qū)域中是否包含異物。
作為具體檢測方法，如上所述，可以通過將規(guī)定的濃度作為閾值而使在X射線圖像中所包含的像素變?yōu)殡p值，將比規(guī)定濃度暗的像素作為異物而檢測出的雙值處理的檢測方法，或者是取某個像素與其周圍像素濃度的平均值之差，挑出孤立的濃度高的區(qū)域進行異物檢測的微分處理的檢測方法等。
如圖11(b)所示，這樣就能夠檢測出罐頭內(nèi)部(罐頭邊緣的內(nèi)側(cè)的部分)以及接近罐頭邊緣的較大的異物。
(檢測出接近罐頭的邊緣部分而存在的異物)在本實施方式中，控制計算機20將作為檢查對象的區(qū)域劃分為如上所述的罐頭內(nèi)側(cè)區(qū)域和下面將要說明的罐頭邊緣部分區(qū)域來進行異物檢測。其原因在于，當設(shè)定上述屏蔽區(qū)域時，接近罐頭邊緣部分而存在的異物被屏蔽區(qū)域完全遮蓋，于是存在異物的部分很可能從檢查區(qū)域中被除去。
換言之，如圖12(a)所示，對于控制計算機20來說，作為第二異物檢測部31h，使一向量逆時針搜索檢查區(qū)域邊界內(nèi)側(cè)的像素，如果存在表示前進方向的向量方向變?yōu)轫槙r針的像素，則將該像素判定為異物。
此處，當圖12(a)所示的邊界部分中若是未包含相當于異物等的凹凸，則當一向量沿檢查區(qū)域的邊界部分逆時針旋轉(zhuǎn)，則其一直以逆時針方向的狀態(tài)返回原來的位置。由于此處應(yīng)檢測出的異物是接近罐頭邊緣部分而存在的異物，因此，其緊貼或者接近罐頭的邊緣部分，即圖12(a)所示的邊界部分而存在。當邊緣部分中包含相當于異物等的凹凸時，一向量在逆時針旋轉(zhuǎn)直至返回初始位置的時間段內(nèi)，會存在表示其前進方向的向量方向的一部分變?yōu)轫槙r針的部分(像素)(參照圖12(a)的實線箭頭)。
在本實施方式中，按照上述方式，根據(jù)當一向量沿著檢查區(qū)域的邊界部分的內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)時表示行進方向的向量方向的變化，檢測出是否有與旋轉(zhuǎn)初始的旋轉(zhuǎn)方向相反的順時針方向的位置，以此來檢測出接近罐頭邊緣部分而存在的異物。
于是，如圖12(b)所示，能夠非常精確地檢測出接近罐頭邊緣部分而存在的異物。
(異物圖像的合成)在本實施方式的X射線檢查裝置10中，如上所述，劃分罐頭邊緣的內(nèi)側(cè)的區(qū)域以及罐頭邊緣部分的區(qū)域來分別進行異物檢測。換言之，分別通過第一異物檢測部31g檢測出罐頭內(nèi)側(cè)區(qū)域中的異物，通過第二異物檢測部31h檢測出存在于罐頭邊緣部分的異物。
因此，從一個商品G中檢測出的異物圖像如圖13(a)～圖13(c)所示，對在圖13(a)所示的罐頭的邊緣部分區(qū)域所檢測出的異物圖像與在圖13(b)所示的罐頭邊緣的內(nèi)側(cè)的區(qū)域所檢測出的異物圖進行接合，將圖13(c)所示的合成異物圖像作為最終的判定圖像。
該X射線檢查裝置10的特征(1)本實施方式的X射線檢查裝置10是檢查罐頭商品G中是否有異物混入的一種檢查裝置，如圖6所示，其包括在控制計算機20內(nèi)作為功能塊而形成的圖像形成部31a、內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部31b、擴張區(qū)域設(shè)定部31c、縮小區(qū)域設(shè)定部31d、屏蔽區(qū)域設(shè)定部31e、檢查區(qū)域設(shè)定部31f以及第一異物檢測部31g。在控制計算機20中，對于由圖像形成部31a所生成的X射線圖像，內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部31b設(shè)定罐頭的邊緣部分的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。擴張區(qū)域設(shè)定部31c通過使半徑為3mm的圓以外切于該內(nèi)部區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，并以該外切圓的中心軌跡作為邊界設(shè)定擴張區(qū)域?？s小區(qū)域設(shè)定部31d通過使相同半徑的圓以內(nèi)切于所述擴張區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，并以該內(nèi)切圓的中心軌跡作為邊界設(shè)定縮小區(qū)域。接著，屏蔽區(qū)域設(shè)定部31e將縮小區(qū)域的邊界的外側(cè)設(shè)定為屏蔽區(qū)域，在檢查區(qū)域設(shè)定部31f中設(shè)定的屏蔽區(qū)域的內(nèi)側(cè)的檢查區(qū)域中，第一異物檢測部31g檢查是否有異物混入。
如上所述，按照與邊界部分相切的方式而使圓旋轉(zhuǎn)，并且以該圓的中心軌跡作為邊界來設(shè)定檢查區(qū)域，這樣，就能夠自動設(shè)定除了罐頭邊緣部分之外的屏蔽區(qū)域。于是，就能夠?qū)⒁蚋蓴_而產(chǎn)生的位于罐頭邊緣內(nèi)側(cè)的邊界上的凹凸等從檢查對象中排除，從而能夠非常精確地進行異物檢測。而且，通過對外周部分實施平滑處理而將在罐頭邊緣部分存在的較大的異物從屏蔽區(qū)域中除去，從而能夠在檢測罐頭邊緣的內(nèi)側(cè)的區(qū)域中的異物時而將其檢測出來。
(2)在本實施方式的X射線檢查裝置10中，如圖6所示，在控制計算機20中還形成有第二異物檢測部31h。在第二異物檢測部31h中，與內(nèi)部區(qū)域分開，單獨對相當于罐頭邊緣部分的區(qū)域進行異物檢查。具體地說，如圖12(a)所示，使一向量沿檢查區(qū)域邊界部分的內(nèi)側(cè)搜索像素，從按逆時針方向進行旋轉(zhuǎn)直至返回原來位置的時間段內(nèi)，當出現(xiàn)表示行進方向的向量方向變?yōu)轫槙r針的位置時，判斷該位置為異物。
如上所述，劃分罐頭邊緣的內(nèi)側(cè)的區(qū)域以及邊緣部分來分別進行檢查。這樣，即便為了進行內(nèi)部區(qū)域檢查而設(shè)定的屏蔽區(qū)域覆蓋接近邊緣部分而存在的異物，而使其從檢查區(qū)域中遺漏，其仍然能夠非常精確地檢測出接近邊緣部分而存在的異物。
(3)在本實施方式的X射線檢查裝置10中，當在第二異物檢測部31h中進行異物判斷時，使一向量沿著檢查區(qū)域的邊界搜索所通過的像素，并比較鄰接的像素中表示行進方向的向量方向。當存在該向量的方向變?yōu)橄喾捶较虻南袼貢r，將該像素判定為異物。
這樣，能夠逐個像素地確認是否有接近罐頭邊緣部分而存在的異物，并且高精度地檢測出異物。
(4)在本實施方式的X射線檢查裝置10中，當設(shè)定罐頭邊緣部分的內(nèi)側(cè)的區(qū)域時，如圖7(a)～圖8(b)所示，內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部31b根據(jù)包含在X射線圖像中的各個像素的濃度而生成直方圖，并在該直方圖中設(shè)定規(guī)定的閾值來繪制雙值圖像，從而進行內(nèi)部區(qū)域的設(shè)定。
這樣，為了排除最亮的背景部分而除去比規(guī)定亮度的閾值亮的像素，為了將亮度變得最暗的裝入容器內(nèi)的物品的邊緣部分，即相當于容器的部分也從內(nèi)部區(qū)域中排除，而除去其它比規(guī)定閾值暗的像素，從而能夠正確設(shè)定具有一定濃度的內(nèi)部區(qū)域。
其它實施方式以上對本發(fā)明的一個實施方式進行了說明，但是本發(fā)明并非局限于上述實施方式，其可以在發(fā)明的主旨范圍內(nèi)進行各種各樣的修改。
(A)在上述實施方式中，舉出下面的例子進行了說明，即，當檢測出接近罐頭邊緣部分而存在的異物時，第二異物檢測部31h使一向量一邊搜索檢查區(qū)域邊界靠近內(nèi)側(cè)的像素一邊進行旋轉(zhuǎn)，根據(jù)是否有表示旋轉(zhuǎn)時的行進方向的向量方向發(fā)生變化的部分來進行判定。但是，本發(fā)明并非局限于此。
例如，如圖14所示，在檢查區(qū)域的邊界靠近內(nèi)側(cè)的像素中，當鄰接的像素中表示外切圓的中心的移動方向的向量發(fā)生45度以上變化的部分連續(xù)出現(xiàn)兩次以上時，可以將該像素判定為異物。
這樣，就可以避免將存在于邊緣部分的細微凹凸誤認為異物，從而能夠更加精確地進行異物檢測。
(B)在上述實施方式中，舉出下面的例子進行了說明。當檢測出接近罐頭邊緣部分而存在異物時，第二異物檢測部31h使一向量一邊搜索檢查區(qū)域邊界靠近內(nèi)側(cè)的像素一邊進行旋轉(zhuǎn)，當存在表示旋轉(zhuǎn)時行進方向的向量發(fā)生變化的像素時，判定該像素為異物。但是，本發(fā)明并非局限于此。
例如，當在鄰接的像素之間存在上述向量的方向發(fā)生變化的像素時，也可以將包含該像素的周邊區(qū)域(例如3×3的像素群)判定為異物。這樣，就可以圖像上清晰地顯示異物的存在。
(C)在上述實施方式中，以進行膨脹、縮小處理時使旋轉(zhuǎn)的圓的半徑為3mm為例進行了說明。但是，本發(fā)明并非局限于此。
例如，也可以根據(jù)商品G中混入的異物的大小或者商品G的大小等，使2mm以下或者4mm以上的圓旋轉(zhuǎn)。
此外，對于按照上述方式旋轉(zhuǎn)的圓的半徑，優(yōu)選用戶通過更改設(shè)置適當進行更改。
(D)在上述實施方式中，以對裝入截面為圓形的罐頭中的商品G進行異物檢查為例進行了說明。但是，本發(fā)明并非局限于此。
罐頭或者容器的截面形狀并非局限于圓形，例如，其也可以是具有四邊形或者三角形的截面形狀的罐頭、容器。在這種情況下，當利用第二異物檢測部31h進行異物檢測時，通過使一向量直進與左轉(zhuǎn)來判定是否能返回原來的位置，當出現(xiàn)變?yōu)橛肄D(zhuǎn)的位置時，也可以判定該位置為異物。
(E)在上述實施方式中，以將商品作為檢查對象，判定其是否混入異物的X射線檢查裝置為例進行了說明。但是，本發(fā)明并非局限于此。
例如，也可以是將未裝有物品的商品作為檢查對象的X射線檢查裝置。在這種情況下，也能夠正確地判定存在于物品的外邊緣部分的異物。
工業(yè)上的可利用性由于本發(fā)明的X射線檢查裝置能夠準確地檢測出存在于容器邊緣等位置的異物，因此，可以廣泛地應(yīng)用于各種檢查裝置中，尤其是檢查裝入罐頭等容器中的商品是否有異物混入的裝置。
權(quán)利要求
1.一種X射線檢查裝置，其對被搬送來的由容器以及裝入所述容器中的物品所組成的商品照射X射線，并檢測出X射線的透過量，以此來檢查所述容器內(nèi)是否含有異物，所述X射線檢查裝置包括照射部，對所述商品照射X射線；X射線檢測部，檢測出從所述照射部對所述商品所照射的X射線的透過量；圖像形成部，根據(jù)在所述X射線檢測部中檢測到的X射線的透過量而生成X射線圖像；內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部，在所述X射線圖像中所包含的相當于所述商品的區(qū)域中，設(shè)定所述容器邊緣的內(nèi)側(cè)的區(qū)域；擴張區(qū)域設(shè)定部，將規(guī)定半徑的圓以外切于所述內(nèi)部區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，并以該外切圓的中心軌跡作為邊界來設(shè)定擴張區(qū)域；縮小區(qū)域設(shè)定部，使所述規(guī)定半徑的圓以內(nèi)切于所述擴張區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，并以該內(nèi)切圓的中心軌跡作為邊界來設(shè)定縮小區(qū)域；屏蔽區(qū)域設(shè)定部，將在所述縮小區(qū)域設(shè)定部中設(shè)定的所述縮小區(qū)域的邊界的外側(cè)的區(qū)域設(shè)定為屏蔽區(qū)域；檢查區(qū)域設(shè)定部，將在所述屏蔽區(qū)域設(shè)定部中設(shè)定的所述屏蔽區(qū)域的內(nèi)側(cè)的區(qū)域設(shè)定為檢查區(qū)域；以及第一異物檢測部，檢測出在所述檢查區(qū)域設(shè)定部中設(shè)定的所述檢查區(qū)域內(nèi)所含有的異物。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線檢查裝置，其中，還包括第二異物檢測部，沿著所述檢查區(qū)域的邊界按規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)一向量，若檢測出表示行進方向的向量的方向變成與所述規(guī)定方向相反的部分，則判定該部分為異物。
3.如權(quán)利要求2所述的X射線檢查裝置，其中，所述第二異物檢測部，在存在于所述檢查區(qū)域的邊界的像素中，比較在鄰接的像素中表示行進方向的所述向量的方向，當其方向變成相反的方向時，判定該像素或者包含該像素的周邊區(qū)域為異物。
4.如權(quán)利要求2所述的X射線檢查裝置，其中，所述第二異物檢測部，在存在于所述檢查區(qū)域的邊界的像素中，比較在鄰接的像素中表示行進方向的所述向量的方向，當存在兩處以上其方向發(fā)生45度以上變化的像素時，判定該像素或者包含該像素的周邊區(qū)域為異物。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的X射線檢查裝置，其中，所述內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部根據(jù)所述X射線圖像中所包含的關(guān)于各個像素濃度的直方圖來設(shè)定內(nèi)部區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能自動設(shè)定正確屏蔽區(qū)域，正確檢測存在于罐頭等邊緣部分的異物的X射線檢測裝置。在X射線檢測裝置(10)中，對于由圖像形成部(31a)生成的X射線圖像，內(nèi)部區(qū)域設(shè)定部(31b)設(shè)定罐頭邊緣部分的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。擴張區(qū)域設(shè)定部(31c)通過使半徑為3mm的圓以外切于該內(nèi)部區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，以該外切圓中心軌跡作為邊界設(shè)定擴張區(qū)域；縮小區(qū)域設(shè)定部(31d)通過使相同半徑的圓以內(nèi)切于該擴張區(qū)域邊界的方式旋轉(zhuǎn)，以該內(nèi)切圓中心軌跡作為邊界設(shè)定縮小區(qū)域。屏蔽區(qū)域設(shè)定部(31e)將縮小區(qū)域邊界外側(cè)設(shè)定為屏蔽區(qū)域，在檢查區(qū)域設(shè)定部(31f)中將屏蔽區(qū)域的內(nèi)側(cè)設(shè)定為檢查區(qū)域中，第一異物檢測部(31g)檢查是否有異物混入。
文檔編號G01N23/04GK1854722SQ20061007818
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者廣瀨修 申請人:株式會社石田