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公開番号2025104298
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2024223852
出願日2024-12-19
発明の名称品質評価装置、品質評価システム、及び、品質評価方法
出願人株式会社前川製作所
代理人SSIP弁理士法人
主分類G06T 7/00 20170101AFI20250702BHJP(計算;計数)
要約【課題】ワークの形状によって生じる影や背景のような他の要素が含まれるカラー画像に基づいて、様々なワークの品質を好適に評価する品質評価装置、システム及び方法を提供する。
【解決手段】品質評価システム1において、品質評価装置は、可視光Lvを用いて撮像し、ワークWに対応する第1領域、異物又は異常部に対応する第2領域及び他の要素に対応する第3領域を含むカラー画像を取得し、それに基づいて作成された第1画像データ及び第2画像データ各々の各ピクセルの輝度値を少なくとも四則演算することにより判定用画像データを作成し、判定用画像データに基づいて、異物10a又は異常部10bを検出する。前記第1画像データ及び前記第2画像データは、判定用画像データにおいて、第1領域と第2領域との第1輝度差が、第1領域と第3領域との第2輝度差より大きくなるように、予め決められた組み合わせとして、カラー画像に基づいて夫々作成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ワークから異物又は異常部を検出するための品質評価装置であって、
可視光を用いて撮像され、前記ワークに対応する第１領域、前記異物又は前記異常部に対応する第２領域、及び、前記ワーク以外の他の要素に対応する第３領域を含むカラー画像を取得するためのカラー画像取得部と、
前記カラー画像に基づいて、第１画像データ及び第２画像データをそれぞれ作成する第１画像データ作成部及び第２画像データ作成部と、
前記第１画像データ及び前記第２画像データについて各々の各ピクセルの輝度値を少なくとも四則演算することにより判定用画像データを作成するための判定用画像データ作成部と、
前記判定用画像データに基づいて、前記異物又は前記異常部を検出するための検出部と、
を備え、
前記第１画像データ及び前記第２画像データは、前記判定用画像データにおいて、前記第１領域と前記第２領域との第１輝度差が、前記第１領域と前記第３領域との第２輝度差より大きくなるように、予め決められた組み合わせとして、前記カラー画像に基づいてそれぞれ作成される、品質評価装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１画像データの各ピクセルにおける第１輝度値、及び、前記第２画像データの各ピクセルにおける第２輝度値は、前記カラー画像の各ピクセルが有する輝度値のうち、ＲＧＢ色空間、又は、前記ＲＧＢ色空間から変換された他の色空間のいずれかの成分に対応する輝度値である、請求項１に記載の品質評価装置。
【請求項３】
前記第１輝度値は、前記カラー画像の各ピクセルが有する輝度値のうち、前記ＲＧＢ色空間のいずれかの成分に対応する輝度値であり、
前記第２輝度値は、前記カラー画像の各ピクセルが有する輝度値のうち、前記他の色空間のいずれかの成分に対応する輝度値である、請求項２に記載の品質評価装置。
【請求項４】
前記第１輝度値は、前記ＲＧＢ空間において前記カラー画像が最大輝度値を有する成分に対応する輝度値である、請求項３に記載の品質評価装置。
【請求項５】
前記第２輝度値は、前記カラー画像の各ピクセルが有する輝度値のうち、前記他の色空間のうち色彩成分に対応する輝度値である、請求項３に記載の品質評価装置。
【請求項６】
前記第１輝度値、及び、前記第２輝度値は、前記カラー画像の各ピクセルが有する輝度値のうち、前記ＲＧＢ色空間のいずれかの成分に対応する輝度値である、請求項２に記載の品質評価装置。
【請求項７】
前記ワークは切断面を有する食品であり、
前記切断面は、前記異常部として前記切断面に生じた変異部位を含む、請求項１又は２に記載の品質評価装置。
【請求項８】
前記他の要素は、前記ワークの形状によって生じる影、又は、前記ワークの背景である、請求項１又は２に記載の品質評価装置。
【請求項９】
前記可視光を照射するための光源と、
前記カラー画像を撮像するための撮像装置と、
請求項１から８のいずれか一項に記載の品質評価装置と、
を備える、品質評価システム。
【請求項１０】
ワークから異物又は異常部を検出するための品質評価方法であって、
可視光を用いて撮像され、前記ワークに対応する第１領域、前記異物又は前記異常部に対応する第２領域、及び、前記ワーク以外の他の要素に対応する第３領域を含むカラー画像を取得する工程と、
前記カラー画像に基づいて第１画像データ及び第２画像データをそれぞれ作成する工程と、
前記第１画像データ及び前記第２画像データについて各々の各ピクセルの輝度値を少なくとも四則演算することにより判定用画像データを作成する工程と、
前記判定用画像データに基づいて、前記異物又は前記異常部を検出する工程と、
を備え、
前記第１画像データ及び前記第２画像データは、前記判定用画像データにおいて、前記第１領域と前記第２領域との第１輝度差が、前記第１領域と前記第３領域との第２輝度差より大きくなるように、予め決められた組み合わせとして、前記カラー画像に基づいてそれぞれ作成される、品質評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、品質評価装置、品質評価システム、及び、品質評価方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば製品として出荷される食品等のワークの品質評価では、その外観や切断面に異物や異常部が無いか判定することが求められる。このような品質評価は、従来、作業員による人手により行われていたが、大量生産品などの全数検査をする場合には限界があるため、カメラを用いてワークを撮像した画像を解析することにより自動化が進められている。
【０００３】
このように画像解析技術を利用した自動的な品質評価装置に関して、例えば特許文献１及び２がある。特許文献１では、ワークとして食品を取り扱っており、食品を撮像した画像に対して２値化処理を実施することで、互いに隣接する画素で閾値を超える範囲に、食品に混入した異物があると判定する技術が開示されている。また特許文献２では、異物や異常部を評価対象とする技術ではないが、ワークの撮像に可視光を用いた画像と赤外光を用いた画像との差として得られた加工画像に対して２値化処理を実施することで、食肉の脂肪部と骨部の領域を区別して抽出する画像処理技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２００８－５４１００７号公報
特開２０１８－６６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カメラで撮像した画像を解析することによりワークの品質評価を行う場合、画像には、品質評価の対象となるワークの正常部位と異物又は異常部とに加えて、例えばワーク形状によって生じる影や背景のような他の要素も含まれることがある。品質評価では、このような他の要素を区別し、ワークの正常部位と異物又は異常部とを適切に区別して評価することが重要である。
【０００６】
上記各特許文献では、他の要素が考慮されていないため、画像の撮像環境やワークの形状によっては、適切な品質評価が行えないおそれがある。また特許文献１では、画像を画素ごとに閾値と比較して２値化処理することにより、いわゆるモノクロ画像に基づく品質評価が行われるため、例えば白色の正常部位と黒色の異物とが混在する比較的コントラストが大きなワークに評価対象が限定されてしまう。また特許文献２では、可視光と赤外光をそれぞれ用いた２種類の画像が必要であるため、撮像に要する時間、画像処理に要する演算負荷、及び、装置コストが増大してしまう。
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、ワークの形状によって生じる影や背景のような他の要素が含まれるカラー画像に基づいて、様々なワークの品質を好適に評価可能な品質評価装置、品質評価システム、及び、品質評価方法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】
【０００８】
本開示の少なくとも一実施形態に係る品質評価装置は、上記課題を解決するために、
ワークから異物又は異常部を検出するための品質評価装置であって、
可視光を用いて撮像され、前記ワークに対応する第１領域、前記異物又は前記異常部に対応する第２領域、及び、前記ワーク以外の他の要素に対応する第３領域を含むカラー画像を取得するためのカラー画像取得部と、
前記カラー画像に基づいて第１画像データ及び第２画像データをそれぞれ作成する第１画像データ作成部及び第２画像データ作成部と、
前記第１画像データ及び前記第２画像データについて各々の各ピクセルの輝度値を少なくとも四則演算することにより判定用画像データを作成するための判定用画像データ作成部と、
前記判定用画像データに基づいて、前記異物又は前記異常部を検出するための検出部と、
を備え、
前記第１画像データ及び前記第２画像データは、前記判定用画像データにおいて、前記第１領域と前記第２領域との第１輝度差が、前記第１領域と前記第３領域との第２輝度差より大きくなるように、予め決められた組み合わせとして、前記カラー画像に基づいてそれぞれ作成される。
【０００９】
本開示の少なくとも一実施形態に係る品質評価システムは、上記課題を解決するために、
前記可視光を照射するための光源と、
前記カラー画像を撮像するための撮像装置と、
本開示の少なくとも一実施形態に係る品質評価装置と、
を備える。
【００１０】
本開示の少なくとも一実施形態に係る品質評価方法は、上記課題を解決するために、
ワークから異物又は異常部を検出するための品質評価方法であって、
可視光を用いて撮像され、前記ワークに対応する第１領域、前記異物又は前記異常部に対応する第２領域、及び、前記ワーク以外の他の要素に対応する第３領域を含むカラー画像を取得する工程と、
前記カラー画像に基づいて第１画像データ及び第２画像データをそれぞれ作成する工程と、
前記第１画像データ及び前記第２画像データについて各々の各ピクセルの輝度値を少なくとも四則演算することにより判定用画像データを作成する工程と、
前記判定用画像データに基づいて、前記異物又は前記異常部を検出する工程と、
を備え、
前記第１画像データ及び前記第２画像データは、前記判定用画像データにおいて、前記第１領域と前記第２領域との第１輝度差が、前記第１領域と前記第３領域との第２輝度差より大きくなるように、予め決められた組み合わせとして、前記カラー画像に基づいてそれぞれ作成される。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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