JPH03167407A - 表示図柄のずれ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は製品の包装紙に印刷された商品名等の図柄の位
置ずれを検査する装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば石餘のような製品は、個々に包装紙にて包装され
た上、一つの箱に複数個詰められており、各々の石鹸の
上面部分にあたる包装紙には商品名等の図柄が印刷され
ている。従って、上記包装の際に包装紙のずれにより、
前記図柄が所定位置に位置しない石鹸が一つでもあると
、目立ち易く、商品に対する品質やブランドを損ねる恐
れがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、従来は、個々の石鹸に対して図柄が所定位置に
あるか否かを目視点検により検査していたが、ラインの
流れが早いこともあり、正確な検査は不可能であった。

本発明は上述した問題をなくすためになされたものであ
り、表示図柄の位置ずれの検査を自動化した表示図柄の
ずれ検査装置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〕 本発明の表示図柄のずれ検査装置は、第１図に示すよう
に、製品もしくは製品の包装紙に記された図柄の位置ず
れを検査する装置であって、検査対象とする前記図柄も
しくは該図柄の一部の領域■を含むようにして撮像する
カメラＡと、前記カメラＡ”ｉ？撮像した画像データを
記憶する第１の画像データ記憶手段Ｂと、 位置ずれのない前記図柄もしくは該図柄の一部の基準と
なる基本データを記憶する第２の画像データ記憶手段Ｃ
と、 前記領域Ｒと同じ大きさとした検出領域ｑを、該領域Ｒ
を含む検索領域Ｑ内で順次シフ１・させたときに、該検
出領域ｑに対応して、前記第１の画像データ記憶手段Ｂ
より読み出した検出データと、前記第２の画像データ記
憶千段Ｃより読み出した基本データとを各画ｌＰ．毎に
比較を行って両データ間でのマッチング度合いを閥べる
テンプレートマッチング手段Ｄと、 前記テンプレートマッチングによる比鮫により、マッチ
ング度合いが最高であったときの前記検出領域ｑのシフ
ト位置に基づき当該図柄もしくは該図柄の一部が正常な
位置にあるか否かを判定する位置判定手段Ｅとを備えた
ことを持微とする。

〔作用〕

比較検査の際の基準となる基本データとして、検査対象
とする図柄もしくは該図柄の一部と同一であってかつ位
置ずれのない画像データを第２の画像データ記憶手段Ｃ
に登録させておき、一方、カメラＡにて、検査対象の図
柄もしくは図柄の一部の領域Ｒを含む画像データを撮像
して第１の画像データ記憶手段Ｂに記憶させる。そして
、検査時には、前記領域と同じ大きさとした検出領域ｑ
を、該領域Ｒを含む所定の検索領域Ｑ内で順次シフトさ
せたときに、該検出領域ｑに対応して、前記第１の画像
データ記憶手段Ｂより、順次に検出データとして読み出
され、この検出データと、第２の画像データ記憶千段Ｃ
から読み出した基本データとが、テンプレートマッチン
グ手段Ｄにおいて、各画素毎に比較されて両データ間で
のマッチング度合いが凋べられ、マッチング度合が最高
となったときの前記検出領域ｑの位置から当該図柄もし
くは該図柄の一部が正常な位置にあったか否かが位置判
定手段Ｅによって判定される。

〔実施例〕

第２図に本発明の表示図柄のずれ検査装置の一実施例を
示している。

！は、検査対象の石鎗を示しており、コンベア２により
、図中左方向に一定の速度で搬送されている。３及び４
は、検査位置に石鹸！が搬送されたか否かを検出するセ
ンサーである。５は検査位置にある石Ｍｌに対して照明
するための照明灯であり、商用周波に伴うちらつきをな
くすために高周波蛍光灯を用いている．６はＣＣＤ撮像
素子を用いたカメラであり、検査位置にある石鹸ｌの上
面の画像を捕らえる。

７は本装置を集中制御するためのＣＰＵ（中央演算処理
装置）であり、内部には、後で詳しく述べる画像処理の
際に機能する画像処理郎７ａを有する。８は、ＣＰＵ７
が行う制御プログラムを格納するＲＯＭ（リードオンリ
ーメモリ）である。９は、信号入力郎であり、前記セン
サー３．４よりの検出信号はこの信号入力郎９を介して
ＣＰＵ７に取り込まれる。ＩＯは、前記カメラ６よりの
映像信号を記憶する画像メモリであり、１ｌは、カメラ
６による撮像画面をモニターするための画像モニターデ
ィスプレイである。ｌ２は、種々の設定条件等を入力す
るためのキーボードである。ｌ３は、本装置の検査によ
り、表示図柄の位置ずれによる不良が検出された石鹸ｌ
をラインの流れから排出させるための排出装置であり、
１４は、排出装置１３に対するＣＰＵ７の信号出力部で
ある，！５は、本装置にて行なった検査結果を表示する
計測結果表示ディスプレイであり、１６は、前記検査結
果をデータとして記憶するためのフロッピーディスク装
置である。

次に上記構成になる装置の動作を第３図（Ａ）のフロー
チャートに従って説明する。

まず最初に、以下に説明する検査の際に必要となる基本
パターンについて述べる。第４図は、カメラ６で撮像さ
れた石鹸ｌの画像を示しており、外枠４ｌはカメラ６の
撮像領域である。石鹸ｌにおいて、“ｂａｃ”とあるの
は商標名であり、“ＷＨ夏ＴＥ”とあるのは商品名であ
り、又、石鹸１の下方にあるのは、ストライプの図柄を
示している。

検査対象とするパターン（以下検査パターンＲという）
は、前記文字あるいは図柄のいずれを採用してもよいが
、本実施例では、“ｂａｃ”の内の中央の文字“ａ”と
した。これに伴い比較の際の基準となるパターンとして
、検査パターンＲと同一の基本パターンＲ０を予め登録
しておく必要かあり、この基本パターンＲｎに対する情
報としては、第５図（Ａ）に示したように、文字゜ａ”
の領域に対する画素データと、文字“ａ”の、石鹸ｌの
端縁よりの距ＨＸｓ　ｙのデータを含み、その登録方法
については後で述べる。

さて、ステップＳ１において、検査対象とする石餘１の
品種をキーボードｌ２により選択すると、品Ｍ毎Ｃこ登
録されていた基本パターンＲ０から所望のものがフロッ
ピーディスク装置から読み出される。次のステップＳ２
でセンサー３．４よりの検出信号待ちとなり、石鹸ｌか
所定の検査位置に来て、センサー３．４より所定の検出
信号がＣＰＵ７に取り込まれると、ステップＳ３にてカ
メラ６で撮像した石鹸ｌの画像が画像メモリーｌＯに取
り込まれる。

ステップＳ４では、石鹸１が検査位［ζこ次々ζこ搬送
さ゜れているか否かが判定され、続けて搬送されている
ときは次のステップＳ５に進む、ところでカメラ６より
１フィールドの画面を取り込むにはｌ／６０秒必要とす
るので、シャッター付きカメラを用いた場合、フィール
ドの先頭でシャッターを切るので、次の画像取り込みに
ｌ／６０秒待つことになる。従って、センサー３．４よ
りの検出信号と、実際の画像取り込みとの間に最悪の場
合で１／６０秒のずれが発生し、ライン速度が４０ｎ／
分の場合、第４図で示したように、１／６０秒の間に石
鹸ｌがｌｌＩＩＩＩＩ１移動することになる。そこでこ
のステップＳ５において、画像メモリー１０に記憶され
た石鹸ｌの画像データから、石鹸ｌの一方の端縁Ｌを検
出し、撮像領域４ｌ内の石鹸１の、ライン流れ方向に対
する離隔距離Ｘ（第５図（Ｂ）に図示）を求め、又、石
鹸ｌの、ライン流れ方向と直交する方向に対する離隔距
離Ｙ（第５図（Ｃ）に図示）を求め、正確な測定位置に
ある石鹸Ｉに対して同様に測定した距離から、前記石鹸
１の画像データが位置補正される。ステップＳ６では、
第５図（Ｄ）に示すように、検査パターンＲである文字
“ａ”を中心とした検索領域Ｑが決定される。

次のステップＳ７では、第５図（Ｅ）に示すごとく、検
索領域Ｑに対して、次々にシフトさせる小区画の領域（
以下検出領域ｑという）から読み出した画像データ（以
下検出データという）と、基本パターンＲ０の画像デー
タ（以下基本データという）とのマッチングを度合いを
調べるテンプレートマッチングが行われる。このテンプ
レートマッチングの処理を第６図〜第８図のパターン図
を用いて具体的に説明する。

第６図における１−１−１−９図は、テンプレートマッ
チングの第１段階を示しており、Ｉ−１図において、１
２Ｘ１２画素の領域は第５図（Ｄ）に示した検索領域Ｑ
に相当し、円で囲んだ３×３画素の領域Ｒにある白又は
黒ドットが検査対象の検査パターンＲを示しており、各
画素における白ドット及び黒ドットを“０”，“ｌ”で
表わすと、この検査パターンＲは次のような画素情報を
持つ。

した検出領域ｑであり、この検出領域ｑよりの検出デー
タと、基本パターンＲ０よりの基本データとどの程度マ
ッチングしているかを調べるようになっているが、以下
に説明するマッチング判定をわかり易くするために、検
出領域ｑに基本パターンＲ。

の画素情報を示した。

Ｉ−１図においては、検出領域ｑより読み出した検出デ
ータは、 調べるために、対応する各画素間で減算を行なうと次表
のようになる。

上表でわかるように減算結果が０となっｔこ個数をカウ
ントすることにより、マッチングした画素数がわかり、
パターン１−１ではマッチング画素数は４個である。

１−１図でのマッチング判定が終わると、１−２図で示
したように、検出領域ｑは右方向に４画素分シフトする
。このＩ−２図での検出データは前回と同様、すべて“
０”であるため、マッチング画素数は４個である。

次の１−３図で示すように検出領域ｑが右端までくると
、次の１−４図で示すよう１こ、検出領域ｑは左端に戻
ると共１こ４画素分下方にシフトする。

次の１−５ｒｌＪになると、検出領域ｑと、検査パター
ンＲとで一部の画素で合致するようになる。このときの
検出データは、 であり、基本データとの減算を行なうと、Ｏとなったマ
ッチング画素数は、６個であり、パターンＩ−ｔ〜Ｉ−
４のときに比べてマッチング度合いが高くなっている。

以下の１−６図〜Ｉ−９図におけるマッチング画素数は
それぞれ４個であるため、第一段階のマッチングにおい
ては、■−５図での比較でマッチング度合いは最も高く
なる。そこで■−１０図に示したように、Ｉ−５図にお
ける検出領域ｑを中心として周囲に２画素分だけ広げた
領域Ｑ゛を、第７図に示す第２段階での検索領域として
いる。

Ｉ［−１図では、検出領域ｑは、検索領域Ｑ゜内の左上
から始まり、今度は２画素づつシフトする。

この場合も、第１段階と同様に、マッチング画素数を調
べると、ｎ−１，ｎ−４、ＩＩ−７及び■一９図では４
個であるのに対し、ＩＩ−２、Ｉｆ−３、ｎ−５及びＩ
Ｉ−６図では６個となり、マッチング度合いが高くなっ
ている。尚、本実施例では説明を簡略化するために、画
像データを１２Ｘｌ２の１４４画素とし、基準画像デー
タを３×３の９画素としたため、前記のｎ−２、ＩＩ−
３、ＩＩ−５及びｎ−６図でマッチング度合いが等しく
なったが、実際に適用する検索領域Ｑは、６０Ｘ６０の
３６００画素であり、検出領域ｑは２８Ｘ２Ｂの７８４
画業であるため、いずれかのマッチングでマッチング度
合いが最高となる。ここでは、ｎ−２図でマッチング度
合が最高となったとして以下話しを進める。

ＩＩ−１０図で示したように、ＩＩ−６図における検出
領域ｑを中心として周囲に１画素分だけ広げた領域とし
た検索領域Ｑ”を設定し、次に第８図に示す第３段階へ
進む。

第３段階においては、検出領域ｑは、検索領域Ｑ”内を
左上から１画素づつシフトする。この場合のマッチング
度合いは、図から明らかなように、ＩＩＩ−９図で検出
データと基本データとが完全に合致するｔこめに最高と
なり、マッチング画素数は９個となる。そこで次のステ
ップＳ８ではＩＩＩ−１０図で示したように、［［−９
図における検出領域ｑの位置がどこにあったかを検出し
、その検出した位置を石鹸ｌの検査パターンＲであった
文字＠ａ“の位置とし、その位置と基本パターンＲ０に
対する前記距１１１ｘ，ｙ（第５図（Ａ）図示）とから
、検査対象の石鹸ｌにおける表示図柄のずれ量が演算さ
れる。ステップＳ９では、そのずれ量の大きさから良品
か不良品かの判定が行われ、ずれ量が規定値よりも大き
く不良品と判定されたときは、ステップＳＩＯの排出処
理に進む。

第３図（Ｂ）は、ステップＳＩＯの排出処理を示すサブ
ルーチンであり、まず、ステップＳ２１＋こて、当該石
鹸ｌが排出装置ｌ３によってラインから排除され、次の
ステップＳ２２でこのような排出動作が連続したか否か
の判定が行われ、排出動作が単発的に生じる場合は、ス
テップＳ２５に進み、計測結果表示ディスプレイ１５に
排出動作したことを示す表示がなされる。一方、前記排
出動作が連続した場合は、生産ラインに問題があるとし
て、ステップＳ２２からステップＳ２３に進み、生産ラ
インが停止され、次のステップＳ２４で異常表示がなさ
れる。

第３図（Ａ）に戻り、次のステップＳｌｌでは、ずれ量
等が叶測結果、表示ディスプレイｌ５に表示され、次の
ステップＳ１２でキーボード１２より、終了のキーを押
したときは、この検出モードが終了し、元のステップＳ
ｌに戻るが、そうでない場合は、ステップＳ２に戻り、
次に検査位置に送給される石鹸ｌに対して上述と同様な
検査を行なう。

このように、検査過程においては、ラインを流れる石ａ
ｔに対してリアルタイムでその表示図柄の位置ずれが検
査され、そのずれ量が計測結果表示ディスプレイｌ５に
表示されるが、上記の基本パターンが未登録の初期の動
作においても、表示図柄のずれ量のみが表示されるので
、そのずれ量をチェックすることにより、良品か不良品
を判断することができる。これにより、良品と判断した
石鹸１に対する検査パターンＲを、基本パターンＲ０と
してフロッピーディスク装置ｌ６に登録すればよい。

上述したテンプレートマッチングにおいては、比較動作
を３段階に分け、各段階に適正な検索領域Ｑ．Ｑ’，Ｑ
”を設定するようにしたので、一つの石ａｔに対して行
なうべき総比較回数を低減できる。例えば、検索領域Ｑ
を６０Ｘ６０画素、検出領域ｑを２８Ｘ２８画素とした
とき、検索領域Ｑ内でパターン比較のために検出領域ｑ
を移動する範囲は第１段階では４画素毎に比較するので
３２÷４＝８回の移動になり原点での比較を含めて９回
の移動となり、横方向へ９回、縦方向へ９回の計８１回
の基本パターンとの比較をする。

第２段階では第１段階で最も一致具合いの良かった場所
を中心に２画素毎に９回の基本パターンとの比較をする
。

第３段階では第２段階で最も一致具合いの良かった場所
を中心に１画素毎に９回の基本パターンとの比較をする
。

従って比較回数の合計は ９Ｘ９＋９＋９＝９９回となる。

一方、これを通常の！画素毎のテンプレートマッチング
法で行う場合、 ６０−２８＝３２ 横方向へ３２画素、縦方向へ３２画素の比較移動が必要
であり、原点の比較を含めると、３３回の比較が必要で ３３Ｘ３３＝１０８９回にもなる。

このように本発明に適用したテンプレートマッチング法
では比較回数を通常の１１分の１程度に低減でき高速の
検査が可能となるので、石鹸ｌのように藍分間に２５０
ないし３００個もの大量が流れるラインであっても、当
該検査装置を安価なコンピュータ装置によって実現でき
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、検査する製品に対する
画像データに対し、所定の読出し領域を順次シフトさせ
つつして読み出した検出データと、予め登録してあった
位置ずれのない基本データとのマッチング程度をテンプ
レートマッチング法にて調べることにより、当該製品の
図柄もしくは図柄の一部の位置を検出し、良・不良を判
定するようにしたので、登録する基本データを変えるだ
けで種々の商品に対する表示図柄の位置ずれを検出でき
る。又、テンプレートマッチングでのパターン比較の際
、検出領域ｑを１画素づつではなく、数画素づつシフト
させて、検出すべき図柄もしくは図柄の一部のおおまか
な位置を検出し、次にこの検出した立置を中心とした検
索領域Ｑ゜に狭めて、以下同様なパターン比較を行う方
法を採用すれば、パターン比較回数を大幅に低減でき、
それ故、処理速度の遅い安価なコンピュータ装置にて本
装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の表示図柄のずれ検査装置のクレーム対
応図、第２図は本発明の一実施例を示すシステム図、第
３図（Ａ）及び第３図（Ｂ）は第２図図示の装置の制御
動作を示すフローチャート、第４図は、第２図の装置に
おいて、カメラ４こて撮像された石鎗の画像を示す図、
第５図（Ａ）は、第４図図示の石蛤に対する基本パター
ンを示す図、第５図（Ｂ）及び第５図（Ｃ）は撮像した
石鹸の位置補正を説明するための図、第５図（Ｄ）は、
石鹸に゛おける検査パターンに対して設定した検索領域
を示す図、第５図（Ｅ）は、テンプレートマッチングを
示す図、第５図（Ｆ）は、検査結果であるずれ量を示す
図、第６図ないし第８図は、テンプレートマッチングで
なされる比較処理を示すパターン図である。 ！・・・石鹸、２・・・コンベア、３．４・・・センサ
ー５・・・照明灯、６・・・カメラ、７・・・ＣＰＵ，
７ａ・・・画像処理部、８・・・ＲＯＭ，ｌＯ・・・画
像メモリー １１・・・画像モニターディスプレイ、ｌ２・・・キー
ボード、ｌ３・・・排出装置、ｌ５・・・計測結果表示
ディスプレイ、ｌ６・・・フロッピーディスク装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）製品もしくは製品の包装紙に記された図柄の位置
   ずれを検査する装置であって、 検査対象とする前記図柄もしくは該図柄の一部の領域Ｒ
   を含むようにして撮像するカメラと、前記カメラで撮像
   した画像データを記憶する第１の画像データ記憶手段と
   、 位置ずれのない前記図柄もしくは該図柄の一部の基準と
   なる基本データを記憶する第２の画像データ記憶手段と
   、 前記領域Ｒと同じ大きさとした検出領域ｑを、該領域Ｒ
   を含む検索領域Ｑ内で順次シフトさせたときに、該検出
   領域ｑに対応して、前記第１の画像データ記憶手段より
   読み出した検出データと、前記第２の画像データ記憶手
   段より読み出した基本データとを各画素毎に比較を行っ
   て両データ間でのマッチング度合いを調べるテンプレー
   トマッチング手段と、 前記テンプレートマッチングによる比較により、マッチ
   ング度合いが最高であったときの前記検出領域ｑのシフ
   ト位置に基づき当該図柄もしくは該図柄の一部が正常な
   位置にあるか否かを判定する位置判定手段とを備えたこ
   とを特徴とする表示図柄のずれ検査装置。
2. （２）上記テンプレートマッチング手段は、検出領域ｑ
   をｍ画素づつシフトさせることにより、マッチング度合
   いが最高となったときの検出領域ｑの位置を中心とした
   第２の検索領域Ｑ′（＜Ｑ）を設定し、この第２の検索
   領域Ｑ′に対し、検出領域ｑをｎ（＜ｍ）画素づつシフ
   トさせる操作を、検出領域ｑのシフト量が１画素となる
   まで繰り返す、請求項１記載の表示図柄のずれ検査装置
   。