JPH09509247A - 自動検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 品目（３１、２３１）の表面特徴に従って品目（３１、２３１）を分類するための自動検査装置は、画像感知位置に品目（３１、２３１）を運ぶ運搬手段（３０）２３０）と、品目（３１、２３１）が画像感知位置を通過する際に、該表面の電気画像を捕捉するビデオカメラ（１４、２１４）とを具備している。照明手段（３８、３９、２２７、２２８）が設けられ、品目が画像感知位置を通る時、品目（３１、２３１）の表面を照明する。マイクロコントローラー（１７、２１７）、画像処理ユニット（１８、２１８）とマイクロコンピュータ（２１、２２１）からなる処理手段が設けられ、品目を分類するために捕捉した電気画像を処理する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動検査装置 発明の分野 本発明は品目の表面特徴に従って品目を分類する自動検査装置に関し、より詳 細には、排他的ではないが、セラミックもしくはプラスチック材のタイル等を分 類する自動検査装置に関する。 発明の背景 装飾的なセラミックタイルの製造分野においては、タイルは自然の材料、例え ば石、みかげ石もしくは大理石を模倣するようにデザインされる装飾的表面を持 つことが知られている。タイルが全般的に互いに調和することを保証するために 必要である、これらと他の種類のセラミックタイルの分類は、例えば、一般的に 類似する表面特徴を持つ異なるグループにタイルを分類するため、全体として装 飾的タイルの表面を調べ、その分類に関して主観的判断をする訓練された職員に よって行われる。これらの訓練された職員がそれによって分類をすることのでき る精神的プロセスは複雑で、分類判別に到達するために彼らがどのようなステッ プを実施するかを彼ら自身説明することができない場合もある。訓練された人が 装飾的表面の主要な特徴、例えば幾何学的パターンあるいはラインパターンが存 在するか、またそれらが正しいかを調べることは比較的明瞭なことであるが、所 定のパターンを持たないタイル表面、例えば、上述した石、みかげ石もしくは大 理 石の趣きを持つタイルを調べるような時には、これはより主観的になる。 このタイプの分類は難しい仕事であるように思われるが、ほとんどの場合、タ イルは訓練された人によって非常にすばやく、あまり労力を使わずに分類される 。しかしながら、タイル製造において使用される時、人間による分類に関連する 重大な問題があり、それは分類プロセスの一定時間内に処理される仕事量を制限 するようになる。これらの問題の幾つかは一貫性が欠如する可能性、オペレータ ーの疲労による制限された分類時間、タイル製造工場に一般的に見受けられる作 業環境に対する感受性、及び高い労働コストである。 発明の目的及び要約 本発明は自動検査装置を提供することにより、上述した問題の少なくとも一部 を克服することを目的とする。 従って、発明の１局面によれば、品目の表面特徴に従って品目を分類するため の自動検査装置が提供され、検査装置は：チャンバー；該チャンバーを通して前 記品目を運ぶ運搬手段；品目がチャンバー内にある時、品目の表面を照明するた めの照明手段；品目がチャンバーを通過する際に、該表面の電気画像を補足する カメラ；及び品目を分類するために画像を処理する処理手段から成る。 運搬装置は好ましくは一定の速度で前記チャンバーを通って品目を運搬するよ うに配置され、カメラは品目がチャンバーを通過する際に、品目の表面の高鮮明 度画像を捕捉するよ うに配置される高速カメラである。更に、装置はカメラの操作を制御し、チャン バー内の環境状態を監視し、処理手段によって行われる分類手順の結果を処理装 置に連絡するための制御手段を含むことができ、また位置決定手段がチャンバー への／を通る／からの品目の動きを追跡するために設けられてもよく、カメラ補 足操作は好ましくは該位置決定手段からの出力に依存する。 チャンバーは好ましくはチャンバーの外部からチャンバーに光が入るのを抑制 するように配置され、更に実質的に無反射の光吸収性内壁から成り、照明手段は 好ましくは光源として配置される複数のランプ、及びチャンバー内に散光を提供 するための発散構造から成る。発散構造は、例えば、粗いディフューザー、鏡、 及び細かいディフューザーから成り、鏡は粗いディフューザーによって散乱され る光を受け取り、それを細かいディフューザーに反射する。カメラは好ましくは 、品目がチャンバー内の所定の位置に置かれる時、カメラがその品目の表面から 鏡面反射されない散光だけを受け取るように位置付けられ、また電磁スペクトル の可視領域に対する感度を最大限活用するために、前記カメラに連合するフィル ター手段があってもよい。 カメラは好ましくはズームレンズから成り、制御可能なズーム、焦点及び口径 ファシリティを持ち、カメラの検定を可能にするため、検定標準が前記チャンバ ーに設けられてよい。更に、例えば作業片の不均一な照明のために生じるかもし れない人為結果の影響を打ち消すために、カメラ画像を補償す る、もしくは様々なカメラのピクセルの出力変化を補償することを可能にするた めの手段が設けられることが好ましい。更に、前記チャンバー内の表面がほこり で汚染されるのを抑制する手段が設けられてもよい。 処理手段は好ましくは画像データを特徴値のリストに変換し、品目をそのリス トに基づいて分類するために配置される画像プロセッサーから成り、より好まし くは、コンピューター、複数の特徴抽出アルゴリズム、品目の等級を識別する際 にそれらの効率を基準として使用し、特徴抽出アルゴリズムをランク付けするラ ンキングアルゴリズム、及び装置が訓練モードにある時、オペレーターが品目の タイプ及び等級を明細に記し、訓練モードと運転モードを切り換えることができ るようにするユーザーインターフェースから成る。 本発明による自動検査装置は、該自動検査装置によって決定されるその分類を 基準として品目を物理的に分類するために自動検査装置に反応する機械分類装置 と共に使用され得る。 本発明の別の局面によれば、品目の表面特徴に従って品目を分類するための自 動検査装置が提供され、検査装置は：画像感知位置に前記品目を運ぶ運搬手段； 品目が該画像感知位置にある時、品目の表面を照明するための照明手段；品目が 画像感知位置を通過する際に、該表面の電気画像を補足するカメラ；及び品目を 分類するために画像を処理する処理手段から成る。 本発明の更に別の局面によれば、その表面パターン、及び ／もしくは色、及び／もしくは構造を基準として、作業片を類別するための自動 検査装置が提供され、前記検査装置は：前記作業片を画像感知位置に輸送する輸 送手段；前記画像感知位置にある前記作業片を均一に照明する照明手段；前記感 知位置にある前記作業片の画像を記録するためのカメラ；及び画像を処理するた めの処理手段から成り、該処理手段は作業片の複数の特徴を決定し、作業片のカ テゴリーを決定するためにこれらの特徴を使用するように配置される。 本発明の上記及びそれ以外の特徴は添付請求の範囲の詳細に記載されており、 それはその利点と共に、添付図面に関連して述べられる発明の典型的な態様の以 下の詳細な説明を考慮すればより明白となろう。 図面の簡単な説明 図１は本発明による自動分類装置の第１の実施例の概略ブロック線図であり； 図２は図１の自動分類装置の画像捕捉チャンバーの概略断面図であり； 図３は訓練期間中の分級機プログラムの操作を示すフロー線図であり； 図４は運転期間中の分級機プログラムの操作を示すフロー線図であり； 図５はカメラ検定を可能にするために提供される検定目標物の、画像捕捉チャ ンバー内のカメラからの図であり； 図６は図１の自動分類装置のカメラ形成部分のズームを検 定する際に含まれる様々な処理段階を示すフロー線図であり； 図７はカメラの焦点を検定する際に含まれる様々な処理段階を示す流れ図であ り； 図８はカメラの口径用の検定手順の第１部分を示す流れ図であり； 図９はカメラの口径用の検定手順の第２部分を示す流れ図であり； 図１０Ａ及び図１０Ｂは図１による典型的な自動検査装置の各々、端正面図と 側正面図であり； 図１１は本発明による自動分類装置の別の実施例の概略ブロック線図であり； 図１２は図１１の自動分類装置の画像捕捉チャンバー及びタイル輸送手段の概 略断面図であり； 図１３は図１１の自動分類装置のタイル追跡手段の概略天井図であり； 図１４は本発明を具体化する別の自動分類装置の概略断面図であり；そして 図１５は図１４の自動分類装置のタイル輸送手段及び結像窓の概略天井図であ る。 実施例の詳細な説明 例えば、セラミックタイル等の表面特徴に基づき、品目を分類することに使用 することが可能な、本発明の第一の実施例による自動検査装置について、最初に 説明する。 添付図面の図１には、装飾セラミックタイル等の物をその表面特徴により検査 、分類する自動装置１０を示す。装置１０は検査装置１１と、ラインソータ（方 向付けと積み上げ）ユニット１２から成る。ラインソータ１２は同じ表面特徴と して分類されたタイルを物理的にグループに分けるが、各タイルのクラスを独自 に決める装置は備えない。代わりに、ラインソータユニット１２は分類作業を遂 行するための検査装置１１が生成する分類信号に反応する。ラインソータユニッ ト１２はその技術において周知であるため、ここでは、これ以上の説明は必要な い。 検査装置１１には、セラミックタイルがラインソータ１２に到達する前に、運 搬される画像捕捉チャンバー１３が含まれる。タイルがチャンバー１３を通過す る際に、チャンバー１３の中に設置されたビデオカメラ１４が各タイルの装飾表 面のデジタル電子画像を捕捉する。画像を捕捉する条件はセンサ１５により監視 され、環境制御システム１６により厳密に制御される。 センサ１５からの信号は以下に示すように、欠陥診断を行い、ビデオカメラ１ ４及び環境制御システムの制御を行なうマイクロコントローラ１７に送られる。 捕捉された画像はその画像を評価する画像処理ユニットにより処理される。評 価の結果は各タイルの分類に使用され、この分類情報はマイクロコントローラ１ ７に送られる。マイクロコントローラ１７はマイクロコントローラ１７からソー タユニット１２の制御ユニット２０に対し、その特定のタイ ルに関する分類情報を何時出力するかを検出するためにラインソータユニット１ ２に配置されるソータセンサ１９を監視する。 自動分類装置１０の監視制御は、品目を分類するために捕捉したデジタル電子 画像を処理するプログラムとデータの非揮発性記憶に影響を与えるホストマイク ロコンピュータ（ＰＣ）２１により提供される。マイクロコンピュータ２１は画 像処理ユニット１８及びマイクロコントローラ１７を構成するために使用される 情報のデータベース２２を格納する。分類システム１０は自動的に動作するよう 設計されるが、ハイレベルなユーザーとの対話が必要な部分がわずかにあり、こ の目的で、タッチスクリーン２３の形式のユーザーインタフェースが付属する。 図２では、連続コンベヤベルト３０が、例えば平均速度１．０ｍ／ｓでセラミ ックタイル３１を画像捕捉チャンバー１３に運搬する。入力センサ３２がチャン バー１３の入力において、セラミックタイル３１の存在を決定し、シャフトエン コーダ３３がコンベヤベルトプーリ３４と連動して、タイル３１の動きをチャン バー１３へと／を通り／の外に出るまで追跡する。 検査装置はコンベヤベルト３０を停止させることなくタイル３１を分類するよ う設計されている。これにより、タイルはより速く分類され、運転者の疲労もな いという点で人間より非常に有利である。 ビデオカメラ１４はコンベヤベルト３０に沿ったポジショ ンＡの上に垂直に取付けられ、入力センサ３２とシャフトエンコーダ３３の出力 から判断して、タイル３１がポジションＡまで来たことを検出すると、ビデオカ メラ１４が作動して、セラミックタイル表面の個別のフレーム画像を捕捉する。 タイル表面の、利用可能な高解像度の画像を捕捉するためには、約１ｍｓの露出 時間が必要となる。選択する露出時間はビデオカメラ１４の能力を考慮に入れて 行なう。フレームシャフトのよごれ等の問題は露出が短い場合によく発生し、移 動するタイル３１の画像を捕捉する間に生じる動きのぶれは露出が短い場合に少 なくなる。ビデオカメラ１４には、解像度が５１２ｘ５１２のモノクロの電荷結 合素子によるセンサエレメントが付いている。ビデオカメラ１４が生成するアナ ログ出力信号は画像処理ユニット１８（図１に示す）に送られ、ここで、増幅さ れ、オフセット調整をして、フィルタを経て、ＡＤコンバータ（デジタイザ）（ 図示していない）によりアナログからデジタルに変換される。 ビデオカメラ１４はコントロール可能なズームレンズ３５と連動して使い、こ のレンズにより、ビデオカメラ１４の視野を調整して、捕捉画像を検査可能な種 々のサイズのセラミックタイル３１に合わる。従って、ズームの設定を変化させ るためにはフォーカスをリセットしなければならず、種々のカメラ焦点が必要と なる。タイプのいろいろな厚み、明るさも、ソフトウエアによる制御が可能な焦 点、ゲイン、口径を持つビデオカメラ１４により処理される。 ビデオカメラ１４の電荷結合素子センサエレメントは赤外 線（ＩＲ）波長に対して非常に敏感であるが、この装置は可視光線の範囲の表面 特徴に基づいてタイルの分類を行なう必要があるため、ＩＲフィルタ３６を取付 けて、ビデオカメラ１４の感度を電磁スペクトルの可視光線の範囲に最適化する 。ＩＲフィルタ３６を使うもう一つの長所は炉等から直接入ってくる温度の高い タイルでもタイル表面の捕捉画像には影響しないことである。 ビデオカメラ１４のズーム、焦点、ゲイン、及び口径はその時々に校正するが 、この目的のため、多くの固定校正対象３７をコンベヤベルト３０の下のポジシ ョンＡに示す。校正手順を以下、詳細に記述する。 本実施例では、セラミックタイル３１は、外光がタイルを照らすことのない注 意深く制御された照明条件の下でその画像が取られる。制御された照明システム はチャンバー１３内に設置された二組の同じ照明装置が提供するものである。理 解し易いように、ここでは一つの照明装置について説明する。照明装置はＤＣ１ ２Ｖの定電圧（図示していない）で駆動する、一列に並んだクォーツハロゲン電 球３８から成る。ビデオカメラ１４が画像を捕捉する間に、その５０ヘルツ動作 は各タイルが同量の照明を受ける状態を確保するためには充分な速さではないた め、通常の交流（ＡＣ）照明は好ましくない。 ハロゲン電球の列３８は照明装置の中に高い熱を発生させる。例えば、入力フ ァンを取付けて、空気を中に取り入れ、電球の列３８に向かって空気の流れを起 こし、照明装置の加 熱を防ぐ等の空冷システム（図示していない）も取付けてある。 ランプ３８からの光は２段階拡散装置３９に当てられ、この拡散装置が拡散し た光によりタイル３１が可能な限り均等に照らされるような設計となっている。 拡散装置３９は、粗いプリズムのプラスチックディフューザ４０、ミラー４１、 及び精密な乳白色のプラスチックディフューザから成り、これらは密閉され、内 部拡散空間４３を形成する。ランプ３８は光を粗いプリズムディフューザに導き 、ここで光は拡散空間４３に拡散していく。拡散した光は精密なディフューザ４ ２を通過し、ミラー４１で反射されてから、画像捕捉フィールド１３を照らす。 タイル３１の照明を改善するために、２段階拡散装置３９はタイル３１に対し て最適の距離と、角度で配置され、視野の照明が均一で、乱反射しないようにな っている。この幾何学的に均一な照明が反射面にとっては特に重要である。チャ ンバー１３内の二番目の反射も、又、無反射の光吸収性内部壁４４を取り付けて 防止している。 検査装置１１はタイル生産ラインに組み込み、業界の代表的なタイル製造環境 において信頼性の高い機能が発揮できるような設計となっている。チャンバー１ ３内のタイルの上や、空気中に入り込むダストの問題を克服するために、チャン バー１３は空気浄化システム５８（図１０を参照）を装備し、これがチャンバー １３に対して、きれいな空気を供給し、ダストやよごれた空気を抜き出す。空気 浄化システム５８はタ イル３１の表面からダストを吸引し、吹き飛ばすことができるように配置するこ とも可能であり、機械的な浄化手段を用いてタイル３１がチャンバー１３に入っ てくる時にきれいにする方法も可能で、これら両方を装備することも可能である 。更に、空気浄化システム５８は校正タイル３７がよごれるのを防止し、必要な 場合には、何時でも正確な校正ができるようにしてある。 埋め込み式のマイクロコントローラ１７（図１に示すが、図２には示していな い）はチャンバー１３内の画像捕捉の機能的制御を専門に行なう装置で、検査装 置の必要な全てのパラメータを監視し、制御し、正しい動作を確保する。詳細を 述べると、このマイクロコントローラ１７は入力センサ３２と、シャフトエンコ ーダ３３を監視し、チャンバー１３を通過するタイル３１の位置を判定する。タ イル３１がポジションＡに到達すると、マイクロコントローラ１７は電子制御パ ルスをビデオカメラ１４に送り、画像を捕捉する。このパルスの長さがカメラ１ ４の露出時間を決定する。 マイクロコントローラ１７は、焦点、ズーム、及び口径等、ビデオカメラ１４ の種々のパラメータを監視し、制御する。電位差計の位置センサ（図示していな い）をビデオカメラ１４内に取付け、マイクロコントローラ１７と接続し、焦点 、ズーム、及び口径の設定を行なう。位置センサの出力は、カメラレンズの焦点 、ズーム、及び口径の設定を行なう時のフィードバック制御に使用する。 マイクロコントローラ１７は、又、温度センサ（図示して いない）とも接続されており、これらは検査装置１１の様々な場所に取付けられ ている。これらの温度センサからの信号により、マイクロコントローラ１７は検 査装置１１の動作における種々の変化に対応した温度を監視、コントロール、補 正する。検査装置の中で使われるアナログ電子機器の場合、その性能が温度変化 に応じて大きく変動するため、このことは非常に重要である。ファンや、照明シ ステム３８のパラメータも監視され、マイクロコントローラ１７はファンや照明 システムが正しく動作せず、修正動作が必要な場合を判定する。更に、検査装置 を収納するエンクロージャ（図１０を参照）はいくつかのドアを持ち、検査装置 の照明機器、電子機器等などの整備ができるようになっている。センサ（図示し ていない）が、チャンバー１３へのドア５５に取付けてあり、マイクロコントロ ーラ１７はこれらのセンサを監視して、装置の動作の間にドアが開いたかことを 確認し、ドアが開き余分な光が入り込み、画像捕捉に影響きたさないようにする 。 多色インジケータライト４５のセットはマイクロコントローラ１７に接続され 、コントロールされるが、これが検査装置１１のハウジングに取付けられ、オペ レータに対して、検査装置の動作状態を知らせる。このインジケータライトのセ ットがあるため、多くの検査装置の動作を監視する責任のあるオペレータは、例 えば、電球切れ等の故障がどの検査装置で発生したかを簡単に知ることができる 。 検査装置１１の自動運転が自動検査の間に必要な判断を下 すためには、タイルの表面特徴を検出する”訓練”を最初に行なう必要がある。 この”訓練”手順において、システムはタイルの分類にはどの特徴を検出するか を学ぶ。システムの”訓練”は、一定の数の、そして全ての種類のタイルを装置 に通し、装置がそれらを認識できるようにする。システムは、一定の数のアルゴ リズムとルーチンを選び出す元となる、多くの特徴判定アルゴリズムと、統計解 析ルーチンを使用し、これらサンプルのタイルを処理する。これらのアルゴリズ ムとルーチンは（ａ）必要なタイルのグレード数の適正な分類と（ｂ）計算コス トに基づいて選択される。選択されたアルゴリズムと統計解析ルーチンは装置の 動作区間（リアルタイム分類周期）において使用される。訓練区間の長さは分類 対象のタイルのクラス数、使う各クラスの例の数、異なるクラスのタイルを区別 する際の容易さ等により、変化する。 動作区間において、タイル３１が検査装置１１を通過する間に、タイル表面の 画像はリアルタイムで処理される。タイル表面の画像が捕捉されると、選択した アルゴリズムとルーチンがタイル表面の必要な特性値を記述する特徴値のリスト を生成する。このリストは、その後、タイル３１を分類し、それを物理的に分類 するための適正な命令を生成するのに使用される。 マイクロコンピュータ２１は多くの特徴抽出アルゴリズムと統計解析ルーチン を格納しており、これらのものが、タイルの表面が一つ又は複数の特徴を含む度 合いを判定するのに使用される。データベース２２には、各タイルのタイプに対 応して使うアルゴリズムとルーチンの指標が記憶される。調査対象の特徴の例と しては、”ｔｅｘｔｏｎ”濃度と分布とで示すグレースケール、コントラスト変 動、及び色調がある。訓練区間では、種々のクラスのタイルを構成するサンプル タイルの各画像について、タイルの特定のタイプに関係するアルゴリズムとルー チンが使用され、タイルの分類に使う全てのアルゴリズムとルーチンのサブセッ トを定義する各タイプに対応する数のセット（指標）を判定する。動作区間で使 うために選択されるアルゴリズムとルーチンはいくつかの基準、例えば、結果生 成のスピード、及びこれらの結果がタイルのクラス間で異なる程度等に基づいて 選択される。画像プロセッサの中のハードウエアはリアルタイム分類に選択した アルゴリズムをもっとも効率的に実行できるよう構成される。特定のクラス／カ テゴリを定義する特徴値の範囲は分類プログラムを構成する時に使用し、これは 画像プロセッサ１８に常駐する。検査の間、生成された未知のタイルの特徴値は 、特定のタイル３１が属するカテゴリを類推するために解析される。 タイルの画像が動作区間で捕捉されると、画像処理ユニット１８のハードウエ アに常駐するアルゴリズムとルーチンの内、選択されたもので処理される。結果 の特徴値リストは、分類プログラムがタイル３１の分類コードを計算するために 使用する。この分類はマイクロコントローラ１７に送られ、ここで、適当なソー スコードが生成され、タイル３１がソータユニット１２に到達した時に、ソータ ユニット１２に送ら れる。この時間は、ソータセンサ１９とシャフトエンコーダ３３を監視するマイ クロコントローラ１７が判定する。 上記自動検査装置の中心的機能を実行する役目のソフトウエアプログラムは分 類プログラムと呼ばれる。このプログラムはマイクロコンピュータ２１のソフト ウエアでは、訓練区間のデータ捕捉と処理に使用され、ソフトウエア構成が可能 な画像プロセッサ上のハードウエアでは、動作区間のデータ捕捉と処理に使用さ れる。訓練区間における分類プログラムの操作は図３のフロー図に示し、動作区 間での操作は図４のフロー図に示す。図３、図４も、各処理ボックスの中で、対 応する処理が実行されるハードウエアを省略名で示してあるので注意が必要であ る。省略名ＰＣはマイクロコンピュータ２１を示し、ＩＰは画像処理ユニット１ ８、ＵＩはユーザーインタフェース２３、＿＿ｍＣはマイクロコントローラ１７ を示す。 図３について、訓練区間はマイクロコンピュータ２１の７０で、ユーザーイン タフェース２３を介して始まる。プログラムは、その後、画像処理ユニット１８ と、マイクロコントローラ１７に命令を送り、カメラ１４の焦点、フォーカス、 及び口径を７１で校正します。カメラレンズの校正方法については、詳細は述べ ませんが、この説明の他のセクションで概略を説明する。 次の処理ステップは、分類対象として指定されたタイプのタイルで、異なるグ レードを代表するサンプルタイルのセットが使われる。これらのタイルは予め熟 練の技術者によりグ レードが決められており、彼らの知識はシステムの訓練にも必要となる。訓練区 間では、サンプルタイルが検査装置に送られ、このタイルに対応するグレードや 、クラスが７２において、ユーザーインタフェース２３を介してマイクロコンピ ュータ２１に入力される。このサンプルの表面の画像は７３で捕捉され、その画 像から可能な限り多くの情報を抽出する作業と、抽出した画像データを既知のサ ンプルタイルのグレードと比較する作業が開始される。 データは７４において、捕捉したサンプルタイル表面の画像から、多くの特徴 抽出アルゴリズムを使って抽出される。その後、複数の統計解析ルーチンにより 解析して、サンプルタイル表面の画像がどの程度その特定の特徴を含んでいるか を判定する。各アルゴリズムは、その統計解析ルーチンと共に、画像処理ユニッ ト１８にダウンロードされて、サンプルタイル表面のデジタル化された捕捉画像 に対して使われる。各アルゴリズムの各統計ルーチンの結果は一つの機能値とし て与えられ、関連の全てのアルゴリズムと、その統計解析ルーチンの動作が完了 すると、サンプルタイルに属する有効データの全てを表す機能値のリストが得ら れる。このリストは順次、マイクロコンピュータ２１に送られ、７５において、 訓練セットファイルと呼ばれるデータファイルに追加される。このデータが対応 するサンプルタイルのクラスは、既に前の７２で入力済みのものですが、これも 又、７５で、訓練セットファイルに追加される。 サンプルタイルの表面に関する情報を７３、７４及び７５ で抽出したり、格納したりするプロセスはサンプルタイルセットの残りのサンプ ルタイルについても、７６において繰り返される。更に、各サンプルタイルの予 め決められたグレードも７２において、ユーザーインタフェース２３を介して入 力され、７５で、訓練セットファイルに追加されます。タイルの動作区間分類の 高い精度は、各グレードの中で分布する多くのサンプルタイルをもつことで得ら れる。特に、もし、一つのグレードの中に、区別のないタイルの例がいくつかあ る場合は、分類プロセスは正しく行なう必要がある。 一度、上記のようなサンプルタイルの処理が完了すると、結果は７７において 解析され、動作区間で使う機能抽出アルゴリズムと、それに対応する統計解析ル ーチンのサブセットを判定し、更に、それらのアルゴリズムとルーチンをいかに 解釈するべきかが決定される。 分類プロセスを連続サイクルで動作させるため、他のタイルのグレートを判定 する前に、一つのタイルの画像を捕捉し、その画像を処理し、更に、そのタイル のグレードを判定する時間は限定される。この時間制限は、言い換えれば、全て の機能抽出アルゴリズムと統計解析ルーチンのサブセットは、可能な最も短い時 間で導入できる基準や、一つのグレードを他から最もよく区別できる基準も含め て、いくつかの基準に基づいて選択されることを意味する。更に、選択されたア ルゴリズムや、統計解析ルーチンの結果を蓄積して、タイルのグレード判断に使 う方法は、利用可能な時間内に、処理を完了できる程高速でなければならない。 従って、どのアルゴリ ズムと、統計解析ルーチンを選択するか、及びその結果をいかに処理するかを考 える際には、計算コスト（計算電力Ｘ時間）と共に分類能力も考慮されなければ ならない。 タイルを正しいグレードに分ける際に、どのアルゴリズムと統計解析ルーチン がベストであるかの判断はサンプルタイルの特徴値のリストと、既知のグレード とを解析する特徴分類アルゴリズムにより行なわれる。タイルのグレードを決め る際の境界線がどこにあるかを判定するには、多くの方法が可能である。例えば 、”Ｎ−平均クラスタリング”アルゴリズム、”Ｋ−近似値”アルゴリズム、及 び、線形分類解析等がある。しかし、本発明の実施例では、メンバーシップベー スの分類法（ファジー論理に近似）を最適の方法として考える。 メンバーシップベースの分類法とは、オーバラップガウス、又は、三角メンバ ーシップ分布を各タイルクラスについて使用し、他の分類法で用いられる”ブリ ックウォール”境界線分布は使用されない。この分類方法の大きな利点はグレー ド間の境界線において、分類を各グレードに属するタイルの確率解析で行なうこ とである。このように、ｎ次元空間（ｎ≧３）の場合のような複雑な境界条件を 有する時には、メンバーシップベースの分類法はタイルがどちらのグレードに属 するかの判断をするのが容易になる。 アルゴリズムと統計解析ルーチンのいかなる組み合わせが、与えられた時間で 、最良の結果を産むかの判断をする時は、各アルゴリズムと関連の統計解析ルー チンが結果を出すのに 必要な時間を、タイルのタイプ毎に知る必要がある。 この情報は予め決まっており、マイクロコンピュータ２１のデータベース２２ に格納される。一つのアルゴリズム上でいくつかの統計解析ルーチンが他のルー チンの一部と同じであることもあり、更に、いくつかのアルゴリズムが同様の特 徴を抽出することもある。この冗長性を無くし、結果を改善するため、特徴分類 アルゴリズムはいくつかのルーチンの結果を使って、その他のものの結果を判定 する。そして、異なるタイプの特徴を抽出するアルゴリズムとルーチンを選択し ようと試みる。 ７７で結果が解析され、アルゴリズムとルーチンが選択されると、この情報は 全てマイクロコンピュータ２１のデータベース２２の中の７８に格納され、これ は後にダウンロードして、実際の運転の前に画像処理ユニット１８を構成する際 に使用される。 添付図面の図４は動作区間における分類プログラムの動作に含まれる処理ステ ージを示す。プログラムは８０で、ユーザーにより、ユーザーインタフェース２ ３を介して起動され、分類対象のタイルのタイプを定義する分類情報が次に、マ イクロコンピュータ２１に入力る。プログラムは、その後、８０において、この 個別のタイプに対してシステムの訓練が行なわれたかどうかを調べるチェックを 行ない、もし、行なわれていなければ、図３に示すように、訓練が開始される。 この訓練が完了した場合、或いは、システムの訓練がタイルのそれぞれのタイプ について完了していることを認識したなら ば、対応する訓練データが８１において、画像プロセッサ１８にダウンロードさ れる。 このダウンロードされた訓練データは画像処理ユニット１８の中の中央記憶（ 図示していない）に格納される。画像処理ユニット１８は、ソフトウエア構成可 能なハードウエアの処理ポイントを分散して、アルゴリズムと統計解析ルーチン を効率的に実行するよう設計されている。この段階で、ハードウエアの処理ポイ ントは一つ、又は複数のアルゴリズム／ルーチンを実行できるように構成される 。 画像処理ユニット１８が８２で構成されると、プログラムは画像処理ユニット １８と、マイクロコンピュータ１７に命令し、カメラ１４の焦点、ズーム、及び 口径を校正させる。これについて、以下に詳しく説明する。 画像処理ユニット１８は、この時、以前に分類したタイルタイプに対応するタ イルのオンライン分類の準備がなされる。分類は、画像プロセッサ１８が８３に おいて、カメラ１４の下を通過する未だ分類されないタイルの装飾表面の画像を 捕捉することから始まる。前述したように、カメラ１４はアナログ信号を出力し 、これが増幅されて、オフセットが調整され、フィルタ（偽信号防止フィルタに よる）を経て、ＡＤコンバータによりデジタル化される。このデジタル情報は、 その後、判明した異常部分、例えば、シェイディング修正（後に記述）を修正し て、デジタルフレーム記憶（図示していない）に送られ、ここで、捕捉画像のデ ジタル表現が格納され、後の画像処理に備える。 次の段階は、８４において、格納された画像表現から以前に選択した特徴を抽 出することである。画像処理ユニット１８は、前にハードウエア処理ポイントに 構成されたアルゴリズム／ルーチンを実行し、結果の特徴値を格納し、その後、 ハードウエアを次に実行するアルゴリズム／ルーチン用に再構成する。この手順 は、ダウンロードされた全てのアルゴリズム／ルーチンが捕捉画像に対して実行 され、完全な特徴リストが完成するまで繰り返される。 このようにして得られた特徴リストは、その後、８５において使われ、そのタ イルを一つのグレードに分類する。もし、特徴リストがタイルを既知のグレード に置かない場合は、このタイルは拒絶カテゴリに置かれる。分類プログラムの望 ましい機能は、拒絶カテゴリを解析して、過去の結果に従い、新しいグレードカ テゴリが拒絶タイルの中から生まれるかどうかを判定することである。この機能 は、分類プログラムを分類の全グレードのいかなるものも含まない訓練タイルで 訓練する時などに便利である。 ８５において、タイルのグレードを判定すると、画像プロセッサはそのグレー ドをマイクロコントローラ１７に送り、ここで今度は、８６において、ラインソ ータ回路１２用のソータコードが生成される。ステップ８３、８４、８５及び８ ６の全体の手順が、８７において、検査装置の下を通過する各タイル毎に繰り返 され、全てのタイルが分類されるまで続けられる。 ラインソータユニット１２は既知のグレード各々に属する タイル毎のボックスと、拒絶タイル用のボックスを持つ。もし、新しいグレード を拒絶カテゴリから判定する場合は、ラインソータ１２は、これらのタイルを区 別するため、新しいカテゴリを受け入れるようにセットアップされ、前の全ての 拒絶カテゴリは再び、検査装置にを通される。 検査装置１１は動作を修正するよう校正されるべきであり、これは二つのプロ セスで行なわれる。最初の段階は、ズーム、口径、ゲイン、及び焦点等のビデオ カメラの変数を校正し、同時に、デジタイザのゲインとオフセットを最適化し、 第二段階は、照明の微妙な変化、及びビデオカメラ１４の感知エレメントの反応 を補正する。 図５の二つの校正対象３７は第一校正段階で使用するために備えられる。校正 対象３７はビデオカメラ１４の視野５０の中心に、対角線上に配置され、ズーム ／焦点対象５１と、グレースケール対象５２になる。ズーム／焦点対象５１は一 つの直線パターン（バー対象）５３を持ち、これがビデオカメラ１４のズームと 焦点のプロセス中自動校正に使われます。グレースケール対象５２は、ビデオカ メラ１４の口径とゲイン設定と、デジタイザのゲイン及びオフセット設定のプロ セス中自動校正に使用されるＮ−セグメントのグレースケール（ここで例えばＮ ＝５）から成る。 別名シェイディング修正と呼ばれる第二の校正段階では、一色の非パターン基 準タイルがポジションＡに配置され、基準タイルの画像が得られる。この画像は ノイズを最少限にするため、基準タイルから取られた多くの画像の平均である。 均一でない光に起因する画像の均一性の変動や、異なるカメラピクセルの出力変 動は検出することができる。その後、修正率を計算し、全ての画像画像の均一性 をソフトウエア修正し、その後に、特徴アルゴリズムの処理に移るようになる。 この修正は画像データがデジタル化された直後に行なわれる。 図６はカメラ１４のズームレンズの校正に関係する処理段階を示す。この手順 は、校正対象３７の画像が９１で得られるところから開始される。シェイディン グ修正のように、校正対象３７から多くの画像が捕捉され、平均化し、ノイズの 影響を少なくする。捕捉画像で、ズーム／焦点対象、又はバー対象５１に対応す るものは、その後、解析されて、線形に並んだバーの各々の特性幅を判定するた めに使用される。これらの特徴的な幅は９２において、以前に９３で、現在分類 中のタイル３１のサイズ用の正しいズームレンズ設定として格納されていたもの と比較される。代表的な、正しいズームレンズの設定は、現在分類中のタイル３ １のタイプに対して訓練区間中に決定されたものです。もし、特性幅と以前に格 納した幅の間の違いが予め指定された許容範囲の中にある場合は、ズームレンズ ３５は調整されない。しかし、もし、違いがこれらの範囲外にあれば、ズームレ ンズ３５の新しい設定９４で計算され、差異を減少させる。そして、新しい設定 はマイクロコントローラ１７に送られ、ここで今度は、正しいモータを起動して 、９５において、必要な量だけズームレンズの設定を変更する。全体の手順は９ ６において、特性バ ーの幅と、以前に格納したバーの幅との間の違いが予め許容された範囲内に収ま るよう繰り返される。 図７はカメラ１４のフォーカスの校正で行なわれる種々の処理ステップを示す 。校正は、先ず１００において、校正対象３７の画像が複数の画像を平均して得 られるところから開始される。次に、ズーム／焦点対象５１が解析される。１０ １では、画像の柱状図が捕捉画像から測定した種々のバー幅から計算され、柱状 図の変動が１０２で計算される。理想的には、画像に焦点を合わせた場合には、 バー幅の変動が最大であり、校正した変動幅を１０３で試験して、最大値に達し たことを判定する。もし、変動幅が最大値に達しないような場合は、カメラ１４ の新しいフォーカス設定を１０４で計算し、変動値の増加を図る。新しいフォー カス設定はマイクロコントローラ１７に送られ、カメラレンズの焦点は１０５に おいて、希望の設定に変更される。上記の手順は１０６において、変動が焦点の 校正が完了したと判定される時点で最大になるまで繰り返される。 カメラの口径と、デジタイザのゲイン及びオフセットの校正手順は添付の図８ と９に示す。図８は手順の前半を示し、これは訓練区間と動作区間の初期の時期 に行なわれる。図９は分類プロセスの動作区間に行なう手順の後半を示す。 図８を見ると、校正手順が訓練区間において、１１０において任意のサンプル タイルの多くの捕捉画像から平均画像を得た画像処理ユニット１８により、開始 される。サンプルタイルのコントラストは１１１で判定され、１１２でチェック され、それが最大コントラストかどうかを確定する。もし、最大コントラストに 到達していない場合は、デジタイザのゲインが１１３の統一値に再びセットされ 、カメラのアパーチャとデジタイザのオフセットが１１３で調整され、コントラ ストを最大にする設定を判定する。この手順は１１４において、カメラの口径、 及びデジタイザのゲインの設定が選択したサンプルタイルから最大のコントラス トを得るまで続けらる。これらの設定においては、ｎ個のグレースケールセグメ ント（指標グレーレベル）の各々の平均グレーレベルが１１５で判定され、この データがアパーチャ及びオフセットの設定データと共に、マイクロコンピュータ ２１に送られる。各タイルタイプで検査装置が訓練を受ける条件は異なるため、 １１６には、タイルのデータベース２２の送信データを格納しておくことが重要 である。これにより、訓練に影響する正確な条件を、各タイルタイプの動作区間 に繰り返し生成することが可能になる。 動作区間の最初において、画像処理ユニット１８はマイクロコンピュータ２１ からのデータにより起動される（図４、ステップ８１を参照）。特に、指標グレ ーレベルに関するデータ、口径設定、及びデジタイザのオフセット設定は、１１ ７（図８）でダウンロードされ、タイルのタイプが分類される。カメラの口径は 、その後、１１８で、マイクロコントローラ１７にセットされ（１．０にセット ）、デジタイザのゲイン、及びデジタイザのオフセットは１１８において、画像 処理ユニット１８により構成される。 添付図９には、動作区間におけるデジタイザゲインとデジタイザオフセットの ”プロセス中”画像校正を示す。 これは自発的に行なう校正で、特定のタイルタイプの訓練区間に存在したもの に対する現行条件の違いを、非常に正確に補正するため、あらゆる機会を捉えて 行なうものである。一方、口径、ズーム、及び焦点校正は受け身の校正と考える ことができる。なぜなら、これらの校正は一般的に、動作区間の初期の間のみに 行なわれるものだからである。 ”プロセス中”画像校正はｎ−セグメントグレースケール対象５２の平均画像 が１２０で得られてから解される。この画像が解析され、ｎコのセグメントの各 々の平均グレーレベルが、その後１２１で決定される。測定したグレーレベルは 指標のグレーレベルに対して作図され、全てのポイントを通る最良のラインの勾 配とオフセットが判定される。この勾配とオフセットはそれぞれ、デジタイザの ゲインとオフセットに直接比例し、従って、明るさの補正に必要なデジタイザの ゲインとオフセットの変化／訓練区間と動作区間の間のデジタイザ特性の変化は 簡単に計算することができる。デジタイザのゲインは、その後１２２において、 相当の調整を受けて、これらの違いを補正する。同様に、デジタイザのオフセッ トも１２３で補正される。 次の段階は、１２４において、測定したグレーレベルが指標のグレーレベルと 同じ（許容範囲内）かどうかを確認することである。もし、同じならば、直前に 計算した調整は無視されて、アパーチャ校正が完了する。しかし、もし、同じで ないならば、直前に計算した調整が以前に行なったデジタイザゲインやオフセッ トの設定よりも必要な近い値となる。 一つのタイルの分類の完了から次のタイルの分類の開始までの短い時間内に行 なわなければならないため、”プロセス中”校正には厳しい時間制限がある。こ の点で、もし、指標のグレーレベルが１２４で得られなければ、画像プロセッサ １８は１２５において、”プロセス中”校正の全体の手順を１２６で繰り返すだ けの時間があるかどうかを判定する。もし、充分な時間がある場合は、手順は１ ２６で繰り返され、時間がない場合は、新しく計算したデジタイザのゲインとオ フセット設定は次の分類プロセスで使用される。 図１０Ａと１０Ｂは前述した検査装置１１の代表的ハウジングエンクロージャ を示す。チャンバー１３は二つのドア５５から整備することが可能で、照明装置 は二つの補助ドア５６から整備が可能である。カメラハウジング５７と、空気浄 化システム５８はそれぞれ、画像捕捉チャンバー１３の上と下に位置する。エン クロージャ６０には、マイクロコントローラ１７用の小さなコンパートメントと 、画像処理ユニット１８やＰＣ２１や、その周辺機器でキーボード、プリンタ等 などのための大きなコンパートメントが取り付けられる。ハウジングエンクロー ジャ６０はレッグ６２の上に取付けられ、コンベヤベルト３０がタイル３１を受 付け、他の処理ユニットヘ移動させることができるような高さに持ち上げられる 。 図１１は本発明の第二の実施例に基づく、自動検査装置２ １１を略図的に示すものである。自動検査装置２１１は、何れも処理手段により コントロールされるカメラ２１４、センサ２１５、及び環境制御システム２１６ を収納する画像捕捉チャンバー２１３をもっています。処理手段とは、マイクロ コントローラ２１７、画像処理ユニット２１８、及びマイクロコンピュータ２２ １のことで、これらは関連のデータベース２２２とタッチスクリーン２２３を持 つ。マイクロコントローラ２１７はラインソータユニット２１２のセンサ２１９ と、制御ユニット２２０に接続され、異なるクラスのタイルの方向付けや、積み 上げを行なう。これらの点において、検査装置２１１は第一の実施例の自動検査 装置１１（図１を参照）にかなり類似する。従って、以下の説明は二つの検査装 置の違いについてのみ記述する。 大きな違いは関係する装置と、画像捕捉プロセスで採用する方式にある。特に 、タイルは画像捕捉チャンバー２１３に運ばれるが、これらは、この時、チャン バー２１３の画像捕捉ウィンドウ２２５の下を通り、タイルの画像はこのウィン ドウを通して得られる。これにより、画像捕捉チャンバー２１３のサイズを小さ くすることができ、複雑な部分を無くし、完全に密閉することが可能になり、厳 しい作業環境に対してもより大きな耐久性を持つ。更に、ビデオカメラ２１４は 一つのタイルの画像を捕捉するより、タイルがその下を通過する間に、多くのラ イン走査画像を捕捉する。これらのライン走査は、その後、画像処理ユニット２ １８のフレーム記憶と結合され、タイル表面のデジタル表現がを供給される。高 性 能の追跡手段２２４はコンベヤ２３０と連動して、タイルがウィンドウ２２５の 下を通過する間の複数回にわたり、カメラ２１４を起動するための信号を生成す る。タイルのライン走査画像のみを捕捉するため、画像捕捉チャンバー２１３内 の照明装置２２６ははるかに単純な構造となる。 添付図１２では、画像捕捉チャンバー２１３は、上記画像捕捉ウィンドウ２２ ５をポジションＡに装備した密閉チャンバーから成る。ウィンドウ２２５は低い 屈折率、低い反射特性、及び優れたスペクトル透過特性をもつガラスから成る。 簡単な照明装置２２６は画像捕捉ウィンドウ２２５の近くに取付られ、セラミッ クタイルが画像捕捉チャンバー２１３の下を通過する間に、これを照らす。 照明装置２２６は、２０−４０ＫＨｚ等の高い周波数で動作するＡＣ蛍光燈二 つ及び、光を画像捕捉ウィンドウ２２５の方向へ反射するための二つの反射装置 ２２８から構成される。チューブライト２２７は高い周波数で動作し、ビデオカ メラ２１４が画像を捕捉する間に、各タイルは均一な照明が受ける。更に、これ らの装置はＤＣ装置よりもはるかに発熱量が低く、このことも利点の一つである 。二つの反射装置２２８は内部ミラー面２２９を持ち、これが大部分の光をチュ ーブライト２２７からタイル２３１の方へ反射し、カメラ２１４がタイル２１３ のライン走査画像を捕捉できるようなギャプを作りだすように配置される。チュ ーブライト２２７の配置及びポジションニングは乱反射を発生せず、均一な照明 が得られるように行なわれる。このことにより、タイル２３ １からの直接反射の大部分を防止し、更に、第二反射も、チャンバー２１３の内 部壁２３２や、反射装置２２８の外部表面２３３の無反射、光吸収コーティング により防止される。 ビデオカメラ２１４はチャンバー２１３の上部に取付けられ、最初のタイル２ １３に初めて焦点を合わせ、その後のタイル分類に対して固定されるレンズ２２ ５を備えている。ズームの変更もなく、レンズ２３５のフィールドも深く、タイ ル２１３とＡのタイル画像捕捉ポジションのすぐ下にある校正対象２３６の両方 に対して焦点の合った画像を提供できるためタイルによりフォーカスを変化させ る必要はない。レンズ２３５は、カメラの視野が固定されているため、可変ズー ムの必要はない。可変ズームやフォーカスの必要性を無くしたことで、校正手順 が簡単になり、前の実施例のように、ズーム／レンズ校正対象５１も必要ない。 ＩＲフィルタ２３６には、カメラレンズ２３５が取付けられ、電磁スペクトル の可視範囲のビデオカメラ感度を最適化する。液晶シャッタ装置２３８も、カメ ラレンズ２３５に付属する。 この装置は、コンベヤベルト２３０のジッタ（ベルトスピードの変動）により 発生する可能性がある、タイル画像に対するカメラ２１４の露出過剰を予防する 。これについては、次に詳しく述べる。 ビデオカメラ２１４と、デジタイザ（図示していない）の機能は温度に大きく 依存するので、運転温度を調整するため、 空調システム（図示していない）が装備される。デジタイザはアナログカメラの 出力の近くで、カメラハウジングの中に設けられ、ドリフトの影響を抑制し、カ メラハウジングの周りの閉鎖ループには冷たい空気を循環させる。温度調整装置 の精度を上げるため、小型ヒートポンプ２３９が大きなヒートシンク２４０に付 属して、カメラハウジングに取付けられる。ヒートポンプ２３９を、例えば、Ｃ ＣＤ自身の上等、カメラの全てのアナログ温度感知回路に取付けることにより、 理想的な温度制御が実現される。特に、ＣＣＤは低い温度に保てば保つ程良好な 動作を行う。しかし、回路にヒートポンプを取付けるのは機械的に困難であり、 非常に費用がかかるため、現在の技術では、これは現実的ではなく、従って、ヒ ートポンプはカメラハウジングの上だけに取付けられている。 空調システムの閉鎖ループは、各々の運転温度を調整できるよう、例えば、マ イクロコントローラ２１７、画像処理ユニット２１８、及びマイクロコンピュー タ２２１等の計算装置の部分まで配置される。空調システムを使う利点はフィル タの必要性がなく、多くの場合ほこりの多い作業環境で行なわれる装置２１１の 保守を行なう必要がないことである。 マイクロコントローラ２１７は温度センサ（図示していない）を介してカメラ ハウジングの運転温度を監視し、ヒートポンプ２３９と空調システムの動作を適 正に制御する。マイクロコントローラ２１７は、又、画像捕捉チャンバー２１３ 内の状態を監視する役目もあり、光センサ２４１が取付けら れ、これがチューブライトの動作不良は勿論のこと、経年変化によるその明るさ の変化を正確に感知する。 ビデオカメラ２１４はライン毎に、タイル２３１の画像を捕捉するため、多く のタイプのライン走査ビデオカメラを使用することがあります。本実施例では、 時間領域統合（ＴＤＩ）カメラ２１４（ＣＣＤアレーを装備）が使用される。Ｔ ＤＩカメラ２１４はタイル２３１と、その長さ方向のＸライン、例えば、Ｘ＝９ ６、の全幅の画像を捕捉する。タイル２３１がＣＣＤアレーの中のピクセルのラ イン一つに相当する距離で通過する毎に、カメラ２１４が起動され、タイル２３ １の新しいポジションでの画像を捕捉するため、タイルを横切るラインはＸ回画 像を捕捉されることになる。このように、特定のラインを複数回画像捕捉して、 その後、これらの平均を取り、そのラインの正確な画像が得られる。 ＴＤＩカメラ２１４を使う利点は、同じラインの画像を複数回効率的に捕捉す るので、そのラインへの露出時間が増加することから、低い照明レベルを使うこ とができることです。更に、ＣＣＤアレー内の全てのピクセルが使われることか ら、カメラのＣＣＤピクセルアレーの不均一な反応に関係する問題が平均化され ることも利点の一つである。又、フレームシフトの汚れも除去することができる 。 ＴＤＩカメラを使うことによる利点は、タイル２３１が画像捕捉ポジションＡ を通過する際に、正確な追跡が行なわれることを基本とする。タイルの位置追跡 装置２５０（図１３に示す）を取付けて、カメラ２１４の起動信号生成を行う。 位置追跡装置２５０は、二つの同様なホィール付きの装置で、コンベヤ２３０の 両サイドに取付けられる。ホィールの付いたこの各装置はジョッキーホィール２ １５、２５２、２５３と、ギヤホィール２５５と、位置コード化ホィール２５６ から構成される。各列終端部のジョッキーホィール２５１は自由回転ホィールで 、隣接のジョッキーホィールとは連結していない。これらの自由回転ホィール２ ５１はタイル２３１を追跡装置２５０に誘導し、これにより、予想される細かな 調整不良を修正する。各列の追跡ホィール２５２、２５３は分割ライン２５４に 対して対称的な位置にある。図面では示していないが、分割ライン２５４は図１ ２に示すタイル画像捕捉ホジションＡに対応する。追跡ホィール２５２と２５３ はギヤホィール２５５により連動し、このギヤホィールは位置コード化ホィール ２５６と連動する。位置コード化ホィール２５６はギヤホィール２５５より遥に 小さな半径をもち、追跡ホィール２５２と２５３の回転は、ギヤホィール２５５ と位置コード化ホィールのギヤ比により増幅されます。シャフトエンコーダ２５ ７は位置コード化ホィール２５６の一つ一つに取付けられ、その回転を測定し、 カメラ２１４を起動するための高精度の位置判定信号を供給する。 このホィール付きの装置の各々は一つのフレーム（図示していない）に固定し 、これがコンベヤ２３０の支持構造（図示していない）に取付けられる。各フレ ームにはスプリング装置が付けられ、ホィール付き装置が互いに押し合うように なっている。このスプリング装置のスプリングの力は弱いも のであるが、タイル２３１、及びジョッキーホィール２５１、２５２、２５３の 接触を確保するだけの力を供給し、位置追跡装置２５０の精度を改善するのに役 立つ。 タイル２３１は位置追跡装置２５０に入る時、最初に自由回転ホィール２５１ により位置調整が行なわれる。タイル２３１の先端部２５８は、その結果、追跡 ホィール２５２と接触し、このホィールの回転が位置判定信号を生成する。追跡 装置のもう一つの特徴は追跡ホィール２５３が追跡ホィール２５２と一緒に回転 することで、タイル２３１がその位置に到達していなくても、一緒に回転する。 このように、タイル２３１の先端部２５８が追跡ホィール２５３に到達すると、 装置２５０へスムーズに誘導される。更に、この機能により、タイルの先端部が タイル画像捕捉位置Ａに到達する前と、その終端部２５１がこのポジションを離 れた後にも、位置判定信号を生成することが可能となり、タイル表面の完全な画 像を捕捉することができます。図１３にも、タイル２３１が装置２５０を矢印２ ６０の方向に通過する間の各ホィールの回転方向を示す。 シャフトエンコーダ２５７及び、ギヤホィール２５５と位置コード化ホィール の間のギヤ比は、タイルがカメラの各ピクセルラインに対応する距離を移動する 毎に、カメラの起動信号を供給するため選択される。カメラの起動は、このよう に、コンベヤ２３０のスピードに依存し、理想的な場合として、これが一定であ るなら、カメラの露出時間も一定となる。しかし、実際には、コンベヤ２３０の スピードは”変動”し やすく、補正をして露出時間が変化するのを予防することが必要となる。この補 正は、図１２に示す液晶シャッタ装置２３８が行う。この装置２３８は高いスピ ード／頻度で動作することができ、画像捕捉毎に、カメラ２１４の露出時間を調 整する。この機能がないと、タイルがセンサポジションを通過する間にタイルを 照らす光により露出時間が変化する恐れがある。 前述したように、画像捕捉チャンバー２１３はほこりの多い作業環境から保護 するために外部環境から切り離され、密閉されている。しかし、前の実施例に見 るように、画像捕捉ポジションＡに到達する前にタイル２３１をクリーニングし ているにも拘わらず、画像捕捉チャンバー２１３の下にはほこりが蓄積する恐れ がある。 従って、校正対象クリーニング装置（図示していない）を設けて、校正対象２ ３６（図１２を参照）をほこりの大部分から保護する。クリーニング装置は一列 の空気吹き出し口から成り、これらの吹き出し口は校正対象２３６の片方の縁と 、反対側の縁に並び、それぞれに対して、空気吸引口が一列に並び、それぞれが 向かい合っている。このように、一定の空気の流れが校正対象２３６の表面上に 維持され、この表面にほこりが蓄積するのを防止する。 第二の実施例で使うソフトウエアは第一の実施例と本質的は同じである。最も 大きな変化はタイルのグレード分類のコントロールのより大きな部分をユーザー に与えようとすることである。この点で、処理パラメータや、タイルのグレード 境界に関するより高い情報や、その他の関連データを、対話的動作のタッチスク リーン２２３を介してユーザーに与えるユーザーインタフェースが採用された。 ユーザーは、タイルのグレード境界を調整するグレード分類プロセスの”チュー ニング”等も含めた多くの処理オプションを与えられ、訓練タイルを特定のグレ ードの中心値を表すものとして選択し、グレード分類手順の性能を監視し、予め 決めた限界を超えた場合はユーザーに知らせるプロセスアラームを設定し、グレ ード分類プロセスを調整する。ユーザーに与えられたもう一つの機能は現行デー タから新しいタイルグレードを作ることである。この方法により、全てのグレー ドをカバーしないタイルのサンプルセットを訓練に使用し、追加のグレードは新 しいタイルグレード境界を作ることにより判定される。 グレード分類手順を”チューニング”すると、ユーザーはグレード分類のため に選択した特徴、訓練又は分類区間の結果、更にシステムで決まるグレード間の 境界を図形表示で表される。その後、ユーザーは選択した境界線を新しいポジシ ョンに移して、その境界線ポジションを選んだ場合に、種々のタイルの組み合わ せにどのような影響があるかを図形で見ることができる。ユーザーは、又、シス テムの性能を簡単に、素早く調整して、この変化がグレード分類の結果にどのよ うな影響を及ぼすかも見ることができる。 さて、図１４と１５には、本発明の第三の実施例が示されています。この実施 例は前述した第二の実施例とほとんど同じであり、以下においては、残りの一部 の違いについて説明 する。 第三の実施例では、感知した画像データを微調整して、温度変動、照明条件の 変化、ジッタ等を補正する”インライン”校正手順が採用されている。この手順 には、校正対象３００が含まれ、これはカメラのライン走査毎に存在する。これ は、タイル３０１の幅を超えて広がるカメラのライン走査と、走査の追加幅（図 １５を参照）において画像捕捉される校正対象３００により可能となる。このよ うに、校正対象３００はＴＤＩカメラの視野３０３の中で、高精度コンベヤベル ト３０２（以下に述べる）に隣接して配置される。校正対象３００は画像捕捉チ ャンバー２１３のガラスウィンドウ２２５の底面に固定される。この方法の利点 は、対象の表面が密閉されているため、第二実施例の校正対象クリーニング装置 が必要ないということである。この方法を取らない場合は、この校正対象は密閉 したチャンバーの中に入れて、同じ効果を得ることができる。 前述した”プロセス中”校正においては、デジタイザのゲインとオフセットは 動作区間と訓練区間との間の変化を補正するために調整されます。しかし、この 手順の場合、”インライン”校正を行なう程動作が速くないため、動作区間で感 知されたグレーレベルは、そのデータを高速のデジタル照合テーブル（図には示 していない）を通過させることにより、指標グレーレベルに合わせられる。 照合テーブルの中の分数の乗算を正確に行なうため、１０ビットの非補正強度 データを入力して、８ビットの補正出力 データを生成する。照合テーブルを使用することは、補正した強度データを迅速 に供給し、非線形変換関数を変換作業に有利である。 ”インライン”校正を使うもう一つの利点は、高精度の追跡手段が必要ないと いうことである。この点で、タイル位置追跡装置２５０（図１３）を自動検査装 置に設ける必要がなくなる。カメラは高周波クリスタル発振機（図示していない ）を使用して、別個に起動することになり、この発振機が一定の露出時間を供給 し、より正確なコンベヤ装置を使い（図１４）、ジッタを最少限に抑え、画像分 類区間において、タイル３０１をほとんど一定のスピードで移動させる。このコ ンベヤ装置を使うことにより、ＬＣＤシャッタ及びストロボの必要がなくなる。 新しいコンベヤ装置は、３つのコンベヤ、つまり一つの入力コンベヤ３０４、 一つの出力コンベヤ３０５、更に、入力コンベヤと出力コンベヤの間に高精度コ ンベヤ３０２を持つ。各コンベヤは、自動調整で、コンベヤベルトを一定スピー ドで動かすようにセットされたモータで駆動する。このスピードはタイルのバッ クログがタイルソータに蓄積しないように、タイル製造／処理システムの他の部 分より高い値にセットされる。更に、３つ全てのコンベヤは同じスピードで動作 するようセットされる。 入力コンベヤと出力コンベヤ３０４、３０５を設けたことで、高精度のコンベ ヤ３０２を、タイルの加速や、減速により不可避的に生じる負荷に対して守るこ とができる。これら の加速や減速はタイルがスピードの遅いコンベヤベルトからタイル検査装置に入 ったり、出たりする時に発生する。このようにして、高精度コンベヤ３０２は負 荷を受けることなく、一定のスピードを維持することができる。更に、高精度コ ンベヤ３０２はジッタを抑えるため、最少限の長さを持つ。コンベヤで移動する タイルを追跡するため、各コンベヤには、少なくとも一つのシャフトエンコーダ ３０６が取付けられている。 デジタル化されたタイル画像の品質を更に改善するため、デジタイザからの画 像強度出力は平均化され、ノイズの影響を抑えるようになっている。２Ｘ２平方 のアレーを形成する４つの隣接するピクセルからくる画像の強度は平均化されて 、新しい、より大きなピクセルの画像強度値を供給する。このように、空間的解 像度は４の倍数で減少し、例えば、ピクセルの２Ｘ２Ｋアレーは１Ｘ１Ｋアレー に減少する。しかし、強度解像度は１０ビットに維持され、平均データをその後 、照合テーブルに入力することが可能となる。理想的には、強度平均はアナログ 領域において、カメラのＣＣＤにより行なわれる必要があり、その種のカメラの 機能と連動するための調整を、このシステムの場合、簡単に行なうことができる 。しかしながら、この便利さも現在のカメラでは利用できず、この平均化をデジ タルの領域で行なわなければならない。 今まで、個別の実施例を参照しながら、本発明について説明してきましたが、 記述した実施例は代表的なものであり、添付する請求項目に述べるように、発明 の精神と範囲から離 れることなく、修正や変更を加えること評価されることとなる。例えば、記述し た実施例がセラミックタイル用に使うのに対して、これらの装置はプラスチック やコルクタイル、その他、木製ブロック等のグレード分類、種類分類にも使用で きる。本発明は、又、繊維、又は、その他、ウォールカバー、紙幣、切手、美術 作品等などのシート材料に対しても使用できる。更に、記述した実施例がモノク ロカメラからのグレースケール情報を使用したのに対し、このカメラはカラーカ メラでもよく、画像処理を色の変化を感知するよう改造することもできる。又更 に、この装置は引っ掻きキズや表面のデコボコ等のタイル表面の欠陥を検出する ことにも利用できる。これらの種類の変形は予め決められたパターンをタイル表 面に投影することで感知することができ、これらの欠陥によるパターンの変形を 光学的に感知することもできる。更に、マイクロコンピュータと画像プロセッサ の間の通信リンクを拡張して、より多くのデータを伝送し、その結果、マイクロ コントローラからの遠隔操作により、画像プロセッサを再構成して、特徴毎の判 定アルゴリズムで動作させることもできる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月３１日 【補正内容】 請求の範囲 １．品目の表面特徴に従って品目を分類するための自動検査装置であって、検 査装置は： チャンバー； 画像感知位置に前記品目を運ぶ運搬手段； 品目が画像感知位置にある時、品目の表面を照明するための照明手段； 品目が画像感知位置を通過する際に、該表面の電気画像を補足するカメラ；及 び 品目を分類するために画像を処理する処理手段から成り、該処理手段は各特徴 が画像に存在する度合を決定し、その決定に基づいて品目を分類するために、前 記表面特徴の主要点を分析するために配置されることを特徴とする自動検査装置 。 ２．前記品目は複数の表面特徴を有し、前記処理手段は前記複数の表面特徴の 主要点を分析するために配置されることを特徴とする、請求項１に記載の自動検 査装置。 ３．運搬装置は実質的に一定の速度で画像感知位置に品目を運搬するように配 置され、カメラは品目が画像感知位置を通って移動する際に、品目の表面の高鮮 明度画像を捕捉するように配置される高速カメラである、請求項１または２に記 載の自動検査装置。 ４．前記カメラは前記品目の完全な画像に電気的に再構築できる、前記品目の 部分画像を捕らえるように配置される、ラインスキャンカメラであることを特徴 とする請求項１、２ または３に記載の自動検査装置。 ５．前記カメラは時間領域統合カメラである、請求項３に記載の自動検査装置 。 ６．更にカメラの露出を調節するための高速シャッターを含む、請求項１から ５のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ７．更にカメラの操作を制御し、画像が捕らえられる環境状態を監視し、処理 装置に処理手段が遂行する分類結果を連絡するための制御手段を含む、請求項１ から６のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ８．更に画像感知位置への／を通る／からの品目の動きを追跡するための位置 決定手段を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ９．前記位置決定手段は前記画像感知位置を通る前記品目を整列させ、ガイド するために配置されることを特徴とする、請求項８に記載の自動検査装置。 １０．カメラ捕捉操作は前記位置決定手段からの出力に依存するように配置さ れることを特徴とする、請求項８または９に記載の自動検査装置。 １１．前記カメラは前記画像感知位置において窓を介してのみ、囲いへの光が 入るように前記カメラに配置される囲いに収容され、該囲いは実質的に無反射の 光吸収性内壁から成ることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記 載の自動検査装置。 １２．前記照明手段は前記品目を前記囲いの窓を通して照 明するために、前記囲い内の光源として配置される１つかそれ以上の高周波蛍光 ランプから成ることを特徴とする請求項１１に記載の自動検査装置。 １３．前記照明手段は前記窓に向けて光を反射する反射器から成ることを特徴 とする、請求項１２に記載の自動検査装置。 １４．更に、前記品目がそこを通って結像される環境状態を制御するために配 置される画像捕捉チャンバーを含む、請求項１から１３のいずれか１項に記載の 自動検査装置。 １５．前記チャンバーはチャンバーへ光が入るのを抑制するために配置され、 更に実質的に無反射の光吸収性内壁から成ることを特徴とする、請求項１４に記 載の自動検査装置。 １６．前記照明手段は光源として配置される複数のランプ、及びチャンバー内 に散光を提供するための発散構造から成る、請求項１４または１５に記載の自動 検査装置。 １７．前記発散構造は、粗いディフューザー、鏡、及び細かいディフューザー から成り、鏡は粗いディフューザーによって散乱される光を受け取り、それを細 かいディフューザーに反射することを特徴とする、請求項１６に記載の自動検査 装置。 １８．更に、前記チャンバー内の表面がほこりで汚染されるのを抑制する手段 を含む、請求項１４から１７のいずれか１項に記載の自動検査装置。 １９．前記カメラは品目が前記画像感知位置に置かれる時 に、カメラがその品目の表面から鏡面反射されない散光だけを受け取るように位 置付けられる、請求項１から１８のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２０．更に前記カメラに連合するフィルター手段を含み、該フィルター手段は 電磁スペクトルの可視領域に対する感度を最適にするように配置される、請求項 １から１９のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２１．前記カメラはズームレンズから成り、制御可能なズーム及び焦点ファシ リティを持つ、請求項１から２０のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２２．前記カメラは制御可能な口径ファシリティを持つ、請求項１から２１の いずれか１項に記載の自動検査装置。 ２３．更に、カメラの検定を可能にするため、前記画像感知位置に検定標準を 含む、請求項１から２２のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２４．更に、前記検定標準の表面がほこりで汚染されるのを抑制する手段を含 む、請求項２３に記載の自動検査装置。 ２５．更に、カメラ及びコンピューター環境を冷やすために配置される冷却シ ステムを含む、請求項１から２４のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２６．前記冷却システムが空調システムから成ることを特徴とする、請求項２ ５に記載の自動検査装置。 ２７．前記冷却システムが前記カメラを冷やすために用いられる、熱ポンプ及 び熱シンクから成ることを特徴とする、 請求項２５または２６に記載の自動検査装置。 ２８．例えば作業片の不均一な照明のため、もしくは温度変化のために生じる かもしれない人為結果の影響を打ち消すためにカメラ画像を補償する、あるいは 様々なカメラのピクセルの出力変化を補償することを可能にするための手段が設 けられることを特徴とする請求項１から２７のいずれか１項に記載の自動検査装 置。 ２９．前記処理手段は画像データを特徴値のリストに変換し、品目をそのリス トに基づいて分類するために配置される画像プロセッサーから成ることを特徴と する、請求項１から２８のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ３０．前記処理手段は、複数の特徴抽出アルゴリズム及び品目の等級を識別す る際にそれらの効率を基準として使用し、特徴抽出アルゴリズムをランク付けす るランキングアルゴリズムを実行するためにプログラムされるコンピューター、 及び装置が訓練モードにある時、オペレーターが品目のタイプ及び等級を明細に 記し、訓練モードと運転モードを切り換えることができるようにするユーザーイ ンターフェースから成ることを特徴とする、請求項１から２９のいずれか１項に 記載の自動検査装置。 ３１．請求項１から３０のいずれか１項に記載の自動検査装置、及び該自動検 査装置により決定されるその分類基準に基づいて品目を物理的に分類するため、 該自動化検査装置に反応する機械分類装置から成る自動分類装置。 ３２．前記機械分類装置は前もって分類された品目が該機 械分類装置に到達する時を決定するための入力センサーを含む、請求項３１に記 載の自動分類装置。 ３３．前記品目がセラミックタイルから成る、請求項１から３２のいずれか１ 項に記載の自動検査装置もしくは自動分類装置。 ３４．その表面パターン、及び／もしくは色、及び／もしくは構造を基準にし て、作業片を類別するための自動検査装置であって、該検査装置は： 前記作業片を画像感知位置に輸送する輸送手段； 前記画像感知位置にある前記作業片の表面を均一に照明する照明手段； 前記感知位置にある前記作業片の画像を記録するためのカメラ；及び 画像を処理するための処理手段から成り、該処理手段は作業片の複数の特徴を 分析し、作業片のカテゴリーを決定するためにこの分析を使用するように配置さ れることを特徴とする自動検査装置。 ３５．実質的に、添付図面に関連してこれまで説明してきたような自動検査装 置もしくは自動分類装置。 ３６．品目をその表面特徴に従って分類するため、品目を自動的に検査する方 法であって、該方法は： 画像感知位置に品目を運び； 前記品目が画像感知位置にある時、品目の表面を照明し； 品目が画像感知位置を通過する際に、該表面の電気画像を 補え；また 品目を分類するために画像を処理する処理することから成り、該処理ステップ は前記表面特徴を分析し、各特徴が画像に存在する度合を決定し、その決定に基 づいて品目を分類することを含む方法。 ３７．更に、訓練方法を実行することを含む請求項３６に記載の方法であって 、品目の様々な可能な等級間に最大の区別を与える処理ステップ中に、分析のた め品目の特徴を選択するために公知の等級を持つ複数の品目が使用されることを 特徴とする方法。 ３８．前記運搬、照明、捕捉及び処理を行うステップが訓練操作中に遂行され 、運転期間中に繰り返され、訓練操作中に選択される特徴が品目を分類するため に分析されることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。 ３９．品目の表面特徴に従って品目を分類するための自動検査装置であって、 検査装置は： チャンバー； 該チャンバーを通して前記品目を運ぶ運搬手段； 品目がチャンバー内にある時、品目の表面を照明するための照明手段； 品目がチャンバーを通過する際に、該表面の電気画像を補足するカメラ；及び 品目を分類するために画像を処理する処理手段から成ることを特徴とする自動 検査装置。 ４０．品目の表面特徴に従って品目を分類するための自動 検査装置であって、検査装置は： 画像感知位置に前記品目を運ぶ運搬手段； 品目が画像感知位置にある時、品目の表面を照明するための照明手段； 品目が画像感知位置を通過する際に、該表面の電気画像を補足するカメラ；及 び 品目を分類するために画像を処理する処理手段から成ることを特徴とする自動 検査装置。 ４１．その表面パターン、及び／もしくは色、及び／もしくは構造を基準とし て、作業片を類別するための自動検査装置であって、該検査装置は： 前記作業片を画像感知位置に輸送する輸送手段； 前記画像感知位置にある前記作業片を均一に照明する照明手段； 前記感知位置にある前記作業片の画像を記録するためのカメラ；及び 画像を処理するための処理手段から成り、該処理手段は作業片の複数の特徴を 決定し、作業片のカテゴリーを決定するためにこれらの特徴を使用するように配 置されることを特徴とする自動検査装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ (72)発明者 グレンジ、アドリアン・ウイリアム イギリス国、ブイビー１・５ジェイエヌ、 ケンブリッジ、グレート・ウィルブラハ ム、ザ・レーンス 18 (72)発明者 ミッチェル、ニゲル・ジョン イギリス国、シービー５・０エービー、ケ ンブリッジ、バーウエル、ベイカー・ドラ イブ 51 (72)発明者 ハンフレイ、デイビッド イギリス国、シービー１・５エイチエー、 ケンブリッジ、シルバーウッド・クロース 10

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．品目の表面特徴に従って品目を分類するための自動検査装置であって、検 査装置は： チャンバー； 該チャンバーを通して前記品目を運ぶ運搬手段； 品目がチャンバー内にある時、品目の表面を照明するための照明手段； 品目がチャンバーを通過する際に、該表面の電気画像を補足するカメラ；及び 品目を分類するために画像を処理する処理手段から成ることを特徴とする自動 検査装置。 ２．運搬装置は実質的に一定の速度で前記チャンバーを通って品目を運搬する ように配置され、カメラは品目がチャンバーを通過する際に、品目の表面の高鮮 明度画像を捕捉するように配置される高速カメラである、請求項１に記載の自動 検査装置。 ３．更に、カメラの操作を制御し、チャンバー内の環境状態を監視し、処理手 段によって行われる分類手順の結果を処理装置に連絡するための制御手段を含む 、請求項１または２に記載の自動検査装置。 ４．更に、チャンバーへの／を通る／からの品目の動きを追跡するための位置 決定手段を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ５．カメラ補足操作が前記位置決定手段からの出力に依存する、請求項４に記 載の自動検査装置。 ６．前記チャンバーはチャンバーの外部からチャンバーに光が入るのを抑制す るように配置され、更に実質的に無反射の光吸収性内壁から成る、請求項１から ５のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ７．前記照明手段は光源として配置される複数のランプ、及びチャンバー内に 散光を提供するための発散構造から成ることを特徴とする、請求項１から６のい ずれか１項に記載の自動検査装置。 ８．前記発散構造は、粗いディフューザー、鏡、及び細かいディフューザーか ら成り、鏡は粗いディフューザーによって散乱される光を受け取り、それを細か いディフューザーに反射することを特徴とする、請求項７に記載の自動検査装置 。 ９．前記カメラは、品目がチャンバー内の所定の位置に置かれる時、カメラが その品目の表面から鏡面反射されない散光だけを受け取るように位置付けられる 、請求項１から８のいずれか１項に記載の自動検査装置。 １０．フィルター手段が前記カメラに連合し、電磁スペクトルの可視領域に対 する感度を最適にする、請求項１から９のいずれか１項に記載の自動検査装置。 １１．前記カメラはズームレンズから成り、制御可能なズーム、焦点及び口径 ファシリティを持つ、請求項１から１０のいずれか１項に記載の自動検査装置。 １２．更に、カメラの検定を可能にするため、前記チャンバーに検定標準を含 む、請求項１から１１のいずれか１項に 記載の自動検査装置。 １３．更に、カメラ及びコンピューター環境を冷やすために配置される冷却シ ステムを含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の自動検査装置。 １４．更に、前記チャンバー内の表面がほこりで汚染されるのを抑制する手段 を含む、請求項１から１３のいずれか１項に記載の自動検査装置。 １５．品目の表面特徴に従って品目を分類するための自動検査装置であって、 検査装置は： 画像感知位置に前記品目を運ぶ運搬手段； 品目が画像感知位置にある時、品目の表面を照明するための照明手段； 品目が画像感知位置を通過する際に、該表面の電気画像を補足するカメラ；及 び 品目を分類するために画像を処理する処理手段から成ることを特徴とする自動 検査装置。 １６．運搬装置は実質的に一定の速度で画像感知位置に品目を運搬するように 配置され、カメラは品目が画像感知位置を通過する際に、品目の表面の高鮮明度 画像を捕捉するように配置される高速カメラである、請求項１５に記載の自動検 査装置。 １７．前記カメラは前記品目の完全な画像に電気的に再構築できる前記品目の 部分画像を捕らえるように配置される、ラインスキャンカメラであることを特徴 とする請求項１５または１６に記載の自動検査装置。 １８．前記カメラは時間領域統合カメラである、請求項１７に記載の自動検査 装置。 １９．更にカメラの露出を調節するための高速シャッターを含む、請求項１５ から１８のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２０．更にカメラの操作を制御し、画像が捕らえられる環境状態を監視し、処 理装置に処理手段が遂行する分類結果を連絡するための制御手段を含む、請求項 １５から１９のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２１．更に画像感知位置への／を通る／からの品目の動きを追跡するための位 置決定手段を含む、請求項１５から２０のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２２．前記位置決定手段は前記画像感知位置を通る前記品目を整列させ、ガイ ドするために配置されることを特徴とする、請求項２１に記載の自動検査装置。 ２３．カメラ捕捉操作は前記位置決定手段からの出力に依存するように配置さ れることを特徴とする、請求項２１または２２に記載の自動検査装置。 ２４．前記カメラは前記画像感知位置において窓を介してのみ、チャンバーの 外部からチャンバーへの光が入るように前記カメラに配置される囲まれたチャン バーに収容され、該チャンバーは実質的に無反射の光吸収性内壁から成ることを 特徴とする、請求項１５から２３のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２５．前記照明手段は前記品目を前記チャンバーの窓を通 して照明するために、前記チャンバー内の光源として配置される１つかそれ以上 の高周波蛍光ランプから成ることを特徴とする請求項２４に記載の自動検査装置 。 ２６．前記照明手段は前記窓に向けて光を反射する反射器から成ることを特徴 とする、請求項２５に記載の自動検査装置。 ２７．前記カメラは品目が前記画像感知位置に置かれる時に、カメラがその品 目の表面から鏡面反射されない散光だけを受け取るように位置付けられる、請求 項１５から２６のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ２８．電磁スペクトルの可視領域に対する感度を最適にするため、フィルター 手段が前記カメラに連合されることを特徴とする、請求項１５から２７のいずれ か１項に記載の自動検査装置。 ２９．前記カメラが制御可能な口径ファシリティを有することを特徴とする、 請求項１１５から２８のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ３０．カメラの検定を可能にするため、前記画像感知位置に検定標準を含む、 請求項１５から２９のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ３１．更に、前記検定標準の表面がほこりで汚染されるのを抑制する手段を含 む、請求項３０に記載の自動検査装置。 ３２．更に、カメラ及びコンピューター環境を冷やすために配置される冷却シ ステムを含む、請求項１５から３１のい ずれか１項に記載の自動検査装置。 ３３．前記冷却システムが空調システムから成ることを特徴とする、請求項３ ２に記載の自動検査装置。 ３４．前記冷却システムが前記カメラを冷やすために用いられる、熱ポンプ及 び熱シンクから成ることを特徴とする、請求項３２または３３に記載の自動検査 装置。 ３５．例えば作業片の不均一な照明のため、もしくは温度変化のために生じる かもしれない人為結果の影響を打ち消すためにカメラ画像を補償する、あるいは 様々なカメラのピクセルの出力変化を補償することを可能にするための手段が設 けられることを特徴とする請求項１から３４のいずれか１項に記載の自動検査装 置。 ３６．前記処理手段は画像データを特徴値のリストに変換し、品目をそのリス トに基づいて分類するために配置される画像プロセッサーから成ることを特徴と する、請求項１から３５のいずれか１項に記載の自動検査装置。 ３７．前記処理手段は、複数の特徴抽出アルゴリズム及びタイルの等級を識別 する際にそれらの効率を基準として使用し、特徴抽出アルゴリズムをランク付け するランキングアルゴリズムを実行するためにプログラムされるコンピューター 、及び装置が訓練モードにある時、オペレーターが品目のタイプ及び等級を明細 に記し、訓練モードと運転モードを切り換えることができるようにするユーザー インターフェースから成ることを特徴とする、請求項１から３６のいずれか１項 に記載の自動検査装置。 ３８．請求項１から３７のいずれか１項に記載の自動検査装置と、該自動検査 装置により決定されるその分類基準に基づいて品目を物理的に分類するため、該 自動化検査装置に反応する機械分類装置から成る自動分類装置。 ３９．前記機械分類装置は前もって分類された品目が該機械分類装置に到達す る時を決定するための入力センサーを含む、請求項３８に記載の自動分類装置。 ４０．前記品目がセラミックタイルから成る、請求項１から３９のいずれか１ 項に記載の自動検査装置もしくは自動分類装置。 ４１．その表面パターン、及び／もしくは色、及び／もしくは構造を基準とし て、作業片を類別するための自動検査装置であって、該検査装置は： 前記作業片を画像感知位置に輸送する輸送手段； 前記画像感知位置にある前記作業片を均一に照明する照明手段； 前記感知位置にある前記作業片の画像を記録するためのカメラ；及び 画像を処理するための処理手段から成り、該処理手段は作業片の複数の特徴を 決定し、作業片のカテゴリーを決定するためにこれらの特徴を使用するように配 置されることを特徴とする自動検査装置。 ４２．実質的に、添付図面に関連してこれまで説明してきたような自動検査装 置もしくは自動分類装置。