JP7620985B2 - How to detect defects in cardboard sheets - Google Patents
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Description
本発明は、段ボールシートの製造ラインにおいて、汚れ、破れ、シワ等の欠陥を検出する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for detecting defects such as stains, tears, and wrinkles in a cardboard sheet manufacturing line.
段ボールシートは、一般的にコルゲータと称される装置で製造される。コルゲータでは、シングルフェーサにおいて、波形に成形された中芯と裏ライナとの貼合により片面段ボールシートが製造され、ダブルフェーサにおいて、片面段ボールシートと表ライナとの貼合、または複数の片面段ボールシートと表ライナとの貼合が行われ、両面段ボールシートや複両面段ボールシート等、片面が裏ライナでもう片面が表ライナである段ボールシートが製造される。製造された段ボールシートは、スリッタスコアラにおいて走行方向と平行に罫線入れ及び切断が行われた後、所定の長さで走行方向と直交する方向に裁断される。 Corrugated cardboard sheets are generally manufactured by a device called a corrugator. In the corrugator, a single facer bonds a corrugated core to a back liner to produce a single-sided cardboard sheet, and a double facer bonds a single-sided cardboard sheet to a front liner or bonds multiple single-sided cardboard sheets to a front liner to produce cardboard sheets with a back liner on one side and a front liner on the other, such as double-sided or multi-sided cardboard sheets. The cardboard sheets produced are scored and cut parallel to the running direction in a slitter-scorer, and then cut to a specified length in a direction perpendicular to the running direction.
このような工程で段ボールシートが製造される際、機械油や糊剤等の付着による汚れ、裏ライナや表ライナの破れやシワなどの欠陥が生じることがある。従来、このような欠陥の検出方法として、段ボールシートをデジタルカメラで撮影し、画像解析する方法があった。 When cardboard sheets are manufactured in this manner, defects such as stains caused by the adhesion of machine oil or glue, tears or wrinkles in the back or front liner can occur. Conventionally, one method for detecting such defects has been to photograph the cardboard sheets with a digital camera and analyze the images.
具体的には、デジタルカメラによる撮像を二値化する。その際、機械油による汚れやシワの影など、段ボールシートの地色より濃色の濃色系欠陥を検出するための閾値と、糊剤の付着による汚れなど、段ボールシートの地色より淡色の淡色系欠陥を検出するための閾値とを、別個に設定することにより、二種類の二値化画像を得る。例えば、図5(a)に示すように濃色系欠陥101を含む撮像100を二値化し、諧調値が閾値以上の画素を「1」に、閾値未満の画素を「0」に変換することにより、図5(b)のように黒色の欠陥像111が表れた二値化画像110が得られる。淡色系欠陥については、閾値以上の画素を「0」に、閾値未満の画素を「1」に変換することにより、同様に欠陥が黒色で表れた二値化画像が得られる。
Specifically, the image captured by the digital camera is binarized. In this process, a threshold value for detecting dark color defects that are darker than the background color of the cardboard sheet, such as stains caused by machine oil or shadows from wrinkles, and a threshold value for detecting light color defects that are lighter than the background color of the cardboard sheet, such as stains caused by glue adhesion, are set separately, thereby obtaining two types of binarized images. For example, as shown in FIG. 5(a), an
得られた二値化画像では、欠陥とされた画素(「0」に変換された画素)が孤立していればノイズと考え、欠陥とされた画素が所定以上の範囲で集合していれば、検出すべき欠陥であると判定する処理を行うことができる。例えば、図5(c)に示すように、欠陥とされた画素のうち隣接している画素をまとめてグループ化する。ここでは、識別のために、グループ201~204それぞれを構成する画素に1~4の番号を付し、欠陥ではない画素200に0の番号を付した場合を例示している。このような処理を施した画像について、各グループを構成する画素数、或いは、二次元座標をXY座標としたときの各グループのX方向の長さ、Y方向の長さ、または面積を、予め定めた閾値と対比することにより、不良品として排除すべき欠陥を有する段ボールシートであると、判定することが可能である。しかしながら、このような処理の場合、欠陥とされた画素の数や、分けられるべきグループの数が多いと、グループ分けの処理や判定処理に時間がかかるという問題があった。
In the obtained binary image, if a pixel determined to be defective (a pixel converted to "0") is isolated, it is considered to be noise, and if the defective pixels are grouped together in a predetermined range or more, it can be determined that the defective pixel is one that should be detected. For example, as shown in FIG. 5(c), adjacent pixels among the defective pixels are grouped together. In this example, the pixels constituting each of the groups 201 to 204 are numbered 1 to 4 for identification, and the
また、そもそも二値化処理を経ているために、二値化の段階で、閾値より地色に近い欠陥(薄い欠陥)は検出できないという問題があった。図5(b)では、図5(a)の濃色系欠陥101における薄い部分が二値化画像110では欠損していることを、破線で模式的に示している。
In addition, because the image has already gone through a binarization process, there is a problem in that defects (light defects) that are closer to the background color than the threshold value cannot be detected at the binarization stage. In FIG. 5(b), the light parts of the
更に、段ボールシートの製造ラインでは、走行する段ボールシートを回転自在なプレスロールで上下から挟み込んで保持しているため、プレスロールの押圧による凹みが段ボールシートに線状に残る。この押圧痕は、「プレスマーク」と称されている。プレスマークが形成された段ボールシートを撮影すると、凹みの影が濃色の線として表れた撮像が得られる。そのため、図6(a)に示すように、プレスマーク105と濃色系欠陥101を有する撮像100を二値化すると、図6(b)に示すように、欠陥ではないプレスマークの像115が欠陥像111と共に二値化画像110に含まれてしまう。プレスマークの像115が二値化画像110に含まれないように閾値を設定すると、プレスマーク程度の濃さの欠陥や、プレスマークより薄い欠陥を検出することができない。
Furthermore, in a cardboard sheet manufacturing line, a running cardboard sheet is held by being sandwiched from above and below by rotatable press rolls, so that a linear indentation caused by the pressure of the press rolls remains on the cardboard sheet. This indentation is called a "press mark." When a cardboard sheet with a press mark is photographed, an image is obtained in which the shadow of the indentation appears as a dark line. Therefore, as shown in FIG. 6(a), when an
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、段ボールシートの製造ラインにおいて、汚れ、破れ、シワ等の欠陥をより精度高く、より短い処理時間で検出できる段ボールシートの欠陥検出方法の提供を、課題とするものである。 In view of the above, the present invention aims to provide a method for detecting defects in cardboard sheets that can detect defects such as stains, tears, and wrinkles more accurately and in a shorter processing time on a cardboard sheet production line.
上記の課題を解決するため、本発明にかかる段ボールシートの欠陥検出方法は、
「製造ラインを走行している段ボールシートの裏ライナ面または表ライナ面をデジタルカメラで撮影し、
得られた二次元画像を格子状に区画することにより、それぞれ複数かつ同一数の画素からなる単位領域を設定し、
前記単位領域それぞれについて、画素の諧調値の総計値、及び、該総計値を画素数で除した平均値の何れかである加算処理値を求める加算処理に基づいて、前記段ボールシートが欠陥を有しているか否かの判定を行う」ものである。
In order to solve the above problems, the method for detecting defects in cardboard sheets according to the present invention comprises:
"The back or front liner of the cardboard sheet traveling on the production line is photographed with a digital camera,
The obtained two-dimensional image is divided into a grid to set unit areas each consisting of a plurality of identical pixels;
For each unit area, a determination is made as to whether or not the cardboard sheet has a defect based on an addition process that calculates an addition process value that is either the total sum of the pixel gradation values or the average value obtained by dividing the total sum by the number of pixels.
従来では、デジタルカメラによる撮像を二値化することにより、段ボールシートに欠陥が存在しているか否かの判定を行っていたが、本発明では二値化することなく段ボールシートに欠陥が存在しているのか否かの判定をする。 Conventionally, images captured by a digital camera were binarized to determine whether or not there was a defect in the cardboard sheet, but the present invention determines whether or not there is a defect in the cardboard sheet without binarizing the image.
具体的には、デジタルカメラにより得た二次元画像を格子状に区画する。二次元画像は、二次元カメラによる撮像であっても、一次元カメラによる撮像を二次元に合成したものであってもよい。格子状に区画された単位領域には、複数かつ同一数の画素が含まれるようにする。そして、各単位領域について、加算処理を行う。加算処理とは、単位領域に含まれる画素の諧調値の総計値を求める処理、または総計値を画素数で除した平均値を求める処理である。加算処理値を総計値とするか平均値とするかについては、全ての単位領域について何れかに統一する。 Specifically, a two-dimensional image obtained by a digital camera is divided into a grid pattern. The two-dimensional image may be an image captured by a two-dimensional camera, or may be an image captured by a one-dimensional camera synthesized into a two-dimensional image. Each unit area divided into a grid pattern is made to contain multiple and equal numbers of pixels. An addition process is then performed for each unit area. The addition process is a process of finding the total value of the gradation values of the pixels contained in the unit area, or a process of finding the average value by dividing the total value by the number of pixels. Whether the addition process value is the total value or the average value is standardized for all unit areas.
欠陥が存在しない正常な単位領域と、欠陥が存在する単位領域とでは、加算処理値(総計値、または、平均値)が相違するため、この相違に基づいて欠陥を検出することができる。従来の二値化による方法では、閾値の設定により諧調情報(濃淡情報)の一部が失われてしまうことが不可避であったところ、本発明では加算処理によって全ての画素の情報(諧調値)を使用するため、より精度の高い判定を行うことができる。 Because the summation process value (total value or average value) differs between normal unit areas with no defects and unit areas with defects, defects can be detected based on this difference. With conventional binarization methods, it was inevitable that some of the gradation information (shade information) would be lost due to the threshold setting, but with this invention, the information (gradation values) of all pixels is used in the summation process, allowing for more accurate judgments.
また、上記の従来技術では、処理の単位が画素であったところ、本発明では複数の画素からなる単位領域を処理の単位とするため、処理に要する時間を短時間とすることができる。更に、上記の従来技術では、欠陥とされた画素のうち隣接している画素をまとめてグループ化する処理を行っていたため、欠陥とされた画素の数や、分けられるべきグループの数が多いと、グループ分けの処理や判定処理に時間がかかっていたところ、本発明は、面積が一定である単位領域毎に加算処理を行うため、欠陥の多少によらず、常に処理に要する時間を一定とすることができる。 In addition, while the above-mentioned conventional technology uses pixels as the unit of processing, the present invention uses unit areas consisting of multiple pixels as the unit of processing, which allows for a short processing time. Furthermore, the above-mentioned conventional technology performs processing to group adjacent pixels that are determined to be defective together, so if there are a large number of pixels determined to be defective or a large number of groups to be divided, the grouping processing and judgment processing take a long time, whereas the present invention performs addition processing for each unit area, which has a constant area, so the time required for processing can always be constant regardless of the number of defects.
本発明にかかる段ボールシートの欠陥検出方法は、上記構成に加え、
「前記判定は、判定対象とする前記単位領域の前記加算処理値と、それ以外の前記単位領
域の前記加算処理値とを対比することにより行う」ものである。
The method for detecting defects in cardboard sheets according to the present invention further comprises the steps of:
"The judgment is performed by comparing the added value of the unit area to be judged with the added value of the other unit areas."
欠陥がない単位領域同士では、それぞれの単位領域における加算処理値は同一の値となる。一方、単位領域内に欠陥がある場合、その単位領域の加算処理値は欠陥がない単位領域の加算処理値とは異なった値となる。ここで、段ボールシートの製造現場では、殆どの場合は欠陥が生じることなく正常な段ボールシートが製造され、欠陥が生じることは稀であるという実情がある。そこで、判定対象とする単位領域の加算処理値を、他の単位領域の加算処理値と対比する。通常は、両者の加算処理値に差異はなく、欠陥はないと判定することができる。一方、両者の加算処理値に差異がある場合は、何れかの単位領域に欠陥があると判定される。判定対象の単位領域と加算処理値を対比する他の単位領域を複数とすれば、判定対象の単位領域における欠陥の有無を、より正確に判定することができる。 The sum processing value of each unit area without defects will be the same. On the other hand, if there is a defect in a unit area, the sum processing value of that unit area will be a different value from the sum processing value of a unit area without defects. Here, in the manufacturing site of cardboard sheets, in most cases, normal cardboard sheets are manufactured without defects, and defects rarely occur. Therefore, the sum processing value of the unit area to be judged is compared with the sum processing value of the other unit areas. Usually, there is no difference between the two sum processing values, and it can be determined that there is no defect. On the other hand, if there is a difference between the two sum processing values, it is determined that one of the unit areas has a defect. If there are multiple other unit areas to compare the sum processing value of the unit area to be judged with, the presence or absence of a defect in the unit area to be judged can be more accurately determined.
本発明にかかる段ボールシートの欠陥検出方法は、上記構成に加え、
「前記段ボールシートは、プレスロールによる押圧痕であるプレスマークを線状に有して
おり、前記判定において、判定対象の前記単位領域と、対比される前記単位領域とは、前
記二次元画像における前記プレスマークの像との位置関係が同一となるように設定される」ものである。
The method for detecting defects in cardboard sheets according to the present invention further comprises the steps of:
"The cardboard sheet has linear press marks which are impressions made by a press roll, and in the judgment, the unit area to be judged and the unit area to be compared are set so that their positional relationship with the image of the press mark in the two-dimensional image is the same."
プレスマークは欠陥ではないが、プレスマークが存在する単位領域とプレスマークが存在しない単位領域とでは、共に欠陥がなく正常であっても加算処理値は相違する。そのため、対比する単位領域間では、プレスマークに関する条件を同じにする必要がある。プレスマークはプレスロールによる押圧痕であり、段ボールシートの製造ラインにおいてプレスロールが設けられている位置、及びカメラによる撮影位置は既知であるため、撮像においてどの位置にプレスマークの像が表れるかについても把握することができ、判定対象の単位領域と、これと対比される単位領域とを、二次元画像におけるプレスマークの像との位置関係が同一となるように設定することが可能である。例えば、プレスマークは、段ボールシートの走行に伴って直線状に形成されるため、判定対象の単位領域と対比する単位領域とを、段ボールシートの走行方向において同一線上にあるように設定する。或いは、格子状に区画された単位領域を、段ボールシートの走行方向に連続する「列」と考え、段ボールシートの幅方向(走行方向と直交する方向)に複数の列が並んでいると考えた場合、プレスマークの像が含まれる列と、含まれない列とを特定することができる。このようにして、プレスマークが存在する単位領域を判定対象とする場合は、同じくプレスマークが存在する列に属する単位領域と加算処理値を対比し、プレスマークが存在しない単位領域を判定対象とする場合は、同じくプレスマークが存在しない列に属する単位領域と加算処理値を対比することにより、プレスマークの存在の影響を受けることなく、欠陥を検出することができる。 Although press marks are not defects, the addition processing values differ between unit areas with and without press marks, even if both are normal and defect-free. Therefore, the conditions related to press marks must be the same between the unit areas being compared. Press marks are impressions made by press rolls, and the positions where the press rolls are installed in the production line for corrugated board sheets and the positions where the camera takes pictures are known, so it is possible to know where the image of the press mark will appear in the image, and it is possible to set the unit area to be judged and the unit area to be compared to it so that their positional relationship with the image of the press mark in the two-dimensional image is the same. For example, since press marks are formed in a straight line as the corrugated board sheet travels, the unit area to be judged and the unit area to be compared to it are set so that they are on the same line in the direction of travel of the corrugated board sheet. Alternatively, if the unit areas divided into a lattice pattern are considered to be "rows" that are continuous in the direction of travel of the corrugated board sheet, and multiple rows are considered to be lined up in the width direction (direction perpendicular to the direction of travel) of the corrugated board sheet, it is possible to identify the rows that contain the image of the press mark and the rows that do not. In this way, when a unit area in which a press mark is present is judged, the sum processed value is compared with a unit area belonging to a column in which a press mark is also present, and when a unit area in which a press mark is not present is judged, the sum processed value is compared with a unit area belonging to a column in which a press mark is also not present, thereby making it possible to detect defects without being affected by the presence of press marks.
上述したように、二値化をしていた従来技術では、プレスマーク程度の濃さの欠陥やプレスマークより薄い欠陥を検出できなかったのに対し、本発明ではプレスマークの影響を受けないため、従来の二値化による画像解析に比べ、精度高く欠陥を検出することができる。 As mentioned above, conventional techniques that used binarization were unable to detect defects that were as dark as press marks or that were lighter than press marks, whereas the present invention is not affected by press marks and can therefore detect defects with greater accuracy than conventional image analysis using binarization.
以上のように、本発明によれば、段ボールシートの製造ラインにおいて、汚れ、破れ、シワ等の欠陥をより精度高く、より短い処理時間で検出できる段ボールシートの欠陥検出方法を、提供することができる。 As described above, the present invention provides a method for detecting defects in cardboard sheets that can detect defects such as stains, tears, and wrinkles with greater accuracy and in a shorter processing time on a cardboard sheet production line.
以下、本発明の一実施形態である段ボールシートの欠陥検出方法、及び、この欠陥検出方法に使用する欠陥検出装置20について、図1~図4を用いて説明する。
Below, a method for detecting defects in cardboard sheets, which is one embodiment of the present invention, and a
まず、欠陥検出装置20の構成について説明する。欠陥検出装置20は、図1,2に示すように、製造ラインを走行している途中の段ボールシート30に光を投射する照明21と、光が投射された段ボールシート30を撮影するカメラ22と、カメラ22による撮像に基づいて段ボールシートが欠陥を有しているか否かの判定を行うコンピュータ40と、を具備している。
First, the configuration of the
欠陥検出の対象とする段ボールシートは、一つ以上の片面段ボールシートと表ライナとが貼合された両面段ボールシートや複両面段ボールシートなど、片面が裏ライナでもう片面が表ライナである段ボールシート、或いは、波形に成形された中芯と裏ライナとが貼合された片面段ボールシートとすることができる。片面が裏ライナでもう片面が表ライナである段ボールシートを対象とする場合、照明21及びカメラ22は、製造ラインにおいてダブルフェーサとスリッタスコアラとの間に設置する。その場合、裏ライナに光を投射して撮影する照明21及びカメラ22のセットと、表ライナに光を投射して撮影する照明21及びカメラ22のセットとの双方を設けることができる。片面段ボールシートを対象とする場合、照明21及びカメラ22は、シングルフェーサとダブルフェーサとの間に設置し、裏ライナに光を投射して撮影する。
The cardboard sheets to be subjected to defect detection can be double-sided or double-sided cardboard sheets in which one or more single-sided cardboard sheets and a front liner are bonded together, cardboard sheets with a back liner on one side and a front liner on the other side, or single-sided cardboard sheets in which a corrugated core and a back liner are bonded together. When a cardboard sheet with a back liner on one side and a front liner on the other side is to be subjected to the defect detection, the
照明21は、段ボールシート30の裏ライナ面または表ライナ面の垂線に対して傾斜した方向から光を投射する。これにより、欠陥が破れやシワである場合は、その影が撮影される。
The
本実施形態では、カメラ22としてラインセンサカメラを使用しており、段ボールシートの幅方向、すなわち、段ボールシートの走行方向(図示、Y方向)に直交する方向の一次元画像を取得する。段ボールシートの走行に伴って取得された一次元画像はコンピュータ40に送信される。ラインセンサカメラの走査周期(一ライン分の信号を蓄える時間)は、一般的に二次元カメラ(エリアカメラ)の走査周期に比べて非常に短い。段ボールシートの高速の走行に伴って一次元画像を連続的に取得し、取得された一次元画像を配列させることにより二次元画像を高速で形成することができる。また、カメラ22としては、段ボールシート30の種類の変更によって幅長さが変更されても、段ボールシート30の全幅に亘り一次元画像を撮影するのに十分な長さで受光素子が配設されているものを使用する。
In this embodiment, a line sensor camera is used as the
コンピュータ40は、ハード構成として主記憶装置、補助記憶装置からなる記憶装置と、記憶装置に記憶されたプログラムに従って処理を行う中央処理装置(CPU)と、を具備している。
The
記憶装置には、カメラ22が取得した一次元画像から二次元画像を形成する画像処理手段41としてコンピュータ40を機能させる画像処理プログラムと、形成された二次元画像に基づいて、段ボールシートが欠陥を有しているか否かの判定を行う判定手段42としてコンピュータ40を機能させる判定処理プログラムが記憶されている。
The storage device stores an image processing program that causes the
なお、記憶装置には、カメラ22から送信された一次元画像のデータ、画像処理後の二次元画像データ、二次元画像上に設定される単位領域の情報、判定に使用する閾値などの基準値、判定の結果として検出された欠陥に関する情報等を、記憶させることができる。
The storage device can store one-dimensional image data transmitted from the
また、欠陥検査装置20は、コンピュータ40による処理の過程や結果を表示するモニタやプリンタ等の出力装置25、コンピュータ40に対して種々の命令や閾値などの基準値の入力を行うキーボードやポインティングデバイス等の入力装置24を更に具備している。加えて、欠陥検査装置20は、段ボールシート30に欠陥が存在するとの判定に基づいて、異常の発生を報知する警報装置26を備えている。
The
そして、本実施形態のコンピュータ40は、製造ラインの生産管理装置27、及び、製造事業者の事務所コンピュータ28と、有線通信または無線通信可能に接続されている。事務所コンピュータ28からコンピュータ40に、幅長さなど段ボールシートの情報を入力することができ、コンピュータ40による処理の過程や処理の結果を、コンピュータ40から事務所コンピュータ28に送信することができる。或いは、段ボールシートの情報や判定の基準値が事務所コンピュータ28から生産管理装置27に送信され、生産管理装置27において記憶されると共に、生産管理装置27からコンピュータ40に送信される構成とすることもできる。
The
製造ラインの機械的な構成において、段ボールシートの走行を駆動している機構と同期して回転している箇所には、エンコーダ23が取り付けられている。エンコーダ23からの電気信号は、コンピュータ40に送出され、カメラ22による撮影箇所とエンコーダ23との位置関係により、二次元画像における座標と、実際の段ボールシート30における位置とが対応付けられる。
In the mechanical configuration of the production line, an
次に、上記構成の欠陥検出装置20を使用して行われる段ボールシートの欠陥検出方法について説明する。本実施形態の段ボールシートの欠陥検出方法は、製造ラインを走行している段ボールシート30に照明21から光を投射し、カメラ22で撮影した一次元画像を画像処理により二次元画像として、図3(a)に示すような段ボールシートの撮像1を取得し、判定処理プログラムに基づく処理によって、段ボールシートが欠陥を有しているか否かの判定を行うものである。段ボールシートの撮像1は、例えば、8ビット(256諧調)の画像とすることができる。
Next, a method for detecting defects in cardboard sheets using the
ここで、図3(a)は、段ボールシートの撮像1に、段ボールシートの地色よりも淡色の淡色系欠陥2の像、段ボールシートの地色よりも濃色の濃色系欠陥3の像、及びプレスロールによる押圧痕であるプレスマーク5の像が含まれている場合を、模式的に示している。
Here, FIG. 3(a) shows a schematic diagram of a case where an
まず、判定処理として、図3(a)に一点鎖線で示すように、段ボールシートの走行方向Yに平行な線の複数とこれと直交する線の複数により、段ボールシートの撮像1を格子状に区画する。格子状に区画された単位領域4には、それぞれ複数かつ同一の画素が含まれる。
First, as a determination process, the
次に、格子状に区画された単位領域4のそれぞれについて、加算処理値を求める加算処理を行う。加算処理値は、各単位領域4に含まれる画素の諧調値の総計値、または、この総計値を単位領域を構成する画素の数で除した平均値である。加算処理値として総計値を用いる場合は全ての単位領域について総計値を求め、加算処理値として平均値を用いる場合は全ての単位領域について平均値を求める。このように加算処理値を求めることにより、段ボールシートの撮像1を図3(b)に示すような加算処理後の画像10に変換する。
Next, an addition process is performed to find an addition process value for each of the
加算処理後の画像10では、欠陥のない単位領域4の加算処理値と欠陥が存在する単位領域4の加算処理値は相違するが、欠陥のない単位領域4においても、プレスマーク5の像を含む単位領域4とプレスマーク5の像を含まない単位領域4とでは加算処理値が異なる。単位領域4が段ボールシート30の走行方向Yに連続している「列」が、段ボールシート30の幅方向に複数列並んでいると考えると、図3(b)に示す加算処理後の画像10では、列L1,L3,L5に属する単位領域4はプレスマーク5の像を含んでいるため、プレスマーク5の像を含んでいない列L2,L4,L6に属する単位領域4より、加算処理値が小さい。
In the
また、淡色系欠陥2の像を含む単位領域12(4)は、欠陥のない単位領域4より加算処理値が大きく、濃色系欠陥3の像を含む単位領域13a(4),単位領域13b(4)は、欠陥のない単位領域4より加算処理値が小さい。
In addition, unit area 12(4) containing the image of light-
ある単位領域に欠陥が存在しているか否かの判定は、判定対象とする単位領域と他の単位領域とで加算処理値を対比することにより行うことができる。この場合、対比する他の単位領域は、判定対象の単位領域に隣接する単位領域とすることができる。例えば、図4(a)に示すように単位領域4a(4)を判定対象とするとき、同じ列L6に属する両隣の単位領域4b(4),4c(4)とそれぞれ加算処理値を対比する。これら三つの単位領域は、プレスマーク5の像との位置関係が同一であるため、欠陥が存在しない場合は、加算処理値は同じである。そのため、単位領域4a(4)の加算処理値と単位領域4b(4)の加算処理値の差、単位領域4a(4)の加算処理値と単位領域4c(4)の加算処理値と差、それぞれの絶対値が予め定めた閾値より小さいことにより、単位領域4a(4)に欠陥が存在しないと判定することができる。
The judgment of whether or not a defect exists in a certain unit area can be performed by comparing the sum processing value of the unit area to be judged with that of other unit areas. In this case, the other unit areas to be compared can be unit areas adjacent to the unit area to be judged. For example, when the
一方、単位領域12(4)のように欠陥が存在する単位領域が判定対象である場合、同じ列L2に属する両隣の単位領域4d(4),4e(4)それぞれと加算処理値を対比すると、何れも差の絶対値が予め定めた閾値以上となることにより、単位領域12(4)に欠陥が存在すると判定することができる。
On the other hand, when a unit area having a defect such as unit area 12(4) is to be judged, the absolute value of the difference between the summed values of
なお、単位領域の大きさの設定によっては、判定対象の単位領域の周囲8つの単位領域が、プレスマーク5の像を含むか否かの条件において同一である場合がある。そのような場合は、判定対象の単位領域の加算処理値と、その周囲の8つの単位領域それぞれの加算処理値の差を求め、その絶対値が予め定めた閾値以上となった数(判定対象の単位領域と周囲の単位領域の組み合わせの数)が、予め定めた数より小さければ判定対象の単位領域に欠陥が存在しないと判定し、予め定めた数以上であれば判定対象の単位領域に欠陥が存在すると判定することができる。このように、対比する相手の単位領域の数を増やすことにより、判定対象の単位領域には欠陥が存在しないが、対比する相手の単位領域に欠陥があったために、両者の加算処理値に差が生じることが、判定結果に影響を及ぼすことを排除することができる。
Depending on the size of the unit area, the eight unit areas surrounding the unit area to be judged may be the same in terms of whether they contain an image of a
更に、単位領域の大きさと欠陥の大きさの関係によっては、ある判定対象の単位領域に欠陥が存在する場合は、隣接する単位領域にも欠陥が存在する蓋然性が高い場合がある。そのような場合は、プレスマーク5の像を含むか否かの条件において同一であり、且つ、判定対象の単位領域とは離れている単位領域を、一定のルールに基づいて対比相手として設定する。この場合のルールとしては、「同一の列に属し、N個分だけ離れた単位領域」を例示することができる。例えば、図4(b)において、欠陥を有する単位領域13b(4)が判定対象であるとき、隣接する単位領域13a(4)を対比相手とするのではなく、同じ列L4に属し、且つ、離れている単位領域4f(4)と加算処理値を対比する。このようにすることにより、欠陥が複数の単位領域にまたがっている可能性が高い場合であっても、正確に欠陥を検出することができる。
Furthermore, depending on the relationship between the size of the unit area and the size of the defect, if a defect exists in a unit area to be judged, there is a high probability that a defect also exists in an adjacent unit area. In such a case, a unit area that is the same as the unit area to be judged in terms of whether it contains an image of a
上記のように、判定対象の単位領域の加算処理値と他の単位領域の加算処理値とを対比することによる判定処理は、段ボールシートの製造現場では、殆どの場合は欠陥が生じることなく正常な段ボールシートが製造され、欠陥が生じることは稀であるという実情、すなわち、欠陥を含む単位領域の数に比べて欠陥を含まない単位領域の数の方が圧倒的に多いという実情を前提としている。このような実情を前提としない場合は、他の単位領域と対比することなく、判定対象の単位領域の加算処理値そのものを、予め定めた閾値と対比するという方法によっても、欠陥を検出することができる。この場合の閾値は、欠陥が存在しない正常な単位領域の加算処理値に、許容される数値範囲をプラス・マイナスした上限閾値及び下限閾値とすることができる。また、閾値は、プレスマーク5の像を含む正常な単位領域についてのものと、プレスマーク5の像を含まない正常な単位領域についてのものとを別に定めておき、判定対象の単位領域がプレスマーク5の像を含む位置のものであるか否かによって、対応する閾値を使用する。
As described above, the judgment process by comparing the sum processing value of the unit area to be judged with the sum processing value of other unit areas is based on the assumption that in most cases, normal cardboard sheets are manufactured without defects at the manufacturing site of cardboard sheets, and defects rarely occur, that is, the number of unit areas without defects is overwhelmingly greater than the number of unit areas with defects. If this assumption is not made, defects can also be detected by comparing the sum processing value of the unit area to be judged itself with a predetermined threshold value, without comparing it with other unit areas. In this case, the threshold value can be an upper threshold value and a lower threshold value obtained by plus or minus an allowable numerical range to the sum processing value of a normal unit area without a defect. In addition, a threshold value is separately determined for a normal unit area including an image of a
このように、判定対象の単位領域の加算処理値そのものを閾値と対比することにより、ある程度の広い範囲にわたり欠陥が存在する場合も含めて、欠陥の検出を正確に行うことができる。 In this way, by comparing the sum of the unit area being judged with the threshold value, it is possible to accurately detect defects, even when the defects are present over a relatively wide range.
また、このように判定対象の単位領域の加算処理値そのものを閾値と対比する場合は、加算処理値を総計値ではなく平均値とすれば、単位領域の大きさの設定によらず同一の閾値を使用することができる。 In addition, when comparing the sum of the unit area being judged with the threshold in this way, if the sum is an average value rather than a total value, the same threshold can be used regardless of the size of the unit area.
欠陥が存在する単位領域が検出された場合は、段ボールシートに対して予め設定された一定の範囲内に、欠陥が存在する単位領域がいくつあるかがカウントされる。そして、その数が予め定めた閾値以上となった場合は、段ボールシートにおけるその範囲は許容できない欠陥を含む不良品であると判定され、コンピュータ40から警報装置26に不良判定信号が送出される。信号を受けた警報装置26は、警告灯の点灯・点滅や警報音を発することによって報知を行う。同時に、不良判定された段ボールシート30の範囲が、エンコーダ23からの信号に基づいて特定され、出力装置25から出力される。
When a unit area containing a defect is detected, the number of unit areas containing defects within a certain range set in advance on the cardboard sheet is counted. Then, if the number reaches or exceeds a predetermined threshold, that range on the cardboard sheet is determined to be a defective product containing an unacceptable defect, and a defect determination signal is sent from the
以上のように、本実施形態の段ボールシートの欠陥検出方法によれば、段ボールシートの製造ラインにおいて、汚れ、破れ、シワ等の欠陥をより精度高く、より短い処理時間で検出することができる。 As described above, the cardboard sheet defect detection method of this embodiment makes it possible to detect defects such as stains, tears, and wrinkles more accurately and in a shorter processing time on a cardboard sheet production line.
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。 The present invention has been described above with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and design changes are possible without departing from the spirit of the present invention, as described below.
例えば、二次元画像を格子状に区画することにより設定される単位領域の形状については、正方形の場合を図示したが、これに限るものではなく、長方形とすることも可能である。段ボールシートの走行に伴いラインセンサカメラが撮影した一次元画像から形成された二次元画像のY方向の長さが、単位領域のY方向の長さと等しくなる時間と、段ボールシートの全幅に亘り判定処理を行うために必要な時間とのバランスを考慮して、単位領域の寸法及び形状を設定することができる。 For example, the shape of the unit area set by dividing the two-dimensional image into a grid is illustrated as being square, but is not limited to this and can also be rectangular. The dimensions and shape of the unit area can be set by taking into consideration the balance between the time it takes for the Y-direction length of the two-dimensional image formed from the one-dimensional image captured by the line sensor camera as the cardboard sheet travels to become equal to the Y-direction length of the unit area, and the time required to perform the determination process across the entire width of the cardboard sheet.
1 段ボールシートの撮像
2 淡色系欠陥
3 濃色系欠陥
4 単位領域
5 プレスマーク
10 加算処理後の画像
21 照明
22 カメラ
30 段ボールシート
Reference Signs List 1: Imaging of cardboard sheet 2: Light-colored defect 3: Dark-colored defect 4: Unit area 5: Press mark 10: Image after addition processing 21: Lighting 22: Camera 30: Cardboard sheet
Claims (1)
得られた二次元画像を格子状に区画することにより、それぞれ複数かつ同一数の画素からなる単位領域を設定し、
前記単位領域それぞれについて、画素の諧調値の総計値、及び、該総計値を画素数で除した平均値の何れかである加算処理値を求める加算処理に基づいて、前記段ボールシートが欠陥を有しているか否かの判定を行うものであり、
前記段ボールシートは、プレスロールによる押圧痕であるプレスマークを線状に有しており、
前記判定を、判定対象とする前記単位領域の前記加算処理値と、それ以外の前記単位領域の前記加算処理値とを対比することにより行うに当たり、
判定対象の前記単位領域と、対比される前記単位領域とは、前記二次元画像における前記プレスマークの像との位置関係が同一となるように設定される
ことを特徴とする段ボールシートの欠陥検出方法。 The back or front liner of the cardboard sheet traveling on the production line is photographed with a digital camera,
The obtained two-dimensional image is divided into a grid to set unit areas each consisting of a plurality of identical pixels;
For each of the unit areas, a determination is made as to whether or not the cardboard sheet has a defect based on an addition process that obtains an addition process value that is either a total sum of pixel gradation values or an average value obtained by dividing the total sum by the number of pixels ;
The cardboard sheet has linear press marks which are impressions made by a press roll,
When the determination is made by comparing the sum-processed value of the unit area to be determined with the sum-processed value of the other unit areas,
The unit area to be judged and the unit area to be compared are set so that their positional relationship with the image of the press mark in the two-dimensional image is the same.
A method for detecting defects in cardboard sheets.
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