专利名称：X射线检查装置和x射线检查装置的图像处理顺序的生成方法
技术领域：
本发明涉及对作为检查对象的物品照射X射线，对根据透过物品的X射线的检查结果形成的X射线图像实施图像处理，进行物品检查的X射线检查装置及其图像处理顺序的生成方法。
背景技术：
目前，在食品等商品的生产线上，在商品内混入异物或商品缺损的情况下，为了防止该不合格商品出厂，进行使用X射线检查装置的商品不合格品检查。该X射线检查装置对连续搬送来的被检查物照射X射线，在X射线受光部检测出该X射线的透过状态，判断在被检查物中是否混入异物，或者被检查物是否发生缺损、被检查物内的单位内容物数量是否不足。另外，有时也通过X射线检查装置进行被检查物内的单位内容物数量的计量检查。
另外，X射线检查装置也有这样的类型例如，检测出照射在被检查物的放射线的透过光并形成图像，根据该图像信息判定异物混入的有无。该X射线检查装置利用金属、石子、玻璃等异物比食品等被检查物暗化显示的特性，抽出其图像中所包含的规定浓度范围的像素，在被抽出的像素团的面积为规定大小以上的情况下判定其为异物。
专利文献1中公开了可对异物进行选择性高、高感度的异物检查的X射线检查装置。该X射线检查装置准备了多个实施图像处理的矩阵尺寸或系数，通过将它们组合，可以进行各种检查体的异物检测。
专利文献1WO98/11456(平成10年(1998年)3月19日再公开)发明内容但是，上述现有的X射线检查装置存在如下所述的问题。
即，上述公报所公开的X射线检查装置，尽管能够实施可适用于各种检查体的异物检查的图像处理，但是，与检查体相应的矩阵或系数等的选定是人为进行的。所以，该X射线检查装置只是增加图像处理种类的选择项，不是任何人都可以选择采用用于对各种检查体进行最佳的图像处理的图像处理顺序。
本发明的课题在于，提供其装置能够自动地选择最佳的图像处理顺序，对作为检查对象的物品进行检查的X射线检查装置和X射线检查装置的图像处理顺序的生成方法。
本发明的第一方面的X射线检查装置的图像处理顺序的生成方法，其对作为检查对象的物品照射X射线，对于根据透过物品的X射线的检测结果形成的X射线图像实施图像处理并进行物品的检查，具备第一～第三步骤。第一步骤准备多个图像处理顺序。第二步骤根据各个图像处理顺序对X射线图像进行图像处理，算出各个图像处理顺序对于X射线图像的适应程度，即适应度。第三步骤根据适应度自动地选择检查中使用的最佳图像处理顺序。
这里，在对根据对物品照射的X射线的透过量形成的X射线图像实施图像处理并进行异物混入等检查的X射线检查装置中，准备多个图像处理顺序，根据对于在进行了基于各个图像处理顺序的处理之后形成的图像的适应度自动地选择最佳的图像处理顺序。
通常，在X射线检查装置中，如果作为检查对象的物品改变，则其X射线图像的显像方式也发生变化，所以需要实施适当的图像处理。但是，对于这种X射线图像的适当的图像处理顺序的选择，目前由于通过熟练工的经验和感觉进行，所以难以说谁都能对X射线图像实施适当的图像处理并进行正确的检查。
因此，在本发明的X射线检查装置中，准备的多个图像处理顺序分别进行图像处理，算出适应度，根据该适应度自动地选择最佳的图像处理顺序。
由此，不依赖于熟练工的经验和感觉，根据作为检查对象的物品的特性等，装置能够自动地选择最佳的图像处理顺序。所以，谁都能够容易地对X射线图像进行最佳化后的图像处理并进行正确的检查。
另外，上述所谓的适应度，例如，是对于规定的X射线图像越接近能够正确地进行检查的图像处理顺序，适应度越高的指标。即使在作为检查对象的物品改变，X射线图像的对比度发生变化的情况下，通过根据该适应度变更图像处理顺序，也能够总是正确地进行检查。
本发明的第二方面的X射线检查装置，其对作为检查对象的物品照射X射线，对于根据透过物品的X射线的检测结果形成的X射线图像实施图像处理并进行物品的检查，具备图像取得部和图像处理顺序选择决定部。图像取得部检测出对物品照射的X射线，取得规定的X射线图像。图像处理顺序选择决定部通过多个图像处理顺序对图像取得部取得的X射线图像实施图像处理，算出各图像处理顺序对于X射线图像的适应程度，即适应度。然后，根据适用度自动地选择检查中使用的最佳图像处理顺序。
这里，在对于根据对物品照射的X射线的透过量形成的X射线图像实施图像处理进行异物混入等检查的X射线检查装置中，准备多个图像处理顺序，根据在进行了基于各个图像处理顺序的处理之后形成的图像的适应度，自动地选择实际采用的图像处理顺序。
通常，在X射线检查装置中，如果作为检查对象的物品改变，则其X射线图像的显像方式也发生变化，所以需要实施适当的图像处理。但是，对于这种X射线图像的适当的图像处理顺序的选择，目前由于通过熟练工的经验和感觉进行，所以难以说谁都能对X射线图像实施适当的图像处理并进行正确的检查。
因此，在本发明的X射线检查装置中，准备的多个图像处理顺序分别进行图像处理，算出适应度，根据该适应度自动地选择最佳的图像处理顺序。
由此，不依赖于熟练工的经验和感觉，根据作为检查对象的物品的特性等，装置能够自动地选择最佳的图像处理顺序。所以，谁都能够容易地对X射线图像进行最佳化后的图像处理并进行正确的检查。
另外，上述所谓的适应度，例如，是对于规定的X射线图像越接近能够正确地进行检查的图像处理顺序，适应度越高的指标。即使在作为检查对象的物品改变，X射线图像的对比度发生变化的情况下，通过根据该适应度变更图像处理顺序，也能够总是正确地进行检查。
本发明的第三方面的X射线检查装置是第二方面的X射线检查装置，图像取得部检测出对于物品实际照射的X射线重新取得规定的X射线图像。
这里，重新取得实际检测出X射线取得的X射线图像，对该X射线图像进行适应度的算出。
由此，根据对重新取得的X射线图像算出的适用度，能够对X射线图像进行最佳化后的图像处理并进行正确的检查。
本发明的第四方面的X射线检查装置是第二方面的X射线检查装置，图像取得部从存储过去取得的X射线图像的存储部调出X射线图像，取得规定的X射线图像。
这里，从存储过去检测的X射线图像的存储部读取X射线图像，对该X射线图像进行适应度的算出。
由此，根据对从存储部读取的过去的X射线图像算出的适用度，能够对X射线图像进行最佳化后的图像处理并进行正确的检查。
本发明的第五方面的X射线检查装置是第二～第四方面的X射线检查装置，图像处理顺序选择决定部随机地组合规定的图像处理部件，生成多个图像处理顺序。
这里，随机地组合规定的图像处理部件生成多个图像处理顺序。由此，也能够对应图像处理部件的数量，增加图像处理顺序的组合方式数量。
本发明的第六方面的X射线检查装置是第五方面的X射线检查装置，图像处理部件是用于对X射线图像实施图像处理的滤光器。
这里，各图像处理顺序通过组合用于实施图像处理的多个滤光器而形成。由此，例如，组合压缩滤光器、平滑滤光器、鲜锐化滤光器等能够生成多个图像处理顺序。
本发明的第七方面的X射线检查装置是第二～第六方面中的任一个X射线检查装置，图像处理顺序选择决定部反复循环进行根据适用度生成新的多个图像处理顺序并再次算出图像处理顺序的适应度的程序(routine)，决定采用图像处理顺序。
这里，根据准备的多个图像处理顺序对一个X射线图像分别进行图像处理，多次循环进行算出对应各图像处理顺序的适应度的程序。由此，能够选择适应度更高的图像处理顺序进行适当的处理，进行正确的检查。
本发明的第八方面的X射线检查装置是第二～第七方面中的任一个X射线检查装置，还具备图像处理顺序选择决定部通过根据适应度选择的图像处理顺序，根据进行X射线图像的图像处理的结果，对作为检查对象的物品中是否混有异物进行检查的异物判定部。
这里，通过按照最佳化后的图像处理顺序对取得的X射线图像实施图像处理，能够进行对于作为检查对象的物品的异物混入的检查。
本发明的第九方面的X射线检查装置是第八方面的X射线检查装置，图像取得部取得作为检查对象的物品的合格品图像，在合格品图像中混入规定数量、大小的假想异物像，形成X射线图像。
这里，通过图像取得部，在取得的作为检查对象的物品的合格品图像中混入规定假想异物像，形成用于决定最佳的图像处理顺序的X射线图像。
这里，所谓上述合格品图像，是不含异物的检查对象合格物品的X射线图像。在该合格品图像中混入规定的异物形成的X射线图像被作为用于算出同种类物品的异物检查中所使用的最佳图像处理顺序的适应度的基准。即，在已知合格品图像中混入的假想异物像的位置、大小的状态下进行基于各图像处理顺序的图像处理，通过是否能够适当地检测出异物，能够从基于各图像处理顺序的图像处理结果求得各图像处理顺序的适应度。
由此，通过获得作为根据多个图像处理顺序实施图像处理，算出各图像处理顺序的适应度时的基准的X射线图像，实现图像处理顺序的最佳化，对于同种类的物品，能够决定最佳的图像处理顺序。
本发明的第十方面的X射线检查装置是第九方面的X射线检查装置，图像取得部通过检测出对物品实际照射的X射线，重新取得合格品图像。
这里，对于重新取得的合格品图像，混入规定的异物像并形成X射线图像。
由此，使用重新取得的合格品图像，在已知混入其中的假想异物像的位置、大小的状态下，进行基于各图像处理顺序的图像处理，通过是否能够适当地检测出异物，能够从基于各图像处理顺序的图像处理结果求得各图像处理顺序的适应度。
本发明的第十一方面的X射线检查装置是第九方面的X射线检查装置，图像取得部从存储过去取得的合格品图像的存储部调出并取得合格品图像。
这里，读取过去取得的存储在存储部的合格品图像，在其中混入规定的异物像，作成X射线图像。
由此，使用存储在存储部的合格品图像，在已知混入其中的假想异物像的位置、大小的状态下，进行基于各图像处理顺序的图像处理，通过是否能够适当地测出异物，能够从基于各图像处理顺序的图像处理结果求得各图像处理顺序的适应度。
本发明的第十二方面的X射线检查装置是第九～第十一方面中的任一个X射线检查装置，图像取得部从存储过去取得的混入异物的X射线图像的存储部调出混入异物的X射线图像，将指定了位置的异物像作为假想异物像使用。
这里，使用触摸板等指定某个为抽出的异物，将过去取得的X射线图像中所含的异物像的位置作为假想异物像使用。
由此，在已知取得的异物像的位置、大小的状态下，进行基于各图像处理顺序的图像处理，通过是否能够适当地检测出异物，能够从基于各图像处理顺序的图像处理结果求得各图像处理顺序的适应度。
本发明的第十三方面的X射线检查装置是第九～第十一方面中的任一个X射线检查装置，图像取得部取得在合格品的上述物品中混入规定异物而摄像的X射线图像，指定X射线图像中所含的异物像的位置作为假想异物像使用。
这里，在作为合格品的物品中混入规定的异物像并取得X射线图像，直接指定该X射线图像中所包含的异物像作为假想异物像使用。
由此，在已知取得的异物像的位置、大小的状态下，进行基于各图像处理顺序的图像处理，通过是否能够适当地检测出异物，能够从基于各图像处理顺序的图像处理结果求得各图像处理顺序的适应度。
本发明的第十四方面的X射线检查装置是第二～第十三方面中的任一个X射线检查装置，图像处理顺序选择决定部考虑各图像处理顺序进行的图像处理时间进行适应度的算出。
这里，算出各图像处理顺序进行图像处理所需要的时间，根据该时间进行适应度的算出。
由此，如果适应度相同，则降低图像处理时间非常长的图像处理顺序的优先次序，能够防止采用处理时间长的图像处理顺序。其结果是，即使适应度高，也排除耗费时间的处理顺序，能够选择高效率的图像处理。
本发明的第十五方面的X射线检查装置是第二～第十四方面中的任一个X射线检查装置，图像处理顺序选择决定部至少根据对X射线图像进行图像处理的结果、所获得的图像中含有的异物的亮度的最小值、平均值、异物以外的图像的亮度的最大值，算出适应度。
这里，在算出各图像处理顺序对应的适应度时，根据各图像处理顺序进行图像处理的结果、以所获得的图像中含有的异物的亮度的最小值、平均值、异物以外的图像的亮度的最大值等信息作为基准。
由此，通过从多个图像处理顺序中选择适应度最高的图像处理顺序，能够进行正确的检查。
本发明的第十六方面的X射线检查装置是第二～第十五方面中的任一个X射线检查装置，图像处理顺序选择决定部重组从多个图像处理顺序中选择的两个图像处理顺序，生成下一循环的图像处理顺序。
这里，从多个图像处理顺序中选择两个，互相重组图像处理部件的一部分，生成下一代图像处理顺序。
由此，例如，通过使适应度高的图像处理顺序重组，能够选择适应度增高的可能性更高的图像处理顺序。
本发明的第十七方面的X射线检查装置是第二～第十六方面中的任一个X射线检查装置，图像处理顺序选择决定部反复进行图像处理顺序的最佳化，直到达到规定的循环次数、或者达到规定的适应度、或者经过规定的时间。
这里，反复进行最佳化后的图像处理顺序的选定，直到达到规定的世代数、达到规定的适应度、或者经过规定的时间。
由此，在最佳化进行到某种程度时结束处理，能够在该时间点选择适应度最高的图像处理顺序。所以，能够获得高效率、最佳化后的图像处理顺序。
图1为表示本发明的一个实施方式的X射线异物检查装置的外观立体图。
图2为表示X射线异物检查装置的防护箱内部的简易构造图。
图3为表示X射线异物检查原理的示意图。
图4为表示控制计算机的方框构造图。
图5为表示通过图1的X射线检查装置具备的控制计算机形成的功能块的示意图。
图6为表示通过图1的X射线检查装置进行的图像处理算法的最佳化处理的流程图。
图7(a)为表示合格品图像的示意图，(b)为表示在(a)的合格品图像中混入假想异物像的图像的示意图。
图8为表示图6的图像处理算法的最佳化处理中的图像处理顺序的样板的一例的示意图。
图9(a)为表示本实施方式使用的图像处理算法(滤光器)的构造图，(b)为表示在(a)的图像处理算法中随机地代入滤光器构造的数据列的示意图。
图10为根据图像处理时间，对构成算出适应度的数据列的滤光器逐个进行分级的示意图。
图11为表示通过本发明的其它实施方式的X射线检查装置进行的图像处理算法的最佳化处理的流程图。
图12为表示通过本发明再其它的实施方式的X射线检查装置进行的图像处理算法的最佳化处理的流程图。
图13为表示通过本发明再其它的实施方式的X射线检查装置进行的图像处理算法的最佳化处理的流程图。
图14为表示通过本发明再其它的实施方式的X射线检查装置进行的图像处理算法的最佳化处理的流程图。
图15为表示通过本发明再其它的实施方式的X射线检查装置进行的图像处理算法的最佳化处理的流程图。
符号说明10 X射线检查装置
11 防护箱11a 开口12 传送带13 X射线照射器(X射线源)14 X射线线性传感器14a 像素15 光电传感器16 遮蔽帘20 控制计算机(控制部)21 CPU22 ROM23 RAM24 外部连接(USB)25 CF(硬盘)25a 阈值滤光器26 监视器(显示装置)31a 图像形成部(图像取得部)31b 图像处理顺序选择决定部31c 异物判定部G 商品S 步骤C 图像缩小滤光器F 平滑、鲜锐化滤光器具体实施方式
[实施方式一]对于本发明的一个实施方式的X射线检查装置，参照图1～图10说明如下。
如图1所示，本实施方式的X射线检查装置10为在食品等商品(物品)的生产线中进行品质检查的装置之一。X射线检查装置10对于连续地搬送来的商品照射X射线，根据透过商品的X射线量进行在商品中是否混入异物的检查。
另外，如图1和图2所示，X射线检查装置10主要具备防护箱11、传送带12、X射线照射器(X射线源)13、X射线线性传感器14、带触摸面板功能的监视器(显示装置)26和控制计算机20(参照图4)。
防护箱11在商品G的入口侧和出口侧的两面上，具有用于搬进搬出商品的开口11a。在该防护箱11中，收容有传送带12、X射线照射器13、X射线线性传感器14、控制计算机20等。
另外，如图1所示，为了防止向防护箱11外部的X射线泄漏，开口11a被遮蔽帘16阻塞。该遮蔽帘16具有含铅成分的橡胶制的帘子部分，在商品搬进搬出时被商品推开。其中，在其后对该遮蔽帘详细说明。
另外，在防护箱11的正面上部，除监视器26之外，还配置有钥匙插入口和电源开关。
传送带12在防护箱11内搬送商品，通过图4所示的传送带马达12f驱动。传送带12的搬送速度通过由控制计算机20进行的传送带12f的变换控制而得到精细地控制，以达到操作者输入的设定速度。
如图2所示，X射线照射器13配置在传送带12的上方，向下方的X射线线性传感器14呈扇状地照射X射线(参照图2的斜线范围)。
X射线线性传感器14配置在传送带12的下方，检测出透过商品G和传送带12的X射线。如图3所示，该X射线线性传感器14由在与由传送带12进行的搬送方向垂直的方向上水平配置为一条直线的多个像素14a构成。
监视器(显示装置)26为全点(full dot)显示的液晶显示器。另外，监视器26具有触摸面板功能，显示促进初期设定或不合格品判断相关的参数输入等的画面。
另外，监视器26显示实施后述图像处理后的X射线图像。由此，对于用户来说，能够从视觉上识别包含在商品G中的异物的有无、位置、大小等。
如图4所示，控制计算机20与CPU21一起，作为被该CPU21控制的主存储部，安装有ROM22、RAM23和CF(Compact Flash(注册商标))25。CF25中装有存储密集度的阈值的阈值滤光器25a、存储检查图像或检查结果的检查结果日志文件25b等。
另外，控制计算机20具备控制对监视器26的数据显示的显示控制电路、输入从监视器26的触摸面板进行键输入数据的键输入电路、未图示的用于进行打印机中的数据印字的控制等的I/O接口、作为外部连接端子的USB24等。
CPU21、ROM22、RAM23、CF25等存储部隔着地址总线、数据总线等总线相互连接。
另外，控制计算机20连接有传送带马达12f、旋转编码器12g、X射线照射器13、X射线线性传感器14、光电传感器15等。
旋转编码器12g安装在传送带马达12f上，检测出传送带12的搬送速度，对控制计算机20传送信号。
X射线照射器13通过控制计算机20控制X射线的照射时间和X射线照射量、X射线照射禁止等。
为了进行在检查开始之前实施的图像处理算法(图像处理顺序)的最佳化处理，X射线线性传感器14检测出透过未混入异物的商品(合格品)的X射线，以其为合格品图像并传送到控制计算机20。另外，在检查开始后，X射线线性传感器14对控制计算机20传送根据在各像素14a中检测出的X射线量得到的信号值。
光电传感器15为用于检测出作为被检查物的商品G到达X射线线性传感器14的位置的时间的同步传感器，由夹着传送带配置的一对投光器和受光器构成。
控制计算机20具备上述那样的构造，图4所示的CPU21读取存储在CF25等存储部的各种程序，作为功能块，形成如图5所示的图像形成部(图像取得部)31a、图像处理顺序选择决定部31b和异物判定部31c。
图像形成部31a为CPU21读取存储在存储部(CF25等)的图像形成程序而形成的功能块，根据X射线线性传感器14的检查结果形成X射线图像。具体地说，在接收从光电传感器15发出的信号，商品G穿过扇状的X射线照射区域(参照图3和图5所示的斜线部分)时，以细微的时间间隔取得由X射线线性传感器14产生的X射线透视像信号(参照图8)，根据这些X射线透视像信号作成商品G的X射线图像。即，从X射线线性传感器14的各像素14a隔开细微的时间间隔获得各时刻的数据，从这些数据作成二维图像。另外，图像形成部31a在实施异物混入的检查之前，在X射线线性传感器14中检测出透过异物未混入的商品的X射线，在根据该检查结果形成合格品图像(参照图7(a))之后，在这里获得的合格品图像中混入规定的假想异物像，形成作为图像处理顺序的最佳化处理中使用的基准图像(参照图7(b))。
图像处理顺序选择决定部31b为CPU21读入存储在存储部的图像处理顺序最佳化程序而形成的功能块，对于在通过图像形成部31a形成的图7(a)所示的合格品图像中混入假想异物像的图7(b)所示的图像，按照多个图像处理算法进行图像处理，根据图像处理结果获得的图像，算出各自的图像处理算法对于上述图像(商品)的适应度。另外，图像处理顺序选择决定部31b响应算出的适应度，排列替换多个图像处理算法的优先顺序，再次重复同样的处理。这样，通过选择适应度高的图像处理算法，对于其图像(商品)进行最佳的图像处理，可以高精度进行异物检查。其中，对图像处理算法的最佳化处理后述详细说明。
异物判定部31c为CPU21读取存储在存储部的异物判定程序而形成的功能块，按照通过上述图像处理顺序选择决定部31b最佳化后的图像处理算法进行图像处理，根据被图像处理而获得的图像进行异物混入有无的判定。具体地说，异物判定部31c进行这样的判定通过图像形成部31a对作为检查对象的商品照射的X射线的透过量，对于根据其作成的X射线图像，按照上述最佳化后的图像处理算法进行的图像处理的结果，通过多个判定方式判断商品的合格、不合格(是否混入异物)。在判断方式中，例如有跟踪检查方式、二值化检查方式等。通过这些判断方式判断的结果，即便是一个，如果存在判断为不合格品的图像(图8所示的异物像)，则判断其商品G为不合格品。
跟踪检查方式和二值化检查方式对屏蔽区域以外的图像区域进行异物混入的判定。屏蔽区域对于传送带向导12d或商品G的容器部分等进行设定。特别是，跟踪检查方式为这样的判断方式按照被检查物的大致厚度设定基准水平(阈值)，在图像比其变暗时，判断在商品G内混有异物。通过该方式，能够检测比较小的异物，检测出商品是否合格。
这里，用于通过上述图像处理顺序选择决定部31b进行的对作为检查对象的商品选择最佳的图像处理算法的处理详细地进行说明。
例如，在作为检查对象的商品为食品的情况下，存在这种情况由于X射线照射方向上的商品的厚度或者包装、有无同捆物等情况不同会引起干扰增大，使通过X射线图像的浓淡判断是否存在异物的判定变得困难。例如，在检查对象为意大利式细面条等的情况下，难以发现商品的浓淡与异物之间的差别，进行高精度的异物判定是困难的。为此，现有的X射线检查装置，根据要检查的食品，通过熟练工的经验和感觉选择适用的图像处理算法进行异物判定。但是，即使根据熟练工的经验等，也存在不能选择最佳的图像处理算法的情况，如果按照食品一边通过多个图像处理算法进行处理一边进行检查，则存在耗费时间，不能适用于食品的生产线等问题。
所以，本实施方式的X射线检查装置10，考虑到按照作为检查对象的商品其最佳的图像处理算法不同的情况，在检查开始前的阶段进行图像处理顺序的最佳化处理，以能够选择最佳的图像处理算法。
本实施方式的X射线检查装置10按照图6所示的流程图，对各商品决定最佳的图像处理算法。
即，如果由操作者输入指示开始图像处理算法最佳化处理，则X射线检查装置10就启动X射线照射器13和传送带12，成为合格品图像取得模式。
然后，通过传送带12搬送操作者已知未混入异物的商品，如S1所示，图像形成部31a取得多个合格品图像(参照图7(a))。重复预先设定的次数，取得规定张数的合格品图像。此时，在控制计算机20中，这些多个合格品图像被存储在CF25等的存储装置。
接着，图像形成部31a随机地选择混入取得的合格品图像中的假想异物像的位置。然后，通过使选择的位置(像素群)变暗到与实际的异物像同样的对比度，例如约30％，则如S2所示，对于合格品图像，使用实际检测出的假想异物像，仅混入规定数量(例如五个)(参照图7(b))。此时，混入的假想异物像为了再现与实际的异物同样的状态，使假想异物像外周的像素的对比度仅变暗约15％。
然后，如S3所示，进行表示异物抽出算法的数据列的初始化。这里，图像处理算法通过组合用于进行图像处理的多种滤光器构成。作为构成图像处理算法的滤光器，例如可以采用多个图像收缩滤光器或多个平滑、鲜锐化滤光器。
图像缩小滤光器是用于将图像面积缩小到1/4的滤光器，用于提高图像处理速度。即，在需要高解析度的处理的情况下，在不使用该图像缩小滤光器而采用原样大小的图像，高效率地在短时间内进行图像处理的情况下，使用该图像缩小滤光器。例如，准备有“最大值缩小滤光器”、“最小值缩小滤光器”、“平均值缩小滤光器”、“不缩小”四种滤光器C1～C4。
平滑、鲜锐化滤光器是用于使异物像平滑或者强调边缘的滤光器，用于强调异物。例如，准备有“最大值滤光器”、“平均值滤光器”、“钝化蒙板(unsharp mask)”、“无处理”等二十种滤光器F1～F20。
图8表示图像处理顺序的样板一例。该样板为以生成的数据列为基础，通过何种顺序推进处理的模型。
具体地说，如图8所示，采用两段的图像缩小滤光器C1、C2对混入有假想异物像的图像进行图像处理，作成作为缩小图像的“图像1”。接着，对于“图像1”，使用滤光器F1～F5仅保留商品的图像，除去异物像，作成“图像2”。另一方面，对于“图像1”，使用滤光器F6、F7强调异物像，作成“图像3”。然后，通过Subtraction(减法)，使用这些“图像2”、“图像3”求得两者之差，作成抽出异物的图像(优选图像中的异物以外的部分成为接近零的值，异物像成为大数值)。另外，这里，也可以使用规定的阈值二值化“图像2”和“图像3”的差进行判定。
在图8所示的样板的情况下，最佳化的数据列成为如图9(a)所示的数据列。例如准备五十个如图9(a)所示的数据列，将随机地决定了数据的滤光器埋入，作成图9(b)所示的数据列1～数据列n。
接下来，使用图9(b)所示的数据列1～数据列n，算出对于作为检查对象的商品的各图像处理顺序的适应度。
即，首先，在各异物抽出图像中求得被抽出的异物部分的图像的亮度的平均值OBJ1。然后，求得OBJ1的最小值OBJmin(整个图像中的整个异物抽出亮度的最小值)。再求得OBJ1的平均值OBJave(整个图像中的所有异物抽出亮度的平均值)。另外，在各异物抽出图像中，求得异物以外的图象的亮度的最大值BG1。然后，求得BG1的最大值BGmax(整个图像中的所有异物以外的亮度的最大值)。最后，用上述平均值等的抽出值之差与比算出适应度P。另外，在本实施方式中算出的适应度越接近1，意味着适应度越高。
在此更进一步，如图10所示，根据图像处理时间对构成该图像处理顺序的各滤光器F进行分级，根据该构成滤光器的级别增减与各滤光器对应的适应度。
例如，在表示某图像处理算法的数据列由Ca、Fb、Fe、Fj、Fi、Fa、Fd这七个滤光器构成的情况下，如图10所示，由于各滤光器的增减依次为0％、0％、-10％、-10％、0％、+10％、-20％，故将适应度设定为-30％。
这样，通过考虑各滤光器所进行的图像处理时间调整适应度，在为相同适应度的情况下，可以优先选择处理时间更短的图像处理算法。
另外，使用算出的适应度，通过如下顺序进行处理，仅保留适应度高的图像处理算法(数据列)。
即，无条件淘汰适应度低的数据列(例如0.1以下)，重新生成新的数据列。另外，为了防止陷入局部解(localized solution)，按照转轮盘规则(roulette rule)，一边允许重复，一边选择与现行循环同样数量的个体，选择在下一循环保留的数据列。接下来，对于随机选择的一对，以一定的概率(例如80％)使个体间的数据重组。重组可以采用一点交叉等方法。然后，对于所有个体的全部数据，以预先设定的一定概率随机地使数据(滤光器)突然变异。突然变异概率在初始循环设定得低些，随着循环次数的推进增大。另外，对于突然变异概率，将上限设定为5％。进而，为了提高进化速度，对在现行循环的个体中适应度最高的个体(精英个体)不进行变更，原样复制保留在下一循环中。
以上述那样的处理为一个循环，重复处理，直到满足规定的结束条件。另外，如S4所示，选择在结束时间点适应度最高的个体(图像处理算法)，最佳化数据列。
另外，作为上述结束条件，例如，可以设定适应度为1.5以上、进行到5000次循环、处理时间经过六小时等条件。
这里，比较被选择的图像处理算法和装置预先准备的图像处理算法，在被选择的图像处理算法的适应度高的情况下，如S5所示，将默认的数据列置换为最佳化后的数据列，将其作为用于实际检查的图像处理算法采用。另外，本实施方式的X射线检查装置10具有这样的功能通过手工操作，返回到初始化的图像处理算法或过去使用的图像处理算法。
(1)在本实施方式的X射线检查装置10及其图像处理顺序的生成方法中，通过作为图5所示的形成功能块的图像形成部31a、图像处理顺序选择决定部31b，进行图像处理算法的最佳化处理。即，首先，图像处理顺序选择决定部31b准备随机地组合多种滤光器作成的多个图像处理算法。然后，对于在通过图像形成部31a作成的合格品图像中混入假想异物像的图像，图像处理顺序选择决定部31b通过各个图像处理算法进行图像处理，根据获得的图像算出适应度。这里，选择图像处理顺序选择决定部31b算出的适应度高的图像处理算法，作为实际进行检查的图像处理算法采用。
由此，即使作为检查对象的商品改变，装置也按照不同商品，根据适应度自动地选择最佳的图像处理算法，因此，能够不依赖熟练工的经验或感觉，进行高精度的异物检查。所以，无论使用者为谁，无论检查对象为何物，总是采用最佳的图像处理算法，进行高精度的异物检查成为可能。
(2)通过本实施方式的X射线检查装置10，如图9(a)和图9(b)所示，选择图像处理顺序选择决定部31b组合多个滤光器(图像处理部件)，形成图像处理算法。
由此，随机地组合多个滤光器，能够作成多个图像处理算法。并且，通过增加作为图像处理部件的滤光器的数量，可以增加组合它们构成的图像处理算法的种类。
(3)本实施方式的X射线检查装置10作为构成图像处理算法的图像处理部件，使用各种滤光器。
由此，组合图像缩小滤光器、平滑、鲜锐化滤光器等，能够生成多个图像处理算法。
(4)本实施方式的X射线检查装置10对每生成50个的图像处理算法算出其适应度，优先保留适应度高的图像处理算法，另一方面，无条件地淘汰适应度低的图像处理算法，将之置换为新生成的图像处理算法，生成下一代个体，重复进行直到规定的结束条件的到来。
由此，通过选定适应度高的图像处理算法，在满足了规定的结束条件时，选择适应度最高的图像处理算法，能够根据成为检查对象的商品的特性，选择最佳化的图像处理算法。其结果，总是进行高精度的异物混入判定成为可能。
(5)在本实施方式的X射线检查装置10中，图5所示的异物判定部31c根据通过图像处理顺序选择决定部31b所采用的图像处理算法进行图像处理的结果，进行异物混入的检查。
由此，通过图像处理顺序选择决定部31b，对于作为检查对象的商品，根据使用最佳化的图像处理算法进行图像处理的结果进行异物混入的判定，因此，能够进行高精度的检查。
(6)
在本实施方式的X射线检查装置10中，在开始检查之前，图5所示的图像形成部31a先制作预先未混入异物的商品的图像，然后制作在该合格品图像中混入假想异物像的图像。
由此，以预先已知异物存在于何处的图像为基准，对于该图像，通过各图像处理算法进行图像处理，可以算出成为表示该图像处理算法是否可适当地检测出异物的指标的适应度。其结果，能够选择适应度高的图像处理算法，实施高精度的异物混入检查。
(7)在本实施方式的X射线检查装置10中，对于根据通过上述各图像处理算法进行图像处理的结果获得的图像算出的适应度，如图10所示，根据该图像处理算法进行的图像处理时间，乘以每一个滤光器的增减比例，算出该图像处理算法的适应度。
由此，在为同程度的适应度的情况下，由于处理时间长的图像处理算法的适应度变低，所以能够选择处理时间更短的图像处理算法，采用可高效率地进行检查的图像处理算法。
(8)在本实施方式的X射线检查装置10中，关于适应度的算出，对于在合格品图像中混入假想异物像而获得的图像，采用根据各图像处理算法进行图像处理的结果而获得的图像中所包含的、异物部分的图像亮度的平均值BJ1与OBJ1的最小值OBJmin、OBJ1的平均值OBJave、异物以外的图像亮度的最大值BG1、BG1的最大值BGmax等抽出值之差和比，算出适应度P。
由此，从准备的多个图像处理算法之中选择对其商品最佳的图像处理算法，实施高精度的异物混入检查成为可能。
(9)在本实施方式的X射线检查装置10中，从生成的多个图像处理算法之中选择两个，重组构成其图像处理算法的一部分(滤光器)，生成下一循环用的图像处理算法。
由此，例如，通过使适应度高的图像处理算法之间进行重组，能够提高在下一循环进一步生成适应度高的图像处理算法的可能性。
(10)
在本实施方式的X射线检查装置10中，作为上述图像处理算法的最佳化处理的结束条件，设定适应度为1.5以上、进行到5000次循环、处理时间经过六小时等条件。
由此，在进行了某种程度最佳化处理的阶段结束处理，在该时间点生成的图像处理算法之中，能够采用适应度最高者。这样，通过设置时间等条件设定进行图像处理算法的最佳化处理，能够选择效率高、适应度高的图像处理算法。
对于本发明的其它实施方式的X射线检查装置，使用图11说明如下。其中，对于与上述实施方式一中说明的构造共同的构造，赋予相同符号，省略其说明。
本实施方式的X射线检查装置，按照如图10所示的流程图，决定对各商品的最佳图像处理算法。
即，本实施方式的X射线检查装置，在步骤S11和步骤S12中的合格品图像、异物像的取得方法，与上述实施方式一中的步骤S1和步骤S2的处理不同。
具体地说，在步骤S11中，读取存储在RAM23的过去取得的合格品图像。然后，在步骤S12中，检测出该合格品图像的实际情况，并将已知位置、数量、大小等异物像混入该合格品图像。接下来，步骤S13～步骤S15中的处理与上述实施方式一的步骤S3～步骤S5相同。
这样，即使在读取过去取得并存储在RAM23中的合格品图像，与假想异物像混合生成X射线图像的情况下，与上述实施方式一同样，通过以预先已知异物在何处的图像为基准，根据各图像处理算法对该图像进行图像处理，能够算出作为表示是否可适当地检测出其图像处理算法的指标的适应度。其结果，能够选择适应度高的图像处理算法，实施高精度的异物混入检查。
对于本发明的再其它的实施方式的X射线检查装置，使用图12说明如下。其中，对于与上述实施方式一、二中说明的构造共同的构造赋予同一符号，省略其说明。
本实施方式的X射线检查装置按照如图12所示的流程图，决定对于各商品的最佳图像处理算法。
即，本实施方式的X射线检查装置，在步骤S21和步骤S22中的合格品图像、异物像的取得方法与上述实施方式一中的步骤S1和步骤S2的处理不同。
具体地说，如图12所示，在步骤S21中，取得根据对商品照射X射线实际检测出的X射线量作成的合格品图像。然后，在步骤S22中，从RAM23中读取过去对商品照射X射线检测出的异物像，混入在步骤S21中取得的合格品图像。以下，步骤S23～步骤S25中的处理与上述实施方式一的步骤S3～步骤S5相同。
这样，即使在实际上当前取得的合格品图像中混入在过去检测出并存储在RAM23中的异物像并作成X射线图像的情况下，与上述实施方式一同样地，通过以预先已知异物在何处的图像为基准，根据各图像处理算法对该图像进行图像处理，也能够算出作为表示是否可适当地检测出其图像处理算法的指标的适应度。其结果，能够选择适应度高的图像处理算法，实施高精度的异物混入检查。
对于本发明的再其它的实施方式的X射线检查装置，使用图13说明如下。其中，对于与上述实施方式一～三中说明的构造共同的构造赋予同一符号，省略其说明。
本实施方式的X射线检查装置按照如图13表示的流程图，决定各商品的最佳图像处理算法。
即，本实施方式的X射线检查装置在步骤S31和步骤S32中的合格品图像、异物像的取得方法，与上述实施方式一中的步骤S1和步骤S2的处理不同。
具体地说，如图13所示，在步骤S31中，从RAM23中读取过去对商品照射X射线检测出的合格品图像，取得合格品图像。然后，在步骤S32中，从RAM23中读取过去对商品照射X射线检测出的异物像，混入在步骤S31取得的合格品图像中。以下，步骤S33～步骤S35中的处理与上述实施方式一的步骤S3～步骤S5相同。
这样，即使在混合存储在RAM23中的取得的合格品图像和异物像作成X射线图像的情况下，与上述实施方式一同样地，通过以预先已知异物在何处的图像为基准，根据各图像处理算法对该图像进行图像处理，也能够算出作为表示是否可适当地检测出其图像处理算法的指标的适应度。其结果，能够选择适应度高的图像处理算法，实施高精度的异物混入检查。
对于本发明的再其它的实施方式的X射线检查装置，使用图14说明如下。其中，对于与上述实施方式一～三中说明的构造共同的构造赋予同一符号，省略其说明。
本实施方式的X射线检查装置按照如图14所示的流程图，决定各商品的最佳图像处理算法。
即，本实施方式的X射线检查装置在步骤S41和步骤S42中的合格品图像、异物像的取得方法与上述实施方式一中的步骤S1和步骤S2的处理不同。
具体地说，如图14所示，在步骤S41中，从RAM23中读取过去对商品照射X射线检测出的混入异物像的X射线图像。然后，在步骤S32中，使用者以手动通过触摸面板直接指定在步骤S41取得的X射线图像中所包含的异物像的位置。以下，步骤S43～步骤S45中的处理与上述实施方式一的步骤S3～步骤S5相同。
这样，即使在对存储在RAM23中的过去取得的X射线图像通过手动指定异物像的位置，取得包含已知位置或大小的异物像的X射线图像的情况下，与上述实施方式一同样地，通过以预先已知异物在何处的图像为基准，根据各图像处理算法对该图像进行图像处理，能够算出作为表示是否可适当地检测出其图像处理算法的指标的适应度。其结果，能够选择适应度高的图像处理算法，实施高精度的异物混入检查。
另外，对于混入异物像的X射线图像，除调出过去取得的X射线图像以外，对混入异物的物品也可以重新取得X射线图像。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明的宗旨范围内，可以进行种种变更。
(A)
在上述实施方式中，以采用混合有合格品图像和假想异物像的X射线图像，选择最佳的图像处理顺序为例进行了说明。但是，本发明并不限于此。
例如，如图15的流程图所示，也可以在合格品的物品中混入规定的异物，取得X射线图像(步骤S51)，采用预先已知异物是否混入的X射线图像，进行上述图像处理顺序的最佳化。即使在此情况下，由于通过手动指定异物像的位置(步骤S52)，能够正确地认识X射线图像中的异物的位置，也可以获得与上述同样的效果。步骤S53以后的处理与上述步骤S3以后相同。
(B)在上述实施方式中，以X射线检查装置10进行异物混入检查为例进行了说明。但是，本发明并不限于此。
例如，即使对于进行作为检查对象的商品的边缘的检查，也可以适用本发明。
(C)在上述实施方式中，以组合多种滤光器构成图像处理算法为例进行了说明。但是，本发明并不限于此，即使对于组合滤光器以外的其他图像处理部件构成图像处理算法的X射线检查装置，也可以适用本发明。
(D)在上述实施方式中，举出如下例子进行了说明在适应度的算出中，对于在合格品图像中混入假想异物像获得的图像，采用根据各图像处理算法进行图像处理的结果获得的图像中所包含的、异物部分的图像亮度的平均值BJ1与OBJ1的最小值OBJmin、OBJ1的平均值OBJave、异物以外的图像亮度的最大值BG1、BG1的最大值BGmax等抽出值之差和比，算出适应度P。
但是，本发明并限不于此，也可以通过其他算出方法算出适应度。
(E)在上述实施方式中，作为图像处理算法的最佳化处理的结束条件，以循环次数、经过时间、适应度为例进行了说明。但是，本发明并不限于此，也可以通过其他结束条件结束图像处理算法的最佳化处理。
(F)在上述实施方式中，以X射线检查装置中的图像处理算法的最佳化为例进行了说明。但是，本发明并不限于此。例如，对于通过各种算法进行图像处理的其他分析装置，同样也可以适用。
产业上的实用性本发明的X射线检查装置，由于起到这样的效果通过不依赖于熟练工的经验或感觉，进行与成为检查对象的商品的特性相应的适当的图像处理，能够实施高精度的检查，因此，对于按照算法进行处理的各种分析装置，也可以广泛地得到适用。
权利要求
1.一种X射线检查装置的图像处理顺序的生成方法，其中所述X射线检查装置通过对检查对象物品照射X射线，并对于由透过所述物品的X射线所形成的X射线图像实施图像处理从而检查所述物品，其特征在于，所述方法包括第一步骤，准备多个图像处理顺序；第二步骤，分别根据所述图像处理顺序对所述X射线图像进行图像处理，并算出每个图像处理顺序对于所述X射线图像的适应度；和第三步骤，根据所述适应度自动地选择在所述检查中所要使用的最佳图像处理顺序。
2.一种X射线检查装置，其对检查对象物品照射X射线，对于由透过所述物品的X射线所形成的X射线图像实施图像处理从而检查所述物品，其特征在于，包括图像取得部，检测出对所述物品照射的X射线并取得规定的X射线图像；和图像处理顺序选择决定部，对所述图像取得部所取得的所述X射线图像实施按照多个图像处理顺序的图像处理，算出每个图像处理顺序对于所述X射线图像的适应度，根据所述适用度自动地选择在所述检查中所要使用的最佳图像处理顺序。
3.如权利要求2所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像取得部检测出对于所述物品实际照射的X射线，重新取得所述规定的X射线图像。
4.如权利要求2所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像取得部从存有过去取得的X射线图像的存储部调出所述X射线图像，以取得所述规定的X射线图像。
5.如权利要求2～4中任一项所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像处理顺序选择决定部随机地组合规定的图像处理部件并生成所述多个图像处理顺序。
6.如权利要求5所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像处理部件为用于对所述X射线图像实施图像处理的滤光器。
7.如权利要求2～6中任一项所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像处理顺序选择决定部重复进行以下循环程序即根据所述适用度生成新的多个图像处理顺序并再次算出所述图像处理顺序的适应度，由此决定所要选择的所述图像处理顺序。
8.如权利要求2～7中任一项所述的X射线检查装置，其特征在于，还包括异物判定部，根据所述图像处理顺序选择决定部基于所述适应度选择所述图像处理顺序并进行所述X射线图像处理的结果，判定所述物品中是否混有异物。
9.如权利要求8所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像取得部取得所述检查对象的合格品图像，在所述合格品图像中混入规定数量、规定大小的假想异物像，形成所述X射线图像。
10.如权利要求9所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像取得部通过检测出对所述物品实际照射的X射线，重新取得所述合格品图像。
11.如权利要求9所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像取得部从存储有过去取得的合格品图像的存储部调出所述合格品图像，从而取得所述合格品图像。
12.如权利要求9～11中任一项所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像取得部从存储有过去取得的混有异物的X射线图像的存储部调出所述混有异物的X射线图像，将由用户指定有异物位置的图像用作假想异物像。
13.如权利要求9～11中任一项所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像取得部取得在合格品中混入规定的异物而拍摄的X射线图像，指定所述X射线图像中包含的异物像的位置，用作假想异物像。
14.如权利要求2～13中任一项所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像处理顺序选择决定部考虑所述各图像处理顺序的图像处理时间，进行所述适应度的算出。
15.如权利要求2～14中任一项所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像处理顺序选择决定部至少根据处理后的所述X射线图像中所含有的异物的亮度的最小值、平均值、异物以外的图像的亮度的最大值，算出所述适应度。
16.如权利要求2～15中任一项所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像处理顺序选择决定部重组从所述多个图像处理顺序中选择的两个图像处理顺序，生成下一循环的图像处理程序。
17.如权利要求2～16中任一项所述的X射线检查装置，其特征在于所述图像处理顺序选择决定部重复所述图像处理顺序的最佳化，直到达到规定的程序循环次数、或者达到规定的适应度、或者经过规定的时间。
全文摘要
本发明提供能够使装置自动地选择最佳的图像处理顺序，对作为检查对象的物品进行检查的X射线检查装置，X射线检查装置(10)具备防护箱(11)、传送带(12)、X射线照射器(13)、X射线线性传感器(14)、监视器(26)和控制计算机(20)。控制计算机(20)通过CPU(21)读取存储在HDD(25)等存储部的各种程序，形成图像形成部(31a)、采用图像处理顺序生成部(31b)和异物判定部(31c)等功能块。
文档编号G01N23/18GK1906480SQ200580001548
公开日2007年1月31日 申请日期2005年3月25日 优先权日2004年6月24日
发明者广濑修 申请人:株式会社石田