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JP2025174068A - Calibration curve generating device, calibration curve generating method, and calibration curve generating program - Google Patents

Calibration curve generating device, calibration curve generating method, and calibration curve generating program

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Publication number
JP2025174068A
JP2025174068A JP2024080095A JP2024080095A JP2025174068A JP 2025174068 A JP2025174068 A JP 2025174068A JP 2024080095 A JP2024080095 A JP 2024080095A JP 2024080095 A JP2024080095 A JP 2024080095A JP 2025174068 A JP2025174068 A JP 2025174068A
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JP
Japan
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calibration curve
absorption spectra
value
training data
classified
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Pending
Application number
JP2024080095A
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Japanese (ja)
Inventor
弘典 佐藤
英治 谷口
孝之 岩井
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Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Anritsu Corp filed Critical Anritsu Corp
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Abstract

【課題】検査装置に検査結果を誤判定させてしまうことを防止することができる検量線生成装置、検量線生成方法及び検量線生成プログラムを提供すること。
【解決手段】分光測定装置10によって測定される物品の分光スペクトルに基づいて当該物品を検査する検査装置11によって参照される検量線を生成する検量線生成装置2であって、真値が既知の複数の物品に対して分光測定装置10によってそれぞれ得られる複数の吸収スペクトルの前処理を行う前処理部20と、前処理が行われた複数の吸収スペクトルを教師データとテストデータとに分類する分類部21と、教師データ及び真値から検量線を算出する検量線算出部22とを備える。分類部21は、前処理が行われた各吸収スペクトルから得られる統計値を算出し、統計値を満遍なく網羅するように教師データに分類する吸収スペクトルを選択する。
【選択図】図1

A calibration curve generating device, a calibration curve generating method, and a calibration curve generating program are provided that can prevent an inspection device from erroneously determining inspection results.
[Solution] A calibration curve generating device 2 generates a calibration curve to be referenced by an inspection device 11 that inspects an article based on the spectroscopic spectrum of the article measured by a spectroscopic measurement device 10, and includes a preprocessing unit 20 that preprocesses multiple absorption spectra obtained by the spectroscopic measurement device 10 for multiple articles whose true values are known, a classification unit 21 that classifies the multiple preprocessed absorption spectra into teacher data and test data, and a calibration curve calculation unit 22 that calculates a calibration curve from the teacher data and the true values. The classification unit 21 calculates statistical values obtained from each preprocessed absorption spectrum, and selects absorption spectra to be classified into teacher data so as to evenly cover all the statistical values.
[Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、検量線生成装置、検量線生成方法及び検量線生成プログラムに関する。 The present invention relates to a calibration curve generating device, a calibration curve generating method, and a calibration curve generating program.

特許文献1には、光源から放たれた光のうち成形品を透過した透過光を信号光としてセンサに入射させ、その信号光を分析することで、成形品の成分が適正であるか否を検査する検査装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an inspection device that detects whether the components of a molded product are appropriate by directing the transmitted light emitted from a light source that has passed through the molded product into a sensor as signal light and analyzing that signal light.

特開2019-112199号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-112199

特許文献1に記載されたような検査装置として、検量線に基づいて成形品の成分が適正であるか否を検査するものがある。検量線は、真値が既知の教師データから生成される。しかしながら、網羅性が低い教師データから検量線を生成してしまうと、検量線の精度が低下してしまうため、検査装置に検査結果を誤判定してしまうことがある。 One type of inspection device, such as that described in Patent Document 1, inspects whether the components of a molded product are appropriate based on a calibration curve. The calibration curve is generated from training data whose true values are known. However, if the calibration curve is generated from training data with low comprehensiveness, the accuracy of the calibration curve will decrease, which may cause the inspection device to erroneously determine the inspection results.

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、検査装置に検査結果を誤判定させてしまうことを防止することができる検量線生成装置、検量線生成方法及び検量線生成プログラムを提供することを目的としている。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a calibration curve generation device, calibration curve generation method, and calibration curve generation program that can prevent the testing device from erroneously determining the test results.

本発明に係る検量線生成装置は、分光測定装置(10)によって測定される物品の分光スペクトルに基づいて当該物品を検査する検査装置(11)によって参照される検量線を生成する検量線生成装置(2)であって、真値が既知の複数の物品に対して前記分光測定装置によってそれぞれ得られる複数の吸収スペクトルの前処理を行う前処理部(20)と、前記前処理が行われた複数の吸収スペクトルを教師データとテストデータとに分類する分類部(21)と、前記教師データ及び前記真値から前記検量線を算出する検量線算出部(22)と、前記テストデータ及び前記真値から前記検量線を評価する検量線評価部(23)と、を備え、前記分類部は、前記前処理が行われた各吸収スペクトルから得られる統計値を算出し、前記統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択する構成を有する。 The calibration curve generation device of the present invention is a calibration curve generation device (2) that generates a calibration curve referenced by an inspection device (11) that inspects an item based on the spectroscopic spectrum of the item measured by a spectroscopic measurement device (10). It includes a preprocessing unit (20) that preprocesses multiple absorption spectra obtained by the spectroscopic measurement device for multiple items whose true values are known, a classification unit (21) that classifies the preprocessed multiple absorption spectra into teacher data and test data, a calibration curve calculation unit (22) that calculates the calibration curve from the teacher data and the true values, and a calibration curve evaluation unit (23) that evaluates the calibration curve from the test data and the true values. The classification unit is configured to calculate statistical values obtained from each preprocessed absorption spectrum and select absorption spectra to be classified as teacher data so as to evenly cover all of the statistical values.

この構成により、本発明に係る検量線生成装置は、各吸収スペクトルから得られる統計値に対して網羅性が高くなるように教師データに分類する吸収スペクトルを選択することによって検量線の精度を向上させるため、検査装置に検査結果を誤判定させてしまうことを防止することができる。 With this configuration, the calibration curve generation device of the present invention improves the accuracy of the calibration curve by selecting absorption spectra to be classified as training data so as to provide high comprehensiveness for the statistical values obtained from each absorption spectrum, thereby preventing the testing device from making erroneous judgments about the test results.

なお、本発明に係る検量線生成装置において、前記統計値は、第1種別の統計値と、第2種別の統計値と、を含み、前記分類部は、前記第1種別の統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択し、前記複数の吸収スペクトルから前記教師データに分類された吸収スペクトルを除いた吸収スペクトルから、前記第2種別の統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択するようにしてもよい。 In the calibration curve generating device according to the present invention, the statistical values may include a first type of statistical values and a second type of statistical values, and the classifier may select absorption spectra to be classified into the training data so as to evenly cover the first type of statistical values, and may select absorption spectra to be classified into the training data from the absorption spectra excluding the absorption spectra classified into the training data from the plurality of absorption spectra so as to evenly cover the second type of statistical values.

この構成により、本発明に係る検量線生成装置は、各吸収スペクトルから得られる複数の統計値に対して網羅性が高くなるように教師データに分類する吸収スペクトルを選択することによって検量線の精度を向上させるため、検査装置に検査結果を誤判定させてしまうことを防止することができる。 With this configuration, the calibration curve generation device of the present invention improves the accuracy of the calibration curve by selecting absorption spectra to be classified as training data so as to achieve high comprehensiveness for the multiple statistical values obtained from each absorption spectrum, thereby preventing the testing device from making erroneous judgments about the test results.

また、本発明に係る検量線生成装置において、前記統計値は、平均値、最大値、最小値、標準偏差及びレンジのいずれかとしてもよい。 Furthermore, in the calibration curve generating device according to the present invention, the statistical value may be any of the average value, maximum value, minimum value, standard deviation, and range.

この構成により、本発明に係る検量線生成装置は、各吸収スペクトルから得られる統計値として平均値、最大値、最小値、標準偏差及びレンジのいずれかに対して網羅性が高くなるように教師データに分類する吸収スペクトルを選択することによって検量線の精度を向上させるため、検査装置に検査結果を誤判定させてしまうことを防止することができる。 With this configuration, the calibration curve generation device of the present invention improves the accuracy of the calibration curve by selecting absorption spectra to be classified into training data so that the statistical values obtained from each absorption spectrum are highly comprehensive with respect to the mean value, maximum value, minimum value, standard deviation, or range, thereby preventing the testing device from making erroneous judgments about the test results.

本発明に係る検量線生成方法は、分光測定装置(10)によって測定される物品の分光スペクトルに基づいて当該物品を検査する検査装置(11)によって参照される検量線を生成する検量線生成方法であって、真値が既知の複数の物品に対して前記分光測定装置によってそれぞれ得られる複数の吸収スペクトルの前処理を行う前処理ステップと、前記前処理が行われた複数の吸収スペクトルを教師データとテストデータとに分類する分類ステップと、前記教師データ及び前記真値から前記検量線を算出する検量線算出ステップと、前記テストデータ及び前記真値から前記検量線を評価する検量線評価ステップと、を有し、前記分類ステップは、前記前処理が行われた各吸収スペクトルから得られる統計値を算出し、前記統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択する。 The calibration curve generation method of the present invention generates a calibration curve to be referenced by an inspection device (11) that inspects an item based on the spectroscopic spectrum of the item measured by a spectroscopic measurement device (10). The calibration curve generation method includes a preprocessing step of preprocessing multiple absorption spectra obtained by the spectroscopic measurement device for multiple items whose true values are known, a classification step of classifying the preprocessed absorption spectra into teacher data and test data, a calibration curve calculation step of calculating the calibration curve from the teacher data and the true values, and a calibration curve evaluation step of evaluating the calibration curve from the test data and the true values. The classification step calculates statistical values from each preprocessed absorption spectrum and selects absorption spectra to be classified as teacher data so as to evenly cover all of the statistical values.

このように、本発明に係る検量線生成方法は、各吸収スペクトルから得られる統計値に対して網羅性が高くなるように教師データに分類する吸収スペクトルを選択することによって検量線の精度を向上させるため、検査装置に検査結果を誤判定させてしまうことを防止することができる。 In this way, the calibration curve generation method according to the present invention improves the accuracy of the calibration curve by selecting absorption spectra to be classified as training data so as to provide high comprehensiveness for the statistical values obtained from each absorption spectrum, thereby preventing the testing device from making erroneous judgments about the test results.

本発明に係る検量線生成プログラムは、分光測定装置(10)によって測定される物品の分光スペクトルに基づいて当該物品を検査する検査装置(11)によって参照される検量線をコンピュータに生成させる検量線生成プログラムであって、真値が既知の複数の物品に対して前記分光測定装置によってそれぞれ得られる複数の吸収スペクトルの前処理を行う前処理ステップと、前記前処理が行われた複数の吸収スペクトルを教師データとテストデータとに分類する分類ステップと、前記教師データ及び前記真値から前記検量線を算出する検量線算出ステップと、前記テストデータ及び前記真値から前記検量線を評価する検量線評価ステップと、を有し、前記分類ステップは、前記前処理が行われた各吸収スペクトルから得られる統計値を算出し、前記統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択する。 The calibration curve generation program of the present invention causes a computer to generate a calibration curve to be referenced by an inspection device (11) that inspects an item based on the spectroscopic spectrum of the item measured by a spectroscopic measurement device (10). The calibration curve generation program includes a preprocessing step that preprocesses multiple absorption spectra obtained by the spectroscopic measurement device for multiple items whose true values are known; a classification step that classifies the preprocessed absorption spectra into teacher data and test data; a calibration curve calculation step that calculates the calibration curve from the teacher data and the true values; and a calibration curve evaluation step that evaluates the calibration curve from the test data and the true values. The classification step calculates statistical values from each preprocessed absorption spectrum and selects absorption spectra to be classified as teacher data so as to evenly cover all of the statistical values.

このように、本発明に係る検量線生成プログラムは、各吸収スペクトルから得られる統計値に対して網羅性が高くなるように教師データに分類する吸収スペクトルを選択することによって検量線の精度を向上させるため、検査装置に検査結果を誤判定させてしまうことを防止することができる。 In this way, the calibration curve generation program of the present invention improves the accuracy of the calibration curve by selecting absorption spectra to be classified as training data so as to provide high comprehensiveness for the statistical values obtained from each absorption spectrum, thereby preventing the testing device from making erroneous judgments about the test results.

本発明によれば、検査装置に検査結果を誤判定させてしまうことを防止することができる検量線生成装置、検量線生成方法及び検量線生成プログラムを提供することができる。 The present invention provides a calibration curve generation device, a calibration curve generation method, and a calibration curve generation program that can prevent the testing device from erroneously determining the test results.

図1は、本発明の一実施形態に係る検量線生成装置を備えた物品検査装置の機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram of an article inspection apparatus equipped with a calibration curve generating device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る検量線生成装置を構成する分類部によって教師データに分類される吸収スペクトルの数を表す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the number of absorption spectra classified into training data by a classification unit included in a calibration curve generating device according to one embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係る検量線生成装置を構成する検量線算出部の入出力を詳細に示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram showing in detail the input and output of a calibration curve calculation unit that constitutes a calibration curve generating device according to one embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態に係る検量線生成装置を構成する検量線評価部の入出力を詳細に示す機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram showing in detail the input and output of a calibration curve evaluation unit that constitutes a calibration curve generating device according to one embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施形態に係る検量線生成装置を構成する分類部による分類態様を確認させるための表示例を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of a display for confirming the manner of classification by the classification unit constituting the calibration curve generating device according to one embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る検量線生成装置を備えた物品検査システムについて説明する。本実施形態に係る物品検査システムは、図1に示すように、物品検査装置1と、検量線生成装置2とを有する。 Below, with reference to the drawings, we will explain an article inspection system equipped with a calibration curve generation device according to one embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the article inspection system according to this embodiment includes an article inspection device 1 and a calibration curve generation device 2.

物品検査装置1は、搬送部によって搬送路を単品搬送される検査対象の物品が所定の検査位置に達した際、その所定の検査位置で、一定姿勢にある物品に光を照射し、この光(照射光ともいう)の照射に伴って物品を透過した透過光の分光スペクトルに基づき物品の品質を検査する。 When an item to be inspected, which is being transported individually along a transport path by a transport unit, reaches a predetermined inspection position, the item inspection device 1 irradiates light onto the item, which is in a fixed position at the predetermined inspection position, and inspects the quality of the item based on the spectral spectrum of the light (also called irradiated light) that passes through the item upon irradiation.

検査対象である物品は、非包装で単品搬送が可能な外径φ:数mm~数十mmの物品、一口サイズの物品の他、既存の製造設備や検査機能を持たない製造設備で製造された所定形状の物品や成形品、特に搬送過程で形が変化しない物品を含む。 Items subject to inspection include bite-sized items with an outer diameter of several to several tens of millimeters that can be transported individually without packaging, as well as items and molded products of a predetermined shape manufactured using existing manufacturing equipment or manufacturing equipment without inspection capabilities, and especially items whose shape does not change during transportation.

該当する物品としては、例えば錠剤、カプセル剤、トローチ剤、ドロップ剤などの製剤、飴、チョコレートなどがある。以下、検査対象の物品として、平面視で円形とされ、その直径に比して高さ(厚さ)の小さい側面視が略円柱状の錠剤Wを例にとって説明する。なお、検査対象の物品としては、平面視で円形に限らず、楕円形状や多角形状等、種々の形状の物品を適用可能である。 Applicable articles include, for example, tablets, capsules, lozenges, drops, and other pharmaceutical preparations, as well as candy and chocolate. Below, we will use as an example a tablet W that is circular in plan view, has a height (thickness) smaller than its diameter, and is roughly cylindrical in side view. Note that the articles to be inspected are not limited to those that are circular in plan view, and can be articles of various shapes, such as ovals and polygons.

また、搬送部としては、例えば、搬送ベルトや搬送ディスク、搬送シュート等、物品を整列して単品搬送する構成の搬送部が挙げられる。 Examples of conveying units include conveying units configured to align and convey items individually, such as conveying belts, conveying disks, and conveying chutes.

本実施形態に係る物品検査装置1は、分光測定装置10と、検査装置11と、を含んで構成されている。 The item inspection device 1 according to this embodiment is configured to include a spectroscopic measurement device 10 and an inspection device 11.

分光測定装置10は、光源部と、光検出部と、を備えている。分光測定装置10は、測定対象の錠剤Wに広帯域の光(可視光、近赤外~テラヘルツ光(テラヘルツ波))を照射し、この光の照射に伴って錠剤Wを透過した光の分光スペクトルを測定する。 The spectroscopic measurement device 10 includes a light source unit and a light detection unit. The spectroscopic measurement device 10 irradiates a tablet W to be measured with broadband light (visible light, near-infrared to terahertz light (terahertz waves)) and measures the optical spectrum of the light that passes through the tablet W as it is irradiated with this light.

本実施形態において、検査装置11は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、ハードディスク装置などの記憶装置と、通信ポートと、を備えたコンピュータユニットによって構成されている。 In this embodiment, the inspection device 11 is composed of a computer unit equipped with a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), a storage device such as a hard disk drive, and a communication port.

このコンピュータユニットのROM及び記憶装置には、当該コンピュータ装置を検査装置11として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROM及び記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、本実施形態における検査装置11として機能する。 The ROM and storage device of this computer unit store programs that cause the computer device to function as the inspection device 11. In other words, the CPU uses the RAM as a working area to execute the programs stored in the ROM and storage device, causing the computer unit to function as the inspection device 11 in this embodiment.

検査装置11は、記憶装置に記憶されたリファレンスの分光スペクトルの波長λにおける光強度Iiと、分光測定装置10によって測定された錠剤Wの分光スペクトルの波長λにおける光強度Iとから、錠剤Wの各波長λにおける吸光度AをA=-log10(I/Ii)にしたがって算出することによって、錠剤Wの吸収スペクトルを算出する。本実施形態では、測定対象物がない状態で分光測定装置10によって測定された分光スペクトルをリファレンスの分光スペクトルとする。 The inspection device 11 calculates the absorption spectrum of the tablet W by calculating the absorbance A of the tablet W at each wavelength λ according to A = -log 10 (I/Ii) from the light intensity Ii at wavelength λ of the reference spectrum stored in the storage device and the light intensity I at wavelength λ of the spectrum of the tablet W measured by the spectroscopic measurement device 10. In this embodiment, the spectroscopic spectrum measured by the spectroscopic measurement device 10 in the absence of a measurement object is used as the reference spectroscopic spectrum.

検査装置11は、錠剤Wの吸収スペクトルの所定の波長範囲に対して前処理を行う。所定の波長範囲は、通信ポートを介して接続された検量線生成装置2から受信され、検査装置11の記憶装置に格納されている。 The inspection device 11 performs preprocessing for a predetermined wavelength range of the absorption spectrum of tablet W. The predetermined wavelength range is received from the calibration curve generating device 2 connected via a communication port and stored in the storage device of the inspection device 11.

検査装置11によって行われる前処理は、後述する検量線生成装置2の前処理部20によって実行される前処理と同一であるため、説明を省略する。錠剤Wの吸収スペクトルの前処理が完了すると、検査装置11は、記憶装置に記憶された検量線を参照し、錠剤Wの吸収スペクトルに対応する測定値を算出する。 The preprocessing performed by the inspection device 11 is the same as the preprocessing performed by the preprocessing unit 20 of the calibration curve generation device 2, which will be described later, and therefore will not be described further. Once the preprocessing of the absorption spectrum of tablet W is complete, the inspection device 11 refers to the calibration curve stored in the storage device and calculates the measurement value corresponding to the absorption spectrum of tablet W.

本実施形態において、測定値は、錠剤Wに含まれる検査対象成分の含有量を表す。検量線は、通信ポートを介して接続された検量線生成装置2から受信され、検査装置11の記憶装置に格納されている。 In this embodiment, the measured value represents the content of the test target component contained in the tablet W. The calibration curve is received from the calibration curve generating device 2 connected via the communication port and stored in the memory device of the testing device 11.

検査装置11は、測定値に基づいて、錠剤Wの品質の良否を判定する。検査装置11は、当該判定による良否結果に基づく選別信号を、錠剤Wを正常品と不良品に選別する図示しない選別装置に出力する。選別装置は、選別信号に基づいて錠剤Wを正常品と不良品とに選別する。 The inspection device 11 determines whether the quality of the tablets W is good or bad based on the measured values. The inspection device 11 outputs a sorting signal based on the quality determination result to a sorting device (not shown) that sorts the tablets W into normal and defective products. The sorting device sorts the tablets W into normal and defective products based on the sorting signal.

検量線生成装置2は、分光測定装置10によって測定された錠剤Wを検査するために検査装置11によって参照される検量線を生成する。本実施形態において、検量線生成装置2は、CPUと、RAMと、ROMと、ハードディスク装置などの記憶装置と、通信ポートと、表示装置と、入力装置と、を備えたコンピュータ装置によって構成されている。 The calibration curve generating device 2 generates a calibration curve that is referenced by the inspection device 11 to inspect the tablet W measured by the spectrometric measurement device 10. In this embodiment, the calibration curve generating device 2 is configured as a computer device equipped with a CPU, RAM, ROM, a storage device such as a hard disk drive, a communication port, a display device, and an input device.

このコンピュータ装置のROM及び記憶装置には、当該コンピュータ装置を検量線生成装置2として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROM及び記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータ装置は、本実施形態における検量線生成装置2として機能する。 The ROM and storage device of this computer device store a program that causes the computer device to function as the calibration curve generating device 2. In other words, the CPU uses the RAM as a working area to execute the program stored in the ROM and storage device, causing the computer device to function as the calibration curve generating device 2 in this embodiment.

表示装置は、例えば、液晶表示装置によって構成される。入力装置は、例えば、キーボード装置やポインティングデバイスによって構成される。入力装置は、表示装置と一体に設けられたタッチパッドによって構成してもよい。通信ポートには、検査装置11と通信を行うためのケーブルが接続される。 The display device may be, for example, a liquid crystal display device. The input device may be, for example, a keyboard device or a pointing device. The input device may also be a touchpad integrated with the display device. A cable for communicating with the inspection device 11 is connected to the communication port.

検量線生成装置2の記憶装置には、真値が既知の複数の錠剤の吸収スペクトルが真値と対応付けられて記憶されている。複数の錠剤の真値は、例えば、高速液体クロマトグラフィ装置などの高精細な測定が可能な装置によって予め測定されている。複数の錠剤の吸収スペクトルは、物品検査装置1によって予め測定されている。 The storage device of the calibration curve generating device 2 stores the absorption spectra of multiple tablets whose true values are known, associated with the true values. The true values of the multiple tablets are measured in advance using a device capable of high-precision measurements, such as a high-performance liquid chromatography device. The absorption spectra of the multiple tablets are measured in advance using the product inspection device 1.

本実施形態において、検量線生成装置2の記憶装置には、複数の錠剤の吸収スペクトルが真値に応じてグループ化して記憶されている。例えば、第1グループには、真値が2近傍の80の錠剤の吸収スペクトルが割り当てられている。第2グループには、真値が4近傍の80の錠剤の吸収スペクトルが割り当てられている。第3グループには、真値が8近傍の80の錠剤の吸収スペクトルが割り当てられている。第4グループには、真値が12近傍の80の錠剤の吸収スペクトルが割り当てられている。 In this embodiment, the absorption spectra of multiple tablets are grouped according to true values and stored in the storage device of the calibration curve generating device 2. For example, the first group is assigned the absorption spectra of 80 tablets with a true value near 2. The second group is assigned the absorption spectra of 80 tablets with a true value near 4. The third group is assigned the absorption spectra of 80 tablets with a true value near 8. The fourth group is assigned the absorption spectra of 80 tablets with a true value near 12.

検量線生成装置2は、前処理部20と、分類部21と、検量線算出部22と、検量線評価部23と、を含んで構成される。 The calibration curve generating device 2 includes a preprocessing unit 20, a classification unit 21, a calibration curve calculation unit 22, and a calibration curve evaluation unit 23.

前処理部20は、記憶装置に格納された吸収スペクトルに対して、後述する多変量解析に適したデータ形式に変換するための所定の前処理を行う。所定の前処理は、四則演算、微分、積分、正規化の少なくとも1つを含む。 The preprocessing unit 20 performs predetermined preprocessing on the absorption spectra stored in the storage device to convert them into a data format suitable for the multivariate analysis described below. The predetermined preprocessing includes at least one of the four arithmetic operations, differentiation, integration, and normalization.

分類部21は、前処理が行われた吸収スペクトルを教師データTrとテストデータTeとに分類する。本実施形態において、分類部21は、第1グループから第4グループまでの各グループから40の錠剤の前処理が行われた吸収スペクトルを教師データTrとして分類し、第1グループから第4グループまでの各グループから残りの40の錠剤の前処理が行われた吸収スペクトルをテストデータTeとして分類する。 The classification unit 21 classifies the preprocessed absorption spectra into teacher data Tr and test data Te. In this embodiment, the classification unit 21 classifies the preprocessed absorption spectra of 40 tablets from each of the first to fourth groups as teacher data Tr, and classifies the preprocessed absorption spectra of the remaining 40 tablets from each of the first to fourth groups as test data Te.

分類部21は、前処理が行われた各吸収スペクトルの第1種別~第4種別の統計値を算出する。本実施形態において、第1種別の統計値は平均値とし、第2種別の統計値は最大値とし、第3種別の統計値は最小値とし、第4種別の統計値は標準偏差とする。 The classification unit 21 calculates statistical values of the first to fourth types for each preprocessed absorption spectrum. In this embodiment, the statistical value of the first type is the average value, the statistical value of the second type is the maximum value, the statistical value of the third type is the minimum value, and the statistical value of the fourth type is the standard deviation.

図2に示すように、分類部21は、第1グループから第4グループまでの各グループに対して、前処理が行われた80の吸収スペクトルから、平均値を満遍なく網羅するように教師データTrに分類する10の吸収スペクトルを選択する。 As shown in Figure 2, for each of the first to fourth groups, the classification unit 21 selects 10 absorption spectra to be classified into training data Tr from the 80 preprocessed absorption spectra so as to evenly cover the average values.

また、分類部21は、第1グループから第4グループまでの各グループに対して、前処理が行われた80の吸収スペクトルから教師データTrに分類された10の吸収スペクトルを除いた70の吸収スペクトルから、最大値を満遍なく網羅するように教師データTrに分類する10の吸収スペクトルを選択する。 In addition, for each of the first to fourth groups, the classification unit 21 selects 10 absorption spectra to be classified as training data Tr from the 70 absorption spectra remaining, excluding the 10 absorption spectra classified as training data Tr from the 80 absorption spectra that have undergone preprocessing, so as to evenly cover the maximum values.

また、分類部21は、第1グループから第4グループまでの各グループに対して、前処理が行われた60の吸収スペクトルから教師データTrに分類された20の吸収スペクトルを除いた70の吸収スペクトルから、最小値を満遍なく網羅するように教師データTrに分類する10の吸収スペクトルを選択する。 In addition, for each of the first to fourth groups, the classification unit 21 selects 10 absorption spectra to be classified as training data Tr from the 70 absorption spectra remaining, excluding the 20 absorption spectra classified as training data Tr from the 60 preprocessed absorption spectra, so as to evenly cover the minimum values.

また、分類部21は、第1グループから第4グループまでの各グループに対して、前処理が行われた80の吸収スペクトルから教師データTrに分類された30の吸収スペクトルを除いた50の吸収スペクトルから、標準偏差を満遍なく網羅するように教師データTrに分類する10の吸収スペクトルを選択する。 Furthermore, for each of the first to fourth groups, the classification unit 21 selects 10 absorption spectra to be classified as training data Tr from the 50 absorption spectra remaining, excluding the 30 absorption spectra classified as training data Tr from the 80 preprocessed absorption spectra, so as to evenly cover the standard deviation.

このように、分類部21は、第1グループから第4グループまでの各グループに対して、前処理が行われた80の吸収スペクトルから教師データTrに分類する40の吸収スペクトルを選択し、残りの40の吸収スペクトルをテストデータTeに分類する。 In this way, for each of the first to fourth groups, the classification unit 21 selects 40 absorption spectra from the 80 preprocessed absorption spectra to classify as training data Tr, and classifies the remaining 40 absorption spectra as test data Te.

図3に示すように、検量線算出部22は、教師データTr及び教師データTrに対応付けられた真値に対して多変量解析を行うことにより、教師データTrと真値との相関を表す検量線を算出する。検量線算出部22は、例えば、単回帰分析、重回帰分析、数量化1類、数量化2類、数量化3類、判別分析、ロジスティック回帰分析、主成分分析、部分的最小二乗回帰(PLS回帰)、因子分析、クラスター分析、コレスポンデンス分析、多次元尺度構成法、コンジョイント分析、サポートベクターマシン、決定木、ランダムフォレスト、ナイーブベイズ、ニューラルネットワーク及び深層学習(ディープラーニング)等によって多変量解析を行う。 As shown in FIG. 3, the calibration curve calculation unit 22 calculates a calibration curve representing the correlation between the training data Tr and the true values by performing multivariate analysis on the training data Tr and the true values associated with the training data Tr. The calibration curve calculation unit 22 performs multivariate analysis using, for example, simple regression analysis, multiple regression analysis, quantification type 1, quantification type 2, quantification type 3, discriminant analysis, logistic regression analysis, principal component analysis, partial least squares regression (PLS regression), factor analysis, cluster analysis, correspondence analysis, multidimensional scaling, conjoint analysis, support vector machine, decision tree, random forest, naive Bayes, neural network, deep learning, etc.

本実施形態において、検量線算出部22は、PLS回帰によって多変量解析を行う。検量線算出部22によって算出された検量線は、例えば、入力装置の操作に応じて、検査装置11に通信ポートを介して送信され、検査装置11の記憶装置に格納される。 In this embodiment, the calibration curve calculation unit 22 performs multivariate analysis using PLS regression. The calibration curve calculated by the calibration curve calculation unit 22 is transmitted to the inspection device 11 via a communication port in response to, for example, an operation of the input device, and is stored in the storage device of the inspection device 11.

図4に示すように、検量線評価部23は、テストデータTe及びテストデータTeに対応付けられた真値によって、検量線算出部22によって算出された検量線の評価値を算出し、評価値に基づき検量線の精度を評価する。 As shown in FIG. 4, the calibration curve evaluation unit 23 calculates an evaluation value of the calibration curve calculated by the calibration curve calculation unit 22 using the test data Te and the true value associated with the test data Te, and evaluates the accuracy of the calibration curve based on the evaluation value.

本実施形態において、検量線評価部23は、平均二乗誤差、二乗平均平方根誤差、平均絶対誤差、平均誤差、予測標準誤差、決定係数及び自由度修正済決定係数等の少なくとも1つの指標に基づいて検量線の評価値を算出する。検量線評価部23は、算出した評価値を例えば、表示装置に表示させる。 In this embodiment, the calibration curve evaluation unit 23 calculates an evaluation value of the calibration curve based on at least one index, such as the mean square error, root mean square error, mean absolute error, mean error, prediction standard error, coefficient of determination, and coefficient of determination corrected for degrees of freedom. The calibration curve evaluation unit 23 displays the calculated evaluation value, for example, on a display device.

以上のように、本実施形態に係る検量線生成装置2は、各吸収スペクトルから得られる統計値に対して網羅性が高くなるように教師データに分類する吸収スペクトルを選択することによって検量線の精度を向上させるため、検査装置11に検査結果を誤判定させてしまうことを防止することができる。 As described above, the calibration curve generation device 2 according to this embodiment improves the accuracy of the calibration curve by selecting absorption spectra to be classified as training data so as to provide high comprehensiveness for the statistical values obtained from each absorption spectrum, thereby preventing the inspection device 11 from making erroneous judgments about the inspection results.

なお、以上に説明した実施形態において、第1種別の統計値は平均値とし、第2種別の統計値は最大値とし、第3種別の統計値は最小値とし、第4種別の統計値は標準偏差とした例について説明をした。 In the embodiment described above, an example was described in which the first type of statistical value was the average value, the second type of statistical value was the maximum value, the third type of statistical value was the minimum value, and the fourth type of statistical value was the standard deviation.

これに対し、第1種別~第4種別の統計値は、種別が重複しなければ、他の組合せとしてもよい。また、第1種別~第4種別の各統計値は、平均値、最大値、最小値、標準偏差の他、レンジ(最大値-最小値)などの他の種別の統計値としてもよい。また、分類部21は、検量線生成装置2の入力装置を介して第1種別~第4種別の統計値を選択させるようにしてもよい。 In contrast, the first to fourth types of statistical values may be other combinations as long as the types do not overlap. Furthermore, each of the first to fourth types of statistical values may be an average value, maximum value, minimum value, standard deviation, or other types of statistical values such as a range (maximum value - minimum value). Furthermore, the classification unit 21 may allow the user to select the first to fourth types of statistical values via an input device of the calibration curve generating device 2.

また、図5に示すように、分類部21は、統計的に十分な数の吸収スペクトルから統計値に対して網羅性が高くなるように教師データTrが選択したことを操作者に確認させる画像を検量線生成装置2の表示装置に表示させるようにしてもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 5, the classification unit 21 may display an image on the display device of the calibration curve generating device 2 to allow the operator to confirm that the training data Tr has been selected from a statistically sufficient number of absorption spectra so as to provide high comprehensiveness for the statistical values.

図5は、平均値の昇順に1、10、19、28、37、46、55、64、73及び80番目の10の吸収スペクトルが80の吸収スペクトルから教師データTrとして選択されたことを操作者に確認させる画像の表示例を示している。 Figure 5 shows an example of an image display that allows the operator to confirm that 10 absorption spectra, numbered 1, 10, 19, 28, 37, 46, 55, 64, 73, and 80, in ascending order of average value, have been selected as training data Tr from the 80 absorption spectra.

また、検査装置11は、第1種別~第4種別の統計値に対する許容範囲を超える錠剤Wを検出した場合には、正常品及び不良品とは異なる分類に錠剤Wを選別するように選別信号を送信することによって、検量線生成装置2による検量線の再生成を促すようにしてもよい。 Furthermore, when the inspection device 11 detects a tablet W that exceeds the tolerance range for the statistical values of the first to fourth types, it may send a sorting signal to sort the tablet W into a category different from normal and defective products, thereby prompting the calibration curve generating device 2 to regenerate the calibration curve.

この場合、分類部21は、前処理が行われた吸収スペクトルを教師データTrとテストデータTeとに分類するときに、第1種別~第4種別の統計値に対する許容範囲を算出し、算出した許容範囲を検量線とともに、検査装置11に通信ポートを介して送信し、検査装置11の記憶装置に格納させるように構成する。 In this case, when classifying the preprocessed absorption spectra into training data Tr and test data Te, the classification unit 21 calculates the tolerance ranges for the statistical values of the first to fourth types, and transmits the calculated tolerance ranges together with the calibration curve to the inspection device 11 via the communication port, where they are stored in the storage device of the inspection device 11.

以上、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 Although embodiments of the present invention have been disclosed above, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made without departing from the scope of the present invention. All such modifications and equivalents are intended to be encompassed by the following claims.

2 検量線生成装置
10 分光測定装置
11 検査装置
20 前処理部
21 分類部
22 検量線算出部
23 検量線評価部
2 Calibration curve generating device 10 Spectroscopic measurement device 11 Inspection device 20 Pre-processing unit 21 Classification unit 22 Calibration curve calculation unit 23 Calibration curve evaluation unit

Claims (5)

分光測定装置(10)によって測定される物品の分光スペクトルに基づいて当該物品を検査する検査装置(11)によって参照される検量線を生成する検量線生成装置(2)であって、
真値が既知の複数の物品に対して前記分光測定装置によってそれぞれ得られる複数の吸収スペクトルの前処理を行う前処理部(20)と、
前記前処理が行われた複数の吸収スペクトルを教師データとテストデータとに分類する分類部(21)と、
前記教師データ及び前記真値から前記検量線を算出する検量線算出部(22)と、
前記テストデータ及び前記真値から前記検量線を評価する検量線評価部(23)と、を備え、
前記分類部は、
前記前処理が行われた各吸収スペクトルから得られる統計値を算出し、
前記統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択する検量線生成装置。
A calibration curve generating device (2) that generates a calibration curve to be referenced by an inspection device (11) that inspects an article based on a spectroscopic spectrum of the article measured by a spectroscopic measurement device (10), comprising:
a pre-processing unit (20) that pre-processes a plurality of absorption spectra obtained by the spectroscopic measurement device for a plurality of articles whose true values are known;
a classification unit (21) that classifies the plurality of absorption spectra that have been subjected to the preprocessing into teacher data and test data;
a calibration curve calculation unit (22) for calculating the calibration curve from the teacher data and the true value;
a calibration curve evaluation unit (23) that evaluates the calibration curve from the test data and the true value,
The classification unit
Calculating statistics obtained from each of the pre-processed absorption spectra;
A calibration curve generating device that selects absorption spectra to be classified into the training data so as to cover all of the statistical values.
前記統計値は、第1種別の統計値と、第2種別の統計値と、を含み、
前記分類部は、
前記第1種別の統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択し、
前記複数の吸収スペクトルから前記教師データに分類された吸収スペクトルを除いた吸収スペクトルから、前記第2種別の統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択する請求項1に記載の検量線生成装置。
the statistical values include a first type of statistical value and a second type of statistical value;
The classification unit
selecting absorption spectra to be classified into the training data so as to evenly cover the first type of statistical values;
2. The calibration curve generating device according to claim 1, wherein the absorption spectra to be classified as the training data are selected from the absorption spectra excluding the absorption spectra classified as the training data from the plurality of absorption spectra so as to evenly cover the second type of statistical values.
前記統計値は、平均値、最大値、最小値、標準偏差及びレンジのいずれかである請求項1に記載の検量線生成装置。 The calibration curve generating device of claim 1, wherein the statistical value is one of the mean value, maximum value, minimum value, standard deviation, and range. 分光測定装置(10)によって測定される物品の分光スペクトルに基づいて当該物品を検査する検査装置(11)によって参照される検量線を生成する検量線生成方法であって、
真値が既知の複数の物品に対して前記分光測定装置によってそれぞれ得られる複数の吸収スペクトルの前処理を行う前処理ステップと、
前記前処理が行われた複数の吸収スペクトルを教師データとテストデータとに分類する分類ステップと、
前記教師データ及び前記真値から前記検量線を算出する検量線算出ステップと、
前記テストデータ及び前記真値から前記検量線を評価する検量線評価ステップと、を有し、
前記分類ステップは、
前記前処理が行われた各吸収スペクトルから得られる統計値を算出し、
前記統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択する検量線生成方法。
A calibration curve generating method for generating a calibration curve to be referenced by an inspection device (11) that inspects an object based on a spectroscopic spectrum of the object measured by a spectroscopic measurement device (10), comprising:
a pre-processing step of pre-processing a plurality of absorption spectra obtained by the spectroscopic measurement device for a plurality of articles whose true values are known;
a classification step of classifying the plurality of preprocessed absorption spectra into training data and test data;
a calibration curve calculation step of calculating the calibration curve from the teacher data and the true value;
a calibration curve evaluation step of evaluating the calibration curve from the test data and the true value,
The classification step includes:
Calculating statistics obtained from each of the pre-processed absorption spectra;
A calibration curve generating method for selecting absorption spectra to be classified into the training data so as to cover all of the statistical values.
分光測定装置(10)によって測定される物品の分光スペクトルに基づいて当該物品を検査する検査装置(11)によって参照される検量線をコンピュータに生成させる検量線生成プログラムであって、
真値が既知の複数の物品に対して前記分光測定装置によってそれぞれ得られる複数の吸収スペクトルの前処理を行う前処理ステップと、
前記前処理が行われた複数の吸収スペクトルを教師データとテストデータとに分類する分類ステップと、
前記教師データ及び前記真値から前記検量線を算出する検量線算出ステップと、
前記テストデータ及び前記真値から前記検量線を評価する検量線評価ステップと、を有し、
前記分類ステップは、
前記前処理が行われた各吸収スペクトルから得られる統計値を算出し、
前記統計値を満遍なく網羅するように前記教師データに分類する吸収スペクトルを選択する検量線生成プログラム。
A calibration curve generation program that causes a computer to generate a calibration curve to be referenced by an inspection device (11) that inspects an item based on a spectroscopic spectrum of the item measured by a spectroscopic measurement device (10), comprising:
a pre-processing step of pre-processing a plurality of absorption spectra obtained by the spectroscopic measurement device for a plurality of articles whose true values are known;
a classification step of classifying the plurality of preprocessed absorption spectra into training data and test data;
a calibration curve calculation step of calculating the calibration curve from the teacher data and the true value;
a calibration curve evaluation step of evaluating the calibration curve from the test data and the true value,
The classification step includes:
Calculating statistics obtained from each of the pre-processed absorption spectra;
a calibration curve generation program for selecting absorption spectra to be classified into the training data so as to cover all of the statistical values evenly;
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