JPH01103782A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 皮栗上東村朋光互 本発明は画像処理装置に関し、特には映像信号を闇値レ
ベルとの関係で２値信号に変換して出力する画像処理装
置に関するものである。

ｌ米勿孜歪 自動化された作業工程を監視したり、工程に流れる物品
を所定の作業位置に進めるための位置合わせシステム等
に、物品を撮像して必要な処置を施すための信号を形成
する画像処理システムが広く利用されている。

産業用の視覚画像処理システムを構成する場合に重要な
ことは、処理情報として中間濃度をも表現し得るような
濃淡画像と、所定濃度以上であるかどうかによって表現
する２値画像のどちらを用いるかという点である。この
種の視覚システムでは民生機器における画像処理装置の
ように美的要件が求められず、むしろシステムを構成す
る部品の経済性や処理時間等が問題になり、従って一般
的にはメモリ容量が少なくて済み、また処理速度も速い
２値画像処理が採用される。

従来から用いられている２値画像処理方法として浮動型
閾値法がある。

第４図（ａ）〜（ｃ）は浮動型閾値法による映像信号（
Ａ）、閾値（Ｂ）及び２値画像信号（ｃ）の関係を示す
。この手法の特徴は第４図（ｂ）に示すように映像信号
（Ａ）の変位に追随して２値化するための闇値（Ｂ）を
変動させることであり、固定の闇値法では検出できなか
った信号をも検出することができ、比較的映像信号の変
化に忠実な２値化出力信号を作り出すことができる。

第５図は前記浮動型閾値法によって２値化出力信号を形
成するための回路構成図である。即ちプラス入力端子（
＋）に映像信号（＾）が入力された比較器（１）のマイ
ナス入力端子（−）に固定閾値（Ｂｅ＞　（映像信号の
最大レベルと最低レベルの中間値に設定した仮の閾値）
を入力すると、この比較器（１）の出力としては映像信
号（Ａ）のレベルが固定閾値（Ｅｏ）より高い範囲で高
レベルとなり、低い範囲で低レベルが出力される。この
出力は次段に接続されたゲイン１以下の遅延回路（２）
を介することによって少し遅延されると共に信号波形が
なまり、加算器（３）の一方の入力端子に与えられる。

この加算器（３）の他方の入力端子には前記加算器（３
）の出力波形全体の位置（レベル）をどこに設定するか
を決定するバイアス値が入力され、再入力端子の信号が
加算されることによって第４図（ｂ）に示す浮動の閾値
（Ｂ）が形成される。この闇値（Ｂ）を用いて前記映像
信号（Ａ）を比較器（４）により判別することによって
２値画像信号（ｃ）が形成される。尚、上記バイアス値
は映像信号（Ａ）の最大レベルと最小レベルの差の２の
値に選ばれている。

■が”しよ゛と　るユ　占 前記浮動型闇値法は、一応映像信号のレベルに応じて閾
値が変化するものの、設定された仮の閾値（Ｅｏ）及び
予め設定したバイアス値が固定された状態にあるため、
撮像物体の照明条件が変化した場合には次のような不都
合が生じる。

即ち第６図（ａ）〜（ｃ）は、映像信号（Ａυの全体的
なレベルが上昇した場合を示し、予め設定された固定の
仮の閾値（Ｅｏ）に対して映像信号（ＡＩ）が上に移動
した場合であり、この場合バイアス値（映像信号の最高
と最低レベルの差の′／４）には問題はないが、仮の閾
値（Ｅｏ）が映像信号の中間値となっていないため第５
図の比較器（１）の出力は一定となる。その結果、加算
器（３）の出力も一定となって、第６図（ｂ）及び（ｃ
）に示すように小振幅の信号検出が不可能になる。

また、第７図（ａ）〜（ｃ）は映像信号（Ａ２）の中間
値は変化せず、最高及び最低レベルの値が変化した場合
を示し、この場谷閾値（Ｂ６）は当初設定した値のまま
で問題はないが、バイアス値は当初の設定値であれば二
′ｃ）ｌｌｉｌ像信号（Ａ２）にとっては高過ぎて問題
であり、閾値（Ｂ２）に示すように信号変化に対するバ
イアス値の追随性が遅れ、出力信号（Ｃ２）としては正
確な２値化処理に対応した出力が得られない。

このように従来の浮動型閾値法では、仮の閾値やバイア
ス値を一度設定すればそのまま固定した状態で画像信号
の処理がなされており、そのため照明の変化などによっ
て映像レベルが変化したとき上述のような問題があった
。

本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、絶
えず光学的変化を監視して最適の状態で２値化処理し得
る画像処理装置を提供することを目的とする。

問題点を解“するための手段 上記の目的を達成するため、本発明は画像を２値化する
ための闇値を設定する際、照明状況の変化を監視するも
のとし、そのために全画面内に設定した小領域（ウィン
ド）内の濃淡画像を記憶部に一旦保持させて制御部にフ
ィードバック情報として提供し、この情報を基に闇値レ
ベル調整部を介して自動ゲインコントロールにより、各
ウィンド毎に最適な閾値を設定し、入力映像信号及び前
記闇値を比較器に入力することによって２値化信号に変
換する画像処理装置である。

作用 撮像物体を照明する光学条件に応じた閾値で映像信号を
２値化することができ、物体と背景との明るさの差が変
動した場合でも、閾値レベルが対応して変化し映像信号
の変化をより高い精度で２値化することができる。

亥ＪＬ炎 以下図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

半導体装置の製造工程における半導体チップをリードフ
レーム上に搭載する工程や、リードフレームに搭載され
た半導体チップをリードフレームのり−ド端子にワイヤ
ボンティングする工程、更にはスクリーン印刷機等では
精密な位置合わせが必要になり、視覚画像システムが利
用され、撮像した映像信号を２値信号に変換して各種の
制御信号が作り出されている。第１図は画像システムの
特に映像信号を２値化信号に変換する回路で、撮像物体
の画像はイメージセンサ（５）によって光学情報から電
気的な映像信号に変換される。、変換された映像信号は
Ａ／Ｄ変換回路（６）を経て濃淡レベルに対応したデジ
タル量に変換され、閾値を設定するために記憶部（７）
に−時的に蓄えられる。

記憶部（７）に蓄えられた画像情報に基づいて後述する
動作によりマイクロプロセッサからなる制御部（８）で
照明条件の監視が実行され、照明条件に対応した閾値制
御信号が形成される。前記制御部（８）における照明条
件の監視は、全画面領域を複数に分割した小領域のウィ
ンド毎に実行し、周辺ウィンドの監視結果と比較して照
明条件を判定し、閾値制御信号を形成する。例えば１つ
のウィンドにのみ変化が出現する場合は光学条件の変化
に起因しているとは判定せず、周辺の情報をも判定の対
象にして閾値制御信号を形成する。制御部（８）から出
力された閾値制御信号は閾値レベル調整部（９）におい
て電圧信号に変換され、映像信号が一方の端子に入力さ
れた比較器（１０）の他方の入力端子に２値化のための
閾値レベルを与える。比較器（１０）では映像信号と闇
値レベルの比較が行われて、２値画像信号が出力される
。

次に上記画像システムの制御部（８）における閾値制御
信号の形成プロセスを詳細に説明する。

画像処理開始時の光学系設定初期状態における各ウィン
ド内の光学情報、例えばウィンド内の画像信号の最高・
最低レベル等を制御部（８）に設けたレジスタ或いはバ
ッファ等に予め初期値として格納する。次に画像処理に
あたっては、記憶部（７）に映像信号が格納されるため
、各ウィンドの映像信号を前記制御部（８）に予め格納
したデータと比較し、各ウィンド内の光学情報の変化量
を演算処理する。ここで光学条件の変化により最も影響
を受ける情報は映像信号の背景レベルを示す基底レベル
であり、この基底レベルの変化量と該当ウィンド内の映
像信号の最高レベル、隣接ウィンド内における映像信号
の最高レベル、更には全ウィンド内の映像信号の最高レ
ベルから光学系全体の変動プロファイルを演算し、該当
ウィンド内の映像信号の変化が光学系変動によるものか
、撮像対象の変化によるものかを判定する。即ち、１つ
のウィンド内の変化量が演算できただけでは撮像対象の
変化によって生じ得ることもあるため、少なくとも近傍
ウィンドにおいても同様の変化量が検出できるかを制御
部（８）において判定する。

ウィンド内で演算された映像信号の変化量が光学系変動
に起因すると判定された場合は、該当ウィンド内の映像
信号の最高レベルと基底レベルとの中間値をバイアス値
（仮の閾値）として再設定し、更に閾値レベル調整部（
９）で前記バイアス値と映像信号の遅延信号とによって
最適の閾値を設定する。最適閾値を設定するため、前記
制御部（８）で実行する演算は、１つのウィンドにおい
て得られた演算結果を他のウィンドにも反映させるべく
回を重ねて行い、その都度閾値及びバイアス値は必要に
応じて変化する。この最適閾値は比較器（９）に与えら
れて映像信号を２値信号に変換する。

第２図及び第３図は上記実施例に示した画像処理装置を
用いた場合の映像信号と２値出力信号の関係を示し、第
２図は映像信号の全体的なレベルが初期状態より上昇し
た場合、第３図は映像信号の最高レベルと基底レベルの
差が変動した場合の処理例を示す。いずれの場合におい
ても、前記記憶部（７）に格納した映像情報に基づいて
制御部（８）は前述のようにウィンド毎に基底レベル及
び最高レベル等を検出し、光学系の変化量を判定して実
線で示す映像信号に対して破線で示す最適閾値を決定し
、映像信号のレベルや光学条件に拘わらず信号の変化を
検出して２値化信号に変換することができる。

発明の効果 本発明によれば、光学系の条件が変化する撮像環境に対
しても、変化を反映した闇値によって映像信号を２値信
号に変換することができ、更には２値化するための闇値
決定処理を全画面内に設定したウィンド毎に独立して行
うため、光学系変化の判定精度が高まり、２値画像情報
が非常に安定したものになって後段で行う画像信号の処
理に対する負担が軽くなり、画像処理システム全体の精
度及び信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の画像処理装置のブロッ
ク図、第２図及び第３図は同実施例の動作説明のための
信号図、第４図は従来の浮動型闇値法の説明図、第５図
は浮動型閾値法による２値化信号処理ブロック図、第６
図及び第７図は従来の浮動型閾値法による不都合な例を
示す信号図である。 （５）・−・イメージセンサ、（６）・−・Ａ／Ｄ変換
部。 （７）・・・−・記憶部、（８）・・−・制御部。 （９）・−閾値レベル調整部、　　（１０）−比較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像した映像をデジタル化して保持する記憶部と
   、記憶した映像信号から、画面内に設定したウインドを
   単位に光学情報を監視して閾値制御信号を形成する制御
   部と、制御部の出力信号に対応する閾値信号を形成する
   閾値レベル調整部と、前記閾値信号が与えられて映像信
   号を２値信号に変換する比較器とを備えてなることを特
   徴とする画像処理装置。