JPH01191979A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は撮像手段によって生成された画像データを処理
する方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

ＴＶカメラ等の撮像手段を用いて物品等の対象物を撮像
し、得られた画像及びこの画像を電気信号に変換してな
る画像データに基づいて、当該対象物の形状良否等を検
査する方法、装置はこれまでに多数提案されている。類
似の形態をとる例として、−次元センサではバーコード
リーダがある。

このような画像処理方法及び装置においては、ＴＶカメ
ラ等の撮像手段と、画像データを処理する装置とは、分
離されており、連結は通常アナログ映像用のケーブルで
ある。この方式によれば、テレビカメラの分解能や波長
（赤外線、可視光等）の違いにかかわらず、テレビカメ
ラより順次送信されるデータを取り込むタイミングを規
定しておけば、種々の撮像データを画像処理することが
可能である。

しかし、この方法ではテレビカメラと画像処理の接続が
ケーブルであることから、距離に限界があったり、他の
ケーブル等に近づけると電磁誘導等の影響を受けるとい
う問題があった。また取り扱い上も、ケーブル等の接続
が必要となり、取り扱うにはそれ相当の知識が要求され
ると共に、信頼性の面でもコネクタ部の摩耗も故障の原
因となるなどの問題があった。

なお、上記問題の解決の一つの手段として固体撮像素子
を用い映像処理部、画像計測部、通信制御部、電源部等
を一体化したカメラ一体型画像計測装置も公表されてい
る（Ｑ　　ｐｌｕｓ　　Ｅ・１９８７年１１月）。本発
明も上記問題の解決の他の手段を提供するものである６ 〔発明が解決しようとする課題〕 画像処理技術の進展に伴って、画像処理に対するニーズ
も高まってきており、従来にも増して小型、低価格、高
操作性（取り扱いがシンプル）の要求が生まれている。

この種の画像処理装置においては、部品点数を減らすこ
とでｊ低価格、小型化、高操作性を実現することが重要
である。また、取り扱う人が、画像処理に対し素人であ
っても、問題無く操作できる構成を提供することが大切
である。

しかしながら、従来技術では第８図に示すようにカメラ
、ケーブル、画像処理、操作卓、モニタ等、部品点数が
多くそれに比例して、接続等を含めた取り扱いが難しく
、また高価格や信頼性の低下につながっている。

本発明の目的は、画像処理対象を専用化して。

テレビカメラと画像処理装置を簡易化して一体化するこ
とで、上述の問題を解消すことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、入射光を取込むレンズ部と、該レンズ部よ
り取込んだ映像を画像データとして電気量に変換して蓄
積する２次元アドレスを有する受光素子からなる受光集
合体と、前記受光素子の２次元アドレスを指定して所望
の画像データ出力を指令するアドレス制御手段と、前記
所望の画像データを入力し所定の画像処理を行う画像処
理手段と、前記アドレス制御手段と前記画像処理手段に
指令を出力し、前記画像処理手段の画像処理結果を記憶
するシステム制御手段とを備えた画像処理装置により達
成される。

また、さらにシステム制御手段で記憶する画像処理結果
をデジタル通信する通信手段を備える画像処理装置によ
り達成される。

〔作用〕

レンズより取り込んだ映像を２次元アドレスに対応した
受光素子で構成される受光素子集合体により、画像デー
タとして電気量に変換して蓄積する。アドレス制御手段
は２次元アドレスを指定して受光集合体に蓄えられてい
る画像データから、所望の画像データの出力を指令する
。アドレス制御手段の指令により出力された画像データ
は画像処理手段に入力され、所定の画像処理が行なわれ
る。システム制御手段はアドレス制御手段と画像処理手
段に所定の指令を出力し、画像処理手段の画像処理結果
を記憶する。またシステム制御手段で記憶する画像処理
結果はデジタル通信手段により、必要に応じて外部機器
と通信が行なわれる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第１１図を用いて説明
する。

第１図に第１実施例である画像処理装置１の主要構成を
示す。先ず、光学処理部２内のレンズ系３より入力（撮
像）したデータを受光素子４（例えばＣＣＤ　：　Ｃｈ
ａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅの受光素子）
に蓄積し、蓄積されたデータをＸ、Ｙの２次元アドレス
発生、制御を行なうアドレス制御部６に従い、必要な画
像データのみを画像処理部５に転送する。画像処理部５
は、あらかじめ決定されたアルゴリズム（ロジック）を
ハードウェア化、またはソフトウェア化あるいは両方の
組合せで実現構築するものとする。これらを制御するの
は、システム制御部７であり、この中にはＣＰＵ、デー
タテーブル、プログラム主メモリ等が入っている。

認識した結果（画像処理結果）は、デジタルデータで通
信処理部８を経由して外部に出力される。

具体的にはプロセス入出力装置、Ｒ５２３２Ｃ等である
。前記の決められたアルゴリズムとしては、第２図〜第
５図に示す概要処理手順により実現出来る。

第２図に、画像処理装置における重心検出フローを示す
。ステップ２−１でレンズより取り込んだ映像を電気量
に変換して、蓄積されている画像データ上から、所望の
画像データを取り込み、アナログからデジタルに変換処
理を行ない、ステップ２−２で照明ムラ補正のためシェ
ーディング補正処理を行なう。ステップ２−３で所定の
目標対象物体の抽出を行ない、ステップ２−４で抽出さ
れた物体の重心検出をする。ステップ２−５で検出され
た重心データを外部に出力処理を行なう。

第３図に、画像処理装置における円形物体数の検出フロ
ーを示す。ステップ３−１でレンズより取り込んだ映像
を電気量に変換して、蓄積されている画像データ上から
、所望の画像データを取り込み、アナログからデジタル
に変換処理を行ない、ステップ３−２で照明ムラ補正の
ためシェーディング補正処理を行なう。ステップ３−３
で物体を識別するために、２値化処理をする。ステップ
３−４で２値化処理で識別された物体に番号付けするた
めのラベリング処理を行ない、ステップ３−５で番号付
けされた物体毎の円係度の算出をする。

ステップ３−６で物体毎に算出された円係度値と基準円
係度値の比較を行ない、基準値を満足する物体の個数を
カウントする。

第４図に、画像処理装置における平均物体面積検出のフ
ローを示す。ステップ４−１でレンズより取り込んだ映
像を電気量に変換して、蓄積されている画像データ上か
ら、所望の画像データを取り込み、アナログからデジタ
ルに変換処理を行ないステップ４−２で照明ムラ補正の
ためシェーディング補正処理を行なう。ステップ４−３
で物体を識別するために、２値化処理をする。ステップ
４−４で２値化処理で識別された物体に番号付けするた
めのラベリング処理を行ない、ステップ４−５でラベリ
ング処理により番号付けされたラベル数、つまり物体個
数の検出を行なう、ステップ４−６でラベル毎の面積算
出処理を行ない、ステップ４−７でラベル数とラベル毎
の面積の総和を元に、物体平均面積の算出を行なう。

第５図に、画像処理装置における文字識別のフローを示
す。ステップ５−１でレンズより取り込んだ映像を電気
量に変換して、蓄積されている画像データ上から、所望
の画像データを取り込み。

アナログからデジタルに変換処理を行ない、ステップ５
−２で照明ムラ補正のためシェーディング補正処理を行
なう。ステップ５−３で文字を識別するために、２値化
処理をする。ステップ５−４で２値化処理の結果から文
字部の抽出処理を行ない、ステップ５−５で辞書データ
を参照して文字識別処理を行なう。

以上の処理構成をさらに詳しく重心検出を例とした第２
実施例を、第６図により説明する。光学処理部２（レン
ズ系）を通し、受光素子４に像が生成される。（光→電
気変換処理）受光素子４としては、例えばアナログ素子
のＣＯＤ素子がある。

従来技術では、アドレス制御部６の概念がなかったが、
これを具備することで、Ｘ方向アドレス３２とＹ方向ア
ドレス３３の２次元アドレスを発生させることができ、
受光素子４に蓄積された２次元配列のアナログデータを
、任意の位置より任意のサイズで切り出し処理すること
が可能となる。

この機構を設けることで受光素子４を画像メモリとして
、直接アクセスが可能となり、ハード物量の削減、およ
び受光素子４からデジタル画像メモリへの転送時間（通
常のラスク走査時間）の短縮が可能となる。これはウィ
ンドウによる切り出し処理が可能となるためである。ア
ドレス制御部６のアドレス発生のタイミング処理はシス
テム制御部７が行なう、システム制御部７からの指示で
。

画像処理制御回路３１はＡ／Ｄ変換器２６を駆動し、受
光素子４より画像データを取り込み、デジタル化する。

デジタル化されたデータをシェーディング補正（照明ム
ラ補正）回路２７．２値化回路２８、物体抽出回路２９
、重心検出回路３０を通り９画像処理部制御回路３０に
入力され、一連の重心検出処理を行なう。重心を認識す
ると、システム制御部７に処理終了の報告を行ない、シ
ステム制御部７は通信処理部８を介し、重心座標をロボ
ット等に転送する。本発明により１部品点数を大幅に減
らせるため、ハードウェアをコンノ（クトにすることが
できるほか、故障、複雑な操作を軽減させることが可能
である。

次に、本発明の具体的使用例について、赤外線検出を例
とした第３実施例を第７図を用いて説明する。本例の使
用目的から画像処理装置は赤外線検出装置１９と称し、
鉄板２０上の温度分布状況２１の計測に適用される。光
学処理部２に赤外線を撮像するものを採用し、画像処理
部５は所定の温度以上の面積が、どの程度あるかを一定
時間（例えば１０秒間）毎に算出し、通信処理部８がそ
の都度ホスト計算機１８に送信するものである。

第８図のような従来の方式では、画像処理装置１は一般
に汎用的な機能が多く１画像処理の専門家がアルゴリズ
ムを決め、調整をしないと使えない場合が大半であった
が、本発明によると、単一機能だけを画像処理部５に組
み込む（本例では、特定の赤外線の明るさより輝度の高
いものの面積を累積するという機能）形をとれるので、
取り扱いは簡単になる。但し本例の場合第９図に示す程
度の操作パネル２２が必要である。具体的にはホスト計
算機１８にデータ送信するタイミングを設定するパネル
２３、赤外線輝度の閾値設定パネル２４、およびハード
ウェアに何らかの異常があった場合点灯する異常処理ラ
ンプ２５である。

本例の他に、有効なデータ出力の内容としては、位置デ
ータ（特定パターンあるいは重心等の座標）、形状特徴
量（円形度合、端点数、交点数等）、パターンマツチン
グによる良／不良検出、特定文字の読み取り等が考えら
れる。またセンサを組み合わせれば、立体視の用途に適
用できる。

またセンサを組み合せて、立体視の用途に適用できる。

具体的な例を第４実施例で示す。双眼画像処理装置１６
の外観イメージは第１０図（ａ）で、その具体的なシス
テムブロック図は第１０図（ｂ）である。第１図の画像
処理装置１を２組塔載した構成になっており、これは一
般に公知のステレオ画像処理、スリット光処理に対応付
けられるものである。ここでも特徴となる点は、二眼（
双眼）共、デジタル出力処理の構成となっていることで
ある。この構成により従来のカメラ同士の電磁誘導の影
響やカメラセツティングの手間を省けるだけでなく環境
（二眼のカメラ位置が固定）が同一となり、精度上の保
障値が一定になるというメリットもでてくる。二眼の場
合は垂直方向“（二眼を水平においた場合）の距離が検
出できないという欠点があるが三眼を用いれば、これも
解決できる。このときの外観イメージを、第１１図に示
す。システムブロック図は二眼のケースを拡張したもの
となる。

以上説明してきたように、本実施例によれば、従来の画
像処理装置という概念から、センサという概念に変える
ことが可能となり、これに伴い取り扱い、信頼性、価格
面等において従来より向上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レンズ部より取り込んだ映像を、電気
量に変換して受光素子集合体に蓄えておき、受光素子集
合体の２次元アドレスを指定して希望する画像データを
切り出し、所定の画像処理を行なうので、従来一般に行
なわれている撮像手段と画像処理手段が分離している方
法に比らべて、取り扱いが簡便となり、所定の処理を行
なうことで取り扱い者の画像処理の知識の差異に関係な
く均一の操作が可能で、高操作性、高信頼性の２次元セ
ンサを構築できるという効果がある。

またデジタル通信手段を備えたことにより、画像処理結
果を外部に伝達できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のブロック図、第２図は重
心検出のフローを示す図、第３図は円形物体数の検出フ
ローを示す図、第４図は平均物体面積検出のフローを示
す図、第５図は文字識別のフローを示す図、第６図は重
心検出を例とした第２実施例のブロック図、第７図は赤
外線検出を例とした第３実施例、第８図は従来技術を示
すブロック図、第９図は第７図の赤外線検出装置に必要
な操作パネルを示す図、第１０図は双眼画像処理を例と
した第４実施例を示す図、第１１図は三眼画像処理を例
とした外観図である。 １・・・画像処理装置、２・・・光学処理部、３・・・
レンズ系、４・・・受光素子、５・・・画像処理部、６
・・・アドレス制御部、７・・・システム制御部、８・
・・通信処理部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射光を取込むレンズ部と、該レンズ部より取込
   んだ映像を画像データとして電気量に変換して蓄積する
   ２次元アドレスを有する受光素子からなる受光集合体と
   、前記受光素子の２次元アドレスを指定して所望の画像
   データ出力を指令するアドレス制御手段と、前記所望の
   画像データを入力し所定の画像処理を行う画像処理手段
   と、前記アドレス制御手段と前記画像処理手段に指令を
   出力し、前記画像処理手段の画像処理結果を記憶するシ
   ステム制御手段とを備えたことを特徴とする画像処理装
   置。
2. （２）前記システム制御手段で記憶する画像処理結果を
   デジタル通信する通信手段を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の画像処理装置。