JPH0215100B2 - - Google Patents

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JPH0215100B2
JPH0215100B2 JP58119251A JP11925183A JPH0215100B2 JP H0215100 B2 JPH0215100 B2 JP H0215100B2 JP 58119251 A JP58119251 A JP 58119251A JP 11925183 A JP11925183 A JP 11925183A JP H0215100 B2 JPH0215100 B2 JP H0215100B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contour
processing device
scanning
contour point
image
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58119251A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6011976A (en
Inventor
Takashi Uchama
Hiroshi Shionoya
Kenichi Sugyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS6011976A publication Critical patent/JPS6011976A/en
Publication of JPH0215100B2 publication Critical patent/JPH0215100B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (A) 発明の技術分野 本発明は、画像処理装置、特にロボツト等にお
ける物体を認識する際に必要となる物体の輪郭の
抽出を高速に行なうことのできる画像処理装置に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Technical Field of the Invention The present invention relates to an image processing device, particularly an image processing device that can extract the contour of an object at high speed, which is necessary when recognizing an object in a robot or the like. It is related to.

(B) 技術の背景 ロボツトは、物体を把持する把持部すなわち手
(ロボツトハンド)と、把持対象を観測する観測
部すなわち目と、観測部が観測した画像データか
ら把持対象の輪郭を抽出する画像処理装置等を主
要構成品として備えているが、言うまでもなくロ
ボツトにおいては、これら構成部はリアルタイム
で動作することがとくに重要とされている。
(B) Background of the technology A robot has a grasping unit, or hand, that grasps an object, an observation unit, or eyes, that observes the object to be grasped, and an image that extracts the outline of the object to be grasped from the image data observed by the observation unit. Robots are equipped with processing devices and the like as their main components, and needless to say, it is particularly important for robots to operate these components in real time.

(C) 従来技術と問題点 第1図は、従来一般的に用いられている視覚認
識装置の概略を示す図である。
(C) Prior Art and Problems FIG. 1 is a diagram showing an outline of a visual recognition device commonly used in the past.

図において、物体の輪郭抽出のための画像処理
はまず、ITVカメラ7等を用いて認識対象物体
をラスタ走査して画像信号を得る。次にこの画像
信号を前処理回路2により2値化あるいはあるい
はA/D変換して得られた第2図に示すような画
像信号(ハツチング部分が物体に対応する)をイ
メージメモリ3に格納する。
In the figure, image processing for extracting the outline of an object begins by raster scanning the object to be recognized using an ITV camera 7 or the like to obtain an image signal. Next, this image signal is binarized or A/D converted by the preprocessing circuit 2, and the obtained image signal as shown in FIG. 2 (the hatched part corresponds to the object) is stored in the image memory 3. .

次に、イメージメモリ3に格納された画像信号
は、中央処理装置(以下CPUと称する)6の制
御によりI/Oポート4,バスライン5を介して
1画素毎にメインメモリ7へ転送される。この時
のデータ転送速度を100KB/秒で転送した場合
であつても512×512画素のデータ転送には、約
2.6秒を要する。
Next, the image signal stored in the image memory 3 is transferred pixel by pixel to the main memory 7 via the I/O port 4 and the bus line 5 under the control of the central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 6. . Even if the data transfer rate at this time is 100KB/sec, the data transfer of 512 x 512 pixels requires approximately
It takes 2.6 seconds.

さらに、物体像が何であるかを認識するため
に、メインメモリ7にデータ転送された第2図に
示すような画像信号のうちの物体像から第3図に
示すような輪郭点(P1,P2……)を抽出し、第
4図に示すような輪郭点の2次元座標テーブルを
作成する必要があるが、この処理をマイクロコン
ピユータ等を用い、ソフトウエアで実行した場
合、数十秒を要することになる。
Furthermore, in order to recognize what the object image is, contour points (P 1 , It is necessary to extract P 2 ...) and create a two-dimensional coordinate table of contour points as shown in Figure 4. However, if this process is executed by software using a microcomputer, it will take several tens of seconds. It will require.

すなわち、マイクロコンピユータは、メインメ
モリに格納された第2図に示すような画像信号
を、例えば公知の3×3マトリツクス回路等を用
いて順次走査して、輪郭(P1,P2……)を抽出
し、第3図に示すような輪郭点画像信号のみをメ
インメモリ7に再格納する。次いで再格納された
輪郭点画像信号のみを、例えば、左上隅から順に
走査し、輪郭点(P1/P2……)の画像信号があ
つた場合、この輪郭点の座標を計算して、第4図
に示すような輪郭点座標テーブルを作成している
ため、処理に時間を要するという欠点を有する。
That is, the microcomputer sequentially scans the image signals as shown in FIG. 2 stored in the main memory using, for example, a known 3x3 matrix circuit, and calculates the contours (P 1 , P 2 . . . ). is extracted, and only the contour point image signal as shown in FIG. 3 is stored again in the main memory 7. Next, only the re-stored contour point image signals are scanned, for example, sequentially from the upper left corner, and if an image signal of a contour point (P 1 /P 2 ...) is found, the coordinates of this contour point are calculated, Since a contour point coordinate table as shown in FIG. 4 is created, there is a drawback that processing takes time.

このため本願出願人は、特願昭58−25719号
(昭和58年2月18日出願)の願書に添付した明細
書にてITVカメラにより得られた画像信号から
実時間で物体像の輪郭点を抽出する画像処理装置
を提率し、処理の高速化を図つた。しかしなが
ら、この画像処理装置は確かに物体の輪郭点の抽
出を高速に行なうことができるが、この装置で抽
出された物体の輪郭点から、この物体が何である
かを認識するために必要な輪郭点座標テーブルを
作成するには、第1図に示されるイメージメモリ
に格納される輪郭点画像信号を一旦I/Oポート
を介して1画素毎にメインメモリに転送して格納
し、しかる後にCPUの処理により輪郭点座標テ
ーブルを作成しなければならない。
Therefore, in the specification attached to the application of Japanese Patent Application No. 58-25719 (filed on February 18, 1988), the applicant of this application has proposed that the outline points of the object image can be calculated in real time from the image signal obtained by the ITV camera. We developed an image processing device that extracts the images to speed up the processing. However, although this image processing device can certainly extract the contour points of an object at high speed, the contour points necessary to recognize the object from the contour points extracted by this device are To create a point coordinate table, the contour point image signal stored in the image memory shown in FIG. A contour point coordinate table must be created by processing.

従つて1回の物体像の輪郭抽出処理のみで数秒
程度必要となり、この後の認識処理に要する時間
等を考慮すると1動作が2〜5秒程度となる。従
つて、ソフトウエアによる座標抽出時間数十秒で
あるため、ロボツトサイクル1動作2〜3秒に対
して実用的な処理を行うことはできない。尚、メ
インメモリ7には、輪郭点座標テーブルが格納さ
れる他、視覚認識装置の処理を実行させるための
プログラムが格納される。また、8はコンソー
ル、9は補助記録装置を示す。
Therefore, it takes about several seconds for just one contour extraction process of an object image, and when considering the time required for the subsequent recognition process, one operation takes about 2 to 5 seconds. Therefore, since the coordinate extraction time by software is several tens of seconds, practical processing cannot be performed for 2 to 3 seconds per robot cycle operation. The main memory 7 stores not only a contour point coordinate table but also a program for executing processing of the visual recognition device. Further, 8 indicates a console, and 9 indicates an auxiliary recording device.

(D) 発明の目的 本発明の目的は、前述した欠点に鑑み、ITU
カメラ等を用い1物体をラスタ走査し画像データ
を得るとともに該画像データから物体の輪郭を高
速に抽出すると共に、実時間で輪郭点座標テーブ
ルを作成することのできる画像処理装置を提供す
ることにある。
(D) Object of the invention In view of the above-mentioned drawbacks, the object of the invention is to
To provide an image processing device capable of raster scanning an object using a camera or the like to obtain image data, extracting the outline of the object from the image data at high speed, and creating a contour point coordinate table in real time. be.

(E) 発明の構成 そして、この目的は、本発明によれば、撮像手
段により物体を走査して画像データを得て、該画
像データから前記物体の輪郭点を抽出し、更に該
輪郭点の前記撮像面上の輪郭点座標を求め、処理
装置にて該輪郭点座標に基づいて形状認識の処理
を行う画像処理装置に於いて、前記撮像手段の物
体を走査するタイミング信号を発生する走査信号
発生手段と、前記画像データをアナログ/デジタ
ル変換してデジタル画像データを得るアナログ/
デジタル変換手段と、前記走査タイミング信号に
基づいて前記デジタル画像データから前記物体の
輪郭点を抽出する輪郭点抽出手段と、前記輪郭点
の輪郭点座標を前記走査タイミング信号に基づい
て発生する座標発生手段と、処理装置のメモリア
ドレス空間の一部を利用し、且つバスラインに直
接接続され、前記処理装置が直接アクセス可能に
構成され、前記輪郭点座標を順次格納する双方向
メモリとを有することを特徴とする画像処理装置
を提供することにより構成される。
(E) Structure of the Invention According to the present invention, the object is to scan an object using an imaging means to obtain image data, extract contour points of the object from the image data, and further extract the contour points of the contour points. A scanning signal that generates a timing signal for scanning an object of the imaging means in an image processing device that calculates contour point coordinates on the imaging surface and performs shape recognition processing based on the contour point coordinates in a processing device. generating means, and an analog/digital converter for converting the image data into analog/digital to obtain digital image data.
digital conversion means; contour point extraction means for extracting contour points of the object from the digital image data based on the scanning timing signal; and coordinate generation means for generating contour point coordinates of the contour points based on the scanning timing signal. and a bidirectional memory that utilizes a part of a memory address space of a processing device, is directly connected to a bus line, is configured to be directly accessible to the processing device, and sequentially stores the contour point coordinates. It is configured by providing an image processing device with characteristics.

(F) 発明の実施例 以下、本発明にかかる画像処理装置の実施例を
図面を用いて詳細に説明する。
(F) Embodiments of the Invention Hereinafter, embodiments of the image processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第5図は、本発明にかかる画像処理装置の一実
施例を説明するための図である。図において、第
1図と同一部分には同一番号を付す。
FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of the image processing apparatus according to the present invention. In the figure, the same parts as in FIG. 1 are given the same numbers.

11は走査信号発生器であつて、ITVカメラ
1の物体を走査するタイミング信号をITVカメ
ラ1及び、後述する輪郭抽出回路10、輪郭点座
標発生回路12に出力する。
A scanning signal generator 11 outputs a timing signal for scanning an object of the ITV camera 1 to the ITV camera 1, a contour extraction circuit 10, and a contour point coordinate generation circuit 12, which will be described later.

10は輪郭抽出回路であつて、ITVカメラを
用いて物体をラスタ走査して得られた画像信号の
うち、物体像の輪郭点(例えば、第3図のP1,
P2……)を走査信号発生器11からのタイミン
グ信号に基いて抽出する。
Reference numeral 10 denotes a contour extraction circuit which detects the contour points of the object image (for example, P 1 ,
P 2 ...) is extracted based on the timing signal from the scanning signal generator 11.

尚、この輪郭抽出回路10における物体像の輪
郭点の抽出方法については、前述した如く、本願
出願人により、特願昭58−25719号の願書に添付
した明細書にて実時間で輪郭抽出の処理を行なう
画像処理装置を提案している。
As mentioned above, the method for extracting contour points of an object image in this contour extraction circuit 10 is described by the applicant in the specification attached to Japanese Patent Application No. 58-25719. We are proposing an image processing device that performs the processing.

12は輪郭点座標発生回路であつて、走査信号
発生器11からのタイミング信号に基いて、輪郭
抽出回路10により得られた輪郭点のITVカメ
ラ1の撮像面上の2次元座標を生成する。
Reference numeral 12 denotes a contour point coordinate generation circuit, which generates two-dimensional coordinates on the imaging plane of the ITV camera 1 of the contour points obtained by the contour extraction circuit 10 based on the timing signal from the scanning signal generator 11.

13はアドレス発生回路であつて、輪郭抽出回
路10により抽出された輪郭点の輪郭点座標を双
方向メモリ14に格納する際のアドレスを発生す
る。
Reference numeral 13 denotes an address generation circuit which generates an address for storing the contour point coordinates of the contour points extracted by the contour extraction circuit 10 in the bidirectional memory 14.

14は双方向メモリであつて、CPUのメモリ
アドレス空間の一部を利用して構成され、内部に
図示しないアドレス、データ線切換回路を持ち、
一方は、輪郭点座標発生回路12に接続され、順
次生成される輪郭点座標を格納するようにされ、
他方は、バスライン5に直接に接続され、CPU
6からの直接のリードライトが可能となるように
されている。
14 is a bidirectional memory, which is configured using a part of the memory address space of the CPU, and has an internal address and data line switching circuit (not shown);
One side is connected to the contour point coordinate generation circuit 12 and is configured to store contour point coordinates that are sequentially generated.
The other is connected directly to bus line 5 and is connected to the CPU
Direct read/write from 6 is possible.

すなわち双方向メモリ14はメインメモリ1と
同じアドレス体系であり、メインメモリ1と同一
のデータ転送手順となり、I/Oポート等を介さ
ずに直接アクセス可能となり、輪郭点座標格納後
の認識処理を高速に行なうことができる。
In other words, the bidirectional memory 14 has the same address system as the main memory 1, and has the same data transfer procedure as the main memory 1, allowing direct access without going through an I/O port, etc., and speeding up recognition processing after storing contour point coordinates. can be done.

以上説明した構成とすることにより、ITVカ
メラ1の一画面の走査中に、輪郭抽出回路10の
出力結果に基いて、順次輪郭点の座標を双方向メ
モリに格納することができ、1フイールドの走査
完了(約16.7ms)とほぼ同時に輪郭点座標テー
ブルを作成することができる。尚、双方向メモリ
14に輪郭点座標テーブルを作成した後は、双方
向メモリ14は、双方向メモリ14が持つバス切
換回路(図示省略)によりバスライン5に直結さ
れるため、何らの転送手段、例えばI/Oポート
等を必要とせずにCPU6からメインメモリ7と
同様に直接リード/ライトが可能となる。
With the configuration described above, while one screen of the ITV camera 1 is being scanned, the coordinates of contour points can be sequentially stored in the bidirectional memory based on the output results of the contour extraction circuit 10, and one field of A contour point coordinate table can be created almost immediately after scanning is completed (approximately 16.7ms). Note that after the contour point coordinate table is created in the bidirectional memory 14, the bidirectional memory 14 is directly connected to the bus line 5 by a bus switching circuit (not shown) included in the bidirectional memory 14, so no transfer means is necessary. For example, it is possible to directly read/write from the CPU 6 to the main memory 7 without requiring an I/O port or the like.

以上説明したように、本実施例にかかる画像処
理装置においては、ITVカメラによる物体の観
測に要する時間とほぼ同じ時間でもつて、輪郭点
座標テーブルを作成することができる。また、輪
郭点座標テーブルは、ITVカメラによる物体の
ラスタ走査と同時作成され、双方向メモリに格納
されるので、あらためて、メインメモリにデータ
転送を行なつて、輪郭点座標テーブルを作成する
必要がないので、より一層処理時間を短縮するこ
とができる。
As explained above, in the image processing apparatus according to this embodiment, the contour point coordinate table can be created in approximately the same time as the time required for observing an object with an ITV camera. In addition, the contour point coordinate table is created simultaneously with the raster scanning of the object by the ITV camera and stored in the bidirectional memory, so it is necessary to transfer the data to the main memory again to create the contour point coordinate table. Therefore, the processing time can be further shortened.

尚、本実施例においては、輪郭点座標テーブル
をCPUのメモリアドレス空間の一部を利用して
構成した双方向メモリに格納した場合について説
明したが、例えば、メインメモリ以外のI/Oポ
ートを介してバスラインに接続される別のメモリ
に輪郭点座標テーブルを格納し、しかる後、メイ
ンメモリにデータ転送を行なうようにしても、第
1図に示す従来の画像処理装置に比べ、十分に高
速に認識装置を行なうことができる。
In this embodiment, a case has been described in which the contour point coordinate table is stored in a bidirectional memory configured using a part of the memory address space of the CPU, but for example, if an I/O port other than the main memory is Even if the contour point coordinate table is stored in a separate memory connected to the bus line via the bus line, and the data is then transferred to the main memory, the processing speed is still sufficient compared to the conventional image processing device shown in Figure 1. The recognition device can be performed at high speed.

(G) 発明の効果 以上説明したように、本発明にかかる画像処理
装置によれば、ITVカメラにより物体を走査し
て得られた画像信号から物体の輪郭点の画像信号
から輪郭点座標テーブルを高速に作成することが
でき、ロボツト等の視覚認識装置に十分に適用可
能とすることができる。
(G) Effects of the Invention As explained above, according to the image processing device according to the present invention, a contour point coordinate table is generated from image signals of contour points of an object from image signals obtained by scanning the object with an ITV camera. It can be created at high speed and can be fully applied to visual recognition devices such as robots.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来の視覚認識装置の概略を示す
図、第2図は物体を走査して得られた 像信号、
第3図は、物体像の輪郭点を示す図、第4図は輪
郭点座標テーブルを示す図、第5図は本発明にか
かる画像処理装置を説明するための図である。 図において、1はITVカメラ、2は前処理回
路、5はバスライン、6はCPU、7はメインメ
モリ、8はコンソール、9は補助記憶装置、10
は輪郭抽出回路、11は走査信号発生器、12は
輪郭点座標発生回路、13はアドレス発生回路、
14は双方向メモリである。
Fig. 1 is a diagram showing an outline of a conventional visual recognition device, and Fig. 2 shows an image signal obtained by scanning an object.
FIG. 3 is a diagram showing contour points of an object image, FIG. 4 is a diagram showing a contour point coordinate table, and FIG. 5 is a diagram for explaining the image processing apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is an ITV camera, 2 is a preprocessing circuit, 5 is a bus line, 6 is a CPU, 7 is a main memory, 8 is a console, 9 is an auxiliary storage device, 10
11 is a scanning signal generator; 12 is a contour point coordinate generation circuit; 13 is an address generation circuit;
14 is a bidirectional memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 撮像手段により物体を走査して画像データを
得て、該画像データから前記物体の輪郭点を抽出
し、更に該輪郭点の前記撮像面上の輪郭点座標を
求め、処理装置にて該輪郭点座標に基づいて形状
認識の処理を行う画像処理装置に於いて、 前記撮像手段の物体を走査するタイミング信号
を発生する走査信号発生手段と、 前記画像データをアナログ/デジタル変換して
デジタル画像データを得るアナログ/デジタル変
換手段と、 前記走査タイミング信号に基づいて前記デジタ
ル画像データから前記物体の輪郭点を抽出する輪
郭点抽出手段と、 前記輪郭点の輪郭点座標を前記走査タイミング
信号に基づいて発生する座標発生手段と、 処理装置のメモリアドレス空間の一部を利用
し、且つバスラインに直接接続され、前記処理装
置が直接アクセス可能に構成され、前記輪郭点座
標を順次格納する双方向メモリと、 を有することを特徴とする画像処理装置。
[Scope of Claims] 1. Obtaining image data by scanning an object with an imaging means, extracting contour points of the object from the image data, and further determining contour point coordinates of the contour points on the imaging surface, An image processing device that performs shape recognition processing based on the contour point coordinates in the processing device, comprising: a scanning signal generating device that generates a timing signal for scanning the object of the imaging device; analog/digital conversion means for converting to obtain digital image data; contour point extraction means for extracting contour points of the object from the digital image data based on the scanning timing signal; a coordinate generating means that generates based on a scanning timing signal; and a coordinate generating means that utilizes a part of the memory address space of the processing device and is directly connected to a bus line so that the processing device can directly access the processing device, and sequentially generates the contour point coordinates. An image processing device comprising: a bidirectional memory for storing information;
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