JPH03226875A - 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、工業用のビデオカメラを備えた画像処理装置
に係り、特に、被写体の良否判定を高精度に行い得る画
像処理装置に関する。

（従来の技術） 工業製品等の良否を判断する手段に、対象物を撮像・再
生して映像化する画像処理装置が採用されている。例え
ば、ＩＣ等の生産ラインにおいてこの画像処理装置を用
いる場合は、ＩＣチップに表示されたマーキングのチエ
ツク等を行うために対象物であるＩ　’Ｃチップをビデ
オカメラにて撮像し、このビデオカメラから出力される
映像信号に基づいてＣＲＴの再生画面における対象物の
面積を測定すると共に、このデータと基準となるデータ
とを比較し、良否判定を行うようになっている。第５図
はその一例であり、被写体を撮像するビデオカメラ１の
出力にアナログの映像信号を白／黒の２値信号に変換す
る２値化回路２を接続している。この２値化回路２とし
てはコンパレータを用いるのが一般的で、図示は省略し
ているがコンパレータの反転端子にしきい値（シュレソ
ショルド）を手動にて設定するボリュームからの出力が
導かでいる。

一方非反転端子には、ビデオカメラ１からの映像信号が
導入されており、この映像信号がコンパレータにて２値
化信号に変換されたあと面積測定回路３に与えられるよ
うになっている。この面積測定回路３は、再生画面にお
ける対象物の面積を測定するもので、データ処理のため
の演算処理部（ＣＰＴＪ）４と、対象物の良否を判定す
るための基準データを記憶する記憶部（メモリ）５とを
倫えており、対象物を照射する光源の照度に合せて設定
される前記２値化回路２のスレッショルドに基づいて映
像化された対象物の明るい部分の面積を測定可能となっ
ている。

しかして、この種の画像処理装置は、使用に際して予め
判定基準を設定するために、ある明るさをスレッショル
ドとすべく前記ボリュームを手動操作により調整して、
明暗が明確になるレベルに設定しておく。また、対象物
の良否を判定するために同一対象物の良品をビデオカメ
ラ１で撮像しておいて、その面積データを標準面積を示
す基準データとしてメモリ５に記憶する。

ここで、測定対象物として生産ラインを高速で移動する
製品の良否判定動作について説明すると、まず蛍光灯等
の照明下にある製品がビデオカメラ１にて撮像される。

そして、このビデオカメラ１から出力された映像信号１
ａが２値化回路２に与えられると、この２値化回路２か
ら白／黒の２値化信号２ａが出力され、ＣＲＴに導かれ
る。このＣＲＴにおいては、スキャニングによって画面
中央に製品が映像化される。このとき、再生画像の明る
い部分の面積が測定されるが、具体的には１フイールド
中の２値化映像信号のうちＨレベルのみがカウントされ
て、面積が測定される。つまり、２値化映像信号の個数
をカウントすると、１つの凹形としてつながっているこ
とになるので、被写体の撮像面積を数値データで把握で
きるものである。

続いて、このデータがメモリ５に取り込まれている基準
データと比較され、この演算結果、数値が不足していれ
ば不良と判断される一方、数パーセントの許容範囲内で
あれば良品と判定されることとなる。なお、このような
面積測定および良否判定は高速でなされるため、生産ラ
インにおける製品のチエツクは効率よく行われている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来の画像処理装置は、対象物を照射す
る光源の劣化に伴って煩瑣な微調節を行わねばならない
という欠点があった。

すなわち、対象物を照射するために設けられた蛍光灯等
の照明器具の照度が長時間の使用により低下すると、ビ
デオカメラ１から出力される映像信号１ａのレベルが全
体的に低下する。そして、この映像信号１ａが２（ｉ他
回路２に入力すると、予め設定されたスレッショルドの
ために、２値化信号２ａのパルス幅が狭くなった２値化
映像信号が出力されることになる。するとＣＲＴにおい
ては、この信号に基づいて対象物を映像化することから
対象物が再生される画面中央の明暗が不明瞭となり、著
しい場合は映像の一部が消えてしまい、面積測定に誤差
が生じる。そこで、この不具合を補正するために画面の
明瞭度を増す必要が生じるのであるが、通常は画面を見
ながらボリュームを手動操作して、２値化回路２のスレ
ショルドをＬレベル側に下げることにより、最適な状態
にセントし直していた。しかし、このような調整は手動
によるため取扱いが面倒であるうえ照明器具の劣化が進
行するに伴って微調整も煩繁に行わなければならず、極
めて煩瑣なものであった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、対象物を
照射する光源の照度低下に伴って２値化回路の２値化レ
ヘルを自動調整することにより、再生画像における面積
測定を適正に行い、対象物の良否判定等を高精度に成し
得て、しかも手動操作等を一切不用とする画像処理装置
を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の画像処理装置は、照
対象物を撮像するビデオカメラから出力された映像信号
を２（Ｉ！化する２値化回路と、この２値化回路から出
力される２値化信号に基づいて再生画像における対象物
の面積を計測する面積測定回路と、前記対象物の標準面
積を基準データとして記憶した記憶部と、前記面積測定
回路にて計測される対象物の面積の移動平均値を求める
と共に、このときのデータと前記記憶部から読出した基
準データとを比較して、その偏差に応じた補正信号を出
力する演算処理部と、この演算処理部から出力される補
正信号に応答して前記２値化回路の２値化レベルを調整
するＤ／Ａ回路とを備えるものである。

（作用） 上記構成によれば、ビデオカメラにより対象物が撮像さ
れると、現時点の２値化レヘルに基づいて映像信号が２
値化される。そして、この２値化信号が面積測定回路に
導かれると、再生画像における対象物の面積が測定され
る。これに伴って、対象物の移動平均値を求める演算が
なされると共に、このときのデータと、記憶部に予め記
憶された基準データとが比較される。このとき、対象物
を照射する光源の照度が低下することに起因して基準と
なるデータと演算されたデータとの間に偏差が生じると
、面積測定に誤差が惹起されるので２値化レヘルを補正
する信号が出力される。この補正信号が、２値化回路に
与えられると、新たな２値化レヘルが設定され、かつ照
度の変化に応じた２値化信号が出力されて適正な面積測
定が行われる。よってこの測定面積に基づく対象物の良
否判定等が高精度に行われるものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、画像処理装置の概略構成を示す電気的ブロッ
ク線図である。

同図において、６はＤμ回路であり、本実施例は、第５
図に示す従来の画像処理装置にこのＤ／Ａ回路６を設け
て、２値化回路２から出力される２値化信号２ａの２値
化レヘルを自動設定可能な構成とさている。すなわち、
このＤ／Ａ回路６はアナログ信号をデジタル信号として
出力するもので、入力側がＣＰ　Ｕ’　４の出力４ａに
接続される一方、出力６ａが２値化回路２である第２図
に示すコンパレータ２の反転端子に接続されており、Ｃ
ＰＵ４がらのデジタルの補正信号４ａに基づいて、２値
化回路２のスレッショルドを設定変更するアナログ信号
を送出するようになっている。

なお、前記ＣＰＵ４は、対象物の良否を判定する通常の
処理と共に、面積測定回路３にて測定される対象物の面
積の移動平均値を演算処理し、この演算結果による面積
データどメモリ５に予め記憶された対象物の標準面積デ
ータとを比較し、その偏差に応じた補正信号４ａを出力
可能となっている。他は、第５図に示す従来例と略同−
であり、従って詳細な説明は省略する。

次に、自動生産ラインの製品判別における画像処理動作
について第３図を参照しつつ説明する。

まず、この画像処理装置を使用するに際しては、条件設
定のために予め測定対象物である製品の良品を撮像し、
面積を測定してその面積データと共に、撮像時の最適照
度を基準とする基準値データ等をメモリに格納しておく
。このとき重心やエツジのデータも記憶される。

また、この基準値データに対応するように２値化回路２
から出力される２値化信号２ａの２値化レベルを最良レ
ベルにセントする。この場合は、第４図に示すように２
値化信号であるパルス波形Ｐの２値化レベル（スレッシ
ョルド）　ｌ／Ｓ７’ｌ＜、Ｈ（白）レベル及びＬ（黒
）レベルの各上限値内のほぼ中央に位置するようにセッ
トされる（ステップＳ１）。

つぎに、蛍光灯の照明下にある生産ラインを高速で移動
する対象物（製品）がビデオカメラ１で撮像されると、
このビデオカメラ１から映像信号１ａが出力され２値化
回路２に与えられる。この２値化回路２においては、現
在のスレッショルドｖＳに基づく白／黒の２値化信号２
ａが出力され、ＣＲＴに導かれる。このとき、蛍光灯の
照度が通常レベルに維持されていれば、スレッショルド
ｖＳに基づいて２値化がなされる。

ここで、第４図に示す２値化信号においては、パルス波
形ＰのＨ（白）レベルとＬ（黒）レベルとの差異が明確
であるから、再生画像の白黒を明０ 瞭とし得る２値化信号２ａが出力され、ＣＲＴに与えら
れる。このＣＲＴにおいては、スキャンニングにより画
面中央に被写体である製品を映像化する。これに伴って
、対象物の重心やエツジと共に面積測定回路３によって
その面積が測定される。

このとき、面積の白黒が明瞭になるので、２値化映像信
号のうちＨレベルのカウントが適確に行われ、対象物の
面積が正確に測定される（ステップＳ２）。

続いて、ＣＰＵ４は、メモリ５に記憶されている標準面
積のデータ等を読出し、このデータと前記測定データと
を比較して製品の良否を判断する。

すなわち、測定に伴ってカウントされた２値化映像信号
のＨレベルの゛個数と、メモリ５に予め格納されていた
標準面積データの２値化映像信号の個数とが減算処理さ
れる。そして、所定の個数より測定個数の方が不足して
いれば不良と判定され、予め設定された数％の許容範囲
内であれば良品と判定される（ステップＳ３　）。

この後、良品数点の移動平均値が演算処理され１ 、基準値と比較されて、２値化レヘルが決定される（ス
テップＳ４　）。つまり、前記良品と判定されたデータ
のうち、ノイズの影響を防止するため数点ないし数十点
がサンプリングされ、このデータの平均値が求められる
。そして、メモリ５に予め記憶されていた適正照度下の
基準値データが比較のために読出され、このデータと前
記平均値のデータとが比較される。このとき、偏差がな
ければ２値化レヘルに変動がなく、前記蛍光灯の照度に
変化がないことを示している。よって、ステップＳ２に
戻り、前記面積データ等の測定がなされて良否の判別が
続行される。

一方、偏差が生じると、蛍光灯の照度が低下し、前記パ
ルス波形ＰがＰ、のように変化することを示すためＣＰ
Ｕ４からは２値化レベル補正のためにその偏差に応じた
デジタルの補正信号４ａが出力される。この補正信号４
ａを受けたＤ／Ａ回路６はデジタル信号をアナログ量に
変換してコンパレータ２の反転端子に供給する（ステッ
プＳ６　）。

すると、前記パルス波形Ｐ、におけるスレッシ２ ョルドｖＳが、現在のレベルよりもさらにレベルダウン
してｖＳｌとなる。これにより、パルス波形Ｐ１が安定
したレベルで白／黒の２値化信号２ａが出力されること
となるため、前述の如＜　ＣＲＴにおいて白黒の明瞭な
映像が再生される。また、この再生画面に基づいて対象
物の正確な面積測定が行われ、製品の適正な良否判別が
可能になる。さらに、このような演算処理は、同一の照
明下にある製品の撮像に伴って続行されるので、経時的
に低下する蛍光灯の照度に応じた２値化レベルの自動調
節が行われるものである。従って、蛍光照明灯等が長時
間使用されることにより照射光の照度が低下しても、こ
の照度変化に影響されることになく、適正な面積測定や
良否判定が可能となる。

ところで、上記実施例においては、蛍光灯の照度が低下
することに起因する２値化信号２ａのレベル低下に応じ
た自動補正について説明したが、外乱等の影響により２
値化信号２ａのレベルがアップするような場合も同様の
自動補正が行われる。例えば、パルス波形のＨレベル側
が変形したような３ 場合ハ、ＣＰＵ４からスレッショルドｖＳをレベルアッ
プさせる補正信号４ａが出力される。これにより、２値
化回路２からは白／黒の明瞭な２値化信号２ａが出力さ
れるので、前記の場合と同様に、外乱に影響されること
なく適正な面積測定や良否判定が行われるものである。

なお、本実施例においては、生産ラインにおける製品を
対象物として撮像し、この対象物の面積測定および良否
判別を行う場合について説明したが、各種被写体の画像
処理に広く適用可能なことは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の画像処理装装置は、ビデ
オカメラの撮像により出力される映像信号を２値化し、
この２値化信号に基づいて対象物の面積を測定して、そ
のときのデータと予め記憶された基準データとを比較す
ることにより、偏差が生じれば２値化レベルを補正する
信号を出力できるようになっている。よって、対象物を
照射する光源の劣化や外乱等により、前記２値化信号の
４ レベルが変動しても、この変化に応じて２値化レベルが
自動調整されるから、白／黒の明瞭な２値化信号に基づ
いて正確な面積測定が行われ、製品の良否判別等も高精
度になされる。

また従来のように照度が低下して、２値化レベルが変動
する度に手動による補正操作をする必要がないから、取
扱いが容易であり、メンテナンス等も簡略化される等の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は画像処理装置の電気的ブロック線図、第２図は要部の
電気的ブロック線図、第３図は画像処理動作を説明する
フローチャート、第４図は２値化レベル補正対象のパル
ス波形図、第５図は従来の画像処理装置を示す電気的ブ
ロック線図である。 １・・・ビデオカメラ　２・・・２値化回路３・・・面
積測定回路　４・・・演算処理部（ＣＰＵ）５・・・記
憶部（メモリ）６・・・Ｄ／Ａ回路。 ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）照射光を受ける対象物を撮像するビデオカメラか
   ら出力された映像信号を２値化する２値化回路と、この
   ２値化回路から出力される２値化信号に基づいて再生画
   像における対象物の面積を計測する面積測定回路と、前
   記対象物の標準面積を基準データとして記憶した記憶部
   と、前記面積測定回路にて計測される対象物の面積の移
   動平均値を求めると共に、このときのデータと前記記憶
   部から読出した基準データとを比較して、その偏差に応
   じた補正信号を出力する演算処理部と、この演算処理部
   から出力される補正信号に応答して前記２値化回路の２
   値化レベルを調整するＤ／Ａ回路とを備えてなる画像処
   理装置。