JPH0388079A - 画像処理装置における２値化処理方法 - Google Patents
画像処理装置における２値化処理方法Info
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- JPH0388079A JPH0388079A JP1225105A JP22510589A JPH0388079A JP H0388079 A JPH0388079 A JP H0388079A JP 1225105 A JP1225105 A JP 1225105A JP 22510589 A JP22510589 A JP 22510589A JP H0388079 A JPH0388079 A JP H0388079A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Input (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
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。
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、複雑な外形形状の被観測物体を、ビデオカメ
ラを用いて撮像し、物体の有無や物体の欠陥の有無等を
判定する物体の認識方法に関するものである。
ラを用いて撮像し、物体の有無や物体の欠陥の有無等を
判定する物体の認識方法に関するものである。
［従来の技術］
従来用いられているこの種の物体認識装置としては、予
め実験的にカメラによって標準試料としての物体を撮像
して得られたカメラの出力を２値化し、判定基準となる
２値化レベルを得ておき、検査対象物を撮像して得られ
たカメラの出力を２値化して、上記の予め得られている
良品判定基準としての２値化レベルと対比し、２値化画
像中の画素数、その分布状況によって良品または不良品
の判定を行なっている。複雑な外形形状の物体に対して
は、特徴点を幾つか設定し、その領域毎に上記のような
判定を行なって全体としての形状の判定をしている。
め実験的にカメラによって標準試料としての物体を撮像
して得られたカメラの出力を２値化し、判定基準となる
２値化レベルを得ておき、検査対象物を撮像して得られ
たカメラの出力を２値化して、上記の予め得られている
良品判定基準としての２値化レベルと対比し、２値化画
像中の画素数、その分布状況によって良品または不良品
の判定を行なっている。複雑な外形形状の物体に対して
は、特徴点を幾つか設定し、その領域毎に上記のような
判定を行なって全体としての形状の判定をしている。
しかし良品、不良品の区別が、２値化レベルとしてはっ
きり現われるのは、むしろ極めて特殊な場合であって、
あいまいなレベルにあることが通常であり、良品判定基
準としての２値化レベルを一律に決定することは難しい
。また−旦これを決。
きり現われるのは、むしろ極めて特殊な場合であって、
あいまいなレベルにあることが通常であり、良品判定基
準としての２値化レベルを一律に決定することは難しい
。また−旦これを決。
定したとしても、検査当日の天候などにより部屋の明る
さが左右したり、検査対象物の表面の状態が微妙に相違
しているなど、検査環境に変化があるので、良品を不良
品と判定してしまうことがある。
さが左右したり、検査対象物の表面の状態が微妙に相違
しているなど、検査環境に変化があるので、良品を不良
品と判定してしまうことがある。
特に形状が複雑であったり、奥行のあるものの場合には
、複数の特徴点のいずれかがカメラの焦点から外れてし
まうために、再現性のよい画像を取得することができず
、信頼性が低下する。そこで複数台のカメラによって各
特徴点毎に各別に判定を行なうことが考えられるが、そ
の操作は極めて繁雑なものである。
、複数の特徴点のいずれかがカメラの焦点から外れてし
まうために、再現性のよい画像を取得することができず
、信頼性が低下する。そこで複数台のカメラによって各
特徴点毎に各別に判定を行なうことが考えられるが、そ
の操作は極めて繁雑なものである。
また、例えば特開昭６２−４７７８８号公報に開示され
ているものでは、カメラによってエツジ部をぼかした像
に対応するビデオ信号を得るようにしており、基準物体
から得た標準データと、被観測物体から得た測定データ
とを比較することによって行なっている。
ているものでは、カメラによってエツジ部をぼかした像
に対応するビデオ信号を得るようにしており、基準物体
から得た標準データと、被観測物体から得た測定データ
とを比較することによって行なっている。
［解決しようとする課題］
しかしこの従来技術においても、常に標準データを環境
の変化等に対応して求めなければならず、その判断は極
めて難しいものである。
の変化等に対応して求めなければならず、その判断は極
めて難しいものである。
そこで本発明の目的は、複雑な形状の物体でも、複数の
特徴点毎の観測を容易にし、各特徴点毎の適合焦点画像
を容易に得ることを可能とする物体の認識方法を提供す
ることにある。
特徴点毎の観測を容易にし、各特徴点毎の適合焦点画像
を容易に得ることを可能とする物体の認識方法を提供す
ることにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明の物体の認識方法は
、複雑な形状を有する被観測物体に対して、複数の特徴
点を観測領域として指定し、各観測領域毎に２値化の基
準レベルを異にする２つの基準レベルを設定し、各観測
領域毎にビデオカメラによって撮像し、各観測領域毎の
ビデオカメラの出力を当該観測領域の２つの基準レベル
による２値化回路を介して２値化画像データに変換し、
画像データの差画像から適＃焦点のためのレンズ焦点補
正量を算出し、レンズ焦点補正量によってビデオカメラ
の焦点を補正して適せ焦点画像を得るようにしている。
、複雑な形状を有する被観測物体に対して、複数の特徴
点を観測領域として指定し、各観測領域毎に２値化の基
準レベルを異にする２つの基準レベルを設定し、各観測
領域毎にビデオカメラによって撮像し、各観測領域毎の
ビデオカメラの出力を当該観測領域の２つの基準レベル
による２値化回路を介して２値化画像データに変換し、
画像データの差画像から適＃焦点のためのレンズ焦点補
正量を算出し、レンズ焦点補正量によってビデオカメラ
の焦点を補正して適せ焦点画像を得るようにしている。
［実施例］
第１図は本発明の物体の認識方法を実施するための装置
の全体構成を示す斜視図であって、被観測物体１は、キ
ャリア２上に位置決めして固定されており、前工程３か
ら後工程４へ搬送される途中で、本発明による物体の認
識が行なわれる。キャリア２がこの認識位置に到達した
ことは、センサ５により検出される。この認識位置の真
上に、焦点合せ機構６ａを備えたビデオカメラ６が、物
体１を撮像可能に配設しである。ビデオカメラ６および
センサ５は、認識装置本体７に内蔵しである制御回路に
より制御されるものである。認識後の最終判定は、端子
８より出力信号として後工程４へ送出される。装置本体
７にはデイスプレー７ａが備わっており、撮像により得
られた２値化画像データに基づく２値化画像を表示する
ようになっている。
の全体構成を示す斜視図であって、被観測物体１は、キ
ャリア２上に位置決めして固定されており、前工程３か
ら後工程４へ搬送される途中で、本発明による物体の認
識が行なわれる。キャリア２がこの認識位置に到達した
ことは、センサ５により検出される。この認識位置の真
上に、焦点合せ機構６ａを備えたビデオカメラ６が、物
体１を撮像可能に配設しである。ビデオカメラ６および
センサ５は、認識装置本体７に内蔵しである制御回路に
より制御されるものである。認識後の最終判定は、端子
８より出力信号として後工程４へ送出される。装置本体
７にはデイスプレー７ａが備わっており、撮像により得
られた２値化画像データに基づく２値化画像を表示する
ようになっている。
ビデオカメラ６は第２図１−ｉ−線に沿って走査され、
物体１を撮像し、光電変換後の出力電圧を制御回路へ出
力する。この物体１は、複雑な形状を有するもので、ビ
デオカメラ６から異なる距離の平面１ａ、ｉｂ、ｌｃ、
ｌｄに４個の穴１ｅ。
物体１を撮像し、光電変換後の出力電圧を制御回路へ出
力する。この物体１は、複雑な形状を有するもので、ビ
デオカメラ６から異なる距離の平面１ａ、ｉｂ、ｌｃ、
ｌｄに４個の穴１ｅ。
ｉｆ、Ｉｇ、ｌｈを開設しである。したがって第２図（
ｂ）に示すように、穴１ ｅ 、 １ ｆ ＋ １
ｇ ｒｌｈを特徴点とし、この穴を中心とする領域を
観測領域ｊｌ、ｊ２．ｊ３．ｊ４に指定している。
ｂ）に示すように、穴１ ｅ 、 １ ｆ ＋ １
ｇ ｒｌｈを特徴点とし、この穴を中心とする領域を
観測領域ｊｌ、ｊ２．ｊ３．ｊ４に指定している。
線１−ｉ−上には、穴１ｅ、ｌｆを含む観測領域ｊｌ、
ｊ２が存在しており、下記の観測方法に従って各観測領
域を順次観測するものである。
ｊ２が存在しており、下記の観測方法に従って各観測領
域を順次観測するものである。
第３図は、この穴１ｅ、ｌｆに注目し、断面１−ｉ−を
１ライン分の出力電圧として示している。
１ライン分の出力電圧として示している。
上記したように穴１ｅ、ｌｆが開設しである面１ａ、ｌ
ｂは、ビデオカメラ６から異なった距離にあるので、−
度にカメラの焦点を一致させることができない。特に接
写により詳細に撮像する場合には、レンズ系の焦点深度
が浅くなり、この傾向が大きくなる。そこでいま面１ａ
に焦点を合わせると、穴１ｅはシャープに撮像できるが
、穴１ｆはぼけの状態になる。このために、これらの画
像を２値化し、穴径を計測しようとすると、観測領域ｊ
ｔの２つの基準レベルＱ１とＱｌ−Δｑとから、正確に
穴１ｅの径を求めることができるが、観測領域ｊ２では
、基準レベルＱ２の設定そのものが難しく、穴１ｆの径
を正確に求めることができない。
ｂは、ビデオカメラ６から異なった距離にあるので、−
度にカメラの焦点を一致させることができない。特に接
写により詳細に撮像する場合には、レンズ系の焦点深度
が浅くなり、この傾向が大きくなる。そこでいま面１ａ
に焦点を合わせると、穴１ｅはシャープに撮像できるが
、穴１ｆはぼけの状態になる。このために、これらの画
像を２値化し、穴径を計測しようとすると、観測領域ｊ
ｔの２つの基準レベルＱ１とＱｌ−Δｑとから、正確に
穴１ｅの径を求めることができるが、観測領域ｊ２では
、基準レベルＱ２の設定そのものが難しく、穴１ｆの径
を正確に求めることができない。
このような状態の穴１ｆに対して、２値化の基準レベル
Ｑ２、および変化量Δｑだけ異なるＱ２Δｑの場合の２
値化画像を、第４図（ａ）。
Ｑ２、および変化量Δｑだけ異なるＱ２Δｑの場合の２
値化画像を、第４図（ａ）。
（ｂ）に示している。そして第４図（Ｃ）には、これら
２つの２値化画像の排他的論理和を計算して得た差画像
を示している。なお、穴１ｅのように焦点が一致してい
る場合には、変化量Δｑに対して殆どその２値化画像は
変化せず、したがって差画像は得られない。穴１ｆのよ
うにぼけた場合には、変化量Δｑに対してかなりの２値
化画像に変化が生じ、この変化に対して差画像が第４図
（Ｃ）のように得られることになる。
２つの２値化画像の排他的論理和を計算して得た差画像
を示している。なお、穴１ｅのように焦点が一致してい
る場合には、変化量Δｑに対して殆どその２値化画像は
変化せず、したがって差画像は得られない。穴１ｆのよ
うにぼけた場合には、変化量Δｑに対してかなりの２値
化画像に変化が生じ、この変化に対して差画像が第４図
（Ｃ）のように得られることになる。
この差画像の画素数をＫとすると、次のような関係があ
る。
る。
Ｋ−ｆｌ （Δｑ） （１）そこで、着
側素数Ｋに対して、レンズ系焦点補正量Δｍを考えると
、次のような関係がある。
側素数Ｋに対して、レンズ系焦点補正量Δｍを考えると
、次のような関係がある。
Δｍ＝ｆ２ （Ｋ） ・・ （２）従って、各観
測領域毎に、基準レベルＱとＱ−Δｑとの２つのレベル
を設定し、これらから得られる着側素数により、レンズ
系焦点補正量Δｍを求めることができる。このΔｍをビ
デオカメラ６の焦点合せ機構６ａへ指示し、適正焦点距
離を得ることができる。このようにして被観測物体１の
観測領域毎に適正焦点を設定し、特徴点の正確な２値化
画像を得ることができる。
測領域毎に、基準レベルＱとＱ−Δｑとの２つのレベル
を設定し、これらから得られる着側素数により、レンズ
系焦点補正量Δｍを求めることができる。このΔｍをビ
デオカメラ６の焦点合せ機構６ａへ指示し、適正焦点距
離を得ることができる。このようにして被観測物体１の
観測領域毎に適正焦点を設定し、特徴点の正確な２値化
画像を得ることができる。
第５図は、このような物体の認識方法によるレンズ焦点
補正量Δｍを算出する基本構成図を示している。各観測
領域毎にビデオカメラ６の出力は、２値化の基準レベル
を異にする２つの基準レベルＱとＱ−Δｑによる２値化
回路１０．１１に供給されて２値化画像データに変換さ
れる。この画像データは、“１″か“０”かの２値化信
号ａ、 ｂとして出力される。この信号ａ、ｂは論理
演算回路１２で排他的論理和が得られ、その着側−素数
Ｋがカウンタ１３によりカウントされる。
補正量Δｍを算出する基本構成図を示している。各観測
領域毎にビデオカメラ６の出力は、２値化の基準レベル
を異にする２つの基準レベルＱとＱ−Δｑによる２値化
回路１０．１１に供給されて２値化画像データに変換さ
れる。この画像データは、“１″か“０”かの２値化信
号ａ、 ｂとして出力される。この信号ａ、ｂは論理
演算回路１２で排他的論理和が得られ、その着側−素数
Ｋがカウンタ１３によりカウントされる。
観測に先立って、各観測領域までの焦点距離を標準的な
観測物体に対して予めＩＪ定しておく。また焦点距離の
補正を焦点距離の増加または減少の方向で行なう場合に
は、適正な焦点距離よりも短くまたは長く設定し、少し
ぼけが生ずるように設定しておく。これにより焦点距離
の補正の方向が一方向の制御だけでよくなる。
観測物体に対して予めＩＪ定しておく。また焦点距離の
補正を焦点距離の増加または減少の方向で行なう場合に
は、適正な焦点距離よりも短くまたは長く設定し、少し
ぼけが生ずるように設定しておく。これにより焦点距離
の補正の方向が一方向の制御だけでよくなる。
一般に、（１）、（２）式の関数ｆｌ、ｆ２は非線形で
あるが、微小変化量Δｑについて考える時、線形として
（３）式のように考えてもよい。
あるが、微小変化量Δｑについて考える時、線形として
（３）式のように考えてもよい。
Δｍ＝α・Ｋ・ （３）
ここでαは比例係数であり、（３）式をテーブル化して
用いる。
用いる。
上記のようにカウンタ１３によってカウントされた着側
素数Ｋによって、テーブル化された（３）式から焦点補
正量Δｍが得られ、これが焦点合せ機構６ａに供給され
て焦点距離をΔｍだけ増加または減少させ、新しいＫの
値が求められる。通常の場合、新Ｋ＜Ｋとなる。そこで
補正の収束条件として、その差Δに−に御所Ｋを求め、
Δｋが基準値ＫＯ以下であれば、適正焦点に達したとし
、この焦点距離で撮像して適正焦点画像を得る。
素数Ｋによって、テーブル化された（３）式から焦点補
正量Δｍが得られ、これが焦点合せ機構６ａに供給され
て焦点距離をΔｍだけ増加または減少させ、新しいＫの
値が求められる。通常の場合、新Ｋ＜Ｋとなる。そこで
補正の収束条件として、その差Δに−に御所Ｋを求め、
Δｋが基準値ＫＯ以下であれば、適正焦点に達したとし
、この焦点距離で撮像して適正焦点画像を得る。
すべての観測領域ｊ１〜ｊ４について、上記のようにし
て焦点を適正に合わせて適正な２値化画像を得た後、最
初の初期焦点距離へ再設定し、次の被観測物体が搬送さ
れるのを待機する。
て焦点を適正に合わせて適正な２値化画像を得た後、最
初の初期焦点距離へ再設定し、次の被観測物体が搬送さ
れるのを待機する。
［効果コ
以上に説明したような本発明の・方法によって、複雑な
形状を有する物体に対しても、複数の特徴点毎の観ｆｉ
ｌ領域において、自動的に焦点距離の補正ができ、各領
域毎の適正焦点画像が自動的に効率良く得られ、全体と
して精度の良い観測結果が得られ、信頼性が向上する。
形状を有する物体に対しても、複数の特徴点毎の観ｆｉ
ｌ領域において、自動的に焦点距離の補正ができ、各領
域毎の適正焦点画像が自動的に効率良く得られ、全体と
して精度の良い観測結果が得られ、信頼性が向上する。
図面は本発明の認識方法を説明するための説明図であり
、第１図は本発明の方法を実施する装置の全体構成を示
す斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）は観測領域を説明する
平面図、第３図は２つの観測領域を同じ焦点距離のカメ
ラで撮像した出力電圧波形図、第４図（ａ）は焦点が合
っていない場合における２値化の基準レベルＱでの２値
化波形図、第４図（ｂ）は同上における基準レベルＱ−
Δｑでの２値化出力波形図、第４図（ｃ）は上記２つの
２値化出力の排他的論理和の２値化出力波形図、第５図
はレンズ焦点補正量を算出する基本構成図である。 １・ ・被観測物体、 ６＃◆・ビデオカメラ、 １０．１１・・・２値化回路、 Ｑ、Ｑ−Δｑ・・・基準レベル、 ｊｌ −ｊ４ ・観測領域、 Δｍ・・・レンズ焦点補正量。 以 上 出 願 人 株式会社 精 工 合 成 理 人 弁理士 松田和子 Ｊ１〜Ｊ今一・・ｌ湧ｊ噛域
、第１図は本発明の方法を実施する装置の全体構成を示
す斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）は観測領域を説明する
平面図、第３図は２つの観測領域を同じ焦点距離のカメ
ラで撮像した出力電圧波形図、第４図（ａ）は焦点が合
っていない場合における２値化の基準レベルＱでの２値
化波形図、第４図（ｂ）は同上における基準レベルＱ−
Δｑでの２値化出力波形図、第４図（ｃ）は上記２つの
２値化出力の排他的論理和の２値化出力波形図、第５図
はレンズ焦点補正量を算出する基本構成図である。 １・ ・被観測物体、 ６＃◆・ビデオカメラ、 １０．１１・・・２値化回路、 Ｑ、Ｑ−Δｑ・・・基準レベル、 ｊｌ −ｊ４ ・観測領域、 Δｍ・・・レンズ焦点補正量。 以 上 出 願 人 株式会社 精 工 合 成 理 人 弁理士 松田和子 Ｊ１〜Ｊ今一・・ｌ湧ｊ噛域
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複雑な形状を有する被観測物体に対して、複数の特徴点
を観測領域として指定し、 上記各観測領域毎に２値化の基準レベルを異にする２つ
の基準レベルを設定し、 上記各観測領域毎にビデオカメラによって撮像し、 上記各観測領域毎の上記ビデオカメラの出力を当該観測
領域の２つの基準レベルによる２値化回路を介して２値
化画像データに変換し、 上記画像データの差画像から適正焦点のためのレンズ焦
点補正量を算出し、 上記レンズ焦点補正量によって上記ビデオカメラの焦点
を補正して適正焦点画像を得る ことを特徴とする物体の認識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1225105A JPH0388079A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 画像処理装置における２値化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1225105A JPH0388079A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 画像処理装置における２値化処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0388079A true JPH0388079A (ja) | 1991-04-12 |
| JPH0551944B2 JPH0551944B2 (ja) | 1993-08-04 |
Family
ID=16824062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1225105A Granted JPH0388079A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 画像処理装置における２値化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0388079A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0538509U (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-25 | 株式会社ミツトヨ | 光学式寸法測定装置 |
| JPH0733168U (ja) * | 1993-12-03 | 1995-06-20 | 秀夫 荒木 | 立食用取り皿 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50129016A (ja) * | 1974-03-29 | 1975-10-11 | ||
| JPS55137784A (en) * | 1979-04-16 | 1980-10-27 | Omron Tateisi Electronics Co | Focus adjustment system in image pickup device using image sensor |
| JPS6120468A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-01-29 | Takenaka Syst Kiki Kk | イメ−ジセンサ−式受光器のピント調整方法並びにその装置 |
| JPS62251708A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-02 | Fujitsu Ltd | 自動焦点装置 |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP1225105A patent/JPH0388079A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50129016A (ja) * | 1974-03-29 | 1975-10-11 | ||
| JPS55137784A (en) * | 1979-04-16 | 1980-10-27 | Omron Tateisi Electronics Co | Focus adjustment system in image pickup device using image sensor |
| JPS6120468A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-01-29 | Takenaka Syst Kiki Kk | イメ−ジセンサ−式受光器のピント調整方法並びにその装置 |
| JPS62251708A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-02 | Fujitsu Ltd | 自動焦点装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0538509U (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-25 | 株式会社ミツトヨ | 光学式寸法測定装置 |
| JPH0733168U (ja) * | 1993-12-03 | 1995-06-20 | 秀夫 荒木 | 立食用取り皿 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0551944B2 (ja) | 1993-08-04 |
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