JPH0410172A - 画像監視装置 - 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、例えば製造組立工程等において平面基板上に
ＩＣ素子等が正しく実装されたか、孔が正しく開けられ
ているかの監視、射出成形機の金型等に射出成形して製
品を取り出した後、樹脂等が付着していないかの監視等
を行うための画像監視装置に関する。

［従来の技術］ 上記の監視を行うために、テレビカメラ等の撮像手段で
その物体を撮像し、濃度差によるコントラスト等を得、
その画像信号を適当なしきい値（２値化ルベル）で２値
符号化して、これにより山部や孔部１色彩の異なる部分
等の特徴領域を基準面に対して抽出し、それらの特徴領
域の認識を行っている。

ところで、複数の特徴領域を有する検査面に対して、テ
レビカメラや照明手段を斜め位置にしが配置できない場
合、１台のテレビカメラで複数の特徴領域の全てを撮像
すると、各特徴領域の画像信号レベルがそれぞれ異なり
、１つのしきい値による２値化処理では全ての特徴領域
を抽出することができない場合がある。このことは、特
徴領域は１つであるが特徴領域が広いために、１つのし
きい値では全特徴領域を抽出できない場合、正面より撮
像することは可能であるか、高さの異なる複数の基準面
があり、それぞれに孔等の特徴領域が存在する場合等の
ときも同様である。

［解決しようとする課題］ 従って、上記の場合は、複数のテレビカメラを用意して
、それぞれのカメラで特徴領域ごとに撮像して、それぞ
れのしきい値で２値化処理を行わなければならなかった
。

そこで本発明の目的は、最適しきい値の異なる複数の特
徴領域を有する監視対象物に対しても、１台の撮像手段
で各特徴領域を認識することが可能な画像監視装置を提
供することにある。

［：１１題を解決するための手段］ 本発明の画像監視装置は、認識対象物を撮像して画像信
号を出力する撮像手段と、この撮像手段で撮像された画
面に対して走査線方向に区切られた複数の部分領域に対
して、部分領域ごとにしきい値を設定する設定手段と、
撮像手段からの画像信号を部分領域ごとに上記設定手段
で設定されたしきい値に基づいて２値化して画像データ
を得る２値化回路と、この２値化回路で得られた部分領
域ごとの画像データを順次記憶する記憶回路とを設ける
ことにより、上記課題を解決するものである。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

まず、画像監視装置の全体構成について説明する。第１
図において、検査領域１ａは射出成形機における固定型
等の認識対象物１のキャビティの１つの内面であり、第
１図の垂直方向において、異なった高さ位置にある３つ
の孔からなる複数の特徴領域１ｂ、ｌｃ、ｌｄを有して
いる。監視対象物１に対して可動型（図示省略）が開閉
するた於、テレビカメラ２をキャビティ内に設置して特
徴領域１ｂ〜１ｄを正面より撮像することができない。

従って、固体撮像素子等を用いたテレビカメラ２を金型
の開閉部の外側で、がっ検査領域１ａを上方より見下ろ
すことができる位置に設置している。さらにテレビカメ
ラ２は走査線方向が水平方向となるように設置してあり
、従って、撮像したときに検査領域１ａの水平ラインを
順次テレビカメラ２の各走査線で撮像することか可能と
なっている。照明３もテレビカメラ２と同様に検査領域
１ａを見下ろすことができる位置に設置しである。従っ
て検査領域１ａは照明３より遠ざかる順すなわち下方の
特徴領域になる程、観測照度が減少している。装置本体
４は、後述する制御回路が内蔵され、テレビカメラ２の
画像信号がその制御回路に入力される。装置本体４には
２値化画像等を表示するためのＣＲＴＪａが設けである
。成形機等からの監視対象物１の監視指令が回線４ｂに
より入力され、装置本体４は監視結果を回線４Ｃにより
成形機等の金型制御部（図示せず。）等へ送出する。監
視条件等はライトベン４ｄ等により入力される。

次に本発明の原理を第２図により説明する。

なお、第２図では第１図と同様のものでも異なった符号
を用いている。

同図（ａ）において垂直面からなる検査領域１１ａの１
つの鉛直線１４上に３つの孔からなる特徴領域１１ｂ、
ｌｌｃ、ｌｉｄか存在している。

特徴領域１１ｂ、ｌｌｃ、ｌｉｄの中心はそれぞれ検査
領域１１ａの上端よりｄｉ、ｄ２．ｄ３の鉗離にある。

テレビカメラ１２および照明１３は鉛直線１４を含み検
査領域１１ａに垂直な平面内の、検査領域１１ａを上方
より斜めに見下ろす位置に設置しである。またテレビカ
メラ１２の各走査線が検査領域１１ａを水平方向に撮像
していくようにテレビカメラ１２の傾きが調整しである
。

この状態で検査領域１１ａをテレビカメラ１２に入力し
て、同図（ｂ）に示す画像信号を得る。ここに（ｂ−１
）、（ｂ−２）、（ｂ−３）はそれぞれ検査領域１１ａ
の上端よりｄｉ、ｄ２　　ｄ３の位置の水平ラインを撮
像した走査線の出力電圧である。これらに示すように、
画像信号のレベルは特徴領域１１ｂが一番高く、特徴領
域１１ｃｌｉｄとなるに従って段々と低くなっている。

従って、２値化するためのしきい値Ｖｔｈも、特徴領域
１１ｂが一番高く、特徴領域１１ｃ　　ｌｉｄとなるに
従って段々と低くしなければならない。そこで、同図（
ａ）に示すように、特徴領域１１ｂと特徴領域１１ｃと
の中間の検査領域１１ａの上端よりｆｌの距離の水平線
、及び特徴領域１１ｃと特徴領域ｌｉｄとの中間の検査
領域１１ａの上端よりｆ２の鉗離の水平線で分割して３
つの部分領域とし、これらの各部分領域で異なるしきい
値を与えて２値化処理を行う。

次に本発明を実行するための領域分割２値化回路を第３
図を用いて説明する。なお部分領域をｎ個とし、部分領
域間の境界部には特徴領域が存在しないものとする。

領域分割２値化回路２１はテレビカメラ２に接続されて
（第４図参照）、画像信号ＶＳ、フレーム同期信号ＳＲ
，水平同期信号ＳＨを受ける。ここにテレビカメラ２よ
り出力される信号は複合映像信号であり、映像信号（画
像信号）に同期信号が重畳されており、フレーム同期信
号ＳＲは１フレームごとに出され、水平同期信号ＳＨは
走査線ごとに出される。領域分割２値化回路２１にはカ
ウンタＣＴＩ、ＣＴ２．　　＠・ｓ、ｃＴ（ｎ−１）が
設けてあり、それぞれのカウンタには水平同期信号ＳＨ
が入力される。ここにカウンタＣＴ　１゜Ｃ７０，・・
＊、ｃ”ｒ　（ｎ−１）はそれぞれ、水平同期信号ＳＨ
のカウント数ｆｌ、ｆ！２．　　・・・１ｎ−１までは
“０”を出力し、その次のＳＲをカウントしたときに“
１°を出力し、その出力をマルチプレクサ２２に伝える
。ここにｌ、、ｊ２゜・・・＋　Ｊ２ｎ−１は、検査領
域をテレビカメラ２で撮像したときに、部分領域と部分
領域との境界線を撮像する走査線が走査線最上端から何
番目にあるかを示す数である。

マルチプレクサ２２には後述のＲＡＭ２３（第４図参照
）の中に記憶しであるｎ個のしきい値Ｖｔｈ１．　Ｖｔ
ｈ２．　　・・ｅ、　Ｖｔｈｎが入力され、カウンタＣ
ＴＩの出力が“０”のときはＶｔｈｌが選択されて、２
値化回路２４にＶｔｈｌを送り、カウンタＣＴ１の出力
が“１”となったときしきい値Ｖｔｈ２が選択され、以
後、順次カウンタＣＴ２．ＣＴ３．　１・ｅ、ｃ’ｒ　
（ｎ−１）の出力が“１′となるに従って、しきい値Ｖ
ｔｈ３．Ｖｔｈ４．　　・・拳Ｖ　ｔｈｎが選択されて
いく。また、カウンタＣＴＩＣＴ２．　　・・ｅ、ｃ’
ｒ　（ｎ−１，）にはフレーム同期信号ＳＲを供給して
あり、１フレーム走査が終了するごとに全てのカウンタ
ＣＴ１．Ｃ７０゜・会、ｃＴ（ｎ−１）の出力がリセッ
トされる。

各部分領域ごとに異なるしきい値で２値化された２値打
号化信号は１画面の画像データとしてフレームメモリ２
５に格納される。なお、部分領域の境界部には特徴領域
が存在しないため、いずれの側の部分領域においてもこ
の部分の２値打号化信号は等しくなり、フレームメモリ
２５に蓄えられた２値打号化画像信号は走査線垂直方向
に段差のないものとな、る。

次に、画像監視装置の全体のブロック構成を第４図によ
り説明する。

ＲＯＭ２６にはＣＰＵ２７を動作させるためのプログラ
ムが記憶されている。

ＲＡＭ２３には正常監視対象物をテレビカメラ２で撮像
して上記方法で２値打号化した基準画像データ、監視対
象物１の良否判定を行う際の許容値等が記憶されている
。ライトベン４ｄより入力された許容値等の監視条件は
、ｉ　／　ｏポート２８ヲ介シてＲＡＭ２３に記憶され
る。

ＣＰＵ２７はＲＯＭ２６のプログラムおよびＲＡＭ２３
のデータに基づき、監視対象物１の良否判定等を行う。

フレームメモリ２５の画像データは、表示用ＲＡＭ２９
のデータと一緒になって、ＣＲＴ４　ａに表示可能とな
っている。なお、図示していないが、ＣＲＴ４ａにはテ
レビカメラ２で撮像した２値化前の画像も表示可能にな
っている。

次に第５図を用いて、本装置の動作フローを説明する。

まず、オベレ・−夕が監視対象物１の検査領域１ａを正
常状態にして、この検査領域１ａをテレビカメラ２で撮
像して、ＣＲ７４ｇに写しだし、部分−領域の数をいく
つにするが、部分領域間の境界を何番目の走査線とする
か、等を決定する（１０２〜１０５）。また各部分領域
でのしきい値Ｖｔｈ１を決定し、ライトペン４ｄ等を介
してＲＡＭ２３に記憶する（１０６）。そのしきい値Ｖ
　ｔｈｉで正常状態の検査領域１ａを２値化処理した２
値打号化信号を基準画像データとしてＲＡＭ２３の中に
蓄えておく（１０６）。

次に射出成形機が駆動し、射出成形が行われ、型開きし
て、製品が取り出されると、画像監視装置が動作し、監
視対象物１の検査領域１ａをテレビカメラ２で撮像し、
フレーム同期信号ＳＲによる全カウンタＣＴＩ〜ＣＴ（
ｎ−１）のリセット後（１０９）　、水平同期信号ＳＨ
がカウントされて、カウント１１まではしきい値Ｖｔｈ
ｌが選択され、カウント１１千１〜１２まではしきい値
Ｖｔｈ２が選択されるというように、カウンタＣＴｉの
出力に応じてマルチプレクサ２２によりしきい値Ｖ　ｔ
ｈｌが選択され（１１０〜１１３）、２値化回路２４に
送られる。これと同時に各走査線ごとの画像信号ＶＳは
２値化回路２４に入力されており、しきい値Ｖ　ｔｈｌ
により２値打号化される。すなわち、走査線の１番目〜
１１番目まではしきい値■ｔｈｌて２値化され、走査線
のｆｌ＋１番目〜１２番目まではしきい値Ｖｔｈ２で２
値化され、以後順次所定のＶ　ｔｈｉて２値化されてい
く。これらの２値打号化信号は画像データとして順次フ
レームメモリ２５に蓄えられてい＜（１１４）。画像デ
ータがフレームメモリ２５に蓄えられると（１１５）Ｃ
ＰＵ２７はＲＡＭ２３に蓄えられている基準画像データ
と画素ごとに比較し、符号の異なっている画素数（差画
素数）を計算して、その値が所定許容値より小さい場合
は良、大きい場合は不良の判定を行う。なお、検査領域
１ａが面領域の一部のみに写っている場合は、その部分
を監視領域として、その監視領域内の、フレームメモリ
２５のデータと基準画像データとの比較を行なってもよ
い。その判定結果をｉ　／　ｏポート２８を介して通信
回線４Ｃにより成形機等の金型制御部等へ送る（１１６
）。

特徴領域１ｂ、ｌｃ、ｌｄに樹脂等が付着しておらず、
従って良判定の信号を得た場合は、引き続き上記金型制
御部は次の射出成形の指示を行い、射出成形及び型開き
を行ない製品を取り出した後、再び上記画像監視装置は
検査領域１ａの検査を行つ０ 不良の判定を得た場合には、上記金型制御部は次の射出
成形を中止し、オペレータを呼ぶ等の指示を行う。

以上の動作により、特徴領域１１ｂ〜ｌｉｄに対し、そ
れぞれ対応したしきい値によって画像監視が行なわれる
。

なお、上記で述べたように部分領域と部分領域との間の
境界は特徴領域が存在しない部分にとることが好ましい
が、特徴領域が連続的に存在する場合等には、特等領域
が存在しない部分に境界をとることができないため、最
も影響が少ない特徴領域の部分等、適宜特徴領域の特徴
に応じて境界線を決定すればよい。

［効果］ 本発明によれば、１つの撮像手段のみで、最適なしきい
値が異なる複数の特徴領域を有する認識対象物を、監視
することが可能となる。

また、撮像手段の走査線方向に部分領域を区切り、各走
査線に対してしきい値を決めれば、部分領域ごとに異な
るしきい値を設定することが容易となり、画像監視装置
の構成か複雑にならすにすむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像監視装置で監視対象物を検査している様子
を示す外観斜視図、第２図（ａ）は１鉛直線上に３つの
特徴領域がある検査領域を上方よりテレビカメラで撮像
している様子を示す斜視図、同図（ｂ）は、それぞれの
特徴領域の中央部を通る走査線上における出力電圧デー
タを示すグラフ、第３図は領域分割２値化回路の内部構
成を示すブロック図、第４図は画像監視装置のシステム
ブロック図、第５図は画像監視装置のシステムフロー図
である。 １・・・監視対象物、 ２１・テレビカメラ、 ２１・・領域分割２値化回路、 ２４・・２値化回路、 ｅフレームメモリ。 以 上 出 代 願 理 人 人 株式会社 弁 理 士 精 松 田 工 程 イト 子 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 監視対象物を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、 この撮像手段で撮像された画面に対して走査線方向に区
   切られた複数の部分領域に対して、上記部分領域ごとに
   しきい値を設定する設定手段と、上記撮像手段からの画
   像信号を上記部分領域ごとに上記設定手段で設定された
   しきい値に基づいて２値化して画像データを得る２値化
   回路と、この２値化回路で得られた上記部分領域ごとの
   画像データを順次記憶する記憶回路と、 を有することを特徴とする画像監視装置。