JPH0421076A - 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〉 この発明は、対象物を撮像して得た画像を処理して物体
認識などを行う画像処理装置に関し、殊にこの発明は、
照明むらなとに起因するシェーディングの影響を除去す
る機能を有する画像処理装置に関する。

〈従来の技術〉 例えばワークの種別や大きさなどを認識するのに、認識
対象のワークを撮像装置で撮像して、第７図（１）に示
すような濃淡画像を得る。同図中、斜線部分１はワーク
を、それ以外の部分２は背景を、それぞれ構成する。こ
のワークの撮像に際し、照明光をワークに対して斜めよ
り照射すると、光源に近い画像部分（第７図では左側）
はど明るく、光源に遠い画像部分（第７図では右側）は
ど暗い濃淡画像が得られる。このような現象はシェーデ
ィングと称され、このシェーディングは前記の照明むら
以外に、撮像装置の光学系における収差に起因して発生
する場合もある。

第７図（２）は、第７図（１）に示すライン３に沿う画
像の濃度分布を示すもので、画像の濃度が画像の一端か
ら他端にかけて全体的に傾いている。

このようなシェーディングが現れた画像を、たとえば第
７図（２）中、４で示すレベルのしきい値で２値化して
も、第７図（３）に示すように、物体と背景とを正しく
切り分けできず、ワークの形状等の認識が困難である。

このようなシェーディングの悪影響を除去するのに、従
来は、まずワークを撮像した後にそのワークを取り除き
、たとえば均一な反射率を有する白色無地の基準用紙を
置いて撮像し、ワークの画像と基準用紙の画像との間で
演算を行って前記シェーディングの影響を除去した画像
を得ている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながらこのような従来例では、基準用紙を予め用
意する必要があって煩雑であり、また、撮像環境によっ
ては必ずしも前記基準用紙を用いることが可能でない場
合がある。しかも基準用紙の画像をメモリに記憶させる
のに、画像全体を記憶させる必要があるため、記憶容量
の大きなメモリが必要であり、コスト高の要因となる。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、シェ
ーディングの影響を容易に除去でき、しかも作業性が良
好な画像処理装置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明の画像処理装置は、任意の物体を撮像して得た
画像につき画像の濃度が同じであるべき複数の位置を指
定する指定手段と、指定手段により指定された各位置の
位置データと各位置における画像の濃度データとから画
像位置に対する画像の濃度変化を表す関係式を導出する
演算手段と、処理対象である入力画像の濃度を前記関係
式を用いて補正する補正手段とを備えて成る。

〈作用〉 照明むらなどに起因するシェーディングは、画像位置に
対する画像の濃度変化を表す関係式にて表されるので、
その関係式を用いた補正演算を実行するだけで入力画像
からシェーディングの影響を容易に除去できる。しかも
関係式を構成するパラメータを記憶するだけでよいから
、基準用紙の画像全体を記憶する従来の方式と比較して
、小さな記憶容量で済む。

〈実施例〉 第１図は、この発明の一実施例にかかる画像処理装置１
１の構成を示している。この画像処理装置１１は、ワー
ク１２を撮像して形状などの認識を行うためのもので、
ＣＣＤなどが用いられた撮像装置１３と、得られた画像
を後述するように処理する処理装置本体１４と、処理装
置本体１４に各種データなどをキー人力するためのキー
ボード１５と、座標位置データを入力するためのマウス
１６と、処理装置本体１４で処理された画像やデータな
どを表示する表示装置Ｎ７とを備えている。前記処理装
置本体１４は、後述するシェーディング補正用の関係式
を導出する演算を実行する演算部１８と、その関係式を
用いて入力画像を補正処理する補正部１９とを含み、前
記関係式のパラメータが記憶部２２に記憶されるように
なっている。

第２図は、シェーディング補正のために実施される登録
モードの手順を示している。

まず同図のステップ１（図中ｒｓＴＩＪで示す）では、
撮像装置１３により背景上に置かれたワーク１２の画像
が撮像され、・つぎのステップ２でその濃淡画像が表示
装置１７に表示される。

第４図は、表示装置１７に表示された画像であって、ワ
ーク２０と背景２１とがシェーディングの影響を受けた
状態で表示されている。また第６図（１）には、第４図
のライン２３に沿う画像の濃度分布が示しである。

つぎのステップ３では、マウス１６を用いて表示装置１
７に表示された画像につき画像の濃度が同じであるべき
複数の位置、たとえば背景２１における複数の座標位置
Ｐ　ｌ　＋　Ｐ　！＋・・・・　Ｐｌ（総称するときは
参照符Ｐで示す）を指定し、つぎのステップ４で指定し
た座標位置Ｐの数が十分か否かを判断している。

この実施例では、座標位置Ｐに関する座標軸ＸＹと、各
座標位置Ｐにおける画像の濃度に関する座標軸Ｎとから
なる第５図に示すような座標系ＸＹＮを想定し、前記指
定した複数の座標位置Ｐ；　　（ｉ＝１〜ｎ）における
画像の濃度ｎ、を空間点Ｑ、（χｉ＋’Ｊ２．ｎ、）と
して表し、これらの空間点Ｑ、を共通に通る平面の方程
式を濃度むら（シェーディング）の分布を表すものとし
て最小２乗法を用いて求めるものである。なおこの平面
の第４図のライン２３に沿う断面形状、すなわち濃度む
らの分布を表したのが第６図（２）である。したがって
ステップ４で指定される座標位置Ｐの数は、前記平面を
数式で表すことができるように十分な数に設定する必要
がある。

かくしてステップ４の判断が否定であれば、処理はステ
ップ３へ戻って、更に座標位ｉＰを指定する。またもし
ステップ４の判断が肯定であれば、ステップ５に移り、
指定された座標位置Ｐ、における画像の濃度Ｎを表す空
間点Ｑ。

の座標（ｘ＝、　　ｙ；、ｎｉ　）を処理装置本体１４
の記憶部２２に記憶させる。

つぎにステップ６において、処理装置本体１４の演算部
１８では、前記平面の近イ以平面の方程式を、 ｎ＝ａ・χ＋ｂ−ｙ＋ｃ　　・・・・■とおき、最小２
乗パラメータ Σ（ｎ−ｎｉ）２ が最小になるようにパラメータａ、ｂ、ｃの値を決定す
る。なおＮは指定された位置の総数である。

このようにして求められたシェーディング補正用の方程
式について、つぎのステップ７で、３個のパラメータａ
、ｂ、ｃが記憶部２２に記憶されて、登録動作が終了す
る。

第３図は、上記方程式を用いたシェーディング補正を含
む計測モードの手順を示している。

まずステップ８において、処理装置本体１４では記憶部
２２から前記パラメータａ、ｂ、ｃが読み出され、続く
ステップ９でワーク１２が撮像されて第４図のような被
処理画像が得られる。つぎにステップ１０において、処
理装置本体１４の補正部１９は入力された被処理画像の
各画素についてつぎの■弐を用いてシェーディング補正
の演算を実行する。

なお上式中、（ｘｔ＋、ｙ、ｌ）は画素の位置、ｎｋは
その画素の濃度である。

この補正演算が施されると、第６図（１）に示す画像の
濃度分布は第６図（３）に示すような傾きのない形態と
なり、シェーディングの悪影響の除去が実現される。続
くステップ１１では、シェーディング補正が行われた画
像を２値化処理して、ワーク１２の形状などの認識処理
を実行する。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、任意の物体を撮像して得た画像
につき画像の濃度が同しであるべき複数の位置を指定し
て、その指定した各位置の位置データと各位置における
画像の濃度データとから画像位置に対する画像の濃度変
化を表す関係式を導出した後、処理対象である入力画像
の濃度を前記関係式を用いて補正するようにしたから、
たとえ照明むらなどが発生しても、入力画像から照明む
らなどに起因するシェーディングの影響を容易に除去し
得る。しかも弐を構成するパラメータを記憶すれば足る
から、基準用紙の画像全体を記憶する従来の方式と比較
して、小さな記憶容量で済む。さらに基準用紙を予め用
意する必要がなく、またワークと基準用紙とを交換する
などの作業も必要がなく、作業性の向上を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる画像処理装置のブ
ロック図、第２図および第３図はこの実施例の動作を説
明するフローチャート、第４図は表示装置１７の表示例
を示す説明図、第５図はこの発明の詳細な説明するため
の座標空間を示す説明図、第６回はシェーディング補正
の原理を示す説明図、第７図は従来例の問題点を説明す
るための説明図である。 １１・・・・画像処理装置　　１４・・・・処理装置本
体１６・・・・マウス　　　　　１７・・・・表示装置
１８・・・・演算部　　　　　１９・・・・補正部２２
・・・・記憶部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 任意の物体を撮像して得た画像につき画像の濃度が同じ
   であるべき複数の位置を指定する指定手段と、 指定手段により指定された各位置の位置データと各位置
   における画像の濃度データとから画像位置に対する画像
   の濃度変化を表す関係式を導出する演算手段と、 処理対象である入力画像の濃度を前記関係式を用いて補
   正する補正手段とを備えて成る画像処理装置。