JPH0426514B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テレビジヨンカメラ等の映像信号か
ら画像内に存在する物体の個数及び穴数を計数す
る方式に関するものである。

最近、製品の自動検査やロボツトの視覚装置等
に画像処理技術が使われてきているが、高速に物
体の個数・穴数を計数することが大切な画像処理
技術の１つとなつている。

たとえば、プレス打ち抜き部品のように高速に
大量生産される製品を画像処理で自動検査するに
は、１画面に多数の製品をまとめて写して高速に
個数を計数する必要がある。このとき同時に、プ
レスで打ち抜くべき穴があかなかつたり隣接した
穴がつながつてしまうなどの不良を検出するた
め、１画面中の貫通穴の総数を計数する。１個の
製品に存在すべき貫通穴の数は既知なので、画面
中の製品個数から存在すべき貫通穴の総数が算出
でき、この値と穴数計数結果が一致しないとき不
良品があると判定する。このような場合には、物
体の個数の計数と同時に穴数の計数も必要にな
る。

物体の個数及び穴数を計数する機能は、計算機
のソフトウエアで実現することができるが、処理
速度が遅いという問題がある。また処理速度を高
めるためハードウエアによる計数方式が提案され
ているが、物体に穴があつた場合、誤つた計数を
するという問題がある。たとえば、第１図に示す
ように各画素において４近傍のラプラシアンＬを
とり、ラプラシアンＬが零より小さいときは−
１、零のときは零、零より大きいときは＋１と
し、その総和を４で割つた値を物体の個数とする
方法であるが、第１図ｂに示すように物体に穴が
１つ存在する場合は上記結果は零となり物体の固
数と一致しない。さらに穴の数が物体の数より多
数ある場合は、上記結果は負の値になるという欠
点がある。即ち、上記従来方法は個数の計数では
なく｛（個数）−（穴数）｝の計数である。

また穴があると誤つた計数をするので前処理と
して穴を埋める方法が提案されているが、ハード
ウエア処理を行なつても１画面につき１回の走査
では実現できず、複数回の走査が必要となり、処
理速度の点で適用できないという問題がある。

従つて、本発明の目的は、上記欠点をなくし、
非常に簡単な処理で高速に画像内の物体の個数及
び穴数を数え上げることができる個数・穴数計数
方式を提供することにある。

以下、図面に従つて本発明を詳細に説明する。

第２図は、本発明の原理を説明するための画像
信号波形の１例である。同図中ａは３個の物体を
含みそのうち１個に穴が１つ存在するような入力
画像を２値化した波形、ｂは現走査線と前走査線
の論理積をとつた波形、ｃは前走査線において
“１”のつながりである１つのランが現走査線に
おいて２つに分れたとき、後に位置するランを示
し、記憶回路に記憶するための波形、ｄはｃで検
出したランが次の走査においてつながつているか
否かを判定するために前走査線の情報を読み出し
た波形、ｅは前走査線における１つのランが現走
査線において２つに分れた時、前に位置するラン
の情報として記憶回路に記憶するために１画素分
前に再生される波形、ｆはｄ同様の波形、ｇは前
走査線における２つのランが現走査線において１
つになつたとき出力される波形、ｈはｄの波形と
ｆの波形さらにｇの波形の３つの論理積をとつた
波形を、それぞれ示すものである。なお同図中破
線は２値化波形と対比するために記入したもので
あり信号は“０”である。

第３図および第４図は本発明の１実施例の回路
図である。

第３図において、１は画像を入力するカメラ、
２は背景を“０”とし物体を“１”とする２値化
回路、３は１走査線分のシフトレジスタ、４ａ，
４ｂは２ビツト分のシフトレジスタ、５は各入力
の論理積をとるアンド回路、６は第４図で詳細に
説明する穴検出回路、７ａ，７ｂ，７ｃはそれぞ
れ入力が“０”から“１”に変化するときカウン
トアツプし16ビツト出力する計数回路、８は各入
力をｘ，ｙ，ｚとするとき（ｘ−ｙ＋ｚ）なる演
算を行う演算回路、９は入力画像より同期信号を
分離する同期信号分離回路、１０は貫通穴のある
複数の物体が置かれたパレツトをカメラの下方を
経由して順送するパレツト搬送装置を、それぞれ
示すものである。

第４図は第３図の６に示した穴検出回路の１例
を示すもので、６１，７１はi1端子が“１”でi2
端子が“１”から“０”に変化したとき“１”を
出力し、i1端子が“０”であるときは常に“０”
を出力するフリツプフロツプ回路、６２ａ，６２
ｂ，７２，７３は各入力の論理積をとるアンド回
路、６３ａ，６３ｂは各入力の論理和をとるオア
回路、６４ａ，６４ｂ，６４ｃは入力の反転をす
るノツト回路、６５ａ，６５ｂ，６５ｃは入力が
“０”から“１”に変つた時点から一定時間のパ
ルスを出力するワンシヨツト回路、６６ａ，６６
ｂはｓ端子が“０”のときには端子i1の入力が端
子o1に出力され端子i2の入力が端子o2に出力さ
れ、ｓ端子が“１”のときには端子i1の入力が端
子o2に出力され端子i2の入力が端子o1に出力され
るセレクト回路、６７は入力が“０”から“１”
に変化したとき出力が反転する２進カウンタ回
路、６８ａ，６８ｂは入力が“０”から“１”に
変つたときカウントアツプし10ビツト出力する計
数回路、６９ａ，６９ｂはｓ端子が“０”のとき
にはio端子の入力がｏ端子に出力されｉ端子はハ
イ，インピーダンスとなり、ｓ端子が“１”のと
きにはｉ端子の入力がio端子に出力されｏ端子は
ハイ，インピーダンスとなるようなスリーステー
トの入出力切替回路、７０ａ，７０ｂは１走査線
分の情報が記憶できる記憶回路を、それぞれ示す
ものである。６−２の回路構成は６−１とまつた
く同様である。ただし、６−１中に示した入力
I1，I2，I3をそれぞれ（２）側に接続した回路が
６−２である。

かかる構成によつて、以下に説明する如くし
て、１画面の入力が終了した後即座に物体の個数
及び穴数が計数できる。

第３図において、パレツト搬送装置１０の１つ
のパレツトの画像をカメラ１でとらえる。このと
きパレツト上には複数の物体が置かれており、貫
通穴のある物体も含まれている。カメラ１からの
入力信号を２値化回路２により背景を論理“０”
とし物体を論理“１”とするように２値化し、シ
フトレジスタ３，４ａ，４ｂにより２×２の局所
領域画像を抽出し、この２×２局所領域画像のう
ちの現走査線上の１画素（同図面中のＣ画素）を
計数回路７ａに入力し、“０”から“１”への変
化点を計数することにより、１画面内のランの数
を計数する。第２図ａの例では、計数値ｘは31と
なる。また前走査線（第３図中のＡ画素）と現走
査線（第３図中のＣ画素）の論理積をアンド回路
５で求めて計数回路７ｂに入力し、同様に“０”
から“１”への変化点を計数する。第２図ｂにカ
ウンタ７ｂへの入力波形を示すが、この場合カウ
ンタ７ｂの計数値ｙは29となる。この計数値ｘと
ｙの差（31−29＝２）は、従来の技術でも求めら
れる｛（物体の個数）−（穴数）｝であるが、この値
に以下で詳細に説明する穴検出回路６の出力を計
数回路７ｃで計数した値即ち穴数を加える事によ
り、物体の個数を算出できる。即ち、演算回路８
の出力N1が物体の個数であり、計数回路７ｃの
出力N2が穴数である。

以下に、穴の検出方法について説明する。

第５図に穴を検出する原理を示す。即ち、図中
ａ部に示すように前走査線における１つのランが
現走査線において２つのランに分ける位置をとら
え、次の走査でそれぞれのランが図中ｂ，ｃ部に
示すように、つながつていくことを確認し、それ
ぞれつながつてきた２つのランが図中ｄ部に示す
ように１つのランになつた時、つながつてきた２
つのランに挟まれてきた論理“０”の領域はもは
や背景と連結することはありえないので穴と認識
し１パルス出力する。これを実現するための１回
路例が第４図であり、回路６−１は第５図中に示
すａ部をとらえｂ部を確認する回路、回路６−２
は第５図中に示すａ部をとらえｃ部を確認する回
路、回路６−３は第５図中に示すｄ部をとらえる
回路、回路６−４は上記３つの出力の論理積をと
るアンド回路である。このアンド回路の出力パル
ス数が、穴の数と一致する。

以下に、更に詳細にその動作を第４図をもとに
説明する。

フリツプ，フロツプ６１とアンド回路６２ａの
構成により、前走査線の１つのランが現走査線に
おいて２つ以上に分れたとき、出力が“１”とな
る。第２図の例では同図ｃのｄ走査線に示すよう
にパルスが出力される。この情報は、オア回路６
３ｂをとおり現走査線が奇数ラインのときは入出
力切替回路６９ａをとおり記憶回路７０ａに記憶
され、現走査線が偶数ラインのときは、入出力切
替回路６９ｂをとおり記憶回路７０ｂに記憶され
る。このときのアドレスは現走査線のＣ画素の情
報をもとに、ノツト回路６４ｂ，セレクト回路６
６ｂ，計数回路６８ｂあるいは６８ａにより決め
られ、書き込み信号は、現走査線のＤ画素の情報
から、ノツト回路６４ａ，ワンシヨツト回路６５
ａ，オア回路６３ａ，セレクト回路６６ａによつ
てランの終りの画素のとき１パルス出力される。
即ち、第２図ｃのｄ走査線の例ではアドレス１，
２，４には“０”が書き込まれ、アドレス３，５
には“１”が書き込まれる。この記憶された情報
は次の走査のとき該当する位置で読み出される。
即ち、奇数ラインのときは記憶回路７０ｂから読
み出され、偶数ラインのときは記憶回路７０ａか
ら読み出され、入出力切替回路６９ｂあるいは６
９ａをとおりアンド回路６２ｂの入力となる。読
み出されるアドレスは前走査線のＡ画素の情報を
もとにセレクト回路６６ｂ，計数回路６８ａ（あ
るいは６８ｂ）により決められ、読み出し信号は
前走査線のＡ画素の情報をもとにワンシヨツト回
路６５ｂ，セレクト回路６６ａにより前走査線の
ランの始まりの画素のときに１パルス出力され
る。第２図ｄにその状態を示すが、走査線ｅにお
いて第１，２，４番目のランでは“０”であるの
で出力なし、第３，５番目のランでは“１”であ
るので前走査線のランの始まりから“１”が出力
され、現走査線と前走査線において共にランが存
在しなくなるまで“１”が保たれる。この出力が
アンド回路６２ｂの一方の入力で他方の入力は現
走査線のＣ画素の情報である。従つて、アンド回
路６２ｂの出力は先にとらえたランが現走査線に
おいてつながつているとき“１”、つながつてい
ないとき“０”となる。この情報は再びオア回路
６３ｂ，入出力切替回路６９ａあるいは69bをと
おり記憶回路７０ａあるいは７０ｂに記憶され
る。以下同様に繰返すことにより、第２図ｄのｆ
以下の走査線に示すように同図ｃで抽出されたラ
ンとつながつてきている場合“１”となり、つな
がりが切れると“０”となる。これにより穴が始
まり後方に位置するランのつながりが検出でき
る。

次に穴が始まり前方に位置するランのつながり
の検出であるが、基本的には上記の説明と同様で
ある。ただ１つ大きく異なる点は、第２図ｅに示
すようにランが２つに分れて穴が始まると判るの
は後方に位置しているランが現われたときであつ
て、前方のランが存在しているときは判らない。
その状態で、穴の始まりであるという情報を１つ
前のアドレスに書込まなければならない。これを
解決するに、回路６−２に示すようにI1，I2の入
力を回路６−１の入力より１画素分先に再生され
るＢ，Ｄ画素とし、穴の始まりを１画素分先にと
らえ記憶回路のアドレスが変る前にその情報を抽
出し記憶する。I3は、このときの書き込みパルス
を生成するための入力である。第２図ｅのｄ走査
線に示すように、この場合第３番目のランの情報
をアドレス２に、第５番目の情報をアドレス４に
記憶する。即ち、アドレス１，３，５は“０”、
アドレス２，４は“１”となる。次の走査におい
て、この２，４番目のランとつながつているラン
の抽出方法は前記と全く同様であり、その出力波
形は第２図ｆのようになる。これにより穴が始ま
り前方に位置するランのつながりが検出できる。

次に穴の終りをとらえるには、回路６−３に
Ｃ，Ａ画素を入力しフリツプ，フロツプ７１とア
ンド回路７２により実現できる。この出力波形は
第２図ｇのようになる。

以上回路６−１，６−２，６−３の３出力を回
路６−４（アンド回路７３）に入力することによ
り、回路６−４の出力は第２図ｈに示すように、
対象物に穴が１個存在するときは１パルス出力さ
れる。穴が複数個あるときはそれと同じ数のパル
スが出力される。

これにより穴数が計数でき、前述したように対
象物の個数も正確に計数できる。

以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば、画面内に物体の個数及び穴数の計数を簡単な
処理で行い得ること、計数を高速で行い得るこ
と、計数装置のハードウエア構成を小型化できる
こと等の顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の計数方法を説明するための説明
図、第２図は本発明の処理を説明するための説明
図、第３図は本発明の１実施例の全体回路図、第
４図は本発明の穴検出回路の１実施例の回路図、
第５図は穴の検出方法を説明するための説明図で
ある。 １…カメラ、２…２値化回路、３，４ａ，４ｂ
…シフトレジスタ、５…アンド回路、６…穴検出
回路、７ａ，７ｂ，７ｃ…計数回路、８…演算回
路、９…同期信号分離回路、１０…パレツト搬送
装置、６１，７１…フリツプ，フロツプ回路、６
２ａ，６２ｂ，７２，７３…アンド回路、６３
ａ，６３ｂ…オア回路、６４ａ，６４ｂ，６４ｃ
…ノツト回路、６５ａ，６５ｂ，６５ｃ…ワンシ
ヨツト回路、６６ａ，６６ｂ…セレクト回路、６
７…２進カウンタ回路、６８ａ，６８ｂ…計数回
路、６９ａ，９６ｂ…入出力切替回路、７０ａ，
７０ｂ…記憶回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 画像を走査して得られる画像信号を２値化
   し、走査線上での“１”のつながりであるランの
   数を１画面分計数し、同時に現走査線と前走査線
   の信号の論理積をとつた結果のランの数を計数
   し、更に前走査線の１つのランが、現走査線にお
   いて２つのランに分れる位置を抽出し、２つに分
   れたランがそれぞれ次の走査においてつながつて
   いる部分を抽出し、つながつてきた２つのランが
   １つのランになつたとき、穴であると認識し計数
   し、以上３つの値をもとに物体の個数及び穴数を
   算出することを特徴とする個数・穴数計数方式。