JPH044477A - 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、測定すべき物体を撮像するＣＣＤ（Ｃｈａｒ
ｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）ラインイメージ
センサからの出力信号を２値化信号に変換する装置に関
し、特に２値化信号を得るための最適なしきい値を決定
する手段に係るものである。

［従来の技術］ ＣＣＤラインイメージセンサからの出力信号を２値化信
号に変換する際のしきい値の決め方には従来から様々な
方式が行われている。

第７図及び第８図は従来の画像処理装置の主要部の概略
構成を示すブロック図である。

以下に第７図の装置の動作を説明する。

光源（不図示）とＣＣＤラインイメージセンサｌの間に
配置された物体の画像を撮像し、クロック発生回路２か
ら発生されるクロックパルスによってＣＣＤラインイメ
ージセンサｌを駆動して出力信号を得る。この出力信号
をアナロクーデシタル（Ａ／Ｄ）変換器３によりＡ／Ｄ
変換し、そのデータをＣＰＵ５などに取込む。このＣＰ
Ｕ５に取込まれた信号は、画像の明るい部分と暗い部分
が分布して存在する画像信号てあって、この信号から、
全体の光量の分布をヒストクラムとして作成し、その平
均値により２値化のためのしきい値を設定する。そして
、このようにして設定されたしきい値をコンパレータ４
のＢ入力端子に入力し、Ａ／Ｄ変換器３からコンパレー
タ４のＡ入力端子に入力したデータと比較して、コンパ
レータ４のＡ＞Ｂ出力端子から２値化信号を得ている。

また、第８図の装置も、２値化信号を得るための従来の
装置であるが、第７図の装置と異る点は、２値化のため
のしきい値の設定を、ビットスイッチＳＷなどによって
適当な値に固定している構成であり、それ以外の構成及
び動作は第７図と同しである。

［発明が解決しようとする課題］ ＣＣＤラインイメージセンサは、経年変化や、周囲の温
度条件、光源からの光量変化等によって、その出力信号
が変動するものである。

従って、ＣＣＤラインイメージセンサからの出力信号が
変動したとき、しきい値を１つの値に固定しておくと、
画像の微妙な変化を見ることかてきない。

上記のように、１度、ｌライ２分の光量分布のデータな
ＣＰＵに取込み、そのデータからソフトウェアによって
、分布状況を調べて、ヒストクラムを作成し、しきい値
を得る方法では、しきい値決定まてに時間かかかり、リ
アルタイムての処理ができない。そのため、急激な光量
変化、温度変化等に追従てきないという問題がある。

また、しきい値を固定する装置ては、最適しきい値を決
定するのが困難であり、その上、光量の時間及び温度等
の変化や、ＣＣＤラインイメージセンサの詩聞及び温度
等による感度の変化に追従てきないという問題がある。

この発明はかかる課題を解決するためになされたものて
、光源の光量及びＣＣＤラインイメージセンサの感度等
が、時間及び温度等によって急激に変化しても、追従す
ることがてきるような最適のしきい値を設定して、高分
解能の画像を作成することのてきる画像処理装置を提供
することな目的とする。

［課題を解決するだめの手段］ 上記の目的を達成するために、この発明の画像処理装置
は、光源とＣＣＤラインイメージセンサの間に配置され
た光学系の中間部に遮光物を配置して得られた信号のう
ち、明部をサンプリングしてデジタル信号に変換する第
１の系と、暗部をサンプリングしてデジタル信号に変換
する第２の系とを有し、前記ＣＣＤラインイメージセン
サ及び、第１の系と第２の系とをそれぞれ駆動するクロ
ック発生回路とを備え、前記第１の系と第２の系とから
それぞれ得られた２つのデジタル信号の平均値を求める
演算部と、前記ＣＣＤラインイメージセンサの出力信号
をデジタル変換したデジタルデータと、前記演算部から
のデータとを比較して２値化信号を得る手段とを具備し
た構成を有するものである。

［作用］ 上記の構成を有することにより、データを読み込む度毎
に、毎回しきい値を決めてやることかでき、それにより
安定した２値化信号か得られる。

［実施例］ 以下に図面を用いてこの発明の実施例について説明する
。

第３図は光源と光学系とＣＣＤラインイメージセンサを
配置した装置の概略を示した説明図であり、第４図は第
３図の装置によって撮像された出力信号の波形図である
。

まず、第３図に示すように、レンズ１１．レンズ１２か
らなる光学系を配置し、レンズ１１の焦点に配置された
光源ｌＯより放射される光をこのレンズ１１によって平
行光とし、その光をレンズ１２によってＣＣＤラインイ
メージセンサ１に受光させる。この時のＣＣＤラインイ
メージセンサｌの出力信号は第４図の実線イて示すよう
な波形である。

第４図において、光源１０の光量が変化した場合、それ
に応じて第４図の点線口、ハのように変化するか、１ラ
インにおける光量の分布は変化しないものとする。

次に、第５図に示すようにレンズ１１とレンス１２の間
に光を遮る物体を配置すると、ＣＣＤラインイメージセ
ンサ１の出力は第６図に示すようになる。第６図に示す
ＣＣＤラインイメージセンサの出力信号を第１図の信号
処理回路て処理する。

第１図はこの発明の一実施例である画像処理装置の主要
部の概略構成を示すフロック図であり、第２図（ａ）は
光学系の中間に遮光物を配置した状態を撮像した場合の
ＣＣＤラインイメージセンサの出力信号を示した波形図
、同図（ｂ）、（Ｃ）は第１図（ａ）におけるサンプル
ホールｌり（Ｓ／Ｈ）回路５，６をそれぞれ制御するパ
ルスの波形図である。

第１図において、ＣＣＤラインイメージセンサ１の出力
信号は３方に分けられ、その１つはＳ／Ｈ回路５に入力
する。このＳ／Ｈ回路５のコントロール信号は、クロッ
ク発生回路２から出力された第２図（ｂ）に示すパルス
信号てあり、このパルス信号か“Ｈ”　（高）てサンプ
ルし、°“Ｌ”（低）てホールトする。従って、第２図
（ａ）の暗い（陰）部分の信号をサンプルホールドする
ことになる。また、３方に分けられた信号の別の１つは
、Ｓ／Ｈ回路６に入力する。このＳ／Ｈ回路６のコント
ロール信号は、クロック発生回路２から出力された第２
図（ｃ）に示すパルス信号であり、同図（ａ）に示す画
像信号の再び明るくなった部分の信号をサンプリングホ
ールドする。

そして、Ｓ／Ｈ回路５，６てそれぞれサンプリングした
信号を各々Ａ／Ｄ変換器７，８に入力してＡ／Ｄ変換を
行う。

Ａ／Ｄ変換器７で変換した信号をＤｒｅｆ、また、Ａ／
Ｄ変換器８て変換した信号をＢ　ｒｅｆとすると、ＣＣ
Ｄラインイメージセンサからの出力信号を２値化するた
めの最適しきい値ＳＬは、ＳＬ＝　（Ｂｒｅｆ　＋Ｄｒ
ｅｆ　）　／２・・・・・・（１）によって求められる
。

この（１）式の計算を第１図の演算部９で行う。次に、
この演算部９で（１）式の演算を行って求めたしきい値
ＳＬをデジタルのコンパレータ４のＢ入力端子にセット
する。

また一方、３方に分けられたＣＣＤラインイメージセン
サ−の出力信号の他の１つをＡ／Ｄ変換器３に入力して
Ａ／Ｄ変換した信号をコンパレータ４の入力端子にセッ
トする。

そして、コンパレータ４のＡ＞Ｂ出力端子に２値化され
た信号が出力される。

上記実施例て示したように、この発明では画像データを
読込む度毎に、しきい値を演算して決めているのて、光
源のばらつきや、時間及び温度変化等によるＣＣＤ感度
の変動にも関係なく、安定した２値化信号を得ることか
てきる。

従って、得られた２値化信号を用いて、例えば物体の外
径測定等のために、エツジ検出器に接続すれば正確なエ
ツジ検出を行うことがてきる。

［発明の効果１ 以上説明した通り、この発明はｌライン毎に明部と暗部
をモニタしているため、光源の光量、ＣＣＤラインイメ
ージセンサの感度等が時間、温度等により急激に変化し
ても自動的に最適のしきい値を設定する。

従って、光源の光量を意図的に変化させても、しきい値
は自動的に最適値に設定される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である画像処理装置の主要
部の概略構成を示すブロック図、第２図（ａ）は光学系
の中間に遮光物を配置した状態を撮像した場合のＣＣＤ
ラインイメージセンサの出力信号を示した波形図、同図
（ｂ）、（Ｃ）は第１図（ａ）におけるサンプルホール
ド（Ｓ／Ｈ）回路５，６をそれぞれ制御するパルスの波
形図、第３図は光源と光学系とＣＣＤラインイメージセ
ンサを配置した装置の概略を示した説明図、第４図は第
３図の装置によって撮像された出力信号の波形図、第５
図は第３図の光学系の中間に光を遮る物を配置した状態
を示した説明図、・第６図は第５図の状態を撮像した場
合のＣＣＤラインイメージセンサの出力信号を示した波
形図、第７図及び第８図は従来の画像処理装置の主要部
の概略構成を示すフロック図である。 図中、 １：ＣＣＤラインイメージセンサ ２：クロック発生回路 ３．７，８　：　Ａ／Ｄ変換器 ４：コンパレータ ５．６：Ｓ／Ｈ回路 ９：演算部 １０：光源 １１．１２：レンズ 代理人　弁理士　１）北　嵩　晴 （１’１　　　　　　　係Ｄ （）Ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源とＣＣＤラインイメージセンサの間に配置された光
   学系の中間部に遮光物を配置して得られた信号のうち、
   明部をサンプリングしてデジタル信号に変換する第１の
   系と、暗部をサンプリングしてデジタル信号に変換する
   第２の系とを有し、前記ＣＣＤラインイメージセンサ及
   び、第１の系と第２の系とをそれぞれ駆動するクロック
   発生回路とを備え、前記第１の系と第２の系とからそれ
   ぞれ得られた２つのデジタル信号の平均値を求める演算
   部と、前記ＣＣＤラインイメージセンサの出力信号をデ
   ジタル変換したデジタルデータと、前記演算部からのデ
   ータとを比較して２値化信号を得る手段とを具備したこ
   とを特徴とする画像処理装置。