JPH0528268A

JPH0528268A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0528268A
Application number: JP3182306A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Funakubo; 一夫舟久保
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1993-02-05
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JP2822700B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＣＣＤカメラの視野に収まらない大形の四角
形ワークや、高精度を要する四角形ワークの位置及び傾
きの検出ができる画像処理装置とする。【構成】第一及び第二の２台のＣＣＤカメラと、四角
形ワークの位置及び傾きを検出する位置・傾き検出手段
とを備え、２台のＣＣＤカメラで四角形ワークの２頂点
の画像を各々取込み、この２頂点の画像データを基にし
て、２値化処理、ランレングスアドレス作成処理、外接
四角形抽出処理、及び頂点算出処理により２頂点の座標
を求め、この２つの頂点座標から前記四角形ワークの位
置及び傾きを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理装置に関する
ものであり、特に、光学的手法によって得られた四角形
ワークの画像データにディジタル処理を施して四角形ワ
ークの位置及び傾きを検出する画像処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像処理装置では、１台のＣＣＤ
カメラ等で四角形ワークの全体像を撮像し、得られた画
像データを取込んで画像メモリに保存し、それをソフト
ウェア或いはハードウェアにより２値化処理を施し、２
値化された四角形の各画素から重心座標及びＸ，Ｙ座標
軸方向の二次モーメントを算出することにより、四角形
ワークの位置や傾きを求めている。

【０００３】この従来の技術について、図を用いて説明
する。まず、位置検出について述べる。従来の位置検出
は、１台のＣＣＤカメラ等で画像を読込み、２値化処理
後に、画像データから演算を行ない、重心座標を求めて
いる。図９を参照に従来の技術について説明する。図９
は従来の画像処理装置による２値画像を示す説明図であ
る。

【０００４】図において、斜線部は存在している画素を
示し、この画素の塊である斜線部全体が画像である。そ
して、この画像から位置検出を行なうには、重心座標を
求めるのが一般的である。この重心を求める方法を図１
０及び図１１のフローチャートを用いて説明する。図１
０は従来の画像処理装置による重心のＸ座標を求める処
理を示すフローチャートであり、図１１は従来の画像処
理装置による重心のＹ座標を求める処理を示すフローチ
ャートである。図９のような座標画面上の画素の塊の全
画素について、図１０及び図１１のような処理を行なう
ことにより、画素の塊である画像の重心座標が求まる。

【０００５】まず、Ｘ座標を算出する方法について述べ
る。図１０において、ステップＳ１００１でＸ方向のラ
イン番号ｎの初期設定をする。そして、ステップＳ１０
０２で該Ｘ方向のｎラインの開始座標及び終了座標（Ｘ
s ，Ｘe）を求め、ステップＳ１００３で該Ｘ方向のｎ
ラインの画素数（ｐｉｘｅｌ）を求め、ステップＳ１０
０４で前記ｎラインの画素数（ｐｉｘｅｌ）をｎライン
よりも前迄の画素数に加算し、総画素数（ａｒｅａ）を
求め、ステップＳ１００５でｇｒｖを次の（１）式によ
り演算する。ｇｒｖ＝ｇｒｖ＋｛ｐｉｘｅｌ＊（Ｘs ＋Ｘe ）｝／２・・（１）式なお、このｇｒｖは画素によるＹ軸に関する面積モーメ
ント（一次モーメント）として把握できる。

【０００６】この後、ステップＳ１００６で最後のライ
ンのｇｒｖの演算が終了したか否かを判断し、未だ最後
のラインのｇｒｖの演算が終了していない場合は、ステ
ップＳ１００７でＸ方向のラインのライン番号ｎをイン
クリメントして、ステップＳ１００２に戻り、次の未処
理のラインについて上記の処理を繰返す。そして、最後
のラインのｇｒｖの演算が終了した後に、ステップＳ１
００８に進み、重心のＸ座標を次の（２）式により求め
る。ｇｒａｖＸ＝ｇｒｖ／ａｒｅａ・・・（２）式

【０００７】ここで、図９の２値画像の重心のＸ座標を
上記方法により算出する。まず、１ライン目の処理で
は、画素が無く、画素数も０であるので、ｇｒｖも０で
ある。２ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝２、ｐｉｘｅ
ｌ＝２、ａｒｅａ＝２であるから、ｇｒｖ＝０＋｛２＊
（１＋２）｝／２＝３となる。３ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝２、ｐｉｘｅ
ｌ＝２、ａｒｅａ＝４であるから、ｇｒｖ＝３＋｛２＊
（１＋２）｝／２＝６となる。４ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝４、ｐｉｘｅ
ｌ＝４、ａｒｅａ＝８であるから、ｇｒｖ＝６＋｛４＊
（１＋４）｝／２＝１６となる。５ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝４、ｐｉｘｅ
ｌ＝４、ａｒｅａ＝１２であるから、ｇｒｖ＝１６＋
｛４＊（１＋４）｝／２＝２６となる。これで、全てのラインについての処理が終わり、この結
果を利用して重心のＸ座標ｇｒａｖＸを求める処理を行
なう。即ち、ｇｒａｖＸ＝２６／１２＝２．１６６…と
なり、図９の２値画像の重心のＸ座標ｇｒａｖＸ２．
２となる。

【０００８】次に、Ｙ座標を算出する方法について述べ
る。図１１において、ステップＳ１１０１でＸ方向のラ
イン番号ｎの初期設定をする。そして、ステップＳ１１
０２で該Ｘ方向のｎラインの開始座標、終了座標（Ｘs
，Ｘe ）及びＹ座標（Ｙ）を求め、ステップＳ１１０
３で該Ｘ方向のｎラインの画素数（ｐｉｘｅｌ）を求
め、ステップＳ１１０４で前記ｎラインの画素数（ｐｉ
ｘｅｌ）をｎラインよりも前迄の画素数に加算し、総画
素数（ａｒｅａ）を求め、ステップＳ１１０５でｇｒｖ
を次の（３）式により演算する。ｇｒｖ＝ｇｒｖ＋（ｐｉｘｅｌ＊Ｙ）・・・（３）式なお、このｇｒｖは画素によるＸ軸に関する面積モーメ
ント（一次モーメント）として把握できる。

【０００９】この後、ステップＳ１１０６で最後のライ
ンのｇｒｖの演算が終了したか否かを判断し、未だ最後
のラインのｇｒｖの演算が終了していない場合は、ステ
ップＳ１１０７でＸ方向のラインのライン番号ｎをイン
クリメントして、ステップＳ１１０２に戻り、次の未処
理のラインについて上記の処理を繰返す。そして、最後
のラインのｇｒｖの演算が終了した後に、ステップＳ１
１０８に進み、重心のＹ座標を次の（４）式により求め
る。ｇｒａｖＹ＝ｇｒｖ／ａｒｅａ・・・（４）式

【００１０】ここで、図９の２値画像の重心のＹ座標を
上記方法により算出する。まず、１ライン目の処理で
は、画素が無く、画素数も０であるので、ｇｒｖも０で
ある。２ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝２、Ｙ＝１、
ｐｉｘｅｌ＝２、ａｒｅａ＝２であるから、ｇｒｖ＝０
＋２＊１＝２となる。３ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝２、Ｙ＝２、
ｐｉｘｅｌ＝２、ａｒｅａ＝４であるから、ｇｒｖ＝２
＋２＊２＝６となる。４ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝４、Ｙ＝３、
ｐｉｘｅｌ＝４、ａｒｅａ＝８であるから、ｇｒｖ＝６
＋４＊３＝１８となる。５ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝４、Ｙ＝４、
ｐｉｘｅｌ＝４、ａｒｅａ＝１２であるから、ｇｒｖ＝
１８＋４＊４＝３４となる。

【００１１】これで、全てのラインについての処理が終
わり、この結果を利用して重心のＹ座標ｇｒａｖＹを求
める処理を行なう。即ち、ｇｒａｖＹ＝３４／１２＝
２．８３３…となり、図９の２値画像の重心のＹ座標ｇ
ｒａｖＹ２．８となる。したがって、図９の２値画像
の重心座標（ｇｒａｖＸ，ｇｒａｖＹ）は（２．２，
２．８）となる。

【００１２】続いて、傾きを算出する方法について述べ
る。図１２は従来の画像処理装置による傾きを求める処
理を示すフローチャートである。

【００１３】図１２において、ステップＳ１２０１でＸ
方向のライン番号ｎの初期設定をする。そして、ステッ
プＳ１２０２で該Ｘ方向のｎラインの画素の断面相乗モ
ーメント（ＫnXY ）を求め、ステップＳ１２０３で該Ｘ
方向のｎラインの画素のＸ軸に対する断面二次モーメン
ト（ＩnX）を求め、ステップＳ１２０４で該Ｘ方向のｎ
ラインの画素のＹ軸に対する断面二次モーメント（Ｉn
Y）を求める。この後、ステップＳ１２０５で最後のラ
インについて演算が終了したか否かを判断し、未だ最後
のラインの演算が終了していない場合は、ステップＳ１
２０６でＸ方向のラインのライン番号ｎをインクリメン
トして、ステップＳ１２０２に戻り、次の未処理のライ
ンについて上記の処理を繰返す。そして、最後のライン
の演算が終了した後に、ステップＳ１２０７に進み、重
心座標（ｇｒａｖＸ，ｇｒａｖＹ）を算出する。なお、
この重心座標の算出は、上記の図１０及び図１１の処理
によって求まる。ステップＳ１２０８では、全画素数を
加算して総画素面積（ａｒｅａ）を求め、ステップＳ１
２０９では全画素の断面相乗モーメント（ＫXY）を、ス
テップＳ１２１０で全画素のＸ軸に対する断面二次モー
メント（ＩX ）を、ステップＳ１２１１で全画素のＹ軸
に対する断面二次モーメント（ＩY ）を各々求め、ステ
ップＳ１２１２で傾き（θ）を算出する。この傾き
（θ）は次の既知の（５）式により演算する。 θ＝（１／２）ｔａｎ^-1｛２ＫXY／（ＩY −ＩX ）｝・・・（５）式なお、（５）式において、ＫXYは全画素の断面相乗モー
メント、ＩX は全画素のＸ軸に対する断面二次モーメン
ト、ＩY は全画素のＹ軸に対する断面二次モーメントで
ある。

【００１４】ここで、図９の２値画像の各ラインについ
て上記方法によりＫnXY 、ＩnX、ＩnYを求め、これを利
用して傾きθを算出する。まず、１ライン目の処理で
は、画素が無く、Ｋ1XY 、Ｉ1X、Ｉ1Yは共に０である。２ライン目の処理では、Ｋ2XY ＝１×１＋１×２＝３、
Ｉ2X＝１²＋１²＝２、Ｉ2Y＝１²＋２²＝５となる。３ライン目の処理では、Ｋ3XY ＝２×１＋２×２＝６、
Ｉ3X＝２²＋２²＝８、Ｉ3Y＝１²＋２²＝５となる。４ライン目の処理では、Ｋ4XY ＝３×１＋３×２＋３×
３＋３×４＝３０、Ｉ4X＝３²＋３²＋３²＋３²＝３
６、Ｉ4Y＝１²＋２²＋３²＋４²＝３０となる。５ライン目の処理では、Ｋ5XY ＝４×１＋４×２＋４×
３＋４×４＝４０、Ｉ5X＝４²＋４²＋４²＋４²＝６
４、Ｉ5Y＝１²＋２²＋３²＋４²＝３０となる。

【００１５】また、面積（ａｒｅａ）＝１２、重心座標（ｇｒａｖＸ，ｇｒａｖＹ）＝（２．２，２．
８）であるから、全画素の断面相乗モーメント（ＫXY）、Ｘ
軸に対する断面二次モーメント（ＩX ）、Ｙ軸に対する
断面二次モーメント（ＩY ）は次のようになる。ＫXY＝（Ｋ2XY ＋Ｋ3XY ＋Ｋ4XY ＋Ｋ5XY ）−（ａｒｅａ×ｇｒａｖＸ ×ｇｒａｖＹ）＝（３＋６＋３０＋４０）−（１２×２．２×２．８）＝５．０８ＩX ＝（Ｉ2X＋Ｉ3X＋Ｉ4X＋Ｉ5X）−（ａｒｅａ×ｇｒａｖＸ×ｇｒａｖＸ）＝（２＋８＋３６＋６４）−（１２×２．２×２．２）＝５１．９２ＩY ＝（Ｉ2Y＋Ｉ3Y＋Ｉ4Y＋Ｉ5Y）−（ａｒｅａ×ｇｒａｖＹ×ｇｒａｖＹ）＝（５＋５＋３０＋３０）−（１２×２．８×２．８）＝−２４．０８

【００１６】したがって、傾き（θ）は、 θ＝（１／２）ｔａｎ^-1｛（２×５．０８）／（−２４．０８−５１．９２）｝ −３．８１（度）となる。こうして、図９の２値画像
の傾き（θ）が求まる。

【００１７】なお、この他の従来の画像処理装置とし
て、特開平２−２５０１８１号公報に掲載の技術を挙げ
ることができる。これは、２値化処理によって得られた
四角形画像の各頂点の内角を求め、これらの角度のうち
直角に近い角度を有する２つの頂点の四角形における位
置関係から、所望の計算手順を選択して回転ズレ角度を
求めるものである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の画
像処理装置では、１台のＣＣＤカメラ等で四角形ワーク
の全体像を撮像し、得られた画像データを利用して図１
０から図１２の処理手順を踏んで四角形ワークの位置及
び傾きを求めていた。したがって、ＣＣＤカメラの視野
に収まらない大形の四角形ワークの位置及び傾きの検出
はできなかった。

【００１９】また、ＣＣＤカメラの視野に四角形ワーク
は収まるが、画像の分解能との関係で出力結果を精度良
く求めることができないことがあった。例えば、画像の
分解能は、２５６×２５６画素、５１２×５１２画素が
一般的であり、視野が固定されていれば、１画素が何ミ
リに相当するかが求まり、この単位画素当りのミリ数は
画像の分解能で決定されるため、これ以上の出力結果の
精度を望むことはできなかった。

【００２０】そこで、この発明は、ＣＣＤカメラの視野
に収まらない大形の四角形ワークや、高精度を要する四
角形ワークの位置及び傾きの検出ができる画像処理装置
の提供を課題とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる画像処理
装置は、四角形ワークの２頂点の画像を各々取込む画像
入力手段と、前記画像入力手段で取込んだ２頂点の画像
データを処理して前記四角形ワークの位置及び傾きを検
出する位置・傾き検出手段とを具備するものである。

【００２２】

【作用】本発明の画像処理装置においては、画像入力手
段で四角形ワークの２頂点の画像を各々取込み、この２
頂点の位置座標を検出し、この位置座標から四角形ワー
クの位置及び傾きの検出を行なうものであるから、画像
入力手段の視野に収まらない大型の四角形ワークの位置
及び傾きを検出できるとともに、画像の分解能の影響を
受けることなく精度良く四角形ワークの位置及び傾きの
検出ができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明をする。

【００２４】図１は本発明の一実施例である画像処理装
置の処理部及び動作の流を示すフローチャートである。

【００２５】図において、ステップＳ１０１は画像入力
処理を行なう第１の画像入力部であり、ＣＣＤカメラ等
の撮像手段により四角形ワークの頂点を撮像し、その映
像信号を得て、更に、この映像信号をＡ／Ｄ変換して出
力する。ステップＳ１０２は２値化処理を行なう２値化
部であり、上記のステップＳ１０１でディジタル化され
たデータを２値化処理して、四角形ワークの２値画像を
得る。また、ステップＳ１０３のランレングスアドレス
データ作成部では、２値化された四角形ワークの画素の
塊をランレングスアドレスデータとしてとらえ、その開
始、終了アドレスを算出する。ステップＳ１０４の外接
四角形抽出部では、ランレングスアドレスデータに基づ
き２値画像の外接四角形の左上と右下の座標を得る。ス
テップＳ１０５は四角形ワークの頂点の座標を算出する
頂点算出部であり、前記のステップＳ１０４の外接四角
形抽出部で得られた外接四角形の２つの座標から四角形
ワークの頂点の座標を算出する。そして、ステップＳ１
０６では、頂点を算出したのが１台目のＣＣＤカメラ等
の撮像手段であるか、或いは２台目のＣＣＤカメラ等の
撮像手段であるのかを判断し、１台目のＣＣＤカメラ等
の撮像手段により頂点を算出した場合は、ステップＳ１
０７に進み、１台目のＣＣＤカメラ等の撮像手段で算出
した頂点の座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ）をメモリに保存し、ステ
ップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８はステップＳ１
０１と同様の画像入力処理を行なう第２の画像入力部で
あり、２台目のＣＣＤカメラ等の撮像手段により四角形
ワークの２つ目の頂点を撮像し、その映像信号を得て、
更に、この映像信号をＡ／Ｄ変換して出力する。この
後、再びステップＳ１０２に戻り、上記の１台目のＣＣ
Ｄカメラ等の撮像手段と同様の処理手順を行なう。一
方、ステップＳ１０６で２台目のＣＣＤカメラ等の撮像
手段により頂点を算出した場合は、ステップＳ１０９で
２台目のＣＣＤカメラ等の撮像手段で算出した頂点の座
標（Ｘ2 ，Ｙ2 ）をメモリに保存する。ステップＳ１１
０では、１台目と２台目の各々のＣＣＤカメラ等の撮像
手段から算出された頂点の座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ），（Ｘ2
，Ｙ2 ）から、その中央の座標及び傾き角度を求め
る。但し、外接四角形は２頂点の座標、即ちＰ１（Ｘmi
n ，Ｙmin ），Ｐ２（Ｘmax ，Ｙmax ）を出力するもの
とする。

【００２６】本実施例を構成する上記の図１中の各要素
のうち、ステップＳ１０１の第１の画像入力部、ステッ
プＳ１０２の２値化部、ステップＳ１０３のランレング
スアドレスデータ作成部、ステップＳ１０４の外接四角
形抽出部、及びステップＳ１０８の第２の画像入力部に
ついては、既にその詳細は提案されており、公知であっ
たり、或いはディジタル処理から容易に類推できるの
で、これらの説明は省略する。ここでは、本実施例の最
大の特徴部である頂点算出部（ステップＳ１０５）、２
つの頂点座標から四角形ワークの位置及び傾きを検出す
る処理（ステップＳ１１０）について具体的に説明す
る。

【００２７】まず、図２で四角形ワークの画像入力の概
要について説明する。図２は本発明の一実施例である画
像処理装置による四角ワークの画像入力の概要を示す説
明図である。

【００２８】図において、１は四角形ワーク、２は第一
のＣＣＤカメラの視野、３は第二のＣＣＤカメラの視野
であり、４は第一のＣＣＤカメラによる四角形ワーク１
の１つの頂点に外接する外接四角形、５は同じく第二の
ＣＣＤカメラによる四角形ワーク１の他の頂点に外接す
る外接四角形である。図２のように、若干傾いた四角形
ワーク１の２頂点が各々第一及び第二のＣＣＤカメラの
視野２，３に入るように設定し、この２台のＣＣＤカメ
ラから画像を入力し、２値化処理を施す。

【００２９】図３は本発明の一実施例である画像処理装
置のＣＣＤカメラによる画像入力後に２値化処理をし、
外接四角形を求めた状態を示す説明図である。この図で
は、求める頂点は、（０，５）或いは（０，６）に相当
すると仮定できる。

【００３０】次に、上記の頂点の検出方法について図４
から図８を用いて説明する。図４は本発明の一実施例で
ある画像処理装置による四角ワークの画像入力状態を示
す説明図である。

【００３１】図において、状態（ａ）は図２の第一のＣ
ＣＤカメラの視野２の画像を示し、斜線部が四角形ワー
ク１の２値画像を示す。この状態（ａ）の画像は、四角
形ワーク１が時計回りに傾斜していることを示してい
る。また、点線は２値画像の外接四角形を表す。そし
て、点１が四角形ワーク１の求めたい頂点に相当する。
このとき、注目するのは、コーナー１とコーナー２に存
在する画素である。状態（ａ）のコーナー１、即ち、図
３の座標値（０，０）を頂点とする周囲３画素（０，
１），（１，０），（１，１）のいずれにも画素は存在
していない。また、コーナー２、即ち、図３の座標値
（８，８）を頂点とする周囲３画素（８，７），（７，
８），（７，７）のいずれかに画素は存在している（図
３では、全てに画素が存在している）。このような条件
が成立しているときを状態（ａ）と定義する。

【００３２】また、状態（ｂ）も状態（ａ）と同様に、
図２の第一のＣＣＤカメラの視野２の画像を示し、この
状態（ｂ）の画像は、四角形ワーク１が反時計回りに傾
斜していることを示している。コーナー１とコーナー２
に存在する画素に注目すると、コーナー１の４画素中の
いずれかには画素が存在し、コーナー２の４画素中のい
ずれにも画素は存在していない。このような条件が成立
しているときを状態（ｂ）と定義する。

【００３３】また、状態（ｃ）も状態（ａ）及び状態
（ｂ）と同様に、図２の第一のＣＣＤカメラの視野２の
画像を示す。コーナー１とコーナー２に存在する画素に
注目すると、コーナー１及びコーナー２の４画素中のい
ずれかに画素が存在している。このような条件が成立し
ているときを状態（ｃ）と定義する。

【００３４】上記のように、ＣＣＤカメラの視野の画像
のパターンは大きく三種類の状態に分かれ、各々の状態
に対応した処理が行なわれる。この三種類の状態に分け
る処理の流れが図５である。図５は本発明の一実施例で
ある画像処理装置による画像入力を三種類の状態に振分
ける動作を示すフローチャートである。なお、この図で
は、既に、画像入力後、２値化処理、ランレングスアド
レスデータ作成処理、外接四角形抽出処理は完了してお
り、この図５の処理を行なうプログラムは画像処理のメ
インプログラム実行中にコールされる。

【００３５】図において、まず、ステップＳ５０１でコ
ーナー１に画素が存在しているか否かの判断を行ない、
コーナー１に画素が存在する場合は、ステップＳ５０２
でコーナー２に画素が存在するか否かの判断を行なう。
コーナー２に画素が存在する場合は、コーナー１及びコ
ーナー２のいずれにも画素が存在するので、ステップＳ
５０３に進み、状態（ｃ）の処理を行なう。また、ステ
ップＳ５０２でコーナー２に画素が存在しない場合は、
ステップＳ５０４で状態（ｂ）の処理を行う。一方、ス
テップＳ５０１でコーナー１に画素が存在しない場合
は、ステップＳ５０５でコーナー２に画素が存在するか
否かの判断を行なう。コーナー２に画素が存在する場合
は、ステップＳ５０６で状態（ａ）の処理を行ない、ス
テップＳ５０５でコーナー２に画素が存在しない場合
は、コーナー１及びコーナー２のいずれにも画素が存在
しないので、ステップＳ５０７に進み、エラー処理を行
なう。こうして、外接四角形のコーナー１及びコーナー
２の画素の状態を判断し、その状態に応じて状態（ａ）
から状態（ｃ）の三種類の状態に振分け、この三種類の
各状態に応じた頂点算出処理動作を行なう。

【００３６】ここで、上記の三種類の各状態に応じた頂
点算出処理動作について述べる。図６から図８は図４及
び図５の状態（ａ）から状態（ｃ）の各状態処理に対応
したフローチャートであり、図６は図４及び図５の状態
（ａ）の頂点算出処理動作を示し、図７は図４及び図５
の状態（ｂ）の頂点算出処理動作を示し、図８は図４及
び図５の状態（ｃ）の頂点算出処理動作を示す。

【００３７】まず、図６において、ステップＳ６０１で
外接四角形のＸminを固定し、Ｙ軸の１ライン上をＹ方
向にサーチをし、各画素の有無を調べ、ステップＳ６０
２で存在する画素のＹ方向のアドレスを保存する。そし
て、ステップＳ６０３でＹ方向の画素が１画素のみか否
かを判断し、１画素のみの場合は、ステップＳ６０４で
該画素のアドレスを、即ち、（Ｘmin ，Ｙ）を頂点の座
標とする。また、Ｙ方向に複数の画素が存在している場
合には、ステップＳ６０５で最大Ｙmax と最小Ｙmin の
アドレス値の平均値を求め、ステップＳ６０６で該平均
値を採用し、（Ｘmin ，（Ｙmax ＋Ｙmin ）／２）を頂
点の座標とする。こうして、図４の状態（ａ）における
四角形ワーク１の頂点が求まる。

【００３８】また、図７において、ステップＳ７０１で
外接四角形のＹmaxを固定し、Ｘ軸の１ライン上をＸ方
向にサーチをし、各画素の有無を調べ、ステップＳ７０
２で存在する画素のＸ方向のアドレスを保存する。そし
て、ステップＳ７０３でＸ方向の画素が１画素のみか否
かを判断し、１画素のみの場合は、ステップＳ７０４で
該画素のアドレスを、即ち、（Ｘ，Ｙmax ）を頂点の座
標とする。また、Ｘ方向に複数の画素が存在している場
合は、ステップＳ７０５で最大Ｘmax と最小Ｘmin の平
均値を求め、ステップＳ７０６で該平均値を採用し、
（（Ｘmax ＋Ｘmin ）／２，Ｙmax ）を頂点の座標とす
る。こうして、図４の状態（ｂ）における四角形ワーク
１の頂点が求まる。

【００３９】そして、図８において、ステップＳ８０１
では無条件で外接四角形（Ｘmin，Ｙmax ）を頂点の座
標とする。こうして、図４の状態（ｃ）における四角形
ワーク１の頂点が求まる。

【００４０】上記のようにして、第一のＣＣＤカメラに
よる画像入力の処理が終了した後に、同様にして第二の
ＣＣＤカメラによる画像入力の処理を行ない、四角形ワ
ーク１の２つの頂点の座標を各々求める。そして、この
２つの頂点座標から四角形ワーク１の中心座標及び傾き
を検出する。なお、この中心位置座標の検出及び傾きの
検出は、数学的手法により容易に求めることができるの
で、ここでは説明を省略する。

【００４１】このように、本実施例の画像処理装置は、
四角形ワーク１の２頂点の画像を各々取込む第一及び第
二の２台のＣＣＤカメラからなる画像入力手段と、前記
２台のＣＣＤカメラ（画像入力手段）で取込んだ２頂点
の画像データを基にして、２値化処理、ランレングスア
ドレス作成処理、外接四角形抽出処理、及び図５から図
８の頂点算出処理により２頂点の座標を求め、この２つ
の頂点座標から前記四角形ワーク１の位置及び傾きを検
出する位置・傾き検出手段とを備えている。

【００４２】即ち、本実施例の画像処理装置は、２台の
ＣＣＤカメラで四角形ワーク１の２頂点の画像を各々取
込み、この２頂点の位置座標を検出し、この位置座標か
ら四角形ワーク１の位置及び傾きの検出を行なうもので
ある。

【００４３】したがって、従来のように１台のＣＣＤカ
メラで四角形ワーク１の全体像を撮像し、得られた画像
データを利用して四角形ワークの位置、傾きを求めるも
のではないので、ＣＣＤカメラの視野に収まらない大形
の四角形ワーク１の位置及び傾きの検出ができる。ま
た、２台のＣＣＤカメラを四角形ワーク１の２つの頂点
に適宜接近させることにより、ＣＣＤカメラの画像の分
解能に拘りなく、単位画素当りのミリ数の調整ができる
ので、出力結果の精度を上げることができる。このた
め、画像の分解能の影響を受けることなく精度良く四角
形ワーク１の位置及び傾きを検出できる。この結果、適
用範囲が拡大し、高精度を要する四角形ワーク１の位置
及び傾きの検出ができる。

【００４４】ところで、上記実施例では、四角形ワーク
の２頂点の画像入力を行なう２台のＣＣＤカメラの１台
を固定にし、他の１台をＸＹテーブル等に取付け、画像
入力位置までＣＣＤカメラを移動させて、２頂点の画像
入力を行ない、処理を行なうようにしても、同様の効果
を得ることができる。

【００４５】また、上記実施例では、四角形ワークの２
頂点の画像入力を対角コーナーで行なったが、四角形ワ
ークの任意の２頂点を選択し、該頂点に対して画像入力
を行ない、処理を行なうようにしても、同様の効果を得
ることができる。

【００４６】さらに、四角形ワークの２頂点の座標を用
いて、位置及び傾きのみならず、面積や、周囲長等の多
くの特徴量を併せて算出することもできる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置は、画像入力手段、位置・傾き検出手段とを備え、
画像入力手段で四角形ワークの２頂点の画像を各々取込
み、この２頂点の位置座標を検出し、この位置座標から
四角形ワークの位置及び傾きの検出を行なうことによ
り、画像入力手段の視野に収まらない大型の四角形ワー
クの位置及び傾きを検出できるとともに、画像の分解能
の影響を受けることなく精度良く四角形ワークの位置及
び傾きの検出ができるので、適用範囲が拡大し、高精度
を要する四角形ワークの位置及び傾きの検出ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例である画像処理装置の
処理部及び動作の流を示すフローチャートである。

【図２】図２は本発明の一実施例である画像処理装置に
よる四角ワークの画像入力の概要を示す説明図である。

【図３】図３は本発明の一実施例である画像処理装置に
よる画像入力後に２値化処理をし外接四角形を求めた状
態を示す説明図である。

【図４】図４は本発明の一実施例である画像処理装置に
よる四角ワークの画像入力状態を示す説明図である。

【図５】図５は本発明の一実施例である画像処理装置に
よる画像入力を三種類の状態に振分ける動作を示すフロ
ーチャートである。

【図６】図６は図４及び図５の状態（ａ）の頂点算出処
理動作を示すフローチャートである。

【図７】図７は図４及び図５の状態（ｂ）の頂点算出処
理動作を示すフローチャートである。

【図８】図８は図４及び図５の状態（ｃ）の頂点算出処
理動作を示すフローチャートである。

【図９】図９は従来の画像処理装置による２値画像を示
す説明図である。

【図１０】図１０は従来の画像処理装置による重心のＸ
座標を求める処理を示すフローチャートである。

【図１１】図１１は従来の画像処理装置による重心のＹ
座標を求める処理を示すフローチャートである。

【図１２】図１２は従来の画像処理装置による傾きを求
める処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１四角形ワーク２第一のＣＣＤカメラの視野３第二のＣＣＤカメラの視野４外接四角形５外接四角形

【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】まず、Ｘ座標を算出する方法について述べ
る。図１０において、ステップＳ１００１でＸ方向のラ
イン番号ｎの初期設定をする。そして、ステップＳ１０
０２で該Ｘ方向のｎラインの開始座標及び終了座標（Ｘ
s ，Ｘe）を求め、ステップＳ１００３で該Ｘ方向のｎ
ラインの画素数（ｐｉｘｅｌ）を求め、ステップＳ１０
０４で前記ｎラインの画素数（ｐｉｘｅｌ）をｎライン
よりも前迄の画素数に加算し、総画素数（ａｒｅａ）を
求め、ステップＳ１００５でｇｒｖを次の（１）式によ
り演算する。ｇｒｖ＝ｇｒｖ＋｛ｐｉｘｅｌ×（Ｘs ＋Ｘe ）｝／２・・（１）式なお、このｇｒｖは画素によるＹ軸に関する面積モーメ
ント（一次モーメント）として把握できる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】ここで、図９の２値画像の重心のＸ座標を
上記方法により算出する。まず、１ライン目の処理で
は、画素が無く、画素数も０であるので、ｇｒｖも０で
ある。２ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝２、ｐｉｘｅ
ｌ＝２、ａｒｅａ＝２であるから、ｇｒｖ＝０＋｛２×
（１＋２）｝／２＝３となる。３ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝２、ｐｉｘｅ
ｌ＝２、ａｒｅａ＝４であるから、ｇｒｖ＝３＋｛２×
（１＋２）｝／２＝６となる。４ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝４、ｐｉｘｅ
ｌ＝４、ａｒｅａ＝８であるから、ｇｒｖ＝６＋｛４×
（１＋４）｝／２＝１６となる。５ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝４、ｐｉｘｅ
ｌ＝４、ａｒｅａ＝１２であるから、ｇｒｖ＝１６＋
｛４×（１＋４）｝／２＝２６となる。これで、全てのラインについての処理が終わり、この結
果を利用して重心のＸ座標ｇｒａｖＸを求める処理を行
なう。即ち、ｇｒａｖＸ＝２６／１２＝２．１６６…と
なり、図９の２値画像の重心のＸ座標ｇｒａｖＸ＝２．
２となる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】次に、Ｙ座標を算出する方法について述べ
る。図１１において、ステップＳ１１０１でＸ方向のラ
イン番号ｎの初期設定をする。そして、ステップＳ１１
０２で該Ｘ方向のｎラインの開始座標、終了座標（Ｘs
，Ｘe ）及びＹ座標（Ｙ）を求め、ステップＳ１１０
３で該Ｘ方向のｎラインの画素数（ｐｉｘｅｌ）を求
め、ステップＳ１１０４で前記ｎラインの画素数（ｐｉ
ｘｅｌ）をｎラインよりも前迄の画素数に加算し、総画
素数（ａｒｅａ）を求め、ステップＳ１１０５でｇｒｖ
を次の（３）式により演算する。ｇｒｖ＝ｇｒｖ＋（ｐｉｘｅｌ×Ｙ）・・・（３）式なお、このｇｒｖは画素によるＸ軸に関する面積モーメ
ント（一次モーメント）として把握できる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】ここで、図９の２値画像の重心のＹ座標を
上記方法により算出する。まず、１ライン目の処理で
は、画素が無く、画素数も０であるので、ｇｒｖも０で
ある。２ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝２、Ｙ＝１、
ｐｉｘｅｌ＝２、ａｒｅａ＝２であるから、ｇｒｖ＝０
＋２×１＝２となる。３ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝２、Ｙ＝２、
ｐｉｘｅｌ＝２、ａｒｅａ＝４であるから、ｇｒｖ＝２
＋２×２＝６となる。４ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝４、Ｙ＝３、
ｐｉｘｅｌ＝４、ａｒｅａ＝８であるから、ｇｒｖ＝６
＋４×３＝１８となる。５ライン目の処理では、Ｘs ＝１，Ｘe ＝４、Ｙ＝４、
ｐｉｘｅｌ＝４、ａｒｅａ＝１２であるから、ｇｒｖ＝
１８＋４×４＝３４となる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】これで、全てのラインについての処理が終
わり、この結果を利用して重心のＹ座標ｇｒａｖＹを求
める処理を行なう。即ち、ｇｒａｖＹ＝３４／１２＝
２．８３３…となり、図９の２値画像の重心のＹ座標ｇ
ｒａｖＹ＝２．８となる。したがって、図９の２値画像
の重心座標（ｇｒａｖＸ，ｇｒａｖＹ）は（２．２，
２．８）となる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】したがって、傾き（θ）は、 θ＝（１／２）ｔａｎ^-1｛（２×５．０８）／（−２
４．０８−５１．９２）｝≒−３．８１（度）となる。
こうして、図９の２値画像の傾き（θ）が求まる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１１】

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】四角形ワークの２頂点の画像を各々取込
む画像入力手段と、前記画像入力手段で取込んだ２頂点
の画像データを処理して前記四角形ワークの位置及び傾
きを検出する位置・傾き検出手段とを具備することを特
徴とする画像処理装置。