JPH0633361Y2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ この考案は、画像認識対象物の基準位置を検出する画像
読取装置に関する。

［従来技術とその問題点］ 最近、部品の位置決めやロボットの目的として、TVカメ
ラより得られた画像情報より対象物を認識する方法が広
く利用されている。

しかして、従来、このようにして対象物の基準位置の検
出を行なう方法として、認識対象物を捕えたTVカメラか
らの複合映像信号を増幅器およびフィルタなどにより前
処理を行なったのち、スレッショレベルにより２値化処
理を行ない２値画像データを生成し、このような画像デ
ータをフレームメモリに書込んだのち、汎用あるいは専
用プロセッサにより必要なデータ処理を行なうようにし
たものがある。

ところが、このような方法では、認識対象物の全体像を
フレームメモリに入力した上で位置検出のための画像処
理を行なうようになるので、処理データ量が膨大にな
り、検出結果を得られるまでに時間がかかってしまい、
リアルタイムの検出結果として利用できない欠点があっ
た。

そこで、処理データ量を少なくするため、ウィンドウを
設定して、このウィンドウの範囲のデータのみを処理す
る方法が考えられているが、固定式のウィンドウの場
合、認識対象がウィンドウより外れると対象物の認識が
できないなど安定した位置検出ができなくなる欠点があ
った。

［考案の目的］ この考案は上記事情に鑑みてなされたもので、画像認識
対象物の基準位置をリアルタイムで、しかも正確に検出
することができる画像読取装置を提供することを目的と
する。

［考案の要点］ この考案は、サンプリングクロックを計数し水平同期信
号によりクリアされるサンプリングクロック計数手段
と、水平同期信号を計数し垂直同期信号によりクリアさ
れる水平同期信号計数手段と、画像信号が黒レベルの間
サンプリングクロックを計数して白レベルでクリアされ
る黒レベル計数手段とを設け、黒レベル計数手段の計数
値と基準値とを比較していて、黒レベル計数手段の計数
値の方が大きくなった際に、サンプリングクロック計数
手段及び水平同期信号計数手段の内容を水平位置及び垂
直位置記憶手段に記憶すると共に、水平位置記憶手段に
記憶された値から基準値を減算して認識対象物の水平方
向位置を得るようにして、画像認識対象物の基準位置を
検出するようにしている。

［考案の実施例］ 以下、この考案の一実施例を図面にしたがい説明する。

第１図は同実施例の回路構成を示すものである。図にお
いて、１はマスタCPUで、このCPU1の制御により投光器
制御部12を介して投光器13より認識対象物（図示せず）
に光が照射される。この状態からTVカメラ14より捕えら
れた認識対象物を含む複合映像信号が増幅器15を介して
Ａ／Ｄ変換器16に与えられる。

そして、Ａ／Ｄ変換器16によりデジタル化された信号が
CGメモリ17を介してモニタ18に表示される。

一方、上記Ａ／Ｄ変換器16を介して得られた画像データ
は画像処理プロセッサ19で制御され、画像メモリ20に書
込まれるとともに、画像位置検出部21により認識対象物
の水平および垂直方向の位置が検出され、この後、さら
に水平位置補正部22により水平位置の補正が行なわれ、
認識対象物の基準位置が検出されるようになっている。

認識対象物の基準位置は、以下、述べるようにリアルタ
イムで処理されるものであるから、画像うメモリは上記
の基準位置の検出のためには必要でない。ただ本実施例
では、それ以外の処理を実行する際に、画像情報を利用
できるように画像メモリを備えたものとしている。

次に、第２図は画像位置検出部21の回路構成を示すもの
である。この場合、サンプリングクロックCLKがカウン
タ23に与えられ、このカウンタ23の出力が水平位置ラッ
チ24に与えられる。また、水平同期信号HDがカウンタ25
に与えられ、このカウンタ25の出力が垂直位置ラッチ26
に与えられる。

一方、サンプリングクロックCLKと、認識対象物や印刷
汚れなどに対応する黒レベル画像信号はアンドゲート27
の各入力端子に与えられ、このアンドゲート27の出力は
カウンタ28に与えられる。そして、このカウンタ28の出
力は比較器29の一方入力端子に与えられる。この比較器
29の他方入力端子にはゴミや印刷汚れを無視するための
数パルス（ｍ）分のデジタル信号が比較データとして与
えられている。

比較器29の出力はアンドゲート30の一方入力端子に与え
られる。このアンドゲート30の他方入力端子にはトグル
Ｆ／F31の出力がインバータ32を介して与えられる。そ
して、このアンドゲート30の出力はパルス発生回路33に
与えられる。このパルス発生回路33はラッチパルスを出
力するもので、この出力は上記水平位置ラッチ24および
垂直位置ラッチ26に与えられ、この時点でのカウンタ23
および25のカウント内容を、それぞれラッチさせ、これ
らを水平位置出力および垂直位置出力とするようになっ
ている。また、パルス発生回路33からの出力はトグルＦ
／F31に与えられる。このトグルＦ／F31は、画像取込み
スタート信号STとしてセンサ出力または手動スイッチの
出力が与えられると、一旦クリアされるようになってい
て、パルス発生回路33の出力が与えられるとRDY信号を
出力する。

なお、カウンタ23のCLEAR端子には信号S1、カウンタ28
のCLEAR端子には信号S2が与えられるが、これら信号S
1、S2は、ビデオ波形信号から得られる２値化信号から
なっている。ここで、信号S1は通常の２値画像データで
ある。また、信号S2はスレッショレベルを複合映像信号
のペデスタルレベルより数mV高い位置に設定して得られ
るもので、実際の映像部（ハイレベル）と、そうでない
部分（ローレベル）を区別するようになっている。ま
た、カウンタ25のCLEAR端子には垂直同期信号VDが与え
られる。

次に、このように構成した実施例の動作を説明する。

いま、TVカメラ14により認識対象物を捕えた複合映像信
号が出力されると、増幅器15を介してＡ／Ｄ変換器16に
与えられ、ここでデジタル化されCGメモリ17を介してモ
ニタ18に表示される。一方、Ａ／Ｄ変換器16からの出力
は画像データとして画像メモリ20に書込まれるととも
に、画像位置検出部21により認識対象物の位置検出が行
なわれる。ここで、第４図に示すような印刷汚れＡおよ
び認識対象物Ｂを含む画面が与えられた場合、最初の水
平同期信号HDによる水平走査1Hには、第３図（ａ）に示
すように印刷汚れおよび認識対象物Ｂを含まず、黒レベ
ル画像信号が与えられることがないので、同図（ｂ）に
示すサンプリングクロックCLKが与えられても、アンド
ゲート27より出力が発生せず、カウンタ28のカウント動
作が行なわれない。また、サンプリングクロックCLKは
カウンタ23によりカウントされる。さらに、水平走査1H
の水平同期信号HDはカウンタ25によりカウントされる。

最初の水平走査1Hが終了すると、次の水平同期信号HDに
よる水平走査2Hに移る。この場合、まず第３図（ｃ）に
示すようにS2信号の立下りによりカウンタ13の内容がク
リアされる。その後、同図（ａ）に示すように印刷汚れ
Ａに対応する黒レベル画像信号が入力される。この信号
はアンドゲート27の一方入力端子に与えられ、同時に他
方入力端子にサンプリングクロックCLKが与えられる。
これにより、アンドゲート27よりサンプリングクロック
CLKに応じた出力が発生し、これがカウンタ28に与えら
れカウントされる。（このカウントが開始される時点で
は、印刷汚れＡに対応する信号S1によりカウンタ28は事
前にクリアされている。）そして、このカウンタ28のカ
ウント値は比較器29に与えられ、ここでゴミや印刷汚れ
を無視するための数パルス分のデジタル信号からなる比
較データCDと比較される。この場合、カウンタ28でのカ
ウント値は印刷汚れＡに対応するもので、比較データCD
より小さいので比較器29より出力が発生しない。この状
態では、カウンタ23でのサンプリングクロックCLKのカ
ウントは続けられ、またカウンタ25は、水平走査2Hの水
平同期信号HDにより＋１だけカウントアップされてい
る。

次に、第３図（ａ）に示すように印刷汚れＡに続いて認
識対象物Ｂに対応する黒レベル画像信号が入力される
と、この信号はアンドゲート27の一方入力端子に与えら
れ、同時に他方入力端子にサンプリングクロックCLKが
与えられる。これにより、アンドゲート27よりサンプリ
ングクロックCLKに応じた出力が発生し、これがカウン
タ28に与えられカウントされる。（このカウントが開始
される時点では、認識対象物Ｂに対応する信号S1により
カウンタ28は事前にクリアされている。）そして、この
カウンタ28のカウント値は比較器29に与えられ、ここで
ゴミや印刷汚れを無視するための数パルス分のデジタル
信号からなる比較データCDと比較される。この場合、カ
ウンタ28でのカウント値は認識対象物Ｂの幅寸法に対応
した十分の値になるので、比較データCDと一致するよう
になり比較器29より出力が発生し、アンドゲート30に与
えられる。この場合、予め画面取込みスタート信号STが
トグルＦ／F31に与えられていて、同トグルＦ／F31がク
リアされ、インバータ32を介してアンドゲート30に
「１」出力が与えられていると、同アンドゲート30の出
力がパルス発生回路33に与えられラッチパルスが出力さ
れる。

すると、このラッチパルスが水平方向位置ラッチ24およ
び水平位置ラッチ26に与えられ、この時点でのカウンタ
23および25の内容がそれぞれラッチされる。これによ
り、水平位置ラッチ24の内容が垂直方向位置出力とし
て、水平方向位置ラッチ26の内容が垂直方向位置出力と
してそれぞれ得られることになる。

ところで、このようにして検出された認識対象物Ｂの水
平方向の位置は認識対象物Ｂの幅寸法を含めたものとな
り正確でない。そこで、水平位置補正部22によりカウン
タ23のカウント値から比較データCDのパルス数（ｍ）を
差引き、これを正規の水平方向の位置出力とするように
する。また、垂直方向の位置についても、インターレー
ス方式では、カウント数の２倍（１ビットシフト）を出
力し、ノンインターレース方式では、カウント数をその
まま出力するようになる。

その後、第３図（ｆ）（ｇ）に示す垂直同期信号VDが出
力されるとカウンタ25の内容もクリアされる。

したがって、このようにすれば認識対象物を捕えたビデ
オ波形から直接水平位置および垂直位置を検出すること
で、例えばインターレース方式の場合、位置検出までに
要する時間は16.7ms以内で、仮に画面中央に認識対象物
がある場合には8.3msと速やかな位置検出を行なうこと
ができるようになり、リアルタイムによる処理を実現で
きることになる。また、画面上のどこの位置に認識対象
物が位置されても、これの位置を検出できるので、従来
のウインドウを使用するもののように認識できる範囲が
限られるものに比べ、正確で、安定した位置検出を実現
することもできる。

ちなみに、このような画像読取り装置は、例えば第５図
に示すようなロール状テープ31に付されたマーク32をテ
ープ31を移送しながら検出するような場合にも、マーク
の位置検出をリアルタイムで行なうことができるので、
簡単に応じることができ、また、第６図に示すようにテ
ーブル33の２隅に付したマーク34、35を利用して、これ
らマーク34、35の間の距離H1を検出し、この距離H1がテ
ーブル33を正しくセットしたときの距離H0に等しいかを
判断してテーブル33の回転角を調整し、この状態でテー
ブル33をx0、y0まで移動して正規の基準位置にセットす
るような場合にも利用できる。

なお、この考案は上記実施例にのみ限定されず、要旨を
変更しない範囲で適宜変形して実施できる。

［考案の効果］ この考案によれば、サンプリングクロックを計数し水平
同期信号によりクリアされるサンプリングクロック計数
手段と、水平同期信号を計数し垂直同期信号によりクリ
アされる水平同期信号計数手段と、画像信号が黒レベル
の間サンプリングクロックを計数して白レベルでクリア
される黒レベル計数手段とを設け、黒レベル計数手段の
計数値と基準値とを比較していて、黒レベル計数手段の
計数値の方が大きくなった際に、サンプリングクロック
計数手段及び水平同期信号計数手段の内容を水平位置及
び垂直位置記憶手段に記憶すると共に、水平位置記憶手
段に記憶された値から基準値を減算して認識対象物の水
平方向位置を得るようにして、画像認識対象物の基準位
置を検出するようにしているので、画像認識対象物の基
準位置をリアルタイムで、しかも正確に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はの考案の一実施例の回路構成を示すブロック
図、第２図は同実施例に用いられる画像位置検出部の回
路構成図、第３図は同実施例の動作を説明するためのタ
イムチャート、第４図は認識対象物を含むテレビ画面の
一例を示す図、第５図および第６図は同実施例装置の応
用例を説明するための図である。 14……TVカメラ、18……モニタ、20……画像メモリ、21
……画像位置検出部、22……水平位置補正部、23、25、
28……カウンタ、24……水平位置ラッチ、26……垂直位
置ラッチ、27、30……アンドゲート、29……比較器、33
……パルス発生器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプリングクロックを計数し、水平同期
   信号によりクリアされるサンプリングクロック計数手段
   と、 画像信号が黒レベルの間前記サンプリングクロックを計
   数して、白レベルでクリアされる黒レベル計数手段と、 この黒レベル計数手段の計数値と基準値とを比較して、
   前記黒レベル計数手段の計数値の方が大きくなった際に
   出力信号を発生する比較手段と、 この比較手段から前記出力信号が発生された際に前記サ
   ンプリングクロック計数手段の内容が記憶される水平位
   置記憶手段と、 前記水平同期信号を計数し、垂直同期信号によりクリア
   される水平同期信号計数手段と、 前記比較手段から前記出力信号が発生された際に前記水
   平同期信号計数手段の内容が記憶される垂直位置記憶手
   段と、 前記水平位置記憶手段に記憶された値から前記基準値を
   減算して認識対象物の水平方向位置を得る手段と、 を具備したことを特徴とする画像読取装置。