JPH0656281B2 - 画像上で曲線の接線位置を求める方法 - Google Patents
画像上で曲線の接線位置を求める方法Info
- Publication number
- JPH0656281B2 JPH0656281B2 JP59102519A JP10251984A JPH0656281B2 JP H0656281 B2 JPH0656281 B2 JP H0656281B2 JP 59102519 A JP59102519 A JP 59102519A JP 10251984 A JP10251984 A JP 10251984A JP H0656281 B2 JPH0656281 B2 JP H0656281B2
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- contour
- indentation
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、画像上で曲線の接線位置を画像処理技術によ
り求める方法に関する。
り求める方法に関する。
例えばブリネル硬度の測定では、試験片の窪みすなわち
圧痕の直径測定が前提となる。通常、生産現場では、携
帯用の拡大鏡によって圧痕を目視し、その拡大鏡の目盛
から目読によって直径の測定が行われている。しかし、
このような測定方法では、短時間での連続的な測定が不
可能であるから、生産ライン中の全ての製品についての
検査が不可能となる。
圧痕の直径測定が前提となる。通常、生産現場では、携
帯用の拡大鏡によって圧痕を目視し、その拡大鏡の目盛
から目読によって直径の測定が行われている。しかし、
このような測定方法では、短時間での連続的な測定が不
可能であるから、生産ライン中の全ての製品についての
検査が不可能となる。
一方、このような生産ラインにおいて、測定対象の圧痕
を光学的に拡大しながら撮像し、圧痕の画像から直径を
画像処理によって求めることもできる。このような画像
処理により測定でも、直径の測定は、円弧と直径方向の
直線との交点を求めることが前提となっている。しか
し、一般に、試験片の表面が滑らかでなく、曲線の輪郭
部分に凹凸が発生しており、またそれが拡大されると、
その境界が不明確となるため、測定精度が低下する結果
となる。
を光学的に拡大しながら撮像し、圧痕の画像から直径を
画像処理によって求めることもできる。このような画像
処理により測定でも、直径の測定は、円弧と直径方向の
直線との交点を求めることが前提となっている。しか
し、一般に、試験片の表面が滑らかでなく、曲線の輪郭
部分に凹凸が発生しており、またそれが拡大されると、
その境界が不明確となるため、測定精度が低下する結果
となる。
また、円弧上で２つの弦の長さが測定されれば、計算式
によって円の直径が求められる。このような測定方法で
も、やはり上記と同様に、測定精度上の問題があるた
め、同一の製品について、数回の抜き取り検査が行わ
れ、それらの測定値から誤差論に基づいて最確値が求め
られる。しかし、このような測定方法によると、平均値
の計算や統計的な処理がたとえコンピユータによって行
われたとしても、その演算時間が生産ラインのタクトタ
イムよりも長くなってしまうため、生産ラインでの全製
品の連続的な測定方法として不適当である。
によって円の直径が求められる。このような測定方法で
も、やはり上記と同様に、測定精度上の問題があるた
め、同一の製品について、数回の抜き取り検査が行わ
れ、それらの測定値から誤差論に基づいて最確値が求め
られる。しかし、このような測定方法によると、平均値
の計算や統計的な処理がたとえコンピユータによって行
われたとしても、その演算時間が生産ラインのタクトタ
イムよりも長くなってしまうため、生産ラインでの全製
品の連続的な測定方法として不適当である。
したがって本発明の目的は、画像上で、小さな円弧状の
曲線の接線位置を統計的手法によらないで、画像処理の
可能な精度内で求められるようにすることである。
曲線の接線位置を統計的手法によらないで、画像処理の
可能な精度内で求められるようにすることである。
円の直径は、円弧に対する２つの平行な接線の間隔を測
定することによって求められる。しかも、円の輪郭曲線
が不規則なときでも、接線位置は、比較的容易に決定で
きる。
定することによって求められる。しかも、円の輪郭曲線
が不規則なときでも、接線位置は、比較的容易に決定で
きる。
そこで、本発明は、上記の点に着目し、小さい円弧状の
曲線を撮像し、画像上で曲線の輪郭を画素により表現
し、円弧状の曲線に輪郭に対する接線方向の直線上で上
記画素の数を計数し、その計数値の最大値から曲線の接
線位置を求めるようにしている。
曲線を撮像し、画像上で曲線の輪郭を画素により表現
し、円弧状の曲線に輪郭に対する接線方向の直線上で上
記画素の数を計数し、その計数値の最大値から曲線の接
線位置を求めるようにしている。
このような方法は、画像処理技術およびコンピユイタ技
術を応用することによって、高速で、しかも高い精度の
もとで、容易に行える。
術を応用することによって、高速で、しかも高い精度の
もとで、容易に行える。
まず、第１図は、本発明の測定方法による測定装置１の
構成を示している。この測定装置１は、ブリネル硬度の
測定つまり圧痕の直径を測定するためのものであり、光
学的な拡大鏡２、これに連結されたＣＣＤ型のイメージ
センサ３を移動させるための案内装置４、およびこの案
内装置４を駆動するための位置決め制御装置５を備えて
いる。上記拡大鏡２は、低倍率例えば２倍速度の倍率で
あり、対物レンズの側で被測定物のワーク６に向けられ
ており、その上端の接眼レンズ側でＣＣＤ型のイメージ
センサ３に連結されている。このイメージセンサ３は、
画像処理装置７および画像処理用のＣＰＵ８に順次接続
されている。
構成を示している。この測定装置１は、ブリネル硬度の
測定つまり圧痕の直径を測定するためのものであり、光
学的な拡大鏡２、これに連結されたＣＣＤ型のイメージ
センサ３を移動させるための案内装置４、およびこの案
内装置４を駆動するための位置決め制御装置５を備えて
いる。上記拡大鏡２は、低倍率例えば２倍速度の倍率で
あり、対物レンズの側で被測定物のワーク６に向けられ
ており、その上端の接眼レンズ側でＣＣＤ型のイメージ
センサ３に連結されている。このイメージセンサ３は、
画像処理装置７および画像処理用のＣＰＵ８に順次接続
されている。
そして上記案内装置４は、拡大鏡２およびイメージセン
サ３を三次元空間、すなわちＸ・Ｙ・Ｚ方向に移動可能
な状態で保持している。上記位置決め制御装置５は、ワ
ーク６の移動および測定動作つまりＣＰＵ８の制御動作
との関連で、上記拡大鏡２をワーク６の圧痕９の位置ま
で移動させる。
サ３を三次元空間、すなわちＸ・Ｙ・Ｚ方向に移動可能
な状態で保持している。上記位置決め制御装置５は、ワ
ーク６の移動および測定動作つまりＣＰＵ８の制御動作
との関連で、上記拡大鏡２をワーク６の圧痕９の位置ま
で移動させる。
上記測定装置１は、以下のような測定動作を繰り返す。
まず、被測定物のワーク６が例えばタクトタイム２０秒
以内で連続的に測定ステーションまで運ばれ、そこで位
置決めされる。続いて位置決め制御装置５は、案内装置
４を移動させ、拡大鏡２について第１段階の焦点合わせ
および光量調整を行った後、続いてワーク６の切削面１
０から最像対象の圧痕９の探索を行い、拡大鏡２の光軸
をその圧痕９の近くに位置決めした後、自動焦点機能に
よって最終的な焦点合わせを行い、続いて落射照明によ
る光量調整を行う。
以内で連続的に測定ステーションまで運ばれ、そこで位
置決めされる。続いて位置決め制御装置５は、案内装置
４を移動させ、拡大鏡２について第１段階の焦点合わせ
および光量調整を行った後、続いてワーク６の切削面１
０から最像対象の圧痕９の探索を行い、拡大鏡２の光軸
をその圧痕９の近くに位置決めした後、自動焦点機能に
よって最終的な焦点合わせを行い、続いて落射照明によ
る光量調整を行う。
このような焦点合わせ、光量調整および位置決め制御を
行った後に、圧痕９の直径Ｄの測定が開始される。
行った後に、圧痕９の直径Ｄの測定が開始される。
第２図は、圧痕９と直径Ｄとの関係を示す。圧痕９は、
平面状の切削面１０に対して皿状であるから、圧痕９の
輪郭は、曲率の小さな円弧状の曲線となっている。
平面状の切削面１０に対して皿状であるから、圧痕９の
輪郭は、曲率の小さな円弧状の曲線となっている。
最初の位置決めでは、第３図に示すように、拡大鏡２が
圧痕９の輪郭曲線１５の一方に設定されている。ここ
で、イメージセンサ３および画像処理装置７は、拡大鏡
２の光学像を読み取り、Ａ−Ｄ変換の後に、バッフアメ
モリを介して、または直接に、１フレームの画像として
画像メモリ上に記憶し、その位置で輪郭曲線１５の想像
上の接線１１を求め、この接線１１と第１の画面１３ａ
上の基線１４との距離ｘ１を測定する。この測定が完了
した時点で、位置決め制御装置５は、拡大鏡２をＸ軸方
向に適当な移動距離ｄだけ移動させる。この移動距離ｄ
は、求める直径Ｄとの関係で、予め設定されている。こ
のような移動によって、拡大鏡２が第２の画面１３ｂま
で移動している。ここでも同様に輪郭曲線１５の接線１
２と基線１４との距離ｘ２が測定される。このような距
離ｘ１、ｘ２および移動距離ｄが測定されると、求める
圧痕９の直径Ｄは、下記の計算式によって求められる。
圧痕９の輪郭曲線１５の一方に設定されている。ここ
で、イメージセンサ３および画像処理装置７は、拡大鏡
２の光学像を読み取り、Ａ−Ｄ変換の後に、バッフアメ
モリを介して、または直接に、１フレームの画像として
画像メモリ上に記憶し、その位置で輪郭曲線１５の想像
上の接線１１を求め、この接線１１と第１の画面１３ａ
上の基線１４との距離ｘ１を測定する。この測定が完了
した時点で、位置決め制御装置５は、拡大鏡２をＸ軸方
向に適当な移動距離ｄだけ移動させる。この移動距離ｄ
は、求める直径Ｄとの関係で、予め設定されている。こ
のような移動によって、拡大鏡２が第２の画面１３ｂま
で移動している。ここでも同様に輪郭曲線１５の接線１
２と基線１４との距離ｘ２が測定される。このような距
離ｘ１、ｘ２および移動距離ｄが測定されると、求める
圧痕９の直径Ｄは、下記の計算式によって求められる。
Ｄ＝ｄ−ｘ１＋ｘ２ 〔本発明の接線上で曲線位置を求める方法〕 上記の測定では、画像上で、接線１１、１２を求めるこ
とが前提となっている。本発明は、上記のような接線１
１、１２の位置を求めるのに有効である。以下に、それ
を具体的に説明する。
とが前提となっている。本発明は、上記のような接線１
１、１２の位置を求めるのに有効である。以下に、それ
を具体的に説明する。
画面１３ａ上では、圧痕９と切削面１０とは、明度差と
して表現されている。しかし、通常、それらの圧痕９の
内部に明るい点が雑音として存在し、また切削面１３の
部分にも逆に暗い点が画像ノイズとして存在する。
して表現されている。しかし、通常、それらの圧痕９の
内部に明るい点が雑音として存在し、また切削面１３の
部分にも逆に暗い点が画像ノイズとして存在する。
そこで、まず、第４図のような記憶画像について、ノイ
ズ除去のために、領域分割および領域の２値化が行われ
る。この領域分割では、第５図に示すように、ある画像
数の正方形の領域を１単位として、全体的な明度つまり
領域内の各画素の明度の総和を基準値と比較し、その比
較結果に基づいて、その領域を２値化すなわち白または
黒として判別される。このようにしてその分割領域内で
の雑音が除去され、圧痕９と切削面１０との境界部分つ
まり輪郭曲線１５がその粗い分割領域によって２値的に
表現される。このようにして粗い分割画面で画像のノイ
ズが消去される。
ズ除去のために、領域分割および領域の２値化が行われ
る。この領域分割では、第５図に示すように、ある画像
数の正方形の領域を１単位として、全体的な明度つまり
領域内の各画素の明度の総和を基準値と比較し、その比
較結果に基づいて、その領域を２値化すなわち白または
黒として判別される。このようにしてその分割領域内で
の雑音が除去され、圧痕９と切削面１０との境界部分つ
まり輪郭曲線１５がその粗い分割領域によって２値的に
表現される。このようにして粗い分割画面で画像のノイ
ズが消去される。
つぎに、画像上で、求める接線と直交するＸ方向で、隣
り合う黒の画面と白の画面との間で、輪郭曲線１５の範
囲が第６図に示すように、抽出される。そしてこの範囲
内で、輝度の急変する点が第７図に示すように、１つの
画素単位ごとに例えば黒レベルの点１６として表現され
る。このようにして圧痕９の輪郭曲線１５が不連続な点
１６の群によって画素化される。
り合う黒の画面と白の画面との間で、輪郭曲線１５の範
囲が第６図に示すように、抽出される。そしてこの範囲
内で、輝度の急変する点が第７図に示すように、１つの
画素単位ごとに例えば黒レベルの点１６として表現され
る。このようにして圧痕９の輪郭曲線１５が不連続な点
１６の群によって画素化される。
もちろん、この点１６は、イメージセンサ３または画像
処理装置７の内部の画像メモリの分解能すなわち画像の
最小単位の画素と対応している。画像処理装置７での測
定精度は、画素の大きさと対応し、±３／１００（mm）
程度となる。
処理装置７の内部の画像メモリの分解能すなわち画像の
最小単位の画素と対応している。画像処理装置７での測
定精度は、画素の大きさと対応し、±３／１００（mm）
程度となる。
続いて第７図の左側に示すように、求める接線方向つま
りＹ方向で、その直線上の画素数つまり点１６の分布度
数を計数することによって、接線方向での点１６の分布
総数が求められる。この分布総数のうち最大値に対応す
るＸ軸上の位置が圧痕９の輪郭曲線１５の接線１１の位
置として求められる。上記の処理や計数などはＣＰＵ８
によって高速で行われる。このような画像処理によって
接線１１の位置が求められる。なお、この測定時に、画
像がモニターＴＶによって確認できるようになってい
る。以上の画像処理は、他方の接線１２についても、同
様に行われる。
りＹ方向で、その直線上の画素数つまり点１６の分布度
数を計数することによって、接線方向での点１６の分布
総数が求められる。この分布総数のうち最大値に対応す
るＸ軸上の位置が圧痕９の輪郭曲線１５の接線１１の位
置として求められる。上記の処理や計数などはＣＰＵ８
によって高速で行われる。このような画像処理によって
接線１１の位置が求められる。なお、この測定時に、画
像がモニターＴＶによって確認できるようになってい
る。以上の画像処理は、他方の接線１２についても、同
様に行われる。
上記実施例は、圧痕９の直径Ｄとの関連で、閉ループつ
まり輪郭曲線１５の２つの平行な接線１１、１２を求め
ているが、本発明は、二次曲線や三次曲線のような閉ル
ープの曲線の最大値あるいは最小値などの極値を接線か
ら求めるときにも応用できる。
まり輪郭曲線１５の２つの平行な接線１１、１２を求め
ているが、本発明は、二次曲線や三次曲線のような閉ル
ープの曲線の最大値あるいは最小値などの極値を接線か
ら求めるときにも応用できる。
本発明では、求める接線位置が接線と同じ方向での画素
（点）の最大数として求められるから、接線位置が拡大
画像であっても、高い精度のもとに測定できる。またこ
のような測定では、測定値について統計的な手法が必要
とされないから、処理演算時間が短縮化できる。
（点）の最大数として求められるから、接線位置が拡大
画像であっても、高い精度のもとに測定できる。またこ
のような測定では、測定値について統計的な手法が必要
とされないから、処理演算時間が短縮化できる。
第１図は本発明を実施するときの測定装置の概略的ブロ
ック線図、第２図は圧痕部分の拡大断面図、第３図は直
径を算出する場合の説明図、第４図ないし第７図は画面
上から接線位置を求める過程の説明図である。 １……測定装置、２……拡大鏡、３……ＣＣＤ型のイメ
ージセンサ、４……案内装置、５……位置決め制御装
置、６……ワーク、７……画像処理装置、８……ＣＰ
Ｕ、９……圧痕、１０……切削面、１１、１２……接
線、１３ａ、１３ｂ……画面、１４……基線、１５……
輪郭曲線、１６……点。
ック線図、第２図は圧痕部分の拡大断面図、第３図は直
径を算出する場合の説明図、第４図ないし第７図は画面
上から接線位置を求める過程の説明図である。 １……測定装置、２……拡大鏡、３……ＣＣＤ型のイメ
ージセンサ、４……案内装置、５……位置決め制御装
置、６……ワーク、７……画像処理装置、８……ＣＰ
Ｕ、９……圧痕、１０……切削面、１１、１２……接
線、１３ａ、１３ｂ……画面、１４……基線、１５……
輪郭曲線、１６……点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 登志男 富山県東砺波郡福野町二日町1331番地の１ 株式会社ロゼフ内 (72)発明者 上田 健二 富山県東砺波郡福野町二日町1331番地の１ 株式会社ロゼフ内 (56)参考文献 特開 昭55−83972（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】被測定物を撮像して、被測定物の輪郭形状
から所定方向の接線を求める方法であって、撮像した画
像上の輪郭形状から輪郭曲線を抽出して画素化し、求め
る接線方向の直線上で上記輪郭曲線の画素数を計数し、
その計数値の最大値に対応する直線位置から輪郭曲線の
接線位置を求めることを特徴とする画像上で曲線の接線
位置を求める方法。 - 【請求項２】撮像した画像に領域分割およびその分割領
域ごとに２値化処理を行い、分割領域の面積よりも小さ
な画像上のノイズを消去するとともに、高輝度部と低輝
度部との境を形成する曲線の存在する範囲を画像上で求
めてから、その範囲内で低輝度から高輝度への変化位置
を点に変換し、その点群によって画像上で輪郭曲線を表
すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像上
で曲線の接線位置を求める方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102519A JPH0656281B2 (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 画像上で曲線の接線位置を求める方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102519A JPH0656281B2 (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 画像上で曲線の接線位置を求める方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247104A JPS60247104A (ja) | 1985-12-06 |
| JPH0656281B2 true JPH0656281B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=14329594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59102519A Expired - Lifetime JPH0656281B2 (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 画像上で曲線の接線位置を求める方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656281B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102162722A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-08-24 | 广东万濠精密仪器股份有限公司 | 密集型多边测量工件之影像寻边方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5816500B2 (ja) * | 1978-12-19 | 1983-03-31 | 富士通株式会社 | 形状認識処理方式 |
-
1984
- 1984-05-23 JP JP59102519A patent/JPH0656281B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102162722A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-08-24 | 广东万濠精密仪器股份有限公司 | 密集型多边测量工件之影像寻边方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60247104A (ja) | 1985-12-06 |
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