JPH0743761B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は三角測量の原理で測定した映像信号をビデオ信
号に変換する画像処理装置に関する。

従来の技術 プレス成形したパネルのような測定対象の形状を三角測
量の原理で測定する場合において、スリット光より測定
対象上に形成された投影像を撮影手段で捕らえ、映像手
段からの映像信号スレッショルド信号を越えたときにビ
デオ信号を出力するようになっている。

発明が解決しようとする課題 スレッショルド信号は背景の明るさと無関係に設定され
るので、スレッショルド信号のレベルを低く設定すると
ノイズを拾い易く、スレッショルド信号のレベルを高く
設定すると弱い映像信号を落とし易いというように、相
克する不都合がある。

課題を解決するための手段 そこで、本発明は、背景の明るさの変化パターンに応じ
たスレッショルド信号を形成することにより、照度ムラ
やコトラストが小さい場合等でも、安定してビデオ信号
を検出できるようにした。即ち、本発明に係る画像処理
装置の採用する構成は、映像信号中の背景の明るさの変
化パターンを検出する背景検出回路と、この背景検出回
路の出力と映像信号との差の最大値をコントラスト値と
して検出するピークホールド回路と、このピークホール
ド回路が検出したコントラスト値を記憶するコントラス
トホールド回路と、これらコントラストホールド回路の
出力と背景検出回路の出力とを重畳することにより映像
信号中の背景の明るさの変化パターンに応じたパターン
を有するスレッショルド信号を形成し、映像信号がこの
スレッショルド信号を越えたときにビデオ信号を出力す
るビデオ回路と、を備えたことを特徴としている。

作用 例えば建屋の照明や太陽光等の外乱光が測定対象に入射
したり、照明ムラ等があると、ある部分の明るさが局所
的に増大したりして、映像信号中の背景の明るさが波を
うったように変化し、波形のパターンを呈することがあ
る。そこで、この波のように変化する可能性のある背景
の明るさの変化パターンを検出して、当該変化パターン
に沿ったパターンを有するスレッショルド信号を形成す
ることにより、背景の明るさの変化に影響されずに、安
定的にビデオ信号を得ることができる。

即ち、背景検出回路が検出した映像信号中の背景の明る
さの変化パターンの値と映像信号との差の最大値をピー
クホールド回路で検出し、この値をコントラスト値とし
てコントラストホールド回路に記憶しておき、この記憶
されたコントラスト値と背景の明るさの変化パターンと
を重畳することによって、当該明るさの変化パターンに
応じたパターンを有するスレッショルド信号を生成する
ことができる。従って、このスレッショルド信号を用い
て二値化すれば、前記明るさの変化パターンに影響され
ないビデオ信号を得ることができる。

実施例 第1,2図に示すように、１は測定対象であって、例えば
所定の形状にプレス成形されたパネルである。２は計測
ユニットであって、照射手段３と撮像手段４とを備え、
照射手段３から発射したスリット光Ｌを測定対象１に照
射、投影し、この投影像を撮像手段４で撮像して電気量
に変換し、映像信号Q₄として出力する。10は画像処理装
置であって、同期分離回路11と、ピークホールド回路12
と、コントラストホールド回路13と、背景検出回路14
と、ビデオ回路15と、ダーク警報回路16と、背景警報回
路17と、ブライト警報回路18とを備えて大略構成されて
いる。

ここで、ピークホールド回路12は、第２図（Ａ）に示す
如く、撮像手段４から同期分離回路11を経た映像信号Q₄
の最高値V₁と後述する背景検出回路14を出力Q₁₄のホー
ルド値V₂との差であるコントラスト値を、ピークホール
ドすることにより検出し、このコントラスト値を第２図
（Ｂ）に示す出力Q₁₂としてコントラストホールド回路1
3に与えるものである。また、このピークホールド回路1
2は、同期分離回路11からタイマ12aを経て入力される水
平同期信号Ｈでリセットされるようになっている。

コントラストホールド回路13は、ピークホールド回路12
から供給されたコントラスト値たる出力Q₁₂を、サンプ
ルホールド指令信号Q_13aによって次の水平同期タイミン
グまで、第２図（Ｃ）に示す如く出力Q₁₃として記憶す
るものである。このサンプルホールド指令信号Q_13aは、
同期回路11からの水平同期信号Ｈとピークホールド回路
12のタイマ12aからインバータゲート12bを経たリセット
信号Q_12bとを入力するアンドゲート13aの出力として構
成されている。

背景検出回路14は、撮像手段４から同期分離回路11を得
た映像信号Q₄をホールド指令信号Q_14cによりカットして
サンプルホールドすることにより、第２図の（Ｄ）に示
す如く、映像信号Q₄中の背景の明るさの変化パターンを
出力Q₁₄として検出すると共に、同期分離回路11からの
水平同期信号Ｈと垂直同期信号Ｖとを入力とするオアゲ
ート11aからの出力Q_11aによってリセットされるもので
ある。

ここで、このホールド指令信号Q_14cは、オアゲート11a
の出力Q_11aを入力とするインバータゲート14aからの出
力Q_14aと比較器14bからの出力Q_14bとを入力とするアン
ドゲート14cの出力として構成されている。また、比較
器14bは、映像信号Q₄が背景レベル設定器14dから時定数
回路14eを経た背景レベルを越えたときに、アンドゲー
ト14cに信号Q_14bを出力するようになっている。

即ち、この背景検出回路14は、第２図（Ａ）中に示す如
く、例えば照射手段３の照明ムラ等によって局所的に明
るい部分Ｂが生じた映像信号Q₄から、高周波成分として
把握できる細かな微小な波形変化とスリット光Ｌの投影
像とノイズＮとを捨象して、全体として大きく波をうっ
たような形状の波形を生成し、このなだらかな波形を映
像信号Q₄中の背景の明るさの変化パターンQ₁₄として、
ピークホールド回路12に出力するものである。そして、
上述したピークホールド回路12は、この背景の明るさの
変化パターンQ₁₄と映像信号Q₄との差を求め、この差分
の最大値、つまり第２図（Ａ）中の（V₁−V₂）をピーク
ホールドすることにより検出し、これをコントラスト値
Q₁₂としてコントラストホールド回路13に出力している
のである。

なお、ここで、本明細書にいう「背景の明るさ」とは、
映像手段４で撮像した画像信号Q₄中のうち、検出対象で
あるスリット光Ｌの投影像を除いた部分の明るさをい
い、「背景の明るさの変化パターン」とは、スリット光
Ｌの投影像を除いた部分の明度が水平走行線に沿って変
化する状態、つまり第２図（Ｄ）のQ₁₄をいう。また、
本明細書にいう「映像信号のコントラスト値」とは、ス
リット光の投影像と背景との差、つまり第２図（Ｂ）の
Q₁₂をいう。

さて、ビデオ回路15は、コントラストホールド回路13の
出力Q₁₃と背景検出回路14の出力Q₁₄とを重畳することに
より、第２図（Ｅ）に示す如く、スレッショルド信号Ｓ
を形成する。ここで、このスレッショルド信号Ｓは、波
をうったような形状を有する背景の明るさの変化パター
ンQ₁₄をコントラスト値Q₁₃でかさ上げしたものであるか
ら、信号レベルこそ高いものの、全体としては背景の明
るさの変化パターンQ₁₄に沿った形状になっている。そ
して、ビデオ回路15は、増幅器15aで増幅したスレッシ
ョルド信号Ｓと映像信号Q₄とを、増幅器15aの後段に設
けられた比較器15bに入力して比較することにより、映
像信号Q₄がスレッショルド信号Ｓのレベルを越えたとき
に、ビデオ信号Q₁₅としてのパルス信号を出力するよう
になっている。

ダーク警報回路16は、コントラストホールド回路13から
の出力Q₁₃をダークレベル設定器16aからの出力Q16_aと比
較し、映像信号Q₄の最高値V₁と最低値V₂との差Q₁₃（V₁
−V₂）が所定のダークレベル以下になったとき、ダーク
アラームQ₁₆を出力する。このダークアラームQ₁₆は同期
分離回路11からの水平同期信号Ｈによりリセットされ
る。

背景警報回路17は、背景検出回路14からの出力Q₁₄を背
景レベル設定器17aで設定された所定のレベルQ_17aと比
較し、第３図（Ａ）に示す映像信号Q₄の背景の明るさの
変化パターンであるQ₁₄が、第３図（Ｂ）に示す如く、
所定のレベルQ_17a以上になったときに、第３図（Ｃ）を
示す通り、バックグランドブライトアームQ₁₇を出力す
る。そして、このバックグランドブライトアラームQ₁₇
は、同期分離回路11からの水平同期信号Ｈによりリセッ
トされる。

ブライド警報回路18は、比較器18aで映像信号Q₄を飽和
値設定器18bからの出力Q_18bと比較し、所定の飽和レベ
ル以上の映像信号Q₄がタイマ18cで設定された所定時間
以上持続したときに、ブライトアラームQ₁₈を出力する
ものである。このブライトアラームQ₁₈は同期分離回路1
1からの水平同期信号Ｈでリセットされる。

以上の実施例構造によれば、第２図（Ａ）に示す如く、
撮像手段４からの映像信号Q₄が出力された状態におい
て、ピークホールド回路12は、背景検出回路14で検出さ
れた背景の明るさの変化パターンQ₁₄と映像信号Q₄との
差の最大値たるコントラスト値Q₁₂を、第２図（Ｂ）に
示す如く記憶する。そして、コントラストホールド回路
13は、サンプルホールド指令信号Q_13aが入力されること
によって、第２図（Ｃ）に示す如く、映像信号Q₄のコン
トラスト値Q₁₂の最大値をQ₁₃として記憶する。

一方、背景検出回路14は、第２図（Ｄ）に示す如く、上
述したホールド指令信号Q_14cによって映像信号Q₄をカッ
トすることにより、背景の明るさの変化パターンをQ₁₄
として検出する。そして、ビデオ回路15は、第２図
（Ｅ）に示す如く、背景検出回路14からの出力Q₁₄とコ
ントラストホールド回路13からの出力Q₁₃とを経験則で
定められる一定の比率Ｋで重畳することにより、背景の
明るさの変化パターンQ₁₄に応じたスレッショルド信号
Ｓを生成し、映像信号Q₄が、この背景の明るさの変化パ
ターンQ₁₃を取り込んだスレッショルド信号Ｓを越えた
ときに、第２図（Ｆ）に示す如く、ビデオ信号としての
パルス信号Q₁₅を出力する。

従って、本実施例によれば、例えば照明ムラや外乱光等
によって背景の明るさに局所的な変動が生じた場合で
も、この背景の明るさの変化パターンQ₁₄を取り込んだ
スレッショルド信号Ｓ、つまり背景の明るさの変化パタ
ーンQ₁₄に応じた曲線状のパターンを有するスレッショ
ルド信号Ｓを自動的に形成して二値化できるため、安定
してスリット光Ｌの投影像を検出することができ、検出
精度や信頼性が大幅に向上する。

即ち、従来の固定スレッショルド信号による二値化で
は、背景が局所的に明るくなると、この局所的に明るい
部分まで拾ってしまう。また、スリット光Ｌの投影像と
背景の明るさとの差が少ない場合、つまりコントラスト
が小さい場合は、ノイズまで検出してしまうので、検出
精度が低く、安定性に欠ける。これに対し、本実施例で
は、背景の明るさの変化パターンをQ₁₄として検出し、
この変化パターンQ₁₄とコントラスト値Q₁₃とを一定の比
率Ｋで重畳することにより、背景の明るさの変化パター
ンQ₁₄に応じたパターンを有する曲線状のスレッショル
ド信号Ｓを生成できるため、かかる背景の明るさのムラ
が発生したり、コントラストが低い場合でも、安定した
検出を行うことができる。

発明の効果 以上詳述した通り、本発明によれば、背景の明るさの変
化パターンに応じたパターンを有するスレッショルド信
号を自動的に形成して二値化できるため、例えば照明ム
ラや外乱光等によって背景の明るさに局所的な変動を生
じたり、背景と投影像とのコントラストが小さかった
り、あるいはノイズが発生した場合でも、安定して投影
像を検出することができ、信頼性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第2,3図は同
実施例の作用を説明するための各部の波形図である。 12……ピークホールド回路、13……コントラストホール
ド回路、14……背景検出回路、15……ビデオ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号中の背景の明るさの変化パターン
   を検出する背景検出回路と、この背景検出回路の出力と
   映像信号との差の最大値をコントラスト値として検出す
   るピークホールド回路と、このピークホールド回路が検
   出したコントラスト値を記憶するコントラストホールド
   回路と、これらコントラストホールド回路の出力と背景
   検出回路の出力とを重畳することにより映像信号中の背
   景の明るさの変化パターンに応じたパターンを有するス
   レッショルド信号を形成し、映像信号がこのスレッショ
   ルド信号を越えたときにビデオ信号を出力するビデオ回
   路と、 を備えたことを特徴とする画像処理装置。