JPH08315112A

JPH08315112A - 画像取込装置

Info

Publication number: JPH08315112A
Application number: JP7116809A
Authority: JP
Inventors: Yukiyoshi Kato; 享良加藤; Masakazu Okada; 政和岡田; Manabu Araoka; 学荒岡; Takayuki Yoneoka; 孝幸米丘; Keiichi Nakazato; 桂一中里; Mikio Kuroki; 幹雄黒木
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Process Computer Engineering Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Process Computer Engineering Inc
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【構成】外部との全体処理を行うプロセッサ１０１と、
各撮像装置カメラからの画像信号の処理を行うプリプロ
セッサ１０９を含み、フォトセンサ受付回路１０２の信
号により、シャッタ作動回路１０５は、対象物の移動速
度を求める。撮像装置の電子シャッタ速度は、シャッタ
作動回路からのフリップフロップ１０７への設定タイミ
ングで決まる。各撮像装置からの画像信号はＡ／Ｄ変換
器１０４により、デジタル信号に変換されメモリ１１０
に一旦記憶される。プリプロセッサは、自メモリ内に認
識処理に必要なデータがメモリ内にあれば、プロセッサ
に報告する。そして、プロセッサの指示に従い、エリア
のデータをモニタ用メモリ１１２に伝送する。【効果】高速に移動する対象から、文字，記号等の認識
を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像取込装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数台の撮像装置を用いて、広域エリア
の画像取り込み方法としては、特開昭63−14281 号公報
がある。複数台の撮像装置で撮像すれば、対象となる小
さな文字エリアの全体像がどれか１台の撮像装置には撮
像されることになり、簡単な画像処理により解決できる
と考えている。低速の生産ラインであれば、１台の撮像
装置に全体像が撮像される可能性も高く、また、数回の
画像取り込みも可能である。しかし、生産ラインでは、
効率向上が要求されてきており、生産ラインの高速化は
益々必至となってきている。特に、高速の鉄鋼生産ライ
ン（２００Kｍ／Ｈｒ相当）に画像処理装置を適用する
場合には、１台の撮像装置に全体像が撮像されることは
不可能であり、１度撮像に失敗すると対象物は、次の生
産ラインに移動してしまう。従って、複数の撮像装置が
捉えた画面の画像信号を統合，編集して、対象物の全体
像を捉えた画像を得る必要がある。その画像の中から、
必要な部分を抽出し、処理する機能が要求される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】広いエリアを撮像し、
その中から移動する対象の特定エリアを抽出し、その抽
出した部分の文字等を認識できるようにすることであ
る。そのため、複数台の撮像装置で広いエリアを撮像
し、移動対象の静止画に近い画像を得る必要がある。ま
た、撮像装置間の画像信号を統合，編集して、全体が１
画面になるようにし、任意の部分または全体を画像とし
て抽出できるようにする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】複数台の撮像装置で得ら
れた映像が画像処理ができるためには、対象が移動して
いるので、撮像装置間の撮像タイミングを同期させ、静
止画に近い画像を得る必要がある。また、各々の画面の
画像信号を統合，編集できるためには、画面の位置調整
機能が必要である。

【０００５】

【作用】撮像タイミングを同期させるために、制御装置
からの各種タイミングにより全撮像装置のもつ電子シャ
ッタを同期化して作動させる。また、その後の画像処理
信号も同一クロックを基準に動作させる。

【０００６】各々の画面の画像信号を統合，編集できる
ように、各々の撮像装置からの画像信号は、一旦メモリ
に記録する。その後、モニタ用画面に表示する。表示用
の映像用メモリに読み出し，モニタ用画面から撮像装置
の撮像位置を認識し、調整できるようにする。画面の位
置調整は移動量入力（例、マウス）から、モニタを見な
がら行う。

【０００７】

【実施例】本発明の実施の一例について各図より説明す
る。

【０００８】図２より、全体構成と動作の概略について
述べる（動作の詳細については図１により後述する）。
生産ラインにおいて、製品８はベルトコンベア１０に載
り、移動している。製品に貼り付けられた用紙９の文字
を自動認識させようとすると、製品に比較して文字の占
める領域は極端に小さい。また、製品の置かれる位置
が、固定されていないので、文字の通過場所も不安定で
ある。そのため、広いエリアを撮影し、その中から文字
領域を捜し、認識する必要がある。

【０００９】２個のホトセンサ４が移動する製品を検出
する。互いの検出時間の差から、製品の移動速度を制御
装置１は算出する。検出時間および移動速度から、固定
設置してある各撮像装置５の前を通過する時刻は予測で
きる。電子シャッタの動作時刻とシャッタ時間幅を決め
た制御装置は、製品が撮像装置の前を通過する時に、各
撮像装置のシャッタを同期させて作動させる。

【００１０】また、シャッタ時間幅によっては、露光不
足になる。その対策として、照明装置７を準備する。シ
ャッタ時間幅と必要露光量との関係を、予め測定してお
き、制御装置内にテータとして、記憶しておく。シャッ
タ時間幅が決定した時点で、メモリから必要露光量を参
照して、その値に基づき、照明装置の調光装置６を制御
してやる。

【００１１】同一タイミングで得られた画像信号を各撮
像装置から取り込んだ制御装置は、得られた画像を合
成，編集したりして、モニタ３に出力することができ
る。調整時は、入力装置２からの操作から表示制御する
が、オンライン時は、入力装置２からの操作は不要で、
制御装置が自動的表示および認識処理を行うことにな
る。なお、入力装置２には、操作選択および値設定用装
置(例えば、キーボード)，画像間の位置調整用の変動量
設定装置（例えば、マウス）等を備えている。

【００１２】全体の処理を行っている制御装置について
図１により、説明する。

【００１３】外部とのインターフェイス等の全体処理を
行っているのが、プロセッサ１０１である。各撮像装置
からの画像信号の処理を行っているのが、プリプロセッ
サ１０９である。

【００１４】フォトセンサ受付回路１０２は、センサか
らの信号を波形整形し、制御装置内で扱える信号にレベ
ル変換する。レベル変換した信号を、シャッタ作動回路
105に伝える。シャッタ作動回路の構成と動作を、図３
（ａ）により説明する。フォトセンサ信号１(先頭の信
号)からの信号がスタート信号となり、計数回路１２１
の内容をクリヤし、アクティブな状態にする。そして、
計数回路はクロック回路１０６からのパルス出力をカウ
ントする。次にフォトセンサ信号２（後の信号）からの
信号がストップ信号となり、計数回路の動作を停止させ
る。その後、停止時の計数値を保持する。その計数値を
２Ｎ倍した値を、遅延回路１２２を通過するストップ信
号により、プリセット機能付レジスタ１２３にセットす
る。フォトセンサ信号間の距離の２Ｎ倍した距離に、フ
ォトセンサ信号２と撮像装置群の距離を設定しておけ
ば、移動対象が撮像装置の前を通過する時間に相当する
値がセットされたことになる。また、ストップ信号をプ
ロセッサに割込み信号として、入力する。プロセッサ１
０１は割込み信号を検知すると、計数回路１２１の内容
を取り込む。その値より、対象物の移動速度を算出す
る。図６に示すような、移動速度に対応する電子シャッ
タおよび必要露光量の換算用テーブルを予め準備してお
く（実験によるデータ収集が必要）。取り込んだ値か
ら、テーブルを参照して、電子シャッタ速度に対応する
値をプリセット機能付レジスタ１２４に設定する。

【００１５】また、照明装置７の制御も、テーブルを参
照して、移動速度より、必要露光量に対応するデータを
レジスタ１１１（図１参照）に設定する。設定値の値は
Ａ／Ｄ変換器により、アナログ量に変換される。そのア
ナログにより、調光装置６を可変制御してやる。レジス
タ１２３の内容は、基準クロック１０６のパルスにより
減算が行われ、値がゼロになった時点で、プリセット機
能付レジスタ１２４はアクティブな状態になる。その時
点で、フリップフロップ１０７（図１参照）がセットさ
れ、出力がオンとなる。オン状態でシャッタを開ける動
作が開始される。基準クロック１０６のパルスにより減
算が行われ、カウンター内がゼロになっった時点で、フ
リップフロップはオフとなり、シャッタは閉じる。

【００１６】そのタイミング動作を図３（ｂ）に示す。
スタート信号，ストップ信号により、計数回路は入力パ
ルス数を積算していく。そして、積算値の２Ｎ倍の値
が、プリセット機能付レジスタにセットされ、基準クロ
ック１０６のパルスに同期して減算される。プリセット
機能付レジスタ１２４に設定された値も基準クロック１
０６のパルスに同期して減算される（フリップフロップ
１０７のタイミング動作は図５を参照）。

【００１７】次に、図４，図５により撮像装置のもつ電
子シャッタ側の同期化動作について説明する。レンズ５
１は集光用である。ＣＣＤ５２は半導体撮像素子であ
る。ＣＣＤの特性として、電極に電圧を印加した状態
で、照光すると、照光量に対応した電荷が蓄積される。
従って、無印加状態で待機させ、必要時のみ印加すれ
ば、任意のタイミング時の入射光量が測定できる。その
タイミングを、移動対象が撮像装置の前を通過する時に
合わせればよい。

【００１８】制御装置からの電子シャッタ動作指令信号
（フリップフロップ１０７の出力）に基づき、各撮像装
置は動作する。また、タイミング発生回路５３は制御装
置からの基準クロックに基づき、得られた画像信号を制
御装置に伝送する。

【００１９】次に、各撮像装置からの画像信号の処理に
ついて説明する。各撮像装置からの画像信号はＡ／Ｄ変
換器１０４により、デジタル信号に変換されメモリ１１
０に一旦記憶される。図５に、電子シャッタ動作指令信
号と映像信号走査用クロックのタイミングを示す。

【００２０】また、各撮像装置はほぼ同一の面積を撮像
し、対象物の全部が確実に撮像できるように、互いに隣
接部を重複して撮影する位置に設定する（図７参照）。
従って、画面合成する際、互いの画像間の位置調整が必
要となる。そのために、映像メモリ１１２には隣接し合
う４台の撮像装置からの画像信号を記憶できるようにし
てある。その記憶したデータ領域のどこを表示するか
は、入力装置２に備えてある操作選択および値設定用装
置（例えば、キーボード）から選択できる。また、画像
の移動は変動量設定装置（例えば、マウス）から行う。

【００２１】位置の調整方法について説明する。モニタ
には１画面分の画像しか表示できないので、４画面分の
画像を切り出しながら、調整する必要がある。調整時は
隣接する４画面の中央をモニタに表示する。図７の斜線
部が該当する。

【００２２】調整は図８に示すように、縦，横の移動だ
けでなく、回転移動も必要なので、マウス等の装置は適
している。

【００２３】その手順を図９により説明する。画面調整
をする時は、キーボードより割込み信号を外部割込み受
付回路１０３を介して、プロセッサ１０１に入力する。
プロセッサは割込みにより、画面調整モードに移行す
る。画面調整モードになったのを確認後、キーボードよ
り表示すべきアドレスの先頭番地を設定する。但し、隣
接する４画面の中央がモニタに表示されるアドレスを設
定する。

【００２４】例えば、１番左上の位置を撮像している撮
像装置の画像を基準にして、各画像の位置合わせを行
う。次に右上の画像を調整用画像として選択する。選択
後、マウスにより位置調整を行う。操作員がマウスを移
動すると、その移動量に対応して、選択画面が移動す
る。基準画面と選択画面との位置をモニタで確認しなが
ら、一致するよう位置調整を行う。目視により確認し
て、互いの位置が一致したと判断できた時点で、次の調
整用画面を選択する。そのような操作を順次行い、全画
面について位置調整を行った時点で終了とする。

【００２５】次にオンラインで、撮像画像の認識，伝送
処理の動作について説明する。

【００２６】プリプロセッサ１０９は、伝送されてき
て、一旦メモリ１１０内に記憶されたデータから、認識
処理に必要なデータの有無を確認する。自メモリ内に対
象物のデータがあれば、そのデータの存在する先頭番地
（常に左上を先頭とする）と存在の有無をプロセッサに
報告する。プロセッサは、各プリプロセッサの情報か
ら、対象として認識すべき画像の存在領域を算出して、
該当プリプロセッサに伝送すべきデータ領域を指示す
る。プロセッサの指示に従い、プリプロセッサは指定エ
リアのデータをモニタ用メモリに伝送する。この動作に
より、４画面分の画像データが映像メモリに記憶され
る。プロセッサは、その記憶データの中から、認識すべ
き画像の存在領域を切り出して、モニタ上に表示した
り、認識用の画像処理を行う。

【００２７】また、１台の撮像装置で、対象の全画像を
撮像できた場合は、プリプロセッサ側で、画像認識処理
等を行い、その結果のみをプロセッサに伝送する。

【００２８】モニタ用メモリには、左上の画面に相当す
るアドレスに、１台分の全データを送る。プロセッサは
左上の画面を表示するよう指示する。

【００２９】その事により、処理の高速化が可能とな
る。

【００３０】上記説明では、４画面の例で説明したが、
画面数には限定されない。図１０のような２０（５×
４）画面でも、本発明を適用できる。各プリプロセッサ
で前処理をしているので、処理速度が遅くなることもな
い。

【００３１】

【発明の効果】効率向上が図られている生産ラインで
は、高速化要求が必至である。特に、鉄鋼の生産ライン
に画像処理装置を適用する場合には、複数台の撮像装置
を準備しても、１台の撮像装置に対象物の全体像が撮像
される確率は極めて低い。

【００３２】従って、各々の撮像装置の画像信号を同期
化して撮像することにより、広域エリアの静止画相当の
画像を得ることにより、高速移動体の画像処理が実現す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体制御を行う制御装置のブロック
図。

【図２】本発明を適用するシステム構成の説明図。

【図３】シャッタ動作回路の構成と動作の説明図。

【図４】電子シャッタの動作の説明図。

【図５】電子シャッタのタイミングチャート。

【図６】プロセッサ内のテーブル表の説明図。

【図７】撮像装置間の画面合成の説明図。

【図８】撮像装置間の位置調整の説明図。

【図９】位置調整の作業を説明するフローチャート。

【図１０】多数の撮像装置間の画面合成の説明図。

【符号の説明】

１…制御装置、２…入力装置、３…モニタ、４…ホトセ
ンサ、５…撮像装置、６…調光装置、７…照明装置、８
…対象製品、９…認識対象、１０１…プロセッサ、１０
９…プリプロセッサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田政和茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者荒岡学茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者米丘孝幸茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者中里桂一茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者黒木幹雄茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の撮像装置に対して撮像用タイミング
を同期化させるシャッタ動作制御信号を発生する機能
と、複数の撮像装置からの画像信号を受けて各々の１画
面分の画像信号をメモリに記録する機能と、記録された
各々の画面の画像信号を統合，編集して、複数の撮像装
置が捉えた画像の内の任意の部分または全体を画像とし
て処理する機能とを備えたことを特徴とする画像取込装
置。
【請求項２】請求項１において、対象物体の移動速度を
測定して、測定値より同期化を図るための撮像装置の電
子シャッタ速度，動作タイミングを自動算出して、各撮
像装置の動作タイミングを同期化制御する機能を備えた
画像取込装置。
【請求項３】請求項１において、記録された各々の画面
の画像信号を統合，編集して、複数の撮像装置が捉えた
画像の内の任意の部分または全体を画像として処理する
ために、外部より画像間の位置調整する機能を備えた画
像取込装置。