JPH0918687A - 画像変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像パターンの回転に相当する演算を高速に行
なう。 【構成】変換前の画素の座標を（ｘ_a ，ｙ_a ）、該画素
の、変換後の座標を（ｘ _a ´，ｙ_a ´）、所定の定数を
ｃとしたとき、式 ｘ_a ´＝ｘ_a −ｃ・ｙ_a ｙ_a ´＝ｙ_a −ｃ・ｘ_a を用いて各画素を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオカメラ等
により撮影した画像中の画像パターンを変換する画像変
換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば製品の検査等のために
その製品の画像を取り込み、その取り込んだ画像が基準
の画像に合致しているか否かによりその製品の検査を行
なう場合がある。一例として、プリント基板の検査につ
いて説明する。プリント基板の場合、そのプリント基板
上を縦横に延びる配線のうちの一本でも切れていたりあ
るいは細まっていると不合格にする必要がある。そこ
で、プリント基板の検査にあたっては、そのプリント基
板を撮影して画像データを得、一方、基準の配線パター
ンの画像を画像データとして用意しておき、それらの画
像データどうしを対比することにより、プリント基板上
の配線パターンが基準の配線パターンどおりに仕上がっ
ているか否かの検査が行なわれる。

【０００３】ところで、プリント基板等の検査対象物を
撮影するにあたっては、例えばそのプリント基板の側面
を位置制御部材に当てがうなど、撮影カメラに対する検
査対象物の位置決めが行なわれるが、例えばそのプリン
ト基板上の配線パターンとそのプリント基板の側面との
位置関係の誤差、その側面を位置決め部材に当てがった
ときの位置決め誤差等に起因して、画像として取り込ん
だ画像パターンの位置が、各検査対象物毎に少しずつ異
なる。したがって画像として取り込んだ画像パターン
が、あらかじめ用意された基準の画像パターンに合致し
ているか否かを調べるにあたっては、取り込んだ画像を
基準の画像に位置合わせする必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この位置合わせにあた
っては、平行移動と回転が必要となる。位置合わせ前の
画像を構成する。各画素の座標を（ｘ_a ，ｙ_a ）、位置
合わせ後の座標を（ｘ_a´，ｙ_a ´）としたとき、平行
移動の場合は、 ｘ_a ´＝ｘ_a ＋ｄ₁ ……（１） ｙ_a ´＝ｙ_a ＋ｄ₂ ……（２） 但し、ｄ₁ ，ｄ₂ は、それぞれＸ方向，Ｙ方向の移動量
を表わす定数である。の簡単な演算で済むが、回転の場
合、 ｘ_a ´＝ｘ_a ｃｏｓθ−ｙ_a ｓｉｎθ ……（３） ｙ_a ´＝ｘ_a ｓｉｎθ＋ｙ_a ｃｏｓθ ……（４） 但し、θは回転角度を表わす定数である。という、三角
関数を含む演算を行なう必要があり、その演算に時間が
かかり、プリント基板１枚あたりの検査に時間を要する
という問題がある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、上記（３），
（４）の回転に相当する演算を高速に行なうことのでき
る画像変換装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像変換装置は、互いに交わるｘ方向およびｙ方向
にそれぞれ複数ずつ並ぶ、２次元的に配列された複数の
画素から成る２次元画像中の画像パターンを変換する画
像変換装置において、変換前の画素の座標を（ｘ_a ，ｙ
_a ）、該画素の、変換後の座標を（ｘ_a ´，ｙ_a ´）、
所定の定数をｃとしたとき、式 ｘ_a ´＝ｘ_a −ｃ・ｙ_a ……（５） および ｙ_a ´＝ｙ_a −ｃ・ｘ_a ……（６） に従う位置に各画素を移動させる画素移動部を備えたこ
とを特徴とする。

【０００７】

【作用】ここでは、図１を参照して、（５），（６）式
の演算について説明する。図１（Ａ）に示すように、取
り込んだ画像のＸ方向，Ｙ方向に並ぶ画素数をそれぞれ
Ｌ_x ，Ｌ_y とする。このとき、長方形が平行四辺形にな
るように、ｘ方向に角度θ＝ａｒｃｔａｎ（Δｘ／Ｌ
_y ）だけつぶすような処理（ここでは‘ティルト変数’
と称する）を行なう。その場合、座標（ｘ_a ，ｙ_a ）に
あった画素は、 ｘ_a ´＝ｘ_a −（Δｘ／Ｌ_y ）・ｙ_a ……（７） としたとき、（ｘ_a ´，ｙ_a ）に移動する（図１（Ｃ）
参照）。

【０００８】次に図１（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、ｙ
方向に、上記角度θと同一の角度θ＝ａｒｃｔａｎ（Δ
ｙ／Ｌ_x ）だけ、すなわち（Δｘ／Ｌ_y ）＝（Δｙ／Ｌ
_x ）を満足するようにティルト変換を行なう。その場
合、座標（ｘ_a ´，ｙ_a ）にあった画素は、 ｙ_a ´＝ｙ_a −（Δｙ／Ｌ_x ）・ｘ_a ……（８） としたとき、座標（ｘ_a ´，ｙ_a ´）に移動する（図１
（Ｆ）参照）。

【０００９】ところで上記のような、例えばプリント基
板の配線パターンを表わす画像の場合、その画像を取り
込むにあたっては通常そのプリント基板の粗位置決めが
行なわれて撮影されるため、取り込んだ画像を回転させ
る必要がある場合であっても、その回転角は極めて小さ
い。ここでθが微小であるとして、上記式（７），
（８）を、厳密な回転の式（３），（４）と比べると、 ｃｏｓθ≒１ ｓｉｎθ≒θ≒Δｙ／Ｌ_x （＝Δｘ／Ｌ_y ） が成立する場合に、式（７），（８）に示すティルト変
数を行なうことにより、結果的に回転と同一の演算を行
なうことができる。しかも、式（７），（８）は、式
（１），（２）の平行移動の場合とほぼ同様の簡単な演
算であり、高速処理が可能となる。

【００１０】取り込んだ画像の、一画素以下の位置ずれ
は通常問題とはならない。そこで、一例として、ｘ方
向，ｙ方向にそれぞれ並ぶ画素の数Ｌ_x ，Ｌ_y を、 Ｌ_x ＝Ｌ_y ＝５０００ とし、厳密な回転と比べ最大一画素の位置ずれを許容す
ると、 ｃｏｓθ＞１−１／５０００ ∴ ｜θ｜＜１．１４５９・・・・・ ∴ Δｘ≦１００，Δｙ≦１００ を満足する場合、式（７），（８）に基づくティルト変
換により、厳密な回転の式（３），（４）と比べ、一画
素以内の誤差で回転と同等の演算を行なうことができ
る。

【００１１】尚、式（５），（６）では、式（７），
（８）におけるΔｘ／Ｌ_y （＝Δｙ／Ｌ_x ）に代わり、
定数ｃが示されているが、これは、式（７），（８）の
ときは、解り易さのために具体的にΔｘ／Ｌ_y ，Δｙ／
Ｌ_x と置いたのであって、実際のティルト変換にあたっ
ては、必ずしも、ｘ方向，ｙ方向に並ぶ各画素数Ｌ_x ，
Ｌ_y やｘ方向，ｙ方向への最大のシフト量Δｘ，Δｙを
知る必要はないためである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
２は、本発明の画像変換装置の一実施例を示すブロック
図である。この画像変換装置１０からは、図示しない画
像メモリに向けてデータリクエスト信号が出力され、デ
ータリクエスト信号がアサートされている間、その画像
メモリから、この画像変換装置１０に向けて、データス
トローブ信号と同期して画素データが順次入力される。
この画素データの入力の順序は、図１の横方向（ｘ方
向）に並ぶ、ある１つの行の各画素のデータが順次入力
され、その行のデータの入力が終了すると図１の縦方向
（ｙ方向）に１行移ってその移った後の行に並ぶ各画素
のデータが順次入力されるという順序である。ただし、
データリクエスト信号がネゲートされている間は画像デ
ータの入力は中断され、そのデータリクエスト信号が再
びアサートされると、そのネゲートされる直前に入力さ
れた画素データの次の画素データから順に入力が再開さ
れる。

【００１３】この画像変換装置１０において、ｘ−ｙポ
インタ１１は、現在処理中の画素の座標（ｘ_a ，ｙ_a ）
を出力するものであり、ｘ座標ｘ_a 、ｙ座標ｙ_a は、そ
れぞれ、ｙ−シフトメモリ１２、ｘ−シフトメモリ１３
に入力される。ｘ−シフトメモリ１３には、ｙ座標に対
応するｘ方向のシフト量が記憶されており、ｙ座標ｙ_a
が入力されると、ｘ−シフトメモリ１３から、その入力
されたｙ座標ｙ_a に対応するｘ方向シフト量ｘ_s ＝Ｆ
（ｙ_a ）が読み出され、ｘ−ティルトコントローラ１４
に入力される。ｘ−ティルトコントローラ１４は、入力
されたｘ方向シフト量ｘ_s に基づいて、画像上の空白を
意味するブランクデータをその行の先頭に挿入する場合
は、その行の画素データの入力に先立ってデータリクエ
スト信号をネゲートし、かつマルチプレクサ１５からブ
ランクデータが出力されるよう、そのマルチプレクサ１
５を制御する。マルチプレクサ１５から出力されたデー
タ（入力データもしくはブランクデータ）は、ｙ−ティ
ルトコントローラ１６から出力されるメモリライト信号
ＷＲと同期してｘ−ティルトメモリ１７に格納される。
ただし、上述の、その行の先頭にブランクデータを挿入
した場合、挿入したブランクデータの個数分だけ、その
行の後端側のデータが余ることとなり、その場合、その
余った後端側のデータがｘ−ティルトメモリに格納され
るのを防ぐために、その余った後端側のデータがマルチ
プレクサ１５を通過するタイミングで、ｘ−ティルトコ
ントローラ１４からｙ−ティルトコントローラ１６に向
けて出力されるイグノア信号ＩＧＮがアサートされ、ｙ
−ティルトコントローラ１６は、このイグノア信号ＩＧ
Ｎがアサートされている間はメモリライト信号ＷＲの出
力を中断する。

【００１４】ｘ方向に何画素分シフトするかは、データ
リクエスト信号をアサート／ネゲートするタイミング、
マルチプレクサ１５を切り換えるタイミング等により制
御される。尚、ある行の先頭のいくつかのデータを読み
飛し、その読み飛ばしたデータ数と同じ数のブランクデ
ータをその行の後端側に付加する場合も同様である。

【００１５】このようにして、ｘ−ティルトメモリ１７
には、ｘ方向にシフトしたデータが格納される。一方、
ｙ−シフトメモリ１２には、ｘ座標に対応するｙ方向の
シフト量が記憶されており、ｘ座標ｘ_a が入力される
と、そのｙ−シフトメモリ１２から、その入力されたｘ
座標ｘ_a に対応するｙ方向シフト量ｙ_s ＝Ｆ（ｘ_a ）が
読み出され、ｙ−ティルトコントローラ１６に入力され
る。

【００１６】ｙ−ティルトコントローラ１６からは、ｘ
−ティルトメモリ１７に向けて上述したメモリライト信
号ＷＲのほか、メモリリード信号ＲＤが出力される。こ
のメモリリード信号ＲＤは、メモリライト信号ＷＲと同
様、ｘ−ティルトコントローラ１４から入力されるイグ
ノア信号ＩＧＷがアサートされている間はネゲートさ
れ、そのイグノア信号ＩＧＷがネゲートされている間だ
けアサートされる。

【００１７】ｘ−ティルトメモリ１７からは、複数行
（ｘ方向）をそれぞれ構成するｙ方向に並ぶ複数の画素
のデータが同時に読み出されてマルチプレクサ１８に入
力される。ｙ−ティルトコントローラ１６では、ｙ−シ
フトメモリ１２から入力された、現在処理中の画素のｘ
座標ｘ_a に対応するｙ方向シフト量ｙ_s ＝Ｆ（ｘ_a ）に
基づいて、マルチプレクサ１８に同時に入力されたｘ座
標ｘ_a の、複数行にわたる画素データの中から、そのう
ちの１つを出力データとして出力する。

【００１８】このようにして、マルチプレクサ１８から
は、ｙ−ティルトメモリ１７に格納されたデータがｙ方
向にティルト変換されて出力される。尚、ｙ−ティルト
メモリ１７に１フレーム分にわたる画素データ全てを格
納してからｙ方向のティルト変換を行なう必要はなく、
ｙ−ティルトメモリ１７には、ｙ方向のティルト変換の
ために必要な複数行分のデータが格納されていればよ
く、ｙ−ティルトメモリ１７では、ｙ方向にティルト変
換されてデータが１行分出力される毎に、ｘ方向にティ
ルト変換されたデータが１行分上書きされる。

【００１９】このようにして、入力データが順次処理さ
れることにより、高速に、所定の誤差内で、回転処理と
同一の処理が行なわれる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像パターンの高速な回転処理が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における演算アルゴリズムの説明図であ
る。

【図２】本発明の画像変換装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０ 画像変換装置 １１ ｘ−ｙポインタ １２ ｙ−シフトメモリ １３ ｘ−シフトメモリ １４ ｘ−ティルトコントローラ １５ マルチプレクサ １６ ｙ−ティルトコントローラ １７ ｘ−ティルトメモリ １８ マルチプレクサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに交わるｘ方向およびｙ方向にそれ
   ぞれ複数ずつ並ぶ、２次元的に配列された複数の画素か
   ら成る２次元画像中の画像パターンを変換する画像変換
   装置において、 変換前の画素の座標を（ｘ_a ，ｙ_a ）、該画素の、変換
   後の座標を（ｘ_a ´，ｙ_a ´）、所定の定数をｃとした
   とき、式 ｘ_a ´＝ｘ_a −ｃ・ｙ_a および ｙ_a ´＝ｙ_a −ｃ・ｘ_a に従う位置に各画素を移動させる画素移動部を備えたこ
   とを特徴とする画像変換装置。