JPS603273A - 画像２値化閾値設定方式 - Google Patents
画像２値化閾値設定方式Info
- Publication number
- JPS603273A JPS603273A JP58109374A JP10937483A JPS603273A JP S603273 A JPS603273 A JP S603273A JP 58109374 A JP58109374 A JP 58109374A JP 10937483 A JP10937483 A JP 10937483A JP S603273 A JPS603273 A JP S603273A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brightness
- image processing
- image
- binarization threshold
- threshold value
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/40—Picture signal circuits
- H04N1/403—Discrimination between the two tones in the picture signal of a two-tone original
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Image Input (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、画像処理システムにおいて、濃淡（多値）画
像データを２値化するときに、その閾値を照明条件に応
じて適切に設定するだめの画像Ｚ ｉｉｉ化閾化膜値設
定方式するものである。
像データを２値化するときに、その閾値を照明条件に応
じて適切に設定するだめの画像Ｚ ｉｉｉ化閾化膜値設
定方式するものである。
多値画像データは、通常、６〜８ビツトのディジタルデ
ータとして扱われ、それについて各種の画像処理が行わ
れる。
ータとして扱われ、それについて各種の画像処理が行わ
れる。
２値画像処理では、上記のような多値画像データを２値
化するだめの閾値が必要となる。その閾値は、照明粂件
、対象物表面状態（色など）、光学系、センサ感度など
によって大きく変動する。
化するだめの閾値が必要となる。その閾値は、照明粂件
、対象物表面状態（色など）、光学系、センサ感度など
によって大きく変動する。
上記諸条件が一定の場合には、異なる多値画像データに
対して同一の閾値を用いることができ、オンライン・リ
アルタイムの画像処理システムをも構成することができ
る。しかし、一般に照明条件に関しては一定に保つよう
な制御が困難である。
対して同一の閾値を用いることができ、オンライン・リ
アルタイムの画像処理システムをも構成することができ
る。しかし、一般に照明条件に関しては一定に保つよう
な制御が困難である。
したがって、照明条件の制御ができない場合には、画像
データを取り込む都度、適正な閾値に設定し直す必要が
ある。これは、オンライン・リアルタイムのシステムで
は、自動的に高速で行わなければならない。
データを取り込む都度、適正な閾値に設定し直す必要が
ある。これは、オンライン・リアルタイムのシステムで
は、自動的に高速で行わなければならない。
一般に、２値画像処理を行うのに適した場合として、２
次元の多値画像の各画素の明るさく多値データ）の分布
について、その明部、′暗部に各゛１箇所のピークがあ
るようなときには、その中間の低頻度の明るさに対応し
て２値化閾値を設定すれば、正しい２値化が行われる。
次元の多値画像の各画素の明るさく多値データ）の分布
について、その明部、′暗部に各゛１箇所のピークがあ
るようなときには、その中間の低頻度の明るさに対応し
て２値化閾値を設定すれば、正しい２値化が行われる。
このような設定条件は、統計的解析によってめることが
できるものであって、従来方式は、自動的に閾値を決定
するだめの手法として、それを専ら用いてきた。
できるものであって、従来方式は、自動的に閾値を決定
するだめの手法として、それを専ら用いてきた。
しかしながら、上記のような統計的解析による手法は’
Ｉ Ｗｌ″算量が非常に多いので、すべての画像データ
を読み出すには、例えば画像サイズが２５６（画素）Ｘ
２５６（画素）の場合でも、２５６Ｘ２５６回もの膨大
なメモリアクセスを必要とし、オンライン・リアルタイ
ムの画像処理を困雛なものにしていた。
Ｉ Ｗｌ″算量が非常に多いので、すべての画像データ
を読み出すには、例えば画像サイズが２５６（画素）Ｘ
２５６（画素）の場合でも、２５６Ｘ２５６回もの膨大
なメモリアクセスを必要とし、オンライン・リアルタイ
ムの画像処理を困雛なものにしていた。
本発明の目的は、上記し／に従来技術の欠点をなくシ、
多値画像データを２値化するときに、その閾値を照明条
件に応じて適切に短時間で設定することができる画像２
値化閾値設定方式を提供することにある。
多値画像データを２値化するときに、その閾値を照明条
件に応じて適切に短時間で設定することができる画像２
値化閾値設定方式を提供することにある。
本発明に係る画像２値化閾値設定方式の構成は、多値画
像データを２値化して当該２値画像処理を行う画像処理
システムにおいて、その視野内の一定位置に固定した標
識を設け、上記視野内の照明条件に応じて上記標識の明
るさと、それに応じた適正な２値化閾値との関係をめて
おき、２値画ゴ象処理に当り、その都度、上記関係から
標識の明るさに応じた適正な２値化閾値を設定し、上記
視野内の画像処理対象の物品の多値画像データを２値化
するようにしたものである。
像データを２値化して当該２値画像処理を行う画像処理
システムにおいて、その視野内の一定位置に固定した標
識を設け、上記視野内の照明条件に応じて上記標識の明
るさと、それに応じた適正な２値化閾値との関係をめて
おき、２値画ゴ象処理に当り、その都度、上記関係から
標識の明るさに応じた適正な２値化閾値を設定し、上記
視野内の画像処理対象の物品の多値画像データを２値化
するようにしたものである。
なお、これを補足して以下に説明する。
多値画像データを２値化するだめの適正な２値化閾値は
、照明条件によって変化するが、従来方式では、前述の
ように、画面内の全画素の明るさの分布状況に着目し、
膨大な計算によって２値化閾値を決定していた。
、照明条件によって変化するが、従来方式では、前述の
ように、画面内の全画素の明るさの分布状況に着目し、
膨大な計算によって２値化閾値を決定していた。
本発明においては、照明条件の変化に関係する照明の明
るさを測定し、それによって適正な閾値を決定するよう
にしている。すなわち、照明の明るさを計測するために
、画面に入るべき視野内の一定位置に常にＩＴ−Ｊ−の
標識を設けておき、その標識上の基本的な数点の画素デ
ータを参照して当該多値画像データの入力時の照明の明
るさをめる。
るさを測定し、それによって適正な閾値を決定するよう
にしている。すなわち、照明の明るさを計測するために
、画面に入るべき視野内の一定位置に常にＩＴ−Ｊ−の
標識を設けておき、その標識上の基本的な数点の画素デ
ータを参照して当該多値画像データの入力時の照明の明
るさをめる。
あらかじめ、照明の明るさと適正な２値化閾値との関係
をめておくことにより、照明条件に応４ヒＪ じた適正な２値牛閾値を直ちにめることができる。
をめておくことにより、照明条件に応４ヒＪ じた適正な２値牛閾値を直ちにめることができる。
適正な２値化閾値には、ある程度の幅があり、捷だ、と
りつる値の範囲にも画素の値の定義域（すなわち画像情
報）による制限があるが、通常０〜２５５程度の比較的
に狭い範囲に限られる。
りつる値の範囲にも画素の値の定義域（すなわち画像情
報）による制限があるが、通常０〜２５５程度の比較的
に狭い範囲に限られる。
したがって、上記間るさと適正な２値化閾値との関係は
簡単な関数で容易に表わしうるものである。
簡単な関数で容易に表わしうるものである。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第１図は、画像処理の対象となる物品の一例の説明図、
第２図は、その表面の一直線上の明るさと設定すべき２
値化閾値の許容変動範囲との説明図、第３図は、本発明
に係る画像２値化閾値設定方式による、明るさと設定す
べき２値化閾値との関係の一実施例の関係図、第４図は
、同じく、画像処理システムの一実施例の構成図である
。
第２図は、その表面の一直線上の明るさと設定すべき２
値化閾値の許容変動範囲との説明図、第３図は、本発明
に係る画像２値化閾値設定方式による、明るさと設定す
べき２値化閾値との関係の一実施例の関係図、第４図は
、同じく、画像処理システムの一実施例の構成図である
。
ここで、１は画像処理の対象となるべき部品２を搬送す
るコンベア、３は標識、４は′］゛Ｖカメラ、５は画像
処理装置、６は、その多値画像入力部、７は同閾値設定
部、８は同部品画像２値化部、９は同２値画像処理部で
ある。
るコンベア、３は標識、４は′］゛Ｖカメラ、５は画像
処理装置、６は、その多値画像入力部、７は同閾値設定
部、８は同部品画像２値化部、９は同２値画像処理部で
ある。
捷ず、第１図に示すような部品２（同図（ａ）が正面図
、同図（ｂ）が側面図）は、例えば平面が黒くて水平な
コンベア１上を任意の位置、姿勢で搬送されてくる。こ
れをロボット等でつかみ上げて組立て作業が行われるも
のとする。
、同図（ｂ）が側面図）は、例えば平面が黒くて水平な
コンベア１上を任意の位置、姿勢で搬送されてくる。こ
れをロボット等でつかみ上げて組立て作業が行われるも
のとする。
この場合、そのロボットには、部品２の位置。
姿勢等を検出するだめの視覚能力が不可欠である。
その画像処理は、コンベア１の面が水平であること、ま
た、部品２の形状からも、その姿勢の変化が２次元平面
内に限られるものへし、２値画像処理によるのが適当で
ある。
た、部品２の形状からも、その姿勢の変化が２次元平面
内に限られるものへし、２値画像処理によるのが適当で
ある。
ちなみに、画面の大きさは２５６（画素）×２５６（ｉ
！！ｉｉ素）、明るさのレベル数は６４または２５６程
度とし、部品２は、品名等の文字表示がある表側と、そ
の表示がない裏側とがあり、その表裏の識別が必要であ
る。
！！ｉｉ素）、明るさのレベル数は６４または２５６程
度とし、部品２は、品名等の文字表示がある表側と、そ
の表示がない裏側とがあり、その表裏の識別が必要であ
る。
第２図ＯＩ）〜（ｆ）は、第１図に示した直線Ａ−Ａ’
上の各点（横軸）に対する明るさを各棟の照明条件のも
′とでプロットしたものである。
上の各点（横軸）に対する明るさを各棟の照明条件のも
′とでプロットしたものである。
各町るさのレベルＰ１〜Ｐ６は、それぞれの照明条件の
もとで、均一の明るさであるものとみなしつる任意の領
域の明るさを示すが、その領域内の画素値に多少の変動
があるときは数点について平均値をとるようにする。な
お、第２図の場合、各町るさのレベル１）１〜Ｐ６は、
部品２０表面の最も淡色（例えば白色）の部分の値であ
る。
もとで、均一の明るさであるものとみなしつる任意の領
域の明るさを示すが、その領域内の画素値に多少の変動
があるときは数点について平均値をとるようにする。な
お、第２図の場合、各町るさのレベル１）１〜Ｐ６は、
部品２０表面の最も淡色（例えば白色）の部分の値であ
る。
第２図に示すような各レベル波形図に対して、文字（す
なわち部品２の表側）を識別するには、その閾値は各許
容・ＩＩｉ囲ΔＰ１〜ΔＰ６内にあることが必要である
。
なわち部品２の表側）を識別するには、その閾値は各許
容・ＩＩｉ囲ΔＰ１〜ΔＰ６内にあることが必要である
。
この各許容範囲ΔＰ１〜ΔＰ２ば、ある明るさ１〕い以
上を１″とし、また、ある明るさＰｎ以下を°′０″と
して２値化するときは、明るさＰ（上記Ｐ１〜Ｐ６を代
表する一般値）が、次の関係にあるように設定すること
が望ましい。
上を１″とし、また、ある明るさＰｎ以下を°′０″と
して２値化するときは、明るさＰ（上記Ｐ１〜Ｐ６を代
表する一般値）が、次の関係にあるように設定すること
が望ましい。
Ｐ Ｒ（ｐ ＜Ｐ Ａ （］）
これは要するに２値化のＳ／Ｎ比の問題である。
第３図の曲線Ｂば、上記の条件を考慮して実験的にめら
れた明るさＰと適正な２値閾値Ｑとの関係式 ％式％（２） に対するものである。この関係を用いれば、容易に適正
な２値化閾値が得られる。
れた明るさＰと適正な２値閾値Ｑとの関係式 ％式％（２） に対するものである。この関係を用いれば、容易に適正
な２値化閾値が得られる。
なお、この場合、明るさＰ〈５０では、２値化閾値Ｑの
許容変動範囲ΔＰにノイズレベルが重なってし１うので
、適正な２値化閾値Ｑの設定が不可能である。これは、
照明が暗すぎてＳ／Ｎ比が極端に悪化するためで、その
ような条件では上記式（２）は用いることができない。
許容変動範囲ΔＰにノイズレベルが重なってし１うので
、適正な２値化閾値Ｑの設定が不可能である。これは、
照明が暗すぎてＳ／Ｎ比が極端に悪化するためで、その
ような条件では上記式（２）は用いることができない。
ここで、上記式（２）の明るさの単位について説明する
。
。
画面上の各画素の値は、光の強さく明るさ）と大体単調
増加の関係にあるが、その間の関係は撮像素子等の特性
に依存して必ずしも一定ではない。
増加の関係にあるが、その間の関係は撮像素子等の特性
に依存して必ずしも一定ではない。
一般に、ディジタル画像処理の分野では、撮像後の電気
（ｇ号（例えば電圧）のＡ／Ｄ変換出力（ティ／タル値
）を「明るさ」として取シ扱い、特に本来の明るさの測
定単位「ルックス」などとの関係は問わない。したがっ
て、照明、レンズ系。
（ｇ号（例えば電圧）のＡ／Ｄ変換出力（ティ／タル値
）を「明るさ」として取シ扱い、特に本来の明るさの測
定単位「ルックス」などとの関係は問わない。したがっ
て、照明、レンズ系。
撮像素子等を一括して光学系と考えてディジタル値の処
理とは切り離して扱うので、画素の値は、他との相対関
係を処理対象としており、その絶対値を強いてめるよう
な校正は行う必要がない。
理とは切り離して扱うので、画素の値は、他との相対関
係を処理対象としており、その絶対値を強いてめるよう
な校正は行う必要がない。
このような状況において、上記式（２）は、ある特定の
実験設備から定する定数を含むものである。
実験設備から定する定数を含むものである。
次に、第５図に基づいて本方式の説明をする。
′１゛Ｖカメラ４の視野Ｆ内に固定して設けられた標識
３について、第３図の曲線Ｂまたは上記式（２）のよう
に、あらかじめ適正な２値化閾値Ｑと明るさく明度）Ｐ
との関係（以下、最適閾値関数という。）をめておき、
これを画像処理装置５の閾値設定部７に格納しておく。
３について、第３図の曲線Ｂまたは上記式（２）のよう
に、あらかじめ適正な２値化閾値Ｑと明るさく明度）Ｐ
との関係（以下、最適閾値関数という。）をめておき、
これを画像処理装置５の閾値設定部７に格納しておく。
ＴＶ左カメラから順次に出力される直列の画像信号は、
多値画像入力部６で２次元多値画像配列に変換される。
多値画像入力部６で２次元多値画像配列に変換される。
ＴＶ左カメラと標識３との相対位置は固定されているの
で、標識３について、上記２次元多値画像配列上の一定
位置に固定された対応画素を抽出し、その明度を得る。
で、標識３について、上記２次元多値画像配列上の一定
位置に固定された対応画素を抽出し、その明度を得る。
この標識明度が閾値設定部７に与えられるので、上記最
適閾値関数に基づき、その標識明度に対応する適正な２
値化閾値が送出される。
適閾値関数に基づき、その標識明度に対応する適正な２
値化閾値が送出される。
部品画像２値化部８は、その２値化閾値により、対象の
部品２の画像を２値画像に変換し、２値画像処理部９は
、その２値画像に基づいて部品２の位置、姿勢等の認識
処理を行い、部品認識の結果を出力する。これによって
ロボット等が所望の組立作業等をすることができる。
部品２の画像を２値画像に変換し、２値画像処理部９は
、その２値画像に基づいて部品２の位置、姿勢等の認識
処理を行い、部品認識の結果を出力する。これによって
ロボット等が所望の組立作業等をすることができる。
このように本実施例によれば、画像処理のプロセス鉛体
から欠て無視しつる程度の時間で適正な２値化閾値の設
定ができるので、２値画像処理において高速処理が要求
される場合にも、これに対して自動的に対応することが
できるとともに、照明条件の安定化を特別に考慮するこ
となく環境条件の変化に対しても追随することができる
。
から欠て無視しつる程度の時間で適正な２値化閾値の設
定ができるので、２値画像処理において高速処理が要求
される場合にも、これに対して自動的に対応することが
できるとともに、照明条件の安定化を特別に考慮するこ
となく環境条件の変化に対しても追随することができる
。
その結果として、照明条件の制御に関するコスト低減が
イ４Ｉられ、また、照明条件の開側１の回能性に伴う２
値画像処理技術の導入の障害が打開されるので、例えば
ロボット視覚技術などの分野において、２筐画像処理技
術の利用を可能とし、その機能向上がなされる。
イ４Ｉられ、また、照明条件の開側１の回能性に伴う２
値画像処理技術の導入の障害が打開されるので、例えば
ロボット視覚技術などの分野において、２筐画像処理技
術の利用を可能とし、その機能向上がなされる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、多値画
像処理における２値化閾値の設定を適切に短時間で行う
ことが可能となるので、この種画像処理システムの経済
化、性能向上、信頼性を向上させるとともに、その導入
範囲の拡大に顕著な効果が得られる。
像処理における２値化閾値の設定を適切に短時間で行う
ことが可能となるので、この種画像処理システムの経済
化、性能向上、信頼性を向上させるとともに、その導入
範囲の拡大に顕著な効果が得られる。
第１図は、画像処理の対象となる物品の一例の説明図、
第２図は、その表面の一直線上の明るさと設定すべき２
値化閾値の許各変動範囲との説明図、第３図は、本発明
に係る画像２値化閾値設定方式による明るさと設定すべ
き２値化閾値との関係の一実施例の関係図、第４図は、
同じく画像処理システムの一実施例の構成図である。 １・・・コンベア、２・・・部品、３・・・標識、４・
・・ｉ’ Ｖカメラ、５・・・画像処理装置、６・・・
多値画像入力部、７・・・閾値設定部、８・・・部品画
像２値化部、９・・・２値画像処理部。 代理人 弁理士 福田幸作 （ほか１名） 茅１ 図 第 ２ 囚 茅 ３ 囚 暴 第 ４ 目 第１頁の続き ０発 明 者 松崎吉衛 横浜市戸塚区吉田町２９２番地株 式会社日立製作所生産技術研究 所内
第２図は、その表面の一直線上の明るさと設定すべき２
値化閾値の許各変動範囲との説明図、第３図は、本発明
に係る画像２値化閾値設定方式による明るさと設定すべ
き２値化閾値との関係の一実施例の関係図、第４図は、
同じく画像処理システムの一実施例の構成図である。 １・・・コンベア、２・・・部品、３・・・標識、４・
・・ｉ’ Ｖカメラ、５・・・画像処理装置、６・・・
多値画像入力部、７・・・閾値設定部、８・・・部品画
像２値化部、９・・・２値画像処理部。 代理人 弁理士 福田幸作 （ほか１名） 茅１ 図 第 ２ 囚 茅 ３ 囚 暴 第 ４ 目 第１頁の続き ０発 明 者 松崎吉衛 横浜市戸塚区吉田町２９２番地株 式会社日立製作所生産技術研究 所内
Claims (1)
- １、多値画像データを２値化して当該２値画像処理を行
う画像処理システムにおいて、その視野内の一定位置に
固定した標識を設け、上記視野内の照明条件に応じて上
記標識の明るさと、それに応じた適正な２値化閾値との
関係をめておき、２値画像処理に蟲り、その都度、上記
関係から標識の明るさに応じた適正な２値化閾値を設定
し、上記視野内の画像処理対象の物品の多値画像データ
を２直化するようにすることを特徴とする画像２値化閾
値設定方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109374A JPS603273A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 画像２値化閾値設定方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109374A JPS603273A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 画像２値化閾値設定方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603273A true JPS603273A (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=14508613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58109374A Pending JPS603273A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 画像２値化閾値設定方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603273A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155369A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Mazda Motor Corp | 画像処理方法 |
| JPH0216683A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-19 | Mazda Motor Corp | 画像処理方法 |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58109374A patent/JPS603273A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155369A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Mazda Motor Corp | 画像処理方法 |
| JPH0216683A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-19 | Mazda Motor Corp | 画像処理方法 |
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