JPS6037882B2 - モアレ等高線計測装置 - Google Patents
モアレ等高線計測装置Info
- Publication number
- JPS6037882B2 JPS6037882B2 JP51108081A JP10808176A JPS6037882B2 JP S6037882 B2 JPS6037882 B2 JP S6037882B2 JP 51108081 A JP51108081 A JP 51108081A JP 10808176 A JP10808176 A JP 10808176A JP S6037882 B2 JPS6037882 B2 JP S6037882B2
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- moire
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、立体の等高線を計測する際、光学格子の陰影
をモアレ線として観測する方式を用いるモアレ等高線計
測装置に関するものである。
をモアレ線として観測する方式を用いるモアレ等高線計
測装置に関するものである。
光学格子の陰影を計測立体上に投影し、その立体上で変
曲した格子陰影を前記格子或は、別の光学格子を通して
モアレ綿として観測することにより、3次元立体の二次
元等高線パターンの計測が、光学的に容易に実現できる
ことがすでに発表されている。ところが従釆までのこの
種の装置では、等高線パターンは得られてもその凹凸が
特定できず、例えば断面図を得たい場合には、等高線パ
ターンのある断面に対し、計測立体を観察しながら凹凸
を与えなければならなかった。本発明の目的は、凹凸が
特定された等高線パターンが得られるモアレ等高線計測
装置を提供することにある。
曲した格子陰影を前記格子或は、別の光学格子を通して
モアレ綿として観測することにより、3次元立体の二次
元等高線パターンの計測が、光学的に容易に実現できる
ことがすでに発表されている。ところが従釆までのこの
種の装置では、等高線パターンは得られてもその凹凸が
特定できず、例えば断面図を得たい場合には、等高線パ
ターンのある断面に対し、計測立体を観察しながら凹凸
を与えなければならなかった。本発明の目的は、凹凸が
特定された等高線パターンが得られるモアレ等高線計測
装置を提供することにある。
本発明の他の目的にモアレ等高線パターンの1点の距離
を与えることにより、立体各部の距離が自動的に決定さ
れ、したがって立体の断面図が得られるモアレ等高線計
測袋贋を堤供することにある。
を与えることにより、立体各部の距離が自動的に決定さ
れ、したがって立体の断面図が得られるモアレ等高線計
測袋贋を堤供することにある。
本発明の構成は、モアレ等高線パターンを2次元走査に
よって電気信号に変換する糠像装置と、撮像装置から出
力されるモアレ等高線映像信号をモアレ等高線パターン
の明陰部に対しそれぞれ「0,1」に2値化する童子化
装直と、2通りの格子間隔における量子化モアレ等高線
パターンを保持する記憶装置と、記憶装置出力から凹凸
を決定し、計測立体上の1点の距離を基準に計測立体上
各部の距離を算出する比較器、カゥンタ、演算器、暦数
装置、及び上記各装置に制御信号を供給する制御装置と
からなる。
よって電気信号に変換する糠像装置と、撮像装置から出
力されるモアレ等高線映像信号をモアレ等高線パターン
の明陰部に対しそれぞれ「0,1」に2値化する童子化
装直と、2通りの格子間隔における量子化モアレ等高線
パターンを保持する記憶装置と、記憶装置出力から凹凸
を決定し、計測立体上の1点の距離を基準に計測立体上
各部の距離を算出する比較器、カゥンタ、演算器、暦数
装置、及び上記各装置に制御信号を供給する制御装置と
からなる。
本発明によれば、これまでモアレ等高線パターで特定で
きなかった計測立体の凹凸が、撮像走査に同期して得る
ことができる。
きなかった計測立体の凹凸が、撮像走査に同期して得る
ことができる。
さらに本発明によれば、走査入力された計測立体の1点
の計測距離を与えれば、計測立体各部の計測距離が自動
的に得られる。本発明の実施例について説明する前に、
本発明の嫁理について第1図を参照して説明する。
の計測距離を与えれば、計測立体各部の計測距離が自動
的に得られる。本発明の実施例について説明する前に、
本発明の嫁理について第1図を参照して説明する。
第1図において、光源10、光学格子11によって格子
陰影12A,128計測立体の配置せられるべき計測空
間13に投影される。一方観測点14から光学格子15
を通して計測空間13に配置せられる計測立体表面で反
射する格子陰影12^,128を観測すれば、例えば計
測小空間16^に計測立体表面があればモアレ等高線パ
ターンの暗部、計測小空間17^にあれば明部として観
測される。したがって計測空間13を明暗部によって距
離符号化すると明暗帯18^のようになる。次に光学格
子11,15の格子間隔を2倍にしたときの格子陰影1
28だけによる場合を考えると、計測小空間16Bでは
暗部、計測小空間178では明部となり、計測空間13
の距離符号化は明暗帯188のようになる。こ)でそれ
ぞれの明暗帯18^,18Bを、2進2ビットのLSB
を18^に、MSBを18Bに対応させ明帯0,階帯1
とすれば、計測空間13に対し距離符号19の「0,1
,2,3」なる4進類が定義される。こ)で2の格子間
により明暗帯188を用いないときは明暗帯18^のみ
による距離符号19は「0,1」の2進数となり、たと
えばある計測立体表面の距離符号「0」の隣接する遠距
離符号はいづれも「1」で遠近が区別できない。ところ
が明暗帯18^.188による4進の距離符号19を用
いた場合は、たとえば、ある計測立体表面の距離符号「
3」の隣接する遠近距離符号は遠方向では「0」であり
近方向では「2」となるので区別ができる。計測立体が
モアレ等高線ピッチに対し滑らかで、距離符号に換算し
て「3」以上の段落がないかぎり以上の原理から計測立
体の凹凸が決定べきる。次に第2図を参照して本発明の
実施例について詳細に説明する。第2図において、計測
立体00‘こ光源10、および光学格子11を用いて格
子陰影を投影し、その投影格子縞を光学格子15を介し
撮像装置20で電子的映像信号に変換する。
陰影12A,128計測立体の配置せられるべき計測空
間13に投影される。一方観測点14から光学格子15
を通して計測空間13に配置せられる計測立体表面で反
射する格子陰影12^,128を観測すれば、例えば計
測小空間16^に計測立体表面があればモアレ等高線パ
ターンの暗部、計測小空間17^にあれば明部として観
測される。したがって計測空間13を明暗部によって距
離符号化すると明暗帯18^のようになる。次に光学格
子11,15の格子間隔を2倍にしたときの格子陰影1
28だけによる場合を考えると、計測小空間16Bでは
暗部、計測小空間178では明部となり、計測空間13
の距離符号化は明暗帯188のようになる。こ)でそれ
ぞれの明暗帯18^,18Bを、2進2ビットのLSB
を18^に、MSBを18Bに対応させ明帯0,階帯1
とすれば、計測空間13に対し距離符号19の「0,1
,2,3」なる4進類が定義される。こ)で2の格子間
により明暗帯188を用いないときは明暗帯18^のみ
による距離符号19は「0,1」の2進数となり、たと
えばある計測立体表面の距離符号「0」の隣接する遠距
離符号はいづれも「1」で遠近が区別できない。ところ
が明暗帯18^.188による4進の距離符号19を用
いた場合は、たとえば、ある計測立体表面の距離符号「
3」の隣接する遠近距離符号は遠方向では「0」であり
近方向では「2」となるので区別ができる。計測立体が
モアレ等高線ピッチに対し滑らかで、距離符号に換算し
て「3」以上の段落がないかぎり以上の原理から計測立
体の凹凸が決定べきる。次に第2図を参照して本発明の
実施例について詳細に説明する。第2図において、計測
立体00‘こ光源10、および光学格子11を用いて格
子陰影を投影し、その投影格子縞を光学格子15を介し
撮像装置20で電子的映像信号に変換する。
光学格子11,15は一体の光学格子であり制御回路3
1からの格子制御信号311に従って格子駆動回路32
により原格子ピッチ、あるいは情格子ピッチにその格子
間隔が制御される。モアレ等高線パターンを2次元走査
して電気信号に変換する撮像装置2川ま、通常のテレビ
撮像機、フライング、スポット、スキャナ等公知の撮像
装置が用れる。
1からの格子制御信号311に従って格子駆動回路32
により原格子ピッチ、あるいは情格子ピッチにその格子
間隔が制御される。モアレ等高線パターンを2次元走査
して電気信号に変換する撮像装置2川ま、通常のテレビ
撮像機、フライング、スポット、スキャナ等公知の撮像
装置が用れる。
撮像装置20の映像走査同期信号200は制御回路31
に送られ、各回路への制御信号の同期信号源となる。一
方撮像装置20の映像出力信号201は、量子化回路2
1に入力される。量子化回路21は、制御回路31から
の走査量子化クロック信号312に基づき、映像出力信
号201をその走査位置及びその量子化位置における絵
素濃淡をモアレ等高線パターンの明暗部を2値化する量
子化処理回路でありパターン認識装置等で通常用られる
公知のものである。以下の明暗部の2値化符号として明
部を「0」、暗部を「1」として説明する。童子化回路
21の出力である映像2値信号210は、倍モアレ調整
回路22及びメモリー23^,238に供給される。倍
モアレ調整回路22は、メモリー23^の出力230^
の「0」→「1」又は「1」→「0一変化時にのみ映像
2値信号220が「0」→「1」又は「1」→「0に変
化するよう映像2値信号210を編集調整する回路であ
る。第1図において原格子と情格子により距離符号18
^,188の変化点の関係は、2進符号ビットにおける
LSBを18A,MSBを18Bと対応させて見れば、
距離符号18Bが「0」→「1」又は「1」→「0」に
変化するときは必ず距離符号18Aが「0」→「1」又
は「1」→「0」に変化する関係にあるはずであるが、
実際にはモアレ縞明暗部には濃淡の変化が存在すること
により、第2図における撮像装置20の映像出力信号2
01を童子化回路21で映像2値信号2101こしたと
き倍格子による映像2値信号は必ずしも原格子の同一映
像による映像2値信号とは同絵素位置で「0」→「IJ
又は「1」→「0」で変化するとは限らない。したがっ
て、倍モアレ調整回路22が必要となる。倍モアレ調整
回路22の詳細は第3図に示す如くである。今、倍格子
による映像2値信号210の「0」→「1」又は「1」
→「0一変化絵素位置が、原格子のそれと走査絵素位置
上前後4絵黍内にあるとしたとき、制御用シフト信号3
13によってシフトする8絵素分8ビットのシフトレジ
スタ41,42が用意され、その入力には倍格子におけ
る映像2億信号210、及び原格子の同絵素位置におけ
る映像2値信号であるメモリ23^の出力230^がそ
れぞれ供給されている。シフトレジスタ41の並列出力
は、シフトレジスタ42の左端ビットを第0ビットとし
て第4ビット目の出力422とともに512ワード9ビ
ット/ワ−ドのROM(議取り専用メモリ)40のアド
レス入力となっている。ROM40の出力9ビット/ワ
ードの内出力8ビットはシフトレジスタ42の並列入力
を制御するAND回路群43,44に入力されており、
他の出力1ビット401はその正及び負信号が制御回路
31からの制御用セット信号3 1 4と共に、AND
回路群43,44には、それぞれROM40の出力及び
AND回路45,46の出力が供給されるとともにシフ
トレジスタ42の第3,4ビットがその信号値の組合せ
において「0」と「1」又は「1」と「0」の異符号で
あることを検出するEXOR回路47からの出力471
も供給されている。AND回路群43,44の出力は、
それぞれシフトレジスタ42の各ビットのセット、リセ
ット端点に鞍続されている。ROM40の書込みビット
パタ−ンは、この倍モアレ調整回路22の動作に深く関
係しており、第3図におけるシフトレジスタ41の各ビ
ット出力をもa,a2…a7、シフトレジスタの各ビッ
トを広々b2・・・b7とし、シフトレジスタ42の各
ビットbob2・・・b7に対しAND回路群43,4
4を介して出力されているROM40の出力をqoq,
q2・・・q7,AND回路45,46に入力されてい
るROM40の出力をqxとするとき、ROM40は角
〆,a2・・・a7及びb4を入力アドレスAとして各
Aの出力Q即ちq。q,q2…q7qxを第5図のよう
なフローチャートで定まるような設定値で出力する。例
えば原格子による映像2値信号がシフトレジスタ41の
各ビットにaぷla2…a7=1110000のように
貯えられたとき、対応する倍格子の映像2値信号がシフ
トレジスタ42の各ビットにbobb2・・・0=00
001111(b4=1)…のように貯えられるとする
と、ROM40のワードアドレス9ビットA=熱a,a
2…a7a4貝0ち111000011(451番地)
には第5図でa2■a3=1であるからq3=1,qx
=b4=1、その他ビットは0となりQ=000100
001が書込まれている。この9ビット出力のうち左か
ら8ビットはその「1」に対応するビット位置がシフト
レジスタ42の並列入力セット位置を示し、最右端1ビ
ットがAND回路45をonとする信号となり並列入力
セットを制御するAND回路群43の内第3ビット目b
3に対応するAND回路のみが制御用セットタイミング
信号314に同期してレジスタセット信号を出力する。
その結果としてシフトレジスタ42の内容は00011
111となり、その「0」→「1一変化位置が元の内容
00001111の「0」→「1一変化絵素&直に最も
近いシフトレジスタ41の内容11100001の「1
」→「0一変化給素位置と一致すこととなる。以上で倍
モアレ調整回路22の詳細を説明した。次に、倍モアレ
調整回路22の映像2値出力22川ま、メモリー238
に供給される。
に送られ、各回路への制御信号の同期信号源となる。一
方撮像装置20の映像出力信号201は、量子化回路2
1に入力される。量子化回路21は、制御回路31から
の走査量子化クロック信号312に基づき、映像出力信
号201をその走査位置及びその量子化位置における絵
素濃淡をモアレ等高線パターンの明暗部を2値化する量
子化処理回路でありパターン認識装置等で通常用られる
公知のものである。以下の明暗部の2値化符号として明
部を「0」、暗部を「1」として説明する。童子化回路
21の出力である映像2値信号210は、倍モアレ調整
回路22及びメモリー23^,238に供給される。倍
モアレ調整回路22は、メモリー23^の出力230^
の「0」→「1」又は「1」→「0一変化時にのみ映像
2値信号220が「0」→「1」又は「1」→「0に変
化するよう映像2値信号210を編集調整する回路であ
る。第1図において原格子と情格子により距離符号18
^,188の変化点の関係は、2進符号ビットにおける
LSBを18A,MSBを18Bと対応させて見れば、
距離符号18Bが「0」→「1」又は「1」→「0」に
変化するときは必ず距離符号18Aが「0」→「1」又
は「1」→「0」に変化する関係にあるはずであるが、
実際にはモアレ縞明暗部には濃淡の変化が存在すること
により、第2図における撮像装置20の映像出力信号2
01を童子化回路21で映像2値信号2101こしたと
き倍格子による映像2値信号は必ずしも原格子の同一映
像による映像2値信号とは同絵素位置で「0」→「IJ
又は「1」→「0」で変化するとは限らない。したがっ
て、倍モアレ調整回路22が必要となる。倍モアレ調整
回路22の詳細は第3図に示す如くである。今、倍格子
による映像2値信号210の「0」→「1」又は「1」
→「0一変化絵素位置が、原格子のそれと走査絵素位置
上前後4絵黍内にあるとしたとき、制御用シフト信号3
13によってシフトする8絵素分8ビットのシフトレジ
スタ41,42が用意され、その入力には倍格子におけ
る映像2億信号210、及び原格子の同絵素位置におけ
る映像2値信号であるメモリ23^の出力230^がそ
れぞれ供給されている。シフトレジスタ41の並列出力
は、シフトレジスタ42の左端ビットを第0ビットとし
て第4ビット目の出力422とともに512ワード9ビ
ット/ワ−ドのROM(議取り専用メモリ)40のアド
レス入力となっている。ROM40の出力9ビット/ワ
ードの内出力8ビットはシフトレジスタ42の並列入力
を制御するAND回路群43,44に入力されており、
他の出力1ビット401はその正及び負信号が制御回路
31からの制御用セット信号3 1 4と共に、AND
回路群43,44には、それぞれROM40の出力及び
AND回路45,46の出力が供給されるとともにシフ
トレジスタ42の第3,4ビットがその信号値の組合せ
において「0」と「1」又は「1」と「0」の異符号で
あることを検出するEXOR回路47からの出力471
も供給されている。AND回路群43,44の出力は、
それぞれシフトレジスタ42の各ビットのセット、リセ
ット端点に鞍続されている。ROM40の書込みビット
パタ−ンは、この倍モアレ調整回路22の動作に深く関
係しており、第3図におけるシフトレジスタ41の各ビ
ット出力をもa,a2…a7、シフトレジスタの各ビッ
トを広々b2・・・b7とし、シフトレジスタ42の各
ビットbob2・・・b7に対しAND回路群43,4
4を介して出力されているROM40の出力をqoq,
q2・・・q7,AND回路45,46に入力されてい
るROM40の出力をqxとするとき、ROM40は角
〆,a2・・・a7及びb4を入力アドレスAとして各
Aの出力Q即ちq。q,q2…q7qxを第5図のよう
なフローチャートで定まるような設定値で出力する。例
えば原格子による映像2値信号がシフトレジスタ41の
各ビットにaぷla2…a7=1110000のように
貯えられたとき、対応する倍格子の映像2値信号がシフ
トレジスタ42の各ビットにbobb2・・・0=00
001111(b4=1)…のように貯えられるとする
と、ROM40のワードアドレス9ビットA=熱a,a
2…a7a4貝0ち111000011(451番地)
には第5図でa2■a3=1であるからq3=1,qx
=b4=1、その他ビットは0となりQ=000100
001が書込まれている。この9ビット出力のうち左か
ら8ビットはその「1」に対応するビット位置がシフト
レジスタ42の並列入力セット位置を示し、最右端1ビ
ットがAND回路45をonとする信号となり並列入力
セットを制御するAND回路群43の内第3ビット目b
3に対応するAND回路のみが制御用セットタイミング
信号314に同期してレジスタセット信号を出力する。
その結果としてシフトレジスタ42の内容は00011
111となり、その「0」→「1一変化位置が元の内容
00001111の「0」→「1一変化絵素&直に最も
近いシフトレジスタ41の内容11100001の「1
」→「0一変化給素位置と一致すこととなる。以上で倍
モアレ調整回路22の詳細を説明した。次に、倍モアレ
調整回路22の映像2値出力22川ま、メモリー238
に供給される。
メモリ23A,238は、各々走査絵素の明暗部を示す
「0」→「1」を格納するための1ビットの記憶素子を
配列した2本のRAMであり、その配列長はメモリ23
^,238とも等しく、水平は垂直方向の撮像走査にお
ける量子化絵素数の大きい方の数、即ち長さと一致する
。各メモリ23^,23Bに対するRAMアドレスは制
御回路31のクロック信号315によって制御されるア
ドレスカウンタ26によって行われる。メモリ23^,
238の出力信号230^,2308は2ビットからな
るレジスタ24と比較器25に入力される。アドレスカ
ウンタ26の出力信号260は、直数回路27のモアレ
映像上の設定された点である測定絵素&直信号271と
共に、ゲート回路28に供給される。ゲート回路28は
、アドレスカウン夕26の出力信号260がメモリ23
Bを書込期間中に測定絵素位置信号271に一致したと
き、アップダウンカウンタ29(UDカウンタと略す)
に直致菱簿27からの前述した設定された点におけるモ
アレ縞次数272をセットするセット信号280を発生
する回路である。演算回路30は、層数装置27からの
格子ピッチ、光源、観測位贋関係に係れる距離等のモア
レ計測係数270とUDカウンタ29からの距離度数2
90から、等高線距離300を出力するもので、後述の
動作説明で示す数式を演算する公知の回路の組合せであ
って説明を省略する。一方、距離度数290は、撮像装
置30の水平走査線数の距離度数値を制御信号316に
より貯え、また貯えられた距離度数をその出力3301
こ読出すことのできる距離度数メモリ33にも供給され
る。層数回路27は前述のモアレ計測係数240、測定
絵素位置信号271、及びモアレ縞数272を計測動作
に先だって予じめ瞳数する回路であり、また制御回路3
1は既述の、各装置、回路に適当な制御信号群を供給す
る回路であって、当業者は容易になし得る回路として説
明を省略する。次に第2図及び第3図を参照して実施例
の動作について説明する。
「0」→「1」を格納するための1ビットの記憶素子を
配列した2本のRAMであり、その配列長はメモリ23
^,238とも等しく、水平は垂直方向の撮像走査にお
ける量子化絵素数の大きい方の数、即ち長さと一致する
。各メモリ23^,23Bに対するRAMアドレスは制
御回路31のクロック信号315によって制御されるア
ドレスカウンタ26によって行われる。メモリ23^,
238の出力信号230^,2308は2ビットからな
るレジスタ24と比較器25に入力される。アドレスカ
ウンタ26の出力信号260は、直数回路27のモアレ
映像上の設定された点である測定絵素&直信号271と
共に、ゲート回路28に供給される。ゲート回路28は
、アドレスカウン夕26の出力信号260がメモリ23
Bを書込期間中に測定絵素位置信号271に一致したと
き、アップダウンカウンタ29(UDカウンタと略す)
に直致菱簿27からの前述した設定された点におけるモ
アレ縞次数272をセットするセット信号280を発生
する回路である。演算回路30は、層数装置27からの
格子ピッチ、光源、観測位贋関係に係れる距離等のモア
レ計測係数270とUDカウンタ29からの距離度数2
90から、等高線距離300を出力するもので、後述の
動作説明で示す数式を演算する公知の回路の組合せであ
って説明を省略する。一方、距離度数290は、撮像装
置30の水平走査線数の距離度数値を制御信号316に
より貯え、また貯えられた距離度数をその出力3301
こ読出すことのできる距離度数メモリ33にも供給され
る。層数回路27は前述のモアレ計測係数240、測定
絵素位置信号271、及びモアレ縞数272を計測動作
に先だって予じめ瞳数する回路であり、また制御回路3
1は既述の、各装置、回路に適当な制御信号群を供給す
る回路であって、当業者は容易になし得る回路として説
明を省略する。次に第2図及び第3図を参照して実施例
の動作について説明する。
計測動作に先だって予じめ、計測立体上のできるだけ平
坦でモアレ縞の明暗の安定な1点を選び、そのモアレ綿
次数N、モアレ計測係数及び映像走査における2次元走
査位置を量子化した測定絵素位置を暦数回路27により
設定する。
坦でモアレ縞の明暗の安定な1点を選び、そのモアレ綿
次数N、モアレ計測係数及び映像走査における2次元走
査位置を量子化した測定絵素位置を暦数回路27により
設定する。
これらの設定を行った原格子モアレ計測配置を変化され
ることなく、先づモアレ映像の水平1走査の動作が制御
回路31によって起動される。
ることなく、先づモアレ映像の水平1走査の動作が制御
回路31によって起動される。
設定された測定総素位置を含む水平走査における映像入
力が、撮像装置20によって開始されると、電気信号に
変換された映像出力信号201の水平1走査線分が、裏
子化回路21によって童子化絵素単位に、モアレ等高線
パターンの明暗部に従って2値化され、アドレスカウン
タ26の出力信号26川こよるアドレスに従って、メモ
リ23^に連続的にセットされる。第4図において第1
図の原理で説明した明暗帯として明暗帯50^のような
距離符号付けが行なわれる計測空間に計測立体の前述走
査線上の断面51が配置されていたとすれば、メモリ2
3^,にセットされる映像2億信号210は52^の如
くである。メモリ23^に上述のセットが1走査線分終
了とすると、制御回路31からの格子駆動信号311に
よって格子駆動回路32が動作し、光学格子11,15
を原格子から倍格子に変化させる。この間撮像装置20
がテレビ撮像機であるならば1フレーム分映像出力信号
201は量子化回路21で無視される。して倍格子への
変更駆動が完結した後、再び原格子での映像、入力と同
一水平走査位置における1走査線分のモアレ綿パターン
が撮像装置20より入力開始される。撮像装置20及び
量子化回路21によって量子化絵素となった映像2値信
号210は、今度は、「記憶装置23^にはセットされ
ず、倍モアレ調整回路22に入力される。倍モアレ調整
回路22は映像2値信号210を受取ると共に、メモリ
23^の既にセットされている原格子映像2値信号の同
絵素位置を入力し、第3図で詳細に説明た如く、倍格子
によるモアレ縞の映像2値信号210の「0」→「1」
又は「1」→「0一変化絵素位置が、原格子のそれと一
致するよう編集調整される。この情モアレ調整回路22
の出力である映像2値信号220は、絵素&層として第
3図の例で4絵素遅れがあり、メモリ238にはメモリ
23^の議出し位置に対し4ビット後方にセットされる
。このようにして調整された倍モアレ調整回路22の映
像2値信号220は、メモリ23Bに連続的にセットさ
れる。その内容は第4図の例における528の如くとな
る。ところで、第4図において、暦数回路27で予じめ
設定された走査絵素位置Xの計測立体表面に出現してい
るモアレ縦が、光学格子から教えてN番目のモアレ縞す
なわちモアレ縞次数Nであるとする。これら走査総秦位
置X、及びモアレ総数Nはそれぞれ測定絵素位置信号2
71、モアレ綿次数272としてそれぞれゲート回路2
8、UDカウンタ29に供給されている。メモリ238
に映像2値信号220が連続的にセットされる途中で、
走査絵素位置Xでの映像2値信号が書込まれると、メモ
リ238のアドレスカウンタ26の出力信号260と測
定絵素位置信号271とがゲート回路28で一致検出さ
れ、セット信号280によってUDカウンタ29にモア
レ綿次数272がセットされ、UDカウンタ29の内容
はモアレ紙次数Nとなる。また同時に、このときメモリ
23^,238のアドレスカウンタ26の出力信号26
0によってアドレスされれた出力信号230^,230
8がレジスタ24にセットされる。即ち第4図の例では
映像2値信号52^,52Bを参照して、暗部を「IJ
明部「0」とするとき、52Aを2進符号ビットBB,
52BをMSBと対応させて2進符号「10」即ち1坊
隼途数の値「2」がレジスタ24にセットされる。この
際比較器25の出力信号25川まセット信号280が優
先され無視される。撮像装置20が、次の走査絵素即ち
走査絵素&鷹×十1の映像絵素を入力すると、これまで
の動作と同様にして映像2値信号220がメモリ23B
の走査絵素位置X十1の位置に書込まれると同時に同じ
位置におけるメモリ23^,238の出力信号230^
,230Bが読出されレジス夕24に保持されていた前
走査給素位置×での出力信号230^,2308の内容
とが比較器25で比較されもし増加すればカウントダウ
ンパルスが出力信号25川こ出力されUDカゥンタ29
の内容であるモアレ綿次数Nを増減する。もし増減がな
らければ出力信号250はパルスを出さずUDカウンタ
29の内容Nも保存される。そして走査絵素位置X+1
での出力信号230^,2308は、次の走査絵表位置
X+2のために、レジスタ24に保持される。この走査
絵素毎の処理を繰返えすことによりUDカウンタ29の
出力である距離度数290は、第4図のモアレ編次数値
5・3の如くとなる。倍倍格子による1走査線の映像入
力が終了すると、撮像装置20による映像入力は無視さ
れ、既にセットされたメモリ23^,238の映像2値
信号が入力時の走査とは逆向きにアドレスカウンタ26
の出力信号260によって出力信号230^,230B
に最左端則ち走査線の第11絵素まで読出され、前記U
Dカウンタ29のカウントアップ、ダウンが同様に行わ
れる。UDカウンタ29の出力である距離度数290の
内容は、第4図モアレ縞次数値54の如くなり、距離度
数290は1走査線の絵素数だけ距離度数メモリ33に
順次貯えられる。このようにして水平走査線上の距離度
数が距離度数メモリ33に得られたこととなる。上記水
平1走査線の距離度数は、第4図を参考にして53,5
4の往復によって決定されているが、予じめ設定される
モアレ縞次数Nが一般的な綾像走査位置である場合にこ
のような往復処理が必要であり、もし設定されるモアレ
縞次数が水平走査の右端又は左端で与えられ)ば往復処
理は一方向処理のみで完結する。
力が、撮像装置20によって開始されると、電気信号に
変換された映像出力信号201の水平1走査線分が、裏
子化回路21によって童子化絵素単位に、モアレ等高線
パターンの明暗部に従って2値化され、アドレスカウン
タ26の出力信号26川こよるアドレスに従って、メモ
リ23^に連続的にセットされる。第4図において第1
図の原理で説明した明暗帯として明暗帯50^のような
距離符号付けが行なわれる計測空間に計測立体の前述走
査線上の断面51が配置されていたとすれば、メモリ2
3^,にセットされる映像2億信号210は52^の如
くである。メモリ23^に上述のセットが1走査線分終
了とすると、制御回路31からの格子駆動信号311に
よって格子駆動回路32が動作し、光学格子11,15
を原格子から倍格子に変化させる。この間撮像装置20
がテレビ撮像機であるならば1フレーム分映像出力信号
201は量子化回路21で無視される。して倍格子への
変更駆動が完結した後、再び原格子での映像、入力と同
一水平走査位置における1走査線分のモアレ綿パターン
が撮像装置20より入力開始される。撮像装置20及び
量子化回路21によって量子化絵素となった映像2値信
号210は、今度は、「記憶装置23^にはセットされ
ず、倍モアレ調整回路22に入力される。倍モアレ調整
回路22は映像2値信号210を受取ると共に、メモリ
23^の既にセットされている原格子映像2値信号の同
絵素位置を入力し、第3図で詳細に説明た如く、倍格子
によるモアレ縞の映像2値信号210の「0」→「1」
又は「1」→「0一変化絵素位置が、原格子のそれと一
致するよう編集調整される。この情モアレ調整回路22
の出力である映像2値信号220は、絵素&層として第
3図の例で4絵素遅れがあり、メモリ238にはメモリ
23^の議出し位置に対し4ビット後方にセットされる
。このようにして調整された倍モアレ調整回路22の映
像2値信号220は、メモリ23Bに連続的にセットさ
れる。その内容は第4図の例における528の如くとな
る。ところで、第4図において、暦数回路27で予じめ
設定された走査絵素位置Xの計測立体表面に出現してい
るモアレ縦が、光学格子から教えてN番目のモアレ縞す
なわちモアレ縞次数Nであるとする。これら走査総秦位
置X、及びモアレ総数Nはそれぞれ測定絵素位置信号2
71、モアレ綿次数272としてそれぞれゲート回路2
8、UDカウンタ29に供給されている。メモリ238
に映像2値信号220が連続的にセットされる途中で、
走査絵素位置Xでの映像2値信号が書込まれると、メモ
リ238のアドレスカウンタ26の出力信号260と測
定絵素位置信号271とがゲート回路28で一致検出さ
れ、セット信号280によってUDカウンタ29にモア
レ綿次数272がセットされ、UDカウンタ29の内容
はモアレ紙次数Nとなる。また同時に、このときメモリ
23^,238のアドレスカウンタ26の出力信号26
0によってアドレスされれた出力信号230^,230
8がレジスタ24にセットされる。即ち第4図の例では
映像2値信号52^,52Bを参照して、暗部を「IJ
明部「0」とするとき、52Aを2進符号ビットBB,
52BをMSBと対応させて2進符号「10」即ち1坊
隼途数の値「2」がレジスタ24にセットされる。この
際比較器25の出力信号25川まセット信号280が優
先され無視される。撮像装置20が、次の走査絵素即ち
走査絵素&鷹×十1の映像絵素を入力すると、これまで
の動作と同様にして映像2値信号220がメモリ23B
の走査絵素位置X十1の位置に書込まれると同時に同じ
位置におけるメモリ23^,238の出力信号230^
,230Bが読出されレジス夕24に保持されていた前
走査給素位置×での出力信号230^,2308の内容
とが比較器25で比較されもし増加すればカウントダウ
ンパルスが出力信号25川こ出力されUDカゥンタ29
の内容であるモアレ綿次数Nを増減する。もし増減がな
らければ出力信号250はパルスを出さずUDカウンタ
29の内容Nも保存される。そして走査絵素位置X+1
での出力信号230^,2308は、次の走査絵表位置
X+2のために、レジスタ24に保持される。この走査
絵素毎の処理を繰返えすことによりUDカウンタ29の
出力である距離度数290は、第4図のモアレ編次数値
5・3の如くとなる。倍倍格子による1走査線の映像入
力が終了すると、撮像装置20による映像入力は無視さ
れ、既にセットされたメモリ23^,238の映像2値
信号が入力時の走査とは逆向きにアドレスカウンタ26
の出力信号260によって出力信号230^,230B
に最左端則ち走査線の第11絵素まで読出され、前記U
Dカウンタ29のカウントアップ、ダウンが同様に行わ
れる。UDカウンタ29の出力である距離度数290の
内容は、第4図モアレ縞次数値54の如くなり、距離度
数290は1走査線の絵素数だけ距離度数メモリ33に
順次貯えられる。このようにして水平走査線上の距離度
数が距離度数メモリ33に得られたこととなる。上記水
平1走査線の距離度数は、第4図を参考にして53,5
4の往復によって決定されているが、予じめ設定される
モアレ縞次数Nが一般的な綾像走査位置である場合にこ
のような往復処理が必要であり、もし設定されるモアレ
縞次数が水平走査の右端又は左端で与えられ)ば往復処
理は一方向処理のみで完結する。
このことは後述する垂直方向へのモアレ縞次数決定の処
理でも同じ事が言える。一方往路処理53の後、元のモ
アレ縞次数設定位置に戻り復路処理を半減することも可
能であるが、その場合にはモアレ縞次数設定位置のアド
レスカウンタ26Aの再セット制御を付加する必要があ
る。制御回路31は再び光学格子11,15を原格子に
戻すべく、格子駆動回路32に格子駆動信号311を出
力するとともに、以後の絵素量子化動.作を水平1走査
毎に唯一点のみ受取り、その水平走査上の点位置を1フ
レーム期間固定することにより童子化回路の映像2値信
号列が垂直1走査線となるように制御動作を変更する。
理でも同じ事が言える。一方往路処理53の後、元のモ
アレ縞次数設定位置に戻り復路処理を半減することも可
能であるが、その場合にはモアレ縞次数設定位置のアド
レスカウンタ26Aの再セット制御を付加する必要があ
る。制御回路31は再び光学格子11,15を原格子に
戻すべく、格子駆動回路32に格子駆動信号311を出
力するとともに、以後の絵素量子化動.作を水平1走査
毎に唯一点のみ受取り、その水平走査上の点位置を1フ
レーム期間固定することにより童子化回路の映像2値信
号列が垂直1走査線となるように制御動作を変更する。
このようにすると、水平走査時と、同期信号の時間間隔
が変更されるだけで既述の水平走査入力時と全く同一動
作で垂直1走査線上の距離度数がUDカゥンタ29の距
離度数出力290として出力されることは容易に類推で
きる。たゞし、この場合ゲート回路28に入力される測
定絵素位置信号271は暦数回路27で予じめ設定され
た測定絵素&直の水平走査位置×ではなく垂直走査位置
Y即ち走査線数値であり、またこの位置でのモアレ綿次
数Nは水平走査入力時に貯えられた距離度数メモリ23
の対応絵素位置における距離度数が出力330を介して
UDカウンタ29に供給される。また垂直走査時におけ
るUDカウンタ29の距離度数290は、演算回路3川
こ入力され暦数回路27に予めセットされているモアレ
計測係数270とから走査線上のモアレ等高線パターン
に対する等高線距離300が走査給素毎に次々と出力さ
れる。演算回路30の動作は次式を演算することに尽き
る。即ち、第1図を参照してモアレ計測係数270とし
て光学格子11,15の格子ピッチP、光源10と観測
点14との距離そ、それぞれの格子までの距離をd、距
離度数290をモアレ編次数Nとするとき、立体表面ま
での距離DNはロN=山NP/(夕−NP) となり、等高線距離300として出力される。
が変更されるだけで既述の水平走査入力時と全く同一動
作で垂直1走査線上の距離度数がUDカゥンタ29の距
離度数出力290として出力されることは容易に類推で
きる。たゞし、この場合ゲート回路28に入力される測
定絵素位置信号271は暦数回路27で予じめ設定され
た測定絵素&直の水平走査位置×ではなく垂直走査位置
Y即ち走査線数値であり、またこの位置でのモアレ綿次
数Nは水平走査入力時に貯えられた距離度数メモリ23
の対応絵素位置における距離度数が出力330を介して
UDカウンタ29に供給される。また垂直走査時におけ
るUDカウンタ29の距離度数290は、演算回路3川
こ入力され暦数回路27に予めセットされているモアレ
計測係数270とから走査線上のモアレ等高線パターン
に対する等高線距離300が走査給素毎に次々と出力さ
れる。演算回路30の動作は次式を演算することに尽き
る。即ち、第1図を参照してモアレ計測係数270とし
て光学格子11,15の格子ピッチP、光源10と観測
点14との距離そ、それぞれの格子までの距離をd、距
離度数290をモアレ編次数Nとするとき、立体表面ま
での距離DNはロN=山NP/(夕−NP) となり、等高線距離300として出力される。
この式は第1図のようなモアレ計測原理の場合に有効で
あって、光源投光及び観測に際してレンズ系を介したと
きには若干の変形がなされるがいづれも演算回路として
は簡単な代数演算素子の組合せで実現でき説明を省略す
る。垂直走査による1走査毎のモアレ等高距離出力は、
制御回路31の制御に従って水平方向1絵秦づつ移動せ
られること−により・2次元の完全な等高線データが等
高線距離300‘こ順次出力されることとなる。以上で
実施例の動作について説明を終えたが、既述中の動作で
等高線データの垂直走査線上の出力系列は下から上に出
力されるがこれを上から下の順に出力したいときは、メ
モリ23^,23Bの距離度数出力時の逆読出しを再度
順方向の読出しするように制御信号315を介してアド
レスカウンタ26を動作させることで実現できる。また
水平走査、垂直走査の動作を交換することは等高線距離
300の出力系列を縦方向から横方向に変更したいとき
本発明の動作説明で明らかなように容易になし得る。本
発明の他の実施例は、メモリ23^,238のメモリ容
量を2次元映像絵素だけ拡張することにより、原格子、
倍格子の変更を削減し、結果として全体の動作完了を高
速化するものである。
あって、光源投光及び観測に際してレンズ系を介したと
きには若干の変形がなされるがいづれも演算回路として
は簡単な代数演算素子の組合せで実現でき説明を省略す
る。垂直走査による1走査毎のモアレ等高距離出力は、
制御回路31の制御に従って水平方向1絵秦づつ移動せ
られること−により・2次元の完全な等高線データが等
高線距離300‘こ順次出力されることとなる。以上で
実施例の動作について説明を終えたが、既述中の動作で
等高線データの垂直走査線上の出力系列は下から上に出
力されるがこれを上から下の順に出力したいときは、メ
モリ23^,23Bの距離度数出力時の逆読出しを再度
順方向の読出しするように制御信号315を介してアド
レスカウンタ26を動作させることで実現できる。また
水平走査、垂直走査の動作を交換することは等高線距離
300の出力系列を縦方向から横方向に変更したいとき
本発明の動作説明で明らかなように容易になし得る。本
発明の他の実施例は、メモリ23^,238のメモリ容
量を2次元映像絵素だけ拡張することにより、原格子、
倍格子の変更を削減し、結果として全体の動作完了を高
速化するものである。
この場合の変更は、メモリ23^,238の2次元とと
もにアドレスカウンタ29が2次元アドレスカウンタと
なり、これに伴って制御回路31に必要な制御機能が付
加されることだけでよく、これまでの実施例における構
成、動作から当業者は容易になし得るもので詳細な説明
は省略する。本発明のさらに他の実施例は、原格子に対
する情格子に、さらに倍、即ち原格子の4倍の格子間隔
を有する第3の光学格子を、第2図における格子駆動装
置32によって制御せしめ、かつメモリ23^,238
に対し第3のメモリを備えると共に、レジスタ24、比
較器25を3ビット並列信号処理に拡張すれば、第1図
に示す原理で説明した計測空間13の距離符号付19を
8進とした本発明の拡張が可能であることは、当業者に
は容易になし得ることである。
もにアドレスカウンタ29が2次元アドレスカウンタと
なり、これに伴って制御回路31に必要な制御機能が付
加されることだけでよく、これまでの実施例における構
成、動作から当業者は容易になし得るもので詳細な説明
は省略する。本発明のさらに他の実施例は、原格子に対
する情格子に、さらに倍、即ち原格子の4倍の格子間隔
を有する第3の光学格子を、第2図における格子駆動装
置32によって制御せしめ、かつメモリ23^,238
に対し第3のメモリを備えると共に、レジスタ24、比
較器25を3ビット並列信号処理に拡張すれば、第1図
に示す原理で説明した計測空間13の距離符号付19を
8進とした本発明の拡張が可能であることは、当業者に
は容易になし得ることである。
以上で実施例についての詳細な説明を完了した。
第1図は本発明の原理を示す図、第2図は本発明の実施
例を説明するブロック図、第3図は倍モアレ調整回路の
詳細を示す図、第4図は実施例の動作を説明する図であ
る。 第5図は倍モアレ調整回路22を説明するためのフロー
チャートである。各図において00は計測立体、1川ま
光源、14は勧鏡山点、11,15は光学格子、13は
計測空間、20は撮像装置、21‘ま量子化回路、22
は倍モアレ調整回路、23^,23Bはメモリ、24は
しジスタ、25は比較器、26はアドレスカウンタ、2
7は暦数回路、28はゲート回路、29はアップダウン
カウンタ、301ま演算回路、31は制御回路、32は
格子駆動回路であり、33は距離度数メモリ、51は計
測立体の走査断面、52^,528は映像2値信号、5
3,54はアップダウンカウンタの距離度数出力である
。 が3図 オー図 オ2図 オ4図 オ5図
例を説明するブロック図、第3図は倍モアレ調整回路の
詳細を示す図、第4図は実施例の動作を説明する図であ
る。 第5図は倍モアレ調整回路22を説明するためのフロー
チャートである。各図において00は計測立体、1川ま
光源、14は勧鏡山点、11,15は光学格子、13は
計測空間、20は撮像装置、21‘ま量子化回路、22
は倍モアレ調整回路、23^,23Bはメモリ、24は
しジスタ、25は比較器、26はアドレスカウンタ、2
7は暦数回路、28はゲート回路、29はアップダウン
カウンタ、301ま演算回路、31は制御回路、32は
格子駆動回路であり、33は距離度数メモリ、51は計
測立体の走査断面、52^,528は映像2値信号、5
3,54はアップダウンカウンタの距離度数出力である
。 が3図 オー図 オ2図 オ4図 オ5図
Claims (1)
- 1 立体の等高線を光学格子によるモアレ縞現象を用い
て計測する装置において、所望の等高線ピツチを得る原
光学格子および該原光学格子の格子間隔の2の累乗倍の
相異なる格子間隔を有する複数個の光学格子と、該複数
個の光学格子によるモアレ縞パターンを電気的に走査し
得られた映像絵素信号をそれぞれ2値化パターンとする
手段と、該複数個の2値化パターンを2値符号に対応さ
せてそれぞれ記憶し2の累乗化絵素値とする手段と、隣
近する該絵素値との増減を比較することにより凹凸を特
定する手段と、該凹凸特定手段出力を受けモアレ縞パタ
ーンの適当な設定絵素位置におけるモアレ縞次数を増減
する手段と、該増減されたモアレ縞次数とモアレ計測係
数とから立体の各部の等高線距離を算出出力する手段と
を含み、立体の凹凸が特定された等高線パターンを得る
ことを特徴とするモアレ等高線計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51108081A JPS6037882B2 (ja) | 1976-09-09 | 1976-09-09 | モアレ等高線計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51108081A JPS6037882B2 (ja) | 1976-09-09 | 1976-09-09 | モアレ等高線計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5333169A JPS5333169A (en) | 1978-03-28 |
| JPS6037882B2 true JPS6037882B2 (ja) | 1985-08-29 |
Family
ID=14475379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51108081A Expired JPS6037882B2 (ja) | 1976-09-09 | 1976-09-09 | モアレ等高線計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037882B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01128191U (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 |
-
1976
- 1976-09-09 JP JP51108081A patent/JPS6037882B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01128191U (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5333169A (en) | 1978-03-28 |
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