JPS6248123A - 閾値設定方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 本発明は闇値を順次変化させ、各闇値に於いて輪郭画素
の画素値の平均値と周囲画素（輪郭画素より１ドツト外
側の画素）の画素値の平均値との差を求め、差が最大と
なったときの闇値を最適闇値とするものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は諧調画像データから二値画像データを得る際の
闇値設定方式に関するものである。

〔従来の技術〕

産業用ロボットと視覚センサとを組合せたシステムに於
いて、被対象物体の位置１種類等を視覚センサで識別し
、これを産業用ロボットに通知して被対象物体の種類に
応じた把持等を可能にすることが行なわれている。

このような場合、視覚センサは、被対象物体を撮像して
得られた諧調画像データを所定の闇値と比較することに
より、例えば被対象物体が“１″、背景部が０”となる
ような１画面分の二値画像データを先ず作成し、′１”
の占める面積、その重心、最大長１周囲長等を求め、そ
れらから被対象物体の種別等を判別している。

ところで、諧調画像データから二値画像データを得る場
合、従来は一般に諧調画像データの各画素値とオペレー
タにより予め定められた闇値とを比較するようにしてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述した従来例では、撮像時の照明の明るさの
変化により、二値画面データが異なるものとなる問題が
あった。

本発明は前述の如き問題点を解決したものであり、その
目的は照明の明るさの変化に拘わらず、正しい二値画面
データを得られるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前述の如き問題点を解決するため、第１図の構
成図に示すように、被対象物体を撮像して得られた諧調
画像データと闇値とを比較して二値画像データを得る際
の闇値設定方式に於いて、１画面分の諧調画像データが
記憶される第１のファイル装置１と、該第１のファイル
装置１に記憶された諧調画像データの各画素値と闇値と
を比較して、前記諧調画像データに対応した二値画像デ
ータを作成する二値化手段２と、該二値化手段２で作成
された１画面分の二値画像データを記憶する第２のファ
イル装置３と、前記二値化手段２の闇値を設定する闇値
設定手段７と、前記第１及び第２のファイル装置１．３
の記憶内容に基づいて輪郭画素を追跡し、輪郭画素の画
素値の平均値を求める輪郭画素追跡手段５と、前記第１
及び第２のファイル装置１，３の記憶内容に基づいて周
囲画素を追跡し、周囲画素の画素値の平均値を求める周
囲画素追跡手段４と、前記輪郭画素追跡手段５で求めた
平均値と前記周囲画素追跡手段４で求めた平均値との差
を求める演算手段６とを設け、前記闇値設定手段７を前
記二値化手段２の闇値を順次変更し、前記演算手段６で
求めた差が最大となったときの闇値を最適闇値とするよ
うに構成したものである。

〔作　用〕

照明の明るさが変化することにより、各画素の画素値は
変化する。しかし、照明の明るさに拘わらず、隣接画素
間の画素値の差は、輪郭画素と周囲画素との間が最大と
なる。従って、周囲画素の画素値の平均値と輪郭画素の
画素値の平均値との差が最大になったときの闇値を用い
て、二値化処理を行なうことにより、照明の明るさに拘
わらず正確な二値画像データを得ることができる。

〔実施例〕

第２図は本発明方式を実施例する際に使用する装置の一
例を示すブロック線図であり、１】はマイクロプロセッ
サ、１２は撮像装置、１３はＡＤ変換器、１４は入力部
、１５はタイミング発生回路、１６はキーボード、１７
はメモリ、１８．１９はそれぞれ１画面分の諧調画像デ
ータ、二値画像ディジタルを記（、！する容量を有する
ＲＡＭ等から構成されるファイル装置、２０はＣＲＴで
ある。

撮像装置１２はタイミング発生回路１５からの操作タイ
ミング信号に従って被対象物体（図示せず）を撮像し、
アナログ映像信号を出力する。ＡＤ変換器１３はタイミ
ング発生回路１５からのタイミング信号に同期してアナ
ログ映像信号を例えば２５６諧調のディジタル映像信号
に変換して入出力部１４に加える。

また、マイクロプロセ、す１１はキーボード１６からフ
ァイル装置１８に諧調画像データを記憶することが指令
されると、先ず内部カウンタＸ、Ｙのカウント値を「０
」とし、次いでタイミング発生回路１５から画面走査開
始タイミングを示すタイミング信号が加えられるのを待
つ。そして、画面走査開始タイミングとなると、マイク
ロプロセ・ノサ１１はＡＤ変換器１３の出力を読込み、
内部カウンタＸ。

Ｙのカウント値に対応するファイル装置１８のアドレス
にその内容を記憶させ、内部カウンタＸのカウント値を
＋１する。１画面分の視野の行方向の画素数がＮ、列方
向の画素数がＭであるとすると、内部カウンタＸの値が
Ｎを超える毎に内部カウンタＸの値が「０」に戻される
と共に、内部カウンタＹの値が＋１され、内部カウンタ
Ｙのカウント値がｒＭＪを超えるまで、上述した処理が
繰返され、これにより１画面分の諧調画像データがファ
イル装置１８に記１．ａされる。

また、第３図は闇値設定時のマイクロプロセッサ１１の
処理内容を示すフローチャートであり、以下同図を参照
して闇値設定時の第２図の動作を説明する。

マイクロプロセ、す１１はキーボード１６から闇値を設
定することが指令されると、第３図のフローチャートに
示す処理を開始し、先ずメモリ１７から最小閾値Ｔｈｍ
１ｎを読込む（ステップＳｌ）。尚、最小閾値Ｔｈｍ１
ｎは例えばオペレータがキーボード１６より予め入力し
ておくものである。次いで、マイクロプロセッサ１１は
最小閾値Ｔｈｍ１ｎを閾値ＴｈとしくステップＳ２）、
二値化処理を実行する（ステップＳ３）。即ち、ステッ
プＳ３ではファイル装置１８に記憶された諧調画像デー
タの各画素値と閾値Ｔｈとを比較し、闇値Ｔｈより画素
値の方が大きい画素に対しては“１”を与え、閾値Ｔｈ
より画素値の方が小さい画素に対しては“０”を与える
処理をファイル装置１８の１画面分の画素データに対し
て行ない、二値画像データをファイル装置Ｉ９に作成す
るものである。例えば、ファイル装置１８に記憶されて
いる諧調画像データが第４図に示すものであり、閾値Ｔ
ｈが３２であればファイル装置１９に作成される二値画
像データは第５図（Ａ）に示すものとなり、闇値Ｔｈが
３３であればファイル装置１９に作成される二値画像デ
ータは同図（Ｂ）に示すものとなる。

二値化処理が終了すると（ステップＳ４）、マイクロプ
ロセッサ１１はファイル装置１９に記憶されている二値
画像データに基づいて、ファイル装置１８に記憶されて
いる諧調画像データに対する輪郭追跡を行ない、輪郭画
素の画素値の平均値Ｒａνを求める（ステップＳ５）。

例えば、二値画像データが第５図（Ａ）に示すものであ
る場合（闇値が３２の場合）は、マイクロプロセッサ１
１は画素Ｇ２，３、Ｇ２，４、Ｇ３，２、Ｇ３，５、Ｇ
４，２、Ｇ４，５、Ｇ５，３、Ｇ５，４（ｉ行ｊ列に配
置されている画素をＧｉ＋ｊとする）の画素値の平均値
Ｒａｖを求め、二値画像データが第５図（Ｂ）に示すも
のである場合（闇値が３３である場合）は、画素Ｇ２，
３、Ｇ３，２、Ｇ３，４、Ｇ４，２、Ｇ４，４、Ｇ５，
３の画素値の平均値Ｒａｖを求めることになる。

即ち、闇値が３２の場合は、輪郭画素の画素値の平均値
Ｒａｖは３２．５となり、闇値が３３の場合は平均値Ｒ
ａｖは３３となる。

次いで、マイクロプロセッサ１１は周囲画素（輪郭画素
より１ドツト外側の画素）の画素値の平均値Ｓａｖを求
める（ステップＳ６）。例えば、二値画像データが第５
図（Ａ）に示すものである場合は、画素Ｇ１，３、Ｇ１
，４、Ｇ２，２、Ｇ２，５、Ｇ３，１、Ｇ３，６、Ｇ４
，１、Ｇ４，６、Ｇ５，２、Ｇ５，５、Ｇ６，３、Ｇ６
，４の画素値の平均値Ｓａｖを求め、二値画像データが
同図（Ｂ）に示すものである場合は、画素Ｇ１，３、Ｇ
２，２、Ｇ２，４、Ｇ３，１、Ｇ３，５、Ｇ４，１、Ｇ
４，５、Ｇ５，２、Ｇ５，４、Ｇ６，３の画素値の平均
値Ｓａｖを求めるものである。尚、闇値が３２の場合の
平均値αは１１．５となり、闇値が３３の場合の平均値
αは２１．２となる。次いで、マイクロプロセッサ１１
は平均値Ｒａｖと平均値Ｓａｖとの差α−Ｒａｖ−３ａ
νを求め（ステップＳ７）、次いでステップＳ７で求め
た差αとその時の闇値Ｔｈとを対応させてメモリ１７に
記憶させる（ステップＳ８）。

尚二値画像データが第５図（Ａ）の場合、即ち闇値が３
２の場合の差αは２１となり、二値画像が同図（Ｂ）の
場合、即ち闇値が３３の場合の差αは１１．８となる。

次いで、マイクロプロセッサ１１は闇値Ｔｈを＋１する
ことにより新たな闇値を設定しくステップＳ９）、次い
でこの新たな閾値Ｔｈが予め定められている最大閾値Ｔ
ｈｍａｘを超えたか否かを判断する（ステップ５１０）
。尚、最大閾値Ｔｈｍａｘは例えばオペレータがキーボ
ード１６より予め入力しておくものである。そして、ス
テップＳＩＯの判断結果がＮＯの場合は、マイクロプロ
セッサ１１はステップＳ９で設定された新たな闇値に従
って二値化処理を実行しくステップＳ３）、判断結果が
ＹＥＳの場合はメモリ１７を参照して、前記差αが最大
となった時の闇値を求め、これを最適闇値とする（ステ
ップ５１１）。

即ち、マイクロプロセッサ１１は閾値Ｔｈを予め定めら
れている最小閾値Ｔｈｍ１ｎから最大閾値Ｔｈｍａｘま
で順次増加させ（ステップＳ９）、各闇値に於いて輪郭
画素の画素値の平均値Ｒａｖと周囲画素の画素値の平均
値Ｓａｖとの差αを求め（ステップＳ７）、差αが最大
となった時の闇値を最適闇値とするものである（ステッ
プ５１１）。上述した処理を行なうことにより、最適な
闇値を設定できることは第５図（Ａ）、　　（Ｂ）から
明らかであり、また、隣接画素間の画素値の差が輪郭画
素と周囲画素との間で最大となることからも明らかであ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は闇値を順次変更し、各闇
値に於いて輪郭画素の画素値の平均値と周囲画素の画素
値の平均値との差を求め、差が最大になった闇値を最適
闇値とするものであるから、本発明によって闇値を設定
すれば周囲の明るさに拘わらず、正確な二値画像データ
を得ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明方式を実施す
る際に使用する装置のブロック線図、第３図はマイクロ
プロセッサ１１の処理内容を示すフローチャート、第４
図はファイル装置１８に記憶される諧調画像データの一
例を示す図、第５図（Ａ）、（Ｂ）はファイル装置１９
に記憶される二値画像データの一例を示す図である。 １は第１のファイル装置、２は二値化手段、３は第２の
ファイル装置、４は周囲画素追跡手段、５は輪郭画素追
跡手段、６は演算手段、７は闇値設定手段、１１はマイ
クロプロセッサ、１２は撮像装置、１３はＡＤ変換器、
１４は入力部、１５はタイミング発生回路、１６はキー
ボード、１７はメモリ、１８．　１９はファイル装置、
２０はＣＲＴである。 特許出願人　ファナソク株式会社 代理人弁理士玉蟲久五部（外２名） 第　１　図 ＄２図 →イ丁 一行 二イ証像： （ＡＪ −・千テ Ｔｈ　−３３の時の二（顔画像・ （Ｂ） ファイル装置１９の記憶８容を示。 第５図 コータ ビータ Ｖ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被対象物体を撮像して得られた諧調画像データと
   閾値とを比較して二値画像データを得る際の閾値設定方
   式に於いて、 １画面分の諧調画像データが記憶される第１のファイル
   装置と、 該第１のファイル装置に記憶された諧調画像データの各
   画素値と閾値とを比較して、前記諧調画像データに対応
   した二値画像データを作成する二値化手段と、 該二値化手段で作成された１画面分の二値画像データを
   記憶する第２のファイル装置と、 前記二値化手段の閾値を設定する閾値設定手段と、 前記第１及び第２のファイル装置の記憶内容に基づいて
   輪郭画素を追跡し、輪郭画素の画素値の平均値を求める
   輪郭画素追跡手段と、 前記第１及び第２のファイル装置の記憶内容に基づいて
   周囲画素を追跡し、周囲画素の画素値の平均値を求める
   周囲画素追跡手段と、 前記輪郭画素追跡手段で求めた平均値と前記周囲画素追
   跡手段で求めた平均値との差を求める演算手段とを備え
   、 前記閾値設定手段は前記二値化手段の閾値を順次変更し
   、前記演算手段で求めた差が最大となったときの閾値を
   最適閾値とすることを特徴とする閾値設定方式。
2. （２）前記閾値設定手段は予め定められた最小値と最大
   値との間で前記闇値を順次変更することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の閾値設定方式。