JPS629210A - Fruit recognizing device - Google Patents

Fruit recognizing device

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JPS629210A
JPS629210A JP14858485A JP14858485A JPS629210A JP S629210 A JPS629210 A JP S629210A JP 14858485 A JP14858485 A JP 14858485A JP 14858485 A JP14858485 A JP 14858485A JP S629210 A JPS629210 A JP S629210A
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color
fruit
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binarized
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Yasuo Fujii
保生 藤井
Masahiko Hayashi
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Abstract

PURPOSE:To enable to perform the treatment to separate and extract plural fruits at high speed with simple constitution by inputting the variable density image information removing in advance the variable density image information in the zone excepting the object fruit color to an edge image detecting means. CONSTITUTION:A color separating circuit 3 separates and extracts the bivalent color image information F1 in the zone corresponding to an object fruit color from the color image information among the image pickedup image information S0 by a color video camera 1. An edge image detecting means separates and extracts the bivalent edge information corresponding to the part where its lightness variation is larger than the variable density image information Y among the informations S0, then, with the information F1 as a switch control signal, controls the switching of a gate circuit 4 to extract the variable density image information S1 in the zone corresponding to the fruit color and inputs the information S1 to the edge image detecting means. Since therefore this information S1 does not include the unnecessary information excepting the object fruit a high speed processing is enabled because of the processing informa tion quantity being less.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、果実用作業機に対する作業対象果実
の位置関係を検出して、作業用マニプレータを誘導する
ための制御情報を得るための手段等として用いられる果
実認識装置、詳しくは、撮像手段による撮像画像情報の
うちの色画像情報より認識対象果実色に対応した領域の
2値化色画像情報を分離抽出する色2値化手段、前記撮
像画像情報のうちの濃淡画像情報よりその明度変化が大
きい部分に対応する2値化エツジ画像情報を分離抽出す
るエツジ画像検出手段、および、前記2値化色画像情報
から前記2値化エツジ画像情報を減算する減算手段を備
えさせて、前記撮像画像情報より認識対象果実に対応す
る領域を分離抽出した2値化画像情報を得る果実認識装
置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to, for example, detecting the positional relationship of a fruit to be worked with respect to a fruit work machine and obtaining control information for guiding a work manipulator. A fruit recognition device used as means etc., specifically, a color binarization means for separating and extracting binarized color image information of a region corresponding to the color of the fruit to be recognized from color image information of the image information captured by the imaging means; edge image detection means for separating and extracting binarized edge image information corresponding to a portion of the captured image information in which the change in brightness is larger than the grayscale image information; and detecting the binarized edge image from the binarized color image information. The present invention relates to a fruit recognition device that is provided with a subtraction means for subtracting image information and obtains binarized image information in which a region corresponding to a fruit to be recognized is separated and extracted from the captured image information.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

上記この種の果実認識装置は、複数の果実が密集してい
たり、重なり合っていることにより、複数の果実が一つ
の塊として見えるような場合においても、一つ一つの果
実に分離された状態の2値化画像情報を得られるように
したものである。
This type of fruit recognition device described above is capable of detecting a state in which each fruit is separated even when multiple fruits are crowded or overlapped, so that they appear as a single lump. This makes it possible to obtain binarized image information.

ところで、エツジ画像検出手段にて2値化エツジ画像情
報を得るに、撮像画像情報のうちの濃淡画像情報を、そ
のままエツジ画像検出手段に入力させることが考えられ
る。
By the way, in order to obtain the binarized edge image information by the edge image detection means, it is conceivable to input the grayscale image information of the captured image information as it is to the edge image detection means.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、撮像画像情報のうちの濃淡画像情報をそ
のまま利用して、2値化エツジ画像情報を得るようにす
ると、そのための処理に手間が掛かり、高速で果実認識
を行い難いものとなる不利がある。
However, if the grayscale image information of the captured image information is used as is to obtain the binarized edge image information, the processing is time-consuming and has the disadvantage of making it difficult to perform fruit recognition at high speed. .

つまり、エツジ画像検出手段は、例えば、撮像画像情報
のうちの濃淡画像情報を微分処理して、その明度変化の
値やその方向を求め、その求めた情報より孤立したエツ
ジ点等のノイズ情報を除去した後、明度変化の大きい部
分を境界として連続した線(ただし、ある程度の幅を有
することもある)として認識できる2値化画像情報を得
るものであり、その処理は二次元情報を演算処理するた
めに、処理情報量が多くなると指数的に処理時間が長く
なる不利がある。
In other words, the edge image detection means, for example, performs differential processing on the grayscale image information of the captured image information to determine the value and direction of the brightness change, and then extracts noise information such as isolated edge points from the determined information. After removal, binarized image information is obtained that can be recognized as a continuous line (however, it may have a certain width) with areas with large brightness changes as boundaries, and the process involves arithmetic processing of two-dimensional information. Therefore, as the amount of information to be processed increases, the processing time becomes exponentially longer.

ちなみに、果実認識に要する処理時間が長くなると、例
えば、果実用作業機の制御に利用する場合において、果
実収穫等の果実に対する作業を能率良く行い難いものと
なる、等の不利を招くものとなるのであり、果実認識を
極力高速に行えるようにすることが望まれている。
Incidentally, if the processing time required for fruit recognition becomes long, this will lead to disadvantages, such as making it difficult to efficiently perform work on fruits such as fruit harvesting when used to control fruit working machines, for example. Therefore, it is desired to be able to perform fruit recognition as quickly as possible.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、密集したり重なりあっている複数の果実を一
つ一つに分離した状態の領域を分離抽出した2値化画像
情報を得るに、その処理を、簡素な構成で高速に行うこ
とができるようにする点にある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide binarized image information that separates and extracts areas in which a plurality of fruits that are crowded or overlap each other are separated one by one. The key point is that the processing can be performed at high speed with a simple configuration.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明による果実認識装置の特徴は、前記2値化色画像
情報を開閉制御信号として開閉制御することによって、
前記濃淡画像情報を果実色でマスクして、前記濃淡画像
情報のうちの前記果実色に対応する領域の濃淡画像情報
を抽出するゲート手段を設け、このゲート手段にて抽出
させた濃淡画像情報を前記エツジ画像検出手段に入力さ
せるように構成してある点にあり、その作用ならびに効
果は以下の通りである。
The fruit recognition device according to the present invention is characterized by controlling the opening/closing of the binarized color image information as an opening/closing control signal.
A gate means is provided for masking the grayscale image information with a fruit color and extracts grayscale image information of a region corresponding to the fruit color from among the grayscale image information, and the grayscale image information extracted by the gate means is The present invention is configured to allow input to the edge image detection means, and its functions and effects are as follows.

〔作 用〕[For production]

すなわちJ対象果実のみに対応した特定色に基づいて2
硫化した2値化色画像情報で撮像画像情報のうちの濃淡
画像情報をマスクすることにより、上記2値化色画像情
報と同一領域内にある濃淡画像情報を抽出し、対象果実
色原外の領域の濃淡画像情報を予め除去した濃淡画像情
報をエツジ画像検出手段に入力させるのである。
In other words, 2 based on the specific color corresponding only to the J target fruit.
By masking the grayscale image information of the captured image information with the sulfurized binary color image information, the grayscale image information in the same area as the binary color image information is extracted, and the grayscale image information outside the target fruit color primary is extracted. The grayscale image information from which the grayscale image information of the area has been removed in advance is input to the edge image detection means.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従って、2値化色画像情報でマスクした濃淡画像情報は
、認識対象果実以外の不要な情報を含まないものとなり
、エツジ画像検出手段の処理情報量を大幅に少なくでき
る。つまり、処理情報量が少ないために嵩速処理できる
のである。
Therefore, the grayscale image information masked with the binary color image information does not include unnecessary information other than the fruit to be recognized, and the amount of information processed by the edge image detection means can be significantly reduced. In other words, since the amount of information to be processed is small, bulk processing can be performed.

又、果実以外の画像情報を、画像処理の前段階で予め除
去してあるので、濃淡画像情報の2値化処理において、
不要なノイズ成分は非常に少ないものとなり、2値化画
像情報の分離抽出結果の信顛性も大幅に良くなったので
ある。
In addition, since image information other than fruit is removed in advance before image processing, in the binarization process of grayscale image information,
Unnecessary noise components have been significantly reduced, and the reliability of the separation and extraction results of binarized image information has also been greatly improved.

さらに、撮像画像情報のうちの濃淡画像情報を2値化色
画像情報でマスクした濃淡画像情報と2値化色画像情報
とを実時間処理で得られるので、このマスク処理に要す
る時間は、果実認識に要する処理時間に影響することは
ない。
Furthermore, since the grayscale image information and the binary color image information obtained by masking the grayscale image information of the captured image information with the binary color image information can be obtained by real-time processing, the time required for this masking process is This does not affect the processing time required for recognition.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は、屋外において撮像された画像情報から、対象
果実一つ一つを分離した状態の2値化画像情報を得る果
実認識装置のブロック図であって、特に、ミカンやリン
ゴ等の暖色系の果実を認識するための装置として構成し
てあり、カラー画像を構成する赤色成分の色信号(R)
より青色成分の色信号(B)を減算することにより、果
実色以外の枝、葉、空等の背景となる物体に対応した色
成分を除去して得た果実の色(C)のみに対応した2値
化画像情報(F1)と、この果実の色(C)のみに対応
した範囲の濃淡画像情報(S1)を2値化したエツジ画
像情報(F2)とから、重なりあってみえる複数果実の
一つ一つが分離された状態の2値化画像情報(F3)を
得るように構成してある。
FIG. 1 is a block diagram of a fruit recognition device that obtains binarized image information in which each target fruit is separated from image information captured outdoors. It is configured as a device for recognizing fruits of the same species, and the color signal (R) of the red component that makes up the color image
By subtracting the color signal (B) of the bluer component, only the fruit color (C) obtained by removing color components corresponding to background objects such as branches, leaves, and the sky other than the fruit color is supported. From the binarized image information (F1) and the edge image information (F2) obtained by binarizing the grayscale image information (S1) in the range corresponding only to the color (C) of this fruit, multiple fruits that appear to overlap are obtained. The configuration is such that binarized image information (F3) is obtained in which each of the images is separated.

すなわち、撮像手段としてのカラービデオカメラ(1)
により撮像された画像情報(第8図(イ)参照)として
出力されるNTSC形弐のカラービデオ信号(SO)は
、NTSCデコーダ(2)により、垂直同期信号(VD
)、水平同期信号(HD)の各同期信号、赤色信号(R
)、青色信号(B)の各色信号、および、濃淡画像情報
としての輝度信号(Y)に分離され、色2値化手段とし
ての色分離回路(3)により、前記赤色信号(R)と青
色信号(B)の差(R−B)を演算して、設定闇値(C
ref)と比較されて、対象果実の色(C)のみに対応
した色の2値化画像情報である2値化色画像情報(F3
)(第8図(n)参照)に変換される。
That is, a color video camera (1) as an imaging means
The NTSC type 2 color video signal (SO) output as image information (see Figure 8 (a)) is processed by the NTSC decoder (2) into a vertical synchronizing signal (VD
), horizontal sync signal (HD), red signal (R
), a blue signal (B), and a luminance signal (Y) as grayscale image information, and a color separation circuit (3) serving as a color binarization means separates the red signal (R) and blue signal. Calculate the difference (R-B) between the signals (B) and set the set darkness value (C
ref), and the binarized color image information (F3
) (see FIG. 8(n)).

前記輝度信号(Y)は、第5図に示すように、前記2値
化色画像情報(F1)をコントロール信号として、この
2値化色画像情報(F3)が”H”レベルである間すな
わち果実色(C)に対応する区間のみ開くゲート回路(
4)を通過させることにより、2値化色画像情報(F3
)をマスクとして、前記対象果実の色(C)のみに対応
した濃淡画像情報(S1)として抽出され、A/D変換
器(5)により8ビツト/1画素の分解能で128 X
 128画素/1画面で構成されるデジタル濃淡画像情
報(S2)(第8図(ハ)参照)に変換され、データバ
ッファ(6)を介して第一画像メモリ(7)に一旦記憶
される。
As shown in FIG. 5, the luminance signal (Y) uses the binarized color image information (F1) as a control signal while the binarized color image information (F3) is at "H" level, that is. Gate circuit that opens only in the section corresponding to fruit color (C) (
4), binary color image information (F3
) as a mask, it is extracted as grayscale image information (S1) corresponding only to the color (C) of the target fruit, and is processed by the A/D converter (5) at a resolution of 8 bits/pixel at 128
It is converted into digital grayscale image information (S2) (see FIG. 8 (c)) consisting of 128 pixels/one screen, and is temporarily stored in the first image memory (7) via the data buffer (6).

前記2値化色画像情報(F1)を得る処理と、濃淡画像
情報(S1)をAID変換して、前記第一画像メモリ(
7)に1画面分のデジタル濃淡画像情報(Sりとして記
憶させる処理は、垂直同期信号(VD)および水平同期
信号(HD)の各変化タイミングに同期して、同時並列
的に行われるように、タイミング回路(8)によりその
処理動作が制御されるようにしてある。又、前記カメラ
(1)による撮像動作に同期して照光手段としてのスト
ロボ装置(10)が発光するように、前記タイミング回
路(8)からの制御信号によって起動されるストロボ制
御回路(9)により、発光タイミングおよびその発光強
度を制御するように構成してある。
The process of obtaining the binarized color image information (F1) and the AID conversion of the gray scale image information (S1) are carried out to obtain the first image memory (
7) The process of storing one screen's worth of digital grayscale image information (S) is performed simultaneously and in parallel in synchronization with each change timing of the vertical synchronization signal (VD) and horizontal synchronization signal (HD). , the processing operation is controlled by a timing circuit (8).The timing circuit (8) is configured to control the processing operation so that a strobe device (10) serving as an illumination means emits light in synchronization with the imaging operation by the camera (1). A strobe control circuit (9) activated by a control signal from a circuit (8) is configured to control the light emission timing and the light emission intensity.

又、前記第一画像メモリ(7)に記憶されたデジタル濃
淡画像情報(S2)は、CRTコントローラ(11)お
よび、TV信号ジェネレータ(12)により、コンポジ
ットビデオ信号に変換され、モニタテレビ(13)によ
り表示されるようにしてある。
Further, the digital grayscale image information (S2) stored in the first image memory (7) is converted into a composite video signal by a CRT controller (11) and a TV signal generator (12), and is sent to a monitor television (13). It is displayed by .

そして、前記デジタル濃淡画像情報(S2)は、制御プ
ロセッサ(CPU 、 )および数値演算用プロセッサ
(CPU2)により、ノイズ除去や輪郭抽出等の演算処
理をされて2値化され、エツジ画像情報としての2値化
エツジ画像情報(h)(第8図(=)参照)に変換され
て、第二画像メモリ(14)に一旦記憶される。
Then, the digital grayscale image information (S2) is subjected to arithmetic processing such as noise removal and contour extraction by a control processor (CPU, ) and a numerical calculation processor (CPU2), and is converted into a binary value as edge image information. It is converted into binary edge image information (h) (see FIG. 8 (=)) and temporarily stored in the second image memory (14).

次に、前記第一画像メモリ(7)に記憶された果実の色
(C)に対応する範囲内の濃淡画像情報(S2)の濃淡
値に基づいて、その値が正であるものを前記2値化色画
像情報(F3)として復元し、その2値化色画像情報(
F3)より前記第二画像メモリ(14)に記憶されてい
る2値化エツジ画像情報(F2)を減算して、一つ一つ
の果実が分離された状態の2値化画像情報(F3) (
第8図(ネ)参照)を演算し、前記第二画像メモリ(1
4)に記憶させる。従って、2値化色画像情報(F3)
でマスクした濃淡画像情報(S2)は、それ自体で明度
情報が零でない部分が2値化色画像情報(F1)と同一
の画像情報を有するものとなるので、2値化色画像情報
(F1)を別途記憶しなくとも、上記マスク処理した濃
淡画像情報(S2)から24M化色画像情報(F1)を
簡単に復元できるので、2値化色画像情報(F1)自体
を記憶するための画像メモリを設ける必要が無いのであ
る。
Next, based on the gradation value of the gradation image information (S2) within the range corresponding to the fruit color (C) stored in the first image memory (7), those whose values are positive are selected from the 2nd image memory (7). It is restored as digitized color image information (F3), and its binarized color image information (
By subtracting the binarized edge image information (F2) stored in the second image memory (14) from F3), the binarized image information (F3) in which each fruit is separated is obtained (
(see FIG. 8(N)), and calculates the second image memory (1).
4). Therefore, binarized color image information (F3)
The gradation image information (S2) masked with , by itself, has the same image information as the binary color image information (F1) in the part where the brightness information is not zero. ), the 24M color image information (F1) can be easily restored from the masked grayscale image information (S2) without having to separately store the image information (F1) itself. There is no need to provide memory.

そして、前記一つ一つの果実が分離された状態の2値化
画像情@ (R3)に基づいて、認識した果実の個数や
その座標位置等を演算し、インターフェース装置(15
)を介して、ホストコンピュータ(CPU0)にその認
識結果を伝達するとともに、全体の動作を制御されるの
である。尚、第1図中、(16)は前記各プoセフす(
CPUO,(CPtJz)の動作プログラムや演算用デ
ータを一時格納したり、ホストコンピュータ(CPU3
)との間で授受する各種データ等を格納するためのメモ
リである。
Then, based on the binarized image information @ (R3) in which each fruit is separated, the number of recognized fruits, their coordinate positions, etc. are calculated, and the interface device (15
), the recognition results are transmitted to the host computer (CPU0), and the overall operation is controlled. In Fig. 1, (16) indicates each of the above-mentioned processes (
Temporarily stores operating programs and calculation data for CPUO, (CPtJz), and
) is a memory for storing various data exchanged between

以下、各部の構成について詳述する。The configuration of each part will be explained in detail below.

前記色分離回路(3)は、第4図に示すように、前記水
平同期信号(HD)および垂直同期信号(VD)に同期
して動作するように、その動作をタイミングコントロー
ラ(30)により制御されるように構成してある。そし
て、前記デコーダ(2)より出力される赤色成分の色信
号(R)と青色成分の色信号(B)との差(R−B)を
差動増幅器(31)により演算し、その出力信号を、ゲ
イン設定抵抗(RI)により増幅度を設定されたビデオ
増幅器(32)により所定レベルに増幅し、コンパレー
タ(33)により抵抗(R2)により設定された設定闇
値(Cref)と比較されてTTLレベルの2値化色画
像情報(F1)に変換されるのである。ところで、前記
闇値(Cref)は、認識対象果実の色(C)や撮像状
態の明るさ等に基づいて予め設定することとなる。
As shown in FIG. 4, the color separation circuit (3) has its operation controlled by a timing controller (30) so that it operates in synchronization with the horizontal synchronization signal (HD) and the vertical synchronization signal (VD). It is configured so that Then, the difference (R-B) between the red component color signal (R) and the blue component color signal (B) output from the decoder (2) is calculated by a differential amplifier (31), and the output signal is is amplified to a predetermined level by a video amplifier (32) whose amplification degree is set by a gain setting resistor (RI), and compared with a set value (Cref) set by a resistor (R2) by a comparator (33). It is converted into TTL level binary color image information (F1). By the way, the darkness value (Cref) is set in advance based on the color (C) of the fruit to be recognized, the brightness of the imaging state, and the like.

前記ストロボ制御回路(9)は、第6図に示すように、
前記垂直同期信号(VD)のブランキング期間の開始位
置に対応するトリガ信号(VREQ)により起動される
二つのワンショットマルチバイブレーク(90) 、 
(91)により構成してある。
The strobe control circuit (9), as shown in FIG.
two one-shot multi-by-breaks (90) activated by a trigger signal (VREQ) corresponding to the start position of the blanking period of the vertical synchronization signal (VD);
(91).

そして、第7図に示すように、最初のマルチバイブレー
タ(90)により遅延される所定時間(t3)経過後に
、次のマルチバイブレーク(91)を起動し、その出力
時間(t2)が発光強度に対応して前記ストロボ装置(
10)が発光されるように、ストロボ装置(10)へ発
光信号を伝達するフォトカプラ(92)をONさせるよ
うに構成してある。
Then, as shown in Fig. 7, after a predetermined time (t3) delayed by the first multivibrator (90) has elapsed, the next multivibrator (91) is activated, and its output time (t2) is equal to the luminescence intensity. Correspondingly, the strobe device (
10) is configured to turn on a photocoupler (92) that transmits a light emission signal to the strobe device (10) so that the strobe device (10) emits light.

つまり、前記ストロボ装置(10)は、カメラ(1)に
よる1百面分の撮像に同期して、かつ、垂直同期信号(
VD)の帰線期間中に所定の照度で毎回自動的に発光さ
れるのである。
That is, the strobe device (10) synchronizes with the imaging of 100 planes by the camera (1), and the vertical synchronization signal (
It is automatically emitted at a predetermined illuminance each time during the retrace period of VD).

以下、第3図に示すフローチャートに基づいて全体的な
動作を説明する。
The overall operation will be explained below based on the flowchart shown in FIG.

すなわち、電源投入とともに、前記制御プロセッサ(C
PUI)は、各メモリ(7) 、 (14) 、 (1
6)の内容や演算デー名等を初期化して、ホストコンピ
ュータ(CPU(1)からの起動信号の受信待ち状態で
自己ホールドする。ホストコンピュータ(CPUO)は
、前記制御プロセッサ(CPU 、 )が自己ホールド
していることを確認して、画像処理のスタートフラグを
セットして、制御プロセッサ(CPUI)に処理開始を
通知し、制御プロセッサ(CPU3)の処理終了待ち状
態となる。
That is, when the power is turned on, the control processor (C
PUI) is for each memory (7), (14), (1
6), and initializes the contents and operation data name, etc., and holds the host computer (CPU) in a self-hold state while waiting to receive a start signal from the host computer (CPU (1)). After confirming that the image processing is being held, a start flag for image processing is set, the start of processing is notified to the control processor (CPUI), and the process waits for the control processor (CPU3) to complete the processing.

前記制御プロセッサ(CPU 、 ”)は前記スタート
フラグがセットされると、前記カメラ(1)にょる撮像
処理を開始し、1フイ一ルド分の画像情報(S0)を取
り込んで、前記色差信号(R−8)の2値化色画像情報
(F1)でマスクした濃淡画像情報(S2)を読み込ん
で2値化するためのラベリング処理および認識対象の重
心位置演算等の処理を行って待機状態となる。
When the start flag is set, the control processor (CPU, ``) starts image capturing processing by the camera (1), takes in image information (S0) for one field, and converts the color difference signal ( The gray scale image information (S2) masked with the binarized color image information (F1) of R-8) is read and subjected to labeling processing for binarization and processing such as calculating the center of gravity position of the recognition target, and then returns to a standby state. Become.

一方、ホストコンピュータ(CPUO)は、制御プロセ
ッサ(CPUOの待機状態となっていることを確認して
、前記演算結果を読みだして、前記スタートフラグを再
セットして、制御プロセッサ(CPUI)を再起動する
。そして、以上の動作を必要回数繰り返して行うのであ
る。
On the other hand, the host computer (CPUO) confirms that the control processor (CPUO) is in a standby state, reads out the calculation result, resets the start flag, and restarts the control processor (CPUI). Then, repeat the above operations as many times as necessary.

次に、第2図に示すフローチャートに基づいて、前記デ
ジタル濃淡画像情報(s2)を2値化して、複数果実の
一つ一つを分離した状態の果実のみに対応した2値化画
像情報(F3)を得るための動作について説明する。
Next, based on the flowchart shown in FIG. 2, the digital gradation image information (s2) is binarized, and the binarized image information (s2) corresponding to only the fruit in which each of the plurality of fruits has been separated ( The operation to obtain F3) will be explained.

すなわち、前記スタートフラグがセットされると、前記
色分離回路(3)より出力される2値化色信号(p1)
により開閉されるゲート回路(4)およびA/D変換器
(5)を介して1フイ一ルド分の輝度信号(Y)が、果
実の対応する色(C)でマスクされたデジタル濃淡画像
情報(S2)として第一画像メモリ(7)に入力される
That is, when the start flag is set, the binary color signal (p1) output from the color separation circuit (3)
The luminance signal (Y) for one field is passed through the gate circuit (4) which is opened and closed by the gate circuit (4) and the A/D converter (5), and the brightness signal (Y) for one field is masked with the corresponding color (C) of the fruit. (S2) and is input to the first image memory (7).

そして、第9図(イ’) 、 ([j)に示すマスクを
用いて、上下左右3画素に対する中央の画素U、i)の
明度変化をrsobel 0peretorJの手法に
基づいて一次微分して2値化する。その後面積の小さい
領域を消去(値を“O”にする)して、残った“1”の
領域を細線化し、濃淡画像のエツジ画像情報(Fり涜抽
出して、前記第二画像メモリ(16)に記憶する。
Then, using the masks shown in Fig. 9 (a') and ([j), the brightness change of the central pixel U, i) for the three pixels on the top, bottom, left and right is differentiated to a binary value based on the method of rsobel 0peretorJ. become After that, the area with a small area is erased (the value is set to "O"), the remaining area of ``1'' is thinned, the edge image information (F) of the grayscale image is extracted, and the second image memory is 16).

前記エツジ画像情報(F2)は、細線化処理を行うこと
により、連続した線で連結されたエツジ画像情報に変換
される。尚、この細線化処理としては、例えば、第10
図(イ)に示すように、前記微分処理の場合と同様に、
注目画素(図中○で示す)と、上下左右の隣接した画素
(図中*で示す)との関係を演算することにより行われ
るものである。つまり、第10図(0)に示すように、
その値が“1′である注目画素(X0)における連結数
(Nc)は、隣接した8つの画素(L−Xs)の値(r
 (x + )〜f (X8) )を用いて、下記式で
表される。
The edge image information (F2) is converted into edge image information connected by continuous lines by performing line thinning processing. Incidentally, as this thinning process, for example, the 10th
As shown in figure (a), as in the case of the differential processing,
This is performed by calculating the relationship between the pixel of interest (indicated by a circle in the figure) and the vertically and horizontally adjacent pixels (indicated by an asterisk in the figure). In other words, as shown in Figure 10 (0),
The number of connections (Nc) at the pixel of interest (X0) whose value is "1' is the value (r
It is represented by the following formula using (x + ) to f (X8) ).

ただし、 j = (1,3,5,7) 、 X9=XIとする。however, j = (1, 3, 5, 7), X9 = XI.

従って、NC(X6)はO〜4の値をとるが、1の時に
Xoが消去可能となる。(消去しても連結性は保持され
る) ただし、第10図(ハ)、(ニ)、(ネ)、(へ)で示
すような細線(′a幅1の線)の終端部を表すような場
合は、消去しないようにする。そして、各画素について
消去可能なものを順次消去してゆくことにより細線化で
きるのである。
Therefore, NC(X6) takes a value of O to 4, but when it is 1, Xo can be erased. (Connectivity is maintained even if deleted) However, it represents the terminal part of a thin line ('a width 1 line) as shown in Figure 10 (C), (D), (N), and (F). In such cases, do not delete it. Then, by sequentially erasing the erasable parts of each pixel, it is possible to make the line thinner.

そして、この細線化処理されたエツジ画像情報(F2)
を、前記2値化色画像情報(F1)より減算することに
より、塊となった複数果実の一つ一つを分離した分離2
値化画像情報(F3)に変換する。
Then, this thinned edge image information (F2)
Separation 2 in which each of the clustered fruits is separated by subtracting from the binarized color image information (F1).
Convert to digitized image information (F3).

次に、第9図(八)に示すマスクを用いて、前記分離2
値化画像情報(F3)に対して、中央の注目画素(j、
i)を、上下左右隣接した各画素の状態に基づいて画像
の収縮処理を行い、複数果実が完全に分離された状態の
2値化画像情報に変換する。つまり、前記注目画素(j
+ i)に対して上下左右隣接した各画素の何れかが“
0”である場合には、注目画素(j 、 i)をO″と
して消去し、上下左右3画素の全てが“1”である場合
には、注目画素(j、i)を“1”にするというように
して、処理するのである。
Next, using the mask shown in FIG. 9 (8), the separation 2
The center pixel of interest (j,
i) is converted into binarized image information in which multiple fruits are completely separated by performing image contraction processing based on the state of each pixel that is adjacent to each other in the upper, lower, left, and right directions. In other words, the pixel of interest (j
+ Any of the pixels adjacent to the top, bottom, left and right of i) is “
0", the pixel of interest (j, i) is erased as O", and if all three pixels on the top, bottom, left and right are "1", the pixel of interest (j, i) is set to "1". It is processed in this way.

その後、前記2値化画像情報(F3)をいわゆるラベリ
ング処理を行うことによって、認識果実の個数およびそ
の大きさ等を演算して、各認識果実の重心位置を演算し
て、その結果を前記ホストコンピュータ(CPU0)に
伝達するのである。
Thereafter, by performing so-called labeling processing on the binarized image information (F3), the number of recognized fruits, their sizes, etc. are calculated, the center of gravity position of each recognized fruit is calculated, and the results are sent to the host. It is transmitted to the computer (CPU0).

〔別実施例〕[Another example]

上記、実施例では、2値化色画像情報(F3)自体は記
憶せずに、この2値化色画像情報(F3)でマスクした
濃淡画像情報(S2)から必要に応じて復元するように
構成したが、2値化色画像情報(F3)を、別途記憶す
る画像メモリを設けてもよい。そして、この場合、前記
濃淡画像情報(S2)を記憶する第一画像メモリ(7)
の記憶画像情報を順次演算処理して、分離2値化画像情
報(F3)に変換するようにしてもよい。尚、何れの場
合も必要な画像メモリは、演算用画像メモリ以外に、2
値化色画像情報(F3)と濃淡画像情報(S2)の両方
を記憶する場合よりも少なくなる。
In the above embodiment, the binarized color image information (F3) itself is not stored, but is restored as necessary from the grayscale image information (S2) masked with this binarized color image information (F3). However, an image memory for separately storing the binarized color image information (F3) may be provided. In this case, a first image memory (7) that stores the grayscale image information (S2)
The stored image information may be sequentially processed and converted into separated binary image information (F3). In addition, in any case, the required image memory is 2 in addition to the image memory for calculation.
This is smaller than the case where both valued color image information (F3) and gradation image information (S2) are stored.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明に係る果実認識装置の実施例を示し、第1
図は果実認識装置の全体構成を示すブロック図、第2図
は果実認識装置の動作を示すフローチャート、第3図は
果実認識装置の制御プロセッサとホストコンピュータと
の関係を示すフローチャート、第4図は色分離回路の構
成を示すブロック図、第5図はゲート回路の動作を示す
タイムチャート、第6図はストロボ制御回路の構成を示
す回路図、第7図はその動作を示すタイムチャート、第
8図(イ)〜(ニ)は画像情報の説明図、第9図(イ)
 、 (a) 、 (/1)は画像処理用マスクの説明
図である。第10図(イ)〜(へ)は細線化処理の説明
図である。 (1)・・・・・・撮像手段、(3)・・・用色2値化
手段、(4)・・・・・・ゲート手段、(C)・・・・
・・果実色、(s0)・・・・・・撮像画像情報、(Y
)・・・・・・撮像画像の濃淡画像情報、(S1)・・
・・・・果実色範囲の濃淡画像情報、(PI)・・・・
・・果実色の2値化画像情報、(F2)・旧・・濃淡画
像のエツジ画像情報、(F3)・・・・・・分離2値化
画像情報。
The drawings show an embodiment of the fruit recognition device according to the present invention.
The figure is a block diagram showing the overall configuration of the fruit recognition device, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the fruit recognition device, FIG. 3 is a flowchart showing the relationship between the control processor of the fruit recognition device and the host computer, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the color separation circuit, FIG. 5 is a time chart showing the operation of the gate circuit, FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of the strobe control circuit, FIG. 7 is a time chart showing its operation, and FIG. Figures (a) to (d) are explanatory diagrams of image information, and Figure 9 (a)
, (a), (/1) is an explanatory diagram of an image processing mask. FIGS. 10A to 10F are explanatory diagrams of the thinning process. (1)...imaging means, (3)...color binarization means, (4)...gate means, (C)...
... Fruit color, (s0) ... Captured image information, (Y
)... Grayscale image information of the captured image, (S1)...
...Shade image information of fruit color range, (PI)...
...binarized image information of fruit color, (F2), old...edge image information of grayscale image, (F3)...separated binary image information.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 撮像手段(1)による撮像画像情報(S_0)のうちの
色画像情報より認識対象果実色(C)に対応した領域の
2値化色画像情報(F_1)を分離抽出する色2値化手
段(3)、前記撮像画像情報(S_0)のうちの濃淡画
像情報(Y)よりその明度変化が大きい部分に対応する
2値化エッジ画像情報(F_2)を分離抽出するエッジ
画像検出手段、および、前記2値化色画像情報(F_1
)から前記2値化エッジ画像情報(F_2)を減算する
減算手段を備えさせて、前記撮像画像情報(S_0)よ
り認識対象果実に対応する領域を分離抽出した2値化画
像情報(F_3)を得る果実認識装置であって、前記2
値化色画像情報(F_1)を開閉制御信号として開閉制
御することによって、前記濃淡画像情報(Y)を果実色
(C)でマスクして、前記濃淡画像情報(Y)のうちの
前記果実色(C)に対応する領域の濃淡画像情報(S_
1)を抽出するゲート手段(4)を設け、このゲート手
段(4)にて抽出させた濃淡画像情報(S_1)を前記
エッジ画像検出手段に入力させるように構成してある果
実認識装置。
Color binarization means (for separating and extracting binarized color image information (F_1) of a region corresponding to the recognition target fruit color (C) from the color image information of the image information (S_0) captured by the imaging means (1); 3) an edge image detection means for separating and extracting binarized edge image information (F_2) corresponding to a portion of the captured image information (S_0) in which a change in brightness is larger than that of the grayscale image information (Y); Binarized color image information (F_1
) is provided with a subtraction means for subtracting the binarized edge image information (F_2) from the captured image information (S_0) to obtain binarized image information (F_3) in which a region corresponding to the fruit to be recognized is separated and extracted from the captured image information (S_0). A fruit recognition device that obtains the above-mentioned 2.
By controlling opening/closing of the digitized color image information (F_1) as an opening/closing control signal, the gradation image information (Y) is masked with the fruit color (C), and the fruit color of the gradation image information (Y) is masked. Grayscale image information (S_
1), and is configured to input gray scale image information (S_1) extracted by the gate means (4) to the edge image detection means.
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