JP2003346165A - ワーク境界の検出方法 - Google Patents

ワーク境界の検出方法

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JP2003346165A
JP2003346165A JP2002150028A JP2002150028A JP2003346165A JP 2003346165 A JP2003346165 A JP 2003346165A JP 2002150028 A JP2002150028 A JP 2002150028A JP 2002150028 A JP2002150028 A JP 2002150028A JP 2003346165 A JP2003346165 A JP 2003346165A
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Makoto Yuzawa
真 湯澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標物(例えば鏡面体等)を含む領域を撮影
した原画像より、検査対象となる上記目標物のエッジ成
分を検出して原画像から検査領域を抽出する方法につい
て、演算の高速化が図れ、また撮影画像の背景ノイズの
影響を受けないエッジ検出方法を得る。 【解決手段】 カメラからの画像信から得られる原画像
について、注目画素列の輝度の最大値を代表値とする射
影演算と、その射影演算の結果において注目点の周囲の
点の最小値を注目点の値に置き換えるノイズ除去、およ
び目標物の輪郭線に沿った射影演算により原画像から目
標物のエッジ成分を検出する。これにより、背景ノイズ
が多い場合でも、正確、かつ高速にエッジ成分を検出す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鏡面体など
の外観検査装置において、検査対象となる目標物(例え
ば鏡面体等)を含む領域を撮影した原画像より、検査対
象となる上記目標物を抽出するために必要となるエッジ
検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】画像処理装置において、入力画像からワ
ーク領域の境界を抽出するなどの目的で画像のエッジ成
分を検出する手法として、ラプラシアンフィルタ等のエ
ッジ検出用フィルタが用いられていた。これに対し、処
理の高速化を図るために特開平7−249128号公報
に記載されているように撮影画像を水平、または垂直方
向にシフトし、シフト前後の画像を比較して、当該画素
の輝度差が最大の位置をエッジとして検出する方法が提
案されている。
【0003】また、直線を円弧の組み合わせからなるワ
ークの境界の検出に対しては特開平09−251544
号公報に記載されているように、撮影画像から得られる
エッジの点列を直線、あるいは円弧の方程式で近似する
ことでエッジを検出する手法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のエ
ッジ検出方法では、撮影画像をシフトし、シフト前後の
画像を比較して、当該画素の輝度差を利用する方法で
は、最大輝度差を生ずる位置がワークのエッジではなく
ノイズ成分である場合がある。
【0005】また撮影画像から得られるエッジの点列を
直線、あるいは円弧の方程式で近似することでエッジを
検出する手法では、たとえば図8に示すポリゴンミラー
のようにワークの境界に放物線が含まれる場合、放物線
を円弧で近似するために正しくワークの境界を検出でき
ない場合がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために、カメラから得られる濃淡画像データに
ついて、請求項1においては、撮影された濃淡画像デー
タより、注目画素列の輝度の最大値を代表値とする射影
演算と、その射影演算の結果において注目点の周囲の点
の最小値を注目点の値に置き換えるノイズ除去によって
エッジを検出することを特徴とする。
【0007】請求項2においては、撮影された濃淡画像
データより、抽出すべき目標物の輪郭に沿った射影演算
を施すことによってエッジ位置を検出することを特徴と
する。
【0008】請求項3においては、上記手段においてあ
らかじめ定義されたテンプレートによって直線、あるい
は任意の曲線の輪郭のエッジ検出することを特徴とす
る。
【0009】(作用)本発明の請求項1によるワーク境
界検出方法では、背景ノイズの影響を受けることなく、
エッジ位置を安定して検出することができる。
【0010】本発明の請求項2によるワーク境界検出方
法では、例えば輪郭が放物線のような非直線の輪郭を持
つ目標物に対しても背景ノイズの影響を受けることな
く、エッジ位置を安定して検出することができる。
【0011】本発明の請求項3によるワーク境界検出方
法では、任意の曲線の輪郭を持つ目標物に対してもエッ
ジ位置を安定して検出することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0013】図1は本発明による撮影画像のエッジ検出
方法の処理手順を示すフローチャートである。この撮像
画像のエッジ検出方法は、たとえば鏡面体を検査する外
観検査装置において、目標物(例えば鏡面体)を含む領
域を撮影した原画像より、縦輪郭線のエッジ検出(ルー
チンR1)と横輪郭線のエッジ検出(ルーチンR2)を
行うことにより、原画像から目標物が撮影されている範
囲を抽出するものである。
【0014】図2にエッジ検出を実施するための装置の
ブロック図を示す。この装置は、鏡面体などの撮影手段
としての撮像カメラ21と画像メモリ22、およびエッ
ジ検出を行うためのCPU23により構成されている。
次に、このような装置を使用して実施する撮影画像のエ
ッジ検出方法の処理手順各処理の詳細を図1から図7に
従って説明する。
【0015】まず、撮像カメラ21で例えば鏡面体等の
検査する目標物を含む領域を撮影し、図3のように撮影
された濃淡の原画像I0は画像メモリ22に格納されて
いるものとする。この図3において、原画像I0は検査
する目標物Aとノイズ成分Bからなっている。
【0016】まずはじめに、原画像I0より、検査する
目標物の縦輪郭線のエッジを検出する処理を図4にした
がって説明する(ルーチンR1)。
【0017】ルーチンR1では、まず画像メモリ23か
ら読み出した原画像I0について、注目画素列の最大値
をとる射影演算(ステップS1)を施す。ステップS1
では、原画像I0で水平方向の座標軸iにおけるある位
置kにおいて、位置kでの原画像I0の垂直方向の画素
列に注目する。注目した画素列より、位置kにおける垂
直方向の座標軸jに対する輝度値が図4(d)に示す輝
度波形G4として得られ、輝度波形G4の最大値Fを位
置kにおける代表値a(k)とする。ステップS1によ
って図4(b)に示す横軸を位置i、縦軸を代表値a
(i)とした、検出すべきエッジC、およびノイズ成分
Dからなる縦輪郭線波形G1が得られる。
【0018】次に、縦輪郭線射影波形G1についてノイ
ズ除去を行う(ステップS2)。ステップS2では、例
えば縦輪郭線射影波形の位置iに注目し、位置iを含む
前後の複数の点(例えば2点ずつ)の最小値を、位置i
でのノイズ除去の結果の値c(i)とする。ステップS
2によって、横軸を位置i、縦軸をc(i)として、射
影波形G1よりノイズ成分Dが除かたエッジ成分Eのみ
からなるノイズ除去波形G2が得られる。
【0019】このノイズ除去波形G2から、あらかじめ
設定されたしきい値tXにしたがって原画I0での縦輪
郭線のエッジの位置Xを検出する(ステップS3)。
【0020】次に横輪郭線のエッジを検出して、検出し
た横輪郭線のエッジと上記の方法で求めた縦輪郭線のエ
ッジの位置Xとを利用して原画像I0検査領域を抽出す
る処理を図5にしたがって説明する(ルーチンR2)。
【0021】ルーチンR2ではまず、例えば放物線に沿
った射影演算を原画像I0に対して行う(ステップS
4)。ステップS4では、輪郭線テンプレートTに基準
線Lを定義し、基準線Lに沿った射影演算を原画像I0
に施す。図5(a)に輪郭線テンプレートTに定義した
基準線Lを示す。この輪郭線テンプレートTに定義する
基準線Lは、検出する横線の形状に合わせて、直線、あ
るいは円弧、放物線など任意の曲線を設定することがで
きる。ステップS4によって原画像I0から、横軸を基
準線Lからのオフセット値、縦軸を射影値とした横輪郭
線射影波形G4が得られる。
【0022】この横輪郭線射影波形G4において、波形
のピーク値Fに対応するオフセット値を、基準線Lから
のオフセット量offsとする(ステップS5)。
【0023】そして、ルーチンR1から得られた縦輪郭
線のエッジの位置X、原画像I0における縦輪郭線のエ
ッジの位置Xでの基準線の位置Y0、ステップS5から
得られた基準線Lからのオフセット量offsetか
ら、 Ytop=Y0+offset より横輪郭線のエッジYtopを求める。
【0024】ここでは原画像I0に対して目標物の上端
のエッジを検出したが、目標物の下端についても、目標
物の下端の輪郭線テンプレートTを別途定義し、この輪
郭線テンプレートTを利用してステップS4,S5を繰
り返すことで下端のエッジYbottomも同様に求め
られる。これまで求められた、縦輪郭線エッジX、横輪
郭線エッジYtop、およびYbottomより、図6
のように、原画像I0より検査範囲I1が抽出される
(ステップS6)。
【0025】なお以上の説明では、撮像された原画像全
体に対して目標物のエッジ検出を行ったが、これに限ら
ず図7のように原画像I0からエッジが含まれる原画像
I0よりも小さい領域の画像I2をあらかじめ抽出した
上で、抽出した画像I2に対してエッジ検出をおこなっ
てもよい。
【0026】また、以上の実施例ではルーチンR1によ
って縦輪郭線のエッジ、ルーチンR2によって横輪郭線
のエッジを検出したが、逆に横輪郭線をルーチンR1、
縦輪郭線をルーチンR2によって検出してもよい。
【0027】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によって、
請求項1によるエッジ検出方法によって濃淡画像データ
において、注目画素列の輝度の最大値をとる射影演算と
その射影演算の結果において、注目点の周囲の点の最小
値をとるノイズ除去によって、背景ノイズの影響を受け
ることなく、エッジを正しく検出することが可能とな
る。
【0028】請求項2によるエッジ検出方法によって濃
淡画像データにおいて、被検出物体の輪郭線に沿った射
影演算を施すことで、背景ノイズの影響を受けることな
く、エッジを正しく検出することが可能となる。
【0029】また請求項3によるエッジ検出方法によっ
てあらかじめ定義された輪郭線テンプレートによって直
線、あるいは任意の曲線の輪郭のエッジを検出すること
が可能となる
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例におけるエッジ検出方法のフ
ローチャートである
【図2】 本発明の実施例における画像処理装置のブロ
ック図である
【図3】 本発明の実施例において、カメラから撮影さ
れた原画像をあらわす図である
【図4】 本発明の実施例においてカメラから撮影され
た原画像から、縦輪郭線のエッジを検出する説明図であ
【図5】 本発明の実施例においてカメラから撮影され
た原画像から、横輪郭線のエッジを検出する説明図であ
【図6】 本発明の実施例において検出されたエッジを
利用して、原画像から検査領域領域を抽出する説明図で
ある
【図7】 本発明に実施例において、原画像からエッジ
が含まれる小さい領域を抽出する説明図である
【図8】 直線と放物線からなる目標物(ポリゴンミラ
ー)を表す説明図である
【符号の説明】
21 カメラ 22 画像メモリ 23 CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA12 AA51 BB05 CC21 DD04 DD06 EE00 FF04 FF61 JJ03 QQ03 QQ24 QQ28 QQ34 QQ45 5B057 AA01 BA02 BA30 CA02 CA08 CA12 CA16 CE02 DA01 DA07 DA08 DB02 DB05 DB09 DC05 DC16 DC19 5L096 BA03 CA02 FA06 FA38

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮影された濃淡画像データより、注目画素
    列の輝度の最大値を射影値とする射影演算と、その射影
    演算の結果において注目点の周囲の点の最小値を注目点
    の値に置き換えるノイズ除去によってエッジを検出する
    ことを特徴とするエッジ検出方法。
  2. 【請求項2】撮影された濃淡画像データより、抽出すべ
    き目標物の輪郭に沿った射影演算を施すことを特徴とす
    るエッジ検出方法。
  3. 【請求項3】上記請求項2について、あらかじめ定義さ
    れたテンプレートによって射影演算の経路を定義するこ
    とを特徴とするエッジ検出方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7593571B2 (en) 2004-07-30 2009-09-22 Fujitsu Limited Component edge detecting method, computer-readable recording medium and component inspection apparatus
JP2011002421A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Nec Corp 探知距離計算システム、探知距離計算方法、探知距離計算プログラム
CN108062821A (zh) * 2017-12-12 2018-05-22 深圳怡化电脑股份有限公司 边缘检测方法及验钞设备
CN112313019A (zh) * 2018-06-28 2021-02-02 杰富意钢铁株式会社 钢材非压下部宽度检测装置及其检测方法

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