JP2720391B2 - 対象物構造の認識装置 - Google Patents
対象物構造の認識装置Info
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- JP2720391B2 JP2720391B2 JP63169988A JP16998888A JP2720391B2 JP 2720391 B2 JP2720391 B2 JP 2720391B2 JP 63169988 A JP63169988 A JP 63169988A JP 16998888 A JP16998888 A JP 16998888A JP 2720391 B2 JP2720391 B2 JP 2720391B2
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- G06V10/243—Aligning, centring, orientation detection or correction of the image by compensating for image skew or non-uniform image deformations
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、行状の像走査のためのオプトエレクトロニ
クスによる像変換器を備えており、対象物構造をフレキ
シブルに認識するための装置であって、それぞれ像走査
の輝度瞬時値が、メモリのなかに格納されている特定の
先行する論理演算結果と共に論理的に処理され、また整
理された像データが、探索される構造を見出すために、
像プロセッサのなかで評価される装置に関するものであ
る。
クスによる像変換器を備えており、対象物構造をフレキ
シブルに認識するための装置であって、それぞれ像走査
の輝度瞬時値が、メモリのなかに格納されている特定の
先行する論理演算結果と共に論理的に処理され、また整
理された像データが、探索される構造を見出すために、
像プロセッサのなかで評価される装置に関するものであ
る。
工業生産における視覚的な測定および検査過程の自動
化は、高いフレキシビリティおよび短い処理時間を有す
るセンサシステムを必要とする。像処理は種々の対象物
の認識課題において最近の生産ラインの速度で進行しな
ければならない。その際に10分の数秒のクロック時間が
見込まれる。
化は、高いフレキシビリティおよび短い処理時間を有す
るセンサシステムを必要とする。像処理は種々の対象物
の認識課題において最近の生産ラインの速度で進行しな
ければならない。その際に10分の数秒のクロック時間が
見込まれる。
商業的に利用可能なシステムとして現在、計算機プロ
グラムによりグレー像（８ビット）での記憶されたテレ
ビジョン像の処理を可能にする像処理装置が利用可能で
ある。
グラムによりグレー像（８ビット）での記憶されたテレ
ビジョン像の処理を可能にする像処理装置が利用可能で
ある。
しかしながら、像評価の際に生ずる莫大なデータ量
（約10MByte/s）は、計算機システムによりオンライン
では処理および評価され得ない。このことは特殊なハー
ドウェアプロセッサ（ビットスライスシステム、アレー
プロセッサ）を使用する際にも当てはまる。その上、工
業生産へのこのようなシステムの応用は、購入費用が高
くまたプログラム開発費用が高いために、稀にしか経済
的に成り立たない。
（約10MByte/s）は、計算機システムによりオンライン
では処理および評価され得ない。このことは特殊なハー
ドウェアプロセッサ（ビットスライスシステム、アレー
プロセッサ）を使用する際にも当てはまる。その上、工
業生産へのこのようなシステムの応用は、購入費用が高
くまたプログラム開発費用が高いために、稀にしか経済
的に成り立たない。
従って、適切なハードウェア処理により、対象物の認
識課題に固有の対象物特徴に従って、生ずる像情報のデ
ータ整理を行う必要がある。
識課題に固有の対象物特徴に従って、生ずる像情報のデ
ータ整理を行う必要がある。
512×512像点およびＲ、ＧおよびＢチャネルに対する
３×８ビットの位置分解能を有する電子的に走査される
カラー像は、25像／秒の走査速度において157×106ビッ
ト/sのデータフローを供給する（マルクト・ウント・テ
ヒニク（Markt und Technik）、第６号、1986年２月７
日、第82〜104頁）。
３×８ビットの位置分解能を有する電子的に走査される
カラー像は、25像／秒の走査速度において157×106ビッ
ト/sのデータフローを供給する（マルクト・ウント・テ
ヒニク（Markt und Technik）、第６号、1986年２月７
日、第82〜104頁）。
ヨーロッパ特許出願第0196514号明細書には、稜を検
出するための装置であって、１つの像の直交稜構造を行
および列積分器のなかのCCD像変換器のディジタル化さ
れたビデオ信号の加算により認識する装置が記載されて
いる。
出するための装置であって、１つの像の直交稜構造を行
および列積分器のなかのCCD像変換器のディジタル化さ
れたビデオ信号の加算により認識する装置が記載されて
いる。
本発明の課題は、冒頭に記載した種類の装置を、任意
の方向において１つのビデオ信号のなかの一般的な対象
物構造を認識し得るように構成することである。
の方向において１つのビデオ信号のなかの一般的な対象
物構造を認識し得るように構成することである。
この課題は、本発明によれば、請求項１に記載の手段
によって解決される。本発明の有利な実施態様およびさ
らに発展させたものは請求項２以下にあげられている。
によって解決される。本発明の有利な実施態様およびさ
らに発展させたものは請求項２以下にあげられている。
本発明において電子的装置は主として下記の特徴を有
する。
する。
−第１図中に示されているブロック図に相応する像変換
器（好ましくはCCD半導体カメラ）の順次に生ずるビデ
オ信号のフレキシブルなディジタルな処理。
器（好ましくはCCD半導体カメラ）の順次に生ずるビデ
オ信号のフレキシブルなディジタルな処理。
−ビデオ信号に対して並列に読出されるRAMメモリ（制
御メモリ）の情報内容による任意の像点の論理演算の制
御。
御メモリ）の情報内容による任意の像点の論理演算の制
御。
−汎用グラフィックプロセッサによるビデオ信号の帰線
消去間隙のなかの制御メモリの対象物の認識課題に固有
の迅速なプログラミング。
消去間隙のなかの制御メモリの対象物の認識課題に固有
の迅速なプログラミング。
−ディジタル処理ステップのなかでの個々の像点の論理
演算（たとえばALU、可能な像演算：加算、差形成、ブ
ール代数）および処理経路に沿っての選択された像操作
の結果のRAMメモリへの格納。その際にテレビジョン全
像ごとに典型的に256キロバイトから2048バイトの課題
にとって有意味な像特徴へのデータ整理が達成される。
演算（たとえばALU、可能な像演算：加算、差形成、ブ
ール代数）および処理経路に沿っての選択された像操作
の結果のRAMメモリへの格納。その際にテレビジョン全
像ごとに典型的に256キロバイトから2048バイトの課題
にとって有意味な像特徴へのデータ整理が達成される。
−１つの適当なマイクロプロセッサシステム（たとえば
プロセッサ（80188）のなかでの整理された像データの
応用固有の爾後処理 −制御ユニットの簡単なフレキシブルなプログラミング
のためのTVモニタにおける予め定められた処理経過の表
示 〔発明の効果〕 本発明の主な利点は、カラーおよびグレー値像の迅速
な処理のために、ディジタルな評価ユニットのなかで任
意の像点の認識課題に固有の論理演算を可能にし、かつ
こうして整理された像内容を結果メモリのなかに爾後の
像解析のために利用し得る記憶された像情報が存在して
いることである。
プロセッサ（80188）のなかでの整理された像データの
応用固有の爾後処理 −制御ユニットの簡単なフレキシブルなプログラミング
のためのTVモニタにおける予め定められた処理経過の表
示 〔発明の効果〕 本発明の主な利点は、カラーおよびグレー値像の迅速
な処理のために、ディジタルな評価ユニットのなかで任
意の像点の認識課題に固有の論理演算を可能にし、かつ
こうして整理された像内容を結果メモリのなかに爾後の
像解析のために利用し得る記憶された像情報が存在して
いることである。
以下、図面により本発明を説明する。
第１図で像変換器（好ましくはCCD半導体カメラ）１
は、像マトリックス上に再現された像を個々の電荷パケ
ットに変換し、電荷パケットは次いで非常に迅速に電荷
伝送技術によりビデオ信号２（直列像点、たとえばグレ
ー値画素）の形態で直列に行ごとに読出される。アナロ
グビデオ信号２はアナログ−ディジタル変換器３のなか
でディジタル化される。同時に同期化ユニット４のなか
でビデオ同期化パルスＨ、Ｖ、VRとならんでその後の処
理過程のためのに対する画素クロックも得られる。この
ユニットは位相検出器、電圧制御発振器および帰還枝路
内のディジタル分周器から成るフェーズ・ロック・ルー
プ（PLL）を含んでいる。この画素クロックを与えられ
る制御ユニット５は、アナログ−ディジタル変換器３か
らの各ディジタル画素に対して並列にディジタル像処理
装置６に対する制御アドレスを供給する。
は、像マトリックス上に再現された像を個々の電荷パケ
ットに変換し、電荷パケットは次いで非常に迅速に電荷
伝送技術によりビデオ信号２（直列像点、たとえばグレ
ー値画素）の形態で直列に行ごとに読出される。アナロ
グビデオ信号２はアナログ−ディジタル変換器３のなか
でディジタル化される。同時に同期化ユニット４のなか
でビデオ同期化パルスＨ、Ｖ、VRとならんでその後の処
理過程のためのに対する画素クロックも得られる。この
ユニットは位相検出器、電圧制御発振器および帰還枝路
内のディジタル分周器から成るフェーズ・ロック・ルー
プ（PLL）を含んでいる。この画素クロックを与えられ
る制御ユニット５は、アナログ−ディジタル変換器３か
らの各ディジタル画素に対して並列にディジタル像処理
装置６に対する制御アドレスを供給する。
制御ユニット５は第２図により、またディジタル像処
理装置６は第３図により説明される。ディジタル像処理
装置６の演算装置のなかで前処理された像情報は、その
後の評価のために像プロセッサ７、たとえばマイクロプ
ロセッサ80188に導かれる。こうして得られた像プロセ
ッサ７の結果は通信プロセッサ８、たとえば8031を介し
てローカル計算機網９に導かれる。このローカル計算機
網９を介して像処理の結果が１つまたはそれ以上のアナ
ログに構成された評価ユニットを介して上位の（図面に
は示されていない）システム計算機に供給される。
理装置６は第３図により説明される。ディジタル像処理
装置６の演算装置のなかで前処理された像情報は、その
後の評価のために像プロセッサ７、たとえばマイクロプ
ロセッサ80188に導かれる。こうして得られた像プロセ
ッサ７の結果は通信プロセッサ８、たとえば8031を介し
てローカル計算機網９に導かれる。このローカル計算機
網９を介して像処理の結果が１つまたはそれ以上のアナ
ログに構成された評価ユニットを介して上位の（図面に
は示されていない）システム計算機に供給される。
第２図には第１図中の制御ユニット５が詳細に示され
ている。その中核をなしているのはグラフィックプロセ
ッサ10であり、そのベクトル発生器により制御メモリ11
の迅速なプログラミングを行う。グラフィックプロセッ
サ10としては、たとえばNECのμPD7220が使用される。
制御メモリ11はたとえば、64k×４ビットRAMメモリモジ
ュールにより構成された12のメモリプレーン（512×512
ビット）から成っている。この制御メモリ11のなかに情
報がビデオ信号の対象物の認識課題に固有の処理のため
に本来の処理サイクルの前に書込まれる。マイクロプロ
セッサ７（第１図）により、追加的な制御線12を有する
アドレスバス、データバス14およびバスインタフェース
13（第２図）を介してプログラミングの経過が初期化さ
れ、またメモリ情報の縁点がグラフィックプロセッサ10
に渡される。制御レジスタ15が制御メモリ11のなかでの
たとえば、現在グラフィックプロセッサ10によりプログ
ラムすべきビットプレーン16を選ぶ。ディジタル像処理
装置６（第１図）の演算装置のなかで像情報の処理のた
めに、同期化ユニット４を介してクロック17がグラフィ
ックプロセッサ10に与えられ（第２図）、グラフィック
プロセッサ10は制御メモリ11の読出しを並列−直列変換
器18を介して行い、また制御情報を制御アドレス線19に
与え、制御情報は次いでディジタル像処理装置６のアナ
ログ−ディジタル変換器３からのディジタル画素に並列
に供給される。検査の目的で１つの内部クロック発生部
20が用いられる。
ている。その中核をなしているのはグラフィックプロセ
ッサ10であり、そのベクトル発生器により制御メモリ11
の迅速なプログラミングを行う。グラフィックプロセッ
サ10としては、たとえばNECのμPD7220が使用される。
制御メモリ11はたとえば、64k×４ビットRAMメモリモジ
ュールにより構成された12のメモリプレーン（512×512
ビット）から成っている。この制御メモリ11のなかに情
報がビデオ信号の対象物の認識課題に固有の処理のため
に本来の処理サイクルの前に書込まれる。マイクロプロ
セッサ７（第１図）により、追加的な制御線12を有する
アドレスバス、データバス14およびバスインタフェース
13（第２図）を介してプログラミングの経過が初期化さ
れ、またメモリ情報の縁点がグラフィックプロセッサ10
に渡される。制御レジスタ15が制御メモリ11のなかでの
たとえば、現在グラフィックプロセッサ10によりプログ
ラムすべきビットプレーン16を選ぶ。ディジタル像処理
装置６（第１図）の演算装置のなかで像情報の処理のた
めに、同期化ユニット４を介してクロック17がグラフィ
ックプロセッサ10に与えられ（第２図）、グラフィック
プロセッサ10は制御メモリ11の読出しを並列−直列変換
器18を介して行い、また制御情報を制御アドレス線19に
与え、制御情報は次いでディジタル像処理装置６のアナ
ログ−ディジタル変換器３からのディジタル画素に並列
に供給される。検査の目的で１つの内部クロック発生部
20が用いられる。
ディジタル像処理装置６は演算装置21（第３図）、た
とえばALUモジュール74LS381と、像演算の結果が格納さ
れるRAM結果メモリ22とから成っている。このメモリは4
k×16ビットとしてAM9150のなかに構成されている。結
果メモリ22（RAM）は制御ユニット５の制御アドレス線1
9を介してアドレス指定される。これらの制御アドレス
線19はアドレスマルチプレクサ23につながっており、こ
のアドレスマルチプレクサ23は、演算装置21に対するRA
M結果メモリ22の個々のセルが、所望の処理に相応してR
AM結果メモリ22のそのつどのセル内容が線24上に存在す
るビデオ信号の輝度瞬時値と演算装置21のなかで論理演
算され、また結果が再びRAM結果メモリ22の同一のセル
のなかに格納されるように指定する。最大値認識装置25
のなかで１つのビデオ像のなかの最高の制御アドレスが
認識され、アドレスカウンタ27によって受け取られる。
DMAインタフェース26により駆動されるアドレスカウン
タ27は、処理の後に、すなわちビデオ信号の垂直帰線消
去間隙のなかで、アドレスマルチプレクサ23を介してRA
M結果メモリ22をアドレス指定し、RAM結果メモリ22はそ
のデータをディジタル振幅変換装置28を介してDMAイン
タフェース26に像プロセッサ７（第１図）における爾後
の処理のために供給する。
とえばALUモジュール74LS381と、像演算の結果が格納さ
れるRAM結果メモリ22とから成っている。このメモリは4
k×16ビットとしてAM9150のなかに構成されている。結
果メモリ22（RAM）は制御ユニット５の制御アドレス線1
9を介してアドレス指定される。これらの制御アドレス
線19はアドレスマルチプレクサ23につながっており、こ
のアドレスマルチプレクサ23は、演算装置21に対するRA
M結果メモリ22の個々のセルが、所望の処理に相応してR
AM結果メモリ22のそのつどのセル内容が線24上に存在す
るビデオ信号の輝度瞬時値と演算装置21のなかで論理演
算され、また結果が再びRAM結果メモリ22の同一のセル
のなかに格納されるように指定する。最大値認識装置25
のなかで１つのビデオ像のなかの最高の制御アドレスが
認識され、アドレスカウンタ27によって受け取られる。
DMAインタフェース26により駆動されるアドレスカウン
タ27は、処理の後に、すなわちビデオ信号の垂直帰線消
去間隙のなかで、アドレスマルチプレクサ23を介してRA
M結果メモリ22をアドレス指定し、RAM結果メモリ22はそ
のデータをディジタル振幅変換装置28を介してDMAイン
タフェース26に像プロセッサ７（第１図）における爾後
の処理のために供給する。
本発明による認識システムは生産範囲内の多面的な使
用に適している。以下の例はさまざまな課題を解決する
ためのフレキシブルな実時間処理の可能性を明らかにす
る。
用に適している。以下の例はさまざまな課題を解決する
ためのフレキシブルな実時間処理の可能性を明らかにす
る。
対象物の形状および姿勢は多くの応用で対象物縁の決
定により確認されている。認識システムはそのために可
変の大きさおよび向きを有する測定窓のなかの像情報の
積分グレー値分布を制御メモリの相応のプログラミング
により検出し得る。たとえば第４図によれば、認識すべ
き加工片30が２つの窓29のなかで見出された縁によりそ
の位置および向きを検出される。電子的装置がこのこと
を制御メモリ11の第５図に示されているプログラミング
により行う。
定により確認されている。認識システムはそのために可
変の大きさおよび向きを有する測定窓のなかの像情報の
積分グレー値分布を制御メモリの相応のプログラミング
により検出し得る。たとえば第４図によれば、認識すべ
き加工片30が２つの窓29のなかで見出された縁によりそ
の位置および向きを検出される。電子的装置がこのこと
を制御メモリ11の第５図に示されているプログラミング
により行う。
この方法は乱された周囲（半導体構造、導体路、文
字）のなかのコントラストの少ない縁の検出に特に適し
ている。対象物構造は、この場合、ビデオカメラの行に
対して任意の向きを有し得る。一般にこの方法により非
直交座標系へのディジタル化されたグレー値の投影が行
われ得る。対象物認識は次いでこの二次元の投影ヒスト
グラムの主要な特徴との相関により行われる。
字）のなかのコントラストの少ない縁の検出に特に適し
ている。対象物構造は、この場合、ビデオカメラの行に
対して任意の向きを有し得る。一般にこの方法により非
直交座標系へのディジタル化されたグレー値の投影が行
われ得る。対象物認識は次いでこの二次元の投影ヒスト
グラムの主要な特徴との相関により行われる。
さらに認識は直線的な構造に制限されていない。任意
の複雑な対象物形状が制御メモリ内でのその包絡線のプ
ログラミングに従って像の全体から検出される。
の複雑な対象物形状が制御メモリ内でのその包絡線のプ
ログラミングに従って像の全体から検出される。
第６図には、任意に向けられた座標系32の上に対象物
31におけるグレー値−投影ヒストグラムを形成するため
の方法が示されている。その際に、探索される対象物の
正確な位置および向きは、ダイナミックな探索過程の後
に結果メモリ内の相関値の最大から得られる。１つの特
殊な例は円、たとえばプリント配線板の孔の検出であ
る。円形状の正確な横方向検出は、それぞれ円形状にお
ける接線を求める半径方向に配置された測定窓から得ら
れる。
31におけるグレー値−投影ヒストグラムを形成するため
の方法が示されている。その際に、探索される対象物の
正確な位置および向きは、ダイナミックな探索過程の後
に結果メモリ内の相関値の最大から得られる。１つの特
殊な例は円、たとえばプリント配線板の孔の検出であ
る。円形状の正確な横方向検出は、それぞれ円形状にお
ける接線を求める半径方向に配置された測定窓から得ら
れる。
第７図には、任意の形状の加工片33に対して、像のな
かでこの加工片を迅速に検出するための制御メモリ11内
の包絡線34のプログラミングが示されている。この評価
は実時間で実行可能である。
かでこの加工片を迅速に検出するための制御メモリ11内
の包絡線34のプログラミングが示されている。この評価
は実時間で実行可能である。
第８図には、円錐曲線35（例えば円）を検出するため
の方法が示されており、その形状が複数個の並列に処理
される測定窓29のなかで半径方向に角度φを介して見出
される。
の方法が示されており、その形状が複数個の並列に処理
される測定窓29のなかで半径方向に角度φを介して見出
される。
以下には、構成部品の自動実装の際にプリント配線板
を位置決めするための光学的認識システムとしての１つ
の実施例に対して本方法によるハードウェアの機能系列
を説明する。
を位置決めするための光学的認識システムとしての１つ
の実施例に対して本方法によるハードウェアの機能系列
を説明する。
プリント配線板に構成部品を自動実装する前に、通常
プリント配線板は自動実装装置の実装工具に対して機械
的に中心合わせ孔を介して調節される。構成部品取付の
精度への高い要求は将来的には導体像による無接触の調
節を不可避にする。その際に任意の導体路パターンが認
識システムの調節過程の間に検出されなければならな
い。それはたとえば正方形、交差、円、円環、菱形構造
などであり得る。
プリント配線板は自動実装装置の実装工具に対して機械
的に中心合わせ孔を介して調節される。構成部品取付の
精度への高い要求は将来的には導体像による無接触の調
節を不可避にする。その際に任意の導体路パターンが認
識システムの調節過程の間に検出されなければならな
い。それはたとえば正方形、交差、円、円環、菱形構造
などであり得る。
プリント配線板は自動実装装置において機械的供給に
より粗くしか予位置決めされないので、調節パターンの
位置決定する縁、たとえば第４図による不規則な四角形
が１つの予め定められた評価範囲（29、第４図）のなか
に表れる。もし調節構造が第４図によるパターンを有す
るならば、その位置は評価範囲29のなかで制御ユニット
５（第１図）の制御メモリ10の先行のプログラミングと
第５図中で同一のセル値によりディジタル像処理装置
（６、第１図）のなかでその際に得られる積分信号経過
の加算とにより決定され得る。この積分信号経過は調節
パターンの縁の認識のために像プロセッサ（７、第１
図）によりソフトウェア的に、縁の位置がディジタル像
処理の通常の公知の方法（たとえばコンピュータビジョ
ン（Computer Vision）、ダナ．エイチ．バラード（Dan
a H.ballard）およびクリストファー．エム．ブラウン
（Christopher H.Browm）、プレンタイス−ホール出
版、1982年、第75〜81頁）により決定されるように評価
される。結果は次いで通信プロセッサ８を介して、自動
実装装置のシステム計算機と接続されているローカル計
算機網９に伝達される。これらの伝達された位置偏差Δ
ｘ、Δｙから次いで自動実装装置の実装ヘッドが精密に
プリント配線板に合わされ得る（またはその逆）。
より粗くしか予位置決めされないので、調節パターンの
位置決定する縁、たとえば第４図による不規則な四角形
が１つの予め定められた評価範囲（29、第４図）のなか
に表れる。もし調節構造が第４図によるパターンを有す
るならば、その位置は評価範囲29のなかで制御ユニット
５（第１図）の制御メモリ10の先行のプログラミングと
第５図中で同一のセル値によりディジタル像処理装置
（６、第１図）のなかでその際に得られる積分信号経過
の加算とにより決定され得る。この積分信号経過は調節
パターンの縁の認識のために像プロセッサ（７、第１
図）によりソフトウェア的に、縁の位置がディジタル像
処理の通常の公知の方法（たとえばコンピュータビジョ
ン（Computer Vision）、ダナ．エイチ．バラード（Dan
a H.ballard）およびクリストファー．エム．ブラウン
（Christopher H.Browm）、プレンタイス−ホール出
版、1982年、第75〜81頁）により決定されるように評価
される。結果は次いで通信プロセッサ８を介して、自動
実装装置のシステム計算機と接続されているローカル計
算機網９に伝達される。これらの伝達された位置偏差Δ
ｘ、Δｙから次いで自動実装装置の実装ヘッドが精密に
プリント配線板に合わされ得る（またはその逆）。
調節の際に回転誤差Δφも生じ得るので、プリント配
線板の位置を２つの互いに既知の間隔に配置された調節
パターンにより確認する必要がある。そのなかに含まれ
ている位置偏差Δx1、Δy1、Δx2、Δy2から次いで三角
測量的論理演算により位置誤差がΔｘ、ΔｙおよびΔφ
で計算され得る。
線板の位置を２つの互いに既知の間隔に配置された調節
パターンにより確認する必要がある。そのなかに含まれ
ている位置偏差Δx1、Δy1、Δx2、Δy2から次いで三角
測量的論理演算により位置誤差がΔｘ、ΔｙおよびΔφ
で計算され得る。
この解決策は、評価範囲（窓）が、調節パターンの位
置が予位置決めの際に常にこの測定窓のなかに位置する
ほど大きく選ばれていることを仮定している。
置が予位置決めの際に常にこの測定窓のなかに位置する
ほど大きく選ばれていることを仮定している。
他の各調節パターンに対しては制御メモリ（第５図）
のプログラミング変更により所与のパターン形状に適応
して１つの認識過程が上記の仕方で実行され得る。
のプログラミング変更により所与のパターン形状に適応
して１つの認識過程が上記の仕方で実行され得る。
第８図には、調節パターンとして１つの円構造35の認
識のための評価範囲29の配置が示されている。
識のための評価範囲29の配置が示されている。
動作プロセス中に生ずる調節パターンは認識システム
の像プロセッサに知識基礎として知られており、また動
作プロセスの進行前に記憶される。
の像プロセッサに知識基礎として知られており、また動
作プロセスの進行前に記憶される。
装置のスイッチオンの後に１つの認識過程の実行前に
対象物の認識課題に固有かつ問題向きに制御情報がディ
ジタル像処理の実行のために制御ユニット５の制御メモ
リ11のなかにロードされなければならない。そのために
制御プロセッサ10のベクトル発生器に形状（たとえば直
線、円弧など）および処理経路の出発および終了点が示
される。これはそれからすべての中間点を計算し、また
それらを制御メモリ16のなかに制御情報として格納す
る。従って、わずかなソフトウェア費用により制御ユニ
ット５が非常に迅速に、また複雑な情報内容でプログラ
ムされ得る。後続の像処理のために、探索すべき対象物
（たとえば加工片）はカメラの視野のなかになければな
らない。カメラから出力されるビデオ信号２はアナログ
・ディジタル変換の後に導線24を経てディジタル像処理
装置の算術的評価ユニット21に供給される。
対象物の認識課題に固有かつ問題向きに制御情報がディ
ジタル像処理の実行のために制御ユニット５の制御メモ
リ11のなかにロードされなければならない。そのために
制御プロセッサ10のベクトル発生器に形状（たとえば直
線、円弧など）および処理経路の出発および終了点が示
される。これはそれからすべての中間点を計算し、また
それらを制御メモリ16のなかに制御情報として格納す
る。従って、わずかなソフトウェア費用により制御ユニ
ット５が非常に迅速に、また複雑な情報内容でプログラ
ムされ得る。後続の像処理のために、探索すべき対象物
（たとえば加工片）はカメラの視野のなかになければな
らない。カメラから出力されるビデオ信号２はアナログ
・ディジタル変換の後に導線24を経てディジタル像処理
装置の算術的評価ユニット21に供給される。
時間的に同期して制御情報が制御ユニット５の制御メ
モリ11から読出される。並列−直列変換18の後にアドレ
スマルチプレクサ23を介してこの情報が結果メモリ22の
内容に対するアドレスとして使用される。この内容は次
いで同じく算術的評価ユニット21に供給され、また個々
のディジタルビデオ値と論理的に演算される。この論理
演算の結果は再び結果メモリ22のなかに同一のアドレス
のもとに格納される。この過程は、１つの像の通過の間
に１つの制御情報が制御メモリのなかにプログラムされ
たすべての像点に対して繰り返される。
モリ11から読出される。並列−直列変換18の後にアドレ
スマルチプレクサ23を介してこの情報が結果メモリ22の
内容に対するアドレスとして使用される。この内容は次
いで同じく算術的評価ユニット21に供給され、また個々
のディジタルビデオ値と論理的に演算される。この論理
演算の結果は再び結果メモリ22のなかに同一のアドレス
のもとに格納される。この過程は、１つの像の通過の間
に１つの制御情報が制御メモリのなかにプログラムされ
たすべての像点に対して繰り返される。
同時に最大値認識装置25が最大の制御アドレスを認識
し、またこれをビデオ全像の終了時にアドレスカウンタ
27に与える。
し、またこれをビデオ全像の終了時にアドレスカウンタ
27に与える。
像通過の後に結果メモリ22のなかに存在する整理され
た像内容はDMAインタフェース26を介して制御されて結
果メモリ22から読出される。アドレスカウンタ27はその
際に最大値認識装置25からセットされ、またこうして結
果メモリ22の最高のアドレスを示す。読出しの際にこの
アドレスは、DMAインタフェース26を介して制御され
て、ダウンカウントされる。
た像内容はDMAインタフェース26を介して制御されて結
果メモリ22から読出される。アドレスカウンタ27はその
際に最大値認識装置25からセットされ、またこうして結
果メモリ22の最高のアドレスを示す。読出しの際にこの
アドレスは、DMAインタフェース26を介して制御され
て、ダウンカウントされる。
グレー値操作のためのディジタル振幅変換装置28の通
過の後に、像データはマイクロプロセッサシステム７の
作業メモリのなかに格納される。整理された像データの
別のソフトウェア的評価がそのつど認識課題に相応して
このマイクロプロセッサシステムのなかでそこに記憶さ
れている作業プログラムに従って行われる。認識過程の
結果、たとえば縁の長さ、円の中心点などは通信プロセ
ッサ８および計算機網９を介して上位のシステム計算機
（ホスト）に渡される。
過の後に、像データはマイクロプロセッサシステム７の
作業メモリのなかに格納される。整理された像データの
別のソフトウェア的評価がそのつど認識課題に相応して
このマイクロプロセッサシステムのなかでそこに記憶さ
れている作業プログラムに従って行われる。認識過程の
結果、たとえば縁の長さ、円の中心点などは通信プロセ
ッサ８および計算機網９を介して上位のシステム計算機
（ホスト）に渡される。
像認識の際に評価過程が加速されるべきであれば、複
数の評価ユニットを使用し、１つの像の電子的処理を異
なるモジュールで並列に行うようにすることができる。
そのために認識過程の前に相応の相異なる評価範囲（測
定窓29）を有するこれらの複数個の認識ユニットの種々
の制御メモリがプログラムされる。結果は再び共通の計
算機網９を介して上位のシステム計算機に供給される。
数の評価ユニットを使用し、１つの像の電子的処理を異
なるモジュールで並列に行うようにすることができる。
そのために認識過程の前に相応の相異なる評価範囲（測
定窓29）を有するこれらの複数個の認識ユニットの種々
の制御メモリがプログラムされる。結果は再び共通の計
算機網９を介して上位のシステム計算機に供給される。
上位のシステム計算機はこの可視的認識過程の結果に
より生産進行中の種々の調節および制御過程を指令す
る。
より生産進行中の種々の調節および制御過程を指令す
る。
第１図はフレキシブルなディジタルなグレー値処理のた
めの装置の簡単化されたブロック回路図、第２図はフレ
キシブルな像処理のための制御ユニットのブロック図、
第３図はビデオ信号のディジタルな処理のためのブロッ
ク回路図、第４図は任意の向きの縁を有する対象物を検
出するための応用例を示す図、第５図は第４図の応用例
に対する制御メモリのプログラミングを示す図、第６図
は応用例として任意の向きの座標系に対するグレー値投
影ヒストグラムを示す図、第７図は別の応用例として電
子的装置による任意の対象物構造の認識を示す図、第８
図は複数個の並列に処理される測定窓のなかでたとえば
円形構造の位置を決定するための方法を示す図である。 １……像変換器 ２……ビデオ信号 ３……アナログ−ディジタル変換器 ４……同期化ユニット ５……制御ユニット ６……像処理装置 ７……マイクロプロセッサ ８……通信プロセッサ ９……計算機網（直列リンク） 10……グラフィックプロセッサ 11……制御メモリ 12……制御線 13……バス−インタフェース 14……データバス 15……制御レジスタ 16……ビットプレーン 17……クロック 18……変換装置 19……制御アドレス線 20……内部クロック 21……演算装置 22……結果メモリ 23……アドレスマルチプレクサ 24……ディジタル化されたビデオ信号 25……最大値認識装置 26……DMAインタフェース 27……アドレスカウンタ 28……振幅変換装置 29……測定窓 30……加工片（不規則な四角形） 31……対象物 32……座標系 33……加工片（モンキーレンチ） 34……加工片の包絡線 35……円錐断面
めの装置の簡単化されたブロック回路図、第２図はフレ
キシブルな像処理のための制御ユニットのブロック図、
第３図はビデオ信号のディジタルな処理のためのブロッ
ク回路図、第４図は任意の向きの縁を有する対象物を検
出するための応用例を示す図、第５図は第４図の応用例
に対する制御メモリのプログラミングを示す図、第６図
は応用例として任意の向きの座標系に対するグレー値投
影ヒストグラムを示す図、第７図は別の応用例として電
子的装置による任意の対象物構造の認識を示す図、第８
図は複数個の並列に処理される測定窓のなかでたとえば
円形構造の位置を決定するための方法を示す図である。 １……像変換器 ２……ビデオ信号 ３……アナログ−ディジタル変換器 ４……同期化ユニット ５……制御ユニット ６……像処理装置 ７……マイクロプロセッサ ８……通信プロセッサ ９……計算機網（直列リンク） 10……グラフィックプロセッサ 11……制御メモリ 12……制御線 13……バス−インタフェース 14……データバス 15……制御レジスタ 16……ビットプレーン 17……クロック 18……変換装置 19……制御アドレス線 20……内部クロック 21……演算装置 22……結果メモリ 23……アドレスマルチプレクサ 24……ディジタル化されたビデオ信号 25……最大値認識装置 26……DMAインタフェース 27……アドレスカウンタ 28……振幅変換装置 29……測定窓 30……加工片（不規則な四角形） 31……対象物 32……座標系 33……加工片（モンキーレンチ） 34……加工片の包絡線 35……円錐断面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−157672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−262983（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−68183（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−100496（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】行状の像走査のためのオプトエレクトロニ
ック式像変換器（１）を備え、オプトエレクトロニック
式像変換器（１）のビデオ信号（２）がアナログ−ディ
ジタル変換器（３）を介してディジタル像処理装置
（６）に導かれ得るようになっており、ディジタル像処
理装置（６）は結果メモリ（22）を有し、像走査の各輝
度瞬時値が処理経路により定まった結果メモリ（22）に
格納されている先行の論理演算結果と論理的に処理さ
れ、この論理演算によって整理された像データが探索さ
れる構造を見出すために像プロセッサ（７）において評
価され、結果メモリ（22）を有するディジタルの像処理
装置（６）において、像走査の輝度瞬時値が、制御ユニ
ット（５）から時間的に並列に与えられる制御情報によ
り、結果メモリ（22）内に先に格納された任意の論理演
算結果と共に論理的に処理可能であり、新しい結果が結
果メモリ（22）内に再び格納可能であるような対象物構
造をフレキシブルに認識するための装置において、 ａ）行状の像走査の各像点に対する制御情報のプログラ
ミングが制御ユニット（５）内において実行可能であ
り、かつ制御メモリ（11）内に格納可能であり、 ｂ）制御ユニット（５）は、ベクトル発生器として用い
られる汎用グラフィックプロセッサ（10）を含み、この
汎用グラフィックプロセッサ（10）は、自動的に制御メ
モリ（11）の対象物の認識課題に固有のプログラミング
をビデオ信号（２）の帰線消去間隙内で実行するように
なっており、汎用グラフィックプロセッサ（10）は像プ
ロセッサ（７）から処理経路の始点、終点及び形状のみ
が予め与えられ、 ｃ）像プロセッサ（７）において、像通過の終了時に結
果メモリ（22）から読出された整理された像データが更
に対象物の認識課題のために評価可能であることを特徴
とする対象物構造の認識装置。 - 【請求項２】像走査の輝度瞬時値とディジタル像処理装
置（６）内の結果メモリ（22）の特定のメモリセルの内
容との論理演算を演算装置（21）において実行し、その
結果を再びこのメモリセル内に格納し得るようになって
おり、このメモリセルのアドレス指定が制御メモリ（1
1）の並列に与えられている情報を介して行われること
を特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】像通過の終了時に結果メモリ（22）内に存
在する整理された像データが読出され、その後の評価の
ために利用されることを特徴とする請求項１記載の装
置。 - 【請求項４】爾後の処理のために、整理された像データ
が結果メモリ（22）からディジタル振幅変換（28）の後
にDAMインタフェース（26）を介してマイクロプロセッ
サ（７）に渡されることを特徴とする請求項３記載の装
置。 - 【請求項５】複数のシステムが１つの像の並列処理のた
めに使用され得るように、かつその結果が計算機網
（９）を介して上位のシステム計算機に爾後の処理のた
めに供給され得るように、電子的評価装置が構成されて
いることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項６】グラフィックプロセッサ（10）により制御
メモリ（11）内にプログラムされたディジタル像評価の
ための処理経路がフレキシブルなプログラミングのため
にTVモニタにおいて可視化し得ることを特徴とする請求
項１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3722922 | 1987-07-10 | ||
| DE3722922.2 | 1987-07-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6429983A JPS6429983A (en) | 1989-01-31 |
| JP2720391B2 true JP2720391B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=6331361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63169988A Expired - Lifetime JP2720391B2 (ja) | 1987-07-10 | 1988-07-07 | 対象物構造の認識装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5031224A (ja) |
| EP (1) | EP0298250B1 (ja) |
| JP (1) | JP2720391B2 (ja) |
| DE (1) | DE3870729D1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5240089A (en) * | 1991-07-17 | 1993-08-31 | Speral Aluminum Inc. | Modular scaffolding assembly |
| US5263296A (en) * | 1991-07-17 | 1993-11-23 | Speral Aluminium Inc. | Modular scaffolding assembly |
| US5903454A (en) | 1991-12-23 | 1999-05-11 | Hoffberg; Linda Irene | Human-factored interface corporating adaptive pattern recognition based controller apparatus |
| US10361802B1 (en) | 1999-02-01 | 2019-07-23 | Blanding Hovenweep, Llc | Adaptive pattern recognition based control system and method |
| US6850252B1 (en) | 1999-10-05 | 2005-02-01 | Steven M. Hoffberg | Intelligent electronic appliance system and method |
| US6400996B1 (en) | 1999-02-01 | 2002-06-04 | Steven M. Hoffberg | Adaptive pattern recognition based control system and method |
| US8352400B2 (en) | 1991-12-23 | 2013-01-08 | Hoffberg Steven M | Adaptive pattern recognition based controller apparatus and method and human-factored interface therefore |
| US6418424B1 (en) | 1991-12-23 | 2002-07-09 | Steven M. Hoffberg | Ergonomic man-machine interface incorporating adaptive pattern recognition based control system |
| DE69330550T2 (de) | 1992-12-23 | 2002-05-16 | At & T Corp | Verfahren und System zum Lokalisieren von Objekten mit einer Unterpixelpräzision |
| US5633654A (en) * | 1993-11-12 | 1997-05-27 | Intel Corporation | Computer-implemented process and computer system for raster displaying video data using foreground and background commands |
| US5511195A (en) * | 1993-11-12 | 1996-04-23 | Intel Corporation | Driver, computer-implemented process, and computer system for processing data using loadable microcode running on a programmable processor |
| US5488425A (en) * | 1993-12-22 | 1996-01-30 | At&T Corp. | Apparatus for storing video information by recognizing video frames |
| JPH09508730A (ja) * | 1994-02-11 | 1997-09-02 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 種々異なる重要度を有するファジー規則の別個の処理装置 |
| US8432414B2 (en) | 1997-09-05 | 2013-04-30 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne | Automated annotation of a view |
| US7904187B2 (en) | 1999-02-01 | 2011-03-08 | Hoffberg Steven M | Internet appliance system and method |
| CN103577812A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-02-12 | 昆山视杰维光电科技有限公司 | 一种目标物识别系统及方法 |
| JP6904842B2 (ja) * | 2017-08-03 | 2021-07-21 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5745678A (en) * | 1980-09-02 | 1982-03-15 | Fujitsu Ltd | Video processing circuit |
| US4490847A (en) * | 1981-11-27 | 1984-12-25 | National Research Development Corporation | Recognition apparatus |
| US4497066A (en) * | 1982-03-05 | 1985-01-29 | Texas Instruments Incorporated | Video data acquisition system |
| US4566126A (en) * | 1982-04-30 | 1986-01-21 | Fuji Electric Company, Ltd. | Pattern discriminator |
| JPS60157672A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-08-17 | Hitachi Ltd | 画像処理回路 |
| JPS60217477A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-31 | Toshiba Corp | 手書き文字認識装置 |
| EP0233888B1 (en) * | 1984-12-14 | 1990-12-12 | AHLBOM, Sten Hugo Nils | Image processing device |
| JPS61262983A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-20 | Hitachi Metals Ltd | 画像処理装置 |
| JPS623309A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-09 | Omron Tateisi Electronics Co | 主軸角検出装置 |
| JP2569303B2 (ja) * | 1985-07-05 | 1997-01-08 | 日本電装株式会社 | 画像デ−タの累積加算を行う画像処理装置 |
| JPS6244892A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-26 | Toshiba Corp | 画像処理装置 |
| US4847772A (en) * | 1987-02-17 | 1989-07-11 | Regents Of The University Of Minnesota | Vehicle detection through image processing for traffic surveillance and control |
-
1988
- 1988-05-31 DE DE8888108722T patent/DE3870729D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-31 EP EP88108722A patent/EP0298250B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-07 JP JP63169988A patent/JP2720391B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-08 US US07/217,847 patent/US5031224A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0298250B1 (de) | 1992-05-06 |
| US5031224A (en) | 1991-07-09 |
| EP0298250A1 (de) | 1989-01-11 |
| JPS6429983A (en) | 1989-01-31 |
| DE3870729D1 (de) | 1992-06-11 |
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