JP3069401B2 - 画像処理による真円度の検査方法 - Google Patents
画像処理による真円度の検査方法Info
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- JP3069401B2 JP3069401B2 JP3184991A JP18499191A JP3069401B2 JP 3069401 B2 JP3069401 B2 JP 3069401B2 JP 3184991 A JP3184991 A JP 3184991A JP 18499191 A JP18499191 A JP 18499191A JP 3069401 B2 JP3069401 B2 JP 3069401B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検査対象物に対応した
２値画像の慣性モーメントに基づいて真円度を判定する
画像処理による真円度の検査方法に関するものである。
２値画像の慣性モーメントに基づいて真円度を判定する
画像処理による真円度の検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に検査対象物の真円度を検査する場
合には、次のような方法が採用されている。すなわち、
図６に示すように、検査対象物Ｏの互いに直交する２方
向の寸法ａ，ｂを測定し、両寸法ａ，ｂの差を求める方
法や、図７に示すように、検査対象物Ｏの中の１点を中
心として仮想円Ｃを設定し、等角度間隔φで検査対象物
Ｏと仮想円Ｃとの距離を測定する方法や、ピンゲージを
用いる方法などが知られている。
合には、次のような方法が採用されている。すなわち、
図６に示すように、検査対象物Ｏの互いに直交する２方
向の寸法ａ，ｂを測定し、両寸法ａ，ｂの差を求める方
法や、図７に示すように、検査対象物Ｏの中の１点を中
心として仮想円Ｃを設定し、等角度間隔φで検査対象物
Ｏと仮想円Ｃとの距離を測定する方法や、ピンゲージを
用いる方法などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記各方法では、寸法
の実測によって真円度を検査していたものであるから、
検査に時間がかかるという問題があり、また、得られた
結果の信頼性も低いという問題がある。本発明は上記問
題の解決を目的とするものであって、検査対象物の画像
に基づいて真円度を検査できる手法を提供することによ
って、短時間かつ正確に検査対象物の真円度を検査する
ことができるようにした画像処理による真円度の検査方
法を提供しようとするものである。
の実測によって真円度を検査していたものであるから、
検査に時間がかかるという問題があり、また、得られた
結果の信頼性も低いという問題がある。本発明は上記問
題の解決を目的とするものであって、検査対象物の画像
に基づいて真円度を検査できる手法を提供することによ
って、短時間かつ正確に検査対象物の真円度を検査する
ことができるようにした画像処理による真円度の検査方
法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、検
査対象物を画像入力装置によって撮像した後、各画素の
濃度を所定の閾値で２値化した２値画像について、検査
対象物に対応した画像内の図形の重心の回りの角度に対
する上記図形の慣性モーメントの振幅値の変化を正規化
して慣性モーメントの変化率を求め、慣性モーメントの
変化率を真円度の判定基準とするのである。
査対象物を画像入力装置によって撮像した後、各画素の
濃度を所定の閾値で２値化した２値画像について、検査
対象物に対応した画像内の図形の重心の回りの角度に対
する上記図形の慣性モーメントの振幅値の変化を正規化
して慣性モーメントの変化率を求め、慣性モーメントの
変化率を真円度の判定基準とするのである。
【０００５】請求項２の発明では、慣性モーメントの変
化率が所定値以下であるときに報知するのである。
化率が所定値以下であるときに報知するのである。
【０００６】
【作用】請求項１の方法によれば、検査対象物に対応し
た画像内の図形の重心の回りの角度に対する上記図形の
慣性モーメントの振幅値の変化を正規化して慣性モーメ
ントの変化率を求め、慣性モーメントの変化率を真円度
の判定基準として用いるので、検査対象物の実測が不要
になるのであって、短時間かつ正確な検査が可能になる
のである。しかも、検査精度は画像の画素数に依存する
だけであり、結果の再現性がよく信頼性の高い検査結果
が得られるのである。
た画像内の図形の重心の回りの角度に対する上記図形の
慣性モーメントの振幅値の変化を正規化して慣性モーメ
ントの変化率を求め、慣性モーメントの変化率を真円度
の判定基準として用いるので、検査対象物の実測が不要
になるのであって、短時間かつ正確な検査が可能になる
のである。しかも、検査精度は画像の画素数に依存する
だけであり、結果の再現性がよく信頼性の高い検査結果
が得られるのである。
【０００７】請求項２の方法では、慣性モーメントの変
化率が所定値以下であるときに報知するようにしている
ので、真円度が基準値を満たしているかどうかが判定で
きることになる。また、逆に、慣性の主軸の角度を求め
る場合であれば、慣性モーメントの変化率が小さいこと
によって、慣性の主軸の角度を求めることが不適切であ
ることを報知できることになる。
化率が所定値以下であるときに報知するようにしている
ので、真円度が基準値を満たしているかどうかが判定で
きることになる。また、逆に、慣性の主軸の角度を求め
る場合であれば、慣性モーメントの変化率が小さいこと
によって、慣性の主軸の角度を求めることが不適切であ
ることを報知できることになる。
【０００８】
【実施例】実施例の説明のために、まず、慣性モーメン
トについて説明する。慣性モーメトｍｉは、図５に示す
ような２値画像の図形Ｐについて求められるのであっ
て、各画素が質量１の重さを持つものとして、画像内に
互いに直交する方向に設定されたＩ軸とＪ軸とのそれぞ
れの回りの慣性モーメントｍ20，ｍ02と、相乗モーメン
トｍ11とを用いて表される。すなわち、画像ｆ(i,j) が
２値画像であるときに、画像ｆ(i,j) の重心を座標系の
原点とすれば、慣性モーメントｍｉは数１のようにな
る。
トについて説明する。慣性モーメトｍｉは、図５に示す
ような２値画像の図形Ｐについて求められるのであっ
て、各画素が質量１の重さを持つものとして、画像内に
互いに直交する方向に設定されたＩ軸とＪ軸とのそれぞ
れの回りの慣性モーメントｍ20，ｍ02と、相乗モーメン
トｍ11とを用いて表される。すなわち、画像ｆ(i,j) が
２値画像であるときに、画像ｆ(i,j) の重心を座標系の
原点とすれば、慣性モーメントｍｉは数１のようにな
る。
【０００９】
【数１】
【００１０】数１において、角度αは、図形Ｉの重心を
通る直線であってこの直線のまわりの慣性モーメントが
最小になる直線（すなわち、慣性の主軸Ｘ）がＪ軸に対
してなす角度であって、慣性の主軸の角度である。上式
のように定義された慣性モーメントｍｉは、図形の重心
の回りの角度θの関数であって、角度θに対して図４の
ように変化する。したがって、数１に示した最後の式の
第１項をシフト値Ｂ、第２項におけるcos(２θ−α）の
係数を振幅値Ａとする波形と考えることができる。そこ
で、振幅値Ａをシフト値Ｂで正規化した値（Ａ／Ｂ）
を、慣性モーメントの変化率として定義する。すなわ
ち、慣性モーメントの変化率ｒは、数２のように表され
る。
通る直線であってこの直線のまわりの慣性モーメントが
最小になる直線（すなわち、慣性の主軸Ｘ）がＪ軸に対
してなす角度であって、慣性の主軸の角度である。上式
のように定義された慣性モーメントｍｉは、図形の重心
の回りの角度θの関数であって、角度θに対して図４の
ように変化する。したがって、数１に示した最後の式の
第１項をシフト値Ｂ、第２項におけるcos(２θ−α）の
係数を振幅値Ａとする波形と考えることができる。そこ
で、振幅値Ａをシフト値Ｂで正規化した値（Ａ／Ｂ）
を、慣性モーメントの変化率として定義する。すなわ
ち、慣性モーメントの変化率ｒは、数２のように表され
る。
【００１１】
【数２】
【００１２】ところで、円や正方形のような図形では、
Ｉ軸およびＪ軸の回りの慣性モーメントｍ02，ｍ20と、
慣性相乗モーメントｍ11とは次の関係になる。 ｍ02＝ｍ20 ｍ11＝０ すなわち、慣性モーメントの変化率ｒは０になるのであ
る。このときには、図３に示すように、慣性モーメント
は角度θに依存せずに一定値Ｂになる。このように、慣
性モーメントの変化率ｒに着目すれば、真円度が高いほ
ど慣性モーメントの変化率ｒが０に近付くことがわか
る。たとえば、真円度が１．０４であれば、慣性モーメ
ントの変化率は１．６×１０-3程度になる。
Ｉ軸およびＪ軸の回りの慣性モーメントｍ02，ｍ20と、
慣性相乗モーメントｍ11とは次の関係になる。 ｍ02＝ｍ20 ｍ11＝０ すなわち、慣性モーメントの変化率ｒは０になるのであ
る。このときには、図３に示すように、慣性モーメント
は角度θに依存せずに一定値Ｂになる。このように、慣
性モーメントの変化率ｒに着目すれば、真円度が高いほ
ど慣性モーメントの変化率ｒが０に近付くことがわか
る。たとえば、真円度が１．０４であれば、慣性モーメ
ントの変化率は１．６×１０-3程度になる。
【００１３】しかるに、本実施例で対象とする画像は２
値画像であって、図２に示すように、ＴＶカメラ等の画
像入力装置１より出力されたアナログ信号である画像信
号をアナログ−ディジタル変換器２によりディジタル信
号に変換した後、２値化処理部３において２値化処理を
行うことにより得られる。この２値画像は画像メモリ４
に格納され、以下の処理が施される。
値画像であって、図２に示すように、ＴＶカメラ等の画
像入力装置１より出力されたアナログ信号である画像信
号をアナログ−ディジタル変換器２によりディジタル信
号に変換した後、２値化処理部３において２値化処理を
行うことにより得られる。この２値画像は画像メモリ４
に格納され、以下の処理が施される。
【００１４】画像内には検査対象となる物体に対応した
図形を含む検査エリア設定される。検査エリアの範囲は
あらかじめアドレスメモリ５に設定されており、画像メ
モリ４から各画素の値を読み出すときにアドレスメモリ
５に設定された範囲内でラスタ走査を行うことにより、
検査エリア内の各画素の値を順次読み出すことができる
ようになっている。ラスタ走査を開始すると、検査エリ
アの左上隅に設定された始点から右に向かって画素値が
順次読み出され、検査エリアの右端に達すると、１行下
のラインの画素値が左端から右に向かって順次読み出さ
れるのであって、検査エリアの右下隅に設定された終点
の画素値が読み出されるまでこの動作が繰り返される。
画素を読み出している間に、カウンタ６では白画素ない
し黒画素を計数してＣＰＵ７に返す。また、ＣＰＵ７で
は計数値を演算装置８に送って演算を上述のような演算
を行うのである。すなわち、演算装置８では、図１に示
すように、モーメント演算部１１においてＩ軸およびＪ
軸の回りでの慣性モーメントｍ02，ｍ20および慣性相乗
モーメントｍ11が求められ、その結果に基づいて慣性モ
ーメントの変化率ｒが変化率演算部１２で求められる。
変化率演算部１２により求めた慣性モーメントの変化率
ｒの大きさによって、判定部１３では真円度を判定し、
判定結果を出力するのである。ここにおいて、検査対象
物の真円度が所定値以上であるかどうかの判定を行う場
合には、演算装置８で演算された慣性モーメントの変化
率が所定値以下であるときに、ＣＰＵ７から報知するよ
うにすればよい。
図形を含む検査エリア設定される。検査エリアの範囲は
あらかじめアドレスメモリ５に設定されており、画像メ
モリ４から各画素の値を読み出すときにアドレスメモリ
５に設定された範囲内でラスタ走査を行うことにより、
検査エリア内の各画素の値を順次読み出すことができる
ようになっている。ラスタ走査を開始すると、検査エリ
アの左上隅に設定された始点から右に向かって画素値が
順次読み出され、検査エリアの右端に達すると、１行下
のラインの画素値が左端から右に向かって順次読み出さ
れるのであって、検査エリアの右下隅に設定された終点
の画素値が読み出されるまでこの動作が繰り返される。
画素を読み出している間に、カウンタ６では白画素ない
し黒画素を計数してＣＰＵ７に返す。また、ＣＰＵ７で
は計数値を演算装置８に送って演算を上述のような演算
を行うのである。すなわち、演算装置８では、図１に示
すように、モーメント演算部１１においてＩ軸およびＪ
軸の回りでの慣性モーメントｍ02，ｍ20および慣性相乗
モーメントｍ11が求められ、その結果に基づいて慣性モ
ーメントの変化率ｒが変化率演算部１２で求められる。
変化率演算部１２により求めた慣性モーメントの変化率
ｒの大きさによって、判定部１３では真円度を判定し、
判定結果を出力するのである。ここにおいて、検査対象
物の真円度が所定値以上であるかどうかの判定を行う場
合には、演算装置８で演算された慣性モーメントの変化
率が所定値以下であるときに、ＣＰＵ７から報知するよ
うにすればよい。
【００１５】ここにおいて、数１における、Ｉ軸および
Ｊ軸の回りでの慣性モーメントｍ02，ｍ20や慣性相乗モ
ーメントｍ11は、ラスタ走査の際の各ラインごとの図形
のエッジの座標およびランレングスを用いて展開するこ
とができるから、座標とランレングスとを用いて各ライ
ンに関する演算を行うようにすれば、画像が２値画像で
あって画素値が２種類しかない点を利用すれば、各画素
の値および位置に関するデータをランレングスとエッジ
の座標とによって圧縮することができるのであり、演算
を簡略化することができる。すなわち、画素数が多い場
合でも高速に演算できるようになる。
Ｊ軸の回りでの慣性モーメントｍ02，ｍ20や慣性相乗モ
ーメントｍ11は、ラスタ走査の際の各ラインごとの図形
のエッジの座標およびランレングスを用いて展開するこ
とができるから、座標とランレングスとを用いて各ライ
ンに関する演算を行うようにすれば、画像が２値画像で
あって画素値が２種類しかない点を利用すれば、各画素
の値および位置に関するデータをランレングスとエッジ
の座標とによって圧縮することができるのであり、演算
を簡略化することができる。すなわち、画素数が多い場
合でも高速に演算できるようになる。
【００１６】ところで、上述したように、円や正方形に
近い図形では、慣性モーメントの変化率が０に近付くか
ら、このことを利用すれば、慣性の主軸の角度を求める
際に、慣性モーメントの変化率が所定値以下である図形
については、円や正方形のように慣性の主軸の角度を求
めることができない図形であるとして、報知信号を出力
することも可能である。すなわち、円や正方形のような
図形であっても、誤差などによって慣性の主軸の角度と
してなんらかの値が得られることがあるが、このような
値は信頼性が低く、このようにして求めた慣性の主軸の
角度に基づいて図形を回転させたとしても、再現性が得
られないものである。そこで、たとえば、モーメントの
変化率が１×１０-3以下になったときに、上述した演算
装置８の演算結果に基づいてＣＰＵ７から報知信号を出
力するのである。このような報知信号を出力することに
よって、求めた慣性の主軸の角度の信頼性を確認するこ
とができるのである。
近い図形では、慣性モーメントの変化率が０に近付くか
ら、このことを利用すれば、慣性の主軸の角度を求める
際に、慣性モーメントの変化率が所定値以下である図形
については、円や正方形のように慣性の主軸の角度を求
めることができない図形であるとして、報知信号を出力
することも可能である。すなわち、円や正方形のような
図形であっても、誤差などによって慣性の主軸の角度と
してなんらかの値が得られることがあるが、このような
値は信頼性が低く、このようにして求めた慣性の主軸の
角度に基づいて図形を回転させたとしても、再現性が得
られないものである。そこで、たとえば、モーメントの
変化率が１×１０-3以下になったときに、上述した演算
装置８の演算結果に基づいてＣＰＵ７から報知信号を出
力するのである。このような報知信号を出力することに
よって、求めた慣性の主軸の角度の信頼性を確認するこ
とができるのである。
【００１７】
【発明の効果】請求項１の方法によれば、検査対象物に
対応した画像内の図形の重心の回りの角度に対する上記
図形の慣性モーメントの振幅値の変化を正規化して慣性
モーメントの変化率を求め、慣性モーメントの変化率を
真円度の判定基準として用いるので、検査対象物の実測
が不要になるのであって、短時間かつ正確な検査が可能
になるという利点がある。しかも、検査精度は画像の画
素数に依存するだけであり、結果の再現性がよく信頼性
の高い検査結果が得られるという効果がある。
対応した画像内の図形の重心の回りの角度に対する上記
図形の慣性モーメントの振幅値の変化を正規化して慣性
モーメントの変化率を求め、慣性モーメントの変化率を
真円度の判定基準として用いるので、検査対象物の実測
が不要になるのであって、短時間かつ正確な検査が可能
になるという利点がある。しかも、検査精度は画像の画
素数に依存するだけであり、結果の再現性がよく信頼性
の高い検査結果が得られるという効果がある。
【００１８】請求項２の方法では、慣性モーメントの変
化率が所定値以下であるときに報知するようにしている
ので、真円度が基準値を満たしているかどうかが判定で
きることになる。また、逆に、慣性の主軸の角度を求め
る場合であれば、慣性モーメントの変化率が小さいこと
によって、慣性の主軸の角度を求めることが不適切であ
ることを報知できることになる。
化率が所定値以下であるときに報知するようにしている
ので、真円度が基準値を満たしているかどうかが判定で
きることになる。また、逆に、慣性の主軸の角度を求め
る場合であれば、慣性モーメントの変化率が小さいこと
によって、慣性の主軸の角度を求めることが不適切であ
ることを報知できることになる。
【図１】実施例を示す要部のブロック図である。
【図２】実施例の概略構成図である。
【図３】実施例における慣性モーメントの変化例を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】実施例における慣性モーメントの変化例を示す
説明図である。
説明図である。
【図５】実施例における慣性の主軸の角度の概念を説明
する図である。
する図である。
【図６】従来の真円度の測定方法の一例を示す図であ
る。
る。
【図７】従来の他の真円度の測定方法の一例を示す図で
ある。
ある。
１１ モーメント演算部 １２ 変化率演算部 １３ 判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋谷 郁雄 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 澤田 和男 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−62271（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 7/00
Claims (2)
- 【請求項１】 検査対象物を画像入力装置によって撮像
した後、各画素の濃度を所定の閾値で２値化した２値画
像について、検査対象物に対応した画像内の図形の重心
の回りの角度に対する上記図形の慣性モーメントの振幅
値の変化を正規化して慣性モーメントの変化率を求め、
慣性モーメントの変化率を真円度の判定基準とすること
を特徴とする画像処理による真円度の検査方法。 - 【請求項２】 慣性モーメントの変化率が所定値以下で
あるときに報知することを特徴とする請求項１記載の画
像処理による真円度の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184991A JP3069401B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 画像処理による真円度の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184991A JP3069401B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 画像処理による真円度の検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528265A JPH0528265A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3069401B2 true JP3069401B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=16162884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3184991A Expired - Fee Related JP3069401B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 画像処理による真円度の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069401B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP3184991A patent/JP3069401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0528265A (ja) | 1993-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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