JP3100143B2

JP3100143B2 - 像処理法および像処理装置

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Publication number: JP3100143B2
Application number: JP02010829A
Authority: JP
Inventors: 吉郎山田
Original assignee: 吉郎山田
Priority date: 1990-01-21
Filing date: 1990-01-21
Publication date: 2000-10-16
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JPH03216768A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、被検査対象物の状態をセンサーで像情報と
して検知し、この像情報を処理する像処理法および像処
理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、被検査対象物の状態をセンサーで、像情報とし
て検知して、該検知された像情報を判定または表示する
像処理法および装置は第５図に示されるように、例え
ば、被検査対象物１の状態をカメラ２のレンズ３を介し
て複数のセンサー４で像情報として検知して、センサー
４の数に対応した像情報信号S1を出力し、この複数の像
情報信号S1を処理手段５で処理し、被検査対象物１の状
態を判定または表示する。

この像処理装置は、第４図および第５図に示されるよ
うにカメラ２と処理手段５とから構成される。

カメラ２は被検査対象物１の状態の像情報を屈折させ
るレンズ３と、この像情報を検知する複数のセンサー４
と、このセンサー４を駆動する駆動回路６と、センサー
４からの信号を増幅する増幅器７と、増幅器７で増幅さ
れた信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するア
ナログデジタル変換回路８と、このデジタル信号を緩衝
して出力するバッファ回路９とから成る。

次に、処理手段５はバッファ回路９からの像情報信号
S1を入力して緩衝する入力バッファ回路10と、この入力
バッファ回路10からの出力信号を記憶するデュアルポー
トメモリ11と、このデュアルポートメモリ11からの信号
をソフトウエア12に基づいて処理する中央処理装置13
と、この中央処理装置13で処理された信号を判定部ある
いは表示部へ出力する出力ポート14とから成る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の従来方法および装置は、第５図に示さ
れるようにセンサー４の素子１個に対して、１個の像情
報信号S1に基づいて、処理手段５が処理する。

このため、例えば、１個のセンサー４は256階調の明
度を検知することができるものとすると、このセンサー
４自体の明度階調検知能力をさらに高めることは困難で
あり、被検査対象物１の明度階調を、より精緻に検知す
ることが困難であるという問題点があった。

このため、被検査対象物１の全体的なパターン、詳細
なパターン、集合状態あるいは微妙な欠陥等を検知する
ことが困難であるという問題点があった。

そこで、本発明者は上述の問題点を解決するために既
に、特開平１−19690号および特開平１−232734号で提
案したが、さらに、本発明は、像情報に基づいて被検査
対象物が所定方向に移動する場合にもその明度階調を、
より精緻に検知することができ、被検査対象物の全体的
なパターン、詳細なパターン、集合状態あるいは微妙な
欠陥等をより精緻に検知することができる像処理法およ
びその像処理装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る第１の像処理法は、被検査対象物の状態
をライン状に配列された複数のセンサで像情報として検
知して複数の像情報信号を出力し、該複数の像情報信号
を処理する像処理法において、前記複数の像情報信号を
加算することにより集約処理して前記被検査対象物の明
度階調を個々の前記センサが検知できる明度階調よりも
精緻に検知すると共に、該集約処理する像情報信号の信
号数を走査ライン毎に変更することを特徴とする。

この場合、前記集約処理する像情報信号の信号数を予
め設定しておいてもよいし、あるいは前記被検査対象物
の幅を検知し、該検知された幅に対応して設定してもよ
い。

本発明に係る第２の像処理法は、被検査対象物の状態
をレンズを介してライン状に配列された複数のセンサで
像情報として検知して複数の像情報信号を出力し、該複
数の像情報信号を処理する像処理法において、前記複数
のセンサの列を前記レンズの光軸に対して傾け、前記複
数の像情報信号を加算することにより集約処理して前記
被検査対象物の明度階調を個々の前記センサが検知でき
る明度階調よりも精緻に検知することを特徴とする。

第１または第２の像処理法においては、前記被検査対
象物に対する分解能を変えて前記集約処理を行ってもよ
い。

また、前記被検査対象物の被検査対象範囲を移動させ
て前記集約処理を行ってもよい。

また、前記複数の像情報信号に対する重みを変えて前
記集約処理を行ってもよい。

また、前記複数のセンサのうち所定範囲内の複数のセ
ンサから出力される像情報信号について前記集約処理を
行ってもよい。

また、前記複数のセンサのうち位置的に連続した所定
の複数のセンサから出力される像情報信号について前記
集約処理を行ってもよい。

また、前記複数のセンサのうち位置的に間欠した所定
の複数のセンサから出力される像情報信号について前記
集約処理を行ってもよい。

本発明に係る第１の像処理装置は、被検査対象物の状
態を像情報として検知するライン状に配列された複数の
センサを有し、各センサからの複数の像情報信号を出力
するカメラと、前記カメラから出力される複数の像情報
信号を入力し、該複数の像情報信号加算することにより
集約処理して前記被検査対象物の明度階調を個々の前記
センサが検知できる明度階調よりも精緻に検知すると共
に、該集約処理する像情報信号の信号数を走査ライン毎
に変更する処理手段とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記集約処理する像情報信号の信号数は予め
設定しておいてもよいし、あるいは前記被検査対象物の
幅を検知し、該検知された幅に対応して設定してもよ
い。

本発明に係る第２の像処理装置は、被検査対象物の状
態をレンズを介して像情報として検知するライン状に配
列された複数のセンサを有し、各センサからの複数の像
情報信号を出力するカメラと、前記カメラから出力され
る複数の像情報信号を入力し、該複数の像情報信号加算
することにより集約処理して前記被検査対象物の明度階
調を個々の前記センサが検知できる明度階調よりも精緻
に検知する手段とを備え、前記複数のセンサの列を前記
レンズの光軸に対して傾けたことを備えたことを特徴と
する。

第１または第２の像処理装置において、前記カメラ
は、前記被検査対象物に対する分解能が可変であっても
よい。

また、前記カメラは、前記被検査対象物に対する分解
能を変えるズーム機構を備えてもよい。

また、前記カメラは、前記被検査対象物に対する分解
能が異なるように複数設けられていてもよい。

また、前記カメラは、前記被検査対象物に対する検査
対象範囲を移動可能に構成されていてもよい。

また、前記処理手段は、入力される複数の像情報信号
に対する重みを変えて前記集約処理を行ってもよい。

また、前記処理手段は、前記カメラから出力される複
数の像情報信号のうち、所定範囲内の複数のセンサから
出力される複数の像情報信号を入力して前記集約処理を
行ってもよい。

また、前記処理手段は、前記カメラから出力される複
数の像情報信号のうち、位置的に連続した所定の複数の
センサから出力される複数の像情報信号を入力して前記
集約処理を行ってもよい。

また、前記処理手段は、前記カメラから出力される複
数の像情報信号のうち、位置的に間欠した所定の複数の
センサから出力される複数の像情報信号を入力して前記
集約処理を行ってもよい。

〔作用〕

本発明によれば、複数の像情報信号を集約し、該集約
された各々の集約処理信号を判定または表示するため、
被検査対象物の明度階調を、より精緻に検知することが
できる。

つまり、例えば、センサー１個が256階調の明度を検
知できるものとすると、例えば、100個のセンサーから
出力される像情報信号S1を第１図（ａ）に示されるよう
に集約処理、つまり、集約加算すると256階調の100倍の
明度階調を検知することができることとなる。

このため、明度階調をより精緻に検知できる。

さらに、第２図（ａ）に示されるようにカメラ２のレ
ンズ３の光軸と被検査対象物１である同じ幅を有する白
線20が角度θを形成する場合に、第２図（ｂ）に示され
るように手前付近が拡大されて検知される。

白線20の手前付近の拡大された部分を、例えば、この
幅に対応する1,000個のセンサー４で検知し、像情報信
号S1を集約すると、白線20の手前付近の拡大された部分
では、白線20のみを検知し、背景50は検知しないため、
白線20の正確な明度が検知される。

しかし、白線20の遠い部分の狭く検知されている部分
を同じ1,000個のセンサー４で検知すると、白線20のみ
ならず、背景50の明度をも検知し、この像情報信号S1を
集約しても、背景50の明度の影響を受けて白線20の正確
な明度が検知できにくくなるため、これに対応するよう
にセンサー４の個数、つまり、集約する像情報信号S1の
数を走査ライン毎に変更する。

つまり、白線20の遠い部分の狭く検知されている部分
を、例えば、600個のセンサー４で検知するようにセン
サー４の個数、つまり、集約する像情報信号S1の数を走
査ライン毎に変更する。

あるいは、第１図（ｂ）に示されるようにセンサー４
の列をレンズ３の光軸に対して傾けるように設けると、
被検査対象物である白線20の手前部分と遠い部分ともセ
ンサー４の列上では同じ幅となるため、被検査対象物で
ある白線20の明度を正確に検知できる。

これによりカメラ２のレンズ３の光軸と被検査対象物
１が角度θを形成する場合にも確実に明度等の状態を検
知できる。

このため、被検査対象物の全体的なパターン、詳細な
パターン、集合状態あるいは微妙な欠陥等をより精緻に
検知することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を参照してその実施例に基づいて
説明する。

第１図（ａ）は本発明の像処理方法の概略説明図であ
る。

本発明の像処理方法は、例えば、第２図に示される手
前に移動する被検査対象物１である白線20の状態をライ
ン状に配列された複数のセンサー４で像情報として検知
して、該センサー４の数に対応した像情報信号S1を出力
し、像情報信号S1を処理する。

さらに、複数の像情報信号S1を各々集約し、集約する
像情報信号の数を走査ライン毎に、つまりライン状に配
列された複数のセンサー４により被検査対象物１を走査
する毎に変更する。

さらに、該集約された複数の集約処理信号S2を判定部
あるいは表示部へ出力し、判定または表示するする。

ここで、走査ライン毎に集約する像情報信号S1の数を
予め設定しても良い。

ここで、幅が既知の被検査対象物１の幅を像情報信号
S1で検知して、該検知された幅に対応して走査ライン毎
に集約する像情報信号S1の数を設定しても良い。

さらに、他の本発明方法は、センサー列をレンズ３の
光軸に対して傾け、手前に移動する被検査対象物１であ
る白線20の明度を検知して、複数の像情報信号S1を集約
する。

また、被検査対象物１に対する分解能を変えて処理し
ても良い。

具体的には、被検査対象物１とカメラ２との距離を変
えて処理しても良い。

あるいは、ズーム機構により分解能を変えても良い。

また、被検査対象物１の被検査対象範囲を移動させて
処理しても良いことはもちろんである。

また、所定像情報信号S1の重みを変えて集約処理して
も良い。

この重みは像情報信号S1として得られた明度に掛ける
乗数を言う。

この重みを変えることにより被検査対象物１の重点部
分をよく検知できる。

また、所定範囲の複数のセンサー４から出力される像
情報信号S1を処理しても良い。

ここで、所定範囲とは複数のセンサー４の全部あるい
は部分のみを選択できることを意味する。

複数のセンサー４の必要な部分のみを選択することに
より被検査対象物１の必要な被検査対象範囲のみの状態
を検知し、また、処理時間が短縮される。

また、所定範囲とはセンサー４列のみならず、センサ
ー４が平面的に集合した範囲をも含むことは言うまでも
ない。

また、位置的に連続した複数のセンサー４から出力さ
れる像情報信号S1を処理することは当然であるが、さら
に、位置的に間欠した複数のセンサー４から出力される
像情報信号S1を処理しても良い。

位置的に間欠した複数のセンサー４を選択することに
より、処理時間が短縮される。

この本発明方法には以下の本発明の像処理装置が用い
られる。

第１図（ａ）に示される本発明の像処理装置は被検査
対象物１の状態を像情報としてレンズ３を介して検知す
る複数のセンサー４を有し、センサー４の個数に対応し
た数の像情報信号S1を出力するカメラ２と、カメラ２か
ら出力される像情報信号S1が入力され、該複数の像情報
信号S1を集約し、集約する像情報信号S1の数を走査ライ
ン毎に変更して、該複数の集約処理信号S2を判定部また
は表示部に出力する処理手段５とから成る。

ここで、走査ライン毎に集約する像情報信号S1の数を
予め設定するように構成しても良い。

ここで、幅が既知の被検査対象物１の幅を像情報信号
S1で検知して、該検知された幅に対応した走査ライン毎
に集約する像情報信号S1の数をするように構成設定して
も良い。

さらに、本実施例においては処理手段５は第３図
（ａ）に示されるように、第１図（ａ）（ｂ）に示され
るカメラ２のセンサー４に接続されるデータバス15と処
理回路16とから成る。

センサー４は、例えば、5,000個から成り、5,000点の
明度を検知する。各点のデータを図示されていないマル
チプレクサで、時分割して出力し、データバスに入力す
る。

さらに、処理回路16はシフト数変更回路29、シフト回
路30、ゲート回路31、演算器32および加算器33とから成
る。

この処理回路16は被検査対象物１上の走査ライン上の
像情報信号S1を集約する。

像情報信号S1はカメラ２のセンサー４からデータバス
15を介して８ビットの明度階調で、シフト回路30および
演算器32に入力される。

シフト数変更回路29はスタートパルス信号により、シ
フト回路30を動作させ、シフト変更信号により、シフト
回路30のシフト数、すなわち、集約する像情報信号S1の
数を走査ライン毎に例えば、１から1,000個の間におい
て変更する。

ゲート回路31は集約する像情報信号S1の数に見合った
シフト数になるまでは演算器32に対して出力信号０を保
持する。

その間に演算器32の出力はデータバス15からの像情報
信号S1そのものを出力し、フィードバック回路を有する
加算器33によってシフト数分の情報が積算される。

集約する像情報信号S1の数、つまり、シフト数が入力
された後は、ゲート回路31は出力を開け、シフト数変更
回路29により指定され、シフト回路30に記憶されていた
シフト数以前の像情報信号S1を演算器32により減算する
ことにより、像情報信号S1の集約数を保持しつつ演算を
進める。

次に、他の処理回路16aは第３図（ｂ）に示されるよ
うにユニット34、35および演算器36とから成る。

このユニット34、35は第３図（ａ）に示される処理回
路16と同じ構成である。

この第３図（ｂ）に示される処理回路16aは被検査対
象物１上の走査ライン上の像情報信号S1の相関を取りな
がら実時間で集約処理する場合に用いられる。

データバス15からの像情報信号はユニット34に入力さ
れ、ユニット34からの出力信号は被検査対象物１上の走
査ライン上の像情報信号S1が集約処理された信号であ
る。

この出力信号はユニット35、さらに、演算器36に入力
される。

演算器36の入力は集約された信号であるユニット34か
らの出力信号と、集約された信号であるユニット35の出
力信号の２信号である。

この演算器36の出力信号は結果として両者の相対的な
関係を演算することとなる。

以上の構成と動作により明度の変化を含んだ対象物に
対する像処理を実時間で行なうことができる。

次に、さらに他の処理回路16bは第３図（ｃ）に示さ
れるようにユニット38、39、演算器40、デュアルポート
メモリ41、ユニット42、43および演算器44とから成る。

このユニット38、39、42、43は第３図（ａ）に示され
る処理回路16と同じ構成である。

さらに、ユニット38、39および演算器40は第３図
（ｂ）に示される処理回路16aと同じ構成で、同じ動作
を行ない、走査ライン上の像情報信号を集約処理を相対
的に行なう。

この結果をデュアルポートメモリ41に実時間でマッピ
ングしながら、ユニット42、43および演算器44から成る
像の縦走査ラインの集約処理を行なう部分に接続する。

この構成により横方向走査ラインと縦走査ラインによ
り特定される範囲の像情報信号の結果が演算器44の出力
信号として得られる。

この第３図（ｃ）に示される処理回路16bは被検査対
象物１上の所定範囲上の像情報信号を実時間で集約処理
する場合に用いられる。

また、第１図（ｂ）に示されるように、レンズ３の光
軸に対してセンサー列を傾けて設けられたカメラ２から
出力される像情報信号S1が入力され、像情報信号S1を集
約し、該集約された複数の集約処理信号S2を判定部また
は表示部に出力する処理手段から成る。

カメラ２は被検査対象物１に対する分解能変える図示
されないズーム機構を備えても良い。

また、カメラ２は被検査対象物１に対する距離を変え
て分解能が異なるように複数設けられても良い。

カメラ２を移動させて、被検査対象物１の被検査対象
範囲を移動させて処理するように構成されても良い。

さらに、処理手段５は所定像情報信号S1の乗数、すな
わち、重みを変えて集約するように構成されても良い。

所定範囲の該複数のセンサー４から出力される該像情
報信号S1を処理するように構成されても良い。

位置的に連続した該複数のセンサー４から出力される
像情報信号S1を処理するように構成されても良い。

位置的に間欠した該複数のセンサー４から出力される
像情報信号S1を処理するように構成されても良い。

また、以上の全ての実施例において、センサー４は光
センサーに限定されず、圧力、温度、湿度センサー等の
物体の状態を検知する全てのセンサーを含む。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、カメラの光軸と被検査
対象物とが所定角度を有する場合にもそのパターンおよ
び明度階調を、より精緻に検知することができ、被検査
対象物の全体的なパターン、詳細なパターン、集合状態
あるいは微妙な欠陥等をより精緻に検知することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の像処理法の概略説明図、
第２図（ａ）（ｂ）は本発明による被検査対象物の説明
図、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の像処理装置を
構成する種々の処理手段の説明図、第４図は従来装置の
説明図、第５図は従来方法および装置の説明図である。１……被検査対象物２……カメラ４……センサー５……処理手段 S1……像情報信号 S2……集約処理信号

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査対象物の状態をライン状に配列され
た複数のセンサで像情報として検知して複数の像情報信
号を出力し、該複数の像情報信号を処理する像処理法に
おいて、前記複数のセンサから出力される像情報信号について、
該センサの配列方向における所定範囲内の像情報信号を
加算することにより集約処理し、前記被検査対象物の明
度階調を個々の前記センサが検知できる明度階調よりも
精緻に検知すると共に、該集約処理する像情報信号の信
号数を走査ライン毎に変更することを特徴とする像処理
法。
【請求項２】前記集約処理する像情報信号の信号数を予
め設定することを特徴とする請求項１記載の像処理方
法。
【請求項３】前記被検査対象物の幅を検知し、該検知さ
れた幅に対応して、前記集約処理する像情報信号の信号
数を設定することを特徴とする請求項１記載の像処理方
法。
【請求項４】被検査対象物の状態をレンズを介してライ
ン状に配列された複数のセンサで像情報として検知して
複数の像情報信号を出力し、該複数の像情報信号を処理
する像処理法において、前記複数のセンサの列を前記レンズの光軸に対して傾
け、該センサの配列方向における所定範囲内の像情報信
号を加算することにより集約処理し、前記被検査対象物
の明度階調を個々の前記センサが検知できる明度階調よ
りも精緻に検知すると共に、該集約処理する像情報信号
の信号数を走査ライン毎に変更することを特徴とする像
処理法。
【請求項５】前記被検査対象物に対する分解能を変えて
前記集約処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項記載の像処理法。
【請求項６】前記被検査対象物の被検査対象範囲を移動
させて前記集約処理を行うことを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項記載の像処理法。
【請求項７】前記複数の像情報信号に対する重みを変え
て前記集約処理を行うことを特徴とする請求項１〜６の
いずれか１項記載の像処理法。
【請求項８】前記複数のセンサのうち所定範囲内の複数
のセンサから出力される像情報信号について前記集約処
理を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項
記載の像処理法。
【請求項９】前記複数のセンサのうち位置的に連続した
所定の複数のセンサから出力される像情報信号について
前記集約処理を行うことを特徴とする請求項１〜８のい
ずれか１項記載の像処理法。
【請求項１０】前記複数のセンサのうち位置的に間欠し
た所定の複数のセンサから出力される像情報信号につい
て前記集約処理を行うことを特徴とする請求項１〜８の
いずれか１項記載の像処理法。
【請求項１１】被検査対象物の状態を像情報として検知
するライン状に配列された複数のセンサを有し、各セン
サからの複数の像情報信号を出力するカメラと、前記カメラから出力される複数の像情報信号を入力し、
前記センサの配列方向における所定範囲内の像情報信号
を加算することにより集約処理し、前記被検査対象物の
明度階調を個々の前記センサが検知できる明度階調より
も精緻に検知すると共に、該集約処理する像情報信号の
信号数を走査ライン毎に変更する処理手段とを備えたことを特徴とする像処理装置。
【請求項１２】前記集約処理する像情報信号の信号数を
予め設定することを特徴とする請求項11記載の像処理装
置。
【請求項１３】前記被検査対象物の幅を検知し、該検知
された幅に対応して、前記集約処理する像情報信号の信
号数を設定することを特徴とする請求項11記載の像処理
装置。
【請求項１４】被検査対象物の状態をレンズを介して像
情報として検知するライン状に配列された複数のセンサ
を有し、各センサからの複数の像情報信号を出力するカ
メラと、前記カメラから出力される複数の像情報信号を入力し、
前記センサの配列方向における所定範囲内の像情報信号
を加算することにより集約処理し、前記被検査対象物の
明度階調を個々の前記センサが検知できる明度階調より
も精緻に検知すると共に、該集約処理する像情報信号の
信号数を走査ライン毎に変更する処理する手段とを備
え、前記複数のセンサの列を前記レンズの光軸に対して傾け
たことを備えたことを特徴とする像処理装置。
【請求項１５】前記カメラは、前記被検査対象物に対す
る分解能が可変であることを特徴とする請求項11〜14の
いずれか１項記載の像処理装置。
【請求項１６】前記カメラは、前記被検査対象物に対す
る分解能を変えるズーム機構を備えることを特徴とする
請求項11〜15のいずれか１項記載の像処理装置。
【請求項１７】前記カメラは、前記被検査対象物に対す
る分解能が異なるように複数設けられていることを特徴
とする請求項11〜16のいずれか１項記載の像処理装置。
【請求項１８】前記カメラは、前記被検査対象物に対す
る検査対象範囲を移動可能に構成されることを特徴とす
る請求項11〜17のいずれか１項記載の像処理装置。
【請求項１９】前記処理手段は、入力される複数の像情
報信号に対する重みを変えて前記集約処理を行うことを
特徴とする請求項11〜18のいずれか１項記載の像処理装
置。
【請求項２０】前記処理手段は、前記カメラから出力さ
れる複数の像情報信号のうち、所定範囲内の複数のセン
サから出力される複数の像情報信号を入力して前記集約
処理を行うことを特徴とする請求項11〜19のいずれか１
項記載の像処理装置。
【請求項２１】前記処理手段は、前記カメラから出力さ
れる複数の像情報信号のうち、位置的に連続した所定の
複数のセンサから出力される複数の像情報信号を入力し
て前記集約処理を行うことを特徴とする請求項11〜20の
いずれか１項記載の像処理装置。
【請求項２２】前記処理手段は、前記カメラから出力さ
れる複数の像情報信号のうち、位置的に間欠した所定の
複数のセンサから出力される複数の像情報信号を入力し
て前記集約処理を行うことを特徴とする請求項11〜20の
いずれか１項記載の像処理装置。