JP3112693B2 - 図形数算出装置及び図形数算出方法 - Google Patents

図形数算出装置及び図形数算出方法

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JP3112693B2 JP03074105A JP7410591A JP3112693B2 JP 3112693 B2 JP3112693 B2 JP 3112693B2 JP 03074105 A JP03074105 A JP 03074105A JP 7410591 A JP7410591 A JP 7410591A JP 3112693 B2 JP3112693 B2 JP 3112693B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、図形数算出装置及び図形数算出
方法に関し、詳細には視野内の被検出物の画像を撮像し
て画像データより影引伸法を用いて辺と分岐点による幾
何学的データに変換して図形数を算出する図形数算出装
置及び図形数算出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば被検出物としてリードフレ
ームなどのリード形状、リード接続状態などを検査する
場合、被検出物を撮像して得られた画像データを画像処
理する技術が利用されている。この画像処理において、
入力画像を撮像する入力手段の視野内に存在する被検出
物の数を図形数として算出する手法が採用されている。
具体的には、入力手段より取り込んだ画像データを、入
力手段の視野と同一の広がりを有する仮想平面上の画素
の位置を示す位置データとして記憶し、当該仮想平面上
の独立した連結図形の数として算出する方式が多用され
ている。図形数を算出するための手法としては、連結図
形の画素にラベル付けを行うラベリングと、連結図形の
凸部や凹部の数から演算でオイラー数を求めて算出する
手法が一般的に行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の図形数算出方式には次のような課題がある。ラベリ
ングを行う場合、図形数(被検出物の数)を正確に算出
することができるものの、各画素にラベル付けを行い記
憶するため、必要とされるメモリ容量が大きいこと、ま
たラベル付けとラベルの統合処理等に時間がかかるとい
う課題がある。一方、オイラー数を算出する方式におい
ては、必要とされるメモリの容量は小さくて済み、処理
時間も短くて済むが、処理する図形が複雑であれば求め
たオイラー数と、図形の数との相関関係が低いため、精
度が悪いと言う課題がある。したがって、本溌明は、短
時間で正確に被検出物の数を図形数として算出可能な図
形数算出装置及び図形数算出方法を提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち、図形数算出装置に
おいては、視野内の被検出物の画像を画像データに変換
する画像データ入力手段と、画像データを前記視野と同
一の広がりを有する仮想平面上の画素の位置を示す位置
データとして記憶する記憶手段と、位置データに基づき
仮想平面内に存在する図形の数を演算処理して算出する
制御手段と、制御手段による演算結果を表示する出力手
段とを具備し、制御手段は、仮想平面内に含まれる図形
に対して該図形を囲む外枠線の各辺から光を照射して形
成される影を図形の輪郭線若しくは外枠線に到達する直
前まで引き伸ばして仮想平面内に複数の影領域を形成
し、該影領域どうしを仕切る辺(仮想平面の外枠線を含
む)及び該辺の分岐点を含む幾何学的グラフに変換し、
該幾何学的グラフを走査して分岐点間を結ぶ辺の数a及
び分岐点の数nを検出して記憶手段に記憶し、該記憶さ
れた辺の数a及び分岐点の数nを読み出して仮想平面内
に含まれる図形数dをd=a−n+1により演算処理し
て算出することを特徴とする。
【0005】また、図形数算出方法においては、視野内
の被検出物の画像を撮像して画像データに変換する画像
データ入力ステップと、画像データを視野と同一の広が
りを有する仮想平面上の画素の位置を示す位置データと
して記憶するステップと、位置データに基づき仮想平面
内に含まれる図形に対して該図形を囲む外枠線の各辺か
ら光を照射して形成される影を図形の輪郭線若しくは外
枠線に到達する直前まで引伸ばして仮想平面内に複数の
影領域を形成し、該影領域どうしを仕切る辺(仮想平面
の外枠線を含む)及び該辺の分岐点を含む幾何学的グラ
フに変換するステップと、幾何学的グラフを走査して分
岐点間を結ぶ辺の数a及び分岐点の数nを検出するステ
ップと、検出された辺の数a及び分岐点の数nから仮想
平面内に含まれる図形数dをd=a−n+1により演算
処理して算出するステップとを含むとを特徴とする。
【0006】
【作用】制御手段は、仮想平面内に含まれる図形に対し
て該図形を囲む外枠線の各辺から光を照射して形成され
る影を引き伸ばして図形の輪郭線若しくは外枠線に到達
する直前で止める処理を行って仮想平面内に影領域を形
成する(影引伸法)。そして、仮想平面内の影領域どう
しを仕切る辺(仮想平面の外枠線を含む)及び分岐点を
含む幾何学的グラフに変換する。このようにして得られ
た図形(幾何学的グラフ)と元の図形とでは、形状は異
なるが仮想平面内に存在する図形の数は同じである。そ
こで、幾何学的グラフを走査して分岐点間を結ぶ辺の数
a及び分岐点の数nを検出して記憶手段に記憶し、該記
憶された辺の数a及び分岐点の数nを読み出して仮想平
面内に含まれる図形数dをd=a−n+1により演算処
理して算出する。このとき、制御手段は幾何学的グラフ
を走査して得られた必要最小限のデータ量(辺の数a及
び分岐点の数n)により仮想平面内に含まれる図形数d
をd=a−n+1により演算処理するため、短時間で正
確に被検出物の数を図形数dとして算出できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。先ず、図形数算出装置の全体構成に
ついて説明する。10は画像データ入力手段の一例であ
るCCDカメラであり、視野12内の被検出物(例えば
リードフレームなど)14を撮像して画像データに光電
変換する。CCDカメラ10は、画像検出部を構成する
CCD(電荷結合素子)が被検出物14を検出したら所
定の電圧を出力するようになっている。各CCDが出力
した電圧は、所定レベルまで増幅され画像データを示す
信号”1”、”0”(又は”High”、”Low”)に変換
される。
【0008】16は制御手段であるCPUであり、制御
プログラムに応じて装置各部に命令を送信したり、論理
演算処理を行ったりして装置全体の動作を制御する。即
ち、CCDカメラ10の視野内で取り込んだ画像データ
を、該CCDカメラ10の視野と同一の広がりを有する
仮想平面上の画素の位置を示す位置データとして記憶
し、後述するように仮想平面内で当該画像から定まる幾
何学的グラフに変換し、該幾何学的グラフを走査してグ
ラフ上の分岐点及び該分岐点より分岐して所要の分岐点
間を結ぶ辺(仮想平面の外枠線を含む)の数を検出し、
検出した分岐点及び辺の数をもとに被検出物14の数を
演算処理して求め、後述する出力手段へ出力する。尚、
CPU16を複数設けて演算処理と制御動作を分担させ
ても良い。
【0009】18は出力手段の一例であるディスプレイ
であり、CPU16が算出した被検出物14の数を出力
する。ディスプレイ18は、被検出物14の数のほか、
CPU16へ入力されたコマンド、データ、CPU16
が処理した情報等も出力表示可能になっている。出力手
段としては、ディスプレイ18の他、プリンタや被検出
物14の数を専用に表示する表示装置であっても良い。
【0010】20は入力手段であるキーボードであり、
CPU16へ各種コマンド、制御データ等を入力する。
入力手段としては、キーボード20の他に、マウスや他
のシステムからのライン入力とすることもできる。22
はROMであり、本実施例の図形数算出装置の制御プロ
グラム、アプリケーションプログラム、予め定められて
いる制御データ等が記憶されている。24はRAMであ
り、複数メモリエリアを有し、各エリアに記憶内容が割
り当てられている。具体的には、CCDカメラ10の視
野と同一の広がりを有する仮想平面(メモリ上の論理平
面)上の画素の位置を示す位置データとして記憶した
り、演算のパラメータを随時記憶したり、更には入出力
されたデータ、情報などが一時記憶される。
【0011】次に、図1乃至図3を参照して上述した図
形数算出装置の動作について説明する。先ず、図1にお
いて、図示しない搬送手段により被検出物14がCCD
カメラ10の直下の視野12内に送られてくると、オペ
レータの指示または自動的に被検出物14の数を算出す
る命令がCPU16へ入力される。CPU16はROM
22から制御プログラム等を読み出し、RAM24をク
リアする。CCDカメラ10により撮像した被検出物1
4の画像を光電変換して画像データとして取り込む。C
CDカメラ10より送られた画像データは、RAM24
に位置データとして記憶される。続いてCPU16は、
RAM24のメモリ上の仮想平面において後述する影引
伸法を実行する。
【0012】ここで図2を参照して影引伸法について具
体的に説明する。図2(a)において、仮想平面38内
に被検出物14を撮像して得られた画像データに相当す
る図形40が4個配置された状態を示す。RAM24の
所定メモリには、図形40を構成する画素の仮想平面3
8上における位置を示す位置データとして記憶されてい
る。この仮想平面38において、図2(b)の矢印42に
示すように図形40を囲む四角形の各辺により構成され
る外枠線46の辺側から図形40に向けて光を照射した
と仮定した場合の図形40の影44を引伸ばし、隣接す
る図形40の輪郭線又は仮想平面38の外枠線46に達
する寸前で引伸ばしを停止する。この処理を矢印48の
順に行う。矢印42方向からの光に対する影引伸法の実
行結果を図2(c)に示す。
【0013】同様に影引伸法を外枠線46の各辺側より
図2(d)の矢印50方向、図2(e)の矢印52方向
について順次行い、図形40に全方向の影44を付ける
(図2(e)の斜線部)。こうして影44が付けられた
仮想平面38のうち該影44が無い部分(図2(e)の
白抜き部分)を線分として取出すと、図2(f)に示す
ように線で示した幾何学グラフに変換できる(図2
(f)において2点鎖線はもとの図形40を示す)。
【0014】図2(f)において、幾何学グラフには分
岐点54が存在し、該分岐点54どうしの間を結ぶ線分
56を辺と呼ぶ。この分岐点54と辺56の数は、幾何
学的グラフを走査して検出する。図2(f)には、6個
の分岐点54と9個の辺56が存在する。この結果をR
AM24の所定メモリに記憶する。
【0015】一般に、無限平面内に1個の連結した幾何
学的グラフが存在する場合、以下に示すオイラーの公式
が成立する。 d=a−n+1 d;グラフによって囲まれる互いに独立な有限閉鎖領域
数 a;グラフに含まれる辺の数(分岐数) n;グラフに含まれる分岐点の数 CPU16は、仮想平面38ごとに、RAM24に記憶
された分岐点54の数n及び辺56の数aを読み出し
て、当該仮想平面内38に含まれる図形数dをオイラー
の公式を用いてを算出する。例えば、図2(f)の場合
には d=a−n+1 =9−6+1 =4 となり、仮想平面38内に存在する図形数は4であるこ
とが判明する。CPU16はこの演算処理結果をディス
プレイ18に出力表示する。
【0016】CPU16は、CCDカメラ10より取り
込んだ画像データに関して仮想平面38ごとに影引伸法
を用いて幾何学的グラフに変換し、当該仮想平面38内
の幾何学的グラフを走査して得られた辺の数をa、分岐
点の数をnよりオイラーの公式を用いて演算処理を繰り
返し行われる。CPU16は予めROM22に記憶され
た制御プログラム、或いはオペレータによってキーボー
ド20より指示された命令などにしたがって、例えば算
出された被検出物14の数が予め定められている所定数
と異なっている場合には、異常事態の発生(不良品の発
生)として警報などにより報知し、当該被検出物14を
次工程へ搬送するのを停止するなどの処理を行う。
【0017】尚、CCDカメラ10より取り込んだ画像
データが仮想平面38において、例えば図3(a)に示
すように図形40が多重に配置され入れ子状になってい
る場合には、影引伸法を実行して影44を形成すると図
3(b)に示すようになる。この仮想平面38より影4
4領域を除去して幾何学的グラフに変換すると分岐点5
4が存在しない仮想平面38内で閉じた辺56のみのグ
ラフとなる。この幾何学的グラフが閉じたグラフである
か否かは、当該グラフを走査することにより判定でき
る。この場合には、本方式では図形数は算出不可能であ
り、本実施例に係る図形数算出方法では取り扱えない例
外事項である。
【0018】
【発明の効果】本発明に係る図形数算出装置及び図形数
算出方法によれば、制御手段は、仮想平面内の画像デー
タに対して影引伸法を用いて辺(仮想平面の外枠線を含
む)及び分岐点を含む幾何学的グラフに変換し、該幾何
学的グラフを走査して分岐点間を結ぶ辺の数a及び分岐
点の数nを検出して記憶手段に記憶し、該記憶された辺
の数a及び分岐点の数nを読み出して仮想平面内に含ま
れる図形数dをd=a−n+1により演算処理して算出
する。よって、制御手段は幾何学的グラフを走査して得
られた必要最小限のデータ量(辺の数a及び分岐点の数
n)により仮想平面内に含まれる図形数dをd=a−n
+1により演算処理して求められるため、短時間で正確
に被検出物の数を図形数dとして算出できる。従って、
被検出物の数を求める作業を効率的に行うことが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る図形数算出装置の実施例を示した
ブロック図である。
【図2】影引伸法の一例を示す説明図である。
【図3】影引伸法の適用除外例を示す説明図である。
【符号の説明】
10 CCDカメラ 12 視野 14 被検出物 16 CPU 18 ディスプレイ 20 キーボード 22 ROM 24 RAM 38 仮想平面 40 図形 44 影 46 外枠線 54 分岐点 56 辺

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 視野内の被検出物の画像を画像データに
    変換する画像データ入力手段と、 前記画像データを前記視野と同一の広がりを有する仮想
    平面上の画素の位置を示す位置データとして記憶する記
    憶手段と、 前記位置データに基づき前記仮想平面内に存在する図形
    の数を演算処理して算出する制御手段と、 前記制御手段による演算結果を表示する出力手段とを具
    備し、 前記制御手段は、前記仮想平面内に含まれる図形に対し
    て該図形を囲む外枠線の各辺から光を照射して形成され
    る影を図形の輪郭線若しくは前記外枠線に到達する直前
    まで引き伸ばして前記仮想平面内に複数の影領域を形成
    し、該影領域どうしを仕切る辺(仮想平面の外枠線を含
    む)及び該辺の分岐点を含む幾何学的グラフに変換し、
    該幾何学的グラフを走査して分岐点間を結ぶ辺の数a及
    び分岐点の数nを検出して前記記憶手段に記憶し、該記
    憶された辺の数a及び分岐点の数nを読み出して前記仮
    想平面内に含まれる図形数dをd=a−n+1により演
    算処理して算出することを特徴とする図形数算出装置。
  2. 【請求項2】 視野内の被検出物の画像を撮像して画像
    データに変換する画像データ入力ステップと、 前記画像データを前記視野と同一の広がりを有する仮想
    平面上の画素の位置を示す位置データとして記憶するス
    テップと、 前記位置データに基づき前記仮想平面内に含まれる図形
    に対して該図形を囲む外枠線の各辺から光を照射して形
    成される影を図形の輪郭線若しくは前記外枠線に到達す
    る直前まで引伸ばして前記仮想平面内に複数の影領域を
    形成し、該影領域どうしを仕切る辺(仮想平面の外枠線
    を含む)及び該辺の分岐点を含む幾何学的グラフに変換
    するステップと、 前記幾何学的グラフを走査して分岐点間を結ぶ辺の数a
    及び分岐点の数nを検出するステップと、 前記検出された辺の数a及び分岐点の数nから前記仮想
    平面内に含まれる図形数dをd=a−n+1により演算
    処理して算出するステップとを含むことを特徴とする図
    形数算出方法。
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