JP3484601B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理対象物を撮像
して得た処理対象画像から処理対象物の計測・検査等を
行ない、処理対象物の良否を判定する判定信号および計
測データを得る画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生産ライン上を流れて来る処理対
象物の計測・検査等を行なう画像処理装置においては、
処理対象物の通過を検知する光電スイッチなどから通過
タイミング信号を受け取り、このタイミング信号に同期
して処理対象物を撮像し、画像メモリに記憶するように
している。

【０００３】画像メモリに記憶した画像に種々の画像処
理を施し、処理対象物の特徴量を求めるための演算・計
測等を行なう。次いで、この求めた特徴量について予め
設定した判定値と比較して処理対象物の良否を判断し、
その結果を外部に出力する。この結果を表す信号を受け
取った外部の制御装置は、処理対象物を良品と不良品と
に振り分けるための機構を制御するなどの処理を行な
う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の画像処
理装置では、画像メモリに記憶した画像は処理対象物の
良否の判断が終了して次の処理対象物の画像が記憶され
ることで消去され、モニタに表示される画像も次の処理
対象物の画像に切り替わることになる。

【０００５】このため、画像を見て良品または不良品の
解析をするためには、良否の判断が終了した処理対象物
の画像を別の記憶装置に保存しておき、この保存した画
像をライン停止後に再生して解析するようにしていた。

【０００６】従って、生産ラインの稼働中は、どのよう
な不良品がいつ頃発生したかを知ることができず、不良
品を発生させた生産ラインの原因の解析およびその改善
は即座には実施できないといった不都合があった。

【０００７】また、保存した画像と、その画像を計測・
検査したときの判定閾値、検査時刻および生産ライン情
報（ライン速度、照明状態、検査タクト等）等が保存さ
れていないため、不良品が発生したときにこれらの計測
条件が関係しているか否かについて知ることができない
といった不都合があった。

【０００８】また、従来の画像処理装置では、処理対象
物の画像を内部の記憶装置に保存する場合、記憶容量に
上限があるため、新たな画像を保存するたびに古い画像
を消去していたのでは、不良品の解析や良品／不良品の
閾値評価をする際に最適な画像を保存することができな
いといった不都合があった。

【０００９】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、良品および不良品の双方の画
像を保存することによって判定閾値等の計測条件が適切
に設定されている否かを評価することができ、また生産
ラインが稼働中であっても保存した画像の中から任意の
画像をモニタに表示することができ、しかもその画像の
関連情報も同時に表示することができ、さらに画像を保
存する際に記憶容量を考慮して最適な画像を優先的に保
存することができる画像処理装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
画像処理装置は、対象物を撮像する撮像手段と、撮像手
段で撮像した画像に含まれる特徴量を求める計測処理手
段と、対象物の良否を判定する判定閾値、および判定閾
値に所定値を加算もしくは減算した値を画像保存の要否
を判断する保存条件として記憶する記憶手段と、保存条
件を満たす特徴量を有する画像を保存する画像メモリと
を備え、判定閾値を跨いで良品と不良品の双方の画像を
保存するものである。

【００１１】本発明によれば、画像メモリに保存する画
像の保存条件を判定閾値とは別に設定することで、判定
閾値を跨いで良品と不良品の双方の画像を保存すること
ができ、判定閾値が適切に設定されているか否かを保存
した画像から評価することができる。

【００１２】本発明の請求項２記載の画像処理装置は、
請求項１記載の発明において、画像メモリに保存した画
像の特徴量を前記判定閾値と異なる判定閾値または前記
保存条件と異なる保存条件で再度求めるものである。

【００１３】本発明によれば、良品と不良品の判定が適
切に行われない場合、または期待する判定処理が行われ
ない場合は、それまでの計測処理が適切か否か、別の計
測方法ではどうかなどの検証をすることができる。

【００１４】本発明の請求項３記載の画像処理装置は、
請求項１記載の発明において、画像メモリの記憶容量を
超えて新たな画像を保存する場合に、判定閾値との差が
最も小さいまたは大きい特徴量を有する画像を優先的に
保存するものである。

【００１５】本発明によれば、判定閾値との差が最も小
さい特徴量を有する画像を優先的に保存する場合は、判
定閾値の評価に必要な判定閾値付近の画像を保存するこ
とになるので、不要な画像を保存することなく記憶容量
を有効に活用することができる。また、判定閾値との差
が最も大きい特徴量を有する画像を優先的に保存する場
合は、判定閾値からかけ離れた例外的な不良画像を保存
しておくことで、生産ラインに例外的な事象が発生した
か否か、予想できない対象物が存在したか否かを評価す
ることができる。

【００１６】本発明の請求項４記載の画像処理装置は、
請求項１記載の発明において、画像メモリに画像を保存
する際に所定の時間毎に保存する画像メモリの領域を定
め、各領域の記憶容量を超えて新たな画像を保存する場
合に、判定閾値との差が最も小さいまたは大きい特徴量
を有する画像を優先的に保存するものである。

【００１７】本発明によれば、判定閾値との差が最も小
さい特徴量を有する画像を優先的に保存する場合は、保
存する画像は所定の時間毎の判定閾値付近の画像となる
ため、時間帯と判定閾値付近の不良品の状態、判定閾値
の適正さの関連を評価することができる。また、判定閾
値との差が最も大きい特徴量を有する画像を優先的に保
存する場合は、保存する画像は所定の時間毎の判定閾値
からかけ離れた例外的な不良画像となるため、時間帯と
例外的な対象物の有無や状態の関連を評価することがで
きる。

【００１８】本発明の請求項５記載の画像処理装置は、
請求項１記載の発明において、画像メモリに保存する画
像に関連するデータを記憶する記憶手段を設けるように
したものである。

【００１９】本発明によれば、画像メモリに保存する画
像に関連する各種データ、例えば計測データ、判定閾値
データ、検査時刻、検査間隔、生産情報、計測領域、前
処理条件などを記憶手段に記憶し、良品／不良品の発生
原因の解析に用いることができる。

【００２０】 本発明の請求項６記載の画像処理装置
は、対象物を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した
画像に含まれる特徴量を求める計測処理手段と、対象物
の良否を判定する判定閾値、および該判定閾値に所定値
を加算もしくは減算した値を画像保存の要否を判断する
保存条件として記憶する記憶手段と、保存条件を満たす
特徴量を有する画像を保存する画像メモリと、画像メモ
リに保存する画像に関連するデータを記憶する記憶手段
と、画像メモリに保存した画像の中から任意の画像を選
択する操作部と、撮像した対象物または前記画像メモリ
に保存した画像を表示するモニタ手段とを備え、画像メ
モリに保存した判定閾値を跨いで良品と不良品の双方の
画像の中から操作部によって選択した画像を読み出して
モニタ手段に表示するものである。

【００２１】本発明によれば、画像メモリに保存されて
いる画像から、使用者が必要とする画像を選択してモニ
タに表示することができる。

【００２２】本発明の請求項７記載の画像処理装置は、
請求項６記載の発明において、画像メモリに保存した画
像の中から最新に保存した画像を読み出してモニタ手段
に表示するものである。

【００２３】本発明によれば、生産ラインの最新の情報
を常にモニタ手段で確認することができ、生産ラインの
調整にフィードバックを掛けることができる。

【００２４】本発明の請求項８記載の画像処理装置は、
請求項６記載の発明において、画像メモリに保存した画
像の中から判定閾値との差が最も小さい特徴量を有する
画像を読み出してモニタ手段に表示するものである。

【００２５】本発明によれば、判定閾値が生産ライン上
を流れる対象物を判定するのに最適か否かを常にモニタ
手段で確認し、判定閾値の再調整に反映できる。

【００２６】本発明の請求項９記載の画像処理装置は、
請求項６〜８いずれか記載の発明において、モニタ手段
には、表示画像とこの表示画像に関連するデータとを同
時に表示するものである。

【００２７】本発明によれば、表示する画像に関連する
データ、例えば検査時刻をモニタ手段に表示すること
で、不良品が発生した時間帯と不良品の状態変化に関連
があるか否かを評価することができる。また、例えば生
産ラインの情報（ラインスピード、検査タクト、照明状
態、時間、生産数量、前後工程の不具合状況など）を表
示することで、不良品が発生したときの生産ラインの諸
状況と不良品の状態変化とに関連があるか否かを評価す
ることができる。

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図１１を用いて説明する。

【００３３】（実施の形態１）図１は、本発明による画
像処理装置の実施の形態１を示すブロック図で、本体ユ
ニット１と本体ユニット１に接続されたカメラ（撮像手
段）２、モニタ３、ビデオ画像保存装置４、外部メモリ
５、プログラマブルコントローラ６、操作部７などの外
部ユニットとによって構成された状態を示している。

【００３４】本体ユニット１は中央処理装置（ＣＰＵ）
１１によって制御され、ＣＰＵ１１にはシステムバス１
２を介してプログラムデータ等の固定データが記憶され
るＲＯＭ（読み出し専用メモリ）１３、各種のデータや
ＣＰＵ１１による処理結果等のデータが一時的に記憶さ
れるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１４、ＣＰＵ１
１に時間情報を送るタイマー１５、外部の入力装置や出
力装置との間でデータの送受を行う入出力部（Ｉ／Ｏ）
１６が接続されている。

【００３５】入出力部１６には、前述した外部ユニット
のうちアナログ映像信号を保存するビデオ画像保存装置
４、種々のデータを外部に保存する外部メモリ５、処理
対象物の画像を取り込むときのタイミングを入力したり
計測データや良品／不良品判定データを受けて生産ライ
ンの制御を行うプログラマブルコントローラ６、使用者
がデータやコマンド等を入力するキーボード等からなる
操作部７がそれぞれ接続されている。

【００３６】また、本体ユニット１は、生産ライン上を
流れて来る処理対象物を撮像したカメラ２からの映像信
号をディジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換部１
７、このディジタル画像データの画像メモリ１８への書
き込みおよび読み出しを制御する画像メモリ制御部１９
を備え、画像メモリ１８は計測対象となるディジタル画
像データおよび保存対象となるディジタル画像データを
記憶する。

【００３７】また、画像メモリ制御部１９には、ディジ
タル画像データに含まれる様々な特徴量を高速に演算・
計測する計測処理部２０、画像メモリ制御部１９からの
ディジタル画像データと文字図形メモリ２１からのディ
ジタル画像データとの重ね合せおよび選択を制御する表
示制御部２２が接続されている。文字図形メモリ２１は
ＣＰＵ１１からシステムバス１２を介して図形イメージ
や文字情報のディジタル画像データが書き込まれるよう
に構成されている。

【００３８】表示制御部２２の出力には、Ｄ／Ａ変換部
２３が接続されており、ディジタル画像データをアナロ
グ映像信号に変換してモニタ３およびビデオ画像保存装
置４に出力するように構成されている。

【００３９】また、本体ユニット１は同期制御部２４を
備え、Ａ／Ｄ変換部１７、画像メモリ制御部１８、表示
制御部２２およびＤ／Ａ変換部２３に同期信号を送り、
アナログ映像信号とディジタル画像データに対する様々
な処理のタイミングが同期するように制御する。なお、
同期制御部２４、計測処理部２０および文字図形メモリ
２１はシステムバス１２を介してＣＰＵ１１等に接続さ
れている。

【００４０】ところで、この実施の形態ではプログラム
データを記憶するプログラムメモリとしてＲＯＭ１３を
用いるようにしたが、フロッピーディスク等の外部記録
媒体にプログラムデータを記録し、機械読み取りによっ
て入出力部１６を介してＲＡＭ１４にロードし、ＲＡＭ
１４をプログラムメモリとして用いてもよい。

【００４１】次に、動作について説明する。カメラ２は
生産ライン（図示せず）を流れて来る処理対象物を撮像
し、その映像信号を本体ユニット１に出力する。本体ユ
ニット１では、映像信号をモニタ３に出力し、通過する
処理対象物を表示する。

【００４２】また、本体ユニット１は生産ライン上を流
れる処理対象物が所定位置を通過すると、プログラマブ
ルコントローラ６から通過タイミング信号を受け、カメ
ラ２から送られて来る映像信号のうち１画面分の映像信
号を計測対象のディジタル画像データとして画像メモリ
１８に記憶する。

【００４３】次いで、画像メモリ１８から計測対象とな
るディジタル画像データを読み出して、計測処理部２０
でこの画像データに含まれる様々な特徴量を高速に演算
・計測し、その結果を特徴量を表す計測データとしてＲ
ＡＭ１４に記憶する。

【００４４】次いで、ＲＡＭ１４に記憶した計測データ
と良品／不良品を判定する判定閾値とを比較し、良品信
号または不良品信号を入出力部１６からプログラムコン
トローラ６に出力する。プログラムコントローラ６はこ
の信号を受けて生産ライン上を流れる処理対象物の良品
／不良品の分別などの制御を行う。

【００４５】次いで、ＲＡＭ１４に記憶した計測データ
と画像保存の要否を判断する保存条件とを比較し、計測
データがこの条件を満たしている場合は、計測した画像
を画像メモリ制御部１９の制御のもとに保存対象の画像
として画像メモリ１８に記憶する。この場合、多くの画
像が保存できるように画像データに圧縮処理を施して保
存し、読み取り時に伸張処理して再生してもよい。

【００４６】保存条件としては、計測データが所定の判
定閾値以上を良品と判定する場合には、例えば判定閾値
に所定値αを加算した値とし、または計測データが所定
の上限値および下限値の間に存在する場合に良品と判定
する場合は、例えば「下限値−α」〜「上限値＋α」と
する。

【００４７】保存条件としては、これ以外にも目的に応
じて種々の条件を設定することができる。図２にその様
子を示す。同図（ａ）は保存条件が前述した「下限値−
α〜上限値＋α」の場合、（ｂ）は保存条件が「下限値
＋α〜上限値−α」の場合、（ｃ）は保存条件が「下限
値−α〜下限値＋α」の場合、（ｄ）は保存条件が「上
限値−α〜上限値＋α」の場合である。

【００４８】また、画像メモリ１８に保存する画像に関
連付けて、その画像の計測データ、判定閾値データ、検
査時刻、検査間隔などの各データをＲＡＭ１４に記憶す
る。さらに、入出力部１６を介して外部から生産情報を
読み込み、例えば生産ラインの速度、検査タクト、照明
状態、生産個数、前後工程の生産歩留りなどの各データ
をＲＡＭ１４に記憶する。さらに、比較のための基準画
像、計測領域、前処理の条件（エッジ抽出のためのマス
クデータ、ノイズ除去のためのマスクデータ、エッジ強
調のためのマスクデータ等）、２値化のための閾値など
をＲＡＭ１４に記憶する。

【００４９】なお、保存対象の画像を画像メモリ１８に
記憶する場合に、画像メモリ１８の記憶容量を超える場
合は、画像メモリ１８から一定の条件を満たす画像を削
除して、その空き領域に新たに保存しようとする画像を
記憶する。

【００５０】画像メモリ１８から画像を削除する条件と
しては、保存されている画像の計測データと判定閾値と
の差が最も大きい画像あるいは最も小さい画像などであ
る。判定閾値との差が最も大きい画像を削除することは
判定閾値に近い計測データを持つ画像を優先的に保存す
ることになり、保存する画像は判定閾値付近の画像とな
るため、不要な画像を保存することなく保存容量を有効
に活用できる。

【００５１】これに対し、判定閾値との差が最も小さい
画像を削除することは判定閾値からかけ離れた例外的な
不良画像を優先的に保存することになるため、生産ライ
ンに例外的な事象が発生したかどうか、予想できない処
理対象物があったかどうかなどを評価できる。

【００５２】また、画像データを画像メモリ１８に保存
する際に、検査時刻によって保存領域を特定し、記憶容
量を超える場合の画像データの削除を、各保存領域毎に
行うようにしてもよい。

【００５３】図３はその様子を示す画像メモリ１８のメ
モリマップ図で、領域１８ａはカメラ２で撮像した計測
対象画像を記憶する計測画像格納領域、この装置の稼働
時刻を９時から１７時とした場合、領域１８ｂは９時〜
１０時に発生した画像データを記憶する保存画像格納領
域、領域１８ｃは１０時〜１１時に発生した画像データ
を記憶する保存画像格納領域、領域１８ｄは１２時〜１
３時に発生した画像データを記憶する保存画像格納領
域、…、領域１８ｉは１６時〜１７時に発生した画像デ
ータを記憶する保存画像格納領域である。

【００５４】なお、優先付けによって画像メモリ１８に
保存されなくなる画像データは、ビデオ画像保存装置４
に保存するようにしてもよい。この場合、削除する画像
データの映像信号をＤ／Ａ変換部２３から出力する際
に、入出力部１６からビデオ画像保存装置４にタイミン
グ信号を出力し、このタイミング信号に同期してビデオ
画像保存装置４が確実に映像信号を取り込むようにす
る。

【００５５】画像メモリ１８に記憶した複数の画像の中
から任意の画像を選択して消去する場合は、使用者が操
作部７から消去準備命令を入力する。ＣＰＵ１１はこの
命令を受けて消去可能であることをモニタ３に表示し、
次いで画像メモリ１８に保存されている画像と画像番号
とをモニタ３に順次表示する。

【００５６】使用者が操作部７から消去する画像番号を
入力すると、その画像番号に関連した画像データを画像
メモリ１８から読み出してモニタ３に表示する。そし
て、使用者が操作部７から入力した消去命令を読み取
り、そのとき表示されている画像を画像メモリ１８から
消去する。このモードを解除するときは、使用者が操作
部７から消去準備解除命令を入力する。

【００５７】ところで、モニタ３には通常はカメラ２が
撮像している生産ライン上の処理対象物が表示されてい
るが、画像メモリ１８に記憶した複数の画像データの中
から任意の画像データを選択し表示することができる。
例えば、使用者が操作部７から再表示命令を入力する
と、ＣＰＵ１１はこの命令を受けてモニタ３に再表示可
能であることを表示する。そして、ここからはカメラ２
から取り込んだ画像は計測処理するがモニタ３には表示
しないようにする。

【００５８】次いで、使用者が操作部７から画像メモリ
１８に記憶した複数の画像の中から任意の画像の番号を
選択すると、ＣＰＵ１１はこの命令を受けてモニタ３に
その番号とその番号に相当する画像を表示する。

【００５９】図４は、その様子を示すモニタ３の画面表
示例を示す図である。同図において（ａ）は画像番号２
の画像を示す画面で、黒く塗り潰された部分が不良箇所
である。画面の右端に画像番号が表示され、画像番号２
にマークが付されている。同様にして（ｂ）〜（ｄ）は
それぞれ画像番号３〜５の画像を示す画面である。

【００６０】こうして選択した画像はモニタ３に表示さ
れ続ける。この画像を消去し再びカメラ２が撮像してい
る処理対象物の画像に切り換えるには、使用者が操作部
７から再表示解除命令を入力することで行う。

【００６１】また、画像メモリ１８に記憶した複数の画
像の中から最新の画像を選択してモニタ３へ表示するこ
とができる。この場合は、使用者が操作部７から最新保
存画像表示命令を入力すると、ＣＰＵ１１はこの命令を
受けてカメラ２から取り込んだ画像を計測処理はしても
モニタ３に表示しないようにし、ＲＡＭ１４に記憶され
ている検査時刻データの中から最新データを検索し、こ
のデータに関連した画像データを画像メモリ１８から読
み出しモニタ３に表示する。

【００６２】こうして選択した画像はモニタ３に表示さ
れ続ける。この画像を消去し再びカメラ２が撮像してい
る処理対象物の画像に切り換えるには、使用者が操作部
７から表示解除命令を入力することで行う。

【００６３】また、画像メモリ１８に記憶した複数の画
像の中から判定閾値との差が最も小さい計測データを有
する画像を選択してモニタ３へ表示することができる。
この場合は、使用者が操作部７から判定閾値付近画像表
示命令を入力すると、ＣＰＵ１１はこの命令を受けてカ
メラ２から取り込んだ画像を計測処理はしてもモニタ３
に表示しないようにし、ＲＡＭ１４に記憶されている計
測データの中から判定閾値との差が最も小さい計測デー
タを検索し、このデータに関連した画像データを画像メ
モリ１８から読み出してモニタ３に表示する。

【００６４】図５は、その様子を示すモニタ３の画面表
示例を示す図で、判定閾値との差が最も小さい計測デー
タを有する画像を表示し、画面の左上に判定閾値と計測
データとを表示した様子を示している。この例の場合
は、｜Ｊ−Ａ｜＞｜Ｊ−Ｂ｜、となっているので、図
（ａ）の画像の次に図（ｂ）の画像が表示される。な
お、Ｊは判定閾値、Ａ，Ｂは計測データである。

【００６５】こうして選択した画像はモニタ３に表示さ
れ続ける。この画像を消去して再びカメラ２が撮像して
いる処理対象物の画像に切り換えるには、使用者が操作
部７から表示解除命令を入力することで行う。

【００６６】モニタ３への画像表示例としては、これ以
外にも、図６に示すように、処理対象画像Ｋの上に計測
領域Ｍ１〜Ｍ４を破線で表示し、その領域が良であれば
その領域内に丸印Ｐを表示し、不良であればその計測領
域、この例では計測領域Ｍ２を実線Ｑで表示する。そし
て、画面の左上に計測データを表示する。

【００６７】また、図７に示すように、画面の左上に計
測データ、検査時刻、検査間隔、生産量、歩留まり、ラ
インスピードなどの情報を表示するようにしてもよい。

【００６８】また、画像メモリ１８に記憶した複数の画
像の中から任意の画像を選択して再度計測し、その結果
をモニタ３へ表示することができる。これは、例えばそ
れまでの計測方法が適切かどうか、別の計測方法ではど
うなるのかを検証する場合に行う。

【００６９】この場合は、使用者が操作部７から再計測
準備命令を入力すると、ＣＰＵ１１はこの命令を受けて
再計測が可能であることをモニタ３に表示する。そし
て、画像メモリ１８に保存されている画像番号１の画像
を表示する。使用者が操作部７から再計測を行う画像番
号を入力すると、画像番号に関連した画像データを画像
メモリ１８から読み出してモニタ３に表示する。

【００７０】次いで、そのときに表示されている画像を
計測処理部２０で処理し、その計測結果をモニタ３に表
示する。使用者は計測データを書き替えるか否かを決
め、再計測解除命令によって再計測モードを解除する。

【００７１】（実施の形態２）図８は、本発明による画
像処理装置の実施の形態２を示すブロック図である。本
実施の形態では、本体ユニット１にＤ／Ａ変換部２５を
新たに設け、画像メモリ制御部１９から出力される画像
データを外部のビデオ画像保存装置４に直接出力するよ
うに構成されている。その他の構成は前述の図１に示す
構成と同一である。

【００７２】この構成において、画像メモリ１８に記憶
されている画像データを画像メモリ制御部１９で選択
し、Ｄ／Ａ変換部２５および表示制御部２２に出力し、
Ｄ／Ａ変換部２５で画像データをアナログ映像信号に変
換してビデオ画像保存装置４に保存する場合は、Ｄ／Ａ
変換部２５からアナログ映像信号が出力された時点に同
期して入出力部１６からビデオ画像保存装置４にタイミ
ング信号を出力する。その他の動作は前述の実施の形態
１と同様であるので省略する。

【００７３】（実施の形態３）図９〜図１１は、本発明
による画像処理装置の実施の形態３を示すブロック図で
ある。この画像処理装置は複数の画像処理ユニットを備
え、処理対象物が生産ラインを高速かつ大量に送られて
来た場合に、それらの画像を複数の画像処理ユニットに
順次振り分けることによって、装置全体としての処理速
度を高速化するようにしたものである。

【００７４】本実施の形態による画像処理装置は、コン
トロールユニット３１、カメラユニット３２および複数
Ｎ個の画像処理ユニット３３Ａ〜３３Ｎから構成され、
各ユニットはカメラバス４１、Ｉ／Ｏバス４２、表示バ
ス４３によって互いに接続されている。

【００７５】カメラバス４１はカメラユニット３２から
の撮像画像データＣＤ、同期データＣＶＤ，ＣＨＤ、ク
ロックデータＣＢＣＬＫを画像処理ユニット３３Ａ〜３
３Ｎに転送する。

【００７６】Ｉ／Ｏバス４２はカメラユニット３２およ
び画像処理ユニット３３Ａ〜３３Ｎからの割り込みデー
タＩＮＴをコントロールユニット３１に転送し、コント
ロールユニット３１からの制御データ（ハイ・アドレス
・ストローブＨＡＳ，ロー・アドレス・ストローブＬＡ
Ｓ，データ・ストローブＤＳ，リード・ライト信号Ｒ／
Ｗ）をカメラユニット３２および画像処理ユニット３３
Ａ〜３３Ｎに転送し、さらに各ユニット３１，３２，３
３Ａ〜３３Ｎ間でデータＡＤの転送を行う。

【００７７】表示バス４３は画像処理ユニット３３Ａ〜
３３Ｎからの表示画像データＤＤをコントロールユニッ
ト３１に転送し、コントロールユニット３１からの同期
データＶＤ，ＨＤを画像処理ユニット３３Ａ〜３３Ｎに
転送する。

【００７８】カメラユニット３２は、生産ライン上を送
られて来る処理対象物をカメラ（図示せず）で撮像した
映像信号を、撮像画像データＣＤに変換し、カメラバス
４１を介して画像処理ユニット３３Ａ〜３３Ｎに送出す
る。カメラユニット３２は内部にＣＰＵを備えており、
それに付随して各種のメモリ、割り込みポートなどを備
えている。なお、接続するカメラは複数台であってもよ
い。

【００７９】コントロールユニット３１は、この装置全
体を制御するもので、カメラユニット３２で取り込んだ
画像データを画像処理ユニット３３Ａ〜３３Ｎのどのユ
ニットに割り当てるかの決定、外部ユニットとのデータ
のやり取りの制御、モニタ３（図示せず）に表示する画
像の選択などの処理を行う。

【００８０】コントロールユニット３１は、これらの処
理を行うために、図１０に示すように、ＣＰＵ３１ａ、
プログラムＲＯＭ３１ｂ、ＲＡＭ３１ｃ、フラッシュメ
モリ３１ｄ、割り込みポート３１ｅ、Ｉ／Ｏバスインタ
ーフェイス３１ｆを備え、これらの各部はＣＰＵバス３
１ｇを介して互いに接続されている。

【００８１】ＣＰＵバス３１ｇには、このほかにも後述
する表示メモリ制御部３１ｈ、シリアルデータの送受を
行うシリアルバスインターフェイス３１ｉ、パラレルデ
ータの送受を行うパラレルバスインターフェイス３１
ｊ、操作卓からのデータを受けるコンソールインターフ
ェイス３１ｋ、キーボードからのデータを受けるキーボ
ードインターフェイス３１ｍ、メモリカードとデータの
送受を行うメモリカードインターフェイス３１ｎが接続
されている。

【００８２】表示メモリ制御部３１ｈは、画像処理ユニ
ット３３Ａ〜３３Ｎから表示バス４３を介して送られて
来る表示画像データＤＤを、フリップフロップ（ＦＦ）
３１ｐでタイミングを揃えて受け取り、この受け取った
表示画像データＤＤをＤ／Ａ変換部３１ｑに送出してア
ナログ映像信号に変換し、モニタ３に表示したり、画像
メモリ３１ｒに蓄積したりする。また、同期バス３１ｔ
を介して表示バス４３に同期信号ＨＤ，ＶＤを送出した
り、文字図形メモリ３１ｓの文字データ等をモニタ３に
表示するなどの処理を行う。

【００８３】画像処理ユニット３３Ａ〜３３Ｎは、カメ
ラユニット３２から取り込んだ処理対象物の撮像画像デ
ータＣＤの中から、自己に割り当てられた画像データを
受け取り、計測画像データとして画像メモリに格納する
と共に、格納した画像データの特徴量を求め、所定の判
定閾値と比較して対象物の良否を求めると共に、その特
徴量が保存条件を満たす場合は、その画像データを保存
画像データとして画像メモリに格納する。

【００８４】これらの処理を行うために、ＣＰＵ３３
ａ、プログラムＲＯＭ３３ｂ、ＲＡＭ３３ｃ、フラッシ
ュメモリ３３ｄ、割り込みポート３３ｅ、デュアルポー
トＲＡＭ３３ｆを備え、これらはＣＰＵバス３３ｇを介
して互いに接続されている。また、ＣＰＵバス３３ｇに
は、画像データの計測処理や画像メモリの制御を行う画
像処理・メモリ制御部３３ｈが接続されている。

【００８５】この画像処理・メモリ制御部３３ｈには、
撮像画像データＣＤを保存するための計測画像メモリ３
３ｉ、特徴量が保存条件を満たしている画像データを格
納するための保存画像メモリ３３ｊ、画像データの良否
を判定する際の基準となるモデル画像を格納するための
モデルメモリ３３ｋが接続されている。

【００８６】また、画像処理・メモリ制御部３３ｈに
は、カメラバス４１を転送されて来た撮像画像データＣ
Ｄを受け取るための入力バス３３ｍ、画像データをコン
トロールユニット３１に送出するための出力バス３３ｎ
が接続されている。そして、この出力バス３３ｎには、
表示バス４３を介してコントロールユニット３１に送出
する表示画像データＤＤの各ビットを揃えるためのフリ
ップフロップ（ＦＦ）３３ｐが接続されている。

【００８７】次に、動作について説明する。カメラ２は
生産ラインを流れて来る処理対象物を撮像し、その映像
信号をカメラユニット３２に入力する。カメラユニット
３２は映像信号をディジタル画像データに変換し、撮像
画像データＣＤとしてカメラバス４１に出力する。

【００８８】カメラバス４１に送られた撮像画像データ
ＣＤは、コントロールユニット３１によって選択された
画像処理ユニットを経由して表示バス４３に出力され、
表示バス４３からコントロールユニット３１に送られ
る。コントロールユニット３１では、送られて来た表示
画像データをＤ／Ａ変換部３１ｑでアナログ映像信号に
変換し、モニタ３に出力する。こうしてモニタ３の画面
には生産ラインを流れて来る処理対象物の画像が表示さ
れる。

【００８９】処理対象物が所定の位置を通過すると、コ
ントロールユニット３１のシリアルＩ／Ｆ３１ｉに外部
の検出センサから通過タイミング信号が入力される。コ
ントロールユニット３１はこの信号を受けるとＩ／Ｏバ
ス４２を介して画像処理ユニット３３Ａ〜３３Ｎの中の
空いているユニット（例えば、画像処理ユニット３３
Ａ）を選択し、そのユニット内の画像処理・メモリ制御
部３３ｈの制御の下に、カメラバス４１に送られて来る
撮像画像データＣＤの１画面分の撮像画像データＣＤ
を、計測画像メモリ３３ｉに記憶する。

【００９０】次いで、画像処理・メモリ制御部３３ｈは
計測画像メモリ３３ｉに記憶した画像データに含まれる
様々な特徴量を求め、あるいはモデルメモリ３３ｋに記
憶したモデル画像と比較し、良品または不良品を表す信
号をＩ／Ｏバス４２を介してコントロールユニット３１
に出力する。また、画像保存の要否を判断する保存条件
と比較し、保存条件を満たしている場合は保存対象の画
像として保存画像メモリ３３ｊに記憶する。

【００９１】こうした処理の最中に、外部の検出センサ
から次の処理対象物が所定の位置を通過したことを示す
通過タイミング信号がコントロールユニット３１に入力
されると、コントロールユニット３１はＩ／Ｏバス４２
を介して画像処理ユニット３３Ａ〜３３Ｎの中の空いて
いるユニット（例えば、画像処理ユニット３３Ｂ）を選
択し、カメラバス４１に送られて来る撮像画像データＣ
Ｄの１画面分の画像データをそのユニット内に取り込
む。それ以降の処理は前述と同様である。

【００９２】このように、複数の画像処理ユニット３３
Ａ〜３３Ｎを設けることによって、順次送られて来る画
像データを各画像処理ユニットに振り分け、装置全体と
しての処理速度を高速化するようにしている。

【００９３】なお、カメラユニット３２に複数台のカメ
ラが接続されている場合は、各カメラの画像データ別に
各画像処理ユニットで異なる処理を行わせるようにして
もよい。また、保存条件を満たしている保存対象の画像
データは、コントロールユニット３１の画像メモリ３１
ｒに記憶するようにしてもよい。

【００９４】

【発明の効果】本発明の画像処理装置によれば、処理対
象物の良否を判定する判定閾値と画像を保存するための
保存条件とを異ならせるようにしたので、必要に応じて
良品または不良品あるいは双方の画像を保存することが
でき、こうして保存した画像を再生することによって判
定閾値が適切に設定されているか否かを評価することが
できる。

【００９５】また、本発明の画像処理装置によれば、良
品と不良品の判定が適切に行われない場合、または期待
する判定処理が行われない場合は、それまでの計測処理
が適切か否か、別の計測方法ではどうかなどの検証を行
うことができる。

【００９６】また、本発明の画像処理装置によれば、画
像メモリの記憶容量を超えて画像を保存する場合に、判
定閾値付近の画像を優先的に保存すれば、不要な画像を
保存することなく記憶容量を有効に活用することができ
る。あるいは判定閾値からかけ離れた例外的な不良画像
を優先的に保存すれば、生産ラインに例外的な事象が発
生したか否か、予想できない対象物が存在したか否か等
を評価することができる。

【００９７】また、本発明の画像処理装置によれば、画
像メモリに画像を保存する際に所定の時間毎に保存する
領域を定め、各領域の記憶容量を超えたときに新たな画
像を保存する場合に、判定閾値付近の画像を優先的に保
存するので、時間帯と判定閾値付近の不良品の状態、判
定閾値の適正さの関連を評価することができる。あるい
は判定閾値からかけ離れた例外的な不良画像を優先的に
保存するので、時間帯と例外的な対象物の有無や状態の
関連を評価することができる。

【００９８】また、本発明の画像処理装置によれば、画
像メモリに保存する画像に関連する各種データ、例えば
計測データ、判定閾値データ、検査時刻、検査間隔、生
産情報、計測領域、前処理条件などを記憶手段に記憶
し、良品／不良品の発生原因の解析等に用いることがで
きる。

【００９９】また、本発明の画像処理装置によれば、画
像メモリに保存されている画像から使用者が必要とする
画像を操作部で選択し、モニタに表示することができ
る。

【０１００】また、本発明の画像処理装置によれば、画
像メモリに最新に保存した画像をモニタに表示すること
ができる。これにより生産ラインの最新の情報を常に確
認し、生産ラインの調整にフィードバックを掛けること
ができる。

【０１０１】また、本発明の画像処理装置によれば、画
像メモリに保存した画像の中から判定閾値との差が最も
小さい特徴量を有する画像をモニタに常に表示すること
ができる。これにより判定閾値が生産ライン上を流れる
対象物を判定するのに最適か否かを常に確認し、判定閾
値の再調整に反映できる。

【０１０２】また、本発明の画像処理装置によれば、表
示する画像とこの画像に関連するデータとをモニタに同
時に表示することができるので、例えば検査時刻を表示
することで、不良品が発生した時間帯と不良品の状態変
化に関連があるか否かを評価することができる。また、
例えば生産ライン情報を表示することで、不良品が発生
したときの生産ラインの諸状況と不良品の状態とに関連
があるか否かを、ラインスピード、検査タクト、照明状
態、時間、生産数量、前後工程の不具合状況などから評
価することができる。

【０１０３】また、本発明の画像処理装置によれば、複
数の画像処理ユニットを設け、カメラユニットから順次
送られて来る処理対象物の画像データをコントロールユ
ニットによって各画像処理ユニットに振り分けるので、
処理対象物が生産ラインを高速かつ大量に送られて来た
場合でも、装置全体としての処理速度を高速化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像処理装置の実施の形態１を示
すブロック図である。

【図２】画像データを画像メモリに記憶する際の保存条
件を説明する説明図である。

【図３】画像メモリのメモリマップ図である。

【図４】モニタの画面表示例を示す図である。

【図５】モニタの画面表示例を示す図である。

【図６】モニタの画面表示例を示す図である。

【図７】モニタの画面表示例を示す図である。

【図８】本発明による画像処理装置の実施の形態２を示
すブロック図である。

【図９】本発明による画像処理装置の実施の形態３を示
すブロック図である。

【図１０】図９に示すコントロールユニットのブロック
図である。

【図１１】図９に示す画像処理ユニットのブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ 本体ユニット ２ カメラ ３ モニタ ４ ビデオ画像保存装置 ５ 外部メモリ ６ プログラマブルコントローラ ７ 操作部 １１ ＣＰＵ １２ システムバス １３ ＲＯＭ １４ ＲＡＭ １５ タイマー １６ 入出力部 １７ Ａ／Ｄ変換部 １８ 画像メモリ １８ａ 計測画像格納領域 １８ｂ〜１８ｉ 保存画像格納領域 １９ 画像メモリ制御部 ２０ 計測処理部 ２１ 文字図形メモリ ２２ 表示制御部 ２３，２５ Ｄ／Ａ変換部 ２４ 同期制御部 ３１ コントロールユニット ３２ カメラユニット ３３（３３Ａ〜３３Ｎ） 画像処理ユニット ３３ｈ 画像処理・メモリ制御部 ３３ｉ 計測画像メモリ ３３ｊ 保存画像メモリ ３３ｋ モデルメモリ ４１ カメラバス ４２ Ｉ／Ｏバス ４３ 表示バス

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−94536（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−334475（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−113762（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−91543（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−21803（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−101915（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234934（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90365（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−105713（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 300 G01N 21/84

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物を撮影する撮像手段と、 前記撮像手段で撮像した画像に含まれる特徴量を求める
   計測処理手段と、 前記対象物の良否を判定する判定閾値、および該判定閾
   値に所定値を加算もしくは減算した値を画像保存の要否
   を判断する保存条件として記憶する記憶手段と、 前記保存条件を満たす特徴量を有する画像を保存する画
   像メモリと、 を備え、 判定閾値を跨いで良品と不良品の双方の画像を保存す る
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記判定閾値と異な
   る判定閾値または前記保存条件とは異なる保存条件を満
   たす特徴量を有する画像を再度保存するように構成した
   ことを特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記画像メモリの記
   憶容量を超えて新たな画像を保存する場合に、前記判定
   閾値との差が最も小さいまたは大きい特徴量を有する画
   像を優先的に保存することを特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記画像メモリに画
   像を保存する際に所定の時間毎に保存する画像メモリの
   領域を定め、各領域の記憶容量を超えて新たな画像を保
   存する場合に、前記判定閾値との差が最も小さいまたは
   大きい特徴量を有する画像を優先的に保存することを特
   徴とする画像処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、前記画像メモリに保
   存する画像に関連するデータを記憶する記憶手段を有す
   ることを特徴とする画像処理装置。
6. 【請求項６】 対象物を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段で撮像した画像に含まれる特徴量を求める
   計測処理手段と、 前記対象物の良否を判定する判定閾値、および該判定閾
   値に所定値を加算もしくは減算した値を画像保存の要否
   を判断する保存条件として記憶する記憶手段と、 前記保存条件を満たす特徴量を有する画像を保存する画
   像メモリと、 前記画像メモリに保存する画像に関連するデータを記憶
   する記憶手段と、 前記画像メモリに保存した画像の中から任意の画像を選
   択する操作部と、 前記撮像した対象物または前記画像メモリに保存した画
   像を表示するモニタ手段とを備え、 前記画像メモリに保存した判定閾値を跨いで良品と不良
   品の双方の画像の中から前記操作部によって選択した画
   像を読み出して前記モニタ手段に表示することを特徴と
   する画像処理装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記画像メモリに保
   存した画像の中から最新に保存した画像を読み出し前記
   モニタ手段に表示することを特徴とする画像処理装置。
8. 【請求項８】 請求項６において、前記画像メモリに保
   存した画像の中から前記判定閾値との差が最も小さい特
   徴量を有する画像を読み出して前記モニタ手段に表示す
   ることを特徴とする画像処理装置。
9. 【請求項９】 請求項６〜８のいずれかにおいて、前記
   モニタ手段には、表示画像とこの表示画像に関連するデ
   ータとを同時に表示することを特徴とする画像処理装
   置。