JP3645656B2 - エッジ検出方式 - Google Patents
エッジ検出方式 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3645656B2 JP3645656B2 JP14051296A JP14051296A JP3645656B2 JP 3645656 B2 JP3645656 B2 JP 3645656B2 JP 14051296 A JP14051296 A JP 14051296A JP 14051296 A JP14051296 A JP 14051296A JP 3645656 B2 JP3645656 B2 JP 3645656B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- edge
- pixel
- pixel value
- scanning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像計測装置、画像自律倣い方式、画像２値化処理（重心演算範囲の設定）等に適用される、被測定対象の画像に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出方式に関し、特に被測定対象の画像の状態に左右されず常にエッジ位置を正確に検出可能にしたエッジ検出方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像計測装置等で被測定対象であるワークの画像からエッジ位置を検出する場合、ワークのエッジとワーク表面性状等によるノイズとを判別することが重要である。従来は、指定領域内の画像を所定の方向に走査して得られた画素値（明るさ）の曲線（以下、強度画像と呼ぶ。）に対して微分処理を施し、得られた微分画像の微分値から求められた強度値を利用する方法がある。しかし、この方法は、図１７及び図１８に示すように、測定時のピントのずれ等によってエッジ強度値が変動し、エッジ検出の安定性が不十分であるという問題がある。
【０００３】
また、被測定対象を撮像して得られた画像にある固定的なしきい値を設定し、このしきい値を通過する位置をエッジ位置として検出する方法が知られているが、図１９に示すように、照明状態やワークの反射率の変動によって画素値のレベルが変動すると、エッジ位置を正確に検出することは困難となる。照明変動等の影響を軽減するには、画素値の平均値をしきい値とし、このしきい値を通過する位置をエッジ位置として検出することもなされているが、この場合には、図２０に示すように、指定領域内の明部と暗部との割合によってしきい値が変動してしまうため、やはりエッジ検出は不安定になる。
【０００４】
更に、指定領域内の画素値のうちの最大値と最小値の中間値をしきい値としてエッジ検出を行う方法もあるが、この場合でも、図２１に示すように、エッジ位置の画素値よりも大きい変動成分がある場合には、しきい値を適切に定めることができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のエッジ検出方式では、いずれの方式においても、▲１▼照明変動の影響、▲２▼ワーク表面性状の影響（例えば、ノイズ）、▲３▼ピントのずれの影響（エッジ強度変動）のすべてを満足することが困難であった。
【０００６】
一方、画像計測システムでは、ワークに対する照明状態を調整できるようになっている。この調整によって、エッジを境として少なくとも一方の側の画素値の変動成分が少なくなるようにワークを照明することが可能である。図２２（ａ）は透過照明を使用して、ワーク１２の部分を暗い一様な画素値となるように照明した例、図２２（ｂ）はリングライト４１の一方の側のみ照明光を与えてエッジ部分に影を作り、影の一方向の側は明るい一様な画素値となるように照明した例である。
【０００７】
本発明はこのような照明操作を利用したもので、照明操作によって変動成分が小さく設定される走査の開始位置の画素値を基準値とすることにより、照明変動、ノイズの影響及びピントのずれの変動に対して常に安定したエッジ検出が可能なエッジ検出方式を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエッジ検出方式は、被測定対象を撮像して得られた画像に含まれるエッジのうち、検出しようとするエッジを含むように所定の走査領域を前記画像に設定して、この走査領域の前記検出しようとするエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように光学系を調整すると共に、画素値が一様となった側から他方の側へ走査しながら、前記走査領域に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出方式において、前記走査の開始位置の画素値を基準値とし、この基準値に対して画素値の大小方向に隔てられた値をそれぞれ境界値として定める境界値設定手段と、前記走査領域内の画素値が前記境界値のうちの一方を通過した後の最初の極値を求めると共に、この極値及び前記基準値に基づいてエッジ検出のためのしきい値を定めるしきい値設定手段と、前記走査領域内の画素値が前記しきい値を最初に通過する位置をエッジ位置として定めるエッジ位置検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記境界値設定手段は、例えば、前記走査領域内の画素値に対して低域通過フィルタ処理を施すフィルタリング処理手段と、このフィルタリング処理手段によって得られた画像において、前記走査領域内の画素値の最大値及び最小値をそれぞれ求める手段と、前記基準値及び最大値の中間値並びに前記基準値及び最小値の中間値を前記境界値として定める手段とを備えたものである。
【００１０】
また、前記境界値設定手段は、前記走査の開始位置を含む前記画素値が一様である範囲内の画素値の前記基準値を中心としたバラツキ範囲に基づいて前記境界値を設定するものでもよい。
【００１１】
なお、前記検出しようとするエッジ位置が前記走査領域において画素値がしきい値を最初に上回る位置か下回る位置かの条件が予め与えられ、前記画素値がしきい値を最初に上回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記基準値を下回ったときにその画素値を前記基準値として更新すると共にしきい値を再設定し、前記画素値がしきい値を最初に下回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記基準値を上回ったときにその画素値を前記基準値として更新すると共にしきい値を再設定する更新手段を備えるようにしてもよい。
【００１２】
本発明に係る他のエッジ検出方式は、被測定対象を撮像して得られた画像に含まれるエッジのうち、検出しようとするエッジを含むように所定の走査領域を前記画像に設定して、この走査領域の前記検出しようとするエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように光学系を調整すると共に、画素値が一様となった側から他方の側へ走査しながら、前記走査領域に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出方式において、前記走査領域内の画素値に対して微分処理を施す微分処理手段と、この微分処理手段によって得られた画像において、前記走査の開始位置の微分値を第１の基準値とし、この第１の基準値に対して画素値の大小方向に隔てられた値をそれぞれ境界値として定める境界値設定手段と、前記走査領域内の微分値が前記境界値のうちの一方を通過した後の最初に零となる位置を求めることにより、前記走査領域内の画素値の極値を求めると共に、前記走査の開始位置の画素値を第２の基準値として、前記極値及び第２の基準値に基づいてエッジ検出のためのしきい値を定めるしきい値設定手段と、前記走査領域内の画素値が前記しきい値を最初に通過する位置をエッジ位置として定めるエッジ位置検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この場合にも、前記境界値設定手段は、前記走査の開始位置を含む前記画素値が一様である範囲内の微分画像の画素値の前記第１の基準値を中心としたバラツキ範囲に基づいて前記境界値を設定するように構成することができる。
【００１４】
なお、この場合にも、前記検出しようとするエッジ位置が前記走査領域において画素値がしきい値を最初に上回る位置か下回る位置かの条件が予め与えられ、前記画素値がしきい値を最初に上回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記第２の基準値を下回ったときにその画素値を前記第２の基準値として更新すると共にしきい値を再設定し、前記画素値がしきい値を最初に下回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記第２の基準値を上回ったときにその画素値を前記第２の基準値として更新すると共にしきい値を再設定する更新手段を備えるように構成することができる。
【００１５】
本発明によれば、被測定対象の画像に設定された走査領域に含まれるエッジ位置を検出する際、走査領域内のエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように調整し、画素値が一様となった側の走査の開始位置の画素値を基準値としてしきい値を相対的に決定するので、照明変動の影響を受けずに常に適切なしきい値が設定できる。また、本発明は変動成分の小さい側から最初にしきい値を通過する位置を検出する方式であるため、検出すべきエッジの後方に大きなノイズが含まれていても、このノイズが検出結果に影響を及ぼすことはない。更に、この発明は、エッジ後方の最初の極値と基準値とに基づいてしきい値を決定するので、ピントが変動しても、例えば基準値と極値との中間値を横切る点の位置等は変動せず、常に安定したエッジ検出が可能になる。
【００１６】
なお、自律倣い等を行うシステムでは、走査を行う位置が予測できず、走査の開始位置の画素値が必ずしも基準値として適当でない場合も発生する。この場合には、予め検出したいエッジが明から暗へのエッジか、暗から明へのエッジかを設定しておき、条件によっては基準値及びしきい値を順次更新して行くことにより、正しいエッジ位置を検出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の実施例に係るエッジ検出方式を適用した非接触画像計測システムの全体構成を示す斜視図である。
このシステムは、非接触画像計測型の三次元測定機１と、この三次元測定機１を駆動制御すると共に、必要なデータ処理を実行するコンピュータシステム２と、計測結果をプリントアウトするプリンタ３とにより構成されている。
【００１８】
三次元測定機１は、次のように構成されている。即ち、架台１１上には、ワーク１２を載置する測定テーブル１３が装着されており、この測定テーブル１３は、図示しないＹ軸駆動機構によってＹ軸方向に駆動される。架台１１の両側縁中央部には上方に延びる支持アーム１４，１５が固定されており、この支持アーム１４，１５の両上端部を連結するようにＸ軸ガイド１６が固定されている。このＸ軸ガイド１６には、撮像ユニット１７が支持されている。撮像ユニット１７は、図示しないＸ軸駆動機構によってＸ軸ガイド１６に沿って駆動される。撮像ユニット１７の下端部には、ＣＣＤカメラ１８が測定テーブル１３と対向するように装着されている。また、撮像ユニット１７の内部には、図示しない照明装置（透過照明及びリングライト）及びフォーカシング機構の他、ＣＣＤカメラ１８のＺ軸方向の位置を移動させるＺ軸駆動機構が内蔵されている。
【００１９】
コンピュータシステム２は、コンピュータ本体２１、キーボード２２、ジョイスティックボックス２３、マウス２４及びＣＲＴディスプレイ２５を備えて構成されている。
コンピュータ本体２１は、例えば図２に示すように構成されている。即ち、ＣＣＤカメラ１８から入力される画像情報は、インタフェース（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）３１を介して多値画像メモリ３２に格納される。多値画像メモリ３２に格納された多値画像情報は、表示制御部３３を介してＣＲＴディスプレイ２５に表示される。一方、マウス２４から入力される位置情報は、Ｉ／Ｆ３４を介してＣＰＵ３５に入力される。ＣＰＵ３５は、プログラムメモリ３６に格納されたプログラムに従って、マウス２４で指定された矩形領域を走査領域として表示するためのデータを生成し、この走査領域の内部の多値画像情報を多値画像メモリ３２から抽出して、後述するエッジ検出手順に応じたエッジ位置の検出処理を実行する。ワークメモリ３７は、ＣＰＵ３５での各種処理のための作業領域を提供する。
【００２０】
次に、このように構成された非接触画像計測システムにおけるエッジ検出手順について説明する。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施例に係るエッジ位置検出のためのＣＰＵ３５の処理の手順を示すフローチャート、図４及び図５は、この処理を説明するためワーク１２の強度画像を示す図である。
まず、計測に先立って、検出すべきエッジの一方の側を基準とするため、基準とすべき側の画素値が一様となるように、照明装置を調整する。エッジに対して一方の側を一様にするためには、種々の方法が考えられる。
図２２（ａ）は、透過照明を用いた例である。この例では、ワーク１２の下から照明することにより、例えば図２３に示すように、ワーク１２の表面がエッジの存在する位置まで暗い一様画像となっているので、この画素値が一様な部分を基準として用いることができる。図２２（ｂ）は、段差のあるワーク１２を上からリングライトで照射した例である。リングライトは、部分的な照明が可能であるので、ワーク１２の高い方の面の斜め上からワーク１２を照明することにより、ワーク１２に陰を付ける。これにより、例えば図４（ａ）に示すように、ワーク１２の上段の部分が明るい一様画像となり、エッジ位置を挟んで陰の部分で画素値の極小値を持った強度画像曲線が得られる。
以下、この図４（ａ）の曲線が得られたものと想定してエッジ検出処理を実行する場合について説明する。
【００２２】
検出しようとするエッジを含む走査領域がマウス２４等の操作によって指定されると、ＣＰＵ３５は、オペレータの指示に基づき、走査領域の画素値が一様である側に存在する走査の開始位置の画素値（フィルタ処理がなされている場合には、その周辺の画素の代表値又は平均値）を基準値Ｓとして設定する（Ｓ１）。走査の方向は、例えばエッジ方向と９０°をなし、その向きは、画素値が一様になっている側から他の側に向かうようにキーボード２２等の操作によって設定される。次に、ＣＰＵ３５は、１回目の走査を行い、走査領域の画素値を多値画像メモリ３２からサンプリングした後、ノイズ成分を抑制するため、低域通過フィルタリング処理を実行し、図４（ｂ）に示すように、フィルタリング処理後の強度画像において、画素値の最大値（ＭＡＸ）及び最小値（ＭＩＮ）を求める（Ｓ２）。続いて、ＣＰＵ３５は、図４（ｃ）に示すように、最大値及び基準値Ｓの中間値と最小値及び基準値Ｓの中間値とをそれぞれ境界値Ｂ１，Ｂ２として設定する（Ｓ３）。続いて、ＣＰＵ３５は、フィルタリング処理前の強度画像について、走査の開始位置から２回目の走査を行い、強度画像曲線が上側の境界値Ｂ１（暗から明）又は下側の境界値Ｂ２（明から暗）を通過する位置を求める（Ｓ４）。続いて、ＣＰＵ３５は、求められた通過位置から３回目の走査を行い、図５（ａ）に示すように、最初の極値となる位置を求め（Ｓ５）、図５（ｂ）に示すように、この極値位置の画素値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ６）。続いて、ＣＰＵ３５は、図５（ｃ）に示すように、強度画像内の画素値がしきい値Ｔを最初に通過する位置をエッジ位置として検出する（Ｓ７）。
【００２３】
このようなエッジ検出方式によれば、照明操作によって一様の画素値を持つ側の走査の開始位置の画素値を基準値Ｓとして設定するので、基準値Ｓを基準として設定されるしきい値Ｔは、図６（ａ）に示すように、暗い画像の場合でも、図６（ｂ）に示すように、明るい画像の場合でも、相対的に適切なレベルに設定され、照明変動の影響を受けない。また、変動成分が小さい側から走査が開始され、設定されたしきい値Ｔを最初に横切る位置をエッジ位置とするので、図７に示すように、強度画像エッジの後方にそのエッジよりも大きなノイズが含まれている場合でも、その影響を受けずにエッジ検出を行うことができる。更に、ピントが合っていない場合は、ピントが合っている場合と比較すると、図８に示すように、エッジを示す強度曲線はなだらかであり、図１８に示すように、エッジを示す微分曲線の鋭さは鈍いので、一般にエッジ検出は困難となるが、前述したように、基準値Ｓと極値との中間値をしきい値Ｔと設定することにより、強度画像曲線がしきい値Ｔを通過する位置は常に一定の位置となり、ピントの影響を受けることなくエッジ位置を検出することができる。
【００２４】
図９は、本発明の第２の実施例に係るエッジ位置検出のためのＣＰＵ３５の処理の手順を示すフローチャート、図１０は、この処理を説明するためワーク１２の強度画像を示す図である。
検出しようとするエッジを含む走査領域がマウス２４等の操作によって指定されると、ＣＰＵ３５は、上記と同様に、画素値が一様の側の走査の開始位置の画素値を基準値Ｓとして設定する（Ｓ１１）。次に、ＣＰＵ３５は、１回目の走査を行い、強度画像の前記一様な部分のバラツキ範囲、例えば標準偏差等を変動幅Δとして求め（Ｓ１２）、図１０（ａ）に示すように、基準値Ｓから上下に変動幅Δだけ隔てた値をそれぞれ境界値Ｂ１，Ｂ２として設定する（Ｓ１３）。続いて、ＣＰＵ３５は、強度画像の走査の開始位置から２回目の走査を行い、強度画像曲線が上側の境界値Ｂ１又は下側の境界値Ｂ２を通過する位置を求める（Ｓ１４）。以下、実施例１と同様に、ＣＰＵ３５は、求められた通過位置から３回目の走査を行い、図１０（ｂ）に示すように、最初の極値となる位置を求め（Ｓ１５）、図１０（ｃ）に示すように、この極値位置の画素値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ１６）。続いて、ＣＰＵ３５は、強度画像内の画素値が最初にしきい値Ｔを通過する位置をエッジ位置として検出する（Ｓ１７）。
【００２５】
この実施例によれば、フィルタリングが不要である点及びフィルタ画像の最大値及び最小値を求める必要がない点で先の実施例よりも処理を簡素化することができる。
また、上記実施例では、強度画像の画素値が一様な部分の変動幅Δを求めて、境界値Ｂ１，Ｂ２を定めたが、変動幅Δとして予め定めた固定値を使用するようにしてもよい。この場合には、処理は更に簡単になる。
【００２６】
図１１は、本発明の第３の実施例に係るエッジ位置検出のためのＣＰＵ３５の処理の手順を示すフローチャート、図１２及び図１３は、この処理を説明するためワーク１２の強度画像又はその微分画像を示す図である。
前述と同様に、基準値Ｓ１が設定されたら（Ｓ２１）、次に、ＣＰＵ３５は、１回目の走査を行い、強度画像内の画素値を多値画像メモリ３２からサンプリングした後、微分処理を実行し、走査の開始位置の微分値（例えば、０）を微分画像内の基準値Ｓ２として設定する（Ｓ２２）。続いて、ＣＰＵ３５は、微分画像内の画素値が一様な部分の変動成分に基づく標準偏差等の変動幅Δを求め（Ｓ２３）、図１２（ａ）に示すように、微分画像内の基準値Ｓ２から上下に変動幅Δだけ隔てた値をそれぞれ境界値Ｂ１，Ｂ２として設定する（Ｓ２４）。続いて、ＣＰＵ３５は、微分画像において、走査の開始位置から２回目の走査を行い、微分画像曲線と上側の境界値Ｂ１又は下側の境界値Ｂ２とを通過する位置を求める（Ｓ２５）。続いて、ＣＰＵ３５は、図１２（ｂ）に示すように、求められた通過位置から３回目の走査を行い、微分画像内の微分値が最初に零を通過する位置、即ち強度画像内の極値となる位置を求め（Ｓ２６，Ｓ２７）、図１３に示すように、この極値位置の画素値と基準値Ｓ１との中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ２８）。以下同様に、ＣＰＵ３５は、強度画像において、強度画像曲線が最初にしきい値Ｔを通過する位置をエッジ位置として検出する（Ｓ２９）。
【００２７】
この実施例によれば、零クロス検出により極値検出を行うので、極値検出が先の実施例よりも簡単になる。
なお、上述した３つの実施例によれば、未知のエッジの検出を行う場合には、しきい値の設定処理において、▲１▼一様領域の境界値を設定する走査、▲２▼境界値の通過位置を求める走査の２回の走査を行い、続いて▲３▼しきい値の通過位置を求める走査でエッジ位置を検出しているが、繰り返し測定等を行う場合には、予め教示によって上記▲１▼▲２▼の走査を行うことにより、しきい値を設定しておき、測定実行時には、そのしきい値を繰り返し使用して３回目の走査だけを実行することにより、エッジ検出の高速化を図ることができる。
【００２８】
ところで、自律倣い等を行うシステムでは、走査を行う位置が予測できず、図１４に示すように、走査の開始位置の画素値が必ずしも基準値として適当でない場合も発生する。即ち、強度画像曲線の立ち上がりのエッジ位置を検出して行く場合を考えると、図１４中のＡＡ′では、図８（ａ）に示す強度画像が得られ、基準値Ｓとして設定される走査の開始位置の画素値は強度画像内のエッジのレベルを示すものであるため、正しいエッジ位置を検出することができる。しかし、図１４中のＢＢ′では、図１５（ａ）に示す強度画像曲線が得られ、走査の開始位置（同図中の破線矢印で示される位置）の画素値を基準値Ｓとして設定すると、強度画像内の本来検出すべき立ち上がりのエッジではなく、強度画像内の立ち下がりのエッジを誤って検出してしまう。そこで、予め検出したいエッジが明から暗へのエッジか、暗から明へのエッジかを設定しておき、条件によっては基準値Ｓ及びしきい値を順次更新して行くことにより、正しいエッジ位置を検出することができる。
【００２９】
図１６は、このような基準値Ｓの更新処理を示すＣＰＵ３５の処理の手順を示すフローチャートである。
まず、走査の開始位置の画素値を基準値Ｓとして走査を開始し（Ｓ３１）、図１５（ａ）に示すように、暗から明へのエッジ位置を検出する場合には（Ｓ３２）、強度画像内の画素値がしきい値Ｔを上回るか否かを判別しながら（Ｓ３３）、その画素値が基準値Ｓより小さいか否かを判別する（Ｓ３４）。画素値が基準値Ｓより小さければ（Ｓ３４）、その値を基準値Ｓとして更新し（Ｓ３５）、上記と同様に、この基準値Ｓに基づいて極値を求め、この極値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ３６）。一方、画素値が基準値Ｓより小さくなければ（Ｓ３４）、強度画像曲線が最初にしきい値Ｔを上回る位置をエッジ位置として検出する（Ｓ３３，Ｓ３７）。
また、図１５（ｂ）に示すように、明から暗へのエッジ位置を検出する場合には（Ｓ３２）、強度画像内の画素値がしきい値Ｔを下回るか否かを判別しながら（Ｓ３８）、その画素値が基準値Ｓより大きいか否かを判別する（Ｓ３９）。画素値が基準値Ｓより大きければ（Ｓ３９）、その値を基準値Ｓとして更新し（Ｓ４０）、上記と同様に、この基準値Ｓに基づいて極値を求め、この極値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ４１）。一方、画素値が基準値Ｓより大きくなければ（Ｓ３９）、強度画像曲線が最初にしきい値Ｔを下回る位置をエッジ位置として検出する（Ｓ３８，Ｓ３７）。
このような、基準値及びしきい値の更新処理を実行することにより、自律倣い測定においても、安定したエッジ検出が可能になる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、被測定対象の画像に設定された走査領域に含まれるエッジ位置を検出する際、走査領域内のエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように調整し、画素値が一様となった側の走査の開始位置の画素値を基準値としてしきい値を相対的に決定するので、照明変動、ノイズ及びピントのずれ等の影響を受けずに常に適切なしきい値が設定でき、常に安定したエッジ検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係るエッジ検出方式を適用した非接触画像計測システムの構成を示す斜視図である。
【図２】 同システムにおけるコンピュータ本体のブロック図である。
【図３】 本発明の第１実施例に係るエッジ検出処理を示すフローチャートである。
【図４】 本発明の第１実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図５】 本発明の第１実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図６】 照明変動がある場合のしきい値設定を示す図である。
【図７】 ノイズがある場合のしきい値設定を示す図である。
【図８】 ピントのずれがある場合のしきい値設定を示す図である。
【図９】 本発明の第２実施例に係るエッジ検出処理を示すフローチャートである。
【図１０】 本発明の第２実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図１１】 本発明の第３実施例に係るエッジ検出処理を示すフローチャートである。
【図１２】 本発明の第３実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図１３】 本発明の第３実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図１４】 画像自律倣い方式を説明するための図である。
【図１５】 画像自律倣い方式への適用例を説明するための図である。
【図１６】 画像自律倣い方式に適用したエッジ検出処理を示すフローチャートである。
【図１７】 強度画像の一例を示す図である。
【図１８】 微分画像の一例を示す図である。
【図１９】 従来の照明変動がある場合のしきい値設定を示す図である。
【図２０】 従来の平均値変動がある場合のしきい値設定の他の一例を示す図である。
【図２１】 従来のノイズがある場合のしきい値設定を示す図である。
【図２２】 照明設定を説明するための図である。
【図２３】 照明操作によって一様になった強度画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…三次元測定機、２…コンピュータシステム、３…プリンタ、１１…架台、１２…ワーク、１３…測定テーブル、１４，１５…支持アーム、１６…Ｘ軸ガイド、１７…撮像ユニット、１８…ＣＣＤカメラ、２１…コンピュータ本体、２２…キーボード、２３…ジョイスティックボックス、２４…マウス、２５…ＣＲＴディスプレイ、３１，３４…インタフェース、３２…多値画像メモリ、３３…表示制御部、３５…ＣＰＵ、３６…プログラムメモリ、３７…ワークメモリ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像計測装置、画像自律倣い方式、画像２値化処理（重心演算範囲の設定）等に適用される、被測定対象の画像に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出方式に関し、特に被測定対象の画像の状態に左右されず常にエッジ位置を正確に検出可能にしたエッジ検出方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像計測装置等で被測定対象であるワークの画像からエッジ位置を検出する場合、ワークのエッジとワーク表面性状等によるノイズとを判別することが重要である。従来は、指定領域内の画像を所定の方向に走査して得られた画素値（明るさ）の曲線（以下、強度画像と呼ぶ。）に対して微分処理を施し、得られた微分画像の微分値から求められた強度値を利用する方法がある。しかし、この方法は、図１７及び図１８に示すように、測定時のピントのずれ等によってエッジ強度値が変動し、エッジ検出の安定性が不十分であるという問題がある。
【０００３】
また、被測定対象を撮像して得られた画像にある固定的なしきい値を設定し、このしきい値を通過する位置をエッジ位置として検出する方法が知られているが、図１９に示すように、照明状態やワークの反射率の変動によって画素値のレベルが変動すると、エッジ位置を正確に検出することは困難となる。照明変動等の影響を軽減するには、画素値の平均値をしきい値とし、このしきい値を通過する位置をエッジ位置として検出することもなされているが、この場合には、図２０に示すように、指定領域内の明部と暗部との割合によってしきい値が変動してしまうため、やはりエッジ検出は不安定になる。
【０００４】
更に、指定領域内の画素値のうちの最大値と最小値の中間値をしきい値としてエッジ検出を行う方法もあるが、この場合でも、図２１に示すように、エッジ位置の画素値よりも大きい変動成分がある場合には、しきい値を適切に定めることができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のエッジ検出方式では、いずれの方式においても、▲１▼照明変動の影響、▲２▼ワーク表面性状の影響（例えば、ノイズ）、▲３▼ピントのずれの影響（エッジ強度変動）のすべてを満足することが困難であった。
【０００６】
一方、画像計測システムでは、ワークに対する照明状態を調整できるようになっている。この調整によって、エッジを境として少なくとも一方の側の画素値の変動成分が少なくなるようにワークを照明することが可能である。図２２（ａ）は透過照明を使用して、ワーク１２の部分を暗い一様な画素値となるように照明した例、図２２（ｂ）はリングライト４１の一方の側のみ照明光を与えてエッジ部分に影を作り、影の一方向の側は明るい一様な画素値となるように照明した例である。
【０００７】
本発明はこのような照明操作を利用したもので、照明操作によって変動成分が小さく設定される走査の開始位置の画素値を基準値とすることにより、照明変動、ノイズの影響及びピントのずれの変動に対して常に安定したエッジ検出が可能なエッジ検出方式を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエッジ検出方式は、被測定対象を撮像して得られた画像に含まれるエッジのうち、検出しようとするエッジを含むように所定の走査領域を前記画像に設定して、この走査領域の前記検出しようとするエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように光学系を調整すると共に、画素値が一様となった側から他方の側へ走査しながら、前記走査領域に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出方式において、前記走査の開始位置の画素値を基準値とし、この基準値に対して画素値の大小方向に隔てられた値をそれぞれ境界値として定める境界値設定手段と、前記走査領域内の画素値が前記境界値のうちの一方を通過した後の最初の極値を求めると共に、この極値及び前記基準値に基づいてエッジ検出のためのしきい値を定めるしきい値設定手段と、前記走査領域内の画素値が前記しきい値を最初に通過する位置をエッジ位置として定めるエッジ位置検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記境界値設定手段は、例えば、前記走査領域内の画素値に対して低域通過フィルタ処理を施すフィルタリング処理手段と、このフィルタリング処理手段によって得られた画像において、前記走査領域内の画素値の最大値及び最小値をそれぞれ求める手段と、前記基準値及び最大値の中間値並びに前記基準値及び最小値の中間値を前記境界値として定める手段とを備えたものである。
【００１０】
また、前記境界値設定手段は、前記走査の開始位置を含む前記画素値が一様である範囲内の画素値の前記基準値を中心としたバラツキ範囲に基づいて前記境界値を設定するものでもよい。
【００１１】
なお、前記検出しようとするエッジ位置が前記走査領域において画素値がしきい値を最初に上回る位置か下回る位置かの条件が予め与えられ、前記画素値がしきい値を最初に上回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記基準値を下回ったときにその画素値を前記基準値として更新すると共にしきい値を再設定し、前記画素値がしきい値を最初に下回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記基準値を上回ったときにその画素値を前記基準値として更新すると共にしきい値を再設定する更新手段を備えるようにしてもよい。
【００１２】
本発明に係る他のエッジ検出方式は、被測定対象を撮像して得られた画像に含まれるエッジのうち、検出しようとするエッジを含むように所定の走査領域を前記画像に設定して、この走査領域の前記検出しようとするエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように光学系を調整すると共に、画素値が一様となった側から他方の側へ走査しながら、前記走査領域に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出方式において、前記走査領域内の画素値に対して微分処理を施す微分処理手段と、この微分処理手段によって得られた画像において、前記走査の開始位置の微分値を第１の基準値とし、この第１の基準値に対して画素値の大小方向に隔てられた値をそれぞれ境界値として定める境界値設定手段と、前記走査領域内の微分値が前記境界値のうちの一方を通過した後の最初に零となる位置を求めることにより、前記走査領域内の画素値の極値を求めると共に、前記走査の開始位置の画素値を第２の基準値として、前記極値及び第２の基準値に基づいてエッジ検出のためのしきい値を定めるしきい値設定手段と、前記走査領域内の画素値が前記しきい値を最初に通過する位置をエッジ位置として定めるエッジ位置検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この場合にも、前記境界値設定手段は、前記走査の開始位置を含む前記画素値が一様である範囲内の微分画像の画素値の前記第１の基準値を中心としたバラツキ範囲に基づいて前記境界値を設定するように構成することができる。
【００１４】
なお、この場合にも、前記検出しようとするエッジ位置が前記走査領域において画素値がしきい値を最初に上回る位置か下回る位置かの条件が予め与えられ、前記画素値がしきい値を最初に上回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記第２の基準値を下回ったときにその画素値を前記第２の基準値として更新すると共にしきい値を再設定し、前記画素値がしきい値を最初に下回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記第２の基準値を上回ったときにその画素値を前記第２の基準値として更新すると共にしきい値を再設定する更新手段を備えるように構成することができる。
【００１５】
本発明によれば、被測定対象の画像に設定された走査領域に含まれるエッジ位置を検出する際、走査領域内のエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように調整し、画素値が一様となった側の走査の開始位置の画素値を基準値としてしきい値を相対的に決定するので、照明変動の影響を受けずに常に適切なしきい値が設定できる。また、本発明は変動成分の小さい側から最初にしきい値を通過する位置を検出する方式であるため、検出すべきエッジの後方に大きなノイズが含まれていても、このノイズが検出結果に影響を及ぼすことはない。更に、この発明は、エッジ後方の最初の極値と基準値とに基づいてしきい値を決定するので、ピントが変動しても、例えば基準値と極値との中間値を横切る点の位置等は変動せず、常に安定したエッジ検出が可能になる。
【００１６】
なお、自律倣い等を行うシステムでは、走査を行う位置が予測できず、走査の開始位置の画素値が必ずしも基準値として適当でない場合も発生する。この場合には、予め検出したいエッジが明から暗へのエッジか、暗から明へのエッジかを設定しておき、条件によっては基準値及びしきい値を順次更新して行くことにより、正しいエッジ位置を検出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の実施例に係るエッジ検出方式を適用した非接触画像計測システムの全体構成を示す斜視図である。
このシステムは、非接触画像計測型の三次元測定機１と、この三次元測定機１を駆動制御すると共に、必要なデータ処理を実行するコンピュータシステム２と、計測結果をプリントアウトするプリンタ３とにより構成されている。
【００１８】
三次元測定機１は、次のように構成されている。即ち、架台１１上には、ワーク１２を載置する測定テーブル１３が装着されており、この測定テーブル１３は、図示しないＹ軸駆動機構によってＹ軸方向に駆動される。架台１１の両側縁中央部には上方に延びる支持アーム１４，１５が固定されており、この支持アーム１４，１５の両上端部を連結するようにＸ軸ガイド１６が固定されている。このＸ軸ガイド１６には、撮像ユニット１７が支持されている。撮像ユニット１７は、図示しないＸ軸駆動機構によってＸ軸ガイド１６に沿って駆動される。撮像ユニット１７の下端部には、ＣＣＤカメラ１８が測定テーブル１３と対向するように装着されている。また、撮像ユニット１７の内部には、図示しない照明装置（透過照明及びリングライト）及びフォーカシング機構の他、ＣＣＤカメラ１８のＺ軸方向の位置を移動させるＺ軸駆動機構が内蔵されている。
【００１９】
コンピュータシステム２は、コンピュータ本体２１、キーボード２２、ジョイスティックボックス２３、マウス２４及びＣＲＴディスプレイ２５を備えて構成されている。
コンピュータ本体２１は、例えば図２に示すように構成されている。即ち、ＣＣＤカメラ１８から入力される画像情報は、インタフェース（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）３１を介して多値画像メモリ３２に格納される。多値画像メモリ３２に格納された多値画像情報は、表示制御部３３を介してＣＲＴディスプレイ２５に表示される。一方、マウス２４から入力される位置情報は、Ｉ／Ｆ３４を介してＣＰＵ３５に入力される。ＣＰＵ３５は、プログラムメモリ３６に格納されたプログラムに従って、マウス２４で指定された矩形領域を走査領域として表示するためのデータを生成し、この走査領域の内部の多値画像情報を多値画像メモリ３２から抽出して、後述するエッジ検出手順に応じたエッジ位置の検出処理を実行する。ワークメモリ３７は、ＣＰＵ３５での各種処理のための作業領域を提供する。
【００２０】
次に、このように構成された非接触画像計測システムにおけるエッジ検出手順について説明する。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施例に係るエッジ位置検出のためのＣＰＵ３５の処理の手順を示すフローチャート、図４及び図５は、この処理を説明するためワーク１２の強度画像を示す図である。
まず、計測に先立って、検出すべきエッジの一方の側を基準とするため、基準とすべき側の画素値が一様となるように、照明装置を調整する。エッジに対して一方の側を一様にするためには、種々の方法が考えられる。
図２２（ａ）は、透過照明を用いた例である。この例では、ワーク１２の下から照明することにより、例えば図２３に示すように、ワーク１２の表面がエッジの存在する位置まで暗い一様画像となっているので、この画素値が一様な部分を基準として用いることができる。図２２（ｂ）は、段差のあるワーク１２を上からリングライトで照射した例である。リングライトは、部分的な照明が可能であるので、ワーク１２の高い方の面の斜め上からワーク１２を照明することにより、ワーク１２に陰を付ける。これにより、例えば図４（ａ）に示すように、ワーク１２の上段の部分が明るい一様画像となり、エッジ位置を挟んで陰の部分で画素値の極小値を持った強度画像曲線が得られる。
以下、この図４（ａ）の曲線が得られたものと想定してエッジ検出処理を実行する場合について説明する。
【００２２】
検出しようとするエッジを含む走査領域がマウス２４等の操作によって指定されると、ＣＰＵ３５は、オペレータの指示に基づき、走査領域の画素値が一様である側に存在する走査の開始位置の画素値（フィルタ処理がなされている場合には、その周辺の画素の代表値又は平均値）を基準値Ｓとして設定する（Ｓ１）。走査の方向は、例えばエッジ方向と９０°をなし、その向きは、画素値が一様になっている側から他の側に向かうようにキーボード２２等の操作によって設定される。次に、ＣＰＵ３５は、１回目の走査を行い、走査領域の画素値を多値画像メモリ３２からサンプリングした後、ノイズ成分を抑制するため、低域通過フィルタリング処理を実行し、図４（ｂ）に示すように、フィルタリング処理後の強度画像において、画素値の最大値（ＭＡＸ）及び最小値（ＭＩＮ）を求める（Ｓ２）。続いて、ＣＰＵ３５は、図４（ｃ）に示すように、最大値及び基準値Ｓの中間値と最小値及び基準値Ｓの中間値とをそれぞれ境界値Ｂ１，Ｂ２として設定する（Ｓ３）。続いて、ＣＰＵ３５は、フィルタリング処理前の強度画像について、走査の開始位置から２回目の走査を行い、強度画像曲線が上側の境界値Ｂ１（暗から明）又は下側の境界値Ｂ２（明から暗）を通過する位置を求める（Ｓ４）。続いて、ＣＰＵ３５は、求められた通過位置から３回目の走査を行い、図５（ａ）に示すように、最初の極値となる位置を求め（Ｓ５）、図５（ｂ）に示すように、この極値位置の画素値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ６）。続いて、ＣＰＵ３５は、図５（ｃ）に示すように、強度画像内の画素値がしきい値Ｔを最初に通過する位置をエッジ位置として検出する（Ｓ７）。
【００２３】
このようなエッジ検出方式によれば、照明操作によって一様の画素値を持つ側の走査の開始位置の画素値を基準値Ｓとして設定するので、基準値Ｓを基準として設定されるしきい値Ｔは、図６（ａ）に示すように、暗い画像の場合でも、図６（ｂ）に示すように、明るい画像の場合でも、相対的に適切なレベルに設定され、照明変動の影響を受けない。また、変動成分が小さい側から走査が開始され、設定されたしきい値Ｔを最初に横切る位置をエッジ位置とするので、図７に示すように、強度画像エッジの後方にそのエッジよりも大きなノイズが含まれている場合でも、その影響を受けずにエッジ検出を行うことができる。更に、ピントが合っていない場合は、ピントが合っている場合と比較すると、図８に示すように、エッジを示す強度曲線はなだらかであり、図１８に示すように、エッジを示す微分曲線の鋭さは鈍いので、一般にエッジ検出は困難となるが、前述したように、基準値Ｓと極値との中間値をしきい値Ｔと設定することにより、強度画像曲線がしきい値Ｔを通過する位置は常に一定の位置となり、ピントの影響を受けることなくエッジ位置を検出することができる。
【００２４】
図９は、本発明の第２の実施例に係るエッジ位置検出のためのＣＰＵ３５の処理の手順を示すフローチャート、図１０は、この処理を説明するためワーク１２の強度画像を示す図である。
検出しようとするエッジを含む走査領域がマウス２４等の操作によって指定されると、ＣＰＵ３５は、上記と同様に、画素値が一様の側の走査の開始位置の画素値を基準値Ｓとして設定する（Ｓ１１）。次に、ＣＰＵ３５は、１回目の走査を行い、強度画像の前記一様な部分のバラツキ範囲、例えば標準偏差等を変動幅Δとして求め（Ｓ１２）、図１０（ａ）に示すように、基準値Ｓから上下に変動幅Δだけ隔てた値をそれぞれ境界値Ｂ１，Ｂ２として設定する（Ｓ１３）。続いて、ＣＰＵ３５は、強度画像の走査の開始位置から２回目の走査を行い、強度画像曲線が上側の境界値Ｂ１又は下側の境界値Ｂ２を通過する位置を求める（Ｓ１４）。以下、実施例１と同様に、ＣＰＵ３５は、求められた通過位置から３回目の走査を行い、図１０（ｂ）に示すように、最初の極値となる位置を求め（Ｓ１５）、図１０（ｃ）に示すように、この極値位置の画素値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ１６）。続いて、ＣＰＵ３５は、強度画像内の画素値が最初にしきい値Ｔを通過する位置をエッジ位置として検出する（Ｓ１７）。
【００２５】
この実施例によれば、フィルタリングが不要である点及びフィルタ画像の最大値及び最小値を求める必要がない点で先の実施例よりも処理を簡素化することができる。
また、上記実施例では、強度画像の画素値が一様な部分の変動幅Δを求めて、境界値Ｂ１，Ｂ２を定めたが、変動幅Δとして予め定めた固定値を使用するようにしてもよい。この場合には、処理は更に簡単になる。
【００２６】
図１１は、本発明の第３の実施例に係るエッジ位置検出のためのＣＰＵ３５の処理の手順を示すフローチャート、図１２及び図１３は、この処理を説明するためワーク１２の強度画像又はその微分画像を示す図である。
前述と同様に、基準値Ｓ１が設定されたら（Ｓ２１）、次に、ＣＰＵ３５は、１回目の走査を行い、強度画像内の画素値を多値画像メモリ３２からサンプリングした後、微分処理を実行し、走査の開始位置の微分値（例えば、０）を微分画像内の基準値Ｓ２として設定する（Ｓ２２）。続いて、ＣＰＵ３５は、微分画像内の画素値が一様な部分の変動成分に基づく標準偏差等の変動幅Δを求め（Ｓ２３）、図１２（ａ）に示すように、微分画像内の基準値Ｓ２から上下に変動幅Δだけ隔てた値をそれぞれ境界値Ｂ１，Ｂ２として設定する（Ｓ２４）。続いて、ＣＰＵ３５は、微分画像において、走査の開始位置から２回目の走査を行い、微分画像曲線と上側の境界値Ｂ１又は下側の境界値Ｂ２とを通過する位置を求める（Ｓ２５）。続いて、ＣＰＵ３５は、図１２（ｂ）に示すように、求められた通過位置から３回目の走査を行い、微分画像内の微分値が最初に零を通過する位置、即ち強度画像内の極値となる位置を求め（Ｓ２６，Ｓ２７）、図１３に示すように、この極値位置の画素値と基準値Ｓ１との中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ２８）。以下同様に、ＣＰＵ３５は、強度画像において、強度画像曲線が最初にしきい値Ｔを通過する位置をエッジ位置として検出する（Ｓ２９）。
【００２７】
この実施例によれば、零クロス検出により極値検出を行うので、極値検出が先の実施例よりも簡単になる。
なお、上述した３つの実施例によれば、未知のエッジの検出を行う場合には、しきい値の設定処理において、▲１▼一様領域の境界値を設定する走査、▲２▼境界値の通過位置を求める走査の２回の走査を行い、続いて▲３▼しきい値の通過位置を求める走査でエッジ位置を検出しているが、繰り返し測定等を行う場合には、予め教示によって上記▲１▼▲２▼の走査を行うことにより、しきい値を設定しておき、測定実行時には、そのしきい値を繰り返し使用して３回目の走査だけを実行することにより、エッジ検出の高速化を図ることができる。
【００２８】
ところで、自律倣い等を行うシステムでは、走査を行う位置が予測できず、図１４に示すように、走査の開始位置の画素値が必ずしも基準値として適当でない場合も発生する。即ち、強度画像曲線の立ち上がりのエッジ位置を検出して行く場合を考えると、図１４中のＡＡ′では、図８（ａ）に示す強度画像が得られ、基準値Ｓとして設定される走査の開始位置の画素値は強度画像内のエッジのレベルを示すものであるため、正しいエッジ位置を検出することができる。しかし、図１４中のＢＢ′では、図１５（ａ）に示す強度画像曲線が得られ、走査の開始位置（同図中の破線矢印で示される位置）の画素値を基準値Ｓとして設定すると、強度画像内の本来検出すべき立ち上がりのエッジではなく、強度画像内の立ち下がりのエッジを誤って検出してしまう。そこで、予め検出したいエッジが明から暗へのエッジか、暗から明へのエッジかを設定しておき、条件によっては基準値Ｓ及びしきい値を順次更新して行くことにより、正しいエッジ位置を検出することができる。
【００２９】
図１６は、このような基準値Ｓの更新処理を示すＣＰＵ３５の処理の手順を示すフローチャートである。
まず、走査の開始位置の画素値を基準値Ｓとして走査を開始し（Ｓ３１）、図１５（ａ）に示すように、暗から明へのエッジ位置を検出する場合には（Ｓ３２）、強度画像内の画素値がしきい値Ｔを上回るか否かを判別しながら（Ｓ３３）、その画素値が基準値Ｓより小さいか否かを判別する（Ｓ３４）。画素値が基準値Ｓより小さければ（Ｓ３４）、その値を基準値Ｓとして更新し（Ｓ３５）、上記と同様に、この基準値Ｓに基づいて極値を求め、この極値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ３６）。一方、画素値が基準値Ｓより小さくなければ（Ｓ３４）、強度画像曲線が最初にしきい値Ｔを上回る位置をエッジ位置として検出する（Ｓ３３，Ｓ３７）。
また、図１５（ｂ）に示すように、明から暗へのエッジ位置を検出する場合には（Ｓ３２）、強度画像内の画素値がしきい値Ｔを下回るか否かを判別しながら（Ｓ３８）、その画素値が基準値Ｓより大きいか否かを判別する（Ｓ３９）。画素値が基準値Ｓより大きければ（Ｓ３９）、その値を基準値Ｓとして更新し（Ｓ４０）、上記と同様に、この基準値Ｓに基づいて極値を求め、この極値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとして設定する（Ｓ４１）。一方、画素値が基準値Ｓより大きくなければ（Ｓ３９）、強度画像曲線が最初にしきい値Ｔを下回る位置をエッジ位置として検出する（Ｓ３８，Ｓ３７）。
このような、基準値及びしきい値の更新処理を実行することにより、自律倣い測定においても、安定したエッジ検出が可能になる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、被測定対象の画像に設定された走査領域に含まれるエッジ位置を検出する際、走査領域内のエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように調整し、画素値が一様となった側の走査の開始位置の画素値を基準値としてしきい値を相対的に決定するので、照明変動、ノイズ及びピントのずれ等の影響を受けずに常に適切なしきい値が設定でき、常に安定したエッジ検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係るエッジ検出方式を適用した非接触画像計測システムの構成を示す斜視図である。
【図２】 同システムにおけるコンピュータ本体のブロック図である。
【図３】 本発明の第１実施例に係るエッジ検出処理を示すフローチャートである。
【図４】 本発明の第１実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図５】 本発明の第１実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図６】 照明変動がある場合のしきい値設定を示す図である。
【図７】 ノイズがある場合のしきい値設定を示す図である。
【図８】 ピントのずれがある場合のしきい値設定を示す図である。
【図９】 本発明の第２実施例に係るエッジ検出処理を示すフローチャートである。
【図１０】 本発明の第２実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図１１】 本発明の第３実施例に係るエッジ検出処理を示すフローチャートである。
【図１２】 本発明の第３実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図１３】 本発明の第３実施例に係るエッジ検出処理を説明するための図である。
【図１４】 画像自律倣い方式を説明するための図である。
【図１５】 画像自律倣い方式への適用例を説明するための図である。
【図１６】 画像自律倣い方式に適用したエッジ検出処理を示すフローチャートである。
【図１７】 強度画像の一例を示す図である。
【図１８】 微分画像の一例を示す図である。
【図１９】 従来の照明変動がある場合のしきい値設定を示す図である。
【図２０】 従来の平均値変動がある場合のしきい値設定の他の一例を示す図である。
【図２１】 従来のノイズがある場合のしきい値設定を示す図である。
【図２２】 照明設定を説明するための図である。
【図２３】 照明操作によって一様になった強度画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…三次元測定機、２…コンピュータシステム、３…プリンタ、１１…架台、１２…ワーク、１３…測定テーブル、１４，１５…支持アーム、１６…Ｘ軸ガイド、１７…撮像ユニット、１８…ＣＣＤカメラ、２１…コンピュータ本体、２２…キーボード、２３…ジョイスティックボックス、２４…マウス、２５…ＣＲＴディスプレイ、３１，３４…インタフェース、３２…多値画像メモリ、３３…表示制御部、３５…ＣＰＵ、３６…プログラムメモリ、３７…ワークメモリ。
Claims (7)
- 被測定対象を撮像して得られた画像に含まれるエッジのうち、検出しようとするエッジを含むように所定の走査領域を前記画像に設定して、この走査領域の前記検出しようとするエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように光学系を調整すると共に、画素値が一様となった側から他方の側へ走査しながら、前記走査領域に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出方式において、
前記走査の開始位置の画素値を基準値とし、この基準値に対して画素値の大小方向に隔てられた値をそれぞれ境界値として定める境界値設定手段と、
前記走査領域内の画素値が前記境界値のうちの一方を通過した後の最初の極値を求めると共に、この極値及び前記基準値に基づいてエッジ検出のためのしきい値を定めるしきい値設定手段と、
前記走査領域内の画素値が前記しきい値を最初に通過する位置をエッジ位置として定めるエッジ位置検出手段と
を備えたことを特徴とするエッジ検出方式。 - 前記境界値設定手段は、
前記走査領域内の画素値に対して低域通過フィルタ処理を施すフィルタリング処理手段と、
このフィルタリング処理手段によって得られた画像において、前記走査領域内の画素値の最大値及び最小値をそれぞれ求める手段と、
前記基準値及び最大値の中間値並びに前記基準値及び最小値の中間値を前記境界値として定める手段と
を備えたものであることを特徴とする請求項１記載のエッジ検出方式。 - 前記境界値設定手段は、
前記走査の開始位置を含む前記画素値が一様である範囲内の画素値の前記基準値を中心としたバラツキ範囲に基づいて前記境界値を設定するものである
ことを特徴とする請求項１記載のエッジ検出方式。 - 前記検出しようとするエッジ位置が前記走査領域において画素値がしきい値を最初に上回る位置か下回る位置かの条件が予め与えられ、前記画素値がしきい値を最初に上回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記基準値を下回ったときにその画素値を前記基準値として更新すると共にしきい値を再設定し、前記画素値がしきい値を最初に下回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記基準値を上回ったときにその画素値を前記基準値として更新すると共にしきい値を再設定する更新手段
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１項記載のエッジ検出方式。 - 被測定対象を撮像して得られた画像に含まれるエッジのうち、検出しようとするエッジを含むように所定の走査領域を前記画像に設定して、この走査領域の前記検出しようとするエッジに対して一方の側の画素値が一様となるように光学系を調整すると共に、画素値が一様となった側から他方の側へ走査しながら、前記走査領域に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出方式において、
前記走査領域内の画素値に対して微分処理を施す微分処理手段と、
この微分処理手段によって得られた画像において、前記走査の開始位置の微分値を第１の基準値とし、この第１の基準値に対して画素値の大小方向に隔てられた値をそれぞれ境界値として定める境界値設定手段と、
前記走査領域内の微分値が前記境界値のうちの一方を通過した後の最初に零となる位置を求めることにより、前記走査領域内の画素値の極値を求めると共に、前記走査の開始位置の画素値を第２の基準値として、前記極値及び第２の基準値に基づいてエッジ検出のためのしきい値を定めるしきい値設定手段と、
前記走査領域内の画素値が前記しきい値を最初に通過する位置をエッジ位置として定めるエッジ位置検出手段と
を備えたことを特徴とするエッジ検出方式。 - 前記境界値設定手段は、
前記走査の開始位置を含む前記画素値が一様である範囲内の微分画像の画素値の前記第１の基準値を中心としたバラツキ範囲に基づいて前記境界値を設定するものである
ことを特徴とする請求項５記載のエッジ検出方式。 - 前記検出しようとするエッジ位置が前記走査領域において画素値がしきい値を最初に上回る位置か下回る位置かの条件が予め与えられ、前記画素値がしきい値を最初に上回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記第２の基準値を下回ったときにその画素値を前記第２の基準値として更新すると共にしきい値を再設定し、前記画素値がしきい値を最初に下回る位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記第２の基準値を上回ったときにその画素値を前記第２の基準値として更新すると共にしきい値を再設定する更新手段
を更に備えたことを特徴とする請求項５又は６項記載のエッジ検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14051296A JP3645656B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | エッジ検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14051296A JP3645656B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | エッジ検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09325011A JPH09325011A (ja) | 1997-12-16 |
| JP3645656B2 true JP3645656B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=15270379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14051296A Expired - Fee Related JP3645656B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | エッジ検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3645656B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008203182A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Yamatake Corp | エッジ検出装置 |
| US8917940B2 (en) * | 2013-04-26 | 2014-12-23 | Mitutoyo Corporation | Edge measurement video tool with robust edge discrimination margin |
| JP6764325B2 (ja) * | 2016-11-25 | 2020-09-30 | 花王株式会社 | 温熱マスクの加工検査方法 |
| CN113545185B (zh) * | 2019-03-14 | 2022-11-25 | 株式会社富士 | 对象体判定方法、对象体判定装置 |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP14051296A patent/JP3645656B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09325011A (ja) | 1997-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100239124A1 (en) | Image processing apparatus and method | |
| JP4309927B2 (ja) | まぶた検出装置及びプログラム | |
| JP2012021914A (ja) | 画像処理装置及び外観検査方法 | |
| US11087456B2 (en) | Image inspection apparatus and setting method for image inspection apparatus | |
| US20060274330A1 (en) | Image measuring system, image measuring method and image measuring program | |
| US20080044095A1 (en) | Method for binarizing a digital gray value image | |
| JP2009250844A (ja) | 三次元形状計測方法および三次元形状計測装置 | |
| JPH08114529A (ja) | ヘッドライトの光軸調整方法 | |
| JP3645656B2 (ja) | エッジ検出方式 | |
| JP3594026B2 (ja) | 曲面体の表面状態検査方法および基板検査装置 | |
| US11042977B2 (en) | Image inspection apparatus and setting method for image inspection apparatus | |
| JP3645643B2 (ja) | エッジ検出方式 | |
| JP5317556B2 (ja) | 電子線回折像の解析方法及び透過型電子顕微鏡 | |
| EP3169069A1 (en) | Systems and methods for imaging device interfaces | |
| JPH11283035A (ja) | 画像機器のフォーカス調整装置 | |
| CN111044261B (zh) | 眼底相机照明均匀性检测方法、装置、存储介质和系统 | |
| JP2010121955A (ja) | 高さ情報取得装置、高さ情報取得方法、及びプログラム | |
| JP2001091844A (ja) | 共焦点走査型顕微鏡 | |
| CN114270182A (zh) | 带电粒子束装置 | |
| JPH06105212B2 (ja) | ヘツドライトの主光軸検査方法 | |
| JPH06105209B2 (ja) | ヘツドライトの光軸調整方法及びその装置 | |
| JPH0512440A (ja) | エツジ検出装置 | |
| JP2006349416A (ja) | 表面性状測定機 | |
| JPH0695065B2 (ja) | 亀裂試験装置の亀裂進展追跡装置 | |
| KR900004371B1 (ko) | 헤드라이트의 광축조정방법 및 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050117 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050125 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050204 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |