JP3724659B2 - Image processing device - Google Patents
Image processing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3724659B2 JP3724659B2 JP03481396A JP3481396A JP3724659B2 JP 3724659 B2 JP3724659 B2 JP 3724659B2 JP 03481396 A JP03481396 A JP 03481396A JP 3481396 A JP3481396 A JP 3481396A JP 3724659 B2 JP3724659 B2 JP 3724659B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- imaging
- light source
- image
- pixel
- image frame
- 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
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 103
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 7
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばロボットハンドに装着した撮像手段から出力される二次元画像信号(画像フレーム信号)を処理して検査や対象認識や機器の動作制御などを行うための画像信号を得る画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開昭61ー293657号公報は、単一の照明条件下での一枚の画像フレーム信号ではどうしても避けることができない照明条件(正確には撮像領域中の背景又は撮像対象の反射状態)に起因する不要信号を軽減することを意図して、それぞれ異なる空間位置に配設されて撮像対象を照明する複数の光源と、各光源を個別に点灯制御する制御手段と、各光源の異なる点灯条件下で撮像対象を順次撮像して得た複数の画像フレーム信号を順次出力する撮像手段と、各画像フレーム信号をそれぞれ二値化処理する画像信号処理手段と、画像信号処理手段から出力された複数枚の二値化画像信号に基づいて撮像対象の良否を判定する判定手段とを備える画像処理装置(画像検査装置)を開示している。
【0003】
上記公報が具体的に開示する複数枚の二値化画像信号の処理方式は、以下の通りである。すなわち、各二値画像フレーム信号中の白領域(又は黒領域)の面積や周長や縦又は横の長さをそれぞれ計算し、それぞれ所定のしきい値と比較する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の判別方式は、上述したように照明方向を変えて撮像された複数枚の画像フレーム信号をあくまでも別々に良否判定し、それらの判定結果で最終判定する方法であるので、このような最終判定は、各画像フレーム信号個々の判定が全て良である場合には最終的に良と判定するということにならざるを得ず、結局、照明光の照射方向を変えて複数回検査するに過ぎない。
【0005】
しかしながら、このような単に照明光の照射方向を変えて複数回検査するだけでは、照明光の照射方向の関係で不要反射光や不要な影の関係で撮像対象の画像(検査画像)や背景画像中にどうしても混入する不要信号の除去は困難であり、これら不要信号の存在を前提とした画像判定を行わざるを得ない。
もちろん、不要反射(特に平滑面での光源の反射)及び影の生成をさけるために面光源の採用などの工夫は可能であるが、撮像対象の検査などでは斜め光など所定方向から光を撮像対象に照射して輪郭強調したい場合や、生産現場におけるレイアウト上、スポット光源を採用せざるを得ない場合などがあり、このような場合において上述した不要反射や影の生成が生じてしまう。
【0006】
また、上記公報の多重検査方式には、画像メモリなどの画像信号処理部の回路規模が大きくなり、かつ、処理時間が長くなるという欠点がある。
一例を挙げて具体的に説明すると、例えばある斜め角度から撮像対象周辺を照明する場合、撮像対象のある面又は撮像対象が載置された支持台の表面にオイルが付着していたりすると、本来散乱すべき照明光が全反射してTVカメラに入射し、本来は黒領域となるべき筈の領域が白領域となってしまうことがある。このような偽信号の除去処理は面倒であり、複雑な画像処理を必要とする。
【0007】
また、オイル面だけでなく、照明方向によっては撮像対象やそれを載置する載置台自体の不要反射光が生じる場合があり、上記と同様の問題が生じる。
更に上述した不要反射や影の生成は、画像検査だけでなく対象を撮像して画像認識する際にも同じように問題となっている。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、複雑な画像処理及び大規模な装置を用いることなく、照明条件に起因する不所望な信号の除去を正確に除去可能な画像処理装置を提供することを、その第1の目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の構成では、撮像手段の両側に第1、第2の光源が配設され、それらと異なる位置で撮像手段の両側に第3、第4の光源が配設される。第1の撮像期間に第1、第2の光源を点灯し、第2の撮像期間に第3、第4の光源を点灯して得た第1、第2の画像フレーム信号を画素毎に二値化して、画素毎に論理積演算する。このようにすれば、以下の作用効果を奏する。
【0016】
ロボットハンドにカメラ(撮像手段)や光源を配設することはハンドがカメラの視野や光源の照明野に入らないなどの点で実用上極めて有利であるが、ハンドの動作自由度の確保という観点からはカメラの付設だけでもかなりの負担であり、一様照明光源又は大きな面状光源をハンドに設けることは用いることは極めて困難であり、ロボットハンドに配設する光源としては小型スポットライトの如き点状光源が最も好適である。
【0017】
しかし、このような点状光源(非一様照明光源)からの放射光が研削面やその上の油面などの平滑面で反射する場合、同一平面を撮像したとしても、そのある領域(以下、てかり領域ともいう)ではこの反射光の入射により明度が極めて高くなる(二値化信号として本来黒くなる部分が白くなる)。照明光として光源(非一様照明光源)光を用いる場合に特有なこの問題は、異なる撮像期間の信号である二つの画像フレーム信号を画素毎に二値化した後、それらの論理積を取ることにより上述したように解決される。
【0018】
けれども、点状光源をカメラの一側方に配設すると、カメラを挟んで点状光源と反対側のワーク表面からカメラに入射する反射光量が、カメラ側のワーク表面からカメラに入射する反射光量より著しく減少してしまう。また、ワークに凹凸や段差があると影が生じてこの影の部分における画素の信号は上記論理積により黒となってしまい、正常なワーク画像が得られない。
【0019】
影を減らし、また、点状光源との位置関係によるカメラへの反射光量のばらつきを減らすには、点状光源をカメラの周囲に複数配設し、それらを同時に点灯して撮像を行えばよい。しかし、このようにすると、第1、第2画像フレーム信号中のてかり(高輝点)領域の個数が増加するので、両画像フレーム信号のてかり領域がオーバラップする可能性が増大してしまう。このオーバラップが生じると、上記論理積処理ではてかり領域を除去することができない。
【0020】
すなわち、上記したロボットハンドに設けた同時点灯光源の数が少ないと無用な影やワーク各部における明度ばらつき(カメラから見た)が生じ、これら同時点灯光源の数が増えると両画像フレーム信号のてかり(高輝点)領域がオーバラップして論理積処理によりそれを除去ができない。
本構成はこの問題を改善するためになされたものであり、撮像手段の両側に同時点灯の第1、第2の光源を配設し、それらと異なる位置(好ましくはそれらと直角配置位置)にて撮像手段の両側に同時点灯の第3、第4の光源を配設する。このようにすれば、両画像フレーム信号中の影を効果的に減らすことができ、更に両画像フレーム信号のてかり領域(高輝点領域)のオーバラップを効果的に減らすことができ、高品質のワーク画像を得ることができる。
【0021】
更に、本構成では、論理積演算という二値情報処理によりてかりを除去できるので、各画素信号の記憶や処理が簡単となる。
本発明の第2の構成によれば、ロボットハンドの先端部において撮像手段の横側に光源を設け、この光源を点灯して得た画像フレーム信号を画素毎に二値化して二値化画像フレーム信号を得る。特に本構成では、予め画素毎にしきい値レベルを個別に記憶しておき、それを用いて画像フレーム信号を画素毎に二値化する。このようにすれば、以下の作用効果を奏する。
【0022】
ロボットハンドにカメラ(撮像手段)や光源を配設することはハンドがカメラの視野や光源の照明野に入らないなどの点で実用上極めて有利であるが、ハンドの動作自由度の確保という観点からはカメラの付設だけでもかなりの負担であり、一様照明光源や大きな面状光源をハンドに設けることは用いることは極めて困難であり、ロボットハンドに配設する光源としては小型スポットライトの如き点状光源が最も好適である。
【0023】
しかし、このような点状光源(非一様照明光源)から放射され、ワークや背景から反射してカメラに入射する反射光は、カメラと光源との中間点から反射する場合に最も大きく、カメラの光軸から離れるにつれて急激に低下し、その結果としてカメラに入射する反射光量がばらつくいてしまう。
本構成は、ロボットハンドに設けた光源場合におけるこの問題を解決するためになされたものであり、予め記憶するしきい値レベルにより画素毎に二値化処理を行うので、上記した入射光量が画素毎にばらつくという問題は解決される。
【0024】
本発明の第3の構成では、撮像手段の一側に配設された第1の光源と撮像手段の他側(前記一側と異なる側)に配設された第2の光源とを順次に点灯して第1、第2の画像フレーム信号を順次取り出し、これら両画像フレーム信号を画素毎に二値化し、画素毎に論理積演算して、上述したてかりを除去する。特に、本構成では、両画像フレーム信号の同一画素の信号を異なるしきい値レベルで個別に二値化するので、以下の作用効果を奏する。
【0025】
ロボットハンドにカメラ(撮像手段)や光源を配設することはハンドがカメラの視野や光源の照明野に入らないなどの点で実用上極めて有利であるが、ハンドの動作自由度の確保という観点からはカメラの付設だけでもかなりの負担であり、大きな面状光源をハンドに設けることは用いることは極めて困難であり、ロボットハンドに配設する光源としては小型スポットライトの如き点状光源が最も好適である。
【0026】
しかし、このような点状光源からの放射光が研削面やその上の油面などの平滑面で反射する場合、同一平面を撮像したとしても、そのある領域(以下、てかり領域ともいう)ではこの反射光の入射により明度が極めて高くなる(二値化信号として本来黒くなる部分が白くなる)。照明光として点状光源(非一様光源)光を用いる場合に特有なこの問題は、異なる撮像期間の信号である二つの画像フレーム信号を画素毎に二値化した後、それらの論理積を取ることにより上述したように解決される。
【0027】
けれども第1光源と第2の光源との位置が異なるために、これら光源から撮像領域中の所定地点で反射してカメラ(撮像手段)に入射する反射光量が大きく異なって、異なる二値レベルに変換されてしまう場合があることがわかった。
本構成はこの問題を解決するためになされたものであって、予め両画像フレーム信号の同一画素に対して異なるしきい値レベルを記憶しておき、これらしきい値レベルにより両画像フレーム信号を別々に二値化して、上記問題を解決する。
【0028】
本発明の第4の構成では、撮像手段の一側に配設された第1の光源と撮像手段の他側に配設された第2の光源とを順次に点灯して第1、第2の画像フレーム信号を順次取り出し、これら両画像フレーム信号を画素毎に二値化して、画素毎に論理積演算して、上述のごとくてかりを除去する。特に、本構成では画像フレーム信号全体の平均信号レベルに関連する状態量を抽出し、二値化された画像フレーム信号中の白画素の数が所定の基準数に接近する方向へ上記状態量に基づいて各画素毎のしきい値レベルを同じだけシフトする。このようにすれば、以下の作用効果を奏する。
【0029】
ロボットハンドにカメラ(撮像手段)や光源を配設することはハンドがカメラの視野や光源の照明野に入らないなどの点で実用上極めて有利であるが、ハンドの動作自由度の確保という観点からはカメラの付設だけでもかなりの負担であり、一様照明光源や大きな面状光源をハンドに設けることは用いることは極めて困難であり、ロボットハンドに配設する光源としては小型スポットライトの如き点状光源が最も好適である。
【0030】
しかし、上述のようにロボットハンドに固定したカメラ及び光源のセットによりワークを撮像する場合、ワークの姿勢やハンドの姿勢が微妙に変化することに起因して点状光源から放射され、ワーク表面で反射されてカメラ(撮像手段)の各画素に入射する反射光量が一律に変化する場合がある。例えば互いに平行なカメラ及び点状光源の光軸に対してワークの反射面が僅かに傾くとその分、この反射面からカメラに入射する反射光量は各画素毎に多少のばらつきは存在するものの大体一律に変化する。
【0031】
本構成はこの問題を解決するためになされたものであって、画像フレーム信号全体の平均信号レベルの変化量を抽出し、それに応じて各画素毎のしきい値レベルを同じだけシフトして、この平均信号レベルの変化を相殺(補償)する。
本構成では更に、二値化された画像フレーム信号中の白画素の数が所定の基準値となるようにしきい値レベルを変化させるので、上記したようなカメラに入射する反射光量の全体的な変化を簡単に一定化できるとともに、上記てかりのように一部の画素から大きな反射光量が入射する場合でもそれがこの反射光量の全体的な変化を変動させるという問題を阻止することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
(構成説明)
本発明の画像処理装置の一実施例を図1〜図4を参照して説明する。図1はこの画像処理装置の要部を示す側面図であり、図2はこの画像処理装置に用いる光源装置10の平面配置を示す配置図であり、図3はこの画像処理装置のブロック回路図であり、図4はこの画像処理装置の特徴である論理積処理を説明する説明図である。
【0034】
この画像処理装置は、図3に示すように、TVカメラ(撮像手段)1と、光源21〜24と、TVカメラ1から出力された画像フレーム信号を信号処理して処理画像信号を出力する画像信号処理回路(画像信号処理手段)3と、前記処理画像信号を信号処理して撮像対象の良否を判定する画像信号プロセッサ4と、タイミングコントローラ(点灯制御手段)5とを備えている。
【0035】
鉛直に垂下する光軸をもつTVカメラ1はパレット6上の所定の立体形状のプレス打ち抜き品(撮像対象)7を撮像しており、TVカメラ1の側方、前後左右には光源21〜24が個別に配設されている。更に説明すると、TVカメラ1は光源21〜24と一体に形成されてパレット6上のプレス打ち抜き品7に対し前後左右(水平方向に)相対移動可能となっている。また、このパレット6の上面には油膜8が付着しており、プレス打ち抜き品7の上面にも油膜80が付着しているものとする。
【0036】
画像信号処理回路3は、TVカメラ1から出力された画像フレーム信号を画素毎に二値化して二値化画像フレーム信号として出力するコンパレータ31と、コンパレータ31から出力される二値化画像フレーム信号を1フレーム分だけ記憶するフレームメモリ32と、フレームメモリ32からリードされた読出二値化画像フレーム信号とコンパレータ31から出力された二値化画像フレーム信号とを画素毎に論理積演算するアンド回路33とからなる。
【0037】
画像信号プロセッサ4は、内蔵する画像処理プログラム及び判定プログラムに基づいて入力信号から所定の検査量を算出するものであるが、その判定ルーチン自体は本実施例の要旨では無いのでこれ以上の詳細説明は省略する。
タイミングコントローラ5は、TVカメラ1、光源21〜24、フレームメモリ32をタイミング制御する回路であるが、その具体的な回路説明は省略する。
【0038】
光源21〜24は、TVカメラ1の光軸を中心としてそれと直角かつ互いに90度離れて配設され、タイミングコントローラ5に制御されて、第1の画像フレーム信号を得る第1の撮像期間に光源21、23が点灯され、第2の画像フレーム信号を得る第2の撮像期間に光源22、24が点灯される。なお、本実施例では、光源21、23はTVカメラ1を挟んで対称配置されるので、それらの点灯によりTVカメラ1の光軸直下に存在するプレス打ち抜き品7の影が生じにくい。同様に、光源22、24はTVカメラ1を挟んで対称配置されるので、それらの点灯によりTVカメラ1の光軸直下に存在するプレス打ち抜き品7の影が生じにくい。
【0039】
(動作説明)
TVカメラ1がパレット6の直上に静止すると、外部のコントローラ(図示せず)からタイミングコントローラ5へスタート信号が出力され、タイミングコントローラ5はこのスタート信号に基づいて、TVカメラ1の左右の光源21、23を点灯しつつTVカメラ1にパレット6の上面及びパレット6に載置されたプレス打ち抜き品7の撮像を指令し、TVカメラ1は1フレーム分の第1の画像フレーム信号Aをシリアルに出力する。この信号出力はタイミングコントローラ4からTVカメラ1への垂直、水平同期信号に同期して実行され、第1の画像フレーム信号は所定のしきい値を有するコンパレータ31で二値化されてフレームメモリ32に格納される。なお、この撮像期間中、タイミングコントローラ4は点灯信号Wを出力し、点灯がなされる。
【0040】
その後、上記した二値化画像フレーム信号のフレームメモリ32への格納が終了すると、タイミングコントローラ4は、TVカメラ1の前後の光源22、24を点灯しつつTVカメラ1に再び撮像を指令し、TVカメラ1は1フレーム分の第2の画像フレーム信号Bを上記と同様にシリアルに出力し、第2の画像フレーム信号Bもコンパレータ31で二値化される。
【0041】
タイミングコントローラ4は、上記画像フレーム信号出力時にフレームメモリ32へリード信号R及び上述の垂直、水平同期信号を出力し、これによりフレームメモリ32は第1二値化画像フレーム信号Aを、コンパレータ31から出力される二値化画像フレーム信号Bと同じ画素タイミングで読み出す。
このようにして同期が取られて出力される2枚の二値化画像フレーム信号A、Bは、アンド回路33で画素毎に論理積演算され、その出力すなわち二値化画像フレーム信号の論理積信号は画像信号プロセッサ4に出力されてその更なる処理が行われる。
【0042】
次に、上記した論理積演算の作用効果を図4を参照して説明する。
図4中、(a)は第1二値化画像フレーム信号が表す画像Aを示し、71、72はパレット6の上面に付着した油膜8により集中反射した光源21、23の像である。図4中、(b)は第2二値化画像フレーム信号が表す画像Bを示し、73、74はパレット6の上面に付着した油膜8により集中反射した光源22、24の像である。
【0043】
各光源21〜24は互いに離れて配置されているので、その像71〜74は油膜8上の異なる部位に形成される。したがって、画像aと画像bとを同一画素毎に論理積演算することにより、図4中、(c)に示すように、油膜8による集中反射を極めて簡単に除去することができる。
(変形態様)
図5に各光源21〜24の異なる配置例を示す。(a)は各光源21〜24をTVカメラ1を重心とする長方形の各頂点に配置したものであり、(b)は各光源21〜24をTVカメラ1の光軸Mと直角に交差する水平線上に配設したものである。なお、順次点灯する光源の組合せは光軸Mを中心としてとして線対称であれば(すなわち、TVカメラ1を挟んでその両側に配設されれば)、光源の個数、形状、配置パタンも自由である。例えば各光源21〜24は、スポットライトのような光源の他、蛍光灯のような線状光源やリング状光源でもよい、また同軸状に配設されたリング状光源の採用も可能である。
(実施例2)
他の実施例を図3及び図6を参照して説明する。
【0044】
本実施例では、光源21〜24は常時点灯されてパレット6全体を照明する。TVカメラ1は例えばロボットハンドのような図示しないアクチエータにより水平方向の前後又は左右又はその両方に光源とは独立に移動される。
例えば、TVカメラ1を前進させて上記画像aを求め、TVカメラ1を後退させて上記画像bを求める。このようにすれば、光源21〜24の油膜8の表面における反射位置が移動するので、上記論理積画像cでは光源21〜24の反射画像を除去することができる。
【0045】
ただ、本実施例では、TVカメラ1の移動により画像フレーム信号の座標位置が同方向又は反対方向へ移動するので、その分を画面全体を逆方向へシフトして、両画像フレーム信号が形成する一対の画像内の二つの打ち抜きプレス品(撮像対象)の画像の画素座標位置を一致させる。すなわち、両画像a,bの同一画素信号が同一タイミングでアンド回路33に入力されるように制御する。
【0046】
この画像シフトは、本実施例では、フレームメモリ32からの記憶画像フレーム信号の読出しタイミングを調節して行っている。
すなわち、二つの撮像位置におけるTVカメラ1の撮像面の垂直方向及び水平方向及び向きがそれぞれ一致していれば、フレームメモリ32からの記憶画像フレーム信号の読出しタイミングを調節することにより、簡単にTVカメラ1の移動に伴う撮像対象の仮想画像空間上の画素座標位置を一致させることができる。
【0047】
更に本実施例によれば、上記両画像フレーム信号a,bの論理積を取る。このようにすれば、以下の作用効果も奏する。すなわち、背景が黒(0)で、撮像対象が白(1)となるように二値化する場合、TVカメラ1の撮像位置が異なると、撮像対象が立体の場合、撮像対象の上面の形状は両画像フレーム信号で一致するが、側面(壁面)の見え方が異なるために、撮像対象の形状が両画像フレーム信号で異なることになる。しかし、本実施例では、両画像フレーム信号の論理積をとるので、互いに異なる位置にて白領域となる撮像対象の側面は論理積操作により黒(0)となり、除去することができ、いわゆる視差に伴う撮像対象の形状差を除去することができる。
【0048】
なお、本実施例においても、各撮像位置での撮像時の点灯光源を変更することもできる。すなわち、TVカメラ1が第1の撮像位置で撮像する時に、第1群のランプ群を点灯し、TVカメラ2が第2の撮像位置で撮像する時に、第2群のランプ群を点灯する。もちろん、第1群のランプと第2群のランプとは異なる点灯位置を有する。このようにして、両画像フレーム信号a,bの論理積処理を画素毎に実行すれば、ある場合には更に良好にTVカメラへ入力する不要反射像を除去することが可能となる。
(実施例3)
他の実施例を図7を参照して説明する。
【0049】
本実施例では、図3のアンド回路33を、コンパレータ334、アナログゲート回路335、336に変更するとともに、コンパレータ31の位置を変更したものである。なお、フレームメモリ32は8ビット(256階調)の画像メモリであって、その入力端にはA/Dコンバータ(図示せず)が、その出力端にはD/Aコンバータ(図示せず)が設置されている。
【0050】
以下、この回路の動作を説明する。
実施例1と同じ書き込み動作で8ビットの明暗情報を有する第1の画像フレーム信号(画像)aがフレームメモリ32に書き込まれた後、TVカメラ1からアナログ信号である画像フレーム信号(画像)bが出力され、両画像a,bは画素毎に順番にコンパレータ334で比較される。そして、画像aの画素信号が大きい時(明るい時)、コンパレータ334はハイレベルを出力してアナログゲート335を導通させ、アナログゲート336を遮断する。この結果、暗い方の画素信号である画像bの画素信号が選択される。
【0051】
同様に、画像aの画素信号が小さい時(暗い時)、コンパレータ334はローレベルを出力してアナログゲート335を遮断し、アナログゲート336を導通させる。この結果、暗い方の画素信号である画像aの画素信号が選択される。両アナログゲートの信号はコンパレータ31で二値化されて回路4に出力される。
このようにすれば、実施例1と同じ作用効果を奏することができる。
(実施例4)
他の実施例を図8及び図9を参照して説明する。
【0052】
この実施例は、実施例2の変形実施例であり、TVカメラ1を上記したようにロボットハンドなどで移動する代わりに予め2つの撮像位置に各1個のTVカメラ1a、1bを個別に配設するものである。このようにすれば、実施例2と同様の効果を奏することができる。
図9を参照してこの画像処理装置の動作を説明すると、TVカメラ1a,1bから出力されたアナログ画像フレーム信号はそれぞれ二値化回路31a、31bで個別に二値化され、二値化画像フレーム信号aは遅延回路32aで所定時間遅延された二値化画像フレーム信号bと、アンド回路4で論理積処理される。
【0053】
この回路動作及び作用効果自体は実施例2と同じであるので、これ以上の説明を省略する。
なお、本実施例において、遅延回路32aは可変遅延回路であって、TVカメラ1の撮像位置などの変更に伴って適宜、遅延時間の可変が可能となっている。
(実施例5)
他の実施例を図10〜12を参照して説明する。
【0054】
この実施例は、実施例4の変形実施例であり、TVカメラ1を2個設ける代わりに、二重潜望鏡形式のミラー装置(又はプリズム装置)9を用いて1個のTVカメラ1の撮像面の左右に2つの撮像位置で撮像したと同様な信号光を入射させるようにしたものである。ミラー装置9において、90は角筒状の鏡胴体であり、91〜94はミラーである。
【0055】
図11に、TVカメラ1の撮像面100を示す。撮像面100の左半分100Lには、ミラー91から入射した信号光が入射し、撮像面100の右半分100Rには、ミラー93から入射した信号光が入射するようになっている。
図12により、この画像処理装置の動作を説明する。
TVカメラ1から出力された画像フレーム信号は二値化回路31で二値化された後、遅延回路32で所定時間遅延された二値化画像フレーム信号bと、遅延されない二値化画像フレーム信号aとに分けられ、これらの二値化画像フレーム信号a,bの論理積がアンド回路4で取られる。
【0056】
この回路動作及び作用効果自体は実施例2と同じであるので、これ以上の説明を省略する。
(実施例6)
他の実施例を図13〜図17を参照して説明する。本実施例は、TVカメラ(撮像手段)1と、その周囲の4つの光源21〜24と、光源21〜24を駆動制御するタイミングコントローラ5と、TVカメラ1から出力された画像フレーム信号を画素毎にA/D変換するA/Dコンバータ10と、A/Dコンバータ10から出力されるデジタル画像フレーム信号をストアし、信号処理して処理画像信号を出力するマイコン(画像信号処理手段、しきい値レベル記憶手段、全体明度正規化手段)30とからなる。タイミングコントローラ5はマイコン30によって制御され、TVカメラ1は水平同期信号及び垂直同期信号をマイコン30に出力する。
【0057】
以下、マイコン30の動作を図14〜図17のフローチャートを参照して説明する。
まず、電源オンにより各部の初期設定動作を行い(100)、外部よりの撮像指令が入力されたかどうかを調べ(102)、それが入力されるまで待機し、入力されればTVカメラ1の両側に配設された第1、第2の光源21、22を点灯させる(104)とともに、このステップ104の点灯指令から照度が安定する所定時間後(105)、垂直同期信号に同期してTVカメラ1から1フレームのデジタル画像信号である第1画像フレーム信号S1を読み込んで第1フレームメモリにストアし(106)、第1、第2の光源21、22を消灯させる(107)。
【0058】
次に、TVカメラ1の両側に配設された第3、第4の光源23、24を点灯させる(108)とともに、このステップ108の点灯指令から照度が安定する所定時間後(109)、垂直同期信号に同期してTVカメラ1から1フレームのデジタル画像信号である第2画像フレーム信号S2を読み込んで第2フレームメモリにストアし(110)、第3、第4の光源23、24を消灯させる(112)。なお、光源23、24はカメラ光軸を中心として光源21、22に対して直角に配設されている。
【0059】
ここで、マイコン30には第1しきい値メモリが内蔵されており、この第1のしきい値メモリは上記した第1画像フレーム信号S1を画素毎に二値化するための第1しきい値信号VtS1をストアしているものとする。
次に、第1画像フレーム信号S1のi番地の画素信号S1PCiを第1フレームメモリから読み出し、それと同期して第1しきい値信号VtS1のi番地の画素信号VtS1iを第1しきい値メモリから読み出し、両者の大小を比較する(200)。なお、iは最初は0とされている。
【0060】
もしS1PCiがVtS1iより大きければ、第1の二値画像メモリのi番地に1をストアし(202)、ステップ206に進む。ステップ200にてS1PCiがVtS1iより大きくなければ、第1の二値画像メモリのi番地に0をストアし(203)、ステップ206に進む。
ステップ206では番地数iに1を加え、その後、iが撮像領域(第1の二値画像メモリ)の最終番地かどうかを調べ(208)、そうでなければステップ200にリターンする。iが撮像領域の最終番地であれば、iを0にリセットして(210)、ステップ212に進む。
【0061】
次に、第2画像フレーム信号S2のi番地の画素信号S2PCiを第2フレームメモリから読み出し、それと同期して第2しきい値信号VtS2のi番地の画素信号VtS2iを第2しきい値メモリから読み出し、両者の大小を比較する(212)。
もしS2PCiがVtS2iより大きければ、第2の二値画像メモリのi番地に1をストアし(214)、ステップ218に進む。ステップ212にてS2PCiがVtS2iより大きくなければ、第2の二値画像メモリのi番地に0をストアし(215)、ステップ218に進む。
【0062】
ステップ218では番地数iに1を加え、その後、iが撮像領域(第2の二値画像メモリ)の最終番地かどうかを調べ(220)、そうでなければステップ212にリターンする。iが撮像領域の最終番地であれば、iを0にリセットして(222)、ステップ400に進む。
以下、第1の二値画像メモリに記憶された第1二値化画像フレーム信号をS1’と呼び、そのi番地の値をS1PCi’と呼び、第2の二値画像メモリに記憶された第2二値化画像フレーム信号をS2’と呼び、そのi番地の値をS2PCi’と呼ぶ。
【0063】
ステップ400は、上記各ルーチンにより好適な反射光量にて二値化されたi番地の第1二値化画像フレーム信号S1PCi’とi番地の第2二値化画像フレーム信号S2PCi’との論理積演算を行うステップであって、S1PCi’とS2PCi’との両方が1(白)であれば、第1の二値化画像メモリのi番地に1をライトし(402)、内蔵する累積白番地数をカウントする白カウンタのカウント値Nに1を加えてステップ406へ進み、S1PCi’とS2PCi’との両方が1(白)でなければ第1の二値化画像メモリのi番地に0をライトし(404)、iに1を加え(406)、iが最終番地iendかどうかを調べ(408)、そうでなければステップ400にリターンし、そうでなければステップ300へ進む。
【0064】
ステップ300では、累積白番地数Nが予め記憶する好適範囲(Nmin<N<Nmax)の範囲内かどうかを調べ、Nがその所定の最小値Nmin以下であれば、しきい値が全体的に高く(反射光量が全体的に少な過ぎ)、不適当と判定して、ステップ302に進む。
ステップ302〜308はしきい値記憶用のメモリにストアされている第1しきい値信号VtS1及び第2しきい値信号VtS2の全番地の画素信号VtS1i、VtS2i(i=0〜iend)をそれぞれ小さい一定値ΔVtだけ減らすルーチンであって、まず、i番地の二つの画素信号VtS1、iVtS2iからそれぞれΔVtを減算し(302)、iに1を加え(304)、iがiendに達したかどうかを調べ(306)、達していなければステップ302にリターンし、達していればiを0にリセットして(308)、ステップ200へリターンする。
【0065】
ステップ300にてNがその所定の最大値Nmax以上であれば、しきい値が全体的に低く(反射光量が全体的に多過ぎ)、不適当と判定してステップ312に進む。
ステップ312〜318は上述したステップ302〜308とルーチン構造は本質的に同じであり、第1しきい値信号VtS1及び第2しきい値信号VtS2の全番地の画素信号VtS1i、VtS2i(i=0〜iend)をそれぞれ小さい一定値ΔVtだけ増やすルーチンであるので、これ以上の説明は省略する。
【0066】
更に、ステップ300にてNが上記範囲内であれば、ルーチンを終了する。
これにより第3の二値化画像メモリには上記した画素毎に最適なしきい値により二値化された明暗画像を用いててかりを除去するので、正確なワーク形状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の画像処理装置の要部を示す側面図である。
【図2】図1の画像処理装置に用いる光源の配置図である。
【図3】図1の画像処理装置のブロック図である。
【図4】実施例1の画像処理を表す説明図である。
【図5】図2の光源配置の変形例を示す配置図である。
【図6】実施例2の画像処理装置の要部を示す斜視図である。
【図7】実施例3の要部を示す論理回路図である。
【図8】実施例4の画像処理装置の要部を示す正面図である。
【図9】実施例4の要部を示すブロック回路図である。
【図10】実施例5の画像処理装置の要部を示す一部破断正面図である。
【図11】実施例5のTVカメラ1の撮像面を示す図である。
【図12】実施例5の要部を示すブロック回路図である。
【図13】実施例6を示すブロック回路図である。
【図14】図13の回路の動作を示すフローチャートである。
【図15】図13の回路の動作を示すフローチャートである。
【図16】図13の回路の動作を示すフローチャートである。
【図17】図13の回路の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1はTVカメラ(撮像手段)21〜24は光源、3は画像信号処理回路(画像信号処理手段)、5はタイミングコントローラ(制御手段)、7はプレス打ち抜き品(撮像対象)である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus that processes a two-dimensional image signal (image frame signal) output from an imaging means attached to a robot hand, for example, and obtains an image signal for performing inspection, object recognition, device operation control, and the like. About.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-293657 is caused by illumination conditions that cannot be avoided with a single image frame signal under a single illumination condition (exactly, the background in the imaging region or the reflection state of the imaging object). In order to reduce unnecessary signals, a plurality of light sources that are arranged in different spatial positions and illuminate an imaging target, a control unit that individually controls lighting of each light source, and a different lighting condition of each light source An image pickup means for sequentially outputting a plurality of image frame signals obtained by sequentially picking up an image pickup object in
[0003]
The processing method of a plurality of binarized image signals specifically disclosed in the above publication is as follows. That is, the area, circumference, and vertical or horizontal length of the white area (or black area) in each binary image frame signal is calculated and compared with a predetermined threshold value.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The discriminant method of the above publication is a method for determining whether or not a plurality of image frame signals are captured by changing the illumination direction as described above, and finally making a final determination based on the determination results. Judgment is inevitably determined to be finally good when all the determinations of each image frame signal are good, and after all, it is merely inspected a plurality of times by changing the illumination light irradiation direction. Absent.
[0005]
However, simply by changing the illumination light irradiation direction and inspecting a plurality of times, the image to be imaged (inspection image) or background image due to unnecessary reflected light or unnecessary shadows due to the illumination light irradiation direction. It is difficult to remove unnecessary signals that are inevitably mixed therein, and image determination must be performed on the premise of the presence of these unnecessary signals.
Of course, in order to avoid unnecessary reflection (particularly reflection of the light source on a smooth surface) and generation of shadows, it is possible to devise the use of a surface light source, but in the inspection of the imaging target, light is captured from a predetermined direction such as oblique light. There are cases where it is desired to enhance the outline by irradiating the object, or there is a case where a spot light source must be employed in the layout at the production site. In such a case, generation of the above-described unnecessary reflection or shadow occurs.
[0006]
Further, the multiple inspection method disclosed in the above publication has the disadvantages that the circuit scale of an image signal processing unit such as an image memory becomes large and the processing time becomes long.
Specifically, for example, when illuminating the periphery of the imaging target from a certain oblique angle, if oil adheres to the surface of the imaging target or the surface of the support base on which the imaging target is placed, Illumination light to be scattered may be totally reflected and enter the TV camera, and a wrinkle region that should originally be a black region may become a white region. Such false signal removal processing is cumbersome and requires complex image processing.
[0007]
Further, depending on the illumination direction as well as the oil surface, unnecessary reflected light may be generated on the imaging target and the mounting table itself on which the imaging target is mounted, resulting in the same problem as described above.
Furthermore, the above-described generation of unnecessary reflections and shadows is a problem not only in image inspection but also in image recognition by capturing an object.
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an image processing apparatus capable of accurately removing unwanted signals due to illumination conditions without using complicated image processing and a large-scale apparatus. This is the first purpose.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In the first configuration of the present invention,First and second light sources are disposed on both sides of the imaging unit, and third and fourth light sources are disposed on both sides of the imaging unit at positions different from those. The first and second image frame signals obtained by turning on the first and second light sources during the first imaging period and turning on the third and fourth light sources during the second imaging period are obtained for each pixel. The data is converted into a logical product for each pixel. If it does in this way, there will be the following effects.
[0016]
Although it is extremely advantageous from a practical point of view that the camera (imaging means) and the light source are arranged in the robot hand in that the hand does not enter the field of view of the camera or the illumination field of the light source, the viewpoint of securing the freedom of movement of the hand Therefore, it is extremely difficult to install a uniform illumination light source or a large planar light source on the hand, and it is extremely difficult to use a hand with a large illumination light source. A point light source is most preferred.
[0017]
However, when the radiated light from such a point light source (non-uniform illumination light source) is reflected by a smooth surface such as a ground surface or an oil surface thereon, even if the same plane is imaged, a certain area (hereinafter referred to as the region) In this case, the brightness of the reflected light becomes extremely high (the part that is originally black as the binarized signal becomes white). This problem peculiar when light source (non-uniform illumination light source) light is used as illumination light is obtained by binarizing two image frame signals, which are signals of different imaging periods, for each pixel and then taking a logical product of them. This is solved as described above.
[0018]
However, if a point light source is placed on one side of the camera, the amount of reflected light incident on the camera from the work surface opposite to the point light source across the camera is reflected from the amount of reflected light incident on the camera from the work surface on the camera side. It will decrease more significantly. Further, if there is unevenness or a step in the work, a shadow is generated, and the pixel signal in this shadow portion becomes black due to the logical product, and a normal work image cannot be obtained.
[0019]
In order to reduce shadows and reduce variations in the amount of reflected light to the camera due to the positional relationship with the point light source, multiple point light sources may be provided around the camera and lighted at the same time for imaging. . However, if this is done, the number of shining (high bright spot) regions in the first and second image frame signals increases, so the possibility that the shining regions of both image frame signals overlap will increase. . If this overlap occurs, the above-mentioned logical product process cannot remove the margin area.
[0020]
That is, if the number of simultaneously lit light sources provided in the robot hand is small, useless shadows and variations in brightness in each part of the work (as viewed from the camera) occur. If the number of these simultaneously lit light sources increases, The key (high bright spot) area overlaps and cannot be removed by AND processing.
This configuration is made to remedy this problem, and the first and second light sources that are turned on simultaneously are arranged on both sides of the image pickup means, and they are located at positions different from those (preferably at positions perpendicular to them). The third and fourth light sources that are turned on simultaneously are arranged on both sides of the image pickup means. In this way, it is possible to effectively reduce the shadows in both image frame signals, and further reduce the overlap between the areas of the two image frame signals (high bright spot regions). Can be obtained.
[0021]
Further, in this configuration, since the scale can be removed by binary information processing called logical product operation, the storage and processing of each pixel signal is simplified.
First of the present invention2With this configuration, a light source is provided on the side of the imaging means at the tip of the robot hand, and an image frame signal obtained by turning on the light source is binarized for each pixel to obtain a binarized image frame signal. In particular, in this configuration, threshold levels are individually stored in advance for each pixel, and the image frame signal is binarized for each pixel using the threshold level. If it does in this way, there will be the following effects.
[0022]
Although it is extremely advantageous from a practical point of view that the camera (imaging means) and the light source are arranged in the robot hand in that the hand does not enter the field of view of the camera or the illumination field of the light source, the viewpoint of securing the freedom of movement of the hand Since it is quite a burden to install a camera alone, it is extremely difficult to use a uniform illumination light source or a large planar light source on the hand. A point light source is most preferred.
[0023]
However, the reflected light emitted from such a point light source (non-uniform illumination light source), reflected from the workpiece or background and incident on the camera is the largest when reflected from the midpoint between the camera and the light source. As the distance from the optical axis increases, the amount of reflected light that enters the camera varies.
This configuration is made in order to solve this problem in the case of a light source provided in a robot hand. Since the binarization process is performed for each pixel according to a threshold level stored in advance, the above-described incident light amount is the pixel. The problem of variation every time is solved.
[0024]
First of the present invention3In this configuration, the first light source disposed on one side of the imaging unit and the second light source disposed on the other side of the imaging unit (a side different from the one side) are sequentially turned on to perform the first. Then, the second image frame signal is sequentially taken out, the two image frame signals are binarized for each pixel, and a logical product operation is performed for each pixel to remove the above-described amount of light. In particular, in this configuration, since the signals of the same pixel of both image frame signals are individually binarized at different threshold levels, the following operational effects are obtained.
[0025]
Although it is extremely advantageous from a practical point of view that the camera (imaging means) and the light source are arranged in the robot hand in that the hand does not enter the field of view of the camera or the illumination field of the light source, the viewpoint of securing the freedom of movement of the hand Therefore, it is very difficult to install a large surface light source on the hand, and it is extremely difficult to use a large surface light source on the hand. A point light source such as a small spotlight is the most suitable light source for the robot hand. Is preferred.
[0026]
However, when the radiated light from such a point light source is reflected by a smooth surface such as a ground surface or an oil surface thereon, even if the same plane is imaged, a certain region (hereinafter, also referred to as a telemetry region) Then, the lightness becomes extremely high by the incidence of the reflected light (the part that is originally black as the binarized signal becomes white). This problem peculiar when using point light source (non-uniform light source) light as illumination light is that two image frame signals that are signals of different imaging periods are binarized for each pixel, and then the logical product of them is calculated. This is solved as described above.
[0027]
However, since the positions of the first light source and the second light source are different, the amount of reflected light that is reflected from the light source at a predetermined point in the imaging region and is incident on the camera (imaging means) is greatly different and has different binary levels. It turned out that it might be converted.
This configuration has been made to solve this problem. Different threshold levels are stored in advance for the same pixel of both image frame signals, and both image frame signals are stored according to these threshold levels. The above problem is solved by binarizing separately.
[0028]
First of the present invention4In this configuration, the first and second image frame signals are obtained by sequentially lighting the first light source disposed on one side of the imaging unit and the second light source disposed on the other side of the imaging unit. The two image frame signals are sequentially extracted, binarized for each pixel, and subjected to a logical product operation for each pixel to remove the fog as described above. In particular, in this configuration, a state quantity related to the average signal level of the entire image frame signal is extracted, and the state quantity is set in a direction in which the number of white pixels in the binarized image frame signal approaches a predetermined reference number. Based on this, the threshold level for each pixel is shifted by the same amount. If it does in this way, there will be the following effects.
[0029]
Although it is extremely advantageous from a practical point of view that the camera (imaging means) and the light source are arranged in the robot hand in that the hand does not enter the field of view of the camera or the illumination field of the light source, the viewpoint of securing the freedom of movement of the hand Since it is quite a burden to install a camera alone, it is extremely difficult to use a uniform illumination light source or a large planar light source on the hand. A point light source is most preferred.
[0030]
However, when a workpiece is imaged with a set of a camera and a light source fixed to the robot hand as described above, the point light source is radiated from the point light source due to slight changes in the posture of the workpiece and the posture of the hand. The amount of reflected light that is reflected and incident on each pixel of the camera (imaging means) may change uniformly. For example, if the reflecting surface of the work is slightly inclined with respect to the optical axes of the parallel camera and the point light source, the amount of reflected light incident on the camera from the reflecting surface will vary slightly for each pixel. It changes uniformly.
[0031]
This configuration is made to solve this problem, and extracts the amount of change in the average signal level of the entire image frame signal, and accordingly shifts the threshold level for each pixel by the same amount, This change in average signal level is canceled (compensated).
In this configuration,Since the threshold level is changed so that the number of white pixels in the binarized image frame signal becomes a predetermined reference value, the overall change in the amount of reflected light incident on the camera as described above can be easily fixed. In addition, even when a large amount of reflected light is incident from a part of the pixels as in the case of the above-mentioned balance, it is possible to prevent the problem that this changes the overall change in the amount of reflected light.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
(Configuration explanation)
An embodiment of the image processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view showing a main part of the image processing apparatus, FIG. 2 is a layout diagram showing a planar arrangement of a
[0034]
As shown in FIG. 3, the image processing apparatus performs an image processing on an image frame signal output from the TV camera (imaging means) 1, the
[0035]
A
[0036]
The image signal processing circuit 3 binarizes the image frame signal output from the
[0037]
The image signal processor 4 calculates a predetermined inspection amount from the input signal based on the built-in image processing program and determination program, but the determination routine itself is not the gist of the present embodiment, so that further detailed description will be given. Is omitted.
The
[0038]
The
[0039]
(Description of operation)
When the
[0040]
Thereafter, when the storage of the binary image frame signal in the
[0041]
The timing controller 4 outputs the read signal R and the vertical and horizontal synchronization signals to the
The two binarized image frame signals A and B output in synchronization with each other in this manner are ANDed for each pixel by the AND
[0042]
Next, the effect of the above-mentioned AND operation will be described with reference to FIG.
4A shows the image A represented by the first binarized image frame signal, and 71 and 72 are images of the
[0043]
Since the
(Modification)
FIG. 5 shows different arrangement examples of the
(Example 2)
Another embodiment will be described with reference to FIGS.
[0044]
In this embodiment, the
For example, the
[0045]
However, in this embodiment, the coordinate position of the image frame signal is moved in the same direction or in the opposite direction by the movement of the
[0046]
In this embodiment, this image shift is performed by adjusting the read timing of the stored image frame signal from the
That is, if the vertical direction, the horizontal direction, and the direction of the imaging surface of the
[0047]
Further, according to this embodiment, the logical product of both the image frame signals a and b is obtained. In this way, the following effects can also be obtained. That is, when binarization is performed so that the background is black (0) and the imaging target is white (1), if the imaging position of the
[0048]
Also in the present embodiment, the lighting light source at the time of imaging at each imaging position can be changed. That is, when the
(Example 3)
Another embodiment will be described with reference to FIG.
[0049]
In this embodiment, the AND
[0050]
The operation of this circuit will be described below.
After the first image frame signal (image) a having 8-bit light and dark information is written to the
[0051]
Similarly, when the pixel signal of the image a is small (when dark), the
In this way, the same effect as Example 1 can be produced.
Example 4
Another embodiment will be described with reference to FIGS.
[0052]
This embodiment is a modified embodiment of the second embodiment. Instead of moving the
The operation of this image processing apparatus will be described with reference to FIG. 9. Analog image frame signals output from the
[0053]
Since the circuit operation and the operational effect itself are the same as those in the second embodiment, further explanation is omitted.
In this embodiment, the delay circuit 32a is a variable delay circuit, and the delay time can be appropriately changed in accordance with a change in the imaging position of the
(Example 5)
Another embodiment will be described with reference to FIGS.
[0054]
This embodiment is a modified embodiment of the fourth embodiment. Instead of providing two
[0055]
FIG. 11 shows the
The operation of this image processing apparatus will be described with reference to FIG.
The image frame signal output from the
[0056]
Since the circuit operation and the operational effect itself are the same as those in the second embodiment, further explanation is omitted.
(Example 6)
Another embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a TV camera (imaging means) 1, four surrounding
[0057]
Hereinafter, the operation of the
First, the initial setting operation of each part is performed by turning on the power (100), and it is checked whether an imaging command from the outside is input (102), and waits until it is input. The first and second
[0058]
Next, the third and fourth
[0059]
Here, the
Next, the pixel signal S1PCi at the i-th address of the first image frame signal S1 is read from the first frame memory, and the pixel signal VtS1i at the i-th address of the first threshold signal VtS1 is read from the first threshold memory in synchronism therewith. Read and compare the magnitudes of both (200). Note that i is initially 0.
[0060]
If S1PCi is larger than VtS1i, 1 is stored at address i of the first binary image memory (202), and the process proceeds to step 206. If S1PCi is not greater than VtS1i at
In
[0061]
Next, the pixel signal S2PCi at the address i of the second image frame signal S2 is read from the second frame memory, and the pixel signal VtS2i at the address i of the second threshold signal VtS2 is read from the second threshold memory in synchronization therewith. Read and compare the magnitudes of both (212).
If S2PCi is larger than VtS2i, 1 is stored at address i of the second binary image memory (214), and the process proceeds to step 218. If S2PCi is not larger than VtS2i at
[0062]
In
Hereinafter, the first binarized image frame signal stored in the first binary image memory is referred to as S1 ′, the value of the i address is referred to as S1PCi ′, and the first binary image frame signal stored in the second binary image memory is referred to as S1PCi ′. The binary image frame signal is called S2 ′, and the value at the i address is called S2PCi ′.
[0063]
Step 400 is a logical product of the first binarized image frame signal S1PCi ′ at address i binarized with a suitable amount of reflected light by the above routines and the second binarized image frame signal S2PCi ′ at address i. In this step, if both S1PCi ′ and S2PCi ′ are 1 (white), 1 is written to the i address of the first binarized image memory (402), and the built-in accumulated
[0064]
In
In
[0065]
If N is greater than or equal to the predetermined maximum value Nmax in
[0066]
Further, if N is within the above range in
As a result, the third binary image memory removes the scale using the light / dark image binarized with the optimum threshold value for each pixel as described above, so that an accurate work shape can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view illustrating a main part of an image processing apparatus according to a first embodiment.
2 is a layout diagram of light sources used in the image processing apparatus of FIG. 1. FIG.
3 is a block diagram of the image processing apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating image processing according to the first exemplary embodiment.
FIG. 5 is a layout diagram showing a modification of the light source layout of FIG. 2;
FIG. 6 is a perspective view illustrating a main part of the image processing apparatus according to the second embodiment.
FIG. 7 is a logic circuit diagram showing a main part of a third embodiment.
FIG. 8 is a front view illustrating a main part of an image processing apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a block circuit diagram showing a main part of a fourth embodiment.
FIG. 10 is a partially broken front view showing a main part of an image processing apparatus according to a fifth embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating an imaging surface of the
FIG. 12 is a block circuit diagram showing a main part of the fifth embodiment.
13 is a block circuit diagram showing Example 6. FIG.
14 is a flowchart showing the operation of the circuit of FIG.
15 is a flowchart showing the operation of the circuit of FIG.
16 is a flowchart showing the operation of the circuit of FIG.
17 is a flowchart showing the operation of the circuit of FIG.
[Explanation of symbols]
Claims (4)
前記撮像手段の両側に近接しつつ前記ロボットハンドの先端部に固定されて前記撮像対象を照明する第1、第2の光源と、
前記第1、第2の光源とは異なる部位にて前記撮像手段の両側に近接しつつ前記ロボットハンドの先端部に固定されて前記撮像対象を照明する第3、第4の光源と、
前記第1の撮像期間に前記第1、第2の光源を点灯して前記第3、第4の光源を消灯し、前記第2の撮像期間に前記第3、第4の光源を点灯して前記第1、第2の光源を消灯する点灯制御手段と、
前記第1、第2の画像フレーム信号を画素毎に二値化した後、画素毎に論理積演算する画像信号処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。An imaging unit that is fixed to the tip of the robot hand and sequentially outputs first and second image frame signals obtained by imaging the imaging target in the first and second imaging periods, respectively;
First and second light sources that illuminate the object to be imaged while being fixed to the tip of the robot hand while being close to both sides of the imaging means;
Third and fourth light sources that illuminate the imaging target by being fixed to the tip of the robot hand while being close to both sides of the imaging means at a site different from the first and second light sources,
The first and second light sources are turned on during the first imaging period, the third and fourth light sources are turned off, and the third and fourth light sources are turned on during the second imaging period. Lighting control means for turning off the first and second light sources;
Image signal processing means for binarizing the first and second image frame signals for each pixel and performing a logical product operation for each pixel;
An image processing apparatus comprising:
前記画像信号処理手段は、前記光源から放射され、ワークや背景から反射して前記撮像手段に入射する反射光量が各画素ごとにばらつくのに応じて各画素毎に前記しきい値レベルを個別に記憶するしきい値レベル記憶手段と、前記しきい値レベル記憶手段から読み出された各前記しきい値レベルと前記画像フレーム信号とを画素毎に比較する二値化手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。An imaging means for sequentially outputting image frame signals obtained by sequentially imaging an imaging target fixed to the tip of the robot hand; and an imaging means fixed to the tip of the robot hand in proximity to the imaging means. In an image processing apparatus comprising: a light source that illuminates; and an image signal processing unit that binarizes the image frame signal for each pixel at a predetermined threshold level.
The image signal processing means individually sets the threshold level for each pixel according to the amount of reflected light that is emitted from the light source , reflected from a work or background and incident on the imaging means varies for each pixel. Threshold level storage means for storing, and binarization means for comparing each of the threshold levels read from the threshold level storage means with the image frame signal for each pixel. An image processing apparatus.
前記撮像手段に近接しつつ前記ロボットハンドの先端部に固定されて前記撮像対象を照明する第1の光源と、
前記第1の光源とは異なる部位にて前記撮像手段に近接しつつ前記ロボットハンドの先端部に固定されて前記撮像対象を照明する第2の光源と、
前記第1の撮像期間に前記第1の光源を点灯して前記第2の光源を消灯し、前記第2の撮像期間に前記第2の光源を点灯して前記第1の光源を消灯する点灯制御手段と、
前記第1、第2の画像フレーム信号を所定のしきい値レベルで画素毎に二値化した後、画素毎に論理積演算する画像信号処理手段とを備え、
前記画像信号処理手段は、前記第1光源と前記第2の光源との位置が異なることに起因して前記両光源から撮像領域中の所定地点で反射して前記撮像手段に入射する反射光量が異なるのに応じて前記両画像フレーム信号の同一画素の信号を異なるしきい値レベルで別々に二値化することを特徴とする画像処理装置。An imaging unit that is fixed to the tip of the robot hand and sequentially outputs first and second image frame signals obtained by imaging the imaging target in the first and second imaging periods, respectively;
A first light source that is fixed to the tip of the robot hand and illuminates the imaging object, in proximity to the imaging means;
A second light source that illuminates the imaging target by being fixed to the tip of the robot hand while approaching the imaging means at a site different from the first light source;
Turn on the first light source and turn off the second light source during the first imaging period, turn on the second light source and turn off the first light source during the second imaging period Control means;
Image signal processing means for performing a logical product operation for each pixel after binarizing the first and second image frame signals for each pixel at a predetermined threshold level;
The image signal processing means has a reflected light quantity that is reflected at a predetermined point in the imaging region from the two light sources and incident on the imaging means due to the different positions of the first light source and the second light source. the image processing apparatus characterized by separately binarized at different threshold levels signals of the same pixel of the two images frame signal in accordance with the difference.
前記撮像手段に近接しつつ前記ロボットハンドの先端部に固定されて前記撮像対象を照明する第1の光源と、
前記第1の光源とは異なる部位にて前記撮像手段に近接しつつ前記ロボットハンドの先端部に固定されて前記撮像対象を照明する第2の光源と、
前記第1の撮像期間に前記第1の光源を点灯して前記第2の光源を消灯し、前記第2の撮像期間に前記第2の光源を点灯して前記第1の光源を消灯する点灯制御手段と、
前記第1、第2の画像フレーム信号を所定のしきい値レベルで画素毎に二値化した後、画素毎に論理積演算する画像信号処理手段とを備え、
前記画像信号処理手段は、二値化された前記画像フレーム信号中の白画素の数を抽出し、二値化された前記画像フレーム信号中の白画素の数が所定の基準数に接近する方向へ前記各画素毎のしきい値レベルを同じだけシフトする全体明度調整手段を備えることを特徴とする画像処理装置。An imaging unit that is fixed to the tip of the robot hand and sequentially outputs first and second image frame signals obtained by imaging the imaging target in the first and second imaging periods, respectively;
A first light source that is fixed to the tip of the robot hand and illuminates the imaging object, in proximity to the imaging means;
A second light source that illuminates the imaging target by being fixed to the tip of the robot hand while approaching the imaging means at a site different from the first light source;
Turn on the first light source and turn off the second light source during the first imaging period, turn on the second light source and turn off the first light source during the second imaging period Control means;
Image signal processing means for performing a logical product operation for each pixel after binarizing the first and second image frame signals for each pixel at a predetermined threshold level;
The image signal processing means extracts the number of white pixels in the binarized image frame signal, and the direction in which the number of white pixels in the binarized image frame signal approaches a predetermined reference number An image processing apparatus comprising overall brightness adjustment means for shifting the threshold level for each pixel by the same amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03481396A JP3724659B2 (en) | 1995-02-24 | 1996-02-22 | Image processing device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3653195 | 1995-02-24 | ||
JP7-36531 | 1995-02-24 | ||
JP03481396A JP3724659B2 (en) | 1995-02-24 | 1996-02-22 | Image processing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08294113A JPH08294113A (en) | 1996-11-05 |
JP3724659B2 true JP3724659B2 (en) | 2005-12-07 |
Family
ID=26373664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03481396A Expired - Fee Related JP3724659B2 (en) | 1995-02-24 | 1996-02-22 | Image processing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3724659B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7738725B2 (en) | 2003-03-19 | 2010-06-15 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Stylized rendering using a multi-flash camera |
-
1996
- 1996-02-22 JP JP03481396A patent/JP3724659B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08294113A (en) | 1996-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5323320B2 (en) | Surface inspection device | |
US5631976A (en) | Object imaging system | |
JP3922784B2 (en) | 3D shape measuring device | |
US20080130016A1 (en) | Method and an apparatus for the determination of the 3D coordinates of an object | |
US11295434B2 (en) | Image inspection system and image inspection method | |
CN101828384A (en) | Digital image capture device and method | |
CN114527073A (en) | Rapid high-precision appearance quality detection system and detection method for reflective curved surface | |
JPH0979988A (en) | Surface defect inspecting device | |
JP3724659B2 (en) | Image processing device | |
US11012612B2 (en) | Image inspection system and image inspection method | |
JP2023521529A (en) | Systems and methods for imaging reflective objects | |
JP5647084B2 (en) | Surface normal measurement device, surface normal measurement system, and surface normal measurement program | |
US20050157920A1 (en) | Machine vision system and method | |
JP2022055348A (en) | Non-Lambert surface inspection system for line scan | |
CN110599450B (en) | LED light source position correction method and system | |
CN112925351A (en) | Method and device for controlling light source of vision machine | |
JPH0979990A (en) | Device and method for inspecting semiconductor device | |
JPH10300446A (en) | Surface defect inspection device | |
KR20030024615A (en) | Method and apparatus for examining appearance of chip component | |
JPH11132957A (en) | Method and apparatus for detection of surface defect | |
JP2010091410A (en) | Defect inspecting device | |
JP2521156Y2 (en) | Position measurement target | |
JPH11148806A (en) | Reader for three-dimensional body and its susrface image | |
JP2942487B2 (en) | Appearance inspection device | |
JP3721847B2 (en) | How to detect solder balls |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041001 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050624 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050802 |
|
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: 20050902 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050915 |
|
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: 20110930 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |