JP3785693B2 - 画像処理検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場等の生産設備として、生産工程上の製品の良否判定検査等に使用される画像処理検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人の視覚に頼っていた各種の視覚検査を定量的、正確、高速且つ自動的に検査できるものとして、画像処理検査装置が昨今、工場等の生産設備として数多く導入されるようになった。
一般的に画像処理検査装置は、まず対象物となる生産ライン上を流れてくる工程途中の製品をＴＶカメラのような画像入力装置により得られた画像から濃淡画像を作成し、様々な画像処理を行なった後、測定、演算された数値あるいは良否の判定結果を出力している。例えば、濃淡画像内において所定の明るさ（濃淡画像における濃度値）以上の部分の面積を計算し、その面積に応じて良否の判定を行なうものなどがある（特開平４−１２２８４４号公報、特開平８−１１１７７７号公報、特開平５−１５３３７８号公報及び特開平３−１５９３７１号公報等参照）。
【０００３】
図９は従来の画像処理検査装置Ｂの一例を示すブロック図であり、画像入力装置１０から入力されるアナログの画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１と、Ａ／Ｄ変換により得られた濃淡画像を蓄える濃淡メモリ２と、濃淡メモリ２から読み出される各画素の明るさを示すデータ（以下、画素データと呼ぶ）を所定のしきい値と比較する比較器５と、比較器５での結果から画素データがしきい値以上あるいは未満である画素の個数をカウントするカウンタ６と、全体の制御を行なうとともにカウンタ６のカウント値から対象物の面積を演算するなどの処理を行なうＣＰＵ４とを備え、演算結果や良否判定の結果を表示装置２０に表示するようになっている。
【０００４】
また、図１０は他の従来例を示すブロック図であり、ＣＰＵ４において濃淡メモリ２から読み出した画素データを直接処理し、対象物の面積の演算や良否判定などを行うものである。
【０００５】
図１１及び図１２はそれぞれ上記従来例における検査処理のフローチャートである。まず、図１１のフローチャートで示す検査処理においては、濃淡メモリ２から読み出した画素データをしきい値と比較し、画素データがしきい値以上である場合にカウントアップすることにより、しきい値で決まる所定の明るさ以上の部分の面積を求めている。また、図１２のフローチャートで示す検査処理においては、異なる２つのしきい値を設定し、これらのしきい値をそれぞれ上限及び下限とする範囲内に画素データがある場合にカウントアップすることにより、２つのしきい値で決まる所定の明るさの範囲内の部分の面積を求めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記前者の従来例では、所定の明るさ（しきい値）より大きいか小さいかを判断して面積を求めるために、比較器５とカウンタ６のハードウェアを用いている。このようにハードウェアを用いる構成では高速な処理が可能である反面、一度ハードウェアの設計仕様が決まってしまうと、少しでも仕様と異なる処理を行なおうとすれば設計変更が必要となり、柔軟性に乏しいという問題がある。
【０００７】
また、上記後者の従来例では、ハードウェアではなくＣＰＵ４におけるソフトウェアの処理を行なっているため、ハードウェアの場合に比らべて比較処理を逐次行なうことで処理速度が遅くなるとともに、複雑な判定を行なおうとすればするほど処理時間が増大してしまうという問題がある。
ところで、上記従来構成においては、画像の一部が極端に基準の明るさから離れているような場合でも、そのような部分の面積が画像全体に占める割合が小さいと全体に対する影響が小さいため、うまく検査することができなかった。
【０００８】
また、カラーの画像を扱う場合に、対象物の持つ特定色を抽出するための専用のハードウェアが必要となってしまい、仕様変更に用意に対応できなかった。
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、仕様の変更などに対して柔軟に対応できるとともに高速な処理が可能な画像処理検査装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ以上か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ以上あるいは未満である部分の面積を求める手段とを備えたことを特徴とし、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となる。また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となる。さらに、所定の明るさ以上あるいは未満である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえる。
【００１０】
請求項２の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ範囲内か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段とを備えたことを特徴とし、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となる。また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となる。さらに、所定の明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえる。
【００１１】
請求項３の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処 理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の複数の明るさ範囲の何れに入るかによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで何れかの明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段とを備えたことを特徴とし、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となる。また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となる。さらに、何れかの明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明するに当たって、基本構成を共通とする参考例について先に説明する。
（参考例１）
図１は本参考例の画像処理検査装置Ａを示すブロック図であり、画像入力装置１０から入力されるアナログ画像をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１と、Ａ／Ｄ変換により得られた濃淡画像を蓄える濃淡メモリ２と、各画素が取り得る明るさ（画素データ）の範囲全体について各明るさ（画素データ）と０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルが記憶されるメモリ３と、全体の制御を行なうとともに、上記データテーブルを参照して濃淡メモリ２から読み出した濃淡画像の各画素データを０，１の二値データに変換するＣＰＵ４とを備え、演算結果や良否判定の結果を表示装置２０に表示するようになっている。
【００１３】
Ａ／Ｄ変換器１は、画像入力装置１０から入力されるアナログの画像信号に対して、各画素の明るさレベルを８ビットでＡ／Ｄ変換することにより、０〜２５５までの２５６段階の画素データを得ている。そして、得られた画素データから成る濃淡画像が濃淡メモリ２に蓄えられる。ただし、Ａ／Ｄ変換は４ビットあるいは１６ビットで行なってもよく、特に限定されるものではない。
【００１４】
メモリ３に記憶される一次元配列のデータテーブルには、図２に示すように画素データの取り得る範囲全体（０〜２５５）について画素データと０，１の二値データとの対応関係が設定されている。すなわち、画素データ（引き数）が０〜１２７の範囲であれば二値データの０が割り当てられ、１２８〜２５５の範囲であれば二値データの１が割り当てられる。なお、このデータテーブルはＣＰＵ４によって作成され、容易に変更が可能である。つまり、今の場合には二値データを割り当てる際のしきち値となる引き数が「１２８」であるが、検査目的等に応じて適宜選択すればよく、ＣＰＵ４により上記引き数は用意に変更することができる。
【００１５】
次に、図３のフローチャートを参照して本参考例における検査処理について説明する。まず、ＣＰＵ４により検査対象や検査目的等に応じて適切なデータテーブルを作成し、メモリ３に記憶する。ここでは図２に示すデータテーブルを使用する。ＣＰＵ４は濃淡メモリ２から順次画素データを読み出すとともに、メモリ３に記憶されているデータテーブルを読み出して参照し、所定の明るさ（画素データが１２８）以上の画素データを１、所定の明るさ未満の画素データを０というように二値化する。そして、二値化された画素データが１である場合に、ＣＰＵ４がカウントアップあるいは足算するとともに、検査エリア内の全ての画素データに対して同じ処理を繰り返し行なう。
【００１６】
そして、検査エリア内の全ての画素データに対する処理が終了すれば、そのときのカウント値あるいは足算結果から、所定の明るさ以上の部分の面積を求めることができる。
このように本参考例によれば、所定の明るさ以上の部分の面積を求める検査処理が可能となる。しかも、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各画素データ（引き数）と０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、また、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となる。なお、所定の明るさ未満を１、以上を０と二値化するようなデータテーブルを設定すれば、所定の明るさ未満の部分の面積を求める検査処理も可能であることはいうまでもない。
【００１７】
（参考例２）
本参考例は、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分、言い換えれば所定の明るさの範囲内にある部分の面積を求める検査処理を行なうために、図４に示すように引き数２２９〜５１の範囲を１、それ以外の引き数２３０〜２５５及び５０〜０の範囲を０と二値化する一次元配列のデータテーブルを作成している。
【００１８】
すなわち、参考例１と同様に濃淡メモリ２から読み出した画素データを上記データテーブルを参照して順次二値化するとともに、二値データが１である場合にカウントアップあるいは足算するという処理を検査エリア内の全ての画素データに対して行なうことで、所定の明るさの範囲（引き数２２９〜５１の範囲）内にある部分の面積を求める検査処理が可能となる。但し、本参考例のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００１９】
なお、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分を０、それ以外を１として二値化することで、特定の明るさの範囲外の部分の面積を求める検査処理が可能となる。
（参考例３）
本参考例は、明るさのしきい値を３つ以上用いて、複数の、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分、言い換えれば所定の明るさの範囲内にある部分の面積を求める検査処理を行なうために、図５に示すような引き数２５５〜２３０の範囲と引き数１９９〜５１の範囲とを１、それ以外の引き数２２９〜２００及び５０〜０の範囲を０と二値化する一次元配列のデータテーブルを作成している。但し、本参考例のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００２０】
本参考例によれば、２種類以上の明るさ範囲の面積を求める検査処理が可能となる。
（実施形態１）
本実施形態は、一次元配列のデータテーブルに、画素データを二値化するための情報以外の付加情報を与えている点に特徴がある。
【００２１】
例えば、フィールド画像の１画素の大きさはフレーム画像の２画素分の大きさに相当することから、図２に示す参考例１のデータテーブルにおいて、所定の明るさ（引き数１２８）以上の場合には二値データの１にフィールド画像であることを示す付加情報の「１」を加え、画素データ（引き数）が１２８〜２５５の範囲であれば２、０〜１２７の範囲であれば０を割り当てる、図６に示すような一次元配列のデータテーブルを作成する。
【００２２】
そして、参考例１と同様に濃淡メモリ２から読み出した画素データを上記データテーブルを参照して順次０と２に二値化するとともに、二値データが２である場合にカウントアップあるいは足算するという処理を検査エリア内の全ての画素データに対して行なえば、所定の明るさ（引き数１２８）以上の部分の面積を求める検査処理について、フレーム画像に対して処理したのと同等の結果を得ることができる。但し、本実施形態のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００２３】
本実施形態によれば、一次元配列のデータテーブルにフィールド画像であることを示す付加情報を付加することにより、フィールド画像の検査処理によってフレーム画像の検査処理と同等の結果を得ることができるという利点がある。なお、所定の明るさ未満を２、以上を０と二値化するようなデータテーブルを設定すれば、所定の明るさ未満の部分の面積を求める検査処理も可能であることはいうまでもない。
【００２４】
（実施形態２）
本実施形態では、実施形態１と同じくフィールド画像を示す付加情報を持ち、実施形態２と同様にある特定の２つの明るさに挟まれた部分（所定の明るさの範囲内にある部分）の面積を求める検査処理を行なうための、図７に示すような一次元配列のデータテーブルを作成している。このデータテーブルにおいては、引き数２２９〜５１の範囲を２、それ以外の引き数２３０〜２５５及び５０〜０の範囲を０と二値化するように設定している。
【００２５】
そして、参考例１と同様に濃淡メモリ２から読み出した画素データを上記データテーブルを参照して順次二値化するとともに、二値データが２である場合にカウントアップあるいは足算するという処理を検査エリア内の全ての画素データに対して行なえば、所定の明るさの範囲（引き数２２９〜５１の範囲）内にある部分の面積を求める検査処理について、フレーム画像に対して処理したのと同等の結果を得ることができる。但し、本実施形態のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００２６】
なお、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分を０、それ以外を２として二値化することで、特定の明るさの範囲外の部分の面積を求める検査処理が可能となる。
（実施形態３）
本実施形態は、明るさのしきい値を３つ以上用いて、複数の、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分、言い換えれば所定の明るさの範囲内にある部分の面積を求める検査処理を行なうために、図８に示すような引き数２５５〜２３０の範囲と引き数１９９〜５１の範囲とを２、それ以外の引き数２２９〜２００及び５０〜０の範囲を０と二値化するとともに実施形態１と同じくフィールド画像を示す付加情報を持った一次元配列のデータテーブルを作成している。但し、本実施形態のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００２７】
本実施形態によれば、フィールド画像に対して２種類以上の明るさ範囲の面積を求める検査処理がフレーム画像に対して行なうと同等に行なえる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ以上か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の 二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ以上あるいは未満である部分の面積を求める手段とを備えたので、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となり、また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となり、さらに、所定の明るさ以上あるいは未満である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえるという効果がある。
【００２９】
請求項２の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ範囲内か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段とを備えたので、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となり、また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となり、さらに、所定の明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえるという効果がある。
【００３０】
請求項３の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の複数の明るさ範囲の何れに入るかによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで何れかの明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段を備えたので、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となり、また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となり、さらに、何れかの明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１を示すブロック図である。
【図２】 同上における一次元配列のデータテーブルである。
【図３】 同上における検査処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】 参考例２における一次元配列のデータテーブルである。
【図５】 参考例３における一次元配列のデータテーブルである。
【図６】 実施形態１における一次元配列のデータテーブルである。
【図７】 実施形態２における一次元配列のデータテーブルである。
【図８】 実施形態３における一次元配列のデータテーブルである。
【図９】 従来例を示すブロック図である。
【図１０】 他の従来例を示すブロック図である。
【図１１】 同上における検査処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】 同上における検査処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ Ａ／Ｄ変換器
２ 濃淡メモリ
３ メモリ
４ ＣＰＵ
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場等の生産設備として、生産工程上の製品の良否判定検査等に使用される画像処理検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人の視覚に頼っていた各種の視覚検査を定量的、正確、高速且つ自動的に検査できるものとして、画像処理検査装置が昨今、工場等の生産設備として数多く導入されるようになった。
一般的に画像処理検査装置は、まず対象物となる生産ライン上を流れてくる工程途中の製品をＴＶカメラのような画像入力装置により得られた画像から濃淡画像を作成し、様々な画像処理を行なった後、測定、演算された数値あるいは良否の判定結果を出力している。例えば、濃淡画像内において所定の明るさ（濃淡画像における濃度値）以上の部分の面積を計算し、その面積に応じて良否の判定を行なうものなどがある（特開平４−１２２８４４号公報、特開平８−１１１７７７号公報、特開平５−１５３３７８号公報及び特開平３−１５９３７１号公報等参照）。
【０００３】
図９は従来の画像処理検査装置Ｂの一例を示すブロック図であり、画像入力装置１０から入力されるアナログの画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１と、Ａ／Ｄ変換により得られた濃淡画像を蓄える濃淡メモリ２と、濃淡メモリ２から読み出される各画素の明るさを示すデータ（以下、画素データと呼ぶ）を所定のしきい値と比較する比較器５と、比較器５での結果から画素データがしきい値以上あるいは未満である画素の個数をカウントするカウンタ６と、全体の制御を行なうとともにカウンタ６のカウント値から対象物の面積を演算するなどの処理を行なうＣＰＵ４とを備え、演算結果や良否判定の結果を表示装置２０に表示するようになっている。
【０００４】
また、図１０は他の従来例を示すブロック図であり、ＣＰＵ４において濃淡メモリ２から読み出した画素データを直接処理し、対象物の面積の演算や良否判定などを行うものである。
【０００５】
図１１及び図１２はそれぞれ上記従来例における検査処理のフローチャートである。まず、図１１のフローチャートで示す検査処理においては、濃淡メモリ２から読み出した画素データをしきい値と比較し、画素データがしきい値以上である場合にカウントアップすることにより、しきい値で決まる所定の明るさ以上の部分の面積を求めている。また、図１２のフローチャートで示す検査処理においては、異なる２つのしきい値を設定し、これらのしきい値をそれぞれ上限及び下限とする範囲内に画素データがある場合にカウントアップすることにより、２つのしきい値で決まる所定の明るさの範囲内の部分の面積を求めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記前者の従来例では、所定の明るさ（しきい値）より大きいか小さいかを判断して面積を求めるために、比較器５とカウンタ６のハードウェアを用いている。このようにハードウェアを用いる構成では高速な処理が可能である反面、一度ハードウェアの設計仕様が決まってしまうと、少しでも仕様と異なる処理を行なおうとすれば設計変更が必要となり、柔軟性に乏しいという問題がある。
【０００７】
また、上記後者の従来例では、ハードウェアではなくＣＰＵ４におけるソフトウェアの処理を行なっているため、ハードウェアの場合に比らべて比較処理を逐次行なうことで処理速度が遅くなるとともに、複雑な判定を行なおうとすればするほど処理時間が増大してしまうという問題がある。
ところで、上記従来構成においては、画像の一部が極端に基準の明るさから離れているような場合でも、そのような部分の面積が画像全体に占める割合が小さいと全体に対する影響が小さいため、うまく検査することができなかった。
【０００８】
また、カラーの画像を扱う場合に、対象物の持つ特定色を抽出するための専用のハードウェアが必要となってしまい、仕様変更に用意に対応できなかった。
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、仕様の変更などに対して柔軟に対応できるとともに高速な処理が可能な画像処理検査装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ以上か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ以上あるいは未満である部分の面積を求める手段とを備えたことを特徴とし、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となる。また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となる。さらに、所定の明るさ以上あるいは未満である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえる。
【００１０】
請求項２の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ範囲内か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段とを備えたことを特徴とし、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となる。また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となる。さらに、所定の明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえる。
【００１１】
請求項３の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処 理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の複数の明るさ範囲の何れに入るかによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで何れかの明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段とを備えたことを特徴とし、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となる。また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となる。さらに、何れかの明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明するに当たって、基本構成を共通とする参考例について先に説明する。
（参考例１）
図１は本参考例の画像処理検査装置Ａを示すブロック図であり、画像入力装置１０から入力されるアナログ画像をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１と、Ａ／Ｄ変換により得られた濃淡画像を蓄える濃淡メモリ２と、各画素が取り得る明るさ（画素データ）の範囲全体について各明るさ（画素データ）と０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルが記憶されるメモリ３と、全体の制御を行なうとともに、上記データテーブルを参照して濃淡メモリ２から読み出した濃淡画像の各画素データを０，１の二値データに変換するＣＰＵ４とを備え、演算結果や良否判定の結果を表示装置２０に表示するようになっている。
【００１３】
Ａ／Ｄ変換器１は、画像入力装置１０から入力されるアナログの画像信号に対して、各画素の明るさレベルを８ビットでＡ／Ｄ変換することにより、０〜２５５までの２５６段階の画素データを得ている。そして、得られた画素データから成る濃淡画像が濃淡メモリ２に蓄えられる。ただし、Ａ／Ｄ変換は４ビットあるいは１６ビットで行なってもよく、特に限定されるものではない。
【００１４】
メモリ３に記憶される一次元配列のデータテーブルには、図２に示すように画素データの取り得る範囲全体（０〜２５５）について画素データと０，１の二値データとの対応関係が設定されている。すなわち、画素データ（引き数）が０〜１２７の範囲であれば二値データの０が割り当てられ、１２８〜２５５の範囲であれば二値データの１が割り当てられる。なお、このデータテーブルはＣＰＵ４によって作成され、容易に変更が可能である。つまり、今の場合には二値データを割り当てる際のしきち値となる引き数が「１２８」であるが、検査目的等に応じて適宜選択すればよく、ＣＰＵ４により上記引き数は用意に変更することができる。
【００１５】
次に、図３のフローチャートを参照して本参考例における検査処理について説明する。まず、ＣＰＵ４により検査対象や検査目的等に応じて適切なデータテーブルを作成し、メモリ３に記憶する。ここでは図２に示すデータテーブルを使用する。ＣＰＵ４は濃淡メモリ２から順次画素データを読み出すとともに、メモリ３に記憶されているデータテーブルを読み出して参照し、所定の明るさ（画素データが１２８）以上の画素データを１、所定の明るさ未満の画素データを０というように二値化する。そして、二値化された画素データが１である場合に、ＣＰＵ４がカウントアップあるいは足算するとともに、検査エリア内の全ての画素データに対して同じ処理を繰り返し行なう。
【００１６】
そして、検査エリア内の全ての画素データに対する処理が終了すれば、そのときのカウント値あるいは足算結果から、所定の明るさ以上の部分の面積を求めることができる。
このように本参考例によれば、所定の明るさ以上の部分の面積を求める検査処理が可能となる。しかも、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各画素データ（引き数）と０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、また、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となる。なお、所定の明るさ未満を１、以上を０と二値化するようなデータテーブルを設定すれば、所定の明るさ未満の部分の面積を求める検査処理も可能であることはいうまでもない。
【００１７】
（参考例２）
本参考例は、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分、言い換えれば所定の明るさの範囲内にある部分の面積を求める検査処理を行なうために、図４に示すように引き数２２９〜５１の範囲を１、それ以外の引き数２３０〜２５５及び５０〜０の範囲を０と二値化する一次元配列のデータテーブルを作成している。
【００１８】
すなわち、参考例１と同様に濃淡メモリ２から読み出した画素データを上記データテーブルを参照して順次二値化するとともに、二値データが１である場合にカウントアップあるいは足算するという処理を検査エリア内の全ての画素データに対して行なうことで、所定の明るさの範囲（引き数２２９〜５１の範囲）内にある部分の面積を求める検査処理が可能となる。但し、本参考例のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００１９】
なお、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分を０、それ以外を１として二値化することで、特定の明るさの範囲外の部分の面積を求める検査処理が可能となる。
（参考例３）
本参考例は、明るさのしきい値を３つ以上用いて、複数の、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分、言い換えれば所定の明るさの範囲内にある部分の面積を求める検査処理を行なうために、図５に示すような引き数２５５〜２３０の範囲と引き数１９９〜５１の範囲とを１、それ以外の引き数２２９〜２００及び５０〜０の範囲を０と二値化する一次元配列のデータテーブルを作成している。但し、本参考例のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００２０】
本参考例によれば、２種類以上の明るさ範囲の面積を求める検査処理が可能となる。
（実施形態１）
本実施形態は、一次元配列のデータテーブルに、画素データを二値化するための情報以外の付加情報を与えている点に特徴がある。
【００２１】
例えば、フィールド画像の１画素の大きさはフレーム画像の２画素分の大きさに相当することから、図２に示す参考例１のデータテーブルにおいて、所定の明るさ（引き数１２８）以上の場合には二値データの１にフィールド画像であることを示す付加情報の「１」を加え、画素データ（引き数）が１２８〜２５５の範囲であれば２、０〜１２７の範囲であれば０を割り当てる、図６に示すような一次元配列のデータテーブルを作成する。
【００２２】
そして、参考例１と同様に濃淡メモリ２から読み出した画素データを上記データテーブルを参照して順次０と２に二値化するとともに、二値データが２である場合にカウントアップあるいは足算するという処理を検査エリア内の全ての画素データに対して行なえば、所定の明るさ（引き数１２８）以上の部分の面積を求める検査処理について、フレーム画像に対して処理したのと同等の結果を得ることができる。但し、本実施形態のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００２３】
本実施形態によれば、一次元配列のデータテーブルにフィールド画像であることを示す付加情報を付加することにより、フィールド画像の検査処理によってフレーム画像の検査処理と同等の結果を得ることができるという利点がある。なお、所定の明るさ未満を２、以上を０と二値化するようなデータテーブルを設定すれば、所定の明るさ未満の部分の面積を求める検査処理も可能であることはいうまでもない。
【００２４】
（実施形態２）
本実施形態では、実施形態１と同じくフィールド画像を示す付加情報を持ち、実施形態２と同様にある特定の２つの明るさに挟まれた部分（所定の明るさの範囲内にある部分）の面積を求める検査処理を行なうための、図７に示すような一次元配列のデータテーブルを作成している。このデータテーブルにおいては、引き数２２９〜５１の範囲を２、それ以外の引き数２３０〜２５５及び５０〜０の範囲を０と二値化するように設定している。
【００２５】
そして、参考例１と同様に濃淡メモリ２から読み出した画素データを上記データテーブルを参照して順次二値化するとともに、二値データが２である場合にカウントアップあるいは足算するという処理を検査エリア内の全ての画素データに対して行なえば、所定の明るさの範囲（引き数２２９〜５１の範囲）内にある部分の面積を求める検査処理について、フレーム画像に対して処理したのと同等の結果を得ることができる。但し、本実施形態のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００２６】
なお、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分を０、それ以外を２として二値化することで、特定の明るさの範囲外の部分の面積を求める検査処理が可能となる。
（実施形態３）
本実施形態は、明るさのしきい値を３つ以上用いて、複数の、ある特定の２つの明るさに挟まれた部分、言い換えれば所定の明るさの範囲内にある部分の面積を求める検査処理を行なうために、図８に示すような引き数２５５〜２３０の範囲と引き数１９９〜５１の範囲とを２、それ以外の引き数２２９〜２００及び５０〜０の範囲を０と二値化するとともに実施形態１と同じくフィールド画像を示す付加情報を持った一次元配列のデータテーブルを作成している。但し、本実施形態のフローチャートは参考例１のフローチャートと基本的に共通であるため図示しない。
【００２７】
本実施形態によれば、フィールド画像に対して２種類以上の明るさ範囲の面積を求める検査処理がフレーム画像に対して行なうと同等に行なえる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ以上か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の 二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ以上あるいは未満である部分の面積を求める手段とを備えたので、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となり、また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となり、さらに、所定の明るさ以上あるいは未満である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえるという効果がある。
【００２９】
請求項２の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ範囲内か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段とを備えたので、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となり、また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となり、さらに、所定の明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえるという効果がある。
【００３０】
請求項３の発明は、対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の複数の明るさ範囲の何れに入るかによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで何れかの明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段を備えたので、仕様の変更などに対してはデータテーブルにおける各明るさと０，１の二値データとの対応関係を変更するだけで容易に且つ柔軟に対応可能であり、しかも、データテーブルを参照することで高速な処理が可能となり、また、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報に基づいてより幅広い検査が可能となり、さらに、何れかの明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める検査処理が、１フレームの濃淡画像に対して行なうのと同等に高速に行なえるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１を示すブロック図である。
【図２】 同上における一次元配列のデータテーブルである。
【図３】 同上における検査処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】 参考例２における一次元配列のデータテーブルである。
【図５】 参考例３における一次元配列のデータテーブルである。
【図６】 実施形態１における一次元配列のデータテーブルである。
【図７】 実施形態２における一次元配列のデータテーブルである。
【図８】 実施形態３における一次元配列のデータテーブルである。
【図９】 従来例を示すブロック図である。
【図１０】 他の従来例を示すブロック図である。
【図１１】 同上における検査処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】 同上における検査処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ Ａ／Ｄ変換器
２ 濃淡メモリ
３ メモリ
４ ＣＰＵ
Claims (3)
- 対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ以上か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ以上あるいは未満である部分の面積を求める手段とを備えたことを特徴とする画像処理検査装置。
- 対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の明るさ範囲内か否かによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで所定の明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段とを備えたことを特徴とする画像処理検査装置。
- 対象物を撮像して得た濃淡画像に対して画像処理を行ない、画像処理による処理結果に基づいて演算された数値や対象物の良否の判定結果を出力する画像処理検査装置において、濃淡画像の各画素の明るさが蓄えられた濃淡メモリと、各画素が取り得る明るさの範囲全体について各明るさと０，１の二値データとの対応関係が予め設定されている一次元配列のデータテーブルと、この一次元配列のデータテーブルを参照して濃淡メモリから読み出した濃淡画像の各画素の明るさを０，１の二値データに変換する手段と、濃淡画像がフレーム画像とフィールド画像の何れであるか示す付加情報を与える手段と、一次元配列のデータテーブルに所定の複数の明るさ範囲の何れに入るかによって０，１の二値データを対応させる対応関係を設定するとともに、１フィールドの濃淡画像を二値化する場合に付加情報として数値１を二値データの１に加えて濃淡画像の各画素の明るさを０，２の二値データに変換し、何れかの二値データの和を計算することで何れかの明るさ範囲内あるいは範囲外である部分の面積を求める手段とを備えたことを特徴とする画像処理検査装置。
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