JPH01128173A - 画像認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、工作機械等において、被加工物の形状を確
認したシあるいは部品位置決めの確認をしたシするため
の画像認識装置に関するものである０ 〔従来の技術〕 一般にこの種の画像認識装置は被加工物の輪郭を認識し
得れば十分であることから、撮像カメラを通して得られ
た画像信号を所定の基準値を設けて２値化し、この２値
化された画像信号に基づいて形状や位置決めの確認を行
なっている。

ところが、被加工物に対して照射される光は、外光や照
明装置の電圧変動の影響を受は必ずしも一定の光量が保
持されていない０これらの影響を無視すれば誤った２値
化処理をする場合が生じ、被加工物の形状や位置決めに
ついて誤認する可能性がある。そこで従来は撮像カメラ
に自動絞シ装置を付加し、被加工物からの反射光量に応
じて撮像カメラの絞シを調節することによって画像信号
の直流成分の安定化を図虱誤った２値化処理を防止して
いた。この自動絞シ装置は、撮像カメラがとらえた画面
の全体又は一部の画像信号を利用したり特別のセンサを
設けたシして光量を検知し、光量に応じて絞シを機械的
に駆動させ撮像カメラへの入射光量を調整するものであ
る０ 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように自動絞シ装置は機械的な駆動機構を必要とす
るものであることから、高価でしかもめんどうな保守を
必要とするものであった。

また、高精度の調整をするためには一層複雑な機構を必
要とし、実用化においては精度の高い調整が困難であっ
た。

この発明は、上記欠点に鑑みてなされたものであシ、機
械的な構成を有する自動絞シ装置を付加しなくとも、画
像信号の２値化を誤υなく行ない、物体の形状や位置決
めについて誤認するここのない画像認識装置を提供する
ことを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は、撮像カメラから
得られた画像信号のうちの所定画素に対応する画像信号
のレベルの平均値を２値化する際の基準値とするもので
おる。

〔実施例〕

以下、実施例とともに本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。１
は本装置の認識の対象である被加工物を撮像し画像信号
を出力する撮像カメラである。２はサンプリング回路で
あシ、撮像カメラ１からの画像信号を入力し、所定画素
に対応する１ｉｉ１１塚信号を選択的に出力する。なお
、いずれの画素について選択出力するかはマニュアル操
作で指定することができる。３はＡ−Ｄ変換器であり、
サンブリ７り１ＥＥＪ’ｄ１５２の出力レベルを４ビツ
トのパラレル信号に変換する。４は演算回路であｆｉ、
Ａ−Ｄ変換器３からのディジタル信号の平均値を算出す
べく演算を行なって４ビットパラレル信号ｋＤ　Ａ変換
器５に出力する。

Ｄ−Ａ変換器５の出力はコンパレータ６の一方の端子に
入力されている。コンパレータ６の他端には撮像カメラ
１からの画像信号が入力されており、この画像信号はＤ
−Ａ変換器５の出力する基準値と画素ごとに比較されて
２値化され、シリアルインパラレルアウトの８ビツトシ
フトレジスタ７に入力される。８はパラレルインシリア
ルアラトの８ビツトシフトレジスタであシ、シフトレジ
スタ７又は後述するランダムアクセスメそり９の出力を
パラレルに入力し、図示しないモニターテレビへシリア
ルに出力する。９はランダムアクセスメモリ（以下ＲＡ
Ｍという。）でアシ、シフトレジスタ７の８ビツトパラ
レル出力あるいはインターフェース１０からの出力を取
シ込んで記憶する０１１は切換器であｊ９、ＲＡＭ９の
アドレス指定入力をカウンタ回路１２から取シ込むか、
インターフェース１０から取シ込むかを切換える０１３
は撮像回路であシ、撮像カメラ１から画像信号を出力さ
せるための制御を行なっている。

なお、画面の周辺には第２図（ａ）に示すようなシール
２０を設ける。このシールは例えば右から左へ白（Ｗ）
→灰（Ｇ）→黒（Ｂ）と順次白から黒になるように明暗
に表示されてお）、その画像の画素数により明暗度を判
断するようにしている。第２図（ｂ）〜（ｄ）はシール
２０の画像を２値化したときの電気波形を示すものであ
る。第２図（ｂ）に示すようなときは照明が普通であシ
、第２図（Ｃ）に示すようなときは明るすぎるので基準
レベルを上げて画像データを第２図（ｂ）に示すような
波形になるように制御し、また第２図（ａ）に示すよう
なときは照明が暗すぎるので逆に基準レベルを下げるよ
うにしている０ 次に第３図の波形図を用いて動作を説明する。

撮像カメラ１によって得られた画像信号はサンプリング
回路２に入力され、２ケ所の所定画素に対応する画像信
号を選択的に出力する。この所定画素は、あらかじめマ
ニュアル操作によって指定されておシ、通常は被写体が
画面中央にくるようにセットされているので、画面中央
の１画素と両部の周辺部の１画素とが指定される。これ
によって被写体と背景とからそれぞれ１画素が選択され
る。

このサンプリング回路２の出力はＡ−Ｄ変換器３゜演算
回路４およびＤ−Ａ変換器５を介してコンパレータ６の
（ハ）端子に入力され、画像信号の二値変換における基
準レベルとなる。すなわち、基準レベルは被写体の信号
レベルと背景の信号レベルの中間レベルであるから撮像
カメラ１の画面の明度に応じたレベルとなっておシ、画
面の明度が高ければ基準レベルが上がシ、逆に明度が低
ければ基準レベルが下がるように演算回路４で演算処理
がなされている。

一方、撮像カメラ１からの画像信号（第３図（ｂ））は
コンパレータの（＋）入力端子にも直接入力されておシ
、直前の走査によって得られた前述の基準レベルと画素
ごとに比較されて基準レベルよりも高ければ論理値「１
」が、低ければ論理値「ｏ」がカウンタ回路１２から出
力されるクロックパルス（第３図（ａ））に同期して出
力される。この論理値が８クロツクすなわち８画素分出
力されてシフトレジスタに記憶されるとカウンタ回路１
２からのＲＡＭへの書き込みパルス（第３図（ｄ））に
よってパラレルにＲＡＭに入力されｌ’−００００Ｊ番
地に記憶される。このときのアドレス指定はカウンタ回
路１２から切換回路を介して入力される（第３図（Ｃ）
）。同様に次の８ビツトのデータは、アドレス信号をカ
ウントアツプして「０ＯＯＩＪ番地に入力される。撮像
回路１３は、撮像カメラ１における水平方向の一走査が
シフトレジスタ７のクロックの２５６画素と対応するよ
うに撮像カメラ１の走査を制御しているので、シフトレ
ジスタγの出力がＲＡＭ９の「００１Ｆ」番地（１０進
の３１番地）まで記憶されると８×３２＝２５６１Ｉ！
ｉ７素が記憶されることになシ、−走査分の画像信号が
入力されることになる。同様に第２走査線以降について
も記憶され本実施例では２４４走査で一画面が記憶され
る。

ＲＡＭ９　　に記憶されたデータは次にインターフェー
ス１０を介して図示しない中央処理装置（以下ＣＰＵと
いう）に入力される。ＣＰＵでは撮像カメラ１の被写体
である被加工物の形状や位置などをＲＡＭ９　　からの
データによって認識することになる。

なお、ＲＡＭ９に一画面分の画像信号が記憶された後に
、さらにＣＰＵから送られて来る文字情報などを記憶さ
せることもできる。その場合は切換器１１を図上右側に
してＣＰＵからインターフェ　　゛−ス１０を介してア
ドレスが指定される。このようにすれば、ＲＡＭ９の内
容をシフトレジスタ８を介することによってシリアルデ
ータとして取シ出しモニターテレビに表示する際に、撮
像カメラがとらえた画像とＣＰＵからの文字とを合成す
ることができる。カウンタ回路１２からインターフェー
ス１０に出力されている指令線は、ＲＡＭ９に画像信・
号が入力されているときにはインターフェース１０から
ＲＡＭ９へ入力が入らないように指示するためのもので
ある。

なお、本実施例においてサンプリング回路２は２画素の
画像信号を選択出力するものであるが、３画素以上の画
像信号を選択出力するものであってもよい。

第４図は他の実施例を示すブロック図である。

この図において、第１図と同一の要素には同一の符号を
付しておる。１４はＲＡＭ９に格納されたデータから被
写体の輪郭や位置を判別するほかに１Ａ−Ｄ変換器３の
出力を入力して所定の演算を行なうＣＰＵである。

以下第５図のフローチャートを用いて本実施例の動作を
説明する。撮像カメラ１から出力された画像信号はＡ−
Ｄ変換器３に入力され、１画素ごとにレベルをディジタ
ル値に変換される。Ａ−Ｄ変換器３の出力信号はＣＰＵ
Ｉ４に入力され所定の演算がなされる。まず、入力され
たディジタル画像信号からあらかじめ指定された２画素
に対応するものだけを選択抽出して記憶させる（ステッ
プ１０１　）ｏここにおける指定された２画素は前記実
施例と同様に、被写体と背景とからそれぞれ１画素ずつ
選択し指定したものである。次に記憶された内容を読み
出しくステップ１０２）、この読み出された２つのディ
ジタル量の平均値を計算する（ステップ１０３）ｏ　　
そして、計算結果である平均値をＤ−Ａ変換器５に出力
する（ステップ１０４）。

Ｄ−Ａ変換器５の出力は、基準レベルとしてコンパレー
タ６の一方の端子に入力され、撮像カメラ１から直接コ
ンパレータ６の他の端子に入力される画像信号を２値化
する。この基準レベルは被写体と背景におけるそれぞれ
の画像信号の平均値であるから、撮像カメラ１の画面の
明度に応じたレベルとなっている。コンパレータ６の出
カスなわち２値化された画像信号の以後の処理は前記し
た第１の実施例と同様である。

なお、本実施例において、ＣＰＵ１４内では２画素の画
像信号レベルの平均値を計算しているが、３画素以上で
あってもかまわない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の画像認識装置によれば、
撮像カメラによって得られた画像信号を２値化する際の
基準レベルを入射光量に応じて変動させるので、撮像カ
メラに自動絞シ装置を付加した場合に比べ、精度の高い
２値化をすることができるため被写体の輪郭を正確に認
識することができ、しかも自動絞シ装置が不要であるこ
とから安価で保守が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
明暗シールの説明図、第３図はブロック図の各点におけ
る波形図、第４図は他の実施例を示すブロック図、第５
図はそのフローチャートである。 １・・・・撮像カメラ、２・拳・・積分回路、４・ｅ・
・演算回路、６・・・・コンパレータ、９・・・・ＲＡ
Ｍ、１２・・・・カウンタ回路。 特許出願人　　　　　戸　塚　忠　男 代理人　　　山川政樹０υ）２名） 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像カメラと、この撮像カメラの出力する画像信号を画
   素ごとに基準レベルと比較して２値化するコンパレータ
   とを少なくとも具備し、このコンパレータの出力にもと
   づいて前記撮像カメラの被写体の形状又は位置を認識す
   る画像認識装置において、前記撮像カメラの出力する画
   像信号から、予め定められた２以上の所定画素に対応す
   る画像信号を抽出し、この抽出された画像信号の平均値
   に基づいて前記基準レベルを可変させることを特徴とす
   る画像認識装置。