JPH02140886A - 画像の前処理装置 - Google Patents

画像の前処理装置

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JPH02140886A
JPH02140886A JP63294372A JP29437288A JPH02140886A JP H02140886 A JPH02140886 A JP H02140886A JP 63294372 A JP63294372 A JP 63294372A JP 29437288 A JP29437288 A JP 29437288A JP H02140886 A JPH02140886 A JP H02140886A
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JP
Japan
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inference
image
rule
fuzzy
Prior art date
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Pending
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JP63294372A
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English (en)
Inventor
Kazuaki Urasaki
浦崎 一明
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10024Color image
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
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    • G06T2207/30108Industrial image inspection
    • G06T2207/30141Printed circuit board [PCB]

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  • Image Input (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

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、例えば基板検査、印刷検査、血液検査など
の各種検査装置において、認識対象を撮像して得た入力
画像を前処理するのに用いられる画像の前処理装置に関
する。
〈従来の技術〉 例えば基板検査装置は、被検査基板の部品実装領域を撮
像して、その画像から実装部品の欠落や良否、ハンダ付
けの良否などを検査するもので、基本的には第6図に示
すような構成となっている。
同図において、CCDカラーカメラ31はCPU35か
らの指示で被検査基板を撮像して入力画像を生成する。
このカラーカメラ31は制御部34より同期信号を受け
、入力画像を三原色のカラー信号R,G、Bとして出力
する。
A/D変換器32はアナログ量の前記カラー信号R,G
、Bを例えば6ビツトのディジタル信号へ高速変換し、
その変換出力は入力画像のXY座標に相当する画像メモ
リ33のアドレス箇所に記憶される。画像メモリ33に
格納されたデータは、その後CPU35で処理され、処
理終了後にCPU35はつぎの画像の取込みを制御部3
4へ指令する。
〈発明が解決しようとする問題点〉 上記構成の基板検査装置において、A/D変換器32に
よる各カラー信号の変換出力は例えば6ビツトであるか
ら、これらのデータを画像メモリ33に記憶させる場合
には、著しく大きな記憶容量のものが必要となる。例え
ば入力画像の画素数が縦横512画素×490画素であ
れば、512  x490  x  6  ピッ ト 
× 3色=4.5 メガビットの記憶容量が必要である
。またこの画像メモリ33に格納されたデータにつき、
その後に前処理や認識に必要な処理を行うのに、大量の
データ処理が必要であり、多大の時間とコストがかかる
という問題がある。
例えば基板検査では、実装部品の良否などを判定するに
先立ち、各画素の輝度と色相とから各画素がいずれの部
分を構成する画素であるかを判別する処理が必要である
他、ノイズ除去、エツジ強調、輪郭追跡などの前処理も
必要であって、従来、この種の処理に多大の時間を費や
しているのが実情である。
また従来の画像の前処理装置としては、ノイズ除去、エ
ツジ強調1輸郭追跡などを実行するためのものが存在す
るのみで、画像認識をする上で有用なデータを予め生成
するような前処理は全く行われていない。
さらにいずれの前処理装置についても、その機能が固定
されており、例えばあるプロセッサでノイズ除去とエツ
ジ強調を行おうとすると、そのプロセッサ中にそれぞれ
の前処理を行うためのモジュールを用意することが必要
であるなどの問題があった。
この発明は、上記問題に着目してなされたもので、所定
のルールに基づく推論により入力画像の前処理を行う方
式を採用することにより、画像メモリが小さな容量のも
ので済みかつ処理時間を大幅に短縮できる新規な画像の
前処理装置を提供することを目的とする。
またこの発明の他の目的は、前記ルールの設定を可能と
なすことにより、設定ルールに応じて前処理の内容を簡
単に変更できる画像の前処理装置を提供する点にある。
く問題点を解決するための手段〉 この発明は、認識のための入力画像を前処理するのに、
認識対象を撮像して入力画像を生成する礒像手段と、設
定可能なルールに基づく推論により入力画像の前処理を
行ってその推論結果を前処理データとして出力する推論
手段と、前記前処理データを認識処理のために記憶させ
る記憶手段とで画像の前処理装置を構成している。
また高速かつ高度な前処理を可能とするために、この発
明は、前記のルールとしてファジィルールを用いて推論
を行うことにしている。
さらに前処理後の認識処理を速やかに実行するために、
この発明は、前記の推論手段として、入力画像の各画素
を認識対象の各領域を表す符号に変換して出力させるも
のを用いている。
〈作用〉 撮像手段により入力画像が生成されると、推論手段は所
定のルールに基づく推論を行って画像を前処理し、その
前処理データは記憶手段に記憶される。このような方式
によると、推論結果を符号化して入力画像のデータを圧
縮できるため、記憶手段の容量を小さくでき、処理時間
を短縮化し得る。また画像認識を行う上で有用な前処理
が可能であり、例えば前記の符号により、各画素が認識
対象のどの領域であるかを表すものとすれば、その俊速
やかに認識処理を実行できる。
さらに推論手段におけるルールとしてファジィルールを
用いると、高速なファジィプロセッサを用いて推論手段
を構成でき、高速かつ高度な処理が可能となる。しかも
前処理の内容を変更するには、ファジィルールを入れ換
えたり、メンバーシップ関数の形状を変更したりするこ
とで容易に実現できる。
〈実施例〉 第1図は、この発明にかかる画像の前処理装置を基板検
査装置に適用した例を示すもので、CCDカラーカメラ
1.ファジィ推論部21画像メモリ3.制御部4.CP
U5をその構成として含んでいる。
この基板検査装置は、基板上の実装部品の良否、すなわ
ち基板上に所定の部品(角チップ。
円筒チップ、ICなど)が適正に実装されているか否か
などを検査するためのものであるが、この発明の装置は
、基板検査装置に限らず、印刷の良否を検査するための
装置や血液の状態を検査するための装置など、各種の検
査装置に適用実施できる。
図示例において、CCDカラーカメラ1はCPU5から
の指示で被検査基板上の各実装部品を順次撮像して入力
画像を生成する。このカラーカメラ1は制御部4より同
期信号を受け、入力画像を三原色のカラー信号R,G、
Bとしてファジィ推論部2へ出力する。なおこの実施例
では、制御部4より外部的に同期信号が与えられるが、
カラーカメラ1が内部的に同期信号を発生して、それに
応じて制御部4が働くようにしてもよい。
ファジィ推論部2は、所定のファジィルールに基づく推
論により入力画像の各画素につき前処理を行ない、その
前処理データとして1画素が4ビツトの符号を画像メモ
リ3へ出力し記憶させる。画像メモリ3の格納データは
CPU5に取り込まれて認識処理され、処理終了後にC
PU5はつぎの画像の取込みを制御部4へ指令する。
第2図は、ファジィ推論部2の構成例を示すもので、加
算器6.減算器7.ファジィ推論前後件部8.確定部9
などを含んでいる。
加算器6は、カラーカメラ1からのカラー信号R,G、
 Bを加算して輝度信号Yを生成するためのもので、も
しカラーカメラ1が輝度信号Yを発生する機能を有して
おれば特にこれを設ける必要はない。
減算器7は、カラー信号R,G、Bを入力して減算し、
色差信号R−G、G−B、B−Rを生成する。
ファジィ推論前後件部8は、前記の輝度信号Yや色差信
号R−G、G−B、B−Rを入力し、予め定められたフ
ァジィルールに従ってファジィ推論演算を行い、各画素
が基板、ランド、部品の電極、部品のボディのいずれの
領域に属する画素なのかを示すアナログ量の信号a −
dを出力する。
第3図は、基板上に実装されたチップ部品10を一例と
して示しており、図中、11は基板、12はチップ部品
lOの電極、13はチップ部品10のボディ、14はラ
ンド、15はシルク印刷文字をそれぞれ示している。前
記基板11はレジストが緑色であり、またランド14は
表面が銅色である。またチップ部品10の電極12は無
彩色であって白く光り、そのボディ13は無彩色の黒色
である。従って例えば基板11の場合、輝度はやや小さ
いかまたは中くらいであり、赤色と緑色とを比較すると
緑色がやや強く、緑色と青色と比較すると緑色がやや強
く、青色と緑色とを比較すると両者はほぼ同じくらいで
ある。
かくしてファジィ推論部2には、If、 then(も
し、ならば)ルールといわれる、っぎのようなファジィ
ルールが設定される。
(ルール1) もし輝度信号Yのレベルが小さいかまたは中くらいであ
り、かつ色差信号R−Gのレベルが負で小さく、かつ色
差信号G−Bのレベルが正で小さく、かつ色差信号B−
Rのレベルがゼロであるならば(then) 、その画
素は基板を構成する画素である。
(ルール2) もし輝度信号Yのレベルが中くらいであり、かつ色差信
号R−Gのレベルが正で小さく、かつ色差信号G−Bの
レベルがゼロであり、カッ色差信号B−Hのレベルが負
で小さいならば(then) 、その画素はランドを構
成する画素である。
(ルール3) もし輝度信号Yのレベルが大きいかまたは中くらいであ
り、かつ色差信号R−G、G−B。
B−Rのいずれもがゼロであるならば(then )、
その画素は電極を構成する画素である。
(ルール4) もし輝度信号Yのレベルが小さいかまたはゼロであり、
かつ色差信号R−G、C,−B、B−Rのいずれもがゼ
ロであるならば(then) 、その画素はボディを構
成する画素である。
上記の「小さい」 「大きい」などの曖昧な言語で表さ
れた量をファジィラベルと称し、通常P B (Pos
itive Big)、  P M(Positive
 Midiu+w) 。
P S (Positive Sa+all)、  Z
 O(Zero)、 N S(Negative  S
mall)、  NM(Negative  Midi
un+)  。
N B (Negative Big)が用いられる。
これらファジィラベルに与えられるメンバーシップ関数
の一例が、第4図に示しである。
同図において、横軸は輝度や色差信号についての台集合
の要素であり、縦軸は適合度(メンバーシップ値)であ
って、輝度信号YはZO〜PBの間の値をとり、色差信
号R−G、G−B。
B−RはNB−PBの間の値をとる。
第2図に戻って、ファジィ推論前後件部8では、輝度信
号Yや色差信号R−G、G−B、B−Rに関する入力デ
ータが、各ファジィルールの対応するメンバーシップ関
数にどの程度適合するかが求められる。各制御ルールに
おいて、各入力データのうち適合度の小さい方が選択さ
れ(M I N演算)、この選択された適合度によって
ファジィ推論前後件部8より適合度を示す4個のアナロ
グ信号a −dが出力される。これらアナログ信号a 
−dのうち、aは基板らしさを示し、同様にbはランド
らしさを、Cは電極らしさを、dはボディらしさを、そ
れぞれ示しており、これら信号a % dは確定部9で
所定のしきい値と比較され、その比較結果に応じて振り
分けられて所定の符号が付与され、CPU5へ出力され
る。
第5図は、確定部9の具体例を示すもので、各信号a 
−dを大のレベルのしきい値THIと中のレベルのしき
い値TI、4と比較して論理「l」または「0」の出力
を出す8個の比較器16〜23と、各比較器からの出力
に基づき所定の符号を生成するゲート回路24とから成
る。例えば基板らしさを示す信号aのレベルが大のレベ
ルのしきい値TH,より大きいときは、基板らしさは「
大」であるとし、信号aのレベルが大のレベルのしきい
値TLより小さくかつ中のレベルのしきい値TH14よ
り大きいときは、基板らしさは「中」であるとし、基板
らしさを示す信号aのレベルが中のレベルのしきい値T
INより小さいときは、基板らしさは「小」であるとす
る。
同様にランドらしさ、電極らしさ、ボディらしさを「大
」 「中」 「小」で表すとき、ゲート回路24は下表
に示すような特定の意味を有する4ビツトの符号を生成
して出力する。
上記符号は、各画素毎に画像メモリ3に記憶されるもの
で、これにより入力画像の各画素が基板に属するものか
、ランドに属するものか、電極に属するものか、ボディ
に属するものかが符号の内容により明らかになる。
従ってCPU5は、この符号をチエツクしてランドや電
極の大きさなどを把握した上で、実装部品が何であるか
を判定して、実装の良否を判断することができる。
なお上記実施例においては、ファジィルールの内容やメ
ンバーシップ関数の形状などは、人間が思考錯誤を繰り
返して決定している。
またルールはファジィルール以外も使用でき、メンバー
シップも三角形状以外の任意の形状とすることもできる
〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、認識のための入力画像を前処理
するのに、認識対象を撮像して入力画像を生成する撮像
手段と、設定可能なルールに基づく推論により入力画像
の前処理を行ってその推論結果を前処理データとして出
力する推論手段と、前記前処理データを認識処理のため
に記憶させる記憶手段とで画像の前処理装置を構成した
から、推論結果を符号化して入力画像のデータを圧縮で
きるため、記憶手段の容量を小さくでき、処理時間を短
縮化し得る。また画像認識を行う上で有用な前処理が可
能であり、またルールを入れ換えて、前処理の内容を簡
単に変更することも可能である。
また請求項2に記載の前処理装置では、前記のルールと
してファジィルールを用いて推論を行っているから、高
速なファジィプロセッサを用いて推論手段を構成でき、
高速かつ高度な処理が可能となり、しかも前処理の内容
を変更するのに、ファジィルールを入れ換えたり、メン
バーシップ関数の形状を変更したりすることにより容易
にそれが実現できる。
さらに請求項3に記載の前処理装置では、推論手段が入
力画像の各画素を認識対象の各領域を表す符号に変換し
て出力するから、前処理後の認識処理を速やかに実行で
きるなど、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例にかかる前処理装置の構成
を示すブロック図、第2図はファジィ推論部の構成例を
示すブロック図、第3図は部品の実装状態を示す平面図
、第4図は確定部の具体例を示す電気回路図、第5図は
メンバーシップの一例を示す説明図、第6図は従来例の
構成を示すブロック図である。 10.・、CCDカラーカメラ 2・・・・ファジィ推論部 3・・・・画像メモリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)認識のための入力画像を前処理するための前処理
    装置であって、 認識対象を撮像して入力画像を生成する撮 像手段と、 設定可能なルールに基づく推論により入力 画像の前処理を行ってその推論結果を前処理データとし
    て出力する推論手段と、 前記前処理データを認識処理のために記憶 させる記憶手段とを具備して成る画像の前処理装置。
  2. (2)前記のルールは、ファジイルールである請求項1
    に記載の画像の前処理装置。
  3. (3)前記の推論手段は、入力画像の各画素を認識対象
    の各領域を表す符号に変換して出力する請求項1に記載
    の画像の前処理装置。
JP63294372A 1988-11-21 1988-11-21 画像の前処理装置 Pending JPH02140886A (ja)

Priority Applications (2)

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JP63294372A JPH02140886A (ja) 1988-11-21 1988-11-21 画像の前処理装置
EP19890121455 EP0370435A3 (en) 1988-11-21 1989-11-20 Image preprocessor

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JP63294372A JPH02140886A (ja) 1988-11-21 1988-11-21 画像の前処理装置

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JPH04199259A (ja) * 1990-11-26 1992-07-20 Hitachi Ltd ニューラルネットワーク、ニューラルネットワークの想起方法および学習方法または装置
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