JPH0246347B2 - Kogumamosokuteinotamenogazoshorihoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、ITVカメラを用いて工具摩耗を測
定する際に使用する画像処理方法に関するもので
あり、さらに詳しくは、画像情報を２値化する方
法に関するものである。 ［従来の技術］ 一般に、工具摩耗の測定に際しては、所定の時
間切削に用いた工具の摩耗面を観察し、その摩耗
巾等を計測している。本発明者らは、このような
工具摩耗の測定にITVカメラを用い、撮影した
画像を処理して、摩耗の輪郭形状等を計測する技
術について研究をすすめてきたが、このような
ITVカメラを利用した工具摩耗の計測において
は、まず、ITVカメラの画像情報を摩耗部分と
それ以外の部分とに分けること、即ち画像情報の
２値化が必要である。 而して、上記画像情報を２値化する場合に、そ
の２値化のための輝度閾値を試行錯誤的に決定し
ていたが、上記摩耗計測を自動化する場合には、
工具の撮影条件、照明条件等の変化に対応して、
上述した２値化のための輝度閾値を常に適切な値
に設定する必要がある。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、極めて簡単な手法で、工具に
おける摩耗部分の撮影条件、照明条件等の変化に
対応して、輝度閾値を適切な値に自動決定可能に
する方法を提供することにある。 ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の画像処理方
法は、工具の摩耗部分をその周辺部分と共に
ITVカメラにより撮影し、その画像における工
具の摩耗部分と、工具における摩耗部分以外の部
分と、工具の背景部分を含む範囲内に、ウインド
を設定して、このウインドの範囲内における画像
の輝度分布を計測し、その輝度分布を、上記ウイ
ンドの範囲を含み、かつ工具における摩耗部分以
外の部分及び工具の背景部分とに範囲を拡大して
設定したウインド内の輝度分布と比較し、それら
において輝度分布が相互に変化する範囲と変化し
ない範囲との間に輝度閾値を設定し、その閾値に
より画像情報の２値化を行うことを特徴とするも
のである。 以下に図面を参照して本発明の画像処理方法に
ついてさらに詳細に説明する。 第１図は、本発明の方法の実施に適した装置の
一例を示している。同図を参照して説明すると、
ITVカメラ１により工具２の摩耗部分をその周
辺部分と共に撮影した場合、その画像は、ビデイ
オ・フレーム・メモリ３に収録される。このメモ
リ３としては、例えば、画像のＸ方向及びＹ方向
に512×512ビツト、輝度が256ビツトの３次元デ
イジタルメモリが用いられる。 工具の撮影に際しては、通常、摩耗部分が明る
く、他の部分が暗くなるように照明するが、その
逆であつても差支えない。 上記メモリ３に接続された画像処理装置４にお
いては、まず、第２図に例示するように、上記画
像における工具２ａの摩耗部分ｗと、工具２ａの
摩耗部分以外の部分ｇと、工具２ａの背景部分ｂ
とを含む範囲内に、例えば60×44ビツト程度のウ
インド５ａを設定して、このウインド５ａの範囲
内における輝度分布を計測する。第３図はその計
測例を示すもので、この例では横軸の輝度４ビツ
トを１単位として輝度分布を示している。この計
測例からわかるように、輝度分布には、上述した
摩耗部分ｗと、摩耗部分以外の部分ｇと、背景部
分ｂとに対応する明確なピークが現われることに
なる。 上記画像処理装置４においては、さらに、第４
図に例示するように、上記ウインド５ａの範囲Ａ
を含み、かつ工具２ａの摩耗部分以外の部分ｇ
と、工具２ａの背景部分ｂとを含む範囲Ｂまで拡
大したウインド５ｂを設定して、そのウインド５
ｂ内における輝度分布を計測し、必要に応じて、
さらに、背景部分ｂを含む範囲Ｃまで拡大した
（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）の範囲のウインド５ｃを設定して、
そのウインド５ｃ内における輝度分布を計測す
る。 このようにして、異なる範囲にウインドを設定
して輝度分布を計測すると、第４図からわかるよ
うに、工具２ａの摩耗部分ｗに対応する輝度分布
は、ウインドの設定範囲にかかわらず実質的に変
化しないが、摩耗部分以外の部分ｇと背景部分ｂ
に対応する輝度分布は大きく変動することにな
る。従つて、上記各ウインド内の輝度分布を比較
し、それらにおいて輝度分布が相互に変化する範
囲と変化しない範囲との間に輝度閾値を設定する
ことにより、画像情報の２値化を適正に行うこと
ができる。前述したように、摩耗部分が明るくな
るように照明すれば、第４図に示すように、輝度
分布が変化しない範囲における最低輝度に閾値を
設定することになる。 なお、ここではウインド５ａ，５ｂ及び５ｃに
おける輝度分布を比較するように説明したが、ウ
インド５ａ，５ｂの輝度分布だけを比較するだけ
でも差支えない。また、上記ウインドは、摩耗部
分ｗの全体を含むように設定する必要はなく、第
５図に例示するように、摩耗部分ｗの一部を含む
細巾のウインド６ａまたは７ａと、それらの両側
に範囲を拡大したウインド６ｂ，６ｃまたは７
ｂ，７ｃとすることができる。 このようにして輝度閾値を設定し、この閾値と
画像の輝度を比較することにより得られた２値化
画像から摩耗部分を決定するが、この場合に次の
ような問題がある。即ち、上記２値化画像によつ
て得られた摩耗部分の輪郭内は、当然摩耗してい
る部分であるため、全体的に１または０の同一論
理レベルになる筈であるが、現実的に測定を行つ
た場合には、その輪郭内に論理レベルが反転した
暗点を含んでいる。そこで、この暗点を除去して
摩耗部分を決定するのに好適な方法について以下
に説明する。 上述したところによつて得られた２値化画像に
おいては、暗点がないと仮定した場合、第６図か
らわかるように、Ｘ方向に、例えばラインｌに沿
つて各ビツトの値を順次調べたときには、論理レ
ベル１と０との相互間の変化点が多数存在する可
能性があり、一方、Ｙ方向（切削方向）に各ビツ
トの値を調べると、工具摩耗自体の性格から、１
から０及び０から１への変化点が各１回存在する
ことになる。 このような特性を利用し、第６図に示すような
摩耗部分の輪郭８内に暗点９が存在する場合（輪
郭８内では論理レベル１、その輪郭８外及び暗点
９内は０であるとする。）に、矢印Yu及びYdで
示すように上下両方向に０から１への変化点及び
それに続く１から０への変化点を抽出し、それぞ
れ

【表】 Xi番目（ｉ＝１，２，…，ｎ）のラインについ
て、上方の変化点をUi、下方の変化点をDiとす
ると、第１表に示すような測定結果が得られ、上
下各方向について抽出した変化点から得られる図
形を個別的に表示すると、第７図ａ，ｂのように
なり、これらは明らかに暗点の影響を受けたもの
であるが、Xi番目のラインについて上向きに抽
出した場合の下方の変化点Di及び下向きに抽出
した場合の上方の変化点Uiによつて表示される
図形は、第７図ｃのようになり、これは暗点が除
去された摩耗部分の輪郭形状である。 即ち、このような簡易な手法によつて暗点の影
響を除去した摩耗部分の輪郭形状を抽出すること
ができる。 なお、本発明者による実験の結果、現実の摩耗
部分と極めて近似した摩耗面輪郭形状を抽出する
ことができた。 以上の説明においては、主として逃げ面摩耗を
対象としているが、本発明は逃げ面摩耗に限定さ
れるものでないことは勿論である。 ［発明の効果］ 以上に詳述したように、本発明の画像処理方法
によれば、非常に簡単な装置を用い、かつ非常に
簡易な手法により、工具における摩耗部分の撮影
条件、照明条件等の変化に対応して、摩耗部分の
２値化処理のための輝度閾値を適切な値に自動決
定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理方法の実施に適した
装置の一例を示す構成図、第２図は摩耗部分の画
像に対するウインドの設定態様を示す説明図、第
３図は上記ウインド内における輝度分布の計測例
を示す線図、第４図は複数のウインドを設定した
場合の各ウインド内の輝度分布を示す線図、第５
図は摩耗部分の画像に対する他のウインドの設定
態様を示す説明図、第６図及び第７図ａ〜ｃは２
値化画像における暗点の除去に関する説明図であ
る。 １……ITVカメラ、２……工具、２ａ……工
具（画像）、５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃ，７ａ〜７
ｃ……ウインド、ｂ……背景部分、ｇ……摩耗部
分以外の部分、ｗ……摩耗部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工具の摩耗部分をその周辺部分と共にITV
   カメラにより撮影し、その画像における工具の摩
   耗部分と、工具における摩耗部分以外の部分と、
   工具の背景部分とを含む範囲内に、ウインドを設
   定して、このウインドの範囲内における画像の輝
   度分布を計測し、その輝度分布を、上記ウインド
   の範囲を含み、かつ工具における摩耗部分以外の
   部分及び工具の背景部分に範囲を拡大して設定し
   たウインド内の輝度分布と比較し、それらにおい
   て輝度分布が相互に変化する範囲と変化しない範
   囲との間に輝度閾値を設定し、その閾闊により画
   像情報の２値化を行うことを特徴とする工具摩耗
   測定のための画像処理方法。