JPH03176779A

JPH03176779A - 画像処理制御方式

Info

Publication number: JPH03176779A
Application number: JP1316733A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakayama; 寛中山; Hiroshi Kamata; 洋鎌田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-12-06
Filing date: 1989-12-06
Publication date: 1991-07-31

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】［概要］移動ロボットの視覚系に係わり、特に、動画像を高速に
処理する画像処理制御方式に関し、動画像の各画素をサ
ンプリングして処理する場合に、ＴＶカメラの方向によ
って、解像度を任意に設定して、即ち、サンプリング画
素を任意に設定して処理することを目的とし、少なくとも、ビデオレートで連続する画像を取り込むＴ
Ｖカメラと、入力された動画像を処理する画像処理部と
、該画像処理部の出力データを処理するホスト装置を有
するロボット視覚系装置において、該ホスト装置の制御
により、該処理すべ画像の解像度を任意に設定した結果
を、例えば、サンプリングＲＡＭに内蔵しておき、上記
ＴＶ；メラからの水平、垂直同期信号を分離して生成し
た画素毎の座標に基づいて、上記サンプリング■ＡＭを
アクセスし、該サンプリングＲＡＭが指ジする座標の画
素に対応した処理結果のみをサンプリングするように構
成する。特に、上記ホスト５置は、カメラ制御系から入
力される上記ＴＶカノラの方向により、例えば、画像内
の遠方部分に文しての解像度を向上させるように、上記
サンプリングＲＡＭに格納する画像の解像度を選択的に
基定するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、移動ロボントの視覚系に係わり、特に、動画
像を高速に処理する画像処理制御方式に関する。

一般に、移動ロボットの視覚系では、目的とする画像処
理を行う専用ハードウェアにより高速処理を実現してい
る。

然し、画像処理の結果得られる数値データを解ソフトウ
ェア処理の高速化のため、■フレームの画像を目的に応
して適当にサンプリングし、処理する画素数を減らす必
要がある。

このとき、上記移動ロボットの視覚系を構成しているＴ
Ｖカメラの画像においては、遠方方向の画像の密度が大
きいのが通常である為、［Ｖカメラの方向により、例え
ば、上記密度の大きい遠方の情報が欠落することのない
サンプリング方式が必要とされる。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕第３図は
従来の画像処理制御方式を説明する図であり、（ａ）は
構成例を示し、（ｂｌ）　、　（ｂ２）はＴＶカメラの
方向によるサンプリング結果の相違の例を示している。

本図（ａ）に示した従来の方式では、ＴＶカメラ１から
出力される同期信号（水平、垂直同期信号：により生成
された座標の各画素の内、サンプリングすべき画素を指
定する座標を認識したタイ旦ングで、サンプリング指定
回路１０がサンプリング信号を発生し、そのタイミング
の画像処理結果をホスト側に通知する。

この方式では、サンプリングすべき画素を固定している
ため、ＴＶカメラＩの方向により、遠方の情報が極端に
減少してしまう欠点があった。

例えば、ＴＶカメラ１の方向に関わらず、同じ密度でサ
ンプリングをすると、本図（ｂｌ）のように、ＴＶカメ
ラ１が近くの物体を捕らえている場合には、物体１〜物
体３の情報が欠落することはないが、（ｂ２）図のよう
に、該ＴＶカメラエが遠方の物体を捕らえている場合に
は、画像中の物体の密度の関係で、例えば、物体１の情
報が欠落してしまうという問題があった。

本発明は上記従来の欠点に鑑み、移動ロボットの視覚系
の装置等、動画像を高速に処理する画像処理制御方式に
おいて、該動画像の各画素をサンプリングして処理する
場合に、ＴＶカメラの方向によって、解像度を任意に設
定して、即ち、サンプリング画素を任意に設定して処理
することができる画像処理制御方式を提供することを目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の詳細な説明する図であって、（ａ）は
原理ブロック図を示し、（ｂ）は動作の概念図を示して
いる。

上記の問題点は下記の如くに構成された画像処理制御方
式によって解決される。

（１）　　少なくとも、ビデオレートで連続する画像を
取り込むＴＶカメラ】と、入力された動画像を処理する
画像処理部３と、該画像処理部３の出力データを処理す
るホスト装置９を有し、該ホスト装置９の制御により、
該処理する画像の解像度を任意に設定した結果に基づい
て、上記画像処理部３で処理した結果をサンプリングす
るように構成する。

（２）上記ホスト装置９の制御により画像の解像度を設
定した結果を内蔵するサンプリングＲＡＭ７を有し、上記ＴＶカメラ１からの水平、垂直同期信号を分離して
生威した画素毎の座標に基づいて、上記サンプリングＲ
ＡＭ　７をアクセスし、該サンプリングＲＡＭ　７が指
示する座標の画素に対応した処理結果のみをサンプリン
グするように構成する。

（３）上記ホスト装置９は、カメラ制御系４から入力さ
れる上記ＴＶカメラ１の方向により、上記サンプリング
ＲＡＭ　７に格納する画像の解像度を選択的に設定する
ように構成する。

〔作用〕

即ち、本発明によれば、移動ロボ７）の視覚系装置、例
えば、動画像を高速に処理する画像処理装置において、
先ず、ＴＶカメラ１から入力されるアナログ画像信号は
、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２にお
いて、ディジタル画像信号に変換され画像処理部３に出
力される。

ＨＶ同期信号分離部５は、上記ＴＶカメラ１から入力さ
れる水平同期信号と垂直同期信号とを分離して、画像の
各画素のＸ座標とＹ座標を生成する。

次のサンプリング制御部６では、上記生威されたＸ座標
とＹ座標から、サンプリングＲＡＭ７をアクセスするア
ドレスを生威し、アクセスした結果、即ち、サンプリン
グ位置情報をデータ選択部８に転送する。

本発明の場合、サンプリングＲＡＭ７をホスト装置９の
制御で、カメラ制御系４から送られるＴＶカメラ１の方
向などを用いて、例えば、（ｂ）図に示したように、遠
方の画像に対するサンプリング間隔を細かくし、手前の
画像に対するサンプリング間隔を粗くなるように設定す
ることにより、サンプリング画素を、該ＴＶカメラ１の
方向のより、任意に選択することができる。

画像処理部３は入力された画像信号に対して、上記サン
プリング制御部６と同期して、目的とする画像処理を行
い、その処理結果をデータ選択部８乙こ転送する。

データ選択部８は、上記サンプリング制御部６からの信
号が１゛の場合のみ、画像処理部３の処理結果（例えば
、特徴点の抽出結果）と、そのＸ座標、Ｙ座標をホスト
装置９に通知するように動作する。

従って、前述の第３図（ｂ２）に示したＴＶカメラｌの
方向に対して、第１図（ｂ）に示しであるように、ホス
ト装置９の制御により遠方のサンプリング間隔を細かく
し、手前のサンプリング間隔を粗くしてサンプリングで
きるようにしであると、従来方式では欠落していた物体
１を捉えることができるように作用する。

このよう↓こ、本発明によれば、サンプリングＲＡＭを
、ホスト装置から制御するだけで、画像中の任意の場所
で、任意の解像度を設定して動画像処理を行うことがで
き、例えば、遠方の物体についてのみ細かく処理して、
ノイズによる誤った処理を防いだり、ソフトウェア処理
の速度に応して出力画素数を変更できる等、その処理効
果（ま大きいものがある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

前述の第１図は本発明の詳細な説明する図であり、第２
図は本発明の一実施例を示した図であって、（ａ）は移
動ロボットの視覚処理系をブロック図で示し、（ｂ）は
対象物体と移動ロボットとの関係を示し、（ｃ）は画像
処理出力の例を示し、（ｄ）はホスト装置での処理結果
の例を示しており、ホスト装置９で、予め、例えば、Ｔ
Ｖカメラ１の方向に基づいて、画像中のサンプリング位
置（例えば、遠方方向を密に、手前を粗くなるような位
置）を、サンプリングＲＡＭ　７に設定しておき、該サ
ンプリングＲＡＭ７に設定された、画像の領域毎に異な
る解像度（サンプリング位Ｗ）に基づいて、画像処理結
果、例えば、特徴点を抽出した結果をサンプリングして
、取り込み、ホスト処理をする手段が本発明を実施する
のに必要な手段である。尚、全図を通して同し符号は同
し対象物を示している。

以下、第１図を参照しながら、第２図によって、本発明
の画像処理制御方式を説明する。

第２図（ａ）は、（ｂ）図に示す地面上の指定された物
体に沿って移動するロボットの視覚処理系である。

該視覚処理系において、二値化処理部３１．論理フィル
タ部３２ば、ＴＶカメラ１からの水平、垂直同期信号に
同期して画像処理を行う。

例えば、二値化処理部３１は、指定された物体の色を持
つ画素の信号を°１°、それ以外を０°とする。論理フ
ィルタ部３２は、上記二値化処理した画素の４近傍の連
結性を調べ、着目している画素と４近傍の画素のすべて
が°１゛の場合のみ°１“を出力し、その他の場合は°
Ｏ′を出力するように動作して、該処理対象の画像の特
徴点、例えば、上記指定した色の物体の位置する領域を
抽出する。

ＡＮＤ部８１はサンプリングＲＡＭ　７の出力と論理フ
ィルタ部３２の出力が°１”の場合のみ“１゛を出力す
る。即ち、サンプルすべき画素の画像処理結果が°１゛
の場合のみ°１′を出力するように動作する。

この時、サンプリングＲＡＭ　７は、例えば、ロボット
に対して、遠方では細かくサンプリングを行い１手前で
粗くサンプリングを行うように設定されている。

該ＡＮＤ　　部８１の出力はカウンタ８４に入力される
。従って、カウンタ８４は°】゛が入力される度にイン
クリメントされ、該カウンタ８４の値をアドレスとして
、画像中の特徴点を格納する特徴点ＲＡＭ８５に、該抽
出された画素のＸ座標、Ｙ座標をレジスタＸ８２．レジ
スタＹ　８３より書き込むように動作する。

ホスト装置９は、上記特徴点ＲＡＭ８５の抽出された画
素のＸ座標、Ｙ座標を読み取り、該読み取ったＸ座標、
Ｙ座標の軌跡から、例えば、移動ロボットの進行すべき
方向を決定する。

該特徴点ＲＡＭ８５は、具体的には、ダブルバッファに
なっており、ホスト９が、１つのバッファから、画像処
理部（二値化処理部３１．論理フィルタ部３２）３が処
理しているフレームの−っ前のフレームの処理を行い、
他のバッファには、現在のフレームについての、上記論
理フィルタ部３２の特徴点抽出結果が格納されるように
動作する。

第２図（ｃ）は、（ｂ）図に示した地面上に散在する物
体を移動ロボットに備えられているＴＶカメラｌで捕ら
えた画像を二値化処理部３１．論理フィルタ部３２で画
像処理を行い、その特徴点を出力した結果を示し、（ｄ
）図は、ホスト９が上記（ｃ）図の結果から定めた、移
動ロボットの進行方向を示す。

このように、本発明は、動画像を高速に処理するのに、
ホスト装置９で、予め、例えば、ＴＶカメラ１の方向に
基づいて、画像中のサンプリング位置（例えば、遠方方
向を密に、手前を粗くなるような位置）を、サンプリン
グＲＡＭ　７に設定しておき、該サンプリングＲＡＭ　
７に設定された、画像の領域毎に異なる解像度（サンプ
リング位置）に基づいて、画像処理結果、例えば、特徴
点を抽出した結果をサンプリングして、取り込み、ホス
ト処理をするようにした所に特徴がある。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明の画像処理制御方
式は、少なくとも、ビデオレートで連続する画像を取り
込むＴＶカメラと１入力された動画像を処理する画像処
理部と、該画像処理部の出力データを処理するホスト装
置を有するロボット視覚系装置において、該ホスト装置
の制御により、該処理する画像の解像度を任意に設定し
た結果を、例えば、サンプリングＲＡＭに内蔵しておき
、上記ＴＶカメラからの水平、垂直同期信号を分離して
生成した画素毎の座標に基づいて、上記サンプリングＲ
ＡＭをアクセスし、冨亥すンプリングＲＡＭが指示する
座標の画素に対応した処理結果のみをサンプリングする
ように構成する。特に、上記ホスト装置は、カメラ制御
系から入力される上記ＴＶカメラの方向により、例えば
、画像内の遠方部分に対しての解像度を向上させるよう
に、上記サンプリングＲＡＭに格納する画像の解像度を
選板曲に設定するようにしたものであるので、サンプリ
ングＲＡＭを制御するだけで画像中の任意の場所で任意
の解像度を設定して、動画像処理を行うことができ、遠
方の物体についてのみ細かく処理してノイズによる誤っ
た処理を防いだり、ソフトウェア処理の速度に応じて出
力画素数を変更できるなど、その処理効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図第２図は本発明の一実施例を示した図。第３図は従来の画像処理制御方式を説明する図。である。図面において、ｌはＴＶカメラ３は画像処理部。３２は論理フィルタ部。４はカメラ制御系、　　　５６はサンプリング制御部。２はＡ／Ｄ変換器。３１は二値化処理部。は）ＩＶ同期信号分離部。７はサンプリングＲＡＭ。８はデータ選択部。８１はＡＮＤ部。８２はレジスタＸ、　　　　８３はレジスタＹ。８４はカウンタ１　　　　８５は特徴点ＲＡＭ。９はホスト装置（ホスト）。ＩＯはサンプリング指定回路。をそれぞれ示す。ヒ一一二（ａｌ本発明の詳細な説明する図第図（そのｌ）物体１物体２物体３ λ （ｂ）本発明の詳細な説明する図第図（その２）（ａ）本発明の一実施例を示した図第　２　図　（その１）第図（その２）第図（その１）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも、ビデオレートで連続する画像を取り
込むＴＶカメラ（１）と、入力された動画像を処理する
画像処理部（３）と、該画像処理部（３）の出力データ
を処理するホスト装置（９）を有し、該ホスト装置（９
）の制御により、該処理する画像の解像度を任意に設定
した結果に基づいて、上記画像処理部（３）で処理した
結果をサンプリングすることを特徴とする画像処理制御
方式。
（２）上記ホスト装置（９）の制御により画像の解像度
を設定した結果を内蔵するサンプリングＲＡＭ（７）を
有し、上記ＴＶカメラ（１）からの水平、垂直同期信号を分離
して生成した画素毎の座標に基づいて、上記サンプリン
グＲＡＭ（７）をアクセスし、該サンプリングＲＡＭ（
７）が指示する座標の画素に対応した処理結果のみをサ
ンプリングすることを特徴とする請求項１に記載の画像
処理制御方式。
（３）上記ホスト装置（９）は、カメラ制御系（４）か
ら入力される上記ＴＶカメラ（１）の方向により、上記
サンプリングＲＡＭ（７）に格納する画像の解像度を選
択的に設定することを特徴とする請求項１、２に記載の
画像処理制御方式。