JPH0388081A - 斜影生成用記憶装置 - 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】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばファクトリオートメーション（ＦＡ）
の−環として用いられる自動検査装置や自動組立装置等
において、検査対象物や組立対象物を認識するために撮
像画像から対象物を検出して切り出す処理に用いられる
斜影生成用記憶装置に関する。

（従来の技術） 従来、撮像装置で撮像した撮像画像をメモリに書き込ん
だ後に斜影を生成するには、主に中央処理装置（以下、
ｒＣＰＵＪという）で演算することによって行われてい
た。

このようなＣＰＵによる演算は次のように行われる。先
ず、例えば第６図に示すように、画像情報をドツト情報
として記憶しているメモリ、つまり二値画像エリアＡ１
内の斜影を生成する斜影生成エリアＡ２を算出する。そ
して、水平方向（Ｈ方向）への斜影を演算する場合、斜
影演算の対象となる斜影生成エリアＡ２の横ライン数分
の作業用メモリＡ３を用意し、斜影生成エリアＡ２内の
指定された１横ラインのデータを読み出し、このデータ
をシフトして再上位ビット又は最下位ビットからシフト
アウトされたキャリーを当該ラインの作業用メモリＡ３
に加算する（「１」で意味がある画像の場合）。読み出
したデータの全ビットのシフトを終了したならば次の横
ラインのデータを読み出し、上記と同様の動作を繰返し
実行する。

そして、全ての横ラインについての実行が完了すると、
水平方向の斜影として、作業メモリＡ３内に各横ライン
における「１」の出現頻度に応じた斜影が得られる。な
お、斜影生成エリアＡ３の横ラインによっては読み出し
たデータの上位数ビット、または下位数ビットしか必要
ない場合があるが、その時は、読み出したデータとマス
クデータとの論理積をとった後、上記動作を実行する。

垂直方向（Ｖ方向）の斜影を演算する場合も同様で、斜
影生成エリアＡ２の縦ライン数分の作業用メモリＡ４を
用意し、対象ドツトが含まれる１横ラインのデータを読
み出す。読み出したデータのうち対象としている縦ライ
ンに含まれるビット以外をマスクし、データが「０」で
なければ当該縦ラインの斜影用のワークメモリを＋１加
算する。

次いで、次のデータのアドレスを計算し、そのアドレス
で指定されるデータを読み出して上記動作を繰返し実行
する。そして、全ての縦ラインについての実行が完了す
ると、垂直方向の斜影として、作業メモリＡ４内に各縦
ラインにおける「１」の出現頻度に応じた斜影が得られ
る。

以上のように、ＣＰＵを用いて斜影を演算する場合、指
定された画像のメモリ上のアドレスを計算する時間やマ
スクをとる時間が膨大になるという欠点がある。

そこで、上記の演算アルゴリズムをそのままハードウェ
ア化すると、第７図に示すブロック図のような構成とな
る。

すなわち、Ｈスタートアドレスレジスタ３１及びＨエン
ドアドレスレジスタ３２、■スタートアドレスレジスタ
３３及びＶエンドアドレスレジスタ３４とで指定される
斜影生成エリアについて、上記各レジスタ３１，３２，
３３．３４に記憶されているドツトアドレス情報から対
象ドツトが含まれるメモリ１のバイトアドレスをドツト
アドレス・バイトアドレス変換部３５において計算し、
メモリ１に供給する。そして、メモリ１から読み出した
データはＨ方向の斜影演算部３６又はＶ方向の斜影演算
部３７に供給する。また、上記ドツトアドレス・バイト
アドレス変換部３５では、読み出したデータをマスクす
るマスクデータを計算し、Ｈ方向の斜影演算部３６又は
Ｖ方向の斜影演算部３７に供給する。これにより、Ｈ方
向の斜影演算部３６又はＶ方向の斜影演算部３７はそれ
ぞれ水平方向又は垂直方向の斜影を演算しＦＩＦＯ３８
に出力する。なお、水平方向の斜影を演算するか垂直方
向の斜影を演算するかは、制御レジスタ３つにセットさ
れた内容に応じて動作する制御部４０の制御により行わ
れる。このように、上記演算アルゴリズムはハードウェ
アで構成することができる。

しかしながら、上記ハードウェアで構成するものは、特
にドツトアドレス・バイトアドレス変換部、水平、垂直
の斜影演算部、それらの制御回路等で大規模な回路とな
ってしまい、複雑かつ高価になるという欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上記したようにＣＰＵを用いて斜影を演算
するものは処理速度が遅いのでＦＡ等で使用するには高
速なＣＰＵを用いるか、あるいは撮像範囲を小さくする
必要があるという欠点があり、この欠点を除去するため
に上記ＣＰＵを用いて斜影を演算するアルゴリズムを直
接ハードウェアで実現するものは、特にドツトアドレス
・バイトアドレス変換部、水平、垂直の斜影演算部、そ
れらの制御回路等で大規模な回路となってしまい、複雑
かつ高価になるという欠点を解消するためになされたも
ので、比較的小規模なハードウェアでありかつ安価であ
るにも拘らず、高速に斜影を生成することのできる斜影
生成用記憶装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の斜影生成用記憶装置は、Ｘ及びＹのマトリック
スによりアドレス指定され、二値画像データを記憶する
第１の記憶手段と、この第１の記憶手段のＸ方向アドレ
スを生成する第１の生成手段と、前記第１の記憶手段の
Ｙ方向アドレスを生成する第２の生成手段と、この第２
の生成手段で生成される各Ｙ方向アドレスに対して前記
第１の生成手段により生成される全てのＸ方向アドレス
でアドレス指定される二値画像データを計数することに
より第１の斜影を生成する第１の斜影生成手段と、前記
第１の生成手段で生成される各Ｘ方向アドレスに対して
前記第２の生成手段により生成される全てのＹ方向アド
レスでアドレス指定される二値画像データを計数するこ
とにより第２の斜影を生成する第２の斜影生成手段と、
前記第１又は第２の斜影生成手段により生成された斜影
を記憶する第２の記憶手段とを具備したことを特徴とす
る。

また、ｎ×ｍの点からなる二値画像を記憶するためのｌ
　Ｘ　２　ｘ＋ｙビット構成（ｌｏｇ２ｎ≦Ｘ１１ｏｇ
２ｍ≦Ｙ）の記憶部と、この記憶部に対する斜影生成の
ためのアドレスを演算するアドレス演算部と、このアド
レス演算部と斜影を生成する方向とを制御する制御部と
、この制御部の制御のもとに前記記憶部から読み出した
データを計数するカウンタとを具備したことを特徴とす
る。

（作用） 本発明は、二値画像データを記憶する第１の記憶手段を
、第１の生成手段で生成したＸ方向アドレス及び第２の
生成手段で生成したＹ方向アドレスのマトリックス状の
アドレスで指定することにより、上記二値画像データを
各ドツト単位で読み出し可能にし、上記第２の生成手段
で生成される１つのＹ方向アドレスに対して上記第１の
生成手段で生成される全てのＸ方向アドレスにより指定
される二値画像データを計数し、この計数を全てのＹ方
向アドレスについて行うことにより第１の斜影を生成し
、また、上記第１の生成手段で生成される１つのＸ方向
アドレスに対して上記第２の生成手段で生成される全て
のＹ方向アドレスにより指定される二値画像データを計
数し、この計数を全てのＸ方向アドレスについて行うこ
とにより第２の斜影を生成して、これら生成された第１
又は第２の斜影は第２の記憶手段に記憶するようにした
ものである。これにより、比較的小規模なハードウェア
で安価に構成できるにも拘らず、高速に斜影を生成でき
るものとなっている。

また、ｎ×ｍの点からなるＩ　Ｘ　２　ｘ＋ｙビット構
成（１ｏｇ２ｎ≦Ｘ、ｌ０ｇ２ｍ≦Ｙ）の記憶部に二値
画像を記憶し、この記憶部からアドレス演算部で演算さ
れたアドレスを用いて二値画像データを読み出し、この
読み出した二値画像データをカウンタにより計数するこ
とにより制御部の制御に応じて決定される方向の斜影を
生成するようにしたものである。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明に係る斜影生成用記憶装置の概略構成を
示すブロック図である。すなわち、メモリ１は、図示し
ない撮像装置で撮像し、ｎ×ｍドツトに二値化された画
像情報を記憶するもので、１　Ｘ　２　Ｘ＋Ｙビット構
成となっている。ここで、「１ｏｇ２ｎ≦Ｘ、ｌｏｇ２
ｍ≦Ｙ」である。すなわち、第２図に示すように、水平
方向のＨアドレス（Ｘ）として「０〜ｎ−１」のｎビッ
トを有し、垂直方向のＶアドレス（Ｙ）として「０〜ｍ
−１」のｍビットを有するマトリックスとして構成され
、上記Ｘ及びＹの両アドレスによりビット単位でアクセ
スできるものである。

第１図において、Ｈスタートアドレスレジスタ２は、斜
影を生成するエリアの水平方向の開始アドレスを保持す
るレジスタであり、Ｈレングスレジスタ３は斜影を生成
するエリアの水平方向の長さを保持するレジスタである
。この両レジスタ２．３により斜影を生成する水平方向
の範囲が決定される。上記両レジスタ２．３の出力はＨ
アドレス演算部４に供給されるようになっている。Ｈア
ドレス演算部４は、上記レジスタ２．３の内容に応じて
、アクセスすべきメモリ１の水平方向のアドレスを演算
するものである。

■スタートアドレスレジスタ５は、斜影を生成するエリ
アの垂直方向の開始アドレスを保持するレジスタであり
、■レングスレジスタ６は斜影を生成するエリアの垂直
方向の長さを保持するレジスタである。この両レジスタ
５．６により斜影を生成する垂直方向の範囲が決定され
る。上記両レジスタ５．６の出力はＶアドレス演算部７
４に供給されるようになっている。■アドレス演算部７
は、上記レジスタ５．６の内容に応じて、アクセスすべ
きメモリ１の垂直方向のアドレスを演算するものである
。

上記Ｈアドレス演算部４及びＶアドレス演算部７は、制
御レジスタ８にセットされた制御情報に基づいて動作す
る制御部９からの制御信号により動作が規定されるよう
になっている。すなわち、制御レジスタ８には水平方向
の斜影を生成するか垂直方向の斜影を生成するか等の情
報をセットするようになっている。

また、メモリ１は、上記Ｈアドレス演算部４及びＶアド
レス演算部７からのアドレスで指定されることにより、
指定されたロケーションのデータが読み出されるように
なっている。そして、上記メモリ１から読み出されたデ
ータは、斜影生成カウンタ１０に供給されるようになっ
ている。斜影生成カウンタ１０は、メモリ１から読み出
されたデータを計数することにより、水平方向又は垂直
方向（制御レジスタ８の内容によって決定される）の１
ライン分の斜影を生成するものである。この斜影生成カ
ウンタ１０の出力はＦＩＦＯＩＩに供給されるようにな
っている。

ＦＩＦＯＩＩは、ファーストインｅファーストアウトの
機能を有するメモリであり、先に記憶した情報から順番
に読み出すことができるようになっている。このＰ　Ｉ
　ＦＯＩ　１としては、例えば、空のＦＩＦＯに最初に
書いた人力データが遅延なく読み出せるダイレクト・フ
ォール型のものを用いる。

第３図は、上記Ｈアドレス演算部４及びＶアト゛レス演
算部７の詳細な構成を示すブロック図である。なお、上
記Ｈアドレス演算部４及びＶアドレス演算部７は同一の
構成であるので、Ｈアドレス演算部４についてのみ説明
する。図において、２０はダウンカウンタであり、Ｈレ
ングスレジスタ３の内容をセットし、１ドツトの処理が
完了する毎にカウントダウンするものである。減算器２
１は、Ｈスタートアドレスレジスタ２の内容からダウン
カウンタ２０の内容を減算するもので、その出力はラッ
チ２２に保持されるようになっている。そして、このラ
ッチ２２の出力がＨアドレスとしてメモリ１に供給され
るようになっている。

次に、上記構成において第４図のエリア設定概念図及び
第５図のフローチャートを参照しつつ動作を説明する。

なお、本実施例では、処理対象となる二値画像の大きさ
は２５６８２５６ドツトであるとする。したがって、ｒ
Ｘ−８Ｊ、ｒＹ−８Ｊであり、メモリ１としてはＩ　Ｘ
　２１６ビツトを用い、Ｈスタートレジスタ２、Ｈレン
グスレジスタ３、■スタートレジスタ５、■レングスレ
ジスタ６、及び斜影生成力、ウンタ１０は全て８ビツト
長で構成されるものとする。

先ず；斜影を生成したいエリアの情報を各レジスタにセ
ットする（ステップＳｌ）。すなわち、第４図に示すよ
うに、二値画像エリアＡ１の内部に設定される斜影生成
エリアＡ２を、Ｄ点の座標（ｉ、ｊ）、水平方向の長さ
Ｎ、（Ｋｌ、は水平方向のドツト数から「１」を減じた
値）、及び垂直方向の長さＮ２（ρ２は垂直方向のドツ
ト数から「１」を減じた値）で表すために、Ｈスタート
レジスタ２にはＤ点の水平方向の座標値ｉを、Ｈレング
スレジスタ３には水平方向の長さｇ、を、■スタートレ
ジスタ５にはＤ点の垂直方向の座標値ｊを、■レングス
レジスタ６には垂直方向の長さｇ２をそれぞれセットす
る。また、制御レジスタ８には、斜影を生成する方向、
つまり水平方向に斜影を生成するか、垂直方向に斜影を
生成するかを指示するデータをセットする。以下におい
ては、水平方向の斜影を生成する場合について説明する
。

以上の各レジスタ２，３，５，６．８に対するデータの
セットが完了すると、ハードウェアが起動され斜影生成
が開始される。すなわち、先ず、Ｈレングスレジスタ３
及びＶレングスレジスタ６の内容がそれぞれＨアドレス
演算部４及びＶアドレス演算部７内部のダウンカウンタ
２０にロードされる。

次に、アドレス演算を行う（ステップＳ２）。

すなわち、Ｈアドレス演算部４においてはＨアドレスレ
ジスタ２の内容（−ｉ）からＨアドレス演算部４の内部
のダウンカウンタ２０の内容Ｃ−１、）を減算してＨア
ドレス（−ｆ−１，）を算出し、■アドレス演算部７に
おいてＶアドレスレジスタ５の内容（−ｊ）からＶアド
レス演算部７の内部のダウンカウンタ２０の内容（＝ｆ
ｆ　２　）を減算してＶアドレス（−ｊ−ρ２）を算出
する。

このＨアドレス演算部４において算出されたＨアドレス
、及びＶアドレス演算部７において算出されたＶアドレ
スは、Ａ点の座標（ｉＲ＋、ｊ−Ｉ１２）を表しており
、このＡ点を始点として斜影生成が開始されることにな
る。

上記Ｈアドレス（−１−ＩＩＩ）、及びＶアドレス（＝
ｊ−ｆＩｚ）がメモリ１に与えられると、上記両アドレ
スで指定されたロケーションの内容、つまりＡ点の内容
がメモリ１から読み出されて斜影生成カウンタ１０に供
給される（ステップＳ３）。斜影生成カウンタ１０は、
メモリ１から読み出されたデータが「１」であればカウ
ントアツプ動作を行う（ステップＳ４）。なお、上記読
み出されたデータがｒＯＪであればカウントアツプ動作
は行われず、従前の状態を維持する。

次に、Ｈアドレスのインクリメントを行う（ステップＳ
５）。このＨアドレスのインクリメントは、Ｈアドレス
演算部４のダウンカウンタ２０を動作させてデクリメン
トを行うことにより実現される。これにより、次は、座
標（ｉ−１，＋ｌ。

ｊ　　Ｎｚ）のドツトが読み出されることになる。

この際、■アドレスは変化しないように制御される。

次いで、１ライン終了したか否か、つまり「ｊ−ρ２」
ラインについて全てのドツトの計数が完了したか否かが
判定される（ステップＳ６）。この判定は、Ｈアドレス
演算部４のダウンカウンタ２０の内容がゼロになったか
否かを調べることにより行われる。そして、完了してい
ないことが判定されると、ステップＳ２へ戻り、以下同
様の動作を繰返し実行する（ステップｓ２〜Ｓ６）。

この繰返し実行において、ステップｓ６で１ライン分の
処理が終了した旨が判断されると、斜影生成カウンタ１
０には１ライン分の斜影が生成されているので、その内
容をＦ　Ｉ　ＦＯＩ　１にロードする（ステップＳ７）
。次いで、■アドレスのインクリメントを行う（ステッ
プＳ８）。このＶアドレスのインクリメントは、■アド
レス演算部７のダウンカウンタ２ｏを動作させてデクリ
メントを行うことにより実現される。これにより、次は
、座標（１−ＩＩＩ、ｊ　　Ｎ２＋１）のドツトが読み
出されることになる。

次いで、全ライン終了したか否が、つまり、ｇ２ライン
の全てについて斜影の生成が完了したか否かが判断され
る（ステップ５９）。この判断は、■アドレス演算部７
のダウンカウンタ２ｏの内容がゼロになったか否かを調
べることにより行われる。そして、完了していないこと
が判定されると、ステップＳ２へ戻り、以下同様の動作
にてｆＩ２ラインの全てにって斜影の生成が完了するま
でステップ８２〜Ｓ９を繰返し実行する。そして、全て
のラインについて斜影の生成が終了すると一連の斜影生
成の動作を終了する。この時点では、ＦＩＦＯＩＩには
、水平方向の斜影が生成されて記憶されている。したが
って、Ｆ　Ｉ　ＦＯＩ　１の内容を順次読み出すことに
より斜影データを取り出すことができ、例えば自動検査
装置や自動組立装置等に供給することにより、検査対象
物や組立対象物を認識する処理に用いることができる。

なお、上記説明においては水平方向に対する斜影を生成
する場合の動作について説明したが、垂直方向に対する
斜影を生成する場合は、その旨のデータを制御レジスタ
８にセットし、ＨアドレスとＶアドレスとの動作を逆に
すれば上記水平方向の斜影を生成する場合と同様の動作
で垂直方向の斜影を生成できるので説明は省略する。

以上のように、二値画像データを記憶するメモリ１を、
Ｈアドレス演算部４で演算して生成したＨ　（Ｘ）方向
アドレス、及びＶアドレス演算部７で演算して生成した
Ｖ　（Ｙ）方向アドレスのマトリックス状のアドレスで
指定することにより、上記二値画像データを各ドツト単
位で読み出し可能に構成し、上記第Ｖアドレス演算部７
で生成される１つのＶ方向アドレスに対して上記Ｈアド
レス演算部４で生成される全てのＨ方向アドレスにより
指定される二値画像データの「１」の数を斜影生成カウ
ンタ１０でカウントし、このカウント動作を全てのＶ方
向アドレスについて行うことにより水平方向の斜影を生
成し、また、上記Ｈアドレス演算部７で演算して生成さ
れる１つのＨ方向アドレスに対して上記Ｖ方向アドレス
演算部４で演算して生成される全てのＶ方向アドレスに
より指定される二値画像データをの「１」の数を斜影生
成カウンタ１０でカウントし、このカウント動作を全て
のＨ方向アドレスについて行うことにより垂直方向の斜
影を生成して、これら生成された水平又は垂直方向の斜
影はＦ　Ｉ　ＦＯＩ　１に記憶するようにしたので、比
較的小規模なハードウェアで安価に構成できるにも拘ら
ず、高速に斜影を生成できるものとなっている。

なお、上記実施例ではアドレス演算部４，７は、ダウン
カウンタ２０と減算器２１との組み合わせにより構成し
たが、これに限定されるものではなく、要はアドレスの
演算ができるものであれば他の手段を用いて構成しても
良い。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、比較的小規模な
ハードウェアでありかつ安価であるにも拘らず、高速に
斜影を生成することのできる斜影生成用記憶装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は斜影生成用記憶装置の概略構成を示すブロック
図、第２図はメモリの構成を説明するための図、第３図
はアドレス演算部の詳細な構成を示すブロック図、第４
図はエリア設定概念を説明するための説明図、第５図は
動作を説明するためのフローチャートであり、第６図及
び第７図は従来の斜影生成用記憶装置を説明するための
もので、第６図はＣＰＵ演算により斜影を生成する動作
を説明するための説明図、第７図は斜影生成用記憶装置
をハードウェアで構成した場合の概略構成を示すブロッ
ク図である。 １・・・メモリ（第１の記憶手段、記憶部）、２・・・
Ｈスタートアドレスレジスタ、３・・・Ｈレングスレジ
スタ、４・・・Ｈアドレス演算部（第１の生成手段、ア
ドレス演算部）、５・・・Ｖスタートアドレスレジスタ
、６・・・Ｖレングスレジスタ、７・・・Ｖアドレス演
算部（第２の生成手段、アドレス演算部）８・・・制御
レジスタ、９・・・制御部、１０・・・斜影生成カウン
タ（第１、第２の斜影生成手段、カウンタ）　　１１・
・・ＦＩＦＯ（第２の記憶手段）２０・・・ダウンカウ
ンタ、２１・・・減算器、２２・・・ラッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ及びＹのマトリックスによりアドレス指定され
   、二値画像データを記憶する第１の記憶手段と、 この第１の記憶手段のＸ方向アドレスを生成する第１の
   生成手段と、 前記第１の記憶手段のＹ方向アドレスを生成する第２の
   生成手段と、 この第２の生成手段で生成される各Ｙ方向アドレスに対
   して前記第１の生成手段により生成される全てのＸ方向
   アドレスでアドレス指定される二値画像データを計数す
   ることにより第１の斜影を生成する第１の斜影生成手段
   と、 前記第１の生成手段で生成される各Ｘ方向アドレスに対
   して前記第２の生成手段により生成される全てのＹ方向
   アドレスでアドレス指定される二値画像データを計数す
   ることにより第２の斜影を生成する第２の斜影生成手段
   と、 前記第１又は第２の斜影生成手段により生成された斜影
   を記憶する第２の記憶手段と を具備したことを特徴とする斜影生成用記憶装置。
2. （２）ｎ×ｍの点からなる二値画像を記憶するための１
   ×２＾Ｘ＾＋＾Ｙビット構成（ｌｏｇ＿２ｎ≦Ｘ、ｌｏ
   ｇ＿２ｍ≦Ｙ）の記憶部と、 この記憶部に対する斜影生成のためのアドレスを演算す
   るアドレス演算部と、 このアドレス演算部と斜影を生成する方向とを制御する
   制御部と、 この制御部の制御のもとに前記記憶部から読み出したデ
   ータを計数するカウンタと を具備したことを特徴とする斜影生成用記憶装置。