JPH04106431A - カラー画像２値化装置 - 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］ 本発明はカラーカメラを用いて被測定物像のなかから特
定の色を有した画像のみを取出して２値化表示するカラ
ー画像２値化装置に関する。

［従来の技術］ 例えば工場の製品検査ライン等においては、搬入コンベ
アにて順次搬入される製品を例えば各製品に付されたラ
ベルをカメラ等で撮像して、ラベルの文字９図形を判読
して、ラベルが正確に貼付けられているか、また間違っ
たラベルが貼付けられているか、さらに、ラベルが破損
したり、汚染されているかを監視するようにしている。

また、ラベルのみでなく、製品に直接印刷されているマ
ークや記号を読取って検査する場合もある。

このような検査装置においては、例えば、製品のラベル
にある特定の色でマークが印刷されている場合において
は、予めその特定色を示すデータを検査装置に記憶させ
ておき、カラーカメラで読取ったカラー画像に対して、
その特定色に一致する色を有する画像を抽出して例えば
ＣＲＴ表示装置に表示させる。そして、表示された画像
を監視者が観察して正常か否か目視て判断していた。

また、搬入コンベアにて順不同に搬入される種々の製品
のラベルの文字やマークを判読して、各製品毎に仕分け
る場合もある。この場合、カラーカメラにて撮像された
カラー画像から特定色の画像の形状が予め設定された形
状に一致すれば、その製品を他の製品と区別することか
可能となる。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、上記のような仕分け・検査装置において
は、また改良すべき次のような問題があった。

すなわち、カラーカメラで撮像される被測定物像の色は
製品に照射されている光の強度や、蛍光灯、電灯、水銀
灯等の光源の種類に応じて大きく変化する。また同一ラ
ベルであっても同−口・ソトで印刷されたラベルの色と
、異なるロットで印刷されたラベルの色とではたとえ同
一の［赤］色であっても、微妙に異なる場合かある。し
たがって、測定条件が変更になる毎に、抽出すべき色を
示す、例えばＲ，Ｇ、Ｂの各色信号のレベル値を例えば
キーボード等を用いて設定し直す必要があり、仕分け・
検査装置の調整作業が繁雑になる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
カラーカメラで撮像した被測定物像の表示画面上でマー
カにより抽出色を指定することによって、抽出すべき色
を簡単にかつ確実に設定でき、さらに、抽出色の許容色
範囲も任意に設定でき、特定色の２値化画像を確実に検
出でき、製品検査や製品仕分けを確実に実施できるカラ
ー画像２値化装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解消するために、本発明のカラー画像２値化
装置においては、被測定物像を撮像するカラーカメラと
、このカラーカメラにて撮像されたカラー画像を表示す
る表示器と、この表示器に表示されたカラー画像の任意
の位置をマーカ指定するマーカ指定手段と、カラー画像
のうちマーカ指定手段にて指定された位置の色情報を読
取る色情報読取手段と、この色情報読取手段にて読取ら
れた色情報を中心とする所定の許容色範囲に属する色情
報を有する画像をカラー画像から読出す特定色抽出手段
と、この特定色抽出手段にて抽出された画像を表示器に
２値化表示する抽出画像表示手段と、許容色範囲を可変
設定する抽出画像表示手段とを備えたものである。

さらに、別の発明においては、上記各手段に加えて、特
定色抽出手段にて抽出された画像の少なくとも面積を測
定する画像解析手段を備えたものである。

［作用］ このように構成されたカラー画像２値化装置において、
例えば一つの被測定物像をカラーカメラで撮像すると、
表示器に被測定物像のカラー画像がマーカと共に表示さ
れる。そして、例えばキーボードの移動キーを用いてマ
ーカをカラー画像上の抽出したい特定色の領域内へ移動
させる。すると、マーカで指定した位置の色情報が読出
される。

そして、この読出された色情報を中心とする一定の許容
色範囲に属する色情報を有する画像がカラー画像から読
出されて表示器に表示される。すなわち、この表示器に
は特定色の画像のみしか表示されない。また、前記許容
色範囲等の抽出条件は操作者が任意に変更可能である。

したがって、マーカで読取った色情報を含む許容色範囲
の色を抽出色として記憶しておけば、例えば搬入コンベ
アで順次搬入される各製品における２値化画像か得られ
る。

また、別の発明においては、得られた２値化画像の面積
測定等の画像解析が実施される。したがって、この画像
解析結果を利用して製品の良否判断や製品仕分けを実施
できる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第２図は実施例のカラー画像２値化装置を示す外観図で
ある。はぼ箱型形状を有した筐体１の前面に、各種操作
指令やデータを入力するためのキーボード２、各種カラ
ー画像や各種抽出範囲（条件）を表示する例えばＣＲＴ
表示装置で構成された表示器３、電源スイツチ４等が配
設されている。

そして、被測定物像を撮像するためのカラーカメラ５が
接続されている。

前記キーボード２には各種処理業務を選択設定するため
のＦ１〜Ｆ、までの５個のファンクションキー６、各種
数値データを入力するための置数キー７、各種データ入
力に用いるエンターキー８、表示器３の表示画面３ａに
表示されたマーカまたはカーソルを各方向に移動させる
ための４個の移動キー９等が配設されている。

第１図はカラー画像２値化装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。例えば瓶等の製品１０に貼付けられたラベ
ル１１をカラーカメラ５で読取る。

そして、被測定物像のＲ，Ｇ、Ｂの色信号はカラーカメ
ラ５内に組込まれＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換され
て出力される。そしてカラーカメラ５から出力されたＲ
、Ｇ、Ｂの各色信号で構成された１画面分のカラー画像
は画像メモリ１２に記憶される。画像メモリ１２に記憶
されたカラー画像は第３図に示すように表示器３の表示
画面３ａに表示される。

また、カラーカメラ５から出力されたＲ、Ｇ。

Ｂの各色信号は座標変換部１３へ入力される。この座標
変換部１３内では、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各色信号を
第４図に示すＣＩＥ　（国際照明委員会）規格の色度座
標の各座標ｘ、ｙ、Ｙに変換する。具体的には座標変換
部１３内に各色信号Ｒ２Ｇ、Ｂの各組合せに対応する各
座標ｘ、ｙを記憶する変換テーブルが設けられ、−Ｒ，
Ｇ、Ｂ信号入力すると、即座に対応する座標ｘ、ｙが出
力される。なお、第４図に直交する方向の座標Ｙは明度
である。座標変換部１３から出力された各座標値ｘ、ｙ
、Ｙは特定色抽出処理部１６にて特定色の画像のみが抽
出される。抽出された特定色のみを有する画像は表示器
３に表示される。

また、測定制御部１７は一種のマイクロコンピュータで
構成されており、この測定制御部１７に、前述したキー
ボード２、画像メモリ１２、マーカ範囲メモリ１８、抽
出色許容範囲メモリ１９、抽出色範囲算出部２０、画像
解析部２１、マーカ指定範囲平均値算出部２５、前記表
示部３が接続されている。

前記マーカ範囲メモリ１８内には、第３図に示すように
表示画面３ａにカラー画像と共に表示されたマーカ２２
の位置における予め設定された範囲、すなわちマーカ範
囲を記憶する。このマーカ範囲は例えば第９図に示すよ
うに、１個の画素範囲、９個の画素範囲、２５個の画素
範囲、４９の画素範囲の中から一つの画素範囲を予めキ
ーボード２のキー操作にて選択設定されている。このマ
ーカ範囲を広くすると、このマーカ範囲で指定された領
域の平均的な色が抽出色として指定されることになる。

そして、表示画面３ａに表示されたマーカ２２の表示画
面３ａ上の座標ｌ。＋　　Ｊｏをマーカ位置検出部２３
で読取って、マーカ指定範囲決定部２４でマーカ範囲メ
モリ１８に設定されているマーカ範囲を付したマーカ指
定範囲平均値算出部２５へ送出する。

また、前記抽出色許容範囲メモリ１９内には、第４図に
示す色度座標上におけるマーカ指定範囲平均値算出部２
５で算出された平均座標Ｘ、＠。

ｙｓ、Ｙいの許容色範囲ΔＸ、Δｙ、ΔＹが記憶されて
いる。なお、この各座標の許容色範囲ΔＸ。

Δｙ、ΔＹはキーボード２のキー操作でもって変更可能
である。そして、抽出色範囲算出部２０は、マーカ指定
範囲平均値算出部２５から出力された平均座標Ｘｍ＝Ｖ
。、Ｙ、および抽出色許容範囲メモリ１９から出力され
た各座標の許容色範囲ΔＸ、Δｙ、ΔＹを用いて、画像
メモリ１２から抽出すべき画像を測定制御部１７て座標
変換した画像の各抽出色範囲（抽出色条性）を算出する
。

この各抽出色範囲はｘ、ｙ、ｙの各座標軸方向における
平均座標を中心とする上限値と下限値で示される。

ＸＨ−ｘｌＮ＋Δｘ、　　ＸＬＭｘＩＩｌ−ΔＸ３／Ｈ
−”／Ｉｌｌ＋Δ５’　＋　　　３’　Ｌ　−Ｖ　ｍ−
ΔｙＹＨ−Ｙ、　　＋Δｙ　、　　　Ｙ　Ｌ　　−Ｙ　
−−ΔＹ・・・（１） そして、特定色抽出処理部１６は画像メモリ１２に記憶
されているＲ、Ｇ、Ｂ値を座標変換部１３を通して変換
された画像から、抽出色範囲算出部２０から出力された
（１）式で示す各抽出色範囲に属する座標の画像のみを
抽出する。

また、画像解析′部２１は、特定色抽出処理部１６で抽
出された２値化画像の形状を解析して、第１０図に示す
画像の面積Ａ、第１１図に示す画像の複雑度Ｃ１第１２
図に示す画像の傾きＫを算出する。すなわち、今回算出
された面積Ａか基準の被測定物像の面積Ａ５より大幅に
小さい場合は、ラベル１１が破損したり汚染していると
判断てきる。また、複雑度Ｃは面積と外周長との比で示
され、第１１に示すように、近似した面積Ａを有する画
像を区別する場合に用いる。また、傾きＫは第１２図に
示すように、ラベル１１か曲かつて貼付けられた場合を
検出する。

次に、測定制御部１７の動作を第５図の流れ図を用いて
説明する。

第５図のメインルーチンが開始されると、Ｐ（プログラ
ムステップ）１において、第６図に示す初期画面処理を
実行する。第６図において、流れ図が開始されると、マ
ーカ２２を表示する。また、現在内部メモリに登録され
ているＸ、〜Ｙ）Ｉの値をワークエリアに移動し、かつ
ｘｌ−ＹＨを表示する。また％ＦＩ〜Ｆ４の各ファンク
ションキー６の機能名称も第３図に示すように表示する
。

第５図のＰ２にてキーボード２のいずれか一つのファン
クションキー６が入力されるのを待つ。

そして、Ｐ３にてファンクションキーＦ、がキー人力さ
れると、カラーカメラ５で被測定物像としての製品１０
を読取る。そして読取られたカラ画像を第３図に示すよ
うに表示器３の表示画面３ａに表示する。同時にマーカ
２２も表示する。

また、Ｐ４にてファンクションキーＦ２がキー人力され
ると、Ｐ５にて第７図に示す抽出条件設定処理を実行す
る。第７図において、流れ図が開始されると、Ｓｌにて
、表示画面３ａに表示されているマーカ２２の現在の表
示画面３ａ上の座標１０ｎ　　Ｊｏをマーカ位置検出部
２３で読取る。そして、マーカ指定範囲決定部２４でも
って、マーカ範囲メモリ１８のマーカ範囲および前記マ
ーカ座標ｉ。、ｊｏをマーカ指定範囲としてマーカ指定
範囲平均値算出部２５へ送出させる。Ｓ２にて、このマ
ーカ指定範囲平均値算出部２５を起動して、前記マーカ
座標ｉ。＋　　Ｊｏの指定する画素およびその中心画素
のまわりの前記マーカ範囲に属する各画素の各座標ｘ、
ｙ、Ｙの平均値Ｘｗ＋　　ｙａ。

Ｙ、を算出する。次に、Ｓ３にて抽出色範囲算出部２０
を起動させて、（１）式で示した各座標軸における各抽
出色範囲ＸＬＩ　　ＸＨＩ　　ｙＬ、　　ｙＨＹ　Ｌ　
、　Ｙ　Ｈを算出して第３図に示すように表示画面３ａ
に表示する。

Ｓ４にて他のファンクションキー６がキー人力されず、
Ｓ６にて４個の移動キー９のうち一つの移動キー９がキ
ー操作されると、表示画面３ａ上でその移動キー９の指
定する方向にマーカ２２を移動させる。そして、先に内
部メモリに各抽出色範囲Ｘ、〜ＹＨが既に登録されてい
ればそれをクリアする。そして、Ｓｌへ戻り、移動後の
マーカ２２に対するマーカ座標ｉ。、ｊｏの読取を開始
する。

また、Ｓ５にて、エンターキー８がキー人力されると、
抽出すべき色の指定が終了したと判断して、算出された
各抽出色範囲ＸＬ−ＹＨをワークエリアに登録する。

そして、Ｓ４にて他のファンクションキー６がキー操作
されると、この抽出条件設定処理を終了して第５図のメ
インルーチンへ戻る。

第５図のメインルーチンのＰ６にてファンクションキー
Ｆ３がキー人力されると、Ｐ７へ進み、第８図に示すマ
ニアル測定処理を実行する。第８図において、流れ図が
開始されると、Ｑｌにて、第３図に示すように、表示画
面３ａにカーソル２６を表示させ、そのカーソル２６の
位置を既に表示されている各抽出色範囲ｘＬ−Ｙ、のタ
イトル文字ｘＬの位置に設定する。

Ｃ２にて、ワークエリアに記憶されている各抽出色範囲
ｘＬ−ＹＮの実際の値を読出して表示する。そして、特
定色抽出処理部１６を起動させて、前記各抽出色範囲ｘ
Ｌ−ＹＨに属する座標の画像のみを抽出させる。そして
、抽出された画像、すなわち２値化画像を表示器３に表
示する。すると、表示画面３ａには第１０図（ａ）に示
すようにマーカ２２で指定した色の２値化画像が表示さ
れる。

しかるのち、Ｃ５にて、画像解析部２１を起動して、２
値化画像の形状を解析して、第１０図に示す画像の面積
Ａ、第１１図に示す画像の複雑度Ｃ１第１２図に示す画
像の傾きＫを算出する。そして、これらの値Ａ、Ｃ，Ｋ
を表示する。

Ｃ６にてその他のファンクションキー６かキー人力され
ずに、Ｃ７にて、右方向の移動キー９かキー操作される
と、カーソル２６を各抽出色範囲ＸＬ−Ｙ□における次
の条件値へ移動させる。また、Ｃ８にて、左方向の移動
キー９かキー操作されると、カーソル２６を各抽出色範
囲ｘＬ−Ｙ□における一つ前の条件値へ移動させる。

Ｑ９にて、上方向の移動キー９がキー操作されると、該
当抽出色範囲を＋１する。また、Ｑ１０にて、下方向の
移動キー９がキー操作されると、該当抽出色範囲を−１
する。

このように、各移動キー９を用いた各抽出色範囲ＸＬ−
Ｙ）Ｉの拡大、縮小の修正操作が終了すると、Ｃ２，Ｃ
３にて修正済みの各抽出色範囲Ｘ。

〜ＹＨを用いて再度、画像データの抽出処理を実行する
。同時に再度Ａ、Ｃ，にの算出を行う。

そして、Ｃ６にて他のファンクションキー６がキー操作
されると、このマニアル測定処理を終了して、第５図に
示すメインルーチンへ戻る。

第５図のメインルーチンにおいて、Ｐ８にてファンクシ
ョンキーＦ４がキー人力されると、Ｐ９へ進み、ワーク
エリアに仮登録した各抽出色範囲ＸＬ−ＹＨを内部メモ
リに登録する。

このように構成されたカラー画像２値化装置であれば、
実際の製品１０における被測定物像をカラーカメラ５で
撮像して、得られたカラー画像を表示画面３ａ上に表示
させた状態で抽出しようとする色の領域をマーカ２２で
指定するのみで、撮像されたカラー画像から該当色が属
す領域の画像が抽出されて２値化画像として表示される
。したがって、従来装置のように、操作者が抽出しよう
とする色の色情報をキーボード等から入力する必要がな
い。よって、例えば工場の検査ライン等において、検査
対象となる製品の種類がたとえ頻繁に変更になったとし
ても、変更後の製品をファンクションキーＦ１で表示画
面３ａに読取り、ファンクションキーＦ２を押した後、
移動キー９でマーカ２２を抽出したい色の領域に移動さ
せて、エンターキー８を押せば、自動的に抽出すべき色
の範囲が設定される。したがって、簡単にかつ確実に目
標とする色の２値化画像が得られる。

また、抽出色の許容色範囲ΔＸ、Δｙ、ΔＹはファンク
ションキーＦ３を押したのち移動キー９でもってその許
容範囲を自由に拡大、縮小できる。

よって、その抽出色の許容色範囲を多少広く設定するこ
とによって、例えば同一製品の光源の種類差や明るさの
差、又はラベル１１の印刷ロット相互間の差等に起因す
る色の誤差をこの許容色範囲内に含ませることによって
、実際の製品検査ラインにおける製品検査を円滑に実施
できる。また、逆に、微妙な色合いの違いを観測する必
要がある場合は、前記許容色範囲を狭く設定すればよい
。

また、画像解析部２１を設けて、２値化画像における面
積Ａ、複雑度Ｃ１傾きに等の形状の特徴をその都度算出
している。したがって、予め正しい基準となる製品の面
積Ａ５．複雑度Ｃ５，傾きに５を測定して記憶しておき
、次に順次搬入される製品の面積Ａ、複雑度Ｃ１傾きＫ
とを比較対象して、一定限度以上離れた場合を不良製品
と自動的に判断てきる。

また、実施例装置においては、カラーカメラ５から得ら
れたＲ、Ｇ、Ｂの各色信号を一旦第４図に示す色度座標
に変換しているので、カラー画像から２値化画像を抽出
する場合の抽出範囲を従来のＲ，Ｇ、Ｂの３信号からｘ
、ｙの２変数に低減できる。

さらに、実施例装置においては、マーカ２２が示す表示
画面３ａ上の座標ｉ。、ｊｏの色情報を得る場合に該当
座標の１つの画素の色情報のみでなく、その周囲を含め
た９、２５．４９の各画素における色情報（ｘ、ｙ、Ｙ
）の平均値ｘｍ。

ｙｍ、Ｙｍを算田して用いている。したがって、たとえ
マーカ２２の位置の画素のみが周囲の画素と異なる色で
あっても平均化されるので、誤った色を抽出することは
ない。

なお、このマーカ範囲も自由に選択できるので、細かい
複雑な画像を２値化する場合は、画素数を少なく設定す
ればよい。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。実施例においては、カラーカメラ５から得られたＲ
、Ｇ、Ｂの各色信号を第４図に示す色度座標に変換した
が、Ｒ，Ｇ、Ｂの色信号をそのまま使用して、各色信号
に対して各抽出範囲を設定してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のカラー画像２値化装置によ
れば、カラーカメラで撮像した被測定物像の表示画面上
でマーカにより抽出色を指定することによって、抽出す
べき色を簡単にかつ確実に設定できる。よって、例えば
この装置を製造ラインにおける製品検査や製品仕分は装
置に組込んだ場合においては、対象製品の段替え作業の
作業能率を向上できる。さらに、抽出色の許容色範囲も
任意に設定でき、特定色の２値化画像を確実に検出でき
、前記製品検査や製品仕分けを誤動作なく確実に実施で
きる。

また、得られた２値化画像の例えば面積等を含む形状を
定量的に把握できるので、上記製品検査や製品仕分は作
業を自動化できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係わるカラー画像２値化装置を
示すものであり、第１図は全体構成を示すブロック図、
第２図は外観図、第３図は表示画面を示す図、第４図は
色度座標を示す図、第５図乃至第８図はそれぞれ動作を
示す流れ図、第９図はマーカ範囲を示す図、第１０図は
抽出された画像の一面積を示す図、第１１図は抽出され
た画像の複雑度を示す図、第１２図は抽出された画像の
傾きを示す図である。 ２・・・キーボード、３・・・表示器、３ａ・・・表示
画面、５・・・カラーカメラ、６・・・ファンクション
キー８・・・エンターキー　９・・・移動キー　１０・
・・製品、１１・・・ラベル、１２・・・画像メモリ、
１３・・・座標変換部、１６・・・特定色抽出処理部、
１７・・・測定制御部、１８・・・マーカ範囲メモリ、
１９・・・抽出色許容範囲メモリ、２０・・・抽出色範
囲算出部、２１・・・画像解析部、２２・・・マーカ、
２３・・・マーカ位置検出部、２６・・・カーソル。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第 図 第 図 第 図 ロ （ａ） 囲 ｘ３ （ｂ） Ｘ５ （Ｃ） ７×７ （ｄ） 第９ 図 Ａ＝Ａｓ Ａ＝Ａｅ ＜ａ＞ （ｂ） （ａ） （ｂ） 第１０図 第１１ 図 に：０゜ 菅 に＝３０゜ ノ （ａ） （ｂ） 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］被測定物像を撮像するカラーカメラ（５）と、こ
   のカラーカメラにて撮像されたカラー画像を表示する表
   示器（３）と、この表示器に表示されたカラー画像の任
   意の位置をマーカ指定するマーカ指定手段（２２）と、
   前記カラー画像のうち前記マーカ指定手段にて指定され
   た位置の色情報を読取る色情報読取手段（２５）と、こ
   の色情報読取手段にて読取られた色情報を中心とする所
   定の許容色範囲に属する色情報を有する画像を前記カラ
   ー画像から読出す特定色抽出手段（１６）と、この特定
   色抽出手段にて抽出された画像を前記表示器に２値化表
   示する抽出画像表示手段（Ｑ４）と、前記許容色範囲を
   可変設定する抽出色範囲可変手段（Ｑ７〜Ｑ１０）とを
   備えたカラー画像２値化装置。 ［２］被測定物像を撮像するカラーカメラと、このカラ
   ーカメラにて撮像されたカラー画像を表示する表示器と
   、この表示器に表示されたカラー画像の任意の位置をマ
   ーカ指定するマーカ指定手段と、前記カラー画像のうち
   前記マーカ指定手段にて指定された位置の色情報を読取
   る色情報読取手段と、この色情報読取手段にて読取られ
   た色情報を中心とする所定の許容色範囲に属する色情報
   を有する画像を前記カラー画像から読出す特定色抽出手
   段と、この特定色抽出手段にて抽出された画像を前記表
   示器に２値化表示する抽出画像表示手段と、前記特定色
   抽出手段にて抽出された画像の少なくとも面積を測定す
   る画像解析手段（２１）と、前記許容色範囲を可変設定
   する抽出色範囲可変手段とを備えたカラー画像２値化装
   置。