JPH0414725B2 - - Google Patents

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JPH0414725B2
JPH0414725B2 JP14858485A JP14858485A JPH0414725B2 JP H0414725 B2 JPH0414725 B2 JP H0414725B2 JP 14858485 A JP14858485 A JP 14858485A JP 14858485 A JP14858485 A JP 14858485A JP H0414725 B2 JPH0414725 B2 JP H0414725B2
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JP
Japan
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image information
color
fruit
binarized
edge
Prior art date
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Application number
JP14858485A
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Japanese (ja)
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JPS629210A (en
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Yasuo Fujii
Masahiko Hayashi
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
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Publication of JPS629210A publication Critical patent/JPS629210A/en
Publication of JPH0414725B2 publication Critical patent/JPH0414725B2/ja
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  • Image Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、果実用作業機に対する作業
対象果実の位置関係を検出して、作業用マニプレ
ータを誘導するための制御情報を得るための手段
等として用いられる果実認識装置、詳しくは、撮
像手段による撮像画像情報のうち色画像情報より
設定された認識対象果実色に対応する領域を判断
して、それを2値化色画像情報をとして抽出する
色2値化手段、前記撮像画像情報のうちの濃淡画
像情報よりその明度変化が大きい部分を判断し
て、それを2値化エツジ画像情報として抽出する
エツジ画像検出手段、および、前記2値化色画像
情報から前記2値化エツジ画像情報を減算する減
算手段を備えさせて、前記撮像画像情報より認識
対象果実に対応する領域を分離抽出した2値化画
像情報を得る果実認識装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to, for example, detecting the positional relationship of a fruit to be worked with respect to a fruit work machine and obtaining control information for guiding a work manipulator. A fruit recognition device used as a means, etc., specifically, determines an area corresponding to a recognition target fruit color set from color image information out of image information captured by an imaging means, and converts it into binarized color image information. a color binarization means for extracting; an edge image detection means for determining a portion of the captured image information in which a change in brightness is larger than the grayscale image information and extracting it as binarized edge image information; The present invention relates to a fruit recognition device that obtains binarized image information in which a region corresponding to the fruit to be recognized is separated and extracted from the captured image information by being provided with a subtraction means for subtracting the binarized edge image information from the binarized color image information. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

上記この種の果実認識装置は、複数の果実が密
集していたり、重なり合つていることにより、複
数の果実が一つの塊として見えるような場合にお
いても、一つ一つの果実に分離された状態の2値
化画像情報を得られるようにしたものである。
This type of fruit recognition device described above is able to separate the fruits into individual fruits even when the fruits are crowded together or overlapped so that they appear as a single cluster. This makes it possible to obtain binary image information.

ところで、エツジ画像検出手段にて2値化エツ
ジ画像情報を得るに、撮像画像情報のうちの濃淡
画像情報を、そのままエツジ画像検出手段に入力
させることが考えられる。
By the way, in order to obtain the binarized edge image information by the edge image detection means, it is conceivable to input the grayscale image information of the captured image information as it is to the edge image detection means.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、撮像画像情報のうちの濃淡画像
情報をそのまま利用して、2値化エツジ画像情報
を得るようにすると、そのための処理に手間が掛
かり、高速で果実認識を行い難いものとなる不利
がある。
However, if the grayscale image information of the captured image information is used as is to obtain the binarized edge image information, the processing is time-consuming and has the disadvantage of making it difficult to perform fruit recognition at high speed. .

つまり、エツジ画像検出手段は、例えば、撮像
画像情報のうちの濃淡画像情報を微分処理して、
その明度変化の値やその方向を求め、その求めた
情報より孤立したエツジ点等のノイズ情報を除去
した後、明度変化の大きい部分を境界として連続
した線(ただし、ある程度の幅を有することもあ
る)として認識できる2値化画像情報を得るもの
であり、その処理は二次元情報を演算処理するた
めに、処理情報量が多くなると指数的に処理時間
が長くなる不利がある。
In other words, the edge image detection means, for example, performs differential processing on the grayscale image information of the captured image information,
After determining the value and direction of the brightness change, and removing noise information such as isolated edge points from the obtained information, we create a continuous line with the area of large brightness change as the boundary (however, it may have a certain width). This method obtains binarized image information that can be recognized as 2D information, and since the processing involves arithmetic processing of two-dimensional information, there is a disadvantage that as the amount of processing information increases, the processing time becomes exponentially longer.

ちなみに、果実認識に要する処理時間が長くな
ると、例えば、果実用作業機の制御に利用する場
合において、果実収穫等の果実に対する作業を能
率良く行い難いものとなる、等の不利を招くもの
となるのであり、果実認識を極力高速に行えるよ
うにすることが望まれている。
Incidentally, if the processing time required for fruit recognition becomes long, this will lead to disadvantages, such as making it difficult to efficiently perform work on fruits such as fruit harvesting when used to control fruit working machines, for example. Therefore, it is desired to be able to perform fruit recognition as quickly as possible.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、密集したり重なりあつている
複数の果実を一つ一つに分離した状態の領域とし
て抽出した2値化画像情報を得るに、その処理
を、簡素な構成で高速に行うことができるように
する点にある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to extract binarized image information as areas in which a plurality of fruits that are crowded or overlap each other are separated one by one. The point is that the processing can be performed at high speed with a simple configuration.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明による果実認識装置の特徴は、前記2値
化色画像情報を開閉制御信号として開閉制御する
ことによつて、前記濃淡画像情報を認識対象果実
色でマスクして、前記濃淡画像情報のうちの前記
果実色に対応する領域を判断してその領域の濃淡
画像情報を抽出するゲート手段を設け、このゲー
ト手段にて抽出させた濃淡画像情報を前記エツジ
画像検出手段に入力させるように構成してある点
にあり、その作用ならびに効果は以下の通りであ
る。
The fruit recognition device according to the present invention is characterized by controlling the opening and closing of the binary color image information as an opening/closing control signal, thereby masking the grayscale image information with the fruit color to be recognized. A gate means is provided for determining a region corresponding to the fruit color and extracting grayscale image information of the region, and the grayscale image information extracted by the gate means is input to the edge image detecting means. Its functions and effects are as follows.

〔作用〕[Effect]

すなわち、撮像画像情報のうちの色画像情報よ
り設定された認識対象果実色に対応する領域を判
断して抽出し2値化した2値化色画像情報で撮像
画像情報のうちの濃淡画像情報をマスクすること
により、上記2値化色画像情報と同一領域内にあ
る濃淡画像情報を抽出し、認識対象果実色以外の
領域の濃淡画像情報を予め除去した濃淡画像情報
をエツジ画像検出手段に入力させるのである。
That is, the grayscale image information of the captured image information is determined and extracted from the color image information of the captured image information, and the area corresponding to the color of the recognition target fruit is extracted and binarized. By masking, the grayscale image information in the same area as the binarized color image information is extracted, and the grayscale image information from which the grayscale image information in areas other than the recognition target fruit color has been removed is input to the edge image detection means. Let it happen.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従つて、2値化色画像情報でマスクした濃淡画
像情報は、認識対象果実以外の不要な情報を含ま
ないものとなり、エツジ画像検出手段の処理情報
量を大幅に少なくできる。つまり、処理情報量が
少ないために高速処理できるのである。
Therefore, the grayscale image information masked with the binary color image information does not include unnecessary information other than the fruit to be recognized, and the amount of information processed by the edge image detection means can be significantly reduced. In other words, high-speed processing is possible because the amount of information to be processed is small.

又、認識対象果実以外の画像情報を、画像処理
の前段階で予め除去してあるので、濃淡画像情報
の2値化処理において、不要なノイズ成分は非常
に少ないものとなり、2値化画像情報の分離抽出
結果の信頼性も大幅に良くなつたのである。
In addition, since image information other than the recognition target fruit is removed in advance before image processing, unnecessary noise components are extremely small in the binarization process of the grayscale image information, and the binarized image information The reliability of the separation and extraction results has also improved significantly.

さらに、撮像画像情報のうちの濃淡画像情報を
2値化色画像情報でマスクした濃淡画像情報と2
値化色画像情報とを実時間処理で得られるので、
このマスク処理に要する時間は、果実認識に要す
る処理時間に影響することはない。
Furthermore, the gradation image information in which the gradation image information of the captured image information is masked with the binarized color image information and the 2
Valued color image information can be obtained through real-time processing, so
The time required for this mask processing does not affect the processing time required for fruit recognition.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は、屋外において撮像された画像情報か
ら、認識対象果実一つ一つを分離した状態の2値
化画像情報を得る果実認識装置のブロツク図であ
つて、特に、ミカンやリンゴ等の暖色系の果実を
認識するための装置として構成してあり、カラー
画像を構成する赤色成分の色信号Rより青色成分
の色信号Bを減算することにより、果実色以外の
枝、葉、空等の背景となる物体に対応した色成分
を除去し、さらに、設定された認識対象果実色C
のみに対応する領域を判断して抽出される2値化
色画像情報F1と、この2値化色画像情報F1で
マスクすることにより、認識対象果実色Cのみに
対応する領域を判断して得られた濃淡画像情報S1
を2値化した2値化エツジ画像情報F2とから、
重なりあつてみえる複数果実の一つ一つが分離さ
れた状態の2値化画像情報F3を得るように構成
してある。
FIG. 1 is a block diagram of a fruit recognition device that obtains binarized image information in which each fruit to be recognized is separated from image information taken outdoors. It is configured as a device for recognizing warm-colored fruits, and by subtracting the color signal B of the blue component from the color signal R of the red component that makes up the color image, it is possible to recognize branches, leaves, sky, etc. other than the fruit color. The color component corresponding to the background object is removed, and the set recognition target fruit color C is further removed.
By masking with the binary color image information F1 extracted by determining the area corresponding only to the fruit color C to be recognized, the area corresponding only to the recognition target fruit color C is determined and obtained. Grayscale image information S 1
From the binarized edge image information F 2 that is binarized,
It is configured to obtain binarized image information F3 in which each of the fruits that appear to overlap is separated.

すなわち、撮像手段としてのカラービデオカメ
ラ1により撮像された画像情報(第8図イ参照)
として出力されるNTSC形式のカラービデオ信号
S0は、NTSCデコーダ2により、垂直同期信号
VD、水平同期信号HDの各同期信号、赤色信号
R、青色信号Bの各色信号、および、濃淡画像情
報としての輝度信号Yに分離され、色2値化手段
としての色分離回路3により、前記赤色信号Rと
青色信号Bの差(R−B)を演算して、設定され
た認識対象果実色Cや撮像状態の明るさ等に基づ
いて予め設定される設定閾値Crefと比較されて、
認識対象果実色Cのみに対応した色の2値化画像
情報である2値化色画像情報F1(第8図ロ参照)
に変換される。
That is, image information captured by the color video camera 1 as an imaging means (see FIG. 8A)
NTSC format color video signal output as
S 0 is a vertical synchronization signal by NTSC decoder 2.
VD, horizontal synchronization signal HD, each color signal, red signal R, blue signal B, and luminance signal Y as grayscale image information. The difference (R-B) between the red signal R and the blue signal B is calculated and compared with a preset threshold value Cref that is preset based on the set recognition target fruit color C, the brightness of the imaging state, etc.
Binarized color image information F 1 which is the binarized image information of the color corresponding only to the recognition target fruit color C (see Fig. 8B)
is converted to

前記輝度信号Yは、第5図に示すように、前記
2値化色画像情報F1をコントロール信号として、
この2値化色画像情報F1が“H”レベルである
間すなわち果実色Cに対応する区間のみ開くゲー
ト回路4を通過させることにより、2値化色画像
情報F1をマスクとして、前記認識対象果実色C
のみに対応した濃淡画像情報S1として抽出され、
A/D変換器5により8ビツト/1画素の分解能
で128×128画素/1画素で構成されるデジタル濃
淡画像情報S2(第8図ハ参照)に変換され、デー
タバツフア6を介して第一画像メモリ7に一旦記
憶される。
As shown in FIG. 5, the luminance signal Y uses the binarized color image information F1 as a control signal,
By passing the gate circuit 4 which is open only while the binary color image information F 1 is at the "H" level, that is, only in the section corresponding to the fruit color C, the binary color image information F 1 is used as a mask to allow the recognition described above. Target fruit color C
Extracted as grayscale image information S1 corresponding to only
The A/D converter 5 converts the image into digital grayscale image information S2 (see FIG. 8C) consisting of 128 x 128 pixels/pixel with a resolution of 8 bits/pixel, and the data is sent via the data buffer 6 to the first image. The image is temporarily stored in the image memory 7.

前記2値化色画像情報F1を得る処理と、濃淡
画像情報S1をA/D変換して、前記第一画像メモ
リ7に1画面分のデジタル濃淡画像情報S2として
記憶させる処理は、垂直同期信号VDおよび水平
同期信号HDの各変化タイミングに同期して、同
時並列的に行われるように、タイミング回路8に
よりその処理動作が制御されるようにしてある。
又、前記カメラ1による撮像動作に同期して照光
手段としてのストロボ装置10が発光するよう
に、前記タイミング回路8からの制御信号によつ
て起動されるストロボ制御回路9により、発光タ
イミングおよびその発光強度を制御するように構
成してある。
The process of obtaining the binarized color image information F 1 and the process of A/D converting the grayscale image information S 1 and storing it in the first image memory 7 as digital grayscale image information S 2 for one screen are as follows: The processing operation is controlled by the timing circuit 8 so that it is performed simultaneously and in parallel in synchronization with each change timing of the vertical synchronization signal VD and the horizontal synchronization signal HD.
Further, a strobe control circuit 9 activated by a control signal from the timing circuit 8 controls the light emission timing and the light emission so that the strobe device 10 serving as the illumination means emits light in synchronization with the imaging operation by the camera 1. It is configured to control the intensity.

又、前記第一画像メモリ7に記憶されたデジタ
ル濃淡画像情報S2は、CRTコントローラ11お
よび、TV信号ジエネレータ12により、コンポ
ジツトビデオ信号に変換され、モニタテレビ13
により表示されるようにしてある。
Further, the digital grayscale image information S2 stored in the first image memory 7 is converted into a composite video signal by the CRT controller 11 and the TV signal generator 12, and then sent to the monitor television 13.
It is displayed as follows.

そして、前記デジタル濃淡画像情報S2は、制御
プロセツサCPU1および数値演算用プロセツサ
CPU2により、ノイズ除去や輪郭抽出等の演算処
理をされて2値化され、エツジ画像情報としての
2値化エツジ画像情報F2(第8図ニ参照)に変換
されて、第二画像メモリ14に一旦記憶される。
The digital grayscale image information S 2 is then sent to the control processor CPU 1 and the numerical calculation processor.
The CPU 2 performs arithmetic processing such as noise removal and contour extraction, and then converts it into binary edge image information F 2 (see Figure 8 D), which is then stored in the second image memory. 14 is temporarily stored.

次に、前記第一画像メモリ7に記憶された認識
対象果実色Cに対応する範囲内の濃淡画像情報S2
の濃淡値に基づいて、その値が正であるものを前
記2値化色画像情報F1として復元し、その2値
化色画像情報F1より前記第二画像メモリ14に
記憶されている2値化エツジ画像情報F2を減算
して、一つ一つの果実が分離された状態の2値化
画像情報F3(第8図ホ参照)を演算し、前記第二
画像メモリ14に記憶させる。従つて、2値化色
画像情報F1でマスクした濃淡画像情報S2は、そ
れ自体で明度情報が零でない部分が2値化色画像
情報F1と同一の画像情報を有するものとなるの
で、2値化色画像情報F1を別途記憶しなくとも、
上記マスク処理した濃淡画像情報S2から2値化色
画像情報F1を簡単に復元できるので、2値化色
画像情報F1自体を記憶するための画像メモリを
設ける必要が無いのである。
Next, grayscale image information S 2 within the range corresponding to the recognition target fruit color C stored in the first image memory 7
Based on the gradation value of , those whose values are positive are restored as the binarized color image information F 1 , and the 2 stored in the second image memory 14 is restored from the binarized color image information F 1 . By subtracting the digitized edge image information F 2 , calculate the binarized image information F 3 (see FIG. 8 E) in which each fruit is separated, and store it in the second image memory 14. . Therefore, the grayscale image information S2 masked with the binary color image information F1 has the same image information as the binary color image information F1 in the portion where the brightness information is not zero. , without separately storing the binarized color image information F1 .
Since the binary color image information F1 can be easily restored from the masked grayscale image information S2 , there is no need to provide an image memory for storing the binary color image information F1 itself.

そして、前記一つ一つの果実が分離された状態
の2値化画像情報F3に基づいて、認識した果実
の個数やその座標位置等を演算し、インターフエ
ース装置15を介して、ホストコンピユータ
CPU0にその認識結果を伝達するとともに、全体
の動作を制御されるのである。尚、第1図中、1
6は前記各プロセツサCPU1,CPU2の動作プロ
グラムや演算用データを一時格納したり、ホスト
コンピユータCPU0との間で授受する各種データ
等を格納するためのメモリである。
Then, based on the binarized image information F3 in which each fruit has been separated, the number of recognized fruits, their coordinate positions, etc. are calculated, and the information is sent to the host computer via the interface device 15.
The recognition result is transmitted to CPU 0 , and the overall operation is controlled. In addition, in Figure 1, 1
Reference numeral 6 denotes a memory for temporarily storing operating programs and calculation data for each of the processors CPU 1 and CPU 2 , and for storing various data exchanged with the host computer CPU 0 .

以下、各部の構成について詳述する。 The configuration of each part will be explained in detail below.

前記色分離回路3は、第4図に示すように、前
記水平同期信号HDおよび垂直同期信号VDに同
期して動作するように、その動作をタイミングコ
ントローラ30により制御されるように構成して
ある。そして、前記デコーダ2より出力される赤
色成分の色信号Rと青色成分の色信号Bとの差R
−Bを差動増幅器31により演算し、その出力信
号を、ゲイン設定抵抗R1により増幅度を設定さ
れたビデオ増幅器32により所定レベルに増幅
し、コンパレータ33により抵抗R2により設定
された前記設定閾値Crefと比較されてTTLレベ
ルの2値化画像情報F1に変換されるのである。
ところで、前記閾値Crefは、設定された認識対象
果実色Cや撮像状態の明るさ等に基づいて予め設
定されている。
As shown in FIG. 4, the color separation circuit 3 is configured so that its operation is controlled by a timing controller 30 so as to operate in synchronization with the horizontal synchronization signal HD and the vertical synchronization signal VD. . The difference R between the red component color signal R and the blue component color signal B output from the decoder 2 is
-B is calculated by a differential amplifier 31, its output signal is amplified to a predetermined level by a video amplifier 32 whose amplification degree is set by a gain setting resistor R 1 , and a comparator 33 calculates the amplification degree set by a resistor R 2 . It is compared with a threshold value Cref and converted into TTL level binary image information F1 .
By the way, the threshold value Cref is set in advance based on the set recognition target fruit color C, the brightness of the imaging state, and the like.

前記ストロボ制御回路9は、第6図に示すよう
に、前記垂直同期信号VDのブランキング期間の
開始位置に対応するトリガ信号VREQにより起
動される二つのワンシヨツトマルチバイブレータ
90,91により構成してある。
As shown in FIG. 6, the strobe control circuit 9 includes two one-shot multivibrators 90 and 91 activated by a trigger signal VREQ corresponding to the start position of the blanking period of the vertical synchronization signal VD. be.

そして、第7図に示すように、最初のマルチバ
イブレータ90により遅延される所定時間t1経過
後に、次のマルチバイブレータ91を起動し、そ
の出力時間t2が発光強度に対応して前記ストロボ
装置10が発光されるように、ストロボ装置10
へ発光信号を伝達するフオトカプラ92をONさ
せるように構成してある。つまり、前記ストロボ
装置10は、カメラ1による1画面分の撮像に同
期して、かつ、垂直同期信号VDの帰線期間中に
所定の照度で毎回自動的に発光されるのである。
Then, as shown in FIG. 7, after a predetermined time t1 delayed by the first multivibrator 90 has elapsed, the next multivibrator 91 is activated, and its output time t2 corresponds to the light emission intensity of the strobe device. Strobe device 10 such that 10 emits light.
It is configured to turn on a photocoupler 92 that transmits a light emission signal to. In other words, the strobe device 10 automatically emits light at a predetermined illuminance every time in synchronization with the imaging of one screen by the camera 1 and during the retrace period of the vertical synchronization signal VD.

以下、第3図に示すフローチヤートに基づいて
全体的な動作を説明する。
The overall operation will be described below based on the flowchart shown in FIG.

すなわち、電源投入とともに、前記制御プロセ
ツサCPU1は、各メモリ7,14,16の内容や
演算データ等を初期化して、ホストコンピユータ
CPU0からの起動信号の受信待ち状態で自己ホー
ルドする。ホストコンピユータCPU0は、前記制
御プロセツサCPU1が自己ホールドしていること
を確認して、画像処理のスタートフラグをセツト
して、制御プロセツサCPU1に処理開始を通知し
て、制御プロセツサCPU1の処理終了待ち状態と
なる。
That is, when the power is turned on, the control processor CPU 1 initializes the contents and calculation data of each memory 7, 14, 16, and transfers the data to the host computer.
Self-holds while waiting to receive a start signal from CPU 0 . The host computer CPU 0 confirms that the control processor CPU 1 is self-holding, sets the image processing start flag, notifies the control processor CPU 1 of the start of processing, and then controls the control processor CPU 1 . It enters a waiting state for processing to end.

前記制御プロセツサCPU1は前記スタートフラ
グがセツトされると、前記カメラ1による撮像処
理を開始し、1フイールド分の画像情報S0を取り
込んで、前記色差信号R−Bの2値化色画像情報
F1でマスクした濃淡画像情報S2を読み込んで2
値化するためのラベリング処理および認識対象の
重心位置演算等の処理を行つて待機状態となる。
When the start flag is set, the control processor CPU 1 starts imaging processing by the camera 1, takes in image information S0 for one field, and converts it into binary color image information of the color difference signal RB.
Load the grayscale image information S 2 masked with F 1 and 2
It performs processing such as labeling processing for converting into values and calculation of the center of gravity position of the recognition target, and then enters a standby state.

一方、ホストコンピユータCPU0は、制御プロ
セツサCPU1の待機状態となつていることを確認
して、前記演算結果を読みだして、前記スタート
フラグを再セツトして、制御プロセツサCPU1
再起動する。そして、以上の動作を必要回数繰り
返し行うのである。
On the other hand, the host computer CPU 0 confirms that the control processor CPU 1 is in a standby state, reads out the calculation result, resets the start flag, and restarts the control processor CPU 1 . . The above operation is then repeated as many times as necessary.

次に、第2図に示すフローチヤートに基づい
て、前記デジタル濃淡画像情報S2を2値化して、
複数果実の一つ一つを分離した状態の認識対象果
実色Cのみに対応した2値化画像情報F3を得る
ための動作について説明する。
Next, based on the flowchart shown in FIG. 2, the digital grayscale image information S2 is binarized,
The operation for obtaining the binarized image information F3 corresponding only to the recognition target fruit color C in a state in which each of the plurality of fruits is separated will be explained.

すなわち、前記スタートフラグがセツトされる
と、前記色分離回路3より出力される2値化信号
F1により開閉されるゲート回路4およびA/D
変換器5を介して1フイールド分の輝度信号Y
が、認識対象果実色Cでマスクされたデジタル濃
淡画像情報S2として第一画像メモリ7に入力され
る。
That is, when the start flag is set, the binary signal output from the color separation circuit 3
Gate circuit 4 and A/D opened and closed by F 1
Luminance signal Y for one field via converter 5
is input to the first image memory 7 as digital gradation image information S2 masked with the fruit color C to be recognized.

そして、第9図イ、ロに示すマスクを用いて、
上下左右3画素に対する中央の画素j,iの明度
変化を「Sobel Operetor」の手法に基づいて一
次微分して2値化しり。その後面積の小さい領域
を消去(値を“0”にする)して、残つた“1”
の領域を細線化し、濃淡画像の2値化エツジ画像
情報F2を抽出して、前記第二画像メモリ14に
記憶する。
Then, using the masks shown in Figure 9 A and B,
Based on the "Sobel Operator" method, the brightness changes of the central pixels j and i for three pixels on the top, bottom, left, and right are first differentiated and binarized. After that, erase the area with a small area (set the value to “0”), and the remaining “1”
The area is thinned, and binarized edge image information F 2 of the grayscale image is extracted and stored in the second image memory 14 .

前記2値化エツジ画像情報F2は、細線化処理
を行うことにより、連続した線で連結された2値
化エツジ画像情報に変換される。尚、この細線化
処理としては、例えば、第10図イに示すよう
に、前記微分処理の場合と同様に、注目画素(図
中○で示す)と、上下左右の隣接した画素(図中
*で示す)との関係を演算することにより行われ
るものである。つまり、第10図ロに示すよう
に、その値が“1”である注目画素X0における
連結数Ncは、隣接した8つの画素X2〜X8の値f
(X1)〜f(X8)を用いて、下記式で表される。
The binarized edge image information F2 is converted into binarized edge image information connected by continuous lines by performing line thinning processing. Note that this thinning process, for example, as shown in FIG. This is done by calculating the relationship between In other words, as shown in FIG. 10B, the number of connections Nc at the pixel of interest X0 whose value is "1" is the value f of the eight adjacent pixels X2 to X8 .
It is represented by the following formula using (X 1 ) to f(X 8 ).

Nc(X0)= 〓k=j (f(Xk)−f(Xk) ・f(Xk-1)・f(Xk+2)) ただし、 j={1,3,5,7,},X9=X1 とする。Nc(X 0 )= 〓 k=j (f(Xk)−f(Xk)・f(Xk -1 )・f(Xk +2 )) However, j={1, 3, 5, 7,}, Let X 9 = X 1 .

従つて、Nc(X0)は0〜4の値をとるが、1
の時にX0が消去可能となる。(消去しても連結性
は保持される) ただし、第10図ハ、ニ、ホ、ヘで示すような
細線(線幅1の線)の終端部を表すような場合
は、消去しないようにする。そして、各画素につ
いて消去可能なものを順次消去してゆくことによ
り細線化できるのである。
Therefore, Nc(X 0 ) takes values from 0 to 4, but 1
X 0 becomes erasable when . (Connectivity will be maintained even if erased.) However, if it represents the end of a thin line (line with a line width of 1) as shown in Figure 10 C, D, E, F, please do not erase it. do. Then, by sequentially erasing the erasable parts of each pixel, it is possible to make the line thinner.

そして、この細線化処理された2値化エツジ画
像情報F2を、前記2値化色画像情報F1より減算
することにより、塊となつた複数果実の一つ一つ
を分離した分離2値化画像情報F3に変換する。
Then, by subtracting this thinned binary edge image information F 2 from the binary color image information F 1 , the separated binary values that separate each of the clustered fruits are separated. Convert image information to F3 .

次に、第9図ハに示すマスクを用いて、前記分
離2値化画像情報F3に対して、中央の注目画素
j,iを、上下左右隣接した各画素の状態に基づ
いて画像の収縮処理を行い、複数果実が完全に分
離された状態の2値化画像情報に変換する。つま
り、前記注目画素j,iに対して上下左右隣接し
た各画素の何れかが“0”である場合には、注目
画素j,iを“0”として消去し、上下左右3画
素の全てが“1”である場合には、注目画素j,
iを“1”にするというようにして、処理するの
である。
Next, using the mask shown in FIG . Processing is performed to convert into binarized image information in which multiple fruits are completely separated. In other words, if any of the pixels adjacent to the pixel of interest j, i on the top, bottom, left, or right is "0", the pixel of interest j, i is erased as "0", and all three pixels on the top, bottom, left, and right are erased. If it is “1”, the pixel of interest j,
Processing is performed by setting i to "1".

その後、前記2値化画像情報F3をいわゆるラ
ベリング処理を行うことによつて、認識果実の個
数およびその大きさを演算して、各認識果実の重
心位置を演算して、その結果を前記ホストコンピ
ユータCPU0に伝達するのである。
Thereafter, by performing so-called labeling processing on the binarized image information F3 , the number and size of the recognized fruits are calculated, the center of gravity position of each recognized fruit is calculated, and the results are sent to the host It is transmitted to computer CPU 0 .

〔別実施例〕[Another example]

上記、実施例では、2値化色画像情報F1自体
は記憶せずに、この2値化色画像情報F1でマス
クした濃淡画像情報S2から必要に応じて復元する
ように構成したが、2値化色画像情報F1を、別
途記憶する画像メモリを設けてもよい。そして、
この場合、前記濃淡画像情報S2を記憶する第一画
像メモリ7の記憶画像情報を順次演算処理して、
分離2値化画像情報F3に変換するようにしても
よい。尚、何れの場合も必要な画像メモリは、演
算用画像メモリ以外に、2値化色画像情報F1
濃淡画像情報S2の両方を記憶する場合よりも少な
くなる。
In the embodiment described above, the binary color image information F 1 itself is not stored, but is restored as necessary from the gray scale image information S 2 masked with this binary color image information F 1 . , an image memory for separately storing the binarized color image information F1 may be provided. and,
In this case, the image information stored in the first image memory 7 that stores the grayscale image information S2 is sequentially processed,
It may also be converted into separate binary image information F3 . In either case, the required image memory is smaller than the case where both the binary color image information F 1 and the gray scale image information S 2 are stored in addition to the image memory for calculation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明に係る果実認識装置の実施例を示
し、第1図は果実認識装置の全体構成を示すブロ
ツク図、第2図は果実認識装置の動作を示すフロ
ーチヤート、第3図は果実認識装置の制御プロセ
ツサとホストコンピユータとの関係を示すフロー
チヤート、第4図は色分離回路の構成を示すブロ
ツク図、第5図はゲート回路の動作を示すタイム
チヤート、第6図はストロボ制御回路の構成を示
す回路図、第7図はその動作を示すタイムチヤー
ト、第8図イ〜ホは画像情報の説明図、第9図
イ、ロ、ハは画像処理用マスクの説明図である。
第10図イ〜ヘは細線化処理の説明図である。 1……撮像手段、2……色2値化手段、4……
ゲート手段、C……認識対象果実色、S0……撮像
画像情報、Y……撮像画像の濃淡情報、S1……認
識対象果実色範囲の濃淡画像情報、F1……認識
対象果実色の2値化画像情報、F2……濃淡画像
の2値化エツジ画像情報、F3……分離2値化画
像情報。
The drawings show an embodiment of the fruit recognition device according to the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the fruit recognition device, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the fruit recognition device, and FIG. 3 is a fruit recognition device. A flowchart showing the relationship between the device's control processor and the host computer, Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the color separation circuit, Figure 5 is a time chart showing the operation of the gate circuit, and Figure 6 is a diagram of the strobe control circuit. FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration, FIG. 7 is a time chart showing its operation, FIG. 8 A to E are explanatory diagrams of image information, and FIG.
FIGS. 10A to 10F are explanatory diagrams of the thinning process. 1... Imaging means, 2... Color binarization means, 4...
Gate means, C...fruit color to be recognized, S0 ...captured image information, Y...shade information of the captured image, S1 ...shade image information of fruit color range to be recognized, F1 ...fruit color to be recognized F 2 ...binarized edge image information of a grayscale image, F 3 ...separated binary image information.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 撮像手段1による撮像画像情報S0のうち色
画像情報より設定された認識対象果実色Cに対応
する領域を判断して、それを2値化色画像情報F
1として抽出する色2値化手段3、前記撮像画像
情報S0のうちの濃淡画像情報Yよりその明度変
化が大きい部分を判断して、それを2値化エツジ
画像情報F2として抽出するエツジ画像検出手
段、および、前記2値化色画像情報F1から前記
2値化エツジ画像情報F2を減算する減算手段を
備えさせて、前記撮像画像情報S0より認識対象
果実に対応する領域を分離抽出した2値化画像情
報F3を得る果実認識装置であつて、前記2値化
色画像情報F1を開閉制御信号として開閉制御す
ることによつて、前記濃淡画像情報Yを果実色C
でマスクして、前記濃淡画像情報Yのうちの前記
果実色Cに対応する領域の濃淡画像情報S1を抽
出するゲート手段4を設け、このゲート手段4に
て抽出させた濃淡画像情報S1を前記エツジ画像
検出手段により入力させるように構成してある果
実認識装置。
1 Determine the area corresponding to the recognition target fruit color C set from the color image information in the image information S0 captured by the image capturing means 1, and convert it into the binarized color image information F.
Edge image detection means 3 for extracting the color as 1, and edge image detection for determining a portion of the captured image information S0 that has a larger brightness change than the grayscale image information Y, and extracting it as the binary edge image information F2. and a subtraction means for subtracting the binarized edge image information F2 from the binarized color image information F1 to separate and extract a region corresponding to the recognition target fruit from the captured image information S0. The fruit recognition device obtains digitized image information F3, and controls the opening and closing of the binarized color image information F1 as an opening/closing control signal, thereby converting the gradation image information Y into a fruit color C.
A gate means 4 is provided for masking and extracting the gray image information S1 of the area corresponding to the fruit color C from the gray image information Y, and the gray image information S1 extracted by the gate means 4 is A fruit recognition device configured to receive input using edge image detection means.
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