JPH04294463A - 画像処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、対象物を撮像して得
られた画像信号を入力して、特徴量の計測などの所定の
画像処理を実行する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に画像処理システムは、図８に示す
如く、撮像装置２０と画像処理装置２１とから成るもの
で、前記撮像装置２０を搬送コンベヤ２２の経路上に配
置して対象物２３の観測を行う。前記搬送コンベヤ２２
は対象物２３を検査位置に導いて位置決め停止させるた
めのもので、検査位置の近傍には光電スイッチ２４が配
置してある。

【０００３】この光電スイッチ２４が対象物２３を検知
すると、検知信号が画像処理装置２１へ送られ、一方画
像処理装置２１はこの検知信号を入力した後、対象物２
３が停止する時間の経過を待って撮像装置２０より画像
を取り込み、計測処理を開始する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の方法では、計測開始のタイミングを予め定めて
おく必要があって煩雑であり、しかも対象物２３が完全
に停止するまでの十分な時間経過を考慮する必要がある
ため、無駄時間が大きなものとなる。また光電スイッチ
２４を必要とするため、その分、設備費用も高くつく。

【０００５】これらの問題を解消するため、入力画像に
対してウィンドウを設定し、そのウィンドウ内に含まれ
る物体領域の面積を計測して、その計測値が所定のしき
い値以上になったとき、計測処理を開始するという方法
が提案されている。ところがこの方法の場合、煩雑なウ
ィンドウの設定作業が必要であるばかりでなく、対象物
が完全に停止したか否かを判断していないため、前記画
像処理装置がぶれた画像を取り込んで処理する虞がある
。

【０００６】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、対象物の停止を自動検出することにより、人手
による設定作業を必要とせず、またぶれのない適正な画
像の取込みと無駄時間の減少とを実現する画像処理装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる画像処
理装置は、対象物を撮像して得られた画像信号を入力す
る画像入力部と、画像信号入力により所定の計測処理を
実行する計測処理部と、画像信号入力により前記計測処
理部の計測開始タイミングを設定するための計測開始信
号を生成するタイミング設定部とを有している。前記タ
イミング設定部は、現フィールドにかかる画像信号と前
フィールドにかかる画像信号との差分を検出する第１の
差分検出回路と、現フィールドにかかる画像信号と対象
物を含まない背景のみの画像信号との差分を検出する第
２の差分検出回路と、第１，第２の各差分検出回路の検
出結果に応じて前記計測開始信号を生成して計測処理部
へ出力する制御回路とを含んでいる。

【０００８】

【作用】対象物が撮像装置の観測視野内に入ると、第２
の差分検出回路の検出出力が増し、また対象物が観測視
野内で移動する間は第１の差分検出回路の検出出力も適
当な値をとる。対象物が観測視野内で停止すると、第１
の差分検出回路の検出出力はほぼゼロに低下するもので
、この時点で制御回路は計測開始信号を生成して計測処
理部へ出力する。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明にかかる画像処理装置１が
導入された画像処理システムの概略構成を示す。この画
像処理システムは、撮像装置２と画像処理装置１とを含
み、前記撮像装置２を搬送コンベヤ３の経路上に配置し
て対象物４を観測し、濃淡画像をフィールド毎に連続し
て出力する。前記搬送コンベヤ３は対象物４を前記撮像
装置２の観測視野内の検査位置に導いて位置決め停止さ
せるもので、検査位置の近傍には従来例（図８参照）の
ような光電スイッチは配置されていない。

【００１０】前記画像処理装置１は、図２に示す如く、
画像入力部５とタイミング設定部６と計測処理部７とを
有し、タイミング設定部６は一対の差分検出部８ａ，８
ｂと制御回路９とで構成される。

【００１１】前記画像入力部５は、前記撮像装置２より
濃淡画像信号を入力し、その入力信号の奇数フィールド
および偶数フィールドを判別して分離すると同時に、入
力信号をＡ／Ｄ変換してディジタル量の濃淡画像信号を
生成する。奇数フィールドの濃淡画像信号は一方の差分
検出部８ａへ、偶数フィールドの濃淡画像信号は他方の
差分検出回路８ｂへ、それぞれ与えられる。

【００１２】各差分検出部８ａ，８ｂは、フィールドメ
モリ１０と遅延回路１１と２個の差分検出回路１２，１
３と画像メモリ１４とを含んでおり、一方の差分検出部
８ａのフィールドメモリ１０および遅延回路１１には画
像入力部５より奇数フィールドの濃淡画像信号が、他方
の差分検出部８ｂのフィールドメモリ１０および遅延回
路１１には画像入力部５より偶数フィールドの濃淡画像
信号が、それぞれ与えられる。

【００１３】前記フィールドメモリ１０は１フィールド
分の濃淡画像信号を常に更新しつつ記憶するもので、こ
のフィールドメモリ１０からの濃淡画像信号と遅延回路
１１からの濃淡画像信号とが第１の差分検出回路１２へ
与えられる。前記遅延回路１１は画像入力部５より入力
した濃淡画像信号の出力タイミングをフィールドメモリ
１０からの濃淡画像信号の出力タイミングに一致させる
ためのものである。

【００１４】前記第１の差分検出回路１２は比較加算器
により構成され、フィールドメモリ１０および遅延回路
１１より入力した濃淡画像信号の差分の絶対値を画素毎
に求め、全画素にわたり累積加算して累積加算値Ａを得
る。

【００１５】図３は、前記累積加算値Ａの時間ｔの経過
に対する変化例を示している。同図によれば、累積加算
値Ａは時刻Ｔ１の時点ではゼロに近いしきい値ＴＨ１以
下の値となっているが、その後、しきい値ＴＨ１を越え
て増大しかつ減少し、時刻Ｔ３の時点ではしきい値ＴＨ
１以下に下がっている。同図における累積加算値Ａの変
化は、対象物４が時刻Ｔ１の直後に撮像装置２の観測視
野内に入り、時刻Ｔ３で観測視野内で停止したことを表
す。

【００１６】図４は、前記累積加算値Ａの時間微分の絶
対値（以下単に「時間微分値ΔＡ」という）の時間ｔの
経過に対する変化例を示している。同図によれば、前記
時間微分値ΔＡは時刻Ｔ１の時点ではゼロに近いしきい
値ＴＨ２以下の値であるが、その後、しきい値ＴＨ２を
越えて大小変化し、時刻Ｔ３の時点ではしきい値ＴＨ２
以下に下がっている。同図における時間微分値ΔＡの変
化も、対象物４が時刻Ｔ１の時点で撮像装置２の観測視
野内に入り、時刻Ｔ３で観測視野内で停止したことを表
す。

【００１７】各差分検出部８ａ，８ｂにおける画像メモ
リ１４は、対象物を含まない背景のみを撮像して得られ
た濃淡画像を予め記憶しておく部分であって、この画像
メモリ１４からの濃淡画像信号と前記遅延回路１１から
の濃淡画像信号とが第２の差分検出回路１３へ与えられ
る。この差分検出回路１３も比較加算器により構成され
、遅延回路１１および画像メモリ１４より入力した濃淡
画像信号の差分の絶対値を画素毎に求め、全画素にわた
って累積加算して累積加算値Ｂを得る。

【００１８】図５は、前記累積加算値Ｂの時間ｔの経過
に対する変化例を示している。同図によれば、累積加算
値Ｂは時刻Ｔ１の時点ではゼロに近い値であるが、その
後、しきい値ＴＨ３を越えて増大し、時刻Ｔ２の時点で
はしきい値ＴＨ３を越えて以後一定値を保持している。 同図における累積加算値Ｂの変化は、対象物４の一部が
時刻Ｔ１の直後に撮像装置２の観測視野内に入り、時刻
Ｔ２で対象物４の全体が観測視野内に完全に入ったこと
を表す。

【００１９】前記制御回路９は、マイクロコンピュータ
のＣＰＵをもって構成されるもので、画像入力部５より
フィールド検出タイミングを入力して、各差分検出部８
ａ，８ｂのそれぞれ差分検出回路１２，１３より累積加
算値Ａ，Ｂを取り込み、後記する図７の制御手順を実行
して前記計測処理部７の計測開始タイミングを設定する
ための計測開始信号Ｓを生成する。

【００２０】前記計測処理部７は各差分検出部８ａ，８
ｂのフィールドメモリ１０より奇数フィールドおよび偶
数フィールドにかかる濃淡画像信号を入力し、前記制御
回路９より計測開始信号Ｓを入力したとき、特徴量の計
測など、所定の画像処理を実行する。なお上記実施例で
は、各差分検出部８ａ，８ｂは濃淡画像信号を処理の対
象としているが、これに限らず、２値画像信号を処理の
対象とすることもできる。

【００２１】図６は、前記制御回路９の制御手順を示す
もので、以下、同図に従って上記画像処理装置１の動作
を説明する。いま対象物４が撮像装置２の観測視野内に
入っていない状態を考えると、撮像装置２により背景の
みの画像が生成されるから、各差分検出部８ａ，８ｂに
おいて、フィールドメモリ１０からの前フィールドにか
かる濃淡画像信号と、遅延回路１１からの現フィールド
にかかる濃淡画像信号と、画像メモリ１４からの背景画
像にかかる濃淡画像信号とは完全に一致し、いずれの差
分検出回路１２，１３の累積加算値Ａ，Ｂもゼロに近い
値をとる。

【００２２】図６のステップ１（図中「ＳＴ１」で示す
）では、制御回路９は一方の差分検出部８ａにおける第
２の差分検出回路１３の累積加算値Ｂを取り込んで前記
しきい値ＴＨ３と比較しており、この場合のステップ２
の「Ｂ＞ＴＨ３」の判定は「ＮＯ」であるから、最初の
ステップ１に戻る。

【００２３】いま対象物４が撮像装置２の観測視野内に
入ると、撮像装置２は図７（１）に示すような、対象物
の画像部分１６を含む濃淡画像１５を生成する。しかも
対象物４が移動する間は対象物の画像部分１６の大きさ
が時々刻々変化するから、各差分検出部８ａ，８ｂにお
いて、第１の差分検出回路１２に対しフィールドメモリ
１０からの前フィールドにかかる濃淡画像信号と遅延回
路１１からの現フィールドにかかる濃淡画像信号とが入
力されると、両入力間に差が生ずるため、第１の差分検
出回路１２の累積加算値Ａは増大する。

【００２４】一方、第２の差分検出回路１３に対し遅延
回路１１からの濃淡画像信号と画像メモリ１４からの背
景画像にかかる濃淡画像信号とが入力されると、両入力
間に差が生ずるため、第２の差分検出回路１３の累積加
算値Ｂが増大し、その累積加算器Ｂは前記しきい値ＴＨ
３より大きくなる。

【００２５】かくして制御回路９がステップ１で一方の
差分検出部８ａにおける第２の差分検出回路１３の累積
加算値Ｂを取り込んで前記しきい値ＴＨ３と比較すると
，ステップ２の判定は「ＹＥＳ」となり、つぎに制御回
路９はステップ３で第１の差分検出回路１２の累積加算
値Ａを取り込んで前記しきい値ＴＨ１と比較する。この
場合は累積加算値Ａは前記しきい値ＴＨ２より大きな値
をとるから、ステップ４の「Ａ＜ＴＨ１」の判定は「Ｎ
Ｏ」となり、最初のステップ１へ戻る。

【００２６】つぎに対象部４の全体が撮像装置２の観測
視野内に入って停止すると、撮像装置２は図７（２）に
示すような、対象物の画像部分１６を完全に含む濃淡画
像１５を生成する。しかもこの濃淡画像中、対象物の画
像部分１６は変化しなくなるから、各差分検出部８ａ，
８ｂにおいて、第１の差分検出回路１２に対しフィール
ドメモリ１０からの前フィールドにかかる濃淡画像信号
と遅延回路１１からの現フィールドにかかる濃淡画像信
号とが入力されると、両入力間の差がないため、第１の
差分検出回路１２の累積加算値Ａはゼロに近い前記しき
い値ＴＨ１より小さくなる。

【００２７】かくして制御回路９がステップ１で一方の
差分検出部８ａにおける第２の差分検出回路１３の累積
加算値Ｂを取り込んで前記しきい値ＴＨ３と比較すると
，ステップ２の判定は「ＹＥＳ」となり、さらに制御回
路９がステップ３で第１の差分検出回路１２の累積加算
値Ａを取り込んで前記しきい値ＴＨ１と比較すると、ス
テップ４の判定も「ＹＥＳ」となる。

【００２８】つぎに制御回路９は、ステップ５で前記累
積加算値Ａの時間微分の絶対値を算出して、この時間微
分値ΔＡと前記しきい値ＴＨ２とを比較する。この場合
、対象物４は移動を停止しているから、ステップ６の「
ΔＡ＜ＴＨ２」の判定は「ＹＥＳ」となる。

【００２９】つぎのステップ７は、１フレーム分の判定
処理が完了したか否か、すなわち他方の差分検出部８ｂ
についての上記手順を実行したか否かを判定しており、
この場合はその判定は「ＮＯ」であるから、ステップ１
へ戻り、以下、他方の差分検出部８ｂにおける各差分検
出回路１２，１３より累積加算値Ａ，Ｂを取り込んで上
記と同様の手順を実行する。

【００３０】この手順において、ステップ２，４，６の
各判定が「ＹＥＳ」であれば、ステップ７の判定も「Ｙ
ＥＳ」となり、これにより対象物４が撮像装置２の観測
視野内に完全に入りかつ観測視野内で停止したと判断し
て、制御回路９は計測開始信号Ｓを生成して計測処理部
７へ出力する。

【００３１】計測処理部７がこの計測開始信号Ｓを入力
すると、各差分検出部８ａ，８ｂのフィールドメモリ１
０より入力した奇数フィールドおよび偶数フィールドに
かかる各濃淡画像信号を処理して、特徴量などを計測す
る。

【００３２】

【発明の効果】この発明は上記の如く、タイミング設定
部を設けて現フィールドにかかる画像信号と前フィール
ドにかかる画像信号との差分および現フィールドにかか
る画像信号と対象物を含まない背景のみの画像信号との
差分をそれぞれ検出し、各検出結果に応じて計測開始信
号を生成して計測処理部へ出力するから、光電スイッチ
を用いることなく、また人手によるウィンドウなどの設
定作業を必要とせずに、対象物が撮像装置の観測視野内
に入って停止したことを自動検出でき、ぶれのない適正
な画像の取込みと無駄時間の減少とを実現できるなど、
発明目的を達成した顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる画像処理装置が用いられた画
像処理システムの概略構成を示すブロック図である。

【図２】画像処理装置の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図３】第１の差分検出回路の累積加算値の変化例を示
す説明図である。

【図４】第１の差分検出回路の累積加算値の時間微分の
変化例を示す説明図である。

【図５】第２の差分検出回路の累積加算値の変化例を示
す説明図である。

【図６】制御回路の制御手順を示すフローチャートであ
る。

【図７】対象物の移動に伴う濃淡画像の変化を示す説明
図である。

【図８】従来の画像処理システムの概略構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１　　　　画像処理装置 ２　　　　撮像装置 ５　　　　画像入力部 ６　　　　タイミング設定部 ９　　　　制御回路 １２　　第１の差分検出回路 １３　　第２の差分検出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象物を撮像して得られた画像信号を入力
   する画像入力部と、画像信号入力により所定の計測処理
   を実行する計測処理部と、画像信号入力により前記計測
   処理部の計測開始タイミングを設定するための計測開始
   信号を生成するタイミング設定部とを有し、前記タイミ
   ング設定部は、現フィールドにかかる画像信号と前フィ
   ールドにかかる画像信号との差分を検出する第１の差分
   検出回路と、現フィールドにかかる画像信号と対象物を
   含まない背景のみの画像信号との差分を検出する第２の
   差分検出回路と、第１，第２の各差分検出回路の検出結
   果に応じて前記計測開始信号を生成して計測処理部へ出
   力する制御回路とを含んで成る画像処理装置。