JPH0434666A - 画像処理システム - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は工場内などの対象物に対する照明が不安定な場
所においても、常に正確な画像ｖｔｗ＆を可能とする画
像処理システムに関する。

（ロ）従来の技術 工場等における作業の自動化の進展に伴い、人間の目視
に代わり画像処理装置が用いられるケースが増加してお
り、様々な環境下でも安定した処理を行わせる必要性が
高まっている。特に画像を入力する際の光量条件はその
後の処理精度を大きく左右する。

従来、光量への対処には２通りの方法がとられており、
１つは照明の影響を排除した画像処理方式を用いる方法
であり、他方は照明自体を制御する方法である。

前者の画像処理方式を用いる方法による対処法では正規
化手法が用いられる。特に予め設定したモデル（テンプ
レート）を入力した画像内で走査して整合位置を求める
テンプレートマツチング処理の場合には、モデル及び画
像とも濃度（明暗）値を平均値、頻度数に応じて０〜ｌ
に正規化することにより、画像の濃度変動の影響を排除
している。

しかしこの方式でも極端な濃度値の変動には限度がある
うえ、正規化するため処理時間が大部に増加するという
問題点を持つ。

後者について、照明の厳密な制御は行われていないのが
現状であるが、例えば、特開平２−２７４８５号のよう
に照度を計測して照明を制御する方式がある。第５図に
その構成を示す。同図において、ｌは画像処理装置、３
は画像入力手段、５は照明手段、６は照明制御手段、７
はライン（ロボット）コントローラ、８は搬送コンベア
、９は作業対象物（ワーク）、１０はモニタ、１１は作
業ロボット、及び１２　は照度測定手段である。

ここでは、常にワーク９近傍及びカメラ３受光面の照度
をセンサ１２により計測し、予め設定された照度値とな
るように照明光量を制御して画像入力する方式になって
いる。

しかし、この方式では次の問題点が解決されずに残って
いる。即ち、この方式で検出できるのはあくまでワーク
近傍の照度であり、厳密な作業対象物の照度を測定する
ことは困難である。従って照度のみの制御では、正確な
画像処理を行うことは困難である。

第６図に画像の濃度分布（ヒストグラムン例を示す。縦
軸は画素数、横軸は濃度であり、（ａ）は全濃度にわた
り平均的な分布、（ｂ）はある濃度域に偏った分布であ
るが、平均濃度は（ａ）、（ｂ）とも同じ、即ち照度は
同じであるが、画像の特性は大きく興なり、照度のみで
は画像を正確に記述することは困難である。

（ハ）発明が解決しようとする課題 工場など一般環境下で画像処理を行う場合、外乱光や作
業対象物の状ｍ＜傾き、反射）などにより作業対象自体
の正確で、再現性のある安定した画像入力が困難であり
、処理の精度が低下するという問題点があった。

本発明はこのような問題点を解決し、どのような環境下
でも常に同じ条件、特性の画像を取り込み、処理精度の
向上を計ることを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明では、対象物の概略位置を認識する装置と、画像
を入力するカメラ装置と、該カメラ装置に設置した絞り
（露出）制御装置と、光量制御可能な照明装置と、光量
制御装置と、濃度ヒストグラム処理が可能な画像処理装
置と、作業装置（ロボット等）と１画像処理装置全体を
統括制御するためのコントローラと、から構成される画
像処理システムを提供する。

（ホ）作用 本発明の画像ｇ！！、埋シスデシステムては、まず作業
対象の概略位置をｒＩｔｌｌ、その情報から、画像を入
力する際、作業対象の特に必要な部分の画像を抽出し、
その部分画像の濃度分布を求め、予め設定した濃度分布
（モデル）と等しくなるようにカメラの露出、照明光量
を制御した後、画像を入力する方式とする。

即ち、特に正確に抽出したい領域情報と、そのモデル濃
度分布を設定し、その濃度分布と等しくなるように光量
を制御することにより、環境、対象の形状の依らず、柔
軟でかつ正確な画像処理を行うことが可能となる。

（へ）実施例 本発明実施例を第１図に示す。同図において、１は画像
処理装置、２はワーク概略位置検出用カメラ、３は画像
入力用カメラ、４はカメラ３の絞り（露出）制御装置、
５は照明装置、６は照明光量制御装置、７は画像処理装
置１、及びロボ・ント等の作業装置全体を統括制御する
コントローラ、８は搬送コンベア、９は作業対象ワーク
、１０は七二夕である。

次に第２図及びｉ１！７図と併せて動作原理を述べる。

作業対象ワークの種類毎に予め、特に必要な領域情報及
びその領域内画像の濃度分布モデル（第７図（イ））を
設定しておく。コンベア８にて搬送されたワーク９に対
し、まずカメラ２により画像入力、及び輪郭抽出、計測
処理を行い、ワークの概略位置を認識する。その結果に
基き、該ワークがカメラ３位置へ移動する間に、画像の
抽出領域（第２図２（ａ）点線内）の位置を算出し、カ
メラ３において入力した画像から該領域のみを抽出して
（第２図（ｂ））、濃度分布（第７図（ロ））を得る。

その濃度分布（第７図（ロ））とモデル濃度分布（図２
　（（））の差が最小になるように照明５の光量、絞り
４を制御し、最終的に適正画ｆ＆（第２図（Ｃ））を得
る。

以上の過程で画像処理は処理装置ｌで高速に行われるも
のとする。

こうした本発明システムにより、常に設定した通りの安
定な画像を得ることが可能となる。

第３図の実施例では、概略位置認識用カメラ２をカメラ
３に統合し全てのステップをカメラ３で行うシステム例
を示した。

更に第４図では、ラインを止めることなくリアルタイム
で処理する画像入力部の例を示した。第４図において、
２は位置認識用カメラ、カメラユニットとしてカメラ３
、露出制御装置４、リング照明５を１体化し、第４図の
Ａ位置からＢ位置までは、カメラユニット搬送装置１３
によりカメラユニットが搬送コンベア８と同期して搬送
され、この間に最適照明、露出を決定し画像を入力する
処理が終了したカメラユニットは搬送路１４により元の
位ｉｆＡへ戻る。カメラユニットを複数配置して同期を
とることにより、ラインを止めることなく処理すること
が可能となっている。

なお、設定した濃度分布と等しくするための光量、露出
等の制御には従来制御方式に加え、統計的な学習制御、
ファジィ制御、またはエキスパートシステムを応用する
ことが実施例として考えられる。

（ト）発明の効果 以上述べた如く本発明の画像処理システムは、対象物概
略位置認識、特定部分領域抽出、濃度分布による光量制
御方式を適用しているので、対象物の形状や作業の種類
に応じて最適領域を設定することにより、正確な光量制
御が可能となる。また、入力画像とモデル画像の濃度分
布を対象として光量制御するので、得られる画像特性を
常に安定させることが可能となる。

従って、全体として、環境に彰響されず、高精度な画像
処理が実現できる。

【図面の簡単な説明】

′ｌ／、１図は本発明画像処理システム構成図、第２図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明画像処理システムの処理過
程を示す工程図、第３図及び第４図は本発明画像処理シ
ステムの他の実施例の構成図、第５図は従来の画像処理
システム構成図、第６図（ａ）（ｂ）及び第７図は画像
の濃度分布図（ヒストグラム）である。 第１図 １・・・・・・・・・・・・画像処理装置、２・・・・
・ワーク概略位置検出用カメラ、３・・・・・・・・・
・画像入力用カメラ、４・・・・・・・・・・・・絞り
制御装置、５・・・・・・・・・・・・・・照明装置、
６・・・・・・・・・・・・光量制御装置、７・・・拳
ｅ［相］・−・・・・コントローラ、８−　拳壷−・・
ｅ＋畳・４＋１＋書コンベア、９・・・・・・・・・・
・・・・・ワーク、１０・・・・・・・・・・・・伊・
モニタ。 第２図 と

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対象物に対し画像処理を施し、その結果に基き検査、位
   置決め等の作業を自動的に行うシステムに於て、対象物
   の概略位置を認識する手段と、対象物の画像を入力処理
   する手段と、対象物に光を照射する照明装置と、照明光
   量とカメラ絞り量を制御する手段と、を有し、予め対象
   物の概略位置を認識し、その情報から対象物の画像を入
   力する際にまず画像の必要な部分を抽出し、その部分画
   像の濃度分布が予め設定された分布と有意差が無くなる
   よう、照明光量と絞りを制御した後、画像入力すること
   を特徴とする画像処理システム。