JPH06105165B2 - 部品の位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ） 産業上の利用分野 本発明は、２値画像の１次元投影ヒストグラムと部品の
大きさ情報に基づく１次元マスクを利用した画俗処理ア
ルゴリズムを採用することで、２値画像形状の非対称な
円筒チツプ部品の中心位置をも安定に抽出することがで
きる部品位置検出装置に関する。

ロ） 従来の技術 近年、FA化が進む中で、チツプ部品装着検出装置が発表
されつつある。しかし、これらは、対象が矩形チツプ部
品に限定された検出機が多く、円筒チツプ部品の抽出が
難しいことを表わしている。

従来の画像処理及び画像計測技術により２値画像から円
筒部品の中心位置を検出する方法は、例えば以下に示す
方法が考えられる。なお、第６図に示す画像が、検出さ
れるべき円筒部品が存在すると予想されるエリアの２値
画像である。

〔従来の方法 その１〕 ２値画像の検出されるべき円筒部品が存在すると予想さ
れるエリア全てに関して、その白画素（ここで言う白画
素とは２値画像の中でその値が１である画素のことであ
る。）の２次元座標値の平均を求めその平均値（一般に
この値を重心という）を円筒部品の中心と定める。第７
図（ａ）中に＋にて示してある点がこの方法により求ま
つた中心である。

〔従来の方法 その２〕 まず、２値画像の検出されるべき円筒部品が存在すると
予想されるエリアに対してラベリングを施す。すなわ
ち、エリア内の白画素の多い領域毎にラベル付けい番号
付け）を施し、エリア内をその領域毎に分割する。

次にラベル付けされた各領域の面積を求め、そのうち面
積が一定値以上の領域に関して２次元座標値の平均を求
めその平均値を円筒部品の中心と定める。第７図（ｂ）
中に＋にて示してある点がこの方法により求まつた中心
である。以上２種の方法は特に円筒部品の２値画像の形
状が矩形である必要はない。

以上に述べた処理の中で基本的な部分であるラベリング
及び重心抽出はJSD（共同システム開発株式会社）より
販売されている画像処理ソフトウエアパツケージ「SPID
ER」に登録されている。

ハ） 発明が解決しようとする問題点 従来のこの中心位置決定方法では次の欠点がある。

処理されるべき２値画像が第８図に示すような非対称の
画像である場合を考える。

最初に、〔従来の方法その１〕によつて中心を求める
と、この円筒部品の中心は第９図（ａ）にて＋で示す点
になる。これは見て明らかなように本来求まるべき位置
とはずれている。

次に、〔従来の方法その２〕によつて中心を求めると、
この円筒部品の中心は第９図（ｂ）にて＋で示す点にな
る。これも正確に求まつていない。

これらの理由は、円筒部品の２値画像が非対称なため、
重心と中心が一致しないためである。また、〔従来の方
法その１〕では円筒部品以外の白画素も重心の計算に用
いられていることも原因となる。なお、円筒部品には各
々特有のカラーバーが描かれており、このカラーバーに
は様々な色があり、色によつては２値化によつて黒（値
が０）となることもある。従つて、一般的には、その２
値画像の重心と中心は一致しないと考えられる。また、
〔従来の方法その２〕では、ラベル付けされた画像から
ある一定値以上の面積の領域を求めるという作業を行な
つているが、これらの作業は比較的時間がかかる上に、
この一定値をどの様に定めるかは難しい問題となる。

以上に述べたように、従来の方法では、ノイズの多い画
面や非対称な形状の部品の中心の抽出は非常に不正確に
なりやすい。従つて、円筒部品の中心位置を求めるため
には、ノイズや形状の非対称性の影響を受けないアルゴ
リズムが必要となつてくる。

ニ） 問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため、本発明による装置は、部
品の装着箇所の画像情報を記憶する２値画像メモリ部
と、装着部品の位置と大きさとその存在予想範囲の情報
を記憶している参照メモリ部と、前記２値画像メモリ部
にある画像情報のうち、装着部品の存在予想範囲の情報
に関して、投影ヒストグラムを求める投影ヒストグラム
計算部と、求まった投影ヒストグラムに１次元マスクを
かけ、各マスクがけ位置毎に求めたマスクの長さ範囲内
の投影ヒストグラム和が最大となるマスクがけ位置にお
けるマスクの中心アドレスを出力し、部品の中心位置を
検出する１次元マスク処理部と、を具備してなるもので
ある。

ホ） 作用 上記手段により構成される本発明による装置では、前述
の従来の方法によつては正確に部品の中心位置を求める
ことができない典型例である第８図に示したような非対
称の２値画像からでも、以下のアルゴニズムを用いて部
品の中心位置を正確に求めることができる。

すなわち、２値画像メモリ部に記憶された被検査２値画
像に対し、参照メモリ部に記憶された装着部品の存在予
想範囲の情報に関して、投影ヒストグラム計算部にて２
値画像のＸ軸とＹ軸への投影ヒストグラムを求める。こ
こに投影ヒストグラムは、２値画像のＸ軸とＹ軸への正
射影を行ない、その白画素の累積数を表示したものであ
る。

次に、Ｘ軸の投影ヒストグラムとＹ軸の投影ヒストグラ
ムに、夫々１次元マスク処理部にて、Ｘ軸の１次元マス
クとＹ軸の１次元マスクをかけ、マスク内のヒストグラ
ムの和をとる作業を各軸の投影ヒストグラムの全領域に
対して行う。このマスクかけを行つたうちで、各軸のマ
スク内のヒストグラムの和が最大となつたマスクの中心
位置が装着部品の各軸における中心となる。第８図の２
値化画像に対し、このようにして求めた装着部品の中心
位置を第２図の＋印で示す。

Ｘ軸の１次元マスクの大きさは、たとえば部品のＸ軸方
向の長さに等しく、Ｙ軸の１次元マスクの大きさは、た
とえば部品のＹ軸方向の長さに等しく設定される。これ
らの部品の大きさ（長さ）、位置及びその存在予想範囲
の情報は、チツプ部品がチツプマウンタにより自動的に
装着されることから予め知ることができ、これらの情報
が参照メモリ部に記憶されている。

また、前述したマスクは、平均化オペレータとでもいい
得るものであり、第10図の２次元画像に、サイズ３×３
の平均化オペレータを作用させると、図中ハツチングで
示した画素の値として、この画素の近傍（図中実線で囲
まれるエリア）の平均値が入るものである。従つて、１
次元マスクは、１次元の平均化オペレータのことであつ
て、その大きさがたとえば部品の長さに等しく設定され
るものである。

ヘ） 実施例 本発明による装置を具体的に実施した例について以下に
説明する。

第１図は本発明の装置を実現したブロツク図である。

（１）は２値画像メモリ部で、ここには円筒部品の装着
された基板の画像を２値化処理した画像が記憶されてお
り、アドレス発生部（３）から送られたアドレスのデー
タを投影ヒストグラム計算部（４）に送る。

（２）は参照メモリ部で、検査エリアテーブル（2a）と
部品情報テーブル（2b）を含む。検査エリアテーブル
（2a）には、円筒部品の存在が予想されるエリアの位置
とＸ・Ｙ方向の大きさが記憶されており、部品情報テー
ブル（2b）には、円筒部品自身のＸ・Ｙ方向の大きさが
記憶されている。この参照メモリ部（２）は、処理開始
命令を受け取ると、その記憶された情報をアドレス発生
部（３）、投影ヒストグラム計算部（４）及び１次元マ
スク処理部（５）に送る。

アドレス発生部（３）は、参照メモリ部（２）より受け
取つた、円筒部品の存在が予想されるエリアの位置とＸ
・Ｙ方向の大きさの情報に基づき処理に必要な２値画像
メモリ部（１）中のデータのアドレスを発生し２値画像
メモリ（１）に送る。

投影ヒストグラム計算部（４）は、参照メモリ部（２）
より受け取つた、円筒部品の存在が予想されるエリアの
Ｘ・Ｙ方向の大きさの情報を基に、２値画像メモリ部
（１）から送られて来たデータに関して、Ｘ軸・Ｙ軸へ
の投影ヒストグラムを作成し、１次元マスク処理部
（５）に送る。

１次元マスク処理部（５）は、参照メモリ部（２）より
受け取つた、円筒部品自身のＸ・Ｙ方向の大きさ情報を
基に、投影ヒストグラム計算部４で求めた投影ヒストグ
ラムに対してマスクを設定し、マスク内の投影ヒストグ
ラム和を求める処理を行なう。この処理はＸ・Ｙ方向の
各方向毎に行い、参照メモリ部（２）より受け取つた。
円筒部品の存在予想エリアにわたつて、一画素分づつ順
次マスクかけ位置をずらし、各マスクがけ位置毎にマス
クの長さ範囲内の投影ヒストグラム和を求めるものであ
る。このようにして求めたものの内、投影ヒストグラム
和が最大となるマスクがけ位置におけるマスクの中心ア
ドレスを１次元マスク処理部（５）が出力し、装着部品
の中心アドレスが判明する。

具体的に、第３図に示す画像情報が２値画像メモリ部
（１）に入つている場合における処理を証明する。この
画像は画素数256×256、解像度0.045mm/1画素である。
尚、第３図中に破線にて囲まれている区域は円筒部品の
存在が予想されるエリアを示す。また参照メモリ部
（２）には円筒部品の存在が予想されるエリアの位置情
報として第３図中（６）で示す点のアドレス（50、12
6）が記憶されており、円筒部品の存在が予想されるエ
リアのＸ・Ｙ方向の大きさ情報として第３図中（７）、
（８）で示す大きさ130、70が、更に円筒部品自身のＸ
・Ｙ方向の大きさ情報として、75,28という値が入つて
いる。

第３図中に破線にて囲まれている区域に対し、投影ヒス
トグラム計算部で求められたＸ軸・Ｙ軸への投影ヒスト
グラムは、それぞれ第４図（ａ）、（ｂ）のようにな
る。

また、求められたＸ軸・Ｙ軸への投影ヒストグラムに対
し、１次元マスク処理部で求まつたマスク内の投影ヒス
トグラム和はそれぞれ第５図（ａ）、（ｂ）のようにな
る。第５図は横軸にマスクの中心位置を、縦軸にマスク
内の投影ヒストグラム和を表わしている。また、図中に
矢印で指した位置が最大の投影ヒストグラム和を呈した
点であり、その値は各々69,37である。この値が結局円
筒部品の中心位置となり出力される。

ト） 発明の効果 本発明は以上の説明から明らかな如く、投影ヒストグラ
ムと１次元マスクを利用した方法によつて、ノイズの比
較的多い、形状の非対称な円筒部品の２値画像から比較
的簡単に、しかも正確に部品の中心位置を求めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成を示すブロツク図、第２図は
第８図の円筒部品の２値化画像と本発明により求めた部
品中心の関係表示図、第３図は円筒部品の載つた基板の
２値化画像、第４図は投影ヒストグラム、第５図は１次
元マスク処理結果を示す。 第６図は円筒部品の２値化画像、第７図は第６図の円筒
部品の２値化画像と従来の方法により求めた部品中心の
関係表示図、第８図は円筒部品の２値化画像、第９図は
第８図の円筒部品の２値化画像と従来の方法により求め
た部品中心の画像表示図である。 第10図は、平均化オペレータの説明図である。 （１）……２値画像メモリ部、（２）……参照メモリ
部、（３）……アドレス発生部、（４）……投影ヒスト
グラム計算部、（５）……１次元マスク部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】部品の装着箇所の画像情報を記憶する２値
   画像メモリ部と、 装着部品の位置と大きさとその存在予想範囲の情報を記
   憶している参照メモリ部と、 前記２値画像メモリ部にある画像情報のうち、装着部品
   の存在予想範囲の情報に関して、投影ヒストグラムを求
   める投影ヒストグラム計算部と、 求まった投影ヒストグラムに１次元マスクをかけ、各マ
   スクがけ位置毎に求めたマスクの長さ範囲内の投影ヒス
   トグラム和が最大となるマスクがけ位置におけるマスク
   の中心アドレスを出力し、部品の中心位置を検出する１
   次元マスク処理部と、 を具備してなる部品の位置検出装置。