JPH06319042A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH06319042A
JPH06319042A JP5107835A JP10783593A JPH06319042A JP H06319042 A JPH06319042 A JP H06319042A JP 5107835 A JP5107835 A JP 5107835A JP 10783593 A JP10783593 A JP 10783593A JP H06319042 A JPH06319042 A JP H06319042A
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JP
Japan
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pixels
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pixel
average
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JP5107835A
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Masaaki Kurosawa
正明 黒沢
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Toshiba Engineering Corp
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Toshiba Engineering Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基準画像データに混入するノイズや校正板の
表面テクスチャーの影響を受けず、容易にシェーディン
グ補正ができる画像処理装置を提供する。 【構成】 CCDカメラ3によって得られた校正板の画
素毎の輝度情報を複数の領域に分割し、その分割された
領域の各交点に対応する画素を中心とした複数画素の輝
度情報の平均を算出する平均輝度算出部5と、分割され
た各領域の交点の平均輝度を基に各領域内の各画素の輝
度を推論する輝度推論部7と、輝度推論部7によって推
論された輝度を基に、シェーディング補正値を算出する
補正値算出部9と、補正値算出部9によって算出された
シェーディング補正値により輝度情報を補正する補正部
11と、から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被検査物を撮像装置に
よって画像処理装置に画像を入力する際に、生じるシェ
ーディングを補正する画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体技術の進歩によりCCDカ
メラを用いた工業用画像処理装置が多数開発され、多く
の工場で人間の目の代わりとして用いられるようになっ
た。これらの画像処理装置はビジョンセンサーとして、
製造ラインでの位置決めや、寸法計測をはじめ、ライン
監視や製品の最終工程である外観検査などに用いられて
おり、省力化、オートメーション化に貢献している。
【0003】しかし、実際の画像処理装置での入力画像
は、被検査物を照明する照明装置によりシェーディング
(輝度むら)が発生し、画像入力後の二値化処理や判別
処理に悪影響を与える場合が多い。そのため、照明装置
に拡散板やミラー等の補助器具を付加するか、リング照
明等を用いて均一な照明状態を確保できるようにしてい
るが、これらの調整は大変難しく、均一となるように調
整してもシェーディングは必ず生じてしまう。そのた
め、画像処理装置内でシェーディング補正を行った後に
二値化処理や判別処理を行っている。このシェーディン
グ補正の代表的なものに、差分法と濃度変換法がある。
【0004】差分法は、まず被検査物と同じ形状でかつ
表面が均質で無彩色の校正板をCCDカメラによって撮
像して得られた画像データを基準画像データとする。そ
してこのときに得られたの画素毎の輝度情報を基に補正
を行う輝度目標値との差を全画素について算出し補正デ
ータとして記憶する。そして、被検査物を前記CCDカ
メラによって撮像し、得られた画素毎の輝度情報に前記
画素毎の補正データを加減算することによってシェーデ
ィング補正を行う。
【0005】濃度変換法は、まず、差分法と同様に校正
板をCCDカメラによって撮像して得られた画像データ
を基準画像データとする。そしてこのときに得られたの
画素毎の輝度情報を基に補正を行う輝度目標値との差
(変換率)を全画素について算出し、この変換率に対応
する濃度変換テーブルを作成する。そして、被検査物を
前記CCDカメラによって撮像し、各画素に対応した前
記変換テーブルを基に輝度変換(乗算)することによっ
てシェーディング補正を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
差分法によるシェーディング補正では、CCDカメラに
よって得られた被検査物の輝度情報に補正データを加減
算しているため、輝度情報の有効ビット長が変化すると
いう問題がある。
【0007】また濃度変換法によるシェーディング補正
では、CCDカメラによって得られた被検査物の輝度情
報に対応した変換テーブルを基に輝度変換しているた
め、輝度情報の有効ビット長の変化を最小限に抑えるこ
とができるが、差分法よりハードウェアが複雑になると
いう問題がある。
【0008】さらに両者とも基準画像データの1画素毎
に補正データまたは変換テーブルを算出しているので、
基準画像データにノイズが混入した場合、そのまま補正
データまたは変換テーブルを算出してしまい、シェーデ
ィング補正が正確にできないという問題がある。さら
に、校正板の表面テクスチャーの影響を強く受けてしま
うという問題もある。
【0009】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、基準画像データに混入するノイズや
校正板の表面テクスチャーの影響を受けずに容易にシェ
ーディング補正を行うことができる画像処理装置を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、被検査物を撮像装置によって撮像する際
に生じるシェーディングを補正する画像処理装置におい
て、前記撮像装置によって表面が均質で無彩色の校正板
を撮像することによって得られた二次元に整列配置され
た複数の画素毎の輝度情報を複数画素からなる領域に分
割し、その分割された領域の交点の画素を含む所定範囲
内の複数画素の輝度情報の平均値をその交点の画素の平
均輝度として全交点について算出する平均輝度算出部
と、前記各交点の平均輝度を基に各領域内の各画素の輝
度を設定されたメンバーシップ関数によってファジィ推
論する輝度推論部と、前記輝度推論部によって推論され
た輝度と輝度目標値からシェーディング補正値を各画素
毎に算出する補正値算出部と、前記補正値算出部によっ
て算出された各画素毎のシェーディング補正値を基に前
記撮像装置によって得られた各画素の輝度情報を補正す
る補正部と、を具備することを特徴としている。
【0011】
【作用】上記構成によれば、平均輝度産出部は、撮像装
置によって得られた表面が均質で無彩色の校正板の画素
毎の輝度情報を複数画素からなる領域に分割し、その分
割された領域の交点の画素を含む複数画素の輝度情報の
平均値をその交点の画素の平均輝度としてそれを全交点
について算出する。そして、輝度推論部は、分割された
各領域の各交点の平均輝度を基に各領域内の各画素の輝
度を設定されたメンバーシップ関数によってファジィ推
論する。そして、補正値算出部では、前記輝度推論部に
よって推論された画素毎の輝度情報と、シェーディング
補正の輝度目標値からシェーディング補正値を各画素毎
に算出する。
【0012】こうして、前記補正値算出部によって算出
されたシェーディング補正値を基に補正部では、前記撮
像装置によって得られた輝度情報を補正する。
【0013】
【実施例】図1は、本発明の画像処理装置の一実施例を
示すブロック図である。
【0014】図1に示すように、画像処理装置1は、C
CDカメラ3と、平均輝度算出部5と、輝度推論部7
と、補正値算出部9と、補正部11とから構成されてい
る。
【0015】CCDカメラ3は、校正板、被検査物を撮
像し、二次元に整列配置された各画素の輝度情報をR−
G−B毎に得る。
【0016】平均輝度算出部5は、CCDカメラ3によ
り表面が均質で無彩色の校正板を撮像することによって
得られた図2に示すような画素毎の輝度情報を図3に示
すように複数の領域に分割し、その分割された領域の交
点の画素を中心とした図4の斜線で表した8近傍の画素
の輝度情報の平均値をその交点の平均輝度とし、その平
均輝度を全交点について算出する。
【0017】輝度推論部7は、分割された各領域の4つ
の交点の各平均輝度を後件部の実数として代入した簡略
型ファジィ推論により各領域内の各画素の輝度を推論す
る。
【0018】補正値算出部9は、CCDカメラ3によっ
て得られた輝度の最大値をシェーディング補正の輝度目
標値とし、この輝度目標値と輝度推論部7によって推論
された輝度との比率をシェーディング補正値として算出
する。
【0019】補正部11は、補正値算出部9によって算
出されたシェーディング補正値を記憶し、この記憶され
たシェーディング補正値によりCCDカメラ3によって
得られた被検査物の輝度情報を補正する。
【0020】次に、本実施例の作用をシェーディング補
正値の算出動作示す図5のフローチャートを中心にして
説明する。
【0021】まず、CCDカメラ3によって表面が均質
で無彩色の校正板を撮像して、各画素の輝度情報をR−
G−B毎に得る(ステップST1)。
【0022】CCDカメラ3によって各画素の輝度情報
が得られると、平均輝度算出部5では、得られた輝度情
報を図3に示すように複数の領域に分割し、その分割さ
れた領域の各交点に対応する画素を中心とした図4に示
すような8近傍の画素の輝度情報の平均をその画素の平
均輝度としてそれを全交点について算出する(ステップ
ST3,ST5)。
【0023】各交点の平均輝度が算出されると輝度推論
部7では、図3に示すように分割された各領域の4つの
交点の各平均輝度を基に各領域内の各画素の輝度を以下
に示す2入力1出力のファジィルールを用いて推論する
(ステップST7)。
【0024】 また、出力yは以下の式(1)に示すようになる。
【0025】
【数1】 ここで、x1 、x2 は入力変数、yは出力(y1 ;Rの
出力、y2 ;Gの出力、y3 ;Bの出力)A1i、A2j
メンバーシップ関数、Wk は実数値、μは度合である。
l,m は、前件部の各入力変数に対するメンバーシップ関
数の数を示し、nは、後件部の数を示す。さらに、メン
バーシップ関数は、隣り合うメンバーシップ関数のメン
バーシップ値の和が1となる三角形を用いている。
【0026】例えば図6に示すような領域の各画素の輝
度を求める場合、メンバーシップ関数は図6に示すよう
になる。図6中の斜線に示す画素の輝度は、図6に示す
ように斜線に示す画素P の中心から水平方向と垂直方向
に延ばした線がメンバーシップ関数に交差する点の度合
μによって以下に示す式(2)から求める。
【0027】 輝度=(0.7×50+0.3×60+0.8×65+0.2×70)/2 =59.5 …式(2) この処理を領域内の全画素について行う。さらに、分割
された全領域について同様な処理することによって全画
素について輝度を推論する。
【0028】補正値算出部9では、推論された画素毎の
輝度を基に、シェーディング補正値を算出し、補正部1
1に供給する。このシェーディング補正値は、算出され
た画素毎の輝度の内、その最大値を輝度目標値として以
下の式(3)によって算出される。
【0029】 シェーディング補正値=輝度目標値/輝度 …式(3) 補正部11では、供給されてきたシェーディング補正値
を記憶する(ステップST9)。
【0030】こうして、各画素のシェーディング補正値
が記憶された状態で被検査物をCCDカメラ3によって
撮像すると、撮像することによって得られた画素毎の輝
度情報は補正部11に供給される。そして補正部11で
は、供給された各画素毎の輝度情報にその各画素に対応
したシェーディング補正値を乗算することによってシェ
ーディング補正を行う。
【0031】このように、CCDカメラ3によって得ら
れた校正板の画素毎の輝度情報を複数の領域に分割し、
その分割された領域の各交点に対応する画素の平均輝度
をその画素を中心とした8近傍の画素の輝度情報から算
出し、分割された各領域の4つの交点の各平均輝度を後
件部に代入した簡略型ファジィ推論により各領域内の各
画素の輝度を推論し、その輝度を基にシェーディング補
正値を算出している。そのため、基準画像データに混入
するノイズや校正板の表面テクスチャーの影響を受けず
に容易に被検査物の輝度情報をシェーディング補正する
ことができる。
【0032】なお、本実施例ではCCDカメラ3によっ
て得られた校正板の輝度情報を複数の一定の広さの領域
に分割しているがこの領域の広さは一定でなくても良
い。
【0033】さらに、本実施例では分割された領域の各
交点に対応する画素の平均輝度は、その画素を中心とし
た8近傍の画素の輝度情報から算出しているが、これに
限らずそれ以外の例えば4近棒の画素の輝度情報によっ
て平均輝度を求めるようにしても良い。
【0034】さらに、本実施例ではシェーディング補正
値は輝度目標値と推論された輝度との比率としていた
が、輝度目標値と推論された輝度との差分としても良
い。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
像装置によって得られた校正板の画素毎の輝度情報を複
数の領域に分割し、その分割された領域の各交点に対応
する画素を中心とした複数画素の輝度情報の平均を算出
し、その平均輝度を基に各領域内の各画素の輝度を推論
してそれを基にシェーディング補正値を算出するように
しているので基準画像データに混入するノイズや校正板
の表面テクスチャーの影響を受けずに容易にシェーディ
ング補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】CCDカメラによって得られた校正板の画素毎
の輝度情報を示す説明図である。
【図3】図2に示す画素毎の輝度情報を複数の領域に分
割した例を示す説明図である。
【図4】各画素の平均輝度を求める際の8近傍の画素を
示す説明図である。
【図5】シェーディング補正値の算出動作を示すフロー
チャートである。
【図6】ある領域の交点の平均輝度とそのメンバーシッ
プ関数を示す説明図である。
【符号の説明】
1 画像処理装置 3 CCDカメラ 5 平均輝度算出部 7 輝度推論部 9 補正値算出部 11 補正部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査物を撮像装置によって撮像する際
    に生じるシェーディングを補正する画像処理装置におい
    て、 前記撮像装置によって表面が均質で無彩色の校正板を撮
    像することによって得られた二次元に整列配置された複
    数の画素毎の輝度情報を複数画素からなる領域に分割
    し、その分割された領域の交点の画素を含む所定範囲内
    の複数画素の輝度情報の平均値をその交点の画素の平均
    輝度として全交点について算出する平均輝度算出部と、 前記各交点の平均輝度を基に各領域内の各画素の輝度を
    設定されたメンバーシップ関数によってファジィ推論す
    る輝度推論部と、 前記輝度推論部によって推論された輝度と輝度目標値か
    らシェーディング補正値を各画素毎に算出する補正値算
    出部と、 前記補正値算出部によって算出された各画素毎のシェー
    ディング補正値を基に前記撮像装置によって得られた各
    画素の輝度情報を補正する補正部と、 を具備することを特徴とする画像処理装置。
JP5107835A 1993-05-10 1993-05-10 画像処理装置 Pending JPH06319042A (ja)

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