JPH07101449B2

JPH07101449B2 - 画像処理による特異点検出方法

Info

Publication number: JPH07101449B2
Application number: JP61314493A
Authority: JP
Inventors: 八束中村; 泰不破
Original assignee: 八束中村
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1995-11-01
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: JPS6365575A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は表面傷等の特異点を高速検出できる画像処理に
よる特異点検出方法に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

従来より撮像装置によって製品表面を撮像し、画像処理
によって表面傷等の特異点を検出する方法が知られてい
る。

一般的な検出方法としては撮像装置からの画像データを
一旦画像メモリに記憶し、この記憶されたデータをソフ
トウェアによって処理する方法が用いられている。しか
し、この方法は処理速度が遅く、製造工程等のように高
速化を要請される分野にはほとんど使用されていない。

一方、高速化及びコストダウンを図るため、いわゆる８
近傍抽出方式による画像処理装置も提案されている。こ
の方式は第３図に示す画素パターンのように、中央画素
とこの中央画素を取巻く８近傍画素を抽出し、各画素
（計９画素）を二値化することにより白黒パターンを形
成し、このパターンによって画素認識を行うものであ
り、例えば白パターン８個、黒パターン１個の場合は傷
と判定する。

しかし、この方法も演算処理はCPUやRAM等から構成され
るハードウェアシステムを用いて所定のソフトウェアで
実行するもので、演算の処理時間が遅く高速化を図れな
い。しかも、このような機能素子をはじめフレームメモ
リを必要とする等、システムが複雑化し、大型化と高コ
スト化を招く問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来技術に存在する諸問題を解決した
新規な画像処理による特異点検出方法の提供を目的とす
るもので、以下に示す方法によって達成される。

即ち、本発明に係る特異点検出方法は撮像装置（２）に
より被検出面を撮像し、撮像した画素の明るさをアナロ
グ−ディジタル変換して得た任意の画素データ（D1）を
現走査線（H1）上におけるｎ番目の第一画素（S1）と
し、この画素データ（S1）を１画素分遅らせて成る画素
データ（D2）を現走査線（H1）上におけるｎ−１番目の
第二画素（D2）とし、前記第一画素（S1）に基づく画素
データ（D1）を１ライン分遅らせて得る画素データ（D
3）を直前走査線（H0）上におけるｎ番目の第三画素（S
3）とし、得られる三つの画素データ（D1）、（D2）、
（D3）を同時にROM（７）のアドレスに入力させる。一
方、予め、ROM（７）に、当該各画素データ（D1）、（D
2）、（D3）がアドレスに同時に入力したときに、中心
画素（S1）の画素データ（D1）と他の画素データ（D
2）、（D3）との明るさの関係を示す演算式により求め
た演算データを記憶し、当該各画素データ（D1）、（D
2）、（D3）を直接ROM（７）のアドレスに入力した際
に、このROM（７）から出力する演算データ（D0）に基
づいて特異点を検出するようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る特異点検出方法は、まず複数の画素（S
1）、（S2）、（S3）を得、これらの画素はそれぞれ明
るさに対応するＮビットの画素データ（D1）、（D2）、
（D3）に変換される。そして、データ数をＭ（３つ）と
すれば、例えばＮ×ＭビットのアドレスとしてROM
（７）のアドレスバスに付与される。一方、ROM（７）
へ例えば一例として｛（D1）−（D2）｝＋｛（D1）−
（D3）｝の演算式に基づく演算データを記憶しておけ
ば、当該ROM（７）からは上記アドレスに対応する演算
データ（D0）を出力する。したがって、画素データ（D
1）が中心画素（S1）のデータであり、かつ特異点であ
れば、他の画素データ（D2）、（D3）よりも絶対値が大
きくなる。この結果、演算データ（D0）の絶対値も大き
くなり、画素（S1）は特異点として検出される。

〔実施例〕

以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基づき詳細
に説明する。

第１図は本発明方法を実施する特異点検出装置のブロッ
ク回路図、第２図は同方法に用いて好適な画素抽出パタ
ーンを示す図である。

まず、第１図に示す特異点検出装置（１）の構成及び機
能について説明する。

（２）は撮像装置であり、ビデオ信号を出力するテレビ
カメラである。このビデオ信号は同期信号と画像信号を
分離する同期分離回路（３）に供給され、分離された水
平同期信号と垂直同期信号はカウンタ回路（４）に供給
されるとともに、同期信号を除した画像信号はA/D（ア
ナログ−ディジタル）変換器（５）に供給される。カウ
ンタ回路（４）は水平同期信号によって分離回路（３）
に内蔵する発振器から得るクロック信号をカウントアッ
プする水平カウンタと、垂直同期信号によって水平同期
信号をカウントアップする垂直カウンタを備え、さら
に、制御用クロック信号を各部へ付与することにより、
全体のタイミングをとる。

また、A/D変換器（５）はアナログ信号である画像信号
をその大きさに対応した４ビットディジタル信号（16階
調）に変換する。

一方、ディジタル化された画像信号はラッチ部（６）に
ラッチされ、画素データ（D1）としてROM（リードオン
リメモリ）（７）に付与される。また、同信号はラッチ
部（８）、ラッチ部（９）にそれぞれ順次ラッチされ画
素データ（D2）としてROM（７）に付与される。さらに
また、同信号はゲート部（10）を介してRAM（ランダム
アクセスメモリ）（11）へ付与され、このRAM（11）か
ら読み出されたデータがラッチ部（12）にラッチされ、
画素データ（D3）としてROM（７）へ付与される。

次に、第２図を参照しつつ、かかる機能について詳細に
説明する。

今、第２図のパターンが撮像され、走査点が現走査線
（H1）のｎ番目の画素（S1）に有るものと想定する。こ
の場合、この画素（S1）に対応する画素データ（D1）は
ROM（７）に直接付与され、また、ラッチ部（８）にラ
ッチされるとともに、ゲート部（10）を介してRAM（1
1）に書き込まれる。ところで、ラッチ部（８）はラッ
チ部（９）に対し１データづつ遅れて画像データを付与
するため、この時点ではラッチ部（９）を介して１画素
前、つまり現走査線（H1）のｎ−１番目の画素（S2）に
対応する画素データ（D2）がROM（７）に付与される。
また、RAM（11）は１ライン前である直前走査線（H0）
を常に記憶するラインバッファであり、１ライン遅れて
読み出したデータ、つまり直前走査線（H0）のｎ番目の
画素（S3）に対応する画素データ（D3）がラッチ部（1
2）でラッチされROM（７）に付与される。よって、ROM
（７）のアドレスバス（ポート）には各画素データ（D
1）〜（D3）が同じタイミングで取り込まれることにな
る。この場合、各画素データは４ビット信号であるた
め、ROM（７）は４×３＝12ビットのアドレスバスが必
要となる。

一方、ROM（７）には、｛（D1）−（D2）｝＋｛（D1）−（D3）｝ …（ａ）の演算式に基づく演算結果がデータテーブルとして記憶
されている。ROM（７）のアドレスポートに入力するア
ドレスは、同時に入力する各画素データ（D1）、（D
2）、（D3）の大きさで決定されるため、予め任意の画
素データ（D1）、（D2）、（D3）における演算式（ａ）
の演算結果を求め、その演算結果を当該任意の画素デー
タ（D1）、（D2）、（D3）に対応するアドレスに書き込
んでおけば、任意の画素データ（D1）、（D2）、（D3）
をROM（７）のアドレスポートに直接並列データとして
付与するのみで、ROM（７）からは演算式（ａ）の演算
結果（演算データ（D0））を読み出すことができる。し
たがって、ROM（７）は見掛上、演算式（ａ）の演算処
理が実行したことになり、著しい高速処理が可能になる
とともに、CPU等が不要のため回路の著しい簡略化を図
れる。

そして、この場合、中心画素（S1）が特異点であり、他
の画素（S2）及び（S3）よりも明るい、又は暗いとき、
即ち、画素データ（D1）の大きさの絶対値が他の画素デ
ータ（D2）及び（D3）よいも大きいときは、演算データ
（D0）の絶対値が大きくなり、他方、中心画素（S1）が
特異点ではなく、画素データ（D1）と他の画素データ
（D2）及び（D3）の大きさの差が小さいときは、演算デ
ータ（D0）の絶対値が零または零に近い値となる演算式
（ａ）を選択することにより、ROM（７）からは、画素
データ（D1）（中心画素（S1））が特異点であるほど絶
対値が大きい値を出力させることができる。

一方、ROM（７）から出力した演算データ（D0）はラッ
チ部（13）でラッチされ、比較回路（14）に付与され
る。また、比較回路（14）には設定部（15）で予め設定
された設定データ（DS）が付与され、この設定データ
（DS）と演算データ（D0）が比較演算される。設定デー
タ（DS）は、例えば演算データ（D0）が表面傷等の特異
点か、或は影等の外乱によるものかを判別したり、或は
小さい傷、目立たない傷等のように無視できる場合のレ
ベルを決定するもので、任意に可変設定できる。よっ
て、比較回路（14）は比較演算により検出すべき特異点
を検出したら、その結果を出力し、この出力はOR回路
（OR）を介してカウンタ（16）へ付与されるとともに、
FIFO（ファーストイン−ファーストアウト回路）（1
7）、（18）にそれぞれ付与される。

カウンタ（16）は検出された特異点の数をカウントする
もので、このカウントされた数は表示装置によって表示
したり、所定の数に達したなら製品不良としてアラーム
ランプを点灯し、さらに所定の制御信号として利用す
る。

また、FIFO（17）と（18）には前記カウンタ回路（４）
から水平カウンタの出力（水平方向アドレス）と垂直カ
ウンタの出力（垂直方向アドレス）がそれぞれラッチ部
（19）と（20）を介して付与され、上記特異点を検出し
たタイミグによってFIFO（17）には水平方向アドレス
が、またFIFO（18）には垂直方向アドレスが書き込まれ
る。なお、ラッチ部（19）、（20）はFIFO（17）、（1
8）に書き込むデータを安定させるものである。また、F
IFO（17）、（18）は早く書き込んだデータから規則正
しく、且ついつでも読み出せる機能を有し、出力側にコ
ンピュータを接続することにより、容易に特異点の位置
を表示或は記録できる。また、FIFO（17）、（18）を有
する状態出力端子（エンプティ端子）を利用すれば、一
個でもデータが書き込まれることによって同端子の出力
電位が変わるため、特異点の有無を容易に確認できる。

なお、他の機能部において（21）はマスク部であり、カ
ウンタ回路（４）における水平カウンタの出力及び垂直
カウンタの出力からアドレスを演算して特異点の検出対
象エリアをソフトウェアで区画する。また、（22）は制
御部であり、当該マスク部（21）におけるマスクの指
定、前記設定データの設定、ROM（７）での演算処理の
指定等をインプットできる。さらにまた、（23）は画像
作成部であり、例えば検出した傷等の特異点部分を拡大
表示したり、或は目立つ色調で表示するためのものであ
る。

以上述べた特異点検出装置（１）によって本発明方法を
容易に実施できる。なお、抽出する画素数は特に限定さ
れるものではないが、実施例のように傷等の検出に最少
限必要な３画素（２画素では直線傷を検出できない）を
特定して演算処理すれば、より装置の簡略化、小型化、
低コスト化を図れるとともに、高速処理化を図れる。ま
た、ROM（７）を利用した場合を挙げたが、一般的には
アドレス指定によって所定の演算データを得るRAM等の
メモリも利用することができる。さらにまた、画素デー
タは画素の明るさに対応したデータとしたが、画素の色
等に対応させてもよい。また、演算データを得る演算式
は目的及び用途に応じた任意の式を適用できる。また、
特異点も傷、輪郭、境界線等の任意の特異点に適用でき
る。その他、細部の構成、手法等において本発明方法の
要旨を逸脱しない範囲において任意に変更実施できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る画像処理による特異点検出方
法は撮像装置により被検出面を撮像し、任意の中心画素
及びこの中心画素の隣に位置する複数の近傍画素を抽出
して各画素の明るさに対応した画素データに変換すると
ともに、予め、ROMに、当該各画素データがアドレスに
同時に入力したとき、中心画素の画素データと他の画素
データとの明るさの関係を示す演算式により求めた演算
データを記憶し、当該各画素データをROMのアドレスに
入力した際に、ROMから出力する演算データに基づいて
特異点を検出するようにしたため、次のような著効を得
る。

各画素データ（D1）、（D2）、（D3）を直接ROMに
付与するのみで、特異点と他の画素の関係に基づく演算
データ（D0）を得れるため、特異点を検出する際の著し
い高速化を図れる。

ラッチ回路、RAM及びROM等の簡易なハードウェアの
組合わせにより実施できるため、複雑なソフトウェアが
不要となり、特異点を検出するシステムの簡略化、小型
化及び低コスト化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明方法を実施する特異点検出装置のブロッ
ク回路図、第２図：同方法に用いて好適な画素抽出パターンを示す
図、第３図：従来例に係る特異点検出方法により抽出する画
素パターンを示す図。尚図面中、（２）：撮像装置、（７）:ROM （S1）：第一画素、（S2）：第二画素（S3）：第三画素（D1），（D2），（D3）：画素データ（D0）：演算データ

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−73408（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−133496（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−9773（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−150376（ＪＰ，Ａ) 特公昭60−46878（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像装置（２）により被検出面を撮像し、
撮像した画素の明るさをアナログ−ディジタル変換して
得た任意の画素データ（D1）を現走査線（H1）上におけ
るｎ番目の第一画素（S1）とし、この画素データ（S1）
を１画素分遅らせて得る画素データ（D2）を現走査線
（H1）上におけるｎ−１番目の第二画素（D2）とし、前
記第一画素（S1）に基づく画素データ（D1）を１ライン
分遅らせて得る画素データ（D3）を直前走査線（H0）上
におけるｎ番目の第三画素（S3）とし、得られる三つの
画素データ（D1）、（D2）、（D3）を同時にROM（７）
のアドレスに入力させるとともに、予め、当該ROM
（７）に、当該各画素データ（D1）、（D2）、（D3）が
アドレスに同時に入力したときに、中心画素（S1）の画
素データ（D1）と他の画素データ（D2）、（D3）との明
るさの関係を示す演算式により求めた演算データ（D0）
を記憶し、当該各画素データ（D1）、（D2）、（D3）を
直接ROM（７）のアドレスに入力した際に、ROM（７）か
ら出力する演算データ（D0）に基づいて特異点を検出す
るようにしたことを特徴とする画像処理による特異点検
出方法。