JPH0749937A

JPH0749937A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0749937A
Application number: JP5196132A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Iwata; 裕岩田; Nobuaki Kakimori; 伸明柿森; Atsuro Nakamura; 淳良中村; Yoshitake Shigeyama; 吉偉重山; Kengo Nishigaki; 賢吾西垣
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】各種の画像処理の要求に対しても、その処理
内容に影響されずに、いずれも最適かつ高速の画像処理
が行えるようにする。【構成】画像処理専用の電子回路を備えた第１画像処
理手段１と、逐次処理方式のプロセッサを備えた第２画
像処理手段２と、データ駆動方式のプロセッサを備えた
第３画像処理手段３と、画像処理内容に応じて、第１〜
第３画像処理手段１，２，３の内から最適の画像処理手
段に仕事を割り当てるとともに、各画像処理手段１，
２，３における各々の画像処理結果を、その内容に応じ
て相互に転送制御する制御部９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物を撮像して得ら
れる画像データを処理することにより、必要な情報を得
る画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像処理装置は、対象物を撮像
して得られる画像データを取り込んで各種の処理を行う
ことにより、画像データから対象物に関する必要な情報
を入手できるようになっている。

【０００３】このような画像処理装置は、高速処理の要
求が高いので、このような高速処理の要求に対応できる
ように、従来技術では、(１)画像処理専用の電子回路を
備えたものが多いが、その他に、(２)高速な命令実行が
可能な逐次処理方式のもの(たとえばノイマン型プロセ
ッサ)や、(３)並列処理を非同期で行えるデータ駆動方
式のもの(たとえばデータフロー型プロセッサ)がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

(１)の画像処理専用の電子回路を備えたものは、画像の
分解能や、たとえばフィルター処理のフィルタ幅等の画
像処理時の画像に対する基本的単位が固定的であって、
限定された仕様下での画像処理を高速に行うのに適して
いるが、汎用性に乏しく、非定形的な内容の処理には不
適である。

【０００５】(２)の逐次処理方式のものは、各種の命令
の実行を高速で行えるので、汎用的で非定形的な内容の
画像処理には適するが、複数のプロセッサを組み合わせ
た構成の分散処理や、並列的な処理に関しては、データ
受け渡しのためのオーバーヘッド等の関係から、高速化
が難しく、また、プログラミングやシステム化について
も容易でない。

【０００６】(３)のデータ駆動方式のプロセッサは、汎
用的な内容の画像処理、および複数のプロセッサを組み
合わせての分散処理や、並列的な処理のプログラミング
等には適しているが、画像処理専用の電子回路を備えた
装置ほどの高速化は難しく、また並列的でない処理につ
いては、(２)の逐次処理方式のものと比較して遅い。

【０００７】このように、(１)〜(３)の３種類の各画像
処理装置は、その性格から分かるように、画像の処理内
容に適、不適がある。そのため、１種類の装置だけで
は、最適な画像処理システムを構築することに限界があ
り、ユーザーの要求を十分に満たすことができない場合
がある。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、各種の画像処理の要求に対しても、そ
の内容によらずに、いずれも高速処理できるようにする
ことを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、次の構成を採る。

【００１０】すなわち、本発明に係る画像処理装置で
は、画像処理専用の電子回路を備えた第１画像処理手段
と、逐次処理方式のプロセッサを備えた第２画像処理手
段と、データ駆動方式のプロセッサを備えた第３画像処
理手段と、画像処理内容に応じて、第１〜第３画像処理
手段の内から最適の画像処理手段に仕事を割り当てると
ともに、各画像処理手段における各々の画像処理結果
を、その内容に応じて相互に転送制御する制御部とを備
えている。

【００１１】

【作用】上記構成において、制御部は、画像の処理内容
に応じて、第１〜第３画像処理手段の内で最も処理に適
した画像処理手段に仕事を割り当てて、各処理結果を相
互に転送するので、画像処理が高速に行われる。このた
め、各種の画像処理の要求に対して即座に対応すること
ができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る画像処理装置の
ブロック図である。なお、この実施例では、物体表面の
汚れの有無等の検査を行う場合を例にとって説明する。

【００１３】この実施例の画像処理装置は、画像処理専
用の電子回路を備えた第１画像処理手段１と、逐次処理
方式のプロセッサを備えた第２画像処理手段２と、デー
タ駆動方式のプロセッサを備えた第３画像処理手段３
と、画像処理内容に応じて、第１〜第３画像処理手段
１，２，３の内から最適の画像処理手段に仕事を割り当
てるとともに、各画像処理手段１，２，３における各々
の画像処理結果を、その内容に応じて相互に転送制御す
る制御部としてのホストコンピュータ９とを備える。

【００１４】第１画像処理手段１は、図２に示すよう
に、画像のサイズが横／縦各々５１２×４８０画素の分
解能をもち、２５６階調の量子化レベルの画像に対して
エッジ強調等の専用処理を行うものであって、図外の二
次元の撮像カメラから入力される画像信号に対してＡ／
Ｄ変換を行う画像入力部１３、第２画像処理装置２と共
用できる画像メモリ１５、および入力される画像データ
または画像メモリ１５内の画像データを処理するための
プロセッサ部１４により構成されている。そして、プロ
セッサ部１４による画像処理の実行は、ホストコンピュ
ータ９から、汎用バス１０を通じて制御され、処理の都
度、ホストコンピュータ９が処理すべき処理項目を指示
する。なお、この実施例の欠陥検査では、画像入力部１
３は使用しない。

【００１５】第２画像処理手段２は、図３に示すよう
に、画像サイズは特に限定されることなく処理が可能
で、ローカルな画像メモリ１７、データバス８に対して
データを逐次出力するデータ出力部１８、およびメモリ
アクセスバス６，７を通じて入力される画像データおよ
び画像メモリ１７内の画像データを処理するプロセッサ
部１６を備える。そして、このプロセッサ部１６は、こ
の画像メモリ１７の他、第１，第３画像処理装置１，３
内の各画像メモリ１５，２０の画像データを双方向のメ
モリアクセスバス６、７を通じてアクセスすることがで
きる。また、第３画像処理装置３に対しては、データバ
ス８を通じてデータを逐次出力することができる。処理
の手順は、あらかじめホストコンピュータ９からシリア
ル通信手段１１を用いてプロセッサ部１６にロードして
おき、他の第１，第３画像処理手段１，３またはホスト
コンピュータ９から実行の指示を得て処理を行う。

【００１６】第３画像処理手段３は、図４に示すよう
に、１次元の撮像カメラからの画像データをＡ／Ｄ変換
して、命令、行き先ノードを追加したパケットデータに
変換する画像入力部２１、データバス８を通じて入力さ
れる画像データを、画像入力部２１と同様に、命令、行
き先ノードを追加したパケットデータに変換して、プロ
セッサ部１９に転送するパケットデータ発生部２２、画
像データを記憶する画像メモリ２０、画像入力部２１ま
たはパケットデータ発生部２２を通じて入力される画像
データおよび画像メモリ２０内の画像データを処理する
プロセッサ部１９を備える。そして、対象物体または撮
像カメラを相対的に移動させることにより、横４０９６
画素、縦約４８０画素の分解能をもち、２５６階調の量
子化レベルを有する画像データが画像入力部２１に時系
列的に入力されるので、画像入力部２１は、次に実行す
る命令のコードおよび命令の行き先ノード等を付加した
パケットデータを生成し、プロセッサ部１９に対してパ
ケットデータを転送する。プロセッサ部１９は、必要な
パケットデータを受け取ると、プログラムされた内容に
沿って、画像を処理し画像メモリ２０に結果を格納する
か、もしくは、シリアル通信手段１２を使用してホスト
コンピュータ９に結果を出力する。ここに、プロセッサ
部１９は単一または複数個のプロセッサ構成となってお
り、複数個のプロセッサ部１９，１９，…を使用する場
合は分散処理が可能である。なお、プロセッサ部１９に
おける画像処理手順は、予めホストコンピュータ９か
ら、パケットデータ発生部２２を通じてプロセッサ部１
９にロードしておき、画像の入力または他の画像処理手
段１，２からのデータ投入によって処理が開始される。

【００１７】ホストコンピュータ９には、画像処理内容
に応じて、いずれの画像処理手段１，２，３を優先的に
使用するかのプログラムを予めユーザーが作成してロー
ドしておく。これにより、ホストコンピュータ９は、画
像処理の内容に応じて最適の画像処理手段１，２，３に
仕事を割り当てて処理を行わせるとともに、各画像処理
手段１，２，３における各々の画像処理結果を、その内
容に応じて相互に転送制御する。

【００１８】次に、上記構成の画像処理装置を用いて、
物体表面の汚れ状態の欠陥検査を行う場合の処理動作を
図５に示すフローチャートを参照して説明する。

【００１９】いま、この欠陥検査のために、予め、ホス
トコンピュータ９から第２，第３画像処理手段２，３に
対して画像処理のプログラムをロードしておく(ステッ
プ１)。

【００２０】次に、高解像度の一次元の撮像カメラを用
いて検査対象物体の画像を撮像する。この撮像カメラか
らの画像信号は、第３画像処理手段３に入力される。こ
の画像信号は、画像入力部２１によってパケットデータ
に変換されてプロセッサ部１９に転送される。プロセッ
サ部１９では、この画像データを実時間で、濃淡むらの
補正を行い、８画素単位で平均値を算出する平均化圧縮
処理を実行し、圧縮後のデータを画像メモリ２０に記憶
する(ステップ２，３)。このとき、高速撮像のような場
合など、１つのプロセッサ１９の能力では処理できない
場合があれば、処理内容が８画素単位で個別の並列処理
が可能な処理のため、画像入力部２１は、複数のプロセ
ッサ部１９，１９，…に８画素単位でパケットを分散し
て転送することにより、複数のプロセッサ部１９，１
９，…が並列して個別のデータを処理することも可能で
ある。その分散方法は、プログラムのロード時に画像入
力部２１に指示しておけばよい。

【００２１】第３画像処理手段３は、上記の画像処理が
終了すると、ホストコンピュータ９を介して第２画像処
理手段２に指示を与えるか、もしくは、第３画像処理手
段３内の画像メモリ２０に処理終了のフラグデータを設
定する一方、第２画像処理手段２では、アクセスバス７
を通じて画像メモリ２０をアクセスしてこのフラグデー
タが設定されたことを認識することにより、次の処理を
行う。

【００２２】すなわち、第２画像処理手段２は、第１，
第３画像処理手段１，３に接続されたメモリアクセスバ
ス６，７を通じて、第３画像処理手段３の処理結果を専
用処理用の第１画像処理手段１の画像メモリ１５にコピ
ー転送する(ステップ４)。

【００２３】このときの画像サイズは、８画素単位の圧
縮により、横５１２、縦４８０画素の画像に変換されて
いる。転送後、第２画像処理手段２はホストコンピュー
タ９に転送終了を伝えることにより、次の処理が実行さ
れる。

【００２４】ホストコンピュータ９は、第１画像処理手
段１に対して、微分処理等に代表される画像エッジの抽
出処理等を指示することにより、第１画像処理手段１に
より表面欠陥を抽出した画像を作成し、この第１画像処
理手段１内の画像メモリ１５に格納する(ステップ５)。
ここで、第１画像処理手段１は、微分処理等の専用の電
子回路を備えているため、このような固定サイズの画像
に対して、高速に処理を実行することができる。

【００２５】処理終了後は、ホストコンピュータ９は、
第２画像処理手段２に指示を与え、第２画像処理手段２
は、この指示に応答して、第１画像処理手段１に接続さ
れたメモリアクセスバス６を通じて第１画像処理手段１
における画像処理の結果を取り込み、データ出力部１８
と第３画像処理手段３に接続されたデータバス８を通じ
て第３画像処理手段３に逐次、処理結果を転送する(ス
テップ６)。

【００２６】第３画像処理手段３は、パケットデータ発
生部２２にデータが入力されてくると、自動的にデータ
をパケットデータに変換して、プロセッサ部１９にパケ
ットデータを転送する。プロセッサ部１９には、２種類
のプログラムがロードされており、パケットデータ転送
部２２は、画像入力部２１がパケットを転送するプログ
ラムとは、別のプログラムに対してパケットを転送す
る。

【００２７】プロセッサ部１９は、転送されてきた画像
を、横１６画素、縦１６画素のブロックに分割し、横３
２個、縦３０個のブロックに分割後、ブロック毎にブロ
ック内の画素データの最大値を計測して、横３２、縦３
０画素の結果データを作成する。この結果データは、欠
陥特徴値として利用される(ステップ６)。また、最大値
の他に複数の特徴値を計算する場合等では、１つのプロ
セッサ部１９では処理できないことがあり、この場合に
は、画像入力時と同様に、パケットデータ発生部２２
は、各ブロック単位のデータを複数のプロセッサ部１
９，１９，…に対して分散して転送して、各プロセッサ
部１９，１９，…に並列に処理を実行させることも可能
である。

【００２８】処理終了後、第３画像処理手段３は、ホス
トコンピュータ９を介して第２画像処理手段２に指示を
与えるか、もしくは画像メモリ２０内に処理終了のフラ
グデータを設定し、第２画像処理手段２では、この画像
メモリ２０をアクセスバス７を通じてアクセスすること
により、フラグデータが設定されたことを認識すること
により、次の処理を行う。

【００２９】すなわち、第２画像処理手段２は、上記の
指示を受けると、まず、第３画像処理手段３に接続され
たメモリアクセスバス７を通じて、各ブロック毎の欠陥
の特徴値を取り込み、所定の判定基準値と比較して、総
てのブロックの特徴値の判定処理を行い、良品／不良品
を判定する(ステップ７)。ここで、第２画像処理手段２
は、非定形的な処理が容易にプログラム可能なため、判
定処理を、たとえば各ブロック単位ではなく、欠陥の形
状に応じて複数のブロックを任意の形で組み合わせて扱
い、組み合わせたブロックに対して、欠陥特徴値の最大
値を算出して、判定基準値と比較するなどの変則的な処
理を容易にプログラムして処理させることが可能であ
る。そして、この結果をホストコンピュータ９に伝え
る。

【００３０】ホストコンピュータ９は、結果を受け取る
と、図示しない表示装置に結果を出力して、検査対象物
の検査が終了するので(ステップ８)、次の対象物の検査
に移行する(ステップ９)。

【００３１】なお、上記の実施例では、物体の表面状態
の欠陥検査に画像処理装置を適用する場合について説明
したが、他の画像処理についても本発明を適用できるの
は勿論である。

【００３２】また、処理結果は、画像メモリ１５，１
７，２０に格納したが、画像メモリは、画像データのみ
を格納するのではなく、通常の数値データを格納しても
よい。さらに、この実施例では第３画像処理手段３のみ
が撮像カメラからの画像データを入力する構成とした
が、第１画像処理手段１で画像データを入力してもよ
い。

【００３３】本発明の対象とする画像は、２値化、白黒
濃淡、カラー等どのような画像を用いても良く、撮像カ
メラは、一次元、二次元のいずれのカメラを用いてもよ
く、さらに、画像の分解能や量化レベルは、本実施例以
外の数値のものを用いてもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、画像の処理内容に応じ
て、最も処理に適した画像処理手段を使い分けることが
できるため、最適かつ高速な画像処理や、プログラミン
グの容易化、複合的な画像システムを容易に構成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を用いた画像処理システムのブロック図
である。

【図２】専用の電子回路を用いた第１画像処理手段内の
構成図である。

【図３】逐次処理方式のプロセッサを備えた第２画像処
理手段内の構成図である。

【図４】データ駆動方式のプロセッサを備えた第３画像
処理手段内の構成図である。

【図５】本発明の装置を用いて、物体の表面状態の検査
を行う場合の処理動作のフローチャートである。

【符号の説明】

１…第１画像処理手段、２…第２画像処理手段、３…第
３画像処理手段、９…ホストコンピュータ(制御部）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 9287−5ＬＧ０６Ｆ 15/62 ４００ (72)発明者重山吉偉大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者西垣賢吾大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像処理専用の電子回路を備えた第１画
像処理手段と、逐次処理方式のプロセッサを備えた第２画像処理手段
と、データ駆動方式のプロセッサを備えた第３画像処理手段
と、画像処理内容に応じて、第１〜第３画像処理手段の内か
ら最適の画像処理手段に仕事を割り当てるとともに、各
画像処理手段における各々の画像処理結果を、その内容
に応じて相互に転送制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像処理装置。