JPH0785245A - 視覚センサ - Google Patents

視覚センサ

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JPH0785245A
JPH0785245A JP22536093A JP22536093A JPH0785245A JP H0785245 A JPH0785245 A JP H0785245A JP 22536093 A JP22536093 A JP 22536093A JP 22536093 A JP22536093 A JP 22536093A JP H0785245 A JPH0785245 A JP H0785245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
camera
threshold
brightness
threshold value
binarization
Prior art date
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Pending
Application number
JP22536093A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Tatsumi
直樹 辰巳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0785245A publication Critical patent/JPH0785245A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カメラの視野内の光の当たり方が不均一の場
合でも、物体の形状、位置、個数などが視覚センサで認
識できるようにする。 【構成】 あらかじめカメラの視野(4)内の認識領域を
複数のブロックに分割し、これらのブロックごとに基準
値を入力しておく。認識時には、各ブロックごとにあら
かじめ入力された基準値に基づいて、2値化のしきい値
を設定する。そして、そのしきい値よりも明るい画素を
白に、暗い画素を黒にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は物体の有無や形状を検
査したり、位置を認識したりする視覚センサに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図14〜図20は従来の視覚センサを示
す図で、図14は物体の認識説明図、図15は2値化に
よる認識手順フローチャート、図16は2値化手順フロ
ーチャート、図17は階調変換による認識手順フローチ
ャート、図18は明るさが不均一な場合の画像を示す
図、図19は図18のa−b線上の明度を示すグラフ、
図20は2値化画像を示す図である。
【0003】図14において、(1)は認識対象となる物
体、(2)は物体(1)の画像を取り込むカメラ、(3)はカメ
ラ(2)に接続されカメラ(2)によって取り込まれた画像デ
ータから物体(1)の形状や位置を求める画像処理装置で
ある。
【0004】従来の視覚センサは上記のように構成さ
れ、画像処理装置(3)は2値化による認識又は階調変換
による認識を行なう。その処理手順を図15〜図17に
より説明する。 (1) 2値による認識 ステップ(31)でカメラ(2)によって物体(1)の画像を取り
込む。ステップ(32)で取り込まれた画像を2値化する。
ステップ(33)で2値化された画像により物体(1)の形
状、位置、個数などを認識する。
【0005】ここで、ステップ(32)の2値化は、図16
のように処理される。ステップ(41)で画面上の認識する
領域の明るさの平均値を求める。ステップ(42)ではステ
ップ(41)で求めた明るさの平均値と、あらかじめ入力さ
れた基準値により、認識する領域の2値化のしきい値を
求める。ステップ(43)で認識領域の各画素を、ステップ
(42)で求めたしきい値と比較し、しきい値よりも明るい
画素は白、暗い画素は黒にする。
【0006】(2) 階調変換による認識 ステップ(51)でカメラ(2)によって物体(1)の画像を取り
込む。ステップ(52)で取り込まれた画像を階調変換す
る。ステップ(53)で階調変換された画像により物体(1)
の形状、位置、個数などを認識する。この階調変換の場
合も、2値化の場合と同様に、一つの認識領域で共通の
しきい値により階調変換している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の視
覚センサでは、認識する領域全体について一定のしきい
値で2値化しているため、図18に示すように画像の明
るさが不均一の場合に、次のような問題点がある。図1
8において、(4)はカメラ(2)の視野、図19において、
(5)は図18のa−b線上の明度、(6)(7)はしきい値を
表すものとする。
【0008】すなわち、図18のように、光の当たり方
によって画像の明るさが不均一の場合、図18のa−b
線上の明度(5)の分布は図19のようになり、しきい値
(6)によって2値化すると、図20(A)のように物体
(1)の一部しか認識できず、しきい値(7)によって2値化
すると、図20(B)のように認識する物体(1)と周囲
と区分できないという問題点がある。
【0009】また、カメラ(2)の視野(4)内の物体(1)の
個数を認識するとき、すべての物体(1)が認識できず、
したがって個数が認識できないという問題点がある。
【0010】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、カメラの視野内の光の当たり方が不均一
の場合でも、物体の形状、位置、個数などを認識できる
ようにした視覚センサを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の発明の
係る視覚センサは、2値化又は階調変換のしきい値を、
カメラにより取り込んだ画像データの各部分ごとに設定
するしきい値設定手段を備えたものである。
【0012】また、第2の発明に係る視覚センサは、カ
メラの視野内の明暗情報を記憶する記憶手段と、2値化
又は階調変換のしきい値を、カメラにより取り込んだ画
像データの各部分ごとに、上記記憶された明暗情報に基
づいて設定するしきい値設定手段を備えたものである。
【0013】また、第3の発明に係る視覚センサは、カ
メラの視野内に明暗情報を配置し、2値化又は階調変換
のしきい値を、カメラにより取り込んだ画像データの各
部分ごとに、上記明暗情報に基づいて設定するしきい値
設定手段を備えたものである。
【0014】
【作用】この発明の第1の発明においては、しきい値を
画像データの各部分ごとに設定するようにしたため、物
体各部に対応したしきい値が設定される。
【0015】また、第2の発明においては、カメラの視
野内の明暗情報を記憶し、しきい値を上記記憶された明
暗情報に基づいて設定するようにしたため、明暗情報に
対応したしきい値が設定される。
【0016】また、第3の発明においては、カメラの視
野内に明暗情報を配置し、しきい値を明暗情報に基づい
て設定するようにしたため、明暗情報に対応したしきい
値が設定される。
【0017】
【実施例】
実施例1.図1〜図4はこの発明の第1の発明の一実施
例を示す図で、図1はカメラの視野を示す図、図2は2
値化による認識手順フローチャート、図3は図1のa−
b線上の明度としきい値を示す曲線図、図4は2値化画
像を示す図であり、従来装置と同様な部分は同一符号に
より示す。
【0018】この実施例では、図1に示すように、カメ
ラ(2)の視野(4)は複数のブロックに分割し、これらのブ
ロックごとにしきい値の基準値を設定しておく。
【0019】次に、2値化による認識手順を図2〜図4
を参照して説明する。ステップ(61)で画面上の認識する
領域の明るさの平均値を求める。ステップ(62)(しきい
値設定手段)では、ステップ(61)で求めた明るさの平均
値と、各ブロックごとにあらかじめ入力された基準値に
より、そのブロックの2値化のしきい値を設定する。ス
テップ(63)ですべてのブロックについてしきい値を設定
したかを判断し、未設定であればステップ(62)へ戻って
しきい値の設定を繰り返す。
【0020】すべてのブロックのしきい値が設定されれ
ば、ステップ(64)で認識領域の各画素を、その画素が存
在するブロックのしきい値と比較し、しきい値よりも明
るい画素は白、暗い画素は黒にする。これで、既述の図
18のような画像でも、図3に示すようなしきい値(8)
となり、図4のような明確な画像が得られる。
【0021】実施例2.図5はこの発明の第1の発明の
他の実施例を示す図で、図1のa−b線上の明度としき
い値を示すグラフである。なお、図2は実施例2にも共
用する。すなわち、最初に、点a,bのような画面の端
などの数個所の2値化のしきい値の基準値を入力してお
き、それを基にして各画素での2値化のしきい値(9)を
計算する。このようにしても、実施例1と同様な効果が
得られる。
【0022】実施例3.実施例1及び実施例2は、2値
化による認識手順を説明したが、2値化だけでなく、階
調変換のしきい値を設定するときにも適用可能である。
【0023】実施例4.図6〜図9はこの発明の第2の
発明の一実施例を示す図で、図6は明暗情報入力説明
図、図7は2値化による認識手順フローチャート、図8
は平板の明るさを取り込んだ図、図9は明度としきい値
を示す曲線図である。
【0024】図6において、(10)は表面が均一な平板で
あり、物体(1)を認識する前に、カメラ(2)の視野に相当
する部分に平板(10)を置き、その明暗情報を各画素の基
準値として取り込んで、画像処理装置(3)に記憶してお
く。この明暗情報を図8に示す。その後、平板(10)を取
り除き、図14に示すように物体(1)を置いて認識動作
に移行する。
【0025】次に、2値化による認識手順を図7〜図9
を参照して説明する。ステップ(71)で画面上の認識する
領域の明るさの平均値を求める。ステップ(72)(しきい
値設定手段)では、ステップ(71)で求めた明るさの平均
値と、上記記憶された基準値を基にして、その画素のし
きい値を計算する。ステップ(73)で各画素の明るさと、
ステップ(72)で求めたしきい値とを比較し、しきい値よ
りも明るい画素は白、暗い画素は黒にする。ステップ(7
4)ですべての画素について2値化したかを判断し、2値
化していなければステップ(72)へ戻って2値化を繰り返
す。すべての画素の2値化が終了すれば処置は終了す
る。
【0026】これで、既述の図18のような画像でも、
図9に示すようなしきい値(11)となり、図4のような明
確な画像が得られる。
【0027】実施例5.図10〜図12はこの発明の第
3の発明の一実施例を示す図で、図10は物体の認識説
明図、図11は2値化による認識手順フローチャート、
図12は認識時の画像を示す図である。図10におい
て、(12)(13)は表面が均一な平板であり、物体(1)を認
識する前に、物体(1)の近傍に平板(12)(13)を置き、物
体(1)とともに認識する。
【0028】次に、2値化による認識手順を図11及び
図12を参照して説明する。ステップ(81)で画面上の認
識する領域の明るさの平均値を求める。ステップ(82)で
平板(12)の明るさを横1列に読み取り、横軸の明暗情報
とする。ステップ(83)で平板(13)の明るさを縦1列に読
み取り、縦軸の明暗情報とする。ステップ(84)(しきい
値設定手段)で各画素ごとに、ステップ(81)で求めた明
るさの平均値と、ステップ(82)(83)で求めた横軸及び縦
軸の明暗情報を基にして、その画素のしきい値を計算す
る。
【0029】ステップ(85)で各画素の明るさと、ステッ
プ(84)で求めたしきい値を比較し、しきい値よりも明る
い画素は白、暗い画素は黒にする。ステップ(86)ですべ
ての画素について2値化したかを判断し、2値化してい
なければステップ(84)へ戻って2値化を繰り返す。すべ
ての画素の2値化が終了すれば処理は終了する。
【0030】実施例6.図13はこの発明の第3の発明
の他の実施例を示す物体の認識説明図である。この実施
例は、外乱光の影響が強い場合に適用したもので、カメ
ラ(2)の視野の一部に凸板(14)を置き、その各部分の明
るさにより認識領域の外乱光の当たり具合を推測して、
しきい値を設定するものである。
【0031】
【発明の効果】以上説明したとおりこの発明の第1の発
明では、2値化又は階調変換のしきい値を画像データの
各部分ごとに設定するようにしたので、物体各部に対応
したしきい値が設定され、照明むら、外乱光などにより
光の当たり方が不均一な場合でも、物体の形状、位置、
個数などを認識できる効果がある。
【0032】また、第2の発明では、カメラの視野内の
明暗情報を記憶し、しきい値を上記記憶された明暗情報
に基づいて設定するようにしたので、明暗情報に対応し
たしきい値が設定され、照明むら、外乱光などにより光
の当たり方が不均一な場合でも、簡単な操作により、確
実に物体の形状、位置、個数などを認識できる効果があ
る。
【0033】また、第3の発明では、カメラの視野内に
明暗情報を配置し、しきい値を明暗情報に基づいて設定
するようにしたので、明暗情報に対応したしきい値が設
定され、照明むら、外乱光などにより光の当たり方が不
均一な場合で、光の状態が変化する場合でも、物体の形
状、位置、個数などを認識できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す図で、カメラの視野
を示す図。
【図2】この発明の実施例1を示す2値化による認識手
順フローチャート。
【図3】図1のa−b線上の明度としきい値を示す曲線
図。
【図4】この発明の実施例1による2値化画像を示す
図。
【図5】この発明の実施例2を示す図で、図1のa−b
線上の明度としきい値を示す曲線図。
【図6】この発明の実施例4を示す明暗情報入力説明
図。
【図7】この発明の実施例4を示す2値化による認識手
順フローチャート。
【図8】図6の平板の明るさを取り込んだ図。
【図9】この発明の実施例4による明度としきい値を示
す曲線図。
【図10】この発明の実施例5を示す物体の認識説明
図。
【図11】この発明の実施例5を示す2値化による認識
手順フローチャート。
【図12】この発明の実施例5による認識時の画像を示
す図。
【図13】この発明の実施例6を示す物体の認識説明
図。
【図14】従来の視覚センサを示す物体の認識説明図。
【図15】従来の視覚センサを示す2値化による認識手
順フローチャート。
【図16】図15の2値化手順を示すフローチャート。
【図17】従来の視覚センサを示す階調変換による認識
手順フローチャート。
【図18】従来の視覚センサによる明るさが不均一な場
合の画像を示す図。
【図19】図18のa−b線上の明度を示す曲線図。
【図20】従来の視覚センサによる2値化画像を示す
図。
【符号の説明】
1 物体 2 カメラ 3 画像処理装置 4 カメラの視野 5 明度 8,9 しきい値 10 明暗情報(平板) 11 しきい値 12,13 明暗情報(平板) 14 明暗情報(凸板)
───────────────────────────────────────────────────── 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 G06T 5/00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体を撮影するカメラと、このカメラに
    より取り込まれた画像データを、あらかじめ設定された
    しきい値と比較して2値に変換するか、又は多値により
    階調変換して上記物体を認識する画像処理装置とを有す
    る視覚センサにおいて、上記しきい値を上記画像データ
    の各部分ごとに設定するしきい値設定手段を備えたこと
    を特徴とする視覚センサ。
  2. 【請求項2】 物体を撮影するカメラと、このカメラに
    より取り込まれた画像データを、あらかじめ設定された
    しきい値と比較して2値に変換するか、又は多値により
    階調変換して上記物体を認識する画像処理装置とを有す
    る視覚センサにおいて、上記カメラの視野内の明暗情報
    を記憶する記憶手段と、上記しきい値を上記画像データ
    の各部分ごとに、上記記憶された明暗情報に基づいて設
    定するしきい値設定手段とを備えたことを特徴とする視
    覚センサ。
  3. 【請求項3】 物体を撮影するカメラと、このカメラに
    より取り込まれた画像データを、あらかじめ設定された
    しきい値と比較して2値に変換するか、又は多値により
    階調変換して上記物体を認識する画像処理装置とを有す
    る視覚センサにおいて、上記カメラの視野内に明暗情報
    を配置し、上記しきい値を上記各部分ごとに上記明暗情
    報に基づいて設定するしきい値設定手段とを備えたこと
    を特徴とする視覚センサ。
JP22536093A 1993-09-10 1993-09-10 視覚センサ Pending JPH0785245A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998011456A1 (en) * 1996-09-12 1998-03-19 Anritsu Corporation Apparatus for detecting foreign matter with high selectivity and high sensitivity by image processing
WO1999034352A1 (fr) * 1997-12-26 1999-07-08 Kabushiki Kaisha Kawai Gakki Seisakusho Procede de reconnaissance de la musique et support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistre un programme de reconnaissance de la musique

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