JPH08278115A - 多面体画像における一つの対象面の輪郭線を判別する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像として取り込まれた多面体における一つ
の対象面の輪郭線を判別する方法において、対象面の位
置測定をすることなく、輪郭線を判別する。 【構成】 まず、多面体の像を画像入力装置を介して取
込み、これを第１の画素面とし、次に、スリット光投射
装置を用いて、多面体の一つの対象面の中にスリット光
の中心を置いて光を多面体に投射し、この時の多面体の
像を上記画像入力装置を介して取込み、これを第２の画
素面とし、記録された上記２種類の画素面において、コ
ントラストの変化を計算部によって微分し、スリット光
の線分と輪郭線となる線分の画素集合をコントラスト変
化のない平面部分と区別して抽出し、抽出された第１の
画素面と第２の画素面とを比較し、同じ画素値を持つ部
分を輪郭線を構成する線分の画素集合、異なる画素値を
持つ部分をスリット光の画素集合と見做し、上記両画素
集合の共通部分を記録し、順次、スリット光を回転さ
せ、輪郭となる線分とスリット光の線分の共通部分を求
め記録する操作を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転式のスリット光を投
射することにより対象面の輪郭線を判別する装置に関す
るものである。対象面の輪郭線は、多面体（三次元物
体）を構成するある一つの平面（＝対象面）と、それに
隣接する他の平面との接続部をなす境界線のことであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来画像認識技術において、対象面の輪
郭線を判定する装置としては、図８に示すようなステレ
オ式測距器が用いられていた。これは、多面体２０にお
いて、画素面上において、対象面４の輪郭線となりうる
線分（＝対象面を構成する線分）と認識されたもののう
ち、ステレオ式測距器１１によるステレオ視等の方法に
より、対象面４の輪郭線となりうる線分の端点のｘ，
ｙ，ｚ軸に関する位置の数値を取得し、線分結合状態計
算部３によって、異なる線分に属する端点間の距離があ
る程度近い場合には線分同士が連結していると見なし、
この連結している線分を輪郭線と判定し、それらが対象
面を囲んでいるものと判別する方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図８に示した対象面輪
郭線判別装置の場合、対象面を構成する線分の端点の
ｘ，ｙ，ｚ軸に関する位置を基に算出する方式であるた
め、（１）端点のｘ，ｙ，ｚ軸に関する３次元位置を高
い精度で測定できることが必要、（２）端点の３次元位
置測定用のステレオ式測距器等が必要、等の欠点があ
る。

【０００４】本発明は端点の３次元位置を測定すること
なく、任意の対象面に属する線分を判別することのでき
る簡易な装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、画像として取り込まれた多面体にお
ける一つの対象面の輪郭線を判別する方法において、ま
ず、多面体の像を画像入力装置を介してコンピュータに
取込み、これを第１の画素面として記録し、次に、スリ
ット光投射装置を用いて、多面体の一つの対象面の中に
スリット光の中心を置いて同スリット光を多面体に投射
し、この時の多面体の像を上記画像入力装置を介してコ
ンピュータに取込み、これを第２の画素面として記録
し、記録された上記２種類の画素面のそれぞれにおい
て、コントラストの変化をコンピュータの計算部によっ
て微分し、スリット光の線分と輪郭線となる線分の画素
集合をコントラスト変化のない平面部分と区別して抽出
し、抽出された画像を有する第１の画素面と第２の画素
面とを比較し、同じ画素値を持つ部分を対象面の輪郭線
を構成する線分の画素集合、異なる画素値を持つ部分を
スリット光の画素集合と見做し、上記両画素集合の共通
部分即ち交点を記録し、順次、スリット光を回転させ、
輪郭となる線分とスリット光の線分の共通部分を求め記
録する操作を繰り返した後、スリット光と共通部分を持
つと判定された輪郭線となる線分の端点と、同様な条件
にある他の線分の端点の画素面上での距離を計算し、画
素面上で端点間距離が所定値以下となる上記の線分同士
を連結した時一つの完結したループを形成するかどうか
を判定し、ループが形成された場合は一番内側のループ
を対象面の輪郭線であると判定することを特徴とする多
面体画像における一つの対象面の輪郭線を判別する方法
に関するものである。

【０００６】

【作用】多面体画像のコントラスト変化を微分するとい
うのは明るさの変化を検知することである。平面部分は
コントラスト変化がゼロ、輪郭線上ではコントラストが
急変する。輪郭線となりうる画素はこのようにして抽出
することができる。スリット光も同様に他の部分から抽
出できる。この交点が、輪郭線となりうる線分の画素で
ある。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る対象面輪郭線
判別装置の構成図である。図において４は対象面、１は
スリット光投射機、２は画像入力装置、３は線分結合状
態計算部である。この装置は、対象面４上に、スリット
光投射機１からスリット光を投射し、画像入力装置２に
よってその投射画像を観測し、線分結合状態計算部３に
おいて対象面を構成する線分を判別するものである。ス
リット光投射機１は任意の方向に任意の角度で回転が可
能であり、また中心位置は任意に設定でき、中心位置を
認識する為のマークを有するものである。回転は中心マ
ークを中心として行われる。また画像入力装置とスリッ
ト光は同一平面上に無いものとする。

【０００８】図２〜図５は上記装置による対象面輪郭線
判別方法の説明図である。以下これらの図によって判別
方法を説明する。まずスリット光を投射しない状態で画
像をテレビカメラから取り入れ画素面として記録する。
その後、図２に示すように測定したい対象面にスリット
光を投射し、画像をテレビカメラからとりいれ画素面と
して記録する。スリット光を投射した状態としない状態
で取得した画像の差分を取ることによりスリット光と線
分を判別することができる。しかる後にスリット光の画
素集合と対象面の画素集合が画素面上で同一位置の画素
を共有しているかどうかを判定する。

【０００９】次に、図３に示すように、スリット光を回
転、または移動させて同様の操作を行う。この場合、図
４に示すようにスリット光と線分の画素集合が共通部分
６をもつ場合でも、例えば、正面の嶺線７Ａは、画像上
には対応する線分７Ｂが現れないので、この場合は、そ
の位置でスリット光にとぎれや曲がり８が生じる。この
時は、その部分に輪郭線となりうるが検出されない線分
７Ｂがあるものとみなし、照明、画像入力装置の位置を
変更し、線分が検出できるようにした後に再び最初から
処理を行う。

【００１０】スリット光を回転させて、画像を画素面と
して記録し、スリット光と線分との共通集合があるかど
うかを判定する処理を繰り返した後に、スリット光と共
通部分をもつと判定された線分の端点間の画素面上での
距離を計算する。図５に示すように端点同士の画素面上
での距離が接近している異なる線分同士を結合し、一つ
の完結したループを構成するかどうかを判定する。ルー
プを構成する場合には、ループ同士の包含関係を判定
し、一番内側にあるループ８に属する線分を、対象面に
属するもの、即ち対象面の輪郭線と判定する。判定の際
には、スリット光の中心から、線分とスリット光の共通
部分までの間に、別の線分とスリット光の共通部分が存
在しない線分で構成されたループを一番内側のループと
見なす。図６は上記判定手順のフローチャートである。

【００１１】本発明の第２実施例を図７にしめす。第２
実施例では一本のスリット光の代わりに、複数の独立し
て回転するスリット光を投射することのできるスリット
光投射機１Ａを用いるものである。この場合には複数の
輪郭線の判定を一度に行うことが可能となる。尚、第一
実施例、第二実施例共通の制限事項として、対象面が平
面であることが必須の条件である。

【００１２】以上詳述したように、本実施例の装置は従
来方式に比較して、画像入力装置はステレオ視等により
距離を測定できる機構などを必要とせず、簡単な装置で
対象面を構成する線分が判別可能である。

【００１３】

【発明の効果】本発明の多面体画像における一つの対象
面の輪郭線を判別する方法においては、まず、多面体の
像を画像入力装置を介してコンピュータに取込み、これ
を第１の画素面として記録し、次に、スリット光投射装
置を用いて、多面体の一つの対象面の中にスリット光の
中心を置いて同スリット光を多面体に投射し、この時の
多面体の像を上記画像入力装置を介してコンピュータに
取込み、これを第２の画素面として記録し、記録された
上記２種類の画素面のそれぞれにおいて、コントラスト
の変化をコンピュータの計算部によって微分し、スリッ
ト光の線分と輪郭線となる線分の画素集合をコントラス
ト変化のない平面部分と区別して抽出し、抽出された画
像を有する第１の画素面と第２の画素面とを比較し、同
じ画素値を持つ部分を対象面の輪郭線を構成する線分の
画素集合、異なる画素値を持つ部分をスリット光の画素
集合と見做し、上記両画素集合の共通部分即ち交点を記
録し、順次、スリット光を回転させ、輪郭となる線分と
スリット光の線分の共通部分を求め記録する操作を繰り
返した後、スリット光と共通部分を持つと判定された輪
郭線となる線分の端点と、同様な条件にある他の線分の
端点の画素面上での距離を計算し、画素面上で端点間距
離が所定値以下となる上記の線分同士を連結した時一つ
の完結したループを形成するかどうかを判定し、ループ
が形成された場合は一番内側のループを対象面の輪郭線
であると判定するので、対象面の位置測定を行うことな
く、対象面の輪郭線を判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る対象面輪郭線判別装
置の構成図。

【図２】上記実施例の装置による判別方法説明図。

【図３】上記実施例の装置による判別方法説明図。

【図４】上記実施例の装置による判別方法説明図。

【図５】上記実施例の装置による判別方法説明図。

【図６】上記実施例の装置による判別手順フローチャー
ト。

【図７】本発明の第２実施例に係る対象面輪郭線判別装
置の構成図。

【図８】従来の対象面輪郭線判別装置の構成図。

【符号の説明】

１，１Ａ スリット光投射機 ２ 画像入力装置 ３ 線分結合状態計算部 ４ 対象面 ５ 画素面 ６ スリット光と線分の共通部分 ７Ａ 嶺線 ７Ｂ 画像上で検出されない線分 ８ 画像上で検出されない線分によるスリット
光の曲り ９ 線分で構成される内側のループ １０ 線分で構成される外側のループ １１ ステレオ式測距器 ２０ 多面体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像として取り込まれた多面体における
   一つの対象面の輪郭線を判別する方法において、まず、
   多面体の像を画像入力装置を介してコンピュータに取込
   み、これを第１の画素面として記録し、次に、スリット
   光投射装置を用いて、多面体の一つの対象面の中にスリ
   ット光の中心を置いて同スリット光を多面体に投射し、
   この時の多面体の像を上記画像入力装置を介してコンピ
   ュータに取込み、これを第２の画素面として記録し、記
   録された上記２種類の画素面のそれぞれにおいて、コン
   トラストの変化をコンピュータの計算部によって微分
   し、スリット光の線分と輪郭線となる線分の画素集合を
   コントラスト変化のない平面部分と区別して抽出し、抽
   出された画像を有する第１の画素面と第２の画素面とを
   比較し、同じ画素値を持つ部分を対象面の輪郭線を構成
   する線分の画素集合、異なる画素値を持つ部分をスリッ
   ト光の画素集合と見做し、上記両画素集合の共通部分即
   ち交点を記録し、順次、スリット光を回転させ、輪郭と
   なる線分とスリット光の線分の共通部分を求め記録する
   操作を繰り返した後、スリット光と共通部分を持つと判
   定された輪郭線となる線分の端点と、同様な条件にある
   他の線分の端点の画素面上での距離を計算し、画素面上
   で端点間距離が所定値以下となる上記の線分同士を連結
   した時一つの完結したループを形成するかどうかを判定
   し、ループが形成された場合は一番内側のループを対象
   面の輪郭線であると判定することを特徴とする多面体画
   像における一つの対象面の輪郭線を判別する方法。