JPH09325011A - エッジ検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明操作によって変動成分が小さく設定され
る走査の開始位置の画素値を基準値とすることにより、
照明変動、ノイズの影響及びピントのずれの変動に対し
て常に安定したエッジ検出が可能なエッジ検出方式を提
供する。 【解決手段】 走査の開始位置の画素値を基準値Ｓとし
て、１回目の走査を行い、この基準値Ｓに対して画素値
の大小方向に隔てられた値をそれぞれ境界値として定め
る。例えば、強度画像曲線の立ち下がりのエッジ位置を
検出する場合には、２回目の走査で、強度画像内の画素
値が基準値Ｓより下側の境界値を通過する位置を求め、
この通過位置からの３回目の走査で、最初の極値を求め
ることにより、極値と基準値Ｓとの中間値であるしきい
値Ｔが定まる。このとき、画素値が一様となった側の走
査の開始位置の画素値を基準値Ｓとしてしきい値Ｔを相
対的に決定するので、照明変動の影響を受けずに常に適
切なしきい値が設定でき、常に安定したエッジ検出が可
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像計測装置、画
像自律倣い方式、画像２値化処理（重心演算範囲の設
定）等に適用される、被測定対象の画像に含まれるエッ
ジの位置を検出するエッジ検出方式に関し、特に被測定
対象の画像の状態に左右されず常にエッジ位置を正確に
検出可能にしたエッジ検出方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像計測装置等で被測定対象であるワー
クの画像からエッジ位置を検出する場合、ワークのエッ
ジとワーク表面性状等によるノイズとを判別することが
重要である。従来は、指定領域内の画像を所定の方向に
走査して得られた画素値（明るさ）の曲線（以下、強度
画像と呼ぶ。）に対して微分処理を施し、得られた微分
画像の微分値から求められた強度値を利用する方法があ
る。しかし、この方法は、図１７及び図１８に示すよう
に、測定時のピントのずれ等によってエッジ強度値が変
動し、エッジ検出の安定性が不十分であるという問題が
ある。

【０００３】また、被測定対象を撮像して得られた画像
にある固定的なしきい値を設定し、このしきい値を通過
する位置をエッジ位置として検出する方法が知られてい
るが、図１９に示すように、照明状態やワークの反射率
の変動によって画素値のレベルが変動すると、エッジ位
置を正確に検出することは困難となる。照明変動等の影
響を軽減するには、画素値の平均値をしきい値とし、こ
のしきい値を通過する位置をエッジ位置として検出する
こともなされているが、この場合には、図２０に示すよ
うに、指定領域内の明部と暗部との割合によってしきい
値が変動してしまうため、やはりエッジ検出は不安定に
なる。

【０００４】更に、指定領域内の画素値のうちの最大値
と最小値の中間値をしきい値としてエッジ検出を行う方
法もあるが、この場合でも、図２１に示すように、エッ
ジ位置の画素値よりも大きい変動成分がある場合には、
しきい値を適切に定めることができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のエ
ッジ検出方式では、いずれの方式においても、照明変
動の影響、ワーク表面性状の影響（例えば、ノイ
ズ）、ピントのずれの影響（エッジ強度変動）のすべ
てを満足することが困難であった。

【０００６】一方、画像計測システムでは、ワークに対
する照明状態を調整できるようになっている。この調整
によって、エッジを境として少なくとも一方の側の画素
値の変動成分が少なくなるようにワークを照明すること
が可能である。図２２（ａ）は透過照明を使用して、ワ
ーク１２の部分を暗い一様な画素値となるように照明し
た例、図２２（ｂ）はリングライト４１の一方の側のみ
照明光を与えてエッジ部分に影を作り、影の一方向の側
は明るい一様な画素値となるように照明した例である。

【０００７】本発明はこのような照明操作を利用したも
ので、照明操作によって変動成分が小さく設定される走
査の開始位置の画素値を基準値とすることにより、照明
変動、ノイズの影響及びピントのずれの変動に対して常
に安定したエッジ検出が可能なエッジ検出方式を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエッジ検出
方式は、被測定対象を撮像して得られた画像に含まれる
エッジのうち、検出しようとするエッジを含むように所
定の走査領域を前記画像に設定して、この走査領域の前
記検出しようとするエッジに対して一方の側の画素値が
一様となるように光学系を調整すると共に、画素値が一
様となった側から他方の側へ走査しながら、前記走査領
域に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出方式に
おいて、前記走査の開始位置の画素値を基準値とし、こ
の基準値に対して画素値の大小方向に隔てられた値をそ
れぞれ境界値として定める境界値設定手段と、前記走査
領域内の画素値が前記境界値のうちの一方を通過した後
の最初の極値を求めると共に、この極値及び前記基準値
に基づいてエッジ検出のためのしきい値を定めるしきい
値設定手段と、前記走査領域内の画素値が前記しきい値
を最初に通過する位置をエッジ位置として定めるエッジ
位置検出手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】前記境界値設定手段は、例えば、前記走査
領域内の画素値に対して低域通過フィルタ処理を施すフ
ィルタリング処理手段と、このフィルタリング処理手段
によって得られた画像において、前記走査領域内の画素
値の最大値及び最小値をそれぞれ求める手段と、前記基
準値及び最大値の中間値並びに前記基準値及び最小値の
中間値を前記境界値として定める手段とを備えたもので
ある。

【００１０】また、前記境界値設定手段は、前記走査の
開始位置を含む前記画素値が一様である範囲内の画素値
の前記基準値を中心としたバラツキ範囲に基づいて前記
境界値を設定するものでもよい。

【００１１】なお、前記検出しようとするエッジ位置が
前記走査領域において画素値がしきい値を最初に上回る
位置か下回る位置かの条件が予め与えられ、前記画素値
がしきい値を最初に上回る位置をエッジ位置として定め
た場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が
前記基準値を下回ったときにその画素値を前記基準値と
して更新すると共にしきい値を再設定し、前記画素値が
しきい値を最初に下回る位置をエッジ位置として定めた
場合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前
記基準値を上回ったときにその画素値を前記基準値とし
て更新すると共にしきい値を再設定する更新手段を備え
るようにしてもよい。

【００１２】本発明に係る他のエッジ検出方式は、被測
定対象を撮像して得られた画像に含まれるエッジのう
ち、検出しようとするエッジを含むように所定の走査領
域を前記画像に設定して、この走査領域の前記検出しよ
うとするエッジに対して一方の側の画素値が一様となる
ように光学系を調整すると共に、画素値が一様となった
側から他方の側へ走査しながら、前記走査領域に含まれ
るエッジの位置を検出するエッジ検出方式において、前
記走査領域内の画素値に対して微分処理を施す微分処理
手段と、この微分処理手段によって得られた画像におい
て、前記走査の開始位置の微分値を第１の基準値とし、
この第１の基準値に対して画素値の大小方向に隔てられ
た値をそれぞれ境界値として定める境界値設定手段と、
前記走査領域内の微分値が前記境界値のうちの一方を通
過した後の最初に零となる位置を求めることにより、前
記走査領域内の画素値の極値を求めると共に、前記走査
の開始位置の画素値を第２の基準値として、前記極値及
び第２の基準値に基づいてエッジ検出のためのしきい値
を定めるしきい値設定手段と、前記走査領域内の画素値
が前記しきい値を最初に通過する位置をエッジ位置とし
て定めるエッジ位置検出手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１３】この場合にも、前記境界値設定手段は、前
記走査の開始位置を含む前記画素値が一様である範囲内
の微分画像の画素値の前記第１の基準値を中心としたバ
ラツキ範囲に基づいて前記境界値を設定するように構成
することができる。

【００１４】なお、この場合にも、前記検出しようとす
るエッジ位置が前記走査領域において画素値がしきい値
を最初に上回る位置か下回る位置かの条件が予め与えら
れ、前記画素値がしきい値を最初に上回る位置をエッジ
位置として定めた場合には、この条件を満たすまでの
間、前記画素値が前記第２の基準値を下回ったときにそ
の画素値を前記第２の基準値として更新すると共にしき
い値を再設定し、前記画素値がしきい値を最初に下回る
位置をエッジ位置として定めた場合には、この条件を満
たすまでの間、前記画素値が前記第２の基準値を上回っ
たときにその画素値を前記第２の基準値として更新する
と共にしきい値を再設定する更新手段を備えるように構
成することができる。

【００１５】本発明によれば、被測定対象の画像に設定
された走査領域に含まれるエッジ位置を検出する際、走
査領域内のエッジに対して一方の側の画素値が一様とな
るように調整し、画素値が一様となった側の走査の開始
位置の画素値を基準値としてしきい値を相対的に決定す
るので、照明変動の影響を受けずに常に適切なしきい値
が設定できる。また、本発明は変動成分の小さい側から
最初にしきい値を通過する位置を検出する方式であるた
め、検出すべきエッジの後方に大きなノイズが含まれて
いても、このノイズが検出結果に影響を及ぼすことはな
い。更に、この発明は、エッジ後方の最初の極値と基準
値とに基づいてしきい値を決定するので、ピントが変動
しても、例えば基準値と極値との中間値を横切る点の位
置等は変動せず、常に安定したエッジ検出が可能にな
る。

【００１６】なお、自律倣い等を行うシステムでは、走
査を行う位置が予測できず、走査の開始位置の画素値が
必ずしも基準値として適当でない場合も発生する。この
場合には、予め検出したいエッジが明から暗へのエッジ
か、暗から明へのエッジかを設定しておき、条件によっ
ては基準値及びしきい値を順次更新して行くことによ
り、正しいエッジ位置を検出することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施例について説明する。図１は、本発明の実施例
に係るエッジ検出方式を適用した非接触画像計測システ
ムの全体構成を示す斜視図である。このシステムは、非
接触画像計測型の三次元測定機１と、この三次元測定機
１を駆動制御すると共に、必要なデータ処理を実行する
コンピュータシステム２と、計測結果をプリントアウト
するプリンタ３とにより構成されている。

【００１８】三次元測定機１は、次のように構成されて
いる。即ち、架台１１上には、ワーク１２を載置する測
定テーブル１３が装着されており、この測定テーブル１
３は、図示しないＹ軸駆動機構によってＹ軸方向に駆動
される。架台１１の両側縁中央部には上方に延びる支持
アーム１４，１５が固定されており、この支持アーム１
４，１５の両上端部を連結するようにＸ軸ガイド１６が
固定されている。このＸ軸ガイド１６には、撮像ユニッ
ト１７が支持されている。撮像ユニット１７は、図示し
ないＸ軸駆動機構によってＸ軸ガイド１６に沿って駆動
される。撮像ユニット１７の下端部には、ＣＣＤカメラ
１８が測定テーブル１３と対向するように装着されてい
る。また、撮像ユニット１７の内部には、図示しない照
明装置（透過照明及びリングライト）及びフォーカシン
グ機構の他、ＣＣＤカメラ１８のＺ軸方向の位置を移動
させるＺ軸駆動機構が内蔵されている。

【００１９】コンピュータシステム２は、コンピュータ
本体２１、キーボード２２、ジョイスティックボックス
２３、マウス２４及びＣＲＴディスプレイ２５を備えて
構成されている。コンピュータ本体２１は、例えば図２
に示すように構成されている。即ち、ＣＣＤカメラ１８
から入力される画像情報は、インタフェース（以下、Ｉ
／Ｆと呼ぶ）３１を介して多値画像メモリ３２に格納さ
れる。多値画像メモリ３２に格納された多値画像情報
は、表示制御部３３を介してＣＲＴディスプレイ２５に
表示される。一方、マウス２４から入力される位置情報
は、Ｉ／Ｆ３４を介してＣＰＵ３５に入力される。ＣＰ
Ｕ３５は、プログラムメモリ３６に格納されたプログラ
ムに従って、マウス２４で指定された矩形領域を走査領
域として表示するためのデータを生成し、この走査領域
の内部の多値画像情報を多値画像メモリ３２から抽出し
て、後述するエッジ検出手順に応じたエッジ位置の検出
処理を実行する。ワークメモリ３７は、ＣＰＵ３５での
各種処理のための作業領域を提供する。

【００２０】次に、このように構成された非接触画像計
測システムにおけるエッジ検出手順について説明する。

【００２１】図３は、本発明の第１の実施例に係るエッ
ジ位置検出のためのＣＰＵ３５の処理の手順を示すフロ
ーチャート、図４及び図５は、この処理を説明するため
ワーク１２の強度画像を示す図である。まず、計測に先
立って、検出すべきエッジの一方の側を基準とするた
め、基準とすべき側の画素値が一様となるように、照明
装置を調整する。エッジに対して一方の側を一様にする
ためには、種々の方法が考えられる。図２２（ａ）は、
透過照明を用いた例である。この例では、ワーク１２の
下から照明することにより、例えば図２３に示すよう
に、ワーク１２の表面がエッジの存在する位置まで暗い
一様画像となっているので、この画素値が一様な部分を
基準として用いることができる。図２２（ｂ）は、段差
のあるワーク１２を上からリングライトで照射した例で
ある。リングライトは、部分的な照明が可能であるの
で、ワーク１２の高い方の面の斜め上からワーク１２を
照明することにより、ワーク１２に陰を付ける。これに
より、例えば図４（ａ）に示すように、ワーク１２の上
段の部分が明るい一様画像となり、エッジ位置を挟んで
陰の部分で画素値の極小値を持った強度画像曲線が得ら
れる。以下、この図４（ａ）の曲線が得られたものと想
定してエッジ検出処理を実行する場合について説明す
る。

【００２２】検出しようとするエッジを含む走査領域が
マウス２４等の操作によって指定されると、ＣＰＵ３５
は、オペレータの指示に基づき、走査領域の画素値が一
様である側に存在する走査の開始位置の画素値（フィル
タ処理がなされている場合には、その周辺の画素の代表
値又は平均値）を基準値Ｓとして設定する（Ｓ１）。走
査の方向は、例えばエッジ方向と９０°をなし、その向
きは、画素値が一様になっている側から他の側に向かう
ようにキーボード２２等の操作によって設定される。次
に、ＣＰＵ３５は、１回目の走査を行い、走査領域の画
素値を多値画像メモリ３２からサンプリングした後、ノ
イズ成分を抑制するため、低域通過フィルタリング処理
を実行し、図４（ｂ）に示すように、フィルタリング処
理後の強度画像において、画素値の最大値（ＭＡＸ）及
び最小値（ＭＩＮ）を求める（Ｓ２）。続いて、ＣＰＵ
３５は、図４（ｃ）に示すように、最大値及び基準値Ｓ
の中間値と最小値及び基準値Ｓの中間値とをそれぞれ境
界値Ｂ１，Ｂ２として設定する（Ｓ３）。続いて、ＣＰ
Ｕ３５は、フィルタリング処理前の強度画像について、
走査の開始位置から２回目の走査を行い、強度画像曲線
が上側の境界値Ｂ１（暗から明）又は下側の境界値Ｂ２
（明から暗）を通過する位置を求める（Ｓ４）。続い
て、ＣＰＵ３５は、求められた通過位置から３回目の走
査を行い、図５（ａ）に示すように、最初の極値となる
位置を求め（Ｓ５）、図５（ｂ）に示すように、この極
値位置の画素値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとし
て設定する（Ｓ６）。続いて、ＣＰＵ３５は、図５
（ｃ）に示すように、強度画像内の画素値がしきい値Ｔ
を最初に通過する位置をエッジ位置として検出する（Ｓ
７）。

【００２３】このようなエッジ検出方式によれば、照明
操作によって一様の画素値を持つ側の走査の開始位置の
画素値を基準値Ｓとして設定するので、基準値Ｓを基準
として設定されるしきい値Ｔは、図６（ａ）に示すよう
に、暗い画像の場合でも、図６（ｂ）に示すように、明
るい画像の場合でも、相対的に適切なレベルに設定さ
れ、照明変動の影響を受けない。また、変動成分が小さ
い側から走査が開始され、設定されたしきい値Ｔを最初
に横切る位置をエッジ位置とするので、図７に示すよう
に、強度画像エッジの後方にそのエッジよりも大きなノ
イズが含まれている場合でも、その影響を受けずにエッ
ジ検出を行うことができる。更に、ピントが合っていな
い場合は、ピントが合っている場合と比較すると、図８
に示すように、エッジを示す強度曲線はなだらかであ
り、図１８に示すように、エッジを示す微分曲線の鋭さ
は鈍いので、一般にエッジ検出は困難となるが、前述し
たように、基準値Ｓと極値との中間値をしきい値Ｔと設
定することにより、強度画像曲線がしきい値Ｔを通過す
る位置は常に一定の位置となり、ピントの影響を受ける
ことなくエッジ位置を検出することができる。

【００２４】図９は、本発明の第２の実施例に係るエッ
ジ位置検出のためのＣＰＵ３５の処理の手順を示すフロ
ーチャート、図１０は、この処理を説明するためワーク
１２の強度画像を示す図である。検出しようとするエッ
ジを含む走査領域がマウス２４等の操作によって指定さ
れると、ＣＰＵ３５は、上記と同様に、画素値が一様の
側の走査の開始位置の画素値を基準値Ｓとして設定する
（Ｓ１１）。次に、ＣＰＵ３５は、１回目の走査を行
い、強度画像の前記一様な部分のバラツキ範囲、例えば
標準偏差等を変動幅Δとして求め（Ｓ１２）、図１０
（ａ）に示すように、基準値Ｓから上下に変動幅Δだけ
隔てた値をそれぞれ境界値Ｂ１，Ｂ２として設定する
（Ｓ１３）。続いて、ＣＰＵ３５は、強度画像の走査の
開始位置から２回目の走査を行い、強度画像曲線が上側
の境界値Ｂ１又は下側の境界値Ｂ２を通過する位置を求
める（Ｓ１４）。以下、実施例１と同様に、ＣＰＵ３５
は、求められた通過位置から３回目の走査を行い、図１
０（ｂ）に示すように、最初の極値となる位置を求め
（Ｓ１５）、図１０（ｃ）に示すように、この極値位置
の画素値と基準値Ｓとの中間値をしきい値Ｔとして設定
する（Ｓ１６）。続いて、ＣＰＵ３５は、強度画像内の
画素値が最初にしきい値Ｔを通過する位置をエッジ位置
として検出する（Ｓ１７）。

【００２５】この実施例によれば、フィルタリングが不
要である点及びフィルタ画像の最大値及び最小値を求め
る必要がない点で先の実施例よりも処理を簡素化するこ
とができる。また、上記実施例では、強度画像の画素値
が一様な部分の変動幅Δを求めて、境界値Ｂ１，Ｂ２を
定めたが、変動幅Δとして予め定めた固定値を使用する
ようにしてもよい。この場合には、処理は更に簡単にな
る。

【００２６】図１１は、本発明の第３の実施例に係るエ
ッジ位置検出のためのＣＰＵ３５の処理の手順を示すフ
ローチャート、図１２及び図１３は、この処理を説明す
るためワーク１２の強度画像又はその微分画像を示す図
である。前述と同様に、基準値Ｓ１が設定されたら（Ｓ
２１）、次に、ＣＰＵ３５は、１回目の走査を行い、強
度画像内の画素値を多値画像メモリ３２からサンプリン
グした後、微分処理を実行し、走査の開始位置の微分値
（例えば、０）を微分画像内の基準値Ｓ２として設定す
る（Ｓ２２）。続いて、ＣＰＵ３５は、微分画像内の画
素値が一様な部分の変動成分に基づく標準偏差等の変動
幅Δを求め（Ｓ２３）、図１２（ａ）に示すように、微
分画像内の基準値Ｓ２から上下に変動幅Δだけ隔てた値
をそれぞれ境界値Ｂ１，Ｂ２として設定する（Ｓ２
４）。続いて、ＣＰＵ３５は、微分画像において、走査
の開始位置から２回目の走査を行い、微分画像曲線と上
側の境界値Ｂ１又は下側の境界値Ｂ２とを通過する位置
を求める（Ｓ２５）。続いて、ＣＰＵ３５は、図１２
（ｂ）に示すように、求められた通過位置から３回目の
走査を行い、微分画像内の微分値が最初に零を通過する
位置、即ち強度画像内の極値となる位置を求め（Ｓ２
６，Ｓ２７）、図１３に示すように、この極値位置の画
素値と基準値Ｓ１との中間値をしきい値Ｔとして設定す
る（Ｓ２８）。以下同様に、ＣＰＵ３５は、強度画像に
おいて、強度画像曲線が最初にしきい値Ｔを通過する位
置をエッジ位置として検出する（Ｓ２９）。

【００２７】この実施例によれば、零クロス検出により
極値検出を行うので、極値検出が先の実施例よりも簡単
になる。なお、上述した３つの実施例によれば、未知の
エッジの検出を行う場合には、しきい値の設定処理にお
いて、一様領域の境界値を設定する走査、境界値の
通過位置を求める走査の２回の走査を行い、続いてし
きい値の通過位置を求める走査でエッジ位置を検出して
いるが、繰り返し測定等を行う場合には、予め教示によ
って上記の走査を行うことにより、しきい値を設定
しておき、測定実行時には、そのしきい値を繰り返し使
用して３回目の走査だけを実行することにより、エッジ
検出の高速化を図ることができる。

【００２８】ところで、自律倣い等を行うシステムで
は、走査を行う位置が予測できず、図１４に示すよう
に、走査の開始位置の画素値が必ずしも基準値として適
当でない場合も発生する。即ち、強度画像曲線の立ち上
がりのエッジ位置を検出して行く場合を考えると、図１
４中のＡＡ′では、図８（ａ）に示す強度画像が得ら
れ、基準値Ｓとして設定される走査の開始位置の画素値
は強度画像内のエッジのレベルを示すものであるため、
正しいエッジ位置を検出することができる。しかし、図
１４中のＢＢ′では、図１５（ａ）に示す強度画像曲線
が得られ、走査の開始位置（同図中の破線矢印で示され
る位置）の画素値を基準値Ｓとして設定すると、強度画
像内の本来検出すべき立ち上がりのエッジではなく、強
度画像内の立ち下がりのエッジを誤って検出してしま
う。そこで、予め検出したいエッジが明から暗へのエッ
ジか、暗から明へのエッジかを設定しておき、条件によ
っては基準値Ｓ及びしきい値を順次更新して行くことに
より、正しいエッジ位置を検出することができる。

【００２９】図１６は、このような基準値Ｓの更新処理
を示すＣＰＵ３５の処理の手順を示すフローチャートで
ある。まず、走査の開始位置の画素値を基準値Ｓとして
走査を開始し（Ｓ３１）、図１５（ａ）に示すように、
暗から明へのエッジ位置を検出する場合には（Ｓ３
２）、強度画像内の画素値がしきい値Ｔを上回るか否か
を判別しながら（Ｓ３３）、その画素値が基準値Ｓより
小さいか否かを判別する（Ｓ３４）。画素値が基準値Ｓ
より小さければ（Ｓ３４）、その値を基準値Ｓとして更
新し（Ｓ３５）、上記と同様に、この基準値Ｓに基づい
て極値を求め、この極値と基準値Ｓとの中間値をしきい
値Ｔとして設定する（Ｓ３６）。一方、画素値が基準値
Ｓより小さくなければ（Ｓ３４）、強度画像曲線が最初
にしきい値Ｔを上回る位置をエッジ位置として検出する
（Ｓ３３，Ｓ３７）。また、図１５（ｂ）に示すよう
に、明から暗へのエッジ位置を検出する場合には（Ｓ３
２）、強度画像内の画素値がしきい値Ｔを下回るか否か
を判別しながら（Ｓ３８）、その画素値が基準値Ｓより
大きいか否かを判別する（Ｓ３９）。画素値が基準値Ｓ
より大きければ（Ｓ３９）、その値を基準値Ｓとして更
新し（Ｓ４０）、上記と同様に、この基準値Ｓに基づい
て極値を求め、この極値と基準値Ｓとの中間値をしきい
値Ｔとして設定する（Ｓ４１）。一方、画素値が基準値
Ｓより大きくなければ（Ｓ３９）、強度画像曲線が最初
にしきい値Ｔを下回る位置をエッジ位置として検出する
（Ｓ３８，Ｓ３７）。このような、基準値及びしきい値
の更新処理を実行することにより、自律倣い測定におい
ても、安定したエッジ検出が可能になる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、被
測定対象の画像に設定された走査領域に含まれるエッジ
位置を検出する際、走査領域内のエッジに対して一方の
側の画素値が一様となるように調整し、画素値が一様と
なった側の走査の開始位置の画素値を基準値としてしき
い値を相対的に決定するので、照明変動、ノイズ及びピ
ントのずれ等の影響を受けずに常に適切なしきい値が設
定でき、常に安定したエッジ検出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係るエッジ検出方式を適用
した非接触画像計測システムの構成を示す斜視図であ
る。

【図２】 同システムにおけるコンピュータ本体のブロ
ック図である。

【図３】 本発明の第１実施例に係るエッジ検出処理を
示すフローチャートである。

【図４】 本発明の第１実施例に係るエッジ検出処理を
説明するための図である。

【図５】 本発明の第１実施例に係るエッジ検出処理を
説明するための図である。

【図６】 照明変動がある場合のしきい値設定を示す図
である。

【図７】 ノイズがある場合のしきい値設定を示す図で
ある。

【図８】 ピントのずれがある場合のしきい値設定を示
す図である。

【図９】 本発明の第２実施例に係るエッジ検出処理を
示すフローチャートである。

【図１０】 本発明の第２実施例に係るエッジ検出処理
を説明するための図である。

【図１１】 本発明の第３実施例に係るエッジ検出処理
を示すフローチャートである。

【図１２】 本発明の第３実施例に係るエッジ検出処理
を説明するための図である。

【図１３】 本発明の第３実施例に係るエッジ検出処理
を説明するための図である。

【図１４】 画像自律倣い方式を説明するための図であ
る。

【図１５】 画像自律倣い方式への適用例を説明するた
めの図である。

【図１６】 画像自律倣い方式に適用したエッジ検出処
理を示すフローチャートである。

【図１７】 強度画像の一例を示す図である。

【図１８】 微分画像の一例を示す図である。

【図１９】 従来の照明変動がある場合のしきい値設定
を示す図である。

【図２０】 従来の平均値変動がある場合のしきい値設
定の他の一例を示す図である。

【図２１】 従来のノイズがある場合のしきい値設定を
示す図である。

【図２２】 照明設定を説明するための図である。

【図２３】 照明操作によって一様になった強度画像の
一例を示す図である。

【符号の説明】

１…三次元測定機、２…コンピュータシステム、３…プ
リンタ、１１…架台、１２…ワーク、１３…測定テーブ
ル、１４，１５…支持アーム、１６…Ｘ軸ガイド、１７
…撮像ユニット、１８…ＣＣＤカメラ、２１…コンピュ
ータ本体、２２…キーボード、２３…ジョイスティック
ボックス、２４…マウス、２５…ＣＲＴディスプレイ、
３１，３４…インタフェース、３２…多値画像メモリ、
３３…表示制御部、３５…ＣＰＵ、３６…プログラムメ
モリ、３７…ワークメモリ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定対象を撮像して得られた画像に含
   まれるエッジのうち、検出しようとするエッジを含むよ
   うに所定の走査領域を前記画像に設定して、この走査領
   域の前記検出しようとするエッジに対して一方の側の画
   素値が一様となるように光学系を調整すると共に、画素
   値が一様となった側から他方の側へ走査しながら、前記
   走査領域に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出
   方式において、 前記走査の開始位置の画素値を基準値とし、この基準値
   に対して画素値の大小方向に隔てられた値をそれぞれ境
   界値として定める境界値設定手段と、 前記走査領域内の画素値が前記境界値のうちの一方を通
   過した後の最初の極値を求めると共に、この極値及び前
   記基準値に基づいてエッジ検出のためのしきい値を定め
   るしきい値設定手段と、 前記走査領域内の画素値が前記しきい値を最初に通過す
   る位置をエッジ位置として定めるエッジ位置検出手段と
   を備えたことを特徴とするエッジ検出方式。
2. 【請求項２】 前記境界値設定手段は、 前記走査領域内の画素値に対して低域通過フィルタ処理
   を施すフィルタリング処理手段と、 このフィルタリング処理手段によって得られた画像にお
   いて、前記走査領域内の画素値の最大値及び最小値をそ
   れぞれ求める手段と、 前記基準値及び最大値の中間値並びに前記基準値及び最
   小値の中間値を前記境界値として定める手段とを備えた
   ものであることを特徴とする請求項１記載のエッジ検出
   方式。
3. 【請求項３】 前記境界値設定手段は、 前記走査の開始位置を含む前記画素値が一様である範囲
   内の画素値の前記基準値を中心としたバラツキ範囲に基
   づいて前記境界値を設定するものであることを特徴とす
   る請求項１記載のエッジ検出方式。
4. 【請求項４】 前記検出しようとするエッジ位置が前記
   走査領域において画素値がしきい値を最初に上回る位置
   か下回る位置かの条件が予め与えられ、前記画素値がし
   きい値を最初に上回る位置をエッジ位置として定めた場
   合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記
   基準値を下回ったときにその画素値を前記基準値として
   更新すると共にしきい値を再設定し、前記画素値がしき
   い値を最初に下回る位置をエッジ位置として定めた場合
   には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記基
   準値を上回ったときにその画素値を前記基準値として更
   新すると共にしきい値を再設定する更新手段を更に備え
   たことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１
   項記載のエッジ検出方式。
5. 【請求項５】 被測定対象を撮像して得られた画像に含
   まれるエッジのうち、検出しようとするエッジを含むよ
   うに所定の走査領域を前記画像に設定して、この走査領
   域の前記検出しようとするエッジに対して一方の側の画
   素値が一様となるように光学系を調整すると共に、画素
   値が一様となった側から他方の側へ走査しながら、前記
   走査領域に含まれるエッジの位置を検出するエッジ検出
   方式において、 前記走査領域内の画素値に対して微分処理を施す微分処
   理手段と、 この微分処理手段によって得られた画像において、前記
   走査の開始位置の微分値を第１の基準値とし、この第１
   の基準値に対して画素値の大小方向に隔てられた値をそ
   れぞれ境界値として定める境界値設定手段と、 前記走査領域内の微分値が前記境界値のうちの一方を通
   過した後の最初に零となる位置を求めることにより、前
   記走査領域内の画素値の極値を求めると共に、前記走査
   の開始位置の画素値を第２の基準値として、前記極値及
   び第２の基準値に基づいてエッジ検出のためのしきい値
   を定めるしきい値設定手段と、 前記走査領域内の画素値が前記しきい値を最初に通過す
   る位置をエッジ位置として定めるエッジ位置検出手段と
   を備えたことを特徴とするエッジ検出方式。
6. 【請求項６】 前記境界値設定手段は、 前記走査の開始位置を含む前記画素値が一様である範囲
   内の微分画像の画素値の前記第１の基準値を中心とした
   バラツキ範囲に基づいて前記境界値を設定するものであ
   ることを特徴とする請求項５記載のエッジ検出方式。
7. 【請求項７】 前記検出しようとするエッジ位置が前記
   走査領域において画素値がしきい値を最初に上回る位置
   か下回る位置かの条件が予め与えられ、前記画素値がし
   きい値を最初に上回る位置をエッジ位置として定めた場
   合には、この条件を満たすまでの間、前記画素値が前記
   第２の基準値を下回ったときにその画素値を前記第２の
   基準値として更新すると共にしきい値を再設定し、前記
   画素値がしきい値を最初に下回る位置をエッジ位置とし
   て定めた場合には、この条件を満たすまでの間、前記画
   素値が前記第２の基準値を上回ったときにその画素値を
   前記第２の基準値として更新すると共にしきい値を再設
   定する更新手段を更に備えたことを特徴とする請求項５
   又は６項記載のエッジ検出方式。