JPH10340349A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハードウェアやソフトウェアを増大させるこ
となく、安価な構成で、かつ、高速に認識対象物の形状
や大きさの判定処理を行なう。 【解決手段】 カメラ部１１の人工網膜チップ７は、撮
像した入力画像６００をアナログ信号化して、人工網膜
チップ７のセンサセルアレイの各ドットと特定の基準ド
ットとの間の画像信号の差分をアナログ信号Ｓ６として
出力する。すると、信号変換部１２は、そのアナログ信
号Ｓ６を２値化して格納し、１入力画像６００分たまる
とそれをディジタル信号Ｓ７として判定処理部１３に出
力する。このため、カメラ部１１から出力されるデータ
量がドット間の画像信号の差分であるアナログ信号Ｓ６
であり、また信号変換部１２からの出力データはそのア
ナログ信号Ｓ６を２値化したものになるので、データ転
送量が減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、認識対象物を撮像
した認識対象画像とそれ以外の背景部分の画像とからな
る入力画像や比較対象画像に基づいて認識対象物の形状
を判定する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３に、従来の画像処理装置の構成を
示す。この従来の画像処理装置は、例えばベルトコンベ
アによって順次搬送されてくる工業製品や、野菜、果物
等の農業製品等の認識対象物の形状や大きさ等を認識を
行うために画像処理を行なうものである。簡単に動作を
説明すると、まず、カメラ部１のＣＣＤ６が認識対象物
を撮像した認識対象画像６１０を含む入力画像６００を
取込むと、所定の高解像度でアナログ信号に変換して出
力する。信号変換部２は、そのアナログ信号Ｓ１をＡ／
Ｄ変換していったん内部メモリ（図示せず。）に格納等
し、１入力画像６００分だけ格納できると、そのＡ／Ｄ
変換後のデータを画像加工前ディジタル信号Ｓ２として
出力する。画像データ加工部５は、その画像加工前ディ
ジタル信号Ｓ２をＣＣＤ６の各ドット毎に２階調に分別
加工等した２値化データと、その２値化データのうち認
識対象画像６１０を示すデータの座標データをディジタ
ル信号Ｓ３として出力し、判定処理部３がその加工後の
ディジタル信号Ｓ３に基づいて認識対象物の形状や大き
さ等を認識して、その判定結果を判定結果信号Ｓ４とし
て出力する。そして最後に、制御処理部４がその判定結
果信号Ｓ４に基づいて各種アクチュエータに対し制御信
号Ｓ５を送り、認識対象画像６１０の形状や大きさ等に
基づいて認識対象物を選別等する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の画像処理装置では、上述したように、カメラ部１の
ＣＣＤ６が認識対象物を入力画像６００として取り込ん
で特定の高解像度の画像アナログ信号Ｓ１に変換し、信
号変換部２がその高解像度の画像アナログ信号Ｓ１をデ
ィジタル信号Ｓ２に変換するようにしていたため、その
後に認識対象物の形状や大きさの認識が行なえるよう
に、その高解像度のディジタル信号Ｓ２を２値化等の処
理を行なう画像データ加工部５を設けていた。

【０００４】このため、この従来の画像処理装置では、
画像データ加工部５の分だけハードウェアもしくはソフ
トウェア量が増大して、コストがかかると共に、信号変
換部２の後に画像データ加工部５が設けられ、信号変換
部２から画像データ加工部５に転送される高解像度の画
像加工前ディジタル信号Ｓ２の量が膨大となるので、デ
ータ転送時間がかかり、形状等の判定処理時間が増大し
て、安価な回路構築および高速処理の妨げになる、とい
う問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、このような問題点を解
決するためになされたもので、ハードウェアおよびソフ
トウェア量を増大させることなく、安価な構成で、か
つ、高速に認識対象物の形状や大きさの判定処理を行な
うことのできる画像処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、受光素子群を有し、その受光素子群に
より認識対象物を撮像した認識対象画像とそれ以外の背
景画像とからなる入力画像を取り込むと共に、上記受光
素子群のうち特定の基準受光素子と順次指定する各受光
素子との間の画像信号の差分を当該各受光素子毎に出力
する画像信号差分出力手段と、上記画像信号差分出力手
段から受光素子毎に出力された上記基準受光素子と各受
光素子との間の画像信号の差分出力を上記認識対象画像
を示す値と上記背景画像を示す値とに２値化して出力す
る２値化手段と、上記２値化手段からの２値化出力に基
づいて上記入力画像中の認識対象物を判定する判定処理
手段と、を具備するものである。

【０００７】また、次の発明では、さらに、上記２値化
手段からの２値化出力を入力して、その２値化出力のう
ち認識対象物を示す値をカウントするカウンタを設け、
判定処理手段は、上記カウンタがカウントした認識対象
物を示す値のカウント数により上記入力画像中の認識対
象物を判定することを特徴とするものである。

【０００８】また、次の発明では、画像信号差分出力手
段と２値化手段とをそれぞれ２台設け、上記２台の画像
信号差分出力手段がそれぞれ異なる方向から認識対象物
を撮像して異なる方向からの入力画像を取り込むと共
に、それぞれ基準受光素子と各受光素子との間の画像信
号の差分を受光素子毎に出力し、上記２台の２値化手段
は、それぞれ上記画像信号差分出力手段によって上記２
台の画像信号差分出力手段から受光素子毎にそれぞれ出
力された上記基準受光素子と各受光素子との間の画像信
号の差分出力を認識対象物を示す値と背景部分を示す値
との２値に変換し、判定処理手段は、上記２台の２値化
手段によって２値化された上記２台の画像信号差分出力
手段からの差分出力に基づいて、一方向からみた上記認
識対象物の投射面積を検出する一方、他方向からみた認
識対象物の高さを検出し、その認識対象物の面積および
高さにより認識対象部の体積を求めて、上記入力画像中
の認識対象物を判定するものである。

【０００９】また、次の発明では、受光素子群を有し、
その受光素子群のうちの一部の受光素子により認識対象
物を撮像した認識対象画像とそれ以外の背景画像とから
なる比較対象画像を取り込む一方、上記受光素子群のう
ちの残りにより基準とする認識対象物を撮像した基準認
識対象画像とそれ以外の背景画像とからなるマスタ画像
を取り込むと共に、上記受光素子群のうち上記比較対象
画像を取り込んだ上記一部の受光素子と、その受光素子
に対応する上記マスタ画像を取り込んだ上記残りの受光
素子とを順次指定してその間の画像信号の差分を出力す
る画像信号差分出力手段と、上記画像信号差分出力手段
から出力される上記比較対象画像を取り込んだ上記一部
の受光素子と上記マスタ画像を取り込んだ上記残りの受
光素子との間の画像信号の差分出力を、マスタ画像と比
較対象画像との間で認識対象物が一致している場合を示
す値と、マスタ画像が比較対象画像であり入力画像が背
景画像である場合を示す値と、比較対象画像が認識対象
画像でありマスタ画像が背景画像である場合を示す値と
に３値化して出力する３値化手段と、上記３値化手段か
らの３値化出力に基づいて上記マスタ画像中の認識対象
画像と上記比較対象画像中の基準認識対象画像との面積
差異を求め、その面積差異により上記比較対象画像中の
認識対象物を判定するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、本発明に係る画像処理装置の実施
の形態１について説明する。図１に、本発明に係る画像
処理装置の実施の形態１の構成を示す。図において、こ
の実施の形態１の画像処理装置は、カメラ部１１と、信
号変換部１２と、判定処理部１３と、制御処理部１４か
ら構成されている。

【００１１】カメラ部１１は、次の図２により詳細に説
明するが、入力画像６００を取り込むと共に、入力画像
６００を取り込んだ受光素子である特定ドット間の画像
信号の差分をアナログ信号Ｓ６として出力する画像信号
差分出力手段としての人工網膜チップ７を有するもので
ある。

【００１２】信号変換部１２は、カメラ部１１の人工網
膜チップ７からの特定ドット間の画像信号の差分出力で
あるアナログ信号Ｓ６をディジタル信号Ｓ７に変換して
出力するものである。

【００１３】判定処理部１３は、そのディジタル信号Ｓ
７を入力して認識対象物の形状や面積等により認識対象
物を判定してその判定結果を判定結果信号Ｓ４として出
力するもの、制御処理部１４は従来のものと同様にその
判定結果信号Ｓ４信号に基づいて各種アクチュエータに
制御信号Ｓ５を送信するものである。

【００１４】なお、図中、６００は人工網膜チップ７が
認識対象物を撮像した際の入力画像を示しており、６１
０は認識対象物を撮像した認識対象画像、６２０は認識
対象物が撮像されていない部分の背景画像、６３０はそ
の背景画像のうちの基準ドット桁画像である。

【００１５】図２に、この実施の形態１の画像処理装置
におけるカメラ部１１の人工網膜チップ７の構成を示
す。人工網膜チップ７は、本発明の画像信号差分出力手
段として機能するもので、マトリクス状に受光素子であ
るセンサセルアレイが２次元配列されたセンサセルアレ
イ７１を有し、そのセンサセルを入力画像の各ドットと
すると、アドレス指定した任意のセンサセル、すなわち
入力画像の各ドット同士の加減算結果を１本のアナログ
信号Ｓ６として出力する機能を有することを特徴として
おり、この発明では、ドット同士の減算結果である画像
信号の差分を出力するものである。

【００１６】ここでは、人工網膜チップ７自身の発明で
はないので、それほど詳細に説明しないが、本出願人が
以前出願した特願平７−９５２２３号（特開平８−２９
２９９８号公報）の発明の名称「画像検出装置および画
像検出方法」の特許出願明細書に記載された画像検出装
置を利用したもので、センサセルアレイ（受光素子）ア
レイ７１と、スキャナ７２ａ〜７２ｃと、マルチプレク
サ（ＭＵＸ）７３と、制御回路７４と、アンプ７５と、
閾値処理回路７６と、領域決定回路７７と、読み出しＭ
ＵＸ７８とから構成されており、特願平７−９５２２３
号の図１に示す画像処理装置からＡ／Ｄ変換器を除いて
構成したものである。なお、センサセルアレイ７１のう
ち読み出す領域を限定しない場合は、閾値処理回路７６
および領域決定回路７７は不要であるので、本発明で
は、これらの回路を設けないようにしても良いし、ま
た、単にこれらの回路を動作させないようにしても良
い。

【００１７】このため、制御回路７４は、センサセルア
レイ７１のうち入力画像６００を撮像した各センサセル
である比較対象ドットと、比較対象の際の基準とする基
準ドットとの間の画像信号の差分が所定順序で出力され
るように、順次、比較対象ドットおよび基準ドットの列
アドレスや桁アドレスを順次指定して、比較対象ドット
に対しては非反転出力（＋１）、基準ドットに対しては
反転出力（−１）の読出し制御信号をスキャナ７２ａ〜
７２ｃおよびマルチプレクサ７３に送信するように構成
されている。なお、これらの回路７１〜７８の詳細な構
成、および比較対象ドットと基準ドットとの間の画像信
号の差分を出力するための処理については、本出願人が
出願した特願平７−９５２２３号（特開平８−２９２９
９８号公報）の特許出願明細書に記載された画像検出装
置を参照されたい。

【００１８】ここで、基準ドットとは、センサセルアレ
イ７１が撮像した入力画像６００のうちの基準ドット桁
画像６３０中のドットで、且つ、画像データが読み出さ
れている比較対象ドットと列アドレスの等しいドットの
ことをいう。なお、基準ドット桁画像６３０は、この実
施の形態１では入力画像６００中で認識対象画像６１０
以外のものとするため、図に示すように、入力画像６０
０中においてスキャン方向と直交し、且つ、認識対象画
像６１０が撮像されていない背景画像６２０のうちのス
キャン桁（本実施の形態１では、例えば、背景画像６２
０の上端の桁とする。）の画像をいい、制御回路７４に
よりその桁アドレスが常に固定して設定されたスキャン
桁の画像のことをいう。

【００１９】図３に、この実施の形態１の画像処理装置
の信号変換部１２の構成を示す。この実施の形態１の信
号変換部１２は、２値化処理部１２ａと、メモリ１２ｂ
と、メモリ制御処理部１２ｃとから構成されている。２
値化処理部１２ａは、カメラ部１１から出力された人工
網膜チップ７のセンサセルアレイ７１のうち比較対象ド
ットと基準ドットとの間の差分出力データであるアナロ
グ信号Ｓ６を、例えば“１”等の認識対象画像６１０を
示す値と、“０”等の背景画像６２０を示す値との２値
で表わしたディジタル信号に変換して出力するものであ
り、メモリ１２ｂはそのＡ／Ｄ変換して出力された画像
データ信号を記憶するもの、メモリ制御処理部１２ｃは
メモリ１２ｂからの出力をメモリ制御信号により制御す
るものである。

【００２０】次に、この実施の形態１の画像処理装置の
動作を説明する。

【００２１】図４に、この実施の形態１の画像処理装置
の動作を示す。まず、カメラ部１１の人工網膜チップ７
が認識対象物を撮像して、認識対象画像６１０を含む入
力画像６００を取り込むと、人工網膜チップ７は、その
入力画像６００を撮像したセンサセルアレイ７１のセン
サセル（受光素子）、すなわち入力画像６００の各ドッ
トの内で順次アドレス指定される比較対象ドットの出力
と、基準ドット桁画像６３０のうちでその比較対象ドッ
トと列アドレスの等しい基準ドットの出力との差分出力
をアナログ信号Ｓ１として読み出して信号変換部１２に
送信する。

【００２２】信号変換部１２では、２値化処理部１２ａ
がカメラ部１１の人工網膜チップ７からの比較対象ドッ
トと基準ドットとの差分出力であるアナログ信号Ｓ１
を、背景画像６２０を示す例えば“０”と、認識対象画
像６１０を示す例えば“１”との２値で表わしたディジ
タル信号に変換し、各ドット毎に画像データ格納用のメ
モリ１２ｂに記憶させる（ステップ１００）。

【００２３】そして、メモリ１２ｂに１画面分、すなわ
ち１入力画像６００分のデータが記憶された場合（ステ
ップ１１０“ＹＥＳ”）、メモリ制御処理部１２ｃがメ
モリ１２ｂに対しメモリ制御信号を送り、その１入力画
像６００分のデータをデジタル信号Ｓ７として判定処理
部１３に送信する（ステップ１２０）。

【００２４】判定処理部１３では、信号変換部１２から
の１入力画像６００分のディジタル信号Ｓ７を受信する
と、そのディジタル信号Ｓ７に基づいて認識対象画像６
１０のドット数および座標を認識して（ステップ１３
０）、そのドット数より認識対象物の面積を求めると共
に、その座標より認識対象物の形状を求めて（ステップ
１４０）、その求めた認識対象物の面積および形状に基
づいて、予め認識対象物の面積と形状とに対応してテー
ブル（図示せず。）等に記憶しておいた判定結果を読み
出して、制御処理部１４に送信する（ステップ１５
０）。

【００２５】すると、制御処理部１４では、従来技術の
場合と同様に、判定処理部１３からの判定結果に基づい
て、選別機構等の各種アクチュエータ（図示せず。）に
制御信号を送信して動作させることになる。

【００２６】図５に、人工網膜チップ７および信号変換
部１２における処理を図式化して示す。図において、Ｄ
１は、人工網膜チップ７のセンサセルアレイ７１が撮像
した入力画像６００のうち、桁方向１ドット幅で列方向
（スキャン方向）数ドット幅であるドット群６４０の比
較対象ドットデータを示しており、Ｄ２は、人工網膜チ
ップ７のセンサセルアレイ７１が撮像した入力画像６０
０のうちでドット群６４０と列アドレスの等しい基準ド
ット桁画像６３０のうちのドット６５０の基準ドットデ
ータを示している。また、Ｄ３は、人工網膜チップ７が
アナログ信号Ｓ６として出力する比較対象ドットデータ
Ｄ１から基準ドットデータＤ２との間の画像信号の差分
出力データを示しており、６６０は、メモリ１２ｂに格
納される入力画像６００を２値化したデータを白と黒と
により表わしたドットイメージを示している。

【００２７】ここで、データＤ３を参照して信号変換部
１２の２値化処理部１２ａにおける２値化処理を説明す
ると、差分出力データＤ３を人工網膜チップ７から受信
すると、２値化処理部１２ａは、０付近の一定範囲、す
なわち基準ドット桁画像６３０のデータＤ２からの差分
が一定範囲Ｒ１内の背景画像６２０のデータは、基準ド
ット桁画像６３０のデータＤ２とほぼ同じ値になるため
その減算結果が階調の中心付近の値となるので、背景画
像６２０として例えば“０”に変換する一方、その一定
範囲外Ｒ２，Ｒ３、すなわち基準ドット桁画像６３０の
データＤ２からの差分が一定値より大きいか、あるいは
小さい認識対象部の形状等は明暗差の分階調の中心付近
より離れた値となるので、認識対象画像６１０として
“１”に変換するようにする。なお、この２値化処理部
１２ａにおける２値化処理のレンジＲ１〜Ｒ３は、調整
可能で任意に入力画像６００に応じて任意に設定可能な
ものである。

【００２８】以上のような処理を入力画像６００全てに
ついて行なうと、信号変換部１２のメモリ１２ｂには、
認識対象画像６１０を示す“１”の部分が例えば黒く塗
り潰され、背景画像６２０を示す“０”の部分が白く抜
き打ちされたドットイメージ６６０のような２値化デー
タが記憶され、この２値化データはメモリ制御処理部１
２ｃの制御によりメモリ１２ｂから出力されて、判定処
理部１３へ送られ、上述のような処理が行なわれること
になる。

【００２９】従って、この実施の形態１の画像処理装置
によれば、人工網膜チップ７が入力画像６００のうちの
基準ドット桁画像６３０の画像信号と、入力画像６００
を取り込んだ各センサセルの画像信号との減算結果であ
る差分を出力するようにしたので、図１１に示す従来技
術のように信号変換部２と判定処理部４との間に画像デ
ータ加工部３を設ける必要がなくなり、ハードウェアや
ソフトウェア（Ｈ／Ｗ）の量を減少できると共に、信号
変換部と画像データ加工部との間で大量の画像加工前の
ディジタル信号の送信する必要がなくなり、データ転送
量を削減することができ、認識対象物の判定処理を高速
に行なうことができる。

【００３０】具体的に数値を挙げて説明すると、データ
転送量の削減では、例えばカメラ部１１の解像度が６４
０×４８０ドットで、１ドット当たり２５６階調（８ビ
ット）であるとし、また信号変換部１２のメモリ１２ｂ
を１入力画像６００の画像データを格納するだけの容量
とすれば、従来技術においては信号変換部２が２５６階
調（８ビット）のデータを画像データ加工部３に転送し
ていたの対し、この実施の形態１では、カメラ部１１か
ら出力されるアナログ信号の差分出力を信号変換部１２
の２値化処理部１２ａがそのまま２階調（１ビット）に
変換した後、メモリ１２ｂに格納して１入力画像６００
分記憶してその後出力するので、メモリ量およびデータ
転送量が１／８となり、１入力画像当り約２．４５Ｍｂ
ｉｔのメモリ領域およびデータ転送が、その約１／８の
３０７Ｋｂｉｔに大幅に削減できることになる。

【００３１】実施の形態２．この実施の形態２では、上
記実施の形態１では信号変換部１２内に設けたデータ格
納用のメモリ１２ｂを、カウンタに置換することによ
り、Ｈ／Ｗ削減、処理速度向上を実現したものである。
このため、上記実施の形態１とは、信号変換部とデータ
判定部との構成や機能が異なるだけなので、これらの異
なる点の構成および動作を中心に説明する。

【００３２】図６に、この第２実施の形態における信号
変換部２２及びデータ判定部２３を示す。この実施の形
態２の信号変換部２２は、２値化処理部２２ａと、カウ
ンタ２２ｂと、カウンタ制御処理部２２ｃとから構成さ
れている。２値化処理部２２ａは、実施の形態１のもの
と同様にカメラ部１１から出力された人工網膜チップ７
の比較対象ドットと基準ドットとの間の差分出力である
アナログ信号Ｓ６を認識対象画像６１０を示す値と背景
画像を示す値との２値で表わしたディジタル画像データ
信号に変換して出力するものである。カウンタ２２ｂ
は、カウンタ制御処理部２２ｃからのカウンタ制御信号
により、２値化処理部２２ａからのＡ／Ｄ変換された画
像データ信号中の認識対象画像６１０を示す“１”をカ
ウントして、認識対象画像６１０を撮像したセンサセル
（受光素子）のドット数をカウントして、１入力画像６
００分そのドット数をカウントした後出力するものであ
る。

【００３３】また、実施の形態２のデータ判定部２３
は、認識対象画像６１０の面積に対応して判定結果をテ
ーブル（図示せず。）等に記憶しており、面積に対応し
た判定結果を出力するものである。なお、信号変換部２
２及びデータ判定部２３以外の構成は、図１に示す上記
実施の形態１のものと同じである。

【００３４】次に、この実施の形態２の画像処理装置の
動作を、信号変換部２２および判定処理部２３の処理を
中心に説明する。

【００３５】図７に、この実施の形態２の画像処理装置
の動作を示す。まず、カメラ部１１の人工網膜チップ７
は、入力画像６００を取り込んで、人工網膜チップ７を
構成するセンサセルアレイ７１のうち入力画像６００を
取り込んだセンサセルである比較対象ドットと、入力画
像６００のうちの基準ドット桁画像６３０を撮像してい
る基準ドットとの間の画像信号の差分出力をアナログ信
号Ｓ１として読み出して信号変換部２に送信する。

【００３６】信号変換部２２では、２値化処理部２２ａ
が人工網膜チップ７からの比較対象ドットと基準ドット
との間の画像信号の差分出力であるアナログ信号Ｓ１
を、背景を示す例えば“０”と、認識対象物を示す例え
ば“１”とに２値化して、カウンタ１２ｄへ出力する
（ステップ２００）。なお、ここまでの処理は、上記実
施の形態１の場合と同様である。

【００３７】すると、この実施の形態２では、カウンタ
１２ｄがカウンタ制御処理部２２ｃからのカウンタ制御
信号により、２値化処理部２２ａからのディジタル信号
を入力して、そのディジタル信号中に含まれる認識対象
画像６１０を示す値“１”のときインクリメントして、
認識対象画像６１０を撮像したセンサセル数であるドッ
ト数をカウントして（ステップ２１０）、１入力画像６
００分カウントした後、そのカウント数をディジタル信
号Ｓ８として判定処理部２３へ送信する（ステップ２２
０）。

【００３８】判定処理部２３では、信号変換部２２から
のカウンタ数を示すディジタル信号Ｓ８を受信して、そ
のディジタル信号Ｓ８より認識対象画像６１０を撮像し
たセンサセルのドット数であるカウント数を検出する
と、そのカウント数より認識対象画像６１０の面積を求
めて（ステップ２３０）、予めテーブル（図示せず。）
等により面積と対応して記憶した判定結果を読み出し、
その面積に対応して記憶しておいた判定結果を制御処理
部１４に送信する（ステップ２４０）。すると、制御処
理部１４では、判定処理部２３からの判定結果に基づい
て、選別機構等の各種アクチュエータに動作信号を送信
するようにする。

【００３９】従って、この実施の形態２の画像処理装置
によれば、上記実施の形態１の場合と同様に、人工網膜
チップ７が入力画像６００のうちの基準ドット桁画像６
３０の画像信号と、入力画像６００を取り込んだ各セン
サセルの画像信号との減算結果である差分を出力するよ
うにしたので、信号変換部２２と判定処理部２３との間
に画像データ加工部を設ける必要がなくなり、Ｓ／Ｗの
量を減少できると共に、信号変換部と画像データ加工部
との間で大量の画像加工前のディジタル信号の送信処理
がなくなるので、データ転送量を削減することができ、
認識対象物の判定処理を高速に行なうことができる。

【００４０】また、特に、この実施の形態２では、信号
変換部２２に画像データ記憶用のメモリ１２ｂの代わり
に画像データ中に含まれる認識対象画像６３０を撮像し
ているセンサセル(受光素子)の数であるドット数をカウ
ントするカウンタ２ｂを設けて、判定処理部２３ではそ
のカウント数により認識対象物の面積を判定するように
したので、上記実施の形態１と比べても信号変換部２２
から判定処理部１３へのデータ転送量がより減少し、判
定処理部２３における高速処理が可能になる。

【００４１】具体的に数値を挙げて説明すると、データ
転送量の削減では、例えばカメラ部１１の解像度が６４
０×４８０ドットで、２５６階調（８ビット）／ドット
であるとすると、信号変換部に１入力画像の画像格納メ
モリ搭載とすれば、従来技術においては信号変換部２が
２５６階調（８ビット）のデータを画像データ加工部３
に転送していたの対し、この実施の形態２では、カメラ
部１１から出力されるアナログ信号の差分出力を信号変
換部２２の２値化処理部２２ａがそのまま２階調（１ビ
ット）に変換した後、カウンタ１２ｃがその２階調のデ
ータの有意側の値となっているドット数をカウントする
ため、この場合には、最大のドット数が６４０×４８０
＝３０７Ｋドットなり、１９ビットカウンタで十分にカ
ウントでき、データ転送量も１９ビットの従来技術の１
／１３００００に大幅に減少させることができることに
なる。

【００４２】実施の形態３．この実施の形態３は、上記
第１実施の形態の画像処理装置のカメラ部１１および信
号変換部２２をそれぞれ２台ずつ設けて、直方体等の立
体形状を有する認識対象物の体積を判定するように構成
したことを特徴とするものである。

【００４３】図８に、この実施の形態３の画像処理装置
の全体構成を示す。図において、１１ａ，１１ｂはそれ
ぞれ上記実施の形態１のものと同じ人工網膜チップ７
ａ，７ｂを有し、認識対象物８００を下方向（垂直方
向）または横方向（水平方向）の直交する２方向から認
識対象物８００を撮像する２台のカメラ部、１２ａ，１
２ｂはそれぞれカメラ部１１ａ，１１ｂからの差分出力
であるアナログ信号Ｓ６ａ，Ｓ６ｂをディジタル信号Ｓ
７ａ，Ｓ７ｂに変換して出力する上記実施の形態１のも
のと同様な２台の信号変換部、４４は信号変換部１２
ａ，１２ｂからのディジタル信号Ｓ７ａ，Ｓ７ｂに基づ
いて後述するように認識対象物８００の体積を求めて、
その体積に応じた判定結果を制御処理部１４に送信する
判定処理部である。

【００４４】次に、この実施の形態３の画像処理装置の
動作を説明する。図９に、この実施の形態３の画像処理
装置における処理を図式化して示す。図において、８０
０は認識対象物を示しており、８１０はカメラ部１１ａ
により下方向（垂直方向）から認識対象物８００を撮像
した際の入力画像、８２０は信号変換部２２ａにより人
工網膜チップ７ａからの入力画像６００ａの出力を２値
化して白と黒とで表示したドットイメージ、８３０は判
定処理部４４においてドットイメージ８２０より求めた
認識対象物８００の下方向からの面積のイメージを示し
ている。

【００４５】また、図中、８４０はカメラ部１１ｂによ
り横方向（水平方向）から認識対象物８００を撮像した
際の入力画像を示しており、８５０は信号変換部２２ｂ
により人工網膜チップ７ｂからの入力画像６００ｂの出
力を２値化して白と黒とで表示した場合のドットイメー
ジ、８６０は判定処理部４４においてドットイメージ８
５０により求めた認識対象物８００の高さのイメージを
示している。

【００４６】このため、この判定処理部４４では、信号
変換部２２ａの出力によリ求めた認識対象物８００の上
下方向からの面積データと、信号変換部２２ｂの出力に
よリ求めた認識対象物８００の横方向の高さデータとを
積算し、さらにこの積算値に人工網膜チップ７ａ，７ｂ
のセンサセルアレイ７１の１センサセルである１ドット
当たりの撮像体積、すなわち人工網膜チップ７ａの１ド
ット当たりの撮像面積と人工網膜チップ７ｂの１ドット
当たりの撮像長さとの積算値を積算することにより、認
識対象物８００の体積を求めることができる。

【００４７】そして、この判定処理部４４では、認識対
象物８００の体積を求めると、予めその認識対象物８０
０の体積に対応してテーブル（図示せず。）等に記憶し
ておいた判定結果を読み出して、制御処理部１４に送信
する。すると、制御処理部１４では、上記実施の形態の
場合と同様に、判定処理部１３からの判定結果に基づい
て、選別機構等の各種アクチュエータに動作信号を送信
するようにする。

【００４８】従って、この実施の形態３の画像処理装置
によれば、上記実施の形態１の画像処理装置と同様のカ
メラ部１１ａ，１１ｂおよび信号変換部２２ａ，１２ｂ
を２つ設け、その２つのカメラ部１１ａ，１１ｂにより
異なる２方向から認識対象物８００を撮像して認識対象
物８００の面積および高さを抽出し、判定処理部４４が
認識対象物８００の体積を求めるようにしたので、上記
実施の形態１〜３の場合と同様に、画像データ加工部を
設ける必要がなくなり、Ｈ／Ｓ量を減少でき、信号変換
部と画像データ加工部との間で大量の画像加工前のディ
ジタル信号の送信処理がなくなるので、データ転送量を
削減することができ、認識対象物の判定処理を高速に行
なうことができると共に、上記実施の形態１〜３による
認識対象物８００の投射面積のみによる判定の場合よ
り、より正確に認識対象物８００を判定することができ
る。

【００４９】実施の形態４．上記実施の形態１〜３で
は、入力画像６００毎にその入力画像６００のうちの認
識対象画像６１０以外の基準ドット桁画像６３０を基準
ドット画像として使用していたため、入力画像６００毎
に明るさが異なっていても認識対象物の形状等を判定で
きるものであった。

【００５０】これに対し、この実施の形態４では、各入
力画像における認識対象画像がほぼ一定の明るさである
ことを前提として、上記実施の形態２を改良したもの
で、上記実施の形態１〜３のようにカメラ部１１が取り
込んだ入力画像６００中において背景となる基準ドット
桁画像６３０と各センサセルである各ドットとの画像信
号の差分出力を求めるようにするものではなく、基準と
する認識対象物を常に撮像して人工網膜チップ７のセン
サセルアレイ７１の半分のセンサセルに常に取り込むよ
うにしたり、あるいは基準とする認識対象物を撮像した
マスタ画像を予め人工網膜チップ７のセンサセルアレイ
７１の半分のセンサセルに取り込んでおき、そのマスタ
画像と、センサセルアレイ７１の残り半分のセルで比較
すべき認識対象物を順次撮像して取り込んだ比較対象画
像との間の面積差異に基づいて認識対象物の形状等を判
定するようにしたことを特徴とするものである。このた
め、上記実施の形態１とは、信号変換部とデータ判定部
との構成や機能が異なるだけなので、これらの異なる点
の構成および動作を中心に説明する。

【００５１】図１０に、この実施の形態４の信号変換部
３２および判定処理部３３の構成を示す。実施の形態４
の信号変換部３２は、３値化処理部３２ａと、カウンタ
３２ｂと、カウンタ制御部３２ｃとから構成されてお
り、３値化処理部３２ａはカメラ部１１の人工網膜チッ
プ７からのドット間の差分出力を後述するように例えば
“１”、“０”、“−１”に３値化してディジタル信号
に変換するものである。また、カウンタ３２ｂは、その
“１”、“０”、“−１”に３値化されたディジタル信
号の値に基づいてインクリメントあるいはデクリメント
して比較対象画像とマスタ画像との面積の差異をドット
数によりカウントしてディジタル信号Ｓ９として出力す
るもの、カウンタ制御部３２ｃはカウンタ３２ｂの出力
等を制御するものである。

【００５２】また、判定処理部３３は、予めマスタ画像
中の基準認識対象画像との面積差異に対応した認識対象
画像６１０の判定結果を記憶しており、カウンタ３２ｂ
からのカウント数に対応した認識対象画像の判定結果を
制御処理部１４に送信するものである。

【００５３】次に、この実施の形態４の画像処理装置の
動作を説明する。

【００５４】図１１に、この実施の形態４の画像処理装
置の動作を示す。まず、この実施の形態４では、カメラ
部１１の人工網膜チップ７が、制御回路７４の制御によ
り、人工網膜チップ７のセンサセルアレイ７１を構成す
るセンサセル群を上下２つに分けて、例えばその下半分
には一定の基準とする認識対象物を撮像したマスタ画像
を常時取り込むようにする一方、その上半分の残りのセ
ンサセル群には認識対象物を含む比較対象画像を取り込
むと共に、比較対象画像を取り込んだセンサセルである
比較対象ドットと、マスタ画像を撮像している基準ドッ
トとの間の画像信号の差分出力をアナログ信号Ｓ１とし
て読み出して信号変換部２に送信する。

【００５５】すると、この実施の形態４の信号変換部３
２では、３値化処理部３２ａが人工網膜チップ７からの
比較対象ドットと基準ドットとの間の画像信号の差分出
力であるアナログ信号Ｓ１を、例えば“１”、“０”、
“−１”に３値化してディジタル信号に変換する（ステ
ップ３００）。

【００５６】図１２に、この実施の形態４の人工網膜チ
ップ７および信号変換部３２における処理を図式化して
示す。図において、７００は、この実施の形態４におい
て、認識対象物を撮像する度に取り込む比較対象画像７
１０と、その比較対象画像７１０と比較するため常時取
り込んでおく固定されたマスタ画像７５０とからなる人
工網膜チップ７への入力画像を示しており、この実施の
形態４では、実行網膜チップ７のセンサセルアレイ７１
のうちそれぞれ上下半分のセンサセルにより撮像される
ものである。７２０は比較対象画像７１０中の認識対象
画像、７３０は比較対象画像７１０中の背景画像、７６
０はマスタ画像７５０中の認識対象画像、７７０は比較
対象画像７５０中の背景画像である。

【００５７】また、図において、Ｄ４は、人工網膜チッ
プ７が上半分のセンサセルにより取り込んだ比較対象画
像７００のうち桁方向１ドット幅で列方向数ドット幅で
あるドット群７４０のセンサセルからの画像信号のデー
タを示しており、Ｄ５は、人工網膜チップ７が入力して
いるマスタ画像７５０のうちでドット群７４０の箇所と
対応するドット群７８０のセンサセルからの画像信号の
データを示している。また、Ｄ６は、人工網膜チップ７
が出力するデータＤ４からデータＤ５を減算して求めた
データＤ４とデータＤ５との間の画像信号の差分出力を
示している。

【００５８】ここで、３値化処理部３２ａの３値化処理
を説明すると、この実施の形態４では、差分出力データ
Ｄ６を人工網膜チップ７から入力して、その差分出力デ
ータを所定のしきい値に基づくレンジＲ４〜Ｒ６によ
り、例えば“１”、“０”、“−１”の３値に変換する
ようにする。

【００５９】つまり、差分出力データＤ６において比較
対象画像７１０とマスタ画像７５０との画像信号がほぼ
等しい０付近のレンジＲ４内のデータは、画像一致とし
て例えば“０”に変換する一方、マスタ画像７５０が背
景画像７５０ｈで比較対象画像７１０が認識対象画像７
１０ｎの場合には、差分出力データＤ６の値が明暗差の
分階調中心付近より＋方向でレンジＲ４より大きいレン
ジＲ５に属することになるので例えば“１”に変換し、
さらに、差分出力データＤ６の値が明暗差の分階調中心
付近より−方向でレンジＲ４より小さいレンジＲ６に属
することになるので、例えば“−１”に変換して、差分
出力データＤ６を３値化することができる。なお、３値
化処理部３２ａは、実施の形態２の２値化処理部２２ａ
と同様に、差分出力データＤ６に応じてレンジＲ４〜Ｒ
６の幅を任意に設定することが可能である。

【００６０】このようにして、信号変換部３２の３値化
処理部３２ａは、カメラ部１１の人工網膜チップ７から
の差分出力データを、それぞれマスタ画像７５０と比較
対象画像７１０との間で認識対象画像７２０，７６０が
一致している場合と、マスタ画像７５０のみ背景画像７
６０（比較対象画像７１０のみ認識対象画像７２０）の
場合と、比較対象画像７１０のみ背景画像７３０（マス
タ画像７５０のみ認識対象画像７５０）の３つの場合を
示す“０”、“１”、“−１”の３値に分別することが
できる。

【００６１】ところで、図１１に戻り、この実施の形態
４の動作を説明すると、続いてカウンタ３２ｂが、３値
化処理部３２ａからの差分出力を“１”、“０”、“−
１”に３値化したディジタル信号を受信すると、マスタ
画像７５０のみ背景画像７７０であることを示す“１”
の信号の場合は１だけインクリメントする一方、比較対
象画像７１０とマスタ画像７５０とで認識対象画像７２
０，７６０が一致していることを示す“０”の信号の場
合はカウントせず、比較対象画像７１０のみが背景画像
７３０であることを示す“−１”の場合には１だけデク
リメントするように動作する（ステップ３１０）。

【００６２】そして、カウンタ３２ｂは、１つの比較対
象画像７１０分のカウント処理が終了すると、カウンタ
制御処理部３２ｃの制御により、１つの比較対象画像７
１０とマスタ画像７５０との間のドット換算の面積差異
であるカウント値をデータ判定部３３に送信する（ステ
ップ３２０）。なお、カウンタ３２ｂのカウント値が正
である場合は、マスタ画像７５０より比較対象画像７１
０のほうが認識対象画像がそのカウント値のドット分だ
け大きい場合を示しており、負である場合は比較対象画
像７１０よりマスタ画像７５０のほうがそのカウント値
のドット分だけ認識対象画像が大きい場合を示している
ことになる。

【００６３】そして、判定処理部３３では、信号変換部
２２から送られてきたカウント値を受信すると、そのカ
ウント値から比較対象画像７１０とマスタ画像７５０と
の間における認識対象物の面積差異を割り出して（ステ
ップ３３０）、その面積差異に対応してテーブル（図示
せず。）等に予め記憶しておいた判定結果を読み出し
て、その判定結果を制御処理部１４に送信する（ステッ
プ３４０）。すると、制御処理部１４では、上記実施の
形態２の場合と同様に、判定処理部１３からの判定結果
に基づいて、選別機構等の各種アクチュエータに動作信
号を送信するようにする。

【００６４】従って、この実施の形態４の画像処理装置
では、人工網膜チップ７の差分出力を利用するようにし
たので、上記実施の形態１〜３の場合と同様に、信号変
換部と判定処理部との間に画像データ加工部を設ける必
要がなくなり、Ｈ／Ｓ量を減少できると共に、信号変換
部と画像データ加工部との間で大量の画像加工前のディ
ジタル信号の送信処理がなくなるので、データ転送量を
削減することができ、認識対象物の判定処理を高速に行
なうことができる。

【００６５】また、特に、この実施の形態４では、人工
網膜チップ７のセンサセルアレイ７１の例えば下半分の
センサセルには常時マスタ画像７５０を取り込ませてお
くとともに、残りの上半分のセンサセルには比較対象画
像７１０を取り込ませて同時に撮像して、そのマスタ画
像７５０と比較対象画像７１０との間で対応するセンサ
セル毎に画像信号の差分出力を出力させ、その差分出力
を３値化してマスタ画像７５０と比較対象画像７１０と
の間で認識対象画像７２０，７６０の面積差異をカウン
タにより求めて、判定処理部３３がその面積差異を示す
カウント数により認識対象画像７２０の面積の判定を行
うようにしたので、上記実施の形態２の場合よりも、判
定処理部３３の判定処理の負担が軽くなり、信号変換部
２２から判定処理部１３へのデータ転送量を減少させる
ことができると共に、判定処理部１３の高速処理が可能
になる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置によれば、入力画像を受光素子群を構成する各受光
素子により取り込むと共に、基準とする受光素子と各受
光素子とを順次指定して基準受光素子と各受光素子との
間の画像信号の差分を受光素子毎にアナログ信号として
出力させ、受光素子毎に出力された基準受光素子と各受
光素子との間の画像信号の差分出力を２値化して入力画
像中の認識対象物を判定するようにしたため、従来技術
のように高解像度の画像アナログ信号を高解像度のディ
ジタル信号に変換した後に２値化する必要がなくなり、
画像判定処理に必要なデータ量を初期段階で削減でき
る。

【００６７】このため、本発明によれば、ハードウェア
もしくはソフトウェア量が減少すると共に、画像加工前
の大量のディジタル信号の送信する必要がなくなるの
で、データ転送量を削減することができ、認識対象物の
判定処理を高速に行なうことができる。

【００６８】また、次の発明では、２値化手段からの２
値化出力中の認識対象物を示す値をカウントするカウン
タを設け、カウンタがカウントした認識対象物を示す値
のカウント数により入力画像中の認識対象物の面積を判
定するようにしたため、カウント結果をデータとして送
信させることにより送信データ量を削減することがで
き、認識対象物の判定処理を高速に行なうことができ
る。

【００６９】また、次の発明では、異なる２方向から認
識対象物を撮像して２方向からの入力画像を取り込み、
それぞれの方向からの基準受光素子と各受光素子との間
の画像信号の差分を受光素子毎に出力させ、各方向から
受光素子毎にそれぞれ出力された基準受光素子と各受光
素子との間の画像信号の差分出力を認識対象物を示す値
と背景部分を示す値との２値に変換し、一の方向からの
認識対象物を示す値をカウントして認識対象物の面積を
検出する一方、他の方向からの認識対象物を示す値によ
り認識対象物の高さを検出して、認識対象物の面積およ
び高さより認識対象部の体積を求めて判定するようにし
たため、ハードウェアもしくはソフトウェア量を減少さ
せることなく、しかも大量の画像加工前のディジタル信
号の送信する必要なく、認識対象物の判定処理を高速に
行なうことができる。

【００７０】また、次の発明では、入力画像として比較
対象画像とマスタ画像とを取り込み、マスタ画像を取り
込んだ受光素子とその受光素子に対応する比較対象画像
を取り込んだ受光素子との間の画像信号の差分を受光素
子毎に出力させ、その画像信号の差分出力をマスタ画像
および比較対象画像中の認識対象物が一致していること
を示す値と、マスタ画像が認識対象物であり比較対象画
像が背景であることを示す値と、比較対象画像が認識対
象物でありマスタ画像が背景であることを示す値との３
値に変換して、その３値化出力に基づいてマスタ画像中
の認識対象物と比較対象画像中の認識対象物との面積差
異を求め、その面積差異により比較対象画像中の認識対
象物を判定するようにしたため、ハードウェアもしくは
ソフトウェア量を減少させることなく、しかも大量の画
像加工前のディジタル信号の送信する必要なく、認識対
象物の判定処理を高速に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像処理装置の実施の形態１の
構成を示す構成図である。

【図２】 実施の形態１の画像処理装置におけるカメラ
部１１の人工網膜チップ７の構成を示す構成図である。

【図３】 実施の形態１の画像処理装置の信号変換部１
２の構成を示す構成図である。

【図４】 実施の形態１の画像処理装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図５】 人工網膜チップ７および信号変換部１２にお
ける処理を図式化して示す説明図である。

【図６】 第２実施の形態における信号変換部２２及び
データ判定部２３を示す説明図である。

【図７】 実施の形態２の画像処理装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図８】 実施の形態３の画像処理装置の全体構成を示
す構成図である。

【図９】 実施の形態３の画像処理装置における処理を
図式化して示す説明図である。

【図１０】 実施の形態４の信号変換部３２および判定
処理部３３の構成を示す構成図である。

【図１１】 実施の形態４の画像処理装置の動作を示す
フローチャートである。

【図１２】 実施の形態４の人工網膜チップ７および信
号変換部３２における処理を図式化して示す説明図であ
る。

【図１３】 従来の画像処理装置の構成を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１１，１１ａ，１１ｂ カメラ部、１２，２２，３２
信号変換部、１２ａ，２２ａ ２値化処理部(２値化手
段)、１２ｂ メモリ、１２ｃ メモリ制御部、２２
ｂ，２２ｃ カウンタ、２２ｃ，３２ｃ カウンタ制御
部、３２ａ ３値化処理部、１３，２３，３３ 判定処
理部（判定処理手段）、１４ 制御処理部、７，７ａ，
７ｂ 人工網膜チップ（画像信号差分出力手段） ７１
センサセルアレイ（受光素子群） ６００，７００，
８１０，８４０ 入力画像、６１０認識対象画像、６２
０ 背景画像。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光素子群を有し、その受光素子群によ
   り認識対象物を撮像した認識対象画像とそれ以外の背景
   画像とからなる入力画像を取り込むと共に、上記受光素
   子群のうち特定の基準受光素子と順次指定する各受光素
   子との間の画像信号の差分を当該各受光素子毎に出力す
   る画像信号差分出力手段と、 上記画像信号差分出力手段から受光素子毎に出力された
   上記基準受光素子と各受光素子との間の画像信号の差分
   出力を上記認識対象画像を示す値と上記背景画像を示す
   値とに２値化して出力する２値化手段と、 上記２値化手段からの２値化出力に基づいて上記入力画
   像中の認識対象物を判定する判定処理手段と、 を具備することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 さらに、上記２値化手段からの２値化出
   力を入力して、その２値化出力のうち認識対象物を示す
   値をカウントするカウンタを設け、 判定処理手段は、上記カウンタがカウントした認識対象
   物を示す値のカウント数により上記入力画像中の認識対
   象物を判定する、ことを特徴とする請求項１記載の画像
   処理装置。
3. 【請求項３】 画像信号差分出力手段と２値化手段とを
   それぞれ２台設け、 上記２台の画像信号差分出力手段がそれぞれ異なる方向
   から認識対象物を撮像して異なる方向からの入力画像を
   取り込むと共に、それぞれ基準受光素子と各受光素子と
   の間の画像信号の差分を受光素子毎に出力し、 上記２台の２値化手段は、それぞれ上記画像信号差分出
   力手段によって上記２台の画像信号差分出力手段から受
   光素子毎にそれぞれ出力された上記基準受光素子と各受
   光素子との間の画像信号の差分出力を認識対象物を示す
   値と背景部分を示す値との２値に変換し、 判定処理手段は、上記２台の２値化手段によって２値化
   された上記２台の画像信号差分出力手段からの差分出力
   に基づいて、一方向からみた上記認識対象物の投射面積
   を検出する一方、他方向からみた認識対象物の高さを検
   出し、その認識対象物の面積および高さにより認識対象
   部の体積を求めて、上記入力画像中の認識対象物を判定
   する、ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 受光素子群を有し、その受光素子群のう
   ちの一部の受光素子により認識対象物を撮像した認識対
   象画像とそれ以外の背景画像とからなる比較対象画像を
   取り込む一方、上記受光素子群のうちの残りにより基準
   とする認識対象物を撮像した基準認識対象画像とそれ以
   外の背景画像とからなるマスタ画像を取り込むと共に、
   上記受光素子群のうち上記比較対象画像を取り込んだ上
   記一部の受光素子と、その受光素子に対応する上記マス
   タ画像を取り込んだ上記残りの受光素子とを順次指定し
   てその間の画像信号の差分を出力する画像信号差分出力
   手段と、 上記画像信号差分出力手段から出力される上記比較対象
   画像を取り込んだ上記一部の受光素子と上記マスタ画像
   を取り込んだ上記残りの受光素子との間の画像信号の差
   分出力を、マスタ画像と比較対象画像との間で認識対象
   物が一致している場合を示す値と、マスタ画像が比較対
   象画像であり入力画像が背景画像である場合を示す値
   と、比較対象画像が認識対象画像でありマスタ画像が背
   景画像である場合を示す値とに３値化して出力する３値
   化手段と、 上記３値化手段からの３値化出力に基づいて上記マスタ
   画像中の認識対象画像と上記比較対象画像中の基準認識
   対象画像との面積差異を求め、その面積差異により上記
   比較対象画像中の認識対象物を判定することを特徴とす
   る判定処理手段と、 を具備することを特徴とする画像処理装置。