【発明の詳細な説明】
予め決められた色の検出方法および装置
本発明は、アナログビデオ技術を利用した色感応ＣＣＤ（電荷結合素子）アレ
イからの信号内における予め決められた色の検出方法に関し、この信号は、全て
の可視色を生成するのに組み合わされ得る別々な３つのスペクトル帯における強
度の大きさを構成している。
また、本発明は、本発明に基づく方法を成し遂げるための装置に関する。
例えば、ある形式の色分析を行なうなどして、照明された物品の色を決定する
多くの試みが現在行なわれている。こうした色分析を行なう一つの方法として、
反射光がプリズムを通過できるようにすることで、その光をスペクトル色に分割
するものがある。予め決められた係数の変化する数で、スペクトル色成分を重み
ずけ（Weighting）するので、照明された物品の色がどのようなものであるかを
、統計的に高度な確率で決定できる。この方法は、それ自体が良い結果を示し、
極めて多数の色を決定することが可能であるが、多くの場合は統計的な数値を求
めるのに、データ処理機能に呼び出す必要があるので、相当複雑で高価なものと
なる。
本発明の目的は、アナログビデオ技術を利用した色感応ＣＣＤアレイの信号か
ら、照明された物品が所定の予め決められた色を有しているか否かを簡単に検出
できる方法を提供することにある。この目的は、予め決められた色に対応する上
方と下方の間隔限界が各々のスペクトル帯に対し決められ、各スペクトル帯の強
度に対応する信号が前記間隔限界と比較され、これにより許容される間隔の範囲
内に信号がある時に、各スペクトル帯に対し指示が行なわれ、予め決められた色
が検出されたか否かを出力信号が示すことで達成される。
本発明による方法の特有な特徴とは、予め決められた色に関係した調整により
、検出処理が行なわれている状態に間隔限界が決められることにある。
本発明による方法のさらに特有な特徴とは、許容される間隔の範囲内に、
スペクトル帯に対する信号があるという視覚的な指示が、光信号により行なわれ
ることにある。
この方法は各々の色に対し繰り返されるので、無限の色を検出することができ
る。
本発明の更なる目的は、色感応ＣＣＤアレイからの信号内における予め決めら
れた色を検出する装置を提供することにあり、この信号は、少なくとも別々な３
つのスペクトル帯における強度の大きさを構成しており、全ての可視色を生成す
るのに組み合わされ得る。この装置は、各々のスペクトル帯に対して予め決めら
れた限界に対応する上方と下方の間隔限界を決めるのに設定手段が設けられ、Ｃ
ＣＤアレイに機能的に接続される比較装置が、各スペクトル帯の強度に対応した
信号を前記間隔限界と比較できるように配置され、前記比較装置に機能的に接続
される手段が、スペクトル帯に対する信号が許容される間隔の範囲内にある時に
指示するように配置され、正しい色が検出されたかどうかを指示する出力信号を
出すのに、装置が配置されることを特徴とする。
以下、本発明は特有の実施態様に基づいて、より詳細に説明されるであろう。
本発明の理解を容易にするために、添付図面は、本発明による装置をブロック図
として示している。
本発明による装置は、好ましくは比較的高速でコンベヤ通路を通過する検出品
に対して利用される。この物品は、例えばごみ袋のことがあるが、他のあらゆる
種類の検出品も可能である。
物品は、その物品が特有の色を有するか否かを確立するために、予め決められ
た色の光、好ましくは白色光で照明される。アナログビデオ技術を利用したＣＣ
Ｄアレイ１は、物品に向けられており、その出力信号は別々な３つのスペクトル
帯に検出される光の表現を構成している。現在では、物品により反射された光を
検出するには、ビデオカメラを用いるのが適当と思われる。利用するカメラの種
類は、本発明を限定するものではない。カメラ１は、例えば、赤，緑，青の３つ
の異なるスペクトル帯に色を分割するが、スペクト
ル帯の各々は、それ自体が別々の波長域を表わしていると共に、全ての様々なス
ペクトル色を概ね作り出せるように、組み合わすことができる。カメラ１からの
出力信号は、各スペクトル帯における強度に対応する３つの電気信号からなる。
これらの信号はアナログであるが、このことは、各スペクトル帯に対する信号レ
ベルが、０から最高レベルに変動することを意味する。本発明に基づく装置２は
、カメラからの出力信号を受け取るものである。
本発明の装置２は、装置が利用される環境に組み立てられるべきである。これ
は例えば、コンベヤベルト上を移動する物品の検出に装置を利用する時には、間
隔限界が設定される前に、コンベヤベルトによりカメラが動作されるコンベヤベ
ルトの側部位置に、カメラ１が取り付けられるようになることを意味する。カメ
ラが、コンベヤベルトが動作される時と同じ間隔限界が設定される時の状態にな
ければならないことを除けば、本発明による装置２を動かせることが理解されよ
う。仮に、カメラ周囲の条件が変更するならば、間隔限界の設定も変更しなけれ
ばならない。
本発明による装置２が、検出されるべき色に設定されると、上述した電気信号
のレベルは、その信号レベルに関して処理される間隔に対して、間隔限界を決め
るのに用いられる。このレベルは、各スペクトル帯に対し同様の方法にて決めら
れる。
この機能が設定手段３で起動されるようになると、設定を行なうことが可能に
なる。特に本発明による装置の実施態様によれば、異なるスペクトル帯に対応す
る各信号に対して、２つの電位差計が用いられる。各対における一方の電位差計
は、許容される信号の最小値に設定されると共に、他方の電位差計は許容される
信号の最大値に設定される。これにより、各電位差計はそれらの最終設定値に初
期設定されることになる。本発明の装置２は、上方および下方の各限界値に各色
信号の関係を指示する手段５を含んでいる。
該実施態様では、発光ダイオードを用いる。この発光ダイオードは、光信号に
より、信号が一定の範囲内にあるか否かを表示するものであり、それによって設
定処理を容易にする。こうした方法で各々の可視色を設定できるので、各電位差
計がそれらの最終設定値に設定されると、発光ダイオードは信
号が電位差計によって決められた間隔にあることを表示する。電位差計により決
められた間隔、すなわち、一定の色に対する限界値が減少することによって、予
め決められた色に対してのみ出力信号を出すように装置を適合させることができ
る。間隔限界が検出されていることを発光ダイオードが表示している場合、これ
らの限界値は、前記設定機能が再起動されるまで、さらに変動することのないよ
うに固定される。
極めて特別な色が重要となる場合は、間隔を非常に狭く、すなわち、低いレベ
ルを上方に調整し、高いレベルを下方に調整しなければならない。仮に、例えば
白色光の検出を望むならば、様々なスペクトル帯に対応する各信号は、本質的に
同じでなければならない。赤−緑−青の各信号の場合は、赤，緑若しくは青の波
長域を示す各信号に対する間隔限界が、全反射光の１／３を示す値周辺の間隔に
なっていなければならない。許容される最高および最低の間隔限界は、互いに極
めて限られたものでなければならない。対照的に、検出される色が完全な色スケ
ールでもよい場合は、許容される間隔を増加することが可能になる。
特別な実施態様では、多数の入力像の平均値を算出することによって、一定の
色が正しく検出されたという確実性を増加させることが可能になる。この方法で
は、例えば物品上の望ましくない影により、色の変化が検出される物品に起こっ
た時に、システムの精度を増加させることができる。このため、検査される物品
に一定の色品質を要求することは、それほど重要なことではない。
予め決められた色が検出されると、カメラ１から受け取った信号は、設定手段
３に記憶された間隔限界と比較装置４で比較される。仮に、カメラ信号がこの間
隔の範囲内に入っているならば、比較装置４から適切な出力信号が受け取られる
。この出力信号は、信号が望ましい色すなわち色間隔に一致するならば、光信号
を出す装置５に供給される。検出の処理が発生しているときの速度は、カメラの
入力速度に依存する。これは、入力速度を増加させると、検出速度を増加できる
ことを意味する。本発明による装置からの出力信号は、好ましくは２値であって
、例えば開閉リレーにより、多くの様々な方
法で生成することができる。出力信号は、正確な色の物品がカメラの前に配置さ
れていたか否かについての表示であり、さらに、着色された物品の処理は、この
出力信号に基礎を置くことができる。
仮に、本発明による装置２に対する入力信号が、スペクトル帯に分割された信
号から構成されるものではなく、全色の混合を含む信号で構成される場合、本発
明の装置はその入力側にアダプタを備えることがある。このアダプタは、到来す
る各スペクトルを分析しフィルターにかけることで、到来する信号を少なくとも
別々な３つのスペクトル帯に分割できる。本発明による装置は、その後上述した
ように、入力信号が一定の決められた色を表わしているか否かを確立するのに用
いられる。
本発明に基づく方法により、上方および下方の各間隔限界が、予め決められた
各色に対するスペクトル帯の各部に対し決められるという結果から、複数の予め
決められた色を検出することも可能になる。
複数の予め決められた色を検出する本発明による方法を達成する装置は、各々
の色、すなわち、各色に対する電位差計の組立てに対し、設定手段３を含んでい
る。これらの電位差計は上述の方法にて、スペクトル帯の各部に対し予め決めら
れた色に適合される上方および下方の各間隔限界を指示するために用いられる。
これは例えば、２つの予め決められた色を検出する装置の場合には、１つの予め
決められた色すなわち色スケールを検出する装置の際に必要な数に関連して、電
位差計の数を２倍にしなければならず、３つの色を検出する装置の場合には、相
応して電位差計の数が３倍必要になることを意味する。同様に、複数の予め決め
られた色を検出する本発明による装置では、各色に対し決められた間隔限界との
比較を行なうのに、比較装置４が配置される。複数の色を検出するこの装置によ
ってもたらされる特徴は、予め決められた色すなわち色スケールを検出する上述
の見地からして、当業者にとって自明である。比較的大多数の色に対して、別々
に間隔限界の設定を容易にするために、当業者において公知に用いられるマイク
ロコンピュータが、好ましくは使用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Method and apparatus for detecting a predetermined color
The present invention relates to a color-sensitive CCD (charge coupled device) array utilizing analog video technology.
For the method of detecting a predetermined color in the signal from A, this signal
In three distinct spectral bands that can be combined to produce the visible colors of
Make up the magnitude of the degree.
The invention also relates to an apparatus for performing the method according to the invention.
Determine the color of the illuminated article, for example, by performing some form of color analysis
Many attempts are currently underway. One way to do this color analysis is
Splitting the reflected light into spectral colors by allowing the reflected light to pass through the prism
There is something to do. Weights spectral color components with a varying number of predetermined coefficients
Weighting allows you to determine the color of the illuminated item
, Can be determined with a statistically high probability. This method has shown itself good results,
It is possible to determine a very large number of colors, but in most cases a statistical figure is required.
Need to call into the data processing functions, which is quite complex and expensive.
Become.
An object of the present invention is to determine whether a signal of a color-sensitive CCD array using analog video technology is used.
Easily detect whether the illuminated article has a predetermined color
It is to provide a method that can be performed. The purpose is to correspond to a predetermined color.
The lower and upper spacing limits are determined for each spectral band and the intensity of each spectral band
The signal corresponding to the degree is compared to the interval limit, thereby allowing the range of the interval
When there is a signal inside, an instruction is given for each spectral band, and a predetermined color
Is achieved by indicating in the output signal whether or not is detected.
A particular feature of the method according to the invention is that it is provided by a predetermined color-related adjustment.
That is, the interval limit is determined in a state where the detection process is being performed.
A further particular feature of the method according to the invention is that, within the allowed intervals,
A visual indication that there is a signal for the spectral band is provided by the optical signal.
It is to be.
This method is repeated for each color, so that infinite colors can be detected.
You.
It is a further object of the present invention to provide a method for determining predetermined values in a signal from a color sensitive CCD array.
In order to provide a device for detecting the shifted colors, this signal being at least three separate.
The magnitude of the intensity in one spectral band and produce all visible colors.
Can be combined. The instrument is pre-defined for each spectral band.
Setting means are provided for determining upper and lower spacing limits corresponding to the set limits;
A comparison device operatively connected to the CD array corresponds to the intensity of each spectral band.
Arranged so that the signal can be compared to the interval limit and operatively connected to the comparison device
Means that the signal for the spectral band is within the allowed interval
An output signal is placed to indicate whether the correct color has been detected.
It is characterized by the fact that the device is arranged for dispensing.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific embodiments.
To facilitate the understanding of the present invention, the accompanying drawings show a block diagram of the device according to the invention.
As shown.
The device according to the invention is preferably for detecting articles passing through a conveyor path at relatively high speed.
Used for This article may be, for example, a garbage bag, but any other
Different types of detection products are also possible.
The article is predetermined to establish whether the article has a particular color.
Illuminated with light of different colors, preferably white light. CC using analog video technology
The D array 1 is directed to an article, the output signal of which is separated into three separate spectra.
It constitutes the representation of the light detected in the band. Currently, the light reflected by the article
For detection, it seems appropriate to use a video camera. Type of camera used
Classes are not limiting of the invention. Camera 1 has, for example, three colors of red, green, and blue.
Splits the colors into different spectral bands
Each band represents a separate wavelength range, and all the different bands
Combinations can be made to create almost any vector color. From camera 1
The output signal consists of three electrical signals corresponding to the intensity in each spectral band.
These signals are analog, which means that the signal level for each spectral band
It means that the bell varies from 0 to the highest level. The device 2 according to the invention is
, For receiving output signals from the camera.
The device 2 of the present invention should be assembled in the environment in which the device will be used. this
For example, when using the device to detect articles moving on a conveyor belt,
The conveyor belt on which the camera is operated by the conveyor belt before the separation limit is set
This means that the camera 1 can be attached to the side position of the camera. turtle
Is in the condition when the same spacing limit is set as when the conveyor belt is operated.
It will be appreciated that the device 2 according to the invention can be operated except that it has to be done.
U. If the conditions around the camera change, the interval limit setting must also be changed.
Must.
When the device 2 according to the invention is set to the color to be detected, the electrical signal
Level sets the interval limit for the interval processed for that signal level
Used to This level is determined in a similar manner for each spectral band.
It is.
When this function is started by the setting means 3, the setting can be performed.
Become. In particular, according to an embodiment of the device according to the invention, it corresponds to different spectral bands.
Two potentiometers are used for each signal. One potentiometer in each pair
Is set to the minimum of the signal allowed and the other potentiometer is allowed
Set to the maximum value of the signal. This allows each potentiometer to initially set to their final setting.
Will be set. The device 2 of the present invention provides each color at the upper and lower limits.
Means 5 for indicating the relationship between signals is included.
In this embodiment, a light emitting diode is used. This light emitting diode is
Indicates whether the signal is within a certain range or not.
Facilitates routine processing. Each potential color can be set in this way, so each potential difference
When the meters are set to their final settings, the light emitting diodes
Indicates that the signal is at the interval determined by the potentiometer. Determined by potentiometer
The reduced spacing, i.e. the threshold for a given color,
The device can be adapted to produce output signals only for defined colors.
You. If the light emitting diode indicates that an interval limit has been detected, this
These limits will not change further until the setting function is restarted.
Fixed.
If very special colors are important, the spacing should be very small, i.e. low levels.
Level must be adjusted upwards, and high levels must be adjusted downwards. For example,
If one desires to detect white light, each signal corresponding to a different spectral band is essentially a signal
Must be the same. For red-green-blue signals, red, green or blue waves
The interval limit for each signal indicating the long range is set to the interval around the value indicating 1/3 of the total reflected light.
Must be. The maximum and minimum allowable interval limits are
At the very least. In contrast, the detected color is a perfect color scale.
If this is the case, the allowed intervals can be increased.
In particular embodiments, by calculating the average of multiple input images, a constant
It is possible to increase the certainty that the color has been correctly detected. using this method
Occurs on an article where a color change is detected, for example, due to an unwanted shadow on the article.
At the same time, the accuracy of the system can be increased. For this reason, the goods to be inspected
It is not so important to require a certain color quality.
When a predetermined color is detected, a signal received from the camera 1 is sent to a setting unit.
3 is compared with the interval limit stored in 3. If the camera signal is
If so, an appropriate output signal is received from the comparison device 4
. This output signal is an optical signal if the signal matches the desired color or color spacing.
Is supplied to a device 5 for producing The speed at which the detection process is taking place
Depends on input speed. This means that increasing the input speed can increase the detection speed
Means that. The output signal from the device according to the invention is preferably binary
Many different people, for example, with switching relays
Can be generated by the method. The output signal indicates that the correct color item is placed in front of the camera.
Is an indication of whether or not the item has been
Can be based on output signal.
Suppose that the input signal to the device 2 according to the invention is a signal divided into spectral bands.
If the signal is not composed of signals but composed of signals containing a mixture of all colors,
The disclosed device may have an adapter on its input side. This adapter comes
By analyzing and filtering each spectrum, the incoming signal is at least
It can be divided into three separate spectral bands. The device according to the invention has since been described above.
To establish whether the input signal is representative of a certain defined color.
Can be.
By means of the method according to the invention, the upper and lower interval limits are predetermined.
As a result of being determined for each part of the spectral band for each color, several
It is also possible to detect a predetermined color.
An apparatus for achieving the method according to the invention for detecting a plurality of predetermined colors comprises:
The setting means 3 is included for each color, ie, for assembling the potentiometer for each color.
You. These potentiometers are predetermined for each part of the spectral band in the manner described above.
It is used to indicate the upper and lower interval limits that are adapted to a given color.
This is, for example, in the case of a device for detecting two predetermined colors, one
In relation to the required number of devices for detecting a defined color or color scale,
The number of potentiometers must be doubled and in the case of devices detecting three colors,
This means that the number of potentiometers is correspondingly required three times. Similarly, multiple predetermined
In the device according to the invention for detecting a given color, the defined spacing limit for each color is
A comparison device 4 is provided for performing the comparison. This device detects multiple colors.
The feature that is brought about is to detect a predetermined color or color scale.
Is obvious to those skilled in the art from the viewpoint of Separate for a relatively large majority of colors
Microphones known to those of ordinary skill in the art to facilitate
A computer is preferably used.