JPH118798A - Ｃｃｄカメラシステムおよび画像処理方法 - Google Patents
Ｃｃｄカメラシステムおよび画像処理方法Info
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- JPH118798A JPH118798A JP9159961A JP15996197A JPH118798A JP H118798 A JPH118798 A JP H118798A JP 9159961 A JP9159961 A JP 9159961A JP 15996197 A JP15996197 A JP 15996197A JP H118798 A JPH118798 A JP H118798A
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単かつ安価な構成で、撮像対象の寸法や形
状を、より高精度に識別できるＣＣＤカメラシステムお
よび画像処理方法を提供する。 【解決手段】 ２次元に配置された複数のＣＣＤ画素を
備えるＣＣＤカメラを用いて撮像対象を撮像する。そし
て、ＣＣＤカメラの撮像結果に基づいて、当該撮像結果
に応じた画像を分割して得られる複数の分割領域を規定
する（Ｓ５）。分割領域に対応するＣＣＤ画素が検出し
た照度の平均値を求め、当該平均値からしきい値を求め
る（Ｓ６）。次に、分割領域に対応する各ＣＣＤ画素が
検出した照度のうち、前記しきい値に近い照度を持つＣ
ＣＤ画素を境界候補に決定する（Ｓ７）。次に、境界候
補のＣＣＤ画素が検出した照度と、その周囲に配置され
たＣＣＤ画素が検出した照度と、前記しきい値とから、
照度補間を行う（Ｓ８）。次に、この照度補間の結果か
ら、前記撮像結果に応じた画像に含まれる外形の画像の
境界座標を求める（Ｓ９）。
状を、より高精度に識別できるＣＣＤカメラシステムお
よび画像処理方法を提供する。 【解決手段】 ２次元に配置された複数のＣＣＤ画素を
備えるＣＣＤカメラを用いて撮像対象を撮像する。そし
て、ＣＣＤカメラの撮像結果に基づいて、当該撮像結果
に応じた画像を分割して得られる複数の分割領域を規定
する（Ｓ５）。分割領域に対応するＣＣＤ画素が検出し
た照度の平均値を求め、当該平均値からしきい値を求め
る（Ｓ６）。次に、分割領域に対応する各ＣＣＤ画素が
検出した照度のうち、前記しきい値に近い照度を持つＣ
ＣＤ画素を境界候補に決定する（Ｓ７）。次に、境界候
補のＣＣＤ画素が検出した照度と、その周囲に配置され
たＣＣＤ画素が検出した照度と、前記しきい値とから、
照度補間を行う（Ｓ８）。次に、この照度補間の結果か
ら、前記撮像結果に応じた画像に含まれる外形の画像の
境界座標を求める（Ｓ９）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤカメラシス
テムおよび画像処理方法に関する。
テムおよび画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、Ｏリングなどの製品検査を行う
場合に、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) カメラを用い
て、製品の寸法および形状などを測定することがある。
ＣＣＤカメラは、例えば、光を信号電荷に変換するマト
リクス状に配置された複数のＣＣＤ素子を備えている。
ＣＣＤカメラでは、ＣＣＤ素子が撮像対象からの光を受
光し、各ＣＣＤ素子において、単位時間当たりの受光量
を信号電荷に変換する。そして、全てのＣＣＤ素子から
の信号電荷を、シフトレジスタで転送した後に量子化し
て、撮像対象に応じたビデオ信号を生成する。ここで、
各ＣＣＤ素子における受光結果は、ＣＣＤ素子が位置す
る領域の明るさを平均化したものに相当し、ビデオ信号
によって示される画像は、ＣＣＤ素子の受光結果に応じ
た明るさを、各ＣＣＤ素子の配置に応じて組み合わせた
ものとなる。
場合に、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) カメラを用い
て、製品の寸法および形状などを測定することがある。
ＣＣＤカメラは、例えば、光を信号電荷に変換するマト
リクス状に配置された複数のＣＣＤ素子を備えている。
ＣＣＤカメラでは、ＣＣＤ素子が撮像対象からの光を受
光し、各ＣＣＤ素子において、単位時間当たりの受光量
を信号電荷に変換する。そして、全てのＣＣＤ素子から
の信号電荷を、シフトレジスタで転送した後に量子化し
て、撮像対象に応じたビデオ信号を生成する。ここで、
各ＣＣＤ素子における受光結果は、ＣＣＤ素子が位置す
る領域の明るさを平均化したものに相当し、ビデオ信号
によって示される画像は、ＣＣＤ素子の受光結果に応じ
た明るさを、各ＣＣＤ素子の配置に応じて組み合わせた
ものとなる。
【０００３】以下、ＣＣＤカメラの各ＣＣＤ画素の受光
結果と、モニタ上の表示との関係について説明する。図
１０は、ＣＣＤ画素の受光結果とモニタ上の表示との関
係を説明するための図である。図１０（Ａ）に示すＣＣ
Ｄカメラ１には、図１０（Ｂ）に示すように、例えば３
０万個のＣＣＤ素子が４８０（ｘ）×６４０（ｙ）のマ
トリクス状に配置されている。ここで、例えば、３０万
個のＣＣＤ画素が配置された領域のｘ方向は４．８ｍｍ
であり、ｙ方向は６．４ｍｍである。
結果と、モニタ上の表示との関係について説明する。図
１０は、ＣＣＤ画素の受光結果とモニタ上の表示との関
係を説明するための図である。図１０（Ａ）に示すＣＣ
Ｄカメラ１には、図１０（Ｂ）に示すように、例えば３
０万個のＣＣＤ素子が４８０（ｘ）×６４０（ｙ）のマ
トリクス状に配置されている。ここで、例えば、３０万
個のＣＣＤ画素が配置された領域のｘ方向は４．８ｍｍ
であり、ｙ方向は６．４ｍｍである。
【０００４】図１０（Ｃ）に示すように、ＣＣＤカメラ
１では、１個のＣＣＤ素子に、撮像対象の形状に応じて
た照度ｂｒ１の領域２と照度ｂｒ２の領域３とが生じた
場合に、下記式（１）に基づいて、領域２の照度ｂｒ１
および面積αと、領域３の照度ｂｒ１および面積（１−
α）とから、領域２と領域３の照度をＣＣＤ素子の占有
領域全体で平準化した照度ｄを当該ＣＣＤ素子の受光結
果としてビデオ信号が生成される。その結果、このビデ
オ信号をそのまま用いてモニタ表示を行うと、モニタ上
に図１０（Ｄ）に示すような表示がされる。
１では、１個のＣＣＤ素子に、撮像対象の形状に応じて
た照度ｂｒ１の領域２と照度ｂｒ２の領域３とが生じた
場合に、下記式（１）に基づいて、領域２の照度ｂｒ１
および面積αと、領域３の照度ｂｒ１および面積（１−
α）とから、領域２と領域３の照度をＣＣＤ素子の占有
領域全体で平準化した照度ｄを当該ＣＣＤ素子の受光結
果としてビデオ信号が生成される。その結果、このビデ
オ信号をそのまま用いてモニタ表示を行うと、モニタ上
に図１０（Ｄ）に示すような表示がされる。
【０００５】
【数１】 ｄ＝ｂｒ１×α＋ｂｒ２×（１−α） …（１）
【０００６】従って、例えば、図１２（Ａ）に示すよう
に３０万画素のＣＣＤカメラを用いて図１１に示す形状
の物体を撮像した場合と、図１２（Ｂ）に示すように１
００万画素のＣＣＤカメラを用いて図１１に示す形状の
物体を撮像した場合とでは、モニタ上に表示される画像
の形状が異なる。従来では、ＣＣＤカメラ１からのビデ
オ信号を、そのまま用いて、撮像対象の寸法検査や形状
測定を行っている。
に３０万画素のＣＣＤカメラを用いて図１１に示す形状
の物体を撮像した場合と、図１２（Ｂ）に示すように１
００万画素のＣＣＤカメラを用いて図１１に示す形状の
物体を撮像した場合とでは、モニタ上に表示される画像
の形状が異なる。従来では、ＣＣＤカメラ１からのビデ
オ信号を、そのまま用いて、撮像対象の寸法検査や形状
測定を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＣＣ
Ｄカメラ１では、ＣＣＤカメラ１からのビデオ信号をそ
のまま用いて撮像対象の形状測定などを行っているた
め、その精度は、各ＣＣＤ素子の面積に対応しており、
その撮像結果をそのまま用いたのでは、ＣＣＤ素子の面
積以下の寸法および形状は識別できない。そのため、従
来では、識別しようとする寸法や形状の大きさよりも、
小さい面積を持つＣＣＤ素子を組み込んだＣＣＤカメラ
を用いている。しかしながら、ＣＣＤ素子の面積を小さ
くするほど、ＣＣＤカメラの構成は複雑化かつ高価格化
するという問題がある。
Ｄカメラ１では、ＣＣＤカメラ１からのビデオ信号をそ
のまま用いて撮像対象の形状測定などを行っているた
め、その精度は、各ＣＣＤ素子の面積に対応しており、
その撮像結果をそのまま用いたのでは、ＣＣＤ素子の面
積以下の寸法および形状は識別できない。そのため、従
来では、識別しようとする寸法や形状の大きさよりも、
小さい面積を持つＣＣＤ素子を組み込んだＣＣＤカメラ
を用いている。しかしながら、ＣＣＤ素子の面積を小さ
くするほど、ＣＣＤカメラの構成は複雑化かつ高価格化
するという問題がある。
【０００８】本発明は、上述した従来技術に鑑みてなさ
れ、簡単かつ安価な構成で、撮像対象の寸法や形状を、
より高精度に識別できるＣＣＤカメラシステムおよび画
像処理方法を提供することを目的とする。
れ、簡単かつ安価な構成で、撮像対象の寸法や形状を、
より高精度に識別できるＣＣＤカメラシステムおよび画
像処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
ＣＣＤカメラシステムは、２次元に配置された複数のＣ
ＣＤ画素を備えるＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラの
撮像結果に基づいて、当該撮像結果に応じた画像を分割
して得られる複数の分割領域を規定する分割領域規定手
段と、前記分割領域に対応するＣＣＤ画素が検出した照
度の平均値を求め、当該平均値からしきい値を求めるし
きい値生成手段と、前記分割領域に対応する各ＣＣＤ画
素が検出した照度のうち、前記しきい値に近い照度を持
つＣＣＤ画素を境界候補とする境界候補決定手段と、前
記境界候補のＣＣＤ画素が検出した照度と、その周囲に
配置されたＣＣＤ画素が検出した照度と、前記しきい値
とから、照度補間を行なう照度補間手段と、前記照度補
間の結果から、前記撮像結果に応じた画像に含まれる外
形の画像の境界座標を求める境界座標生成手段とを有す
る。
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
ＣＣＤカメラシステムは、２次元に配置された複数のＣ
ＣＤ画素を備えるＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラの
撮像結果に基づいて、当該撮像結果に応じた画像を分割
して得られる複数の分割領域を規定する分割領域規定手
段と、前記分割領域に対応するＣＣＤ画素が検出した照
度の平均値を求め、当該平均値からしきい値を求めるし
きい値生成手段と、前記分割領域に対応する各ＣＣＤ画
素が検出した照度のうち、前記しきい値に近い照度を持
つＣＣＤ画素を境界候補とする境界候補決定手段と、前
記境界候補のＣＣＤ画素が検出した照度と、その周囲に
配置されたＣＣＤ画素が検出した照度と、前記しきい値
とから、照度補間を行なう照度補間手段と、前記照度補
間の結果から、前記撮像結果に応じた画像に含まれる外
形の画像の境界座標を求める境界座標生成手段とを有す
る。
【００１０】また、本発明のＣＣＤカメラシステムは、
好ましくは、前記ＣＣＤカメラは、撮像対象の背後から
光を照射した状態で、撮像対象を撮像し、前記境界候補
決定手段は、前記分割領域に対応する各ＣＣＤ画素が検
出した照度のうち、前記しきい値以上の照度を持つＣＣ
Ｄ画素を境界候補とする
好ましくは、前記ＣＣＤカメラは、撮像対象の背後から
光を照射した状態で、撮像対象を撮像し、前記境界候補
決定手段は、前記分割領域に対応する各ＣＣＤ画素が検
出した照度のうち、前記しきい値以上の照度を持つＣＣ
Ｄ画素を境界候補とする
【００１１】また、本発明のＣＣＤカメラシステムは、
好ましくは、前記分割領域規定手段において規定された
複数の分割領域のそれぞれについて、前記しきい値生成
手段、前記境界候補決定手段、照度補間手段および境界
座標生成手段における処理をそれぞれ行う。
好ましくは、前記分割領域規定手段において規定された
複数の分割領域のそれぞれについて、前記しきい値生成
手段、前記境界候補決定手段、照度補間手段および境界
座標生成手段における処理をそれぞれ行う。
【００１２】また、本発明のＣＣＤカメラシステムは、
好ましくは、前記複数の分割領域のそれぞれについて求
められた前記境界座標から、前記撮像結果に応じた画像
に含まれる外形の画像の形状あるいは寸法を識別する。
好ましくは、前記複数の分割領域のそれぞれについて求
められた前記境界座標から、前記撮像結果に応じた画像
に含まれる外形の画像の形状あるいは寸法を識別する。
【００１３】また、本発明の画像処理方法では、２次元
に配置された複数のＣＣＤ画素を備えるＣＣＤカメラを
用いて撮像対象を撮像し、前記ＣＣＤカメラの撮像結果
に基づいて、当該撮像結果に応じた画像を分割して得ら
れる複数の分割領域を規定し、前記分割領域に対応する
ＣＣＤ画素が検出した照度の平均値を求め、当該平均値
からしきい値を求め、前記分割領域に対応する各ＣＣＤ
画素が検出した照度のうち、前記しきい値に近い照度を
持つＣＣＤ画素を境界候補に決定し、前記境界候補のＣ
ＣＤ画素が検出した照度と、その周囲に配置されたＣＣ
Ｄ画素が検出した照度と、前記しきい値とから、照度補
間を行ない、当該照度補間の結果から、前記撮像結果に
応じた画像に含まれる外形の画像の境界座標を求め、当
該境界座標から、前記撮像結果に応じた画像に含まれる
外形の画像の形状あるいは寸法を識別する。
に配置された複数のＣＣＤ画素を備えるＣＣＤカメラを
用いて撮像対象を撮像し、前記ＣＣＤカメラの撮像結果
に基づいて、当該撮像結果に応じた画像を分割して得ら
れる複数の分割領域を規定し、前記分割領域に対応する
ＣＣＤ画素が検出した照度の平均値を求め、当該平均値
からしきい値を求め、前記分割領域に対応する各ＣＣＤ
画素が検出した照度のうち、前記しきい値に近い照度を
持つＣＣＤ画素を境界候補に決定し、前記境界候補のＣ
ＣＤ画素が検出した照度と、その周囲に配置されたＣＣ
Ｄ画素が検出した照度と、前記しきい値とから、照度補
間を行ない、当該照度補間の結果から、前記撮像結果に
応じた画像に含まれる外形の画像の境界座標を求め、当
該境界座標から、前記撮像結果に応じた画像に含まれる
外形の画像の形状あるいは寸法を識別する。
【００１４】本発明のＣＣＤカメラシステムおよび画像
処理方法では、撮像結果に応じた画像に含まれる撮像対
象の外形の境界位置に近接した位置の照度を検出したＣ
ＣＤ素子を境界候補とし、この境界候補のＣＣＤ素子が
検出した照度と、その周囲のＣＣＤ素子が検出した照度
から、照度補間処理を行って、境界候補のＣＣＤ素子上
の所定の点の照度を求める。その結果、ＣＣＤ素子の面
積より高い領域精度で、照度を識別することができる。
処理方法では、撮像結果に応じた画像に含まれる撮像対
象の外形の境界位置に近接した位置の照度を検出したＣ
ＣＤ素子を境界候補とし、この境界候補のＣＣＤ素子が
検出した照度と、その周囲のＣＣＤ素子が検出した照度
から、照度補間処理を行って、境界候補のＣＣＤ素子上
の所定の点の照度を求める。その結果、ＣＣＤ素子の面
積より高い領域精度で、照度を識別することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係わる
ＣＣＤカメラシステムおよび画像処理方法について説明
する。図１は、本実施形態のＣＣＤカメラシステム１１
の構成図である。図１に示すように、ＣＣＤカメラシス
テム１１は、ＣＣＤカメラ１、レンズ１３、拡散板１
５、照明装置１６およびコンピュータ１７を有する。Ｃ
ＣＤカメラ１は、図８（Ｂ）に示すように、例えば３０
万個のＣＣＤ素子が４８０（ｘ）×６４０（ｙ）のマト
リクス状に配置されている。ここで、例えば、３０万個
のＣＣＤ画素が配置された領域のｘ方向は４．８ｍｍで
あり、ｙ方向は６．４ｍｍである。
ＣＣＤカメラシステムおよび画像処理方法について説明
する。図１は、本実施形態のＣＣＤカメラシステム１１
の構成図である。図１に示すように、ＣＣＤカメラシス
テム１１は、ＣＣＤカメラ１、レンズ１３、拡散板１
５、照明装置１６およびコンピュータ１７を有する。Ｃ
ＣＤカメラ１は、図８（Ｂ）に示すように、例えば３０
万個のＣＣＤ素子が４８０（ｘ）×６４０（ｙ）のマト
リクス状に配置されている。ここで、例えば、３０万個
のＣＣＤ画素が配置された領域のｘ方向は４．８ｍｍで
あり、ｙ方向は６．４ｍｍである。
【００１６】図１０（Ｃ）に示すように、１個のＣＣＤ
素子に、撮像対象の形状に応じてた照度ｂｒ１の領域２
と照度ｂｒ２の領域３とが生じた場合に、ＣＣＤカメラ
１では、下記式（１）に示すように、領域２の照度ｂｒ
１および面積αと、領域３の照度ｂｒ１および面積（１
−α）とから、領域２と領域３の照度をＣＣＤ素子の占
有領域全体で平準化した照度ｄに応じたビデオ信号が生
成される。３０万個のＣＣＤ素子の受光結果は、シフト
レジスタで順に転送され、ビデオ信号Ｓ１としてコンピ
ュータ１７に出力される。
素子に、撮像対象の形状に応じてた照度ｂｒ１の領域２
と照度ｂｒ２の領域３とが生じた場合に、ＣＣＤカメラ
１では、下記式（１）に示すように、領域２の照度ｂｒ
１および面積αと、領域３の照度ｂｒ１および面積（１
−α）とから、領域２と領域３の照度をＣＣＤ素子の占
有領域全体で平準化した照度ｄに応じたビデオ信号が生
成される。３０万個のＣＣＤ素子の受光結果は、シフト
レジスタで順に転送され、ビデオ信号Ｓ１としてコンピ
ュータ１７に出力される。
【００１７】拡散板１５は、検査対象物１４を載置する
板であり、レンズ１３と照明装置１６との間に配設さ
れ、レンズ１３に向かって照明装置１６からの光を拡散
して透過する。なお、検査対象物１４は、検査面がレン
ズ１３と向かい合うように、拡散板１５上に載置され
る。このように、照明装置１６からの光を、拡散板１５
を介して検査対象物１４の背後から照射することで、検
査対象物１４の形状に応じた均一な光がＣＣＤカメラ１
に入射される。
板であり、レンズ１３と照明装置１６との間に配設さ
れ、レンズ１３に向かって照明装置１６からの光を拡散
して透過する。なお、検査対象物１４は、検査面がレン
ズ１３と向かい合うように、拡散板１５上に載置され
る。このように、照明装置１６からの光を、拡散板１５
を介して検査対象物１４の背後から照射することで、検
査対象物１４の形状に応じた均一な光がＣＣＤカメラ１
に入射される。
【００１８】コンピュータ１７は、ＣＣＤカメラ１から
入力したビデオ信号Ｓ１に基づいて、以下に示す画像処
理を行う。図２は、コンピュータ１７の部分構成図であ
る。図２に示すように、コンピュータ１７は、基準位置
検出部５１、領域分割部５２、しきい値算出部５３、境
界候補検出部５４、照度補間部５５、境界座標算出部５
６および形状識別部５７を有する。図３は、コンピュー
タ１７における処理を示すフローチャートである。 ステップＳ１：コンピュータ１７は、ＣＣＤカメラ１か
らビデオ信号Ｓ１を入力する。 ステップＳ２：コンピュータ１７は、ステップＳ１で入
力したビデオ信号Ｓ１をデジタル形式に変換する。 ステップＳ３：コンピュータ１７は、ステップＳ２によ
ってデジタル形式に変換されたビデオ信号を内蔵メモリ
に記憶する。
入力したビデオ信号Ｓ１に基づいて、以下に示す画像処
理を行う。図２は、コンピュータ１７の部分構成図であ
る。図２に示すように、コンピュータ１７は、基準位置
検出部５１、領域分割部５２、しきい値算出部５３、境
界候補検出部５４、照度補間部５５、境界座標算出部５
６および形状識別部５７を有する。図３は、コンピュー
タ１７における処理を示すフローチャートである。 ステップＳ１：コンピュータ１７は、ＣＣＤカメラ１か
らビデオ信号Ｓ１を入力する。 ステップＳ２：コンピュータ１７は、ステップＳ１で入
力したビデオ信号Ｓ１をデジタル形式に変換する。 ステップＳ３：コンピュータ１７は、ステップＳ２によ
ってデジタル形式に変換されたビデオ信号を内蔵メモリ
に記憶する。
【００１９】ステップＳ４：コンピュータ１７は、基準
位置検出部５１において、内蔵メモリに記憶されたビデ
オ信号を読み出して、ステップＳ５において画像の分割
を行う際の基準となる基準位置を決定する。この基準位
置の決定は、以下のようにして行われる。すなわち、例
えば、図４に示すように、ビデオ信号Ｓ１に応じた画像
における検査対象物１４の外形に対応する画像２０と交
差する、ｘ方向に延びる複数のスキャンラインａｘと、
ｙ方向に延びる複数のスキャンラインａｙとを規定す
る。そして、スキャンラインａｘ，ａｙと画像２０との
交点を、ＣＣＤ画素単位で検出し、３個の交点を通過す
る円の中心を求める。例えば、スキャンラインａｘと画
像２０との交点２１および２３と、スキャンラインａｙ
と画像２０との交点２２とを通過する円の中心を求め
る。同様に、他の複数の３個の交点を通過する円の中心
を求め、これらの求めた円の中心の平均を基準位置とし
て決定する。例えば、図５に示すように、基準位置２５
を決定する。
位置検出部５１において、内蔵メモリに記憶されたビデ
オ信号を読み出して、ステップＳ５において画像の分割
を行う際の基準となる基準位置を決定する。この基準位
置の決定は、以下のようにして行われる。すなわち、例
えば、図４に示すように、ビデオ信号Ｓ１に応じた画像
における検査対象物１４の外形に対応する画像２０と交
差する、ｘ方向に延びる複数のスキャンラインａｘと、
ｙ方向に延びる複数のスキャンラインａｙとを規定す
る。そして、スキャンラインａｘ，ａｙと画像２０との
交点を、ＣＣＤ画素単位で検出し、３個の交点を通過す
る円の中心を求める。例えば、スキャンラインａｘと画
像２０との交点２１および２３と、スキャンラインａｙ
と画像２０との交点２２とを通過する円の中心を求め
る。同様に、他の複数の３個の交点を通過する円の中心
を求め、これらの求めた円の中心の平均を基準位置とし
て決定する。例えば、図５に示すように、基準位置２５
を決定する。
【００２０】ステップＳ５：コンピュータ１７は、領域
分割部５２において、図５に示すように、基準位置２５
を起点として、検査対象物１４の外形に対応する画像２
０の形状特徴を把握するのに適した複数の領域に、ビデ
オ信号Ｓ１に応じた画像を分割する。図５では、基準位
置２５から所定の角度間隔で放射状に延びる線２６によ
って、ビデオ信号Ｓ１に応じた画像を分割している。
分割部５２において、図５に示すように、基準位置２５
を起点として、検査対象物１４の外形に対応する画像２
０の形状特徴を把握するのに適した複数の領域に、ビデ
オ信号Ｓ１に応じた画像を分割する。図５では、基準位
置２５から所定の角度間隔で放射状に延びる線２６によ
って、ビデオ信号Ｓ１に応じた画像を分割している。
【００２１】ステップＳ６：コンピュータ１７は、しき
い値算出部５３において、ステップＳ４において分割さ
れた各領域毎に、その領域に属するＣＣＤ画素の受光結
果に応じた照度の平均値を求め、その求めた平均値に１
００階調を加算した照度をしきい値とする。
い値算出部５３において、ステップＳ４において分割さ
れた各領域毎に、その領域に属するＣＣＤ画素の受光結
果に応じた照度の平均値を求め、その求めた平均値に１
００階調を加算した照度をしきい値とする。
【００２２】ステップＳ７：コンピュータ１７は、境界
候補検出部５４において、図６に示すように、ステップ
Ｓ４で分割した各領域毎に、その領域に属するＣＣＤ画
素のうち、テップＳ５で求めたしきい値より照度が高
く、しかも、隣接するＣＣＤ画素にしきい値より照度が
高いものと低いものとがあるＣＣＤ画素を境界候補とす
る。例えば、ある領域について、図６に示すＣＣＤ画素
３０を境界候補とする。
候補検出部５４において、図６に示すように、ステップ
Ｓ４で分割した各領域毎に、その領域に属するＣＣＤ画
素のうち、テップＳ５で求めたしきい値より照度が高
く、しかも、隣接するＣＣＤ画素にしきい値より照度が
高いものと低いものとがあるＣＣＤ画素を境界候補とす
る。例えば、ある領域について、図６に示すＣＣＤ画素
３０を境界候補とする。
【００２３】ステップＳ８：コンピュータ１７は、照度
補間部５５において、ステップＳ７で求めた境界候補の
ＣＣＤ画素と、この境界候補のＣＣＤ画素の周囲の３個
のＣＣＤ画素について、照度補間を行う。このとき、境
界候補のＣＣＤ画素の周囲の３個のＣＣＤ画素は、図６
に示すように、ｘ，ｙ座標系における領域６０に境界候
補のＣＣＤ素子が位置する場合には、境界候補のＣＣＤ
画素の座標を（ｘ，ｙ）とすると、（ｘ＋１，ｙ），
（ｘ，ｙ＋１），（ｘ＋１，ｙ＋１）の座標のＣＣＤ画
素について照度補間を行う。また、図６に示すように、
ｘ，ｙ座標系における領域６１に境界候補のＣＣＤ素子
が位置する場合には、境界候補のＣＣＤ画素の座標を
（ｘ，ｙ）とすると、（ｘ−１，ｙ），（ｘ，ｙ＋
１），（ｘ−１，ｙ＋１）の座標のＣＣＤ画素について
照度補間を行う。また、図６に示すように、ｘ，ｙ座標
系における領域６３に境界候補のＣＣＤ素子が位置する
場合には、境界候補のＣＣＤ画素の座標を（ｘ，ｙ）と
すると、（ｘ−１，ｙ），（ｘ，ｙ−１），（ｘ−１，
ｙ−１）の座標のＣＣＤ画素について照度補間を行う。
補間部５５において、ステップＳ７で求めた境界候補の
ＣＣＤ画素と、この境界候補のＣＣＤ画素の周囲の３個
のＣＣＤ画素について、照度補間を行う。このとき、境
界候補のＣＣＤ画素の周囲の３個のＣＣＤ画素は、図６
に示すように、ｘ，ｙ座標系における領域６０に境界候
補のＣＣＤ素子が位置する場合には、境界候補のＣＣＤ
画素の座標を（ｘ，ｙ）とすると、（ｘ＋１，ｙ），
（ｘ，ｙ＋１），（ｘ＋１，ｙ＋１）の座標のＣＣＤ画
素について照度補間を行う。また、図６に示すように、
ｘ，ｙ座標系における領域６１に境界候補のＣＣＤ素子
が位置する場合には、境界候補のＣＣＤ画素の座標を
（ｘ，ｙ）とすると、（ｘ−１，ｙ），（ｘ，ｙ＋
１），（ｘ−１，ｙ＋１）の座標のＣＣＤ画素について
照度補間を行う。また、図６に示すように、ｘ，ｙ座標
系における領域６３に境界候補のＣＣＤ素子が位置する
場合には、境界候補のＣＣＤ画素の座標を（ｘ，ｙ）と
すると、（ｘ−１，ｙ），（ｘ，ｙ−１），（ｘ−１，
ｙ−１）の座標のＣＣＤ画素について照度補間を行う。
【００２４】さらに、図６に示すように、ｘ，ｙ座標系
における領域６４に境界候補のＣＣＤ素子が位置する場
合には、境界候補のＣＣＤ画素の座標を（ｘ，ｙ）とす
ると、（ｘ＋１，ｙ），（ｘ，ｙ−１），（ｘ＋１，ｙ
−１）の座標のＣＣＤ画素について照度補間を行う。例
えば、図７に示すように、ＣＣＤ画素３０が境界候補で
ある場合には、ＣＣＤ画素３０，３１，３２，３３につ
いて、照度補間を行う。ここでは、図８に示すように、
ＣＣＤ画素３０の照度をｐｉｘ〔ｙi 〕〔ｘi〕とし、
ＣＣＤ画素３１の照度をｐｉｘ〔ｙi+1 〕〔ｘi 〕と
し、ＣＣＤ画素３２の照度をｐｉｘ〔ｙi+1 〕
〔ｘi+1 〕とし、ＣＣＤ画素３３の照度をｐｉｘ
〔ｙi 〕〔ｘi+1 〕とする。
における領域６４に境界候補のＣＣＤ素子が位置する場
合には、境界候補のＣＣＤ画素の座標を（ｘ，ｙ）とす
ると、（ｘ＋１，ｙ），（ｘ，ｙ−１），（ｘ＋１，ｙ
−１）の座標のＣＣＤ画素について照度補間を行う。例
えば、図７に示すように、ＣＣＤ画素３０が境界候補で
ある場合には、ＣＣＤ画素３０，３１，３２，３３につ
いて、照度補間を行う。ここでは、図８に示すように、
ＣＣＤ画素３０の照度をｐｉｘ〔ｙi 〕〔ｘi〕とし、
ＣＣＤ画素３１の照度をｐｉｘ〔ｙi+1 〕〔ｘi 〕と
し、ＣＣＤ画素３２の照度をｐｉｘ〔ｙi+1 〕
〔ｘi+1 〕とし、ＣＣＤ画素３３の照度をｐｉｘ
〔ｙi 〕〔ｘi+1 〕とする。
【００２５】照度補間部５５では、ＣＣＤ画素３０〜３
３の照度と、ｘ方向におけるＣＣＤ画素３０の中心４１
とＣＣＤ画素３０上の点４０との距離ｐと、ｙ方向にお
けるＣＣＤ画素３０の中心４１と点４０との距離ｑと、
ＣＣＤ画素３０上の点４０の照度ｄとを用いて、下記式
（２）に基づいて照度補間を行う。なお、ｐ，ｑは、Ｃ
ＣＤ画素３０〜３３の一辺の長さを１とした場合の距離
である。
３の照度と、ｘ方向におけるＣＣＤ画素３０の中心４１
とＣＣＤ画素３０上の点４０との距離ｐと、ｙ方向にお
けるＣＣＤ画素３０の中心４１と点４０との距離ｑと、
ＣＣＤ画素３０上の点４０の照度ｄとを用いて、下記式
（２）に基づいて照度補間を行う。なお、ｐ，ｑは、Ｃ
ＣＤ画素３０〜３３の一辺の長さを１とした場合の距離
である。
【００２６】
【数２】 ｄ＝（１．０−ｑ）×｛（１．０−ｐ）×ｐｉｘ〔ｙi 〕〔ｘi 〕＋ｐ×ｐｉ ｘ〔ｙi 〕〔ｘi+1 〕｝＋ｑ×｛（１．０−ｐ）×ｐｉｘ〔ｙi+1 〕〔ｘi 〕＋ ｐ×ｐｉｘ〔ｙi+1 〕〔ｘi+1 〕｝ …（２）
【００２７】ステップＳ９：コンピュータ１７は、境界
座標算出部５６において、上記式（２）における「ｄ」
に、前述したステップＳ６において求めたしきい値を代
入して、「ｐ」および「ｑ」を求めることで、境界座標
を求める。そして、コンピュータ１７は、ステップＳ５
で分割された全ての領域について、ステップＳ６〜９の
処理が実行されたか否かを判断し、全ての領域について
処理が行われたと判断した場合にはステップＳ１０の処
理を実行し、そうでない場合には、次の領域について、
ステップＳ６〜９の処理を繰り返す。
座標算出部５６において、上記式（２）における「ｄ」
に、前述したステップＳ６において求めたしきい値を代
入して、「ｐ」および「ｑ」を求めることで、境界座標
を求める。そして、コンピュータ１７は、ステップＳ５
で分割された全ての領域について、ステップＳ６〜９の
処理が実行されたか否かを判断し、全ての領域について
処理が行われたと判断した場合にはステップＳ１０の処
理を実行し、そうでない場合には、次の領域について、
ステップＳ６〜９の処理を繰り返す。
【００２８】ステップＳ１０：コンピュータ１７は、形
状識別部５７において、ステップＳ９において求めた境
界座標から、検査対象物１４の寸法および形状を識別す
る。例えば、図７および図８に示す領域については、例
えば点４０の座標が境界座標であるとして識別される。
状識別部５７において、ステップＳ９において求めた境
界座標から、検査対象物１４の寸法および形状を識別す
る。例えば、図７および図８に示す領域については、例
えば点４０の座標が境界座標であるとして識別される。
【００２９】以上説明したように、ＣＣＤカメラシステ
ム１１によれば、ＣＣＤ素子の面積以下の寸法および形
状を識別することができる。そのため、ＣＣＤ素子の面
積を小さくしてＣＣＤ素子の数を増やすことなく、撮像
対象の外形の識別精度を高めることができる。従って、
ＣＣＤカメラシステム１１によれば、従来に比べて簡単
かつ低価格な装置構成で、従来と略同等の識別精度を達
成できる。
ム１１によれば、ＣＣＤ素子の面積以下の寸法および形
状を識別することができる。そのため、ＣＣＤ素子の面
積を小さくしてＣＣＤ素子の数を増やすことなく、撮像
対象の外形の識別精度を高めることができる。従って、
ＣＣＤカメラシステム１１によれば、従来に比べて簡単
かつ低価格な装置構成で、従来と略同等の識別精度を達
成できる。
【００３０】本発明は、上述した実施形態には限定され
ない。例えば、上述した実施形態では、検査対象物１４
として検査面が円形のものを例示したが、検査面の形状
は多角形やその他の複雑な形状であってもよい。このと
き、検査面の形状が、図９に示すような多角形である場
合には、ｘ軸方向に延びるスキャンラインａｘと、ｙ軸
方向に延びるスキャンラインａｙとを用いて、画像を分
割して処理する。また、ＣＣＤカメラ１のＣＣＤ素子の
数は任意である。また、受光結果に応じた照度の平均値
からしきい値を求める方法は、上述した実施形態には限
定されず、他の方法であってもよい。さらに、上述した
実施形態では、境界候補のＣＣＤ素子を含む４個のＣＣ
Ｄ素子の照度を用いて式（２）に基づいて照度補間を行
う場合を例示したが、照度補間に用いる式およびその式
で使用するＣＣＤ素子の照度などは、状況に応じて変更
可能である。
ない。例えば、上述した実施形態では、検査対象物１４
として検査面が円形のものを例示したが、検査面の形状
は多角形やその他の複雑な形状であってもよい。このと
き、検査面の形状が、図９に示すような多角形である場
合には、ｘ軸方向に延びるスキャンラインａｘと、ｙ軸
方向に延びるスキャンラインａｙとを用いて、画像を分
割して処理する。また、ＣＣＤカメラ１のＣＣＤ素子の
数は任意である。また、受光結果に応じた照度の平均値
からしきい値を求める方法は、上述した実施形態には限
定されず、他の方法であってもよい。さらに、上述した
実施形態では、境界候補のＣＣＤ素子を含む４個のＣＣ
Ｄ素子の照度を用いて式（２）に基づいて照度補間を行
う場合を例示したが、照度補間に用いる式およびその式
で使用するＣＣＤ素子の照度などは、状況に応じて変更
可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＣＣＤカ
メラシステムおよび画像処理方法によれば、簡単かつ安
価な構成で、撮像対象の寸法や形状を高精度に識別でき
る。
メラシステムおよび画像処理方法によれば、簡単かつ安
価な構成で、撮像対象の寸法や形状を高精度に識別でき
る。
【図１】図１は、本発明の実施形態に係わるＣＣＤカメ
ラシステムの構成図である。
ラシステムの構成図である。
【図２】図２は、図１に示すコンピュータの部分構成図
である。
である。
【図３】図３は、図１に示すコンピュータにおける処理
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図４】図４は、図３に示す基準位置検出処理（ステッ
プＳ４）を説明するための図である。
プＳ４）を説明するための図である。
【図５】図５は、図３に示す領域分割処理（ステップＳ
５）を説明するための図である。
５）を説明するための図である。
【図６】図６は、図３に示す境界候補の検出処理（ステ
ップＳ７）を説明するための図である。
ップＳ７）を説明するための図である。
【図７】図７は、図３に示す境界候補の検出処理（ステ
ップＳ７）を説明するための図である。
ップＳ７）を説明するための図である。
【図８】図８は、図３に示す１画素以下の照度補間処理
（ステップＳ８）を説明するための図である。
（ステップＳ８）を説明するための図である。
【図９】図９は、検査面の形状が多角形である場合の画
像の分割して処理を説明するための図である。
像の分割して処理を説明するための図である。
【図１０】図１０は、ＣＣＤ画素の受光結果とモニタ上
の表示との関係を説明するための図である。
の表示との関係を説明するための図である。
【図１１】図１１は、原画像の形状を説明するための図
である。
である。
【図１２】図１２は、画素数の違いによるＣＣＤカメラ
の撮像結果の精度の違いを説明するための図である。
の撮像結果の精度の違いを説明するための図である。
１１…ＣＣＤカメラシステム、１２…ＣＣＤカメラ、１
３…レンズ、１４…検査対象物、１５…拡散板、１６…
照明装置、１７…コンピュータ、５１…基準位置検出
部、５２…領域分割部、５３…しきい値算出部、５４…
境界候補検出部、５５…照度補間部、５６…境界座標算
出部、５７…形状識別部
３…レンズ、１４…検査対象物、１５…拡散板、１６…
照明装置、１７…コンピュータ、５１…基準位置検出
部、５２…領域分割部、５３…しきい値算出部、５４…
境界候補検出部、５５…照度補間部、５６…境界座標算
出部、５７…形状識別部
Claims (5)
- 【請求項１】２次元に配置された複数のＣＣＤ画素を備
えるＣＣＤカメラと、 前記ＣＣＤカメラの撮像結果に基づいて、当該撮像結果
に応じた画像を分割して得られる複数の分割領域を規定
する分割領域規定手段と、 前記分割領域に対応するＣＣＤ画素が検出した照度の平
均値を求め、当該平均値からしきい値を求めるしきい値
生成手段と、 前記分割領域に対応する各ＣＣＤ画素が検出した照度の
うち、前記しきい値に近い照度を持つＣＣＤ画素を境界
候補とする境界候補決定手段と、 前記境界候補のＣＣＤ画素が検出した照度と、その周囲
に配置されたＣＣＤ画素が検出した照度と、前記しきい
値とから照度補間を行なう照度補間手段と、 前記照度補間の結果から、前記撮像結果に応じた画像に
含まれる外形の画像の境界座標を求める境界座標生成手
段とを有するＣＣＤカメラシステム。 - 【請求項２】前記ＣＣＤカメラは、撮像対象の背後から
光を照射した状態で、撮像対象を撮像し、 前記境界候補決定手段は、前記分割領域に対応する各Ｃ
ＣＤ画素が検出した照度のうち、前記しきい値以上の照
度を持つＣＣＤ画素を境界候補とする請求項１に記載の
ＣＣＤカメラシステム。 - 【請求項３】前記分割領域規定手段において規定された
複数の分割領域のそれぞれについて、前記しきい値生成
手段、前記境界候補決定手段、照度補間手段および境界
座標生成手段における処理をそれぞれ行う請求項１また
は請求項２に記載のＣＣＤカメラシステム。 - 【請求項４】前記複数の分割領域のそれぞれについて求
められた前記境界座標から、前記撮像結果に応じた画像
に含まれる外形の画像の形状あるいは寸法を識別する請
求項３に記載のＣＣＤカメラシステム。 - 【請求項５】２次元に配置された複数のＣＣＤ画素を備
えるＣＣＤカメラを用いて撮像対象を撮像し、 前記ＣＣＤカメラの撮像結果に基づいて、当該撮像結果
に応じた画像を分割して得られる複数の分割領域を規定
し、 前記分割領域に対応するＣＣＤ画素が検出した照度の平
均値を求め、当該平均値からしきい値を求め、 前記分割領域に対応する各ＣＣＤ画素が検出した照度の
うち、前記しきい値に近い照度を持つＣＣＤ画素を境界
候補に決定し、 前記境界候補のＣＣＤ画素が検出した照度と、その周囲
に配置されたＣＣＤ画素が検出した照度と、前記しきい
値とから、照度補間を行ない、 当該照度補間の結果から、前記撮像結果に応じた画像に
含まれる外形の画像の境界座標を求め、 当該境界座標から、前記撮像結果に応じた画像に含まれ
る外形の画像の形状あるいは寸法を識別する画像処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9159961A JPH118798A (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Ｃｃｄカメラシステムおよび画像処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9159961A JPH118798A (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Ｃｃｄカメラシステムおよび画像処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH118798A true JPH118798A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15704960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9159961A Pending JPH118798A (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Ｃｃｄカメラシステムおよび画像処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH118798A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103499297A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-08 | 爱科维申科技（天津）有限公司 | 一种基于ccd的高精度测量方法 |
| JP2015111483A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-06-18 | 三菱電機株式会社 | レンズ位置検出方法および装置、並びに、レンズ位置調整方法および装置 |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP9159961A patent/JPH118798A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103499297A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-08 | 爱科维申科技（天津）有限公司 | 一种基于ccd的高精度测量方法 |
| JP2015111483A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-06-18 | 三菱電機株式会社 | レンズ位置検出方法および装置、並びに、レンズ位置調整方法および装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040323 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040720 |