JPS59112366A - 円筒面撮像パタ−ンの境界検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はウランベレット外観自動検査装置などにおいて
、ウランベレットなど対象物の円筒（円柱）状物体を回
転させて円筒面を撮像するさい、その撮像画面の中から
対象物の円筒面パターン部分を切り出すため、対象物と
背景との境界（パターン・エツジ）を検出する円筒面撮
像パターン境界検出方式に関するものである。

〔従来技術〕

第１図はたとえばウランベレット外観自動検査装置など
において、ウランベレットなど円筒状物体の円筒面パタ
ーンを撮像する装置の構成例を示す斜視図である。第１
図において、円筒（円柱）状物体の試料たとえばウラン
ベレット１を回転ローラ２の上に載せて円周方向に回転
させ、結像レンズ５を介し、リニアイメージセンサ４で
撮像する。５は照明用光源である。ここでリニアイメー
ジセンサ４はペレット１の回転軸方向に向けて設置し、
内部走査で回転軸方向（Ｘ方向）を走査するとともに、
ベレット１の回転により円周方向（Ｙ方向）を走査させ
て２次元画像を得る。このさいリニアイメージセンサ４
の視野をベレット長より広くすることにより、ベレット
１が１回転する間にベレット円筒面全体の画像を得るこ
とができる。このようにして得られた２次元画像の中か
ら目的とするベレット１の円筒面パターン部分を切り出
してベレット像を得るためには、ベレット１と背景との
境界（パターン・エツジ）を検出する必要がある。

なお、第２図は第１図の回転ローラ２上にベレット１が
列状に載せられている場合を例示する上面図で、第１図
のリニアイメージセンサ４と結像レンズ３とからなるカ
メラが第２図のベレット列上を回転軸方向に移動しなが
らベレット１を順次撮像して行く。この場合には、撮像
対象ベレットと前後のベレットとの境界を検出して目的
の対象ベレット像のみを切り出す必要かある。

こうした円筒面撮像パターンの境界（パターン・エツジ
）検出方式としては、撮像画面の中で対象ベレットの円
筒面パターン部分が明るくて背景が暗い場合には、画像
信号を適当なしきい値で２値化する方式が最も一般的で
ある。

しかしながら、このような従来方式では、対象物たとえ
ばウランベレット１の円筒面に欠けや割れなどの欠陥が
ある場合に、正しい境界（エツジ）を検出できない場合
が生じる。第６図はたとえばベレット１に欠け１１があ
る場合の外観を例示する斜視図、第４図は同じ（割れ１
２がある場合の斜視図である。第５図はたとえば第３図
のベレット１の正常面が明るく検出されて欠げ１１の部
分と背景が暗く検出されるような照明用光源５（第１図
）による照明方法を用いた場合の、欠けのあるベレット
の円筒面撮像パターンの２値画像を例示する平面図で、
図中の斜線部分はベレット正常面で明るく他の部分は暗
いことを示しており、またＥＧｌはベレットの存エツジ
位置（図において）でＥＧ２は同じく右４　・ エツジ位置を示し、Ｗはベレット長である。なおＸ方向
は回転軸方向でＹ方向は円周方向を示している（第１図
）。第６図と第７図は第５図中の各Ｘ方向走査線Ｓｉと
ＳＢ上での対応の画像信号を例示する波形図である。す
なわち、第５図のＸ方向走査１ｔＪｓ、を上でのリニア
イメージセンサ４（第１図）よりの画像信号は第６図の
画像信号６のような波形を示し、ベレット１の左。

右エツジ位置ＥＧ１．　ＥＧ２で明るさが大きく変化し
ていて、しきい値Ｖｒｈで２値化した２値信号の°１″
、゛０”反転位置は正しい左、右エツジ位置ＥＧ１．Ｅ
Ｇ２を表わしており、正しい２値化画像データ７が得ら
れる。しかしながら第５図のＸ方向走査線、ＳＪ上での
画像信号は第７図の画像信号８のような波形を示し、欠
け１１（第３図）の部分で明るさが不規側に変化してい
るため、しきい値Ｖｒｈで２値化した２値信号の“１″
、”０”反転位置は真の左エツジ位置ＥＧ１からずれる
結果圧しい左エツジ位置ＥＧ１を表わさず、正しくない
２値画像データ９が得られる。

このように画像信号を２値化した２値信号から単純に境
界を判定する従来の円周面撮像パターン境界検出方式で
は、対象とする円筒面パターンの欠けや割れなどの欠陥
部分を境界と誤判定し、正しい境界検出ができない欠点
があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した欠点を解決し、ウランベット
などの円筒（円柱）状物体を回転させて円筒面を撮像す
るさい、２次元撮像画面の中から正しい円筒面パターン
の境界（パターン・エツジ）を検出できる円筒面撮像パ
ターン境界検出方式を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、従来の円筒面撮像パターン境界検出方式にお
ける誤検出の原因がウランベレットなどの対象円筒面に
欠陥がある場合に真の境界（エツジ）でない欠陥部分で
画像の明暗領域が生じ、Ｘ方向走査ごとあるいは狭い範
囲の画像データからは真の境界（エツジ）判別が困難に
なるためであることに着目し、真の境界（エッジ）情報
が必らず含まれるよう圧円周方向について少くとも許容
欠陥サイズ以上から最大１回転分の広さにわたる広範囲
の２値画像データを円周方向に積分し、この積分して得
た多値画像信号を再度２値化して、この２値化信号の”
１“。

“０”反転位置を円筒面パターンの境界（エツジ）と判
定するようにした円筒面撮像パターン境界検出方式であ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。第８図
は本発明による円筒面撮像パターン検出方式の一実施例
を示す回路構成図である。

第８図の構成と動作を説明すると、第１図のりニアイメ
ージセンサ４で撮像した円筒（円柱）状物体たとえばウ
ランベレット１のアナログ画像信号を第１のしきい値で
２値化して得た２値画像データ２１は、たとえば第６図
と第７図に例示したようにベレット１の正常面が”１”
で背景と欠陥部分が”０”のＶＩＤＥＯ信号である。メ
モリ２６はリニアイメージセンサ４の内部走査（Ｘ方向
走査）に同期したアドレス信号（４ｘ）２４によりアド
レスが選択される。なお２個画像信号２１の積分開始に
先だってメモリ２３の内容はクリアしておくが、この動
作に関連する部分は第８図では省略しである。２個画像
信号２１の積分中の動作は、リニアイメージセンサ４の
内部走査（Ｘ方向走査）圧従って、アドレス信号２４に
よりメモリ２３のアドレスが順次選択され、各番地ごと
にメモリ読出しデータをラッチ回路２７に−Ｈラッチし
、このメモリ読出しデータと２値画像データ２１とを加
算器２２で加算し、その加算結果をメモリ２６の同一番
地に書込む。これにより２値画像データ２１が“１“の
アドレスでメモリ２３の内容が＋１され、円周方向（Ｙ
方向）の積分データが得られる。この円周方向に積分し
て得られた多値画像データを再度２値化するときはＣｐ
Ｕからの第２のしきい値（ＴＡ）３２をラッチ回路２日
にラッチしておき、このしきい値３２とメモリ２３のメ
モリ読出しデータとを比較器３０で比較する。なお、こ
のときマルチプレクサ２９はラッ子回路２８の出力を比
較器３０へ送るように作動する。これにより得られる比
較器６０の２値信号出力を“１″、”０”反転検出回路
６１に導き、この２値信号の反転位置を検出して、この
反転位置をベレット１の境界（エツジ）と判定する。こ
の反転位置のＸ座標値はラッチ回路２５にラッチし、Ｃ
ｐＵＫ胱取る。なお積分データを再度２値化するときの
第２のしきい値３２は、２値化動作に先立って、積分デ
ータのピーク値をＣｐＵで読取ってこれを基にして算定
するので、このピーク値検出とピーク値読取りのための
ラッチ回路２６を設けている。ピーク値を検出するとき
は、マルチプレクサ２９によりラッチ回路２６の出力を
比較器６０へ導くようにし、先ずラッチ回路２６をクリ
アしておき、その後メモリ２３内データを順次読出して
ラッチ回路２６の内容と比較し、読出しデータが大きい
場合には、ラッチ回路２６の内容更新することにより、
最終的に、ラッチ回路２６にピーク値が残るようにする
。

第９図は第１図と第５図に示すようにリニアイメージセ
ンサ４の視野内にベレット１が１個のみの場合に、第８
図で上記のように２値画像データ２１を円周方向（Ｙ方
向）に積分して得られる多値画像データを例示する波形
図で、第２のしきい値３２で第３図に示すような欠け１
１のあるベレット１の円筒面パターンの境界（エツジ）
ＥＧ　１　、　ＥＧ２が正しく検出できることを示して
いる。

また、第１０図は第２図に示すようにベレット１が列状
の場合Ｋ、前後の隣接ペレットがりニアイメージセンサ
４の視野内に入るため、第８図で得られる積分した多値
画像データを例示する波形図である。この場合には、２
値画像データ２１において対象ベレットのエツジ部は隣
接ベレットからの反射光の影響忙より全周が暗レベルに
なるとは限らない。このため第１０図に示すように積分
した多値画像データの対象ペレットのエツジ部のレベル
がＶｂ＋　ｒ　Ｖｂ２のようなレベルを示す場合が生じ
る。このためしきい値を固定しておくと、ベレットのエ
ツジ部で２値化でぎなくなって境界検出か不可能となる
。このような不都合を防止するため、積分した多値画像
データの正常面レベルＶｓと左、右のエツジ部最暗レベ
ルＶｌ）　１．　Ｖｂ　２を求め、しきい値７”Ａ＋、
ＴＡ２をそれぞれ左、右のエツジ部最暗レベルＶｂ、。

Ｖｂｚと正常面レベルＶｓとの中間の適当なレベルとな
るようにペレットごとにＣｐＵで演算して設定する。こ
のようにすれば第１０図に示すように対象ペレットの正
しい左、右のエツジ部ＥＧ１゜ＥＧ２が検出できる。

なお、上記の積分すべき２値画像データ２１はＸ方向走
査線については適当に間引いて円周方向（Ｙ方向）に積
分してもよ（、こうすればメモリ２３の容量を少なくす
るのに有効である。

このように本実施例によれば、ウランペレットなど円筒
（円柱）状物体の２値画像データを円周方向に積分し、
この広い範囲の画像情報を用いて適当な第２のしきい値
により境界（エツジ）の判定を行な５７こめ、円筒面に
局部的な欠けや割れなどの欠陥がある場合やペレットが
列状に１ ある場合にも、対象の円筒面パターンの正しい境界検出
が可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、円筒（円柱）状物体を円
周方向に回転させて円筒面を撮像するさい、局部的に存
在する欠陥部分の影響による誤判定を防止して、２次元
撮像画面の中から正しい円筒面パターンの境界を安定に
検出することができ、たとえばウランペレット外観自動
検査装置におけるペレットのパターン・エツジ検出など
に広く利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒状物体・ペレットの円筒面パターン撮像装
置の構成例を示す斜視図、第２図は第１図のローラ上の
円筒状物体・ペレット列を示す上面図、第６図は欠けの
あるペレット斜視図、第４図は割れのあるペレット斜視
図、第５図は第１図、第３図による円筒面２値画像パタ
ーン図、第６図は第５図の走査線ＳＡ上の画像信号波形
図、第７図は同じく走査線ＳＢ上の画像信号波形図、第
８図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第９図は第
８図で第５図の２値画像信号を積分して得た多値画像デ
ータの波形図、第１０図は同じく第８図でペレット列の
２値画像信号を積分して得た多値画像データの波形図で
ある。 １・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・円筒状物体・ペレット２・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・ローラ４・・・・・
・・・・・・・・・・・・−・・・・・・・・リニアイ
メージセンサ２１・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・２値画像データ２２・・・・・・・・・
・・・−・・・・・・・・加算器２３・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・メモリ２５．２６，
２７．２８・・・ラッチ回路３０・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・比較器６１・・・・・・
・・・・・・・・−・・・・・・・・反転検出回路］　
ｌ ＠３　図　　　　　　　　＠４図 躬６　図 第７　図 第　８７ 第９　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　円筒状物体を円周方向に回転させてその外周円筒
   面を撮像器で撮像し、その撮像器視野内の撮像画面の中
   から上記円筒状物体の円筒面パターンの境界を検出する
   さい、上記撮像器出力のアナログ画像信号を第１のしき
   い値で２値化し、この２値化信号を円周方向に積分し、
   この積分後の多値画像信号を第２のしきい値で再度２値
   化し、この２値化信号の“１”、”０”反転部を境界位
   置と判定することを特徴とする円筒面撮像パターン境界
   検出方式。 ２　上記積分後の多値画像信号における円筒面信号レベ
   ルと円筒面境界領域内の最暗レベルとを検出し、これら
   両レベルにはさまれた範囲内に上記第２のしきい値を設
   定することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の円
   筒面撮像パターン境界検出方式。