JPS59147205A - 輝度信号比較判別の方法 - 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】 本発明は、２個の被写体の形状を比較し同一性の判別を
為す方法に関するものである。特に１本発明に係る輝度
信号比較判別方法は、被写体を光学的に非接触でその形
状判別を行なう方法に関するものである。

殊に１本発明は、ｚイｍの被写体の形状を光学的に撮り
、それを電気信号に変換し、各ポイントの輝度を比較し
て同一性の比較判断を為すものである。そして、一実施
例として、此の２個電気イｇ号のうちの１個は基準信号
として予め記憶されたものの再生と為し９判断時に得ら
れる他方の電気信号との同一性、すなわち判断の対象と
なる製品や部品等の被写体の形状が、その基準となる物
の形状と同一性を有するか否かを比較判断する方法に関
するものである。

各ａ！製品や部品を光学的に非接触で形状判別を行なう
事は、ロボット化の進んだ産業にとって自動化ばかりで
なく、壱カ化１％に無人化に非常に役立つ。

従来、形状判別の実現の為には禅々の方式が考えられて
来だが　多棟の形状１％に絵や写真、細かい模様−まで
をも判断するには光学的方法に比すものはない。

此の光学的方法には、コンビーータに依る同−性判鵬処
理が南るが、コンビーータの処理は非常にコスト篩であ
るばかりか、！４′４」断処理時間が余りにも長過ぎ−
Ｃ，スヒードの要求されるユ、業製品の判断には向かな
かった。本発明は吐の点を改良したものである。

そして、肚の光学的方法には、ビデオ画像を用いて同一
性の判別処理を為すものが上べ己のコンビーータ処理を
含め棟々南るが、いずれも細がいボインドに至るまでの
判断を高速で行なうには向かなかった。

これに対し１本発明においては、被写体を細かいポイン
トに区分して、そのポイントの輝度を一つ一つを対応さ
せて判別するので、写真の如き明暗のパターンが細かく
検線になっている形状をすらも正確に判別する事が出来
る。そして、ビデオ画像を用いて一画像信号の時間で同
一性の判別を為すので、そのスヒードは比較にならない
程早いものとなった。

本発明にかかる輝度信号比較判別の方法を、その一実施
例をもって、その一実施例を示す６５付の図面と共に説
明する。

本実わ例ではビデオカメラを用いて、２個の被写体から
谷ポイントの電気信号を１４４だ。もちろん。

本発つＪをヒアオカメラ杖用に限定する意味ではなく、
フォノトメイオード等を使用したものであっても良いが
、要領はビデオカメラと同じである。

しη・して、被写体を走査すると、その被写体の走査す
る谷ポイント毎の明暗に応じた電気４’ｔＡ号が得られ
る事はビデオカメラで知る如くである。本発明は、これ
を２個世・用する所に特徴がある。そして、第１のビデ
刃カメラから得た画像と第２のどテンカメラから得だ画
像を対比するのである。

此の対比はそれぞれの画像の電気信号の強弱を差動回路
に入れ、その電気１言号の差を出せば、２個の電気１に
号の同一性が区別出来る。

もちろん、此の時には条件が有る。同一の画像を得るの
には、被写体が同一形状等同一の条件下に有るだけでは
不充分である。すなわち、その被写体を与し撮る方も同
一の条件すなわち同一の基準で為ざねばならない。それ
ゆえに、２個のビデオカメラの走査等が全て同一基準で
行なわれない′とならない。したがって、その２個のビ
デオカメラの走査に同□期が取られていないと、それか
ら。

同一の電気信号は得られない。もちろん、その２個のビ
デオカメラは撮塚エリア、歪、出力電圧専務々の栄゛仲
下にて似たものが必要である。そして。

それに依り、互の唱差もキャンセル可能となる。

此の点で、後達す４記録手段を用いる方法は、１台のビ
デオカメラを実質上２伽のビデオカメラとカメラの場合
には同一の特性となるゆえにカメラの歪をキャンセル出
来る。

本発明の構成は１以上の一実施例のビデオカメラで説明
した如く、２個の被写体を同一の基準でそれぞれ細かい
ポイントに１２８．呑し、該ポイント上を同一基準でそ
れぞれ走査し、それぞれに走査した谷ポイントの輝度を
その輝度に比例したそれぞれの電気１ぎ号に変俟する事
から始まる。

もちろん、此の２個の被写体から得られ−ｂ’ｔｔ気信
号の一方は予めビテオテーズ等各種の機械的電子的光学
的記憶手段に記憶させておき、後に他方の被写体から電
気信号を得る時にそれを再生しても艮い。此の場合は、
一方の被写体のノし状を基準として、それに合う形状の
ものを選択すると云う使用の他方に大’＆１ｌＷｌする
。例えば、ある基準となへ る製品や部品の形状の１１！１１１＆を予めディスク等
に記録させておき、それに合う製品等のみを選択し取り
出すと云う場合にその効果を−Ｊｆ４発揮する。

そして、上述した如く、上記の２個の電気信号を比較す
るのであるが、それは上１ホの如く同一基準で為さねば
ならない。したがって、その走査に同期が取られていな
いと対比しても同一性の判断は不ロＪ能である。それゆ
えに、それぞれの位置に対応するポイントからのその２
個の電気信号の差の絶対値を出す事が本発明の構成袂件
の一つである０ これは、その２個の電気信号を差動回路に入れその差を
出し、つぎにその絶対値を取る。これは。

本実施例では、第１図に示す整流回路１に依り為してい
る。此の出力は不一致の大きさに応じた電圧が出力され
る。もちろん、−玖の時には出力は０ボルトである。

なお、上記の被写体のポイントは、その全区間からの２
個の電気信号の差の絶対値を出し又も良いし、時短区間
からのものであっても良い。例えば１画像には背景が入
るので、その部分はカットする必要が有る場合に、その
必要とする特定区ＩＭＪのポイントのみをウィンドλと
して取り出し、その信号を比較するものである。しかし
て、此のウィンドウは必要により複数個にしても良く判
別の個所のみそれぞれウィンドウにすると良い。

此のウィンドウを出すには、走査において、水平や垂直
走査に合わせて、すなわちそれらの同期信号にて、一定
の個所のみ上記の差動回路からの出力信号をオンにし、
他をオフにすれば良い。それを第２図のスイッチＳ１と
８２で一実施例として示した。

しかして、上記の差動回路からの出力の絶対値を後述す
る合否基準信号と直接比較する事も可能であるが、此の
場合には非常に高速な応答が要求される事が多い。

それゆえに、その出力電圧を一旦積分すると良い。それ
は第２図で示されるＯＲ回路で代表され得、その動差の
説明は上記の差動回路ともども不要であろう。

最後に９合否基準信号との比較である。被写体と上記の
回路性、どれ程厳しい同一の条件下においても同一の出
力を得る事は有シ得ない。すなわち、被写体の受ける光
量の微香や（０１路の歪管種々の原因に依り多少なりと
も差が生じる。その上。

Ｎ要な事は製品等の形状の同一性のｌｆ！１容範囲と言
うものが実際の使用においては必要となってくる。

それゆえに１合否基準信号を設け、その比較回路で比較
する。此の比較回路（ｌ↓、第１図に示されるコンパレ
ータ３で代表され、その動作の説明は必要なかろう。本
実施例では１回路素子は理想回路索すと１また。

上記の基準信号は、実用上は各種の製品に合わせて変え
る必要があるゆえに、本実施例では司変抵器ＶＲで調整
自在とした。

しかし−Ｃ１上記のコンパレータの出力は、先の２個の
電気信号が許容範囲で一致の場合はフラノとなり、不一
致の場合はマイナスとなる。

なお、第２図について補足説明すると、スイッチＳ２を
積分開始時にオフにする様にする。そしで、積分終了時
にオンにすれば、積分終了直前の状態が２信号の比較の
結果となる。ビデオ信号の画像毎の比較を行なう場合、
スイッチＳ２は垂直同期信号を用いる事が出来る。また
、スイッチＳ１を継続してオンにし−Ｃおけば全ｕ！＋
ｉ　閤との比較となるが９画１家の位置に応じてオンに
すればその画像の特定＠ｌｊ分の、外の比較が出来る。

それで、不要な背景などを除去出来る。

以上でアナログ処理を述べた。続いてデジタル処理を説
明する。デジタル処理中では、２値化した場合、特に記
憶手段を併用した場合にコスト的にも南利になる場合が
多い。その上データも取りやすい。

しかして、２個の被写体からそれぞれ２個の電気信号を
得るまでは上孔のアナログの場合と同じであるのでそれ
を援用する。ただし、記憶には。

アナログ信号のままで記憶させる場合と、デジタル化し
てから記憶させる場合の２通υの実施例が本発明には通
用出来る。

し〃・して、上記の２個の電気１ｇ号をそれぞれＡ／Ｄ
コ／バータでデジタル化する。なお、デジタル化の中で
は２値化が一番扱い易い。そして。

これを第３図の如き排−的論理和回路（ウィンドウは論
理１１１回路）に入れ９両信号のオンオフの不一致を出
す。なお１本実施例では一致を０と為し不一致を１と為
したが、その逆であっても良い。

これで、上記の２信号の差の絶対値が得られる。

２値化すると、各ポイントのオンオフを比較出来る。こ
れが連続すると線の比較が出来、さらには面積の比較が
各ポイントを通じて為せる。しだがって、各ポイントの
数をクロックを通じて為せば良い。本実施例では不一致
の数をカウントしたが。

一致の数や、−攻と不一致の両方の数をカウントさせて
も良い。依って、積分回路は計数回路で代表される事に
なる。

最後に、そのカウント数を合否基準信号数と比較するの
であるが、その比較回路はデジタルコンパレータに代表
される。

なお、上記の被写体のポイントの全区間または特定区間
からのデジタル化された２個の゛電気信号のオンオフの
不一致を出す事は、上記のアナログの説明を援用する。

それに附属の問題も同様である０ ｖ上に依り、２個のｌｉｔ度信号に相違があれば。

これを判別する事が出来る。したがって、被写体となっ
でいる物体の形状に相違があれば、これを判別する事が
出来る。

なお９本文中１−ホイント」とは、ＸアドレスとＸアド
レスに依って指定される一つの点を言う。

アナログにおいては、基準点からの時間的遅れがもので
ある。

本発明における輝度信号比較判別の方法は１以上の如く
に為したのでその文中の目的を達成し。

文中に述べる各実施例の効果をも挙げた。特に２個の被
写体の形状の比較が１画保信号（飛び走査では半画１啄
うの時間内で行なえるゆえに、その回路を非常忙簡略化
出来ローコストと為せ、その上に比較判断時間を大変に
短くした効果は非常に太きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明にかかる輝度信号比較判別の方法の一
実施例の説明用一部回路図である。 第２図は、それに比較区間用のスイッチを設けた回路図
である。 Ｉ：Ａ３図は、そルを２値化した場合の排他的論理和回
路を示す。 ■・・・整流回路　　　　　２・・・ＣＲ回路３・・コ
ンパレータ　　　Ｓ　４・・・スイッチＳ２・・・スイ
ッチ　　　　　ＶＲ・・・トＪ変抵抗器肋許出願人 呂　　崎　　隆　　７台 代理人　升埋士 ′呂本隆司

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）２個の被写体を同一の基準でそれぞれ細かいホ・
   ｒントに区分し、該ポイント上を同一基準でそれぞれ走
   査し、そのそれぞれ走査したもポイントの明るさをその
   明るさに比例したそれぞれの電気信号に変換し、それぞ
   れの位置に対応するポイントからのその２個の電気信号
   の差の絶対値を出し、それを合否基準信号と比較し、依
   って上記２個の被写体の形状の＋＝Ｊ−件の判別を為す
   事を特徴とした輝度４’ｆＪ号比戟判別の方法。 （２）２個の被写体から得られる電気信号のうちの一方
   を予め記憶手段に記憶させておき、俊に他力の被写体か
   ら電気信号を得る時にそれを再生し、此の再生された電
   気信号の各ポイントと上記した他方の被写体からの電気
   信号の各ポイントを、それぞれの位動に対応する様にし
   て両者の差の絶対ｆ１〜を出す、事を特徴とした上記の
   特許請求の範囲（１）に記載の輝度信号比較判別の方法
   。 （３）上記の被写体のポイントの全区１μｍからの２個
   の電気信号の差の絶対値を出す事を特徴とした上把持１
   ｆ”Ｆ６＃）ｉの範囲（りに記載の輝度信号比較判別の
   方法。 （４）上ｄＣの扱４体のポイントの特定区１トＩＪから
   の２個の電気信号の差の絶対値を出す事を特徴とした上
   記特許請求の範囲（１）に記載の輝度信号比較判別方法
   。 （５）２個の電気信号の差の絶対値を一旦積分し。 した上記特許請求の範囲（りに記載の輝町用較判別の方
   法。 （６）２個の電気信号の差の絶対値を積分せずに直和合
   否基準信号と比較する事をＬｇｆＶとした上記特許請求
   の範囲（りに記載の輝度信号比較判別の方法。 （７）２個の被写体を同一の基準でそれぞれ羅かいポイ
   ントに区分し、該ポイント上を同一基準でそれぞれ走を
   し、そのそれぞれに走査した各ポイントの明るさをその
   明るさに比例したそれぞれの電気信号に変換し、それぞ
   れＡ／Ｄコンバータでテジタルに化し、それぞれの位置
   に対応するポイントからのその２個のデジタル化された
   電気信号のオンオンの一致イ・一致の差の絶対値を、該
   一致不一致の差の絶対値の数をカウントし１合否基準信
   号数と比較し、依って上記の２個の被写体の形状の同一
   性の判別を為す事を特徴とした輝度信号比較判別の方法
   。 （８）２個の被写体から得られる電気信号のうちの一方
   を予め記憶手股に記１怠させておき、後に他方の被写体
   から電気信号を得る時にそれを再生し、此の再生された
   電気信号の各ポイントと上記した能力の被写体からの電
   気信号の各ポイントを、それぞれの位置に対応する様に
   してデジタル化された眠気信号のオンオフの一致不一致
   を出す事を特徴とした上記特許請求の範囲（７）Ｋ記載
   の輝度信号比較判別の方法。 （９）上記の被写体のポイントの全区間からのデジタル
   化された２個の電気信号のオンオフの一致不一致を出す
   事を％徴とした上記特許請求の範囲（７）に記載の輝度
   信号比較判別の方法。 （ｌの上記の被写体のポイントの特定区間からのデジタ
   ル化された２個の電気信号のオンオフの一致不一致を出
   づ事を特徴とした上記特許請求の範囲（７）に記載の輝
   度信号比較判別の方法。 （１υ上記のデジタル化された電気信号のオンオオフの
   一致不一致の両者をカウントする事を特徴とした上記特
   許請求の範囲（７）に記載の輝度信号比較判別の方法。 （１２）上記のデジタル化された電気１ｇ号のオンオフ
   の一致不一致は、一致のみをカウントする事を％俵とし
   た上記特許請求の範囲（７）に記載の輝度信号比較判別
   の方法。 （１３）上記のデジタル化された電気信号のオンオフの
   一致不一致は、不一致のみをカウントする事を特徴とし
   た上記特許請求の範囲（７）に記載の輝度信号比較判別
   方法− （１４）デジタル化された各ポイントの電気イａ号のオ
   ンオフの一致不−紋の敬をカウントし積分を行なう事を
   ％徴とした上記特許請求の範囲（７）に記載の輝度信号
   比較判別方法。