JPS6093572A - 図形選択画像処理装置 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は被撮像対象物をラスクスキャンカメラを で撮像し、該対象物の外形検査や位置検査など吟行なう
ために、前記対象物の他に多数の模様（パターン）があ
っても、そのパターンｌこ関係なく、前記対象物に関す
るデータのみを抽出し、検査処理を容易にする画像処理
装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

被撮像対象物（以下単に対象物と呼ぶ）以外に多数のパ
ターンを含む画像をラスクスキャンテレビカメラで撮像
して得られる撮像信号を２値化した後、該２値化信号に
おける各水平走査線上での連続する論理″′１”または
”０″の区間をランと言うが、隣接する各水平走査線に
あるラン同志に連結性（又は重なり）のあるものごとに
同一番号（ラン番号）を付け、特定のラン番号のランで
構成される図形毎ζこ、ランの位置情報などを含むラン
データを処理しようとする場合、従来は各水平、垂直走
査中ランが現われる順に、そのランのラン番号とともに
当該ランデータを取込み、その後、合流情報（異なるラ
ン番号を持つ図形同志の連結を示す情報）をみながら、
マイクロプロセットで処理するのが一般的である。

この方法を用いた場合、画像中処理したい図形の他に、
不要な多数の図形が含まれているとき、不要な図形も含
めたデータの中から、常にラン番号を指定して、必要な
図形のデータを読出す必要があり、前記のように画像従
って画像データが複雑化するにともない、処理時間も増
すという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は前述の欠点を除き、対象物以外に複雑な
パターンの含まれるような場合であっても、高速に処理
したい図形の輪郭に関するデータのみを抽出することの
できる装置を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明の要点は外形などの検査対象パターンを含む画面
の水平方向走査を順次垂直方向に繰り返して得られる撮
像信号を２値化して現水平走査の画素信号を出力する手
段と、該画素信号を１水平走査分シフＩして、前水平走
査の画素信号を出力するシフトレジスタなどの手段と、
前記の各画素信号から前記番面におけるパターンを表わ
す一連の画素からなるセグメント（ラン）を抽出すると
ともに該セグメントの現走査と前走査における重なり具
合を検出する検出手段と、少なくとも最初の水平走査で
は該セグメントの発生する順番に応じてセグメント番号
を付し、その後に現われるセグメントについては前走査
で得られたセグメントとの重なりが検出されたときは前
走査で得られたセグメント番号と同じ番号を付け、また
重なりが検出されないときは該セグメント番号を更新す
るセグメント番号付与手段とを備え、検査対象パターン
の処理を行なう装置において、 前記セグメントの発生する順番に該セグメントに付され
た前記セグメント番号を記憶するセグメント番号記憶手
段（ラン番号記憶部）と、前走査において隣接する２つ
のセグメントが、現走査の１つのセグメントと重なりを
持つこととしての合流を検出するセグメント合流検出手
段（ラン合流検出部）と、該セグメント合流検出手段に
基づく該合流の検出のつど、前記の隣接する２つのセグ
メントのセグメント番号の組を記憶する合流セグメント
番号記憶手段（合流ラン番号メモリ）と、前記検査対象
パターンの輪郭を端部とするセグメントのセグメント番
号を指定するキーボードなどの入力手段と、前記合流セ
グメント番号記憶手段に記憶された前記の組のうち、該
指定・されたセグメント番号を持つセグメントのいずれ
かと前記合流の関係にある。全ての前記の組を指定する
ＣＰＵなどの手段と、前記指定されたセグメント番号お
よび前記指定されたセグメント番号の組に含まれる全て
の異なるセグメント番号を抽出指定セグメント番号とし
て記憶する出力セグメント番号指定手段（出力ラン番号
指定部）と、前記画素信号をｌ垂直走査分にわたり並行
して記憶する画像メモリと、ｌ垂直走査を終えたのち、
前記画像メモリから前記画素信号を入力の順に取出す画
像切換部などの手段と、該画素信号の取出しの際、該取
出しと同期して前記セグメント番号記憶手段に記憶され
た前記セグメント番号を前記の順番に読出すＣＰＵなど
の手段と、該読出されたセグメント番号と前記抽出指定
セグメント番号とを順次比較し、両者が一致した際に一
致信号を出力する手段（出力ラン番号指定部）と、前記
画像メモリからの前記画素信号の取出しの際、該画素信
号に含すれる各セグメントのうち前記一致信号に対応す
るセグメントを抽出するＡＮＤゲートなどの手段と、該
抽出されたセグメントの位置データを記憶する手段（位
置データ記憶部）へ、とを設けることにより、前記画面
から、前記検査対象パターンの輪郭を端部とするセグメ
ントのみから構成される図形を抽出するようにした点に
ある。

〔発明の実施例〕

次に本発明を第１図ないし第４図１こもとづいて説明す
る。各図の説明において同一の符号は同一もしくは相当
部分を示す。

まず第１図によりラン番号の付は方について簡単に説明
する。第１図はラスク走査によって得られた２値化画像
におけるラン番号のつけ方を説明する図で、Ｆ１〜Ｆ３
はラスクスキャンテレビカメラの出力信号を、背景と対
象物の濃淡差に従って、２値化して得られた２値化画像
の一部を示し、Ｈ１〜Ｈ４はこの水平走ｆ線のうちの一
部のものを、示す。１はこれらの水平走査線上において
論理″１′（または”０”）の画素（２値化データとも
いう）の連続する区間でラン（セグメントともいう）と
呼ぶ。このような２値化信号（画素信号とも呼ぶ）を１
水平走査期間（すなわち１水平走査線分の２値化信号（
または２値化データ）をシフトさせることによって、例
えば水平走査線１（１（前）のデータとＨ２（現）のデ
ータとを比較し、順次同様な比較を繰り返しつつ、水平
走査線ｌ■３（前）のデータ現 とＨ４（りのデータとを比較するというように前水平走
査の２値化データと現水平走査の２値化データとを同時
に観測する。このとき各上下（前と現）の水平走査での
前記ランに漬目し、上下の走査でランの重なりがあるか
（すなわち同じ水平座標で同じ論理値をもつ画素が含ま
れるか）を調べ、現走査のランで前走査のランと重なり
のあるランは同一のラン番号を割付け、重なりのないラ
ンには新しいラン番号を割付けていくと、第１図のよう
に各ランについてラン番号２が割付けられる。

すなわち谷２値化画像Ｆ１〜Ｆ３に対応してラン番号２
には″に、Ｌ、Ｍ”の値が割（すけられている。

なオココで３ａ、３ｂは水平走：ｊｆ、、１！ｌＨ４上
において、それぞれラン番号２が、′Ｋ”とＬ”の値を
持つラン、およびラン番号２が”Ｌ”と”Ｍ”の値を持
つラン、の合流した点で合流点と呼ぶ。ただしここで水
平走査線Ｈ４上の１つのラン１ａは水平走査中、各２値
化画像Ｆｌ、Ｆ２に属しつつ、順次゛Ｋ”。

′Ｌ″の値のラン番号２に付され得る状態に変わり、最
後に２値化画像Ｆ３に属して”Ｍ″の値のラン番号２を
付される。

なお、このようにランに番号を付与して７Ｎ６ターンを
分類する装置については先に特願昭５７−１６８３９３
号をもって、同発明者、同出願人により出願され番でい
る。

次に細部の説明に先立ち、本発明の基本原理を簡単に述
べると、１画面すなわち１垂直走査中の各水平走査にお
いて前記の合流点３ａ、３ｂ、・・・を持つラン１が現
われたときには、これら合流したラン番号２の組、たと
えば（Ｋ、Ｌ）、（Ｌ、Ｍ）、・・・を全で記憶する。

これによって初めは分離して０ても後では１つに合流す
るランのラン信号の組合せの全てがわかる。テレビカメ
ラからの画１家デ−夕を取込むときは、上述のようにラ
ンの番号付けを行ないつつ、全てのランのラン番号を順
次記憶するとともに、２値化データを画像メモリへ記憶
する。

一垂直走査分の２値化データの取込終了後、連結性のあ
る特定のラン全体からなる（図形）を抽出するため、後
述の出力ラン番号指定部に、すでに番号伺けされた全て
のラン番号のうち、出力すべき前記特定のランのラン番
号を記憶設定する。

前記のようにラン番号２の値゛に、”Ｌ”、”Ｍ”の間
で合流が検出されており、それらの値に対応するランで
構成される図形を抽出したいときには、値”Ｋ”、”Ｌ
”、”Ｍ”を前記出力ラン番号指定部に記憶設定する。

次に、すでに画像メモリへ記憶された画像データ（２値
化データ）を、走査順序に従って、再度走査し出力し直
す。と同時に、ランがくるたびに、前記のように記憶さ
れた、そのランに対応するラン番号を順次出力する。そ
のラン番号を、前に記憶した前記出力ラン番号指定部の
設定と比較し、抽出したいラン番号がきたときのみ、当
該ラン番号のランの２値化データを取出し、その２値化
データから位置データを抽出すれば、着目した図形に関
するデータのみが抽出されることになる。

以上が本発明の基本原理である。

次に以上の原理を実現する図形選択画像処理装置の構成
と動作を第２図によって説明する。同図において６は対
象物を撮像し、ラスター走査するテレビカメラ、７はテ
レビカメラ６から出力される撮像信号を所定のしきい値
で２値化信号に変換するＡ／Ｄ変換部、２２は画像切換
部で、Ａ／Ｄ変換部７から入力される２値化信号と、画
１栄メモリ２１から入力される２値化データ２１ａとを
切換える画像切換部、１８は画像切換部２２から出力さ
れる現走査２値化信号、この信号１８はシフトレジスタ
８に入力されたのち１水平走査期間シフトされた前走査
２値化信号１９として出力され、同時に前記画像メモリ
２１に入力され２値化画像として記憶される。２０は連
結性検出部で現走査２値化信号１８（！：、前走査２値
化信号１９とを同時に入力し、現走査２値化信号１８中
のランのうち、前走査２値化信号１９中のランと前記の
重なりのあるもの、とないものとを判別し、当該のラン
の後端部で連結有無信号２０ａを出力する。なお連結性
検出部２０の詳細な構成例は前記の特願昭５７−１６８
３９３号に示される通りである。１６はラン番号更新部
で、現走査２値化信号］８中のランの中で、重なりのな
いランが来るたびに前記連結有無信号２０ａと呼応して
、各ランの後端部で、現走査ラン番号出力部１４に更新
ラン番号２５を与える。

該現走査ラン番号出力部１４は、ラン番号入出力切換部
１２より入力される前走査ラン番号２３と前記更新ラン
番号２５とを、前記連結有無信号２０ａに従って選択し
、連結性のあるときは、前走査ラン番号２３を、連結性
のないときには、更新ラン番号２５を、現走査ラン番号
２４として出力する。この現走査ラン番号２４は各ラン
の後端部で、ラン番号入出力切換部１２を介し、ラン番
号メモリ１０．または１１のいずれかのうち、現走査ラ
ン番号を記憶する順番となったメモリに順次入力され記
憶される。前記ラン番号メモＩＪＩ０゜１１の他方は前
走査ラン番号２３をデータとして記憶しており、アドレ
ス発生部９のアドレス信号９０または９１の対応するい
ずれかにもとづいて、前走査線上の各ランの前端部で該
前走査ラン番号２３を順次ラン番号入出力切換部１２を
介して現走査うン番号出力部工４に与える。前記メモリ
１０゜１１の役割は各水平走査期間毎に入れ替わる。

ラン番号入出力切換部１２は前記ラン番号メモリ１０ま
たは１１の一方から入力される前記前走査ラン番号２３
を入力すると次の入力まで保持し、他方現走査ラン番号
出力部１４から当該のランの後端部で入力される前記現
走査ラン番号２４をラン番号メモリ１０または１１の他
方に入力すると同時に、前記のように相手となる該メモ
ＩＪＩ０，１１の入出力の関係を各水平走査期間毎に交
互にＩｊＪＰえる。

アドレス発生部９は画像切換部２２からの現走査２値化
信号１８と、シフトレジスタ８がらの前走査２値化信号
１９を入力し、ラン番号メモＩＪＩ０゜１１のうち前走
査ラン番号を記憶している一方のメモリには、前記信号
１９に基づき各ランの前端部で、対応する前走査時のラ
ン番号のメモリへのアドレス信号９０または９１の一方
を出力し、現走査ラン番号を記憶するメモＩＪ　Ｉｃは
、前記信号１８に基づき、各ランの後端部で現走査時の
ラン番号を記憶するメモリのアドレス信号９ｏまたは９
１の他方を出力する。

ラン番号記憶部１０１は現走査線上の各ランごとに出力
される現走査ラン番号２４を、順次累積記憶する。

ラン合流検出部１０２は現走査２値化信号１８と前走査
２値化信号１９とから前記のラフの合流点嚇検≠、　３
　ａ　、　３　ｂ　・（第１図）を検出し、合流検出信
号１０２ａを合流ラン番号メモ１月０３に与える。

該合流ラン番号メモＩＪ　１０３は前走査ラン番号２３
を入力し、前記合流検出信号１０２ａを入力するたびに
該入力の前、後の前走査ラン番号２３を組として（例え
ば第１図の場合合流点３ａの検出に基づいて、前水平走
査におけるラン番号２の値″Ｋ”、Ｌ″の組を、次に合
流点３ｂの検出に基づいて同じくラン番号２の値″Ｌ″
′、″Ｍ”の組を）順次累積記憶する。

なお１０４は後述の出力ラン番号指定部、１．０５は同
じく位置データ記憶部、Ｇ１は同じ＜：　Ａ　Ｎ　Ｉ）
ゲート、１７は同じく各部の制御を行うＣＰＵである。

次に第２図の動作を説明する。１垂直走査の期間中、各
水平走査の顔に、前記の各構成手段の動作に基づいて、
画像メモリ２１には一画面分の２値化データが記憶され
ると同時に、ラン番号記憶部１０１には全てのランのラ
ン番号２の値が、合流ラン番号メモＩＪ　１０３には全
合流点の前、後のラン番号２（の値）の組が記憶される
。

次に特定のラン番号２（以下抽出指定ラン番号と言う）
のラン１によって構成される、抽出対象の図形（連結性
のあるランで構成された画ｒ象）のみのデータを抽出す
るため、キーボード（図外）などの入力手段とＣＰＵ１
７を介し前記抽出指定ラン番号を出力ラン番号指定部１
０４に記憶する。

この際ＣＰＵｌ７は合流ラン番号メモＩＪ　１０３内に
記憶された、合流図形のラン番号の前記の組をも参照し
、ランの合流がある抽出対象の図形に対しては、合流°
したランのラン番号２の値のすべてを前記抽出指定ラン
番号として出カラン齢号指定部１０４に記憶する。

この後、画像メモリ２１内の２値化画像を入力された順
序で再度走査する。そのとき画像メモリ２１から出力さ
れる２値化デーク２１ａが、画像切換部２２で選択され
シフトレジスタ８を介し君ＤＡＴＡＩとしてＡＮＤゲー
トＧ１に入力される。

このとき同時に図外のアドレス発生部の指令によりラン
１が来るたびに、そのランｌに対応するラン番号２がラ
ン番号記憶部１ｏ１より、出力ラン番号指定部１０４に
入力される。該出力ラン番号指定（ｔ３１０４は該入力
されたラン番号２が該指定部１０４ζこ記憶された前記
抽出指定ラン番号であるか否かによってその出方信号（
一致信号）１０４ａを論理″′１”又はｏ”とする。

これによりＡＮＤゲー１−Ｇｌの出力信号Ｇｌａからは
、前記抽出指定ラン番号を持つラン１のみの２値化デー
タが取出される。該取出された２値化データに対応する
ランの位置データ（前端部、後端部の座標など）は位置
データ記憶部１０５に記憶される。このようにしてこの
位置データは抽出指定された図形に関するものだけから
なる。

第３図、第４図は上記の装置で抽出される図形の例を示
す。各図において図（４）はテレビカメラ６で撮像され
る原図形、図（搏は抽出図形を示す。

第３図において１几”、Ｓ″ど′ｒ″はこの記号が記さ
れている無地の領域からなる図形部分に対応するランの
ラン番号２の値を示す。

さて図（Ａ）の原図形の撮像ののち、全図形のランに対
して前述のようにランの番号付けを行なった後で、例え
ばラン番号２の値”■（、′を指定し、そのラン番号の
ランのみ取出すようにずれば、図（Ｂ）のようにラン番
号２の値１几”のランで構成〜される図形のみのデータ
が取出され、ラン番号２の値”Ｓ″。

Ｔ′で構成される図形は無視される。

次に第４図は図（Ａ）のように、食物４１ａ、４１ｂ・
・・を盛った皿などの器４２ａ、４２ｂ・・を複装置い
たものについて、器４２ａ、４２ｂ・・・の内部の食物
４１ａ。

４１ｂ・・・のパターンによらずに、器の外形のみを取
出す場合である。

この場合は器４２ａ、４２ｂ・・の背景４３に着目し、
ランの番号付けを行なう。背景４３は、テレビカメラ６
の画面走査に従って最初に現われ、画面の周辺４４はす
べて背景４３で占められるようにする。これは図外の手
段を用いて背ｆｉ４３と同じ論理の２値化信号を強制的
化発生ずることで容易に行なうことができる。

２値化画像の取込み後、背景４３は最初に現われるので
、その最初に現われたランのラン番号及びそれと合流し
たラン番号を前記抽出指定ラン番（６） 号として、出力指定を行なえば図一に示すように器４２
ａ、４２ｂ・の内部パターンにはいっさいよらず、背景
に接する器４２ａ、４２ｂ・・・の外形についてのデー
タのみが得られる。この外形のデータを用いればどのよ
うな形状で、どのような大きさの器があるの判定を効率
的に行なうことができる。

〔発明の効果〕

ラスクスキャンカメラの出力信号から、各水平走査毎の
ランに連結性にもとづいて、ラン番号の番号付けを行な
うことは、画像処理上よく行なわれることである。しか
し単にラン番号の番号付けを行なうだけでは、多数の図
形がある場合には、特定の図形について処理を行ないた
いときは、多数のラン番号のなかで、特定の図形に対応
するラン番号だけを選んで、その番号に対応したデータ
を読むことが必要である。この場合必ず、ラン番号をみ
てからデータを処理しなければならない。

これに対し、本発明では、前述のように図形を、それを
構成するラン番号によって指定し、その図形のみのデー
タをハードウェアで抽出し直すので、以降、その図形に
関する処理は、ラン番号を考えずに行なうことができる
ので、データ処理が容易になり、内部に複雑なパターン
がある対象物の輪郭なども効率的に抽出することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はランに対するラン番号の付は方を説明する図、
第２図は本発明の構成の実施例を示すブロック図、第３
図は原−形とラン番号により抽出された図形との対応を
示す図、第４図は食べ物を盛られた複数個の食器の外形
を、バ景のラン番号の指定で抽出したところを説明する
図である。 符号説明 １８．ラン、２　、ラン番号、６　、テレビカメラ、７
・Ａ／Ｄ変換部、８・・シフトレジスタ、９・・アドレ
ス発生部、１０．１トラン番号メモリ、１２・・・ラン
番号入出力切換部、１４・・・現走査ラン番号出力部、
１６　ラン番号更新部、１７・　ＣＰＵ、１８・・・現
走査２値化信号、１９・・前走鉦２値化信号、２０　・
連結性検出部、２１　・画像メモリ、２２・・・画謙切
楽部、２３　・前走査ラン番号、２４・・・現走査ラン
番号、２５１．更新ラン番号、１０１・・ラン番号記憶
部、１０２・　ラン合流検出部、１０３・・・合流ラン
番号メモリ、１０４・　出力ラン番号指定部、１０５　
位置データ記憶部、Ｇ１・ＡＮＤゲート。 第１図 第３図 第４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）検査対象パターンを含む画面の水平方向走査を順次
   垂直方向ｌこ繰り返して得られる撮像信号を２値化して
   現水平走査の画素信号を出力する手段と、該画素信号を
   １水平走査分シフトして、前水平走査の画素信号を出力
   する手段と、前記の各画素信号から前記画面におけるパ
   ターンを表わす一連の画素からなるセグメントを抽出す
   るとともに該セグメントの現走査と前走査における重な
   り具合を検出する検出手段き、少なくとも最初の水平走
   査では該セグメントの発生する順番に応じてセグメント
   番号を付し、その後に現われるセグメントについては前
   走査で得られたセグメントとの重なりが検出されたとき
   は前走査で得られたセグメント番号と同じ番号を付け、
   また重なりが検出されないときは該セグメント番号を更
   新するセグメント番号付与手段とを備え、検査対象パタ
   ーンの処理を行なう装置において、前記セグメントの発
   生ずる順番に該セグメントに付された前記セグメント番
   号を記憶するセグメント番号記憶手段と、前走査におい
   て隣接する２つのセグメントが、現走査の１つのセグメ
   ントと重なりを持つこととしての合流を検出するセグメ
   ント合流検出手段と、該セグメント合流検出手段に基づ
   く該検出のつど、前記の隣接する２つのセグメントのセ
   グメント番号の組を記憶する合流セグメント番号記憶手
   段と、前記検査対象パターンの輪郭を端部とするセグメ
   ントのセグメント番号を指定する手段と、前記合流セグ
   メント番号記憶手段に記憶された前記の組のうち、：該
   指定されたセグメント番号を持つセグメントのいずれか
   と前記合流の関係にある、全ての前記の組を指定する手
   段と、前記指定されたセグメント番号および前記指定さ
   れたセグメント番号の組に含まれる全ての異なるセグメ
   ント番号を抽出指定セグメント番号として記憶する出力
   セグメント番号指定手段と、前記画素信号を１垂直走査
   分にわたり並行して記憶する画像メモリと、１垂直走査
   を終えたのち、前記画像メモリから前記画素信号を入力
   の順に取出す手段と、該画素信号の取出しの際、該取出
   しと同期して前記セグメント番号記憶手段に記憶された
   前記セグメント番号を前記の順番に読出す手段と、該続
   出されたセグメント番号と前記抽出指定セグメント番号
   とを順次比較し、両者が一致した際に一致信号を出力す
   る手段と、前記画像メモリからの前記画素信号の取出し
   の際、該画素信号に含まれる各セグメントのうち前記一
   致信号に対応するセグメントを抽出する手段と、該抽出
   されたセグメントの位置データを記憶する手段と、から
   なることを特徴とする図形選択画像処理装置。