JPS6188378A

JPS6188378A - 色信号変換装置

Info

Publication number: JPS6188378A
Application number: JP59281889A
Authority: JP
Inventors: カーチス・ジエイ・ボツチ; ドナルド・エイ・エイド; レベツカ・エイ・ハート
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1984-01-03
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1986-05-06
Also published as: CA1226061A; US4590511A; KR920008075B1; EP0149231A2; KR850005643A; EP0149231B1; DE3481084D1; EP0149231A3

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、色が検査プロセスの要素であるような、製造
物体などの光景管検査する工業上の検査に関する。例え
は、部品の存在の有無、同定および位置とか向きなどを
全自動で決定することに関する。

〔従来の技術〕

従来技術の検査装置では物体を観測し、物体の画像を表
わすビデオ出力信号を発生する白黒テレビカメラを使用
しているものが多い。その信号は、画像の各ピクセル（
ｐｉｘｅｌ）の輝度（１ｕｎｔｉｎａｎｃｅ）に応じて
、各ビクセルの２進または気グレースケール（ｇｒｅｙ
ｓｃａｌｅ）　”ディジタル値を与える画像処理部に入
力される。

そのディジタル表現はメモリに紀伊さハている標準の画
像と比較されたり（テンプレートマツチング）、あるい
は更に高級な装置では部品の面積、周囲長さ、座標軸、
向きなどを計算するために、画像処理部のコンピュータ
に入力される。

画像処理部の出力は操作員（オペレータ）によって使用
されるディスプレイであったり、物体を選別し、排除し
そして、位置決めする機械ま；ｌ″ｔｔロボツト装置指
令などである。

物体の部品は、部品とそれ全取巻く要素あるいは、背景
との間のコントラストによって認識される。

その部品が色たけが背景と異なる場合には、困難を生じ
る。そして、部品が白黒で表現づれる場合は、区別がで
きない。例えば抵抗器のカラーコードは、その抵抗値を
識別する。しかも、その抵抗器は、異なる抵抗値全もつ
抵抗器と同じ形状、寸法をもつかも知れない。このよう
な場合カラーコード帯の１グレ一スケールＩ分析は、信
頼できるコードインジケータとはなり得ない。

同様に、コンデンサが抵抗器と全く同じ形べ。

寸法をもち、異なる色をもつことがある。そのコンデン
サの識別は、色の識別に依存する。また、コンデンサが
、それが取付けられた回路基板と非常に近い輝度をもつ
場合には、基鈑が緑色で、コンデンサが赤色であつ次と
しても、グレースケール表現で、それを区別することは
できない。

この問題を解決するために従来の装置で（プ、カラーテ
レビカメラを用い、それによって得られ九赤、緑および
青の各信号音３つの分離した画像処理部で処理し、各色
成分に対するディジタル値を割当てた後、その結果を結
合し、それら金比叔して、観測されている部品の他の特
徴とともに、色を決定することが試みられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような装＃は、分離し７’Ｃ３つの
画像処理部をもつので、極めて高価であシ、しかもその
動作速度も好ましい値よりも、かなり遅くなる。

ｃ問題点を解決するための手段〕物体の色は、色相（ｈｕｅ）　、彩度（ｓａ口＋ｒａｔ
ｉｏｎ）および輝度（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）の３つの特
性をもつ。色相と彩度は、−緒にして、物体のクローツ
（ｃｈｒ−ｏｍａ　）あるいは、クロミナンス（ｃｈｒ
ｏｍｉｎａｎｃｅ）とよばれる。

白黒テレビカメラの出力は、輝度成分のみを含み、前述
の如く、異なる色をもつ物体の隣り合う画素が同じ輝度
を有すると、白黒表現では、グレースケールの同じ濃淡
になり区別できない可能性がある。

我々は、異なる色の色相成分から、たとえ同じ輝度であ
っても、全ての色を相互に判別できるグレースケールを
導出することが可能であることを見出した。

本発明は、カラーテレビカメラの単一の衿合出力信号か
ら、グレースケール画像処理機器によって、物体の部品
の存在と位置だけでなく、そｎらの色も識別するように
解釈できる信号を導出することにより、同じ輝度である
が異なる色相を有する物体を容易に区別できる検査装置
からなる。

この発明の特性を表わす新規性についての種々の利点や
特徴は、特許請求の範囲に特に指摘されている。しかし
ながら、この発明そのもの、その利点、その使用により
達成される目標について：りよく理解するために、この
明細書の一部を形成する図面および実施例について説明
する。

〔実施例〕

第１図は白黒テレビカメラ１１、画像処理部１４および
利用部１５からなる従来技術による装置１０を示す。

白黒テレビカメラ１１は物体１２をＨＤし、白黒信号１
３を画像処理部１４に供給する。画像処理部１４は、画
像のグレースケールによるデイジタル化金し、その出力
を利声部１５に入力する。

利用部１５は、モニタ１６あるいは、物体を正しく構成
し、位置決めするための信号を記録するメモリおよび必
要な動作をする制′？１ＪＡＪ装置の一部あるいは全部
金倉む。

一般に、画像処理部は、特定のタイプの信号、例えばＥ
ＩＡ標準Ｒ８１７０によって識別されるような信号金堂
けるように構成されているっそれゆえ、出力１３は通常
、その３杉弐ケとる。

第２図は不発、明の装置１９を示す。要素１３゜１４．
１５および１６は、従来装置と同じである。

カラーテレビカメラ２０は、物体１２に観察し、信号２
１を出力するが、この信号は、画像処理部１４で所望の
色情報全抽出する目的に使用することはできない。それ
ゆえ、カラーテレビカメラ２０と画像処理部１４の間に
カラーコンバータ２２が挿入され、カメラ信号２１から
、画像処理部１４に適した修正されたカラーコード化信
号１３を導出する。これについては第３図のところで詳
しく説明する。

第４図は、出力２１についての物体１２の画像の１本の
水平掃引に対応する部分を示す。たソし、簡単にするた
めに、２色のみの場合を仮定している。ここに、符号３
０．３１は、連続する２つの水平同期パルスを示す。こ
れらの水平同期ノぞルスは、そのノ々ツクポーチに、副
搬送周波数のカラーパースト３２全もつことを除いて、
標準の構成であシ、画像処理部１４で受は入れられる。

画像信号３３は、それぞれ部分３４．３５で示される２
色をもつ物体を表わす。これらは、副搬送波のカラーバ
ースト３２と同じ周波数成分であるが、カラーパースト
に対して、これら２色の色相によって決まる位相角をも
っている。この画像信号はレベル３６．３７ｔ−中心と
した正弦波で、レベル３６．３７はこれら２色の輝度を
表わし、レベル３６．３７からの振幅はこれら２色の彩
度を表わす。

例えば、位相角ＯＧは、色相赤を表わし、位相角１８０
°は、相補的な色相縁を表わす。

カラーコンバータ２２は、画像信号３３から、これら位
相角を表わすアナログ電圧を導出し、それ全ディ２タル
化に適した形式で画像処理部１４へ入力する。このアナ
ログ電圧は、禅合信号のカラーノ々−スト３２と画像信
号３３の部分３４゜３５などとの間の位相角を表わし、
レベル３６゜３７や部分３４，３５の振幅には、左右さ
れない。

第３図金柑いて、これを説明する。

カラーコンバータ２２において、複合信号２１は、緩衝
増幅器４０全通して、帯域フィルタ４１と同期分離器４
２に供給される。帯域フィルタ４１は、カラーバースト
３２と画像信号の部分３４．３５の周波数ケ含む片波（
り帯域全通過きせるが、同期パルス３０　、３１やル１
）度レベル３６．３７などの繰返し周波数は通過させな
い。

帯域フィルタの出力は、自動利得調整増幅器４３全通し
てクローマ人力４４を、クローマ処理部４５に供給する
。同期の分離器４２は複合信号から水平同期ノにルスを
抽出し、４６．４７に出力する。

同期分離器４２は、また、走査の帰線期間における信号
処理全抑圧する帰線消去パルスケ５０に出力する。

クローマ処理部４５は、Ｒ，Ｃ，Ａ、ナンノ々−０Ａ３
１２６０などの市販品である。クローマ処理部４５は、
制御用のカラーノ々−スト３２に位相が固定された局部
発生器を有し、それからの基準出力を５１へ、信号パル
ス３４．３５の高周波成分を含むクローマ出力を５２に
出力する。

クローマ出力は信号パルス３４．３５と再生された副搬
送波５１の間の位相関係を維持している。

出力５１．５２は増幅器５３．５４を通して、ゼロクロ
ッシング検出器（ｚｅｒｏ　ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｄｅｔ
ｅｃ　−ｔｏｒ　）　５５　ｒ　５６に供給される。ゼ
ロクロッシング検出器５５．５６の出力である基糸信号
６０とクローマ信号５７は、フエーズエンコー＆６２に
加えられる。フェーズエンコーダ６２とトラツクーアン
ドーホールドデノ々イス（ｔｒａｃｋ−ａｎｄ−ｈｏｌ
ｄｄｅｖｉｃｅ）　６３は、協働して複合信号２１の色
相成分のグレースケールアナログ値である出力６４を出
力する。Ｒ８１７０信号用に設計された機器に受入れら
れるように、同期再挿入段６５で、同期信号と帰線消去
信号が出力６４に加えられ、檜合信号１３を得る。

一般用語で説明するならば、副搬送周波数の速続するサ
イクルに対して、信号成分５１．５２の間の位相角によ
る時間間隔をもったスタート信号およびストップ信号が
発生される。

スタート信号およびストップ信号は積分手段の動作を制
御する。積分手段は、積分時間幅によって決まる出力電
圧を出力する。その出力電圧は、新しい積分が完了する
までホールドされる結果、一連のステップ電圧を生じ、
それは平滑されてアナログ電圧になる。

積分器のリセット時間を得るため一体の積分器が、副搬
送波の連続するサイクルに対して、交互に用いられ、ア
ナログマルチプレクサが交互に積分器を選択し、その出
力信号をトラツクーアンドーホールドデノ々イス６３に
出力する。

第５図に示す７エーズエンコーダ６２は、遅延発生器７
０、検数の、ｅルス発生器７１，７２．７３および７４
、分周器７５、＃Ｊ１および第２の積分器７６．７７、
マルチプレクサ８０、緩衝増幅器８１．８２、ＮＡＮＤ
ＡＮＤ回路８３回路８４．８５およびＡＮＤ回路８６．
８７，９０．９１．９２および９３からなる。

分周器７５、パルス発生器７１，７２、ＡＮＤ回路およ
びＯＲ回路は、副搬送波の連続するサイクル毎に交互に
積分器を動作させる機能を有する。

積分器動作の各サイクルは、パルス発生器７１からの信
号でスタートシ、パルス発生器７２からの信号でストッ
プする。積分器によって得られた電圧は、マルチプレク
サ８０を経て、トラックアンドホールドデノ々イス６３
にホールドされる。この間に、もう一方の積分器は、リ
セットされる。

次の副搬送波サイクルに対して積分動作は、逆転して、
第２の積分器が動作し、第１の積分器がリセットされる
。

帰線消去時間の間に、積分器のリセット、およびトラッ
クアンドホールドデノ々イス６３の動作は、４線９４．
９５．９６および９７を通る帰線消去信号５０によって
制御される。積分器のリセットおよびマルチプレクサの
動作は、ノξルス発生器７４からのリセット信号９８に
よ、って制御される。

トラックアンドホールド動作は、ノξルス発生器７３か
らのトラックアンドホールド信号９９によって制御され
る。

ノにルス発生器７３．７４は、ワンショットが便利であ
り、パルス発生器７１．７２および分周器７５＃″ｌｔ
１　フリップ−フロップでよい。

〔作用〕

カラーフンノ々−夕の動作を以下に記述する。

各水平同期信号の時点で、クローマ処理部４５の基準信
号発生器からの信号は、ｐ合信号のカラーバースト３２
に同期している。基準信号発生器の出力は、増幅器５３
およびゼロクロッシング検出器５５′ｔ−通して、遅延
発生器７０そしてノセルス発生器７１に供給される。同
様に和合信号のクローマ成分はクローマ処理部４５から
、増幅器５４およびゼロクロッシング検出器５６を通し
て、ノぞルス発生器７２に供給される。

細搬送波の第１のサイクルに対して、分局器７５は、Ａ
　Ｎ　Ｄ回路８６，８７，９０および９１（Ｔ−通して
、積分器７６．７７の一方ｆ！：選択し、選択された積
分器がパルス発生器７１からのスタート１言号と、）ぞ
ルス発生器７２からのストップ１ぎ号を受けるように動
作する。

スタート信号およびストップ１ｇ号は、副搬送波信号と
クローマ（ｊｉ号のゼロクロッシングの時点によって、
したがって複合信号の部分３４と再生Ω送波（カラー７
２−スト３２に固定された位相をもつ）との間の位相角
によって、決定される。

選択された積分器は、スタート１ぎ号からストップ１ぎ
号までの時ｉ４ｊ幅に比例する直流電圧を発生する。

分周器７５は、また、パルス発生器７４とともに、ＡＮ
Ｄ回路９２　、９３　ｆ　ｔｉ由して、マルチプレクサ
８０を制御する。マルチプレクサ８０は、選択された積
分器の出力をトラックアンドホールドデバイス６３に供
給する。

分周器７５は、更に、０几回路８４，８５全性由して、
選択されなかった積分器をリセットする。

この時点で装置は、副搬送波の次のサイクルのシーケン
スを繰返す準イ―ができている。次のサイクルでは、も
う一方の積分器が選択され、前のサイクルで選択されて
いた積分器をリセットする等々が繰返えされる。

複合信号のクローマ成分が、副搬送波の連続する期間に
わたって同一であり、その結果、測定される位相角が変
化しない限り、最初は、一方の積分器から、次いで、ｎ
ｊ；方の積分器から得られるマルチプレクサの出力は一
定不変である。

もし、クローマ成分が変化すれば、積分器出力も変化す
る。次に続く帰線消去パルスは、復帰掃引の開に、好ま
しくない過渡応答を生じないように、回路７３とともに
、ＮＡＮＤ回路８３を通って、トラックアンドホールド
デバイス６３をデスエーブルにし、ＯＲ回路８４および
８５全通して、両方の積分器ｔ＝　ｌｊ上セツトる。

遅延発生器７０により可変の較正遅延が得られるため予
め決められた積分器出力レベルｔｂ合信号の予め決めら
れたクローマ成分に対応格せることができる。

上記により、この発明は、カラーカメラの摺合信号出力
から、原信月の全てのクローマ成分をモノクロームで識
別可能に表わす出力を導出する手段を有することは明白
である。

この発明の構成と機能の原綿およびこの発明の舷々の特
徴と効果は上記の辿りであり、この介りすの新規性は、
特許請求の範囲に記述されたｉ’ｊ　！、ｌである。こ
の開示は、理解のためのみになされｔものであり、細部
において、特に形状２寸法や部品の配置などの変更は、
特許請求の範囲に記述された本発明の原理内において可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術の構成を示すブロック図である。第２図は本発明の装置のブロック図である。第３図は、本発明全構成するカラーコンバータのより詳
細なブロック図である。第４図は、複合信号の波形し１である。第５図は、第３図の中の７エーズエンコーダのより評剣
なブロック（凶である。１１・・・白黒テレビカメラ、　　１２・・・！勿体、
１４・・・画像処理部、　　　　　１５・・・利用都、
１６・・・モニタ、　　２０・・・カラーテレビカメラ
、２２・・・カシ−コンバータ、３０．３１・・・同期
パル／３２・・・カラーバースト、　　　３３・・・画
像１６号、３４．３５・・・画イｆメ１ｄ号の部分、４
０．８０．８２・・・緩衝増幅器、４１・・・蛍域フィルタ、　　　　４２・・・同↓１．
ｌｊ分雛器、４３・・・自動利冑、、１−１−≠項幅器
、４５・・・クローマ処理ｔ′５３．５４　　・・・　
ｊ′〆イ　、β７．）？ン　、５５．５６・・・ゼロク
ロツンングｔｊ　ｌｆｌ　ｆ：（ｒ、６２・・・７エー
ズエンコーグ、６３・・・トラックアンドホールドデバイス、６５・・
・同期再り１１人に２．　　　　７０・・・ｄ畑元生器
、７１．７２，７３．７４・・・パルス光生器、７５・
・・分周器、　　　　　　７６．７７・・・積分器、８
０・・・マルチプレクサＱ’ｆ　ｏ’ｆ　ｈ３　ｂ’４１人　　ハネウェル・イ
ンコーボレーテツド代理人　弁理士　　松　　下　　義
　　冶手続粕ＩｔｊＥ″Ｆｔ’（方ヱ０昭和６０年１１月８日ｌ゛１τ件のＪＲ昭）１１５９年　　　　特：Ｉ願　第
２８１８８９号２　た明の名（（Ｆ　　　　　　色信号
ｉ換装置１．１！＋Ｅを′４乙打事件との関係　　　特６１出−随人（）　　所　　　アぜ゛Ｊカ合〒ｉｃ１　　′、ｔ′夕
川　、用、　’７１！　’Ｉスハ２ウエレ　ブラザ（無
番地）名称　　　　ハネウェル　イノコーボレーテ７・ド長ノ
１′・ターナ・・す・・ビル゛−ニジ　ｖ・山武・・７
ウエル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複合ビデオカラー信号からクローマ情報と基準信
号を抽出する手段と、前記クローマ信号を複合信号の色
相を一義的に表わす識別可能なレベルを持つアナログ電
圧に変換する手段とを具備してなる色信号変換装置。
（２）アナログ電圧に変換する手段は、クローマ情報と基準信号を抽出する手段にそれぞれ接続
された第１および第２のゼロクロッシング検出器と、積分手段と、前記第１のゼロクロッシング検出器に接続され、前記積
分手段の動作をスタートさせる手段と、前記第２のゼロ
クロッシング検出器に接続され、前記積分手段の動作を
ストップさせる手段とからなり、以って、前記積分手段の動作結果は前記第１および第２のゼロク
ロッシング検出器のゼロクロス点間の期間に比例した、
すなわち、位相角に比例した直流電圧であることを特徴
とする第１項に記載の色信号変換装置。
（３）積分手段は、第１および第２の積分器からなり、積分手段の動作をスタート、ストップさせる前記の手段
は交互に前記第１および第２のゼロクロッシング検出器
を前記第１および第２の積分器の一方に接続すると共に
他方の積分器を同時にリセットすることを特徴とする第
２項に記載の色信号変換装置。