JPS62154077A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像処理装置に係り、特に様々な照明条件下で
の物体の境界を安定に検出することができる画像処理装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、撮影画像から物体の境界に対するエツジパターン
を検出する方策については、例えば１９８０年にマラー
（Ｍｅｒｒ）により発表された「セオリー・オブ・エツ
ジ・デテクションＪ（Ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　Ｅａｄｅｄ
ｅｔｅｃｔｉｏｎ　）と題する文献において論じられて
いる。

このエツジパターンの検出方策はエツジパターンを急峻
にスロープで表現するものであり、画像における大領域
の平滑化と微分との組合せにより実行されている。

〔発明が解決しようとする問題〕

上記の従来例では画像中の大領域での平滑化のために膨
大な計算が必要である。また、上記の従来例で得られる
情報は画像面内のエツジ分布のみである。このため、例
えば記号的特徴抽出等の高次の画像処理を行うためには
、さらにエツジの数式当てはめという処理が必要である
。一方、近年では製造ラインのＦＡ化、ロボットの知能
化に伴い、これらに画像処理技術が適用が適用され、そ
の画像処理の高速化が要求されているが上述した従来の
技術では十分に対応することができないのが現状である
。

本発明は上述の事柄にもとすいてなされたもので例えば
、製造ライン、ロボッ［・等の制御に必要な実時間でエ
ツジパターンを検出することができる画像処理装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記の目的は、画像中からエツジデータを検出
する画像処理装置において、画像の明暗分布の勾配を求
める微分手段と、この微分手段の出力を用いて各画素ご
との明暗分布の勾配方向を求める方向検出手段と、この
方向検出手段の出力に対応する画面内の微小領域の直線
部を求める直線演算手段と、この直線演算手段と方向検
出手段の出−力の一画当りの度数分布を記憶し、これら
をエツジ構造データとして出力する記憶手段と、微分手
段の出力によってエツジパターンを演算する手段とを備
えることにより達成される。

〔作用〕

方向検出手段、直線演算手段および記憶手段は画像の微
小領域から得られる明暗勾配と画面内の直線分布とのエ
ツジ構造データとを総合的に処理し、さらに大域的な画
像処理を直線部てほめとして実行することにより、極く
少数のパラメータに関する演算のみの処理によりエツジ
構成データを抽出する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面して説明する。

第１図は本発明の画像処理装置の一実施例を備えた視覚
システムを示すもので、この図において、１は物体を撮
影するテレビカメラ、２はテレビカメラ１で撮影した画
像を明暗信号ｆに変換するＡＤ変換器、３は本発明の画
像処理装置で、この画像装置３は制御手段４からのアド
レス信号４Ａ（ｘ、ｙ）とＡＤ変換器２からの画像の明
暗信号ｆとを受けて後述するエツジパターンＧとエツジ
構造データＥＣとからなるエツジデータＥＤを出力する
。この画像処理装置３の一例の構成を説明すると、５は
微分手段でこの微分段は画面内のＸ。

ｙＰｊｌ、４ｆＦ！で定められている明暗信号ｆ　［ｆ
（ｘ、ｙ）］をＸ方向およびｙ方向の微力画像に変換す
る。こａｘ　　　　ａｙ をディジタル的に実行される。例えば Ｘ θ　ｙ によって微分計算される。６はエツジ付近の明暗分布の
方向を検出する手段で、この方向検出手段造データとな
るエツジの方向Ｏ１に変換する。この方向検出手段６に
よるエツジの方向θ１の演算はエツジ付近では画像の明
暗が変換するので、この明暗変化の度合Ｔにもとづいて
得られる。すなわち、第２図に示すように、明暗変化の
度合Ｔはあるいは ただしｆ：両面内の明暗分布 で表現され、その急変方向の勾配ＯＬはで表される。こ
の（５）式により、エツジの方向０１を演算し、このエ
ツジの方向θ１の値を例えば１６、　　　１６．　　　
　　１６ を出力する。８は微小領域のエツジの直線を演算する手
段で、この直線演算手段８は第３図に示すようにＸ＋　
ｙ座標で定められている画面内の直線状のエツジＥを表
現するパラメータでを求めるものであり、前述したパラ
メータでは、 ９り＝ｃｏｓθ、ｙ＋ｓｉｎθ、Ｘ・吻・・・・…（６
）で求められる。このパラメータではさらに例えば５１
２を１６等分した値、すなわち０．３２．６４、・・・
４５０に決めた値”Ｐ＋　に変換した後これを出力する
。９はエツジ構造データとなるパラメータＰＬとエツジ
の方向θ１とを記憶する手段で、この記憶手段９は制御
手段４からの指令にもとづき、第３図に示す直線のエツ
ジＥに沿う微小領域の直線データのパラメータＴおよび
エツジ構造データＥＣとして出力する。１０で、このエ
ツジパターン演算手段１０はエツジパターン演算手段ツ
ジパターンＧに変換し、これをエツジデータＥＣとして
出力する。このエツジパターン演算手段１０におけるエ
ツジパターンＧの変換は例えばによって実行される。

次に上述した本発明の画像処理装置の一実施例の動作を
説明する。

テレビカメラ１によって撮影された画像はＡＤ変換器２
により明暗信号ｆに変換され、画像処理装置３に入力さ
れる。画像処理装置３は制御手段４からのアドレス信号
４Ａ　（（ｘ、ｙ）］および明暗信号ｆによりエツジデ
ータＥＤを出力する。

すなわち、明暗信号ｆは微手段５によりＸ＋３’座標に
おけるＸ方向およびＸ方向の微分画像よりエツジ構造デ
ータＥＣの１つの要素となるエツジの方向θ五に変換さ
れると共に分割されて記憶手段９に出力される。また方
向検出手段６からのエツジ方向θ１は直線演算手段８に
も出力される。この直線演算手段８はアドレス信号Ａに
もとづき微小領域におけるエツジの直線を表現するパラ
メータｒを求め、これを分割変換した値でｉに変換した
のち、記憶手段９に出力される。これにより記憶手段９
にはエツジ構造データＥＣを構成するエツジの直線を表
現するパラメータψとが関連をもって記憶される。この
記憶手段９に記憶されたエツジの直線を表現するパラメ
ータでは第２図に示す直線状のエツジＥに沿わないもの
も含んでいるが、これらは制御手段４からの指令４Ｂよ
り制御される。

一方、演算手段１０は前述した処理と併行してターンＧ
に変換し出力する。

上述の画像処理により、画像処理袋＠３はエツジパター
ンＧとエツジ構造データＥＣを構成するエツジの直線を
表現するパラメータψ量　とエツジの方向θ１　とから
なるエツジデータＥＤを出力する。

以上述べた本発明の実施例によれば、画像内の局所処理
と少数のパラメータ演算のみにより大域情報にもとすく
エツジデータを検出することができる。その結果、その
画像処理時間が短くなる。

また大域情報を直線パラメータで表現し、必要とする直
線パラメータを抽出するので、ノイズの少ないエツジパ
ターンを得ることができる。

第４図は本発明の装置の他の実施例を示すものでこの図
において第１図と同符号のものは同一部である。この実
施例は画面上の極く短い線分をノイズとしてエツジパタ
ーンから除去するエツジパターン演算手段１１を備えて
いる。このエツジパターン演算手段１１は方向検出段６
の出力θ１とこの出力θ童に対応する記憶手段９内のデ
ータづいてエツジパターンＧ＾を演算は、１が設定値Ｎ
ｏより等しいか大きい場合には で実行され、また「が設定値ＮＯより小さい場合には Ｇ＾＝Ｏ・・・・・・・・・（１０） によって実行される。

この実施例によれば上述の実施例と同様に短時間でエツ
ジデータが得られると共にノイズの少ないエツジパター
ンを得ることができる。

第５は本発明の装置のさらに他の実施例を示すもので、
この図において、第１図と同符号のものは同一部分であ
る。この実施例は上述の実施例と同様に画面上の極く短
いに線分をノイズとしてエツジパターンから除去するエ
ツジパターン演算手段１１を備えたものである。このエ
ツジパターン演算手段１１は方向検出手段６の出力θ１
とこれに対応する記憶手段９内のデータ１とこれに対応
する記憶手段９内のパラメーターφ−と微分手段−ンＧ
Ｂを演算する。このエツジパターンＧＢの演算はデータ
１が設定値Ｎｌより等しいか大きいくかつパラメータＴ
Ｉが設定値Ｎ２より大きい場合には により演算され、またデータＢｒが設定値Ｎ１より小さ
い場合もしくはパラメータ７か設定値Ｎｚより小さい場
合には 石１＝○　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・
・・・・（１２）により演算される。

この実施例によれば前述の実施例と同様に短時間でエツ
ジデータを得ることができると共にノイズの少ないエツ
ジパターンを得ることができる。

なお、本発明の画像処理装置３は相互に結合可能な複数
の演算ユニットと、各演算ユニットに接続されたメモリ
ユニットと、各演算ユニットに画像を伝送する入力ライ
ンと、各演算ユニットから演算結果を取り出す出力ライ
ンとで構成することも可能である。この場合にはメモリ
ユニットは演算ユニットの出力を格納すると共に演算ユ
ニットが必要に応じてデータを読出せる構成となる。ま
た、演算ユニットは固定した番地が割り当てられ、各番
地の明暗データおよび各演算ユニットで演算された結果
を記憶する。入力ラインは画像の明暗データと番地とを
対にして演算ユニットに送信し、各演算ユニットにおけ
る該当する番地の明暗データのみを読み込み記憶する。

出力ラインは一定のタイミングで番地データを演算ユニ
ットに送信し、演算ユニットにおける該当する番地のタ
イミングに応じて演算結果を出力する。また、各演算ユ
ニットは各番地の明暗データ、当番地の明暗データと隣
接番地の明暗データ及びメモリユニットの内容にもとづ
いて計算された認識パラメータを記憶することができる
。さらに各演算ユニットは隣接する演算ユニットの認識
パラメータの平均値を計算し、メモリユニットに格納す
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、種々の照明条件下における撮影画像中
からエツジパターンおよびエツジ構造データを短時間に
検出することができ、その画像処理を高速化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の映像処理装置の一実施例を備えた視宜
システムの構成を示す図、第２図は本発明によって得ら
れるエツジ構造データを構成するエツジの方向を示す説
明図、第３図は本発明によって得られるエツジの直線化
を表現するための説明図、第４図および第５図はそれぞ
れ本発明の画像処理装置の実施例を示す構成図である。 １・・・テレビカメラ、３・・・画像処理装置、４・・
・制御手段、５・・・微分手段、６・・・方向検出手段
、８・・・直線演算手段、９・・・記憶手段、１０，１
１．１２・・・ｒＺ図 １゜ 頁　３　図 ■４図 づ ■　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像中からエッジデータを検出する画像処理装置に
   おいて、画像の明暗分布の勾配を求める微分手段と、こ
   の微分手段の出力を用いて各画素ごとの明暗分布の勾配
   方向を求める方向検出手段と、この方向検出手段の出力
   に対応する画面内の微小領域の直線部を求める直線演算
   手段と、この直線演算手段と方向検出手段の出力の一画
   当りの度数分布を記憶し、これらをエッジ構造データと
   して出力する記憶手段と、微分手段の出力によつてエッ
   ジパターンを演算する手段とを備えたことを特徴とする
   画像処理装置。 ２、エッジパターン演算手段は方向検出手段の出力とこ
   れに対応する記憶手段のエッジ方向データと微分手段の
   出力とにより極く短い線分をノイズとして除去すること
   を特許請求の範囲第１記載の画像処理装置。 ３、エッジパターン演算手段は方向検出手段の出力とこ
   れに対応する記憶手段のエッジ方向および直線パラメー
   タと微分手段の出力ことにより極く短い線分ノイズとし
   て除去することを特徴とする特凍塔請求の範囲第１項記
   載の画像処理装置。