JPS63219084A - 画像合成装置 - 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】 魚哩辺且躬 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数の撮像手段から入力される複数の画像信号
を合成する画像合成装置に関する。

［従来の技術］ 近年、産業用ロボット等の発達や作業のオートメイショ
ン化に伴い、テレビカメラ等の撮像手段により作業対象
を撮影することが一般に行なわれており、作業対象が複
数に亘る場合には対象の数だけ撮像手段を用意し、これ
らの撮像手段からの画像信号を切り換えて再生すること
が行なわれている。例えば、多数の素子を組み込むハイ
ブリッド基板の組立工程を考えてみると、基板に搭載す
る部品の自動検査、部品を搭載する際の位置決め、基板
パターンの検査、基板自体の位置決め、更には半田付は
等の多岐に亘る作業が必要となり、複数の作業対象にま
たがる画像が必要となる。こうした場合には、第４図（
Ａ）に示すように、作業を行なう複数の位置に対応して
各々設けられたテレビカメラからの画像信号を切り換え
るスイッチＳＷを設け、第４図（Ｂ）に示す手順により
スイッチＳＷを切り換えて画像を再生している。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、こうした装置・構成では、通常、撮像手
段の数が増加するに従って全体の処理速度が低下すると
いう間頚があった。即ち、全体の処理に要する時間Ｔは
、第４図（Ｂ）に示すテレビカメラをセットする処理Ｓ
Ａと一画面あたりの処理ＳＢとに要する時間ｔ１に全カ
メラ台数Ｎを掛けたものとなってしまうのである。従っ
て、ソフトウェアによってこうした撮像手段の切換を行
なう構成では、多数の撮像手段からの画像をリアルタイ
ムで合成して再生することができないという問題があっ
た。

そこで、撮像手段から入力される画像信号を一旦ディジ
タル信号に変換し、これを共通の画像メモリの所定の領
域に書き込み、この画像メモリの内容を読み出すことに
よって多数の画像を合成する構成も考えられるが、大容
量の画像メモリを必要とし、装置◆構成が複雑化してし
まうという新たな問題を招致する。しかも、画像メモリ
に書き込みを完了するまでに上述した時間Ｔを要するこ
とに変わりがなく、リアルタイムで合成画像を得ること
ができないという問題は同等解決することができない。

従って、従来の装置では、複数の作業箇所を同時に一画
面として参照することができず、調整等の作業にいたず
らな手間を要するという問題も考えられた。

本発明は上記問題点を解決し、複数の撮像手段からの画
像の合成を好適に行なうことを目的としてなされた。

え肌Ω僕成 かかる目的を達成する本発明の構成について以下説明す
る。

［問題点を解決するための手段］ 複数の撮像手段に接続され、該複数の撮像手段から入力
される画像信号を合成して出力する本発明の画像合成装
置は、 合成後の二次元画像の走査位置に対応して、前記複数の
撮像手段の一の指定を記憶する記憶手段と、合成後の二
次元画像の走査位置に従って、前記記憶手段から撮像手
段の指定を読み出し、これに基づいて前記複数の撮像手
段からの画像信号を切り換える画像信号切換手段とを備
えた。

ここで撮像手段とは、二次元画像を撮影しこれを出力す
るものであれば撮像管、固体撮像素子等を問わず用いる
ことができる。また、モノクローム、カラーいずれの撮
像手段であってもよい。

記憶手段とは、合成後の二次元画像の走査位置に対応し
て複数の撮像手段の内のいずれかひとつの指定を記憶す
るものであり、ランダムアクセス可能なあるいは不揮発
性の半導体メモ【へゲートアレイあるいはプログラマブ
ルロジックアレイ等により構成することができる。例え
ば、合成後の画像の走査位置に対応する所定の領域毎に
撮像手段の番号等を予め書き込んでおくといった構成等
を考えることができる。

画像信号切換手段とは、合成後の画像の走査位置に従っ
て、記憶手段からいずれかひとつの撮像手段の指定、例
えはその番号等を読み出し、これに基づいて複数の撮像
手段からの画像信号を切り換えるものであり、例えば上
述した記憶手段から読み出された番号等に従ってアナロ
グスイッチ等を切り換えて、対応する撮像手段からの画
像信号を周知の再生装置等に出力するものなどを考える
ことができる。

［作用］ 上記構成を有する本発明の画像合成装置は、複数の撮像
手段から入力される画像信号の合成に際して、合成後の
二次元画像の走査位置に対応して記憶手段に記憶された
複数の撮像手段のいずれかひとつの指定を、画像信号切
換手段によって読み出し、この指定に基づいては複数の
撮像手段からの画像信号を切り換える。従って、画像の
合成にソフト的な処理を必要とせず、ハード的な処理の
みによって画像の合成がなされる。

［実施例］ 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、次に本発明の画像合成装置の好適な実施例につい
て説明する。第１図はこの画像合成装置の概略構成図で
ある。

図示するように、この画像合成装置は、撮像手段として
５台設けられたテレビカメラＴＣ１，ＴＣ２，、Ｔｅ３
．Ｔｅ３．Ｔｅ３からの信号を入力して合成し、これを
出力端子ＯＵＴ　１に出力するよう構成されている。そ
の内部には、切換回路１、同期分離回路２、画像データ
抽出回路４、垂直座標カウンタ７、水平座標カウンタ８
、サンプリング回路１０、カメラ番号出力回路１２およ
び制御回路２０が備えられている。

テレビカメラＴＣＩないしＴｅ３は、ＣＣＤ等の固体撮
像素子を用いたものであり、各々−フレーム当り水平方
向に５１２ドツトの、垂直方向に４９５ドツトの分解能
を有する。また、これら５台のテレビカメラＴＣＩない
しＴｅ３は、総て同期して各画面の走査を行なうよう設
定されている。

５台のテレビカメラＴＣＩないしＴｅ３からの各画像信
号は、まず切換回路１の五つのアナログスイッチＡＮＩ
ないしＡＮ５の各信号端子の一方に入力される。

切換回路１は、ＣＭＯ５技術を用いて集積された周知の
ものであり、そのアナログスイッチＡＮ１ないしＡＮ５
は高いオフ抵抗値と極めて低いオン抵抗値とを有する。

従って、後述するカメラ番号出力回路１２からのセレク
ト信号Ｃ５ＩないしＣ５５が択一的にアクティブになる
と、いずれかひとつのアナログスイッチＡＮＩないしＡ
Ｎ５がオン状態となり、対応するテレビカメラＴＣＩな
いしＴｅ３のいずれかからの画像信号が、出力端子０Ｕ
ＴＩに出力されるとともに、同門分離回路２と画像デー
タ抽出回路４に入力される。同期分離回路２は画像信号
に含まれる垂直同期信号と水平同期信号とを画像データ
から分離するものであり、テレビ受像器に必須の回路と
して周知のものなので内部の構成については省略する。

この同期分離回路２からは、垂直同期信号が垂直座標カ
ランタフのリセット端子ＲＥＳＥＴに出力され、一方、
水平同期信号が垂直座標カウンタ７のカウント入力端子
Ｃｉｎと水平座標カウンタ８のリセット端子ＲＥＳＥＴ
とに出力される。画像データ抽出回路４は、入力された
画像信号から画像データを取り出す回路であり、この回
路の構成も周知のものなので説明は省略する。画像デー
タ抽出回路４は、−水平走査線を５１２ドツトのデータ
に分離して抽出し、これをいまひとつの出力端子０ＵＴ
２に出力する。

また、画像データ抽出回路４は５１２ドツトの各データ
について一つのパルス信号を水平座標カウンタ８のカウ
ント入力端子Ｃｉｎに出力する。

従って、垂直座標カウンタ７は同期分離回路２の出力す
る垂直同門信号によりリセットされてカウントを開始し
、同期分離回路２の出力する水平同期信号によって一フ
レームに４９５だけカウントアツプされる。これに対し
て、水平座標カウンタ８は同期分離回路２の出力する水
平同期信号によりリセットされてカウントを開始し、画
像データ抽出回路４の出力するパルス信号により一水平
走査において５１２だけカウントアツプされる。

これらのカウンタ７、日の出力はサンプリング回路１０
に入力される。サンプリング回路１０は、データ長４ビ
ツトのデュアルポートメモリとして構成されており、カ
ランタフの出力はメモリの上位アドレスに、カウンタ日
の出力はメモリの下位アドレスに各々入力される。サン
プリング回路１０は、各カウンタ７．８によってアドレ
スが指定されると、予め書き込まれた４ビツトのデータ
を出力する。即ちカウンタ７．８からの出力は一フレー
ムにおける位置に対応しており、そのデータは各位置に
おけるカメラ番号を選択するためのものである。尚、サ
ンプリング回路１０のいまひつとのアドレスポートは後
述する制ｉ卸回路２０のコモンバスに接続されている。

サンプリング回路１０の出力であるこのデータは、メモ
リとして構成されたカメラ番号出力回路１２のアドレス
を指定するのに用いられる。カメラ番号出力回路１２は
、サンプリング回路１０からのデータに応じて、その５
本の出力（セレクト信号Ｃ５ＩないしＣ５５）のうち、
ひとつだけをアクティブとする。このセレクト信号Ｃ５
ＩないしＣ９５によって、切換回路１のいずれかひとつ
のアナログスイッチＡＮＩないしＡＮ５がオン状態（導
通状態）となる。

制御回路２０は、周知のＣＰＵ２１．ＲＯＭ２２、ＲＡ
Ｍ２４および入力ボート２５をコモンバス２６により相
互に接続したいわゆる算術論理演算回路として構成され
ている。ＣＰＵ２１は、入力ポート２５を介して接続さ
れたキーボード等の設定器２７から入力されるデータに
基づいて、サンプリング回路１０に記憶される４ビツト
のデータを書き換える。こうした制御回路２０の動作は
、周知のものなので詳細な説明は省略する。

以上説明した構成を有する゛本実施例の画像合成装置の
働きについて説明する。既述したように、本実施例の５
台のテレビカメラＴＣＩないしＴｅ３は５１２Ｘ４９５
の分解能を有するものであり、総て同一のタイミングで
一フレームの走査を行なっている。各テレビカメラＴＣ
ＩないしＴｅ３が撮像する画像５１．Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４
，５５を第２図に示したが、各画像のうち合成画像とし
て取り込みたい領域は、その一部（第２図に斜線で示す
領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５）に限られる。そこ
で、この領域を指定し、各領域に対応するカメラ番号を
予め記憶させる。具体的には設定器２７を操作して領域
を指定し、ＣＰＵ２１によリコモンバス２６を介して、
指定された領域に対応するサンプリング回路１０のアド
レスにカメラ番号に対応したデータを書き込んでおくの
である。

カメラ番号出力回路１２は、このデータに従ってセレク
ト１言号Ｃ９ＩないしＣ３５のいずれかをアクティブと
する。

この結果、１フレームの走査において、まず領域Ｒ４が
走査されているときには、テレビカメラＴＣ４に対応す
るデータがサンプリング回路１０から読み出され、これ
によりカメラ番号出力回路１２からのセレクト信号Ｃ９
４がアクティブとなる。従って、セレクト信号Ｃ５４に
より切換回路１のアナログスイッチＡＮ４が導通状態と
なり、４台目のテレビカメラＴＣ４からの画像信号が切
換回路１を介して出力される。同様に、領域Ｒ５の位置
が走査されているときには、５台目のテレビカメラＴＣ
５からの画像信号が出力される。従って、出力端子ＯＵ
Ｔ　１からの出力信号を再生した画像は、第２図に示す
ように、五つの領域Ｒ１ないしＲ５が合成されたものと
なる。

以上のように構成された本実施例の画像合成装置によれ
は゛、テレビカメラＴＣＩないしＴｅ３によブて撮像さ
れた五つの画像内の領域Ｒ１ないしＲ５を極めて容易に
合成することができる。しかも、本実施例では画像の合
成をソフトウェアによることなくハード的に実現してい
るので、接続されるテレビカメラの数が増えても高速に
画像信号を切り換えることができ、リアルタイムな処理
に十分対処することができる。従って、五つの撮像箇所
に亘る調整等の作業は極めて容易となる。

また、本実施例の画像合成装置では、セレクト信号を別
体に設けられたサンプリング回路１０とカメラ番号出力
回路１２とにより得ているので、サンプリング回路１０
の出力を他の装置、例えは画像信号の二値化を行なう二
１直化装置等に供することができ。この場合には、画像
データ抽出回路４から出力端子０ＵＴ２に出力される画
像データを二値化に利用することができる。

次に、本発明の第二の実施例について説明する。

第二実施例の画像合成装置は、第一実施例の装置と較べ
てサンプリング回路１００とカメラ番号出力回路１２０
の構成のみ異なり、他の装置構成は同一である。本実施
例の画像合成装置のサンプリング回路１００は、第３図
に示すように、垂直座標指定回路１０１と水平座標指定
回路１０２とからなり、カメラ番号出力回路１２０はブ
ライオリティトエンコーダ１２１．カメラ番号テーブル
１２２および８個の二人カアンドゲート１２５とからな
る。

垂直座標指定回路１０１は、垂直座標カランタフの出力
に応じて垂直座標の一定の範囲毎に出力を排他的に選択
するものであり、ゲートアレイやメモリ等により構成す
ることができる。本実施例では、垂直座標の４９５ドツ
トに亘って少なくとも８の範囲が指定できるよう構成さ
れている。一方、水平座標指定回路１０２は、水平座標
カウンタ日の出力に応じて水平座標の一定の範囲毎に出
力を排他的に選択するものであり、垂直座標指定回路１
０１と同様に構成することができる。本実施例では、水
平座標の５１２ドツトに亘って少なくとも８の範囲が指
定できるよう構成されている。

従って、垂直座標指定回路１０１および水平座標指定回
路１０２からの出力は、共に８本になっている。

これら各８の信号線は、カメラ番号出力回路１２０の８
個の二人カアンドゲート１２５の入力に互いに接続され
てＬする。従って、−フレーム内の−走査においである
位置が指定されたとき、その位置を含む範囲の指定に対
応した二人カアンドゲート１２５の出力がアクティブと
なる。二人カアンドゲート１２５の各出力はプライオリ
ティエンコーダ１２１に入力されていることから、アク
ティブとなった二人カアンドゲート１２５の内、最も優
先順位が高いものに対応したコードが出力される。従っ
て、垂直座標指定回路１０１及び水平座標指定回路１０
２による画像領域の指定がオーバーラツプした場合でも
、予め割り当てられた優先順位によりどの領域が優先さ
れるかは決定される。

この結果、指定がオーバラップすることによって問題が
生じることはない。

プライオリティエンコーダ１２１の出力に従って、カメ
ラ番号テーブル１２２からセレクト信号Ｃ５ＩないしＣ
５５が、切換回路１に出力されるのは、第一実施例と同
様である。

以上の構成を有する本実施例の画像合成装置によれば、
各テレビカメラＴＣＩないしＴｅ３が撮像した画像から
合成しえる領域の形状が矩形に限られるものの、第一実
施例と較べて一層簡易な構成により、第一実施例とほぼ
同様に、各画像の領域の合成を行なうことができる。

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本
発明はこうした実施例に同等限定されるものではなく、
サンプリング回路１０とカメラ番号出力回路１２とをひ
とつのメモリにより構成したり、他の画像処理装置、例
えば二値化装置等と一体に構成するといったことも差し
支えなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
なる態様で実施し得ることは勿論である。

光団辺苅釆 以上詳述したように、本発明の画像合成装置によれは、
複数の撮像手段によって撮像された画像の所望の領域を
極めて高速かつ容易に合成することができるという優れ
た効果を奏する。従って、撮像手段の数が増えてもリア
ルタイムに画像の合成を行なうことができる。この結果
、複数の異なる場所にある被測定物体を同一の画面で参
照することができ、複数の対象に同時に関係する作業の
容易化や調整作業の容易化等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例としての画像合成装置の概略構
成図、第２図はこの画像合成装置を用いて行なう画像合
成の様子を示す説明図、第３図は本発明の第二の実施例
としての画像合成装置の要部を示す概略構成図、第４図
（Ａ）は従来の画像切換の構成を示す概念図、第４図（
Ｂ）は画像合成の処理を示す説明図、である。 １　・・・　切換回路 ２　・・・　同量分離回路 ４　・・・　画像データ抽出回路 ７　・・・　垂直座標カウンタ ８　・・・　水平座標カウンタ １０　・・・　サンプリング回路 １２　・・・　カメラ番号出力回路 ２０　・・・　制御回路 ２７　・・・　設定器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の撮像手段に接続され、該複数の撮像手段から入力
   される画像信号を合成して出力する画像合成装置であっ
   て、 合成後の二次元画像の走査位置に対応して、前記複数の
   撮像手段の一の指定を記憶する記憶手段と、 合成後の二次元画像の走査位置に従って、前記記憶手段
   から撮像手段の指定を読み出し、これに基づいて前記複
   数の撮像手段からの画像信号を切り換える画像信号切換
   手段と を備えた画像合成装置。