JPS63244273A

JPS63244273A - 映像信号処理装置における補償装置及び方法

Info

Publication number: JPS63244273A
Application number: JP63002664A
Authority: JP
Inventors: ウエスリィ　デービス; マイクル　エル．ガスペリ
Original assignee: Allen Bradley Co LLC
Current assignee: Allen Bradley Co LLC
Priority date: 1987-03-30
Filing date: 1988-01-11
Publication date: 1988-10-11
Also published as: AU8097387A; US4855830A

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、自動製造装置により製作中の物体を評価する
映像処理装置及び映像補償方法に関し、特に物体におけ
る輝度の変動を自動的に補正づる補償装置及び補償方法
に関する。

［従来の技術］自動アッセンブリ装置やロボットは複雑になるに従って
、そのものに視覚を付加することが望ましくなる。この
特徴は製造装置が製作中の物体の位置決めと、種々の部
品の有無及びその適正な位置とについて物体の点検を可
能にするものである。

この映像処理装置はビデオ・カメラを用いて物体の電気
的なイメージを生成するものである。物体の特徴を検出
するためにしばしば採用される技術では、イメージの種
々の部分間のコントラストに依存している。例えば、明
るく輝く物体は比較的に暗い背景の前に配置されたとき
は、物体の形状を映像イメージにおける鋭い輝度のコン
トラスト点を検出することにより決定してもよい。同様
に、物体を介する穴の寸法、形状及び位置も決定するこ
とができる。この技術を実施するために、イメージにお
ける各画素（ピクセル）の明るさ即ち輝度が予め定めた
しきい値と比較される。しきい値の一方又は他方のしき
い値に含まれるピクセルは、与えられた物体についての
特徴を表わしている。

この解決方法で直面する問題点は、物体の総合的な輝度
の変動が当該しきい値に対する特徴の輝度関係を変化さ
せることがあるということにある。

例えば、総合的な輝度が大幅に変化するときは、与えら
れたしきい値より暗くなくなっている可能性がある。い
くつかの応用では、輝度を厳密にｕＪ御することができ
る。しかし、工業的な環境で用いられる物体認識装置で
は、物体に入射される光量が大幅に変化することがある
。近傍を通過する他の物体が照明の一部を遮り、またア
ーク溶接のような種々の製造工程が光のレベルを増加さ
せることもある。

野外放送のような輝度レベルを細か＜ＩＩすることがで
きないテレビジョン放送の場合では、映像技術者が常時
種々のカメラの映像レベルを監視して正常化させている
。自動化した映像装Ｕでは、オペレータが映像信号を連
続的に監視し、物体の輝度変動を補正するように、自滅
的となっている。

［発明の概要］物体認識及び検査のような映像イメージ処理装置におい
て、前記物体の輝度における変動を補正する回路が備え
られるカメラが学習すべき物体のイメージを表わす映像
信号を発生する。一定レベルの照度の下で一定の輝度を
有すると思われる映像イメージの一部分の明るさ、即ち
輝度を測定する装置が備えられる。即ち、イメージの一
部分が、例えば時々当該部分に種々の物体が配置される
ことにより、時間によって変化する可能性がある。

第１の点で測定された輝度は、基準レベルを定め、次い
で基準レベルを用いて輝度しきい値を定めることになる
。この輝度しきい値は映像信号の処理手段を制御する。

カメラの視野における物体の輝度が変化するに従って、
映像信号の輝度変動がしきい値の相対的な調整を行なう
ものとなる。

本発明は検査工程において物体に到達する光度の変化に
よる影響を除去するものである。結局、異なる光条件が
比較に影響を及ぼすことなく、適時、２つの物体を異な
る点で比較することができるように、光環境の影響を正
規化している。

［実施例］最初に第１図を参照すると、本発明を用いるプログラマ
ブル・コントローラがラック１に内蔵され、種々のモジ
ュールを収容する一連のスロットを備えている。これら
のモジュールはバックブレーンを得るように、ラック１
の背面に沿って伸延するマザー・ボードに接続されてい
る。ラック１の物理的な構造は、米国特許第４，１５１
．５８０号に開示されている。これらのモジュールには
、電源モジュール２、及びプロセッサ・モジュール３が
含まれている。プロセッサ・モジュール３はプログラミ
ング端末装置７にケーブルを介して接続され、プログラ
ミング端末装［７はプロセッサ・モジュール３をプログ
ラムし、又はその動作を監視することができるキーボー
ド９を有する。英数字及び装ｒ１１ｔｉ制御プログラム
のラダー・ダイアグラムはＣＲＴ表示装［８上に表示さ
れ、またプログラム及びデータをディスク・ドライブ装
置１０に収容されるフロッピー・ディスク上に格納して
もよい。更に、この型式のプログラマブル・コントロー
ラの詳細説明については、米国特許第４゜４４２．５０
４号を参照すべきである。

ラック１の入出カモジュール４映像入カモジユール５及
び６のうちのいくつかは、被制御装置に対するプログラ
マブル・コントローラ・システムを接続する入出力（Ｉ
ｌｏ）機能を実行するものである。例えば、第１図の装
置は通常の電気的な４つの入出カモジュール４と、２つ
の新しい映像入力モジュール５及び６を有する。入出カ
モジュール４は、例えば直流入力又は出力、交流入力又
は出力、及び／又は聞及び閉ループ位画決めモジュール
を備えるものでもよい。

第１の映像入力モジュール５は、ケーブルを解してビデ
オ・カメラ１１に接続され、ビデオ・カメラ１１は上方
から製作品１２に向けられている。

本発明は白黒の映像イメージに国連して説明したが、本
発明の基本的な考え方はカラー・イメージを用いる処理
装置にも同様に適用される。製作品１２はアッセンブリ
・ライン・コンベア（図示していない）によりビデオ・
カメラ１１の下を搬送されてもよい。第１の映像入力モ
ジュール５は製作品１２の映像イメージを発生し、この
映像イメージは映像入力モジュール５に接続されるモニ
ター１３の陰極線管上に表示される。ライト・ベン１４
は通常の方法によりモニター１３上に表示されたシンボ
ルを選択することにより入力ｆ−夕を入力するのにｍい
られる。

第２の映像入力モジュール６には、他のカメラ１５が接
続されており、カメラ１５は製作品１２の側面を見るよ
うに配置されている。第２の映像入力モジュール６はビ
デオ・モニター及びライト・ペン用の端末装置となるが
、そのいずれも接続されてはいない。典型的なものとし
て、これらの装置は、検知すべき種々の特徴、及び検知
が行なわれるイメージ内の領域を定義する設定段階で必
要とするだけである。

映像入力モジュール５及び６はそれぞれのビデオ・カメ
ラ１１及び１５からの映像イメージを処理して検知用に
選択した物体の特徴に関するデータを４出する。これら
の１−夕はラック１の背面を介してプロセッサ・モジュ
ール３に入力可能となる。プロセッサ・モジュール３は
検知したこれらのデータを用いて製作品１２を評価し、
かつ製作品１２について実行される種々の製造ステップ
を副面する。

映像入力モジュール５及び６における映像処理回路の一
実施例を第３図に示す。クロック２６は映像信号の画像
素子（ピクセル）の速度でクロック・パルス信号を発生
する。このクロック・パルス信号はカウンタ２８に送ら
れ、カウンタ２８をビデオ・カメラ１１用に通常の水平
及び垂直同期信号を発生し、かつ映像イメージ内の各ピ
クセルのカウントを行なう。このカウントは特徴マスク
・メモリ３２のアドレス入力と、位置ラッチ３３のデー
タ入力とに供給される。特徴マスク・メモリ３２は、映
像イメージの各ピクセルについて１メモリ位置を有し、
２５６Ｘ２５６ピクセル・イメージの場合では６５．５
３６メモリ位置となる。

位置ラッチ３３は、１つの記憶位置を有し、読み出し／
書き込みＲ／Ｗ入力の書き込み信号によりエネーブルさ
れたときに、カウンタ２８からのディジタル・ワードを
記憶することができる。位置ラッチ３３のＲ／Ｗ入力は
ライト・ペン回路４０の出力に接続されており、またラ
イト・ペン回路４０はライト・ペン１４に接続されてい
る。カウンタ２８は比較器３５の入力にも接続されてお
り、比較器３５はピクセルのカウンタと位置ラッチ３３
の内容とを比較する比較器３５の２人力の値が等しくな
ったとぎは、論理レベルがハイの出力信号をしきい値メ
モリ３９の書き込みエネーブル入力に送る。

ビデオ・カメラ１１の映像出力は２つのアナログ・ディ
ジタル（Ａ／（））変換器３ｏ及び３７と、モニター１
３（第１図）とに供給されている。第１のアナログ・デ
ィジタル変換器３７はビデオ・カメラ１１からの映像信
号をなす各ピクセルの輝度を表わす多数ビットのディジ
タル値を発生する。

このディジタル値はしきい値メモリ３９のデータ入力に
接続され、しきい値メモリ３９は比較器３５の出力から
書き込みエネーブル信号も受は取っている。しぎい値メ
モリ３９は、１位置を有し、１ピクセルについてのアナ
ログ・ディジタル変換器３７出力を記憶する。比較器３
５からの１ネ一ブル信号（パルス）がしきい値メモリ３
９に印加されると、アナログ・ディジタル変換器３７の
出力はしきい値メモリ３９に記憶される。このエネーブ
ル信号が存在しないときは、しきい値メモリ３９は記憶
したデータをそのデータ出力に供給する状態にある。し
きい値メモリ３９のデータは出力第２のアナログ・ディ
ジタル変換器３ｏのディジタル化変換基準入力に供給さ
れる。

第２のアナログ・ディジタル変換器３０はビデオ・カメ
ラ１１から映像信号の各ピクセルについて１出力ビツト
を発生する。出力ビットの値は、ビデオ・カメラ１１の
信号輝度と、しきい値メモリ３９に記憶されている輝度
値との比較により決定される。第２のアナログ・ディジ
タル変換器３０は、ビデオ・カメラ１１の信号輝度が記
憶したしきい値以上のときは、その出力にハイの論理レ
ベルを発生するが、信号輝度がしきい値より低いときは
、ローの論理レベルを発生する。アナログ・ディジタル
変換器３０の出力は特徴マスク・メモリ３２のデータ入
力と、ＮＯＲゲート３４の一方の入力とに供給され、Ｎ
ＯＲゲー１−３４の他方の入力は特徴マスク・メモリ３
２の出力に接続されている。

ＮＯＲゲート３４の出力は特徴ピクセルカウンタ３６の
エネーブル入力に供給され、特徴ピクセルカウンタ３６
クロツク２６からピクセル速度信号をクロッキング信号
として受は取っている。特徴ピクセルカウンタ３６がエ
ネーブルされると、クロック２６の信号パルスをカウン
トする。特徴ピクセルカウンタ３６の内容は通常の通信
部４２に供給され、通信部４２は映像入力モジュール５
をラック１のバックブレーンに対してインタフェース接
続させている。通信部４２は要求があったときにプロセ
ッサ・モジュール３に送信データを送出する。

第２図を参照すると、製作品１２のイメージはビデオ・
カメラ１１によりＩｉ！像され、２５６走査線からなり
、各走査線が２５６ピクセルを有するモニター１３上に
表示される。これは、イメージ情報を６５．５３６　（
６４Ｋ）記憶位置を右するメモリに記憶させるものとな
る。映像イメージのフレームはインタレースされた２フ
イールドからなるものでよいが、説明を簡単にするため
にインクレースなしのイメージを説明する。図示のよう
に、製作品１２は、暗い背景１７にイメージが形成する
ことにより、製作品１２とその背景との間で轟いレベル
のコントラストが得られ、これがイメージ処理に大いに
寄与するものである。

説明の都合から、第２図に示したイメージは映像信号を
処理するユーザ一定義のセンサー窓１６を表わす標識を
含む。センツー窓１６内のピクセルの種々の特徴は試験
され、これらにｌｌｌ連するデータがプロセッサ・モジ
ュール３に送出される。

例えば、四角のセンサー窓１６が製作品１２を介して伸
延する円形の同口１８を取り囲むように配置される。暗
い背景１７は開口１８を介（）て見ることができるので
、製作品１２の明るく輝く頂面１９に対して鮮明なコン
トラストとなって現れる。

映像入力モジュール５は、開口１８の相対的な大きさを
、センサー窓１６内の暗い画素要素の数をカウントする
ことにより測定する。

第３図に示す第１の実施例の映像入力モジュールにより
イメージを処理する眞に、１以上のセンサー窓を定義し
なければならない。映像入力モジュール５及び６は、［
イメージ・データ・マスキング装置」と題して米国特許
第４，５６９，０７９号に説明されているものと同様の
窓を表わす技術を採用している。この技術では、センサ
ー窓が窓のイメージを含む物理的なマスクを作成するこ
とにより定義される。例えば、第２図のセンサー窓１６
のマ白い背景上の黒い四角として描くことができる。次
に、このマスクはビデオ・カメラ１１の前に配置され、
ビデオ・カメラ１１はマスクを走査してモノクロの映像
イメージを発生する。

ビデオ・カメラ１１からのマスク・イメージは第２のア
ナログ・ディジタル変換器３０によりディジタル化され
、各ピクセルについて１ピツトを発生し、ピクセルが白
か黒かを示す。第２のアナログ・ディジタル変換６３０
は、ピクセルがしきい値メモリ３９に記憶されている与
えられた基準しきい値レベルより高い輝度を有するとき
は、ハイの論理レベル１を発生し、またピクセルが塁準
しきい値レベルより低い映像入力値を有するときは、ロ
ーの論理レベル（０）を発生する。映像入力モジュール
の前パネル上のスイッチは特徴マスク・メモリ３２のＲ
／Ｗ入力に書き込みエネーブル電圧を印加し、マスク・
イメージのディジタル化した値をマスク・メモリ３２に
記憶させる。イメージにおけるマスクの暗い領域は対応
するメモリ位置にロー・レベルのビットにより表わされ
る。複数の特徴マスク・メモリ３２、ＮＯＲゲート３４
及び特徴ピクセルカウンタ３６を備えることにより、多
数の検知窓を定ｆｉすることができる。

一つ又は複数のマスク・イメージを映像入力モジュール
５に記憶すると、映像入力モジュール５は動作の準備が
完了する。製作品１２は第１図に示すようにビデオ・カ
メラ１１の前に配置される。

カメラの信号はディジタル化されて各ピクセルの輝度を
表わす１ビツトを発生する。ディジタル化された製作品
１２の実時間映像が第２のア犬ログ・ディジタル変換器
３０からＮＯＲゲート３４の一方の入力に送られる。Ｎ
ＯＲゲート３４の他方の入力は特徴マスク・メモリ３２
の出力に接続されている。製作品１２のイメージをそれ
ぞれディジタル化したピクセルがＮＯＲゲート３４に供
給されると、特徴マスク・メモリ３２に記憶され、マス
ク・イメージをディジタル化した対応のピクセルもＮＯ
Ｒゲート３４に供給される。センサー窓１６がマスク・
イメージにおいて暗い領域により表わされ、開口１８も
製作品１２のイメージの暗い領域であるので、Ｎ　ＯＲ
ゲート３４の肉入力はこれらの領域の映像信号の一致で
ロー・レベルとなり、ハイ・レベルを出力する。従って
、ＮＯＲゲート３４は開口１８の各ピクセルについてハ
イ・レベルの出力を発生する。このようなＮＯＲゲート
３４のハイ・レベル出力は特徴ピクセルカウンタ３６を
エネーブルして開口１８のピクセル数をカウントする。

特徴ピクセルカウンタ３６のカウント値は、映像フレー
ムの終りで通信部４２に転送され、そのバッファ・メモ
リに記憶される。プロセッサ・モジュール３が特徴ピク
セルカウンタ３６のカウントを必要とするときは、プロ
セッサ・モジュール３はバックブレーンを介して映像入
力モジュール５をアクセスし、カウントを転送すること
を要求する。通信ａｌ１４２は、その要求に応答して送
出した特徴についてのデータをラック１のバックブレー
ンを介してプロセッサ・モジュール３に送出する。

以上説明したように、総合的な照明条件における変動は
、選択した物体のに特徴についてのピクセルがしきい値
メモリ３９に記憶したアナログ・ディジタル変換器３０
のしきい値と同一の関係を保有し続けているかどうかに
影響する。例えば、製作品１２の照明が顕著に減少する
ときは、頂面１９及び開口１８の輝度はいずれもアナロ
グ・ディジタル変１１ＢＪ３０のしきい値より低くなり
、物体の表面から間口１Ｂを識別不可能なものにする。

この場合に、頂面１９及び開口１８の両方のピクセルに
ついてロー・レベルのビットを発生する。

総合的な照明の変動の影響を補償するために、第１の実
施例はグレー・スケール・チャート３８を輝［ｆ基準と
して採用している。グレー・スケール・チャート３８は
第２図により説明した映像イメージに示されている。グ
レー・スケール・チャート３８はビデオ・カメラ１１の
視界内に配置され、ここでビデオ・カメラ１１の下でコ
ンベアによる製作品１２の移動と干渉することはない。

例えば、グレー・スケール・チャート３８は製作品１２
を保持する固定物に取り付けられ、又は製作品１２のコ
ンベア装置の固定部分に取り付けられるので、作業台が
ビデオ・カメラ１１の前にあれば、チＶ−トが必ず存在
することになる。更に、グレー・スケール・チャート３
８は映像イメージ内の固定位置で保持されるので、映像
信号の予め定めた水平線はチャートを必ず走査すること
になる。

第４図は、グレー・スケール・チャート３８を介して走
査する水平線について映像信号の典型的な輝度波形を示
す。波形の垂直軸は映像信号の振幅を表わし、高い振幅
がイメージの明るい部分に対応している。黒レベルは低
い水平の点線により表わされ、また純白のレベルは上部
の水平線により表わされている。水平軸は水平走査線に
沿った距離を表わし、最初の部分Ａがグレー・スケール
・チャート３８の左側のイメージの背景を表わしている
。部分Ｂは黒から白に伸延するグレー・スケール・チャ
ート３８の映像信号を表わし、また部分Ｃはグレー・ス
ケール・チャート３８の右の背景部分を表わす。

映像入力モジュール５の初期設定段階では、オペレータ
が映像処理の輝度しきい値を表わすものとして選択する
ことにより、グレー・スケール・チャート３８に沿った
点を選択する。この輝度しきい値は、適当な輝度レベル
を有するモニター１３上の点を介してライト・ベン１４
（第３図）を配置することにより選択される。次に、オ
ペレータはライト・ベン１４のボタンを瞬時的に押して
ライト・ベン回路４０に選択が実行されたことを知らせ
る。ライト・ベン１４は、グレー・スケール・チャート
３８上の選択点を表示しているモ二ター１３の隙極線管
上の位置を電子ビームが叩くと、出力信号を付勢させる
。ライト・ペン回路４０は、この出力信号の付勢に応答
してグレー・スケール・イメージ上の選択した位置につ
いてカウンタ２８からピクセル・カウントを記憶する書
き込みモードに位置ラッチ３３を設定する。この位置は
、第４図に示す水平映像ライン波形上にＸにより表わさ
れる輝度基準点となる。

選択された基準点Ｘの輝度は、第２のアナログ・ディジ
タル変換器３０により映像信号をディジタル化する際の
輝度しきい値を定義する。ビデオ・カメラ１１からの次
の映像フレームにおいて、カウンタ２８からピクセル・
カウントが位置ラッチ３３に記憶している輝度基準点Ｘ
のピクセル・カウントに等しくなったときは、比較器３
５は付勢パルスをしきい値メモリ３９に出力する。これ
は、第１のアナログ・ディジタル変換器３７がグレー・
スケール・チャート３８に沿った輝度基準点Ｘでピクセ
ルについてディジタル化した輝度値をしきい値メモリ３
９に記憶させるものとなる。

輝度しきい値は、映像イメージの一番上にグレー・スケ
ール・チャートを配置することにより、映像イメージの
各走査開始で更新してもよい。これに代わるものとして
、しきい値メモリ３９の更新をもつと少ない回数の形式
にしてもよい。

しきい値メモリ３９は、第１のアナログ・ディジタル変
換器３７の値を記憶すると、読み出し状態に設定される
。この状態では、しきい値メモリ３９の内容が第２のア
ナログ・ディジタル変換器３０に供給される。しきい値
メモリ３９の内容はビデオ・カメラ１１からの映像信号
を第２のアナログ・ディジタル変換器３０によりディジ
タル化する際に輝度基準値として用いられる。第２のア
ナログ・ディジタル変換器３０は、ビデオ・カメラ１１
の信号輝度がしきい値メモリ３９に記憶されているレベ
ルよりも高いときは、その出力がハイの論理レベルとな
るが、輝度が記憶しているレベルより低いときは、ロー
の論理レベルとなる。

第２のアナログ・ディジタル変換器３０の出力は映像イ
メージをなす各ピクセルの２進数輝度を表わしており、
これを用いてＮＯＲゲート３４及び特徴ピクセルカウン
タ３６がイメージの特徴を分析する。

製作品１２及びグレー・スケール・チャート３８の輝度
が変化するときは、グレー・スケール・チャート３８を
介する水平映像ライン走査の映像信号の振幅は、輝度の
変化に比例して増加又は減少する。例えば、第５図に、
映像シーンの輝度が劇的に減少することが映像波形によ
り示されている。部分Ｂにおけるグレー・スケール・ラ
ンプのうちで最も明るい部分は、第４図の波形のピーク
の約１／２である。

Ｎ度信号の振幅が劇的に減少しても、水平走査ラインに
沿ったグレー・スケール・チＡ７−トの位置は一定のま
まである。水平走査ラインに沿った基準点（Ｘ）の輝度
は他のイメージ部分に対して同一の関係を保持しており
、相対的な輝度の減少に比例して減少する。従って、映
像信号の点Ｔで定義されたしきい値は、映＆信号の他の
部分と同一の相対値を有する。

映像入力モジュール５は、周期的に輝度基準点Ｘにおけ
る輝度振幅を決定し、この輝度振幅をしきい値メモリ３
９に記憶することにより、製作品１２の総合的な輝度の
変動の変換しきい値を調整する。ここで、変換しきい値
は、絶対的輝度値に対立するものとして、グレー・スケ
ール・チャートに沿った基準点に国連して定義される。

この輝度しきい値は輝度基準点Ｘで映像信号の輝度レベ
ルを測定することにより得られる。これは、映像イメー
ジを処理するダイナミックなしきい値となる。

本発明の他の実施例の映像イメージを第６図に示す。図
示の映像イメージは、グレー・スケール・チャート３８
を必要としない点を除き、第２図のものと同一である。

その代わりとして、輝度基準窓２ｏは、センサー窓１６
を定義した同一の方法により、定義される。例えば、個
別的な検知窓のイメージ・マスクを輝度基準窓２０の寸
法、形状及び位置を指定するメモリに記憶してもよい。

輝度基準窓２０は、ビデオ・カメラ１１の前に異なる物
体を配置する際に、変化しない製作品１２のイメージの
部分と一致するように、配置される。

例えば、典型的なものとして、製作品１２の固定物又は
背景の一部分が用いられる。輝度埴準窓２０内のピクセ
ルは、他のセンサー窓と異なり、カウントされることは
ないが、これらのピクセルの平均輝度が決定される。こ
の平均輝度は、変換しきい値として直接用いられるか、
又は好ましいものとして、以下で説明するように、しき
い値を導出するために定数により掛痺されてもよい。

本発明の第２の実施例による回路のブロック図を第７図
に示ず。第２の実施例は、クロック２６がピクセル速度
で信号を発生し、これをカウンタ２８に供給してビデオ
・カメラ１１及びディジタル・ピクセル・カウント用の
同期信号を発生させる点では第３図の実施例と同一であ
る。このピクセル・カウントは特徴マスク・メモリ３２
に供給され、その出力はＮＯＲゲート３４に供給される
。

しかし、カウンタ２８の出力は輝度マスク・メモリ７２
にも供給され、１ＩｉＩＩＩｆ！！準窓２０のマスクを
記憶する。特徴及び輝度マスクは、第１の実施例の特徴
マスクに関連して以上で説明したものと同一の方法で特
徴マスク・メモリ３２及び輝度マスク・メモリ７２にそ
れぞれ別個にロードされる。

ビデオ・カメラ１１の映像出力はアナログ・ディジタル
変換器７０に供給され、アナログ・ディジタル変換器７
０は映像信号の２進表示を出力するばかりでなく、輝度
基準窓２０内のピクセルの輝度も平均化する。アナログ
・ディジタル変換器７０の詳細を第８図に示す。ビデオ
・カメラ１１の映像信号は入力端子４０ａに供給され、
入力端子４０ａは映像増幅器４２ａに接続されている。

映像増幅！５４２ａの出力は直流阻止コンデンサ４６に
よりノード４４に結合されている。映像同期信号から導
出された通常のレベル基準信号は、直流再生トランスミ
ッション・ゲート５ｏの入力端子４８に印加される。直
流再生トランスミッション・ゲート５ｏが付勢されると
、ノード４４は接地電位にクランプされる。このことは
、映像信号の水平帰ｌ１１１１間にノード４４における
信号の直流レベルを再生するのに役立つ。

ノード４４は差動増幅器５４の反転入力に接続され、差
動増幅器５４の非反転入力はしきい値基準電圧電源に接
続される。このしきい値基準電圧電源はアナログ・ディ
ジタル変換器５６がらなり、そのディジタル入力はしき
い値メモリ３９の出力に接続されている。差動増幅器５
４の出力はアナログ・ディジタル変換器７０のディジタ
ル映像出力となり、このディジタル映像出力は第７図の
ノード３１に供給されている。従って、前述のアナログ
・ディジタル変換器７０を第２図における第２のアナロ
グ・ディジタル変換器３ｏとして用いることも可能であ
る。

第８図における残りの回路は、第２の実施例のアナログ
・ディジタル変換器７０に固有のものである。ノード４
４の映像信号は輝度基準窓２ｏ内のピクセルの平均輝度
を決定する回路にも接続されている。この映像信号は負
帰還増幅器６０に供給され、負帰還増幅器６０の出力は
第２のトランスミッション・ゲート６２の信号入力に接
続されている。第２のトランスミッション・ゲート６２
の制御入力はライン６１を介して輝度マスク・メモリ７
２の出力に接続されている。輝度マスク・メモリ７２の
出力は輝度窓エネーブル信号であり、輝度基準窓２０に
対応する映像信号の部分において第２のトランスミッシ
ョン・ゲート６２を導通状態にさせる。第２のトランス
ミッション・ゲート６２の出力は抵抗５２を介してアナ
ログ・ディジタル変換器６６の入力に接続されている。

コンデンサ６４はアナログ・ディジタル変換器６６の入
力をアースに接続している。抵抗５２及びコンデンサ６
４の組合わせは輝度基準窓２０内のピクセルの輝度を平
均化する積分器を形成している。

平均化した輝度はコンデンサ６４に一時記憶される。抵
抗５２及びコンデンサ６４の値は輝度基準″１１２０の
寸法に依存しており、従って窓の寸法を予め定めたピク
セル数に規制することが好ましい。

第３のトランスミッション・ゲート６３は、コンデンサ
６４と並列に接続されており、アナログ・ディジタル変
換器６６がコンデンサ６４の充ＩＩ圧を処理した後に、
これを放電させるものである。

映像入力モジュール５は、周期的にアナログ・ディジタ
ル変換器６６をエネーブルすることにより輝度基準窓２
０における平均輝度を測定して第２の映像輝度を表わす
多重ビットのディジタル値を出力する。アナログ・ディ
ジタル変換器６６はカウンタ２８の垂直同期信号により
付勢されるものでもよい。次に、垂直同期信号は１３の
トランスミッション・ゲート６３に供給され、コンデン
サ６４の電荷を放電させる。アナログ・ディジタル変換
器６６からのディジタル鐸庇値は映像入力モジュールの
マイクロコンピュータ７４（第７図）のメモリに記憶さ
れる。

マイクロコンピュータ７４は測定した平均輝度を一つの
定数により掛算して新しい変換しきい値を得て、これを
しきい値メモリ３９に記憶する。

前記定数は映像入力モジュール５の設定段階でオペレー
タにより選択される。この定数はキーバッド７６を介し
てマイクロコンピュータ７４のメモリに入力される。例
えば、オペレータが輝度基準′Ｍ２０の輝度の５０％に
しきい値を設定したいときは、掛算の結果がアナログ・
ディジタル変換器７ｏからの測定輝度を１／２にするよ
うに、入力定数を選択する。同様に、測定輝度より大き
いしきい値が得られる定数を選択することができる。

この定数は、特徴ピクセルカウンタ３６の適正な動作を
得るまで、設定段階で経験的に調整してもよい。掛算処
理を用いてしきい値メモリ３９のしきい値を導出するこ
とにより、輝度Ｊｌ準窓２０の平均輝度を所望値に等し
くする必要性はない。従って、輝度Ｊ！準窓２０はイメ
ージのほとんど全てに配置可能である。

製作品１２の総合輝度における変化は、輝度基準１！２
０内のピクセルの平均輝度に対応した変動となる。総合
輝度が１０％減少すると、輝度基準窓２ｏの平均輝度も
１０％減少する。減少した平均輝度と、記憶している定
数との積は、しきい値メモリ３９に記憶されている値に
比例した変化となる。従って、しきい値は総合輝度の変
化に追従する。第２の実施例は、いくつかのピクセルの
輝度を平均化するものであり、−個のピクセルを評価す
る第１の実施例よりも雑音及びイメージ欠陥に対して大
きな耐性を示す。

本発明は、作業台の特徴を測定する度に、映像入力モジ
ュール５が輝度の変動についてダイナミックに調整する
機構を提供するものである。映像信号をディジタル化す
るために用いた輝度しきい値は、このような変動を測定
したｗａの変動に基づいて補償するように調整される。

ここで説明した実施例はいずれも、作業台の輝度を検知
して輝度変化の大きさを決定するイメージの一部分を表
わしている。イメージ処理回路の輝度しきい値は、映像
輝度における変動を反映しており、イメージ処理回路の
輝度しきい値を変更させるために採用され、従ってしき
い値が常にＰｌｉ像信号の同一の相対輝度で発生するこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による視界入力モジュールを含むプログ
ラマブル・コントローラを絵画的に表示する図、第２図は本発明の一実施例による第１図の装置により発
生した映像イメージを示す図、第３図は本発明の一実施
例による映像入力モジュールの概要ブロック図、第４図及び第５図は第２図に示すイメージにおける水平
線の映像波形を示す図、第６図は本発明の他の実施例における映像イメージを示
す図、第７図は本発明の他の実施例による映像入力モジュール
の概要ブロック図、第８図は第７図の実施例に示すアナログ・ディジタル変
換器の概要図である。１・・・ラック、２・・・電源モジュール、３・・・プロセッサ・モジュール、４・・・入出カモジュール、５．６・・・映像入力モジュール、７・・・プログラミング端末装置、１１・・・ビデオ・カメラ、１５・・・カメラ、３０．３７．５６．６６．７０・・・アナログ・ディジ
タル変換器、３２・・・特徴マスク争メモリ、３６・・・特徴ピクセルカウンタ、３８・・・グレー・スケール・チャート、３９・・・し
きい値メモリ、７２・・・輝度マスク・メモリ、７４・・・マイクロコンピュータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）映像信号処理装置において輝度の変動が映像イメ
ージに与える影響を補償するための補償装置において、
前記補償装置は、前記映像イメージの一部分を定義する手段と、定義され
た前記映像イメージの部分について前記映像信号の輝度
を測定する手段と、前記測定手段に応答して輝度基準レベルを確立する手段
と、確立した前記輝度基準レベルに応答して映像信号を処理
する手段とを備えていることを特徴とする補償装置。
（２）請求項１記載の補償装置において、前記イメージ
はグレー・スケール基準チャートを有し、前記映像イメ
ージの部分は前記グレー・スケール基準チャートの一部
分を含むことを特徴とする補償装置。
（３）請求項１記載の補償装置において、前記イメージ
の一部分は複数の画像要素からなることを特徴とする補
償装置。
（４）請求項３記載の補償装置において、前記測定手段
は映像イメージの一部分における前記画像要素の平均輝
度を決定する手段を含むことを特徴とする補償装置。
（５）請求項４記載の補償装置において、前記平均輝度
を決定する手段は積分器からなることを特徴とする補償
装置。
（６）請求項４記載の補償装置において、前記輝度基準
レベルを確立する手段は平均輝度に予め定めた数を掛算
する手段を含むことを特徴とする補償装置。
（７）請求項１記載の補償装置において、前記映像信号
を処理する手段は前記映像イメージの各ピクセルが一デ
イジツトの２進数を表わすように、前記映像イメージを
ディジタル化する手段を含むと共に、前記２進数の値は
前記輝度基準レベルに対する当該ピクセルについての映
像信号の関係により決定される２進数値の平均値を表わ
していることを特徴とする補償装置。
（８）機械を動作させるプログラマブル・コントローラ
において、前記プログラマブル・コントローラは映像入
力装置を含むと共に、前記映像入力装置は、前記機械により処理されるべき物体の映像イメージを表
わした映像信号を受信する手段と、前記映像イメージの
一部分についての前記映像信号の輝度を測定する手段と
、前記測定手段に応答して輝度しきい値を確立する手段と
、前記輝度しきい値を用いて前記映像信号を処理する手段
とを備えていることを特徴とするプログラマブル・コン
トローラ。
（９）請求項８記載のプログラマブル・コントローラに
おいて、前記映像イメージの前記一部分はグレー・スケ
ール基準チャートを有し、映像イメージの一部分は前記
グレー・スケール基準チャートの一部分を有することを
特徴とするプログラマブル・コントローラ。
（１０）請求項８記載のプログラマブル・コントローラ
において、前記映像イメージ一部分は複数の画像要素か
らなることを特徴とするプログラマブル・コントローラ
。
（１１）請求項１０記載のプログラマブル・コントロー
ラにおいて、前記測定する手段は前記映像イメージの一
部分における画像要素の平均輝度を決定する手段を含む
ことを特徴とするプログラマブル・コントローラ。
（１２）請求項１１記載のプログラマブル・コントロー
ラにおいて、前記輝度しきい値を確立する手段は前記平
均輝度に予め定めた数を掛算する手段を含むことを特徴
とするプログラマブル・コントローラ。
（１３）機械視覚装置の映像イメージについての照明条
件の変化の影響を補償する補償方法において、（イ）映
像イメージの一部分を輝度基準として定義するステップ
と、（ロ）前記映像イメージのうちで定義された部分の輝度
を測定するステップと、（ハ）測定した前記輝度を用いて輝度しきい値を確立す
るステップと、（ニ）前記輝度しきい値を用いて映像信号を処理するス
テップとを備えていることを特徴とする補償方法。
（１４）請求項１３記載の補償方法において、更に処理
している複数の映像イメージについてステップ（ロ）か
らステップ（ハ）を反復させるステップを含むことを特
徴とする補償方法。