JPS6365575A - 画像処理による特異点検出方法 - 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〕 本発明は表面傷等の特異点を高速検出できる画像処理に
よる特異点検出方法に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

従来より撮像装置によって製品表面を撮像し、画像処理
によって表面傷等の特異点を検出する方法が知られてい
る。

一般的な検出方法としては撮像装置からの画像データを
一旦画像メモリに記憶し、この記憶されたデータをソフ
トウェアによって処理する方法が用いられている。しか
し、この方法は処理速度が遅く、製造工程等のように高
速化を要請される分野にはほとんど使用されていない。

一方、高速化及びコストダウンを図るため、いわゆる８
近傍抽出力式による画像処理装置も提案されている。こ
の方式は第３図に示す画素パターンのように、中央画素
とこの中央画素を取巻く８近傍画素を抽出し、各画素（
計９画素）を二値化することにより白黒パターンを形成
し、このパターンによって画像認識を行うものであり、
例えば白パターン８個、黒パターン１個の場合は傷と判
定する。

しかし、この方法も演算処理はＣＰＵやＲＡＭ等から構
成されるハードウェアシステムを用いて所定のソフトウ
ェアで実行するもので、演算の処理時間が遅く高速化を
図れない。しかも、このような機能素子をはじめフレー
ムメモリを必要とする等、システムが複雑化し、大型化
と高コスト化を招く問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来技術に存在する諸問題を解決した
新規な画像処理による特異点検出方法の提供を目的とす
るもので、以下に示す方法によって達成される。

即ち、本発明に係る特異点検出方法は撮像装置（２）に
より被検出面を撮像し、複数、例えば３つの近傍画素（
ＳＬ）、（Ｓ２）、（Ｓ３）を抽出して各画素の明るさ
に対応した画素データ（Ｄｌ）、（Ｄ２）、（Ｄａ）を
得る。一方、予め任意の画素データに対応する演算デー
タを記憶したメモリ、望ましくはＲＯＭ　（７）を用意
し、このＲＯＭ（７）のアドレスへ上述した画素データ
（Ｄｌ）、（Ｄ２）、（Ｄａ）を入力するとともに、こ
のＲＯＭ　（７）から出力する演算データ（ＤＯ）に基
づいて特異点を検出するようにしたことを特徴とする。

〔作　　用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る特異点検出方法は、まず複数の画素（ＳＬ
）、（Ｓ２）、（Ｓ３）を得、これらの画素はそれぞれ
明るさに対応するＮビットの画素データ（Ｄｉ）、（Ｄ
２）、（Ｄａ）に変換される。そして、データ数をＭ（
３つ）とすれば、例えばＮＸＭビットのアドレスとして
ＲＯＭ　（，７）のアドレスバスに付与される。一方、
ＲＯＭ（７）へ例えば−例としテ（（Ｄｌ）−（Ｄ２）
）　＋　（（Ｄｉ）−（Ｄａ））の演算式に基づく演算
データを記憶しておけば、当該ＲＯＭ（７）からは上記
アドレスに対応する演算データ（ＤＯ）を出力する。し
たがって、画素データ（Ｄｌ）が中心画素（Ｓｌ）のデ
ータであり、かつ特異点であれば、他の画素データＣＤ
２）、（Ｄａ）よりも絶対値が大きくなる。この結果、
演算データ（ＤＯ）の絶対値も大きくなり、画素（Ｓｌ
）は特異点として検出される。

〔実　施　例〕

以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基づき詳細
に説明する。

第１図は本発明方法を実施する特異点検出装置のブロッ
ク回路図、第２図は同方法に用いて好適な画素抽出パタ
ーンを示す図である。

まず、第１図に示す特異点検出装置（１）の構成及び機
能について説明する。

（２）は撮像装置であり、ビデオ信号を出力するテレビ
カメラである。このビデオ信号は同期信号と画像信号を
分離する同期分離回路（３）に供給され、分離された水
平同期信号と垂直同期信号はカウンタ回路（４）に供給
されるとともに、同期信号を除した画像信号はＡ／Ｄ（
アナログ−ディジタル）変換器（５）に供給される。カ
ウンタ回路（４）は水平同期信号によって分離回路（３
）に内蔵する発振器から得るクロック信号をカウントア
ツプする水平カウンタと、垂直同期信号によって水平同
期信号をカウンタアップする垂直カウンタを備え、さら
に、制御用クロック信号を各部へ付与することにより、
全体のタイミングをとる。

また、Ａ／Ｄ変換器（５）はアナログ信号である画像信
号をその大きさに対応した４ビットディジタル信号（１
６階調）に変換する。

一方、ディジタル化された画像信号はラッチ部（６）に
ラッチされ、画素データ（ＤＩ）としてＲＯＭ（リード
オンリメモリ）（７）に付与される。また、同信号はラ
ッチ部（８）、ラッチ部（９）にそれぞれ順次ラッチさ
れ画素データ（Ｄ２）としてＲＯＭ　（７）に付与され
る。さらにまた、同信号はゲート部（１０）を介してＲ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）（ｌｌ）へ付与され、
このＲＡＭ（１１）から読み出されたデータがラッチ部
（１２）にラッチされ、画素データ（Ｄａ）としてＲＯ
Ｍ　（７）へ付与される。

次に、第２図を参照しつつ、かかる機能について詳細に
説明する。

今、第２図のパターンが撮像され、走査点が現走査線（
Ｈｌ）のｎ番目の画素（Ｓｌ）に有るものと想定する。

この場合、この画素（ＳＬ）に対応する画素データ（Ｄ
ｌ）はＲＯＭ　（７）に直接付与され、また、ラッチ部
（８）にラッチされるとともに、ゲート部（１０）を介
してＲＡＭ（１１）に書き込まれる。ところで、ラッチ
部（８）はラッチ部（９）に対し１データづつ遅れて画
像データを付与するため、この時点ではラッチ部（９）
を介して夏画素前、つまり現走査線（Ｈｌ）のｎ−１番
目の画素（Ｓ２）に対応する画素データ（Ｄ２）がＲＯ
Ｍ　（７）に付与される。また、ＲＡＭ（１１）は１ラ
イン前である直前走査線（ＨＯ）を常に記憶するライン
バッファであり、ニライン遅れて読み出したデータ、つ
まり直前走査線（ＨＯ）のｎ番目の画素（Ｓ３）に対応
する画素データ（ＤＳ）がラッチ部（１２）でラッチさ
れＲＯＭ（７）に付与される。よって、ＲＯＭ（７）の
アドレスバス（ボート）には各画素データ（Ｄｌ）〜（
ＤＳ）が同じタイミングで取り込まれることになる。

この場合、各画素データは４ビット信号であるため、Ｒ
ＯＭ（７）は４ｘ３＝１２ビツトのアドレスバスが必要
となる。

一方、ＲＯＭ（７）には予め任意の画素データに対応す
る演算データが記憶されている。今、−例として演算式 ％式％（） に基づく演算データが記憶されているものとする。

この場合、画素データ（Ｄｌ）は中心画素（Ｓｌ）に対
応するデータであるため、もし特異点であれば、画素（
Ｓｌ）は他の画素（Ｓ２）及び（＄３）よりも明るい、
又は暗いため、上記演算式（ａ）に基づく演算データの
絶対値は大きくなり、他方、特異点でない場合には零ま
たは零に近い値となる。

よって、このような演算データを記憶したＲＯＭ（７）
を用いれば画素データ（Ｄｌ）が他の画素データ（Ｄ２
）及び（ＤＳ）よりも大きい値であれば、ＲＯＭ（７）
の出力である演算データ（ＤＯ）は大きくなり、他方、
その差が小さければ演算データ（ＤＯ）は小さくなる。

なお、ＲＯＭ（７）をこのような演算素子として機能さ
せたため、著しい高速処理が可能となり、しかもＣＰＵ
等が不要のため回路は著しい簡略化を図れる。

そして、ＲＯＭ（７）から出力した演算データ（ＤＯ）
はラッチ部（１３）でラッチされ、比較回路（１４）に
付与される。また、比較回路（１４）には設定部（１５
）で予め設定された設定データ（ＤＳ）が付与され、こ
の設定データ（ＤＳ）と演算データ（ＤＯ）が比較演算
される。設定データ（ＤＳ）は、例えば演算データ（Ｄ
Ｏ）が表面傷等の特異点か、或は影等の外乱によるもの
かを判別したり、或は小さい傷、目立たない傷等のよう
に無視できる場合のレベルを決定するもので、任意に可
変設定できる。よって、比較回路（１４）は比較演算に
より検出すべき特異点を検出したら、その結果を出力し
、この出力はＯＲ回路（ＯＲ）を介してカウンタ（１６
）へ付与されるとともに、Ｆ　Ｉ　ＦＯ（ファーストイ
ン−ファーストアウト回路）（１７）、（１８）にそれ
ぞれ付与される。

カウンタ（１６）は検出された特異点の数をカウントす
るもので、このカウントされた数は表示装置によって表
示したり、所定の数に達したなら製品不良としてアラー
ムランプを点灯し、さらに所定の制御信号として利用す
る。

また、Ｆ　Ｉ　Ｆ　０（１７）と（１８）には前記カウ
ンタ回路（４）から水平カウンタの出力（水平方向アド
レス）と垂直カウンタの出力（垂直方向アドレス）がそ
れぞれラッチ！（１９）と（２０）を介して付与され、
上記特異点を検出したタイミングによってＦＩＦＯ（１
７）には水平方向アドレスが、またＦ、Ｉ　Ｆ　Ｏ（１
８）には垂直方向アドレスが書き込まれる。なお、ラッ
チ部（１９）、（２０）はＦ　ｒ　Ｆ　０（１７）、（
１８）に書き込むデータを安定させるものである。また
、Ｆ　Ｉ　Ｆ　Ｏ（１７）、（Ｈｔ）は早く書き込んだ
データから規則正しく、且ついつでも読み出せる機能を
存し、出力側にコンピュータを接続することにより、容
易に特異点の位置を表示或は記録できる。また、Ｐ　Ｉ
　Ｆ　Ｏ（１７）、（１８）が有する状態出力端子（エ
ンプティ端子）を利用すれば、−個でもデータが書き込
まれることによって同端子の出力電位が変わるため、特
異点の有無を容易に確認できる。

なお、他の機能部において（２１）はマスク部であり、
カウンタ回路（４）における水平カウンタの出力及び垂
直カウンタの出力からアドレスを演算して特異点の検出
対象エリアをソフトウェアで区画する。また、（２２）
は制御部であり、当該マスク部（２１）におけるマスク
の指定、前記設定データの設定、ＲＯＭ　（７）での演
算処理の指定等をインプットできる。さらにまた、（２
３）は画像作成部であり、例えば検出した傷等の特異点
部分を拡大表示したり、或は目立つ色調で表示するため
のものである。

以上述べた特異点検出装置（１）によって本発明方法を
容易に実施できる。なお、抽出する画素数は特に限定さ
れるものではないが、実施例のように傷等の検出に最少
限必要な３画素（２画素では直線傷を検出できない）を
特定して演算処理すれば、より装置の簡略化、小型化、
低コスト化を図れるとともに、高速処理化を図れる。ま
た、ＲＯＭ（７）を利用した場合を挙げたが、一般的に
はアドレス指定によって所定の演算データを得るＲＡＭ
等のメモリも利用することができる。さらにまた、画素
データは画素の明るさに対応したデータとしたが、画素
の色等に対応させてもよい。また、演算データを得る演
算式は目的及び用途に応じた任意の式を適用できる。ま
た、特異点も傷、輪郭、境界線等の任意の特異点に適用
できる。その他、細部の構成、手法等において本発明方
法の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更実施でき
る。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る画像処理による特異点検出方
法は撮像装置により被検出面を撮像し、複数の近傍画素
を抽出して各画素の明るさに対応した画素データを得る
とともに、当該各画素データを、予め任意の画素データ
に対応する演算データを記憶したメモリのアドレスへ入
力し、当該メモリから出力する演算データに基づいて特
異点を検出するようにしたため、次のような著効を得る
。

■記憶素子であるメモリ（ＲＯＭ）に演算機能を持たせ
たため、実際には演算処理を実行することなく、演算結
果を得ることができ、著しい高速化を達成することがで
きる。

■ＣＰＵやＲＡＭをはじめフレームメモリ等の機能素子
が不要となるため、システムの簡略化、小型化を図れる
とともに、低コスト化を図れ、安価に提供できる。

■演算式等を変更したい場合には、他のＲＯＭを差し変
えるのみで変更できるため、変更が容易で汎用性に優れ
る。また、カラー化等に対応させる場合にも、アドレス
バスを増やすのみでよい等拡張性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図二本発明方法を実施する特異点検出装置のブロッ
ク回路図、 第２図：同方法に用いて好適な画素抽出パターンを示す
図、 第３図：従来例に係る特異点検出方法により抽出する画
素パターンを示す図。 尚図面中、 （２）：撮像装置　　　　　（７）：ＲＯＭ（ＳＬ）：
第一画素　　　　（Ｓ２）　：第二画素（Ｓ３）　：第
三画素 （Ｄｉ）　、　（Ｄ２）　、　（Ｄ３）　：画素データ
（Ｄｏ）　：演算データ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕撮像装置により被検出面を撮像し、複数の近傍画
   素を抽出して各画素の明るさに対応した画素データを得
   るとともに、当該各画素データを、予め任意の画素デー
   タに対応する演算データを記憶したメモリのアドレスへ
   入力し、当該メモリから出力する演算データに基づいて
   特異点を検出することを特徴とする画像処理による特異
   点検出方法。 〔２〕前記メモリはＲＯＭを用いたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の画像処理による特異点検出方
   法。