WO2014049845A1 - 画像処理装置および電子部品実装機 - Google Patents

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篤規 平野
修 岡村
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    • H04N19/85—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression

Definitions

  • the present invention relates to an image processing apparatus that compresses image data, and an electronic component mounting machine including the image processing apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a control device connected to an imaging device performs image processing in an electronic component mounter that mounts electronic components on a substrate.
  • the control device of the electronic component mounting machine performs image processing such as edge detection on the image data acquired by the imaging device. Then, the control device recognizes the board position and the posture of the electronic component based on the processing result to improve the accuracy of the mounting control.
  • Patent Document 2 discloses an imaging apparatus that transfers image data after JPEG compression. According to JPEG compression of image data, it is possible to reduce the data size because a high compression rate can be obtained.
  • JPEG compression it is known that block noise occurs because image data is compressed in units of blocks. JPEG compression uses the fact that signal energy is biased toward low frequency components at the spatial frequency of image data, and obtains a high compression rate by reducing high frequency components. For this reason, the information on the edge portion included in the high-frequency component is attenuated, and the edge portion in the image data is blurred. Therefore, when performing image processing such as edge detection, compression processing suitable for image processing is required, and the compression rate may not be set higher than usual.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides an image processing apparatus capable of reducing block noise and capable of JPEG compression suitable for image processing, and an electronic component mounting machine including the image processing apparatus. For the purpose.
  • An image processing apparatus includes: a smoothing unit that attenuates a high-frequency component of image data to generate smoothed data; and a JPEG compression unit that performs JPEG compression of the smoothed data to generate JPEG compressed data.
  • a high-frequency extraction unit that generates high-frequency extraction data composed of high-frequency components of the image data, a high-frequency compression unit that encodes the high-frequency extraction data to generate high-frequency compression data, the JPEG compression data, and the high-frequency data
  • a data combining unit that combines the compressed data.
  • the image processing apparatus attenuates the high frequency component of the image data by the smoothing unit before compressing the image data by the JPEG compression unit.
  • variations in luminance values in the image data are reduced. Therefore, when the JPEG compression unit performs compression processing in units of blocks, the difference in luminance value between adjacent blocks is reduced. Therefore, the JPEG compression unit can JPEG compress the smoothed data at a high compression rate while suppressing the occurrence of block noise.
  • the image processing apparatus extracts the high frequency component from the image data before the high frequency component is attenuated.
  • the data combining unit is configured to combine the JPEG compressed data and the high frequency compressed data obtained by encoding the high frequency extracted data. This makes it possible to supplement high-frequency components that are reduced by smoothing and JPEG compression. That is, by combining the high frequency extraction data, information on the edge portion included in the high frequency component is supplemented. Therefore, the image processing apparatus can perform compression processing suitable for image processing.
  • the high-frequency extraction unit generates the high-frequency extraction data by performing a difference calculation between the image data and the smoothed data.
  • the high frequency extraction unit can generate high frequency extraction data corresponding to a high frequency component attenuated by smoothing.
  • Various methods such as filter processing can be considered as extraction of high-frequency components from image data.
  • adjustment according to each extraction method is required, for example, raising or lowering the filtering frequency.
  • the image processing apparatus can simplify the extraction of the high-frequency component and can extract the high-frequency component actually attenuated by the smoothing from the image data by adopting the configuration as described above.
  • An electronic component mounting machine includes the image processing apparatus according to the first or second aspect, and an image pickup apparatus that compresses and records the image data acquired by image pickup, and is connected to be communicable with the image pickup apparatus.
  • a control device that acquires the image data that has been compressed from the imaging device, and controls mounting of electronic components based on restoration data obtained by restoration processing on the image data and a control program stored in advance; Is provided.
  • the control device includes a data dividing unit that divides the compressed image data into the JPEG compressed data and the high-frequency compressed data, a JPEG expanding unit that expands the JPEG compressed data to generate the smoothed data, A high-frequency decoding unit that decodes the high-frequency compressed data to generate the high-frequency extracted data; and performs an addition operation of the smoothed data and the high-frequency extracted data to restore the image data and generate the restored data And an addition operation unit.
  • the image processing device of the control device can perform the addition operation of the smoothed data and the high frequency extracted data to restore the image data, and generate restored data supplemented with the high frequency components.
  • the restored data is supplemented with information on the edge portion included in the high frequency component. Therefore, the image processing apparatus can perform image processing such as edge detection with high accuracy. Therefore, the electronic component mounting machine can further improve the accuracy of mounting control by using the processing result.
  • FIGS. 1 and 2 exemplifies a configuration in which an image processing apparatus that performs image processing such as image data compression processing, decompression processing, and edge detection is used as an imaging device and a control device of an electronic component mounting machine.
  • image processing apparatus that performs image processing such as image data compression processing, decompression processing, and edge detection is used as an imaging device and a control device of an electronic component mounting machine.
  • the electronic component mounting machine 1 is a device that mounts a plurality of electronic components on a printed circuit board, for example, in an integrated circuit manufacturing process. Solder is applied to the mounting position of the electronic component by the cream solder printing machine, and the printed circuit board is sequentially transported through a plurality of mounting machines to mount the electronic component. Thereafter, the printed circuit board on which the electronic components are mounted is transported to a reflow furnace and soldered to constitute an integrated circuit.
  • the camera 3 is an imaging device for FA incorporated in the electronic component mounting machine 1.
  • the electronic component mounting machine 1 includes a control device 2 and a camera 3 as shown in FIG.
  • the control device 2 and the camera 3 are communicably connected via a communication cable 4 so that various signals can be transmitted and received.
  • the image processing apparatus includes the CPU 10 of the control device 2 and the CPU 40 of the camera 3. This image processing apparatus compresses the image data acquired by the camera 3, and the control apparatus 2 decompresses the compressed image data to restore the image data.
  • the control device 2 further performs image processing such as edge detection on the restored data, and uses the processing result for nozzle position correction in the mounting control.
  • the control device 2 is a device that executes various control processes.
  • the control device 2 includes a CPU 10 that constitutes a part of the image processing device, and a storage device 20.
  • the CPU 10 inputs information output from various sensors provided in the electronic component mounting machine 1, compressed image data transmitted from the camera 3, and the like. Then, based on the control program stored in the storage device 20, information from various sensors, processing results by image processing, and the like, the CPU 10 of the electronic component mounting machine 1 can appropriately mount the electronic component on the printed circuit board. Controls each axis motor and each device.
  • the CPU 10 of the control device 2 includes a data dividing unit 11, a JPEG developing unit 12, a high frequency decoding unit 13, and an addition operation unit 14.
  • the image data transmitted from the camera 3 is combined data Cm generated by a compression process to be described later.
  • This combined data Cm is a combination of JPEG compressed data Cj and high frequency compressed data Ch.
  • Each of the units 11 to 14 of the CPU 10 performs restoration processing for generating restoration data Re by dividing, decompressing, decoding, and the like on the combined data Cm. Details of the units 11 to 14 of the CPU 10 will be described later.
  • the CPU 10 constituting a part of the image processing apparatus executes image processing corresponding to the use for the restored data Re.
  • This image processing includes, for example, processing such as binarization, filtering, and hue extraction of the restored image data, and the presence / absence of the subject and position information based on a specific shape or mark from the processed image data Recognition processing is included.
  • the CPU 10 performs image processing for detecting edges in the restored image data.
  • the storage device 20 of the control device 2 is configured by an optical drive device such as a hard disk device or a flash memory.
  • the storage device 20 stores a control program for operating the electronic component mounting machine 1, image data transmitted from the camera 3 to the CPU 10 via the communication cable 4, temporary data for image processing, and the like.
  • the camera 3 includes an optical unit 30, a CPU 40, and a storage device 50.
  • the optical unit 30 has a configuration in which subject light is imaged on an image sensor 32 by a lens unit 31 including a lens and a lens holding member.
  • the image sensor 32 is mounted on the circuit board so as to be perpendicular to the optical axis of the lens unit 31.
  • the image sensor 32 is an image sensor such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor).
  • the CPU 40 of the camera 3 performs imaging by operating the optical unit 30 based on a control signal input from the control device 2. More specifically, the CPU 40 controls the optical unit 30 based on a signal input from the outside or a control command input from the control device 2, and the light imaged on the imaging surface of the image sensor 32 by the lens unit 31. The subject is imaged by converting the signal charge generated according to the intensity of the signal into a digital signal. The CPU 40 converts the image data into image data based on the digital signal.
  • the CPU 40 of the camera 3 constitutes a part of an image processing apparatus that performs image data compression processing before transferring image data acquired by imaging to the control apparatus 2.
  • the CPU 40 includes a smoothing unit 41, a JPEG compression unit 42, a high frequency extraction unit 43, a high frequency compression unit 44, and a data combination unit 45.
  • Each of the units 41 to 45 of the CPU 40 performs processing such as smoothing, JPEG compression, and high-frequency extraction on the uncompressed image data to reduce the data size and to make the image data suitable for image processing in the control device 2. Convert. Details of the units 41 to 45 of the CPU 40 will be described later.
  • the storage device 50 of the camera 3 is configured by a nonvolatile ROM, a volatile RAM, or the like.
  • the nonvolatile ROM stores a program such as a driver for the CPU 40 to control the optical unit 30, initial setting data, and the like.
  • the volatile RAM stores temporary data for image processing by the CPU 40 and the like.
  • image data compression processing by image processing device Next, image data compression processing by the image processing apparatus of the electronic component mounting machine 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
  • the image processing device (CPU 40) of the camera 3 performs imaging based on a command from the control device 2. Then, the image processing apparatus acquires image data 5 by the imaging as shown in FIG.
  • the image data 5 is uncompressed data having a data size corresponding to the number of pixels.
  • the smoothing unit 41 attenuates the high frequency component of the image data 5 to generate smoothed data Sm1.
  • the high-frequency component in the image data 5 is a component including a higher frequency than a predetermined frequency among the spatial frequencies indicated by the values of the pixels constituting the image data 5.
  • This high-frequency component corresponds to a portion or contour line where the change in luminance value (pixel value) is large in the image data 5 and includes, for example, information on an edge portion in the image data.
  • the smoothing unit 41 calculates an average based on the values of each pixel around the target pixel, and attenuates the high frequency component by setting the average value as the value of the target pixel.
  • a filtering process using a Gaussian filter using a Gaussian function or a low-pass filter is known as a method for attenuating a high frequency component.
  • the smoothing unit 41 is configured to appropriately smooth the image data 5 by these methods.
  • the JPEG compression unit 42 performs JPEG compression of the smoothed data Sm1 to generate JPEG compressed data Cj.
  • This JPEG compression is a general compression process for converting image data into the JPEG format. More specifically, the JPEG compression unit 42 first divides the smoothed data Sm1 into fixed-size blocks and performs discrete cosine transform on each block. As a result, the smoothed data Sm1 is decomposed into a plurality of different frequency components.
  • the JPEG compression unit 42 performs quantization by rounding the smoothed data Sm1 decomposed into each frequency component to an approximate integer using a predetermined quantization table. Thereby, the high frequency component in the smoothed data Sm1 is attenuated, and the data size is reduced. Further, the JPEG compression unit 42 performs entropy encoding using Huffman code on the smoothed data Sm1 that has been subjected to discrete cosine transform and quantization. As a result, the data size is further reduced, and JPEG compressed data Cj is generated by these processes.
  • the smoothing data Sm1 subjected to JPEG compression has a high frequency component attenuated by the smoothing unit 41 in advance. Therefore, the frequency component of the smoothed data Sm1 is biased toward the low frequency side as compared with the case where the original image data 5 is JPEG compressed. In other words, in JPEG compression targeting such smoothed data Sm1, a higher compression rate can be expected than image data that has not been smoothed.
  • the high frequency extraction unit 43 generates high frequency extraction data Ab composed of high frequency components of the image data 5.
  • the high-frequency extraction unit 43 is configured to generate the high-frequency extraction data Ab by performing a difference calculation between the image data 5 and the smoothed data Sm1. More specifically, the difference for each pixel of the image data 5 and the smoothed data Sm1 is set as the value of each pixel in the high-frequency extraction data Ab.
  • the high frequency extraction data Ab is composed of high frequency components attenuated by the smoothing unit 41.
  • the high frequency compression unit 44 encodes the high frequency extracted data Ab to generate high frequency compressed data Ch. More specifically, the high frequency compression unit 44 performs compression by entropy encoding such as run length code or Huffman code. Thereby, the data size of the high frequency compression data Ch is reduced.
  • the data combining unit 45 combines the JPEG compressed data Cj and the high frequency compressed data Ch. As a result, combined data Cm, which is one file, is generated.
  • the image processing apparatus stores the combined data Cm in the storage device 50, and ends the compression process of the image data 5.
  • image data restoration processing by image processing device Next, image data restoration processing by the image processing apparatus of the electronic component mounting machine 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the image processing device (CPU 10) of the control device 2 makes an imaging request and image data transfer request to the camera 3.
  • the camera 3 captures an image according to an image capture request, and compresses and records the image data 5 acquired by the image capture as described above. Further, the camera 3 transfers the image data 5 compressed by the transfer request to the control device 2 via the communication cable 4.
  • the image processing device of the control device 2 acquires the compressed image data 5 (combined data Cm) from the camera 3, and restores the combined data Cm to the restored data Re by a restoration process described later. To get.
  • the control device 2 controls the mounting of the electronic component based on the restoration data Re obtained by the restoration process and a control program stored in advance.
  • the data dividing unit 11 divides the compressed image data (combined data Cm) into JPEG compressed data Cj and high frequency compressed data Ch.
  • the JPEG expansion unit 12 expands the one side JPEG compressed data Cj divided by the data division unit 11 to generate smoothed data Sm2.
  • This JPEG expansion is a general expansion process for returning the JPEG format to image data. More specifically, the JPEG decompression unit 12 first decodes the entropy-encoded JPEG compressed data Cj corresponding to the Huffman code. Then, the JPEG decompression unit 12 performs inverse quantization on the decoded JPEG compressed data Cj using the same quantization table used by the camera 3 in the compression process of the image data 5.
  • the JPEG decompression unit 12 divides the decoded and dequantized JPEG compressed data Cj into fixed-size blocks, and performs inverse discrete cosine transform on each block. Thereby, smoothed data Sm2 indicated by a plurality of types of frequency components is generated.
  • the smoothed data Sm2 is obtained by restoring the smoothed data Sm1 generated by attenuating the high frequency component of the image data 5 in the image processing apparatus of the camera 3.
  • the restored smoothed data Sm2 does not necessarily match the smoothed data Sm1 before compression. This is because a part of the smoothed data Sm1 is rounded to an approximate integer by quantization in the compression processing of the image data 5.
  • the high frequency decoding unit 13 decodes the other high frequency compressed data Ch divided by the data dividing unit 11 to generate high frequency extraction data Ab. More specifically, the high frequency decoding unit 13 decodes the entropy-encoded high-frequency compressed data Ch corresponding to a run length code, a Huffman code, or the like in the compression process. If this entropy coding is lossless compression, the same high-frequency extraction data Ab as before compression is generated by the decoding.
  • the addition operation unit 14 performs addition operation of the smoothed data Sm2 and the high-frequency extraction data Ab to restore the image data 5, and generate restored data Re. More specifically, the addition operation unit 14 adds the values for each pixel of the smoothed data Sm2 and the high-frequency extraction data Ab to obtain the sum as the value of each pixel in the restored data Re. Thereby, the restoration data Re supplemented with the high-frequency component attenuated by the smoothing of the smoothing unit 41 in the camera 3 is generated.
  • the image processing apparatus stores the restoration data Re in the storage device 20, and ends the restoration processing of the image data 5.
  • the image processing apparatus configured as described above attenuates the high frequency component of the image data 5 by the smoothing unit 41 before compressing the image data 5 by the JPEG compression unit 42.
  • variations in luminance values (pixel values) in the image data 5 are reduced. Therefore, when the JPEG compression unit 42 performs the compression process in units of blocks, the difference between the luminance values of adjacent blocks becomes small. Therefore, the JPEG compression unit 42 can JPEG-compress the smoothed data Sm1 at a high compression rate while suppressing the occurrence of block noise.
  • the image processing device (CPU 40) extracts a high frequency component from the image data 5 before the high frequency component is attenuated.
  • the data combining unit 45 is configured to combine the JPEG compressed data Cj and the high frequency compressed data Ch obtained by encoding the high frequency extracted data Ab. This makes it possible to supplement high-frequency components that are reduced by smoothing and JPEG compression. That is, by combining the high frequency extraction data Ab, information on the edge portion included in the high frequency component is supplemented. Therefore, the image processing apparatus (CPU 40) can perform compression processing suitable for image processing.
  • the high frequency extraction unit 43 generates high frequency extraction data Ab by performing a difference calculation between the image data 5 and the smoothed data Sm1. Thereby, the high frequency extraction part 43 can simplify extraction of a high frequency component. Furthermore, the high frequency extraction unit 43 can generate the high frequency extraction data Ab by extracting the high frequency component actually attenuated by the smoothing from the image data 5.
  • the image processing device (CPU 10) of the control device 2 performs the addition operation of the restored smoothed data Sm2 and the high frequency extraction data Ab to restore the image data 5 and generate the restored data Re.
  • the image processing apparatus can acquire the restored data Re supplemented with the high frequency components.
  • the restored data Re is supplemented with information on the edge portion included in the high frequency component. Therefore, the image processing apparatus (CPU 10) can perform image processing such as edge detection with high accuracy. Therefore, the electronic component mounting machine 1 can further improve the accuracy of mounting control by using the result of image processing such as edge detection.
  • the high frequency extraction unit 43 generates the high frequency extraction data Ab by performing a difference calculation between the image data 5 and the smoothed data Sm1.
  • the high frequency extraction unit 43 may generate the high frequency extraction data Ab by a method such as a filtering process using a high-pass filter, for example.
  • the image processing apparatus has been described by exemplifying the configuration applied to the electronic component mounting machine 1.
  • the image processing apparatus can be applied to various apparatuses and integrated circuits that handle image data in addition to the control apparatus 2 and the camera 3. Even in such a configuration, since the image data can be compressed at a higher compression rate than the uncompressed image data, the data size can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the amount of memory used for recording the compressed image data, and to shorten the communication time when communicating with other devices.

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Description

画像処理装置および電子部品実装機
　本発明は、画像データの圧縮を行う画像処理装置、および画像処理装置を備える電子部品実装機に関するものである。
　画像処理装置は、画像データに対して種々の処理を行う装置として用いられる。例えば、特許文献１には、基板に電子部品を実装する電子部品実装機において、撮像装置と接続された制御装置が画像処理を行う構成が開示されている。この電子部品実装機の制御装置は、撮像装置により取得された画像データに対してエッジ検出などの画像処理を行う。そして、制御装置は、処理結果に基づいて基板位置や電子部品の姿勢を認識し、実装制御の精度向上を図っている。
　ところで、画像処理の用途によっては高解像度の画像データが必要とされることがある。そうすると、画像データの画素数の増加に伴ってデータサイズが増加し、記録に要するメモリ容量の増加や、データ転送に要する時間が長くなることが懸念される。そこで、例えば、特許文献２には、画像データをＪＰＥＧ圧縮して転送する撮像装置が開示されている。画像データのＪＰＥＧ圧縮によると、高い圧縮率を得られるためデータサイズを低減することが可能とされている。
特開２０１２－８５１３０号公報 特開２００８－２０３９３８号公報
　しかしながら、ＪＰＥＧ圧縮では、画像データをブロック単位で圧縮処理するため、ブロックノイズが生じることが知られている。また、ＪＰＥＧ圧縮は、画像データの空間周波数において信号エネルギーが低周波成分に偏っていることを利用し、高周波成分を削減することで高い圧縮率を得ている。そのため、高周波成分に含まれるエッジ部分の情報が減衰することになり、画像データにおけるエッジ部分がぼやけてしまうことになる。よって、エッジ検出などの画像処理を行う場合には、画像処理に適した圧縮処理が必要となり、通常よりも圧縮率を高く設定できないことがあった。
　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、ブロックノイズを低減するとともに画像処理に適したＪＰＥＧ圧縮が可能な画像処理装置、および画像処理装置を備える電子部品実装機を提供することを目的とする。
　請求項１に係る画像処理装置は、画像データの高周波成分を減衰させて平滑化データを生成する平滑化部と、前記平滑化データのＪＰＥＧ圧縮を行ってＪＰＥＧ圧縮データを生成するＪＰＥＧ圧縮部と、前記画像データの高周波成分により構成される高周波抽出データを生成する高周波抽出部と、前記高周波抽出データの符号化を行って高周波圧縮データを生成する高周波圧縮部と、前記ＪＰＥＧ圧縮データと前記高周波圧縮データとを結合するデータ結合部と、を備える。
　このような構成によると、画像処理装置は、ＪＰＥＧ圧縮部により画像データを圧縮する前に、この画像データの高周波成分を平滑化部により減衰させるものとしている。これにより、画像データのおける輝度値のバラツキが軽減することになる。そのため、ＪＰＥＧ圧縮部がブロック単位で圧縮処理を行った場合に、隣り合うブロックの輝度値の差が小さくなる。よって、ＪＰＥＧ圧縮部は、ブロックノイズの発生を抑制しつつ、高い圧縮率で平滑化データをＪＰＥＧ圧縮することができる。
　また、画像処理装置は、高周波成分を減衰される前の画像データから高周波成分を抽出する。そして、データ結合部は、ＪＰＥＧ圧縮データと、高周波抽出データを符号化した高周波圧縮データとを結合する構成としている。これにより、平滑化およびＪＰＥＧ圧縮により削減される高周波成分を補充することが可能となる。つまり、高周波抽出データを結合することで、高周波成分に含まれるエッジ部分の情報などが補充される。よって、画像処理装置は、画像処理に適した圧縮処理を行うことが可能となる。
　請求項２に係る画像処理装置によると、前記高周波抽出部は、前記画像データと前記平滑化データの差分演算を行うことにより前記高周波抽出データを生成する。
　このような構成によると、高周波抽出部は、平滑化により減衰した高周波成分に対応した高周波抽出データを生成することができる。画像データに対する高周波成分の抽出としては、フィルター処理などの種々の方法が考えられる。しかし、平滑化により実際に減衰する高周波成分に対応するためには、例えばフィルタリングの周波数を上下させるなど、各抽出方法に応じた調整が必要となる。これに対して、画像処理装置は、上記のような構成とすることで、高周波成分の抽出を簡易化できるとともに、平滑化により実際に減衰した高周波成分を画像データから抽出することができる。
　請求項３に係る電子部品実装機は、請求項１または２の画像処理装置を有し、撮像により取得した前記画像データを圧縮処理して記録する撮像装置と、前記撮像装置と通信可能に接続され、前記撮像装置から圧縮処理された前記画像データを取得し、当該画像データに対する復元処理により得られる復元データと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品の実装を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、圧縮処理された前記画像データを前記ＪＰＥＧ圧縮データと前記高周波圧縮データに分割するデータ分割部と、前記ＪＰＥＧ圧縮データを展開して前記平滑化データを生成するＪＰＥＧ展開部と、前記高周波圧縮データの復号化を行って前記高周波抽出データを生成する高周波復号化部と、前記平滑化データと前記高周波抽出データの加算演算を行って前記画像データを復元し、前記復元データを生成する加算演算部と、を有する。
　このような構成によると、制御装置の画像処理装置は、平滑化データと高周波抽出データの加算演算を行って画像データを復元し、高周波成分が補充された復元データを生成することができる。これにより、復元データには、高周波成分に含まれるエッジ部分の情報などが補充された状態となる。よって、画像処理装置は、例えばエッジ検出などの画像処理を高精度に行うことができる。よって、電子部品実装機は、処理結果を利用することによって、実装制御の精度をより向上させることができる。
実施形態における電子部品実装機の構成を示すブロック図である。 制御装置の画像処理装置の構成を示すブロック図である。 カメラの画像処理装置の構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の画像処理装置および電子部品実装機を具体化した実施形態について図１～図３を参照して説明する。実施形態では、電子部品実装機の撮像装置および制御装置に、画像データの圧縮処理や復元処理、エッジ検出などの画像処理を行う画像処理装置が用いられた構成を例示している。
　＜実施形態＞
　（電子部品実装機１の全体構成）
　電子部品実装機１は、例えば、集積回路の製造工程において、プリント基板に複数の電子部品を実装する装置である。プリント基板は、クリームハンダ印刷機により電子部品の装着位置にハンダを塗布され、複数の実装機を順に搬送されて電子部品を装着される。その後に、電子部品を装着されたプリント基板は、リフロー炉に搬送されてハンダ付けされることにより集積回路を構成する。また、カメラ３は、この電子部品実装機１に組み込まれているＦＡ用の撮像装置としている。
　電子部品実装機１は、図１に示すように、制御装置２と、カメラ３とを備えて構成されている。これらの制御装置２とカメラ３は、通信ケーブル４により通信可能に接続され、各種信号の送受信が可能となっている。また、本実施形態において、画像処理装置は、制御装置２のＣＰＵ１０と、カメラ３のＣＰＵ４０とを備えて構成される。この画像処理装置は、カメラ３で取得された画像データを圧縮処理し、制御装置２が圧縮処理された画像データを展開して画像データを復元する。そして、制御装置２は、復元データに対してエッジ検出などの画像処理をさらに行い、処理結果を実装制御におけるノズルの位置補正などに利用している。
　制御装置２は、種々の制御処理を実行する装置である。この制御装置２は、画像処理装置の一部を構成するＣＰＵ１０と、記憶装置２０とを備えて構成される。ＣＰＵ１０は、電子部品実装機１に複数設けられた各種センサから出力される情報やカメラ３から伝送される圧縮処理された画像データなどを入力する。そして、ＣＰＵ１０は、記憶装置２０に記憶されている制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理による処理結果などに基づいて、プリント基板に電子部品が適切に装着されるように電子部品実装機１の各軸モータや各装置などを制御する。
　また、制御装置２のＣＰＵ１０は、図２に示すように、データ分割部１１と、ＪＰＥＧ展開部１２と、高周波復号化部１３と、加算演算部１４とを有する。ここで、カメラ３から伝送される画像データは、後述する圧縮処理により生成された結合データＣｍである。この結合データＣｍは、ＪＰＥＧ圧縮データＣｊと高周波圧縮データＣｈを結合されたものである。ＣＰＵ１０の各部１１～１４は、この結合データＣｍに対して分割、展開、復号化などにより復元データＲｅを生成する復元処理を行う。ＣＰＵ１０の各部１１～１４の詳細については後述する。
　また、画像処理装置の一部を構成するＣＰＵ１０は、復元データＲｅに対して、用途に応じた画像処理を実行する。この画像処理は、例えば、復元処理された画像データの二値化、フィルタリング、色相抽出などの加工処理と、加工処理された画像データから特定の形状やマークに基づいて被写体の有無や位置情報などを認識する認識処理が含まれる。本実施形態では、ＣＰＵ１０は、復元処理された画像データにおけるエッジを検出する画像処理を行うものとしている。
　制御装置２の記憶装置２０は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶装置２０には、電子部品実装機１を動作させるための制御プログラム、通信ケーブル４を介してカメラ３からＣＰＵ１０に伝送された画像データ、画像処理の一時データなどが記憶される。
　カメラ３は、図１に示すように、光学ユニット３０と、ＣＰＵ４０と、記憶装置５０とを備えて構成される。光学ユニット３０は、レンズやレンズ保持部材などにより構成されるレンズ部３１により、被写体光を撮像素子３２に結像する構成となっている。撮像素子３２は、回路基板上にレンズ部３１の光軸に対して直角となるように実装されている。この撮像素子３２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサである。
　カメラ３のＣＰＵ４０は、制御装置２から入力される制御信号に基づいて光学ユニット３０を動作させて撮像を行う。より詳細には、ＣＰＵ４０は、外部入力される信号もしくは制御装置２から入力される制御コマンドに基づいて光学ユニット３０を制御して、レンズ部３１により撮像素子３２の撮像面に結像された光の強弱に応じて発生される信号電荷をデジタル信号に変換して被写体を撮像する。そして、ＣＰＵ４０は、上記のデジタル信号に基づいて画像データに変換している。
　また、カメラ３のＣＰＵ４０は、撮像により取得した画像データを制御装置２に転送する前に、画像データの圧縮処理を行う画像処理装置の一部を構成している。ＣＰＵ４０は、図３に示すように、平滑化部４１と、ＪＰＥＧ圧縮部４２と、高周波抽出部４３と、高周波圧縮部４４と、データ結合部４５とを有する。ＣＰＵ４０の各部４１～４５は、非圧縮の画像データに対して、平滑化、ＪＰＥＧ圧縮、高周波抽出などの処理を行い、データサイズを小さくするとともに、制御装置２における画像処理に適した画像データに変換する。ＣＰＵ４０の各部４１～４５の詳細については後述する。
　カメラ３の記憶装置５０は、不揮発性のＲＯＭや揮発性のＲＡＭなどにより構成される。不揮発性のＲＯＭには、ＣＰＵ４０が光学ユニット３０を制御するためのドライバなどのプログラムや初期設定データなどを記憶される。揮発性のＲＡＭには、ＣＰＵ４０よる画像処理の一時データなどが記憶される。
　（画像処理装置による画像データの圧縮処理）
　続いて、電子部品実装機１の画像処理装置による画像データの圧縮処理について、図１および図３を参照して説明する。カメラ３の画像処理装置（ＣＰＵ４０）は、制御装置２による指令に基づいて撮像を行う。そして、画像処理装置は、図３に示すように、当該撮像により画像データ５を取得する。この画像データ５は、画素数に応じたデータサイズとなる非圧縮データである。
　平滑化部４１は、画像データ５の高周波成分を減衰させて平滑化データＳｍ１を生成する。ここで、画像データ５における高周波成分とは、画像データ５を構成する各画素の値により示される空間周波数のうち、予め定められた所定周波数よりも高い周波数を含む成分である。この高周波成分は、画像データ５において輝度値（画素の値）の変化が大きい箇所や輪郭線に相当し、例えば画像データにおけるエッジ部分の情報を含んでいる。
　そして、平滑化部４１は、例えば、画像データ５において、注目画素の周辺の各画素の値に基づいて平均を算出し、その平均値を注目画素の値とすることで高周波成分を減衰させる。その他に、高周波成分を減衰させる方法としては、ガウス関数を利用したガウシアンフィルタやローパスフィルタを用いたフィルタリング処理が知られている。平滑化部４１は、これらの方法により、画像データ５の平滑化を適宜行う構成としている。
　ＪＰＥＧ圧縮部４２は、平滑化データＳｍ１のＪＰＥＧ圧縮を行ってＪＰＥＧ圧縮データＣｊを生成する。このＪＰＥＧ圧縮は、画像データをＪＰＥＧ形式に変換する一般的な圧縮処理である。より詳細には、ＪＰＥＧ圧縮部４２は、先ず、平滑化データＳｍ１を固定サイズのブロックに区切り、各ブロックに対して離散コサイン変換をそれぞれ行う。これにより、平滑化データＳｍ１が互いに異なる複数種類の周波数成分に分解されることになる。
　続いて、ＪＰＥＧ圧縮部４２は、所定の量子化テーブルを用いて、各周波数成分に分解した平滑化データＳｍ１を近似値の整数に丸める量子化を行う。これにより、平滑化データＳｍ１における高周波成分が減衰され、データサイズが低減される。さらに、ＪＰＥＧ圧縮部４２は、離散コサイン変換および量子化を行った平滑化データＳｍ１に対して、ハフマン符号によるエントロピー符号化を行う。これにより、さらにデータサイズが低減され、これらの処理によってＪＰＥＧ圧縮データＣｊが生成される。
　ここで、ＪＰＥＧ圧縮される平滑化データＳｍ１は、平滑化部４１により予め高周波成分が減衰されている。そのため、平滑化データＳｍ１は、元の画像データ５をＪＰＥＧ圧縮した場合と比較すると、周波数成分が低周波側に偏っている。つまり、このような平滑化データＳｍ１を対象にしたＪＰＥＧ圧縮では、平滑化を行っていない画像データよりも高い圧縮率が期待できる。
　高周波抽出部４３は、画像データ５の高周波成分により構成される高周波抽出データＡｂを生成する。画像データ５から高周波成分を抽出する方法としては、ハイパスフィルタを用いたフィルタリング処理などが考えられる。本実施形態では、高周波抽出部４３は、画像データ５と平滑化データＳｍ１の差分演算を行うことにより、上記の高周波抽出データＡｂを生成する構成としている。より具体的には、画像データ５と平滑化データＳｍ１の画素ごとの差分を、高周波抽出データＡｂにおける各画素の値とする。これにより、高周波抽出データＡｂは、平滑化部４１により減衰された高周波成分により構成されることになる。
　高周波圧縮部４４は、高周波抽出データＡｂの符号化を行って高周波圧縮データＣｈを生成する。より詳細には、高周波圧縮部４４は、ランレングス符号やハフマン符号などのエントロピー符号化による圧縮を行う。これにより、高周波圧縮データＣｈのデータサイズが低減される。データ結合部４５は、ＪＰＥＧ圧縮データＣｊと高周波圧縮データＣｈとを結合する。これにより、１ファイルである結合データＣｍが生成される。画像処理装置は、この結合データＣｍを記憶装置５０に記憶して、画像データ５の圧縮処理を終了する。
　（画像処理装置による画像データの復元処理）
　続いて、電子部品実装機１の画像処理装置による画像データの復元処理について、図１および図２を参照して説明する。制御装置２の画像処理装置（ＣＰＵ１０）は、カメラ３に対して撮像要求と画像データの転送要求を行う。カメラ３は、撮像要求により撮像を行い、撮像により取得した画像データ５を上述したように圧縮処理して記録する。さらに、カメラ３は、転送要求により圧縮処理された画像データ５を制御装置２に通信ケーブル４を介して転送する。
　そして、制御装置２の画像処理装置は、図２に示すように、カメラ３から圧縮処理された画像データ５（結合データＣｍ）を取得し、この結合データＣｍを後述する復元処理により復元データＲｅを取得する。制御装置２は、復元処理により得られる復元データＲｅと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品の実装を制御する。この画像データの復元処理として、データ分割部１１は、圧縮処理された画像データ（結合データＣｍ）をＪＰＥＧ圧縮データＣｊと高周波圧縮データＣｈとに分割する。
　ＪＰＥＧ展開部１２は、データ分割部１１により分割された一方側のＪＰＥＧ圧縮データＣｊを展開して平滑化データＳｍ２を生成する。このＪＰＥＧ展開は、ＪＰＥＧ形式を画像データに戻す一般的な展開処理である。より詳細には、ＪＰＥＧ展開部１２は、先ず、エントロピー符号化されているＪＰＥＧ圧縮データＣｊを、ハフマン符号に対応して復号化する。そして、ＪＰＥＧ展開部１２は、カメラ３が画像データ５の圧縮処理で使用したものと同一の量子化テーブルを用いて、復号化したＪＰＥＧ圧縮データＣｊに対して逆量子化を行う。
　さらに、ＪＰＥＧ展開部１２は、復号化および逆量子化を行ったＪＰＥＧ圧縮データＣｊを固定サイズのブロックに区切り、各ブロックに対して、逆離散コサイン変換をそれぞれ行う。これにより、複数種類の周波数成分により示される平滑化データＳｍ２が生成される。この平滑化データＳｍ２は、カメラ３の画像処理装置において画像データ５の高周波成分を減衰させて生成した平滑化データＳｍ１を復元したものである。しかしながら、復元された平滑化データＳｍ２は、必ずしも圧縮前の平滑化データＳｍ１と一致しない。これは、画像データ５の圧縮処理における量子化によって、平滑化データＳｍ１の一部が近似値の整数に丸められているためである。
　高周波復号化部１３は、データ分割部１１により分割された他方側の高周波圧縮データＣｈの復号化を行って高周波抽出データＡｂを生成する。より詳細には、高周波復号化部１３は、エントロピー符号化されている高周波圧縮データＣｈを、圧縮処理におけるランレングス符号やハフマン符号などに対応して復号化する。このエントロピー符号化が可逆圧縮であれば、当該復号化によって圧縮前と同一の高周波抽出データＡｂが生成される。
　加算演算部１４は、平滑化データＳｍ２と高周波抽出データＡｂの加算演算を行って画像データ５を復元し、復元データＲｅを生成する。より具体的には、加算演算部１４は、平滑化データＳｍ２と高周波抽出データＡｂの画素ごとの値を加算して和を、復元データＲｅにおける各画素の値とする。これにより、カメラ３における平滑化部４１の平滑化により減衰した高周波成分が補充された復元データＲｅが生成される。画像処理装置は、この復元データＲｅを記憶装置２０に記憶して、画像データ５の復元処理を終了する。
　（実施形態の構成による効果）
　上述した構成からなる画像処理装置（ＣＰＵ４０）は、ＪＰＥＧ圧縮部４２により画像データ５を圧縮する前に、この画像データ５の高周波成分を平滑化部４１により減衰させるものとした。これにより、画像データ５のおける輝度値（画素の値）のバラツキが軽減することになる。そのため、ＪＰＥＧ圧縮部４２がブロック単位で圧縮処理を行った場合に、隣り合うブロックの輝度値の差が小さくなる。よって、ＪＰＥＧ圧縮部４２は、ブロックノイズの発生を抑制しつつ、高い圧縮率で平滑化データＳｍ１をＪＰＥＧ圧縮することができる。
　また、画像処理装置（ＣＰＵ４０）は、高周波成分を減衰される前の画像データ５から高周波成分を抽出する。そして、データ結合部４５は、ＪＰＥＧ圧縮データＣｊと、高周波抽出データＡｂを符号化した高周波圧縮データＣｈとを結合する構成としている。これにより、平滑化およびＪＰＥＧ圧縮により削減される高周波成分を補充することが可能となる。つまり、高周波抽出データＡｂを結合することで、高周波成分に含まれるエッジ部分の情報などが補充される。よって、画像処理装置（ＣＰＵ４０）は、画像処理に適した圧縮処理を行うことが可能となる。
　高周波抽出部４３は、画像データ５と平滑化データＳｍ１の差分演算を行うことにより、高周波抽出データＡｂを生成するものとした。これにより、高周波抽出部４３は、高周波成分の抽出を簡易化できる。さらに、高周波抽出部４３は、平滑化により実際に減衰した高周波成分を画像データ５から抽出して高周波抽出データＡｂを生成できる。
　また、制御装置２の画像処理装置（ＣＰＵ１０）は、復元された平滑化データＳｍ２と高周波抽出データＡｂの加算演算を行って画像データ５を復元し、復元データＲｅを生成するものとした。これにより、画像処理装置は、高周波成分が補充された復元データＲｅを取得することができる。これにより復元データＲｅには、高周波成分に含まれるエッジ部分の情報などが補充された状態となる。よって、画像処理装置（ＣＰＵ１０）は、エッジ検出などの画像処理を高精度に行うことができる。よって、電子部品実装機１は、エッジ検出などの画像処理の結果を利用することによって、実装制御の精度をより向上させることができる。
　＜実施形態の変形態様＞
　実施形態において、高周波抽出部４３は、画像データ５と平滑化データＳｍ１の差分演算を行うことにより、高周波抽出データＡｂを生成するものとした。これに対して、高周波抽出部４３は、例えば、ハイパスフィルタを用いたフィルタリング処理などの方法により高周波抽出データＡｂを生成してもよい。
　本実施形態では、画像処理装置は、電子部品実装機１に適用された構成を例示して説明した。これに対して、画像処理装置は、制御装置２やカメラ３以外に、画像データを扱う種々の装置や集積回路にも適用することが可能である。このような構成においても、非圧縮の画像データと比較して、高い圧縮率で画像データを圧縮できるのでデータサイズを低減できる。よって、圧縮処理された画像データを記録するメモリの使用量を低減できるとともに、他の装置と通信する場合には通信時間を短縮することができる。
　１：電子部品実装機
　　２：実装機制御装置
　　　１０：ＣＰＵ（画像処理装置）
　　　　１１：データ分割部、　１２：ＪＰＥＧ展開部
　　　　１３：高周波復号化部、　１４：加算演算部
　　　２０：記憶装置
　　３：カメラ（撮像装置）
　　　３０：光学ユニット、　３１：レンズ部、　３２：撮像素子
　　　４０：ＣＰＵ（画像処理装置）
　　　　４１：平滑化部、　４２：ＪＰＥＧ圧縮部、　４３：高周波抽出部
　　　　４４：高周波圧縮部、　４５：データ結合部
　　　５０：記憶装置
　　４：通信ケーブル
　　５：画像データ
　Ｓｍ１，Ｓｍ２：平滑化データ、　Ｃｊ：ＪＰＥＧ圧縮データ
　Ａｂ：高周波抽出データ、　Ｃｈ：高周波圧縮データ
　Ｃｍ：結合データ、　Ｒｅ：復元データ

Claims (3)

  1. 　画像データの高周波成分を減衰させて平滑化データを生成する平滑化部と、
    　前記平滑化データのＪＰＥＧ圧縮を行ってＪＰＥＧ圧縮データを生成するＪＰＥＧ圧縮部と、
    　前記画像データの高周波成分により構成される高周波抽出データを生成する高周波抽出部と、
    　前記高周波抽出データの符号化を行って高周波圧縮データを生成する高周波圧縮部と、
    　前記ＪＰＥＧ圧縮データと前記高周波圧縮データとを結合するデータ結合部と、
    　を備える画像処理装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記高周波抽出部は、前記画像データと前記平滑化データの差分演算を行うことにより前記高周波抽出データを生成する画像処理装置。
  3. 　請求項１または２の画像処理装置を有し、撮像により取得した前記画像データを圧縮処理して記録する撮像装置と、
    　前記撮像装置と通信可能に接続され、前記撮像装置から圧縮処理された前記画像データを取得し、当該画像データに対する復元処理により得られる復元データと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品の実装を制御する制御装置と、
    　を備える電子部品実装機において、
    　前記制御装置は、
    　圧縮処理された前記画像データを前記ＪＰＥＧ圧縮データと前記高周波圧縮データに分割するデータ分割部と、
    　前記ＪＰＥＧ圧縮データを展開して前記平滑化データを生成するＪＰＥＧ展開部と、
    　前記高周波圧縮データの復号化を行って前記高周波抽出データを生成する高周波復号化部と、
    　前記平滑化データと前記高周波抽出データの加算演算を行って前記画像データを復元し、前記復元データを生成する加算演算部と、
    　を有する電子部品実装機。
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