JP2919556B2 - 画像処理システム - Google Patents
画像処理システムInfo
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- JP2919556B2 JP2919556B2 JP2140986A JP14098690A JP2919556B2 JP 2919556 B2 JP2919556 B2 JP 2919556B2 JP 2140986 A JP2140986 A JP 2140986A JP 14098690 A JP14098690 A JP 14098690A JP 2919556 B2 JP2919556 B2 JP 2919556B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は工場内などの対象物に対する照明が不安定な
場所においても、常に正確な画像認識を可能とする画像
処理システムに関する。
場所においても、常に正確な画像認識を可能とする画像
処理システムに関する。
（ロ）従来の技術 工場等における作業の自動化の進展に伴い、人間の目
視に代わり画像処理装置が用いられるケースが増加して
おり、様々な環境下でも安定した処理を行わせる必要性
が高まっている。特に画像を入力する際の光量条件はそ
の後の処理精度を大きく左右する。
視に代わり画像処理装置が用いられるケースが増加して
おり、様々な環境下でも安定した処理を行わせる必要性
が高まっている。特に画像を入力する際の光量条件はそ
の後の処理精度を大きく左右する。
従来、光量への対処には２通りの方法がとられてお
り、１つは照明の影響を排除した画像処理方式を用いる
方法であり、他方は照明自体を制御する方法である。
り、１つは照明の影響を排除した画像処理方式を用いる
方法であり、他方は照明自体を制御する方法である。
前者の画像処理方式を用いる方法による対処法では正
規化手法が用いられる。特に予め設定したモデル（テン
プレート）を入力した画像内で走査して整合位置を求め
るテンプレートマッチング処理の場合には、モデル及び
画像とも濃度（明暗）値を平均値、頻度数に応じて０〜
１に正規化することにより、画像の濃度変動の影響を排
除している。
規化手法が用いられる。特に予め設定したモデル（テン
プレート）を入力した画像内で走査して整合位置を求め
るテンプレートマッチング処理の場合には、モデル及び
画像とも濃度（明暗）値を平均値、頻度数に応じて０〜
１に正規化することにより、画像の濃度変動の影響を排
除している。
しかしこの方式でも極端な濃度値の変動には限度があ
るうえ、正規化するため処理時間が大幅に増加するとい
う問題点を持つ。
るうえ、正規化するため処理時間が大幅に増加するとい
う問題点を持つ。
後者について、照明の厳密な制御は行われていないの
が現状であるが、例えば、特開平２−27485号のように
照度を計測して照明を制御する方式がある。第５図にそ
の構成を示す。同図において、１は画像処理装置、３は
画像入力手段、５は照明手段、６が照明制御手段、７は
ライン（ロボット）コントローラ、８は搬送コンベア、
９は作業対象物（ワーク）、10はモニタ、11は作業ロボ
ット、及び12は照度測定手段である。
が現状であるが、例えば、特開平２−27485号のように
照度を計測して照明を制御する方式がある。第５図にそ
の構成を示す。同図において、１は画像処理装置、３は
画像入力手段、５は照明手段、６が照明制御手段、７は
ライン（ロボット）コントローラ、８は搬送コンベア、
９は作業対象物（ワーク）、10はモニタ、11は作業ロボ
ット、及び12は照度測定手段である。
ここでは、常にワーク９近傍及びカメラ３受光面の照
度をセンサ12により計測し、予め設定された照度値とな
るように照明光量を制御して画像入力する方式になって
いる。
度をセンサ12により計測し、予め設定された照度値とな
るように照明光量を制御して画像入力する方式になって
いる。
しかし、この方式では次の問題点が解決されずに残っ
ている。即ち、この方式で検出できるのはあくまでワー
ク近傍の照度であり、厳密な作業対象物の照度を測定す
ることは困難である。従って照度のみの制御では、正確
な画像処理を行うことは困難である。
ている。即ち、この方式で検出できるのはあくまでワー
ク近傍の照度であり、厳密な作業対象物の照度を測定す
ることは困難である。従って照度のみの制御では、正確
な画像処理を行うことは困難である。
第６図に画像の濃度分布（ヒストグラム）例を示す。
縦軸は画素数、横軸は濃度であり、（ａ）は全濃度にわ
たり平均的な分布、（ｂ）はある濃度域に偏った分布で
あるが、平均濃度は（ａ）、（ｂ）とも同じ、即ち照度
は同じであるが、画像の特性は大きく異なり、照度のみ
では画像を正確に記述することは困難である。
縦軸は画素数、横軸は濃度であり、（ａ）は全濃度にわ
たり平均的な分布、（ｂ）はある濃度域に偏った分布で
あるが、平均濃度は（ａ）、（ｂ）とも同じ、即ち照度
は同じであるが、画像の特性は大きく異なり、照度のみ
では画像を正確に記述することは困難である。
（ハ）発明が解決しようとする課題 工場など一般環境下で画像処理を行う場合、外乱光や
作業対象物の状態（傾き、反射）などにより作業対象自
体の正確で、再現性のある安定した画像入力が困難であ
り、処理の精度が低下するという問題点があった。
作業対象物の状態（傾き、反射）などにより作業対象自
体の正確で、再現性のある安定した画像入力が困難であ
り、処理の精度が低下するという問題点があった。
本発明はこのような問題点を解決し、どのような環境
下でも常に同じ条件、特性の画像を取り込み、処理精度
の向上を計ることを目的とする。
下でも常に同じ条件、特性の画像を取り込み、処理精度
の向上を計ることを目的とする。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明では、対象物の概略位置を認識する装置と、画
像を入力するカメラ装置と、該カメラ装置に設置した絞
り（露出）制御装置と、光量制御可能な照明装置と、光
量制御装置と、濃度ヒストグラム処理が可能な画像処理
装置と、作業装置（ロボット等）と、画像処理装置全体
を統括制御するためのコントローラと、から構成される
画像処理システムを提供する。
像を入力するカメラ装置と、該カメラ装置に設置した絞
り（露出）制御装置と、光量制御可能な照明装置と、光
量制御装置と、濃度ヒストグラム処理が可能な画像処理
装置と、作業装置（ロボット等）と、画像処理装置全体
を統括制御するためのコントローラと、から構成される
画像処理システムを提供する。
（ホ）作用 本発明の画像処理システムにおいては、まず作業対象
の概略位置を認識し、その情報から、画像を入力する
際、作業対象の特に必要な部分の画像を抽出し、その部
分画像の濃度分布を求め、予め設定した濃度分布（モデ
ル）と等しくなるようにカメラの露出、照明光量を制御
した後、画像を入力する方式とする。
の概略位置を認識し、その情報から、画像を入力する
際、作業対象の特に必要な部分の画像を抽出し、その部
分画像の濃度分布を求め、予め設定した濃度分布（モデ
ル）と等しくなるようにカメラの露出、照明光量を制御
した後、画像を入力する方式とする。
即ち、特に正確に抽出したい領域情報と、そのモデル
濃度分布を設定し、その濃度分布と等しくなるように光
量を制御することにより、環境、対象の形状の依らず、
柔軟でかつ正確な画像処理を行うことが可能となる。
濃度分布を設定し、その濃度分布と等しくなるように光
量を制御することにより、環境、対象の形状の依らず、
柔軟でかつ正確な画像処理を行うことが可能となる。
（へ）実施例 本発明実施例を第１図に示す。同図において、１が画
像処理装置、２はワーク概略位置検出用カメラ、３は画
像入力用カメラ、４はカメラ３の絞り（露出）制御装
置、５は照明装置、６は照明光量制御装置、７は画像処
理装置１、及びロボット等の作業装置全体を統括制御す
るコントローラ、８は搬送コンベア、９は作業対象ワー
ク、10はモニタである。
像処理装置、２はワーク概略位置検出用カメラ、３は画
像入力用カメラ、４はカメラ３の絞り（露出）制御装
置、５は照明装置、６は照明光量制御装置、７は画像処
理装置１、及びロボット等の作業装置全体を統括制御す
るコントローラ、８は搬送コンベア、９は作業対象ワー
ク、10はモニタである。
次に第２図及び第７図と併せて動作原理を述べる。作
業対象ワークの種類毎に予め、特に必要な領域情報及び
その領域内画像の濃度分布モデル（第７図（イ））を設
定しておく、コンベア８にて搬送されたワーク９に対
し、まずカメラ２により画像入力、及び輪郭抽出、計測
処理を行い、ワークの概略位置を認識する。その結果に
基き、該ワークがカメラ３位置へ移動する間に、画像の
抽出領域（第２図２（ａ）点線内）の位置を算出し、カ
メラ３において入力した画像から該領域のみを抽出して
（第２図（ｂ））、濃度分布（第７図（ロ）を得る。そ
の濃度分布（第７図（ロ））とモデル濃度分布（図２
（イ））の差が最小になるように照明５の光量、絞り４
を制御し、最終的に適正画像（第２図（ｃ））を得る。
業対象ワークの種類毎に予め、特に必要な領域情報及び
その領域内画像の濃度分布モデル（第７図（イ））を設
定しておく、コンベア８にて搬送されたワーク９に対
し、まずカメラ２により画像入力、及び輪郭抽出、計測
処理を行い、ワークの概略位置を認識する。その結果に
基き、該ワークがカメラ３位置へ移動する間に、画像の
抽出領域（第２図２（ａ）点線内）の位置を算出し、カ
メラ３において入力した画像から該領域のみを抽出して
（第２図（ｂ））、濃度分布（第７図（ロ）を得る。そ
の濃度分布（第７図（ロ））とモデル濃度分布（図２
（イ））の差が最小になるように照明５の光量、絞り４
を制御し、最終的に適正画像（第２図（ｃ））を得る。
以上の過程で画像処理は処理装置１で高速に行われる
ものとする。
ものとする。
こうした本発明システムにより、常に設定した通りの
安定な画像を得ることが可能となる。
安定な画像を得ることが可能となる。
第３図の実施例では、概略位置認識用カメラ２をカメ
ラ３に統合し全てのステップをカメラ３で行うシステム
例を示した。
ラ３に統合し全てのステップをカメラ３で行うシステム
例を示した。
更に第４図では、ラインを止めることなくリアルタイ
ムで処理する画像入力部の例を示した。第４図におい
て、２は位置認識用カメラ、カメラユニットとしてカメ
ラ３、露出制御装置４、リング照明５を１体化し、第４
図のＡ位置からＢ位置までは、カメラユニット搬送装置
13によりカメラユニットが搬送コンベア８と同期して搬
送され、この間に最適照明、露出を決定した画像を入力
する処理が終了したカメラユニットは搬送路14により元
の位置Ａへ戻る。カメラユニットを複数配置して同期を
とることにより、ラインを止めることなく処理すること
が可能となっている。
ムで処理する画像入力部の例を示した。第４図におい
て、２は位置認識用カメラ、カメラユニットとしてカメ
ラ３、露出制御装置４、リング照明５を１体化し、第４
図のＡ位置からＢ位置までは、カメラユニット搬送装置
13によりカメラユニットが搬送コンベア８と同期して搬
送され、この間に最適照明、露出を決定した画像を入力
する処理が終了したカメラユニットは搬送路14により元
の位置Ａへ戻る。カメラユニットを複数配置して同期を
とることにより、ラインを止めることなく処理すること
が可能となっている。
なお、設定した濃度分布と等しくするための光量、露
出等の制御には従来制御方式に加え、統計的な学習制
御、ファジィ制御、またはエキスパートシステムを応用
することが実施例として考えられる。
出等の制御には従来制御方式に加え、統計的な学習制
御、ファジィ制御、またはエキスパートシステムを応用
することが実施例として考えられる。
（ト）発明の効果 以上述べた如く本発明の画像処理システムは、対象物
の概略位置に基づいて抽出した所定部分の画像につい
て、その部分画像とモデル画像の濃度分布により光量制
御を行なっているため、対象物の形状や作業の種類に応
じて最適な部分を抽出することにより、正確且つ安定し
た光量制御が可能となる。
の概略位置に基づいて抽出した所定部分の画像につい
て、その部分画像とモデル画像の濃度分布により光量制
御を行なっているため、対象物の形状や作業の種類に応
じて最適な部分を抽出することにより、正確且つ安定し
た光量制御が可能となる。
更に、対象物の所定部分の画像を抽出することによ
り、不要なノイズ成分を多く含む画像が排除されて、更
に正確な光量制御が可能となるだけでなく、そのために
必要な画像処理を高速化することが可能となる。
り、不要なノイズ成分を多く含む画像が排除されて、更
に正確な光量制御が可能となるだけでなく、そのために
必要な画像処理を高速化することが可能となる。
従って、全体として、環境に影響されず、高速且つ高
精度な画像処理が実現できる。
精度な画像処理が実現できる。
第１図は本発明画像処理システム構成図、第２図（ａ）
（ｂ）（ｃ）は本発明画像処理システムの処理過程を示
す工程図、第３図及び第４図は本発明画像処理システム
の他の実施例の構成図、第５図は従来の画像処理システ
ム構成図、第６図（ａ）（ｂ）及び第７図は画像の濃度
分布図（ヒストグラム）である。 １……画像処理装置、２……ワーク概略位置検出用カメ
ラ、３……画像入力用カメラ、４……絞り制御装置、５
……照明装置、６……光量制御装置、７……コントロー
ラ、８……コンベア、９……ワーク、10……モニタ。
（ｂ）（ｃ）は本発明画像処理システムの処理過程を示
す工程図、第３図及び第４図は本発明画像処理システム
の他の実施例の構成図、第５図は従来の画像処理システ
ム構成図、第６図（ａ）（ｂ）及び第７図は画像の濃度
分布図（ヒストグラム）である。 １……画像処理装置、２……ワーク概略位置検出用カメ
ラ、３……画像入力用カメラ、４……絞り制御装置、５
……照明装置、６……光量制御装置、７……コントロー
ラ、８……コンベア、９……ワーク、10……モニタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−90174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−172642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−82269（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】対象物に対し画像処理を施し、その結果に
基づき検査、位置決め等の作業を自動的に行なうシステ
ムに於いて、対象物の概略位置を認識する手段と、対象
物の画像を入力する手段と、対象物の画像を入力処理す
る手段と、対象物に光を照射する証明手段と、証明光量
とカメラ絞り量を制御する手段と、を有し、予め対象物
の概略位置を認識し、その概略位置に基づいて対象物の
所定部分の画像を抽出し、その部分画像の濃度分布が予
め設定された分布と有意差がなくなるよう、照明光量と
絞りを制御した後、画像入力することを特徴とする画像
処理システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140986A JP2919556B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 画像処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140986A JP2919556B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 画像処理システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434666A JPH0434666A (ja) | 1992-02-05 |
| JP2919556B2 true JP2919556B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=15281480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2140986A Expired - Fee Related JP2919556B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 画像処理システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2919556B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10334221A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-18 | Fanuc Ltd | 画像取得装置 |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP2140986A patent/JP2919556B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0434666A (ja) | 1992-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |