JP3278983B2 - 画像変換装置 - Google Patents

画像変換装置

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JP3278983B2
JP3278983B2 JP15631293A JP15631293A JP3278983B2 JP 3278983 B2 JP3278983 B2 JP 3278983B2 JP 15631293 A JP15631293 A JP 15631293A JP 15631293 A JP15631293 A JP 15631293A JP 3278983 B2 JP3278983 B2 JP 3278983B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レンチキュラシートで
代表される断面波形状の透明成形物の輪郭を光切断法に
より撮像して画像処理する画像変換装置に係り、特に撮
像時における画像のハレーションの影響を除去して高精
度の断面画像を作る画像変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図11に示すように、レンチキュラシー
ト1は弧状の輪郭2を有する「カマボコ」状の部材を横
に連設したものからなり、透明のプラスチック材から形
成される。このレンチキュラシート1は成形型に欠陥が
ある場合や成形時における製作ミスにより輪郭2に図1
2に示すような異常部3が発生したり輪郭2が所定形状
に形成されない欠陥が生ずる場合がある。そのため、成
形されたレンチキュラシート1の輪郭2を高精度に測定
し前記異常部3等を検出する必要がある。その1つの手
段としてレンチキュラシート1を切断して断面写真を作
って検査する方法もあるが破壊測定のため製品を不良に
する問題点があり、かつ測定に時間がかかる。そのた
め、従来より光切断法によりレンチキュラシート1を撮
像し、撮像された光断面画像を画像処理して輪郭形状を
求める画像変換装置が採用されている。
【0003】光切断法は図9および図11に示すように
高さdのレンチキュラシート1の表面から傾斜角度θ1
のスリット状の入射光(Dで示す)を入射し、長手方向
にスキャンさせながら傾斜角度θ2の方向(Eで示す)
から撮像して光断面画像を作成するものである。この光
断面画像を画像処理するには図12に示すように輪郭2
の片面を例えば500×500程度の多数個の画素4で
区切り、各画素ごとに輝度値を求め、当該輝度値を基に
画像解析して輪郭を求める。
【0004】次に、従来の光切断法を用いた画像変換の
手段および方法を図13乃至図16により説明する。前
記したように、画像データは多数個の画素の輝度値を縦
(列)横(行)方向に並べたものからなるが、説明の都
合上、図13に示すように6×6の画像データにより説
明する。まず、画像変換装置により各画素ごとの輝度値
が求められ、繰返しサンプリングされた光切断画像の輝
度値の内の最大値を選出して図13に示す画像データが
作成される。この処理は画像積算処理部により行われ
る。すなわち、第1列の輝度値は最上方から2,3,
6,5,6,6からなり、第2列は2,3,5,4,
3,4、第3列は0,2,3,3,2,3、第4列は
1,1,2,2,2,2、第5列は2,0,1,1,
1,2、第6列は1,1,1,1,1,2からなる。な
お、輝度値は0が最低値で7が最高値とする。次に、図
13の画像データに含まれる低域雑音を除去する。具体
的には閾処理をして図13の画像データ中の輝度値1は
低域雑音として零値にする。この処理は低域雑音処理部
により行われ図14に処理された画像データを示す。次
に、光切断画像の輪郭抽出を行う。すなわち、図14の
画像データの各列ごとに零でない輝度値を有する画素が
3連続以上している画素の位置を調べ、3連続していな
い画素の部分の輝度値を零にする。図14では第1列,
第2列はすべて有効のデータであり、第3列も2行目以
下は有効であり、第4列は3行目以下が有効である。第
5列は6行目以下の値は説明の都合上省略しているが輝
度を有する画素が連続しているとし、1行目は無効で零
とする。第6列も6行目以下は有効とする。以上によ
り、図15の断面データが作成される。次に、後に詳し
く説明するが、画像方向(E方向)が傾斜しているた
め、高さdのレンチキュラシート1の正しい輪郭2を前
記画像データは表示していない。そのため、演算処理し
て垂直断面画像を求める。このようにして処理された画
像データの各列ごとの有効画素数(輝度値の零でない画
素の数)を加算して横に並べたものが図16の光切断画
像データ(輪郭データ)である。すなわち、従来法では
6,6,5,4,1,1の値となる。一方、後に詳しく
説明するが、レンチキュラシート1を直接切断して同様
な画像処理を行った光切断画像データが図16の下行に
記載されてあり、4,4,3,2,1,0からなる。図
16で明らかなように切断写真によるものと従来法によ
るものは大きく相異する。断面写真によるものが正しい
輪郭に近いものと考えられるため、従来の画像変換方法
では高精度の輪郭抽出処理が出来ない問題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
方法で高精度の画像処理が出来ないのは次の理由によ
る。図12に示すように、輪郭2の画像の丸点で示す波
形の山部(X部分)は谷部(Y部分)よりも反射のため
明るく写る。そのため、Y部分を雑音に埋もれない明る
さに撮像するために撮像装置の感度を上げるとX部分が
明るくなり過ぎ、所謂ハレーションが生じる。ハレーシ
ョンが発生した画像は実際の輪郭とは異なるため、ハレ
ーションのある光切断画像を基にして画像処理を行って
も正確な画像処理が行われない。しかしながら、前記し
たように、感度帯域の広い高価な撮像装置を使用する場
合を除き一般の光切断法による撮像装置では谷部(Y部
分)を明確に撮像すると山部(X部分)にハレーション
が生じるためハレーションの発生を含んだ上で画像処理
を行う必要がある。
【0006】本発明は、以上の事情に鑑みて創案された
ものであり、感度帯域の広い高価な撮像装置を使用せ
ず、撮像対象物を破壊することなくハレーションのある
画像を高精度に処理して元の画像に変換し得る画像変換
装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、断面波形状の透明成形物を光切断法に
より撮像し光切断画像をサンプリングする撮像装置と、
サンプリングされた光切断画像を積算処理して画像デー
タを作る画像積算処理部と、前記画像データ中の低域雑
音を除去する低域雑音処理部と、処理された画像データ
から断面データを抽出する断画抽出部と、前記断面デー
タを所定の変換係数を用いて処理し断面画像を求める画
像変換部を備えた画像変換装置において、前記低域雑音
処理部と断面抽出部との間に、低域雑音処理された画像
データの各列ごとに最上方の画素から下方に向かって各
画素ごとの輝度値の加算値を求め、前記加算値が所定の
閾値を越えた画素位置でそれまでの各画素の輝度値を零
に置き変えて画像データを作り、断面抽出部側に処理済
の前記画像データを送る不要成分除去部を介設する画像
変換装置を構成するものである。また、更に具体的には
前記透明成形物としてプラスチック製のレンチキュラシ
ートを採用する。
【0008】
【作用】従来の低域雑音処理部では画像データ中の低域
雑音は処理されるがハレーションの除去が出来ない。そ
こで画像データの画素列の上方の画素の輝度値の内ハレ
ーションに起因する不要部分を除去する処理を行う。そ
のため、経験および予め実験により求めて制御装置に入
力されている閾値を基にして不要部分の除去処理を行う
ことによりハレーションの影響をなくした画像データを
作成することが出来る。この処理は不要成分除去部によ
り行われる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図1は本実施例の全体構成を示すブロック図、図
2乃至図8は本実施例による画像処理の方法を説明する
ための画像データ図、図9は変換係数を求めるための説
明用側面図、図10は自己相関値を求めるための説明用
平面図である。
【0010】図1に示すように、レンチキュラシート1
の試料は傾斜角度θ1(D方向)のスリット光の入射光
を受け,傾斜角度θ2の方向(E方向)からサンプリン
グ撮像が撮像装置により行われ、光切断画像5が得られ
る。数10回のサンプリング撮像による光切断画像5の
各画素における最大の輝度値を画素ごとに並べた画像デ
ータが図2に示すように画像積算処理部7により作成さ
れる(図2)。なお、最大輝度値を抽出する替わりに画
素毎の平均輝度値を算出してもよい。次に、低域雑音処
理部8において閾値を基にして低域雑音処理が行われ
る。ここで閾値は1であり図2の画像データの内1の
値を0にした画像データが図3に示すように作成され
る。
【0011】次に、不要成分除去部9におけるハレーシ
ョンによる不要成分除去方法を説明する。本実施例で
は、制御装置6に予め記憶されている閾値は6であ
る。図3の画像データを各列ごとに最上方の画素から下
方に向かってその輝度値を加算し、加算値が閾値の6を
越える手前の部分までの輝度値を0にする処理を行う。
すなわち、図3の1列目の最上方の画素の輝度値は2で
あり、2行目の画素の輝度値は3であり3行目の画素の
輝度値は6である。そのため、2+3+6=11>6と
なり3行目で閾値6を越える。その結果、1列目の1行
目と2行目の画素の輝度値2,3を0にする。同様のこ
とを図3の画素データの各列において行ったものが図4
に示される。すなわち、図4はハレーションの影響の除
去された画像データとなる。
【0012】次に、断面抽出部10において輝度値が零
でない画素が3連続以上になる画素の位置を調べ図5に
示す断面データを作る。本実施例では図5の断面データ
と図4の画像データは同一であるが、一般的には勿論相
異する場合が多い。画像データに不連続な画素点が含ま
れている場合、これを除去することにより正確な断面デ
ータを得ることが出来る。
【0013】図5に示した断面データを基にして各列ご
との零でない輝度値を有する画素数を加算して横に並べ
ると図6に示した光切断画像データ(輪郭データ)が得
られる。本実施例では4,4,3,2,0,0の値が得
られる。一方、レンチキュラシート1を長手方向に直角
に切断して断面写真を直接撮像し、画像処理を行って求
めた断面データが図7に示され、これを基にした光切断
画像データが図8に示される。すなわち、この光切断画
像データは4,4,3,2,1,0となり図6のものと
ほぼ同一のものになる。断面写真によるものは破壊テス
トによるものであるがレンチキュラシート1の輪郭2を
ほぼ正確に表示していると見てよいから本実施例による
画像処理によって正しい画像処理が行われることが裏付
けられる。
【0014】前記画像処理によって求めた画像データは
傾斜角度θ2の撮像方向からの撮像を基にしたもので図
9の高さhの画像データである。実際の画像は図9の高
さd方向のものである。そのため、変換係数を用いた変
換処理が必要であり図1の画像変換部11はその処理を
行う。
【0015】図9において、h=(f+g)sinθ2
であり、f=d/tanθ1,g=d/tanθ2であ
る。そのため、h=d・(1/tanθ1+1/tan
θ2)・sinθ2となる。従って、(1/tanθ1
1/tanθ2)・sinθ2の逆数が変換係数となり、
高さhの画像データから高さdの画像データへの変換が
出来る。
【0016】次に、評価のため、光切断画像と断面写真
の同一性の評価値として自己相関値を算出した。自己相
関値の求め方を図10を用いて説明する。画像変換され
た画像の輪郭を2aとし、決められた基準線を基にして
A位置,B位置,C位置・・・における基準線から輪郭
2aまでの高さを求める。図10ではA位置で−a,B
位置でb,C位置でcが示されている。本実施例の撮像
方法によって求めた画像の輪郭2aからのそれぞれの位
置における高さデータ値をA1(=−a),B1(=
b),C1(=c)・・・とし、断面写真から求めた輪
郭の高さデータ値をA2,B2,C2・・・としてA1・A
2+B1・B2+C1・C2+・・・=S1を求める。一方、
断面写真のみからの高さデータ値A2,B2,C2からな
るA2・A2+B2・B2+C2・C2+・・・=S2の値を
求める。このS1の値が相互相関値でS2の値が自己相関
値である。次に、図1に示すようにS1とS2との比を求
める。この場合の断面写真から求めた輪郭X1と本実施
例の撮像方法によって求めた輪郭X2が一致した場合は
図17に示すように各点での積X1・X2は全ての区間で
正となる。他方、ハレーションを除去した場合等全体的
な上下や基準線にかかるような上下なら図18の様に積
1・X2はx1,x2間およびx3,x4間で負となるた
め、その和のS1は図17の場合に比べて小さくなる。
また、暗部の強調等の部分的な上下で基準線にかからな
いものなら、図19で示した様に、全ての区間で正とな
り、その上下に応じてその和のS1の値は変動する。従
って、S1/S2が1.0の場合は輪郭が一致していると
見てもよく、数%の場合は特別問題がある欠陥がないと
言っても良い。本実施例の場合は3%以下の値が確認さ
れた。なお、基準に用いる輪郭としては断面写真により
測定した値を用いても良いが、光学的計算を基にした輪
郭の理論値であっても良い。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 1)ハレーションの影響が不要成分除去部を採用するこ
とにより除去されるため、高精度な光切断画像を再現す
ることが出来る。 2)測定対象物の谷部を雑音に埋もれない感度で撮像出
来るため、全体の画像処理が高精度に行われる。 3)感度帯域の広い撮像装置を用いる必要がなく、安価
に実施出来る。 4)撮像対象物を破壊しないで高精度な切断画像の再現
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図。
【図2】画像積算処理部による画像データ図。
【図3】低域雑音処理部による画像データ図。
【図4】本実施例の不要成分除去部による画像データ
図。
【図5】断面抽出部による断面データ図。
【図6】断面データを基にして作られた光切断画像デー
タ図。
【図7】断面写真を基にして作られた断面データ図。
【図8】図7の断面データによる光切断画像データ図。
【図9】入射光および撮像方向を示すと共に変換係数を
求めるための説明用側面図。
【図10】自己相関値を求めるための説明用平面図。
【図11】レンチキュラシートを示す斜視図。
【図12】輪郭の異常状態と画像データの採取位置を示
す平面図。
【図13】画像積算処理部の画像データ図。
【図14】低域雑音処理部の画像データ図。
【図15】従来の画像処理における断面抽出部の断面デ
ータ図。
【図16】図15により求めた光切断画像データ図。
【図17】断面写真からの輪郭X1と本実施例により求
めたX2が一致した場合を示す線図。
【図18】X1とX2が不一致の場合の線図。
【図19】X1とX2が一部一致した場合の線図。
【符号の説明】
1 レンチキュラシート 2 輪郭 2a 輪郭 3 異常部 4 画素 5 光切断画像 6 制御装置 7 画像積算処理部 8 低域雑音処理部 9 不要成分除去部 10 断面抽出部 11 画像変換部 12 断面画像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/208 G06T 1/00 G06T 5/00 H04N 7/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 断面波形状の透明成形物を光切断法によ
    り撮像し光切断画像をサンプリングする撮像装置と、サ
    ンプリングされた光切断画像を積算処理して画像データ
    を作る画像積算処理部と、前記画像データ中の低域雑音
    を除去する低域雑音処理部と、処理された画像データか
    ら断面データを抽出する断画抽出部と、前記断面データ
    を所定の変換係数を用いて処理し断面画像を求める画像
    変換部を備えた画像変換装置において、前記低域雑音処
    理部と断面抽出部との間に、低域雑音処理された画像デ
    ータの各列ごとに最上方の画素から下方に向かって各画
    素ごとの輝度値の加算値を求め、前記加算値が所定の閾
    値を越えた画素位置でそれまでの各画素の輝度値を零に
    置き変えて画像データを作り、断面抽出部側に処理済の
    前記画像データを送る不要成分除去部を介設することを
    特徴とする画像変換装置。
  2. 【請求項2】 前記断面波形状の透明成形物がレンチキ
    ュラシートである請求項1の画像変換装置。
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