JPH0215100B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 発明の技術分野 本発明は、画像処理装置、特にロボツト等にお
ける物体を認識する際に必要となる物体の輪郭の
抽出を高速に行なうことのできる画像処理装置に
関するものである。

(B) 技術の背景 ロボツトは、物体を把持する把持部すなわち手
（ロボツトハンド）と、把持対象を観測する観測
部すなわち目と、観測部が観測した画像データか
ら把持対象の輪郭を抽出する画像処理装置等を主
要構成品として備えているが、言うまでもなくロ
ボツトにおいては、これら構成部はリアルタイム
で動作することがとくに重要とされている。

(C) 従来技術と問題点 第１図は、従来一般的に用いられている視覚認
識装置の概略を示す図である。

図において、物体の輪郭抽出のための画像処理
はまず、ITVカメラ７等を用いて認識対象物体
をラスタ走査して画像信号を得る。次にこの画像
信号を前処理回路２により２値化あるいはあるい
はＡ／Ｄ変換して得られた第２図に示すような画
像信号（ハツチング部分が物体に対応する）をイ
メージメモリ３に格納する。

次に、イメージメモリ３に格納された画像信号
は、中央処理装置（以下CPUと称する）６の制
御によりＩ／Ｏポート４，バスライン５を介して
１画素毎にメインメモリ７へ転送される。この時
のデータ転送速度を100KB／秒で転送した場合
であつても512×512画素のデータ転送には、約
2.6秒を要する。

さらに、物体像が何であるかを認識するため
に、メインメモリ７にデータ転送された第２図に
示すような画像信号のうちの物体像から第３図に
示すような輪郭点（P₁，P₂……）を抽出し、第
４図に示すような輪郭点の２次元座標テーブルを
作成する必要があるが、この処理をマイクロコン
ピユータ等を用い、ソフトウエアで実行した場
合、数十秒を要することになる。

すなわち、マイクロコンピユータは、メインメ
モリに格納された第２図に示すような画像信号
を、例えば公知の３×３マトリツクス回路等を用
いて順次走査して、輪郭（P₁，P₂……）を抽出
し、第３図に示すような輪郭点画像信号のみをメ
インメモリ７に再格納する。次いで再格納された
輪郭点画像信号のみを、例えば、左上隅から順に
走査し、輪郭点（P₁／P₂……）の画像信号があ
つた場合、この輪郭点の座標を計算して、第４図
に示すような輪郭点座標テーブルを作成している
ため、処理に時間を要するという欠点を有する。

このため本願出願人は、特願昭58−25719号
（昭和58年２月18日出願）の願書に添付した明細
書にてITVカメラにより得られた画像信号から
実時間で物体像の輪郭点を抽出する画像処理装置
を提率し、処理の高速化を図つた。しかしなが
ら、この画像処理装置は確かに物体の輪郭点の抽
出を高速に行なうことができるが、この装置で抽
出された物体の輪郭点から、この物体が何である
かを認識するために必要な輪郭点座標テーブルを
作成するには、第１図に示されるイメージメモリ
に格納される輪郭点画像信号を一旦Ｉ／Ｏポート
を介して１画素毎にメインメモリに転送して格納
し、しかる後にCPUの処理により輪郭点座標テ
ーブルを作成しなければならない。

従つて１回の物体像の輪郭抽出処理のみで数秒
程度必要となり、この後の認識処理に要する時間
等を考慮すると１動作が２〜５秒程度となる。従
つて、ソフトウエアによる座標抽出時間数十秒で
あるため、ロボツトサイクル１動作２〜３秒に対
して実用的な処理を行うことはできない。尚、メ
インメモリ７には、輪郭点座標テーブルが格納さ
れる他、視覚認識装置の処理を実行させるための
プログラムが格納される。また、８はコンソー
ル、９は補助記録装置を示す。

(D) 発明の目的 本発明の目的は、前述した欠点に鑑み、ITU
カメラ等を用い１物体をラスタ走査し画像データ
を得るとともに該画像データから物体の輪郭を高
速に抽出すると共に、実時間で輪郭点座標テーブ
ルを作成することのできる画像処理装置を提供す
ることにある。

(E) 発明の構成 そして、この目的は、本発明によれば、撮像手
段により物体を走査して画像データを得て、該画
像データから前記物体の輪郭点を抽出し、更に該
輪郭点の前記撮像面上の輪郭点座標を求め、処理
装置にて該輪郭点座標に基づいて形状認識の処理
を行う画像処理装置に於いて、前記撮像手段の物
体を走査するタイミング信号を発生する走査信号
発生手段と、前記画像データをアナログ／デジタ
ル変換してデジタル画像データを得るアナログ／
デジタル変換手段と、前記走査タイミング信号に
基づいて前記デジタル画像データから前記物体の
輪郭点を抽出する輪郭点抽出手段と、前記輪郭点
の輪郭点座標を前記走査タイミング信号に基づい
て発生する座標発生手段と、処理装置のメモリア
ドレス空間の一部を利用し、且つバスラインに直
接接続され、前記処理装置が直接アクセス可能に
構成され、前記輪郭点座標を順次格納する双方向
メモリとを有することを特徴とする画像処理装置
を提供することにより構成される。

(F) 発明の実施例 以下、本発明にかかる画像処理装置の実施例を
図面を用いて詳細に説明する。

第５図は、本発明にかかる画像処理装置の一実
施例を説明するための図である。図において、第
１図と同一部分には同一番号を付す。

１１は走査信号発生器であつて、ITVカメラ
１の物体を走査するタイミング信号をITVカメ
ラ１及び、後述する輪郭抽出回路１０、輪郭点座
標発生回路１２に出力する。

１０は輪郭抽出回路であつて、ITVカメラを
用いて物体をラスタ走査して得られた画像信号の
うち、物体像の輪郭点（例えば、第３図のP₁，
P₂……）を走査信号発生器１１からのタイミン
グ信号に基いて抽出する。

尚、この輪郭抽出回路１０における物体像の輪
郭点の抽出方法については、前述した如く、本願
出願人により、特願昭58−25719号の願書に添付
した明細書にて実時間で輪郭抽出の処理を行なう
画像処理装置を提案している。

１２は輪郭点座標発生回路であつて、走査信号
発生器１１からのタイミング信号に基いて、輪郭
抽出回路１０により得られた輪郭点のITVカメ
ラ１の撮像面上の２次元座標を生成する。

１３はアドレス発生回路であつて、輪郭抽出回
路１０により抽出された輪郭点の輪郭点座標を双
方向メモリ１４に格納する際のアドレスを発生す
る。

１４は双方向メモリであつて、CPUのメモリ
アドレス空間の一部を利用して構成され、内部に
図示しないアドレス、データ線切換回路を持ち、
一方は、輪郭点座標発生回路１２に接続され、順
次生成される輪郭点座標を格納するようにされ、
他方は、バスライン５に直接に接続され、CPU
６からの直接のリードライトが可能となるように
されている。

すなわち双方向メモリ１４はメインメモリ１と
同じアドレス体系であり、メインメモリ１と同一
のデータ転送手順となり、Ｉ／Ｏポート等を介さ
ずに直接アクセス可能となり、輪郭点座標格納後
の認識処理を高速に行なうことができる。

以上説明した構成とすることにより、ITVカ
メラ１の一画面の走査中に、輪郭抽出回路１０の
出力結果に基いて、順次輪郭点の座標を双方向メ
モリに格納することができ、１フイールドの走査
完了（約16.7ms）とほぼ同時に輪郭点座標テー
ブルを作成することができる。尚、双方向メモリ
１４に輪郭点座標テーブルを作成した後は、双方
向メモリ１４は、双方向メモリ１４が持つバス切
換回路（図示省略）によりバスライン５に直結さ
れるため、何らの転送手段、例えばＩ／Ｏポート
等を必要とせずにCPU６からメインメモリ７と
同様に直接リード／ライトが可能となる。

以上説明したように、本実施例にかかる画像処
理装置においては、ITVカメラによる物体の観
測に要する時間とほぼ同じ時間でもつて、輪郭点
座標テーブルを作成することができる。また、輪
郭点座標テーブルは、ITVカメラによる物体の
ラスタ走査と同時作成され、双方向メモリに格納
されるので、あらためて、メインメモリにデータ
転送を行なつて、輪郭点座標テーブルを作成する
必要がないので、より一層処理時間を短縮するこ
とができる。

尚、本実施例においては、輪郭点座標テーブル
をCPUのメモリアドレス空間の一部を利用して
構成した双方向メモリに格納した場合について説
明したが、例えば、メインメモリ以外のＩ／Ｏポ
ートを介してバスラインに接続される別のメモリ
に輪郭点座標テーブルを格納し、しかる後、メイ
ンメモリにデータ転送を行なうようにしても、第
１図に示す従来の画像処理装置に比べ、十分に高
速に認識装置を行なうことができる。

(G) 発明の効果 以上説明したように、本発明にかかる画像処理
装置によれば、ITVカメラにより物体を走査し
て得られた画像信号から物体の輪郭点の画像信号
から輪郭点座標テーブルを高速に作成することが
でき、ロボツト等の視覚認識装置に十分に適用可
能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の視覚認識装置の概略を示す
図、第２図は物体を走査して得られた 像信号、
第３図は、物体像の輪郭点を示す図、第４図は輪
郭点座標テーブルを示す図、第５図は本発明にか
かる画像処理装置を説明するための図である。 図において、１はITVカメラ、２は前処理回
路、５はバスライン、６はCPU、７はメインメ
モリ、８はコンソール、９は補助記憶装置、１０
は輪郭抽出回路、１１は走査信号発生器、１２は
輪郭点座標発生回路、１３はアドレス発生回路、
１４は双方向メモリである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 撮像手段により物体を走査して画像データを
   得て、該画像データから前記物体の輪郭点を抽出
   し、更に該輪郭点の前記撮像面上の輪郭点座標を
   求め、処理装置にて該輪郭点座標に基づいて形状
   認識の処理を行う画像処理装置に於いて、 前記撮像手段の物体を走査するタイミング信号
   を発生する走査信号発生手段と、 前記画像データをアナログ／デジタル変換して
   デジタル画像データを得るアナログ／デジタル変
   換手段と、 前記走査タイミング信号に基づいて前記デジタ
   ル画像データから前記物体の輪郭点を抽出する輪
   郭点抽出手段と、 前記輪郭点の輪郭点座標を前記走査タイミング
   信号に基づいて発生する座標発生手段と、 処理装置のメモリアドレス空間の一部を利用
   し、且つバスラインに直接接続され、前記処理装
   置が直接アクセス可能に構成され、前記輪郭点座
   標を順次格納する双方向メモリと、 を有することを特徴とする画像処理装置。