JPH04343178A

JPH04343178A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH04343178A
Application number: JP3142749A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Osada; 長田　康行
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1992-11-30
Also published as: KR920022906A; US5452370A

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像手段によって得ら
れる画像に前処理を施すことで、重心計算だけでは特徴
を把握しにくい形状の物体（例えば、ＶＴＲのヘッドド
ラム等）の特徴を容易に抽出することができるようにし
た新規な画像処理装置を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、産業用ロボットの画像処理装置に
おいては、ロボットプログラムから当該画像処理装置に
対して指示を与えることができ、また、画像処理装置の
処理結果を容易に利用できるように、認識対象の周辺長
の測定や面積測定、重心検出、モーメント量計算等の特
徴抽出を一の命令で行なえるものが多い。

【０００３】図１８乃至図２１は、電子機器の組み立て
ラインにおいて取り扱われる部品の識別処理について示
すものであり、撮影画像Ｉにおいて画枠Ｆ内に斜線で示
す部分が認識対象物を示し、白地の部分が背景を示して
いる。

【０００４】部品ａは、図示するように、リング部ｂの
一部分ｃが外方に向かって突出した形状をしており、こ
のような突起部ｃの認識は、従来、以下の手続に従って
なされている。

【０００５】（１）先ず、部品ａにおけるリング部ｂの
内円中心Ｏを、重心検出機能を使用して検出する（図１
９参照）。

【０００６】（２）検出した重心を中心に適当な半径ｒ
の円周路ｄ（２点鎖線で示す）を決定する（図２０参照
）。

【０００７】（３）決定した円周路ｄ上を破線の矢印Ａ
の方向にトレースし、突起部ｃを認識する（図２１参照
）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方法では、以下に示すような問題点がある。

【０００９】（１）重心を中心としたトレース法はノイ
ズの影響を受けやすいため、図２２に示すように、ノイ
ズによるドットｅ、ｅ、・・・が突起部ｃの近くにある
と、これを突起部分と見誤ってしてしまうことになる。このような誤検出を防止するためにはノイズ除去処理が
必要となるが、フィルター処理などの多演算を必要とし
、演算処理の高速化の要請に反する結果を招く。

【００１０】（２）図２３に示すにような部品表面につ
いた汚れｆ、ｆ、・・・が検出精度に影響を及ぼしたり
、本来突起部分として検出していなければならない部分
ｇが照明の加減によって白く光ってしまい、この部分ｇ
が背景とみなされてトレースを続けてしまうことがあり
、情報の欠落が生じるという不都合がある。

【００１１】また、図２４に示すように突起部ｈのエッ
ジ部ｉが、これに連続する部分ｊから緩やかに傾斜した
形状になっている場合には、トレース方向が突起部ｈの
エッジ部ｉの法線方向に一致しないため、トレース円ｋ
、ｋ′の半径の微妙な差δが突起部ｈの検出位置に関す
る大きな誤差Δとなって現れることとなる。

【００１２】（３）上記の不都合が生じる状態では、そ
の影響を受けにくいモーメント演算（基準点からの距離
の二乗に微小素片での密度に相当する量を掛けて和をと
る演算）等の、画像の空間周波数の低域成分を処理する
ものが適している。

【００１３】図１８の部品画像に関してモーメント演算
を行なうと、部品ａの重心は図２５（ａ）に示すように
内円中心Ｏの近傍に位置することになり、中心Ｏの近辺
を拡大して示すと、この重心は図２５（ｂ）の点Ｇに示
すように、本来リング部ｂの内円中心Ｏから突起部ｃの
中心部を通って延びる半直線Ｌ上に位置するはずである
。

【００１４】しかし、リング部ｂに係る画像部分の検出
誤差の影響を受けてしまうために、点Ｇ′、Ｇ″に示す
ように直線Ｌ上に乗らずにバラツキが生ずることになる
。このような中心Ｏの近傍で誤差は、破線で示すように
Ｏからの距離が遠くなる程半直線Ｌの方向からの大きな
ズレとなって現れるので、突起部ｃの方向を精度良く検
出することが困難となる。

【００１５】以上の問題点について総括すると、従来法
において識別困難な画像は、主に重心を中心として一様
に肉付き部分があるものや、特徴を抽出すべき位置以外
であって、重心より離れた位置に団塊があるもの等であ
る。即ち、作業時に部品中心として捉える位置と、当該
部品の重心位置が近接しているものが識別困難であると
言える。

【００１６】

【課題を解決するための手段】ところで、一般の組立工
程においては、前者（重心を中心として一様に肉付き部
分のあるもの）が殆どである。従って、撮影画像におい
て、重心を中心として存在する一様な肉付き部分の画像
を何等かの方法で除去できれば後者（重心より離れた位
置にある団塊）の識別が容易になる。

【００１７】そこで、本発明画像処理装置は上記した課
題を解決するために、処理対象を撮像し、これを処理す
ることにより処理対象の認識や計測を行なう画像処理装
置において、命令によって撮像データ中の指定の位置に
あって予め決められた範囲の形状領域について処理対象
物を検出しなかったものとみなす画像除去手段、及び／
又は、命令によって撮像データ中の指定の位置にあって
予め決められた範囲の形状領域について処理対象物を検
出したものとみなす画像補完手段を設けたものである。

【００１８】

【作用】本発明によれば、認識・計測処理に係る対象物
の画像情報からある範囲の情報を除去したり、あるいは
情報を補完することによって、特徴抽出の困難な画像か
らその特徴を最も代表する画像部分を抽出して対象物の
識別を精度良く行なうことができ、しかも、この処理を
プログラマーが命令として指定することで実現すること
ができる。

【００１９】

【実施例】本発明画像処理装置を図示した各実施例に従
って説明する。

【００２０】本発明の基本的な前提は、画像認識に関す
る特徴量の抽出処理を行なうにあたり、処理対象となる
画像データに対して特徴量の抽出処理を阻害する情報を
前もってを取り除くことで、高精度化を図ろうとするも
のである。

【００２１】尚、画像処理装置とロボットの数値制御装
置との関係において、ロボットプログラマーがロボット
の動作を記述する際の命令によってこのような除去操作
を行なうことができなければならない。そうすることに
よって、ロボットプログラマーが画像処理装置に対して
インタラクティブにプログラミングを行なうことのでき
る環境を提供することが可能となる。

【００２２】図１乃至図３は、本発明画像処理装置に係
る第１の実施例について示すものである。

【００２３】第１の実施例に係る画像処理装置１のハー
ドウェア構成について説明する前に、ロボットの作業例
と作業対象物について図４及び図５を用いて説明する。

【００２４】図４は、２軸のスカラー型ロボット２を構
成する一のアーム３の先端部にカメラ４が固定されてお
り、撮影画像に基づく認識処理に従ってロボット２がパ
レット５から突起付きリング６を取り出し、これをＶＴ
Ｒのシャーシ７に組み付ける作業を行なっている様子を
示している。

【００２５】図中、８は搬送路であり、ＶＴＲのシャー
シ７を搬送するコンベアを用いて構成されている。ＶＴ
Ｒのシャーシ７は、搬送路８により図示しない他のステ
ーションから本工程に回され、ここで突起付きリング６
の組み付けがなされる。

【００２６】パレット５内には、突起付きリング６、６
、・・・が予め所定の間隔をもって整列配置されている
。

【００２７】突起付きリング６は図５に示すように（撮
影画像Ｉの画枠Ｆ中に黒く映る部分を斜線で表わす）リ
ング部６ａの外周縁の一部６ｂが外方に突出した形状を
有している。

【００２８】ロボット２は図示しない数値制御装置の指
示により動作され、その基軸部から遠い方のアーム（以
下、「第２アーム」と言う。）３の腕先に固定されたカ
メラ４は、パレット５の様子などを撮像するために設け
られており、その撮影画像は、本発明に係る画像処理装
置によって解析される。

【００２９】パレット５上に配列された突起付きリング
６、６、・・・は、通常その向きが定まっておらず、そ
れぞれの突起部６ｂ、６ｂ、・・・の方位にバラツキが
ある。

【００３０】しかし、突起付きリング６、６、・・・を
ＶＴＲのシャーシ７に組み付ける際には、カシメ位置を
把握しておかなければならないので、それぞれの突起部
６ｂ、６ｂ、・・・の向きを認識しなければならない。

【００３１】ロボット２はカメラ４の撮影画像に係る認
識処理結果にもとづいて、突起付きリング６を掴んでこ
れを移動軌跡ＭＯに沿って運ぶとともにその向きを修正
し、シャーシ７に組み付けを行なうようになっている。

【００３２】図１は第１の実施例に係る画像処理装置１
及びロボット制御系のハードウェア構成について示すも
のである。

【００３３】カメラ４は、突起付きリング６、６、・・
・のシャーシ７への組み付け作業にあたって、先ず、突
起付きリング６、６、・・・の一について撮影し、その
画像信号を出力する。尚、カメラ４の取り付け場所は、
上述したようにロボットアーム等の可動部分に限られる
訳ではなく、ワークに対して固定した場所を選んでもよ
い。但し、ロボット固有の座標系と画像処理系の座標系
を合せる必要があるため、この点を充分勘案しておくべ
きである。

【００３４】また、カメラ４の放送方式に関しては、一
般に使用されるＮＴＳＣ信号を出力するものでよく、そ
の他ＳＥＣＡＭ、ＰＡＬ等他の規格の信号を出力するも
のであっても構わない。方式による差は画像メモリーへ
の画像情報の書き込み制御によって対応し得るからであ
る。但し、ＣＣＤ等の固体撮像素子を使用したものであ
ることが望ましい。これは、他の撮像デバイスに比し、
画像の歪みが少なく、このような画像計測に適している
からである。

【００３５】９はＡ／Ｄ変換器であり、カメラ４からの
画像信号を適当なビット数のディジタル値に変換するも
のである。従って、多ビット変換器のみならず、２値化
回路を使用しても勿論構わない。

【００３６】１０は画像メモリーであって、Ａ／Ｄ変換
器９によって得られたディジタル画像を記憶するととも
に、画像処理用ＣＰＵ１１から任意にアクセスすること
ができるようになっており、また、プログラマーの便宜
のため、画像メモリー１０の内容はＤ／Ａ変換器１２を
介して再びＮＴＳＣ信号等の画像信号に戻されてモニタ
ー１３上で確認できるように構成されている。

【００３７】制御中枢としての画像処理用ＣＰＵ１１は
、画像メモリー１０に対して読み出しや書き込みを自由
に行なうことができるものである。但し、画像メモリー
１０へのアクセス時において、モニタ−１３の画面の乱
れを防止するために、垂直又は水平ブランキング期間に
のみアクセスを可能とする所謂サイクルスチール法を用
いると良い。

【００３８】また、画像処理用ＣＰＵ１１は後述するソ
フトウエア処理によって被写体に関する重心検出等の計
算を行なうとともに、本発明に係るマスキング処理のた
めに書き込み操作を行なうようになっている。

【００３９】尚、画像処理用ＣＰＵ１１は、必要に応じ
てＡ／Ｄ変換器９及び画像メモリー１０に対して撮像及
び撮影画像の取り込みを行なうように指示（これを「Ｓ
Ｇ」と記す）を与えることができる。

【００４０】１４は、ロボットプログラム記憶部であり
、図示しないエディタによって作成されるロボットプロ
グラムを格納するために設けられている。

【００４１】ロボットプログラム中にはロボットの動作
に係る命令の他、数値計算に係る命令や画像処理用ＣＰ
Ｕ１１に処理を要求する命令等が含まれる。

【００４２】そして、ロボットプログラム記憶部１４内
のプログラムを構成する各命令は、ロボット命令解析実
行部１５によって順次読み出されてその内容が解釈され
る。その解釈結果に基づいてロボット命令解析実行部１
５は、ロボットの動作に係る命令に応じてサーボユニッ
ト１６に指示を出力し、また、数値計算に係る命令を受
けてロボット命令解析実行部１５自身でその計算をした
り、更に、画像処理用ＣＰＵ１１に処理を要求する命令
についてはその旨を画像処理用ＣＰＵ１１に指示し、必
要に応じて処理結果を受け取るようになっている。

【００４３】尚、ロボット２の動作はサーボユニット１
６の制御に従って行なわれることになる。

【００４４】第１の実施例における画像処理及びロボッ
ト制御の流れを図２及び図３と図５乃至図８に従って説
明する。尚、本実施例ではロボット２と画像処理装置１
とを協調的に稼働させるシステムとされているため、双
方の処理系の対応関係が明確となるように、図２におい
て図の左側にロボット２の制御に係る処理（即ち、ロボ
ット命令解析実行部１５に関する処理）を示し、図の右
側に画像処理に係る処理（即ち、画像処理用ＣＰＵ１１
に関する処理）を示すことにする。

【００４５】ステップａ）。

【００４６】先ず、ロボット２の第２アーム３に付設し
たカメラ４でパレット５中の突起付きリング６を撮像す
るために、ロボット２のアーム先端部をパレット５上の
所定位置に移動させる。

【００４７】ステップｂ）。

【００４８】ロボット命令解析実行部１５は、画像処理
用ＣＰＵ１１に対してパレット５上のカメラ位置で、撮
影対象となる突起付きリング６を撮像するように命令を
出す。

【００４９】ステップｃ）。

【００５０】画像処理用ＣＰＵ１１は、ロボット命令解
析実行部１５から突起付きリング６を撮像すべき旨の指
示を受け取ると、Ａ／Ｄ変換器９及び画像メモリー１０
に対して、現在カメラ４が捉えている画像を記憶するた
めの指示ＳＧを発する。尚、ここにおいて「撮像」とは
画像メモリー１０上に記憶することと同意義であり、こ
の後の画像処理は画像メモリー１０に取り込まれた情報
に対して行なわれるようになっている。画像メモリー１
０を介した処理を行なうことによりロボット２の微小振
動等がカメラ４の撮影画像に時々刻々と及ぼす悪影響を
受けにくくすることができる。

【００５１】この処理によって画像メモリー１０中には
、図５に示す画像情報Ｉの画枠Ｆ内に位置する突起付き
リング６の原画像１７が記憶されることになる。

【００５２】ステップｄ）。

【００５３】続いてロボット命令解析実行部１５は、得
られた突起付きリング６の内円、つまり、「白抜き円」
の位置を確認するためにその重心検出命令を画像処理用
ＣＰＵ１１に発する。

【００５４】ステップｅ）。

【００５５】画像処理用ＣＰＵ１１は、ロボット命令解
析実行部１５からの重心検出命令を受けて、リング部６
ａの内円に関する重心位置の算出処理を行なう。尚、重
心計算のアルゴリズムについては公知の技術を使用すれ
ば足りる。

【００５６】重心検出は画像の空間周波数中の低域成分
に対する演算処理であるので、演算結果は安定なもので
あり、求められた重心は、突起付きリング６に固有の特
徴点として有効に活用しうるものである。換言すれば、
この特徴点は突起付きリング６の存在位置として、他の
特徴抽出による検出点より安定で確実な点であると言え
る。

【００５７】ステップｆ）。

【００５８】上記ステップｅ）で検出した重心位置に基
づいて画像情報の除去範囲を決定する。

【００５９】除去する領域は予め画像処理用ＣＰＵ１１
に対してティーチング等の手法によって記憶させておく
が、この例においては除去すべき領域は予め円形状とさ
れている。即ち、ここでいう画像情報の除去範囲の決定
とは、円の中心座標及び半径の決定を意味する。具体的
には図６に示すようにその中心座標を前記ステップで検
出した重心（これを「Ｇ」と記す）の座標とし、除去す
べき円の大きさについては、予めティーチング操作によ
って、リング部６ａのの外円周を含む適当な半径ｒを指
定しておく。

【００６０】尚、被写体となる突起付きリング６とカメ
ラ４との間の距離は一定なので、ズームレンズを使用し
てその倍率を変更しない限り、どの突起付きリング６に
おいても同一の大きさで撮像することとなる。従って、
上記の半径ｒを決定のためのティーチングはロボットプ
ログラムの作成時に一度指定するだけで良く、その後値
を変更する必要はない。

【００６１】ステップｇ）。

【００６２】指定範囲（図６に２点鎖線で示す円内）が
決定したら、ロボット命令解析実行部１５は、画像処理
用ＣＰＵ１１に対して除去命令を発し、指定範囲を通知
する。

【００６３】ステップｈ）。

【００６４】画像処理用ＣＰＵ１１は、ロボット命令解
析実行部１５から除去命令及び指定範囲の指示を受け取
ると、指定範囲について円形領域内の画像情報を除去す
る。（図７参照）。

【００６５】これによって、突起部６ｂの画像１８だけ
が残り、モーメント計算による特徴検出を阻害していた
リング部６ａの画像がその処理対象画像から消滅する。尚、画像情報の除去操作は、消滅にかかる領域内にある
各画素についてデ−タ値「０」を書き込むことによって
なされる。

【００６６】ステップｉ）。

【００６７】ロボットプログラムにおいては続いて元の
「白抜き円」の中心であった位置を中心としたモーメン
ト計算を行なう旨の命令が記述されているため、ロボッ
ト命令解析実行部１５は、画像処理用ＣＰＵ１１に対し
てモーメント計算命令を発する。

【００６８】ステップｊ）。

【００６９】画像処理用ＣＰＵ１１では、ロボット命令
解析実行部１５からの指示に従って、モーメント計算を
行なう。本アルゴリズムについても公知の技術を使用す
れば足りる。突起付きリング６においてリング部６ａが
削除された画像１８に対しては、元の「白抜き円」の中
心と突起部６ｂとの間の距離が離れているので、それだ
けモーメント値が大きく、精度の向上を図ることができ
る。従って、その抽出すべき特徴点を「重心」とするも
のについては本実施例のようにその除去範囲に係る形状
には「円」を用いるのが最も有効で、かつ簡単であると
言える。

【００７０】ステップｋ）（これ以降のステップは図３
を参照）。

【００７１】ロボット命令解析実行部１５は、上記ステ
ップｊ）で得られたモーメント値を画像処理装置１から
獲得する。

【００７２】ステップｌ）。

【００７３】ロボット命令解析実行部１５は、得られた
モーメント値に基づいて、突起付きリング６を掴むため
のロボット２の軌道を決定する。この軌道決定とは単に
、検出された「白抜き円」の中心位置にロボット２の作
用端（ハンド）の中心を移動させ、かつ検出された突起
部６ｂの方向が常にロボットハンドの回転軸に関して一
定の角度関係になるように、ロボットハンドの掴み角を
合わせることである。

【００７４】これによって、図８に示すように突起付き
リング６を掴むロボットハンド１９と突起部６ｂとが「
白抜き円」の中心に関してなす角度（θ）が常に一定と
なる。

【００７５】ステップｍ）。

【００７６】前記ステップで決定した軌道に従って、ロ
ボット２が突起付きリング６を取る。

【００７７】ステップｎ）。

【００７８】図８に矢印Ｂで示すように、突起付きリン
グ６の突起部６ｂの向きが常に一定方向になるようにロ
ボットハンド１９の回転軸を回転する。

【００７９】ステップｏ）。

【００８０】突起付きリング６をＶＴＲのシャーシ７が
ある位置迄移送する。

【００８１】ステップｐ）。

【００８２】突起付きリング６のシャーシ７への組み付
け作業を行ない、一連の組付けを終了する。

【００８３】図９乃至図１１は作業対象として別の部品
を取り扱う場合の画像処理例を示すものであり、本発明
に係る手法は、突起付きリング６で示した突起部６ｂの
識別に限らず、凹部の形成された物体の識別にも有効で
ある。

【００８４】図９は、ダイアルつまみ２０を撮像したも
のであるが、部品以外の背景部分が照明やパレットの色
彩の関係で部品のある部分（黒い部分を斜線で表わす）
として検出されてしまったものである。図中、画枠Ｆ内
の「白抜き円」がダイアルつまみ２０の画像であり、「
白抜き円」に内接する黒い小円２０ａがダイアルつまみ
２０に形成された凹部を表している。

【００８５】この場合、先ず、「白抜き円」について検
出し、その中心Ｏを検出するとともに、図１０に示すよ
うに、削除する範囲を「白抜き円」の外部、つまり、２
点鎖線で示す円の外側とし、これを除去することによっ
て、図１１に示すように、モーメント検出の容易な画像
、即ち、小円２０ａのみを残した画像を得ることができ
る。

【００８６】このように、画像情報の削除操作は指定し
た円の内部ばかりでなく外部についても行えるようにす
ることが有用な場合がある。

【００８７】また、図１２に示すように、小円２０ａ内
にノイズによる白点２１、２１、・・・が散在し、これ
らがモーメント計算に悪影響を及ぼさないように、画像
上にできたこれらの白いノイズ点に部品があるものとし
て積極的に黒く塗り潰したい場合もあるので、削除処理
だけでなく塗り潰しによる補完処理をも行なえるように
する方が望ましい。

【００８８】図１３乃至図１６は本発明の第２の実施例
１Ａについて示すものである。

【００８９】この第２の実施例１Ａにおいては、画像情
報をそのまま記憶するのでなく、メモリー容量を節約す
るためにランレングス符号化を施し、符号化後のデ−タ
をメモリーに記憶するようにしたものである。

【００９０】図１４はランレングス符号化について概念
的に示すものであり、（ａ）に示す三角形状の画像部分
を拡大して示したものが（ｂ）である。ランレングス符
号化とは、走査線上の物体画像に係る画素の開始位置（
アドレス）と画素の連なりの個数をデ−タとして取り出
す方法である。

【００９１】図１３は第２の実施例１Ａについてのハー
ドウェア構成を示したものである。尚、この第２の実施
例１Ａは第１の実施例１と同様にロボットの制御部分と
結合して使用するものであるが、ロボットの制御部分と
画像処理部分との関係は同じであるので、ロボット制御
に係る部分の説明は省略する。

【００９２】本実施例１Ａは上述したように、画像情報
そのものをメモリーに記憶するものではないため記憶容
量を少なくすることができ、装置の小規模化を図ること
ができる反面、画像をモニターに映す場合には一定の処
理が必要となるといった不都合がある。

【００９３】従って、パーソナルコンピュータを利用し
て画像処理装置を実現する場合には、本実施例を利用し
、そのモニタリングをパーソナルコンピュータ上で動作
するソフトウエア処理によって行なえば上記の不都合は
解消され、追加するハードウェアの規模が小さく、かつ
機能としても充分なものを得ることができる。

【００９４】２２はカメラであり、前記したカメラ４と
同様に認識対象を撮像するためのものである。

【００９５】２３は２値化部であり、カメラ２２から得
られた有効画像（即ち、同期信号や等化パルス、色同期
信号等の制御信号に係る部分を除く実効的な画像部分）
について一定のアルゴリズムに従って画像情報の抽出や
符号化を行なう。

【００９６】２４は水平同期信号取出部であり、カメラ
２２の画像信号から水平同期信号を取り出し、これを計
数する走査線数計数部２５に送出したり、後述するラン
レングス符号化部にタイミング信号として水平同期信号
を送出するようになっている。

【００９７】２６は垂直同期信号取出部であり、カメラ
２２の画像信号から垂直同期信号を取り出し、１フィー
ルドの先頭位置を検出し、走査線数計数部２５へのリセ
ット信号を発するようになっている。

【００９８】２７は２値化部２３の後段に位置したラン
レングス符号化部であり、２値化されたデジタル画像に
ついて、黒画素が繋がっている部分の画素数を計数し、
その黒画素の先頭番地とともに所定のフォーマットに従
ってコード化する部分である。その際のフォーマット形
式は、画像処理用ＣＰＵが取り扱いやすい形式であれば
、どのようなものであっても構わない。

【００９９】走査線数計数部２５は、垂直同期信号取出
部２６からのリセット信号によってその計数値を０にリ
セットし、このときから水平同期信号取出部２４の出力
である水平同期パルスで１づつ加算計数するカウンター
である。このカウンターの保持する値は、カメラ２２か
ら現在得られている信号が水平走査線の何本目のもので
あるか（以下、「走査行情報」という）を表わすことに
なる。

【０１００】２８はランレングスコード記憶部であり、
ランレングス符号化部２７によって得られたデ−タ値を
走査線数計数部２５からの走査行情報とともに記憶する
部分である。尚、走査行情報については、これをデータ
としては記憶せずに、ランレングスコード記憶部２８の
記憶領域を予め所定の範囲毎に分割し、それぞれを一の
走査線数のための領域として割り当てておくようにして
も良い。

【０１０１】２９は画像処理用ＣＰＵであり、ランレン
グスコード記憶部２８に対してランダムアクセスを行な
うことができ、記憶内容であるランレングスコ−ド情報
に基づいて所定の認識・計測処理を行なうものである。

【０１０２】ランレングス符号化によって得られる情報
は、前述したように、水平方向に繋がっている「連の長
さ」を表わしている。従って、画像の除去処理は、単純
な数値処理によって行なうことができる。

【０１０３】図１５は画像の除去に係るソフトウェア処
理について概念的に表わしたものである。ここで、「連
情報」とは、ランレングスコード記憶部２８から取り出
した「連の先頭位置」及び「連の長さ」値により確定す
る「連」を表わし、「除去情報」とは、水平走査線中に
おける除去領域の情報を表わす。

【０１０４】連情報と除去情報との関係は図示するよう
に５つの場合に分けられ、それぞれ、以下のように処理
される。

【０１０５】（１）「連」Ｌ１の長さが「除去情報」Ｅ
１の長さより長く、かつ「除去情報」Ｅ１を包含する関
係にある場合には、処理結果としての「連」Ｍ１は、元
の「連」Ｌ１の先頭を含み除去領域の先端を終端とする
「連」ＭＦ１と、除去領域の終端を先頭とし元の「連」
Ｌ１の終端を終端とする「連」ＭＲ１との、２つに分割
される。

【０１０６】（２）「連」Ｌ２の長さが「除去情報」Ｅ
２の長さより短く、かつ「除去情報」Ｅ２が「連」Ｌ２
を包含する関係にある場合には、「連」Ｌ２は、なかっ
たものとして全て削除される。

【０１０７】（３）「連」Ｌ３と「除去情報」Ｅ３の除
去領域との重複部分がないときには何の処理もしない。即ち、「連」Ｌ３がそのままの形で残る。

【０１０８】（４）「連」Ｌ４の先頭からある範囲が「
除去情報」Ｅ４の除去領域外にあり、「連」Ｌ４の終端
寄りの部分が除去領域内にあるときには、元の「連」Ｌ
４の先頭から始まって除去領域の先端を終端とする「連
」Ｍ４に減縮される。（これを「第１の減縮」と呼ぶ。）。

【０１０９】（５）「連」Ｌ５の先頭が「除去情報」Ｅ
５の除去領域内にあり、「連」Ｌ５の終端寄りの部分が
除去領域外にあるときには、除去領域の終端を先頭とし
、元の「連」Ｌ５の終端を終端とする「連」Ｍ５に減縮
される。（これを「第２の減縮」と呼ぶ。）。

【０１１０】尚、ランレングス符号化に関する具体的な
処理は、ランレングス情報記憶部２８に対して以下のよ
うに行なう。図１６は下記の処理についてのメモリイメ
−ジの概念図であり、（ｉ）は図１５の（１）で説明し
た「分割」、（ｉｉ）は図１５の（２）で説明した削除
、（ｉｉｉ）は図１５の（４）で説明した第１の減縮、
（ｉｖ）は図１５の（５）で説明した第２の減縮につい
てそれぞれ処理内容を示している。

【０１１１】（ｉ）「分割」は元の「連情報」のうち、
「連の長さ」の情報のみを減縮することで、元の「連」
の先頭を含み除去領域の先端を終端とする「連情報」と
して採用し、更にその記憶位置の直後に、除去領域の終
端を先頭とし元の「連」の終端を終端とする「連情報」
を追加する。

【０１１２】即ち、分割された最初の「連」ＭＦ１の連
情報についてはその先頭位置が分割前の「連」Ｌ１の先
頭位置に等しく、連の長さは「連」Ｌ１の先頭位置から
「除去情報」Ｅ１の先頭位置にかけての長さに等しく、
後の「連」ＭＲ１の「連情報」についてはその先頭位置
が「除去情報」Ｅ１の終端位置の次の位置に等しく、連
の長さはこの位置から元の「連」Ｌ１の終端迄の長さに
等しい。

【０１１３】（ｉｉ）「削除」については、単に元の「
連情報」をそのメモリー上から消去する。

【０１１４】（ｉｉｉ）「第１の減縮」処理については
、元の「連情報」のうち、「連の長さ」情報のみを変更
する。即ち、連の長さを「連」Ｌ４の先頭位置から「除
去情報」Ｅ４の先頭位置までの長さに等しい値とする。

【０１１５】（ｉｖ）「第２の減縮」処理については、
元の「連」の情報の全て、つまり、先頭位置と連の長さ
をともに変更する。即ち、「連」の先頭位置を「除去情
報」Ｅ５の終端位置の次の位置とし、ここから元の「連
」Ｌ５の終端迄の長さを連の長さとする。

【０１１６】尚、図１２で説明したような塗り潰しに対
応するランレングス符号化上の補完処理に関しては、「
連情報」のうち所定の範囲内における「連」を繋ぐこと
、つまり、連の長さを変更する操作を行なえば良い。このことは、本来一の「連情報」として得られるはずも
のがノイズ等によって複数の「連情報」に分断されるこ
とによって情報に欠落が生ずることを考えれば容易に理
解される。

【０１１７】図１７は本発明の第３の実施例１Ｂについ
てのハ−ドウェア構成を示すものであり前記した第１の
実施例１と第２の実施例１Ａの特徴を併せ持ったシステ
ムである。

【０１１８】本実施例１Ｂにおいて、カメラ４、Ａ／Ｄ
変換器９、画像メモリー１０、Ｄ／Ａ変換器１２、モニ
ター１３については全て第１の実施例１の場合と同一の
ものである。又、第２の実施例１Ａとの相違点はランレ
ングス符号化をハードウェアを利用することなく、画像
処理用ＣＰＵ３０がソフトウェア処理によって行なう点
のみであり、その他の処理については前記実施例１Ａと
同一である。

【０１１９】即ち、カメラ４からの画像情報は、Ａ／Ｄ
変換器９によってディジタル化され、一旦画像メモリー
１０に蓄えられた後に、画像処理用ＣＰＵ３０によりラ
ンレングス符号化がなされ、「連情報」がランレングス
コード記憶部３１に記憶される。そして、画像の除去処
理や補完処理は、第２の実施例１Ａの場合と同様に「連
情報」に対する処理として行なわれる。

【０１２０】本実施例１Ｂによれば、画像メモリー１０
からＤ／Ａ変換器１２を介してモニター１３に映し出さ
れる画像を参照しながらプログラマーがロボットプログ
ラムを作成でき、しかも複数の画像を記憶する際のメモ
リー利用効率が良いといった特徴がある。

【０１２１】

【発明の効果】以上に記載したとこから明らかなように
本発明によれば、認識・計測処理に係る対象物の画像情
報からある範囲の情報を除去したり、あるいは情報を補
完することによって、特徴抽出の困難な画像からその特
徴を最も代表する画像部分を抽出して特徴量を精度良く
算出することができる。

【０１２２】そして、このような特徴抽出処理を、画像
処理装置に対する命令として与えることで実現すること
ができるため、ロボットプログラム体系に大幅な変更を
加えることなく従来通りのプログラミング環境を維持す
ることができる。

【０１２３】尚、前記した実施例は、本発明を実施する
上での幾つかの例を示したものにすぎず、これらによっ
て本発明の技術的範囲が狭く解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るハードウェア構成
を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る画像処理とロボッ
ト制御の流れを示す図である。

【図３】図２の続く処理の流れを示す図である。

【図４】ロボットの作業状況の一例を示す斜視図である
。

【図５】突起付きリングの原画像を示す概略図である。

【図６】画像情報の除去範囲の指定について説明するた
めの概略図である。

【図７】画像情報の除去後に残された突起部の画像を示
す概略図である。

【図８】ロボットハンドが突起付きリングを掴むときの
状況を示す概略図である。

【図９】ダイヤルつまみの原画像を示す概略図である。

【図１０】図９に示した画像情報について除去範囲の指
定を説明するための概略図である。

【図１１】画像情報の除去後に残されたダイヤルつまみ
の凹部の画像を示す概略図である。

【図１２】ダイヤルつまみの凹部を示す画像内に散在す
るノイズ点の塗り潰しについて説明するための概略図で
ある。

【図１３】本発明の第２の実施例に係るハードウェア構
成を示す図である。

【図１４】ランレングス符号化について概念的に示す図
である。

【図１５】「連情報」に関する処理について説明するた
めの概念図である。

【図１６】図１５に示す各処理に対応したランレングス
符号化情報に関する具体的な処理について説明するため
の図である。

【図１７】本発明の第３の実施例に係るハードウェア構
成を示す図である。

【図１８】従来において識別に困難を伴う画像例を示す
図である。

【図１９】従来法における重心検出状況を示す図である
。

【図２０】従来法におけるトレ−ス円の半径の決定に係
る状況を示す図である。

【図２１】従来法においてトレ−スにより突起部を識別
するときの状況を示す図である。

【図２２】従来法における問題点を説明するための図で
ある。

【図２３】従来法における図２２とは別の問題点を説明
するための図である。

【図２４】従来法における検出位置の誤差について説明
するための図である。

【図２５】従来法における重心位置のバラツキについて
説明するための図である。

【符号の説明】

１　　画像処理装置６　　処理対象物１０　　画像メモリー１１　　画像除去（又は補完）手段１Ａ　　画像処理装置２８　　ランレングスコード記憶部２９　　削減（又は補完）手段１Ｂ　　画像処理装置３０　　削減（又は補完）手段３１　　ランレングスコード記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　処理対象を撮像し、撮影画像を処理す
ることにより処理対象の認識や計測を行なう画像処理装
置において、命令によって、（イ）撮像データ中の指定
の位置にあって予め決められた範囲の形状領域について
、処理対象物を検出しなかったものとみなす画像除去手
段を具備すること、及び／又は、（ロ）撮像データ中の
指定の位置にあって予め決められた範囲の形状領域につ
いて、処理対象物を検出したものとみなす画像補完手段
を具備すること、を特徴とする画像処理装置。
【請求項２】　　処理対象を撮像し、撮影画像を画像メ
モリーに記憶して処理することにより処理対象の認識や
計測を行なう画像処理装置において、命令によって、（
イ）撮像データ中の指定の位置にあって予め決められた
範囲の形状領域について、画像メモリー中の該当する部
分に係るデ−タをクリアーすることによって画像情報を
部分的に取り除く画像除去手段を具備すること、及び／
又は、（ロ）撮像データ中の指定の位置にあって予め決
められた範囲の形状領域について、画像メモリー中の該
当する部分に係るデ−タをセットすることによって画像
情報の欠落部分を補完する画像補完手段を具備すること
、を特徴とする画像処理装置。
【請求項３】　　処理対象を撮像し、撮影画像を２値化
した後にランレングス符号化処理を施し、ランレングス
コードをランレングスコ−ド記憶部に記憶しておき、該
コードを処理することにより処理対象の認識や計測を行
なう画像処理装置において、命令によって、（イ）予め
決められた領域にあるランレングスコードを、当該領域
外の部分のみを残して削除し又は減縮する削減手段を具
備すること、及び／又は、（ロ）予め決められた領域を
表わすランレングスコードをランレングスコード記憶部
に追加して記憶させる補完手段を具備すること、を特徴
とする画像処理装置。