JPS5926074B2 - パタ−ン情報の処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパターン情報の処理装置に関するものである。

従来、物品の欠陥検査等に於いて、種々のパターン情報
処理方法及び装置が提供されている。

斯る従来の方法に於いては、被検査物のパターン情報を
白黒２値に変換し、被検査物の形状、面積等のデータと
し、このデータを予め設定した基準物の標準パターンの
データと比較して、被検査物の良、否を判定している。
然し乍ら、実際の被検査物は、白黒の２値に明確に分か
れているものは少なく、或る程度の濃淡度を有するもの
が多い。

従つて、上述した如き従来の方法は、複雑なパターンの
物品の検査に使用するには、困難であると云う欠点があ
る。従来のパターン情報処理方法に於て、テレビカメラ
等を使用する場合は、通常、テレビカメラの一画面を、
例えば５００×５００の画素に分割し、その各々の画素
に投影される被検査物の映像の明暗の度合を、Ａ−Ｄ（
アナログ−デジタル）変換器により数値化してデータと
し、このデータをコンピュータ等により処理して、被検
査物の特徴を抽出する方法が多い。

この場合、データの量が膨大となり、処理時間が長くな
るので、物品の欠陥検査等に於ては、テレビカメラの画
面を画素に分割せず、或る閾値を設定し、テレビカメラ
よりの被検査物の画像信号のうち、例えばこの閾値を越
える部分のみを２値に変換し、この値を計数して、被検
査物の特徴を抽出したり、傷等の欠陥を検出したりする
方法もある。この後者の方法を、第１図Ａ及びＢを参照
して説明する。

第１図Ａに関連する方法は、最も簡単な方法で、この場
合、１個の或る閾ＩＢＳＩを設定し、テレビカメラ等よ
りの被検査物に対応する画像信号５２が、この閾値５１
を越えるか、否かを判別し、物品の検査を行う。この方
法は複雑なパターン物品の欠陥を検出するのではなく、
比較的無地に近い素地の物品自体又はその傷等の簡単な
パターンの物品の検査には、有効であるが、複雑パター
ンの物品の検査には、不適である。第１図Ｂに示す従来
の他の方法は、第１図Ａに関して説明した方法より、や
＼複雑なパターンの物品の検査、例えば物品の面積等の
計測に用いられる。

この第１図Ｂに示す方法は、第１図Ａに示すよりや＼複
雑な画像信号Ｓ３が、或る閾値Ｓ４を越える部分の長さ
（時間）がどの位あるかを計測するもので、この為、ク
ロツク信号を用い、画像信号Ｓ３の閾値Ｓ４を越える部
分とクロツク信号とのアンドをとり、計測されたクロツ
ク信号の数を以つて、画像信号Ｓ３の閾値Ｓ４を越えた
部分の量を代表させ、画像信号Ｓ３に対応する物品の面
積を算出している。上述した従来の方法は、いづれにし
ても、物品のパターンが複雑になつた場合、それ等の物
品の検査を精確に行うことはできないと云う欠点がある
。

従つて、本発明の目的は、物品の欠陥検査、パターン認
識等に使用して、好適なパターン情報の処理方法及びそ
ねを実施する装置を提供せんとするものである。

本発明によるパターン情報の処理装置の特徴とするとこ
ろは、物品の画像信号を形成するテレビカメラと、該画
像信号の一周期分のレベル内にある少なくとも３個の夫
々異なる値の閾値を作る手段と、上記画像信号の一周期
分を上記少なくとも３個の夫々貞なる閾値で夫々区切る
手段と、該手段よりの区切られた少なくとも３個の信号
の夫々とクロツクパルス発生手段よりのクロツクパルス
とのアンドを夫々取る少なくとも３個のアンド手段と、
該少なくとも３個のアンド手段よりのクロツクパルスの
数を夫々計数し、上記画像信号の一周期分を代表する数
列を作る少なくとも３個の手段とより成る点に在る。

以下、第２図Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤを参照して本発明による
パターン情報の処理装置の画像信号処理技術の一例を、
先ず説明しよう。

第２図Ａに於て、Ｓｐは、例えばテレビカメラ等よりの
物品の画像信号の一周期分の波形を示すものである。

本発明に於ては、同図に示す如く、予め夫々値の具るレ
ベルの複数の閾値Ａ，ｂ，ｃ，ｄ及びｅを、画像信号Ｓ
ｐのレベル内にある如く設定する。尚、各閾値ａ乃至ｅ
間の間隔（レベル差）及び各閾値の数は、特定の値及び
数に限定する必要はなく、任意でよい。画像信号Ｓｐが
各閾値ａ乃至ｅを横切る部分を取り出せば、第２図Ｃに
示す如き波形Ａｌ，ｂｌ，ｃｌ，ｄｌ及びｅ１が得られ
る。ここで、第２図Ｂに示す如き一定周波数のクロツク
信号即ちパルスＳｃと、第２図Ｃに示す信号ａ１乃至ｅ
１とのアンドを夫々取ると、第２図Ｄに示す如き信号Ａ
２，ｂ２，ｃ２，ｄ２及びＥ２が得られる。この信号Ａ
２乃至Ｅ２中のクロツクパルスの数を夫々計数して数列
となし、この数列を以つて、この画像信号Ｓｐ、従つて
、この画像信号Ｓｐに対応する物品を代表するパターン
となす。尚、第２図に示ず如く、各閾値ａ乃至ｅを選び
、クロツクパルスＳｃの周波数を選んだ場合、信号Ａ２
乃至Ｅ２内のクロツクパルスの数は、夫々４＋３＝７，
１４，３＋１７＝２０，２＋２２＝２４及び３４となり
、従つて、画像信号Ｓｐに対応する数列は｛７，１４，
２０，２４，３４｝となる。初て、テレビカメラ等の撮
像体により撮映される物品が異れば、テレビカメラより
の画像信号も対応して巽り、従つて、この画像信号を上
述の如く処理して得られる数列も、物品に応じて勿論興
る。

即ち、このように各物品の画像信号を処理すねば、各物
品を巽つた数列パターンによつて代表させ得るものであ
る。例えば、物品認識（パターン認識）に、上述した本
発明を適用する場合を、例に挙げ説明する。

この場合、基準となる物品をテレビカメラで撮像し、そ
の画像信号を上述の如く処理して、これに対応する数列
を作り、この数列を例えばコンピユータに基準パターン
として記憶させておく。次に、認識されるべき物品を、
テレビカメラで撮映し、同様に、この物品に対応する数
列のパターンを作り、この数列パターンをコンピユータ
で、予め記憶してある基準の数列パターンと比較し、両
者が一致しているか否かを判別し、被認識物品が基準の
物品と同一か否かを判別させればよい。上述した本発明
の画像信号処理技術は、上述の例以外にも、物品の良否
の検査、形状、欠陥の有無の検査、面積の測定に使用し
得ることは、明らかであろう。

これ等の場合、検査されるべき対称に応じて、設定する
閾値の数、大きさを変更し、必要な数列パターンを形成
して、所望の目的を達成する。上述した本発明によりば
、設定する閾値の数等を変更して、認識又は検査される
べき物品のパターンに応じた数列を作つているので、複
雑なパターンの物品を、正確に認識又は検査することが
できるものである。

更に、例えば、第２図Ａに於て、点線Ｓｐ″で示す如く
画像信号が画像信号Ｓｐと相巽している場合、即ち、閾
値ｅを横切る画像信号の期間は、立上り部分では、画像
信号Ｓｐ′はＳｐよりＴ１早く、立下り部分でも、同様
にＴ１早い。

従つて、第２図Ｃの波形ｅ１に於て点線で示す如く、全
体として波形の立上り部分の長さ（時間）に変化はなく
、この結果、第２図のＤの波形Ｅ２に於て点線で示す如
く、クロツクパルスの数に変化が生ぜず、数列としては
、画像信号Ｓｐ及びＳｐ２は共に同一となり、異なる物
品に対応する画像信号Ｓｐ及びＳｐ′が、同一と判断さ
れる恐れ、即ぢ異る物品でも、同一と判断さねる恐ねが
生ずる。斯る場合は、例えば第２図Ｂに示す一定周波数
のクロツクパルスＳｃを使用せず、周波数変調したクロ
ツクパルスを用いる。そうすねば、クロツクパルスの数
は、単位時間内で一定ではなく、時間と共に変化したも
のとなるので、上述の始と終りの同一時間内Ｔ１でも、
クロツクパルスの数は巽るので、当然、画像信号Ｓｐ及
びＳｐ′の数列は異なる。従つて、上述した如き誤判定
の恐ねを回避し得る。尚、この様に、周波数変調したク
ロツクパルスを使用すわば、他の閾値部分に関しても同
様の効果がある。

次に、第３図を参照して、上述した本発明によるパター
ン情報の処理装置の一例を説明しよう。

同図に於て、Ｔは例えばテレビカメラの如き撮像体で、
これにより例えば基準物としての物品（図示せず）を撮
像すると、第２図Ａに示した如き画像信号Ｓｐが得られ
る。この画像信号Ｓｐを、演算増巾器の如き増巾器１を
介してローパスフイルタ２へ供給して、画像信号の不要
な雑音成分を除去する。ローパスフイルタ２の出力信号
ＳＰｌを、レベルコンパレータ３１，３２，３３，・・
・・・・３ｎの一方の入力端子に供給する。一方、基準
電圧源Ｂよりの電圧を、ポテンシヨメータＰｌ，Ｐ２，
Ｐ３，・・・・・・Ｐｎに印加し、これより夫々巽つた
レベル、且つローパスフイルタ２よりの画像信号ＳＰｌ
のレベル内に存在するレベルの閾値ＴＨｌ，ＴＨ２，Ｔ
Ｈ３，・・・・・・ＴＨｎを得（これは第２図Ａの閾値
ａ乃至ｅに対応する）、これ等の閾値ＴＨｌ・・・・・
・ＴＨｎを、レベルコンパレータ３１・・・・・・３ｎ
の他方の入力端子に夫夫供給する。従つて、各レベルコ
ンパレータ３１・・・・・・３ｎは、ローパスフィルタ
２ょりの画像信号が、各ポテンシヨメータｐ１・・・・
・・Ｐｎによつて設定された閾値ＴＨｌ・・・・・・Ｔ
Ｈｎを越えている間、出力を出す。レベルコンパレータ
３１・・・・・・３ｎの出力を、波形の立上りを整形す
るシユミツトトリガ４１，４２，４３・・・・・・４ｎ
（これにより、第２図Ｃに示す如きａ１乃至ｅ１に対応
する信号が得られる）を介して、アンド回路６１，６２
，６３，・・・・・・６ｎの一方の入力端子に供給する
と共に、それ等の他方の入力端子に、クロツク信号（パ
ルス）発生器５よりの一定周波数のクロツクパルス（第
２図Ｂ参照）を供給する。従つて、これ等のアンド回路
６１・・・・・・６ｎは、第２図Ｄに示す如きクロツク
パルスを出力する。これ等アンド回路６１・・・・・・
６ｎの出力クロツクパルスを、カウンタ７１，７２，７
３，・・・・・・７ｎに夫々供給して、各クロツクパル
スを計数し、それ等よりの計数結果（第２図Ｄに相当す
る）を、コンピユータ８に供給し、基準のパターン情報
、即ち数列パターンとして記憶させる。次に、被検査物
をテレビカメラで撮映し、同様の処理を行い、その数列
パターンを作り、これをコンピユータで基準体の数列パ
ターンと比較し、被検査物の良否を判定する。

尚、数列パターンをコンピユータで処理する技術は、斯
る検査装置では周知の技術であるので、その詳細説明は
、これを省略する。尚、第３図に於て、９は変調器で、
これによりクロツクパルス発生器５を制御し、上述した
周波数変調したクロツクパルスを得て、後者の画像処理
技術を実施するものである。

上述した本発明の実施例に基づき、多くの変化変更が当
該業者により達成され得ることは、明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ及びＢは夫々従来の情報処理方法の説明に供す
る波形図、第２図Ａ乃至Ｄは本発明のパターン情報処理
の説明に供する波形図、第３図は本発明のパターン情報
処理装置の一例を示す系統図である。 図に於て、Ｓｐ及びＳｐ′は画像信号、Ｓｃはクカツク
パルス、ａ乃至ｅは閾値、Ｔはテレビカメラ、１は増巾
器、２はローパスフイルタ、３，乃至３ｎはレベルコン
パレータ、４１乃至４ｎはシユミツトトリガ、５はクロ
ツクパルス発生器、６１乃至６ｎはアンド回路、７１乃
至７ｎはカウンタ、８はコンピユータ、９は変調器、Ｂ
は電圧源、Ｐ１乃至Ｐｎはポテンシヨメータ、ＴＨｌ乃
至ＴＨｎは閾値を夫夫示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物品の画像信号を形成するテレビカメラと、該画像
   信号の一周期分のレベル内にある少なくとも３個の夫々
   異なる値の閾値を作る手段と、上記画像信号の一周期分
   を上記少なくとも３個の夫々異なる閾値で夫々区別る手
   段と、該手段よりの区切られた少なくとも３個の信号の
   夫々とクロックパルス発生手段よりのクロックパルスと
   のアンドを夫々取る少なくとも３個のアンド手段と、該
   少なくとも３個のアンド手段よりのクロックパルスの数
   を夫々計数し、上記画像信号の一周期分を代表する数列
   を作る少なくとも３個の手段とより成るパターン情報の
   処理装置。 ２ 上記特許請求の範囲第１項記載の装置に於いて、上
   記クロックパルス発生手段は周波数変調器を具備し、上
   記クロックパルスを周波数変調することを特徴とするパ
   ターン情報の処理装置。