(57)【要約】      （修正有）【課題】アーク溶接部の明確な動画を簡便に取得することのできる画像処理装置、その方法、プログラム並びに記録媒体を提供する。【解決手段】画像処理装置１は、加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する撮像部２と、撮像部２が撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度の大きさを比較し、輝度の大きさの順位がサイクル内で所定の順位である画像を選択する画像選択処理を実行する処理部３と、を備える。【選択図】図１
2020141370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各前記サイクル内に含まれる画像毎の輝度の大きさを比較し、該輝度の大きさの順位が前記サイクル内で所定の順位である画像を選択する画像選択処理を、実行する処理部と、
を備える、画像処理装置。
【請求項２】
前記所定の順位は、最下位、又は中央の順位である、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記撮像部で撮像した画像のフレームレートを基に、１つの前記サイクルに含まれる画像の数を示す前記所定数を調整する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記撮像部にてフレームレート９０ｆｐｓで撮像した画像を取得し、前記フレームレート９０ｆｐｓにおいて１つの前記サイクルの所定数を３画像とし、各前記サイクル内に含まれる３画像から１画像を選択する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記サイクル内に含まれる画像毎に、画素の明るさを積算することで該画像毎の輝度の大きさを取得する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記処理部は、各前記サイクル内に含まれる画像毎に、画像に含まれる画素の明るさの分布に基づいて該画像毎の輝度の大きさを取得する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記処理部は、各前記サイクル内に含まれる画像毎に色から輝度の大きさを取得する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記処理部は、選択した各前記画像を時系列に並べる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
表示部をさらに備え、
前記処理部は、時系列に並べられた各前記画像を前記表示部に表示させる、請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記撮像部は、複数のカメラを有し、
前記カメラ毎に設けられ、各々の透過光量が異なる複数のフィルタと、
各前記カメラに、加工状況に応じて光量が変化する地点の像を、各前記カメラに対応する前記フィルタを介して入射させる光学部材と、
をさらに備え、
前記処理部は、
各前記カメラから画像を同期して取得すると共に、
一の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第一画像を選択し、
他の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第二画像を選択し、
選択した前記第一画像と、選択した第二画像とを積算処理し、第三画像を生成する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記複数のフィルタは、色彩に影響を与えることなく光量を低下させ、それぞれ光量を低下させる濃度が異なる、請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
各前記カメラへの入射光の所定の波長をカットする波長カットフィルタをさらに備える、請求項１０または１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記処理部は、積算処理で生成された前記第三画像の各々を時系列に並べる、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
表示部をさらに備え、
前記処理部は、時系列に並べられた前記第三画像の各々を前記表示部に表示させる、請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
加工状況に応じて光量が変化する前記地点は、ＭＡＧ溶接のアーク溶接部である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する工程と、
撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各前記サイクル内に含まれる画像毎の輝度の大きさを比較し、該輝度の大きさの順位が前記サイクル内で所定の順位である画像を選択する画像選択処理を、実行する工程と、
を含む、画像処理方法。
【請求項１７】
加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する工程は、加工状況に応じて光量が変化する地点の像を、透過光量が異なるフィルタを介して複数のカメラに入射させ、
画像を選択する工程は、
各前記カメラから画像を同期して取得すると共に、
一の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第一画像を選択する工程と、
他の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第二画像を選択する工程と、
選択した第一画像と、選択した第二画像とを積算処理し、第三画像を生成する工程と、
をさらに含む、請求項１６に記載の画像処理方法。
【請求項１８】
加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像した画像を処理するコンピュータに、
撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各前記サイクル内に含まれる画像毎の輝度の大きさを比較し、該輝度の大きさの順位が前記サイクル内で所定の順位である画像を選択する画像選択処理のステップを実行させる、プログラム。
【請求項１９】
画像を選択する前記ステップは、
加工状況に応じて光量が変化する地点の像が、透過光量が異なるフィルタを介して複数のカメラに入射され、各前記カメラから画像を同期して取得すると共に、
一の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第一画像を選択するステップと、
他の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第二画像を選択するステップと、
選択した第一画像と、選択した第二画像とを積算処理し、第三画像を生成するステップと、
をさらに含む、請求項１８に記載のプログラム。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９に記載のプログラムを記録している、記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像処理装置、その方法、プログラム並びに記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接では溶接作業者がアーク溶接部を直接観察して溶接条件の調整などを行うが、作業者の負担が大きい。このため、アーク溶接の溶接条件を自動で設定して作業を行う溶接自動化が検討されている。溶接条件を自動で設定するために、アーク溶接部の状態を検出しようとした場合、一般的なビデオカメラを用いてアーク溶接部を観察すると、アークの光量が強いため感度調整や減光だけではアーク溶接部を効果的に検出することができない。そのため、人間の眼で見るのと同じようにカメラでアーク溶接部を観察するには、特殊な処理が必要となる。なお、人間の眼がカメラに比べて暗いところから明るいところまで同時に見ることができるのは、センサーが光を電気信号に変換する際に識別可能な信号の最小値と最大値の比率であるダイナミックレンジがカメラよりも人間の眼のほうが広いことに加えて、人間は、脳が映像をカバーして極端に明るい部分を無視していることが考えられる。
【０００３】
従来、例えば、特許文献１には、ビデオカメラにてアーク溶接部を連続的に撮像し、時系列的に前後する複数のフレームの画像データから差分を抽出し、この差分を加算することにより、画像データから成長過程にある溶融池の輪郭を検出することが示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、アーク溶接部を撮像する２つのカメラの一方に赤外線波長領域の第１バンドパスフィルタ（例えば、８１０ｎｍ）を、もう一方に紫外線波長領域の第２バンドパスフィルタ（例えば、４３６ｎｍ）を設定し、第２バンドパスフィルタの透過帯域の発光スペクトルを有する照明をし、２つのカメラで撮像した画像を合成することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９０９２２号公報
【特許文献２】特開２００９−１２５７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アーク溶接部を監視する場合、アーク溶接部の溶融池、電極、開先を明確に観察することが望まれる。しかし、例えば、ＭＡＧ溶接（Metal  Active  Gas  Welding）では、アーク溶接部において、ワイヤ先端に形成された溶滴が溶融池へ短絡する期間と、それが開放されてアークが再点孤しアークが安定する期間とを交互に繰り返すが、このアーク溶接部をカメラで撮像した場合、不規則に短絡時、アーク再点孤時、アーク安定時の画像が記録され、時系列で動画として再生するとアークの光によりちらつきが発生し見にくいものとなる。
【０００７】
特許文献１においては、比較的アークや溶滴移行が安定しているＴＩＧ溶接（Tungsten  Inert  Gas  Welding）のアークスポット溶接を対象としており、溶融池の輪郭を検出している。しかし、アークによるちらつきが発生する場合、溶融池、電極、開先を明確に観察することが難しい場合がある。アークと溶融池とを分離して画像処理することは容易ではなく特殊な技術が必要である。
【０００８】
特許文献２においては、紫外線波長領域のバンドパスフィルタ（例えば、４３６ｎｍ）を設定してアーク溶接部を撮像した場合、アークの放射強度が周辺に比べて強すぎるため、アークを撮像しているだけとなり、波長を分けるだけでは溶融池、開先、電極のアーク溶接部を画像にて観察することは困難である。
【０００９】
本発明の一態様は上述した課題を解決するものであり、アーク溶接部の明確な動画を簡便に取得することのできる画像処理装置、その方法、プログラム並びに記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像処理装置は、加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各前記サイクル内に含まれる画像毎の輝度の大きさを比較し、該輝度の大きさの順位が前記サイクル内で所定の順位である画像を選択する画像選択処理を、実行する処理部と、を備える。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記所定の順位は、最下位、又は中央の順位であってもよい。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記処理部は、前記撮像部で撮像した画像のフレームレートを基に、１つの前記サイクルに含まれる画像の数を示す前記所定数を調整してもよい。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記処理部は、前記撮像部にてフレームレート９０ｆｐｓで撮像した画像を取得し、前記フレームレート９０ｆｐｓにおいて１つの前記サイクルの所定数を３画像とし、各前記サイクル内に含まれる３画像から１画像を選択してもよい。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記処理部は、前記サイクル内に含まれる画像毎に、画素の明るさを積算することで該画像毎の輝度の大きさを取得してもよい。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記処理部は、各前記サイクル内に含まれる画像毎に、画像に含まれる画素の明るさの分布に基づいて該画像毎の輝度の大きさを取得してもよい。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記処理部は、各前記サイクル内に含まれる画像毎に色から輝度の大きさを取得する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接の画像処理装置。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記処理部は、選択した各前記画像を時系列に並べてもよい。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、表示部をさらに備え、前記処理部は、時系列に並べられた各前記画像を前記表示部に表示させてもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記撮像部は、複数のカメラを有し、前記カメラ毎に設けられ、各々の透過光量が異なる複数のフィルタと、各前記カメラに、加工状況に応じて光量が変化する地点の像を、各前記カメラに対応する前記フィルタを介して入射させる光学部材と、をさらに備え、前記処理部は、各前記カメラから画像を同期して取得すると共に、一の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第一画像を選択し、他の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第二画像を選択し、選択した前記第一画像と、選択した前記第二画像とを積算処理し、第三画像を生成してもよい。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記複数のフィルタは、色彩に影響を与えることなく光量を低下させ、それぞれ光量を低下させる濃度が異なることがよい。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、各前記カメラへの入射光の所定の波長をカットする波長カットフィルタをさらに備えてもよい。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、前記処理部は、積算処理で生成された前記第三画像の各々を時系列に並べてもよい。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、表示部をさらに備え、前記処理部は、時系列に並べられた前記第三画像の各々を前記表示部に表示させてもよい。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る画像処理装置では、加工状況に応じて光量が変化する前記地点は、ＭＡＧ溶接のアーク溶接部であってもよい。
【００２５】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像処理方法は、加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する工程と、撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各前記サイクル内に含まれる画像毎の輝度の大きさを比較し、該輝度の大きさの順位が前記サイクル内で所定の順位である画像を選択する画像選択処理を、実行する工程と、を含む。
【００２６】
また、本発明の一態様に係る画像処理方法では、加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する工程は、加工状況に応じて光量が変化する地点の像を、透過光量が異なるフィルタを介して複数のカメラに入射させ、画像を選択する工程は、各前記カメラから画像を同期して取得すると共に、一の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第一画像を選択する工程と、他の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第二画像を選択する工程と、選択した前記第一画像と、選択した前記第二画像とを積算処理し、第三画像を生成する工程と、をさらに含んでもよい。
【００２７】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係るプログラムは、加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像した画像を処理するコンピュータに、撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各前記サイクル内に含まれる画像毎の輝度の大きさを比較し、該輝度の大きさの順位が前記サイクル内で所定の順位である画像を選択する画像選択処理のステップを実行させる。
【００２８】
また、本発明の一態様に係るプログラムでは、画像を選択する前記ステップは、加工状況に応じて光量が変化する地点の像が、透過光量が異なるフィルタを介して複数のカメラに入射され、各前記カメラから画像を同期して取得すると共に、一の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第一画像を選択するステップと、他の前記カメラが撮像した時系列に並ぶ複数の画像に対して前記画像選択処理を実行し、第二画像を選択するステップと、選択した前記第一画像と、選択した前記第二画像とを積算処理し、第三画像を生成するステップと、をさらに含んでもよい。
【００２９】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る記録媒体は、上述したプログラムを記録している。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、各サイクルの所定数の画像のうち、輝度の大きさにより画像を選択することで、アーク溶接部において、開先、溶接ワイヤの先端部、溶融池、および溶接ビードなどを確認できる明確な動画を簡便に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る画像処理装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施形態１に係る画像処理装置の詳細動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施形態１に係る画像処理装置の動作の説明図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態２に係る画像処理装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態２に係る画像処理装置の詳細動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施形態２に係る画像処理装置の動作の説明図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態２に係る画像処理装置の動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００３３】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る画像処理装置の構成を示す図である。図２は、実施形態１に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。図３は、実施形態１に係る画像処理装置の詳細動作を示すフローチャートである。図４は、実施形態１に係る画像処理装置の動作の説明図である。
【００３４】
図１に示すように、本実施形態の画像処理装置１は、溶接装置１１に適用されている。
【００３５】
溶接装置１１は、電源１２と、ワイヤ供給部１３と、溶接トーチ１４と、シールドガス供給部１５、移動機構１６と、溶接制御部１７と、を有する。
【００３６】
ワイヤ供給部１３は、電源１２に接続された溶接ワイヤ１３ａを溶接トーチ１４に供給するものである。
【００３７】
溶接トーチ１４は、例えば、アーク溶接であるＭＡＧ溶接（Metal  Active  Gas  Welding）を行うものである。ＭＡＧ溶接は、溶接ワイヤ１３ａが電極線として用いられ、溶接ワイヤ１３ａの先端と溶接対象１００との間にアークを発生させることにより、溶接ワイヤ１３ａと溶接対象１００を同時に溶融させて溶接する。溶接トーチ１４は、溶接により形成されるアーク溶接部の大気元素との反応による特性劣化を防ぐために、シールドガス供給部１５からシールドガスの供給を受ける。シールドガスは、不活性ガスであり、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、またはこれらの混合ガスが用いられる。従って溶接ワイヤ１３ａと溶接対象１００とが溶融して形成されるアーク溶接部は、不活性ガス雰囲気において形成される。
【００３８】
移動機構１６は、溶接対象１００に対する溶接トーチ１４の相対位置を溶接方向に沿って移動させる機構である。移動機構１６により溶接装置１１は、溶接対象１００に対し、溶接トーチ１４を相対的に移動させながら溶接を行うことができる。
【００３９】
溶接制御部１７は、例えば、コンピュータであり、図には明示しないが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを含む演算処理装置などにより実現される。溶接制御部１７は、電源１２が出力する電流の制御、ワイヤ供給部１３による溶接ワイヤ１３ａの供給の制御、シールドガス供給部１５によるシールドガスの供給の制御、および移動機構１６による溶接トーチ１４の移動の制御を行う。溶接制御部１７は、電源１２、ワイヤ供給部１３、シールドガス供給部１５、移動機構１６にそれぞれ個別に設けられていてもよい。
【００４０】
本実施形態の画像処理装置１は、カメラ（撮像部）２と、画像処理部（処理部）３と、表示部４と、を有する。
【００４１】
カメラ２は、溶接装置１１におけるアーク溶接部を撮像する。カメラ２は、溶接装置１１の移動機構１６により溶接トーチ１４と共に溶接対象１００と相対移動が可能に構成されている。アーク溶接部が形成される溶接対象１００は固定されている。
【００４２】
画像処理部３は、例えば、コンピュータであり、図には明示しないが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを含む演算処理装置や、ＲＯＭやＲＡＭのようなメモリおよびストレージを含む記憶装置などにより実現される。演算処理装置は、記憶装置に記憶されているプログラムに従って演算処理を実施する。画像処理部３は、図には明示しないが、入力装置、音声出力装置、ドライブ装置、および入出力インターフェース装置を有してもよい。入力装置は、操作されることにより入力データを生成するもので、キーボードおよびマウスの少なくとも一方を含む。音声出力装置は、スピーカーを含む。ドライブ装置は、プログラムなどのデータが記録された記録媒体からデータを読み出す。記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスクなどのように情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの様に情報を電気的に記録する半導体メモリなど、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。入出力インターフェース装置は、演算処理装置と記憶装置と入力装置と音声出力装置とドライブ装置と表示部４との間でデータ通信する。
【００４３】
表示部４は、画像処理部３に接続されている。表示部４は、画像処理部３の演算処理装置による演算処理に基づき表示を行う。なお、画像処理部３の入力装置が表示部４の表示画面に設けられたタッチセンサを含んでもよい。
【００４４】
画像処理部３は、記憶装置に記憶されているプログラムに従って、図２に示すように、カメラ２によりアーク溶接部を撮像し（撮像：ステップＳ１）、カメラ２が撮像した画像を処理し（画像処理：ステップＳ２）、処理した画像を表示部４に表示する（表示：ステップＳ３）。
【００４５】
画像処理部３による画像処理は、カメラ２が撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクルの所定数の画像において輝度の大きさに基づいた相対評価で画像を選択する画像選択処理を実行する。
【００４６】
本実施形態において、カメラ２は、フレームレート９０ｆｐｓで撮像する。即ち、カメラ２は、１秒間に時系列に並ぶ９０個の画像（静止画）を撮像する。
【００４７】
画像処理部３は、図３および図４（ａ）に示すように、時系列に並ぶ９０個の画像を画像データＤとして入力する（図３：ステップＳ２ａ）。画像処理部３は、このフレームレート９０ｆｐｓの画像データＤを、３画像ごとのサイクルＣ１〜Ｃ３０に分ける（図３：ステップＳ２ｂ）。即ち、１つのサイクルＣ１は、画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３の３画像を有する。
【００４８】
そして、画像処理部３は、１つのサイクルＣ１の画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３について、輝度の大きさに基づいた相対評価を行う。画像処理部３は、図４（ｂ）に示すように、各画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３について画素１点１点の明るさを積算することにより輝度のヒストグラムを作成する。ここで、図４（ａ）に示すように、画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３は、アークＡの光量が異なり、アークＡの光量は、画像Ｃ１−１＜画像Ｃ１−２＜画像Ｃ１−３となっている。このため、図４（ｂ）に示すように、輝度のヒストグラムでは、画像Ｃ１−１は暗い画素が多く、画像Ｃ１−２は暗い画素が少なく、画像Ｃ１−３は明るい画素が多い。画像処理部３は、画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３の各ヒストグラムを比較することで相対評価を行う。本実施形態では、画像処理部３は、画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３の各ヒストグラムを比較し、より暗い側の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−１と、より明るい側の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−３と、その中間の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−２とから、より暗い側の画素の積算数が最も多く最も暗く輝度の小さい画像Ｃ１−１を選択する。即ち、画像処理部３は、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの画像を選択し、本実施形態では、サイクル毎で同様に相対的に輝度の小さい画像を選択する（図３：ステップＳ２ｃ）。
【００４９】
図４（ａ）において、画像Ｃ１−１は、アークＡの光量が最も小さく、アーク溶接部において、溶接対象１００に形成されている開先１０１、溶接ワイヤ１３ａの先端部、溶接ワイヤ１３ａおよび溶接対象１００が溶融した溶融池１０２、および溶融池１０２の温度が低下して形成された溶接ビード１０３を明確に識別できる。画像Ｃ１−２は、画像Ｃ１−１よりもアークＡの光量が大きく、アーク溶接部において、溶接ワイヤ１３ａの先端部や、溶融池１０２を識別し難い。画像Ｃ１−３は、アークＡの光量が最も大きく、アークＡの周囲が白飛びすると共に、アークＡが溶接ヒュームに反射することで、アーク溶接部が全体的にぼやけてしまい、開先１０１や溶接ワイヤ１３ａの先端部や溶融池１０２や溶接ビード１０３を識別できない。なお、図４（ａ）において、各画像Ｃ１−１，Ｃ１−２，Ｃ１−３に記した矢印方向αは、溶接装置１１の移動機構１６によるカメラ２および溶接トーチ１４の溶接対象１００に対する移動方向を示している。
【００５０】
そして、画像処理部３は、他のサイクルＣ２、Ｃ３…Ｃ３０についても、同様に３画像を輝度の大きさに基づいて相対的に最も暗く輝度の小さい１画像を選択する（図３：ステップＳ２ｃ）。
【００５１】
そして、画像処理部３は、図４（ｃ）に示すように、各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０において選択した画像を時系列に並べる（図３：ステップＳ２ｄ）。その後、画像処理部３は、各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０において選択して時系列に並べた画像を表示部４に表示させる（図２：ステップＳ３）。
【００５２】
従って、各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０において選択した３０画像は、アーク溶接部において、開先１０１、溶接ワイヤ１３ａの先端部、溶融池１０２、および溶接ビード１０３を確認できる連続した映像となり、アークによるちらつきのない明確な動画を取得できる。なお、例えば、あるサイクルにおいて３画像の相対的な輝度を比較した結果、当該サイクル内の３画像ともあまり鮮明な画像ではない場合があっても、各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０で選択された画像が連続する動画として見る際には、不鮮明な画像の影響を低減でき、見やすい動画となる。
【００５３】
なお、上述した画像選択処理では、サイクルの３画像において、相対的に輝度の小さい画像を選択する例で説明した。即ち、輝度の順位を大きい→小さいとした場合、サイクルの所定数の画像において最下位の順位の輝度の画像を選択している。ただし、加工状況においては、必ずしも最も小さい最下位の順位の輝度の画像が見やすいとは限らず、例えば中央の順位の輝度の大きさの画像が見やすい場合もある。つまり、画像処理部３は、画像選択処理において、所定の輝度の大きさの順位を加工状況に応じて調整することが可能であり、オペレータが加工状況を動画で確認しやすい大きさの輝度を有する画像が選択されるように調整する。
【００５４】
また、上述した画像選択処理では、画像全体の輝度のヒストグラムで比較する例で説明した。その他、画像処理部３は、画像選択処理において、任意の着目する領域の輝度のヒストグラムを比較するようにしてもよい。
【００５５】
このように、本実施形態の画像処理装置１は、加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する撮像部２と、撮像部２が撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの画像を選択する画像処理部３と、を備える。
【００５６】
また、本実施形態の画像処理方法は、加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する工程と、撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの画像を選択する工程と、を含む。
【００５７】
また、本実施形態のプログラムは、加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像した画像を処理するコンピュータに、撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各前記サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、前記サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの画像を選択するステップを実行させる。
【００５８】
従って、各サイクルの所定数の画像のうち、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの画像を選択することで、アーク溶接部において、開先１０１、溶接ワイヤ１３ａの先端部、溶融池１０２、および溶接ビード１０３を確認できる明確な動画を簡便に取得できる。
【００５９】
なお、輝度の閾値を設定して、この閾値に基づいて画像を選択することが考えられるが、輝度の閾値は、カメラ２の設定条件としてシャッタースピードや絞り、照明、アーク溶接のパラメータとして開先の形状や深さも含めた組み合わせにより設定する必要がある。輝度は、カメラ２の設定値によって変わるため、ある輝度の絶対値において画像を選択し明確な動画を取得することは難しく、輝度の絶対値に対して閾値を設定すること自体困難である。従って、本実施形態のように、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの画像を比較し、輝度の大きさの順位が所定の順位である画像を選択することで、明確な動画を簡便に取得できる。
【００６０】
また、本実施形態の記録媒体は、上記プログラムを記録している。従って、カメラ２でアーク溶接部を撮像した画像を処理する装置に対し、上記プログラムを更新できる。
【００６１】
また、本実施形態の画像処理装置１では、画像処理部３は、サイクル内に含まれる画像毎の相対的に輝度の小さい画像を選択する。
【００６２】
ＭＡＧ溶接では、アーク溶接部において、ワイヤ先端に形成された溶滴が溶融池へ短絡する期間と、それが開放されてアークが再点孤しアークが安定する期間を、６０〜１２回／秒で交互に繰り返し、不規則に短絡時、アーク再点孤時、アーク安定時の画像が記録され、時系列で動画として再生するとアークによりちらつきが発生し見にくいものとなる。即ち、アーク溶接部は、加工状況に応じて光量が変化する地点である。この点、本実施形態の画像処理装置１によれば、最も小さい輝度の画像を選択するため、ちらつきが発生するアークによる大きい輝度の画像を間引くことができ、明確な動画を取得できる。なお、最も小さい輝度の画像を選択することに限らず、１つのサイクルにおける中間の輝度の画像を選択してもよい。中間の輝度の画像を選択する場合、画像処理部３は、図４（ｂ）に示す画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３の各ヒストグラムを比較し、より暗い側の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−１と、より明るい側の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−３と、その中間の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−２とから、中間の画素の積算数が最も多く中間の輝度の画像Ｃ１−２を選択する。
【００６３】
また、本実施形態の画像処理装置１では、画像処理部３は、カメラ２にてフレームレート９０ｆｐｓで撮像された画像を取得し、フレームレート９０ｆｐｓにおいてサイクルの所定数を３画像とし、各サイクルの３画像のうち輝度の大きさに基づいた相対評価で１画像を選択する。
【００６４】
滑らかな動きで動画を見ることのできるのはフレームレート２４ｆｐｓが一般的であり、本実施形態の画像処理装置１では、フレームレート９０ｆｐｓとして３画像のサイクルから１画像を選択して３０ｆｐｓを確保することで、滑らかな動きで動画を見ることができる。なお、上記フレームレートやサイクルの所定数については、滑らかな動きで動画を見られる一例であり、限定されるものではない。
【００６５】
また、本実施形態の画像処理装置１では、画像処理部３は、各サイクルにおいて選択した各画像のみを時系列に並べる処理を行う。
【００６６】
処理した画像データを記憶装置に記憶し、溶接装置１１にフィードバックをすることで、溶接のパラメータを見直してより品質の高い溶接を実施できる。この際、輝度の大きさに基づいた相対評価で選択した画像を含む全ての画像を記憶装置に記憶してもよいが（例えば、上述したフレームレート９０ｆｐｓの全て）、各サイクルにおいて選択した各画像のみを時系列に並べる処理を行い、これを記憶装置に記憶することで、画像データの記憶容量を削減することができる。
【００６７】
また、画像処理部３は、選択した各画像のみを時系列に並べる処理を行い、これを表示部４に表示させる。このため、オペレータがアーク溶接部の確認を行うことができる。また、表示部４に表示させることで、オペレータがリアルタイムでアーク溶接部の確認を行うことができる。
【００６８】
なお、上述した本実施形態の画像処理装置１では、画素１点１点の明るさを積算することにより輝度のヒストグラムを作成することで輝度の大きさを得たが、この限りでなく、画素１点１点の明るさから明るい画素と暗い画素の比率に基づいて輝度の大きさを得てもよい。
【００６９】
なお、上述した本実施形態の画像処理装置１では、輝度の大きさを画像の明るさで説明したが、輝度の大きさを画像の色から得てもよい。例えば、青色が多い場合はアークの光量が多く、赤色が多い場合はアークの光量が少なく、輝度の大きさとして画像の色から選択しても、同様に簡便に明確な動画を取得できる。
【００７０】
［実施形態２］
図５は、実施形態２に係る画像処理装置の構成を示す図である。図６は、実施形態２に係る画像処理装置の詳細動作を示すフローチャートである。図７は、実施形態２に係る画像処理装置の動作の説明図である。図８は、実施形態２に係る画像処理装置の動作の説明図である。
【００７１】
本実施形態の画像処理装置１’は、上述した実施形態１で説明した溶接装置１１に適用した形態であり、上述した実施形態１で説明した画像処理装置１に対し、２つのカメラ２を有する点で異なるもので、その他の構成は同様である。従って、以下の説明において、上述した実施形態１と同等の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
本実施形態の画像処理装置１’は、撮像部をなす複数（本実施形態では２つ）のカメラ２Ａ，２Ｂと、光学部材５と、フィルタ６Ａ，６Ｂと、画像処理部（処理部）３’と、表示部４と、を有する。
【００７３】
カメラ２Ａ，２Ｂは、それぞれ溶接装置１１におけるアーク溶接部を撮像し、溶接装置１１の移動機構１６により溶接トーチ１４と共に溶接対象１００と相対移動が可能に構成されている。
【００７４】
光学部材５は、光を２つに分割するものでハーフミラーまたはビームスプリッタが適用される。光学部材５は、２つに分割した光の強さが１：１であることが好ましい。光学部材５は、分割した各光が各カメラ２Ａ，２Ｂに入射するように設けられている。従って、各カメラ２Ａ，２Ｂは、同一のアーク溶接部の像がそれぞれ入射される。このため、２つのカメラ２Ａ，２Ｂで撮像した画像は、同一の視界の画像となる。
【００７５】
フィルタ６Ａは、カメラ２Ａに取り付けられ、フィルタ６Ｂは、カメラ２Ｂに取り付けられている。フィルタ６Ａ，６Ｂは、減光フィルタであり、カメラ２Ａ，２Ｂに入射する光量を低下させる。フィルタ６Ａ，６Ｂは、色彩に影響を与えることなく光量を低下させることが好ましい。フィルタ６Ａ，６Ｂは、それぞれ光量を低下させる濃度が異なる。例えば、フィルタ６Ａは、フィルタ６Ｂに比較して光量を低下させる濃度が低い低減光フィルタであり、フィルタ６Ｂは、フィルタ６Ａに比較して光量を低下させる濃度が高い高減光フィルタである。従って、この場合、一方のカメラ２Ａへの入射光量と、他方のカメラ２Ｂへの入射光量が異なり、カメラ２Ａがカメラ２Ｂよりも入射光量が多くなる。
【００７６】
画像処理部３’は、例えば、コンピュータであり、その構成は、上述した実施形態１の画像処理部３と同等である。表示部４は、画像処理部３’に接続されている。
【００７７】
画像処理部３’は、記憶装置に記憶されているプログラムに従って、図２を参照するように、カメラ２Ａ，２Ｂにより同一視野のアーク溶接部を同期して撮像し（撮像：ステップＳ１）、カメラ２Ａ，２Ｂが撮像した画像を処理し（画像処理：ステップＳ２）、処理した画像を表示部４に表示する（表示：ステップＳ３）。
【００７８】
ステップＳ１において、画像処理部３’は、図７に示すように、カメラ２Ａ，２Ｂを完全同期させるように、例えば６〜３３ｍｓ間隔Ｔのトリガ信号をかけて、例えばｍｉｎ６μｓの比較的短露光時間ｔとする。
【００７９】
画像処理部３’による画像処理は、一方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクルの所定数の画像において輝度の大きさに基づいた相対評価で第一画像を選択する画像選択処理を実行する。また、画像処理部３’による画像処理は、他方のカメラ２Ｂが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクルの所定数の画像において第一画像と同様に輝度の大きさに基づいた相対評価で第二画像を選択する画像選択処理を実行する。
【００８０】
本実施形態において、カメラ２Ａ，２Ｂは、フレームレート９０ｆｐｓで撮像する。即ち、カメラ２Ａ，２Ｂは、１秒間に時系列に並ぶ９０個の画像（静止画）を撮像する。
【００８１】
画像処理部３’は、図６および図４（ａ）を参照するように、完全同期させた各カメラ２Ａ，２Ｂが撮像した時系列に並ぶ９０個の画像を画像データＤとしてそれぞれ入力する（図６：ステップＳ２ｅ）。画像処理部３’は、このフレームレート９０ｆｐｓの画像データＤを、３画像ごとのサイクルＣ１〜Ｃ３０に分ける（図６：ステップＳ２ｆ）。即ち、１つのサイクルＣ１は、画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３の３画像を有する。
【００８２】
そして、画像処理部３’は、１つのサイクルＣ１の画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３について、輝度の大きさに基づいた相対評価を行う。画像処理部３’は、図４（ｂ）を参照するように、各画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３について画素１点１点の明るさを積算することにより輝度のヒストグラムを作成する。ここで、図３（ａ）を参照するように、画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３は、アークＡの光量が異なり、アークＡの光量は、画像Ｃ１−１＜画像Ｃ１−２＜画像Ｃ１−３となっている。このため、図４（ｂ）を参照するように、輝度のヒストグラムでは、画像Ｃ１−１は暗い画素が多く、画像Ｃ１−２は暗い画素が少なく、画像Ｃ１−３は明るい画素が多い。画像処理部３’は、画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３の各ヒストグラムを比較することで相対評価を行う。本実施形態では、画像処理部３は、画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３の各ヒストグラムを比較し、より暗い側の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−１と、より明るい側の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−３と、その中間の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−２とから、より暗い側の画素の積算数が最も多く最も暗く輝度の小さい画像Ｃ１−１を選択する。即ち、画像処理部３は、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの画像を選択し、本実施形態では、サイクル毎で同様に相対的に輝度の小さい画像を選択する（図６：ステップＳ２ｇ）。
【００８３】
図４（ａ）において、画像Ｃ１−１は、アークＡの光量が最も小さく、アーク溶接部において、溶接対象１００に形成されている開先１０１、溶接ワイヤ１３ａの先端部、溶接ワイヤ１３ａおよび溶接対象１００が溶融した溶融池１０２、および溶融池１０２の温度が低下して形成された溶接ビード１０３を明確に識別できる。画像Ｃ１−２は、画像Ｃ１−１よりもアークＡの光量が大きく、アーク溶接部において、溶接ワイヤ１３ａの先端部や、溶融池１０２を識別し難い。画像Ｃ１−３は、アークＡの光量が最も大きく、アークＡの周囲が白飛びすると共に、アークＡが溶接ヒュームに反射することで、アーク溶接部が全体的にぼやけてしまい、開先１０１や溶接ワイヤ１３ａの先端部や溶融池１０２や溶接ビード１０３を識別できない。なお、図４（ａ）において、各画像Ｃ１−１，Ｃ１−２，Ｃ１−３に記した矢印方向αは、溶接装置１１の移動機構１６によるカメラ２および溶接トーチ１４の溶接対象１００に対する移動方向を示している。
【００８４】
そして、画像処理部３’は、他のサイクルＣ２、Ｃ３…Ｃ３０についても、同様に３画像を輝度の大きさに基づいて相対的に最も暗く輝度の小さい１画像を選択する（図６：ステップＳ２ｇ）。
【００８５】
画像処理部３’は、このステップＳ２ｇの処理を一方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像と、他方のカメラ２Ｂが撮像した時系列に並ぶ複数の画像とについてそれぞれ行う。各カメラ２Ａ，２Ｂから取得する画像は、同期していることから、一方のカメラ２Ａが撮像した画像、および他方のカメラ２Ｂが撮像した画像の各サイクルＣ１，Ｃ２，Ｃ３…Ｃ３０で選択される第一画像および第二画像は、１つのサイクルにおいて輝度の小さい画像であり、これは互いに同期した画像であり、同一視野となる。
【００８６】
そして、画像処理部３’は、図８（ａ）に示すように、一方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像の各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０において選択した各第一画像を時系列に並べる（図６：ステップＳ２ｈ）。また、画像処理部３’は、図８（ｂ）に示すように、他方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像の各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０において選択した各第二画像を時系列に並べる（図６：ステップＳ２ｈ）。図８（ａ）に示す各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０の各第一画像と、図８（ｂ）に示す各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０の各第二画像とは、互いに同期した画像であり、同一視野である。また、図８（ａ）に示す各第一画像と、図８（ｂ）に示す各第二画像とは、フィルタ６Ａ，６Ｂによりそれぞれ異なる入射光量とされているため、本実施形態では、図８（ａ）に示す各第一画像が、図８（ｂ）に示す各第二画像よりも入射光量が多く明るい画像になる。
【００８７】
各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０において選択した３０画像は、アーク溶接部において、開先１０１、溶接ワイヤ１３ａの先端部、溶融池１０２、および溶接ビード１０３を確認できる連続した映像となり、アークによるちらつきのない明確な動画を取得できる。
【００８８】
また、図８（ａ）に示すように一方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像の各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０において選択した３０画像の各第一画像は、高輝度であり、溶接ビード１０３やアーク周辺のスパッタを明確に視認できる。また、図８（ｂ）に示すように他方のカメラ２Ｂが撮像した時系列に並ぶ複数の画像の各サイクルＣ１、Ｃ２、Ｃ３…Ｃ３０において選択した３０画像の各第二画像は、低輝度であり、アークＡの形状、溶接ワイヤ１３ａの先端を明確に認識できる。
【００８９】
そして、画像処理部３’は、図８（ｃ）に示すように、図８（ａ）に示す各第一画像と、図８（ｂ）に示す各第二画像とを積算処理して、図８（ｃ）に示す第三画像を生成する（図６：ステップＳ２ｉ）。積算処理は、ＨＤＲ（High  Dynamic  Range）処理を用いる。
【００９０】
また、画像処理部３’は、図８（ｃ）に示すように、各第一画像と、各第二画像とを積算処理して生成した第三画像を時系列に並べることで（図６：ステップＳ２ｊ）、複数の画像の各サイクルにおいて選択して積算処理した３０画像の第三画像Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’…Ｃ３０’が生成される。この第三画像Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’…Ｃ３０’は、高輝度の各第一画像と低輝度の各第二画像とが積算されたものであるから、ダイナミックレンジの広い画像であり、開先１０１、溶接ワイヤ１３ａの先端部、溶融池１０２、溶接ビード１０３およびスパッタを確認できる明確な動画を取得できる。
【００９１】
このように、本実施形態の画像処理装置１’は、２つのカメラ２Ａ，２Ｂと、カメラ２Ａ，２Ｂ毎に設けられ、各々の透過光量が異なる複数のフィルタ６Ａ，６Ｂと、各カメラ２Ａ，２Ｂに、加工状況に応じて光量が変化する地点の像を、各カメラ２Ａ，２Ｂに対応するフィルタ６Ａ，６Ｂを介して入射させる光学部材５と、一方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの第一画像を選択し、他方のカメラ２Ｂが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を同数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの第二画像を選択して、同期している第一画像と第二画像とを積算処理し、第三画像を生成する画像処理部３’と、を備える。
【００９２】
また、本実施形態の画像処理方法は、加工状況に応じて光量が変化する地点を撮像する工程は、加工状況に応じて光量が変化する地点の像を、透過光量が異なるフィルタ６Ａ，６Ｂを介して複数のカメラ２Ａ，２Ｂに入射させ、各カメラ２Ａ，２Ｂから画像を同期して取得すると共に、一方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの第一画像を選択する工程と、他方のカメラ２Ｂが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を同数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの第二画像を選択する工程と、同期している第一画像と第二画像とを積算処理し、第三画像を生成する工程と、を含む。
【００９３】
また、本実施形態のプログラムは、加工状況に応じて光量が変化する地点の像が、透過光量が異なるフィルタ６Ａ，６Ｂを介して複数のカメラ２Ａ，２Ｂに入射され、各カメラ２Ａ，２Ｂから画像を同期して取得すると共に、一方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの第一画像を選択するステップと、他方のカメラ２Ｂが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を同数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの第二画像を選択するステップと、同期している第一画像と第二画像とを積算処理し、第三画像を生成するステップと、を実行させる。
【００９４】
従って、各サイクルの所定数の画像のうち、輝度の大きさにより画像を選択することで、アーク溶接部において、開先１０１、溶接ワイヤ１３ａの先端部、溶融池１０２、および溶接ビード１０３を確認できる明確な動画を簡便に取得できる。しかも、フィルタ６Ａ，６Ｂにより、２つのカメラ２Ａ，２Ｂから取得した各画像の輝度を異ならせ、これを積算処理することで、ダイナミックレンジの広い画像とし、開先１０１、溶接ワイヤ１３ａの先端部、溶融池１０２、溶接ビード１０３およびスパッタを確認できる明確な動画を取得できる。しかも、光学部材５により、２つのカメラ２Ａ，２Ｂに同一視野のアーク溶接部の像をそれぞれ入射させること、および各カメラ２Ａ，２Ｂから画像を同期して取得することで、積算処理においてずれを防止でき、鮮明な動画を取得できる。
【００９５】
ここで、第一画像および第二画像の選択と、第三画像の積算処理との順序については、どちらでも実施可能であるが、第一画像および第二画像の選択の後、第三画像の積算処理をすることが好ましい。逆の順であると、全画像に対して積算処理をする必要があり、処理数が増大する。
【００９６】
さらに、第一画像および第二画像の選択の際、光量／輝度の高い画像よりも光量／輝度の低い画像を優先することが好ましい。例えば、いずれでもハレーションが生じる場合には、光量／輝度の低い画像の方が定性的に見やく、即ち、低輝度画像で見たときでさえ、ハレーションが生じる画像を確実にはじくことができる。なお、各フィルタ６Ａ，６Ｂの優先度においては、光量／輝度のどちらで一方のみでも実施できる。
【００９７】
なお、一方のカメラ２Ａが撮像した画像から相対的な輝度の大きさの第一画像を選択すると、他方のカメラ２Ｂが撮像した画像から同期した第二画像を選択することができるため、他方のカメラ２Ｂにおいて相対的な輝度の大きさから第二画像を選択する処理を省いてもよい。即ち、本実施形態の画像処理装置１’は、一のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの第一画像を選択し、選択した第一画像と、第一画像と同期している他のカメラ２Ｂが撮像した画像から選択した第二画像とを積算処理し、第三画像を生成する画像処理部３’を備える。また、本実施形態の画像処理方法は、一方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの第一画像を選択する工程と、選択した第一画像と、第一画像と同期している他のカメラ２Ｂが撮像した画像から選択した第二画像とを積算処理し、第三画像を生成する工程と、を含む。また、本実施形態のプログラムは、一方のカメラ２Ａが撮像した時系列に並ぶ複数の画像を所定数のサイクルに分け、各サイクル内に含まれる画像毎の輝度を比較し、サイクル毎で同様に相対的な輝度の大きさの第一画像を選択するステップと、選択した第一画像と、第一画像と同期している他のカメラ２Ｂが撮像した画像から選択した第二画像とを積算処理し、第三画像を生成するステップと、を実行させる。
【００９８】
また、本実施形態の記録媒体は、上記プログラムを記録している。従って、カメラ２Ａ，２Ｂでアーク溶接部を撮像した画像を処理する装置に対し、上記プログラムを更新できる。
【００９９】
また、本実施形態の画像処理装置１’では、一方のカメラ２Ａへの入射光量と他方のカメラ２Ｂへの入射光量を異ならせる減光フィルタであるフィルタ６Ａ，６Ｂに加え、図５に示すように、波長カットフィルタ７を組み合わせて使用してもよい。波長カットフィルタ７は、各カメラ２Ａ，２Ｂへの入射光の所定の波長をカットするもので、指定の波長より短波長をカットし、長波長を透過させるロングパスフィルターや、指定の波長より長波長をカットし、短波長を透過させるショートパスフィルターや、特定波長帯のみ透過させ、それ以外をカットするバンドパスフィルターがあり、アーク溶接部の確認の邪魔になるアークの波長域（例えば、紫外域）をカットする。従って、より明確な動画を取得できる。
【０１００】
また、本実施形態の画像処理装置１’では、画像処理部３’は、サイクル内に含まれる画像毎の相対的に輝度の小さい画像を選択する。
【０１０１】
ＭＡＧ溶接では、アーク溶接部において、ワイヤ先端に形成された溶滴が溶融池へ短絡する期間と、それが開放されてアークが再点孤しアークが安定する期間を、６０〜１２回／秒で交互に繰り返し、不規則に短絡時、アーク再点孤時、アーク安定時の画像が記録され、時系列で動画として再生するとアークによりちらつきが発生し見にくいものとなる。即ち、アーク溶接部は、加工状況に応じて光量が変化する地点である。この点、本実施形態の画像処理装置１によれば、最も小さい輝度の画像を選択するため、ちらつきが発生するアークによる大きい輝度の画像を間引くことができ、明確な動画を取得できる。なお、最も小さい輝度の画像を選択することに限らず、１つのサイクルにおける中間の輝度の画像を選択してもよい。中間の輝度の画像を選択する場合、画像処理部３は、図４（ｂ）に示す画像Ｃ１−１、画像Ｃ１−２、画像Ｃ１−３の各ヒストグラムを比較し、より暗い側の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−１と、より明るい側の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−３と、その中間の画素の積算数が最も多いヒストグラムの画像Ｃ１−２とから、中間の画素の積算数が最も多く中間の輝度の画像Ｃ１−２を選択する。
【０１０２】
また、本実施形態の画像処理装置１’では、画像処理部３’は、カメラ２Ａ，２Ｂにてフレームレート９０ｆｐｓで撮像された画像を取得し、フレームレート９０ｆｐｓにおいてサイクルの所定数を３画像とし、各サイクルの３画像のうち輝度の大きさに基づいた相対評価で１画像を選択する。
【０１０３】
滑らかな動きで動画を見ることのできるのはフレームレート２４ｆｐｓが一般的であり、本実施形態の画像処理装置１’では、フレームレート９０ｆｐｓとして３画像のサイクルから１画像を選択して３０ｆｐｓを確保することで、滑らかな動きで動画を見ることができる。なお、上記フレームレートやサイクルの所定数については、滑らかな動きで動画を見られる一例であり、限定されるものではない。
【０１０４】
また、本実施形態の画像処理装置１’では、画像処理部３’は、各サイクルにおいて選択し、積算処理した各画像のみを時系列に並べる処理を行う。
【０１０５】
処理した画像データを記憶装置に記憶し、溶接装置１１にフィードバックをすることで、溶接のパラメータを見直してより品質の高い溶接を実施できる。この際、輝度の大きさに基づいた相対評価で選択し積算処理した各画像を含む全ての画像を記憶装置に記憶してもよいが（例えば、上述したフレームレート９０ｆｐｓの全て）、各サイクルにおいて選択し積算処理した各画像のみを時系列に並べる処理を行い、これを記憶装置に記憶することで、画像データの記憶容量を削減することができる。
【０１０６】
また、画像処理部３’は、選択した各画像のみを時系列に並べる処理を行い、これを表示部４に表示させる。このため、オペレータがアーク溶接部の確認を行うことができる。また、表示部４に表示させることで、オペレータがリアルタイムでアーク溶接部の確認を行うことができる。
【０１０７】
なお、上述した本実施形態の画像処理装置１’では、画素１点１点の明るさを積算することにより輝度のヒストグラムを作成することで輝度の大きさを得たが、この限りでなく、画素１点１点の明るさから明るい画素と暗い画素の比率、即ち明るさの分布に基づいて輝度の大きさを得てもよい。
【０１０８】
なお、上述した本実施形態の画像処理装置１’では、輝度の大きさを画像の明るさで説明したが、輝度の大きさを画像の色から得てもよい。例えば、青色が多い場合はアークの光量が多く、赤色が多い場合はアークの光量が少なく、輝度の大きさとして画像の色から選択しても、同様に簡便に明確な動画を取得できる。
【０１０９】
なお、上述した実施形態１，２では、溶接装置１１としてＭＡＧ溶接を行う装置を説明したが、溶接装置１１は、ＭＡＧ溶接以外に、例えば、ＴＩＧ溶接（Tungsten  Inert  Gas  Welding）などの他のアーク溶接を行うものであってもよい。即ち、実施形態１，２で説明した画像処理装置１，１’は、アーク発生期間と短絡期間の周期が極短時間で入れ替わるＭＡＧ溶接において特に有用であるが、他のアーク溶接に用いることを除外するものではなく、他のアーク溶接であっても簡便に開先や溶融池を明確に識別することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１，１’  画像処理装置
２，２Ａ，２Ｂ  カメラ
３，３’  画像処理部
４  表示部
５  光学部材
６Ａ，６Ｂ  フィルタ
７  波長カットフィルタ
１１  溶接装置
１２  電源
１３  ワイヤ供給部
１３ａ  溶接ワイヤ
１４  溶接トーチ
１５  シールドガス供給部
１６  移動機構
１７  溶接制御部
１００  溶接対象
１０１  開先
１０２  溶融池
１０３  溶接ビード
Ａ  アーク
【図１】
2020141370.tif 000003
【図２】
2020141370.tif 000004
【図３】
2020141370.tif 000005
【図４】
2020141370.tif 000006
【図５】
2020141370.tif 000007
【図６】
2020141370.tif 000008
【図７】
2020141370.tif 000009
【図８】
2020141370.tif 000010