(57)【要約】【課題】部品や文字などのエッジを安定して求め、精度良く認識する。【解決手段】０番目の画素Ｐ［０］の輝度値Ｌ［０］に設定値Ａを加えた輝度値＝Ｌ［０］＋Ａを求め、任意の輝度値２０２と比較し、加算値＝Ｌ［０］＋Ａが最大輝度値より小さい場合、加算値＝Ｌ［０］＋Ａと等しくなる画素位置を画素Ｐ［０］のエッジ点候補とする。以下同様に、次の画素Ｐ［１］に対するエッジ点候補を求め、最終画素Ｐ［ｍａｘ］まですべての画素に対するエッジ点候補を求める。エッジ点候補とされた各画素位置の数を積算し、数が最も多い画素位置をエッジ点として決定する。【選択図】        図３
2004362143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認識対象物のエッジと交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置における画素値と所定値を加算する加算手段と、
前記加算手段により加算された前記各画素位置における加算値を前記認識対象物のエッジと交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置における画素値と比較して略一致する画素をエッジ候補画素として算出するエッジ候補画素算出手段と、
前記エッジ候補画素算出手段により算出された前記エッジ候補画素の数を各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素として決定するエッジ画素決定手段とを、
有するエッジ検出装置。
【請求項２】
部品のエッジと交差する方向に前記部品を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置の輝度値を算出する輝度値算出手段と、
前記輝度値算出手段により算出された前記各画素位置における輝度値と所定値を加算する加算手段と、
前記加算手段により加算された前記各画素位置における加算値を前記輝度値算出手段により算出された前記各画素位置における輝度値とを比較して略一致する画素をエッジ候補画素として算出するエッジ候補画素算出手段と、
前記エッジ候補画素算出手段により算出された前記エッジ候補画素の数を前記各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素を前記部品のエッジとして決定するエッジ画素決定手段とを、
有するエッジ検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエッジ検出装置によりさらに、前記エッジと交差する方向と逆方向のエッジ候補画素を算出し、前記エッジと交差する方向及びそれと逆方向のエッジ候補画素の数を各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素として決定してそのエッジ画素により囲まれる中心を部品の中心として決定する部品認識装置。
【請求項４】
認識対象物のエッジと交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置における画素値と所定値を加算する加算ステップと、
前記加算ステップにより加算された前記各画素位置における加算値を前記認識対象物のエッジと交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置における画素値と比較して略一致する画素をエッジ候補画素として算出するエッジ候補画素算出ステップと、
前記エッジ候補画素算出ステップにより算出された前記エッジ候補画素の数を各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素として決定するエッジ画素決定ステップとを、
有するエッジ検出方法。
【請求項５】
部品のエッジと交差する方向に前記部品を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにより撮像された前記交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置の輝度値を算出する輝度値算出ステップと、
前記輝度値算出ステップにより算出された前記各画素位置における輝度値と所定値を加算する加算ステップと、
前記加算ステップにより加算された前記各画素位置における加算値を前記輝度値算出ステップにより算出された前記各画素位置における輝度値とを比較して略一致する画素をエッジ候補画素として算出するエッジ候補画素算出ステップと、
前記エッジ候補画素算出ステップにより算出された前記エッジ候補画素の数を前記各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素を前記部品のエッジとして決定するエッジ画素決定ステップとを、
有するエッジ検出方法。
【請求項６】
請求項５に記載のエッジ検出方法によりさらに、前記エッジと交差する方向と逆方向のエッジ候補画素を算出し、前記エッジと交差する方向及びそれと逆方向のエッジ候補画素の数を各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素として決定してそのエッジ画素により囲まれる中心を部品の中心として決定する部品認識方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品や文字などの認識対象物のエッジを検出するエッジ検出装置及び部品認識装置並びにエッジ検出方法及び部品認識方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエッジ検出方法は、例えば下記の特許文献１に示されるようにデジタル画像をエッジ強調するために微分処理している。以下、図面を参照しながら、従来のエッジ検出方法の一例である微分処理について説明する。図４は図２（ａ）の処理エリア２０１の画像の隣接画素を微分して二次元グラフに示した従来のエッジ検出方法を示し、まず、図２（ａ）に示す処理エリア２０１の画像に対して、左から右へスキャンし各画素Ｐ［ｋ］の輝度値Ｌ［ｋ］を算出する。
【０００３】
次いで、算出した各画素Ｐ［ｋ］の輝度値Ｌ［ｋ］と、その画素Ｐ［ｋ］に隣接する右側の画素Ｐ［ｋ＋１］の輝度値Ｌ［ｋ＋１］との差ΔＬ［ｋ］＝Ｌ［ｋ＋１］−Ｌ［ｋ］を計算し、その結果ΔＬ［ｋ］を微分値とする。微分値ΔＬ［ｋ］の大きい画素Ｐ［ｋ］は、隣接する画素Ｐ［ｋ＋１］との輝度差が大きいものであり、微分値のピークを検出する。その検出したピークの画素の座標をエッジ点４０１としている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１７８５４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、ピークが複数出現してきたときに、どのピークがエッジ点として選択されるか不明確であり、正確なエッジが求められないので、エッジを精度良く認識することができないという問題点を有していた。特に基板上に突出して配置された部品を照明して撮像する場合、部品のエッジ部の影などにより正確なエッジが求められない。
【０００６】
本発明は上記の問題点を解決し、部品や文字などのエッジを安定して求め、精度良く認識することができるエッジ検出装置及び部品認識装置並びにエッジ検出方法及び部品認識方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、認識対象物のエッジと交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置における画素値と所定値を加算する加算手段と、
前記加算手段により加算された前記各画素位置における加算値を前記認識対象物のエッジと交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置における画素値と比較して略一致する画素をエッジ候補画素として算出するエッジ候補画素算出手段と、
前記エッジ候補画素算出手段により算出された前記エッジ候補画素の数を各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素として決定するエッジ画素決定手段とを、
有する構成とした。
【０００８】
また本発明は、部品のエッジと交差する方向に前記部品を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置の輝度値を算出する輝度値算出手段と、
前記輝度値算出手段により算出された前記各画素位置における輝度値と所定値を加算する加算手段と、
前記加算手段により加算された前記各画素位置における加算値を前記輝度値算出手段により算出された前記各画素位置における輝度値とを比較して略一致する画素をエッジ候補画素として算出するエッジ候補画素算出手段と、
前記エッジ候補画素算出手段により算出された前記エッジ候補画素の数を前記各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素を前記部品のエッジとして決定するエッジ画素決定手段とを、
有する構成とした。
【０００９】
上記構成により、部品や文字などのエッジを安定して求め、精度良く認識することができる。
【００１０】
また本発明の部品認識装置は、上記構成のエッジ検出装置によりさらに、前記エッジと交差する方向と逆方向のエッジ候補画素を算出し、前記エッジと交差する方向及びそれと逆方向のエッジ候補画素の数を各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素として決定してそのエッジ画素により囲まれる中心を部品の中心として決定するよう構成したものである。
【００１１】
上記構成により部品のエッジを安定して求め、精度良く認識することができる。
【００１２】
また本発明のエッジ検出方法は、認識対象物のエッジと交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置における画素値と所定値を加算する加算ステップと、
前記加算ステップにより加算された前記各画素位置における加算値を前記認識対象物のエッジと交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置における画素値と比較して略一致する画素をエッジ候補画素として算出するエッジ候補画素算出ステップと、
前記エッジ候補画素算出ステップにより算出された前記エッジ候補画素の数を各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素として決定するエッジ画素決定ステップとを、
有する構成とした。
【００１３】
また本発明のエッジ検出方法は、部品のエッジと交差する方向に前記部品を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにより撮像された前記交差する方向に配列された複数の画素の各画素位置の輝度値を算出する輝度値算出ステップと、
前記輝度値算出ステップにより算出された前記各画素位置における輝度値と所定値を加算する加算ステップと、
前記加算ステップにより加算された前記各画素位置における加算値を前記輝度値算出ステップにより算出された前記各画素位置における輝度値とを比較して略一致する画素をエッジ候補画素として算出するエッジ候補画素算出ステップと、
前記エッジ候補画素算出ステップにより算出された前記エッジ候補画素の数を前記各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素を前記部品のエッジとして決定するエッジ画素決定ステップとを、
有する構成とした。
【００１４】
上記構成により、部品や文字などのエッジを安定して求め、精度良く認識することができる。
【００１５】
また本発明の部品認識方法は、請求項５に記載のエッジ検出方法によりさらに、前記エッジと交差する方向と逆方向のエッジ候補画素を算出し、前記エッジと交差する方向及びそれと逆方向のエッジ候補画素の数を各画素位置ごとに積算し、前記エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素として決定してそのエッジ画素により囲まれる中心を部品の中心として決定する構成とした。
【００１６】
上記構成により部品のエッジを安定して求め、精度良く認識することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係るエッジ検出装置及び部品認識装置の一実施の形態を示すブロック図、図２は部品のエッジ近傍の輝度値を示すグラフ、図３は本発明によるエッジ検出処理を示す説明図、図４は従来のエッジ検出方法を示す説明図である。
【００１８】
図１において、まず、画像入力部１０１では、平面画像や対象物の面が背景と非同一平面にある立体対象物を図示省略のカメラにより撮像する。続く処理エリア設定部１０２では、画像入力部１０１で撮像された平面画像や対象物の面が背景と非同一平面にある立体対象物のエッジを検出する処理エリア２０１を図２（ａ）に示すように設定する。この処理エリア２０１には、検出すべき認識対象物のエッジと交差する方向（例えば直交する方向）に複数の画素が配列されることとなる。続くエリア内投影輝度値の算出部１０３では、処理エリア設定部１０２で設定された処理エリア２０１内の輝度値Ｌを図２（ｂ）に示すように算出する。
【００１９】
続くエッジ候補点格納部１０４では、エリア内投影輝度値の算出部１０３で算出された各画素位置における輝度値Ｌとあらかじめ設定された所定値Ａを加算し、各画素位置における加算値＝Ｌ＋Ａを各画素位置における輝度値Ｌと比較して略一致する画素位置をエッジ候補画素として算出してメモリに格納する。続くエッジ点の決定部１０５では、エッジ候補点格納部１０４で算出されたエッジ候補点の数を各画素位置ごとに積算し、エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素として決定する。
【００２０】
図２（ａ）は画像入力部１０１と処理エリア設定部１０２を経て得た処理エリア２０１内の画像を示し、処理エリア２０１は背景エリア２０３と電子部品エリア２０４を含む。図２（ｂ）はエリア内投影輝度の算出部１０３で算出した背景エリア２０３と電子部品エリア２０４を含む処理エリア２０１内の輝度値Ｌを「画素Ｐ対輝度Ｌ」の二次元グラフで示したものである。
【００２１】
図３はエッジ候補点格納部１０４により、図２に示す輝度値Ｌに所定値Ａを加算し、各画素位置における加算値＝Ｌ＋Ａを各画素位置における輝度値Ｌとを比較して略一致する画素位置をエッジ候補画素として算出し、次いでエッジ点の決定部１０５により、エッジ候補点格納部１０４で算出されたエッジ候補点の数を各画素位置ごとに積算し（図の３０４）、エッジ候補画素の数が最も多い画素をエッジ画素３０５として決定する処理を示した図である。
【００２２】
以下、その動作を詳しく説明する。まず、図示省略のカメラより平面画像や対象物の一面が背景と非同一平面にある立体対象物を撮像し、Ａ／Ｄ変換後に複数のメモリの１つに書き込んで格納する。画像を処理するためにメモリに書き込まれた最も新しい画像を読み出す。次に部品画像のおおよその中心を求め、その中心からエッジを検出するための背景エリア２０３と電子部品エリア２０４を含む処理エリア２０１を設定する。
【００２３】
処理エリア２０１内に対して、背景エリア２０３と電子部品エリア２０４をスキャンして各画素の輝度値Ｌ（２０２）を算出する。また、逆に電子部品エリア２０４から背景エリア２０３をスキャンして各画素の輝度値Ｌを算出してエッジ点を求めれば、部品の中心を求めることができる。
【００２４】
図３に示すように、算出した各画素の輝度値２０２より、０番目の画素Ｐ［０］の輝度値Ｌ［０］に設定値Ａを加えた輝度値＝Ｌ［０］＋Ａを求め、任意の輝度値２０２と比較する。ここで、輝度値Ｌが、例えば８ビット（Ｌ＝０〜２５５）の場合、Ａ＝４０程度とする。加算値＝Ｌ［０］＋Ａが最大輝度値より小さい場合、加算値＝Ｌ［０］＋Ａと等しくなる画素位置を画素Ｐ［０］のエッジ点候補とする。以下同様に、次の画素Ｐ［１］に対するエッジ点候補を求め、最終画素Ｐ［ｍａｘ］まですべての画素に対するエッジ点候補を求める。そして、エッジ点候補とされた各画素位置の数を積算し、数が最も多い画素位置をエッジ点として決定する。
【００２５】
上記実施の形態は、部品を認識する場合を例にとり説明したが、本発明は、文字や図形など、２次元平面に印刷されたり表示されているもののエッジを検出するにも効果的である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、部品や文字などのエッジを安定して求め、精度良く認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエッジ検出装置及び部品認識装置の一実施の形態を示すブロック図
【図２】部品のエッジ近傍の輝度値を示すグラフ
【図３】本発明によるエッジ検出処理を示す説明図
【図４】従来のエッジ検出方法を示す説明図
【符号の説明】
１０１  画像入力部
１０２  処理エリア設定部
１０３  エリア内投影輝度値の算出部
１０４  エッジ候補点格納部
１０５  エッジ点の決定部
２０１  処理エリア
２０２  輝度値
２０３  背景エリア
２０４  電子部品エリア
３０４  画素位置ごとの積算値
３０５  エッジ候補画素数が最も多い画素（エッジ画素）
【図１】
2004362143.tif 000003
【図２】
2004362143.tif 000004
【図３】
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【図４】
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