(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示された画像について画像処理を施して線分ないし直線を識別する線分識別部と、
前記表示部に表示された画像について画像処理を施して円弧ないし円を識別する円弧識別部と、
前記円弧識別部によって識別された円弧ないし円に対して前記線分識別部によって識別された線分ないし直線が接するという条件が入力された際、前記円弧識別部によって識別された円弧ないし円の中心から前記線分識別部によって識別された線分ないし直線までの距離を計算し、当該距離が半径であるように前記円弧識別部によって識別された円弧ないし円を補正する円弧補正部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記線分識別部は、前記画像の輝度変化に基づいて、線分ないし直線を識別するようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記円弧識別部は、前記画像の輝度変化に基づいて、円弧ないし円を識別するようになっている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記円弧識別部は、前記表示部に表示された画像に対して指定された３つの座標点に基づいて、当該３つの座標点を通るような円弧ないし円を識別するようになっている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像を表示する表示工程と、
前記表示工程で表示された画像について画像処理を施して線分ないし直線を識別する線分識別工程と、
前記表示工程で表示された画像について画像処理を施して円弧ないし円を識別する円弧識別工程と、
前記円弧識別工程によって識別された円弧ないし円に対して前記線分識別工程によって識別された線分ないし直線が接するという条件が入力された際、前記円弧識別工程によって識別された円弧ないし円の中心から前記線分識別工程によって識別された線分ないし直線までの距離を計算し、当該距離が半径であるように前記円弧識別部によって識別された円弧ないし円を補正する円弧補正工程と、
を備えたことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡システムやカメラによって取得された対象物の画像について画像処理を施して当該対象物の形状の各種要素（線分、円弧等）を識別する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、精密金型加工や半導体関連の精密部品加工などの精密加工を行う工作機械には、ワークの画像を取得する光学システム（例えば顕微鏡システム）が搭載されている。この光学システムによって取得された画像は、所定の画像処理が施されて、ワークの形状の線分や円弧等の各種要素が座標情報として識別され、登録される。
【０００３】
特開２０１２‐８１００号公報（特許文献１）には、検出対象物の有無を判定する目的で、明暗を判定する輝度の二値化で画像を処理して画像を領域線で区切る画像処理装置が開示されている。
【０００４】
特表２０１４‐５１４５８０号公報（特許文献２）には、二値化によりエッジを強調補正して画像を見易く際立たせる画像処理装置が開示されている。
【０００５】
特開２０ｌ３‐１９６６０６号公報（特許文献３）には、輝度の変化点をエッジ点として検出して、当該エッジ点の集合に直線を当てはめることで、物体の輪郭線を検出する画像処理装置が開示されている。
【０００６】
特開２０１２‐２０３６０１号公報（特許文献４）には、取り込んだ画像の形状の各種要素（線分、円弧等）に方程式を当てはめ、グラフとして画像上に線を作図する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２‐８１００
【特許文献２】特表２０１４‐５１４５８０
【特許文献３】特開２０ｌ３‐１９６６０６
【特許文献４】特開２０１２‐２０３６０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、ワークの形状の線分（ないし直線）と円弧（ないし円）とは、それぞれが別々に識別されている。このため、それらの識別誤差によっては、ワーク上では線分（ないし直線）と円弧（ないし円）とが滑らかに連続している（接している）のに、識別された当該線分（ないし直線）と円弧（ないし円）とは滑らかに連続していない（接していない）、という場合があった。
【０００９】
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、例えばワーク上で滑らかに連続している（接している）線分（ないし直線）と円弧（ないし円）について、識別された当該線分（ないし直線）と円弧（ないし円）についても滑らかに連続する（接する）ような画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、画像を表示する表示部と、前記表示部に表示された画像について画像処理を施して線分ないし直線を識別する線分識別部と、前記表示部に表示された画像について画像処理を施して円弧ないし円を識別する円弧識別部と、前記円弧識別部によって識別された円弧ないし円に対して前記線分識別部によって識別された線分ないし直線が接するという条件が入力された際、前記円弧識別部によって識別された円弧ないし円の中心から前記線分識別部によって識別された線分ないし直線までの距離を計算し、当該距離が半径であるように前記円弧識別部によって識別された円弧ないし円を補正する円弧補正部と、を備えたことを特徴とする画像処理装置である。
【００１１】
本件発明者が各種の大量のデータ取り等から得た知見によれば、識別された線分ないし直線の誤差と、識別された円弧ないし円の中心位置の誤差と、識別された円弧ないし円の半径の誤差のうち、画像処理の信頼性という点で、識別された円弧ないし円の半径の誤差が相対的に大きい。すなわち、本件発明者の知見によれば、識別された円弧ないし円の半径の信頼性が、相対的に劣る。この知見に基づいて、本発明では、円弧識別部によって識別された円弧ないし円の中心から線分識別部によって識別された線分ないし直線までの距離を計算し、当該距離が半径であるように円弧識別部によって識別された円弧ないし円を補正することにより、例えばワーク上で滑らかに連続している線分（ないし直線）と円弧（ないし円）について、識別された当該線分（ないし直線）と円弧（ないし円）についても滑らかに連続したものを得ることができる一方、識別された当該線分（ないし直線）と円弧（ないし円）の信頼性をも維持することができる。
【００１２】
前記線分識別部は、例えば、前記画像の輝度変化に基づいて、線分ないし直線を識別するようになっている。この場合、線分ないし直線を高精度に（高い信頼性をもって）識別することが容易である。
【００１３】
また、前記円弧識別部は、例えば、前記画像の輝度変化に基づいて、円弧ないし円を識別するようになっている。この場合、円弧ないし円を高精度に（高い信頼性をもって）識別することが容易である。
【００１４】
あるいは、前記円弧識別部は、例えば、前記表示部に表示された画像に対して指定された３つの座標点に基づいて、当該３つの座標点を通るような円弧ないし円を識別するようになっている。この場合、当該３つの座標点を通ることが保証されるため、当該３つの座標点の指定の仕方を工夫することで、識別された円弧ないし円の信頼性を顕著に高めることができる。
【００１５】
また、本発明は、画像を表示する表示工程と、前記表示工程で表示された画像について画像処理を施して線分ないし直線を識別する線分識別工程と、前記表示工程で表示された画像について画像処理を施して円弧ないし円を識別する円弧識別工程と、前記円弧識別工程によって識別された円弧ないし円に対して前記線分識別工程によって識別された線分ないし直線が接するという条件が入力された際、前記円弧識別工程によって識別された円弧ないし円の中心から前記線分識別工程によって識別された線分ないし直線までの距離を計算し、当該距離が半径であるように前記円弧識別部によって識別された円弧ないし円を補正する円弧補正工程と、を備えたことを特徴とする画像処理方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円弧識別部によって識別された円弧ないし円の中心から線分識別部によって識別された線分ないし直線までの距離を計算し、当該距離が半径であるように円弧識別部によって識別された円弧ないし円を補正することにより、例えばワーク上で滑らかに連続している線分（ないし直線）と円弧（ないし円）について、識別された当該線分（ないし直線）と円弧（ないし円）についても滑らかに連続したものを得ることができる一方、識別された当該線分（ないし直線）と円弧（ないし円）の信頼性をも維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態の画像処理装置を搭載した工作機械の概略図である。
【図２】図１の画像処理装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図１の画像処理装置の表示部に表示される画像の一例を示す図である。
【図４】線分識別部によって図３の画像における線分が識別される工程の一例を示す図である。
【図５】円弧識別部によって図３の画像における円弧が識別される工程の一例を示す図である。
【図６】円弧補正部によって円弧が補正される前の、線分及び円弧の一例を示す図である。
【図７】円弧補正部によって円弧が補正された後の、線分及び円弧の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態の画像処理装置１００を搭載した工作機械３００の概略図であり、図２は、図１の画像処理装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態の画像処理装置１００は、画像を表示する表示部１０と、表示部１０に表示された画像について画像処理を施すコンピュータ２０と、コンピュータ２０に所望の操作の入力を行う操作入力部３０と、を備えている。本実施の形態では、操作入力部３０は、マウス３１とキーボード３２とを有している。また、本実施の形態では、画像処理装置１００は、光学システムとしての顕微鏡システム４０を有する加工機２００と通信可能に接続されており、顕微鏡システム４０によって撮像された画像（例えばワークＷの画像）を取得できるようになっている。
【００２１】
本実施の形態では、コンピュータ２０は、図２に示すように、加工機２００に搭載された顕微鏡システム４０によって撮像された画像を入力画像として取得する画像入力部２１を有している。そして、コンピュータ２０は、画像出力部２４を介して、表示部１０に前記画像を表示させるようになっている。
【００２２】
また、図２に示すように、コンピュータ２０は、表示部１０が表示する画像について画像処理を施すようになっている。具体的には、コンピュータ２０は、図２に示すように、表示部１０に表示された画像について画像処理を施して線分ないし直線を識別する線分識別部２２と、表示部１０に表示された画像について画像処理を施して円弧ないし円を識別する円弧識別部２３と、を有している。
【００２３】
例えば、線分ないし直線を識別する具体的な手順の一例は、本件出願人による特願２０１４−１６４４５７に記載されている。同様に、例えば、円弧ないし円を識別する具体的な手順の一例も、本件出願人による特願２０１４−１６４４５７に記載されている。
【００２４】
本実施の形態では、線分識別部２２は、前記画像の輝度変化に基づいて、線分ないし直線を識別するようになっている。また、本実施の形態では、円弧識別部２３は、前記画像の輝度変化に基づいて、円弧ないし円を識別するようになっている。
【００２５】
そして、コンピュータ２０は、図２に示すように、円弧識別部２３によって識別された円弧ないし円を補正する円弧補正部２５を備えており、別々に識別された円弧ないし円と線分ないし直線との識別誤差によって円弧ないし円と線分ないし直線とが滑らかに連続しないという問題を解消するようになっている。具体的には、円弧識別部２３によって識別された円弧ないし円に対して線分識別部２２によって識別された線分ないし直線が接するという条件が、例えば操作入力部３０を介して入力され得るようになっており、そのような入力があった際に、本実施の形態の円弧補正部２５は、円弧識別部２３によって識別された円弧ないし円の中心から線分識別部２２によって識別された線分ないし直線までの距離を計算し、当該距離が半径であるように円弧識別部２３によって識別された円弧ないし円を補正するようになっている。
【００２６】
次に、図３乃至図７を参照して、本実施の形態の画像処理装置１００の作用について説明する。
【００２７】
画像処理装置１００のコンピュータ２０は、加工機２００に搭載された顕微鏡システム４０によって撮像された画像（例えばワークＷの画像）を、画像入力部２１を介して取得する。そして、当該画像が表示部１０に表示される（表示工程）。
【００２８】
図３には、このようにして画像処理装置１００の表示部１０に表示される画像の一例が示されている。図３に示すように、当該画像は、点Ｐ１から点Ｐ２までの線分（以下、線分Ｌという。）と点Ｐ２から点Ｐ３までの円弧（以下、円弧Ａという。）とを有している。ここで、図３に示すように、線分Ｌと円弧Ａとは接している、すなわち、滑らかに連続している。
【００２９】
そして、線分識別部２２は、表示部１０に表示された画像について画像処理を施して、線分Ｌを識別する（線分識別工程）。また、円弧識別部２３は、表示部１０に表示された画像について画像処理を施して、円弧Ａを識別する（円弧識別工程）。
【００３０】
図４は、線分識別部２２によって図３の画像における線分Ｌが識別される工程の一例を示す図であり、図５は、円弧識別部２３によって図３の画像における円弧Ａが識別される工程の一例を示す図である。図４に示すように、線分識別部２２は、例えばユーザーの操作入力に基づいて規定される矩形状の領域Ｒ１（図４では二点鎖線で表示されている）内における輝度変化に基づいて、線分Ｌを識別する。同様に、図５に示すように、円弧識別部２３も、例えばユーザーの操作入力に基づいて規定される扇形状の領域Ｒ２（図５では二点鎖線で表示されている）内における輝度変化に基づいて、円弧Ａを識別する。（矩形状の領域Ｒ１及び扇形状の領域Ｒ２を規定する具体的な手順の例が、前述の本件出願人による特願２０１４−１６４４５７に詳述されている。）
【００３１】
以上のようにして別々に識別された線分Ｌ及び円弧Ａは、識別誤差によって、滑らかに連続しない場合がある。このため、円弧補正部２５は、線分Ｌ及び円弧Ａが滑らかに連続するように、円弧識別部２３によって識別された円弧Ａの半径を補正する。
【００３２】
図６は、円弧補正部２５によって円弧Ａが補正される前の、線分Ｌ及び円弧Ａの一例を示す図であり、図７は、円弧補正部２５によって円弧Ａが補正された後の、線分Ｌ及び円弧Ａ’の一例を示す図である。
【００３３】
ユーザーによって、例えば操作入力部３０を介して、円弧識別部２３によって識別された円弧Ａに対して線分識別部２２によって識別された線分Ｌが接するという条件が入力された際には、円弧補正部２５は、図７に示すように、円弧Ａの中心Ｏから線分Ｌまでの距離ｄを計算する。（この距離ｄは、円弧Ａの中心Ｏから線分Ｌに対する垂線Ｈを引いた時の、中心Ｏから垂線Ｈと線分Ｌとの交点Ｑまでの距離に相当する。）そして、円弧補正部２５は、当該距離ｄが半径であるように、円弧識別部２３によって識別された円弧Ａを補正する（円弧補正工程）。図７において、補正される前の円弧Ａは破線で示されており、補正された後の円弧Ａ’は実線で示されている。この結果、滑らかに連続する（接する）線分Ｌと（補正された後の）円弧Ａ’とが得られる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、円弧識別部２３によって識別された円弧Ａの中心Ｏから線分識別部２２によって識別された線分Ｌまでの距離ｄを計算し、当該距離ｄが半径であるように円弧識別部２３によって識別された円弧Ａを補正することにより、例えばワーク上で滑らかに連続している線分Ｌと円弧Ａについて、識別された当該線分Ｌと円弧Ａ’についても滑らかに連続したものを得ることができる一方、識別された当該線分Ｌと円弧Ａ’の信頼性をも維持することができる。
【００３５】
なお、円弧識別部２３は、表示部１０に表示された画像に対して指定された３つの座標点に基づいて、当該３つの座標点を通るような円弧ないし円を識別するようになっていてもよい。この場合、当該３つの座標点を通ることが保証されるため、当該３つの座標点の指定の仕方を工夫することで、識別された円弧ないし円の信頼性を顕著に高めることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  表示部
２０  コンピュータ
２１  画像入力部
２２  線分識別部
２３  円弧識別部
２４  画像出力部
２５  円弧補正部
３０  操作入力部
３１  マウス
３２  キーボード
４０  顕微鏡システム
１００  画像処理装置
２００  加工機
３００  工作機械
Ｌ  線分
Ａ  補正前の円弧
Ａ’  補正後の円弧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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