(57)【要約】【課題】安価なモノクロカメラを使用するとともに撮像画像の画像データ処理を少なくして画像処理を高速に行うことができ、撮像時にワークの影が発生してもワーク外形の検出に影の影響を排除することができ、低コストでワーク外形検出方法及び画像処理システムを提供する。【解決手段】第１ステップで取得した撮像画像を床面と支持部の中間値の輝度を閾値として二値化し、二値化した画像データをマスクデータにする。支持部の表面の明度と同レベルの明度を有するワークを、支持部に支持した状態でモノクロカメラによりワーク台とともに撮像し、ワーク撮像画像を取得する。ワーク撮像画像から、マスクデータにおける支持部に関する画像領域５２，５４を消去して支持部消去画像を取得する。支持部消去画像から、支持部消去部分を含んだワーク外形線５７を抽出し、支持部消去部分を補間処理してワーク外形線５８を取得する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持する支持部と、前記支持部に隣接して設けられ前記支持部よりも下方に位置する背景を見通し可能な隙間を有するとともに、前記支持部と前記背景が明度差を有するように設定されたワーク台を、前記ワークを支持していない状態でモノクロカメラで前記支持部よりも上方から撮影する第１ステップと、
第１ステップで取得した撮像画像を前記背景と前記支持部の中間値の輝度を閾値として二値化し、二値化した画像データをマスクデータとする第２ステップと、
前記背景に対して前記支持部の明るさと同方向の明るさを有するワークを前記支持部に支持した状態で前記モノクロカメラにより前記ワーク台とともに撮像し、ワーク撮像画像を取得する第３ステップと、
前記ワーク撮像画像から、前記マスクデータにおける前記支持部に関する支持部領域を消去して支持部消去画像を取得する第４ステップと、
前記支持部消去画像から、支持部消去部分を含んだワーク外形線を抽出し、前記支持部消去部分を補間処理してワーク外形線を取得する第５ステップを含むワーク外形形状検出方法。
【請求項２】
前記第１ステップにおいて、前記支持部は、前記背景の明度よりも低く設定されるとともに、前記第３ステップにおいて、ワークは、前記背景の明度よりも低く設定されることを特徴とする請求項１に記載のワーク外形形状検出方法。
【請求項３】
前記支持部は、格子状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワーク外形形状検出方法。
【請求項４】
ワークを支持する支持部と、前記支持部に隣接して設けられ前記支持部よりも下方に位置する背景を見通し可能な隙間を有するとともに、前記支持部と前記背景が明度差を有するように設定されたワーク台と、
前記ワーク台の上方に配置されたモノクロカメラと、
前記ワークを支持していない状態でモノクロカメラで前記支持部よりも上方から撮影して取得した撮像画像を、前記背景と前記支持部の中間値の輝度を閾値として二値化する二値化手段と、
前記二値化した画像データをマスクデータとして記憶する記憶手段と、
前記背景に対して前記支持部の明るさと同方向の明るさを有するワークを前記支持部に支持した状態で前記モノクロカメラにより前記ワーク台とともに撮像して得たワーク撮像画像から、前記マスクデータにおける前記支持部に関する支持部領域を消去して支持部消去画像を取得する支持部消去画像生成手段と、
前記支持部消去画像から、支持部消去部分を含んだワーク外形線を抽出し、前記支持部消去部分を補間処理してワーク外形線を取得するワーク外形線抽出手段とを備えることを特徴とする画像処理システム。
【請求項５】
前記ワークの支持部は、前記背景の明度よりも低く設定され、
前記二値化手段が二値化する撮像画像における前記ワークの輝度は、前記背景の輝度よりも低いことを特徴とする請求項４に記載の画像処理システム。
【請求項６】
前記支持部は、格子状に形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの外形形状検出方法及び画像処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの種類の判定や、ワークの外観を検査する画像処理システムにおいて、画像撮影の際の周辺の照明環境によっては、図５に示すようにワークの周囲、すなわち、ワークＷを載置しているワーク台１００にワークの影Ｋできる場合がある。図５において、矢印は、図示しない照明ランプからの照射方向を示している。ワーク台１００上の影Ｋは黒っぽく見えるものの明度が低いだけで本来の色相はワーク台１００の色相と同じである。しかし、モノクロカメラ１１０で前記ワークＷを撮影した場合、得られる画像は、輝度情報だけであり、色相情報がない。ワークＷ自体が黒、又は濃色系の色であれば、ワーク自体と影は同様に写る。従って、特に、ワークＷ自体が濃色系、または少なくとも外周が濃色系のワークに対して、画像処理システムでワーク形状を検出する際、影をワークの一部と誤認識し、形状判定の処理などで誤りを発生しやすい（図６（ｂ）参照）。
【０００３】
ここで、図６（ａ）は、従来の画像処理システムにおいて、図５に示すワーク台１００上に載置されたワークＷを、ワークＷの鉛直上方に配置したモノクロカメラ１１０で撮像した撮像画像を示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）の撮像画像に対して画像処理により、二値化画像を取得した後、輪郭抽出を行ったワークの外形形状検出結果の失敗例を示している。同図において、Ｌ１は検出結果の輪郭線を示している。又、図６（ｃ）は、図６（ａ）において、例えば、影ＫがないようにしてワークＷをモノクロカメラ１１０により撮像することにより得た撮像画像に対して画像処理を行い、画像処理システムにより二値化画像を取得した後、輪郭抽出を行ったワークの外形形状検出の結果の成功例を示している。同図において、Ｌ２は検出結果の輪郭線を示している。
【０００４】
特許文献１には、撮影部にて撮像したワーク画像と、画像条件を変えることにより作成される可変ワーク画像との差分を作成し、該差分画像からワークの傷、異物等の不確定部位の寸法を算出する画像検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３６７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにモノクロカメラでワークを撮像し、撮像画像に基づいて、ワークの外形形状検出を行う場合、ワーク自体の外形とワークの影の区別が難しく、外形形状の判定を誤りやすい問題がある。特に、ワーク全体の色、または、少なくとも外周部の色が、黒、濃色系のワークとなっている場合には、この問題は顕著に表れる。
【０００７】
なお、カラーカメラであれば、ワークの外形と影との区別は容易であるが、カラーカメラのコストが高いとともに、画像処理で扱うデータ量が増えるため、画像処理の時間が長くなる問題がある。
【０００８】
照明を積極的にワークに当ててワークの影の発生を抑える方法も考えられるが、この方法は下記の欠点がある。１つは、カメラの直下に位置するワークに反りがない場合、ワークに対して前記カメラと同軸となるように照明を当てれば、ワークの影はワーク台上には発生しないが、ワークの側部にワーク台から浮くような反りがあると、ワーク台から浮く部分のために影がワーク台上に投影される。また、ワークに対して前記カメラと同軸となるように照明を当てる場合、ワークの材質がガラスや金属類のときは、照射光がワーク表面で全反射することによりハレーション（レンズフレア）が生ずる。
【０００９】
カメラの撮影方向以外からの照射光を当てて影の発生を抑える方法があるが、この場合は、全方向から照明を当てる必要から多くの照明ランプを要するため、高コストとなるとともに、各照明ランプの照度に差が出ないように、照明ランプの寿命で輝度が低下する前に早めに照明ランプを交換する必要がある等、管理面での手間が増える。
【００１０】
なお、特許文献１では、すでに説明した他の従来技術と同様に、モノクロカメラで撮像したときの、影についての対策は何ら開示されていない。
本発明の目的は、上記課題を解決して、安価なモノクロカメラを使用することにより、撮像画像の画像データ処理を少なくできるため、画像処理を高速に行うことができ、撮像時にワークの影が発生してもワーク外形の検出に影の影響を排除することができ、又、撮像時において、ワークに対する照明手段を多数使用して影を消去する場合に比較して、多数の照明が必要でなくなるため、低コストでワーク外形検出方法、及び画像処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１の発明は、ワークを支持する支持部と、前記支持部に隣接して設けられ前記支持部よりも下方に位置する背景を見通し可能な隙間を有するとともに、前記支持部と前記背景が明度差を有するように設定されたワーク台を、前記ワークを支持していない状態でモノクロカメラで前記支持部よりも上方から撮影する第１ステップと、第１ステップで取得した撮像画像を前記背景と前記支持部の中間値の輝度を閾値として二値化し、二値化した画像データをマスクデータとする第２ステップと、前記背景に対して前記支持部の明るさと同方向の明るさを有するワークを前記支持部に支持した状態で前記モノクロカメラにより前記ワーク台とともに撮像し、ワーク撮像画像を取得する第３ステップと、前記ワーク撮像画像から、前記マスクデータにおける前記支持部に関する支持部領域を消去して支持部消去画像を取得する第４ステップと、前記支持部消去画像から、支持部消去部分を含んだワーク外形線を抽出し、前記支持部消去部分を補間処理してワーク外形線を取得する第５ステップを含むワーク外形形状検出方法を要旨としている。
【００１２】
なお、背景に対して前記支持部の明るさと同方向の明るさとは、背景に対して支持部が暗ければ、ワークも背景に比較して暗く、背景に対して支持部が明るければ、ワークも背景に比較して明るいことをいう。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記第１ステップにおいて、前記支持部は、前記背景の明度よりも低く設定されるとともに、前記第３ステップにおいて、ワークは、前記背景の明度よりも低く設定されることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記支持部は、格子状に形成されていることを特徴とする。
ここで、格子状とは、例えば、等間隔にパイプ又は棒を配置したものに限定するものではない。例えば、金網状でもよく、不等間隔であってもよく、パイプ又は棒の延びる方向を不統一に並べたものであってもよく、ジグザグに配置したパイプ又は棒を組み合わせてもよい。又、パイプ又は棒の太さは、細い方が好ましい。なお、パイプ又は棒は、ワークを載置して支持する際に、ワークの重量により下方に撓まないように剛体である必要がある。
【００１５】
請求項４の発明は、ワークを支持する支持部と、前記支持部に隣接して設けられ前記支持部よりも下方に位置する背景を見通し可能な隙間を有するとともに、前記支持部と前記背景が明度差を有するように設定されたワーク台と、前記ワーク台の上方に配置されたモノクロカメラと、前記ワークを支持していない状態でモノクロカメラで前記支持部よりも上方から撮影して取得した撮像画像を、前記背景と前記支持部の中間値の輝度を閾値として二値化する二値化手段と、前記二値化した画像データをマスクデータとして記憶する記憶手段と、前記背景に対して前記支持部の明るさと同方向の明るさを有するワークを前記支持部に支持した状態で前記モノクロカメラにより前記ワーク台とともに撮像して得たワーク撮像画像から、前記マスクデータにおける前記支持部に関する支持部領域を消去して支持部消去画像を取得する支持部消去画像生成手段と、前記支持部消去画像から、支持部消去部分を含んだワーク外形線を抽出し、前記支持部消去部分を補間処理してワーク外形線を取得するワーク外形線抽出手段とを備えることを特徴とする画像処理システムを要旨としている。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４において、前記ワークの支持部は、前記背景の明度よりも低く設定され、前記二値化手段が二値化する撮像画像における前記ワークの輝度は、前記背景の輝度よりも低いことを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５において、前記支持部は、格子状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のワーク外形形状検出方法によれば、安価なモノクロカメラを使用することにより、撮像画像の画像データ処理を少なくできるため、画像処理を高速に行うことができ、撮像時にワークの影が発生してもワーク外形の検出に影の影響を排除することができ、又、撮像時において、ワークに対する照明手段を多数使用して影を消去する場合に比較して、多数の照明手段が必要でなくなるため、低コストのワーク外形検出方法にできる。
【００１９】
本発明の画像処理システムによれば、安価なモノクロカメラを使用することにより、撮像画像の画像データ処理を少なくできるため、画像処理を高速に行うことができ、撮像時にワークの影が発生してもワーク外形の検出に影の影響を排除することができ、又、撮像時において、ワークに対する照明手段を多数使用して影を消去する場合に比較して、多数の照明手段が必要でないため、低コストの画像処理システムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態の画像処理システムの概略構成図。
【図２】ワーク台にワークを載置した状態の平面図。
【図３】（ａ）はワーク台の撮像画像、（ｂ）は二値化された画像データ、（ｃ）はワークをワーク台上に載置した状態の撮像画像、（ｄ）は、支持部に関連する支持部領域を（ｃ）の撮像画像から消去した画像、（ｅ）は（ｄ）の画像を基にワーク外形線を抽出した画像、（ｆ）は（ｅ）の画像において、外形線が欠落している部分を補間処理により補正したワーク外形線。
【図４】支持部を構成するパイプ上にワークの影が発生した状態の説明図。
【図５】従来において、ワークを撮像する際に、ワーク台上にワークの影が発生した状態を示す説明図。
【図６】（ａ）は図５の状態で撮像したときの撮像画像を示す説明図、（ｂ）は、誤って検出したワークの外形形状の説明図、（ｃ）は正しく検出したワークの外形形状の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態のワーク外形形状検出方法及び画像処理システムを図１〜図４を参照して説明する。図１は、画像処理システムの概略図である。
【００２２】
画像処理システムは、モノクロカメラ１０と、画像処理装置２０と、ディスプレイ３０、及びワーク台４０を備えている。
モノクロカメラ１０は、ＣＣＤビデオカメラ、又はＣＭＯＳビデオカメラからなり、ワーク台４０から上方に位置するように図示しない支持部材により支持されている。モノクロカメラ１０は、ワーク台４０全体が平面視できる範囲を撮像範囲内とし、ワーク台４０の上方から撮像して得たモノクロの画像信号を画像処理装置２０に出力する。
【００２３】
画像処理装置２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、画像メモリ２４、ビデオカード（図示しない）や、各種インタフェイス、及び記憶手段としての記憶装置２５を備えた、コンピュータからなる。ＣＰＵ２１は、二値化手段、支持部消去画像生成手段、ワーク外形線抽出手段に相当する。前記ＲＯＭ２２は、画像処理を行う画像処理プログラムを格納している。画像処理装置２０は、モノクロカメラ１０からの画像信号を図示しないＡ／Ｄ変換器にてディジタル変換した後、１フレーム毎に撮像画像として画像メモリ２４に格納するとともに、ディスプレイ３０の撮像表示領域に表示する。なお、画像信号は例えばテレビ信号として使用されるＮＴＳＣ信号である。１フレームの撮像画像は、ｍ×ｎ（ｍ，ｎは整数）の画素からなる。ＮＴＳＣ信号を使用する場合は、少なくともｍ×ｎ＝６４０×４８０画素とされている。前記画像メモリ２４はＪｍ行×Ｉｎ列からなるｍ、ｎ個の記憶要素をマトリクス状に有している。画像メモリ２４は、ＣＰＵ２１で処理される画像データなどを一時的に書き込んで記憶する。
【００２４】
記憶装置２５は、例えばハードディスク、或いは半導体記憶装置等の書き込み及び読み出し可能な記憶手段からなる。
ワーク台４０は、床面４２ａを有する床材４２上に載置されている。ワーク台４０は、床材４２上に立つ４本の脚４３と、長手方向において位置する脚４３間の上端間に架設された一対の横架材４４と、横架材４４間において互いに等間隔に架設された複数のパイプ４５を備えている。なお、図２では、手前側の一対の脚４３のみ図示されている。横架材４４間に架設された複数のパイプ４５が平行に併設されることにより、支持部４７が格子状に形成されている。
【００２５】
パイプ４５の間隔は、本実施形態では、等間隔に配置されているが、等間隔である必要はなく、不等間隔であってもよい。又、パイプ４５の間隔は、ワークＷを安定的に支持できる間隔であればよい。又、パイプ４５は、ワークＷが載置された際、ワークＷの重量により撓まない剛性を有する。又、パイプ４５の外径は、細ければ細いほど好ましく、パイプ４５間の間隔は広いほど好ましい。
【００２６】
このように、複数のパイプ４５が配置されることにより、パイプ４５間には、隙間Ｓが形成されている。そして、モノクロカメラ１０からワーク台４０を撮像したときに、隙間Ｓを介して床面４２ａも含めて撮像可能である。すなわち、パイプ４５間の隙間Ｓにより、モノクロカメラ１０側から支持部４７を介して床面４２ａが見通し可能である。
【００２７】
又、ワークＷを支持部４７により支持した状態でワーク台４０をモノクロカメラ１０にて撮像した際、ワークＷ及びワーク台４０が、床面４２ａに対してコントラストが大きくなるように、床面４２ａは、明るい色でムラなく一様に塗装されている。なお、床面４２ａを塗装しない場合には、明度が高く、ムラのない地色の床面４２ａで床材４２を構成する。
【００２８】
一方、ワークＷ及びワーク台４０は、床面４２ａとは反対に、明度が低い色を有する。すなわち、ワーク台４０の支持部４７を構成する横架材４４、パイプ４５の表面は、ワークＷの表面の明度と同レベルであって、明度が低い色となるように塗装され、或いは地色を有している。
【００２９】
ワーク台４０の床面４２ａからの高さＨは、モノクロカメラ１０のレンズの絞り及び焦点距離、モノクロカメラ１０と支持部４７間のワーク距離Ｌ、及び許容錯乱円で決まる被写界深度（特にレンズから遠位である後端側の被写界深度）を考慮して、合焦範囲から床面４２ａが外れように設定されている。
【００３０】
このように、床面４２ａが、モノクロカメラ１０のレンズの合焦範囲から外れていることにより、図１では、図示されていないが、ワーク台４０の上方に配置された光源（照明ランプ）の投光時に、床面４２ａ上に投影されるパイプ４５やワーク台４０の影は、モノクロカメラ１０での撮像画像では、ボケとして現れ、コントラストが低くなるようにされている。
【００３１】
又、本実施形態では、図示しない照明ランプは、撮像に支障がでない程度の数が配置されている。この結果、本実施形態での照明ランプは、ワークの影が出現しても構わないように多く用意する必要がないようにされている。
【００３２】
（実施形態の作用）
さて、上記のように構成された画像処理システムの作用を図２及び図３を参照して説明する。
【００３３】
（１．検査作業前の処理）
まず、第１段階として、画像処理プログラムを起動して、検査作業前の処理を実行させる。具体的には、オペレータは、この画像処理プログラムを起動させて、検査作業前の処理モードに入り、ワークＷをワーク台４０に載せない状態で、ワーク台４０をモノクロカメラ１０により撮像する。図３（ａ）は、モノクロカメラ１０より画像メモリ２４に格納されたワーク台４０のモノクロの１フレームの撮像画像である。同図に示すように、１フレームの撮像画像は、ワーク台４０の床面４２ａの画像領域５０、横架材４４の画像領域５２及びパイプ４５の画像領域５４からなる。
【００３４】
前記撮像画像において、複数の画素からなる各領域のうち、背景、すなわち、明度が高い床面４２ａを撮像した画像領域５０が高輝度領域となる。又、前記撮像画像において、複数の画素からなる各領域のうち、ワーク台４０、すなわち、明度が低い支持部４７を撮像した画像領域５２及び画像領域５４が低輝度領域となる。
【００３５】
ＣＰＵ２１は、この高輝度領域と低輝度領域のそれぞれの輝度の中間値を閾値として、二値化する。高輝度領域と低輝度領域のそれぞれの輝度の中間値、すなわち閾値は、照明条件、レンズの絞り、焦点距離等の撮像条件を、実際の撮像条件と同じにした試験等を予め行うことにより得られており、前記画像処理プログラム中に書き込まれている。
【００３６】
本実施形態では、二値化により、背景となっている床面４２ａに相当する画像領域５０は「１」（明）が付与され、ワーク台に相当する画像領域５２及び画像領域５４は「０」（暗）となる。前記「１」（明）、及び「０」（暗）は、それぞれ画像領域５０，５２，５４の輝度情報である。ここで、画像領域５２及び画像領域５４は、支持部領域に相当する。図３（ｂ）は、二値化された画像データを示している。同図において、図３（ａ）の画像領域５０、５２、５４であったところの領域には、それぞれ「ａ」を付与する。ＣＰＵ２１は、図３（ｂ）に示すように前記二値化された画像データをマスクデータとして、記憶手段である記憶装置２５に格納する。
【００３７】
（２．検査作業中の処理）
次に、画像処理プログラムを起動した状態で、検査作業モードに入り検査作業の処理を実行させる。具体的には、オペレータは、この画像処理プログラムの検査作業の処理モードに入り、支持部４７にワークＷを図２に示すように載置した状態で、モノクロカメラ１０により撮像する。
【００３８】
図３（ｃ）は、モノクロカメラ１０より画像メモリ２４に格納されたワーク台４０及びワークＷのモノクロの１フレームのワーク撮像画像である。同図に示すように、１フレームのワーク撮像画像は、ワーク台４０の床面４２ａの画像領域５０、横架材４４の画像領域５２、パイプ４５の画像領域５４及びワークＷの画像領域５６からなる。
【００３９】
ＣＰＵ２１は、上記の図３（ｃ）で示すワーク撮像画像、すなわち、検査作業で取得したワーク撮像画像（画像データ）から、記憶装置２５に格納したマスクデータにおいて、輝度情報が「０」（暗）を有する画像領域５２（５２ａ），５４（５４ａ）に相当する、領域の輝度情報を、背景である画像領域５０と同じ輝度情報に置換する。具体的には、背景である画像領域５０の画素の輝度情報の平均値の輝度情報に置き換える。
【００４０】
この結果、図３（ｃ）のワーク撮像画像から、ワーク台の画像領域が消去されると同時にパイプ上に掛かっているワークＷの一部も消去される（図３（ｄ）参照）。この消去後の画像データは、支持部消去画像に相当する。
【００４１】
次に、ＣＰＵ２１は、前記画像データを、マスクデータと同じ前記閾値を使用して二値化した後、図３（ｄ）に示されるワーク撮像画像において輝度情報が置換されなかったワークＷに関する残りの画像領域５６に対してワーク外形線を抽出する。具体的には、ＣＰＵ２１は、画像データの画素毎の輝度を、輪郭強調や、エッジ検出用のフィルタ演算によりワーク外形線の抽出を行い、図３（ｅ）の画像データを得る。図３（ｅ）において、５７は、抽出されたワーク外形線である。
【００４２】
この場合、前述したパイプ上に掛かっているワークＷの一部が消去されている領域は、背景と同じ輝度情報を有するため、消去されなかったワークＷの領域との境界では輝度が変化するが、この領域は外形線ではないとして排除される。例えば、Ｊｍ行×Ｉｎ列の画素行列からなる場合、１行毎に左上から右へと順にラスター走査して、当該行において、最初に輝度が変わる部分と、最後に輝度が変わる部分を外形線となる部位であるとし、当該行において、それ以外の輝度が変わる部分は外形線ではないとしてＣＰＵ２１が判定して排除する。
【００４３】
次に、ＣＰＵ２１は、外形線として判定された部位間であって途切れている部分は、補間演算、例えば、直線補間演算を行って、補間された画素に対してすでに外形線として判定されている画素と同じ輝度情報を付与し、図３（ｆ）に示すようにワークＷの外形線を取得し、ディスプレイ３０に表示する。このようにして、ＣＰＵ２１は、外形線を検出する。なお、補間演算は、補間対象となる部分（すなわち、途切れている部分）に隣接している外形線が直線である場合には、直線補間をし、曲線である場合には、補間対象となる部分に隣接する外形線が曲線である場合は、曲線補間（円弧補間）する。
【００４４】
ここで、ワーク台４０を支持部４７に載せた状態で撮像する場合の利点について説明する。
図４は、ワークＷをワーク台４０のパイプ４５に載置した状態を示している。又、図４において、矢印はワークＷに対して斜め上方から図示しない光源からの投光方向を示し、Ｋはパイプ４５上に形成されたワークＷの影である。この場合、画像処理システムの周辺環境である壁、天井等で反射された光源からの光や、或いは、光源以外の他の光がワークＷに当たりやすくなる。このため、ワークＷ、及び支持部４７の薄い影が多数できることになる。
【００４５】
本実施形態では、上記のようにワークＷ、及び支持部４７の影ができるが、これらの影は床面４２ａにできる不鮮明な影と、パイプ４５にできる鮮明な影Ｋとに分かれる。床面４２ａにできる不鮮明な影は、ワーク撮像画像上ではさらに結像せずにボケるため、コントラストが低い画像領域として現れる結果、ワーク撮像画像上では影の領域の画素の平均輝度が下がりワークの形状認識（形状検出）の処理には悪影響がでない。又、光源が点光源の場合、床面４２ａ上では影自体も広がり、点光源でない場合に比して、さらに広がり不鮮明となりやすい。一方、パイプ４５にできる鮮明な影Ｋは、上記の方法により、パイプ４５の画像領域として図３（ｄ）に示すように消去される。なお、パイプ４５は、剛性を有するため、ワークＷを重量によっては撓まないため、ワーク台毎の画像上で消去することが容易にできる。
【００４６】
本実施形態では、下記の特徴を有する。
（１）  ワーク外形形状検出方法は、第１ステップとして、支持部４７と、支持部４７よりも下方に位置する床面４２ａ（背景）を見通し可能な隙間Ｓを有するとともに、支持部４７と床面４２ａ（背景）が明度差を有するように設定されたワーク台４０を、ワークを支持していない状態でモノクロカメラ１０で支持部４７よりも上方から撮影する。次の、第２ステップでは、第１ステップで取得した撮像画像を床面４２ａ（背景）と支持部４７の中間値の輝度を閾値として二値化し、二値化した画像データをマスクデータとする。第３ステップでは、床面４２ａ（背景）に対する支持部４７の明るさと同方向の明るさを有するワークＷ、すなわち、支持部４７の表面の明度と同レベルの明度を有するワークＷを、支持部４７に支持した状態でモノクロカメラ１０によりワーク台４０とともに撮像し、ワーク撮像画像を取得する。第４ステップでは、ワーク撮像画像から、マスクデータにおける支持部４７に関する画像領域５２，５４（支持部領域）を消去して支持部消去画像を取得する。第５ステップでは、支持部消去画像から、支持部消去部分を含んだワーク外形線５７を抽出し、支持部消去部分を補間処理してワーク外形線５８を取得する。
【００４７】
この結果、本実施形態の方法によれば、安価なモノクロカメラを使用することにより、撮像画像の画像データ処理を少なくできる。このため、画像処理を高速に行うことができ、撮像時にワークの影が発生してもワーク外形の検出に影の影響を排除することができる。さらに、撮像時において、ワークに対する光源（照明手段）を多数使用して影を消去する場合に比較して、多数の光源（照明手段）が必要でなくなるため、低コストでワーク外形検出ができる。さらに、従来の方法に対して、ワーク台と画像処理方法の簡単な変更だけで上記効果を実現できる。
【００４８】
（２）  本実施形態のワーク外形形状検出方法は、第１ステップでは、支持部４７は、床面４２ａ（背景）の明るさよりも明度が低く設定されるとともに、第３ステップにおけるワークＷは、床面４２ａ（背景）の明度よりも低く設定される。この結果、ワークＷ及び支持部４７とが床面４２ａに対して明度が低くされていることにより、ワークとワーク台とを共に撮像した際、その撮像画像のワークとワーク台の画像領域の輝度は、床面（背景）の画像領域の輝度よりも共に低くできる。そして、ワークとワーク台の輝度と、背景の輝度の中間値に適切な閾値を設定できる。
【００４９】
又、本方法によれば、ワークＷが、明度の低いもの、例えば黒色系、又は濃色系の場合、従来の方法では影をワークと誤認識する問題があるが、本実施形態によれば、影の影響を受けずに、形状検出（形状判定）を行うことが可能となる。
【００５０】
（３）  本実施形態のワーク外形形状検出方法は、支持部４７が、格子状に形成されている。この結果、支持部４７が格子状に形成されていることにより、隙間Ｓを簡単に形成でき、ワークとワーク台を撮像して取得した撮像画像では、隙間Ｓからワーク及び支持部４７の影を下方に投影でき、撮像画像には前記影による画像処理での悪影響を抑制できる。
【００５１】
（４）  本実施形態の画像処理システムは、ワークＷを支持する支持部４７と、支持部４７に隣接して設けられ支持部４７よりも下方に位置する床面４２ａ（背景）を見通し可能な隙間Ｓを有するとともに、支持部４７と床面４２ａ（背景）が明度差を有するように設定されたワーク台４０を備える。又、画像処理システムは、ワーク台４０の上方に配置されたモノクロカメラ１０と、ワークＷを載置していない状態のワーク台４０をモノクロカメラ１０で支持部４７よりも上方から撮影して取得した撮像画像を、床面４２ａ（背景）と支持部４７の中間値の輝度を閾値として二値化するＣＰＵ２１（二値化手段）を備える。
【００５２】
又、画像処理システムは、二値化した画像データをマスクデータとして記憶する記憶装置２５（記憶手段）を備える。画像処理システムは床面４２ａに対して支持部４７の明るさと同方向の明るさを有するワークＷを支持部４７に支持した状態でモノクロカメラ１０によりワーク台４０とともに撮像して得たワーク撮像画像から、マスクデータにおける支持部４７に関する画像領域５２，５４を消去して支持部消去画像を取得するＣＰＵ２１（支持部消去画像生成手段）を備える。又、画像処理システムは、支持部消去画像から支持部消去部分を含んだワーク外形線５７を抽出し、支持部消去部分を補間処理してワーク外形線５８を取得するＣＰＵ２１（ワーク外形線抽出手段）を備える。
【００５３】
この結果、本実施形態の画像処理システムによれば、安価なモノクロカメラを使用することにより、撮像画像の画像データ処理を少なくできる。このため、画像処理を高速に行うことができ、撮像時にワークの影が発生してもワーク外形の検出に影の影響を排除することができる。さらに、撮像時において、ワークに対する光源（照明手段）を多数使用して影を消去する場合に比較して、多数の光源（照明手段）が必要でなくなるため、低コストでワーク外形検出ができる画像処理システムにすることができる。
【００５４】
（５）  本実施形態の画像処理システムでは、ワーク台４０の支持部４７は、床面４２ａ（背景）の明度よりも低く設定されている。又、ＣＰＵ２１（二値化手段）が二値化する撮像画像におけるワークの輝度は、床面４２ａ（背景）の輝度よりも低くしている。
【００５５】
この結果、本実施形態の画像処理システムは、ワークＷ及び支持部４７とが床面４２ａに対して明度が低くされていることにより、ワークとワーク台とを共に撮像した際、その撮像画像のワークとワーク台の画像領域の輝度は、床面（背景）の画像領域の輝度よりも共に低くできる。そして、ワークとワーク台の輝度と、背景の輝度の中間値に適切な閾値を設定できる。
【００５６】
又、本システムによれば、ワークＷが、明度の低いもの、例えば黒色系、又は濃色系の場合、従来の方法では影をワークと誤認識する問題があるが、本実施形態によれば、影の影響を受けずに、形状検出（形状判定）を行うことが可能となる。
【００５７】
（６）  本実施形態の画像処理システムでは、ワーク台４０の支持部４７は、格子状に形成されている。この結果、本実施形態の画像処理システムによれば、支持部４７が格子状に形成されていることにより、隙間Ｓを簡単に形成でき、ワークとワーク台を撮像して取得した撮像画像では、隙間Ｓからワーク及び支持部４７の影を下方に投影でき、撮像画像には前記影による画像処理での悪影響を抑制できる。
【００５８】
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更しても良い。
・  前記実施形態ではパイプ４５に代えて棒でもよい。又、パイプ、棒の断面形状の形状は限定されるものではなく、円、楕円、四角形、多角形、三角形等の種々の形状でよい。
【００５９】
・  支持部は、ワークの重量により撓まないものであればよく、上記に挙げたパイプ、棒に限られず、パンチングメタル板であってもよい。この場合、上記したワークの重量により撓まない範囲でパンチングにより開けられた各隙間はできるだけ広い面積を有することが望ましい。
【００６０】
・  前記実施形態では、ワーク台４０の脚４３がモノクロカメラ１０が撮像した場合、脚４３が写らないことを前提として説明した。ワーク台の大きさ等の撮像条件により脚４３がモノクロカメラ１０に撮像されてしまう場合には、床面４２ａよりも明度が低くなるように脚４３に対して支持部４７と同様にワークＷの表面の明度と同レベルであって、明度が低い色となるように塗装され、或いは地色を有するようにしてもよい。
【００６１】
・  前記実施形態では、第１ステップでは、支持部４７は、床面４２ａ（背景）の明るさよりも明度が低く設定されるとともに、第３ステップにおけるワークＷは、床面４２ａ（背景）の明度よりも低く設定されるようにした。
【００６２】
これらの関係とは逆にしてもよい。すなわち、第１ステップでは、支持部４７は、床面４２ａ（背景）の明るさよりも明度を高く設定するとともに、第３ステップにおけるワークＷは、床面４２ａ（背景）の明度よりも高く設定する。具体的には、ワーク台４０は支持部４７を含めて床面４２ａ（背景）よりも明度が高い色で塗装、又は地色が明度の高いものとする。又、ワークＷも、床面４２ａ（背景）よりも明度が高い色で塗装し、又は地色が明度の高いものとする。ワークＷとワーク台４０の明度は同じ明度又は同程度が好ましい。一方、床面４２ａは、明度が低いものに塗装により、或いは地色の低いものとする。この結果、ワークＷ及び支持部４７とが床面４２ａに対して明度が高くされていることにより、ワークとワーク台とを共に撮像した際、その撮像画像のワークとワーク台の画像領域の輝度は、床面（背景）の画像領域の輝度よりも共に高くできる。そして、ワークとワーク台の輝度と、背景の輝度の中間値に適切な閾値を設定できる。このようにした場合、画像処理システムとしても上記と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…モノクロカメラ、２０…画像処理装置、
２１…ＣＰＵ（二値化手段、支持部消去画像生成手段、ワーク外形線抽出手段）、
２５…記憶装置、４０…ワーク台、４２…床材、４２ａ…床面（背景）、
４５…パイプ、４７…支持部、５６…画像領域、５２…画像領域（領域）、
５４…画像領域、５７，５８…ワーク外形線、Ｓ…隙間。
【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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