(57)【要約】【課題】  特別なハード構成を追加することなく、信号ケーブルのグランドライン側の断線を検出する。【解決手段】  対象物１０の画像を撮像する撮像素子（ＣＣＤカメラ１１）と、撮像した画像を画像データに変換する画像処理部１２と、撮像素子（ＣＣＤカメラ１１）と画像処理部１２とを接続するための信号ケーブル２０と、画像データに基づいて、信号ケーブル２０のグランドライン側での断線を検出する異常検出部１３０を有する画像処理異常検出システム１００。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の画像を撮像する撮像素子と、
前記撮像した画像を画像データに変換する画像処理部と、
前記撮像素子と前記画像処理部とを接続するための信号ケーブルと、
前記画像データに基づいて、前記信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出する異常検出部を有することを特徴とする画像処理異常検出システム。
【請求項２】
前記異常検出部は、前記画像データに縞模様の原因であるノイズが含まれているか否かを検査することにより、前記信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像処理異常検出システム。
【請求項３】
前記縞模様は、前記信号ケーブルが前記グランドライン側で断線した場合に前記信号ケーブルの被覆を伝わって前記画像処理部に回り込む電流に起因して生じることを特徴とする請求項２に記載の画像処理異常検出システム。
【請求項４】
前記異常検出部は、前記画像データをフーリエ変換して得られる空間周波数のデータに基づいて、前記信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理異常検出システム。
【請求項５】
前記空間周波数の中に、所定の閾値より大きいピーク値が所定個数ある場合に、前記信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出することを特徴とする請求項４に記載の画像処理異常検出システム。
【請求項６】
撮像素子により対象物の画像を撮像し、
画像処理部により前記撮像した画像を画像データに変換し、
前記画像データに基づいて、前記撮像素子と前記画像処理部とを接続するための信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出することを特徴とする画像処理異常検出方法。
【請求項７】
前記画像データに縞模様の原因であるノイズが含まれているか否かを検査することにより、前記信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出することを特徴とする請求項６に記載の画像処理異常検出方法。
【請求項８】
前記縞模様は、前記信号ケーブルが前記グランドライン側で断線した場合に前記信号ケーブルの被覆を伝わって前記画像処理部に回り込む電流に起因して生じることを特徴とする請求項７に記載の画像処理異常検出方法。
【請求項９】
前記画像データをフーリエ変換して得られる空間周波数のデータに基づいて、前記信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の画像処理異常検出方法。
【請求項１０】
前記空間周波数の中に、所定の閾値より大きいピーク値が所定個数ある場合に、前記信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出することを特徴とする請求項９に記載の画像処理異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤカメラ等の撮像素子を使用した画像処理異常検出システム及び画像処理異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のケーブル断線を検出する技術として、カメラと画像処理ボードとの間の断線を検出するための別の信号線である断線検出用ケーブルを追加し、そのケーブルに常時電流を流し、その流れる電流の通電の有無によって断線を判断するものがある（特開２００７−２８１５７５（特許文献１）参照）。
【０００３】
しかし、この技術はケーブル断線を検出するツールとして、ケーブル断線検出専用のケーブルを追加する必要がある。
【０００４】
また、この技術では断線検出用のケーブル線を使って擬似的に画像信号用のケーブルの断線を判断しており、虚報や見落としが発生する可能性がある。
【０００５】
また、従来のケーブル断線を検出する他の技術として、入力画像視野内に基準マークを設け、認識対象の画像処理の前に基準マークの位置検出を行い、この基準マークの位置が基準位置かどうかで、ケーブルの断線を判断するものがある（特開昭６１−３３０９２号公報（特許文献２）参照）。
【０００６】
しかし、この技術はケーブル異常を検出するツールとして、画像処理機能には必要ない基準マークを設ける必要がある。
【０００７】
また、カメラ用ケーブルとして一般的に使用されている同軸ケーブルでは、信号ケーブルのグランドライン側が断線した場合でも被覆を伝わって電気が回り込み電流の流れる経路が確保されるため、断線前とそれほど変わらない画像データが送られてくる。このため、パターンマッチングなどの画像処理では異常を検出することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２８１５７５号公報
【特許文献２】特開昭６１−３３０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の課題を解決するための技術を提供することにあり、特別なハード構成を追加することなく、信号ケーブルのグランドライン側の断線を検出することが可能な画像処理異常検出システム及び画像処理異常検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像処理異常検出システムは、
対象物の画像を撮像する撮像素子と、
前記撮像した画像を画像データに変換する画像処理部と、
前記撮像素子と前記画像処理部とを接続するための信号ケーブルと、
前記画像データに基づいて、前記信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出する異常検出部を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る画像処理異常検出方法は、
撮像素子により対象物の画像を撮像し、
画像処理部により前記撮像した画像を画像データに変換し、
前記画像データに基づいて、前記撮像素子と前記画像処理部とを接続するための信号ケーブルのグランドライン側での断線を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特別なハード構成を追加することなく、信号ケーブルのグランドライン側の断線を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理異常検出システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像処理異常検出システムの構成を示す図である。
【図３】信号ケーブルのグランドライン側で断線している場合の状態（グランドライン側で断線が発生して電流が回り込む）を示す図である。
【図４】ＣＣＤカメラで撮像した画像を示す図であり、（ａ）はノイズが載っていないときの画像、（ｂ）はノイズが載っているときの画像を示す。
【図５】画像を横方向に分割するイメージ図である。
【図６】横方向の画素並び（Ｌｎ）の空間周波数のグラフ（ノイズ成分がない）である。
【図７】横方向の画素並び（Ｌｎ）の空間周波数のグラフ（ノイズ成分があるとき）である。
【図８】画素並び（Ｌｎ）の平均値のグラフである。
【図９】画素並び（Ｌｎ）の平均値から突出した部分を強調させたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係る画像処理異常検出システムの構成について説明する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態に係る画像処理異常検出システム１００は、対象物１０の画像を撮像するＣＣＤカメラ（撮像素子）１１と、ＣＣＤカメラ１１に入ってきた画像を画像データに変換する画像処理部１２と、全体の制御を行う制御部１３と、画像処理部１３の画像データや制御部１３の操作画面を映し出すモニタ１４と、ＣＣＤカメラ１１をＸ方向に移動させるＸ軸移動部１５と、ＣＣＤカメラ１１をＹ方向に移動させるＹ軸移動部１６と、画像処理の対処物１０を載せるステージ１７と、Ｘ軸移動部１５に制御動力を伝えるモータドライバ１８と、Ｙ軸移動部１６に制御動力を伝えるモータドライバ１９を有する。
【００１７】
Ｘ軸移動部１５とＹ軸移動部１６は、モータドライバ１８及びモータドライバ１９を経由して、制御部１３に接続されており、制御部１３の制御によりモータモータドライバ１８及びモータモータドライバ１９からＸ軸移動部１５とＹ軸移動部１６の制御を行う。
【００１８】
また、ＣＣＤカメラ１１はモノクロ２５６画素、横６４０画素×縦４８０画素のＣＣＤイメージセンサで構成されている。ＣＣＤカメラ１１はＸ軸移動部１５とＹ軸移動部１６に取り付けられておりＸ方向およびＹ方向に移動できるようになっている。
【００１９】
ＣＣＤカメラ１１と画像処理部１２はフレキシブルな信号ケーブル（同軸ケーブル）２０で繋がっている。信号ケーブル２０にはＣＣＤカメラ１１が移動することにより負荷が掛かる。
【００２０】
制御部１３には、ＣＣＤカメラ１１から送られてくる画像信号にノイズ成分が含まれているか否かを検査し、信号ケーブル２０の断線やシールドの破損の異常を検出する異常検出部１３０が設けられている。
【００２１】
図３は、信号ケーブル２０のグランドライン２０１側で断線している場合の状態を示す図である。
【００２２】
図３において、画像処理部１２は、トランジスタ１２０、グランド１２１、電源１２２、トランジスタ１２０に接続された所望の回路１２３を有する。
【００２３】
図３に示すように、ＣＣＤカメラ１１の信号ケーブル２０のグランドライン２０１側で断線している場合は、被覆２０２を伝わって電流が回り込み、電流の流れる経路が確保される。
【００２４】
図４は、ＣＣＤカメラ１１で撮像した画像を示す図であり、（ａ）はノイズが載っていないときの画像、（ｂ）はノイズが載っているときの画像を示す。
【００２５】
上述のように、信号ケーブル２０のグランドライン２０１側で断線して、被覆２０２を伝わって電流が回り込み、電流の流れる経路が確保されると、図４（ｂ）に示すように撮像した画像に縞模様が映り込む。この縞模様はＣＣＤカメラ１１に蓄積された電荷をライン転送するときにノイズが載るためである。
【００２６】
本発明の実施の形態では、異常検出部１３０により、ＣＣＤカメラ１１から送られてくる画像信号に縞模様の原因であるノイズ成分が含まれているか否かを検査し、その結果に応じて信号ケーブル２０の断線やシールドの破損の異常を検出する。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態に係る画像処理異常検出システム１００の動作について説明する。
【００２８】
ＣＣＤカメラ１１と画像処理部１２はフレキシブルな信号ケーブル２０で繋がっているため、ＣＣＤカメラ１１はＸ方向及びＹ方向へ移動することができる（図１、図２参照）。しかし、ＣＣＤカメラ１１が移動するごとに、信号ケーブル２０には負荷が掛かるため、信号ケーブル２０は徐々に劣化していく。
【００２９】
徐々に劣化が進み信号ケーブル２０のグランドライン２０１側が断線に至ると、画像信号にノイズがのる。この結果、画像処理部１２で変換した画像には、図４（ｂ）に示すように、定期的に並ぶ縞模様が入る。
【００３０】
本発明の実施の形態では、異常検出部１３０により、ＣＣＤカメラ１１から送られてくる画像信号にノイズ成分が含まれているか否かを検査し、その結果に応じて信号ケーブル２０の破損の異常を検出する。
【００３１】
この信号ケーブル２０の異常を検出する手順（アルゴリズム）を以下に示す。
【００３２】
まず、ＣＣＤカメラ１１は対象物１０の画像データをＣＣＤカメラ１１に電荷として蓄積する。
【００３３】
蓄積された電荷は一定周期で画像処理部１２にライン転送される。
【００３４】
画像処理部１２にライン転送されたデータは、モノクロ２５６階調、横６４０画素×縦４８０画素のデジタルデータに変換される。
【００３５】
このデジタルデータを異常検出部１３０に送りノイズ成分の有無を判断する。
【００３６】
異常検出部１３０に送られたデータは、図５に示すように、横のラインで分割され２５６階調・６４０個の画素並び（Ｌ１）が作られる。ここで、図５は、画像を横方向に分割するイメージ図である。これを他の４７９ラインについても行い、（Ｌ１）〜（Ｌ４８０）までの画素並びが作られる。
【００３７】
この（Ｌｎ）にフーリエ変換を施すと、諧調度（濃淡）の分布が、図６に示すようなに０〜３２０の空間周波数領域として得られる。ここで、図６は、横方向の画素並び（Ｌｎ）の空間周波数のグラフで、ノイズ成分がないときである。一方、図７は、横方向の画素並び（Ｌｎ）の空間周波数のグラフで、ノイズ成分があるときである。
【００３８】
ノイズ成分がある画像について、上記（Ｌｎ）にフーリエ変換を施す処理を他の４７９本のラインについて行う。
【００３９】
そして、４８０本のデータを加算したあと再び４８０で除算すると、図８に示すようなグラフが得られる。ここで、図８は、画素並び（Ｌｎ）の平均値のグラフである。
【００４０】
図８に示すグラフのなかで、ピーク値が高い部分はノイズ成分である可能性が高く、このピーク値の大きさや個数により、ノイズ成分の有無を判断することができる。
【００４１】
本発明の実施の形態では、空間周波数の中に「閾値Ｐより大きい値」がいくつあるかによってノイズ成分の有無を判断しており、閾値Ｐ＝５０、判定個数ｎ＝３に設定している。
【００４２】
判定が分かりやすいよう、「Ｐ＝５０」以下の数値を「１」、それ以上の数値をそのままにすると、図９に示すグラフが得られる。ここで、図９は、画素並び（Ｌｎ）の平均値から突出した部分を強調させたグラフである。
【００４３】
図９から、「Ｐ＝５０」以上の値は４箇所（空間周波数の領域は０〜３２０）あり、「ｎ＝３」を超えていることから、信号ケーブル２０のグランドライン２０１側に断線が発生している可能性が高いと判断する。
【００４４】
本発明の実施の形態では、このような手順により、信号ケーブル２０の異常を検出する。
【００４５】
本発明の実施の形態によれば、既存の画像処理システムの構成から特別なハード構成を追加することなく画像の異常を検出できる。さらに、従来技術では検出できなかった信号ケーブル２０のグランドライン２０１側の断線を検出することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００４７】
例えば、上記実施の形態では、ＣＣＤカメラ１１として、モノクロ２５６画素、横６４０画素×縦４８０画素のＣＣＤイメージセンサを使用しているが、ＲＧＢのカラーＣＣＤイメージセンサを使用している場合でも、ＲＧＢのそれぞれの成分に対して処置をおこなうことで、本実施の形態と同様の方法で断線検出を行うことができる。
【００４８】
また、上記実施の形態では、ＣＣＤカメラ１１として、モノクロ２５６画素、横６４０画素×縦４８０画素のＣＣＤイメージセンサを使用しているが、画素数が変わっても画素並び（Ｌｎ）の数と空間周波数の領域が変化するだけで、本実施の形態と同様の方法で断線検出を行うことができる。
【００４９】
尚、本発明は、画像処理システム、監視カメラなどＣＣＤカメラを使用する分野全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  対象物
１１  ＣＣＤカメラ
１２  画像処理部
１３  制御部
１４  モニタ
１５  Ｘ軸移動部
１６  Ｙ軸移動部
１７  ステージ
１８  Ｘ軸モータドライバ
１９  Ｙ軸モータドライバ
２０  信号ケーブル
１００  画像処理異常検出システム
１２０  トランジスタ
１２１  グランド
１２２  電源
１２３  回路
１３０  異常検出部
２０１  グランドライン
２０２  被覆
【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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【図８】
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【図９】
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