(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向へ送られる板金の一方の側から照明光を当て、板金を透過してくる照明光を前記一方向に直交する他方向へスキャンするカメラで取込んで加工された穴の寸法や位置を測定する板金加工における画像処理方法において、
前記カメラで取込まれ二値化されたスキャンラインの画像データを変化ごとに記憶し、この記憶された画像データと後で取込まれた画像データからスキャン方向と直交する画線の輪郭を抽出する、ことを特徴とする板金加工における画像処理方法。
【請求項２】
前記スキャン方向と直交する画線の輪郭を抽出する際に、前記スキャンラインを適宜の間隔に間引いてＹ方向の画線の輪郭を抽出すること、を特徴とする請求項１記載の板金加工における画像処理方法。
【請求項３】
Ｙ方向へ送られる板金の一方の側から照明光を当て、板金を透過してくる照明光をＹ方向に直交するＸ方向のスキャンラインに沿ってスキャンするカメラで取込んで加工された穴の寸法や位置を測定する板金加工における画像処理装置であって、
前記カメラで取込まれたスキャンラインの二値化された画像データの各ピクセル数をカウントするＸ方向処理手段と、
前記Ｘ方向処理手段からの信号を連続ピクセル長の変化ごとに記憶する画像データメモリ手段と、
前記画像データメモリ手段に記憶された画像データと後で取込まれた画像データからＹ方向の画線の輪郭を抽出するＹ方向処理手段と、
を備えてなることを特徴とする板金加工における画像処理装置。
【請求項４】
前記Ｙ方向処理手段が、前記スキャンラインを適宜の間隔に間引いてＹ方向の画線の輪郭を抽出すること、を特徴とする請求項３記載の板金加工における画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は板金加工における画像処理方法およびその装置に係り、さらに詳しくは、広範囲の画像処理を行う場合の板金加工における画像処理方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の板金加工における画像処理では、カメラ（例えばＣＣＤカメラ等）で撮像し、この撮像データをデジタル信号化してソフト的あるいはハード的な画像処理技術により処理することにより、板金に加工した穴の大きさや位置を求めるのが一般的である。
【０００３】
この場合、カメラの必要な視野の大きさとして、例えばＩＣ等を撮像する場合は数ｍｍ程度、箱の識別の場合には数百ｍｍ程度が要求される。このため、カメラの分解能と視野の関係から、一台のカメラで処理するか、あるいは必要な部分にカメラを移動して一部分のみ撮像したりしている。
【０００４】
また、取込んだ画像をピクセル（画素）ごとにデータ化してメモリに記憶しておき、後にデータ処理したりしている。
【０００５】
一方、ファクシミリ（ＦＡＸ）では、画像を一方向のみで走査して、これに直交する方向は紙を送って読取るようにしている。この場合には、読取り時に従来より一般的なランレングス法圧縮によりリアルタイムでデータを圧縮しながら読取っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら板金素材全体を画像として取込んで精度測定や加工の検証等を行う場合、必要な分解能（例えば０．０１ｍｍ）と、視野（例えば１８００ｍｍ）を考え合わせると、カメラで取込む場合に、現存するカメラの分解能（１３０万ピクセル／画、５０００ピクセル／線）から、以下のような問題が生じる。
【０００７】
（１）複数のカメラで視野を分割してデータを合成する必要があるため、装置の高額化、処理の複雑化、調整の困難さが生じる。
【０００８】
（２）取込んだ画像をピクセルごとに記憶するため大きなメモリが必要となり、装置の大型化を招く。
【０００９】
（３）画像処理に時間がかかる。例えば、１５００ｍｍ×３０００ｍｍの素材を分解能０．０１ｍｍで読込むと、（１５００／０．０１）×（３０００／０．０１）＝４．５×１０10bit ＝５．６Ｇbyteという大きなデータ量となる。
【００１０】
（４）前述のファクシミリの場合のようにしてデータを圧縮すると、一方向の輪郭データは抽出できるが、一般にこれに直交する方向（紙送り方向）の輪郭データは抽出できないため、角形状の紙送り方向の一辺の輪郭データが抽出できないことになる。
【００１１】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、大ききな外形寸法の板金等を細かい分解能で画像処理を行うことのできる板金加工における画像処理方法およびその装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１による発明の板金加工における画像処理方法は、一方向へ送られる板金の一方の側から照明光を当て、板金を透過してくる照明光を前記一方向に直交する他方向へスキャンするカメラで取込んで加工された穴の寸法や位置を測定する板金加工における画像処理方法において、前記カメラで取込まれたスキャンラインの画像データをリアルタイムで圧縮して記憶し、この記憶された画像データと後で取込まれた画像データからスキャン方向と直交する画線の輪郭を抽出すること、を特徴とするものである。
【００１３】
従って、板金を一方向へ送ると共に、カメラを前記一方向と直交する他方向へスキャンさせることにより、板金に加工された穴等の画像を透過してきた照明光が取込まれる。この際に、カメラで取込まれた画像データをリアルタイムで圧縮して記憶することにより、必要な記憶容量を減少させる。カメラのスキャン方向と直交する方向である前記一方向の画線の輪郭は、前記記憶されている画像データと後で取込まれた画像データから抽出される。
【００１４】
請求項２による発明の板金加工における画像処理方法は、請求項１の板金加工における画像処理方法において前記スキャン方向と直交する画線の輪郭を抽出する際に、前記スキャンラインを適宜の間隔に間引いてＹ方向の画線の輪郭を抽出すること、を特徴とするものである。
【００１５】
従って、カメラのスキャン方向と直交する方向の画線の輪郭は、すべてのスキャンラインの画像データを使用するのではなく、適宜な間隔に間引かれたスキャンラインの画像データを用いて抽出される。
【００１６】
請求項３による発明の板金加工における画像処理装置は、Ｙ方向へ送られる板金の一方の側から照明光を当て、板金を透過してくる照明光をＹ方向に直交するＸ方向のスキャンラインに沿ってスキャンするカメラで取込んで加工された穴の寸法や位置を測定する板金加工における画像処理装置であって、前記カメラで取込まれたスキャンラインの画像データをリアルタイムで圧縮するＸ方向処理手段と、このＸ方向処理手段からの信号を記憶する画像データメモリ手段と、この画像データメモリ手段に記憶された画像データと後で取込まれた画像データからＹ方向の画線の輪郭を抽出するＹ方向処理手段と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１７】
従って、板金をＹ方向へ送ると共に、カメラをＹ方向に直交するＸ方向へスキャンさせることにより、板金に加工された穴等の画像を透過してきた照明光が取込まれる。この際に、Ｘ方向処理手段がカメラで取込まれた画像データをリアルタイムで圧縮して記憶することにより、必要な画像データメモリの記憶容量を減少させる。また、カメラのスキャン方向と直交する方向であるＹ方向の画線の輪郭は、Ｙ方向処理手段により前記記憶されている画像データと後で取込まれた画像データから抽出される。
【００１８】
請求項４による発明の板金加工における画像処理装置は、請求項３の板金加工における画像処理装置において前記Ｙ方向処理手段が、前記スキャンラインを適宜の間隔に間引いてＹ方向の画線の輪郭を抽出すること、を特徴とするものである。
【００１９】
従って、カメラのスキャン方向と直交する方向であるＹ方向の画線の輪郭は、すべてのスキャンラインの画像データを使用するのではなく、適宜な間隔に間引かれたスキャンラインの画像データを用いて抽出される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１には、この発明に係る板金加工における画像処理装置１が示されている。この画像処理装置１では、例えば送りローラ３により一方向（ここではＹ方向）に送られる板金Ｗの一方の側（ここでは下側）から照明光Ｌを当てて加工された穴５、７等を透過してきた光を取込むカメラ９が設けられており、このカメラ９には二値化回路１１が接続されている。
【００２２】
図２をあわせて参照するに、二値化回路１１は、「明」と「暗」を区別する閾値信号を出力するスレッショルド１３と、このスレッショルド１３からの信号に基づいてカメラ９からのビデオ信号を「明」→「１」、「暗」→「０」に変換する変換器１５を有している。
【００２３】
この二値化回路１１には黒白カウンタ制御回路１７が接続されており、この黒白カウンタ制御回路１７は直接あるいはカウンタ１９、２１を介して制御装置２３に接続されている。前記黒白カウンタ制御回路１７とカウンタ１９、２１によりＸ方向処理手段としてのＸ方向処理部２５が形成されている。
【００２４】
前記二値化回路１１は直接あるいは画像データメモリ手段であるバッファ２７を介して黒白変化点検出制御回路２９に接続され、さらに制御装置２３に接続されている。前記黒白変化点検出制御回路２９からの信号を加算して、後述するＹ出力抑制手段としてのＹ出力抑制回路３１に信号を送る加算器３３が設けられている。前記バッファ２７、黒白変化点検出制御回路２９およびＹ出力抑制回路３１からＹ方向処理手段としてのＹ方向処理部３５が形成されている。
【００２５】
前記カメラ９には、発振器３７により信号を受けるクロック制御回路３９が接続されている。また、このクロック制御回路３９は、直接あるいはＹ出力抑制回路３１を介して前記黒白変化点検出制御回路２９に接続され、あるいは黒白カウンタ制御回路１７にも接続されている。更に、クロック制御回路はカウンタ４１、４３を介して制御装置２３に接続されている。
【００２６】
前記制御装置２３は中央処理装置であるＣＰＵ４５を有しており、このＣＰＵ４５には画像データメモリ手段でもあるデータメモリ４７、画像処理プログラムを格納してあるプログラムメモリ４９、画像処理結果を出力するＣＲＴのごとき出力手段５１等が接続されている。
【００２７】
上記構成により、板金Ｗの下方から照射された照明光Ｌのうち板金Ｗに加工された穴５、７等を透過してきた光をカメラ９により取込んで、穴＝「明」、板金＝「暗」のビデオ信号を出す。このカメラ９からのビデオ信号を二値化回路１１が、ビデオ信号のスレッショルド（閾値）より大の場合を「明」＝データ「１」、小さい場合を「暗」＝データ「０」のデジタル信号に変換する。
【００２８】
発振器３７およびクロック制御回路３９はカメラ９に対するビデオ信号の基準となるクロック信号を生成し、Ｘ、Ｙ方向の同期信号とそれに伴うＸ方向処理部２５およびＹ方向処理部３５にＸ、Ｙリセット信号を生成する。
【００２９】
黒白カウンタ制御回路１７は、Ｘ方向スキャン中の黒ピクセル、白ピクセルの数をそれぞれカウンタ１９、２１でカウントし、その連続ピクセル長をその変化ごとにデータメモリ４７に格納する。図1 中Ｘａ，Ｘｂの記録タイミングでＸｃ，Ｘｄの値を記録するが、これは図３に示されているように板金Ｗの送り方向位置を示すカウンタ４３のＹ座標と対応させて記録する。
【００３０】
このようなデータ形式では、Ｘをインクレメント、Ｙをアブソリュート座標とみなすので、図１に示されている板金Ｗの加工を画像処理すると、実際には図４に示されているような図形に置き換えられている。前述した特徴から、ＦＡＸの場合にはこのデータに基づいて黒白を印刷すると、図４に示されているようにもとの図形に復元される。
【００３１】
しかしながら、前記データによると、スキャン方向であるＸ方向の座標しか得られないため図５に示されているように、Ｘ方向の輪郭座標が抽出できない。このため、円形の穴７はほぼ認識できるものの矩形の穴５はベクトル化の段階等で認識されないこととなる。
【００３２】
この問題を解決すべく、バッファ２７を設けて１スキャン分のデータを格納し、次の１ラインデータ取込みと同時に黒白変化点検出制御回路２９に「Ｓ」と「Ｓｔ-1」を送出する。すなわち、このバッファ２７はスキャン１ライン分のピクセル数のシフトレジスタ機能を果たす。
【００３３】
この黒白変化点検出制御回路２９は、前述の信号「Ｓ」および「Ｓｔ-1」を取込み、各Ｘｎ座標のピクセル間での１→０、０→１の変化を検出し、このときのカウンタ１９、２１の値をデータメモリ４７に格納する（図6 参照）。このデータを座標としてとらえたイメージが図７に示されている。
【００３４】
以上で求めた変化点の座標を統合し、Ｘ、Ｙの両方のデータで同一点が検出される場合には重複した座標を削除すると、図８に示されているように元の図形の輪郭すべてが取込まれて、図形処理のためのベクトル化が容易になる。
【００３５】
次に、図９および図１０を参照して、前述のシフトレジスタとＹ方向輪郭抽出について説明する。図９には図形のイメージが示されている。図中１桝が１ピクセルである。また、ハッチング部分はワークＷがある部分を示し、暗の部分である。図１０（Ａ）を参照するに、ラインａをバッファ２７に取込んだ後の状態が示されている。すなわち、バッファ２７に取込まれたラインａのデータと、スキャンされたラインｂのデータ（図１０（Ｂ））からＮＯＴ（Ａ）．ＡＮＤ．Ｂで立ち上がりを検出してＹデータの変化点を検出する（図１０（Ｃ））ので、Ｙ方向輪郭を抽出することができる。
【００３６】
ここで、データのデータメモリ４７への転送時間について説明する。Ｘ方向のピクセル読み出し時間はクロックで１０ＭＨｚ程度であり、０．１μｓ／ピクセルである。現実的には０．０１μｍの分解能で白黒が交互に現れることはないと考えてよいので、一般的なＣＰＵ４５のメモリ転送速度で十分対応できる。
【００３７】
例えば、ＳＣＳＩ−IIバスインターフェースの転送レートは１０Ｍbyte／s であり、Ｘ、Ｙの座標を各々４バイトで送出する場合に、１秒の転送可能回数は１．２５×１０6 以下ならば可能である。従って、カメラ９のピクセル転送クロックを１０ＭＨｚとした場合、８ピクセル以上の粗さで白黒データが交互に転送可能となる。
【００３８】
また、現在のパソコンの標準のＰＣＩバスの転送レートは１２０〜２００Ｍbyte／s で１０倍〜２０倍の速さであることを考えると、Ｘ方向のみでは１ピクセル単位での転送も可能であるといえる。これに対し、Ｙ方向の転送すべきデータは、図１に示されている矩形の穴５の一辺のような場合には毎ピクセル発生することがある。
【００３９】
しかしながら、本発明においては、Ｘ、Ｙ両方向で検出されたデータを記録する必要があり、現在のパソコンの仕様では無理があるためＹ出力抑制回路３１を設けてある。すなわち、Ｙ方向輪郭検出後一定時間（規定ピクセル読出し時間）以内に変化点があってもＹデータを抑制してこれを無視する。
【００４０】
例えば、前述の定数であれば、１０〜２０ピクセルの読出し時間を抑制することによりデータの転送が可能となる。また、このときの輪郭データ粗さは、０．０１×２０＝０．２ｍｍとなり図形を形成するには十分な細かさであり、実用性に問題はない。
【００４１】
以上の結果から、長い寸法を高分解能で取込み、リアルタイムで画像データの圧縮を行うので、小さなメモリで画像データを取込むことができると共に、１ライン取込み後並行してＣＰＵ４５により処理を行うので迅速な処理が可能になる。
【００４２】
また、Ｙ方向の輪郭が抽出できない点をＹ方向処理部３５を付加することによりデータ圧縮をしながらあらゆる形状の輪郭データを得ることができる。
【００４３】
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実施の形態においては、１ライン分の画像データをバッファ２７に格納する場合について説明したが、バッファ２７の代わりにデータメモリ４７に一旦格納するようにしてもよい。
【００４４】
また、１ラインのバッファ２７ではなく複数ラインのバッファ２７を設けるようにしてもよい。また、前述の実施の形態においては種々の回路により処理を行うようにしたが、これに変わってソフト的に処理するようにすることもできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明による板金加工における画像処理方法は、板金を一方向へ送ると共に、カメラを前記一方向と直交する他方向へスキャンさせることにより、板金に加工された穴等の画像を透過してきた照明光が取込まれる。この際に、カメラで取込まれた画像データをリアルタイムで圧縮して記憶することにより、必要な記憶容量を減少させることができるので、広い範囲を細かく分解して画像処理することができる。カメラのスキャン方向と直交する方向である前記一方向の画線の輪郭は、前記記憶されている画像データと後で取込まれた画像データから抽出されるので、スキャン方向に直交する方向の画線の処理が可能になる。
【００４６】
請求項２の発明による板金加工における画像処理方法は、カメラのスキャン方向と直交する方向の画線の輪郭は、すべてのスキャンラインの画像データを使用するのではなく、適宜な間隔に間引かれたスキャンラインの画像データを用いて抽出されるので、現在あるパソコンのデータ転送速度で画像処理を行うことが可能になる。
【００４７】
請求項３の発明による板金加工における画像処理装置は、板金をＹ方向へ送ると共に、カメラをＹ方向に直交するＸ方向へスキャンさせることにより、板金に加工された穴等の画像を透過してきた照明光が取込まれる。この際に、Ｘ方向処理手段がカメラで取込まれた画像データをリアルタイムで圧縮して記憶することにより、必要な画像データメモリの記憶容量を減少させることができるので、広い範囲を細かく分解して画像処理することができる。また、カメラのスキャン方向と直交する方向であるＹ方向の画線の輪郭は、Ｙ方向処理手段により先に記憶されている画像データと後で取込まれた画像データから抽出されるので、スキャン方向に直交する方向の画線の処理が可能になる。
【００４８】
請求項４の発明による板金加工における画像処理装置は、カメラのスキャン方向と直交する方向であるＹ方向の画線の輪郭は、すべてのスキャンラインの画像データを使用するのではなく、適宜の間隔に間引かれたスキャンラインの画像データを用いて抽出されるので、現在あるパソコンのデータ転送速度で画像処理を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる板金加工における画像処理装置を示すブロック構成図である。
【図２】「明」と「暗」に区別するスレッショルドレベルを示すグラフである。
【図３】黒白カウンタ制御回路によりメモリされるデータの例である。
【図４】図３で示されるデータを図形に置き換えたイメージを示す説明図である。
【図５】図３で示されるデータを座標として置き換えたイメージを示す説明図である。
【図６】メモリデータの例を示す表である。
【図７】図６のメモリデータを座標としてとらえたイメージを示す説明図である。
【図８】図５と図７を統合したイメージを示す説明図である。
【図９】撮像した図形のイメージを示す説明図である。
【図１０】（Ａ），（Ｂ）は、取込まれた画像データを、（Ｃ）はＹ方向画線の立上がりを検出する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  画像処理装置
５、７  穴
９  カメラ
２５  Ｘ方向処理部（Ｘ方向処理手段）
２７  バッファ（画像データメモリ手段）
３１  Ｙ出力抑制回路（Ｙ出力抑制手段）
３５  Ｙ方向処理部（Ｙ方向処理手段）
４７  データメモリ（画像データメモリ手段）
Ｗ  板金
Ｌ  照明光
【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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【図１０】
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