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JP3661375B2 - Image processing device - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2次元撮像装置により対象物を撮像して、該撮像画像を処理する画像処理装置に関し、更に詳しくは、高速で到来する対象物を複数のランダムシャッタカメラで多方向から撮像し、その撮像した複数の静止画像をA/D変換して多値濃淡画像として処理する画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
製造業の生産工程や検査工程において、撮像管やCCD撮像素子を用いたカメラ等の複数の2次元撮像装置を用いて、前記した工程を流れるワーク等の対象物の複数画像を入力し、その得られた画像を基に対象物に欠陥がないかを検出して良否判定等を行うための画像処理装置が知られている。
【0003】
その画像処理装置の一例としては、高速に前記工程を移動する同一のワーク等の対象物を多方向から撮像するために、2次元撮像装置としてランダムなシャッタタイミングで高速に画像の取込が可能なランダムシャッタカメラが工程に複数台接続されて、タイミングをずらしながら、シリアルに該各ランダムシャッタカメラからの出力画像を切り替え、この各ランダムシャッタカメラからの複数の出力画像が順次入力されるような、複数のランダムシャッタカメラにより撮像された画像が入力される画像処理装置が知られている。
【0004】
他の画像処理装置の例としては、2次元撮像装置としてシャッタの無いカメラを工程に複数接続し、カメラ毎に用意したストロボ照明を同一タイミングで点灯して、対象物を同時に撮像した画像を画像メモリに入力して画像処理する画像処理装置が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の複数のランダムシャッタカメラからの画像入力方式の画像処理装置では、シリアルにカメラを切り替えてカメラからの画像を入力する必要があるため、対象物が流れる工程上の複数箇所にカメラを設置しなければならず、その分だけ工程を長くとらなければならない。
【0006】
また、単純に工程上の1箇所に複数のカメラを設置して多方向から撮像しようとすると次の問題が発生する。
対象物の到来を検知すると、その到来の検知信号(以後、到来検知信号と記述)を受けた直後の垂直走査同期信号に同期して画像を読み出すが、ランダムシャッタカメラは到来検知信号(又はシャッタトリガ信号)が該垂直走査同期信号前端のエッジの前に来たかどうかで画像がどの垂直走査同期信号に同期して出力されるか決まるため、垂直走査同期信号に接近して到来検知信号を受けた場合、ランダムシャッタカメラの個体差により複数のランダムシャッタカメラが同じ垂直走査同期信号に同期して画像を出力しない可能性があり、複数のランダムシャッタカメラの画像を同時に画像処理装置に入力することができないことがある。
【0007】
その場合の例を図4のタイミングチャートを用いて説明する。
図4(a)は、ランダムシャッタカメラの垂直走査同期信号を示しており、垂直走査同期信号20の入力毎にランダムシャッタカメラでは垂直走査が行われる。同図(a)では、その垂直走査同期信号20の1周期がVで示されており、この1周期でランダムシャッタカメラにおいて1回の垂直走査が行われる。
【0008】
図4(b)は、工程等で到来した対象物を検知した場合の検知信号出力であるタイミングセンサ出力21であり、本来は任意のタイミングで発生するが、発明が解決しようとする課題がこの出力の発生するタイミングに関係することから、その説明のため、上記(a)の垂直走査同期信号20の前端と同時またはその直前のタイミングに検知信号が来た場合を示している。
【0009】
図4(c)は、上記の同図(b)のタイミングセンサ出力21(検知信号)に同期して発生されるランダムシャッタカメラのシャッタを切るためのトリガ信号23であり、このシャッタトリガ信号23が各ランダムシャッタカメラに送られて、該各ランダムシャッタカメラで受け付けられたら、その受付後の最初の同図(a)の垂直同期信号20に同期して該各ランダムシャッタカメラから撮像された画像が出力される(画像出力)。
【0010】
図4(g)は、上記(c)のシャッタトリガ信号23が第1の垂直走査同期信号20−1の前端より前に受け付けられた第1のランダムシャッタカメラ1−1からの画像出力27−1であり、第1の垂直走査同期信号20−1より前にシャッタトリガ信号23が第1のランダムシャッタカメラ1−1では受け付けられたので、該シャッタトリガ信号23の出力直後の第1の垂直走査同期信号20−1に同期してランダムシャッタカメラ1−1から画像出力27−1が行われる。
【0011】
図4(h)は、第2のランダムシャッタカメラ1−2の個体差により、上記同図(c)のシャッタトリガ信号23が、上記同図(g)とは異なって第1の垂直走査同期信号20−1の前端の後に受け付けられたランダムシャッタカメラ1−2からの画像出力27−2である。この場合にはシャッタトリガ信号23が上記した同図(a)の第1の垂直走査同期信号20−1の前端の後に第2のランダムシャッタカメラ1−2で受け付けられたため、その次の垂直走査同期信号である第2の垂直走査同期信号20−2に同期してランダムシャッタカメラ1−2から画像出力27−2が行われる。
【0012】
この図4に示されたように、垂直走査同期信号20の前端とほぼ同時にシャッタトリガ信号23が発生する場合には各ランダムシャッタカメラの個体差によりシャッタトリガ信号23の受付のタイミングが異なり、その結果、各ランダムシャッタカメラにおいて画像が出力されるタイミングが第1の垂直走査同期信号20−1に同期するものと第2の垂直走査同期信号20−2に同期するものに分かれてしまい、各ランダムシャッタカメラの画像出力を同時に取り込むことができない。
【0013】
また、シャッタなしカメラの場合には、同時に取り込むことは可能になるものの高額なストロボ照明を必要とし、また、外乱光の影響を受け易いため、カメラの周辺を遮光しなければならないので、装置が大型化しコストアップになる。
【0014】
そこで本発明では、工程の工程長を伸ばすことなく複数のランダムシャッタカメラを設置し、工程で高速に到来する検査対象物(ワーク)がどのようなタイミングで到来しても、複数のランダムシャッタカメラからの画像出力を同時に入力して処理できる画像処理装置を提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外部からのシャッタトリガ信号に同期して切れるシャッタ手段を備え、対象物を静止画像として撮像し、その静止画像を定周期の垂直走査同期信号により始まるラスタ走査を行って映像信号として出力するランダムシャッタカメラを、所定位置に到来した対象物を多方向から撮像できるように複数台設置し、高速に移動する対象物の所定位置への到来を検出して検知信号を出力する到来検知手段と、到来検知手段からの検知信号入力により全ランダムシャッタカメラのシャッタ手段を同時に切らせるためのシャッタトリガ信号を発生するシャッタトリガ発生手段と、複数のランダムシャッタカメラから出力される映像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して多値の濃淡画像信号として出力する、複数の各ランダムシャッタカメラと個々に接続された複数のA/D変換手段と、多値濃淡画像信号を基に画像処理する演算処理手段と、複数の各ランダムシャッタカメラと個々に接続された複数のA/D変換手段の内、第1のA/D変換手段を除いた第2以降の残り全てのA/D変換手段に接続され、複数のランダムシャッタカメラの内、第1のランダムシャッタカメラ以外の残りのランダムシャッタカメラからの多値濃淡画像信号を記憶する画像メモリと、複数のランダムシャッタカメラの垂直走査同期信号を全て同期させ、検知信号の出力により、シャッタトリガ発生手段から全ランダムシャッタカメラへ同一タイミングでシャッタトリガ信号を発生させ、シャッタトリガ信号発生後の最初の垂直走査同期信号に同期させて第1のA/D変換手段からの第1の多値濃淡画像信号を演算処理手段に入力させると共に第2以降の残り全てのA/D変換手段からの第2以降の多値濃淡画像信号を一旦画像メモリへ記憶させ、第1のA/D変換手段からの第1の多値濃淡画像信号の演算処理手段における処理の終了後の最初の垂直走査同期信号に同期して、画像メモリから第2以降の多値濃淡画像信号を読み出して演算処理手段へ順次入力させる制御手段を備え、制御手段は、到来検知手段の検知信号出力と垂直走査同期信号出力の時間間隔が所定期間内である場合に、垂直走査同期信号前端の受付後に、シャッタトリガ発生手段からシャッタトリガ信号を発生させ、次の垂直走査同期信号に同期させて、全てのランダムシャッタカメラからそれぞれに対応するA/D変換手段へ同時に映像信号を出力させることを特徴とする。
【0016】
上記の構成とすることで、全てのランダムシャッタカメラから同時に映像信号を出力させ、一つの演算処理手段により、各ランダムシャッタカメラにより撮像された画像を順次処理できる。
【0017】
さらに、制御手段は、到来検知手段の検知信号出力と垂直走査同期信号の時間間隔が所定期間内である場合に、垂直走査同期信号前端の前後の所定期間にシャッタトリガ信号の発生を禁止させる禁止帯信号をシャッタトリガ発生手段に出力する禁止帯発生手段を備え、シャッタトリガ手段は、禁止帯信号の終了後にシャッタトリガ信号を発生させることを特徴とする。
【0018】
又、前記所定期間が、各ランダムシャッタカメラの個体差によるシャッタトリガ信号の受付時間の偏差をカバーするに充分な期間であることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態につき図を用いて詳細に説明を行う。
図1は、本発明の一実施形態である画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【0020】
ランダムシャッタカメラ1は、製造業の生産工程や検査工程等の工程上や各装置内等の1撮像位置の対象物を多方向から撮像できるように複数台数設置されて、工程上を高速で移動する対象物の状態を、外部からのシャッタトリガ信号に同期して切られるシャッタにより静止画像として撮像し、その静止画像を定周期の垂直走査同期信号の入力によりラスタ走査を行って映像信号として出力する。ランダムシャッタカメラ1−1,1−2・・・は、その複数のランダムシャッタカメラの各々を示す。
【0021】
A/D変換部2(2−1、2−2、…)は、各ランダムシャッタカメラ1の個々に対応して設けられ、対応するランダムシャッタカメラ1から入力されるアナログの映像信号をA/D変換してデジタルの多値の濃淡画像信号に変換するA/Dコンバータである。
【0022】
画像メモリ3は、例えば、後述する演算処理部4における1個のランダムシャッタカメラ1−1からの多値濃淡画像信号の画像処理中に、同時に別のランダムシャッタカメラ1−2、…からA/D変換部2−2、…を経て入力される多値農淡画像信号を記憶するメモリである。
【0023】
演算処理部4は、ランダムシャッタカメラ1−1からA/D変換部2−1を経て入力される多値濃淡画像信号を直接、又は、画像メモリ3に記憶された多値濃淡画像信号を入力して2値化面積算出等の画像処理を行う。
【0024】
画像メモリ制御部5は、後述するCPU7の指示により、画像メモリ3に対する多値濃淡画像信号の記憶と読み出しを制御する。
画像メモリアドレス発生部6は、A/D変換部2−2、…から入力される多値濃淡画像信号の画像メモリ3内の格納アドレスを発生する。
【0025】
CPU7は、バスBUSを介し後述の割込み制御部8からの割込み信号を受付けると共に、画像メモリ3、演算処理部4、メモリ制御部5、後述のシャッタトリガ発生部10を制御しつつ、ランダムシャッタカメラ1の垂直走査同期信号に同期して演算処理部4等の処理を起動して、図示されないROM等に納められたプログラムを実行して検査対象物(ワーク)の良否判定等の処理を行うマイクロプロセッサ(MPU)である。
【0026】
タイミングセンサ9は、ワークが各ランダムシャッタカメラ1の全てに共通の撮像位置に到着したタイミングを検出し、その検出したことを示す信号をタイミングセンサ出力21として後述する割込み制御部8へ出力するセンサであり、光学検出素子等からなる。
【0027】
割込み制御部8は、タイミングセンサ9からのタイミングセンサ出力21を入力し、該タイミングセンサ出力21の入力時にCPU7に割込みをかける。
シャッタトリガ発生部10は、ワーク到来時にCPU7からの制御を受けて、シャッタトリガ信号23を各ランダムシャッタカメラ1−1、1−2、…に対して発生する。
【0028】
禁止帯発生回路11は、ランダムシャッタカメラ1の垂直走査同期信号の直前に一定の幅でシャッタトリガ信号23の発生を禁止させる禁止帯信号28を発生して、シャッタトリガ発生部10によるシャッタトリガ信号23の発生を該禁止帯信号28の終了まで遅らせて、各ランダムシャッタカメラ1の個体差により、該各ランダムシャッタカメラ1からの静止画像の映像信号の出力タイミングがばらつくのを防ぐ。
【0029】
この禁止帯信号28は、外部からの所定周期の垂直走査同期信号が禁止帯発生回路11に入力されると、次の垂直走査同期信号が所定周期で立ち上がる予測時刻に対して所定の時間幅の信号であり、例えば、禁止帯発生回路11に垂直走査同期信号が入力されたらタイマ等で次の垂直走査同期信号が入力されると予測される時刻よりランダムシャッタカメラの映像出力のタイミングのばらつきの分だけ早めた時刻に禁止帯信号28をシャッタトリガ発生部10に入力開始し、予測される垂直走査同期信号の時刻後までタイマ等で前記ばらつきに相当する分だけその禁止帯信号28を維持するようにし、その禁止帯信号28の維持期間中にCPU7からシャッタトリガ発生部10にシャッタトリガ信号23を発生させる指示が来た場合であっても、禁止帯信号28の間だけシャッタトリガ信号23の発生を遅延させる。
【0030】
上記の構成により、ランダムシャッタカメラ1−1、1−2、…の垂直走査同期信号の前端と同じか少し前のタイミングでタイミングセンサ9からタイミングセンサ出力21が出力された場合でも、複数のランダムシャッタカメラ1−1、1−2、…からの画像を同時に入力し、それぞれのランダムシャッタカメラ1−1、1−2、…の画像を入力処理をすることができる画像処理装置を実現することができる。
【0031】
尚、本実施形態では、禁止帯発生回路11は、禁止帯信号28をシャッタトリガ発生部10に直接出力するように構成しているが、例えば、禁止帯発生回路11が禁止帯信号28をCPU7へ出力して、これに基づいてCPU7が禁止帯信号28の出力が終了するまで、シャッタトリガ発生部10へシャッタトリガ信号23を出力させるための指示を送るのを遅らせて、禁止帯信号28の出力が終了した後にその指示を送るように構成しても良い。
【0032】
図2は、図1の構成の画像処理装置における要部の動作を示すタイミングチャートである。図3は、図2のタイミングチャートにおいて、ワーク到来、すなわちタイミングセンサ出力21の発生がカメラ垂直走査同期信号20の前端に接近した場合の動作を示すタイミングチャートである。
【0033】
尚、図2、図3において、(a)に示す垂直走査同期信号20は、複数のランダムシャッタカメラ1−1、1−2、…に共通の垂直走査同期信号で、第1の垂直走査同期信号を20−1、第2の垂直走査同期信号を20−2で示す。すなわち、第iの垂直走査同期信号を20−i(i=1、2、3、…)で示す。また、この垂直走査同期信号20の1周期(つまりランダムシャッタカメラ1における1垂直走査期間)をVで示す。
【0034】
図2(b)と図3(b)に示すタイミングセンサ出力21は、ワークが到来した場合にタイミングセンサ9から出力されるワーク検知信号である。図2(b)においては、1個目のワークが到来した場合に発生するタイミングセンサ出力を21−1で示し、2個目のワークが到来した場合に発生するタイミングセンサ出力を21−2で示している。
【0035】
図2(c)と図3(c)に示すシャッタトリガ信号23は、タイミングセンサ出力21により、割込制御部8とCPU7を介してシャッタトリガ発生部10から発生される信号であり、ランダムシャッタカメラ1のシャッタを切らせるための信号である。
【0036】
図2(d)に示す演算処理部の処理は、演算処理部4における、前記A/D変換部2−1からのカメラ画像入力25や、画像メモリ3からの画像メモリ画像読出し26の処理期間等を示している。カメラ画像入力25は、第1のランダムシャタカメラ1−1からA/D変換部2−1を介しての多値濃淡画像信号の演算処理部4への直接入力である。画像メモリ画像読出26は、例えば、第2のランダムシャッタカメラ1−2からA/D変換部2−2を介して一旦画像メモリ3−1に記憶された多値濃淡画像信号の演算処理部4への画像メモリ3からの入力であり、第3以降のランダムシャッタカメラ1が存在する場合には、それに対応する画像メモリ3から演算処理部4へ入力される多値濃淡画像信号の入力も示している。又、図2(d)には、カメラ画像入力25や画像メモリ画像読出26を示す斜線部とそれにより入力された画像信号の演算処理期間を示す非斜線部から成る演算処理部4の処理期間P1、P2が示されている。
【0037】
図2(e)に示す画像メモリ入力は、第2のランダムシャッタカメラ1−2以降からの一旦画像メモリ3に記憶されてから演算処理部4に画像メモリ画像読出26として出力される多値濃淡画像信号の画像メモリ3への入力タイミングを示している。画像メモリ入力24は、例えば、ランダムシャッタカメラ1−2からA/D変換部2−2を介して画像メモリ3−1ヘ入力される多値濃淡画像信号の入力期間を示している。又、図2(e)では、第2のランダムシャッタカメラ1−2からの多値濃淡画像信号の入力を示しているが、第3以降のランダムシャッタカメラ1が存在する場合にも、それに対応するランダムシャッタカメラ1からA/D変換部2を介して出力される多値濃淡画像信号も図2(e)と全く同様なタイミングで画像メモリ3に入力される。
【0038】
図3(f)に示す禁止帯信号28は、全てのランダムシャッタカメラ1で同期させられている垂直走査同期信号20の前端の直前に一定の幅で禁止帯発生回路11からシャッタトリガ発生部10に発生される。禁止帯信号28は、シャッタトリガ発生部10によるランダムシャッタカメラ1のシャッタトリガ信号23の発生を、その発生期間の終了まで遅らせて、各ランダムシャッタカメラ1の個体差により、該各ランダムシャッタカメラ1からの静止画像の映像信号の出力のタイミングがばらつくのを防ぐために、シャッタトリガ発生部10からのシャッタトリガ信号23の発生を禁止するための時間幅t1を持つ信号である。
【0039】
図3(g)に示すカメラ1−1の画像出力27−1は、第1のランダムシャッタカメラ1−1からの、静止画像の映像信号の出力期間を示す。第1のランダムシャッタカメラ1−1からの画像出力27−1は、図3(a)の垂直走査同期信号20−2に同期して出力される。この場合、第1のランダムシャッタカメラ1−1はシャッタトリガ信号23を垂直走査同期信号20の前端受付の直前で受け付けている。
【0040】
図3(h)に示すカメラ1−2の画像出力27−2は、第2のランダムシャッタカメラ1−2からの、静止画像の映像信号の出力期間を示す。第2のランダムシャッタカメラ1−2からの画像出力27−2は、図3(a)の垂直走査同期信号20−2に同期して出力される。この場合、第2のランダムシャッタカメラ1−2はシャッタトリガ信号23を垂直走査同期信号の前端受付の直後で受け付けている。尚、第3以降のランダムシャッタカメラ1が存在する場合も、それらの静止画像の映像信号の出力のタイミングは上記のランダムシャッタカメラ1−1及び1−2と同じであるので、第3以降のランダムシャッタカメラ1が存在する場合も、全てのランダムシャッタカメラ1から同じタイミングで静止画像の映像信号が出力される。
【0041】
ここで、図2の(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)のタイミングの関係について説明する。
図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20は、全ランダムシャッタカメラ1で共通のタイミングで定周期で発生している同期信号である。
【0042】
図2(b)のタイミングセンサ出力21は、検査工程でワークが来たら発生する信号であるので、工程の工程スピードとワークの置かれる間隔が一定であれば、一定の間隔で出力されるが、図2(a)のカメラ垂直走査信号20の発生に対してどのタイミングで発生するかの相関関係はなく、図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20の出力タイミングに対しては任意のタイミングで出力される。
【0043】
図2(c)のシャッタトリガ信号23は、図2(b)のタイミングセンサ出力21の出力の前端に同期して発生される信号であるので、図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20の発生タイミングとは相関関係はなく、従って、図2(b)と同様に、図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20の出力タイミングに対しては任意のタイミングで出力される。
【0044】
図2(d)のカメラ画像入力25は、図2(c)のシャッタトリガ信号23が第1のランダムシャッタカメラ1−1で受け付けられた後の図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20−2の前端に同期して演算処理部4に入力されるランダムシャッタカメラ1−1により撮像された静止画像の多値濃淡画像信号であり、画像メモリ画像読出26は、前記カメラ画像入力25が出力された後の図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20−5の前端に同期して演算処理部4に入力されるランダムシャッタカメラ1−2により撮像された静止画像の多値濃淡画像信号である。
【0045】
図2(e)の画像メモリ入力24は、図2(d)のカメラ画像入力25と同時に画像メモリ3に入力されるランダムシャッタカメラ1−2により撮像された静止画像の多値濃淡画像信号である。
【0046】
従って、カメラ画像入力25、画像メモリ画像読出し26及び画像メモリ入力24は、図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20の前端に同期したタイミングで発生するが、タイミングセンサ出力21とシャッタトリガ信号23は、図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20の前端のタイミングとの相関関係は無く任意のタイミングで発生される。
【0047】
次に、図3の各(a)、(b)、(f)、(c)、(g)及び(h)のタイミングの関係について説明する。
図3(a)、図3(b)と図3(c)についての信号発生タイミングは、概略としては図2で説明したとおりであるが、図3では、図3(b)のタイミングセンサ出力21が図3(a)の垂直走査同期信号20に対して接近して発生している。このタイミングは従来技術の図4の場合と同様である。従来技術の図4では、図4(g)の第1のランダムシャッタカメラ1−1の画像出力27−1と図4(h)の第2のランダムシャッタカメラ1−2の画像出力27−2の開始が、各々の個体差に起因する垂直走査同期信号20の前端の受付に対するシャッタトリガ信号23の受付タイミングのばらつきのために、図4(a)のカメラ垂直走査同期信号20の1周期分だけずれている。(それぞれ、カメラ垂直走査同期信号20−1、垂直走査同期信号20−2に同期して行われている)図3では、図3(f)の禁止帯28が、禁止帯発生回路11からシャッタトリガ発生部10に対し発生されるため、図4と同じタイミングでタイミングセンサ出力21が発生した場合でも、シャッタトリガ発生部10はシャッタトリガ信号23を図3(f)の禁止帯28の発生期間分だけ遅らせて発生させるために、シャッタトリガ信号23が図3(a)のカメラ垂直走査同期信号20−1の前端より先にランダムシャッタカメラ1で受け付けられることは無くなり、図3(g)の第1のランダムシャッタカメラ1−1の画像出力27−1も図3(h)の第2のランダムシャッタカメラ1−2の画像出力27−2も、共に、同じ図3(a)の第2のカメラ垂直走査同期信号20−2の前端に同期して同じタイミングで開始される。
【0048】
次に、図2を参照して図1の動作を説明する。図2(a)、図2(d)及び図2(e)から理解されるように、ランダムシャッタカメラ1から出力されてA/D変換部2でA/D変換されたカメラ画像入力25や画像メモリ入力24等の多値濃淡画像信号は(正確には、ランダムシャッタカメラ1の撮像した静止画像の映像信号は)、必ず図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20に同期して出力されてくる。
【0049】
又、前記したように、1台のランダムシャッタカメラ1における1画面の走査が行われる期間はカメラ垂直走査同期信号20の周期Vに対応しており、ランダムシャッタカメラ1としては走査方式がインターレース(飛び越し走査)であるかノンインターレース(非飛び越し走査)であるかにより、カメラ垂直走査同期信号20の周期Vで2周期分(2V期間,2フィールド期間)を1画面として飛び越し走査出力されるか、1周期分(1V期間,1フィールド期間)を1画面として走査出力されるかになる。
【0050】
図2は、ランダムシャッタカメラ1の画像出力期間がカメラ垂直走査同期信号20の1周期分である1V期間、すなわち、ランダムシャッタカメラ1の走査方式がノンインターレースの場合に対応している。
【0051】
検査工程で対象物であるワークがタイミングセンサ9の検出範囲に到来して、タイミングセンサ9からタイミングセンサ出力21が発生し、そのタイミングセンサ出力21により、割込制御部8で発生した割り込み信号がCPU7に入力されると、CPU7からシャッタトリガ発生部10、演算処理部4、画像メモリ3及び画像メモリ制御部5等に指令(制御信号)が出力される。
【0052】
そのCPU7からの指令により、図2(c)のシャッタトリガ信号23がシャッタトリガ発生部10から出力され、各ランダムシャッタカメラ1から出力されてA/D変換部2でA/D変換されて出力されるカメラ画像入力25や画像メモリ入力24は、図2(d)に示されるタイミングで第1のランダムシャッタカメラ1−1のカメラ画像入力25が演算処理郡4に入力されて処理されると同時に、図2(e)に示されるタイミングのように第2のランダムシャッタカメラ1−2,それ以上のカメラ台数が有る場合のランダムシャッタカメラ1−3‥等のランダムシャッタカメラから出力される静止画像の映像信号が、A/D変換部2−2、2−3を介して、画像メモリ入力24として画像メモリ3−1,3−2‥等へ入力記憶される。
【0053】
第1のランダムシャッタカメラ1−1のカメラ画像入力25の演算処理部4における演算処理終了後の図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20−5に同期して、図2(e)のランダムシャッタカメラ1−2の画像メモリ入力24(ランダムシャッタカメラ1−1のカメラ画像入力25と同じタイミングで画像メモリ3―1に記憶されたランダムシャッタカメラ1−2の多値濃淡画像信号)を、画像メモリ画像読出26として演算処理部4に転送し、演算処理部4でその多値濃淡画像信号に対し演算処理を行う。画像メモリ3−2、…も同様に、演算処理部4での前の画像メモリ3に記憶されていた多値濃淡画像信号の処理が終了すると、その直後の図2(a)のカメラ垂直走査同期信号20に同期して、読み出されて順次処理される。
【0054】
図3は、前記したように検査工程におけるワークの到来によるタイミングセンサ出力21がランダムシャッタカメラ1の第1の垂直走査同期信号20−1に接近した場合の本実施形態の動作を示すタイミングチャートである。タイミングセンサ出力21の前端が垂直走査同期信号20−1の前端と同時又は直前に来た場合、シャッタトリガ信号23は、図3(a)の垂直走査同期信号20−1の前端を幅t1でまたぐように設定された図3(f)の禁止帯信号28により、図3(c)に示されたように出力が禁止帯信号28の終了後、すなわち、垂直走査同期信号20−1の前端より充分に後ろにずらされ、この結果、ランダムシャッタカメラ1−1、1−2、…からの画像出力27−1,27−2‥が全て、第2の垂直走査同期信号20−2に同期してA/D変換部2に同時に入力される。
【0055】
この場合の禁止帯信号28の幅t1は、各ランダムシャッタカメラ1におけるシャッタトリガ信号23の受付が各ランダムシャッタカメラ1の個体差により、カメラ垂直走査同期信号20の前端の前後にばらつくのを吸収するのに充分な値に設定される。
【0056】
上記の構成により、工程上でのワークの各ランダムシャッタカメラ1の撮像位置への到来検出を示すタイミングセンサ出力21の発生がカメラ垂直走査同期信号20の信号の前端に接近した場合でも、複数ランダムシャッタカメラ1−1、1−2、…から、該ワークの静止画像の映像信号を同じカメラ垂直同期信号20に同期させてA/D変換部2−1、2−2、…に入力させて、A/D変換部2−1、2−2、…から出力される該映像信号の多値濃淡画像信号を、それぞれ、演算処理部4、画像メモリ3−1、…に読み込ませ、演算処理部4で各ランダムシャッタカメラ1の映像信号の多値濃淡画像信号を順次演算処理できるようになる。
【0057】
又、インターレース(飛び越し走査)のランダムシャッタカメラ1の場合には、カメラ画像入力25あるいは画像メモリ入力24が2フィールドに増えるだけであり、その他のタイミングは上記に説明した内容と同様である。
【0058】
【発明の効果】
本発明によれば、ランダムシャッタカメラの垂直走査同期信号に対して高速に到来する対象物がどのようなタイミングで到来した場合にも、同一対象物を、工程における同一位置で工程長を伸ばすことなく多方向から複数のランダムシャッタカメラにて同時に撮像し、該撮像した複数のカメラ画像を、順次一つの演算処理部にて処理させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の図形処理装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図2】上記実施形態の主要部の動作を示すタイミングチャートである。
【図3】上記実施形態においてワーク到来検知とランダムシャッタカメラにおける垂直走査同期信号の発生タイミングが接近する場合の動作を示すタイミングチャートある。
【図4】従来の図形処理装置においてワーク到来検知とランダムシャッタカメラにおける垂直走査同期信号の発生タイミングが接近する場合の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1(1−1、1−2、…) ランダムシャッタカメラ
2(2−1、2−2、…) A/D変換部
3(3−1、…) 画像メモリ
4 演算処理部
5 画像メモリ制御部
6 画像メモリアドレス発生部
7 CPU
8 割込制御部
9 タイミングセンサ
10 シャッタトリガ発生部
11 禁止帯発生回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus that captures an object with a two-dimensional imaging apparatus and processes the captured image. More specifically, the object that arrives at high speed is imaged from multiple directions with a plurality of random shutter cameras. The present invention relates to an image processing apparatus that performs A / D conversion on a plurality of captured still images and processes them as multilevel grayscale images.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process and inspection process of the manufacturing industry, a plurality of two-dimensional imaging devices such as a camera using an imaging tube or a CCD imaging device are used to input a plurality of images of an object such as a workpiece flowing through the above-described process, 2. Description of the Related Art An image processing apparatus for detecting whether or not a target has a defect based on an obtained image and performing quality determination or the like is known.
[0003]
As an example of such an image processing device, it is possible to capture an image at a high speed with random shutter timing as a two-dimensional imaging device in order to image an object such as the same workpiece moving at high speed from multiple directions. A plurality of random shutter cameras are connected to the process, and the output images from the random shutter cameras are serially switched while shifting the timing, and the plurality of output images from the random shutter cameras are sequentially input. An image processing apparatus to which images taken by a plurality of random shutter cameras are input is known.
[0004]
As an example of another image processing apparatus, a camera having no shutter is connected to the process as a two-dimensional imaging apparatus, and a strobe illumination prepared for each camera is turned on at the same timing, and an image obtained by simultaneously imaging an object is imaged. 2. Description of the Related Art Image processing apparatuses that perform image processing by inputting into a memory are known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional image processing apparatus using an image input method from a plurality of random shutter cameras, it is necessary to switch the camera serially and input an image from the camera. A camera must be installed, and the process must be lengthened accordingly.
[0006]
Further, when a plurality of cameras are simply installed in one place on the process and an attempt is made to capture images from multiple directions, the following problem occurs.
When the arrival of an object is detected, an image is read out in synchronization with a vertical scanning synchronization signal immediately after receiving the arrival detection signal (hereinafter referred to as an arrival detection signal), but a random shutter camera uses an arrival detection signal (or shutter). The vertical scanning synchronization signal is received in close proximity to the vertical scanning synchronization signal because the image is output in synchronization with the vertical scanning synchronization signal depending on whether the trigger signal) comes before the leading edge of the vertical scanning synchronization signal. In this case, there is a possibility that a plurality of random shutter cameras may not output images in synchronization with the same vertical scanning synchronization signal due to individual differences of the random shutter cameras, and the images of the plurality of random shutter cameras are input to the image processing device at the same time. May not be possible.
[0007]
An example in that case will be described with reference to the timing chart of FIG.
FIG. 4A shows a vertical scanning synchronization signal of the random shutter camera, and vertical scanning is performed in the random shutter camera every time the vertical scanning synchronization signal 20 is input. In FIG. 5A, one cycle of the vertical scanning synchronization signal 20 is indicated by V, and one vertical scan is performed in the random shutter camera in this one cycle.
[0008]
FIG. 4B is a timing sensor output 21 that is a detection signal output when an object that arrives in a process or the like is detected, and is originally generated at an arbitrary timing, but the problem to be solved by the invention is this Since it relates to the timing at which the output is generated, for the sake of explanation, the case where the detection signal comes at the same time as or immediately before the front end of the vertical scanning synchronization signal 20 of (a) is shown.
[0009]
FIG. 4C shows a trigger signal 23 for releasing the shutter of the random shutter camera generated in synchronization with the timing sensor output 21 (detection signal) of FIG. Is sent to each random shutter camera and received by each random shutter camera, the image taken from each random shutter camera in synchronization with the first vertical synchronizing signal 20 in FIG. Is output (image output).
[0010]
FIG. 4G shows an image output 27- from the first random shutter camera 1-1 in which the shutter trigger signal 23 in (c) is received before the front end of the first vertical scanning synchronization signal 20-1. 1 and since the first random shutter camera 1-1 has received the shutter trigger signal 23 before the first vertical scanning synchronization signal 20-1, the first vertical immediately after the output of the shutter trigger signal 23 An image output 27-1 is performed from the random shutter camera 1-1 in synchronization with the scanning synchronization signal 20-1.
[0011]
FIG. 4 (h) shows that the shutter trigger signal 23 shown in FIG. 4 (c) is different from that shown in FIG. 4 (g) due to the individual difference of the second random shutter camera 1-2. It is the image output 27-2 from the random shutter camera 1-2 received after the front end of the signal 20-1. In this case, the shutter trigger signal 23 is received by the second random shutter camera 1-2 after the front end of the first vertical scanning synchronization signal 20-1 shown in FIG. An image output 27-2 is performed from the random shutter camera 1-2 in synchronization with the second vertical scanning synchronization signal 20-2 which is a synchronization signal.
[0012]
As shown in FIG. 4, when the shutter trigger signal 23 is generated almost simultaneously with the front end of the vertical scanning synchronization signal 20, the reception timing of the shutter trigger signal 23 differs depending on the individual difference of each random shutter camera. As a result, the timing at which an image is output in each random shutter camera is divided into one that is synchronized with the first vertical scanning synchronization signal 20-1 and one that is synchronized with the second vertical scanning synchronization signal 20-2. The image output from the shutter camera cannot be captured simultaneously.
[0013]
In addition, in the case of a camera without a shutter, although it can be captured simultaneously, expensive stroboscopic illumination is required, and since it is easily affected by disturbance light, the surroundings of the camera must be shielded, so the device is Larger and higher cost.
[0014]
Therefore, in the present invention, a plurality of random shutter cameras are installed without increasing the process length of the process, and a plurality of random shutter cameras are provided no matter what timing the inspection object (workpiece) that arrives at high speed in the process arrives. It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus that can simultaneously input and process image outputs from a computer.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes shutter means that can be cut in synchronization with an external shutter trigger signal, picks up an object as a still image, performs raster scanning that starts with a vertical scanning synchronization signal of a fixed period, and outputs it as a video signal. Install multiple random shutter cameras to output the target object that has arrived at the predetermined position so that the target object can be imaged from multiple directions, and detect the arrival of the object moving at high speed to the predetermined position and output a detection signal Means, a shutter trigger generating means for generating a shutter trigger signal for simultaneously turning off the shutter means of all random shutter cameras by input of a detection signal from the arrival detection means, and an analog video signal output from a plurality of random shutter cameras Multiple random shutters that convert signals into digital signals and output them as multi-value grayscale image signals A plurality of A / D conversion means individually connected to the camera, an arithmetic processing means for image processing based on the multi-value grayscale image signal, and a plurality of A / D conversions individually connected to each of the plurality of random shutter cameras Of the plurality of random shutter cameras other than the first random shutter camera, the remaining random numbers other than the first random shutter camera are connected to all the second and subsequent remaining A / D conversion means except for the first A / D conversion means. The image memory that stores the multi-value grayscale image signal from the shutter camera and the vertical scanning synchronization signal of a plurality of random shutter cameras are all synchronized, and the detection signal is output from the shutter trigger generating means to all the random shutter cameras at the same timing. The first multi-value from the first A / D conversion means is generated in synchronization with the first vertical scanning synchronization signal after the shutter trigger signal is generated. The light image signal is input to the arithmetic processing means, and the second and subsequent multi-value gray image signals from the second and subsequent remaining A / D conversion means are temporarily stored in the image memory, and the first A / D conversion means is stored. The second and subsequent multi-value gray image signals are read from the image memory in synchronization with the first vertical scanning synchronization signal after the completion of the processing in the first multi-value gray image signal processing unit from And a control means for sequentially inputting the shutter trigger generation means after receiving the front end of the vertical scanning synchronization signal when the time interval between the detection signal output of the arrival detection means and the vertical scanning synchronization signal output is within a predetermined period. A shutter trigger signal is generated from the image signal, and a video signal is simultaneously output from all random shutter cameras to the corresponding A / D conversion means in synchronization with the next vertical scanning synchronization signal. Features.
[0016]
With the above configuration, video signals can be simultaneously output from all random shutter cameras, and images taken by each random shutter camera can be sequentially processed by one arithmetic processing unit.
[0017]
Further, the control unit prohibits the generation of the shutter trigger signal during a predetermined period before and after the front end of the vertical scanning synchronization signal when the time interval between the detection signal output of the arrival detection unit and the vertical scanning synchronization signal is within the predetermined period. Forbidden band generating means for outputting a band signal to the shutter trigger generating means, and the shutter trigger means generates a shutter trigger signal after the end of the forbidden band signal.
[0018]
In addition, the predetermined period is a period sufficient to cover a deviation of the reception time of the shutter trigger signal due to an individual difference of each random shutter camera.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0020]
A plurality of random shutter cameras 1 are installed on the production process, inspection process, etc. of the manufacturing industry, and a plurality of random shutter cameras 1 are installed so that an object at one imaging position in each apparatus can be imaged from multiple directions. The state of the target object is captured as a still image by a shutter that is cut in synchronization with an external shutter trigger signal, and the still image is raster-scanned by inputting a vertical scanning synchronization signal at a fixed period and output as a video signal To do. Random shutter cameras 1-1, 1-2... Indicate each of the plurality of random shutter cameras.
[0021]
The A / D converters 2 (2-1, 2-2,...) Are provided corresponding to the individual random shutter cameras 1 and convert analog video signals input from the corresponding random shutter cameras 1 into A / D. It is an A / D converter that performs D conversion and converts it into a digital multi-value grayscale image signal.
[0022]
For example, the image memory 3 is configured so that, during the image processing of the multilevel grayscale image signal from one random shutter camera 1-1 in the arithmetic processing unit 4 to be described later, another random shutter camera 1-2,. It is a memory for storing a multi-value agricultural light image signal input through the D conversion unit 2-2,.
[0023]
The arithmetic processing unit 4 inputs the multi-value grayscale image signal input from the random shutter camera 1-1 via the A / D conversion unit 2-1 directly or the multi-value grayscale image signal stored in the image memory 3. Then, image processing such as binarized area calculation is performed.
[0024]
The image memory control unit 5 controls storage and reading of the multi-value grayscale image signal with respect to the image memory 3 in accordance with an instruction from the CPU 7 to be described later.
The image memory address generation unit 6 generates a storage address in the image memory 3 of the multi-value grayscale image signal input from the A / D conversion unit 2-2,.
[0025]
The CPU 7 receives an interrupt signal from an interrupt control unit 8 (to be described later) via the bus BUS, and controls the image memory 3, the arithmetic processing unit 4, the memory control unit 5, and a shutter trigger generation unit 10 to be described later, and a random shutter camera A process for starting processing of the arithmetic processing unit 4 and the like in synchronization with the vertical scanning synchronization signal 1 and executing a program stored in a ROM or the like (not shown) to perform processing such as pass / fail judgment of an inspection object (work) A processor (MPU).
[0026]
The timing sensor 9 detects a timing at which the workpiece has arrived at an imaging position common to all the random shutter cameras 1, and outputs a signal indicating the detection to the interrupt control unit 8 described later as a timing sensor output 21. It consists of an optical detection element or the like.
[0027]
The interrupt control unit 8 inputs the timing sensor output 21 from the timing sensor 9 and interrupts the CPU 7 when the timing sensor output 21 is input.
The shutter trigger generator 10 receives a control from the CPU 7 when a workpiece arrives, and generates a shutter trigger signal 23 for each of the random shutter cameras 1-1, 1-2,.
[0028]
The forbidden band generation circuit 11 generates a forbidden band signal 28 for prohibiting the generation of the shutter trigger signal 23 with a certain width immediately before the vertical scanning synchronization signal of the random shutter camera 1, and the shutter trigger signal generated by the shutter trigger generation unit 10. 23 is delayed until the end of the forbidden band signal 28 to prevent the output timing of the video signal of the still image from each random shutter camera 1 from varying due to the individual difference of each random shutter camera 1.
[0029]
The forbidden band signal 28 has a predetermined time width with respect to the predicted time when the next vertical scanning synchronization signal rises in a predetermined period when an external vertical scanning synchronization signal of a predetermined period is input to the forbidden band generation circuit 11. For example, when a vertical scanning synchronization signal is input to the forbidden band generation circuit 11, a variation in timing of video output of the random shutter camera is predicted from a time when a next vertical scanning synchronization signal is predicted to be input by a timer or the like. The forbidden band signal 28 is started to be input to the shutter trigger generation unit 10 at a time earlier by the minute, and the forbidden band signal 28 is maintained by the timer or the like until the time after the predicted vertical scanning synchronization signal time. In the case where the instruction to generate the shutter trigger signal 23 is received from the CPU 7 during the sustain period of the forbidden band signal 28. Delays the generation of only the shutter trigger signal 23 between the forbidden band signals 28.
[0030]
With the above configuration, even when the timing sensor output 21 is output from the timing sensor 9 at the same timing or slightly before the front end of the vertical scanning synchronization signal of the random shutter cameras 1-1, 1-2,. To realize an image processing apparatus that can simultaneously input images from the shutter cameras 1-1, 1-2,..., And can input images from the random shutter cameras 1-1, 1-2,. Can do.
[0031]
In the present embodiment, the forbidden band generation circuit 11 is configured to directly output the forbidden band signal 28 to the shutter trigger generation unit 10. For example, the forbidden band generation circuit 11 outputs the forbidden band signal 28 to the CPU 7. Until the CPU 7 finishes outputting the forbidden band signal 28 and delays sending an instruction to output the shutter trigger signal 23 to the shutter trigger generating unit 10. You may comprise so that the instruction | indication may be sent after completion | finish of an output.
[0032]
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the main part of the image processing apparatus having the configuration shown in FIG. FIG. 3 is a timing chart showing an operation when the work arrives, that is, when the generation of the timing sensor output 21 approaches the front end of the camera vertical scanning synchronization signal 20 in the timing chart of FIG.
[0033]
2 and 3, the vertical scanning synchronization signal 20 shown in FIG. 2A is a vertical scanning synchronization signal common to the plurality of random shutter cameras 1-1, 1-2,. The signal is indicated by 20-1, and the second vertical scanning synchronization signal is indicated by 20-2. That is, the i-th vertical scanning synchronization signal is represented by 20-i (i = 1, 2, 3,...). One period of the vertical scanning synchronization signal 20 (that is, one vertical scanning period in the random shutter camera 1) is denoted by V.
[0034]
The timing sensor output 21 shown in FIGS. 2B and 3B is a workpiece detection signal output from the timing sensor 9 when a workpiece arrives. In FIG. 2B, the timing sensor output generated when the first workpiece arrives is denoted by 21-1, and the timing sensor output generated when the second workpiece arrives is denoted by 21-2. Show.
[0035]
The shutter trigger signal 23 shown in FIGS. 2C and 3C is a signal generated from the shutter trigger generation unit 10 via the interrupt control unit 8 and the CPU 7 by the timing sensor output 21, and is a random shutter. This is a signal for releasing the shutter of the camera 1.
[0036]
The processing of the arithmetic processing unit shown in FIG. 2D is performed in the processing period of the camera image input 25 from the A / D conversion unit 2-1 and the image memory image reading 26 from the image memory 3 in the arithmetic processing unit 4. Etc. The camera image input 25 is a direct input from the first random shutter camera 1-1 to the arithmetic processing unit 4 of the multi-value grayscale image signal via the A / D conversion unit 2-1. The image memory image read-out 26 is, for example, the arithmetic processing unit 4 for the multi-value grayscale image signal temporarily stored in the image memory 3-1 from the second random shutter camera 1-2 via the A / D conversion unit 2-2. When the third and subsequent random shutter cameras 1 exist, the input of the multi-value grayscale image signal input from the corresponding image memory 3 to the arithmetic processing unit 4 is also shown. ing. FIG. 2D shows a processing period of the arithmetic processing unit 4 including a hatched portion indicating the camera image input 25 and the image memory image reading 26 and a non-hatched portion indicating a calculation processing period of the image signal input thereby. P1 and P2 are shown.
[0037]
The image memory input shown in FIG. 2 (e) is a multi-value grayscale that is temporarily stored in the image memory 3 from the second random shutter camera 1-2 or later and then output to the arithmetic processing unit 4 as the image memory image readout 26. The input timing of the image signal to the image memory 3 is shown. The image memory input 24 indicates, for example, an input period of a multi-value grayscale image signal input from the random shutter camera 1-2 to the image memory 3-1 via the A / D conversion unit 2-2. Further, FIG. 2E shows the input of the multi-value grayscale image signal from the second random shutter camera 1-2, but this also corresponds to the case where the third and subsequent random shutter cameras 1 exist. The multi-value grayscale image signal output from the random shutter camera 1 via the A / D converter 2 is also input to the image memory 3 at exactly the same timing as in FIG.
[0038]
The forbidden band signal 28 shown in FIG. 3 (f) has a constant width from the forbidden band generating circuit 11 to the shutter trigger generating unit 10 immediately before the front end of the vertical scanning synchronization signal 20 synchronized with all the random shutter cameras 1. Generated. The forbidden band signal 28 delays the generation of the shutter trigger signal 23 of the random shutter camera 1 by the shutter trigger generation unit 10 until the end of the generation period, and the random shutter camera 1 due to individual differences of the random shutter cameras 1. Is a signal having a time width t1 for prohibiting the generation of the shutter trigger signal 23 from the shutter trigger generation unit 10 in order to prevent the output timing of the video signal of the still image from being varied.
[0039]
An image output 27-1 of the camera 1-1 shown in FIG. 3G indicates an output period of a video signal of a still image from the first random shutter camera 1-1. The image output 27-1 from the first random shutter camera 1-1 is output in synchronization with the vertical scanning synchronization signal 20-2 in FIG. In this case, the first random shutter camera 1-1 receives the shutter trigger signal 23 immediately before the reception of the front end of the vertical scanning synchronization signal 20.
[0040]
An image output 27-2 of the camera 1-2 shown in FIG. 3 (h) indicates an output period of a video signal of a still image from the second random shutter camera 1-2. The image output 27-2 from the second random shutter camera 1-2 is output in synchronization with the vertical scanning synchronization signal 20-2 in FIG. In this case, the second random shutter camera 1-2 receives the shutter trigger signal 23 immediately after receiving the front end of the vertical scanning synchronization signal. Even when the third and subsequent random shutter cameras 1 exist, the output timing of the video signals of those still images is the same as that of the random shutter cameras 1-1 and 1-2 described above. Even when the random shutter camera 1 exists, a video signal of a still image is output from all the random shutter cameras 1 at the same timing.
[0041]
Here, the relationship between the timings (a), (b), (c), (d), and (e) in FIG. 2 will be described.
The camera vertical scanning synchronization signal 20 in FIG. 2A is a synchronization signal generated at a constant cycle at a timing common to all the random shutter cameras 1.
[0042]
The timing sensor output 21 in FIG. 2 (b) is a signal generated when a workpiece comes in the inspection process. Therefore, if the process speed of the process and the interval between the workpieces are constant, the timing sensor output 21 is output at a constant interval. There is no correlation between the timing of the generation of the camera vertical scanning signal 20 shown in FIG. 2A and the output timing of the camera vertical scanning synchronization signal 20 shown in FIG. Output at timing.
[0043]
Since the shutter trigger signal 23 in FIG. 2C is a signal generated in synchronization with the front end of the output of the timing sensor output 21 in FIG. 2B, the camera vertical scanning synchronization signal 20 in FIG. Therefore, as with FIG. 2B, the output timing of the camera vertical scanning synchronization signal 20 in FIG. 2A is output at an arbitrary timing.
[0044]
The camera image input 25 in FIG. 2D is the same as the camera vertical scanning synchronization signal 20 in FIG. 2A after the shutter trigger signal 23 in FIG. 2C is received by the first random shutter camera 1-1. -2 is a multi-value grayscale image signal of a still image captured by the random shutter camera 1-1 that is input to the arithmetic processing unit 4 in synchronization with the front end of -2, and the camera image input 25 The multi-value grayscale image of the still image captured by the random shutter camera 1-2 that is input to the arithmetic processing unit 4 in synchronization with the front end of the camera vertical scanning synchronization signal 20-5 in FIG. Signal.
[0045]
The image memory input 24 in FIG. 2E is a multi-value grayscale image signal of a still image captured by the random shutter camera 1-2 that is input to the image memory 3 simultaneously with the camera image input 25 in FIG. is there.
[0046]
Accordingly, the camera image input 25, the image memory image read-out 26, and the image memory input 24 are generated at a timing synchronized with the front end of the camera vertical scanning synchronization signal 20 in FIG. 2A, but the timing sensor output 21 and the shutter trigger signal are generated. 23 is generated at an arbitrary timing with no correlation with the timing of the front end of the camera vertical scanning synchronization signal 20 in FIG.
[0047]
Next, the relationship between the timings (a), (b), (f), (c), (g), and (h) in FIG. 3 will be described.
The signal generation timing for FIG. 3A, FIG. 3B, and FIG. 3C is generally as described in FIG. 2, but in FIG. 3, the timing sensor output of FIG. 21 is generated close to the vertical scanning synchronization signal 20 in FIG. This timing is the same as in the case of FIG. 4 of the prior art. In FIG. 4 of the prior art, the image output 27-1 of the first random shutter camera 1-1 in FIG. 4G and the image output 27-2 of the second random shutter camera 1-2 in FIG. 4 starts due to the variation in the reception timing of the shutter trigger signal 23 with respect to the reception of the front end of the vertical scanning synchronization signal 20 due to the individual difference, for one cycle of the camera vertical scanning synchronization signal 20 in FIG. It is only shifted. In FIG. 3, the forbidden band 28 in FIG. 3F is changed from the forbidden band generating circuit 11 to the shutter. Since it is generated for the trigger generation unit 10, even when the timing sensor output 21 is generated at the same timing as in FIG. 4, the shutter trigger generation unit 10 generates the shutter trigger signal 23 in the generation period of the forbidden band 28 in FIG. Since the shutter trigger signal 23 is generated by being delayed by an amount, the random shutter camera 1 does not receive the shutter trigger signal 23 prior to the front end of the camera vertical scanning synchronization signal 20-1 in FIG. Both the image output 27-1 of the first random shutter camera 1-1 and the image output 27-2 of the second random shutter camera 1-2 in FIG. 3H are the same as in FIG. It is started at the same timing in synchronism with the front end of the second camera vertical scanning synchronizing signal 20-2.
[0048]
Next, the operation of FIG. 1 will be described with reference to FIG. As can be understood from FIGS. 2A, 2D and 2E, the camera image input 25 output from the random shutter camera 1 and A / D converted by the A / D converter 2 A multi-value grayscale image signal such as the image memory input 24 (exactly, a video signal of a still image captured by the random shutter camera 1) is always output in synchronization with the camera vertical scanning synchronization signal 20 in FIG. It will be.
[0049]
As described above, the period during which one screen is scanned by one random shutter camera 1 corresponds to the cycle V of the camera vertical scanning synchronization signal 20, and the scanning method for the random shutter camera 1 is interlaced ( Depending on whether it is interlaced scanning) or non-interlaced (non-interlaced scanning), two cycles (2V period, 2 field periods) of one cycle of the camera vertical scanning synchronization signal 20 are output as one screen. One cycle (1 V period, 1 field period) is scanned and output as one screen.
[0050]
FIG. 2 corresponds to a 1V period in which the image output period of the random shutter camera 1 is one cycle of the camera vertical scanning synchronization signal 20, that is, the case where the scanning method of the random shutter camera 1 is non-interlaced.
[0051]
The workpiece that is the object in the inspection process arrives within the detection range of the timing sensor 9, and the timing sensor output 21 is generated from the timing sensor 9, and the interrupt signal generated by the interrupt control unit 8 is generated by the timing sensor output 21. When input to the CPU 7, a command (control signal) is output from the CPU 7 to the shutter trigger generation unit 10, the arithmetic processing unit 4, the image memory 3, the image memory control unit 5, and the like.
[0052]
In response to a command from the CPU 7, a shutter trigger signal 23 in FIG. 2C is output from the shutter trigger generator 10, output from each random shutter camera 1, A / D converted by the A / D converter 2, and output. The camera image input 25 and the image memory input 24 are processed when the camera image input 25 of the first random shutter camera 1-1 is input to the arithmetic processing group 4 at the timing shown in FIG. At the same time, as shown in FIG. 2 (e), the still image output from the random shutter camera such as the second random shutter camera 1-2, or the random shutter camera 1-3 when there are more cameras than the second random shutter camera 1-2. The video signal of the image is input and stored in the image memories 3-1, 3-2, etc. as the image memory input 24 via the A / D converters 2-2, 2-3.
[0053]
In synchronization with the camera vertical scanning synchronization signal 20-5 of FIG. 2A after the completion of the arithmetic processing in the arithmetic processing unit 4 of the camera image input 25 of the first random shutter camera 1-1, FIG. The image memory input 24 of the random shutter camera 1-2 (multi-value grayscale image signal of the random shutter camera 1-2 stored in the image memory 3-1 at the same timing as the camera image input 25 of the random shutter camera 1-1). Then, it is transferred to the arithmetic processing unit 4 as the image memory image reading 26, and the arithmetic processing unit 4 performs arithmetic processing on the multi-value grayscale image signal. Similarly, in the image memory 3-2,..., When the processing of the multilevel grayscale image signal stored in the previous image memory 3 in the arithmetic processing unit 4 is completed, the camera vertical scanning in FIG. In synchronization with the synchronization signal 20, it is read and processed sequentially.
[0054]
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of this embodiment when the timing sensor output 21 due to the arrival of the workpiece in the inspection process approaches the first vertical scanning synchronization signal 20-1 of the random shutter camera 1 as described above. is there. When the front end of the timing sensor output 21 comes at the same time as or immediately before the front end of the vertical scanning synchronization signal 20-1, the shutter trigger signal 23 sets the front end of the vertical scanning synchronization signal 20-1 in FIG. 3B, the output is output after the end of the forbidden band signal 28 as shown in FIG. 3C, that is, the front end of the vertical scanning synchronization signal 20-1. As a result, the image outputs 27-1, 27-2,... From the random shutter cameras 1-1, 1-2,... Are all synchronized with the second vertical scanning synchronization signal 20-2. Are simultaneously input to the A / D converter 2.
[0055]
The width t1 of the forbidden band signal 28 in this case absorbs that the reception of the shutter trigger signal 23 in each random shutter camera 1 varies before and after the front end of the camera vertical scanning synchronization signal 20 due to individual differences among the random shutter cameras 1. It is set to a value sufficient to
[0056]
With the above configuration, even when the generation of the timing sensor output 21 indicating the arrival detection of the workpiece at the imaging position of each random shutter camera 1 in the process approaches the front end of the camera vertical scanning synchronization signal 20, a plurality of random From the shutter cameras 1-1, 1-2,..., The video signal of the still image of the workpiece is input to the A / D converters 2-1, 2-2,. , The multi-value grayscale image signals of the video signals output from the A / D conversion units 2-1, 2-2,... Are read by the arithmetic processing unit 4 and the image memories 3-1,. The unit 4 can sequentially calculate the multi-value grayscale image signal of the video signal of each random shutter camera 1.
[0057]
In the case of the interlaced (interlaced scanning) random shutter camera 1, the camera image input 25 or the image memory input 24 is only increased to two fields, and other timings are the same as those described above.
[0058]
【The invention's effect】
According to the present invention, the process length of the same object is extended at the same position in the process, regardless of the timing of the arrival of the object that arrives at high speed with respect to the vertical scanning synchronization signal of the random shutter camera. In addition, it is possible to simultaneously capture images from a plurality of directions with a plurality of random shutter cameras, and sequentially process the captured plurality of camera images with one arithmetic processing unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a graphic processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the main part of the embodiment.
FIG. 3 is a timing chart showing an operation when the workpiece arrival detection and the vertical scanning synchronization signal generation timing in the random shutter camera approach in the embodiment.
FIG. 4 is a timing chart showing an operation when a workpiece arrival detection and a generation timing of a vertical scanning synchronization signal in a random shutter camera approach in a conventional graphic processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 (1-1, 1-2,...) Random shutter camera
2 (2-1, 2-2, ...) A / D converter
3 (3-1, ...) Image memory
4 Arithmetic processing part
5 Image memory controller
6 Image memory address generator
7 CPU
8 Interrupt control unit
9 Timing sensor
10 Shutter trigger generator
11 Forbidden band generation circuit

Claims (4)

外部からのシャッタトリガ信号に同期して切れるシャッタ手段を備え、対象物を静止画像として撮像し、該静止画像を定周期の垂直走査同期信号により始まるラスタ走査を行って映像信号として出力するランダムシャッタカメラを、所定位置に到来した対象物を多方向から撮像できるように複数台設置し、
該対象物の該所定位置への到来を検出して検知信号を出力する到来検知手段と、
該到来検知手段からの該検知信号入力により前記全ランダムシャッタカメラのシャッタ手段を同時に切らせるためのシャッタトリガ信号を発生するシャッタトリガ発生手段と、
前記複数のランダムシャッタカメラから出力される映像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して多値の濃淡画像信号として出力する、前記複数の各ランダムシャッタカメラと個々に接続された複数のA/D変換手段と、
前記多値濃淡画像信号を基に画像処理する演算処理手段と、
前記複数の各ランダムシャッタカメラと個々に接続された前記複数のA/D変換手段の内、第1のA/D変換手段を除いた第2以降の残り全てのA/D変換手段に接続され、前記複数のランダムシャッタカメラの内、第1のランダムシャッタカメラ以外の残りのランダムシャッタカメラからの前記多値濃淡画像信号を記憶する画像メモリと、
前記複数のランダムシャッタカメラの垂直走査同期信号を全て同期させ、前記検知信号の出力により、前記シャッタトリガ発生手段から前記全ランダムシャッタカメラへ同一タイミングでシャッタトリガ信号を発生させ、該シャッタトリガ信号発生後の最初の前記垂直走査同期信号に同期させて前記第1のA/D変換手段からの第1の多値濃淡画像信号を前記演算処理手段に入力させると共に前記第2以降の残り全てのA/D変換手段からの第2以降の多値濃淡画像信号を一旦前記画像メモリへ記憶させ、前記第1のA/D変換手段からの前記第1の多値濃淡画像信号の演算処理手段における処理の終了後の最初の前記垂直走査同期信号に同期して、前記画像メモリから前記第2以降の多値濃淡画像信号を読み出して前記演算処理手段へ順次入力させる制御手段を備え、
該制御手段は、前記到来検知手段の検知信号出力と前記垂直走査同期信号出力の時間間隔が所定期間内である場合に、該垂直走査同期信号前端の受付後に、前記シャッタトリガ発生手段からシャッタトリガ信号を発生させ、次の前記垂直走査同期信号に同期させて、前記全てのランダムシャッタカメラからそれぞれに対応するA/D変換手段へ同時に映像信号を出力させる
ことを特徴とする画像処理装置。
Random shutter that has shutter means that can be cut in synchronization with an external shutter trigger signal, picks up an object as a still image, performs raster scanning starting with a vertical scanning synchronization signal of a fixed period, and outputs it as a video signal A plurality of cameras are installed so that an object that has arrived at a predetermined position can be imaged from multiple directions,
Arrival detection means for detecting the arrival of the object at the predetermined position and outputting a detection signal;
Shutter trigger generating means for generating a shutter trigger signal for simultaneously turning off the shutter means of the all-random shutter camera by the detection signal input from the arrival detection means;
Video signals output from the plurality of random shutter cameras are converted from analog signals to digital signals and output as multi-value grayscale image signals, and a plurality of A / Ds individually connected to the plurality of random shutter cameras. Conversion means;
Arithmetic processing means for performing image processing based on the multi-value grayscale image signal;
Of the plurality of A / D conversion means individually connected to each of the plurality of random shutter cameras, all of the remaining A / D conversion means after the second except for the first A / D conversion means are connected. An image memory for storing the multi-value grayscale image signal from the remaining random shutter cameras other than the first random shutter camera among the plurality of random shutter cameras;
Synchronize all vertical scanning synchronization signals of the plurality of random shutter cameras, and generate a shutter trigger signal from the shutter trigger generation means to the all random shutter cameras at the same timing by outputting the detection signal, and generate the shutter trigger signal The first multi-value grayscale image signal from the first A / D conversion means is input to the arithmetic processing means in synchronization with the first subsequent vertical scanning synchronization signal, and all the remaining A and the subsequent A are supplied. The second and subsequent multilevel grayscale image signals from the / D conversion means are temporarily stored in the image memory, and the first multilevel grayscale image signal from the first A / D conversion means is processed in the calculation processing means. In synchronism with the first vertical scanning synchronization signal after the end of, the second and subsequent multi-value grayscale image signals are read from the image memory and sequentially supplied to the arithmetic processing means. A control means for the force,
When the time interval between the detection signal output of the arrival detection means and the vertical scanning synchronization signal output is within a predetermined period, the control means receives a shutter trigger from the shutter trigger generation means after receiving the front end of the vertical scanning synchronization signal. An image processing apparatus for generating a signal and outputting a video signal simultaneously from all the random shutter cameras to the corresponding A / D conversion means in synchronization with the next vertical scanning synchronization signal.
前記制御手段は、前記到来検知手段の検知信号出力と前記垂直走査同期信号の時間間隔が所定期間内である場合に、該垂直走査同期信号前端の前後の所定期間に前記シャッタトリガ信号の発生を禁止させる禁止帯信号を前記シャッタトリガ発生手段に出力する禁止帯発生手段を備え、
前記シャッタトリガ手段は、該禁止帯信号の終了後にシャッタトリガ信号を発生させる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The control means generates the shutter trigger signal in a predetermined period before and after the front end of the vertical scanning synchronization signal when the time interval between the detection signal output of the arrival detection means and the vertical scanning synchronization signal is within a predetermined period. Forbidden band generating means for outputting a forbidden band signal to the shutter trigger generating means;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the shutter trigger unit generates a shutter trigger signal after the forbidden band signal ends.
前記所定期間が、各ランダムシャッタカメラの個体差によるシャッタトリガ信号の受付時間の偏差をカバーするに充分な期間であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined period is a period sufficient to cover a deviation of a reception time of a shutter trigger signal due to an individual difference of each random shutter camera. 所定の移動経路に沿って移動する対象物を複数のランダムシャッタカメラで多方向から撮像して得られる各画像を取り込んで処理する画像処理装置において、
前記対象物が前記移動経路中の所定の撮像位置へ到来したのを検知して検知信号を出力する到来検知手段と、
前記検知信号の出力があると、前記複数のランダムシャッタカメラに共通の垂直走査同期信号に同期して、前記複数のランダムシャッタカメラの全てにシャッタトリガ信号を出力するシャッタトリガ発生手段と、
前記垂直走査同期信号に対して、前記複数のランダムシャッタカメラの個体差による前記シャッタトリガ信号の受付時間の偏差をカバーするに十分な期間を禁止帯として設定し、該禁止帯の期間中に前記検知信号が出力された場合には前記シャッタトリガ発生手段によるシャッタトリガ信号の出力を禁止し、該禁止帯の終了後にシャッタトリガ信号を出力させる禁止帯発生手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus that captures and processes each image obtained by capturing an object moving along a predetermined movement path from multiple directions with a plurality of random shutter cameras,
Arrival detection means for detecting that the object has arrived at a predetermined imaging position in the movement path and outputting a detection signal;
When there is an output of the detection signal, a shutter trigger generating means for outputting a shutter trigger signal to all of the plurality of random shutter cameras in synchronization with a vertical scanning synchronization signal common to the plurality of random shutter cameras;
A period sufficient to cover the deviation of the reception time of the shutter trigger signal due to individual differences of the plurality of random shutter cameras is set as a prohibited band with respect to the vertical scanning synchronization signal, and the Forbidden band generating means for prohibiting the output of the shutter trigger signal by the shutter trigger generating means when a detection signal is output, and outputting the shutter trigger signal after the forbidden band ends;
An image processing apparatus comprising:
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