JPH0139151B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、視覚センサを使用し、被測定物の長
さや面積、重心等の物体の形状から定まる数値デ
ータ、即ち特徴量を算出する形状認識装置に関す
るものである。

［従来技術］ 従来の形状認識装置の構成、その動作原理につ
いて図面を基に説明する。第１図は、そのブロツ
ク図である。Ａは被測定物Ｘ，Ｙを光学的に検出
する視覚センサとしての撮像管、Ｂは撮像管Ａか
らの映像信号をこれからの処理に適した信号に変
換するカメラインターフエイス、Ｃはカメライン
ターフエイスＢの情報をデイジタル化するＡ／Ｄ
変換器や接続される他の構成要素との信号同期を
取る制御部とからなる画像処理器、Ｄは本システ
ムの制御や種々の演算を実行するセントラルプロ
セツシングユニツト（以下、単にCPUと呼ぶ）、
Ｅは画像処理器Ｃからの画像データをCPUDから
のタイミングに基づきカソードレイチユーブ（以
下、単にCRTと呼ぶ）Ｆに画像表示を行うCRT
コントローラ、Ｇは画像処理器Ｃからの画像デー
タをCPUDが後処理に適したランレングスデータ
に変換したものを一時記憶するランダムアクセス
メモリ（以下、単にRAMと呼ぶ）、Ｈは前記し
た本システムの働きを実行するためのプログラム
の記憶されているリードオンリメモリ（以下、単
にROMと呼ぶ）である。以上のようなシステム
において、後述のように被測定物の画像データ
は、被測定物の特徴量の算出に適したランレング
スデータに変換され、このランレングスデータに
基づいて次段の処理を実行するのである。第２図
を基にこの画像データから特徴量を算出するまで
の情報処理の流れを説明する。第２図Ａは画像処
理器Ｃからの画像データ、例として２値の画像デ
ータを、第２図Ｂはそのデータに応じたランレン
グスデータとその記憶方式を示している図で第２
図Ａに示す画像データマトリツクスからCPUDが
ランレングスデータに変換し、RAMGに格納す
るものである。第２図Ａに示すように、被測定物
Ｘ及びＹは、画像データにおいて空間とその輪郭
とを境に区別されており、空間か、物体の輪郭の
内部かの２値の情報として表わされる。このと
き、測定範囲をいくつかに細分して空間か物体か
を判断するかにより、この装置の形状認識の分解
能が定まる。ランレングスデータは同種のデータ
の継続を情報として扱うもので、例えば第２図Ａ
の画像データマトリツクスのランレングスデータ
は第２図Ｂのように表わされるものである。図
は、第２図Ａに示す画像データを１つのマトリツ
クスとしてとらえ、行の若い順番に従つてランレ
ングスデータに変換していく場合を示したもので
ある。１つのランレングスデータとして持つ情報
量は画像データマトリツクスの第何行目の情報で
あるか、その画像データが表示される最も若い列
（以下、単に起点と呼ぶ）は第何列目か、画像デ
ータの表示が何列目まで継続したか（以下、単に
終点と呼ぶ）の３種（第２図Ｂ中のa_o，b_o，c_o）
の情報である。周知のごとく、撮像管Ａによる被
測定物の取り込みは電子ビームの走査によつて行
われるため、画線処理器Ｃには水平走査線の順番
に従つて映像信号がシリアルに入力されている。
画像処理器Ｃはこの一連の映像信号を空間を示す
信号か、又は物体を示す信号かで２値化を実行
し、CPUDで処理しやすいデイジタル信号に変換
する。CPUDでは、この水平走査線ごとの２値化
された画像データを基に各々の水平走査線の走査
開始時間から計時を開始し、物体を示す信号の起
点及び終点を計測し、記憶するのである。例え
ば、第２図Ａの画像データは、物体Ｘ，Ｙが画像
データに表示される最も若い行、即ち７行目から
ランレングスデータへの変換が開始され、７行目
の起点（計時信号14個目）及び終点（計時信号16
個目）との３つのデータで１つのランレングスデ
ータを形成する（第２図Ｂ中、a₁，b₁，c₁）。同
様に、行の若い順に従つてデータの変換を行い同
じ行の中に２種以上の画像データがある場合につ
いては、起点及び終点の若い順にメモリ内に記憶
される（第２図Ｂ中、a₂，b₂，c₂とa₃，b₃，c₃と
の関係）。CPUDにて画像データマトリツクス全
てについて前述のごとく検索が完了すると、その
一画面の処理が終了する。このようにして作られ
た第２図Ｂに示すランレングスデータの列は、次
の連結性解析のデータとして使用され被測定物
Ｘ，Ｙの種々の特徴量の算出がなされ、この形状
認識装置の一連の動作が完了するのである。

しかし、上述した形状認識装置は、データがシ
リアルに連続することからランレングスデータか
ら次段の連結性解析に移行するまでの処理速度が
遅く、一画面を処理する時間を限られるリアルタ
イム処理に対しての適応性が低いものであつた。
また、このために処理能力の大きな上位機能を有
するコンピユータを使用することは、コストや設
備労力の増大に直接つながるものであり、形状認
識装置の普及目的に相反する結果を生じる面があ
つた。そこで、そのような設備を要することな
く、しかも処理速度の早い形状認識装置が強く望
まれていた。

［発明の目的］ 本発明は、上記要望に応えるべくなされたもの
であり、種々データの効率的な処理が可能で、そ
の処理速度の早い形状認識装置を提供することを
目的としている。

［発明の構成］ 上記目的を達成するための本発明の構成を第３
図に基づいて説明する。

被測定物の形状を検出する視覚センサと、 該視覚センサからの被測定物に対応した形状
信号を画像データマトリツクスに変換する画像処
理手段と、 前記画像データマトリツクスを走査毎に該走査
開始端より優先順位を付したランレングスデータ
に変換するランレングスデータ生成手段と、 走査順位及び優先順位の付された複数のブロツ
クよりなるランレングスデータ記憶手段と、 前記ランレングスデータ生成手段より作られ
たランレングスデータを、前記ランレングスデー
タ記憶手段内の対応する走査順位及び優先順位
の付されたブロツク毎に分配して記憶させるラン
レングスデータ分配手段と、 当該ランレングスデータをもとに連結性解析を
行い前記被測定物の形状から認識される特徴量を
算出するランレングスデータ処理手段とを備え
ることを特徴とする形状認識装置をその要旨とし
ている。

［実施例］ ［実施例の構成］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。

本実施例の全体の構成をブロツク図で表わした
ものを第４図に示す。まず初めに簡単にその構造
を説明し、次に、その構造に基づき情報の流れを
図示しながらその構成及び動作につき詳細に説明
する。

１は、撮像管、２は撮像管１からのアナログ信
号を後段の処理に適するように整形するカメライ
ンターフエイス、３はカメラインターフエイス２
からのアナログ情報である映像信号をデイジタル
情報の画像信号に変換する信号変換器、４は該信
号変換器３からの出力に基づきCRT５に視覚表
示させるCRTコントローラ、６は信号変換器３
からの出力を画像データの区切り毎にパルスを発
生する区切りパルス発生器、７は同じく信号変換
器３からの画像データの水平同期信号を分離する
水平同期分離器、８はクロツクカウンタで水平同
期分離器７により分離された水平同期信号の入力
に従つてリセツトされ計時を開始する。９は画像
データが飛び越し走査で送られて来た場合、水平
同期分離器７からの水平同期信号が奇数番目のも
のか、又は偶数番目のものかを判定するフイール
ド判定器、１０は該フイールド判定器からのフレ
ーム信号を受け、１画面ごとにリセツトされ、１
フレーム毎に前記水平同期分離器７からの水平同
期信号と区切りパルス発生器６からのパルスとの
二入力よりランレングスデータを構成する画像デ
ータの起点、終点の２種データを格納するアドレ
スを生成するアドレス生成カウンタ、１１はアド
レス切換器で、前記フイールド判定器９からのフ
イールド情報と、アドレス生成カウンタ１０で生
成されたアドレスとにより後述のランレングスデ
ータ記憶部１５のランレングスデータを記憶する
アドレスを指定するとともに、後述の制御回路１
６からのアドレス指定信号を受け、前記のごとく
ランレングスデータ記憶部１５に記憶されたラン
レングスデータを該アドレス指定信号に基づきア
ドレスを指定する。１２はリミツト回路で、予め
指定された個数以上のランレングスデータが１フ
イールド内に発生すると、ゲート回路１３へゲー
ト閉鎖指令を出力する。ゲート回路１３は前記区
切りパルス発生器６からのパルスを入力してお
り、前記ゲート閉鎖指令信号の入力がなければ当
該入力をラツチ回路１４へそのまま出力する。１
４は前記クロツクカウンタ８からの計時信号を入
力しており、この入力信号を前記ゲート回路１３
からのパルスを入力したと同時間にランレングス
データ記憶部１５のデータバスへ出力するラツチ
回路、１５は既に記述したごとくアドレス切換器
１１により指定されたアドレスへ、ラツチ回路１
４で指定された情報を記憶する公知のランダムア
クセスメモリからなるランレングスデータ記憶
部、１６は以上述べた各構成要素を、該記述のご
とく制御するとともに、ランレングス記憶ユニツ
ト群１５内に記憶されたランレングスデータに基
づいて連結性解析を行う制御回路である。即ち、
以上の各構成要素を大きくその動作面で記述する
と、視覚センサとしての撮像管１、画像処理手
段としてのカメラインターフエイス２及び信号
変換器３、ランレングスデータ生成手段として
のクロツクカウンタ８及びラツチ回路１４、ラン
レングスデータ記憶手段としてのランレングス
データ記憶部１５、ランレングスデータ分配手段
としての区切りパルス発生器６、水平同期分離
器７、フイールド判定器９、アドレス生成カウン
タ１０及びアドレス切換器１１、ランレングスデ
ータ処理手段に相当し、かつ上記各部の制御を
行う制御回路１６とからなる。

［各構成要素の動作］ 次に、以上説明した各構成要素間の信号の流れ
を図示し、その動作につき詳細に説明する。まず
第５図Ａは撮像管１により被測定物Ｘ，Ｙの形状
を電気信号に変換する過程を表わしている図であ
る。図示するように、撮像管１は被測定物の映像
を１本の電子線を図面左右、上下方向に走査さ
せ、そのときの被測定物の映像の明暗、色彩に応
じたアナログ信号を出力する。電子線の走査は、
図示する順番１―1′→２―2′→３―3′……の順で
行われ、図中の点線は帰線と呼ばれるもので走査
線の終わりの点から、次の走査開始の点までの走
査を表わしており映像信号には無関係のものであ
る。従つて撮像管からの信号は第５図Ｂに示すよ
うな一連のアナログ信号となる。第５図Ｂにおい
て、各帰線毎に出力されるパルスａは水平同期信
号と呼ばれるものであつて、映像信号の同期を取
るための１つの信号、１画面の終わりである第
512番目の水平走査の終わりにあるパルスｂは垂
直同期信号と呼ばれるもので前記水平同期信号と
一緒になり映像信号の同期を取つている。この映
像信号は次段の信号変換器３で第５図Ｃのように
２値化され、空間か又は物体かを表わす信号と同
期信号との３種の情報に変換される。このように
して作られた画像データは水平同期分離器７によ
り第５図Ｄのように、他方区切りパルス発生器６
により第５図Ｅのように変換される。ここで、区
切りパルス発生器６によるパルスの発生点は第５
図Ｆに示したように、空間と物体との境界、即ち
輪郭を表わしている。

以上の動作により映像信号を図面左右方向を長
辺とする細長い四角形に細分（走査線毎の画像デ
ータ、第５図Ｆ）できることを示したが、次にこ
の細長い四角形を図面上下方向に細分し目的とし
ている画像データのマトリツクスを得る動作につ
いて説明する。

第５図Ａに示したように電子線を図面左から右
方向へ走査する（以下、単に水平走査と呼ぶ）に
は一定の時間を必要とする。従つて、この一定時
間内の情報をさらに短い所定時間内の情報の集合
とみなすことにより上記の細分の目的が達成され
る（第６図）。本実施例では、１画面の水平走査
の数と同数にするため、水平走査に要する時間を
Tm（ｓ）とするとTn＝Tm／512（ｓ）で表わさ
れる時間で発振するクロツクカウンタ８を使用
し、該カウンタを前記水平同期信号毎にリセツト
し、新たな水平走査のたびごとに計時を再開する
ようにし、その目的を達成している。即ち、該ク
ロツクカウンタ８のカウント数を常にラツチ回路
１４へ入力し、他方区切りパルス発生器６からの
パルス信号がゲート回路１３を介してラツチ回路
１４に入力されたときに、そのラツチ回路１４に
入力されているカウント数を検知するのである。
以上の動作により、映像信号（第５図Ａ）の512
行512列画像データマトリツクス（第６図）への
変換が達成される。

第二の段階として、前記のようにして作られる
画像データマトリツクスをランレングスデータに
変換し、それを第７図Ａに示すランレングスデー
タ記憶部１５へ記憶する方法について記述する。
第７図Ａはランレングスデータ記憶部１５内に多
数存在するブロツク（図中のa₁₁，a₁₂，…a_512,64）
を走査順位及び優先順位に関して規則的に配列し
た図を示しており、行数が撮像管１の１画面分の
水平走査順位を、列数が各ブロツクに付された優
先順位を表わしている。本例では、ランレングス
データの処理は撮像管１から取り入れられる１画
面を１つの単位として行う場合に関して以下記述
するので、第７図Ａに示すランレングスデータ記
憶部１５の行数は512とし、又、列数は任意であ
るが、本例では後述する理由から６４としてい
る。一方ランレングスデータは従来例で説明した
ように、画像データマトリツクスの要素が連続し
ている行及びその起点、終点により表現されるも
のであるが、本実施例のごとくランレングスデー
タ記憶部１５を構成すると、メモリのアドレス自
体が既にランレングスデータの３要素の内の行に
ついての情報を有しているとみなすことができ、
画像データマトリツクスの各行に対応した各ラン
レングスデータ記憶部１５のランレングスデータ
ブロツクにその他の情報である起点と終点を格納
するだけでランレングスデータへの変換が達成さ
れることが図より明らかである。以上のごとく、
本実施例におけるランレングスデータのメモリへ
の格納方法は、そのランレングスデータ記憶部１
５の特殊な配列のため、特別な回路が必要であ
る。この動作を行うものが、第４図に示した区切
りパルス発生器６、水平同期分離器７、フイール
ド判定器９、アドレス生成カウンタ１０及びアド
レス切換器１１である。まず、これら構成要素の
働きについて説明すると、クロツクカウンタ８を
介してフイールド判定器に入力される水平同期分
離器７の水平同期信号によりフイールド判定器は
次の２種の情報を出力する。その１つは１画面が
終了したか否か、すなわち水平同期信号を512個
入力したか否かの情報（以下、単にフレーム情報
と言う）をアドレス生成カウンタ１０へ、他の１
種は、その入力した水平同期信号が奇数番目か又
は偶数番目かを判定する信号（以下、単にフイー
ルド情報と呼ぶ）で、アドレス切換器１１へ出力
する。フレーム情報は、１画面毎に画像データマ
トリツクスをランレングスデータへ変換するため
のもので、アドレス生成カウンタ１０の働きにリ
セツトをかけるものである。ここでアドレス生成
カウンタ１０は下記するがごとき動作を行うもの
である。まず、１画面の最初の水平走査開始を前
記フレーム情報及び水平同期分離器７からの水平
同期信号とにより判定し、第７図Ａ内のa₁₁で示
すランレングスデータブロツクのアドレスを生成
する。このランレングスデータブロツクは第７図
Ｂに示すがごとき２つのアドレスにより構成され
ており、区切りパルス発生器６によるパルスが該
アドレス生成カウンタに入力される毎にアドレス
をカウントアツプし、a₁₁内の起点データアドレ
スから次のパルス入力でa₁₁内の終点データアド
レスに、次のパルス入力でa₁₂内の起点データア
ドレスへと順次a_1,1，a_1,2，a_1,3，…，a_1,64まで区
切りパルスが入力され続けるまでアドレスをカウ
ントアツプする。このとき、水平同期分離器７か
ら水平同期信号の入力があると、該アドレス生成
カウンタの示すアドレスは第７図Ａに示すa₂₁へ
と変化し、この行においても前記したと同様に区
切りパルスのパルス入力によつてa₂₁内の起点デ
ータアドレス、終点データアドレス、a₂₂内の起
点データアドレス、終点データアドレスと順次
a_2,1，a_2,2，a_2,3，…，a_2,64まで区切りパルスの入
力され続けるまでアドレスをカウントアツプし以
上の動作を各水平走査線、512本全てについて行
い一画面の変換を終了する。

次に、前記フイールド情報は、画像データが順
次走査によらず飛越し走査によりアドレス生成カ
ウンタに入力された場合、前記した単純なパルス
入力に従つたカウントアツプの構成だけでは実際
の映像信号に基づいたランレングスデータブロツ
クのアドレス指定ができないため、一旦アドレス
生成カウンタで生成されたアドレス情報を、該フ
イールド情報、即ちその水平走査が奇数番目か又
は偶数番目かの情報によつてそのアドレス情報を
適宜変換するためのものである。この機能を有す
るものがアドレス切換器１１である。

このように上記フイールド情報及びフレーム情
報の２つにより前記したごとくランレングスデー
タの規則正しい格納順序を制御しているのであ
る。そして、この方法により指定されたアドレス
へ格納されるデータは前記したラツチ回路１４に
よりラツチされているクロツクカウンタ８のカウ
ント数であり、これは換言すれば区切りパルスの
発生する画像データマトリツクスの列番号を示す
ものである。

なお、リミツト回路１２及びゲート回路１３の
働きはたとえば水平走査線毎の区切りパルス発生
器からのパルス数が異常に多く、ランレングスデ
ータ記憶ユニツト群の64個のユニツトに納まらな
かつたとき、そのデータのあふれを禁止するため
のものである。つまりリミツト回路１２がランレ
ングスデータ64個以上を示すパルスを入力する
と、ゲート回路１３へゲート閉鎖指令を出力し、
ゲート回路１３は当該ゲートに応じてゲートを閉
鎖しそれ以後はラツチ回路１４へ区切りパルス発
生器６からのパルスを出力するのを禁止する。こ
れにより、ラツチ回路１４はそのラツチデータを
ランレングスデータ記憶ユニツト群へ出力するこ
とはなく、メモリのオーバフロー等の保護をして
いる。また、ランレングスデータの水平走査線毎
の数は本実施例では64個としており、また水平走
査数の分割数（画像データマトリツクスの列数）
はクロツクカウンタ８の周波数Tnにより512とし
ている。このため、512÷64＝８個の列数以下で
物体及び空間を表示しているときのみに上記リミ
ツト回路が作動することになるが、実際上８列程
度の数少ない情報量では、物体の形状を特定する
ことは困難であり、このような場合には形状認識
装置として充分な認識動作が期待できないこと、
更にはこのような場合は、概して信号変換器３に
よるデイジタル化のしきい値の設定等に問題があ
ることが多いためシステムの機能を点検する必要
があること等の面からリミツト回路１２の構成を
採用しているものである。

［実施例の連結性解析］ 次に、以上のようにしてランレングスデータ記
憶部１５に記憶されたランレングスデータを用い
て連結性解析を行い、目的としている被測定物の
種々の特徴量の算出に対する各部の動作について
説明する。

まず、連結性解析のメインの流れ図を第８図
に、画像データマトリツクスの水平走査線ごとの
連結性解析の流れ図を第９図に示し、この２つの
流れ図について簡単にそのステツプごとの働きに
ついて説明する。

第８図において、ステツプ１００は初期設定を
行うステツプで、以後連結性解析に使用するバツ
フア等の設定を行うステツプ、２００は一画面中
の全ての水平走査線について連結性解析を行つた
か否かの判断ステツプ、３００はランレングスデ
ータの内容が零か否かの判断ステツプである。ス
テツプ４００は、第９図にその詳細を示す水平走
査毎の連結性解析を行うステツプ、ステツプ５０
０はステツプ４００における連結性解析を行う画
像データマトリツクスの走査線の更新を行うもの
である。また、ステツプ６００は連結性解析を行
う走査線数のインクリメントを行う。

第９図は、第８図におけるステツプ４００をさ
らに詳述した流れ図で、まず、ステツプ４０１は
連結性解析を行うための被参照の走査線のデータ
を格納するバツフア（以下、単にBKバツフアと
呼ぶ）よりデータを読み込むステツプ、４０２は
連結があるか否かの判断ステツプ、４０３は連結
性があるときの後述するラベル番号及びランレン
グスデータ記憶部１５の優先順位番号のバツフア
への格納ステツプ、ステツプ４０４は連結性のあ
つたランレングスデータブロツク数の計数を行
う。４０５は以上の４０１〜４０４のステツプを
BKバツフア内全てのランレングスデータに対し
て行つたかを判断するステツプ、４０６は連結性
が４０１〜４０５のステツプを行い検知されたか
否かの判断ステツプで続く４０７は新ラベル番号
の付与を行うステツプ、４０８は連結性が１コ又
はそれ以上存在したか否かの判断ステツプ、４０
９は後述する特徴量バツフアへの加算ステツプ、
４１０は後述するRLバツフア及び特徴量バツフ
アのの更新を行うステツプである。ステツプ４１
１は前記４０１〜４１０ステツプにて連結性解析
を行うランレングスデータブロツクの更新を行う
ステツプ、４１２はステツプ４１１で更新したデ
ータが零か否かの判断ステツプである。

以上連結性解析の流れ図の各ステツプに関しそ
の動作を簡単に説明したが、以下にその実際の内
容設定や更新に関して前記したステツプ毎に詳細
な説明を行う。

まず、第８図及び第９図の流れ図に添つた連結
性解析を実行するために使用される各種バツフア
について説明する。第１０図はその各種バツフア
を図示したもので第１０図ＡはBKバツフア、第
１０図ＢはRLバツフア、第１０図Ｃは優先順位
バツフア、第１０図Ｄはラベルバツフア及び第１
０図Ｅは特徴量バツフアをそれぞれ示す。第１０
図ＡのBKバツフアは図示するようにランレング
スデータ記憶部１５内の画像データマトリツクス
の走査線に対応したランレングスデータブロツク
の列を格納するバツフアで、その構成上ランレン
グスデータ記憶部１５と同様に６４個の優先順位
付けされたランレングスデータブロツクから構成
されている。そして、この夫々のブロツクも同様
にランレングスデータ記憶部１５内のブロツクと
同じくランレングスデータである起点及び終点の
情報が格納可能なように構成されている。第１０
図ＢのRLバツフアは、前記BKバツフアの各ラ
ンレングスデータブロツクに１対１に対応するラ
ベル番号記憶ユニツトからなるバツフアである。
ここでラベル番号とは、各ランレングスデータに
仮想的に付与される番号で、連結性解析を行う際
に後述のごとく付与される被測定物の仮名称のご
ときものである。第１０図Ｃに示す優先順位バツ
フアは、連結性解析を行いBKバツフア内に連結
性のあるランレングスデータが存在したとき当該
ランレングスデータを格納しているブロツクの優
先順位番号を格納するバツフアである。又、第１
０図Ｄラベルバツフアは前記優先順位バツフアと
１対１に対応する記憶領域を有し、優先順位バツ
フアに格納されるランレングスデータに付与され
ているラベル番号を記憶するバツフアである。第
１０図Ｅの特徴量バツフアは図示するようにラベ
ル番号を１単位として各種の情報の格納を行つて
いる。後述するがごとく、連結性解析をされたデ
ータは仮名称的意味を有するラベル番号が付与さ
れるが、そのラベル番号につき第１０図Ｅに示す
特徴量バツフアを有するのである。そして、同一
のラベル番号が付与されたデータが複数存在する
ときには、該特徴量バツフア内に既に格納されて
いる各種の情報量が次の新たに付与された同一の
ラベル番号を持つデータに基づいて更新され、結
局、ラベル番号毎の特徴量の算出を行うバツフア
であると言うこができる。

以上５種のバツフアとランレングスデータ記憶
部１５内に格納されているランレングスデータを
用いて、第８図、第９図に示した流れ図に基づい
て処理を行い目的としている特徴量の算出を行う
のである。ここでは例として第１１図に示す画像
データマトリツクス及びそのランレングスデータ
についての連結性解析を前記流れ図に基づいて行
う場合について述べる。第１１図Ａ，Ｂはそれぞ
れ図中の被測定物，，の画像データマトリ
ツクスとそのランレングスデータの記憶形式を示
したものであ。ランレングスデータ生成及び記憶
の方法については既に詳述したが、図中のアラビ
ア数字1′〜31′は画像データをランレングスデー
タに分割す際の区分を示したもので、1″〜31″は
その区分に対応すランレングスデータを示す。
又、1″〜31″のデータの内容は、例えば区分1′の
画像データのランレングスデータ1″はその起点で
ある列番号ｘ、及び終点の列番号ｙの２種であ
る。

このようにして作られたランレングスデータ
は、第８図、第９図の流れ図に示す処理手段によ
り下記のごとく処理される。

まず、第８図に示すステツプ１００が実行さ
れ、第１０図に示した全てのバツフアの内容がク
リヤされ、これからの処理の実行準備をする。次
にステツプ２００で画像データマトリツクスの水
平走査ごとに行うこれからの連結性解析が全ての
走査線に対して行われたか否かを判断する。即
ち、本実施例の走査線数は前記の第４図に示した
撮像管１の水平走査線数に基づいて決定される
「512」であるため、ステツプ６００にて更新され
るＮの値と比較してＮ＞512が真であればステツ
プ７００へ移行し一連の動作を終了する。又Ｎ＞
512が偽であれば、まだ１画面の連結性解析が終
了していないと判断して次のステツプ３００へ実
行が移る。

ステツプ３００では現在参照している画像デー
タマトリツクスのＸ番目の走査（第１１図）のデ
ータに対応するランレングスデータ列Ｙ（第１１
図）を制御回路１６へ呼び込み、データが零か否
かを判断し、零ならばステツプ６００へ移り、零
でなければステツプ４００へ移行しそのデータ値
に基づいて連結性解析を行う。

ステツプ６００では現在参照している画像デー
タマトリツクスの行数に設定されている変数Ｎを
インクリメントして前述のステツプ２００へ移行
する。

一方、ステツプ４００にて連結性解析が終了す
ると、ステツプ５００が実行され、前述のBKバ
ツフアの内容を現在参照していたランレングスデ
ータ列Ｙの内容に更新してステツプ６００へ移
り、以下同様の動作が繰り返し実行される。

以上がメインルーチンにて実行される処理であ
るが、この内のステツプ４００に示す連結性解析
について、第９図〜第１１図を参照しながらさら
に詳しく説明する。

まず、メインルーチンのステツプ４００に実行
が移ると、第９図に示すステツプ４０１が実行さ
れ、BKバツフアの内容が制御回路１６に読み込
まれる。ここで、現在参照されているランレング
スデータ列が第１１図Ｂに示すＰだとすると、そ
れ以前までは全て第１１図Ａに示すごとく画像デ
ータは存在しないので、全てのランレングスデー
タブロツクはデータ零の状態であり、従つてBK
バツフアの内容も零を記憶している。

次にステツプ４０２が実行され、Ｐ列の優先順
位「１」に示すランレングスデータを制御回路１
６が読み込み、先のBKバツフアとの連結性を調
べる。

ここで、連結性を調べるとは第１２図に示すよ
うに現在参照しているＰ列のランレングスデータ
ブロツクに記憶されている起点（x_o）、終点（y_o）
が、先に参照され、現在はBKバツフアに記憶さ
れているＺ列のランレングスデータブロツク内の
起点（x_o-1）、終点（y_o-1）とを用いて下記する
第１式により判定することである。

x_o＜y_o-1かつx_o-1＜y_o (1) 即ち、第１式を満足するものは第１２図に示す
ような２つのランレングスデータの重なり部分を
もち、この重なり部分が所定数（本実施例では１
に設定している。）以上であるならばＺ列のラン
レングスデータ（x_o-1，y_o-1）とＰ列のランレン
グスデータ（x_o，y_o）とは連結性があるとするの
である。

しかし、第１１図に示すようにここでBKバツ
フア内は全て零になつているので第１式を満足す
る部分は存在せず、従つて連結性は認められない
ことになり、ステツプ４０５に移行する。

ステツプ４０５においては上記の連結性解析を
第１０図Ａに示すBKバツフア内の全てのランレ
ングスデータに対して行つたか否かを判断する。
本例の場合は全てのBKバツフア内のデータが零
であるため次のステツプ４０６へと移行する。

ステツプ４０６は先の初期設定のステツプ１０
０にて零に設定された連絡個数カウンタの内容が
零か否かを判断する処理を示しているが、BKバ
ツフア内のデータが零であることから同カウンタ
の内容に変化はなく、したがつてステツプ４０７
が実行され、現在参照しているランレングスデー
タに最新のラベル番号が付与される。即ち、ラン
レングスデータ「1″」に最新のラベル番号「１」
が仮に付けられるのである。次にステツプ４０９
が実行され先の第１０図Ｅに示した特徴量バツフ
アにステツプ４０７にて付与されたラベル番号及
びランレングスデータ「1″」によつて算出される
種々の特徴量を記憶し、前記連結個数カウンタを
リセツトする。

以上で１つのランレングスデータの連結性解析
が完了し、次にステツプ４１１により、参照中の
ランレングスデータ列Ｐの優先順位をインクリメ
ントし、当該優先順位が付けられたブロツクに記
憶されるランレングスデータを読み込む。

続くステツプ４１２ではこの読み込まれたラン
レングスデータが零か否かを判断し、もし零でな
ければ再度ステツプ４０１へ移行し、上述したと
同様の処理を行う。本例ではＰ列の優先順位番号
「２」のランレングスデータは零であるので、以
上の行ごとの連結性解析の処理を終えメインルー
チンのステツプ５００の処理へ戻る。ステツプ５
００では、BKバツフアの内容をＺ列のものか
ら、現在参照したＰ列のデータへ更新しステツプ
２００へ移る。

次にランレングスデータ記憶部１５のＱ列の処
理に移るのであるが、この処理においてもステツ
プ２００及び３００については前記Ｐ列の場合と
同様であることから省略し、ステツプ４０１より
説明する。

まず、ステツプ４０１にて読み込まれるBKバ
ツフアの内容は前記ステツプ５００の実行により
Ｐ行のランレングスデータ、即ち「1″」であり、
参照するデータは「2″」となる。そして、次のス
テツプ４０２でこの「1″」，「2″」のランレングス
データに関する連結性が判断される。このときは
第１式から明らかなように連結性ありと判断され
る。換言すればランレングスデータ「1″」及び
「2″」とは同一被測定物を表わしていると判断さ
れステツプ４０３へ移る。

ステツプ４０３では、第１０図Ｃ及びＤに示し
た優先順位バツフア及びラベルバツフアに該連結
性の認められたランレングスデータ（この場合は
「1″」のデータ）の優先順位（「１」）及びラベル
番号（「１」）がそれぞれ格納される。

次にステツプ４０４では、連結性が認められた
ので、連結個数カウンタをインクリメントして１
に設定する。次のステツプ４０５で、BKバツフ
ア内のデータ（「1″」）につき全ての連結性解析を
行つたか否かを判断するが、本例の場合はこの
「1″」のみであるので、ステツプ４０６へ移行す
る。ステツプ４０６では先に設定された連結個数
カウンタの内容が零か否かを判断し、零でないの
でステツプ４０８を実行する。

ステツプ４０８では同じく連結個数カウンタが
１か否かを判断するもので、本例の場合は真とな
りステツプ４０９に移行する。

ステツプ４０９は前述したごとく特徴量バツフ
アへの格納を行うステツプで、この場合にはラン
レングスデータ「2″」には「1″」と連結性があつ
たことから「1″」と同一で前記のステツプ４０３
でラベルバツフアに格納されているラベル番号
「１」が付され、特徴量バツフアのラベル番号
「１」のバツフア内に既に格納されている「1″」
の内容を、この「2″」のデータ内容を基に更新
し、「1″」と「2″」との２つのデータから得られ
るところの特徴量を特徴量バツフアのラベル番号
「１」のバツフア内の内容とする。その後、前記
のごとく１に設定された連結個数カウンタをリセ
ツトしてステツプ４１１へ移る。以後、本ステツ
プ４１１〜６００、及びステツプ２００〜３００
までは前記したと同様の動作を繰り返すことから
省略する。

以上のように、本連結性解析の一連の働きはラ
ンレングスデータの１走査線に対応する列毎にな
されるのであり、ステツプ２００にてランレング
スデータの全ての列、本例の場合は「512」につ
いて連結性解析が完了したときにステツプ２００
からステツプ７００へ実行が移り本連結性解析を
終了するのである。第１１図に示した本例の場合
には以上説明したと全く同一の手順に従つてラン
レングスデータのＵ行まで行われることは明らか
であり、Ｕ行までの本連結性解析の手順により最
終的なデータである特徴量バツフアにはラベル番
号「１」，「２」，「３」，「４」の４種のバツフアが
使用され、夫々の特徴量バツフアには第１３図に
示すようなランレングスデータから算出される特
徴量が格納されることがわかる。

最後に、第１３図からわかるように、被測定物
に付した仮の名称とも言うべきラベル番号が、被
測定物が第１１図Ａに示す被測定物のように複
雑な形状をとり、ランレングスデータの列Ｓ〜Ｕ
行までを見る限りにおいては、あたかも２つの物
体が存在しているかのように判定され、その連結
性解析の手順において１つの物体に２つ以上のラ
ベル番号（本例においてはラベル番号「２」，
「３」）が付与されているときの処理手順について
述べる。

本例の場合は、第１１図Ｂに示すランレングス
データのＶ行を連結性解析するときに初めて前記
のラベル番号「２」，「３」が同一の物体であると
判断できるのである。ここでは、既に前述し、説
明を加えたステツプに関してはその詳細な説明は
略して記述する。

まず、ランレングスデータのＶ行が参照される
とき、本システムの有するBKバツフアおよび
RLバツフアの内容はＶ行の直前、即ち、Ｕ行の
データが格納されており、第１４図Ａ，Ｂに示す
ような状態に変化している。故に、Ｖ行の優先順
位「１」のランレングスデータ「16″」を参照し
ており、本連結性解析の第１の段階としてステツ
プ４０２でBKバツフアの最も左にあるランレン
グスデータ１２′との連結性を前記第１式にて判
断すると、連結性ありと判断され、次ステツプ４
０３により第１５図Ａに示すようにランレングス
データ「12″」の有する優先順位が前記優先順位
バツフアへ、ラベル番号が前記ラベルバツフアへ
格納される。

次にステツプ４０４が実行され、連結個数カウ
ンタが「１」にセツトされる。BKバツフアの内
容は第１４図に示すごとく、優先順位４までラン
レングスデータが存在するため次のステツプ４０
５が実行されると、ステツプ４０１へその実行が
戻り、BKバツフア内の「13″」と参照データ
「16″」との連結性が先と同様に調べられ、各バツ
フアの内容は第１５図Ｂにように変化し連結個数
カウンタは「２」にセツトされる。

以上同様な動作（ステツプ４０１〜４０５）を
BKバツフア内のデータ「14″」、「15″」に対して
行うが、この３種のデータは、第１式から明らか
なように参照データ「16″」とは連結性なしと判
断され、優先順位バツフア及びラベルバツフアの
内容は、第１５図Ｂのまま変化せず、次に連結個
数カウンタは「２」にセツトされているのでステ
ツプ４１０が次に実行される。ここでは、ラベル
番号の整理と、特徴量の算出が下記のごとく行わ
れる。まず、ラベルバツフアの内容から、ラベル
番号２及び３の特徴量バツフアに格納されている
各種特徴量は同一の物体に関するものであると判
断し、第１３図に示した特徴量バツフアのうち、
ラベル番号「２」及び「３」の特徴量及びランレ
ングスデータ１６′を合わせて新たに更新した１
つの特徴量とする。

次にラベルバツフア内の最も数の小さいラベル
番号の示す特徴量バツフアにその更新した特徴量
を格納する（第１６図）。その後の処理は既述し
たと同一である。

以上説明したように、本連結性解析によれば、
どのように複雑な形状を有するものも最終目的で
ある被測定物体の各種特徴量は、各物体ごとに特
徴量バツフア内にその都度更新された内容が格納
されており、適確な形状認識が可能であることが
わかる。

［実施例の効果］ 以上その構成、動作、処理の過程について詳述
したように、本実施例によれば、第７図に示すよ
うなランレングスデータ記憶部１５をその構成要
素としており、該記憶部１５内に前述したように
規則正しいデータの格納を行うようにした。この
ため、該記憶部１５内に格納されるランレングス
データに基づき連結性解析を行う手順が第８図及
び第９図にその流れ図を示したような極めて簡単
な処理手順のみで可能となり特徴量の算出が短時
間で達成できるものとなる。

即ち、第８図、第９図に示した流れ図の手順を
例を挙げて説明したように、連結性解析を行うに
際し、参照するランレングスデータと連結性の存
否を比較されるランレングスデータは、BKバツ
フアに格納される現在参照しているランレングス
データと直前に連結性解析の行われたランレング
スデータのみに対して実行するだけで特徴量算出
が可能となるので、その絶対的な処理手順が簡略
化され、従つてその処理に有する時間も少なくて
すむのである。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明に係る形状認識装
置は、ランレングスデータを記憶する際に予め画
像データマトリツクスに対応する優先順位、及び
走査順位付けされたランレングスデータ記憶のブ
ロツクを設け、当該ブロツク内に規則的にランレ
ングスデータを格納する。このため、連結性解析
の手順は同一の走査順位付けされたランレングス
データ毎に同一のルーチンを再起するだけでその
目的が達成される。即ち、連結性解析に際し必要
最低限のランレングスデータ間との連結性解析を
調べればよく、又その連結性解析には同一のルー
チンを再起的に利用するため、その解析手順の簡
素化が達成されるのである。従つて最終的目標で
ある特徴量の算出が容易になり所要時間の短縮が
可能となり、特徴量の算出の時間が限られるリヤ
ルタイム処理等に適した形状認識装置を提供でき
る。このことは、従来、解析速度を改善するため
にその処理を上位の機能を有するコンピユータ等
に行わせていたシステムに比較し、コストやメン
テナンス等の面において有利であり、形状認識装
置の普及を促し、その利用分野の拡大等の副次的
効果をも奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の形状認識装置のブロツク図、第
２図はそのランレングスデータの生成方法を示す
図、第３図は本発明の構成図、第４図は本発明の
一実施例の構成図、第５図Ａ〜Ｆはその動作説明
図、第６図はその画像データマトリツクスの生成
方法を示す模式図、第７図Ａ，Ｂはそのランレン
グスデータ記憶部を示す模式図、第８図はその連
結性解析のメインルーチンを示す流れ図、第９図
はその行毎の連結性解析の流れ図、第１０図Ａ〜
Ｅはその各種バツフアを示す模式図、第１１図は
画像データ及びランレングスデータ構成の一例を
示す模式図、第１２図は連結性説明図、第１３図
は特徴量バツフアの内容の一例を示す模式図、第
１４図はBKバツフア及びRLバツフアの内容の
一例を示す模式図、第１５図Ａ，Ｂは優先順位バ
ツフア及びラベルバツフアの変化を示す模式図、
第１６図は特徴量バツフアの変化を示す模式図を
それぞれ示す。 １，Ａ…撮像管、１５…ランレングスデータ記
憶部、１６…制御回路、７…水平同期分離器、６
…区切りパルス発生器、９…フイールド判定器、
１０…アドレス生成カウンタ、１１…アドレス切
換器、１４…ラツチ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定物の形状を検出する視覚センサと、 該視覚センサからの被測定物に対応した形状信
   号を画像データマトリツクスに変換する画像処理
   手段と、 前記画像データマトリツクスを走査毎に該走査
   開始端より優先順位を付したランレングスデータ
   に変換するランレングスデータ生成手段と、 走査順位及び優先順位の付された複数のブロツ
   クよりなるランレングスデータ記憶手段と、 前記ランレングスデータ生成手段により作られ
   たランレングスデータを、前記ランレングスデー
   タ記憶手段内の対応する走査順位及び優先順位の
   付されたブロツク毎に分配して記憶させるランレ
   ングスデータ分配手段と、 当該ランレングスデータをもとに連結性解析を
   行い前記被測定物の形状から認識される特徴量を
   算出するランレングスデータ処理手段とを備える
   ことを特徴とする形状認識装置。