JPH0724066B2 - ２値化レベル自動補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像処理装置における２値化レベルの再設定
方法に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、自動車部品の検査ライン等においては、２値
画像処理装置を用いたラインの自動化が図られている。
この場合、２値画像処理装置の２値化レベルを固定して
おくと、照明装置の劣化或いは電源変動による照明装置
の照度変化等により、安定な画像取り込みができなくな
ることがある。

第３図は、対象が金属の場合の濃淡画像（第３図
（ａ））とそのヒストグラム（第３図（ｂ））を示した
例である。対象の表面が一様であるため、その対象に対
するヒストグラムの明度レベルの分布幅が非常に狭くな
る。

このような対象に対して２値化レベルの再設定を行う場
合、判別及び最小二乗基準に基づく自動閾値選定法（例
えば、大津氏の提案による方式）を用いれば、良好な結
果を得ることが判っている。しかしながらこの方法は統
計的手法であり、処理時間が長いため、部品検査等のラ
インには適用できない。したがって、処理の簡単なＰ−
tile法の適用が考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このＰ−tile法の場合、以下のような問
題点がある。

ヒストグラムの最高明度レベルから画素数を加算し
てゆき、その合計画素数が基準面積の100％になる明度
レベルを求めて、そのレベルを２値化レベルに設定する
と仮定する。そうすると、第４図（ａ）に示すように、
対象のヒストグラムの明度レベルの分布幅のバラツキが
小さいために、２値化レベルが対象のヒストグラムに接
近する。照明装置が商用蛍光灯の場合は、そのチラツキ
により、或いは電源変動による照度変化の影響等で、第
４図（ｂ）に示すように新画像入力時の検出明度レベル
が低下することがある。この場合には、対象の画像は例
えば面積が60％しか残らないことになり、部品判定ミス
を起こすことになる。

また、対象物個々においては、同一種の部品であっ
ても、各々製作バラツキがある。従って、基準面積より
少し小さい対象の場合、画素数100％になる明度レベル
を求めると第５図（ａ）に示すように背景側のレベルに
入り込むことがある。このレベルで２値化すると、と
同様の検出レベル変動で検出レベルが上がったとき、第
５図（ｂ）に示すように、背景が大幅に対象に入り込
み、面積が増え、部品判定ミスを起こすことになる。

このような理由により、２値化レベルの再設定は困難で
あり、照明装置の劣化には定期的に２値化レベルを手動
で再設定するか、又は電源変動による照明レベルの変化
に対しては、AVRの設定等で対処していた。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、被検査対象が金属等の場合に、照明装置の劣
化、電源変動による照明変化等に対応して、最適の２値
化レベルを求める簡単な方法を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明の２値化レベル自動補
正方法は、画像のヒストグラムの明度レベルが対象と背
景の２レベルに分かれ、且つ対象と背景各々に対応する
ヒストグラムの明度のバラツキが小さい金属のような被
検査対象を２値画像処理するに際し、前回求めた２値化
レベルを用いて画像を取り込んで解析した結果、対象が
目的の対象物であることが確認されたとき、その画像の
ヒストグラムの明度の最高レベル又は最低レベル、すな
わち対象に相当する側から順に各レベルの画素数を取り
出して加算してゆき、その合計値が対象の基準画素数の
所定の比率になる明度レベルを求め、そのレベルから一
定レベルだけ、明度の低いレベル又は高いレベル方向、
すなわち背景に相当する側に移動させたレベルを次回の
２値化レベルとすることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、第１図に示すようにＰ−tile法で画
素の合計が対象基準面積の例えば70％になる明度レベル
LEVを求め、これら一定の値Δ１だけ、対象の面積が増
える方向に移動させたレベルを次回２値化レベルとす
る。

このようにして求めたLEVは、対象物の面積のバラツキ
が例えば±20％程度であっても、対象のヒストグラム内
にあって、問題点で示したように、背景側レベルに入
り込むことはない。

またそのLEVからΔ１離れたレベル（第１図の今回THR）
を２値化レベルにすることで、問題点で示したように
照明のチラツキによる照明の瞬間変動による影響も解決
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。第２図は、本発明を組立ラインに適用した場合
における台車上の部品の配置を示す。台車上に、〜
に示すように、決まった部品がセットされたものがコン
ベアで運ばれてくる。そこで、２値画像処理装置で、部
品が置かれているかどうか、及び部品の種類をチェック
する。

この部品は、歯車等表面が一様な金属であるため、その
ヒストグラムは第１図のようになる。

また、材質（色）が部品で異なっていること、台車がか
なり大きいこと等のため、明度の検出レベルが異なって
いる。そのため、個々の部品に対してウインドウを設定
し、各々２値化レベルを持たせている。

この例では、画像を取り込み、部品判定を行い、正しく
部品が置かれていることを確認した後、画像を撮り直し
て本発明により次回画像処理のための２値化レベルを求
める。このときの処理はヒストグラムデータを読み出し
て加算し、準備値との比較を行う処理の繰り返しで済
み、処理時間も速い。

なお、上記ヒストグラムの取り込み時に影等が入り込む
と、２値化レベルが予期せぬ値となる。したがって、第
１図に示すように、今回求めた２値化レベルと前回の２
値化レベル（前回THR）とを比較して、その明度差が一
定値（±Δ２）以内であればその値を次回画像処理用２
値化レベルとする。

このようにすることにより、前に述べた悪影響を無くす
ことができる。

また、２値化レベルの下限LEV−Ｌ（第１図参照）を設
定しておき、今回求めた２値化レベルがこのLEV−Ｌ以
下となったとき、アラームを出すようにすることによ
り、照明装置の劣化等によるメンテナンス必要時期を知
ることができる。

以上の方法で、２値化レベルを再設定することにより、
上記設備は照度変化レベルに対して安定な２値画像の取
り込みを行うことができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、画素の合計
が対象の画素数の予め設定した割合になるレベルを求
め、そのレベルから一定レベル移動したレベルを次回の
２値化レベルとするようにしている。したがって、被検
査対象が金属等の場合でも、２値化レベルを最適に再設
定することができ、照明装置の経年変化、或いは電源変
動による照度変化等に対処でき、ラインの自動化、照明
設備の簡素化ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２値化レベルの求め方を示す説明図、
第２図は本発明の実施例の説明図、第３図は本発明の実
施例の説明図、第４図は金属対象物のヒストグラム例，
第５図は従来の方式で２値化レベルを設定したときの問
題を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像のヒストグラムの明度レベルが対象と
   背景の２レベルに分かれ、且つ対象と背景各々に対応す
   るヒストグラムの明度のバラツキが小さい金属のような
   被検査対象を２値画像処理するに際し、前回求めた２値
   化レベルを用いて画像を取り込んで解析した結果、対象
   が目的の対象物であることが確認されたとき、その画像
   のヒストグラムの明度の最高レベル又は最低レベルから
   順に各レベルの画素数を取り出して加算してゆき、その
   合計値が対象の基準画素数の所定の比率になる明度レベ
   ルを求め、そのレベルから一定レベルだけ、明度の低い
   レベル又は高いレベル方向に移動させたレベルを次回の
   ２値化レベルとすることを特徴とする２値化レベル自動
   補正方法。