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JPH0387603A - Image measuring device - Google Patents

Image measuring device

Info

Publication number
JPH0387603A
JPH0387603A JP22489089A JP22489089A JPH0387603A JP H0387603 A JPH0387603 A JP H0387603A JP 22489089 A JP22489089 A JP 22489089A JP 22489089 A JP22489089 A JP 22489089A JP H0387603 A JPH0387603 A JP H0387603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
picture element
measured
circuit
size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22489089A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chuji Akiyama
忠次 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP22489089A priority Critical patent/JPH0387603A/en
Publication of JPH0387603A publication Critical patent/JPH0387603A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the cost, and also, to quicken the processing time by varying a size of a picture element in accordance with density of an image signal photographed by a television camera. CONSTITUTION:Input digital image data (ui) of every picture element is inputted to a conversion table 10, and data (vi) for showing a size of a picture element determined clearly against a density value (brightness) of (ui) is outputted. Subsequently, the conversion data (vi) of every picture element is outputted from the table 10, and inputted to an arithmetic circuit 11. The circuit 11 inputs (vi) at every picture element, and executes an integration SIGMAvi of the input (vi), and integrations SIGMAvixi, SIGMAviyi of multiplication of vi by (x) or (y) coordinate data. When these operations are ended, the centroid coordinate of a measuring object can be derived by an expression. Arithmetic data of these measuring objects is outputted from the circuit 11.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は測定対象物のディジタル画像データを用いて測
定対象物の大きさや位置を計測する画像計測装置に関し
、更に詳しくはテレビカメラで撮影した映像ビデオ信号
の制約を越えて分解能を向上させることができる画像計
測装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an image measuring device that measures the size and position of an object to be measured using digital image data of the object, and more specifically, The present invention relates to an image measurement device that can improve resolution beyond the limitations of video video signals.

(従来の技術) 第5図は本発明が対象とする画像計測装置の構成概念図
である。図において、1は測定対象物、2は該測定対象
物1を撮影するテレビカメラ、3は該テレビカメラ2か
らのビデオ信号を入力して測定対象物1の大きさ1位置
を演算により求める画像処理部である。計測された測定
対象物1の大きさ1位置は計測データとして出力する。
(Prior Art) FIG. 5 is a conceptual diagram of the configuration of an image measuring device to which the present invention is applied. In the figure, 1 is an object to be measured, 2 is a television camera that photographs the object to be measured 1, and 3 is an image in which the size and position of the object to be measured 1 are calculated by inputting the video signal from the television camera 2. This is the processing section. The measured size and position of the measurement object 1 are output as measurement data.

このようなシステムは、例えば部品の組立てや検査を行
う工程で用いられる。テレビカメラ2から得られるビデ
オ信号は、放送規格に定められており、2次元情報であ
る物体画像を複数の走査線で構成し、時系列信号となっ
ている。
Such a system is used, for example, in the process of assembling and inspecting parts. The video signal obtained from the television camera 2 is defined by broadcasting standards, and is a time-series signal that consists of a plurality of scanning lines representing an object image, which is two-dimensional information.

(発明が解決しようとする課題) このように放送規格で定められたビデオ信号を出力する
テレビカメラを用い、画像計測を行う場合、その分解能
は走査線の数(画素の数)で決まる。通常放送用のビデ
オ信号では、走査線の数は525本である。このうち、
有効な画素情報を含んでいる走査線の数は約480本で
、この制約を越えて分解能、精度を向上させることは困
難であった。なお、最近ハイビジョンと称する走査線の
数が1125本の高品位テレビが開発されているが、こ
れに用いるテレビカメラは非常に高価である。
(Problem to be Solved by the Invention) When performing image measurement using a television camera that outputs video signals defined by broadcasting standards, the resolution is determined by the number of scanning lines (number of pixels). A video signal for normal broadcasting has 525 scanning lines. this house,
The number of scanning lines containing valid pixel information is approximately 480, and it has been difficult to improve resolution and accuracy beyond this restriction. Recently, a high-definition television with 1125 scanning lines called high-definition television has been developed, but the television camera used in this television is very expensive.

そこで、本発明者らはこのような不具合を除去した画像
計測装置を特許出願した(特願平0176193号。以
下先願発明という)。第6図は、その発明の構成ブロッ
ク図である。この装置は、従来のビデオカメラTCで撮
影した測定対象物OBのビデオ信号をA/D変換器AD
でデイジチルデータに変換した後、変換した画素毎の画
像データに内挿データ演算部NCにより各画素間の水平
方向及び垂直方向のそれぞれの位置にその周辺の画素の
濃度値から補間した画像データを押入するようにして、
見掛は上画像の分解能を上げるようにしたものである。
Therefore, the present inventors filed a patent application for an image measuring device that eliminates such defects (Japanese Patent Application No. 0176193, hereinafter referred to as the prior invention). FIG. 6 is a block diagram of the structure of the invention. This device converts the video signal of the object to be measured OB photographed by a conventional video camera TC into an A/D converter AD.
After converting the converted image data into digital chill data, the interpolation data calculation unit NC generates image data interpolated from the density values of surrounding pixels at each position between each pixel in the horizontal and vertical directions. As if pushing in,
The appearance is that the resolution of the upper image has been increased.

内挿データ演算部NCは水平内挿器EH及び垂直内挿器
EVより構成されている。各画素毎の画像データと内挿
データ演算部NCにより作成された内挿データは順次画
像メモリMUに書込まれる。
The interpolation data calculation unit NC is composed of a horizontal interpolator EH and a vertical interpolator EV. The image data for each pixel and the interpolation data created by the interpolation data calculation unit NC are sequentially written into the image memory MU.

ここで、画像メモリMUは偶数、奇数のそれぞれの走査
線毎にメモリM1とM2に分けて書込まれる。
Here, the image memory MU is divided into memories M1 and M2 for each even-numbered and odd-numbered scanning line, and data is written therein.

この先願発明は、テレビカメラからの制限に基づく、分
解能の悪さを改良した点でそれなりの効果を奏している
。しかしながら、水平内挿器Elは、データを保持する
ラッチ、加算器、データセレクタ及びクロック逓倍器よ
り構成されており、垂直内挿器EVは、1ライン遅延器
及び加算器より構成されている。従って、ハードウェア
量が多く、コストが高くなってしまう。また、この先願
発明では、画素数を2×2の4倍にしているので、演算
処理量が増大し、処理に時間がかかってしまう。
The invention of this prior application has a certain effect in that it improves the poor resolution due to the limitations imposed by the television camera. However, the horizontal interpolator El is composed of a latch that holds data, an adder, a data selector, and a clock multiplier, and the vertical interpolator EV is composed of a 1-line delay and an adder. Therefore, the amount of hardware is large and the cost is high. Further, in this prior invention, since the number of pixels is four times 2×2, the amount of calculation processing increases and the processing takes time.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって
、コストが安くしかも処理時間の速い画像計測装置を堤
供することを目的としている。
The present invention has been made in view of these problems, and it is an object of the present invention to provide an image measuring device that is low in cost and has a fast processing time.

(課題を解決するための手段) 前記した課題を解決する本発明は、測定対象物をディジ
タル画像データとして読込んで、当該測定対象物の大き
さ1位置を計測する画像計測装置において、 画素毎の入力ディジタル画像データを受けて、当該入力
ディジタル画像データの濃度に対応した大きさのデータ
に変換して出力する変換テーブルと、該変換テーブルの
出力及び2次元の座標ブタを受けてこれら入力データの
積算演算を行い、測定対象画像の重心を求める演算回路
を具備したことを特徴としている。
(Means for Solving the Problems) The present invention solves the above-mentioned problems in an image measuring device that reads an object to be measured as digital image data and measures the size and position of the object. A conversion table that receives input digital image data, converts it into data of a size corresponding to the density of the input digital image data, and outputs the data; It is characterized by being equipped with an arithmetic circuit that performs integration calculations and determines the center of gravity of the image to be measured.

(作用) 測定対象物の画像信号のうち、各画素毎の画像データの
濃度に応じて画素の大きさを変化させる。
(Function) The size of the pixel is changed according to the density of the image data for each pixel among the image signals of the object to be measured.

このような変換を施すことにより、従来のテレビカメラ
を用いた撮影方式のものであっても撮影された画像デー
タの分解能及び精度を向上させることができる。
By performing such conversion, it is possible to improve the resolution and accuracy of image data captured even in a conventional imaging method using a television camera.

撮影されたものとする。各画素の全部に測定対象物がか
かる部分はその大きさを1とし、各画素の一部だけに測
定対象物がかかる部分は濃度が小さくなるので、その濃
度に応じた大きさの画素に変換する。その大きさは、図
に示すように051゜0、 2. 0.8というように
画素の濃度データに応じて変化させる。この結果、画像
が測定対象の輪郭部分の微細な構造を反映したものに変
換されるので、分解能及び精度を向上させることができ
る。
It is assumed that the photograph was taken. The area where the object to be measured covers all of each pixel has a size of 1, and the area where the object to be measured covers only part of each pixel has a smaller density, so it is converted to a pixel with a size corresponding to that density. do. Its size is 051°0 as shown in the figure.2. It is changed to 0.8 according to the density data of the pixel. As a result, the image is converted into an image that reflects the fine structure of the outline of the object to be measured, so that resolution and accuracy can be improved.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成概念図である。図
において、10は画素毎の入力ディジタル画像データを
受けて、当該入力ディジタル画像データの濃度に対応し
た大きさのデータに変換して出力する変換テーブル、1
1は該変換テーブル10の出力及び2次元の座標データ
X+yを受けてこれら入力データの積算演算を行い、測
定対象画像の重心を求める演算回路である。変換テーブ
ル10としては、例えばLUT(ルックアップテーブル
)が用いられる。つまり、入力ディジタル画像データU
をアドレスとして受けて入力アドレスで示される番地に
格納されている画素の大きさを示すデータをデータVと
して出力する。このように構成された回路の動作を説明
すれば、以下のとおりである。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a conversion table that receives input digital image data for each pixel, converts it into data of a size corresponding to the density of the input digital image data, and outputs the data.
Reference numeral 1 denotes an arithmetic circuit which receives the output of the conversion table 10 and two-dimensional coordinate data X+y, performs an integration operation on these input data, and calculates the center of gravity of the image to be measured. As the conversion table 10, for example, an LUT (lookup table) is used. In other words, the input digital image data U
is received as an address, and data indicating the size of the pixel stored at the address indicated by the input address is output as data V. The operation of the circuit configured as described above will be explained as follows.

画素毎の入力ディジタル画像データuiは変換テーブル
10に入り、ufの濃度値(明るさ)に対して一義的に
定まる画素の大きさを示すデータviを出力する。ここ
で、出力viは入力uiの関数であり、次式で表される
Input digital image data ui for each pixel is entered into a conversion table 10, which outputs data vi indicating the size of the pixel that is uniquely determined with respect to the density value (brightness) of uf. Here, the output vi is a function of the input ui, and is expressed by the following equation.

v i−f (u i)         (1)(1
)式の変換は各画素毎に行われる。このような動作を行
なわせるためには、アドレスをUに、データをVに接続
したメモリ(ROM、RAM等)でできたルックアップ
テーブル(LUT)が用いられる。
v i-f (u i) (1) (1
) conversion is performed for each pixel. In order to perform such an operation, a look-up table (LUT) made of memory (ROM, RAM, etc.) with addresses connected to U and data connected to V is used.

変換テーブル10から、各画素毎の変換データviが出
力され、演算回路11に入る。演算回路11は各画素毎
にviを入力し、入力v1の積算(面積を求めることに
相当)Σviと、x、y座標データとの乗算の積算Σv
 i x l、Σviyiを行う。これらの演算が終了
すると、次式で表される測定対象物の重心座標を次式で
求めることができる。
Conversion data vi for each pixel is output from the conversion table 10 and enters the arithmetic circuit 11. The arithmetic circuit 11 inputs vi for each pixel, and calculates the sum Σv of the multiplication of the input v1 (corresponding to finding the area) Σvi and the x, y coordinate data.
Perform i x l, Σviyi. When these calculations are completed, the coordinates of the center of gravity of the object to be measured, which are expressed by the following equation, can be determined by the following equation.

Σvixf/Σvi(x軸方向)(2)Σviyi/Σ
vi(y軸方向)(3)これら測定対象物の演算データ
は演算回路11から出力される。
Σvixf/Σvi (x-axis direction) (2) Σviyi/Σ
vi (y-axis direction) (3) These calculation data of the object to be measured are output from the calculation circuit 11.

第2図は演算回路11内の面積演算器の構成例を示すブ
ロック図である。変換テーブル10からの出力データV
lは、加算器20の一方の入力に入る。最初はデータラ
ッチ21の出力はクリアされていてO1従って、加算器
20の出力はvlとなる。このvlはデータラッチ21
にラッチされる。次のデータv2は、加算器20の一方
の入力に入り、データラッチ21にラッチされているV
lと加算される。その加算結果V+ +v2はデータラ
ッチ21にラッチされる。このようなシーケンスを繰返
してデータラッチ21にはΣviがラッチされる。処理
が終了したデータラッチ21はクリアされる。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of an area calculator in the calculation circuit 11. Output data V from conversion table 10
l enters one input of adder 20. Initially, the output of the data latch 21 is cleared O1, so the output of the adder 20 becomes vl. This vl is data latch 21
latched to. The next data v2 enters one input of the adder 20 and is latched in the data latch 21.
It is added to l. The addition result V+ +v2 is latched into the data latch 21. By repeating such a sequence, Σvi is latched into the data latch 21. The data latch 21 whose processing has been completed is cleared.

第3図は演算回路11内の重心演算器の構成例を示すブ
ロック図である。変換テーブル10からの出力データv
1は続く乗算器22に入ってX座標値x1と乗算される
。その結果vl Xlはデータラッチ24にラッチされ
る。次に入ってくるデータV2とX座標x2とが乗算器
22で乗算され、その結果v2 x2は加算器23に入
ってデータラッチ24の内容vl xlと加算される。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the center of gravity calculator in the calculation circuit 11. Output data v from conversion table 10
1 enters the subsequent multiplier 22 and is multiplied by the X coordinate value x1. As a result, vl_Xl is latched into data latch 24. Next, the incoming data V2 and the X coordinate x2 are multiplied by the multiplier 22, and the result v2 x2 enters the adder 23 and is added to the content vl xl of the data latch 24.

加算結果V+ X+ +v2 X2はデータラッチ24
にラッチされる。以後このようなシーケンスを繰返して
、データラッチ24には、Σvixtがラッチされる。
Addition result V+ X+ +v2 X2 is data latch 24
latched to. Thereafter, such a sequence is repeated, and Σvixt is latched in the data latch 24.

処理が終了したデータラッチ24はクリアされる。以上
、X方向についてのみ説明したが、y方向についても同
様であり、Σviyiが別のラッチにラッチされる。
The data latch 24 whose processing has been completed is cleared. Although only the X direction has been described above, the same applies to the Y direction, and Σviyi is latched in another latch.

このようにして各画素毎の面積ΣviとΣvixi、 
 Σviyiが求まると、(2)、  (3)式により
測定対象物の重心が求まることになる。以上、説明した
第2図、第3図の回路はマイクロコンピュータ又はディ
ジタルシグナルプロセッサ(D S P)等を用いてソ
フト的に実現することもできる。
In this way, the areas Σvi and Σvixi for each pixel,
Once Σviyi is determined, the center of gravity of the object to be measured can be determined using equations (2) and (3). The circuits shown in FIGS. 2 and 3 described above can also be realized in software using a microcomputer, a digital signal processor (DSP), or the like.

上述の実施例では、1個の測定対象物について重心等を
計測した場合を例にとったが、2個以上の測定対象物に
ついても同様に、本発明を適用することができる。その
場合には、演算回路10として第4図に示すような回路
が用いられる。
In the above-described embodiments, the center of gravity and the like of one object to be measured are measured, but the present invention can be similarly applied to two or more objects to be measured. In that case, a circuit as shown in FIG. 4 is used as the arithmetic circuit 10.

図において、第2図と同一のものは同一の符号を付して
示す。入力データviはラベル付は回路30により物体
毎にラベルが付される。一方、入力データvLは加算器
20とデータラッチ21により構成される演算回路によ
り面積Σviが求められる。求まった面積Σviは、ラ
ベル付は回路30により指定されたRAM31内に格納
される。
In the figure, the same parts as in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. The input data vi is labeled by the labeling circuit 30 for each object. On the other hand, the area Σvi of the input data vL is determined by an arithmetic circuit composed of an adder 20 and a data latch 21. The determined area Σvi is stored in the RAM 31 designated by the circuit 30 with a label.

全ての測定対象物について同様の操作を行えば、RAM
31に全対象物の面積データが保持されることになる。
If the same operation is performed for all measurement objects, the RAM
31, the area data of all objects will be held.

第4図の回路は面積についての累積演算回路であるが、
第3図に示すようなデータviと座標Xyとの乗算の積
算を行う場合についても複数の測定対象物について同様
に計算することができる。
The circuit in Figure 4 is a cumulative calculation circuit for area.
In the case where the multiplication of the data vi and the coordinates Xy is performed as shown in FIG. 3, calculations can be made in the same way for a plurality of measurement objects.

上述の説明では、変換テーブルとしてLUTを用いたが
、本発明はこれに限るものではなく、変換テーブルをR
AMとし、測定条件により異なる変換表をその都度制御
用CPUが書き込むようにしてもよい。
In the above explanation, an LUT was used as the conversion table, but the present invention is not limited to this, and the conversion table is
AM, and the control CPU may write a different conversion table depending on the measurement conditions each time.

(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明によればテレビカ
メラで撮影された画像信号の濃度に応じてその画素の大
きさを変えてやるようにすることにより、分解能及び精
度を向上させることができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, by changing the size of the pixel according to the density of the image signal photographed by the television camera, resolution and precision can be improved. can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成概念図、第2図は
面積演算器の構成例を示すブロック図、第3図は重心演
算器の構成例を示すブロック図、第4図は面積演算器の
他の構成例を示す図、第5図は画像計測装置の構成Il
託念図、第6図は先願発明の構成ブロック図、第7図は
本発明の作用説明図である。 10・・・変換テーブル  11・・・演算回路20・
・・加算器     21・・・データラッチ22・・
・乗算器     23・・・加算器30・・・ラベル
付は回路 31・・・RAM 第 図 第3図 t 第 5 図
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of an area calculator, FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a center of gravity calculator, and FIG. A diagram showing another example of the configuration of the area calculator, FIG. 5 is the configuration Il of the image measuring device.
FIG. 6 is a block diagram of the configuration of the prior invention, and FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the present invention. 10... Conversion table 11... Arithmetic circuit 20.
...Adder 21...Data latch 22...
・Multiplier 23... Adder 30... Labeled circuit 31... RAM Figure 3 t Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】  測定対象物をディジタル画像データとして読込んで、
当該測定対象物の大きさ、位置を計測する画像計測装置
において、 画素毎の入力ディジタル画像データを受けて、当該入力
ディジタル画像データの濃度に対応した大きさのデータ
に変換して出力する変換テーブルと、該変換テーブルの
出力及び2次元の座標データを受けてこれら入力データ
の積算演算を行い、測定対象画像の重心を求める演算回
路を具備したことを特徴とする画像計測装置。
[Claims] Reading the object to be measured as digital image data,
In an image measuring device that measures the size and position of the object to be measured, a conversion table receives input digital image data for each pixel, converts it into data of a size corresponding to the density of the input digital image data, and outputs the data. and an arithmetic circuit that receives the output of the conversion table and two-dimensional coordinate data, performs an integration operation on these input data, and determines the center of gravity of the image to be measured.
JP22489089A 1989-08-31 1989-08-31 Image measuring device Pending JPH0387603A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22489089A JPH0387603A (en) 1989-08-31 1989-08-31 Image measuring device

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ID=16820763

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JP22489089A Pending JPH0387603A (en) 1989-08-31 1989-08-31 Image measuring device

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