特開 2022-149862 画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022149862

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/16 20060101AFI20220929BHJP

【ＦＩ】

G01B11/16 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021052189

(22)【出願日】2021-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100182936

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 直樹

(72)【発明者】

【氏名】石原 宗幸

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA12

2F065AA17

2F065AA22

2F065AA65

2F065BB12

2F065BB15

2F065DD03

2F065FF04

2F065JJ03

2F065JJ26

2F065LL04

2F065LL06

2F065QQ13

2F065QQ14

2F065QQ23

2F065QQ25

2F065QQ29

2F065QQ31

2F065QQ32

2F065QQ42

2F065SS13

2F065SS15

(57)【要約】

【課題】解像度によらず高い精度で被写体の位置を特定すること。
【解決手段】画像処理装置１は、対象物が含まれる画像を取得する画像取得部３１と、前記画像中の前記対象物上を通る或る軸において輝度値の変化量を取得し、前記或る軸上の第１の座標を前記対象物のエッジを検出するための基準点として決定し、前記或る軸上にあって前記第１の座標を基準とした或る範囲に含まれる複数の座標の輝度値の平均と、当該複数の座標各々における輝度値と、の偏差に基づいて、前記対象物のエッジとなる第２の座標を決定する画像処理部３２と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物が含まれる画像を取得する画像取得手段と、
前記画像中の前記対象物上を通る或る軸において輝度値の変化量を取得し、前記或る軸上の第１の座標を前記対象物のエッジを検出するための基準点として決定する第１の決定手段と、
前記或る軸上にあって前記第１の座標を基準とした或る範囲に含まれる複数の座標の輝度値の平均と、当該複数の座標各々における輝度値と、の偏差に基づいて、前記対象物のエッジとなる第２の座標を決定する第２の決定手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】

前記第２の決定手段は、
前記エッジの法線方向の輝度成分に基づいて検出された極大値に基づいて前記被写体の中心座標を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項3】

前記第２の決定手段は、
前記エッジの法線方向の輝度成分を積分し、積分により得られたデータをエッジ方向へ微分し、微分により得られたデータに基づいて前記極大値を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記第２の決定手段は、
検出した前記極大値の前後所定数の画素の座標を用いて前記被写体の中心座標を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記物体はチェーンであるとともに、前記被写体は前記チェーンのピンである
ことを特徴とする請求項１から４のうち何れか１項に記載の画像処理装置。

【請求項6】

対象物が含まれる画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像中の前記対象物上を通る或る軸において輝度値の変化量を取得し、前記或る軸上の第１の座標を前記対象物のエッジを検出するための基準点として決定する第１の決定ステップと、
前記或る軸上にあって前記第１の座標を基準とした或る範囲に含まれる複数の座標の輝度値の平均と、当該複数の座標各々における輝度値と、の偏差に基づいて、前記対象物のエッジとなる第２の座標を決定する第２の決定ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。

【請求項7】

コンピュータを、
対象物が含まれる画像を取得する画像取得手段、
前記画像中の前記対象物上を通る或る軸において輝度値の変化量を取得し、前記或る軸上の第１の座標を前記対象物のエッジを検出するための基準点として決定する第１の決定手段、
前記或る軸上にあって前記第１の座標を基準とした或る範囲に含まれる複数の座標の輝度値の平均と、当該複数の座標各々における輝度値と、の偏差に基づいて、前記対象物のエッジとなる第２の座標を決定する第２の決定手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、コンベアチェーン等の移動する物体を撮像し、画像解析により当該物体の不具合や異常を検出する技術が知られている。この種の技術を開示するものとして例えば特許文献１が存在する。

【0003】

特許文献１には、走行するコンベアチェーンを撮像するタイミングを制御し、内リンクと外リンクを接続するピンの位置が定位置に来る画像を逐次取得し、当該画像を解析してチェーンの形状変化を検出する技術が開示されている。画像解析の技術を利用することにより、人がノギス等の工具を使用してチェーンの結合部分の形状変化を計測することなく、チェーンの経年劣化や不具合を検出することができ、時間やコストを削減できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－３１７３５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載される画像解析を利用した場合、高い解像度の画像に基づいてピン位置の特定を行う場合には、精度よく位置の特定ができる。しかしながら、撮像する位置がチェーンの位置から離れていたり、処理の都合上低い解像度で撮像していたりする場合には、低い解像度の画像しか得られない。このため、低い解像度の画像に基づいてピン位置の特定を行った場合には、精度よく位置の特定を行うことができない。その結果、特定したピン位置に基づいてピンとピンとの間の距離に基づいてチェーンの精度等を測定した場合であっても、信頼性が高い結果を得ることができなかった。

【0006】

本発明は、解像度によらず高い精度で被写体の位置を特定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

態様の一例では、画像処理装置は、対象物が含まれる画像を取得する画像取得手段と、前記画像中の前記対象物上を通る或る軸において輝度値の変化量を取得し、前記或る軸上の第１の座標を前記対象物のエッジを検出するための基準点として決定する第１の決定手段と、前記或る軸上にあって前記第１の座標を基準とした或る範囲に含まれる複数の座標の輝度値の平均と、当該複数の座標各々における輝度値と、の偏差に基づいて、前記対象物のエッジとなる第２の座標を決定する第２の決定手段と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、解像度によらず高い精度で被写体の位置を特定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像処理装置を含む画像処理システムの構成を示すシステム構成図である。

【図2】図１のコンベアチェーンの外リンクとピンを拡大した拡大図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る画像処理装置のハードウェアの構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の機能的構成のうち、画像処理を実行するための機能的構成を示す機能ブロック図である。

【図5】ピン中心位置算出処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】ピンの位置が中心にあるフレームデータのフレームの一例を示す図である。

【図7】垂直方向にトリミング処理された第１画像領域の一例を示す図である。

【図8】水平方向にトリミング処理された第２画像領域の一例を示す図である。

【図9】第１画像領域に基づいて、積分値ｄｉｆｆと、微分値ｉｎｔとをプロットしたグラフの一例である。

【図10】第２画像領域に基づいて、積分値ｄｉｆｆと、微分値ｉｎｔとをプロットしたグラフの一例である。

【図11】ピンの中心座標を算出する概要を示す概要図である。

【図12】各解像度に対応して得られた中心座標の算出結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

【0011】

図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１を含む画像処理システムＳの構成を示すシステム構成図である。図１に示す画像処理システムＳは、コンベアチェーン２１の異常を画像解析により検出する。

【0012】

［計測対象］
まず、計測対象となるコンベアチェーン２１について説明する。コンベアチェーン２１は、コンベア装置のスプロケット（図示省略）に懸架される無端状部材である。コンベアチェーン２１は、スプロケット等の伝達手段を介してチェーン駆動部２２の駆動力が伝達され、所定の速度で所定のルートを周回移動する。なお、コンベアチェーン２１は、移動させる対象の用途に適応して移動速度を段階的に切り替えることができるように構成されている。

【0013】

本実施形態のコンベアチェーン２１は、一対の外リンク２３が内リンク２４を両側から挟み込んだ状態でピン２５により結合されて構成される。図２は、図１のコンベアチェーン２１の外リンク２３とピン２５を拡大した拡大図である。

【0014】

ピン２５は、外リンク２３と内リンク２４の結合部分毎に設けられており、本実施形態の画像処理装置１によって個別に特定される計測対象である。ピン２５は、コンベアチェーン２１の移動方向に並んでいる。なお、移動方向は図１の矢印の方向である。ピン２５は、四面リペットピンである。

【0015】

コンベアチェーン２１は、外リンク（プレート）２３、ピン２５、円形の頭部２６、頭部２６における正方形の平面領域２７、平面領域２７の外縁である直線縁部２８、及び外リンク２３と平面領域２７との間に形成される弓形部分２９を有する。ピン２５の頭部２６を正面から見たときに、平面領域２７（対象物）は、四角部分で、その他の部分（弓型部分２９）は、ピン２５の頭部２６（頭頂部）の中心から離れるにつれて傾斜するように形成されている。ピン２５の頭部２６（頭頂部）が後述する照明部１７によって光を当てられると、弓型部分２９が影となり、四角の平面領域２７のエッジが際立つ。すなわち、四角の平面領域２７と弓型部分２９との明度の差が大きくなる。

【0016】

本実施形態においては、平坦領域２７のエッジを利用してピン２５の中心座標を導出する。ピン２５が四面リベットピンである構造上、平坦領域２７の中心座標をピン２５の中心座標として扱うことができる。

【0017】

コンベアチェーン２１が有するピン２５の数をｎ個とする。上述の通り、コンベアチェーン２１は無端状部材であるため、ｎ個目のピン２５－ｎの次は１番目のピン２５－１となる。

【0018】

以下の説明において、ピン２５を区別して説明する必要がある場合には、便宜的に１番目をピン２５－１とし、以降順番にピン２５－２、ピン２５－３・・・ピン２５－ｎとする。また、一番目のピン２５－１の中心と２番目のピン２５－２の中心とを結ぶ直線の距離をピン間距離Ｌとする。

【0019】

［システム構成］
本実施形態の画像処理システムＳの全体構成について説明する。画像処理システムＳは、撮像部１６と、照明部１７と、画像処理装置１と、を備える。

【0020】

撮像部１６は、周回するコンベアチェーン２１を一定のフレームレートで動画撮影し、画像解析のための映像を取得する撮像手段である。撮像部１６の撮像位置は、コンベアチェーン２１の構成や点検作業の作業性を考慮して適宜設定される。

【0021】

本実施形態の撮像部１６は、光学レンズ部１６１と、イメージセンサ１６２と、を主要な構成として備える。光学レンズ部１６１は、被写体を撮像するために、光を集光するレンズ、例えばフォーカスレンズやズームレンズ等で構成される。イメージセンサ１６２はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型の光電変換素子や、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）等から構成される。画像処理装置１は、撮像部１６から出力される信号からフレーム（画像）を生成する。撮像部１６から出力される信号を、以下、「フレーム」と呼ぶ。フレームデータは、画像処理装置１に適宜供給される。

【0022】

照明部１７は、撮像部１６の被写体であるコンベアチェーン２１を照明する照明手段である。照明部１７が、照度や色成分を調整してコンベアチェーン２１を照らすことにより、撮像部１６の撮像環境を一定のものにすることができる。照明部１７の照度は、外光以上であることが好ましい。照明部１７の照度を外光以上の支配的な光とすることで、後述するピン中心位置算出処理によるピン２５の中心位置の検出をより正確なものとすることができる。

【0023】

画像処理装置１は、撮像部１６から出力されるフレームデータに基づいて画像解析処理を行ってピン２５の中心位置を特定する。画像処理装置１は、特定したピン２５とピン２５との間の距離を測定することにより、コンベアチェーン２１の異常を検出する。画像処理装置１が検出した情報は、外部機器５に送信可能となっている。

【0024】

［ハードウェア構成］
本実施形態の画像処理装置１のハードウェア構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１のハードウェアの構成を示すブロック図である。

【0025】

画像処理装置１は、図２に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成されるプログラムメモリ１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成されるワークメモリ１３と、バス１４と、入出力インタフェース１５と、通信部１８と、入力部１９と、出力部２０と、記憶部３０と、を備える。

【0026】

ＣＰＵ１１は、プログラムメモリ１２に記録されているプログラム、又は、プログラムメモリ１２からワークメモリ１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ワークメモリ１３には、ＣＰＵ１１が画像処理を含む各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。入出力インタフェース１５には、通信部１８、入力部１９が接続されている。また、入出力インタフェース１５には、撮像部１６及び照明部１７が有線又は無線により接続されている。

【0027】

通信部１８は、インターネットを含むネットワークを介して外部機器５や他の装置（図示せず）との間で行う。通信部１８は、有線又は無線のインタフェースを介して外部機器５と通信し、撮像したフレームデータや検出結果を外部機器５に送信する。

【0028】

入力部１９は、各種釦等で構成され、ユーザの指示操作を受け付け、受け付けた指示操作に応じて各種情報を入力する。出力部２０は、画像を表示するディスプレイや音声を拡声するスピーカ等を含む。尚、入力部１９にタッチパネルが含まれる場合は入力部１９と出力部２０とを一体にしてもよい。

【0029】

記憶部３０は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリで構成され、各種データを記憶する。記憶部３０には、画像処理に関する各種のデータや、検出結果を示す情報等が格納される。

【0030】

［機能的構成］
図４は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１の機能的構成のうち、画像処理を実行するための機能的構成を示す機能ブロック図である。図４に示すように、制御部としてのＣＰＵ１１において、画像処理を実行する部分として、画像取得部３１と、画像処理部（第１の決定手段、第２の決定手段）３２と、が機能する。

【0031】

画像取得部３１は、撮像部１６から出力されるコンベアチェーン２１を被写体として含むフレームデータ（撮像画像）を連続的に取得する。画像取得部３１は、個別に特定可能な複数のピン２５－１～２５－ｎが所定の方向に配列されたコンベアチェーン２１の、ピン２５が含まれる画像を取得する。

【0032】

画像処理部３２は、計測対象となるピン間距離Ｌを算出する。そして、記憶部３０に記憶される過去に取得されたピン間距離Ｌと比較し、比較結果を出力する。比較結果は、例えば、前回の測定時からの伸び量として出力される。なお、出力制御部３３によるピン間距離の算出には、フレーム数、フレームレート及びフレームデータ中の隣接しあうピン２５とピン２５の間の中心距離Ｌ（以下、「ピン間距離Ｌ」とも呼ぶ）を利用することができる。

【0033】

次に、本実施形態の画像処理装置１による画像処理についてフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下の説明において、各ステップは、ＣＰＵ１１がプログラムメモリ１２に記憶された制御プログラムをワークメモリ１３上にロードして実行することで実現される。

【0034】

［ピン中心位置算出処理］
コンベアチェーン２１のピン２５の中心位置を算出するピン中心位置算出処理について説明する。本実施形態では、一枚のフレーム（画像）に含まれる隣接しあう二つのピン２５，２５の各々に対し、ピン間距離Ｌを測定する処理を実行して、ピン間距離Ｌを導出する処理が実行される。図５は、ピン中心位置算出処理の流れを示すフローチャートである。

【0035】

処理が開始されると、画像取得部３１が隣接しあう二つのピン２５，２５を含むフレームデータを取得する（ステップＳ１１）。この処理では、画像取得部３１により、ピン間距離Ｌの測定対象となる２つのピン２５、２５の位置がフレーム（画像）の中心付近にあるフレームデータが取得される（ステップＳ１１）。例えば、マーキングが施されているピン２５が最初に取得するべき対象に設定されている場合は、そのピンを含むピン間距離Ｌが含まれるフレームデータが取得される。そして、取得されたフレームデータからピン２５を検出する処理が実行される。

【0036】

図６は、隣接しあう二つのピン２５，２５の位置が中心付近にあるフレームデータのうち、一つのピン２５が含まれるフレーム（画像）５０の一例を示す図である。隣接しあう二つのピン２５，２５の位置が中心付近にあるフレームデータに基づいて、ピン２５の中心位置を検出する処理が実行される。

【0037】

次に、画像処理部３２は、ピン２５を含むフレームデータからピン２５の位置が中心となる画像領域のデータを抽出するようトリミング処理を行う（ステップＳ１２）。このトリミング処理では、ピン２５の位置がそのフレームの中心となる矩形の画像領域のうち水平方向及び垂直方向のデータが切り取られる。以下トリミング処理された画像領域のデータをトリミング画像データとして説明する。

【0038】

図７は、垂直方向（ｘ軸方向）にトリミング処理された第１画像領域５１の一例を示す図である。ｘはピン２５のｘ軸方向の長さを示し、ｙ／２はピン２５のｙ軸方向の長さのうち半分の長さを示す。図８は、水平方向（ｙ軸方向）にトリミング処理された第２画像領域５２の一例を示す図である。ｙはピン２５のｙ軸方向の長さを示し、２／ｘはピン２５のｘ軸方向の長さのうち半分の長さを示す。後述するように、水平方向のエッジ（左エッジ及び右エッジ）を検出する場合には、図７に示すように、垂直方向のピン２５の位置がフレーム（画像）５０の中心となるようにトリミング処理を行う。同様に、垂直方向のエッジ（上エッジ及び下エッジ）を検出する場合には、図８に示すように、水平方向のピン２５の位置がフレーム（画像）５０の中心となるようにトリミング処理を行う。図７は、垂直方向（ｘ軸方向）にトリミング処理された第１画像領域５１の一例を示す図である。図８は、水平方向（ｙ軸方向）にトリミング処理された第２画像領域５２の一例を示す図である。

【0039】

次に、画像処理部３２は、トリミング処理を行ったトリミング画像データのエッジの法線方向（水平方向及び垂直方向）の輝度成分を積分（integral）する（ステップＳ１３）。画像処理部３２は、積分したデータをエッジ方向（垂直方向及び水平方向）に微分（differential）する（ステップＳ１４）。画像処理部３２は、微分したデータを正規化し、極大値（ピーク）を検出する（ステップＳ１５）。この処理では、画像処理部３２は、微分したデータのうちマイナスとなったデータをプラスのデータに反転する。

【0040】

図９、図１０を参照して、微分したデータから極大値（ピーク）を検出する例について説明する。図９は、第１画像領域５１に基づいて、積分値ｄｉｆｆと、微分値ｉｎｔとをプロットしたグラフの一例である。図１０は、第２画像領域５２に基づいて、積分値ｄｉｆｆと、微分値ｉｎｔとをプロットしたグラフの一例である。

【0041】

図９に示すように、画像処理部３２は、ｘ軸方向にトリミング処理がされた第１画像領域５１に基づいて、ｘ軸方向の法線方向の輝度成分を積分して得られた積分値ｄｉｆｆをプロットする。画像処理部３２は、積分値ｄｉｆｆをｙ軸方向に微分して得られた微分値ｉｎｔをプロットする。そして、画像処理部３２は、図７、図９に示すように、ピン２５のｘ軸方向の左エッジｅｘ１、右エッジｅｘ２の輝度値に基づいて算出した積分値ｄｉｆｆは急峻な極大値（ピーク）ｘ１、極大値（ピーク）ｘ２として算出することができる。図９の例では、算出された極大値（ピーク）ｘ１の座標は「１２」、極大値（ピーク）ｘ２の座標は「６９」である。

【0042】

同様に、図１０に示すように、画像処理部３２は、ｙ軸方向にトリミング処理がされた第２画像領域５２に基づいて、ｙ軸方向の法線方向の輝度成分を積分して得られた積分値ｄｉｆｆをプロットする。画像処理部３２は、積分値ｄｉｆｆをｘ軸方向に微分して得られた微分値ｉｎｔをプロットする。そして、画像処理部３２は、図８、図１０に示すように、ピン２５のｙ軸方向の上エッジｅｙ１、下エッジｅｙ２の輝度値に基づいて算出した積分値ｄｉｆｆは急峻な極大値（ピーク）ｙ１、極大値（ピーク）ｙ２として算出することができる。図１０の例では、算出された極大値（ピーク）ｙ１の座標は「１１」、極大値（ピーク）ｙ２の座標は「６９」である。即ち、この極大値ｙ１、ｙ２は、エッジを検出するための基準点となる。

【0043】

画像処理部３２は、検出したデータから極大値（ピーク）の前後１１点（複数の座標）の画素（ｐｉｘｅｌ）分の座標それぞれの輝度を加算し、加算した輝度の合計を１１で割る（ステップＳ１６）。すなわち、画像処理部３２は極大値前後１１点の座標における輝度の平均を算出する。

【0044】

画像処理部３２は算出した１１点の座標それぞれの輝度と、ステップＳ１６で算出した１１点の座標における平均の輝度と、の差を導出して絶対値をとる（ステップＳ１７）。すなわち、画像処理部３２は各々の座標について、輝度の偏差の絶対値を算出する。これにより１１点の絶対値を求めることができる。

【0045】

画像処理部３２は１１点の座標について、ステップＳ１７で算出した絶対値を重みとした加重平均を取る（ステップＳ１８）。これにより画像処理部３２は１つの座標を求めることができる。

【0046】

画像処理部３２はステップＳ１８で求めた座標を、エッジ（第２の座標）として扱い、同様に他方のエッジを求めることで、水平方向の中心位置を検出する（ステップＳ１９）。

【0047】

画像処理部３２は垂直方向に対し、上述と同様にステップＳ１６～ステップＳ１９の処理を繰り返し実行し、垂直方向の中心位置を検出する（ステップＳ２０）。

【0048】

画像処理部は、隣接しあうピン２５，２５に対してもステップＳ１６～ステップＳ２０の処理を繰り返し実行することにより、各ピン２５の中心座標を算出して、ピン２５，２５間の距離Ｌを算出する（ステップＳ２１）。この処理が終了すると、ピン中心位置算出処理は終了となる。

【0049】

図１１を参照して、極大値（ピーク）の前後の座標を用いてピン２５の中心座標を算出する例について説明する。図１１は、ピン２５の中心座標を算出する概要を示す概要図である。図１１の例では、所定数の画素（ｐｉｘｅｌ）分として５画素（ｐｉｘｅｌ）が設定されている。このため、画像処理部３２は、図９の極大値（ピーク）ｘ１の前後５画素（ｐｉｘｅｌ）の座標を用いてピン２５の水平方向の中心座標を算出する。

【0050】

極大値（ピーク）ｘ１の画素（ｐｉｘｅｌ）の座標は「１２」であるため、画像処理部３２は、カウンタｎ（ｎは１以上の整数）に「１２」をセットする。画像処理部３２は、セットした「１２」の座標に基づいて、ｎ－５～ｎ＋５画素（ｐｉｘｅｌ）、すなわち、画素（ｐｉｘｅｌ）「７」～「１７」に対応する１１点の座標に基づいて中心座標を算出する。画像処理部３２は、画素（ｐｉｘｅｌ）「７」～「１７」に対応する１１点の座標の積分値ｄｉｆｆに基づいて、ピン２５の水平方向の中心座標を算出することができる。また、同様に、画像処理部３２は、ピン２５の垂直方向の中心座標を算出することができる。

【0051】

図１２は、各解像度に対応して得られた中心座標の算出結果を示す図である。図１２では、算出結果として、各解像度に対応して得られたエッジと、得られたエッジに基づいて算出された水平方向及び垂直方向の中心座標と、誤差率とが示されている。

【0052】

計測サイズ１２００×１２００画素（ｐｉｘｅｌ）の算出結果は、本実施形態の画像処理方法を適用せずに取得した実測値のデータである。計測サイズ６００×６００画素（ｐｉｘｅｌ）、２４０×２４０画素（ｐｉｘｅｌ）、１２０×１２０画素（ｐｉｘｅｌ）の算出結果は、本実施形態の画像処理方法を適用して得られたデータである。

【0053】

誤差率は、解像度１２００×１２００画素（ｐｉｘｅｌ）で得られた水平方向の中心及び垂直方向の中心の座標に対するズレの割合に基づいて算出される。図１２の解像度１２００×１２００画素（ｐｉｘｅｌ）のように、高い解像度の画像に基づいてピン２５の中心位置の特定を行う場合には、精度よく位置の特定を行うことができる。

【0054】

この点、本実施形態においては、低い解像度の画像に基づいてピン２５の中心位置の特定を行った場合であっても、サブピクセル単位まで精度よくピン２５の中心位置の特定を行うことができる。これにより、画像処理の都合上、低い解像度で撮像して低い解像度の画像しか得られない場合であっても、サブピクセル単位での計測を可能とすることにより、精度よく高い精度で被写体であるピン２５の中心位置の特定を行うことができる。

【0055】

本実施形態の画像処理装置１による効果について説明する。
本実施形態の画像処理装置１は、個別に特定可能な複数のピン２５－１～２５－ｎ（被写体）が所定の方向に配列されたコンベアチェーン２１（物体）の、ピン２５（被写体）が含まれる画像を取得する画像取得部３１（画像取得手段）と、画像に含まれるピン２５（被写体）の左エッジｅｘ１及び右エッジｅｘ２（エッジ）から得られた座標ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２に基づいて、ピン２５（被写体）の中心座標を算出する画像処理部３２（画像処理手段）と、を備える。

【0056】

これにより、低い解像度のフレームデータしか得られない場合であっても、サブピクセル単位での計測を可能とすることにより、精度よく被写体であるピン２５の中心座標の算出を行うことができる。

【0057】

また、本実施形態の画像処理装置１の画像処理部３２（画像処理手段）は、エッジの法線方向の輝度成分に基づいて検出された極大値（ピーク）に基づいてピン２５（被写体）の中心座標を算出する。

【0058】

これにより、輝度成分に基づいて左エッジｅｘ１、右エッジｅｘ２、上エッジｅｙ１、下エッジｅｙ２に対応する極大値（ピーク）を容易に検出することができ、ピン２５（被写体）の中心座標の算出精度をより向上させることができる。

【0059】

また、本実施形態の画像処理装置１の画像処理部３２（画像処理手段）は、左エッジｅｘ１、右エッジｅｘ２、上エッジｅｙ１、下エッジｅｙ２（エッジ）の法線方向の輝度成分を積分し、積分により得られたデータをエッジ方向へ微分し、微分により得られたデータに基づいて極大値（ピーク）を検出する。

【0060】

これにより、微分の結果、輝度値成分の変化を峻峭な極大値（ピーク）として検出することができ、左エッジｅｘ１、右エッジｅｘ２、上エッジｅｙ１、下エッジｅｙ２の検出精度をサブピクセル単位で行うことができる。

【0061】

また、本実施形態の画像処理装置１の画像処理部３２（画像処理手段）は、検出した極大値の前後５画素（ｐｉｘｅｌ）（所定数の画素）の座標を用いて左エッジｅｘ１、右エッジｅｘ２、上エッジｅｙ１、下エッジｅｙ２（エッジ）の中心座標を算出し、算出した中心座標に基づいてピン２５（被写体）の中心座標を算出する。

【0062】

これにより、検出した極大値の画素（ｐｉｘｅｌ）がなだらかであっても、左エッジｅｘ１、右エッジｅｘ２、上エッジｅｙ１、下エッジｅｙ２の検出精度をサブピクセル単位で行うことができる。

【0063】

また、上述の通り、本実施形態の物体は、コンベアチェーン２１であるとともに、被写体はコンベアチェーン２１のピン２５である。

【0064】

これにより、移動するコンベアチェーン２１のピン２５とピン２５との間のピン間距離Ｌを精度よく測定することができ、画像解析によりピン２５間の伸び状態等を正確に評価できる。

【0065】

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

【0066】

例えば、本発明は、画像処理機能を有する電子機器一般に適用することができる。例えば、本発明は、ノート型のパーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯型ナビゲーション装置、スマートフォン、タブレット等の各種電子装置に適用可能である。

【0067】

上述の実施形態において、ピン２５は四角形状に形成されているがこの限りではない。例えば、ピン２５は、多角形状や丸状であってもよい。

【0068】

上述の実施形態において、所定数の画素（ｐｉｘｅｌ）分として５画素（ｐｉｘｅｌ）が設定されているがこの限りではない。例えば、所定数の画素（ｐｉｘｅｌ）分として３、５、７，９、１１等であってもよい。

【0069】

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。

【0070】

換言すると、図４の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が画像処理装置１に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図４の例に限定されない。

【0071】

また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。

【0072】

本実施形態における機能的構成は、演算処理を実行するプロセッサによって実現され、本実施形態に用いることが可能なプロセッサには、シングルプロセッサ、マルチプロセッサ及びマルチコアプロセッサ等の各種処理装置単体によって構成されるものの他、これら各種処理装置と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ‐Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の処理回路とが組み合わせられたものを含む。

【0073】

一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。

【0074】

コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。

【0075】

このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体等で構成される。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ），Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ（ブルーレイディスク）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ－Ｄｉｓｋ）等により構成される。
また、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体は、例えば、プログラムが記録されている図１のプログラムメモリ１２や、図示しないハードディスク等で構成される。

【0076】

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。

【0077】

また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。

【0078】

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0079】

以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
対象物が含まれる画像を取得する画像取得手段と、
前記画像中の前記対象物上を通る或る軸において輝度値の変化量を取得し、前記或る軸上の第１の座標を前記対象物のエッジを検出するための基準点として決定する第１の決定手段と、
前記或る軸上にあって前記第１の座標を基準とした或る範囲に含まれる複数の座標の輝度値の平均と、当該複数の座標各々における輝度値と、の偏差に基づいて、前記対象物のエッジとなる第２の座標を決定する第２の決定手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
［付記２］
前記第２の決定手段は、
前記エッジの法線方向の輝度成分に基づいて検出された極大値に基づいて前記被写体の中心座標を算出する
ことを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。
［付記３］
前記第２の決定手段は、
前記エッジの法線方向の輝度成分を積分し、積分により得られたデータをエッジ方向へ微分し、微分により得られたデータに基づいて前記極大値を検出する
ことを特徴とする付記２に記載の画像処理装置。
［付記４］
前記第２の決定手段は、
検出した前記極大値の前後所定数の画素の座標を用いて前記被写体の中心座標を算出する
ことを特徴とする付記３に記載の画像処理装置。
［付記５］
前記物体はチェーンであるとともに、前記被写体は前記チェーンのピンである
ことを特徴とする付記１から４のうち何れか１つに記載の画像処理装置。
［付記６］
対象物が含まれる画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像中の前記対象物上を通る或る軸において輝度値の変化量を取得し、前記或る軸上の第１の座標を前記対象物のエッジを検出するための基準点として決定する第１の決定ステップと、
前記或る軸上にあって前記第１の座標を基準とした或る範囲に含まれる複数の座標の輝度値の平均と、当該複数の座標各々における輝度値と、の偏差に基づいて、前記対象物のエッジとなる第２の座標を決定する第２の決定ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
［付記７］
コンピュータを、
対象物が含まれる画像を取得する画像取得手段、
前記画像中の前記対象物上を通る或る軸において輝度値の変化量を取得し、前記或る軸上の第１の座標を前記対象物のエッジを検出するための基準点として決定する第１の決定手段、
前記或る軸上にあって前記第１の座標を基準とした或る範囲に含まれる複数の座標の輝度値の平均と、当該複数の座標各々における輝度値と、の偏差に基づいて、前記対象物のエッジとなる第２の座標を決定する第２の決定手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

【符号の説明】

【0080】

１ 画像処理装置
５ 外部機器
１１ ＣＰＵ
１２ プログラムメモリ
１３ ワークメモリ
１４ バス
１５ 入出力インタフェース
１６ 撮像部
１７ 照明部
１８ 通信部
１９ 入力部
２０ 出力部
２１ コンベアチェーン
２２ チェーン駆動部
２３ 外リンク
２４ 内リンク
２５ ピン
２６ 頭部
２７ 平面領域
２８ 直線縁部
２９ 弓形部分
３０ 記憶部
３１ 画像取得部
３２ 画像処理部
３３ 出力制御部
５１ 第１画像領域
５２ 第２画像領域
１６１ 光学レンズ部
１６２ イメージセンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】