專利名稱：圖像處理裝置、圖像的登錄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理裝置、圖像的登錄方法、用于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn) 圖像登錄方法的程序以及記錄有該程序的記錄媒體。本發(fā)明尤其是一種涉及
圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，在幾何匹配(matching)方面所使用的模型的設(shè)定方法。
背景技術(shù)：
已知存在各種圖像處理裝置，其將(多顯示)用攝像機(jī)拍攝的拍攝圖像 畫面以及由字符串和圖標(biāo)等構(gòu)成的設(shè)定項(xiàng)目畫面同時(shí)顯示在監(jiān)視器上。比 如，利用由攝像機(jī)拍攝的拍攝圖像來檢測物體的有無，或測定判別物體的形 狀和尺寸的視覺傳感器也是這樣的圖像處理裝置之一。
在JP特開2006-72913號公報(bào)(專利文獻(xiàn)l)中，揭示了一種應(yīng)用了這 種視覺傳感器的基板檢查裝置。
專利文獻(xiàn)1: JP特開2006-72913號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2: JP特開2000-148974號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3: JP特開2002-230549號公報(bào)
專利文獻(xiàn)4: JP特開2002-133427號公報(bào)
專利文獻(xiàn)5: JP特開2005-228062號公報(bào)
一種應(yīng)用了這種視覺傳感器的裝置，就是一種在計(jì)測對象圖像中檢索已 登錄圖像(主模型(mastermodel))的方法中應(yīng)用了幾何學(xué)信息lf裝置。這 里所說的幾何學(xué)信息就是指圖像的形狀(著眼于邊緣(edge)信息)信息。
為了正確的進(jìn)行現(xiàn)有的使用了幾何學(xué)信息的匹配處理，需要生成對幾何 學(xué)信息進(jìn)行適當(dāng)提取的主模型。
這樣的主模型需要從以任意條件拍凝的圖像中僅提取出所需要的信息。 然而，在以任意條件拍攝的圖像中，為了僅提取出合適的幾何學(xué)信息，需要 篩去無用的信息，而這種提取技術(shù)是非常困難的，它構(gòu)成了一個(gè)技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于，提供一種可通過簡易操作設(shè)定作為主模型的幾何學(xué)信 息的圖像處理裝置、圖像登錄方法、用于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)圖像登錄方法的程 序以及記錄有該程序的記錄媒體。
解決問題的方案
本發(fā)明概括來說是一種圖像處理裝置，其具有顯示部；輸入部，其接 收操作者的輸入；圖像處理部，其執(zhí)行檢索處理和登錄處理，其中，該檢索 處理用于檢索在登錄圖像和處理對象圖像之間一致性高的部分，該登錄處理 用于作成上述登錄圖像并進(jìn)行登錄。圖像處理部在執(zhí)行檢索處理時(shí)，將輸入 圖像作為處理對象圖像處理，而在執(zhí)行登錄處理時(shí)，將輸入圖像顯示在顯示 部，并基于輸入部的操作，將用于作成登錄圖像的圖像重疊描畫在顯示部所 顯示的的輸入圖像上。
優(yōu)選，登錄圖像為邊緣圖像。輸入部用于指定顯示部所顯示的圖像上的 位置。登錄處理包括從輸入圖像的局部區(qū)域提取邊緣圖像的處理，其中，上 述輸入圖像的局部區(qū)域是指，根據(jù)輸入部所指定的位置來確定的區(qū)域。
優(yōu)選，輸入部用于指定顯示部所顯示的圖像上的位置。登錄處理包括將 根據(jù)輸入部的操作所描畫的圖像添加到登錄圖像中的處理。
優(yōu)選，登錄圖像為邊緣圖像。輸入部用于指定顯示部所顯示的圖像上的 位置。登錄處理包括從輸入圖像中提取邊緣圖像的處理以及將根據(jù)輸入部的 操作所描畫的圖像添加到所提取的邊緣圖像的處理。
優(yōu)選，輸入部用于指定顯示部所顯示的圖像上的位置。登錄處理包括刪 除登錄圖像的局部區(qū)域的處理，其中，登錄圖像的局部區(qū)域是指，根據(jù)輸入 部所指定的位置來確定的區(qū)域。
優(yōu)選，輸入部是形成在顯示部上的觸摸板。
優(yōu)選，輸入部包括指示裝置(pointing device)。
依據(jù)本發(fā)明的其它方面來看，涉及一種圖像登錄方法，對圖像處理裝置 登錄圖像，該圖像處理裝置具有顯示部和接收操作者的輸入的輸入部，圖像 處理裝置執(zhí)行檢索處理和登錄處理，其中，該檢索處理用于檢索在登錄圖像 和處理對象圖像之間一致性高的部分，該登錄處理用于作成登錄圖像。登錄
方法包括顯示步驟，將輸入圖像顯示在顯示部，描畫步驟，根據(jù)輸入部的
操作，將用于作成登錄圖像的圖像重疊描畫在顯示部所顯示的輸入圖像上。
優(yōu)選地，登錄圖像為邊緣圖像。輸入部用于指定顯示部所顯示的圖像上 的位置。登錄方法還包括從輸入圖像的局部區(qū)域提取邊緣圖像的步驟，上述 輸入圖像的局部區(qū)域是指，根據(jù)輸入部所指定的位置來確定的區(qū)域。
優(yōu)選地，輸入部用于指定顯示部所顯示的圖像上的位置。在描畫步驟中， 當(dāng)上述登錄圖像已經(jīng)存在的情況下，將根據(jù)上述輸入部的操作所描畫的圖像 添加到上述登錄圖像。
優(yōu)選地，登錄圖像為邊緣圖像。輸入部用于指定顯示部所顯示的圖像上 的位置。登錄方法還包括從輸入圖像中提取邊緣圖像的步驟。描畫步驟包括 圖像添加步驟，在該圖像添加步驟中，當(dāng)所提取的邊緣圖像己經(jīng)存在的情況 下，將根據(jù)輸入部的操作所描畫的圖像添加到邊緣圖像。
優(yōu)選，輸入部用于指定顯示部所顯示的圖像上的位置。描畫步驟包括刪 除登錄圖像的局部區(qū)域的步驟，其中，該登錄圖像的局部區(qū)域的步驟是指， 根據(jù)輸入部中所指定的位置來確定的區(qū)域。
優(yōu)選，輸入部是形成在顯示部上的觸摸板。
優(yōu)選，輸入部包括指示裝置。
本發(fā)明若根據(jù)另一個(gè)方面來看，其涉及一種程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上 述任一項(xiàng)圖像的登錄方法。
本發(fā)明若根據(jù)另一個(gè)方面來看，其涉及一種將用于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)上述 任何一種圖像登錄方法的程序以計(jì)算機(jī)可讀的方式記錄下來的記錄媒體。
根據(jù)本發(fā)明，可以簡單直觀地設(shè)定最佳幾何學(xué)信息，而無需去通過了解 如何及怎樣能提取最佳幾何學(xué)信息或者通過利用不斷熟練來提取出最佳幾 何學(xué)信息的方式來提取最佳幾何學(xué)信息。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像處理裝置的立體圖。
圖2是圖1的圖像處理裝置的控制器10的主視圖。 圖3是表示控制器10的構(gòu)成的框圖。
圖4是表示本實(shí)施方式中圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移情況的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 圖5是表示針對圖3的中央控制電路30中所實(shí)施的登錄處理的程序的 控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖6是詳細(xì)表示圖5的步驟S5所執(zhí)行的自動(dòng)提取幾何學(xué)信息處理的流程圖。
圖7是表示步驟S23 S25的處理結(jié)果的圖像。 圖8是用于對二進(jìn)制級別的自動(dòng)計(jì)算進(jìn)行說明的圖。 圖9是表示步驟S26 S28的處理結(jié)果的圖像。 圖IO是用于對邊緣提取范圍的計(jì)算進(jìn)行說明的圖。 圖11是詳細(xì)表示圖5的步驟S7所實(shí)施的圖形描畫處理的流程圖。 圖12是用于對在圖11的步驟S41、 S42中執(zhí)行圖形描畫處理的情況進(jìn) 行說明的圖。
圖13是用于對在圖11的步驟S41、 S42中執(zhí)行圖形刪除處理的情況進(jìn) 行說明的圖。
圖14是詳細(xì)表示圖5的步驟S9所實(shí)施的登錄幾何學(xué)模型處理的流程圖。 圖15是用于對幾何學(xué)模型登錄處理進(jìn)行說明的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。而且，對圖中相同 或者相當(dāng)?shù)牟糠仲x予相同的附圖標(biāo)記，而不再反復(fù)進(jìn)行說明。 圖1是本發(fā)明實(shí)施方式圖像處理裝置的立體圖。 圖2是圖1的圖像處理裝置的控制器10的主視圖。 參考圖1、圖2，圖像處理裝置包括控制器10和攝像部20。 控制器10中，既可以實(shí)現(xiàn)來自設(shè)定按鈕12、 LCD (液晶元件)觸摸板 11、控制(console)用連接器13的輸入，也可以進(jìn)行計(jì)測參數(shù)設(shè)定和計(jì)測 時(shí)間輸入。
控制器10根據(jù)計(jì)測時(shí)間輸入，通過攝像機(jī)接口獲取由攝像部20拍攝的 拍攝圖像，對圖像數(shù)據(jù)實(shí)施利用所設(shè)定計(jì)測參數(shù)的計(jì)測處理，并輸出結(jié)果。 輸出結(jié)果輸出至外部監(jiān)視器和LCD觸摸板11的畫面上。在攝像機(jī)接口中設(shè) 置有連接器14，其可以連接2臺(tái)攝像機(jī)。
另外，為了使各種參數(shù)設(shè)定變得容易，在LCD觸摸板ll的畫面上顯示 以文字和圖像數(shù)據(jù)來作為設(shè)定菜單。LCD觸摸板11還具有如下功能，其可 作為輸入裝置，該輸入裝置用于選擇畫面上所顯示的各種設(shè)定菜單和圖標(biāo)
等
攝像部20是與照明部件22 —體化的裝置，其根據(jù)來自控制器10的時(shí) 間輸入，在用戶所設(shè)定的時(shí)間使照明部件發(fā)光，并將利用內(nèi)置于受光部21 中的攝像元件所拍攝的圖像數(shù)據(jù)送至控制器10處。
如果打開操作部蓋25,則其中設(shè)置有USB和SD卡等外部輸入輸出接 口用連接器16和設(shè)定按鈕17。
設(shè)定按鈕17包括"AUTO"按鈕17A、 "ESC"按鈕17B、 "SET"按 鈕17C，上下左右的指針移動(dòng)按鈕17D。
在LCD觸摸板11的畫面上顯示了，作為兒何學(xué)信息登錄中所使用的攝 像圖像的輸入圖像50。而且，在該輸入圖像50的周圍顯示有登錄區(qū)域27。 登錄區(qū)域27是用于設(shè)定幾何學(xué)信息的區(qū)域D
另外，在LCD觸摸板11的畫面中還設(shè)置有描畫圖形選擇區(qū)域26和用 于輸入"取消"、"確定"等指示的按鈕28。在描畫圖形選擇區(qū)域26中， 顯示有表示描畫圖形的圖標(biāo)，該描畫圖形用于描畫作為主模型的幾何學(xué)信息 的作成所使用的圖像。
幾何學(xué)信息可任意的添加、刪除，幾何學(xué)信息的添加、登錄均是根據(jù)LCD 觸摸板11或者設(shè)定按鈕12、 17的輸入而進(jìn)行的。
圖3是表示控制器10結(jié)構(gòu)的框圖。
參考圖3，控制器10包括中央控制電路30、 LCD控制器34、 LCD觸 摸板ll、觸摸板控制器32、設(shè)定按鈕12、 17、外部監(jiān)視器用接口電路19、 外部監(jiān)視器用連接器36、控制用連接器13。能夠?qū)⑴cLCD觸摸板11不同 的外部監(jiān)視器連接到外部監(jiān)視器用連接器36。可以將輸入輸入指示的控制器 替代設(shè)定按鈕12， 17而連接到控制用連接器13上。
控制器10還包括攝像機(jī)接口電路18，攝像用連接器14，外部輸入輸出 接口用電路15，外部輸入輸出接口用連接器16。攝像用連接器14可以與2 臺(tái)圖l所示的攝像部20連接。
中央控制電路30比如可包括CPU、存儲(chǔ)器、ASIC等，其在與本設(shè)定有 關(guān)的處理中實(shí)現(xiàn)如下功能即，根據(jù)LCD觸摸板11或設(shè)定按鈕12、 17等 的各個(gè)輸入進(jìn)行HMI (Human Machine Interface:人機(jī)界面)控制，幾何學(xué) 信息的自動(dòng)提取處理，幾何學(xué)信息的描畫處理，將從攝像部20輸入的圖像
顯示在LCD觸摸板11的畫面上等。
LCD控制器34將從中央控制電路30送來的數(shù)據(jù)顯示在LCD觸摸板11 的畫面上。
觸摸板控制器32將從LCD觸摸板11送來的圖像上的位置數(shù)據(jù)發(fā)送至 中央控制電路30。
設(shè)定按鈕12， 17的開、關(guān)狀態(tài)被輸入至中央控制電路。
外部輸入輸出接口用電路15比如是USB (Universal Serial Bus:通用串 行總線)、RS—232C/422等串行接口電路或并聯(lián)I/0 (輸入輸出)輸入電路 或Ethernet (以太網(wǎng)注冊商標(biāo))接口電路等，通過外部輸入輸出接口用連 接器16，讓中央控制電路30和與外部連接的個(gè)人電腦或者PLC (Programmable Logic Controller:可編程邏輯控制器)等之間進(jìn)行通信。
攝像機(jī)接口電路18比如是LVDS (Low Voltage Differential Signaling: 低壓差分信號)電路，通過攝像用連接器14，讓中央控制電路30和與外部 連接的攝像部20之間，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的通信。
另外，通過模擬RGB輸出接口等的外部監(jiān)視器用接口電路19，將與控 制器一體化的LCD觸摸板11上的圖像相同的圖像輸出到與外部監(jiān)視器用連 接器進(jìn)行連接的外部監(jiān)視器中。
圖3所示的圖像處理裝置具備LCD觸摸板11，其包括顯示部和接收 操作者的輸入的輸入部；作為圖像處理部的中央控制電路30，其執(zhí)行檢索處 理和登錄處理，其中，該檢索處理用于檢索登錄圖像和處理對象圖像之間一 致性高的部分，該登錄處理用于作成登錄圖像并進(jìn)行登錄。中央控制電路30， 在執(zhí)行檢索處理時(shí)，將輸入圖像作為處理對象圖像進(jìn)行處理，而在執(zhí)行登錄 處理時(shí)，將輸入圖像顯示在顯示部上，并基于輸入部的操作，將用于作成登 錄圖像的圖像重疊描畫在顯示部所顯示的輸入圖像。而且，輸入部也可以包 括類似鼠標(biāo)或軌跡球等的指示裝置。
圖4是表示本實(shí)施方式中圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移情況的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
參考圖4，輸入圖像P1是用攝像機(jī)拍攝的原始數(shù)據(jù)。邊緣圖像P2是從 輸入圖像P1中提取出或者參考輸入圖像P1來描畫從而生成的中間數(shù)據(jù)。幾 何學(xué)模型P3是在執(zhí)行計(jì)測處理之際與輸入圖像P1進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)，也是登 錄處理中所生成的最終數(shù)據(jù)。
圖5是表示針對圖3的中央控制電路30中所實(shí)施的登錄處理的程序的
控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
下面，參考圖4、圖5對設(shè)定幾何學(xué)信息的過程進(jìn)行說明。 當(dāng)在步驟S1中開始幾何學(xué)模型登錄處理時(shí)，在步驟S2中拍攝輸入圖像
Pl，并顯示在LCD觸摸板11上，其中，輸入圖像P1是成為用于獲取幾何
學(xué)信息的基準(zhǔn)的圖像。
接著，步驟S3中設(shè)定按鈕或觸摸板成為等待輸入狀態(tài)。在步驟S3中有
輸入的時(shí)候，根據(jù)所接收的設(shè)定按鈕或者觸摸板的輸入，執(zhí)行幾何學(xué)信息的
自動(dòng)計(jì)算、幾何學(xué)圖形的描畫、刪除、顯示內(nèi)容的更新、幾何學(xué)模型的登錄處理。
按順序判斷在步驟S4中"AUTO"按鈕17A是否被按、在步驟S6中 LCD觸摸板11上的描畫圖形選擇按鈕是否被按，在步驟S8中"SET"按鈕 17C是否被按，在步驟S10中"ESC"按鈕17B是否被按。
在步驟S4中，若判斷出"AUTO"按鈕17A被按下，則處理進(jìn)入到步 驟S5，自動(dòng)提取幾何學(xué)信息。作為自動(dòng)提取的方法可按如下方式執(zhí)行，艮P， 從邊緣圖像中自動(dòng)計(jì)算出二進(jìn)制級別，然后自動(dòng)提取出外形信息。二進(jìn)制級 別如后面圖9所說明那樣，可從邊緣圖像的濃度分布數(shù)據(jù)中算出。
在步驟S6中若判斷出LCD觸摸板11上的描畫圖形選擇按鈕被按下， 則執(zhí)行步驟S7的圖形描畫處理，從而將所選擇的圖形信息顯示在LCD觸摸 板11上。圖形信息根據(jù)設(shè)定按鈕和觸摸板的輸入，其形狀、大小和傾斜度 等可以進(jìn)行調(diào)整。
當(dāng)步驟S5或者步驟S7的處理結(jié)束時(shí)，處理進(jìn)入到步驟Sl 1來更新LCD 觸摸板ll上的顯示內(nèi)容。
在歩驟S8中當(dāng)按下了 "SET"按鈕17C時(shí)，則判斷為將邊緣圖像P2作 為最終數(shù)據(jù)確定即可，從而執(zhí)行步驟S9的幾何學(xué)模型登錄處理。當(dāng)在歩驟 S9登錄完畢時(shí)，在步驟S12中結(jié)束處理。
在步驟S10中按下了 "ESC"按鈕17B的情況下，則取消本次設(shè)定處理， 然后在步驟S12中結(jié)束處理。
在步驟S10中沒有按下"ESC"按鈕17B的情況下，或者在步驟Sll中 顯示內(nèi)容更新了的情況下，再次回到步驟S3成為等待輸入狀態(tài)。
本實(shí)施方式所揭示的圖像的登錄方法，是用于對圖像處理裝置登錄圖像 的圖像登錄方法，該圖像處理裝置具有顯示部和接收操作者的輸入的輸入 部，該圖像處理裝置執(zhí)行檢索處理和登錄處理，其中，該檢索處理用于檢索 在登錄圖像和處理對象圖像之間一致性高的部分，該登錄處理用于作成登錄 圖像。登錄方法包括使輸入圖像顯示在顯示部上的步驟(S2);基于輸入 部的操作將用于作成登錄圖像的圖像重疊描畫在顯示部所顯示的輸入圖像 上的步驟(S7)。
圖6是詳細(xì)表示圖5的步驟S5中所執(zhí)行的自動(dòng)提取幾何學(xué)信息處理的
流程圖。
參考圖6，對該流程圖的處理進(jìn)行大致劃分的話，其由2個(gè)處理模式構(gòu) 成。 一個(gè)是從步驟S23到步驟S25所示的進(jìn)行自動(dòng)提取的模式，另一個(gè)是從 步驟S26到步驟S28所示的限定范圍然后進(jìn)行提取的模式。
步驟S21中一旦開始幾何學(xué)信息自動(dòng)提取處理，在步驟S22中就判斷是 否存在邊緣指定。所謂有邊緣指定是指，已經(jīng)存在作為圖4的中間數(shù)據(jù)的邊 緣圖像P2的情況，所謂沒有邊緣是指，邊緣圖像P2尚未完全存在的情況。
在歩驟S21中有邊緣指定的情況下，處理進(jìn)到步驟S26，在沒有邊緣指 定的情況下處理進(jìn)到步驟S23。
在步驟S23中，針對輸入圖像P1，如箭頭H1所示那樣生成邊緣圖像P2。 邊緣圖像P2的生成，即箭頭H1的處理中可使用常用的過濾器(比如索貝爾 (sobel)過濾器、線性過濾器等公知邊緣提取過濾器來進(jìn)行處理。
圖7是表示步驟S23 S25的處理結(jié)果的圖像。
在步驟S23的處理中，基于圖7 (A)所示的輸入圖像，生成圖7 (B) 所示的邊緣圖像。
繼續(xù)步驟S23，進(jìn)行步驟S24的二進(jìn)制級別自動(dòng)計(jì)算處理。該處理中， 針對生成的邊緣圖像，為了提取出作為候補(bǔ)的邊緣信息，進(jìn)行二進(jìn)制級別的 自動(dòng)計(jì)算。
圖8是用于對二進(jìn)制級別的自動(dòng)計(jì)算進(jìn)行說明的圖。
圖8中橫軸表示邊緣圖像的各個(gè)像素所具有的值B (比如，濃淡用0 255的灰階表示)，縱軸是表示邊緣圖像中具有相當(dāng)?shù)闹礏的像素存在幾個(gè) 的像素?cái)?shù)N。圖8的圖是表示邊緣圖像的值B的分布的圖。
將邊緣圖像的坐標(biāo)(x， y)的像素值設(shè)定為B (x， y)，將用于除去噪 音成分的有效像素判斷級別設(shè)定為TH。
二進(jìn)制級別的計(jì)算按照如下(1) (3)的順序執(zhí)行。(1)在計(jì)算二 進(jìn)制級別的對象范圍內(nèi)，算出滿足B (x， y) 〉TH條件的范圍(平均值算出 范圍R)內(nèi)分布的各個(gè)像素的數(shù)值B (x， y)的總和SUMB。 (2)將總和 SUMB以有效像素?cái)?shù)分割后計(jì)算出平均值。(3)然后將平均值的1/2決定為 二進(jìn)制級別。
然后在圖6的步驟S25中，使用在步驟S24中算出的二進(jìn)制級別，進(jìn)行 邊緣圖像的二值化處理。如此得到了如圖7 (C)所示那樣的二值圖像。由 此，將邊緣圖像中淺的部分作為噪聲刪除，邊緣圖像也被指定為細(xì)線化了的 邊緣部分。將比該二進(jìn)制級別更大的坐標(biāo)信息作為中間數(shù)據(jù)即幾何學(xué)信息保 存在存儲(chǔ)器內(nèi)，然后在步驟S29中結(jié)束本處理。
接著對在圖6的步驟S22中判斷為有邊緣指定的情況進(jìn)行說明。邊緣指 定是在從整個(gè)輸入圖像中難以進(jìn)行如圖7所示那樣的有效像素提取的情況下 所進(jìn)行的。比如，想要提取的圖形的背景并非純色而具有花紋，或者背景中 存在級差的情況下需要不提取出該花紋或者級差。若實(shí)施了邊緣指定，則在 圖6的步驟S26 S28中進(jìn)行在限定過范圍的提取處理。
圖9是表示步驟S26 S28的處理結(jié)果的圖像。
在圖9 (A)中，顯示輸入圖像，并在其上示出了成為用于實(shí)施邊緣提 取的區(qū)域指定40的狀態(tài)。輸入圖像是在存在縱向條紋的曲面上印刷有箭頭 的圖像。為了提取出該箭頭，—將該1:頭部分描畫出來，從而成為區(qū)域指定40。 該區(qū)域指定是基于后面詳細(xì)說明的圖5的步驟S7中的圖形描畫處理中所描 畫的圖形進(jìn)行的。在存在區(qū)域指定40的情況下，處理從圖6的步驟S22進(jìn) 行到步驟S26。
在步驟S26中，針對輸入圖像算出邊緣線(edge cord)。 邊緣線稱為基于處理對象圖像(步驟S26中為輸入圖像)的每個(gè)像素的 濃度梯度方向的角度數(shù)據(jù)，在JP特開2005-228062 (專利文獻(xiàn)5)中也有記 載。
這里，對邊緣線的求取方法以及與邊緣線有關(guān)聯(lián)的邊緣強(qiáng)度的求取方法 進(jìn)行說明。
對輸入圖像上的每個(gè)像素，求出水平方向(X軸方向)上的濃度的變化
量Ex (x， y)和垂直方向(y軸方向)上濃度的變化量Ey (x， y)。而且， 對于這些Ex (x， y) 、 Ey (x， y)所表示矢量的合成矢量F，通過下面的公 式(1)，計(jì)算出矢量的長度正(x， y)。該IE (x， y)就是邊緣強(qiáng)度。
IE (x， y) = V ( (Ex (x， y) ) 2+ (Ey (x， y) ) 2) …… (1)
另外，上述合成矢量F二 (Ex (x， y) ， Ey (x， y))所示的方向與關(guān) 注像素中的濃度梯度方向?qū)?yīng)。對于處于規(guī)定坐標(biāo)位置(x， y)的像素E， 設(shè)定與表示濃度梯度方向的矢量F正交的矢量C，將表示該矢量C方向的角 度EC (x， y)作為邊緣線。而且，矢量F的方向是從亮的方向(濃度濃的 方向)朝向暗的方向(濃度淺的方向)，矢量C則相當(dāng)于將矢量F沿順吋針 方向旋轉(zhuǎn)90度之后的方向。g卩，矢量F與輸入圖像的輪廓線方向正交，矢 量C的方向是沿著輪廓線。
另外，邊緣線EC (x， y)，由于是以從像素E朝向x軸正方向的矢量 為基準(zhǔn)來表現(xiàn)的，因此根據(jù)Ex (x， y) ， Ey (x， y)的值，可以通過如下 公式(2a) (2e)中的任一個(gè)來求取。
在Ex (x， y) 〉0而且Ey (x， y) 的時(shí)候
EC (x， y) =atan (Ey (x， y) /Ex (x， y) ) ...... (2a)
在Ex (x，'y) X)而且Ey (x， y) <0的時(shí)候
EC (x， y) =360 + atan (Ey (x， y) / Ex (x， y) ) ...... (2b)
在Ex (x， y) <0的時(shí)候
EC (x， y) 二180 + atan (Ey (x， y) /Ex (x， y) ) ...... (2c)
在Ex (x， y) 二O而且Ey (x， y) >0的時(shí)候 EC (x， y) =0 …… (2d) 在Ex (x， y) 二O而且Ey (x， y) <0的時(shí)候 EC (x， y) 二180…… (2e)
圖9 (B)是在求出圖9 (A)的輸入圖像的各個(gè)像素的邊緣線之后，用 濃淡或者顏色將該各個(gè)像素邊緣線顯示在與各個(gè)像素對應(yīng)的坐標(biāo)處的圖像 (稱為邊緣線圖像)。該階段的圖像雖然無需特別顯示在LCD面板上，但 是為了說明的容易，還是如圖9 (B)那樣示出了在邊緣線圖像上重疊了區(qū) 域指定40的圖像。
一旦步驟S26的邊緣線計(jì)算結(jié)束，就在步驟S27中針對給出的邊緣信息 (區(qū)域指定40)，執(zhí)行計(jì)算出邊緣提取范圍的處理。 圖IO是用于說明邊緣提取范圍的計(jì)算的圖。
參考圖10，將給出的邊緣信息作為區(qū)域指定40進(jìn)行處理。在畫面上存 在區(qū)域指定40的時(shí)候，中央控制電路30，將該區(qū)域指定40向外側(cè)擴(kuò)寬寬度 W程度從而線40B。而且，中央控制電路30將區(qū)域指定40向內(nèi)側(cè)縮窄寬度 W程度從而產(chǎn)生線40C。然后，中央控制電路30將線40B和線40C所夾的 區(qū)域設(shè)定為邊緣提取范圍。在圖9 (C)中示出了在邊緣線圖像上重疊了表 示邊緣提取范圍的線40B和線40C的狀態(tài)。
一旦步驟S27中邊緣提取范圍的設(shè)定結(jié)束，處理就進(jìn)到步驟S28，中央 控制電路30，提取出邊緣線一致之處的像素信息。具體而言，中央控制電路 30在線40B和線40C所夾的邊緣提取范圍內(nèi)，獲取邊緣信息(原來的區(qū)域 指定40)所具有的邊緣線信息以及具有一致的邊緣線的坐標(biāo)的信息。
這里所述的邊緣線是指方向信息?？傊诓襟ES28中，執(zhí)行如下處理， 從邊緣線圖像中獲取作為與輸入圖像上所描畫的邊緣信息同樣方向(平行) 的部分坐標(biāo)。在圖9 (D)中示出了，從線40B和線40C所夾的邊緣提取范 圍內(nèi)提取出邊緣線近似原來區(qū)域指定40的有效像素的坐標(biāo)的狀態(tài)。
然后，在步驟S29中，將步驟S28中提取出的坐標(biāo)信息作為幾何學(xué)信息 保存在存儲(chǔ)器內(nèi)，然后圖4的步驟S5內(nèi)所執(zhí)行的幾何學(xué)信息自動(dòng)提取處理 結(jié)朿。
也就是說，該自動(dòng)提取處理中，已經(jīng)存在提取出的邊緣圖像或描畫出的 圖像(圖4的邊緣圖像P2)的情況下，可基于該圖像確定提取區(qū)域，然后選 擇性地從輸入圖像P1中實(shí)施提取處理(相當(dāng)于圖4的箭頭H4)，在完全沒 有邊緣圖像P2的情況下，可從整個(gè)輸入圖像P1中提取出邊緣圖像P2 (相 當(dāng)于圖4的箭頭H1)。
如上所述，登錄圖像包括了邊緣圖像。作為輸入部的觸摸板可以指定顯 示部所顯示的圖像上的位置。圖像的登錄方法包括從輸入圖像的局部區(qū)域提 取出邊緣圖像的步驟(S26 S28)，其中，該輸入圖像的局部區(qū)域是指，根 據(jù)輸入部所指定的位置來確定的區(qū)域。
接著，對圖5的步驟S7所執(zhí)行的圖形描畫處理進(jìn)行說明。圖11是詳細(xì)表示圖5的步驟S7中所執(zhí)行的圖形描畫處理的流程圖。
參考圖11，當(dāng)按下描畫圖形選擇按鈕，在步驟S40中開始圖形描畫處理 時(shí)，首先，步驟S41中處于等待描畫圖形選擇輸入狀態(tài)。而且，步驟S42中 基于輸入的內(nèi)容進(jìn)行圖形描畫或者刪除處理。之后，在步驟S43中結(jié)束該圖 形描畫處理，控制轉(zhuǎn)至圖5的流程圖中。
圖12是用于對圖11的步驟S41、 S42中執(zhí)行圖形描畫處理的情況進(jìn)行 說明的圖。
參考圖12，其左側(cè)處示出了將圖7中自動(dòng)提取出的輪廓線52、 54、 56， 58、 60重疊顯示在輸入圖像50上的狀態(tài)。右側(cè)處示出了與圖2的描畫圖形 選擇區(qū)域26的圖形添加有關(guān)的一個(gè)例子26A。
比如，在從輸入圖像50中不能很好的提取出中央輪廓線54的情況下， 選擇圖標(biāo)73，然后在輸入圖像50上重疊描畫輪廓線54。該描畫可以考慮使 用各種指定方法，比如可以在選擇圖標(biāo)73之后，通過用觸摸板輸入直徑兩 端的坐標(biāo)等方式來進(jìn)行圓的描畫。另外，在圖形的一部分被切掉的情況下， 也可以按照將該部分補(bǔ)全的方式進(jìn)行描畫。
另外，在圖5的步驟S5的自動(dòng)提取不能很好進(jìn)行的情況下，也可以不 利用自動(dòng)提取，在顯示輸入圖像50的狀態(tài)下，按照與其輪廓重疊的方式利 用矩形圖標(biāo)72來描畫輪廓線52，利用圓形圖標(biāo)73來描畫輪廓線54， 56， 58， 60。
也就是說，在該圖形描畫處理中，在已經(jīng)存在提取出的邊緣圖像或者描 畫出的圖像(圖4—的邊緣圖像P2)的情況下，也可以對該圖像進(jìn)行添加描畫。 (相當(dāng)于圖4的箭頭H3)
另一方面，在完全沒有邊緣圖像P2的情況下，還可以一邊看著輸入圖 像一邊從頭開始描畫(相當(dāng)于圖4的箭頭H2)。
描畫的圖形除了圓形和矩形之外還可以考慮其它各種形狀。比如，用圖 標(biāo)74可描畫橢圓，或用圖標(biāo)75可描畫直線，用圖標(biāo)76可描畫圓弧，用圖 標(biāo)77可描畫自由圖形。
也就是說，輸入部可以指定顯示部所顯示的圖像上的位置。描畫步驟 (S7)在已經(jīng)存在登錄圖像的情況下，根據(jù)輸入部的操作將描畫的圖像添加 到登錄圖像中。
另外，圖像的登錄方法包括從輸入圖像中提取邊緣圖像的步驟(S23
S25)。描畫步驟(S7)，包括在已經(jīng)存在提取出的邊緣圖像的情況下，根 據(jù)輸入部的操作將描畫的圖像添加至邊緣圖像中的步驟(S41、 S42)。
圖13是用于對圖11的步驟S41、 S42中執(zhí)行圖形刪除處理的情況進(jìn)行 說明的圖。
參考圖13，其左側(cè)示出了與圖2的描畫圖形選擇區(qū)域26的圖形添加有 關(guān)的-一個(gè)例子26B。其右側(cè)示出了在圖7中自動(dòng)提取出的輪廓線52、 54、 56、 58、 60中刪除輪廓線56、 58、 60重新顯示在輸入圖像50上的狀態(tài)。
在在自動(dòng)提取出的輪廓線中，存在會(huì)出現(xiàn)其中一部分輪廓線表示重要信 息，剩下的輪廓線為無用信息的情況。在無用信息的比率較少的情況下，在 提取之后選擇性刪除無用部分的方式，與用圖12所說明那樣描畫必要信息 的方式相比更有效率。
此時(shí)，用描畫圖形選擇區(qū)域26B中的刪除矩形區(qū)域數(shù)據(jù)的圖標(biāo)82依次 框中輪廓線56、 58、 60，然后通過按下刪除按鈕81可保留作為用于僅登錄 必須的輪廓線52、 54的數(shù)據(jù)。
也就是說，在該圖形描畫處理中，在己經(jīng)存在提取出的邊緣圖像和描畫 出的圖像(圖4的邊緣圖像P2)的情況下，可以刪除該圖像中的一部分(相 當(dāng)于圖4的箭頭H3)。
艮口，描畫步驟(S7)包括刪除登錄圖像的局部區(qū)域的歩驟(S41， S42)， 其中，該登錄圖像的局部區(qū)域是根據(jù)輸入部所指定的位置來確定的區(qū)域。
圖14是詳細(xì)表示圖5的步驟S9中所執(zhí)行的登錄幾何學(xué)模型的處理的流 程圖。
在幾何學(xué)模型登錄處理中，對描畫的圖形信息(圖4的邊緣圖像P2)， 提取邊緣強(qiáng)度和邊緣線這樣的特征量。然后，將與這些提取出的特征量和坐 標(biāo)信息建立聯(lián)系的數(shù)據(jù)作為幾何學(xué)模型信息進(jìn)行登錄。
而且，所謂幾何學(xué)模型是指，雖然具有利用圖像處理得到的邊緣提取點(diǎn) 的強(qiáng)度信息，或與各個(gè)像素濃度梯度方向的信息等多種定義，在本實(shí)施方式 中是以處理各個(gè)像素的濃度梯度的大小'(邊緣強(qiáng)度)和基于濃度梯度的角度 數(shù)據(jù)(邊緣線)為處理對象的一個(gè)例子。
參考圖14，步驟S50中一旦開始幾何學(xué)模型登錄處理，則步驟S51中，
首先進(jìn)行獲取邊緣信息的處理。這里所謂邊緣信息就是指保存在存儲(chǔ)器中的 圖4的邊緣圖像(中間數(shù)據(jù))P2的信息，其包括通過自動(dòng)算出結(jié)果(幾何學(xué) 信息自動(dòng)提取的結(jié)果)，以及幾何學(xué)圖形描畫結(jié)果獲取的圖形信息。
接著，在步驟S52中，對邊緣圖像的各個(gè)像素執(zhí)行計(jì)算邊緣強(qiáng)度的處理。 邊緣強(qiáng)度就是每個(gè)像素的濃度梯度的大小。對于邊緣強(qiáng)度的算出，由于在公 式(1)中已經(jīng)進(jìn)行了說明，所以不再重復(fù)說明。然后，生成各個(gè)像素的邊 緣強(qiáng)度和坐標(biāo)建立對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)就是邊緣強(qiáng)度圖像。
接著，在步驟S53中，對邊緣圖像的各個(gè)像素執(zhí)行計(jì)算邊緣線的處理。 邊緣線就是基于每個(gè)像素濃度梯度的角度數(shù)據(jù)。對于邊緣線的算出，由于在 公式(2a) (2e)中已經(jīng)進(jìn)行了說明，所以不再重復(fù)說明。然后，生成各 個(gè)像素的邊緣線和坐標(biāo)建立對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)就是邊緣線圖像。
然后，將計(jì)算出的邊緣強(qiáng)度圖像和邊緣線圖像在步驟S54中作為幾何學(xué) 模型信息進(jìn)行登錄，然后結(jié)束幾何學(xué)模型登錄處理(步驟S55)。圖15是用于說明幾何學(xué)模型登錄處理的圖。
圖15中首先在與輸入圖像重疊的狀態(tài)下在畫面上描畫邊緣信息， 一旦 操作者判斷出該邊緣信息可以進(jìn)行登錄則用"SET"按鈕進(jìn)行登錄指示，從 當(dāng)前的邊緣信息中作成邊緣強(qiáng)度圖像和邊緣線圖像，并將它們保存至圖像處 理裝置中的硬盤驅(qū)動(dòng)器或非易失性存儲(chǔ)器等中。
如上所述，本實(shí)施方式所示的圖像處理裝置中，為了簡單實(shí)現(xiàn)可對任意 圖像生成適當(dāng)?shù)膸缀螌W(xué)信息，而可從輸入圖像中自動(dòng)提取出幾何學(xué)信息，或 者可利用觸摸板刪除無用的信息或添加需要的信息。如此，縮短了在工廠生 產(chǎn)線等情況下對圖像處理裝置進(jìn)行設(shè)置吋的作業(yè)時(shí)間。
而且，本實(shí)施方式是對用于在計(jì)算機(jī)(圖3的中央控制電路30)上實(shí)行 圖像的登錄方法的程序進(jìn)行的說明。該程序也可以從SD卡等記錄介質(zhì)中讀 入至計(jì)算機(jī)中，或者經(jīng)由外部輸入輸出接口用電路讀入至計(jì)算機(jī)中。
應(yīng)考慮到此次所揭示的實(shí)施方式的所有內(nèi)容僅是例示性的而非被限制。 本發(fā)明的范圍并不限于上述說明的內(nèi)容，而應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求來表示，在與權(quán) 利要求保護(hù)范圍具有同等含義以及范圍的情況下，包含其所有變形情況。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，其特征在于，具有顯示部；輸入部，其接收操作者的輸入；圖像處理部，其執(zhí)行檢索處理和登錄處理，其中，該檢索處理用于檢索在登錄圖像和處理對象圖像之間一致性高的部分，該登錄處理用于作成上述登錄圖像并進(jìn)行登錄，上述圖像處理部在執(zhí)行上述檢索處理時(shí)，將輸入圖像作為上述處理對象圖像，而在執(zhí)行上述登錄處理時(shí)，將上述輸入圖像顯示在上述顯示部，并基于上述輸入部的操作，將用于作成上述登錄圖像的圖像重疊描畫在上述顯示部所顯示的上述輸入圖像上。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于， 上述登錄圖像是邊緣圖像，上述輸入部用于指定上述顯示部所顯示的圖像上的位置， 上述登錄處理包括從上述輸入圖像的局部區(qū)域提取邊緣圖像的處理，其中，上述輸入圖像的局部區(qū)域是指，根據(jù)上述輸入部所指定的位置來確定的區(qū)域。
3. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于， 上述輸入部用于指定上述顯示部所顯示的圖像上的位置， 上述登錄處理包括將根據(jù)上述輸入部的操作所描畫的圖像添加到上述登錄圖像的處理。
4. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于， — 上述登錄圖像是邊緣圖像，上述輸入部用于指定上述顯示部所顯示的圖像上的位置，上述登錄處理包括從上述輸入圖像提取邊緣圖像的處理；將根據(jù)上述輸入部的操作所描畫的圖像添加到所提取的邊緣圖像的處理。
5. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述輸入部用于指定上述顯示部所顯示的圖像上的位置， 上述登錄處理包括刪除上述登錄圖像的局部區(qū)域的處理，其中，上述登 錄圖像的局部區(qū)域是指，根據(jù)上述輸入部所指定的位置來確定的區(qū)域。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的圖像處理裝置，其特征在于， 上述輸入部是形成在上述顯示部上的觸摸板。
7. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述輸入部包括指示裝置。
8. —種圖像的登錄方法，對圖像處理裝置登錄圖像，該圖像處理裝置 具有顯示部和接收操作者的輸入的輸入部，其特征在于，上述圖像處理裝置執(zhí)行檢索處理和登錄處理，其中，該檢索處理用于檢 索在登錄圖像和處理對象圖像之間一致性高的部分，該登錄處理用于作成上 述登錄圖像，上述登錄方法包括顯示步驟，將輸入圖像顯示在上述顯示部；描畫歩驟，基于上述輸入部的操作，將用于作成上述登錄圖像的圖像重 疊描畫在上述顯示部所顯示的上述輸入圖像上。
9. 如權(quán)利要求8所述的圖像的登錄方法，其特征在于，上述登錄圖像是邊緣圖像，上述輸入部用于指定上述顯示部所顯示的圖像上的位置， 上述登錄方法還包括從上述輸入圖像的局部區(qū)域提取邊緣圖像的步驟，其中，上述輸入圖像的局部區(qū)域是指，根據(jù)上述輸入部所指定的位置來確定的區(qū)域。
10. 如權(quán)利要求8所述的圖像的登錄方法，其特征在于，上述輸入部用于指定上述顯示部所顯示的圖像上的位置， 在上述描畫步驟中，當(dāng)上述登錄圖像已經(jīng)存在時(shí)，將根據(jù)上述輸入部的 操作所描畫的圖像添加到上述登錄圖像。
11. 如權(quán)利要求8所述的圖像的登錄方法，其特征在于，上述登錄圖像是邊緣圖像，上述輸入部用于指定上述顯示部所顯示的圖像上的位置， 上述登錄方法還包括從上述輸入圖像提取邊緣圖像的步驟， 上述描畫步驟包括圖像添加步驟，在該圖像添加步驟中，當(dāng)所提取的上 述邊緣圖像已經(jīng)存在時(shí)，將根據(jù)上述輸入部的操作所描畫的圖像添加到上述 邊緣圖像。
12. 如權(quán)利要求8所述的圖像的登錄方法，其特征在于， 上述輸入部用于指定上述顯示部所顯示的圖像上的位置， 上述描畫步驟包括刪除上述登錄圖像的局部區(qū)域的步驟，其中，上述登錄圖像的局部區(qū)域是指，根據(jù)上述輸入部所指定的位置來確定的區(qū)域。
13. 如權(quán)利要求8 12中任一項(xiàng)所述的圖像的登錄方法，其特征在于， 上述輸入部是形成在上述顯示部上的觸摸板。
14. 如權(quán)利要求8 12中任一項(xiàng)所述的圖像的登錄方法，其特征在于， 上述輸入部包括指示裝置。
15. —種程序，其特征在于，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求8 14中任一 項(xiàng)所述的圖像的登錄方法。
16. —種記錄介質(zhì)，記錄有計(jì)算機(jī)可讀取的程序，其特征在于，該程序 用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求8 14中任一項(xiàng)所述的圖像的登錄方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可用簡易操作設(shè)定作為主模型的幾何學(xué)信息的圖像處理裝置。該圖像處理裝置具備LCD觸摸板(11)，該LCD觸摸板11包括顯示部和接收操作者的輸入的輸入部；作為圖像處理部的中央控制電路(30)，其執(zhí)行檢索處理和登錄處理，其中該檢索處理用于檢索在登錄圖像和處理對象圖像之間一致性高的部分，該登錄處理用于作成登錄圖像并進(jìn)行登錄。中央控制電路(30)在執(zhí)行檢索處理時(shí)，將輸入圖像作為處理對象圖像，在執(zhí)行登錄處理的情況下，將輸入圖像顯示在顯示部上，并基于輸入部的操作，將用于作成登錄圖像的圖像重疊描畫在顯示部所顯示的輸入圖像上。
文檔編號G06T7/00GK101178810SQ200710167198
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者嶋田浩二, 高見舞 申請人:歐姆龍株式會(huì)社