JPS61293754A - Image processing method for tool wear measurement - Google Patents
Image processing method for tool wear measurementInfo
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- JPS61293754A JPS61293754A JP13498785A JP13498785A JPS61293754A JP S61293754 A JPS61293754 A JP S61293754A JP 13498785 A JP13498785 A JP 13498785A JP 13498785 A JP13498785 A JP 13498785A JP S61293754 A JPS61293754 A JP S61293754A
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- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
- B23Q17/0904—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool before or after machining
- B23Q17/0919—Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
- B23Q17/0947—Monitoring devices for measuring cutting angles
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、ITVカメラを用いて工具摩耗を測定する際
に使用する画像処理方法に関するものであり、ざらに詳
しくは1画像情報を2値化する方法に関するものである
。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an image processing method used when measuring tool wear using an ITV camera. It is about how to make a difference.
[従来の技術]
一般に、工具摩耗の測定に際しては、所定の時間切削に
用いた工具の摩耗面を観察し、その摩耗部等を計測して
いる。本発明者らは、このような工具摩耗の測定にIT
Vカメラを用い、撮影した画像を処理して、摩耗の輪郭
形状等を計測する技術について研究をすすめてきたが、
このようなITVカメラを利用した工具摩耗の計測にお
いては、まず、ITVカメラの画像情報を摩耗部分とそ
れ以外の部分とに分けること、即ち画像情報の2値化が
必要である。[Prior Art] Generally, when measuring tool wear, the worn surface of a tool used for cutting is observed for a predetermined period of time, and the worn parts and the like are measured. The present inventors used IT to measure such tool wear.
We have been conducting research on technology that uses a V-camera to process captured images and measure wear contours, etc.
In measuring tool wear using such an ITV camera, it is first necessary to divide the image information of the ITV camera into a worn part and other parts, that is, to binarize the image information.
而して、上記画像情報を2値化する場合に、その2値化
のための輝度閾値を試行錯誤的に決定していたが、上記
摩耗計測を自動化する場合には、工具の撮影条件、照明
条件等の変化に対応して、上述した2値化のための輝度
閾値を常に適切な値に設定する必要がある。When the image information is binarized, the brightness threshold for the binarization is determined by trial and error. However, when automating the wear measurement, the photographing conditions of the tool, It is necessary to always set the luminance threshold for binarization described above to an appropriate value in response to changes in illumination conditions and the like.
[発明が解決しようとする問題点]
本発明の目的は、極めて簡単な手法で、工具における摩
耗部分の撮影条件、照明条件等の変化に対応して、輝度
閾値を適切な値に自動決定可能にする方法を提供するこ
とにある。[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to automatically determine the brightness threshold to an appropriate value in response to changes in photographing conditions, illumination conditions, etc. of worn parts of tools using an extremely simple method. The goal is to provide a way to
[問題点を解決するための手段]
上記目的を達成するため、本発明の画像処理方法は、工
具の摩耗部分をその周辺部分と共にITVカメラにより
撮影し、その画像における工具の摩耗部分と、工具にお
ける摩耗部分以外の部分と、工具の背景部分を含む範囲
内に、ウィンドを設定して、このウィンドの範囲内にお
ける画像の輝度分布を計測し、その輝度分布を、上記ウ
ィンドの範囲を含み、かつ工具における摩耗部分以外の
部分及び工具の背景部分とに範囲を拡大して設定したウ
ィンド内の輝度分布と比較し、それらにおいて輝度分布
が相互に変化する範囲と変化しない範囲との間に輝度閾
値を設定し、その閾値により画像情報の2値化を行うこ
とを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the image processing method of the present invention photographs the worn part of the tool along with its surrounding parts with an ITV camera, and compares the worn part of the tool and the tool in the image. A window is set within a range that includes parts other than the worn part and the background part of the tool, and the brightness distribution of the image within the range of this window is measured, and the brightness distribution is determined to include the range of the window, Then, compare the brightness distribution within the window set by expanding the range to parts other than the worn part of the tool and the background part of the tool, and compare the brightness distribution between the range where the brightness distribution mutually changes and the range where it does not change. This method is characterized in that a threshold value is set and image information is binarized using the threshold value.
以下に図面を参照して本発明の画像処理方法についてさ
らに詳細に説明する。The image processing method of the present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.
第1図は、本発明の方法の実施に適した装置の一例を示
している。同図を参照して説明すると、ITVカメラ1
により工具2の摩耗部分をその周辺部分と共に撮影した
場合、その画像は、ビディオ・フレーム・メモリ3に収
録される。このメモリ3としては、例えば1画像のX方
向及びY方向に512X 512ビツト、輝度が258
ビツトの3次元ディジタルメモリが用いられる。FIG. 1 shows an example of a device suitable for carrying out the method of the invention. To explain with reference to the same figure, ITV camera 1
When the worn part of the tool 2 is photographed together with its surrounding parts, the image is recorded in the video frame memory 3. For example, this memory 3 has 512 x 512 bits in the X direction and Y direction of one image, and the brightness is 258 bits.
A three-dimensional digital memory of bits is used.
工具の撮影に際しては、通常、摩耗部分が明るく、他の
部分が暗くなるように照明するが、その逆であっても差
支えない。When photographing tools, the lighting is usually such that worn parts are bright and other parts are dark, but the opposite may be used.
上記メモリ3に接続された画像処理装置4においては、
まず、第2図に例示するように、上記画像における工具
2aの摩耗部分Wと、工具2aの摩耗部分以外の部分g
と、工具2aの背景部分すとを含む範囲内に、例えば6
0X 44ビット程度のウィンド5aを設定して、この
ウィンド5aの範囲内における輝度分布を計測する。第
3図はその計測例を示すもので、この例では横軸の輝度
4ビツトを1単位として輝度分布を示している。この計
測例かられかるように、輝度分布には、上述した摩耗部
分Wと、摩耗部分以外の部分gと、背景部分すとに対応
する明確なピークが現われることになる。In the image processing device 4 connected to the memory 3,
First, as illustrated in FIG. 2, the worn part W of the tool 2a and the part g other than the worn part of the tool 2a in the above image.
and, for example, 6 within the range including the background part of the tool 2a.
A window 5a of approximately 0x44 bits is set, and the luminance distribution within the range of this window 5a is measured. FIG. 3 shows an example of the measurement, and in this example, the luminance distribution is shown with 4 bits of luminance on the horizontal axis as one unit. As can be seen from this measurement example, clear peaks appear in the brightness distribution corresponding to the above-mentioned worn portion W, the portion g other than the worn portion, and the background portion S.
上記画像処理装置4においては、さらに、第4図に例示
するように、上記ウィンド5aの範囲Aを含み、かつ工
具2aの摩耗部分以外の部分gと、工具2aの背景部分
すとを含む範囲Bまで拡大したウィンド5bを設定して
、そのウィンド5b内における輝度分布を計測し、必要
に応じて、さらに、背景部分すを含む範囲Cまで拡大し
た(A+B+C)の範囲のウィンド5cを設定して、そ
のウィンド5c内における輝度分布を計測する。The image processing device 4 further includes a range A of the window 5a, a part g of the tool 2a other than the worn part, and a background part of the tool 2a, as illustrated in FIG. A window 5b expanded to B is set, the luminance distribution within the window 5b is measured, and if necessary, a window 5c is further expanded to range C including the background part (A+B+C). Then, the luminance distribution within the window 5c is measured.
このようにして、異なる範囲にウィンドを設定して輝度
分布を計測すると、第4図かられかるように、工具2a
の摩耗部分Wに対応する輝度分布は、ウィンドの設定範
囲にかかわらず実質的に変化しないが、摩耗部分以外の
部分gと背景部分すに対応する輝度分布は大きく変動す
ることになる。従って、上記各ウィンド内の輝度分布を
比較し、それらにおいて輝度分布が相互に変化する範囲
と変化しない範囲との間に輝度閾値を設定することによ
り1画像情報の2値化を適正に行うことができる。前述
したように、摩耗部分が明るくなるように照明すれば、
第4図に示すように、輝度分布が変化しない範囲におけ
る最低輝度に閾値を設定することになる。When the brightness distribution is measured by setting windows in different ranges in this way, as shown in Fig. 4, the tool 2a
Although the brightness distribution corresponding to the worn portion W does not substantially change regardless of the window setting range, the brightness distribution corresponding to the portion g other than the worn portion and the background portion I will vary greatly. Therefore, by comparing the brightness distributions within each window and setting a brightness threshold between the ranges where the brightness distributions change and the ranges where they do not change, one image information can be binarized appropriately. Can be done. As mentioned above, if you light the worn area brightly,
As shown in FIG. 4, the threshold value is set at the lowest luminance within the range where the luminance distribution does not change.
なお、ここではウィンド5a 、 5b及び5cにおけ
る輝度分布を比較するように説明したが、ウィンド5a
、 5bの輝度分布だけを比較するだけでも差支えな
い。また、上記ウィンドは、摩耗部分Wの全体を含むよ
うに設定する必要はなく、第5図に例示するように、摩
耗部分Wの一部を含む細巾のウィンド6aまたは7aと
、それらの両側に範囲を拡大したウィンド8b、8cま
たは7b、7cとすることができる。Note that although the explanation has been made here to compare the brightness distributions in windows 5a, 5b, and 5c,
, 5b can be compared only. Further, the above-mentioned window does not need to be set to include the entire worn part W, but as illustrated in FIG. The window 8b, 8c or 7b, 7c may have a wider range.
このようにして輝度闇値を設定し、この閾値と画像の輝
度を比較することにより得られた2値化画像から摩耗部
分を決定するが、この場合に次のような問題がある。#
ち、上記2値化画像によって得られた摩耗部分の輪郭内
は、当然摩耗している部分であるため、全体的に1また
はOの同−論理レベルになる筈であるが、現実的に測定
を行った場合には、その輪郭内に論理レベルが反転した
暗点を含んでいる。そこで、この暗点を除去して摩耗部
分を決定するのに好適な方法について以下に説明する。In this way, the brightness/darkness value is set, and the worn portion is determined from the binarized image obtained by comparing this threshold value with the brightness of the image. However, in this case, there are the following problems. #
The inside of the contour of the worn part obtained from the above binarized image is naturally a worn part, so it should be at the same logical level of 1 or O as a whole, but realistically measured When this is done, the contour contains a dark spot with an inverted logic level. Therefore, a method suitable for removing this dark spot and determining the worn portion will be described below.
上述したところによって得られ・た2値化画像において
は、暗点かないと仮定した場合、第6図かられかるよう
に、X方向に、例えばライン見に沿って各ビットの値を
順次調べたときには、論理レベル1と0との相互間の変
化点が多数存在する可能性があり、一方、Y方向(切削
方向)に各ビットの値を調べると、工具摩耗自体の性格
から、lからO及びOから1への変化点が各1回存在す
ることになる。In the binarized image obtained as described above, assuming that there are no dark spots, the value of each bit is sequentially examined in the X direction, for example along the line, as shown in Figure 6. Sometimes there may be many transition points between logical levels 1 and 0, while when examining the value of each bit in the Y direction (cutting direction), due to the nature of tool wear itself, there may be many transition points between l and 0. and the change point from O to 1 exists once each.
このような特性を利用し、第6図に示すような摩耗部分
の輪郭8内に暗点9が存在する場合(輪郭8内では論理
レベルl、その輪郭8外及び暗点8内は0であるとする
。)に、矢印Yu及びYdで示すように上下両方向に0
から1への変化点及びそれに続くlからOへの変化点を
抽出し、それぞれ第1表
Yu YdXI
J OHIll rhX2
02 02
U2 ロ2X3 ・03
D3 υ3 03X+
Ll+ D+ Ui
D+Xn Lln
On On [1nx1番目
(i=1.2.・・、n)のラインについて、上方の変
化点をUi、下方の変化点をIllとすると、第1表に
示すような測定結果が得られ、上r各方向について抽出
した変・他点から得られる図形を個別的に表示すると、
第7図(a) (b)のようになり、これらは明らかに
暗点の影響を受けたものであるが、×1番目のラインに
ついて上向きに抽出した場合の下方の変化点Di及び下
向きに抽出した場合の上方の変化点U1によって表示さ
れる図形は、第7図(C)のようになり、これは暗点が
除去された摩耗部分の輪郭形状である。Utilizing such characteristics, when a dark spot 9 exists within the contour 8 of a worn part as shown in Fig. 6 (the logic level is l within the contour 8, and 0 outside the contour 8 and within the dark spot 8), ), there are 0 in both the up and down directions as shown by the arrows Yu and Yd.
Extract the change point from
J OHIll rhX2
02 02
U2 Ro2X3 ・03
D3 υ3 03X+
Ll+D+Ui
D+Xn Lln
On On [For the 1nx1st (i=1.2...,n) line, if the upper change point is Ui and the lower change point is Ill, the measurement results shown in Table 1 are obtained, When the figures obtained from the odd and other points extracted for each direction are displayed individually,
The results are as shown in Figure 7 (a) and (b), and these are clearly affected by the scotoma, but the lower change point Di and the lower change point Di when the x1th line is extracted upward. The figure displayed by the upper change point U1 when extracted is as shown in FIG. 7(C), which is the contour shape of the worn part from which the dark spot has been removed.
即ち、このような簡易な手法によって暗点の影響を除去
した摩耗部分の輪郭形状を抽出することができる。In other words, by such a simple method, it is possible to extract the contour shape of the worn part from which the influence of dark spots has been removed.
なお、本発明者による実験の結果、現実の摩耗部分と極
めて近似した摩耗面輪郭形状を抽出することができた。As a result of experiments conducted by the present inventors, it was possible to extract a worn surface contour shape that was extremely similar to the actual worn portion.
以上の説明においては、王として逃げ面摩耗を対象とし
ているが、本発明は逃げ面摩耗に限定されるものでない
ことは勿論である。In the above description, flank wear is primarily targeted, but it goes without saying that the present invention is not limited to flank wear.
[発明の効果]
以上に詳述したように、本発明の画像処理方法によれば
、非常に簡単な装置を用い、かつ非常に簡易な手法によ
り、工具における摩耗部分の撮影条件、照明条件等の変
化に対応して、摩耗部分の2値化処理のための輝度閾値
を適切な値に自動決定することができる。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the image processing method of the present invention, the photographing conditions, lighting conditions, etc. of worn parts of tools can be determined using a very simple device and a very simple method. The brightness threshold for binarization processing of the worn portion can be automatically determined to an appropriate value in response to the change.
第1図は本発明の画像処理方法の実施に適した装置の一
例を示す構成図、第2図は摩耗部分の画像に対するウィ
ンドの設定態様を示す説明図、第3図は上記ウィンド内
における輝度分布の計測例を示す線図、第4図は複数の
ウィンドを設定した場合の各ウィンド内の輝度分布を示
す線図、第5図は摩耗部分の画像に対する他のウィンド
の設定態様を示す説明図、第6図及び第7図(a)〜(
c)は2値化画像における暗点の除去に関する説明図で
ある。
l ・・ITVカメラ、2・拳工具、
2a・・工具(画像)、
5a 〜5c 、 8a 〜8c 、 ?a 〜7c
e *ウィンド、b・拳背景部分、
g・・摩耗部分以外の部分、
W・・摩耗部分。
第1図
第2図
第3図
第4図
′輝度FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an apparatus suitable for carrying out the image processing method of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing how a window is set for an image of a worn part, and FIG. 3 is a diagram showing the brightness within the window. A line diagram showing an example of distribution measurement. Figure 4 is a diagram showing the brightness distribution within each window when multiple windows are set. Figure 5 is an explanation showing how other windows are set for images of worn parts. Figures 6 and 7 (a) to (
c) is an explanatory diagram regarding the removal of dark spots in a binarized image. l... ITV camera, 2. fist tool, 2a... tool (image), 5a ~ 5c, 8a ~ 8c, ? a ~7c
e *Window, b. Background part of the fist, g.. Parts other than worn parts, W.. Worn parts. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 'Brightness
Claims (1)
により撮影し、その画像における工具の摩耗部分と、工
具における摩耗部分以外の部分と、工具の背景部分とを
含む範囲内に、ウインドを設定して、このウインドの範
囲内における画像の輝度分布を計測し、その輝度分布を
、上記ウインドの範囲を含み、かつ工具における摩耗部
分以外の部分及び工具の背景部分に範囲を拡大して設定
したウインド内の輝度分布と比較し、それらにおいて輝
度分布が相互に変化する範囲と変化しない範囲との間に
輝度閾値を設定し、その閾値により画像情報の2値化を
行うことを特徴とする工具摩耗測定のための画像処理方
法。1. Photograph the worn part of the tool along with its surrounding parts using an ITV camera, and set a window within the range that includes the worn part of the tool, parts of the tool other than the worn part, and the background part of the tool in the image. The brightness distribution of the image within the range of this window is measured, and the brightness distribution is set as a window that includes the range of the window and expands the range to areas other than the worn parts of the tool and the background of the tool. A tool wear method characterized in that a brightness threshold is set between a range where the brightness distribution mutually changes and a range where the brightness distribution does not change, and the image information is binarized using the threshold. Image processing method for measurement.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13498785A JPH0246347B2 (en) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | KOGUMAMOSOKUTEINOTAMENOGAZOSHORIHOHO |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13498785A JPH0246347B2 (en) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | KOGUMAMOSOKUTEINOTAMENOGAZOSHORIHOHO |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61293754A true JPS61293754A (en) | 1986-12-24 |
JPH0246347B2 JPH0246347B2 (en) | 1990-10-15 |
Family
ID=15141276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13498785A Expired - Lifetime JPH0246347B2 (en) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | KOGUMAMOSOKUTEINOTAMENOGAZOSHORIHOHO |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0246347B2 (en) |
Cited By (4)
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-
1985
- 1985-06-20 JP JP13498785A patent/JPH0246347B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0246347B2 (en) | 1990-10-15 |
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