# エッジ

マシンビジョンの用語では、エッジは、対照的なグレースケール値を持つ 2 つの隣接するピクセルグループの境界 (ライン、円弧、円のいずれか) と定義されています。In-Sight エッジツールを使用してエッジを検出し、特定したエッジに関する統計を処理します。

## エッジ検出とは

In-Sight エッジツール関数は、対象領域 (ROI) でピクセルの極性の不連続性、つまり白いピクセルから黒いピクセルに (またはその逆に) 急激に変化する画像の領域を調べることによってエッジを検出します。1 つのエッジが 2 ～ 3 個のピクセルで構成されている場合もあれば、いくつものピクセルにわたる場合もあります。

## エッジの例

エッジは、黒→白または白→黒の遷移を含む、単一のエッジまたはエッジペアで構成されます。エッジのタイプを下図に示します。

Caliper、FindLine、FindCircle 関数などのエッジツールをスプレッドシートに挿入すると、ROI でピクセル値の不連続がスキャンされます。下図は、矩形領域と円環領域でエッジ特徴をスキャンする方向を示しています。矩形領域では、スキャン方向 (2 つの方向矢印で示す) は左上隅から始まって右端まで進み、右下隅に達するまでこのパターンを続行します。

## スキャン方向 - 矩形領域と円環領域

このプロセスで、ROI のグレースケールヒストグラムが計算され、コントラストが高く (ROI 内のグレースケール値の差が大きい)、指定した他のパラメータを満たしている領域によってエッジが定義されます。

エッジレスポンスチャート ([表示] パラメータが [すべて表示: 入力、結果、およびチャート] に設定されている場合に表示される) には、ROI で検出されたグレースケール値の一次微分が表示されます。下図に示されているピークと谷は大きなエッジ遷移を表します。[アクセプトしきい値/最小コントラスト] パラメータは、最小ピーク高さ (コントラストしきい値) を設定するために使用されます。このパラメータが設定されている場合、最小ピーク高さよりも低いピークは結果から除外されます。これにより、検査解析の対象を画像内の特定の強度のエッジだけに限定できます。この関数のエッジレスポンスチャートを使用して正しいコントラストしきい値を決定します。

## エッジレスポンスチャートの例

- 得点軸は、このツールで設定されている [得点] (100 と -100) および [アクセプトしきい値] パラメータによって定義されます。ピーク (正の得点) はエッジが黒→白に遷移していることを示し、谷 (負の得点) はエッジが白→黒に遷移していることを示します (得点 0 はエッジが検出されなかったことを示します)。
- オフセット軸は、エッジ特徴を検出する ROI に対応します。0 は領域の開始位置を表し、右端の値は領域の最大幅をピクセル単位で表します。オフセット軸沿いのピークまたは谷の頂点は、ROI 内で検出されたエッジの位置を示します。

注: エッジのレスポンスチャートは、ドッキング可能なウィンドウです。詳細については、「スプレッドシートエディタ – チャート」のトピックを参照してください。

## エッジ幅 - エッジのフィルタ処理

[エッジ幅] パラメータを使用して、入力画像からノイズを除去し、エッジプロファイルのピークを強調します。[エッジ幅] パラメータのサイズを指定する際は、画像内のエッジのサイズと厳密に一致させて、低く緩やかなピークではなく、鋭く急勾配のピークになるようにします。エッジのサイズはエッジの幅をピクセル単位で表したものです。エッジには、1 または 2 ピクセルにまたがるシャープなものも、いくつものピクセルにまたがるなだらかなものもあります。エッジのサイズに近いエッジ幅を指定すると、画像のピークのエッジ強度が高くなります。一方、エッジ幅の設定が大きすぎたり小さすぎたりすると、画像のピークが広く低くなります。

## エッジの結果

エッジを定義すると、エッジツール関数によって、エッジデータ構造体と、定義したエッジに関するデータを含んでいる結果テーブルが自動的に作成されます。返された情報は、他の In-Sight ビジョンツールでフィクスチャ入力として使用することも、他のエッジツール関数で使用してエッジに関するデータをさらに推定することもできます。

## エッジツールを使用すべき状況

エッジツールは次のような状況で使用します。

- エッジの白黒ピクセルの差がはっきりしていて高コントラストである。
- アプリケーションで特徴を迅速に検出する必要がある。エッジツールは、最も高速な In-Sight ビジョンツールの一つであり、例えば、パターンよりも迅速にエッジ特徴を検出できます。

注: In-Sight エッジツールはグレースケール画像のみを解析します。カラー画像はすべて、自動的にグレースケール値に変換されます。

## エッジツールを使用する理由

エッジの検出とデータの推定は次のようなアプリケーションで非常に役立ちます。

- 計測アプリケーション。ガスケットなどの部品の円形状の特徴の半径や、回路基板上の回路の長さを測定します。
- 部品上の特徴を探すアプリケーション。円形の特徴や直線状の部品の端などを他の In-Sight ビジョンツールのフィクスチャ入力として使用します。
- 有無を調べるアプリケーション。エッジツールを使用して、エッジ特徴の有無を判定します。
- カウントしてソートするアプリケーション。エッジツールを使用して、設定したパラメータに基づいてエッジをカウントしてソートします。

注: 水平または垂直の直線エッジ特徴をフィクスチャ入力として使用する場合、FindLine ツールは、ROI のスキャン方向の位置に応じて、水平軸または垂直軸に沿った一方向のエッジの移動のみを考慮します。

## エッジツールの使用方法

エッジツールは通常、次のように使用されます。

- ステップ 1 — 画像を検査し、エッジツールでアプリケーションの要件を満たせるかどうかを判断します。
- ステップ 2 — Caliper、FindCircle、FindCircleMinMax、FindCurve、FindLine、FindMultiLine、FindSegment などのエッジツールの 1 つをスプレッドシートに挿入して、画像内のエッジまたはエッジペアを定義して検出するためのパラメータを設定します。
- ステップ 3 — PairDistance、PairEdges、PairMaxDistance、PairMeanDistance、PairMinDistance、PairSDevDistance、PairsToEdges、SortEdges などの別のエッジツールを挿入して、検出されたエッジまたはエッジペアのフィルタ処理、計算、ソートを特定の条件に基づいて行います。