DE2912559C2 - Pattern information processing method and means - Google Patents

Pattern information processing method and means

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DE2912559C2
DE2912559C2 DE2912559A DE2912559A DE2912559C2 DE 2912559 C2 DE2912559 C2 DE 2912559C2 DE 2912559 A DE2912559 A DE 2912559A DE 2912559 A DE2912559 A DE 2912559A DE 2912559 C2 DE2912559 C2 DE 2912559C2
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clock pulse
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Description

gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des Frequenzmodulierens der Taktimpulse (SC). characterized by the step of frequency modulating the clock pulses (SC).

2. Musterinformationsverarbeitungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 umfassend: 2. Pattern information processing device for performing the method according to claim 1, comprising:

a) einen Bildsensor (T), der ein Objekt aufnimmt,a) an image sensor (T) that records an object,

so daß er ein Videosignal (SP, SP') dieses Objekts erzeugt;so that it generates a video signal (SP, SP ') of this object;

b) eine Einrichtung (P1-Pn) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Schwellenniveaus (a-e; THi-THn), die sich voneinander unterscheiden;b) means (P 1 -P n ) for generating a plurality of threshold levels (ae; THi-TH n ) which differ from one another;

c) eine Einrichtung (3,-3„) zum Unterteilen bzw. Aufteilen des Videosignals (SP; SP1) durch die Mehrzahl von Schwellenniveaus (a-e; TH1-THn), so daß Torsignale (fli-e;) erzeugt werden, die den durch die Mehrzahl von Schwellenniveaus (a-e; THx-THn) aufgeteilten bzw. unterteilten Videosignalen entsprechen;c) a device (3, -3 ") for subdividing the video signal (SP; SP 1 ) by the plurality of threshold levels (ae; TH 1 -TH n ) so that gate signals (fli-e ; ) are generated corresponding to the video signals divided by the plurality of threshold levels (ae; TH x -TH n );

d) eine Einrichtung (5) zum Erzeugen eines Taktimpulssignals bzw. einer Taktimpulsreihe (SC); d) a device (5) for generating a clock pulse signal or a clock pulse series (SC);

e) eine UND-Einrichtung bzw. eine UND-Toreinrichtung (6,-6„) zum Torsteuern des Taktimpulssignals bzw. der Taktimpulsreihe (SC)) mittels jedes der Torsignale (öi-e,); unde) an AND device or an AND gate device (6, -6 ″) for gating the clock pulse signal or the clock pulse series (SC)) by means of each of the gate signals (öi-e,); and

f) eine Einrichtung (7,-7„) zum Zählen der Taktimpulssignale bzw. -reihen Γε^) von der UND-Einrichtung bzw. der UND-Toreinrichtung (O1-On) und zum Erzeugen einer Zahlenreihe, welche das aufgenommene Objekt repräsentiert;f) a device (7, -7 ") for counting the clock pulse signals or rows Γ ε ^) from the AND device or the AND gate device (O 1 -O n ) and for generating a series of numbers, which represents the captured object;

gekennzeichnet durch eine Einrichtung (9) zum Frequenzmodulieren des Taktimpulssignals (SC). characterized by a device (9) for frequency modulating the clock pulse signal (SC).

Die Erfindung betrifft ein Musterinformationsverarbreitungsverfahren, das folgende Verfahrensschritte umfaßt:The invention relates to a pattern information processing method, which comprises the following process steps:

a) Aufnehmen eines Objekts mittels eines Bildsensors zum Erzeugen eines Videosignals, das dem Objekt entspricht;a) Recording an object by means of an image sensor for generating a video signal which the object is equivalent to;

b) Auf- bzw. Unterteilen des Videosignais mittels einer Mehrzahl von Schwellenniveaus, die unterschiedlichb) Splitting or subdividing the video signal by means of a Plurality of threshold levels that are different

voneinander sind;are from each other;

c) Torsteuern von Taktimpulsreihen mit den unterteilten bzw. aufgeteilten Videosignalen zum Erzeugen von Taktimpulsreihen, welche der Mehrzahl von Schwellenniveaus entsprechen; undc) gating clock pulse trains with the subdivided video signals for generation clock pulse trains corresponding to the plurality of threshold levels; and

d) Zählen der Taktimpulsreihen zum Erzeugen einer Zahlenreihe, welche ein Muster des aufgenommenen Objekts repräsentiert.d) Counting the clock pulse series to generate a series of numbers, which is a pattern of the recorded Object represents.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Musterinformationsverarbeitungseinrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens umfassend:The invention also relates to a pattern information processing device to carry out the above procedure comprising:

a) einen Bildsensor, der ein Objekt aufnimmt, so daß er ein Videosignal dieses Objekts erzeugt;a) an image sensor which picks up an object so that it generates a video signal of that object;

b) eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl von Schwellenniveaus, die sich voneinander unterscheiden; b) means for generating a plurality of threshold levels which differ from one another;

c) eine Einrichtung zum Unterteilen bzw. Aufteilen des Videosignals durch die Mehrzahl von Schwellenniveaus, so daß Torsignale erzeugt werden, die den durch die Mehrzahl von Schwellenniveaus aufgeteilten bzw. unterteilten Videosignalen entsprechen;c) means for dividing the video signal by the plurality of threshold levels, so that gate signals are generated which are divided by the plurality of threshold levels or divided video signals;

d) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Taktimpulssignals bzw. einer Taktimpulsreihe;d) a device for generating a clock pulse signal or a clock pulse series;

e) eine UND-Einrichtung bzw. eine UND-Toreinrichtung zum Torsteuern des Taktimpulssignals bzw. der Taktimpulsreihe mittels jedes der Torsignale; unde) an AND device or an AND gate device for gating the clock pulse signal or the Clock pulse train by means of each of the gate signals; and

f) eine Einrichtung zum Zählen der Taktimpulssignale bzw. -reihen von der UND-Einrichtung bzw. der UND-Toreinrichtung und zum Erzeugen einer Zahlenreihe, welche das aufgenommene Objekt repräsentiert. f) means for counting the clock pulse signals or rows from the AND device or the AND gate device and for generating a series of numbers representing the recorded object.

Nach dem Stande der Technik sind auf dem Gebiet des Prüfens, Untersuchens bzw. Inspizierens von Objekten verschiedenste Arten von Musterinformationsverarbeitungsverfahren und -einrichtungen vorgeschlagen worden. Gemäß einem Verfahren nach dem Stande der Technik wird die Musterinformation eines Objekts, das untersucht, geprüft, inspiziert oder erkannt werden soll, in zwei Werte von Schwarz und Weiß umgewandelt, die als Daten dienen, welche die Form, die Fläche usw. des Objekts repräsentieren, und diese Daten werden mit den Daten eines Referenzkörpers verglichen, der vorher festgelegt worden ist, so daß auf diese Weise entschieden wird, ob das Objekt gut ist oder nicht.According to the prior art are in the field of testing, investigating or inspecting Various types of pattern information processing methods and devices are proposed for objects been. According to a prior art method, the pattern information becomes a Object to be examined, checked, inspected or recognized in two values of black and White, serving as data representing the shape, area, etc. of the object, and these data are compared with the data of a reference body which has been previously determined so that in this way it is decided whether the object is good or not.

Jedoch gibt es tatsächlich nur wenige solcher praktischer Objekte, die man klar in zwei Werte von Schwarz und Weiß unterteilen bzw. durch zwei Werte von Schwarz und Weiß charakterisieren kann. Allgemein haben Objekte zusätzlich zu Schwarz und Weiß einen gewissen Grad an Licht und Schatten. Infolgedessen ist das Verfahren nach dem Stande der Technik insofern nachteilig, als es schwierig ist, ein Objekt, das ein kompliziertes Muster hat, zu prüfen, zu untersuchen oder zu inspizieren.However, there are actually few such practical objects that can be clearly divided into two values of black and can subdivide white or characterize it by two values of black and white. Generally Objects have a certain amount of light and shadow in addition to black and white. As a result is the prior art method is disadvantageous in that it is difficult to locate an object that a complicated pattern has to examine, investigate or inspect.

In einem Fall, in welchem bei Musterinformationsverarbeitungsverfahren nach dem Stande der Technik eine Fernsehkamera oder dergleichen verwendet wird, wird der Bildschirm dieser Fernsehkamera in beispielsweise 500 x 500 Bildeleinente unterteilt, der Grad an Licht und Dunkelheit eines Bildes, das auf die Bildelemente projiziert wird, wird durch einen Analog-zu-Digital-Wandler in Digitalwerte umgewandelt, die als Daten dienen, und diese Daten werden mittels eines Rechners oder dgl. verarbeitet, um die Merkmale desIn a case where pattern information processing methods In the prior art, when a television camera or the like is used, the screen of this television camera is used in, for example 500 x 500 picture elements, the degree of light and darkness of an image that affects the picture elements is projected is through an analog-to-digital converter is converted into digital values that serve as data, and this data is converted by means of a Computer or the like. Processed to the characteristics of the

von der Fernsehkamera aufgenommenen Objekts zu extrahieren. In diesem Falle wird der Betrag bzw. die Menge an Daten massiv bzw. sehr umfangreich, und es ist viel Zeit erforderlich, um einen solchen massiven Betrag bzw. eine solche umfangreiche Menge an Daten zu verarbeiten.to extract the object captured by the TV camera. In this case, the amount or the Amount of data massive or very large and it takes a long time to create such a massive one Amount or such a large amount of data to process.

Es gibt außerdem Verfahren zum Inspizieren, Untersuchen bzw. Prüfen von Fehlern, Mangeln oder dgl. eines Artikels, bei denen der Bildschirm einer Fernsehkamera nicht in eine Mehrzahl von Bildelemente unterteilt ist, sondern ein gewisser Wert eines Schwellenniveaus eingestellt wird, und dann wird als Beispiel nur der Teil des Videosignals von der Fernsehkamera, der das Schwellenniveau überschreitet, in zwei Werte umgewandelt, und diese Werte werden gezählt, um das Merkmal des Objekts zu repräsentieren oder einen Fehler bzw. Mangel des Objekts zu ermitteln.There are also methods for inspecting, investigating or checking errors, defects or the like. an article in which the screen of a television camera is not divided into a plurality of picture elements is, but a certain value of a threshold level is set, and then as an example only the part of the video signal from the television camera that exceeds the threshold level into two values converted, and these values are counted to represent the characteristic of the object or a To identify defects or deficiencies in the object.

üas obige Verfahren nach dem Stande der Technik sei unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschneiden. In diesem Falle wird ein einziger Schwellenwert S1 eingestellt, und die Inspektion eines Objekts wird in der Weise ausgeführt, daß entschieden wird, ob ein Videosignal S2, das von einer Fernsehkamera kommt, die das zu inspizierende Objekt aufnimmt, den Schwellenwert Sx überschreitet oder nicht. Dieses Verfahren ist nur zum Inspizieren von Objekten oder Fehlern bzw. Mängeln, die in ihrem Muster bzw. Verlauf einfach sind, wirksam, aber es ist nicht zum Inspizieren, Untersuchen, Prüfen von Objekten mit komplizierten Mustern bzw. Verläufen geeignet.The above prior art method should be trimmed with reference to FIG. In this case, a single threshold value S 1 is set and the inspection of an object is carried out in such a manner that it is decided whether a video signal S 2 coming from a television camera shooting the object to be inspected exceeds the threshold value S x or not. This method is effective only for inspecting objects or defects that are simple in pattern, but it is not effective for inspecting, examining, checking objects with complicated patterns.

Ein Musterinformationsverarbeitungsverfahren und eine Musterinformationsverarbeitungseinrichtung der eingangs genannten Art sind aus dem Artikel »Video-Signalanalyse: Das quantitative Mikroskop« von Gerhard Kamin in der Zeitschrift »radio mentor electronic« 1969, Seite 156 bis 157 bekannt und haben den Nachteil, daß es in einer Anzahl von Fällen der Mustererkennung zu Fehlentscheidungen über die Gleichheit oder Unterschiedlichkeit von Mustern kommen kann, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 2 A bis 2D weiter unten anhand der in Fig. 2A dargestellten Videosignale SP und SP' in näheren Einzelheiten erläutert ist.A sample information processing method and a sample information processing device of the type mentioned are known from the article "Video signal analysis: The quantitative microscope" by Gerhard Kamin in the magazine "radio mentor electronic" 1969, pages 156 to 157 and have the disadvantage that there are a number of from cases of pattern recognition to wrong decisions about the equality or difference of patterns, as is explained in more detail below with reference to FIGS. 2A to 2D with reference to the video signals SP and SP 'shown in FIG. 2A.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Musterinformationsverfahren und eine Musterinformationsverarbeitungseinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit denen die Möglichkeiten der Entscheidungsfehler über Gleichheit oder Unterschiedlichkeit eines Musters wesentlich vermindert werden.In contrast, the object of the invention is to provide a pattern information method and a pattern information processing device of the type mentioned to make available with which the possibilities the decision-making error about the equality or difference of a pattern is significantly reduced will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Verfahrensschritt des Frequenzmodulierens der Taktimpulse.According to the invention, this object is achieved by the method step of frequency modulating Clock pulses.

Die erfindungsgemäße Musterinformationsverarbeitungseinrichtung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, zeichnet sich aus durch eine Einrichtung zum Frequenzmodulieren des Taktimpulssignals.The pattern information processing device according to the invention, with which this object is achieved, is characterized by a device for frequency modulating the clock pulse signal.

Auf diese Weise wird erreicht, daß unterschiedliche Muster, die sich beispielsweise in der Art unterscheiden, wie unter Bezugnahme auf die Videosignale SP und SP' erläutert ist, welche nach dem Stande der Technik trotz ihrer Unterschiedlichkeit fehierhafterweise als gleich erkannt werden, mittels des erfindungsgemäßen Musterinformationsverarbeitungsverfahrens und mittels der Musterinformationsverarbeitungseinrichtung nach der Erfindung richtigerweise als unterschiedlich erkannt werden.In this way it is achieved that different patterns, which differ for example in the way as explained with reference to the video signals SP and SP ' , which according to the prior art are incorrectly recognized as the same despite their differences, by means of the pattern information processing method according to the invention and correctly recognized as different by means of the pattern information processing device according to the invention.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sei nachstehend anhand der Fig. 2A bis 3 der Zeichnung näher erläutert; es zeigtA preferred embodiment of the invention will be described below with reference to FIGS. 2A to 3 of the drawing explained in more detail; it shows

Fig. 1 eine Wellenformdarstellung, die zur Erläuterung eines Informationsverarbeitungsverfahrens nach dem Stande der Technik dient;Fig. 1 is a waveform diagram used for explaining an information processing method according to is state of the art;

Fig. 2A, 2B, 2C und 2D jeweils Wellenformdarstellungen, die zum Erläutern eines Ausführungsbeispiels des Musterinformationsverarbeitungsverfahrens gemäß der Erfindung dienen; undFigs. 2A, 2B, 2C and 2D are waveform diagrams, respectively. those for explaining an embodiment of the pattern information processing method according to FIG serve the invention; and

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel einer Musterinformationsverarbeitungseinrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht, welche das erfindungsgemäße Musterinformationsverarbeitungsverfahren ausführt.Fig. 3 is a schematic block diagram showing an embodiment of a pattern information processing device according to the invention, which illustrates the pattern information processing method of the invention executes.

Es sei zunächst unter Bezugnahme auf die Fig. 2 A, 2B, 2C und 2D das Musterinformationsverarbeitungsverfahren ohne Anwendung der Frequenzmodulation beschrieben, wie es im Prinzip aus dem oben genannten Artikel der Zeitschrift »radio mentor electronic« für die quantitative Auswertung von Bildvorlagen bekannt ist, um zu zeigen, in welcher Weise dieses Musterinformationsverarbeitungsverfahren zu den oben erwähnten Fehlentscheidungen über die Gleichheit oder Unterschiedlichkeit von Mustern führen kann.First, referring to Figs. 2A, 2B, 2C, and 2D, the pattern information processing method without applying frequency modulation, as described in principle from the above Article of the magazine "radio mentor electronic" is known for the quantitative evaluation of original images, to show how this pattern information processing method corresponds to the above-mentioned Wrong decisions about the sameness or diversity of patterns can result.

In Fig. 2A ist mit SP ein Videosignal von einem Bildsensor, wie beispielsweise von einer Fernsehkamera, bezeichnet, der einen Gegenstand oder eine Ware aufnimmt, der bzw. die erkannt oder inspiziert, untersucht bzw. geprüft werden soll. In diesem Falle entspricht das Videosignal SP einem horizontalen Abtastintervall der Fernsehkamera. Es wird eine Mehrzahl von Schwellenniveaus eingestellt, und zwar sind es in dem veranschaulichten Beispiel fünf Schwellenniveaus a, b, c, d und e, diese Schwellenniveaus werden so eingestellt, daß sie sich voneinander unterscheiden und innerhalb des Niveaubereichs des Videosignals SP liegen, wie in Fig. 2A gezeigt ist. Die Anzahl der Schwellenniveaus und das Intervall (Niveauunterschied) zwischen benachbarten Schwellenwerten sind nicht auf eine spezielle Anzahl und einen speziellen Wert beschränkt, sondern können in gewünschter Weise gewählt werden.In Fig. 2A, SP denotes a video signal from an image sensor, such as a television camera, which picks up an object or goods that are to be recognized or inspected, examined or checked. In this case, the video signal SP corresponds to a horizontal scanning interval of the television camera. A plurality of threshold levels are set, namely five threshold levels a, b, c, d and e in the illustrated example, these threshold levels are set so that they differ from one another and lie within the level range of the video signal SP , as in FIG Figure 2A is shown. The number of threshold levels and the interval (level difference) between adjacent threshold values are not limited to a specific number and a specific value, but can be selected as desired.

Wenn die Teile des Videosignals SP, welche die jeweiligen Schwellenniveaus α bis e schneiden, extrahiert werden, werden Torsignale au bu c>, d, und ex der Art erhalten, wie in Fig. 2C gezeigt ist.When the parts of the video signal SP which intersect the respective threshold levels α to e are extracted, gate signals a u b u c>, d, and e x of the type shown in Fig. 2C are obtained.

Wenn eine Taktimpulsreihe SC mit einer konstanten Frequenz, wie sie in Fig. 2B dargestellt ist, und die Torsignale α, bis e,, die in Fig. 2C gezeigt sind, jeweils gemeinsam auf die Eingänge eines UND-Tors gegeben werden, dann werden die Taktimpulsreihen a2, b2j C2, d2 und e2 der in Fig. 2D gezeigten Art erhalten.If a clock pulse train SC with a constant frequency, as shown in Fig. 2B, and the gate signals α, to e, shown in Fig. 2C are each given together to the inputs of an AND gate, then the Clock pulse trains a 2 , b 2j C 2 , d 2 and e 2 of the type shown in Fig. 2D are obtained.

Die Anzahl von Taktimpulsen SC in jeder der Taktimpulsreihen a2 bis e2 wird gezählt, um eine Zahlenreihe aus den Anzahlen der Taktimpulse SC in den jeweiligen Taktimpulsreihen a2 bis e2 zu bilden, und die Zahlenreihe wird dazu verwendet, ein Muster oder ein Merkmal bzw. eine Eigenschaft des Videosignals SP und daher des Objekts, welches dem Videosignal SP entspricht, zu repräsentieren.The number of clock pulses SC in each of the clock pulse series a 2 to e 2 is counted to form a series of numbers from the numbers of the clock pulses SC in the respective clock pulse series a 2 to e 2 , and the series of numbers is used to create a pattern or feature or to represent a property of the video signal SP and therefore of the object which corresponds to the video signal SP.

Wenn die Schwellenniveaus auf α bis e eingestellt werden und die Frequenz der Taktimpulsreihe SC konstant gewählt ist, wie in Fig. 2 gezeigt isi, werden die Anzahlen der Taktimpulse in den jeweiligen Taktimpulsreihen a2 bis e2 jeweils 4 + 3 = 7, 14, 3 + 17 = 20, 2 + 22 = 24 und 34. Daher wird die Zahlenreihe, die dem in Fig. 2A gezeigten Videosignal Sf entspricht und dieses Videosignal repräsentiert, in der folgenden Form ausgedrückt: {7, 14, 20, 24, 34}.If the threshold levels are set to α to e and the frequency of the clock pulse series SC is chosen to be constant, as shown in Fig. 2, the numbers of the clock pulses in the respective clock pulse series a 2 to e 2 become 4 + 3 = 7, 14, 3 + 17 = 20, 2 + 22 = 24 and 34. Therefore, the series of numbers corresponding to the video signal Sf shown in Fig. 2A and representing this video signal is expressed in the following form: {7, 14, 20, 24, 34 }.

Wenn sich Objekte oder Artikel, Gegenstände,If objects or articles, objects,

Waren oder dgl., die von einer Fernsehkamera aufgenommen worden sind, voneinander unterscheiden, sind die Videosignale, die von der Fernsehkamera herkommen, entsprechend unterschiedlich. Das bedeutet, daß dann, wenn Videosignale, die unterschiedlichen Artikeln (dieser Begriff wird zusammenfassend für die Begriffe Gegenstände, Waren, Artikel oder dgl. verwendet) oder Objekten entsprechen, durch das vorstehende Verfahren verarbeitet werden, um jeweilige Zahlenreihen zu erzeugen, die jeweiligen Objekte oder Artikel durch eine jeweils eigene Zahlenreihe repräsentiert werden. Obwohl an sich anzunehmen wäre, daß die Zahlenreihen, die durch die vorstehend erläuterte Verarbeitung der Videosignale erhalten werden, entsprechend den Objekten oder Artikeln unterschiedlich sind, gibt es eine Reihe von Fällen, in denen unterschiedliche Videosignale von unterschiedlichen Artikeln oder Objekten zu den gleichen Zahlenreihen führen, was Fehlentscheidungen bei der Mustererkennung zur Folge hat. Ein solcher Fall sei nachstehend erläutert. Goods or the like recorded by a television camera are different from each other the video signals coming from the TV camera differ accordingly. It means that then, when video signals, the different articles (this term is used collectively for the Terms objects, goods, articles or the like used) or objects correspond by the above Processes are processed in order to generate respective series of numbers, the respective objects or Articles are represented by their own series of numbers. Although it would have to be assumed that the series of numbers obtained by processing the video signals as explained above correspond accordingly the objects or articles are different, there are a number of cases in which different Video signals from different articles or objects lead to the same series of numbers, which leads to wrong decisions in pattern recognition. Such a case is explained below.

Das Videosignal SP' in Fig. 2A unterscheidet sich vom Videosignal SP in der Weise, wie durch die zugeordneten gestrichelten Linien in Fig. 2A angedeutet ist, d. h. es hat in dem Bereich der gestrichelten Linien einen anderen Verlauf als das Videosignal SP und hat in den übrigen Bereichen, in denen keine gestrichelten Linien vorhanden sind, den gleichen Verlauf wie das Videosignal SP. Aufgrund der dargestellten Unterschiedlichkeit der Videosignale SP und SP' ist das Intervall, in dem das jeweilige Videosignal das Schwellenniveau e schneidet, bei den Videosignalen SP und SP' unterschiedlich. Das bedeutet, daß das Videosignal SP' das Schwellenniveau e in seinem Anstiegsteil eher kreuzt als das Videosignal SP, und zwar um die Zeitdauer Tl; und in ähnlicher Weise kreuzt das Videosignal SP' im abfallenden Teil das Schwellenniveau e eher als das Videosignal SP, und zwar um die gleiche Zeitdauer Tl. Infolgedessen wird in diesem Falle, wie in Fig. 2C durch die entsprechenden gestrichelten Linien angedeutet ist, die Länge (Zeitdauer) des aus dem Videosignal SP' erhaltenen Torsignals e, gegenüber der Länge des aus dem Videosignal SP erhaltenen Torsignals et nicht verändert, denn der Anteil der Länge, die dem Torsignal et in Fig. 2C links hinzugefügt wird, wird rechts von ihm weggenommen, so daß dadurch die Gesamtlänge des Torsignals et unverändert bleibt. Als Ergebnis dieser Verhältnisse ist, wie in Fig. 2D durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, die Anzahl von Taktimpulsen, die in der Taktimpulsreihe e2 enthalten sind, beim Videosignal SP' gegenüber dem Videosignal SP unverändert geblieben, und infolgedessen ist die Zahlenreihe, welche das Videosignal SP' repräsentiert, die gleiche wie die Zahlenreihe, welche das Videosignal SP repräsentiert. Auf diese Weise wird, obwohl sich das Videosignal SP' von dem Videosignal SP unterscheidet, die Entscheidung getroffen, daß beide Videosignale gleich sind, was bedeutet, daß der Artikel oder das Objekt, der bzw. das dem Videosignal SP' entspricht und sich von dem Artikel oder Objekt unterscheidet, der bzw. das dem Videosignal SP entspricht, fehlerhafterweise als gleich mit letzterem erkannt wird.The video signal SP ' in Fig. 2A differs from the video signal SP in the way, as is indicated by the associated dashed lines in Fig. 2A, ie it has a different course in the area of the dashed lines than the video signal SP and has in the remaining areas in which there are no dashed lines have the same course as the video signal SP. Due to the illustrated difference between the video signals SP and SP ' , the interval in which the respective video signal intersects the threshold level e is different for the video signals SP and SP'. This means that the video signal SP ' crosses the threshold level e in its rising part sooner than the video signal SP, namely by the time period T1; and in a similar manner the video signal SP ' in the descending part crosses the threshold level e sooner than the video signal SP by the same time period Tl. As a result, in this case, as indicated in Fig. 2C by the corresponding dashed lines, the length (Time duration) of the gate signal e obtained from the video signal SP 'is not changed in relation to the length of the gate signal e t obtained from the video signal SP , because the portion of the length which is added to the gate signal e t on the left in FIG. 2C is to the right of taken away from him, so that the total length of the gate signal e t remains unchanged. As a result of these relationships, as indicated by the dashed lines in Fig. 2D, the number of clock pulses contained in the clock pulse series e 2 in the video signal SP ' remains unchanged from the video signal SP , and as a result, the series of numbers is which represents the video signal SP ' , the same as the series of numbers representing the video signal SP. In this way, although the video signal SP 'is different from the video signal SP , a decision is made that both video signals are the same, which means that the article or object corresponding to the video signal SP' is different from that Differentiates article or object which corresponds to the video signal SP is erroneously recognized as being the same as the latter.

Um einen solchen Fehler zu vermeiden, wird eine Taktimpulsreihe SC benutzt, die frequenzmoduliert ist, also keine konstante Frequenz hat. Die Anzahl von frequenzmodulierten Taktimpulsen ist in einem Zeiteinheitsintervall nicht die gleiche, sondern sie verändert sich im Verlauf der Zeit. Daher unterscheidet sich die Anzahl von frequenzmodulierten Taktimpulsen im ersten Zeitintervall 71 von derjenigen in dem späteren Zeitintervall 71 (siehe Fig. 2A), das in seiner Zeitdauer gleich dem ersten Zeitintervall Tl ist. Infolgedessen wird die Zahlenreihe, die durch Zählen der frequenzmodulierten Taktimpulse erzeugt wird und das Videosignal SP' repräsentiert, unterschiedlich von der Zahlenreihe, die das Videosignal SP repräsentiert. Daher kann die obige fehlerhafte Erkennung durch Verwenden der frequenzmodulierten Taktimpulsreihe vermieden werden.To avoid such an error, a clock pulse series SC is used, which is frequency-modulated, that is, does not have a constant frequency. The number of frequency-modulated clock pulses is not the same in a unit time interval, but changes over time. The number of frequency-modulated clock pulses in the first time interval 71 therefore differs from that in the later time interval 71 (see FIG. 2A), the duration of which is equal to the first time interval T1 . As a result, the series of numbers generated by counting the frequency-modulated clock pulses and representing the video signal SP ' becomes different from the series of numbers representing the video signal SP . Therefore, the above erroneous detection can be avoided by using the frequency-modulated clock pulse train.

Es ist aufgrund der vorstehenden Erläuterung ohne weiteres erkennbar, daß die Anwendung einer frequenzmodulierten Taktimpiilsreihe die gleiche Wirkung für die anderen Schwellenniveaus hat.It is readily apparent from the above explanation that the use of a frequency-modulated Clock pulse series has the same effect for the other threshold levels.

Als nächstes sei ein Ausführungsbeispiel einer Musterinformationsverarbeitungseinrichtung anhand der Fig. 3 näher beschrieben, die das obige Verfahren ausführt.Next, let us refer to an embodiment of a pattern information processing device 3, which carries out the above method.

In Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen 7"ein Bildsensor bezeichnet, der beispielsweise eine Fernsehkamera sein kann. Wenn zum Beispiel ein Referenzartikel oder -objekt (nicht gezeigt) von dem Bildsensor T aufgenommen wird, dann erzeugt dieser ein Referenzvideosignal der Art, wie es bei SP in Fig. 2A gezeigt ist. Das Videosignal SP vom Bildserisor T wird über einen Verstärker 1, beispielsweise einen Operationsverstärker, einem Tiefpaßfilter 2 eingegeben, das dazu dient, unerwünschte Rauschkomponenten, die in dem verstärkten Videosignal SP vorhanden sind, zu entfernen und ein Videosignal SP1 zu erzeugen. Das am Ausgang des Tiefpaßfilters 2 erhaltene Videosignal SP, wird an den Eingangsanschluß an jedem der als Einrichtung zum Unterteilen bzw. Aufteilen des Videosignals vorgesehenen Niveaukomparatoren 3,, 32, 33 . . . 3„ angelegt. Gleichzeitig wird die Spannung B einer Bezugsspannungsquelle an Potentiometer P1, P2, P3 ... Pn angelegt, die eine Einrichtung zum Erzeugen von Schwellenniveaus THj, TH2, TH3 . . . THn bilden. Diese voneinander unterschiedlichen Schwellenniveaus sind so gewählt, daß sie jeweils innerhalb des Niveaubereichs des Videosignals SP1 vom Tiefpaßfilter 2 liegen. Die Schwellenniveaus TH1 bis THn (die beispielsweise den in Fig. 2 A gezeigten Schwellenniveaus α bis e entsprechen) werden jeweils an die anderen Eingangsanschlüsse der Niveaukomparatoren 3] bis 3„ angelegt. Daher erzeugen die jeweiligen Niveaukomparatoren 3, bis 3„ Ausgangssignale während der Zeitintervalle, während deren das Videosignal SP1 von dem Tiefpaßfilter 2In Fig. 3, reference numeral 7 ", an image sensor referred to, which may for example be a television camera. For example, if a reference item or object (not shown) is received by the image sensor T, then this generates a reference video signal of the way it at SP in Fig. 2A The video signal SP from the image sensor T is inputted through an amplifier 1 such as an operational amplifier to a low-pass filter 2 which serves to remove undesirable noise components present in the amplified video signal SP and a Video signal SP 1. The video signal SP obtained at the output of the low-pass filter 2 is applied to the input terminal of each of the level comparators 3 1, 3 2 , 3 3 ... 3 "" provided as a means for dividing the video signal the voltage B of a reference voltage source is applied to potentiometers P 1 , P 2 , P 3 ... P n , which is a device for generating thresholds levels THj, TH 2 , TH 3 . . . Form TH n . These mutually different threshold levels are selected so that they are each within the level range of the video signal SP 1 from the low-pass filter 2. The threshold levels TH 1 to TH n (which correspond, for example, to the threshold levels α to e shown in FIG. 2A) are applied to the other input terminals of the level comparators 3] to 3 ", respectively. Therefore, the respective level comparators 3, 3 to 3 "generate output signals during the time intervals during which the video signal SP 1 from the low-pass filter 2

so die jeweiligen Schwellenniveaus TH1 bis THn, die durch die jeweiligen Potentiometer P1 bis Pn eingestellt worden sind, überschreitet. Die Ausgangssignale von den Niveaukomparatoren 3] bis 3„ werden über Schmitt-Triggerschaltungen 4,, 42, 43 ... 4„, welche den Anstiegsteil der Wellenform formen und Torsignale erzeugen, die beispielsweise den in Fig. 2C gezeigten Torsignalen ax bis e, entsprechen, auf den einen Eingangsanschluß von UND-Schaltungen 6U 62, 63 . . . 6„ gegeben, die eine UND-Toreinrichtung bilden und auf deren andere Eingangsanschlüsse eine frequenzmodulierte Taktimpulsreihe gegeben wird. Die frequenzmodulierte Taktimpulsreihe SC, die in Fig. 2B nur schematisch dargestellt ist, d. h. ohne daß die Frequenzmodulation in der Darstellung zum Ausdruck kommt, wird mittels einer Einrichtung 5 zum Erzeugen eines Taktimpulssignals bzw. einer Taktimpulsreihe erzeugt, die von einer Einrichtung 9 zum Frequenzmodulieren des Taktimpulssignals gesteuert wird. Infolgedessen gebenso the respective threshold levels TH 1 to TH n , which have been set by the respective potentiometers P 1 to P n , exceeds. The output signals from the level comparators 3] to 3 "are sent via Schmitt trigger circuits 4", 42, 43 ... 4 ", which form the rising part of the waveform and generate gate signals which, for example, correspond to the gate signals a x to e shown in FIG. 2C , correspond to one input terminal of AND circuits 6 U 6 2 , 6 3 . . . 6 ″, which form an AND gate device and whose other input connections are given a frequency-modulated clock pulse series. The frequency-modulated clock pulse series SC, which is shown only schematically in Fig. 2B, that is, without the frequency modulation being expressed in the illustration, is generated by means of a device 5 for generating a clock pulse signal or a clock pulse series, which is generated by a device 9 for frequency modulating the Clock pulse signal is controlled. As a result, give

die UND-Schaltungen 6, bis 6„ Taktimpulsreihen ab, die zum Beispiel den Taktimpulsreihen a2 bis e2 entsprechen, welche in Fig. 2D gezeigt sind. Diese Taktimpulsreihen von den UND-Schaltungen 6, bis 6, werden jeweils auf Zähler 7|, 72, 7, ... 7„ gegeben, die eine Einrichtung zum Zählen der Taktimpulssignale der Taktimpulsreihen a2 bis e2 bilden. Die von den Zählern 7, bis 7„ hervorgebrachten Zählergebnisse werde einem Rechner 8 eingegeben, der dann eine Referenzmusterinformation, d. h. Referenzzahlenreihen, erzeugt und diese speichert.the AND circuits 6, to 6 ″ clock pulse series which correspond, for example, to the clock pulse series a 2 to e 2 , which are shown in FIG. 2D. These clock pulse series from the AND circuits 6, to 6, are each given to counters 7 |, 7 2 , 7, ... 7 ", which form a device for counting the clock pulse signals of the clock pulse series a 2 to e 2 . The counting results produced by the counters 7 to 7 ″ are input to a computer 8, which then generates reference pattern information, ie reference number series, and stores it.

Dann wird ein Objekt, das untersucht, geprüft, inspiziert oder erkannt werden soll, von dem Bildsensor T aufgenommen, und das Videosignal, das letzterer an seinem Ausgang liefert, wird in gleichartiger Weise wie oben dargelegt, verarbeitet, so daß eine Zahlenreihe, die sein Muster repräsentiert, erzeugt wird, und diese Zahlenreihe des zu inspizierenden, zu prüfenden, zu untersuchenden oder zu erkennenden Objekts wird mit der Referenzzahlenreihe im Rechner 8 verglichen, um zu entscheiden, ob das Objekt dem Referenzartikel bzw. -objekt entspricht. Infolgedessen kann das Objekt mit der beschriebenen Musterinformationsverarbeitungseinrichtung, die das oben erläuterte Musterinformationsverarbeitungsverfahren korrekt ausführt, genau inspiziert, untersucht, geprüft oder erkannt werden.Then an object to be examined, checked, inspected or recognized is picked up by the image sensor T , and the video signal which the latter supplies at its output is processed in a similar manner to that set out above, so that a series of numbers can be Pattern represents, is generated, and this series of numbers of the object to be inspected, checked, examined or recognized is compared with the series of reference numbers in the computer 8 in order to decide whether the object corresponds to the reference article or object. As a result, the object can be precisely inspected, examined, checked or recognized with the described pattern information processing device which correctly executes the pattern information processing method explained above.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß das beschriebene Musterinformationsverarbeitungsverfahren nicht nur zu einer Mustererkennung schlechthin, sondern auch dazu benutzt werden kann, zu prüfen, ob ein Objekt oder Artikel gut ist oder nicht, ob ein Fehler oder Mangel, beispielsweise ein Sprung, ein Riß, eine Blase oder dgl., in Waren vorhanden ist oder nicht, sowie zur Feststellung der Form eines Objekts und zur Messung einer Fläche, eines Bereichs oder dgl. eines Objekts. In einem solchen Falle werden die Anzahl und die Größen der Schwellenniveaus entsprechend dem zu untersuchenden, zu prüfenden oder zu inspizierenden Artikel verändert, damit man die erforderlichen Zahlenreihen erhält, die dazu geeignet sind, den gewünschten Zweck zu erreichen.It is readily apparent that the pattern information processing method described is not only applicable to a pattern recognition par excellence, but can also be used to check whether an object or Item is good or not, whether a flaw or deficiency, for example a crack, a tear, a bubble or the like., is or is not present in goods, as well as for determining the shape of an object and for measuring a Area, area or the like of an object. In such a case, the numbers and sizes the threshold levels according to the item to be examined, tested or inspected changed so that one gets the required series of numbers that are appropriate to the desired purpose to reach.

Mit diesem Musterinformationsverarbeitungsverfahren, wie es oben erläutert worden ist, können die Artikel selbst dann, wenn sie in ihrem Muster, Verlauf oder dgl. kompliziert sind, erkannt oder genau untersucht, geprüft oder inspiziert werden, da, wie bereits erwähnt, die Anzahl usw. der Schwellenniveaus entsprechend den Mustern von Artikeln, die erkannt oder geprüft werden sollen, verändert werden kann, um entsprechende musterrepräsentierende Zahlenreihen zu erhalten. With this pattern information processing method as explained above, the articles even if they are complicated in their pattern, course or the like, recognized or carefully examined, be checked or inspected, since, as already mentioned, the number etc. of the threshold levels accordingly the patterns of articles that are to be recognized or checked can be changed to the corresponding to get series of numbers representing patterns.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

5555

6060

6565

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Musterinformationsverarbeitungsverfahren, das folgende Verfahrensschritte umfaßt:1. Pattern information processing method that includes the following process steps: a) Aufnehmen eines Objekts mittels eines Bildsensors zum Erzeugen eines Videosignals, das dem Objekt entspricht;a) Recording an object by means of an image sensor to generate a video signal corresponding to the Object corresponds to; b) Auf- bzw. Unterteilen des Videosignals (SP, SP') to mittels einer Mehrzahl von Schwellenniveaus (a-e; TH1-THn), die unterschiedlich voneinander sind;b) dividing the video signal (SP, SP ') to by means of a plurality of threshold levels (ae; TH 1 -TH n ) which are different from one another; c) Torsteuern von Taktimpulsreihen (SC) mit den unterteilten bzw. aufgeteilten Videosignalen zum Erzeugen von Taktimpulsreihen (az-e2), we'cne der Mehrzahl von Schwellenniveaus (a-e; THx-THn) entsprechen; undc) gating clock pulse trains (SC) with the subdivided or divided video signals to generate clock pulse trains (az-e 2 ), we ' cne correspond to the plurality of threshold levels (ae; TH x -TH n ) ; and d) Zählen der Taktimpulsreihen (a-z-e-i) zum Erzeugen einer Zahlenreihe, welche ein Muster des aufgenommenen Objekts repräsentiert;d) counting the clock pulse series (azei) to generate a series of numbers which represents a pattern of the recorded object;
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3701335A1 (en) * 1987-01-19 1988-07-28 Buehler Miag Gmbh Method and device for optical separation

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