JP2000322574A

JP2000322574A - 画像認識装置

Info

Publication number: JP2000322574A
Application number: JP11128045A
Authority: JP
Inventors: Yoritsugu Hiraishi; 順嗣平石; Keitaro Taniguchi; 桂太郎谷口; Takashi Kakiuchi; 崇垣内
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1999-05-10
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】検出対象の特定パターンと、白抜きパターン
のいずれであっても認識・検出することができる画像認
識装置を提供すること【解決手段】ＲＧＢ信号が２値化処理部１０に与えら
れ、色抽出ブロック１７にて検出対象のマークを構成す
る色を抽出した２値画像を生成し、記憶装置１１に格納
する。マーク検出部１２を用いて格納されたデータ中の
マーク存在位置を検出し、画像切出部１３でマークの領
域を抽出するとともに特徴量を求め、マッチング部１４
でその特徴量と基準パターンとを比較して適合度を求め
る。この時、マークの色がなく、白抜き画像となってい
たとしても無色抽出ブロック１８にてマークを構成する
画素が抽出されて２値画像が生成され、記憶装置１１に
格納されるので、正規のマークと同様の認識処理によ
り、特定のマークありと認識できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像認識装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＦＡシステムにおいて搬送ライ
ン上を流れるワークの適否や種類をチェックする場合
に、ワーク表面に印刷などしたマーク（パターン）を見
て判断する手法がとられる。そして、係る判断をするた
めに画像認識方法を利用することがある。

【０００３】よく知られているように、認識判定（パタ
ーンマッチング）する際の手法の１つとして、基準とな
る認識パターン（テンプレート）と、認識対象の画像
（対象物）との間でのテンプレート間距離や相互相関を
用いて評価するようになっている。したがって、上記し
たＦＡに適用する場合、ワーク表面に印刷するマークと
同一のマーク（パターン）を基準となる認識パターンと
して記憶保持する。そして、搬送ライン上を流れるワー
クをカメラで撮像し、得られた画像データに対して認識
パターンとのマッチングを行い、一致するか否かを判断
する。これにより、ワークの種類を特定することがで
き、そのワークの種類に応じた所望の処理を実行するこ
とができる。

【０００４】また、物流センタ・倉庫等における物品
（搬送物）の仕分け処理をするに際し、搬送物にあるマ
ークを印刷等したタグを取りつけたり、マークが印刷さ
れたシールを貼り付けたりしておき、そのマークを画像
認識処理で検出することにより、配送先等を認識し、自
動仕分け処理をするシステムに適用することが考えられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば、搬送途中の物
品に対して直接印刷したり、或いは所定のマークを印刷
して製造したシールやタグを物品に取りつけるようにし
た場合に、たまたまインク切れなどでマークに所定の色
が付かないことが予想できる。そして、カラー印刷の場
合には、複数の色のインクが用意されているが、すべて
の色のインクが同時になくなることはまれで、そのうち
の一部のインクが切れることが多い。その場合に、所定
の色を印刷する部分に色が付着せず、他の部分は所望の
色が印刷されることがある。つまり、マーク部分の一部
または全部が白抜きで印刷されてしまうことがある。

【０００６】係る場合、認識処理は、大きさの同一性と
ともに色彩も重要な要素の１つとなる。よって、仮に形
状は同じであっても、寸法が異なっている場合には、認
識パターンではないと認識されてしまう。したがって、
上記のようにインク切れなどにより白抜きとなったマー
クが付された物品に対する正常な処理ができなくなり、
人手による仕分けや種類の認識等をする必要があり、か
えって処理が煩雑となる。

【０００７】一方、形状認識のみとする考えもあるが、
そのようにすると、本来排除すべきものまで検出対象物
のマークと誤認識するおそれが高くなるので、好ましく
ない。したがって、従来は認識できなかったり、シール
を貼り付ける場合はその色が印刷されなかったシールは
不良品として廃棄するしかなかった。

【０００８】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、本来の検出対象の特定パターン（マーク）の色が除
去された白抜きパターンであっても認識・検出すること
ができ、また、係る白抜きパターンと本来の検出対象の
特定パターンを精度良く認識することのできる画像認識
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る画像認識装置では、与えられた画
像に対し、白抜き部分を抽出する抽出手段（実施の形態
では、「２値化処理部１０、特に無色抽出ブロック１
８」に対応）と、前記抽出手段で抽出された白抜き部分
で構成されるパターンと、検出対象の正規の特定パター
ンから所定の色部分が除去された白抜きパターンとの適
合度を求める認識手段とを備え、与えられた画像データ
中に存在する前記白抜き特定パターンを検出可能に構成
した（請求項１）。

【００１０】本発明によれば、画像データ中に存在する
白抜きパターンを、検出することができる。よって、例
えばインク切れなどにより白抜きが発生した場合、白抜
きパターンを検出することにより、他のものと仕分けを
することができる。よって、その後、その白抜きの部分
に正規の色を着色することにより、正常なマークとする
ことができる。

【００１１】また、与えられた画像に対し、前記正規の
特定パターンの存在を認識する機能をさらに備えると良
い（請求項１）。係る構成を採ることにより、正規の特
定パターンはもちろん、白抜きパターンも確実に検出す
ることができる。

【００１２】さらにまた、与えられた画像に対し、白抜
き部分を抽出する第１抽出手段（実施の形態では、「無
色抽出ブロック１８」に対応）と、検出対象の正規の特
定パターンを構成する色部分を抽出する第２抽出手段
（実施の形態では、「色抽出ブロック１７」に対応）
と、前記第１，２抽出手段の出力の合成画像データ（実
施の形態では、「オア素子１９の出力画像」に対応）
と、前記特定パターンに基づく辞書データの適合度を求
める適合度算出手段を備え、与えられた画像データ中
に、正規の特定パターン或いはその特定パターンの少な
くとも一部の色部分が除去された白抜きパターンを検出
可能とするようにしてもよい（請求項３）。

【００１３】このように構成すると、第１，第２抽出手
段で抽出された各画像データを合成し、その合成データ
に対して各種の処理を行うので、共通の辞書・適合度算
出手段を用いて認識アルゴリズムを用いて認識処理がで
きる。つまり、部品点数が削減できる。さらに、合成す
るので、特定パターンの全体が白抜きパターンになって
いるものはもちろんのこと、特定パターンの一部が白抜
きになっているパターンも簡単に検出できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る画像認識装
置が適用されるシステムの一例を示している。同図に示
すように、本システムは搬送ライン１上を搬送される物
品２の仕分けを自動的に行うものである。つまり、搬送
ライン１はその途中で第１搬送ライン１ａと第２搬送ラ
イン１ｂに分岐されており、その分岐地点に進路切り替
えレバー３が下流側を支点として正逆回転可能に配置さ
れている。

【００１５】これにより、進路切り替えレバー３が図中
実線で示す位置に有るときには、物品２は搬送ライン１
から直進して第１搬送ライン１ａに進む。また、進路切
り替えレバー３が図中二点鎖線で示す位置に有るときに
は、物品２は搬送ライン１から進路が曲げられ、第２搬
送ライン１ｂに進む。

【００１６】そして、この進路切り替えレバー３の切り
替え操作は、物品２より具体的には物品２に形成された
マークＭを認識し、その認識結果に応じて行われる。つ
まり、搬送ライン１の外側に設置された撮像装置（ＩＴ
Ｖカメラ等）で物品２の側面を撮像し、得られた画像デ
ータを画像認識装置５に送り、そこにおいて認識処理を
し、検出対象のマークＭが存在するか否かを判断するよ
うにしている。そして、このマークＭは、物品２に直接
印刷して形成したり、マークＭを施したシール６や、タ
グを貼り付けるなど各種の方法がとれる。

【００１７】そして、例えば進路切り替えレバー３が、
図中実線で示す位置が基本状態とし、例えば画像認識装
置５が検出対象のマークを検出した場合に、図示省略す
る進路切り替えレバー３を動作させる駆動装置に検出信
号を出力し、同図中二点鎖線で示す位置に回転移動させ
るようにする。これにより、検出対象のマークが付され
た物品２のみが第２搬送ライン１ｂに進むことになり、
仕分けできる。

【００１８】まず画像認識装置５の具体的な内部構造を
説明する前に、検出対象のマークＭに付いて説明する。
図２に示すように、検出対象のマークＭの形状が、図中
黒塗りで示すように、四角形の枠Ｍ１の中にヨットを模
式化した図柄からなるマーク要素Ｍ２とにより構成され
ているとする。そして、係る枠Ｍ１及びマーク要素Ｍ２
が、所定の色（この例では均一）で着色されているもの
とする。また、この枠Ｍ１の内側の１画素及び外側の２
画素は、それ以外の色によってパターンが形成されてい
る。

【００１９】そして、係るマークを認識・検出するため
の画像認識装置５の内部構造としては、図３に示すよう
に構成されている。すなわち、画像認識装置５は、ま
ず、撮像装置４から与えられた画像データ（ＲＧＢ）を
２値化する２値化処理部１０を備えている。この２値化
処理は、単純な濃度のしきい値処理ではなく、所定の色
・色相をもった画素を抽出するようにしている。

【００２０】さらに、その２値化処理部１０で抽出され
た画素からなる画像（２値画像）を格納する記憶装置１
１と、その記憶装置１１に格納された２値画像を読み出
して、その画像中に存在する所定のマークの存在位置を
検出するマーク検出部１２を有している。そしてマーク
検出部１２にて検出されたマーク存在位置に基づいて記
憶装置１１に格納された２値画像の所定領域を切り出す
とともに、次段のマッチング部１４に与える特徴量抽出
手段たる画像切出部１３を有する。さらに、その画像切
出部１３から与えられた画像データに対し、辞書１５に
格納された知識に基づいて所定の認識処理（マッチング
処理）を行うマッチング部１４とを備えている。

【００２１】次に、各部について詳述する。２値化処理
部１０は、検出対象の正規の基準マークを構成する色
（マーク特有色）を抽出する部分に加え、白抜き部分を
抽出する部分を備えている。そして、いずれに該当する
ものも抽出するようになっている。

【００２２】より具体的には、基準マークを構成する特
有の色を抽出する色抽出ブロック１７と、白抜けした部
分を抽出する無色抽出ブロック１８とを並列的に設け、
両ブロック１７，１８に対して画像データ（ＲＧＢデー
タ）を与えるようになっている。このように、並列に配
置された２つの色抽出ブロック１７，１８と、その２つ
の抽出ブロック１７，１８の出力の論理和をとるＯＲ素
子１９とから構成される。

【００２３】色抽出ブロック１７の内部構造は、図４に
示すように、ＲＧＢ用の３つのウインドウコンパレータ
１７ａと、各ウインドウコンパレータ１７ａの出力が与
えられる３入力のＡＮＤ素子１７ｂから構成され、各ウ
インドウコンパレータ１７ａには、Ｒ，Ｇ，Ｂ各信号の
濃度値（８ビット）が与えられる。

【００２４】そして、各ウインドウコンパレータ１７ａ
には、検出する色に応じたＲＧＢ信号の各濃度に対し上
下に所定のマージンをとった上限・下限しきい値が設定
されている。これにより、ＲＧＢ信号のそれぞれに対し
て一定の幅（上限しきい値〜下限しきい値）の範囲内に
存在する濃度を有する画素が抽出される。すなわち、あ
る一定の幅内の濃度をもつ画素があると、すべてのウイ
ンドウコンパレータ１７ａの出力が１となるので、ＡＮ
Ｄ素子１７ｂの出力が１となり、マークを構成する画素
の候補として抽出される。つまり、換言すると、色抽出
ブロック１７からは、Ｒ下限しきい値≦Ｒデータ≦Ｒ上限しきい値Ｇ下限しきい値≦Ｇデータ≦Ｇ上限しきい値Ｂ下限しきい値≦Ｂデータ≦Ｂ上限しきい値のすべての条件を具備する画素が「１」になり、その範
囲外の画素が「０」になるような２値画像が出力され
る。

【００２５】また、無色抽出ブロック１８は、基本的に
は色抽出ブロック１７と同様の構成をとることができる
が、無色を検出するため、ＲＧＢの各下限しきい値は０
となる。よって、図５に示すように、ＲＧＢ用の各コン
パレータ１８ａの条件式が、上限しきい値のみ設定され
たものを用い、それら各コンパレータ１８ａの出力を３
入力のＡＮＤ素子１８ｂに与えるように構成する。そし
て、このように構成された各ウインドウコンパレータ１
８ａには、Ｒ，Ｇ，Ｂ各信号の濃度値（８ビット）が与
えられる。よって、無色抽出ブロック１８からは、Ｒデータ≦Ｒ上限しきい値Ｇデータ≦Ｇ上限しきい値Ｂデータ≦Ｂ上限しきい値のすべての条件を具備する画素が「１」になり、その範
囲外の画素が「０」になるような２値画像が出力され
る。ここでいう各上限しきい値は、上記した色抽出部に
おける上限しきい値とは異なる。

【００２６】なお、無色抽出ブロック１８からは、原画
像中の無色の画素も２値化され、ノイズとして出力され
るが、それらは、次のマーク検出部で形状が異なるため
に抽出されないので問題はない。

【００２７】なお、無色抽出ブロック１８は、白抜き部
分を抽出するのでコンパレータではなく、濃度が０（ほ
ぼ０）の画素を検出するようにしてもよいが、本形態で
は、ノイズに対する耐力を付けるためにパラメータ調整
ができるようにコンパレータで構成している。その場合
でも、特定色をウインドウコンパレータで抽出するより
は小規模で実現できる。なおまた、図４，図５は、ＲＧ
Ｂに対応する構成を示しているが、例えばＹＭＣＫであ
ればコンパレータを各色成分に合わせて４つ持てば良
い。

【００２８】これにより、図２に示すような正常なマー
クが与えられた場合と、図６に示すように白抜きの画像
（何れも多値カラー）が与えられた場合も、オア素子１
９、つまり２値化処理部１０からの出力画像は、図７に
示すように、枠Ｍ１とマーク要素Ｍ２の部分が黒（１）
で、それ以外の部分が白（０）となる２値画像が出力さ
れることになる。

【００２９】そして、このように出力された２値画像
が、記憶装置１１に格納される。記憶装置１１は、全画
像を貯えるのではなく、検索に必要なライン数だけをバ
ッファリングするリングバッファとしている。

【００３０】そして、本形態では、撮像装置４で撮像さ
れ出力される画像データがラスタデータで入力されると
する。すると、特定パターンが、図２のように１６×１
６のエリアで構成されているとすると、最低１６ライン
分のバッファリングがされていれば良い。このバッファ
はリングバッファとなり、次の検索ブロックに使用され
た後、順次上書きされていく。

【００３１】つまり、記憶装置１１であるラインバッフ
ァへの書き込みの様子を示すと、まず図８（ａ），
（ｂ），（ｃ），……のように画像先頭から１ラインず
つ格納されていく。そして、図９のように１５ラインの
格納が完全に完了し、１６ライン目を格納している際
に、同時に１６ライン分を使って検索が行われる。１６
ラインを過ぎると、図１０に示すように使用済みのライ
ンから順に上書きされていく。もちろん、１６ライン以
上のライン数としても良い。

【００３２】マーク検出部１２は、マークの存在位置を
検出するもので、図１１に示すように１６×１６のフリ
ップフロップ群１２ａと、そのフリップフロップ群１２
ａを構成する各フリップフロップのうちの所定のフリッ
プフロップからの出力を受け、その出力が所望のデータ
（１／０）になっているか否かを判断するデコード回路
１２ｂとから構成される。

【００３３】すなわち、記憶装置１１を構成するライン
バッファの各ラインに格納された２値画像データ（１／
０）を対応するフリップフロップの列に、１画素目から
順に先頭のフリップフロップに入力する。そして、各フ
リップフロップは、同時にクロックが与えられ、同期し
て次段のフリップフロップにデータを転送する。これに
より、クロックが１つずつ入力される都度、主走査方向
に１画素ずつ走査したのと同様になり、また、各ライン
の最後の画素データ（１／０）を入力したならば、最初
に戻り１ライン下にずらして先頭から画素データを入力
する。これにより副走査方向に１画素ずらしたのと同等
となる。よって先頭から１６画素分が入力されると、す
べてのフリップフロップにデータが格納され、そのとき
のフリップフロップ群１２ａの出力が、記憶装置１１内
に格納された２値画像データと等価となる。

【００３４】また、デコード回路１２ｂは、画像データ
中にマークＭのうち枠Ｍ１部分が存在しているのを検出
するもので、入力画像に対して図１２に示すようなテン
プレートとのマッチングをとり、一致する場合に検出信
号を出力するようになっている。ここで使用するテンプ
レートは、枠Ｍ１に相当する部分が黒画素で、その内周
及び外周側の１画素分の領域（図中網掛けで示す）が白
画素となる３画素幅の正方形の枠（辺）からなり、その
他の領域に存在する画素については見ないようにしてい
る。つまり、テンプレートの黒で示した部分は、黒画素
を期待するところであり、周囲の網掛け部は、白画素を
期待するところである。

【００３５】よってデコード回路１２ｂは、上記３画素
幅のテンプレート部分に対応するフリップフロップ（１
３２個）の出力を受けるＡＮＤ素子からなり、白画素と
なるべき領域（図１１中網掛け部分）に対応するフリッ
プフロップの出力が与えられる入力端子が反転入力され
るようになっている。これにより、テンプレートに一致
するように黒画素「１」が所定の形にならんでいる場合
はデコード回路１２ｂを構成するアンド素子のすべての
入力が１になり、デコード回路１２ｂの出力は「１」に
なる。そして、いずれか１つの画素の値が違っていても
ＡＮＤ素子への入力は「０」を含むものとなり、デコー
ド回路１２ｂの出力は「０」となる。

【００３６】これにより、例えばある時点でフリップフ
ロップ群１２ａに格納されている２値画像が図１３に示
すようになっているとすると、その画像がテンプレート
と比較され、この図示の例ではテンプレートと一致する
ので、検出信号（一致信号）が出力される。この時、図
１３中右下の画素Ｇの記憶装置１１内の座標（アドレ
ス）も合わせて出力するようにしている。

【００３７】なお、図１３に示した例では、印刷ムラや
検出誤差等により本来「１」となるべきところが「０」
となったり、その逆に「０」となるべきところが「１」
となった具体的な検出結果の例を示している。

【００３８】また、上記の例では、枠Ｍ１と完全一致
し、しかも、枠Ｍ１の内外は白画素である場合に初めて
検出されたようになるが、検出基準を緩やかにしてもも
ちろんよい。例えば、図１４のように白黒白のパターン
Ｐを合わせ、それを周回させた時の一致数の合計ポイン
トを求め、一定以上であれば枠Ｍ１があると判断するよ
うにしてもよい。

【００３９】さらには、実際の画像では、常に正位置に
画像があるとは限らず、図１５のように回転しているこ
ともある。こういったケースに対応するため、検出ブロ
ックは、９０度を均等に割った角度毎、例えば、５度刻
みに１８種類のテンプレートを用意し、各テンプレート
とのマッチングをとるようにすると良い。また、本実施
の形態では、正方形状の特定マークを例にしているので
このような角度毎のテンプレートが必要であるが、円形
の特定パターンであれば、外周検出は１種類のテンプレ
ートで良い。

【００４０】マーク検出部１２において外周が検出され
ると、その検出結果と座標が画像切出部１３と記憶装置
１１に伝達される。画像切出部１３では、検出結果を受
け、出力された座標データを元に２値画像を切り出し、
正規化する。

【００４１】すなわち、検出結果が出た段階では、該当
する２値化データはまだ、記憶装置１１内に存在する
が、そのままでは順次上書きされて消えていく。そこ
で、上書きされる前に必要なエリア部分のデータを取り
込んで、正規化する。ここで、正規化とは、例えば対象
パターンエリアの平均濃度を出したり、配列をならべ直
したりすることである。そして、具体的な構成は、以下
のようになる。

【００４２】画像切出部１３は、図１６に示すように１
２×１２のフリップフロップ群１３ａと、エリア濃度抽
出ブロック１３ｂとから構成される。すなわち、マーク
検出部１２にて四角形の枠Ｍ１が検出された場合に、そ
の枠Ｍ１を含む内側に存在するすべての画素データを切
り出すとともに、それを所定の複数（本例では４個）の
エリア（６×６画素）に分割し、各エリアごとに特徴量
を抽出し、出力するようになっている。

【００４３】そして、本例では抽出する特徴量は、各エ
リアに存在する黒画素の数（濃度）を計数するようにし
ている。そのため、マークＭを構成する画素領域（１２
×１２）に相当する１２×１２のフリップフロップ群１
３ａを用い、マーク検出部１２から出力された座標デー
タに基づいて、記憶装置１１に格納された所定の画素デ
ータが、当該フリップフロップ群１３ａに転送されるよ
うになっている。

【００４４】そして、上記処理を行うために１６×１６
のフリップフロップ群１３ａのうち６×６画素に対応す
る各エリアを構成するフリップフロップの出力を対応す
るエリア濃度算出ブロック１３ｂに与えるようになって
いる。そして、このエリア濃度算出部１３ｂは、対応す
るエリアのフリップフロップの出力が「１」になってい
る数を計数するもので、３６段（エリアを構成するフリ
ップフロップの個数に対応）の並列入力直列出力のシフ
トレジスタＳＲと、そのシフトレジスタＳＲの出力を受
け、「１」の時にカウントアップするカウンタＣとによ
り構成することができる。なお、カウンタＣは、１回の
計測ごとにそのカウント値がリセットされる。

【００４５】これにより、あるタイミングでフリップフ
ロップ群１３ａに格納された２値画像データが、シフト
レジスタＳＲに格納されてラッチされる。次いで、クロ
ックＣＬＫに伴いシフトレジスタＳＲの出力（１／０）
がカウンタＣに入力されるので、クロックＣＬＫが３６
回入力された後のカウンタＣのカウント値が、エリア内
に存在する出力が「１」のフリップフロップの数にな
る。

【００４６】したがって、例えばマーク検出部１２で検
出され座標値Ｇに基づいて切り出された画像が図１７
（枠Ｍ１とマーク要素Ｍ２に対応する部分を切り出す）
に示すようになっているとすると、１２×１２画素の領
域を同図中破線で示す位置で分割して得られる６×６画
素の４つのエリア中に存在する黒画素の数をカウンタＣ
で計数する。

【００４７】これにより、各エリア（エリア１〜エリア
４）の特徴量である濃度は、図１８に示すように、エリ
ア１が「１７」，エリア２が「１３」，エリア３が「２
０」，エリア４が「２２」となる。そして、係る各特徴
量（濃度）が、次段のマッチング部１４に与えられる。

【００４８】なお、図１７の例では、理解を容易にする
ために、４分割しているが、これに限ることはなく、任
意に分割することができる。また、例えば円形のパター
ンであれば、同心円上に輪切りにしたり、扇形に分割す
るなどの方法を用いても良い。

【００４９】マッチング部１４は、画像切出部１３から
与えられた正規化されたデータと辞書１５に格納された
データのマッチングを行うようなっており、具体的には
図１９に示すようになっている。

【００５０】すなわち、本形態では、画像切出部１３に
て各エリアごとの特徴量が出力されるので、その各エリ
アの特徴量（濃度）を対応するファジィ推論ブロック１
４ａ〜１４ｄに与える。ファジィ推論ブロック１４ａ〜
１４ｄは、対応する各辞書１５ａ〜１５ｄに格納された
各エリア用メンバシップ関数を用いてファジィ推論を行
い、各エリアごとの適合度を求める。

【００５１】そして、各ファジィ推論ブロック１４ａ〜
１４ｄの出力を適合度算出ブロック１４ｅに送り、そこ
において各エリアの適合度の平均を求めそれを最終的な
適合度とし、出力するようにしている。

【００５２】つまり、４つのファジィ推論ブロック１４
ａ〜１４ｄと、適合度算出ブロック１４ｅにより、マッ
チング部１４が構成され、辞書１５は、各エリア用の４
つの辞書１５ａ〜１５ｄを備えている。そして、この辞
書１５には、予め登録された複写禁止判定用のマーク
（基準パターン）の各エリア濃度をメンバシップ関数の
形で辞書１５に登録しておくものである。

【００５３】一例を示すと、辞書１５に、各エリアに対
応してそれぞれ図２０（ａ）〜（ｄ）に示すようなメン
バシップ関数が登録されているとする。すると、図１８
に示すように、各エリアの濃度が「１７，１３，２０，
２２」である場合に、各ファジィ推論ブロック１４ａ〜
１４ｄにて適合度を求めると、エリア１の適合度が１．
０，エリア２の適合度が０．８，エリア３の適合度が
１．０，エリア４の適合度が０．９となる。そして、そ
のようにして求めた各エリアの適合度が適合度算出ブロ
ック１４ｅに与えられ、そこで平均が求められ最終的な
適合度は０．９２５となる。

【００５４】なお、この図２０に示したメンバシップ関
数は、撮像した画像中のマークの存在角度が０度の場合
のものであるが、一般にある原稿を複写する場合には、
原稿台に対して原稿を平行においた状態で処理するた
め、その置いた時の原稿の向き（姿勢）は、上下及び左
右の少なくとも一方が反転しているおそれがあり、原稿
の置いた向きによって４通り（０度，９０度，１８０
度，２７０度）ある。

【００５５】そこで、少なくとも係る角度に対応すべ
く、回転したメンバシップ関数も用意し、そのメンバシ
ップ関数とマッチングし適合度を求めるようにする。す
なわち、本例のように、正方形の特定パターンを用いた
場合には、９０度ごとの角度は、マーク検出部において
判明しているので、回転を考慮しても、最大４つの回転
辞書とマッチングを行うことで実現できる。

【００５６】また、円形の特定パターンの場合には、マ
ーク検出部では、回転角が全く不明であるので、正方形
パターンがマーク検出部で行ったように、角度毎にマッ
チングを実施することにより対応できる。

【００５７】そして、上記のようにマッチング部１４に
て適合度を求めたならば、その求めた適合度をそのまま
出力するようにしてもよいし、マッチング部１４にて判
定（マーク検出）を行い、その判定結果を出力するよう
にしても良い。適合度を出力するようにした場合には、
進路切り替えレバー３の駆動装置側で適合度に応じて切
替処理をするか否かの判断をするようになる。

【００５８】なお、上記した実施の形態では、マッチン
グ部１４では、エリア中に存在する画素を求め、その画
素数に基づいて適合度を抽出するようにした（画素数が
特徴量）が、本発明では、マッチングの手法は任意であ
り、画素数以外の特徴量を抽出してもよく、或いは基準
マークとのテンプレートマッチングなどのパターン認識
を行うようにしてもよく、その手法は任意である。

【００５９】また、インク切れなどにより白抜きが発生
した場合、後でその白抜きの部分に正規の色を着色する
ことにより、正常なマークとすることができる。一方、
複数のインクを合成して表現する色の場合に一部のイン
クが切れたとすると、異なる色で着色されてしまい、そ
の後に正規の色に着色し直すのは容易ではない。したが
って、仮に印刷ミスが有った場合でも、白抜きのものが
識別できると便利である。

【００６０】そこで、係る白抜きのもののみを検出し、
搬送経路の切り替え（図１の例では、白抜きのもののみ
第２搬送ライン１ｂに進む）を行う（仕分け）ことが必
要となる。

【００６１】係る処理を行うための画像認識装置として
は、図２１に示すような構造をとることができる。そし
て、この図２１と図３とを比較すると明らかなように、
２値化処理部１０の構造のみ相違し、その他の構成は同
一となっている。つまり、図３に示す実施の形態では、
正常なマークも検出するため、抽出ブロックとしては色
抽出ブロック１７も必要であったが、本形態では、白抜
けマークのみ検出するので、無色抽出ブロック１８のみ
でよくなる。さらに、そのように１つの抽出ブロックと
したため、オア素子１９も不要となった。

【００６２】このように構成すると、画像データとして
白抜きの画像が与えられた場合には、無色抽出ブロック
１８にて所望の２値画像が抽出される。一方、正規のマ
ーク以外の画像データはもちろんのこと、正規のマーク
と同一の画像データが入力されてきたとしても、無色で
はないので、２値化処理部１０から出力される２値画像
データは、正規のマークと異なるパターン形状となる。
つまり、図２に示すような画像データが入力されても、
２値化処理部１０の出力は、図７のようにはならず、図
６のような画像データが与えられた場合に初めて図７の
ような２値画像が出力されるようになる。なお、その他
の構成並びに作用効果は上記した実施の形態と同様であ
るのでその詳細な説明を省略する。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る画像認識装
置では、本来の検出対象の特定パターン（マーク）の色
が除去された白抜きパターンであっても認識・検出する
ことができる。また、請求項２，３のように構成する
と、係る白抜きパターンと本来の検出対象の特異パター
ンを精度良く認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるシステムの一例を示す図で
ある。

【図２】検出対象のマークの一例を示す図である。

【図３】本発明に係る画像認識装置の一実施の形態を示
すブロック図である。

【図４】色抽出ブロックの内部構成の一例を示すブロッ
ク図である。

【図５】無色抽出ブロックの内部構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図６】入力画像の一例を示す図である。

【図７】図２，図６に示す画像データを入力した時の２
値化処理部からの出力画像の一例を示す図である。

【図８】（ａ）は１ライン目を読み込んだ（書き込ん
だ）ときの記憶装置（ラインバッファ）に格納されたデ
ータの一例を示す図である。（ｂ）は２ライン目を読み
込んだときの記憶装置（ラインバッファ）に格納された
データの一例を示す図である。（ｃ）は３ライン目を読
み込んだときの記憶装置（ラインバッファ）に格納され
たデータの一例を示す図である。（ｄ）は４ライン目を
読み込んだときの記憶装置（ラインバッファ）に格納さ
れたデータの一例を示す図である。（ｅ）は５ライン目
を読み込んだときの記憶装置（ラインバッファ）に格納
されたデータの一例を示す図である。

【図９】１５ライン目を読み込み、１６ライン目を書き
込み中の記憶装置（ラインバッファ）に格納されたデー
タの一例を示す図である。

【図１０】１８ライン目を読み込み、１９ライン目を書
き込み中の記憶装置（ラインバッファ）に格納されたデ
ータの一例を示す図である。

【図１１】マーク検出部の内部構成の一例を示す図であ
る。

【図１２】マーク検出部で用いられるテンプレートを示
す図である。

【図１３】マーク検出部に入力する画像データの一例を
示す図である。

【図１４】マークを構成する枠を検出するアルゴリズム
を説明する図である。

【図１５】斜めに画像データが入力された場合を示す図
である。

【図１６】画像切出部の内部構成の一例を示す図であ
る。

【図１７】画像切出部の作用を説明する図である。

【図１８】画像切出部の作用を説明する図である。

【図１９】マッチング部の内部構成の一例を示す図であ
る。

【図２０】マッチング部で使用するメンバシップ関数の
一例を示す図である。

【図２１】本発明に係る画像認識装置の別の実施の形態
を示すブロック図である。

【符号の説明】

５画像認識装置１０２値化処理部１１記憶装置１２マーク検出部１３画像切出部（特徴量抽出手段）１４マッチング部１５辞書

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者垣内崇京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内Ｆターム(参考） 5B057 AA02 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB06 CB12 CB16 CC03 CE08 CE12 DA12 DB02 DB06 DB08 DC33 5L096 AA02 AA06 BA03 CA02 DA02 FA19 FA46 GA23 GA38 HA07 JA04 JA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】与えられた画像に対し、白抜き部分を抽
出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出された白抜き部分で構成されるパタ
ーンと、検出対象の正規の特定パターンから所定の色部
分が除去された白抜きパターンとの適合度を求める認識
手段とを備え、与えられた画像データ中に存在する前記白抜き特定パタ
ーンを検出可能とすることを特徴とする画像認識装置。
【請求項２】与えられた画像に対し、前記正規の特定
パターンの存在を認識する機能を備えたことを特徴とす
る請求項１に記載の画像認識装置。
【請求項３】与えられた画像に対し、白抜き部分を抽
出する第１抽出手段（２値化処理部）と、検出対象の正規の特定パターンを構成する色部分を抽出
する第２抽出手段と、前記第１，２抽出手段の出力の合成画像データと、前記
特定パターンに基づく辞書データの適合度を求める手段
を備え、与えられた画像データ中に、正規の特定パターン或いは
その特定パターンの少なくとも一部の色部分が除去され
た白抜きパターンを検出可能とすることを特徴とする画
像認識装置。