JP2002109551A - 図形検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的に図形を検出できる図形検出回路を提
供する。 【解決手段】 ライン毎に入力される画像データから目
的の図形を検出するための図形検出回路である。この図
形検出回路は、図形の特徴を検出する特徴検出回路と、
検出された図形の特徴を記憶する特徴記憶回路と、検出
された図形の特徴を判定する特徴判定回路とを有する。
そして、特徴検出回路で検出された図形の特徴は特徴記
憶回路に記憶された後、特徴判定回路に送られて特徴が
判定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、媒体上又は基材上
に形成されている特定の図形を抽出するための図形検出
回路に関する。具体的に、ウェハー上に形成されている
位置合わせ用の図形を認識するための装置、シートなど
に印字された文字・図形等を認識するための光学式文字
認識装置（ＯＣＲ）、自動車のナンバープレートに表示
されている番号を認識するための装置などに組み込むこ
とができ、これらの媒体又は基材（すなわち、ウェハ
ー、シート、ナンバープレート）に形成されている文字
や数字等の図形を取り出す回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】媒体又は基材に形成されている特定の図
形（以下、「特定図形」という。）を抽出する場合、該
図形の撮像イメージをライン走査し、この特定図形に固
有の特徴データを検出しなければならない。この場合、
特徴データが検出される度に該特徴データが特定図形の
ものか否かを判定する判定手法（逐次判定処理）が考え
られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、逐次判定処理
の場合、特徴データが検出されるまで特徴判定回路は待
機しなければならず、処理時間を有効に活用できない。
また、複数の特徴データが同時に又は連続して検出され
た場合、判定処理が他の処理に間に合わず、この問題を
解消するためには多数の特徴判定回路を用意しなければ
ならないという別の問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、ライ
ン毎に入力される画像データから目的の図形を検出する
ための図形検出回路であって、図形の特徴を検出する特
徴検出回路と、検出された図形の特徴を記憶する特徴記
憶回路と、検出された図形の特徴を判定する特徴判定回
路とを有し、特徴検出回路で検出された図形の特徴は特
徴記憶回路に記憶された後、特徴判定回路に送られて特
徴が判定されることを特徴とする。

【０００５】本発明の他の形態は、特徴記憶回路が、図
形検出に必要な図形特徴ごとに記憶装置を複数有するこ
とを特徴とする。

【０００６】本発明の他の形態は、特徴記憶回路の複数
の記憶装置が、図形の開始ラインに対応したデータを記
憶する第１の記憶装置と、図形の左右の端部に対応した
データを記憶する第２の記憶装置とを有することを特徴
とする。

【０００７】本発明の他の形態は、特徴判定回路が、図
形の左右端予測データを記憶した検出用辞書と、第１の
記憶装置に記憶されたデータと検出用辞書に記憶された
左右端予測データをもとに図形の左右端の予測位置を算
出する左右端予測算出回路と、図形の左右端の予測位置
に図形の左右の端部に対応したデータが存在するか否か
を判定する左右端判定回路と、左右端判定回路の判定結
果を処理する判定結果処理回路と、検出中の図形データ
を記憶する第３の記憶装置と、検出が完了した図形デー
タを記憶する第４の記憶装置とを有し、前記左右端判定
回路が複数設けてあることを特徴とする。

【０００８】本発明の他の形態は、第１の記憶装置又は
第２の記憶装置若しくはそれらの両方を２組備えてお
り、該２組の記憶装置が１ラインの走査毎に交互に書き
込みと読み込みを行なうことを特徴とする。

【０００９】本発明の他の形態は、複数のラインの画像
データを記憶するラインメモリを備えたことを特徴とす
る。

【００１０】本発明の他の形態は、入力部に画像データ
を変倍する画像変倍回路を備えたことを特徴とする。

【００１１】本発明の他の形態は、出力部にパターンマ
ッチング回路を備えたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の効果】このように構成された本発明の図形検出
回路によれば、特徴検出回路と特徴判定回路が互いに影
響を受けることなく動作できるため、効率的な図形検出
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】１．図形検出回路の構成 図１は、本発明に係る図形検出回路１００の構成を示
す。この図形検出回路１００は、概略、特徴検出回路
１、特徴記憶回路（特徴データ記憶回路）２、特徴判定
回路３からなる。特徴検出回路１は、撮像装置（図示せ
ず）によって得られた画像データから、検出しようとす
る図形（図形、文字等）の特徴となる思われるデータ
（以下、「特徴データ」という。）を検出するものであ
り、該特徴データには、図形の開始ラインに関する「開
始ラインデータ」と、図形の左右端に関する「左右端デ
ータ」が含まれる。

【００１４】特徴データ記憶回路２は、特徴検出回路で
検出された特徴データのうち、開始ラインデータを保存
する第１の記憶装置２１と、左右端データを保存する第
２の記憶装置２２を有する。

【００１５】特徴判定回路３は、上述の開始ラインデー
タと左右端データを用いて図形を検出するもので、検出
用辞書３１、左右端予測算出回路３２、左右端判定回路
３３、判定結果処理回路３４、検出中図形記憶装置３５
及び検出完了図形記憶装置３６からなる。

【００１６】２．図形検出回路の動作 以上の構成からなる図形検出回路１００の動作を、図２
に示すように、複数の図形を含む撮像イメージ４０の中
から、特定の大きさの特定の形状、具体的には中位の大
きさの円４１を抽出する場合を例にとって説明する。

【００１７】（１）円の特徴データ 図２に示す撮像イメージ４０をＸ座標と平行な方向に走
査した場合、図３に示すように、円４１はＹ座標方向の
端部（図２の上部にある端部）及びその近傍が最初に検
出される。したがって、最初に円４１を検出したときに
得られるデジタル信号（「０」又は「１」からなる２値
の信号）は、一般には、連続した「０」信号の後に多数
の「１」信号が連続し、その後再び「０」信号が連続す
ると考えられる。また、図２にＹ座標方向に関して円４
１の上端部と下端部との間にある線分領域では、多数の
「１」信号が連続することがなく、該線分を検出したと
きに１個の「１」信号若しくは２個又は３個程度の連続
した「１」信号が得られるに留まる。また、該線分領域
では、左側の線分領域で１個又は２〜３個程度の「１」
信号が検出された後、しばらく「０」信号が検出され、
その後、再び１個又は２〜３個程度の「１」信号が検出
される。したがって、円４１の場合、上端部及び下端部
の開始ラインデータとして図３（ａ）に示すパターンが
予想され、左右の線分領域の左右端データとして図３
（ｂ）、（ｃ）に示すパターンが予想される。なお、図
３において、白抜きの四角形が「０」信号を示し、黒塗
りの四角形が「１」信号を示し、開始ラインデータは連
続した多数の「１」信号からなるパターンとして現れ、
左右端データは連続した２個の「１」信号からなるパタ
ーンとして現れると考えられる。

【００１８】（２）特徴検出回路 円４１を抽出する場合、特徴検出回路１は、上述のよう
に、各走査ラインの画像データ（２値のデジタル信号）
から、該画像データに上述した開始ライン、左右端の情
報が含まれている場合、それらを取り出す。具体的に、
画像データが開始ラインと思われるパターン情報を含む
場合、特徴検出回路１は、連続した「１」信号の中から
中央に位置する「１」信号の座標（開始ライン中央の
Ｘ、Ｙ座標）を求める。いま、開始ラインと思われるパ
ターン情報が連続した９個の「１」信号を含む場合、中
央の５番目の「１」信号のＸ座標を求める。Ｙ座標は、
走査ライン番号である。なお、開始ラインパターン中央
のＸ、Ｙ座標に代えて、または該座標に加えて、円４１
の中心座標を求めてもよい。一方、画像データが左右端
と思われるパターンを含む場合、特徴検出回路１は、左
側線分の左端データに含まれる「１」信号のＸ，Ｙ座標
と、右側線分の右端データに含まれる「１」信号のＸ，
Ｙ座標を求める。これら特徴検出回路１で検出された開
始ライン中央の座標及び／又は円の中心座標は、特徴デ
ータ記憶回路２の第１の記憶装置２１に出力されて開始
ラインデータＤ１として保存される。同様に、左右線分
の座標は、特徴データ記憶回路２の第２の記憶装置２２
に出力されて左右端データＤ２として保存される。

【００１９】（３）特徴判定回路 左右端予測算出回路及び検出用辞書 左右端予測算出回路３２は、第１の記憶装置２１に記憶
されている開始ラインデータＤ１（中央の座標及び／又
は円の中心座標）と、円４１について検出用辞書３１に
保存されているデータをもとに円４１の左右端の座標を
予測演算する。

【００２０】円４１について検出用辞書３１に保存され
ているデータを図５に示す。この図に示すように、検出
用辞書３１のデータは、円４１の開始ラインを「０」と
し、この開始ライン以後の走査ラインについて順次
「１」を加えた「検出済みライン数」と、各検出済みラ
イン数に対応して検出されると予測される「左右端予測
位置」（具体的には、円中心のＸ座標から左右方向にそ
れぞれ数えた位置（ビット数）が、記憶されている。

【００２１】したがって、左右端予測算出回路３２は、
第１の記憶装置２１から取り出した開始ラインデータＤ
１（開始ライン中央の座標及び／又は円の中心座標）か
ら、各走査ラインに対応する左右端予測位置のデータを
順次取り出す。例えば、図５に示すデータに対応する円
４１を検出する場合、左右端予測算出回路３２は、検出
済みライン数「０」〜「１８」についてそれぞれ左右端
予測位置を順次読み出し、開始ラインデータＤ１を基準
として左右端の座標（以下、「左右端予測データＤ３」
という。）を予測し、該左右端予測データＤ３を左右端
判定回路３３に順次送る。例えば、図５に示すデータを
もとにこれに対応する円を抽出する場合、開始ラインデ
ータＤ１のＸ座標値が「Ｋ」、検出済みライン数「５」
の場合、左右端予測位置は「８〜９」であるから、左右
端予測データＤ３として与えられるＸ座標は「Ｋ＋８」
と「Ｋ＋９」となる。

【００２２】左右端判定回路 左右端判定回路３３は、左右端予測算出回路３２から出
力された左右端予測データＤ３を保存する。また、特徴
データ記憶回路２の第２の記憶装置２２に保存されてい
る左右端データＤ２を順次読み込む。そして、左右端判
定回路３３は、各走査ラインについて、左右端予測デー
タＤ３と、左右端データＤ２を対比し、画像データから
得られた左右端データＤ２が左右端予測データＤ３と対
応するか否か判定する。上述の例の場合、左右端予測デ
ータＤ３（Ｘ座標：「Ｋ＋８」、「Ｋ＋９」）に対応す
る座標に左右端データＤ２（「１」信号に対応する信
号）が存在するか否か判定する。

【００２３】また、撮像イメージ４０中の円４１が完全
な円である場合、各走査ラインについて左右端データＤ
２が存在するため、左右端予測データＤ３と左右端デー
タＤ２は対応する。しかし、撮像イメージ４０中の図形
が完全な円でない場合（例えば、Ｃ字状の図形の場
合）、左右端予測データＤ３と左右端データＤ２は対応
しない。

【００２４】判定結果処理回路、検出中図形記憶装置
及び検出完了図形記憶装置 判定結果処理回路３４は、左右端判定回路３３で行なわ
れたデータＤ２とＤ３の対応付けを確認し、各走査ライ
ンについて左右端予測データＤ３に対応する左右端デー
タＤ２が存在するか否かを判定する。判定の結果、左右
端予測データＤ３に対応する左右端データＤ２が無い場
合、エラーフラグを作成し、該エラーフラグを検出中図
形記憶装置３５に記憶する。検出中図形記憶装置３５
は、判定結果処理回路３４からエラーフラグが出力され
ると、検出中の円４１について該判定結果処理回路３４
に用意されたエラーカウント（エラーレート）を更新す
る。判定結果処理回路３４はまた、一つの走査ラインに
関して上述の処理が終了すると、検出済みライン数をカ
ウントアップする。更新されたエラーカウントと検出済
みライン数は、特徴データと共に検出中図形記憶回路３
５に出力されて記憶される。

【００２５】一つの図形についてエラーカウントが所定
の閾値に達すると、そのエラーカウントに対応する図形
は検出しようとしている図形（円４１）のデータではな
いと判定され、破棄される。検出済みライン数が、検出
している図形について決められているライン数（検出用
辞書に保存されている「検出済みライン数」に相当す
る。）に達した時点でエラーカウントが閾値未満の場
合、欠けている左右端データＤ２が、対応する左右端予
測データＤ３をもとに修復される。なお、このデータ修
復は、判定結果処理回路３４又は検出中図形記憶装置３
５で行う。また、判定結果処理回路３４又は検出中図形
記憶装置３５は、左右端データＤ２から円４１の真の中
心を演算し、これをもとに開始ラインデータＤ１（開始
ライン中央の座標及び／又は円の中心座標）及び／又は
左右端データＤ２を補正することもできる。なお、円４
１の中心座標の補正は、左端と右端のデータが共に検出
された場合のみ行われる。

【００２６】検出中図形記憶装置３５は、エラーカウン
トの保存が終了すると、左右端予測算出回路３２に指令
を送る。この指令を受信すると、左右端予測算出回路３
２は、特徴データ記憶回路２の第１の記憶装置２１から
開始ラインデータＤ１を読み取り、次に検出用辞書３１
から次の走査ラインに対応する左右端予測データＤ３を
読み取り、左右端判定回路３３に送信する。左右端判定
回路３３は、再び当該次の走査ラインについて左右端予
測データＤ３とこれに対応する左右端データＤ２を読み
込み、両者を対比し、左右端予測データＤ３に対応する
左右端データＤ２が存在するか否か判定する。以上のよ
うにして、例えば図５に示す円４１の場合は１８個の走
査ラインについて左右端位置が検出され、１８個の走査
ラインについて検出が終了した時点で円４１に関する処
理が完了する。その後、検出中図形記憶装置３５はそこ
に記憶されているデータを検出完了図形記憶装置３６に
出力する。検出完了図形記憶装置３６のデータは、逐次
又は適宜、判定結果として出力される。

【００２７】（４）処理フロー 上述した特徴検出回路１、特徴データ記憶回路２及び特
徴判定回路３の処理は、図６に示す順序で行なわれる。
具体的に、特徴検出回路１は、Ｍ番目の走査ライン（ラ
インＭ）の画像データを読み込む（ライン入力処理）
と、該ラインＭの画像データに関する特徴データをリア
ルタイムで検出し、検出したデータを特徴データ記憶回
路２に記憶する。このとき、特徴判定回路３の左右端判
定回路３３は、一つ前のライン〔ライン（Ｍ−１）〕の
データを処理する。また、判定結果処理回路３４は、左
右端判定回路３３の判定結果を処理する。

【００２８】このように構成された本発明の図形検出回
路によれば、特徴検出回路と特徴判定回路が互いに影響
を受けることなく動作できるため、効率的な図形検出が
できる。また、図形の特徴に応じて第１と第２の記憶装
置２１、２２を備えているので、複数の特徴を同時に読
み出すことができ、判定回路における並列処理が容易に
行なえる。さらに、特徴判定回路３は複数の回路又は記
憶装置によって構成されているので、同時に複数の図形
処理が可能である。その結果、多数の図形を高速に処理
できる。加えて、左右端予測算出回路３２と、左右端判
定回路３３と、判定結果処理回路３４がそれぞれ独立し
ているので、左右端判定回路３３の数を増やすだけで、
左右端予測算出回路３２や判定結果処理回路３４を増や
すことなく、左右端判定処理の並列処理が可能である。

【００２９】３．他の形態 図７は、図形検出回路の第２の実施形態を示し、該実施
形態は特徴データ記憶回路２が２組の第１の記憶装置２
１、２１ａと第２の記憶装置２２、２２ａを備えてい
る。この実施形態によれば、一ラインごとに交互に特徴
データを異なる記憶装置に記憶できる。例えば、Ｋライ
ンの特徴データを記憶装置２１，２２、（Ｋ＋１）ライ
ンの特徴データを記憶装置２１ａ、２２ａに記憶でき
る。また、一つのラインの特徴データを書き込みしてい
るときに、その直前のラインの特徴データを特徴判定回
路３に出力できるので、特徴データの書き込みと読み出
しの制御が容易になる。

【００３０】図８は、図形検出回路の第３の実施形態を
示し、該実施形態は入力部５０に一又は複数のラインの
画像データを記憶するラインメモリ５１を備えている。
この実施形態によれば、外部の回路に変更を加えること
なく、検出回路内の処理に複数のラインのデータが必要
な場合でもこれら複数のラインの画像データを供給でき
る。

【００３１】図９は、図形検出回路の第４の実施形態を
示し、該実施形態は入力部５０に変倍回路５２を設け、
変倍回路５２によって、図形検出回路１００に適した倍
率に画像データを変倍するようにしたものである。本実
施形態によれば、図形検出回路１００には変倍画像デー
タしか入力されない場合でも、この画像データを目的の
倍率に変倍して図形を抽出できる。

【００３２】図１０は、図形検出回路の第５の実施形態
を示し、該実施形態は出力部５３にパターンマッチング
回路５４を設けたものである。この実施形態によれば、
特徴判定回路３で判定された図形の内側又は外側に、図
形検出回路１００で検出された図形と関係の深い位置に
ある画像に着目して該図形と画像をパターンマッチング
させることができる。そのため、効率的な画像認識が可
能となる。

【００３３】なお、以上の説明では、図形として円４１
を例にとって説明したが、本発明が適用される図形は、
円、矩形（多角形）に限るものでなく、普通の日本語文
字及び外国語文字、絵文字、数字などを含む種々の形状
のものを含む。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る図形検出回路の構成を示す回路
ブロック図。

【図２】 図１の図形検出回路で検出する図形の一例を
示す図。

【図３】 図２に円形図形を拡大した図。

【図４】 図形の特徴データの一例を示す図。

【図５】 検出用辞書に記憶されている左右端予測デー
タの一例を示す図。

【図６】 図形検出のフローを示す図。

【図７】 第２の実施形態の図形検出回路を示す回路ブ
ロック図。

【図８】 第３の実施形態の図形検出回路を示す、簡略
した回路ブロック図。

【図９】 第４の実施形態の図形検出回路を示す、簡略
した回路ブロック図。

【図１０】 第５の実施形態の図形検出回路を示す、簡
略した回路ブロック図。

【符号の説明】

１００：図形検出回路 １：特徴検出回路 ２：特徴データ記憶回路 ３：特徴判定回路 ２１、２１ａ：第１の記憶装置 ２２、２２ａ：第２の記憶装置 ３１：検出用辞書 ３２：左右端予測算出回路 ３３：左右端判定回路 ３４：判定結果処理回路 ３５：検出中図形記憶装置 ３６：検出完了図形記憶装置 ４０：撮像イメージ ４１：円 ５１：ラインメモリ ５２：変倍回路 ５４：パターンマッチング回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライン毎に入力される画像データから目
   的の図形を検出するための図形検出回路であって、 図形の特徴を検出する特徴検出回路と、 検出された図形の特徴を記憶する特徴記憶回路と、 検出された図形の特徴を判定する特徴判定回路とを有
   し、 特徴検出回路で検出された図形の特徴は特徴記憶回路に
   記憶された後、特徴判定回路に送られて特徴が判定され
   ることを特徴とする図形検出回路。
2. 【請求項２】 特徴記憶回路は、図形検出に必要な図形
   特徴ごとに記憶装置を複数有することを特徴とする請求
   項１に記載の図形検出回路。
3. 【請求項３】 特徴記憶回路の複数の記憶装置は、図形
   の開始ラインに対応したデータを記憶する第１の記憶装
   置と、図形の左右の端部に対応したデータを記憶する第
   ２の記憶装置とを有することを特徴とする請求項２に記
   載の図形検出回路。
4. 【請求項４】 特徴判定回路は、 図形の左右端予測データを記憶した検出用辞書と、 第１の記憶装置に記憶されたデータと検出用辞書に記憶
   された左右端予測データをもとに図形の左右端の予測位
   置を算出する左右端予測算出回路と、 図形の左右端の予測位置に図形の左右の端部に対応した
   データが存在するか否かを判定する左右端判定回路と、 左右端判定回路の判定結果を処理する判定結果処理回路
   と、 検出中の図形データを記憶する第３の記憶装置と、 検出が完了した図形データを記憶する第４の記憶装置と
   を有し、 前記左右端判定回路が複数設けてあることを特徴とする
   請求項３に記載の図形検出回路。
5. 【請求項５】 第１の記憶装置又は第２の記憶装置若し
   くはそれらの両方を２組備えており、該２組の記憶装置
   が１ラインの走査毎に交互に書き込みと読み込みを行な
   うことを特徴とする請求項３又は４に記載の図形検出装
   置。
6. 【請求項６】 複数のラインの画像データを記憶するラ
   インメモリを備えたことを特徴とする請求項１〜５のい
   ずれか一に記載の図形検出回路。
7. 【請求項７】 入力部に画像データを変倍する画像変倍
   回路を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか
   一に記載の図形検出回路。
8. 【請求項８】 出力部にパターンマッチング回路を備え
   たことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一に記載の
   図形検出回路。