JP2015076026A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、被探索画像を圧縮した圧縮画像に対してパターンマッチングを行うパターンマッチング装置及びパターンマッチング方法に関する。 The present invention relates to a pattern matching apparatus and a pattern matching method for performing pattern matching on a compressed image obtained by compressing a search target image.
本発明は、被探索画像を圧縮してパターンマッチングする際に、圧縮前の画像にノイズエッジが多くても、その影響を抑制できるパターンマッチング装置及びパターンマッチング方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a pattern matching apparatus and a pattern matching method capable of suppressing the influence of a noise image even if there are many noise edges when the image to be searched is compressed and subjected to pattern matching.
本発明は、被探索画像のエッジ画像をテンプレート画像と比較してパターンマッチングを行う演算部を備えるパターンマッチング装置において、前記演算部は、前記被探索画像において画素のエッジの強度及び方向をベクトルとして抽出して、前記被探索画像からエッジ画像を生成し、前記エッジ画像において隣接する複数の画素の前記ベクトルを１つのベクトルに合成することで前記複数の画素を１つの画素に圧縮する圧縮処理により、前記エッジ画像を所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像を生成し、前記圧縮エッジ画像を、テンプレート画像と比較してパターンマッチングを行うことを特徴とする。 The present invention, in the pattern matching apparatus comprising a computing unit for comparing to pattern matching with a template image an edge image of the search image, the calculating unit, the intensity and direction of the edge of the picture element in the search subject image vector extracting as said generating an edge image from the search image, compression processing for compressing the plurality of pixels into a single pixel of the vectors of a plurality of pixels adjacent by synthesizing the one vector in the edge image more sense, said edge image to generate a compressed edge image is compressed at a predetermined compression rate, the compressed edge image, and performs pattern matching as compared to the template image.
また、本発明のパターンマッチング方法は、演算部を備えるパターンマッチング装置により、被探索画像のエッジ画像をテンプレート画像と比較してパターンマッチングを行うパターンマッチング方法において、前記演算部は、前記被探索画像において画素のエッジの強度及び方向をベクトルとして抽出して、前記被探索画像からエッジ画像を生成する第１の生成工程と、前記エッジ画像において隣接する複数の画素の前記ベクトルを１つのベクトルに合成することで前記複数の画素を１つの画素に圧縮する圧縮処理により、前記エッジ画像を所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像を生成する第２の生成工程と、前記圧縮エッジ画像を、テンプレート画像と比較してパターンマッチングを行うパターンマッチング工程と、を実行することを特徴とする。 Further, the pattern matching method of the present invention is a pattern matching method for performing pattern matching by comparing an edge image of a searched image with a template image by a pattern matching device including a calculating unit , wherein the calculating unit includes the searched image. the strength and direction of the edge of the picture element extracted as a vector in the a first generating step of generating an edge image from the search image, before SL one the vectors of a plurality of pixels adjacent in the edge image of the vector more compression processing for compressing the plurality of pixels to one pixel by synthesizing the a second generation step of generating a compressed edge image by compressing the edge image in a predetermined compression rate, before Symbol compression an edge image, a pattern matching step of performing pattern matching in comparison with the template image, to the execution And butterflies.
本発明によれば、演算部が、エッジをベクトルとして抽出してエッジ画像を生成し、該エッジ画像から圧縮処理により圧縮エッジ画像を生成する。複数のエッジを１つにまとめて圧縮する際にベクトル合成を行うことにより、エッジ強度が弱いエッジやエッジ方向が低頻度のエッジは、エッジ強度が強いエッジやエッジ方向が高頻度のエッジに対して打ち消されやすくなる。 According to the present invention, the arithmetic unit generates an edge image by extracting an edge as a vector to produce compressed edge image by the edge image or al compression process. By combining vectors when compressing multiple edges together, edges with weak edge strength or edges with low edge direction are compared to edges with strong edge strength or edges with high edge direction. It becomes easy to be canceled.
パターンマッチング装置３１は、ワークＷを含む被探索画像４５のエッジ画像４６ａをテンプレートエッジ画像４４ａと比較してパターンマッチングを行う演算部３２を備えている。パターンマッチング装置３１及び演算部３２は、本実施形態では制御装置３に内蔵されており、実際には制御装置３を構成するコンピュータにより構成されている。演算部３２は、後述する抽出処理により、被探索画像４５からエッジ画像４６ａを生成し、また、後述する圧縮処理により、エッジ画像４６ａを所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像４６ｂ〜４６ｄを生成するようになっている。 The pattern matching device 31 includes an operation unit 32 that performs pattern matching by comparing the edge image 46a of the searched image 45 including the workpiece W with the template edge image 44a. The pattern matching device 31 and the calculation unit 32 are built in the control device 3 in this embodiment, and are actually configured by a computer constituting the control device 3. Calculating unit 32, more extraction processing to be described later, to generate an edge image 46a from the search image 45, also more compression processing to be described later, compressed edge image by compressing the edge image 46a at a predetermined compression rate 46b to 46d are generated.
上述したロボット装置１のパターンマッチング装置３１により、参照画像４０からテンプレートエッジ画像４４ａ及び段階的に圧縮されたテンプレート圧縮エッジ画像４４ｂ〜４４ｄを生成する際の手順を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。尚、ここでは本実施形態のカメラ４及び制御装置３を利用して圧縮画像を生成する場合について説明するが、これには限られず、別のカメラやコンピュータを利用してもよく、その場合、これらの圧縮されたテンプレート画像は予め用意しておくことができる。 The procedure for generating the template edge image 44a and the stepwise compressed template compressed edge images 44b to 44d from the reference image 40 by the pattern matching device 31 of the robot apparatus 1 described above is according to the flowchart shown in FIG. explain. Here, a description is given of a case where generating the camera 4 and the control unit 3 compressed image using the present embodiment, this not limited, rather it may also be use another camera or computer, if the These compressed template images can be prepared in advance.
次に、図３に示すように、テンプレート画像４２ａに対してエッジ抽出を行い、テンプレートエッジ画像４４ａを生成する（ステップＳ５）。ここでは、テンプレート画像４２ａの各画素のエッジ強度及びエッジ方向を算出する。即ち、各画素において、エッジが強度と方向の要素を有するベクトルとして定義される。エッジ強度とは、コントラストの大きさを表し、注目画素に対し隣接する画素のコントラストが大きければエッジ強度も大きくなる。エッジ方向とは、コントラストの方向を表し、注目画素のエッジ強度が最も大きくなる方向（角度）を示す。 Next, as shown in FIG. 3, edge extraction is performed on the template image 42a to generate a template edge image 44a (step S5). Here, the edge strength and edge direction of each pixel of the template image 42a are calculated. That is, in each pixel, the edge is defined as a vector having elements of intensity and direction. The edge strength represents the magnitude of contrast. If the contrast of a pixel adjacent to the target pixel is large, the edge strength is also increased. The edge direction represents the direction of contrast, and indicates the direction (angle) in which the edge intensity of the target pixel is the highest.
テンプレートエッジ画像４４ａのデータ保持方法は、テンプレートエッジ画像４４ａの各画素毎に２チャンネルのデータ領域を用意し、１チャンネル目にエッジ強度、２チャンネル目にエッジ方向の情報を格納する。もしくは、各画素のエッジ強度のみを記憶したエッジ強度画像と、各画素のエッジ方向のみを記憶したエッジ方向画像と、の２画像を１組としたエッジ画像として記憶するようにしてもよい。 In the data holding method of the template edge image 44a, a 2-channel data area is prepared for each pixel of the template edge image 44a, and edge strength information is stored in the first channel and edge direction information is stored in the second channel. Or an edge strength image stored only the edge strength of Kakue element, may be stored and edge direction image stored only edge direction Kakue element, the two images as one set and the edge image .
Claims (8)
前記演算部は、前記被探索画像において画素のエッジの強度及び方向をベクトルとして抽出して、前記被探索画像からエッジ画像を生成し、前記エッジ画像において隣接する複数の画素の前記ベクトルを１つのベクトルに合成することで前記複数の画素を１つの画素に圧縮する圧縮処理により、前記エッジ画像を所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像を生成し、前記圧縮エッジ画像を、テンプレート画像と比較してパターンマッチングを行う、
ことを特徴とするパターンマッチング装置。 In a pattern matching apparatus including a calculation unit that performs pattern matching by comparing an edge image of a searched image with a template image,
The arithmetic unit, the extracts the intensity and direction of an edge of the picture element as a vector in the search image, the generated edge image from the search image, the vectors of a plurality of pixels adjacent in the edge image 1 one of the plurality of pixels by combining the vector more compression processing for compressing a single pixel, generates a compressed edge image by compressing the edge image in a predetermined compression rate, the compressed edge image, Te Pattern matching compared to template images,
A pattern matching device.
ことを特徴とする請求項１記載のパターンマッチング装置。 The calculation unit compresses the edge image stepwise by the compression process to generate a plurality of the compressed edge images.
The pattern matching apparatus according to claim 1.
カメラと、
請求項１又は２に記載のパターンマッチング装置を有し、該パターンマッチング装置が、前記カメラにより撮影された検出対象の画像を前記被探索画像として前記パターンマッチングを行って得た結果に基づいて、前記検出対象の位置姿勢を演算し、得られた前記検出対象の位置姿勢に基づいて前記ロボット本体の動作を制御する制御装置と、を備える、
ことを特徴とするロボット装置。 And the robot body,
And the camera,
Has a pattern matching apparatus according to claim 1 or 2, the pattern matching apparatus, based on an image of the object detect was taken to the results the obtained by performing the pattern matching as the search image by the camera A control device that calculates the position and orientation of the detection target and controls the operation of the robot main body based on the obtained position and orientation of the detection target.
A robot apparatus characterized by that.
カメラと、
請求項１又は２に記載のパターンマッチング装置を有し、該パターンマッチング装置が、前記カメラにより撮影された検出対象の画像を前記被探索画像として前記パターンマッチングを行って得た結果に基づいて、前記生産装置の動作を制御する制御装置と、を備える、
ことを特徴とする生産設備。 And production equipment,
And the camera,
Has a pattern matching apparatus according to claim 1 or 2, the pattern matching apparatus, based on an image of the object detect was taken to the results the obtained by performing the pattern matching as the search image by the camera A control device for controlling the operation of the production device,
Production equipment characterized by that.
前記演算部は、
前記被探索画像において画素のエッジの強度及び方向をベクトルとして抽出して、前記被探索画像からエッジ画像を生成する第１の生成工程と、
前記エッジ画像において隣接する複数の画素の前記ベクトルを１つのベクトルに合成することで前記複数の画素を１つの画素に圧縮する圧縮処理により、前記エッジ画像を所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像を生成する第２の生成工程と、
前記圧縮エッジ画像を、テンプレート画像と比較してパターンマッチングを行うパターンマッチング工程と、を実行する、
ことを特徴とするパターンマッチング方法。 In a pattern matching method that performs pattern matching by comparing an edge image of a searched image with a template image by a pattern matching device including a calculation unit,
The computing unit is
The extracts the intensity and direction of an edge of the picture element as a vector in the search image, wherein the first generation step of generating an edge image from the search image,
More compression processing for compressing the vectors of a plurality of pixels adjacent in the previous SL edge image to one pixel of the plurality of pixels by combining into a single vector, and compressing the edge image in a predetermined compression rate A second generation step for generating a compressed edge image;
The pre-Symbol compressed edge image, executes the pattern matching step of performing pattern matching in comparison with the template image, and
A pattern matching method characterized by that.
ことを特徴とする請求項５記載のパターンマッチング方法。 Wherein in the second generation step, before SL and the edge image stepwisely compressed by the compression processing to generate a plurality of the compressed edge image,
6. The pattern matching method according to claim 5, wherein:
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