JP2018022395A - 計数方法および計数装置 - Google Patents
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Description
その為、生産や出荷の工程管理という観点から、一束中の鋼材の本数を正確に計数することが必要になる。
特許文献1に記載の技術は、鋼材束断面の正面中央付近の所定位置に設置された二次元撮像手段により照明された該断面全体の画像を撮影し、鋼材単体の断面形状の面積を含む特性値を解析することで鋼材の本数を計数するものである。
つまり、鋼材と撮影手段との距離や鋼材自体のサイズ(例えば、外径)によって鋼材単体の断面形状の面積は変化するので、撮影時に厳密な設定が必要になり、ユーザにとって利便性がよいものとは言えない場合があった。なお、このような課題は、鋼材に限った話ではなく、色々な物の数を計数する場合に広く問題になる。
これにより、マッチング処理を行う範囲が限定されるので、マッチング処理の処理量を削減できる。
これにより、撮影時に撮影ガイドの位置を計数対象物に正確に合わせなくても、撮影画像に対してマッチング処理を行うための最適な形状モデルを生成することが可能になる。
これにより、撮影時に撮影ガイドのサイズを計数対象物に正確に合わせなくても、撮影画像に対してマッチング処理を行うための最適な形状モデルを生成することが可能になる。
これにより、マッチング処理に間違いがあった場合でも、マッチング処理の結果を簡単に修正することができる。
本発明に係る計数装置においては、撮影時に撮影ガイドのサイズを計数対象物に合わせることで、計数対象物の撮影画像における大きさを特定することが可能である。そして、撮影時の撮影ガイドのサイズに基づいて形状モデルを生成することにより、この形状モデルは計数対象物までの距離や計数対象物自体の大きさを考慮したものとなる。その為、撮影画像に対して生成した形状モデルを用いてマッチング処理を行うことで、計数対象物までの距離や計数対象物自体の大きさに関わらず、計数対象物の数を計数することができる。
各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
図1を参照して、実施形態に係る計数システム1の構成について説明する。以下では、本発明に関連する機能の説明を行うことにし、関連しない機能については説明を省略する。
計数システム1は、計数対象物Eを数えるシステムであり、ここでは、計数対象物Eとして棒鋼を想定して説明する。なお、計数対象物Eは、特定方向から見た場合の形状が同様になるものであればよく、例えば、鋼管、H鋼、L鋼などの棒鋼以外の長尺物であってもよい。計数対象物Eは、一束にまとめられており集合体Dをなしている。計数システム1は、主に、ユーザ端末2と、計数装置3とを備えて構成される。
ユーザ端末2は、少なくとも入出力機能と、撮影機能と、通信機能と、情報処理機能とを備えた装置であり、例えば、多機能型携帯電話機(スマートフォン:Smartphone)、モバイル端末、ノート型PC(Personal Computer)などであってよい。ここでは、ユーザ端末2として多機能型携帯電話機を想定して図示および以降の説明を行う。
計数装置3は、計数対象物Eを撮影した撮影画像を画像解析(例えば、形状モデルマッチング)して計数対象物Eの本数を計数し、計数結果をユーザ端末2に応答する。
図2を参照して、ユーザ端末2のより詳細な構成について説明する。ユーザ端末2は、入出力部21と、撮影部22と、通信部23と、記憶部24と、制御部25とを備える。
入出力部21は、例えば、タッチディスプレイであり、ユーザによる入力操作が行われる。また、入出力部21は、ユーザ端末2内の処理結果や計数装置3からの応答結果などを表示する。
通信部23は、例えば、Wi−Fiユニットであり、周囲に設置される図示しないアクセスポイントを介して計数装置3との間で通信を行う。
制御部25は、画像撮影支援部25aと、撮影画像編集部25bと、撮影画像送信部25cと、マッチング結果画像受信部25dと、マッチング結果編集部25eと、画像切替処理部25fとを備える。ここでは、各機能の処理の概要を説明する。
撮影画像編集部25bは、ユーザによる撮影画像Pの編集を行う機能を提供する。
撮影画像送信部25cは、通信部23を介して撮影画像Pを計数装置3に対して送信する。なお、撮影画像編集部25bによって撮影画像Pの編集が行われた場合には、編集後の撮影画像Pを計数装置3に対して送信する。
マッチング結果画像受信部25dは、通信部23を介してマッチング結果画像Qを計数装置3から受信する。
マッチング結果編集部25eは、ユーザによるマッチング結果画像Qの編集を行う機能を提供する。
画像切替処理部25fは、撮影画像Pとマッチング結果画像Qとの表示の切り替えを行う機能を提供する。
図3を参照して、計数装置3のより詳細な構成について説明する。計数装置3は、通信部31と、記憶部32と、制御部33とを備える。
通信部31は、例えば、通信インターフェースであり、通信回線を介してユーザ端末2との間で通信を行う。
制御部33は、撮影画像受信部33aと、計数処理部33bと、マッチング結果画像作成部33eと、マッチング結果画像送信部33fとを備える。また、計数処理部33bは、形状モデル生成部33cと、マッチング処理部33dとを有する。ここでは、各機能の処理の概要を説明する。
計数処理部33bは、撮影画像Pに写し出された計数対象物Eの数を計数する。
形状モデル生成部33cは、計数対象物Eの数を計数するために行うマッチング処理に用いる形状モデルを生成する。ここでの形状モデルは、「第一の形状モデル」である。形状モデル生成部33cは、撮影画像Pから形状モデルを生成する。
マッチング結果画像作成部33eは、マッチング処理部33dによるマッチング処理の結果に基づいてマッチング結果画像Qを作成する。マッチング結果画像作成部33eは、例えば、マッチング処理のスコアにより分類された物体を識別可能に画像の加工を行う。
マッチング結果画像送信部33fは、通信部31を介してマッチング結果画像Qをユーザ端末2に対して送信する。
<全体処理>
図4および図5(適宜、図1ないし図3参照)を参照して、実施形態に係る計数システム1による計数方法を説明する。図4および図5は、計数システム1による計数方法を示すフローチャートである。
図4および図5の処理は、例えば、ユーザによりユーザ端末2に格納される図示しないアプリケーションの起動操作がなされることにより開始する。このアプリケーションが起動されることで、撮影部22は画像の撮影を開始し、画像撮影支援部25aは、一束にまとめられた計数対象物E(ここでは、棒鋼)の端面を撮影するようにユーザに対して指示を行う。
また、この撮影画面60の右上部には、撮影ボタン61が表示されている。この撮影ボタン61は、ユーザに操作されるものであって、ユーザにより押下されることで、画像撮影支援部25aは、押下時の撮影画像を記憶部24に格納する(以下では、撮影ボタン61を押下された時の撮影画像を、特に「撮影画像P」と表記する場合がある)。
また、この撮影画面60の左下部には、拡大ボタン62および縮小ボタン63が上下方向に並べて表示されている。これらの拡大ボタン62および縮小ボタン63は、ユーザに操作されるものであって、拡大ボタン62を押下されることにより撮影ガイドGのサイズは大きくなる。一方、縮小ボタン63を押下されることにより撮影ガイドGのサイズは小さくなる。
ステップS2〜S5の操作によって、撮影ガイドGのサイズと位置は、撮影画像P内の任意の計数対象物Eに対して合わせられる。ステップS2〜S5の工程は、「画像撮影支援工程」である。なお、外径の小さい計数対象物Eに撮影ガイドGのサイズを合わせた場合を図6(b)に例示する。
次に、計数装置3は、撮影画像Pから計数対象物Eの本数を計数する計数処理を行う(ステップS11)。なお、ステップS11の計数処理の詳細は後述するが、撮影ガイドGのサイズおよび位置に基づいて撮影画像Pから形状モデルを生成し、生成した形状モデルを用いてマッチング処理を行う。ステップS11の工程は、「計数処理工程」である。
なお、適合具体に基づいて計数対象物Eを色分けするようにしてもよい。この場合、色分けすることでより見やすいので好適である。例えば、適合具合が高い計数対象物Eの端面を青色で塗りつぶし、適合具合が中くらいの計数対象物Eの端面を黄色で塗りつぶし、適合具合が低い計数対象物Eの端面を赤色で塗りつぶしてもよい。
また、結果表示画面80の右上部には、確定ボタン82が表示されている。この確定ボタン82は、ユーザに操作されるものであって、ユーザに押下されることにより押下時の領域81に表示される計数結果本数を、撮影した計数対象物Eの正式な計数結果として確定する。一方、領域81に表示される計数結果本数に誤りがある場合に、ユーザは、計数結果の内容を修正する。ユーザは、例えば、図示しないメニュー画面から計数結果の編集モードにモードを切り替えて計数結果の内容を編集する。
図9を参照して、図4のステップS11に示す計数処理について説明する。
最初に、図3に示す計数装置3の形状モデル生成部33cは、形状モデルマッチング用画像の取得処理を行う(ステップS31)。ステップS31の詳細は後述するが、形状モデル生成部33cは、マッチング用画像Pd(図11参照)を撮影画像Pから取得する。続いて、形状モデル生成部33cは、ステップS31で取得したマッチング用画像Pdを基にして、形状モデル(第一の形状モデル)を生成する(ステップS32)。なお、形状モデルの生成方法は特に限定されず、種々の方法を用いることができる。
図10および図11を参照して、図9に示すステップS31の処理について説明する。前記説明した通り、ユーザは手動で撮影ガイドGに計数対象物Eを合わせて撮影を行うので、撮影ガイドGと計数対象物Eとの位置がずれたり、サイズが合っていなかったりする場合も想定される。撮影ガイドGと計数対象物Eとの位置がずれたり、サイズが異なるままの状態で撮影ガイドGを基準として画像を取得し、取得した画像から形状モデルを生成した場合、その形状モデルを用いたマッチング処理で正確な解析を行えない虞がある。その為、ここでは、形状モデルを生成する基になる画像を取得するための正確な位置、およびサイズを特定し、特定した情報に基づいて形状モデルを生成する基になる画像を取得する。これにより、図9のステップS32において、最適な形状モデルを生成することが可能になる。
形状モデルF1〜F2は、計数対象物Eの端面に対応する円形をなし、直径は撮影ガイドGの外径よりも小さい。形状モデルF1〜F2は、「第三の形状モデル」である。
形状モデルF3は、計数対象物Eの端面に対応する円形をなし、直径は撮影ガイドGの外径と同じである。形状モデルF3は、「第二の形状モデル」である。
形状モデルF4〜F5は、計数対象物Eの端面に対応する円形をなし、直径は撮影ガイドGの外径よりも大きい。形状モデルF4〜F5は、「第三の形状モデル」である。
次に、形状モデル生成部33cは、算出したマッチングスコアが他の形状モデルFのマッチングスコアに比べて高いか否かを判定する(ステップS46)。算出したマッチングスコアが高い場合(ステップS46で“Yes”)に、算出したマッチングスコア、マッチング座標、形状モデルFの半径などの情報を変数として更新する(ステップS47)。マッチング座標は、例えば、形状モデルFの形状とマッチした領域の中心位置である。
この場合、形状モデルFの中心位置が中心部画像Pcの中心にある場合のマッチングスコアは、計数対象物Eと形状モデルFとの位置が一致しないために低くなる。一方、形状モデルFの中心位置が中心部画像Pcの中心に対して左下にある場合のマッチングスコアは、計数対象物Eと形状モデルFとの位置が一致するために高くなる。
また、直径が撮影ガイドGの外径と同じ形状モデルF3のマッチングスコアは、計数対象物Eとサイズが一致しないために低くなる。一方、直径が撮影ガイドGの外径よりも一回り大きい形状モデルF4のマッチングスコアは、計数対象物Eとサイズが一致するために高くなる。
図12(a)において、マッチングスコアが最も高い状態(形状モデルFの位置およびサイズ)を図12(b)に示す。なお、ここでは、撮影ガイドGと計数対象物Eとの位置およびサイズの調整を行うことを説明したが、一方のみを行ってもよい。つまり、撮影ガイドGと計数対象物Eとの位置およびサイズの何れか一方の調整を行ってもよい。
これにより、撮影時に撮影ガイドGの位置やサイズを計数対象物Eに正確に合わせなくても、撮影画像Pに対してマッチング処理を行うための最適な形状モデルを生成することが可能になる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。
例えば、本実施形態では、クライアントサーバシステムを想定してユーザ端末2と、計数装置3とを別々の装置としていたが、ユーザ端末2と計数装置3とを一つの装置(計数装置)とすることもできる。
また、例えば、工場のライン上を搬送される一束の計数対象物Eの数を計数するようにしてもよい。その場合、ユーザの撮影操作によらずにセンサなどの位置検出によって自動で計数対象物Eを撮影するのがよく、撮影ガイドGのサイズは計数対象物Eまでの距離や計数対象物E自体のサイズにより予め設定しておくようにする。
2 ユーザ端末
3 計数装置
21 入出力部(表示部)
22 撮影部
23 通信部
25a 画像撮影支援部
25b 撮影画像編集部
25c 撮影画像送信部
25d マッチング結果画像受信部
25e マッチング結果編集部
25f 画像切替処理部
31 通信部
33a 撮影画像受信部
33b 計数処理部
33c 形状モデル生成部
33d マッチング処理部
33e マッチング結果画像作成部
33f マッチング結果画像送信部
E 計数対象物
G 撮影ガイド
Claims (6)
- 計数対象物の集合体を撮影した撮影画像から当該計数対象物の数を計数する計数方法であって、
撮影部を用いた前記撮影画像の撮影を支援する画像撮影支援工程と、
前記撮影画像に写し出された前記計数対象物の数を計数する計数処理工程と、を有し、
前記画像撮影支援工程は、ユーザの操作によりサイズを変更することができる撮影ガイドを撮影画像に重ねて表示部に表示させ、
前記計数処理工程は、撮影時の前記撮影ガイドのサイズおよび位置に基づいて前記撮影画像から第一の形状モデルを生成し、生成した前記第一の形状モデルを用いて前記撮影画像に対して第一のマッチング処理を行う、
ことを特徴とする計数方法。 - 前記撮影画像から前記第一のマッチング処理を行う範囲を特定する撮影画像編集工程をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の計数方法。 - 前記計数処理工程は、
前記撮影時の撮影ガイドのサイズに基づく第二の形状モデルを用いて前記撮影画像の一部の範囲に対して第二のマッチング処理を行い、前記第二のマッチング処理の結果に基づき前記第一の形状モデルを生成する位置を特定する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の計数方法。 - 前記計数処理工程は、
前記撮影時の撮影ガイドのサイズとは異なる大きさの第三の形状モデルを用いて前記撮影画像の一部の範囲に対して第三のマッチング処理を行い、前記第三のマッチング処理の結果に基づき前記第一の形状モデルを生成するサイズを特定する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載の計数方法。 - 前記第一のマッチング処理の結果を前記撮影画像に重ねて前記表示部に表示させ、ユーザの操作により当該第一のマッチング処理の結果を編集するマッチング結果編集工程をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の計数方法。 - 請求項1ないし請求項5の何れか一項に記載の計数方法を制御部に実行させる、ことを特徴とする計数装置。
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