JP2646577B2 - 画像情報作成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、対象物上の文字や図形などのパターンの存
在位置に関する位置情報を作成する画像情報作成装置に
関する。

〔従来技術〕

従来から、文字や図形などのパターンが点在する対象
物（例えばキーボードのキートップなど）の良否を判定
する検査装置がある。この種の検査装置では、検査を行
う前に検査対象物の基準となる良品の画像データを取り
込むいわゆる教示を行う必要がある。

この教示としては、一般的に、まず、良品の画像デー
タを例えば撮像カメラを通じて取り込んでおき、続い
て、良品上に存在するパターンの位置情報（他に空白部
分の位置情報など）をオペレータが手操作で入力し、こ
の入力指定したパターンの位置情報に基づき前記取り込
んだ画像データからパターンの形状情報を呼び出し、パ
ターンの形状情報とその位置情報とを関連して格納手段
に格納させる。

この後、検査対象物の画像データを前述と同様にして
取り込み、この検査画像データにおいて検査対象物上の
パターンの存在位置を前記教示過程において取り込んだ
良品の画像データの位置情報から求める。続いて、前記
求めた位置に存在する検査対象物のパターンの形状情報
と、前記格納手段から与えられる良品のパターンの形状
情報とを照合することにより、良否を判定してその結果
を出力するようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明したように、従来では、検査装置における良
品データを取り込む教示過程において、検査対象物の基
準となる良品のパターンの位置情報をオペレータがわざ
わざ手操作で入力しなければならなかったので、その入
力作業が煩わしく手間がかかっていた。

ところで、例えばキーボードにキートップが正規の位
置に取り付けられているか否かの検査を行う場合には、
教示の際に、まずキーボード全体の画像データを取り込
み、各キートップの位置情報をオペレータが順次入力し
て、しかもキートップ上のパターンの位置情報を前述の
ようにオペレータが入力する必要がある。この場合、二
度にわたってオペレータの手操作を必要とするので、非
常に面倒で、作業能率が悪かった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、
対象物上に存在するパターンの位置情報を自動的に作成
できるようにすることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

即ち、本発明にかかる画像情報作成装置は、撮像手段
を通じて取り込んだ対象物の画像データからその対象物
上の文字や図形などのパターンの存在位置に関する位置
情報を作成するように構成されたものであって、 特許請求の範囲に対応する第１図に示されるように、 前記対象物の画像データを走査して各走査ラインに対
応する部分画像データについて該走査ライン上に存在す
るパターン部分情報を一つの線状矩形として抽出する線
状矩形抽出手段と、 前記走査ライン並列方向につながる複数の線状矩形を
互いに併合して前記パターンを囲う矩形枠を形成する線
状矩形併合手段と、 前記パターンの存在領域における前記矩形枠周囲の空
白部分を空白領域として抽出する空白領域抽出手段と、 を備えていることに特徴を有するものである。

〔作用〕

本発明の構成による作用は次のとおりである。

撮像手段を通じて得た対象物の画像データを走査し
て、各走査ライン毎の部分画像データに有するパターン
の部分情報を一つの線状矩形として抽出する。前記走査
ラインの並列方向につながる前記線状矩形を互いに併合
して前記パターンを囲う矩形枠を形成する。

このように、対象物上に存在するパターンを矩形状に
切り出せば、この矩形枠についての位置情報が取り出せ
る。

また、パターンの存在領域における矩形枠周囲の空白
部分が空白領域として抽出されることで、対象物上のパ
ターン以外の部分における傷やゴミ等の異物付着を容易
に判定できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

ここでは、キートップの良否判定を行う検査装置に画
像情報作成装置を適用した具体的な例について説明す
る。この検査装置の構成を第２図に示している。

第２図において、符号１は撮像手段としての撮像カメ
ラ、２は撮像カメラ１から取り込まれる映像信号をA/D
変換するA/D変換回路、３はA/D変換回路から与えられる
１フレーム分の画像データを記憶するフレームメモリ、
４はROM5に書き込まれた後述のプログラムに従って動作
するCPU、６はCPU4の処理に応じて必要な情報が授受さ
れるRAM、７はキートップ位置情報を入力するための入
力装置、８は検査結果を出力する出力装置、９はフレー
ムメモリ３に取り込んだ画像データをD/A変換するD/A変
換器、10は撮像カメラ１で取り込んだ画像を表示するモ
ニタをそれぞれ示している。

CPU4は、検査の際の演算の実行や第１図に示す画像情
報作成装置の機能を実行するように構成されている。ま
た、ROM5には、検査に関する動作プログラムや前記画像
情報作成装置の機能を実行させる動作プログラムなどが
書き込まれている。

以上説明した構成の検査装置において、キーボードに
備える、文字や図形などのパターンが存在するキートッ
プなどの対象物の良否を判定する場合を例としてその手
順および動作を説明する。

第３図のメインルーチンに示すように、検査に先立
ち、検査対象物の基準となる良品の画像データを作成す
るいわゆる教示（ステップS1）を前準備として行ってか
ら、検査対象物の画像データを取り込んで前記良品の画
像データと照合して良否判定を行う（ステップS2）。ス
テップS3において総ての検査が終了したか否かを判断す
る。

この検査の手順自体は、従来例の項目で詳しく説明し
ていないが、従来のものと何ら変わりないが、ステップ
S2の教示過程において、従来では対象物のパターンの位
置情報（さらには空白部分の位置情報など）をオペレー
タが手操作で入力していたのに対し、本実施例ではその
ような作業をわざわざ行わずともパターンの位置情報を
自動的に作成できるようにしている点が従来のものと異
なる。

したがって、本実施例では、検査の手順やそれに関す
る動作の詳細な説明を省略し、教示に関する手順および
動作を詳しく説明する。

教示用サブルーチン 第４図は教示に関するサブルーチンを示すフローチャ
ートである。まず、撮像カメラ１から取り込んだキーボ
ードの１フレーム分の映像信号をA/D変換回路２を与
え、このA/D変換回路２でA/D変換された１フレーム分の
画像データをフレームメモリ３に記憶させる（ステップ
S4）。フレームメモリの画像データはD/A変換回路９を
介してモニタ10に与えられ、モニタ10にはキーボードの
画像が表示される。次に、このキーボードのうち、例え
ば第５図に示すような、中央部分に『Ａ』というアルフ
ァベット文字11aが印刷され、その周りが空白部分11bに
なったキートップ11に関する教示を行う場合、キーボー
ドにおけるキートップ11の存在位置の位置情報を従来で
も本実施例でも同様であるが、オペレータが入力装置７
から入力する（ステップS5）。

ところで、従来ではキートップ11におけるアルファベ
ット文字11aの位置情報が空白部分11bの位置情報をオペ
レータが適宜入力していたが、本実施例の場合、ステッ
プS6において第６図に示すサブルーチンが呼び出されて
フレームメモリ３から与えられる１フレーム分の画像デ
ータに基づき、アルファベット文字11aに外接する矩形
枠12〔第８図（ｂ）参照〕の位置情報を作成する。その
後、ステップS7においてこの矩形枠12内のアルファベッ
ト文字11aの形状情報を一般的な周知の方式（説明省
略）で作成する。続くステップS8で第７図に示すサブル
ーチンが呼び出されて空白部分11bを複数の空白矩形領
域に区分けして各空白矩形領域の位置情報を作成する。

次に、前述のステップS6,S8におけるサブルーチンを
説明する。

パターン部分の位置情報作成用のサブルーチン 第６図に示すように、まず、ステップS9で画像データ
総てが呼び出されたか否かを判断する。『NO』の場合は
ステップS10へ進む。ステップS10ではフレームメモリ３
に記憶させているキートップ11の画像データを走査して
１ラインずつ呼び出し、キートップ11のアルファベット
文字11aの部分情報を線状矩形として抽出し、ステップS
11へ進む。ステップS11では以前に線状矩形があるか否
かを判断し、『YES』の場合はステップS12へ進み、『N
O』の場合はステップS12の処理をせずにステップS13へ
進む。例えば１番目の線状矩形を抽出した段階ではステ
ップS11の判断が『NO』になるからステップS13へ進み、
この線状矩形の位置情報を取り込んで、ステップS9へ戻
り、２番目の線状矩形を抽出した場合はステップS11の
判断が『YES』になりステップS12へ進む。ステップS12
では走査ライン並列方向につながる線状矩形12a,12bを
互いに併合し〔例えば第８図（ａ）参照〕、ステップS1
3でこの併合した線状矩形12cの位置情報を求めてそれを
一時的に記憶させる更新を行ってから、ステップS9へ戻
る。

このようなステップS9〜S13を繰り返すことによって
アルファベット文字11aに外接する矩形枠12を得て〔第
８図（ｂ）参照〕、最終的に得た矩形枠12の対向する二
隅の座標をRAM6のパターン位置情報メモリに記憶させ
る。

そして、画像データの走査が終わると、ステップS9で
『YES』と判断してステップS14へ進む。ステップS14で
は、総ての線状矩形について併合したか否かを判断す
る。『YES』の場合にはこのサブルーチンを終了して教
示用サブルーチンのステップS7へ戻る。一方、『NO』の
場合はステップS15,S16へ進み、ステップS14の判断が
『YES』になるまでステップS15,S16を繰り返す。ステッ
プS15では前記ステップS12と同様の処理を行い、ステッ
プS16では前記ステップS13と同様の処理を行う。

このようにして、アルファベット文字11aに外接する
矩形枠12の位置情報が作成される。

空白部分の位置情報作成用のサブルーチン 第７図に示すように、まず、ステップS17で矩形枠12
が存在するか否かを判断する。例えば全面が空白で矩形
枠12が存在しない場合は『NO』と判断してステップS18
へ進み、区分けせずに全面の位置情報を求めてRAM6の空
白部分位置情報メモリ6bへ記憶させて終了する。一方、
『YES』と判断した場合はステップS19へ進む。ステップ
S19では空白部分11bの区分けが終了したか否かを判断
し、判断が『NO』の場合はステップS20へ、『YES』の場
合はステップS21へそれぞれ進む。

ステップS20では矩形枠12における任意の１辺を共有
する空白矩形領域を求めるとともに、この空白矩形領域
における前記矩形枠12と共有する辺をその長手方向に延
ばし、前記空白矩形領域を拡大して、ステップS22へ進
む。ステップS22では第９図に示すサブルーチンを呼び
出して実行し、ステップS19へ戻る。このステップS19,S
20,S22を繰り返して空白部分11bの区分けを終了する。

この終了により、ステップS19において『YES』と判断
するから、ステップS21へ進み、他の矩形枠12が残って
いるか否かを判断する。判断が『YES』の場合はステッ
プS20へ進んで、このステップS20,S22およびS19を繰り
返す一方、『NO』の場合はこのサブルーチンを終了す
る。

次に、前述のステップS22のサブルーチンを説明す
る。

第９図に示すように、ステップS23では、空白矩形領
域相互で重なる部分があるか否かを判断する。『NO』と
判断した場合はステップS24へ進み、空白矩形領域の位
置情報を求めてそれを一時的に登録し、このサブルーチ
ンを終了する。前述のステップS23で『YES』と判断した
場合はステップS25へ進み、先に求めた空白矩形領域を
そのままの状態で残して、後で求めた空白矩形領域を前
記重なる部分だけ縮小する。こうして、ステップS23へ
戻る。なお、重なる部分がある場合の空白矩形領域の分
離は面積比で行うようにすることも可能である。

以上説明した空白部分11bの区分けの具体例を第５図
に示すキートップ11の場合についての手順および動作を
第10図を用いて説明する。

まず、矩形枠12の辺ａについて、この辺ａを共有す
る空白矩形領域Ａを形成する〔第10図（ａ）参照〕。

この空白矩形領域13の辺ａをその長手方向に延ば
し、空白矩形領域Ａを拡大してから、この空白矩形領域
Ａの二隅A₁,A₂の座標を一般的な所定の方法にて求める
〔第10図（ｂ）参照〕。

次に、矩形枠12の辺ｂについて、この辺ｂを共有す
る空白矩形領域Ｂを形成する〔第10図（ｃ）参照〕。

空白矩形領域Ｂを前記と同様にして拡大するとと
もに、その二隅B₁,B₂の座標を求める〔第10図（ｄ）参
照〕。

空白矩形領域Ａと空白矩形領域Ｂとの一部が第10図
（ｄ）において斜線で示すように重なっているから、手
順として先に形成した空白矩形領域Ａをそのままの状態
で残して、後で形成した空白矩形領域Ｂを前記重なる部
分だけ縮小し、新しく形成した空白矩形領域Ｂの二隅
B₁,B₂の座標を再度求める〔第10図（ｅ）参照〕。

そして、矩形枠12の辺c,dについてもそれを共有す
る空白矩形領域を前述とほぼ同様にして形成し、最終的
に第10図（ｆ）に示すように、空白部分11bを４つの空
白矩形領域Ａ〜Ｄに区分けすることができる。

この各空白矩形領域Ａ〜Ｄの各位置情報がRAM6の空白
部分位置情報メモリに記憶されるのである。

以上説明したように、教示過程において、キートップ
11のアルファベット文字11aを囲う矩形枠12の位置情報
を作成するとともに、空白部分11bを複数に区分けして
各空白矩形領域Ａ〜Ｄの各位置情報を作成することがで
きるから、従来のようにキートップ11の文字部分および
空白部分の位置情報をオペレータがわざわざ手操作で入
力する必要がない。なお、本実施例では、矩形枠12の位
置情報はアルファベット文字11aの形状情報に関連させ
てRAM6のパターン部分位置情報メモリに、また空白部分
11bの位置情報をその空白情報に関連してRAM6の空白部
分位置情報メモリにそれぞれ記憶させるようにしてい
る。

したがって、検査に際しては、検査対象となるキート
ップ11の１フレーム分の画像データを撮像カメラ１およ
びA/D変換回路２を通じてフレームメモリ３に記憶させ
れば、CPU4は、この画像データのうち教示過程で取り込
んだパターン部分の位置情報に基づいて検査キートップ
のパターン部分を囲う位置が指定されて、この位置指定
によりその形状情報が取り出されることになる。この検
査キートップのパターン部分の形状情報をRAM6より与え
られる良品キートップのパターン部分の形状情報に照合
して良否の判定を行い、結果を出力装置７に出力するの
である。また、空白部分11bについても同様であり、こ
の空白部分11bを複数の空白矩形領域に区分けしてその
位置情報を作成するのは、そこに不要なパターンあるい
は汚れがないかということの判定を行うために必要なの
である。

なお、上記実施例では、かかる画像情報作成装置を検
査装置に適用して説明しているが、本発明はこれに限定
されない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次の効果が発揮される。

即ち、従来では対象物におけるパターンの位置情報を
オペレータがわざわざ手操作で入力していたのに対し、
本発明では前記パターンの位置情報を自動的に作成する
ことができるから、作業の簡略化を図ることができる。

したがって、これを例えばキーボードの正規な位置に
キートップが正しく取り付けられている否かの判定を行
う検査装置などに適用した場合、検査キートップの基準
となる良品データを取り込む回数の多い教示の段階にお
いてキートップ上に存在するパターンの位置情報をオペ
レータが指定しなくとも自動的に作成できるようになる
から、教示の作業能率を向上するのに貢献できる。

くわえて、パターンの存在領域における矩形枠周囲の
空白部分が空白領域として抽出されることで、対象物上
のパターン以外の部分における傷やゴミ等の異物付着を
容易に判定できるようになる。

これにより、作業能率に優れ、しかも、対象物の傷や
ゴミ等の情報まで詳細に得られる画像情報作成装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第10図は本発明の一実施例にかかり、第１
図は特許請求の範囲に対応する機能ブロック図、第２図
は画像情報作成装置を備えた検査装置の構成ブロック
図、第３図はキーボードの検査に関するメインルーチン
を示すフローチャート、第４図は教示に関するサブルー
チンを示すフローチャート、第５図は対象物としてのキ
ートップを略示した平面図、第６図はパターン部分を囲
う矩形枠の位置情報作成に関するサブルーチンを示すフ
ローチャート、第７図は空白部分区分け後の空白矩形領
域の位置情報作成に関するサブルーチンを示すフローチ
ャート、第８図（ａ）は線状矩形を併合した状態を示す
説明図、第８図（ｂ）はパターン部分に外接する矩形枠
を示す説明図、第９図は空白矩形領域の位置情報登録に
関するサブルーチンを示すフローチャート、第10図
（ａ）ないし（ｆ）は空白部分区分けの具体例の動作説
明に用いる工程図である。 １……撮像カメラ（撮像手段） ４……CPU ５……ROM 11……キートップ（対象物） 11a……アルファベット文字（パターン） 11b……空白部分。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像手段を通じて取り込んだ対象物の画像
   データからその対象物上の文字や図形などのパターンの
   存在位置に関する位置情報を作成する画像情報作成装置
   であって、 前記対象物の画像データを走査して各走査ラインに対応
   する部分画像データについて該走査ライン上に存在する
   パターン部分情報を一つの線状矩形として抽出する線状
   矩形抽出手段と、 前記走査ライン並列方向につながる複数の線状矩形を互
   いに併合して前記パターンを囲う矩形枠を形成する線状
   矩形併合手段と、 前記パターンの存在領域における前記矩形枠周囲の空白
   部分を空白領域として抽出する空白領域抽出手段と、 を備えていることを特徴とする画像情報作成装置。