JP6438774B2 - Determination device, control program, and determination method - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理に関する。 The present invention relates to image processing.
特許文献1及び2に記載されているように、従来から画像処理に関して様々な技術が提案されている。
As described in
画像処理を用いて対象物が比較対象に相当するか否かを判定する際には、その判定精度が高いことが望ましい。 When determining whether an object corresponds to a comparison object using image processing, it is desirable that the determination accuracy be high.
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、画像処理を用いて対象物が比較対象に相当するか否かを判定する際の判定精度を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and a technique capable of improving the determination accuracy when determining whether or not an object corresponds to a comparison object using image processing. The purpose is to provide.
本発明に係る判定装置の一態様は、処理対象画像に映る対象物が比較対象に相当するか否かを判定する判定装置であって、対象物が映る処理対象画像から、前記対象物が映る対象物領域を抽出する抽出部と、前記対象物領域に対して領域分割を行う領域分割部と、前記領域分割部で生成された複数の分割領域に基づいて、前記対象物の特徴を示す特徴量を取得する特徴量取得部と、前記特徴量に基づいて、前記対象物が比較対象に相当するか否かを判定する判定部とを備え、前記領域分割部は、前記対象物領域全体での輝度ヒストグラムのエントロピーに基づいて、前記領域分割で使用するしきい値を決定し、前記領域分割において、前記対象物領域の分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーが前記しきい値以上あるいは前記しきい値よりも大きい場合に当該分割領域を複数の分割領域にさらに分割する処理を繰り返し行う。 One aspect of the determination apparatus according to the present invention is a determination apparatus that determines whether or not an object shown in a process target image corresponds to a comparison target, and the target object is reflected from a process target image showing the target object. A feature indicating characteristics of the object based on an extraction unit that extracts a target region, a region dividing unit that performs region division on the target region, and a plurality of divided regions generated by the region dividing unit A feature amount acquisition unit that acquires an amount; and a determination unit that determines whether or not the object corresponds to a comparison target based on the feature amount; and the region dividing unit includes the entire target region. A threshold value to be used in the region division is determined based on the entropy of the luminance histogram, and in the region division, the entropy of the luminance histogram in the divided region of the object region is greater than or equal to the threshold value or the threshold value. value Further repeating the process of dividing the divided regions into a plurality of divided areas when also large Ri.
また、本発明に係る判定装置の一態様では、前記特徴量取得部は、前記領域分割部で生成された複数の分割領域のそれぞれについての当該分割領域の大きさを示す情報に基づいて前記特徴量を取得する。 Further, in one aspect of the determination apparatus according to the present invention, the feature amount acquisition unit is configured to perform the feature based on information indicating a size of the divided region for each of the plurality of divided regions generated by the region dividing unit. Get the quantity.
また、本発明に係る判定装置の一態様では、前記特徴量取得部は、前記領域分割部で生成された複数の分割領域のそれぞれについての、前記対象物領域の中心から当該分割領域までの距離を示す情報に基づいて前記特徴量を取得する。 Moreover, in one aspect of the determination apparatus according to the present invention, the feature amount acquisition unit is a distance from the center of the object region to the division region for each of the plurality of division regions generated by the region division unit. The feature amount is acquired based on the information indicating.
また、本発明に係る判定装置の一態様では、前記特徴量取得部は、前記情報の1次元ヒストグラムを前記特徴量とする。 In the aspect of the determination apparatus according to the present invention, the feature amount acquisition unit uses a one-dimensional histogram of the information as the feature amount.
また、本発明に係る判定装置の一態様では、前記特徴量取得部は、前記領域分割部で生成された複数の分割領域のそれぞれについての当該分割領域の大きさを示す第1情報と、当該複数の分割領域のそれぞれについての、前記対象物領域の中心から当該分割領域までの距離を示す第2情報とに基づいて、前記特徴量を取得する。 In the aspect of the determination apparatus according to the present invention, the feature amount acquisition unit includes first information indicating a size of the divided region for each of the plurality of divided regions generated by the region dividing unit, The feature amount is acquired based on the second information indicating the distance from the center of the object area to the divided area for each of the divided areas.
また、本発明に係る判定装置の一態様では、前記特徴量取得部は、前記第1情報及び前記第2情報の2次元ヒストグラムを前記特徴量とする。 In the aspect of the determination apparatus according to the present invention, the feature amount acquisition unit uses the two-dimensional histogram of the first information and the second information as the feature amount.
また、本発明に係る判定装置の一態様では、前記判定部は、前記比較対象の特徴を示す標準特徴量と、前記特徴量とを比較し、その比較結果に基づいて、前記対象物が前記比較対象に相当するか否かを判定する。 Further, in one aspect of the determination apparatus according to the present invention, the determination unit compares the feature quantity with a standard feature quantity indicating the feature to be compared, and based on a result of the comparison, the object is the It is determined whether it corresponds to the comparison target.
また、本発明に係る判定装置の一態様では、前記処理対象画像は、前記処理対象画像に映る前記対象物の周方向の向きは一定せず、前記判定部は、前記比較対象の特徴を示す複数種類の標準特徴量のそれぞれと、前記特徴量とを比較し、その比較結果に基づいて、前記対象物が前記比較対象に相当するか否かを判定し、前記複数種類の標準特徴量は、それぞれにおいて前記比較対象が映る複数の画像に基づいてそれぞれ生成され、前記複数の画像の間では、当該画像に映る前記比較対象の周方向の向きが異なる。 Further, in one aspect of the determination apparatus according to the present invention, the processing target image has a constant orientation in a circumferential direction of the target object shown in the processing target image, and the determination unit indicates the characteristics of the comparison target. Each of a plurality of types of standard feature values is compared with the feature value, and based on the comparison result, it is determined whether or not the object corresponds to the comparison target. , Each of which is generated based on a plurality of images in which the comparison object is reflected, and the circumferential direction of the comparison object in the image is different between the plurality of images.
また、本発明に係る制御プログラムの一態様は、コンピュータ装置に、処理対象画像に映る対象物が比較対象に相当するか否かを判定させるための制御プログラムであって、前記コンピュータ装置に、(a)対象物が映る処理対象画像から、前記対象物が映る対象物領域を抽出する工程と、(b)前記対象物領域に対して領域分割を行う工程と、(c)前記工程(b)で生成された複数の分割領域に基づいて、前記対象物の特徴を示す特徴量を取得する工程と、(d)前記特徴量に基づいて、前記対象物が比較対象に相当するか否かを判定する工程とを実行させ、前記工程(b)において、前記対象物領域全体での輝度ヒストグラムのエントロピーに基づいて、前記領域分割で使用されるしきい値を決定させ、前記対象物領域の分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーが前記しきい値以上あるいは前記しきい値よりも大きい場合に、当該分割領域を複数の分割領域にさらに分割する処理を繰り返し行わせるためのものである。 An aspect of the control program according to the present invention is a control program for causing a computer device to determine whether or not an object shown in a processing target image corresponds to a comparison target. a) a step of extracting a target object region in which the target object is shown from a processing target image in which the target object is shown; (b) a step of dividing the target object region; and (c) the step (b). A step of obtaining a feature amount indicating the feature of the target object based on the plurality of divided regions generated in step (d), and (d) whether the target object corresponds to a comparison target based on the feature amount. And determining a threshold value used in the region division based on the entropy of the luminance histogram in the entire object region in the step (b), and dividing the object region. In the area If the entropy of the degree histogram is greater than the threshold value or more or the threshold value is for repetitively perform a process further divides the divided regions into a plurality of divided regions.
また、本発明に係る判定方法の一態様は、処理対象画像に映る対象物が比較対象に相当するか否かを判定する判定装置での判定方法であって、(a)対象物が映る処理対象画像から、前記対象物が映る対象物領域を抽出する工程と、(b)前記対象物領域に対して領域分割を行う工程と、(c)前記工程(b)で生成された複数の分割領域に基づいて、前記対象物の特徴を示す特徴量を取得する工程と、(d)前記特徴量に基づいて、前記対象物が比較対象に相当するか否かを判定する工程とを備え、前記工程(b)において、前記対象物領域全体での輝度ヒストグラムのエントロピーに基づいて、前記領域分割で使用されるしきい値が決定され、前記対象物領域の分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーが前記しきい値以上あるいは前記しきい値よりも大きい場合に、当該分割領域を複数の分割領域にさらに分割する処理が繰り返し行われる。 Moreover, one aspect of the determination method according to the present invention is a determination method in a determination device that determines whether or not an object shown in a processing target image corresponds to a comparison target, and (a) a process in which the target object is shown A step of extracting a target region in which the target object is reflected from a target image; (b) a step of performing region division on the target region; and (c) a plurality of divisions generated in step (b). Obtaining a feature amount indicating a feature of the object based on a region; and (d) determining whether the object corresponds to a comparison target based on the feature amount, In the step (b), a threshold value used in the region division is determined based on the entropy of the luminance histogram in the entire object region, and the entropy of the luminance histogram in the divided region of the object region is Above the threshold or Is greater than the serial threshold, the process further divides the divided regions into a plurality of divided regions is repeated.
本発明の一態様によれば、処理対象画像に映る対象物が比較対象に相当するか否かを判定する際の判定精度が向上する。 According to one aspect of the present invention, the determination accuracy when determining whether or not an object shown in a processing target image corresponds to a comparison target is improved.
<画像処理システム1の構成について>
図1は実施の形態に係る画像処理システム1の構成を示す図である。本実施の形態に係る画像処理システム1は、画像処理を用いて、対象物が比較対象に相当するか否かを判定するシステムである。画像処理システム1は、例えば、工場内において、クッキーやチョコレートなどの円形のお菓子が製造される製造ラインに導入される。画像処理システム1は、実稼働中の製造ラインにおいて製造されるお菓子が正しく製造されたお菓子に相当するか否かを判定する。言い換えれば、画像処理システム1は、実稼働中の製造ラインで製造されるお菓子が正しく製造されているか否か、つまり当該お菓子の良否を判定する。したがって、本実施の形態では、対象物はお菓子である。また、対象物と比較される比較対象は、正しく製造されたお菓子(良品のお菓子)である。なお、対象物はお菓子以外であっても良い。また当該対象物の外形は円形以外であっても良い。
<Configuration of
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an
図1に示されるように、画像処理システム1は、撮像装置2及び判定装置3を備えている。撮像装置2は、製造ラインで製造されたお菓子を撮像し、当該お菓子が映った撮像画像10を生成して判定装置3に出力する。製造ラインでは、搬送コンベアによってお菓子が搬送され、撮像装置2は搬送されるお菓子を撮像する。製造された複数のお菓子は、不揃いな向きで搬送コンベア上を一列で移動する。本実施の形態では、撮像装置2で生成される撮像画像10は、カラー画像であるが、グレースケール画像であっても良い。
As shown in FIG. 1, the
図2は撮像装置2で得られる撮像画像10の一例を模式的に示す図である。図2に示される撮像画像10には、正しく製造されたお菓子100、つまり良品のお菓子100が映っている。また撮像画像10には、背景である搬送コンベア101が映っている。良品のお菓子100の一方主面100aには、例えばアルファベット「A」の模様が示されている。なお、良品のお菓子100の模様はこれ以外であっても良い。また、良品のお菓子100の両主面に模様が付されていても良い。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a captured
本実施の形態では、お菓子100は、その一方主面100aを上側にして、搬送コンベア101上を移動する。搬送コンベア101上では、複数のお菓子100が一列になって移動する。そして、撮像装置2は、お菓子100の一方主面100a側から当該お菓子100を撮像する。したがって、撮像画像10には、お菓子100の一方主面100aが映っている。
In the present embodiment, the
判定装置3は、撮像装置2から入力される撮像画像10に映るお菓子100が正しく製造されたものに相当するか否か、つまり当該お菓子100が正しく製造されているか否かを判定し、その判定結果を出力する。この判定結果は、工場内に設けられた、製造ラインの動作を管理する制御部に入力される。制御部は、入力された判定結果に基づいて各種動作を行う。以後、判定装置3が、撮像画像10に映るお菓子100が正しく製造されているか否かを判定する処理を「お菓子判定処理」と呼ぶ。
The
本実施の形態では、判定装置3は、一種のコンピュータ装置であって、CPU(Central Processing Unit)300及び記憶部310を備えている。記憶部310は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等の、CPU300が読み取り可能な非一時的な記録媒体で構成されている。記憶部310には、判定装置3(コンピュータ装置)を制御するための制御プログラム311が記憶されている。CPU300が記憶部310内の制御プログラム311を実行することによって、判定装置3には様々な機能ブロックが形成される。
In the present embodiment, the
なお、判定装置3の各種機能の一部又は全部は、その機能の実現のためにプログラム(ソフトフェア)が不要な、論理回路等を含む専用のハードウェア回路で実現しても良い。また記憶部310は、ROM及びRAM以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えていても良い。記憶部310は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びSSD(Solid State Drive)等を備えていても良い。
Note that some or all of the various functions of the
図3は判定装置3が有する複数の機能ブロックを示す図である。図3に示されるように、判定装置3は、機能ブロックとして、変換部30、抽出部31、領域分割部32、特徴量取得部33及び判定部34を備えている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a plurality of functional blocks included in the
変換部30は、撮像装置2から入力される撮像画像10をカラー画像からグレースケール画像に変換し、変換後の撮像画像10を撮像画像11として出力する。抽出部31は、撮像画像11から、お菓子100が映るお菓子領域(対象物領域)23を抽出する。
The
領域分割部32は、抽出部31で抽出されたお菓子領域23に対して領域分割を行う。ここで、領域分割とは、お菓子領域23を、それぞれにおいて輝度が一様な複数の分割領域に分割する処理である。言い換えれば、領域分割とは、お菓子領域23を、それぞれにおいて特徴が一様な複数の分割領域に分割する処理である。
The
特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の分割領域に基づいて、撮像画像11に映るお菓子100の特徴を示す特徴量を取得する。判定部34は、特徴量取得部33で取得された特徴量に基づいて、撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かを判定し、その判定結果21を出力する。言い換えれば、判定部34は、特徴量取得部33で取得された特徴量に基づいて、撮像装置2で得られた撮像画像10に映るお菓子100が良品か否かを判定し、その判定結果21を出力する。本実施の形態では、判定部34は、撮像画像11から求められた特徴量と、良品のお菓子100の特徴を示す標準特徴量(基準特徴量)22とを比較し、その比較結果に基づいて、当該撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かを判定する。標準特徴量22は、記憶部310に予め記憶されている。
The feature
<お菓子判定処理のフローについて>
次に、製造ラインが実稼働中において、判定装置3がお菓子判定処理を行う際の当該判定装置3の一連の動作について説明する。図4はお菓子判定処理を示すフローチャートである。
<About the flow of candy determination processing>
Next, a series of operations of the
図4に示されるように、ステップs1において、判定装置3は、撮像装置2から撮像画像10が入力されると、変換部30において当該撮像画像10をカラー画像からグレースケール画像に変換し、それよって得られた撮像画像11を処理対象とする。以後、製造ラインが実稼働中での処理対象の撮像画像11を「処理対象画像11」と呼ぶことがある。
As shown in FIG. 4, in step s1, when the captured
次にステップs2において、抽出部31は、処理対象画像11から、お菓子100が映るお菓子領域23を抽出する。次にステップs3において、領域分割部32は、抽出部31で抽出されたお菓子領域23に対して領域分割を行う。次にステップs4において、特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の分割領域に基づいて、撮像画像11に映るお菓子100の特徴を示す特徴量を取得する。以後、お菓子100の特徴を示す特徴量を「お菓子特徴量」と呼ぶことがある。
Next, in step s <b> 2, the
次にステップs5において、判定部34は、特徴量取得部33で取得されたお菓子特徴量に基づいて、撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かを判定する。そして、判定部34は、ステップs6において、ステップs5での判定結果21を、工場内に設けられた制御部に出力する。制御部は、撮像画像10に映るお菓子100が正しく製造されていない場合には、言い換えれば、撮像画像10に映るお菓子100が良品に相当しない場合には、例えば、スピーカから警告音を出力したり、ディプレイに警告情報を表示したりするなどして、外部に警告を発する。
Next, in step s5, the
その後、判定装置3は、新たな撮像画像10が入力されると、当該撮像画像10から得られる撮像画像11を新たな処理対象として、ステップs2〜s6を実行する。以後、判定装置3は、撮像画像10が入力されるたびに、同様の動作を行う。
Thereafter, when a new captured
<各構成要素の詳細説明>
以下に、抽出部31、領域分割部32、特徴量取得部33及び判定部34の動作についてさらに詳細に説明する。
<Detailed description of each component>
Hereinafter, operations of the
<抽出部について>
図5は、抽出部31が撮像画像11から抽出するお菓子領域23の一例を示す図である。撮像画像11からお菓子領域23を抽出する方法としては様々な方法がある。
<About the extraction unit>
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the
例えば、お菓子100の外形が円形であることを利用した第1の抽出方法がある。この第1の抽出方法では、まず、撮像画像11に対してエッジ検出が行われてエッジ画像が生成される。エッジ画像の生成方法としては、例えば、Sobel法、Laplacian法、Canny法などが使用される。次に、生成されたエッジ画像から円形領域が抽出される。円形領域の抽出方法としては、例えばハフ変換が使用される。そして、エッジ画像における当該円形領域の位置と同じ位置に存在する撮像画像11での円形領域が、お菓子領域23とされる。
For example, there exists the 1st extraction method using the external shape of the
別の方法としては、背景差分法とラベリングを用いて撮像画像11からお菓子領域23を抽出する第2の抽出方法がある。この第2の抽出方法では、まず、撮像画像11と背景画像(撮像画像11の背景だけが映る画像)との差分を示す背景差分画像が生成され、生成された背景差分画像が2値化される。そして、2値の背景差分画像に対して4連結等のラベリングが行われる。そして、2値の背景差分画像における、ラベリングの結果得られた連結領域(独立領域)の位置と同じ位置に存在する撮像画像11での部分領域が、お菓子領域23とされる。
As another method, there is a second extraction method for extracting the
本実施の形態では、抽出部31は、上記の2つの方法とは異なる方法で、撮像画像11からお菓子領域23を抽出する。以下に本実施の形態に係る抽出部31の動作について説明する。なお、抽出部31は、上記の2つの方法のどちらか一方を用いて撮像画像11からお菓子領域23を抽出しても良い。
In the present embodiment, the
まず、抽出部31は、撮像画像11と背景画像60(撮像画像11の背景だけが映る画像)との差分を示す背景差分画像を生成し、生成した背景差分画像を2値化する。図6は背景画像60を模式的に示す図であって、図7は2値の背景差分画像61を模式的に示す図である。背景画像60は、判定装置3の記憶部310に予め記憶されている。
First, the
次に、抽出部31は、2値の背景差分画像61に対して、お菓子100の外形を示す2値の外形テンプレート62を用いたテンプレートマッチングを行う。つまり、抽出部31は、背景差分画像61において、外形テンプレート62と類似する領域がどこに存在するかを特定する。言い換えると、抽出部31は、背景差分画像61において、外形テンプレート62が示すお菓子100の外形と一致する領域がどこに存在するかを特定する。図8は外形テンプレート62を模式的に示す図である。外形テンプレート62は、判定装置3の記憶部310に予め記憶されている。外形テンプレート62の外形は、例えば正方形である。
Next, the
テンプレートマッチングでは、抽出部31は、図9に示されるように、背景差分画像61上で外形テンプレート62をラスタスキャン方向に少しずつ移動させる。言い換えれば、抽出部31は、背景差分画像61上で外形テンプレート62をラスタスキャンさせる。このとき、抽出部31は、外形テンプレート62の各位置において、当該外形テンプレート62と、それに重なる、背景差分画像61の部分領域とのAND画像を生成する。これにより、複数の2値のAND画像が生成される。そして、抽出部31は、生成した複数のAND画像のうち、画素値が“1”の画素(高輝度画素)の数が最も多いAND画像の生成で使用された外形テンプレート62の背景差分画像61上の位置を特定する。この位置は、背景差分画像61において、外形テンプレート62と類似した領域が存在する位置である。そして、抽出部31は、図10に示されるように、特定した位置と同じ位置に存在する撮像画像11での部分領域11aを、お菓子領域23として抽出する。言い換えれば、抽出部31は、特定した位置と同じ位置に外形テンプレート62を撮像画像11に配置した際に、当該外形テンプレート62と重なる、撮像画像11での部分領域11aを、お菓子領域23として抽出する。このとき、本実施の形態では、当該部分領域11aにおいて、その上の外形テンプレート62が示す円形よりも外側の各画素の画素値を零としたものお菓子領域23とする。抽出部31で抽出されるお菓子領域23はグレースケール画像である。本実施の形態では、お菓子領域23の外形は四角形であるが、円形であっても良い。
In template matching, the
<領域分割部について>
本実施の形態では、領域分割部32は、輝度ヒストグラムのエントロピーを用いて、お菓子領域23に対する領域分割を行う。領域分割部32は、お菓子領域23の分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーがしきい値以上の場合に、当該分割領域を複数の分割領域にさらに分割する処理を繰り返し行う。
<Region division unit>
In the present embodiment, the
図11は領域分割部32の動作を示すフローチャートである。図11に示されるように、ステップs31において、領域分割部32は、領域分割で使用するしきい値を決定する。具体的には、領域分割部32は、お菓子領域23全体での輝度ヒストグラムを求める。そして、領域分割部32は、求めた輝度ヒストグラムのエントロピーを求める。そして、領域分割部32は、求めたエントロピーに基づいてしきい値を決定する。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the
図12はお菓子領域23全体での輝度ヒストグラム150の一例を示す図である。輝度ヒストグラム150は、お菓子領域23を構成する複数の画素の輝度の分布を示している。図12の横軸は輝度を示している。図12の縦軸は、お菓子領域23において、横軸に示される輝度を有する画素の数、つまり頻度を示している。本実施の形態では、画素の輝度は、例えば8ビットで表現されており、十進数表現で“0”から“255”の値をとる。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the
領域分割部32は、以下の式(1)を使用して、輝度ヒストグラム150のエントロピーEAを求める。
The
ここで、式(1)中のPAiは、お菓子領域23での輝度“i”の出現確率を示している。出現確率PAiは、お菓子領域23において輝度が“i”である画素の数KAiと、お菓子領域23の画素の総数KAtotalを用いて、以下の式(2)で表される。
Here, PAi in Equation (1) indicates the appearance probability of the luminance “i” in the
例えば、KAtotal=1000とし、お菓子領域23において、輝度が“255”である画素の数KA255=10であるとすると、PA255=10/1000となる。
For example, assuming that KAtotal = 1000 and the number of pixels having a luminance of “255” KA255 = 10 in the
エントロピーEAは、輝度ヒストグラム150の分布のばらつきの度合いを示している。エントロピーEAが大きい場合には、輝度ヒストグラム150の分布がばらついていると言える。つまり、お菓子領域23での輝度のばらつきが大きいと言える。一方で、エントロピーEAが小さい場合には、輝度ヒストグラム150の分布が偏っていると言える。つまり、お菓子領域23での輝度のばらつきが小さいと言える。
Entropy EA indicates the degree of variation in the distribution of
領域分割部32は、エントロピーEAを求めると、以下の式(3)を使用して、領域分割で使用するしきい値Tを求める。
When obtaining the entropy EA, the
ここで、式(3)中のαは、お菓子領域23の分割態様を調整するための調整パラメータであって、0<α<1である。αが小さくなると、しきい値Tが小さくなることから、領域分割においてお菓子領域23は分割され易くなる。αの値は、判定装置3において良否判定が行われる対象物の種類等に応じて決定される。αの値は記憶部310に予め記憶されている。本実施の形態では、判定装置3がお菓子100の良否判定を適切に行えるようにαの値が実験等によって決定されている。
Here, α in Expression (3) is an adjustment parameter for adjusting the division mode of the
領域分割部32は、ステップs31においてしきい値Tを決定すると、ステップs32においてお菓子領域23を初期分割する。ここでは、お菓子領域23は、例えば、図13に示されるように4分割される。本実施の形態では、図13に示されるように、お菓子領域23は、行列状に正方形の4つの分割領域に均等に分割される。領域分割部32は、お菓子領域23を初期分割する場合には、輝度ヒストグラムのエントロピーを使用しない。以後、お菓子領域23の初期分割によって得られた分割領域を「分割領域230」と呼ぶことがある。
After determining the threshold value T in step s31, the
次にステップs33において、領域分割部32は、処理対象の分割領域を決定する。ステップs32の直後のステップs33では、ステップs32で得られた各分割領域が処理対象とされる。
Next, in step s33, the
次にステップs34において、領域分割部32は、ステップs33で決定した処理対象の各分割領域についての輝度ヒストグラムのエントロピーを求める。具体的には、領域分割部32は、まず、処理対象の分割領域の輝度ヒストグラムを求める。分割領域の輝度ヒストグラムは、当該分割領域を構成する複数の画素の輝度の分布を示している。そして、領域分割部32は、処理対象の分割領域の輝度ヒストグラムのエントロピーEBを以下の式(4)を用いて求める。
Next, in step s34, the
ここで、式(4)中のPBiは、分割領域での輝度“i”の出現確率を示している。出現確率PBiは、分割領域において輝度が“i”である画素の数KBiと、当該分割領域の画素の総数KBtotalを用いて、以下の式(5)で表される。 Here, PBi in Expression (4) indicates the appearance probability of the luminance “i” in the divided area. The appearance probability PBi is expressed by the following equation (5) using the number KBi of pixels having luminance “i” in the divided area and the total number KBtotal of pixels in the divided area.
分割領域についてのエントロピーEBが大きい場合には、当該分割領域での輝度のばらつきが大きいと言える。一方で、分割領域についてのエントロピーEBが小さい場合には、当該分割領域での輝度のばらつきが小さいと言える。 When the entropy EB for a divided area is large, it can be said that the luminance variation in the divided area is large. On the other hand, when the entropy EB for the divided area is small, it can be said that the variation in luminance in the divided area is small.
ステップs34が実行されると、領域分割部32は、ステップs35において、ステップs33で決定された処理対象の分割領域において、エントロピーEBがしきい値T以上の処理対象の分割領域が存在するか否かを判定する。領域分割部32は、ステップs35において、エントロピーEBがしきい値T以上の処理対象の分割領域が存在すると判定すると、ステップs36において、エントロピーEBがしきい値T以上の処理対象の分割領域をさらに分割する。上記のように、分割領域についてのエントロピーEBが大きい場合には、当該分割領域での輝度のばらつきが大きいと言えることから、領域分割部32は、輝度のばらつきが大きい処理対象の分割領域をさらに分割すると言える。言い換えれば、領域分割部32は、特徴が一様でない処理対象の分割領域をさらに分割する。ステップs36では、ステップs32と同様に、エントロピーEBがしきい値T以上の処理対象の分割領域は、行列状に正方形の4つの分割領域にさらに均等に分割される。図14は、ステップs32での初期分割によって得られた4つの分割領域230のうちの左上の分割領域230がさらに4つの分割領域231に分割される様子を示す図である。
When step s34 is executed, in step s35, the
ステップs36が実行されると、領域分割部32は再度ステップs33を実行して、処理対象の分割領域をあらたに決定する。ステップs36の直後のステップs33では、当該ステップs36で得られた新たな分割領域であって、所定の大きさよりも大きい分割領域が処理対象とされる。その後、領域分割部32は、同様にステップs34以降を実行する。
When step s36 is executed, the
ステップs35において、領域分割部32は、エントロピーEBがしきい値T以上の処理対象の分割領域が存在しないと判定すると、お菓子領域23に対する領域分割を終了する。
In step s35, if the
このように、本実施の形態では、領域分割部32は、分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーEBがしきい値以上の場合に、当該分割領域を複数の分割領域にさらに分割する処理を繰り返し行うため、お菓子領域23が、それぞれにおいてエントロピーEBが小さい複数の分割領域235に分割される。つまり、お菓子領域23は、それぞれにおいて輝度が一様な複数の分割領域235に分割される。
As described above, in the present embodiment, when the entropy EB of the luminance histogram in the divided area is equal to or greater than the threshold value, the
図15は、お菓子領域23に対して領域分割が行われて、お菓子領域23が、それぞれにおいて輝度が一様な複数の分割領域235に分割された様子の概要を示す図である。お菓子領域23において、お菓子100の模様の輪郭を含む領域では、輝度がばらつくことから、図15に示されるように、お菓子領域23では、お菓子100の模様の輪郭付近が細かく分割される。また、お菓子領域23において、お菓子100の外形を含む領域では、輝度がばらつくことから、図15に示されるように、お菓子領域23では、お菓子100の外形付近が細かく分割される。
FIG. 15 is a diagram showing an outline of a state in which region division is performed on the
このように、分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーEBがしきい値以上の場合に、当該分割領域が複数の分割領域にさらに分割される処理が繰り返し行われることによって、お菓子領域23では、お菓子100の模様の輪郭付近が細かく分割される。したがって、お菓子領域23に対して領域分割が行われることによって生成される複数の分割領域235はお菓子100の特徴を示していると言える。以後、分割領域235を「一様分割領域235」と呼ぶことがある。
As described above, when the entropy EB of the luminance histogram in the divided area is equal to or larger than the threshold value, the process of further dividing the divided area into a plurality of divided areas is repeatedly performed. The vicinity of the pattern outline of the
なお上記の例では、分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーEBがしきい値以上の場合に、当該分割領域が複数の分割領域にさらに分割されていたが、分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーEBがしきい値よりも大きい場合に、当該分割領域が複数の分割領域にさらに分割されても良い。また上記の例では、分割領域が4分割されていたが、分割領域の分割数はこれ以外であっても良い。 In the above example, when the entropy EB of the luminance histogram in the divided area is equal to or greater than the threshold value, the divided area is further divided into a plurality of divided areas. However, the entropy EB of the luminance histogram in the divided area is If it is larger than the threshold value, the divided area may be further divided into a plurality of divided areas. In the above example, the divided area is divided into four. However, the number of divided areas may be other than this.
<特徴量取得部について>
本実施の形態では、特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の一様分割領域235のそれぞれについて、当該一様分割領域235の大きさを示す大きさ情報と、お菓子領域23の中心から当該一様分割領域235までの距離を示す距離情報とを取得する。そして、特徴量取得部33は、各一様分割領域235についての大きさ情報及び距離情報に基づいてお菓子特徴量を取得する。本実施の形態では、特徴量取得部33は、一様分割領域235についての大きさ情報及び距離情報の2次元ヒストグラムを生成し、当該2次元ヒストグラムをお菓子特徴量とする。
<About the feature acquisition unit>
In the present embodiment, the feature
一様分割領域235の大きさ情報としては、例えば、当該一様分割領域235の横方向あるいは縦方向の長さが採用される。本実施の形態では、一様分割領域235は正方形であることから、一様分割領域235の横方向及び縦方向の長さ同じである。また、一様分割領域235についての距離情報としては、例えば、お菓子領域23の中心から当該一様分割領域235の中心までの距離が採用される。なお、一様分割領域235の大きさ情報として、当該一様分割領域235の対角線の長さが採用されても良い。
As the size information of the uniform divided
特徴量取得部33は、各一様分割領域235について、当該一様分割領域235の大きさ情報と距離情報とを一組の情報ペアとして記憶部310に記憶する。そして、特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の一様分割領域235にそれぞれ対応する複数組の情報ペアに基づいて、大きさ情報と距離情報との組み合わせについての頻度分布を示す2次元ヒストグラムを生成する。以後、当該2次元ヒストグラムを「2次元評価値ヒストグラム」と呼ぶことがある。
For each uniform divided
図16は、2次元評価値ヒストグラム160の一例を示す図である。図16のX方向に沿った第1軸は大きさ情報を示し、図16のY方向に沿った第2軸は距離情報を示している。そして図16のZ方向に沿った第3軸は、複数組の情報ペアにおける、第1軸に示された値を有する大きさ情報と、第2軸に示された値を有する距離情報との組み合わせの頻度を示している。つまり、図16の第3軸は、複数組の情報ペアにおいて、第1軸に示された値を有する大きさ情報と、第2軸に示された値を有する距離情報との組み合わせが何組存在しているかを示している。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the two-dimensional
例えば、複数組の情報ペアにおいて、大きさ情報a1と距離情報b1との組み合わせが8個存在する場合には、第1軸に示されるa1及び第2軸に示されるb1に対応するビンでの頻度が“8”となる。また、複数組の情報ペアにおいて、大きさ情報a5と距離情報b3との組み合わせが3個存在する場合には、第1軸に示されるa5及び第2軸に示されるb3に対応するビンでの頻度が“3”となる。 For example, when there are 8 combinations of size information a1 and distance information b1 in a plurality of information pairs, bins corresponding to a1 shown on the first axis and b1 shown on the second axis The frequency is “8”. In addition, in a plurality of information pairs, when there are three combinations of size information a5 and distance information b3, bins corresponding to a5 shown on the first axis and b3 shown on the second axis The frequency is “3”.
このように、本実施の形態では、お菓子領域23での、一様分割領域の大きさ情報及び距離情報の2次元ヒストグラムがお菓子特徴量とされる。
Thus, in this Embodiment, the two-dimensional histogram of the size information and distance information of a uniform division area in the candy area |
<判定部について>
判定部34は、特徴量取得部33で取得されたお菓子特徴量と、良品のお菓子の特徴を示す標準特徴量とを比較し、その比較結果に基づいて、撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かを判定する。標準特徴量として、良品のお菓子100が映る撮像画像11から上記と同様にして判定装置3で生成された2次元評価値ヒストグラムが使用される。以後、良品のお菓子100が映る撮像画像11から生成された2次元評価値ヒストグラムを「標準2次元評価値ヒストグラム」と呼ぶ。
<About judgment part>
The
製造ラインが実稼働していないときには、標準2次元評価値ヒストグラム(標準特徴量)を得るために、搬送コンベア101上に良品のお菓子100が載置される。画像処理システム1では、搬送コンベア101上に載置された良品のお菓子100が映る撮像画像11が生成される。この撮像画像11を「標準撮像画像11」と呼ぶ。画像処理システム1では、抽出部31が標準撮像画像11から、良品のお菓子100が映るお菓子領域23を生成し、領域分割部32が当該お菓子領域23に対して領域分割を行う。そして、特徴量取得部33が領域分割部32で生成された複数の一様分割領域235に基づいて標準2次元評価値ヒストグラム(標準特徴量)を生成する。製造ラインが実稼働していないときに生成された標準2次元評価値ヒストグラムは記憶部310に記憶される。
When the production line is not in actual operation, a
製造ラインが実稼働中では、判定部34が、特徴量取得部33で生成された2次元評価値ヒストグラムと、記憶部310内の標準2次元評価値ヒストグラムとを比較し、その比較結果に基づいて、撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かを判定する。本実施の形態では、判定部34は、特徴量取得部33で生成される2次元評価値ヒストグラムと、記憶部310内の標準2次元評価値ヒストグラムとの間の類似度を求めることによって、両者を比較する。当該類似度を示す値としては、例えば、Bhattacharyya距離が使用される。Bhattacharyya距離が大きいことは類似度が低いことを意味し、Bhattacharyya距離が小さいことは類似度が高いことを意味する。類似度を示す値として他の値を使用しても良い。
When the production line is in actual operation, the
ここで、処理対象画像11から生成された2次元評価値ヒストグラムと、標準2次元評価値ヒストグラムとの間の類似度が高い場合には、処理対象画像11に映るお菓子100は良品である可能性が高い。したがって、Bhattacharyya距離のように、処理対象画像11から生成された2次元評価値ヒストグラムと、標準2次元評価値ヒストグラムとの間の類似度を示す値は、処理対象画像11に映るお菓子100が良品である確からしさを示す評価値であると言える。言い換えれば、当該類似度を示す値は、処理対象画像11に映るお菓子100が良品である可能性を示す評価値であると言える。以後、当該評価値を「判定評価値」と呼ぶ。
Here, when the similarity between the two-dimensional evaluation value histogram generated from the
本実施の形態では、判定部34は、特徴量取得部33で生成された2次元評価値ヒストグラムと、標準2次元評価値ヒストグラムとの間の類似度が高い場合には、処理対象画像11に映るお菓子100が正しく製造されていると判定し、当該類似度が低い場合には、処理対象画像11に映るお菓子100が正しく製造されていないと判定する。具体的には、判定部34は、特徴量取得部33で生成された2次元評価値ヒストグラムと、標準2次元評価値ヒストグラムとの間のBhattacharyya距離が、しきい値以下の場合には、処理対象画像11に映るお菓子100が正しく製造されていると判定し、当該しきい値よりも大きい場合には、処理対象画像11に映るお菓子100が正しく製造されていないと判定する。言い換えれば、判定部34は、処理対象画像11から得られた2次元評価値ヒストグラムと、標準2次元評価値ヒストグラムとに基づいて生成された判定評価値が、しきい値以下の場合には、撮像画像11に映るお菓子100が良品であると判定し、当該しきい値よりも大きい場合には、撮像画像11に映るお菓子100が不良品であると判定する。撮像画像11に映るお菓子100の模様が崩れていたり、当該お菓子100が欠けたりしている場合には、判定部34では、当該お菓子100が不良品であると判定される。そして、判定部34は、判定結果21を出力する。
In the present embodiment, when the similarity between the two-dimensional evaluation value histogram generated by the feature
以上のように、本実施の形態に係る判定装置3では、お菓子領域23に対する領域分割の際に使用されるしきい値Tが、そのお菓子領域23に基づいて決定される。したがって、お菓子100が映るお菓子領域23を、そのお菓子100に応じて適切に複数の一様分割領域235に分割することができる。よって、しきい値Tが予め決定されている場合と比較して、お菓子領域23に映るお菓子100の特徴を適切に示すお菓子特徴量を取得することができる。その結果、お菓子100が正しく製造されているか否かを判定する際の判定精度が向上する。
As described above, in the
また本実施の形態では、複数の一様分割領域235に基づいてお菓子特徴量が取得される際には、一様分割領域235についての大きさ情報及び距離情報が使用される。したがって、各一様分割領域235内の各画素の画素値が使用されてお菓子特徴量が取得される場合と比較して、お菓子特徴量を簡単に取得することができる。よって、撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かを簡単に判定することができる。
Moreover, in this Embodiment, when a confectionery feature-value is acquired based on the some
また本実施の形態では、撮像画像11は、不揃いな向きで搬送されるお菓子100が撮像されることによって得られた撮像画像であることから、撮像画像11に映るお菓子100の周方向の向きが常に同じであるとは限らない。つまり、撮像画像11に映るお菓子100の周方向の向きは一定せず、ある撮像画像11に映るお菓子100の姿勢が、別の撮像画像11に映るお菓子100の姿勢を、当該お菓子100の両主面の中心を通る、厚み方向に沿った回転軸の周りに回転させたような姿勢となる可能性がある。したがって、お菓子領域23に映るお菓子100の周方向の向きも一定しない。一方で、お菓子領域23から得られる一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報は、当該一様分割領域235がお菓子領域23の中心の周りに回転したとしても変化しない情報である。したがって、お菓子領域23に映るお菓子100の周方向の向きにばらつきがあるとしても、お菓子100が良品であれば、お菓子領域23から得られる一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報はばらつきにくい。よって、一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報のそれぞれは、撮像画像11に映るお菓子100の周方向の向きの影響を受けにくい情報であると言える。本実施の形では、撮像画像11に映るお菓子100の周方向の向きの影響を受けにくい情報に基づいてお菓子特徴量が取得されることから、撮像画像11に映るお菓子100の周方向の向きが一定しない場合であっても、撮像画像11に映る良品のお菓子100が、不良品であると誤って判定されることを抑制することができる。
Moreover, in this Embodiment, since the captured
<各種変形例>
以下に本実施の形態の各種変形例について説明する。
<Various modifications>
Hereinafter, various modifications of the present embodiment will be described.
<お菓子特徴量の変形例>
上記の例では、特徴量取得部33は、一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報の両方に基づいてお菓子特徴量を取得していたが、一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報のどちらか一方に基づいてお菓子特徴量を取得しても良い。例えば、特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の一様分割領域235の大きさ情報に基づいてお菓子特徴量を取得しても良い。この場合には、特徴量取得部33は、例えば、領域分割部32で生成された複数の一様分割領域235の大きさ情報の分布を示す1次元ヒストグラムを生成し、当該1次元ヒストグラムをお菓子特徴量とする。図17は一様分割領域235の大きさ情報の1次元ヒストグラムの一例を示す図である。図17の横軸は大きさ情報を示している。図17の縦軸は、領域分割部32で生成された複数の一様分割領域235において、横軸に示される大きさ情報を有する一様分割領域235の数、つまり頻度を示している。
<Variation of confectionery features>
In the above example, the feature
一様分割領域235の大きさ情報の1次元ヒストグラムがお菓子特徴量とされる場合には、製造ラインが実稼働していないときに、判定装置3が、良品のお菓子100が映る撮像画像11から同様にして生成する、一様分割領域235の大きさ情報の1次元ヒストグラム(標準1次元ヒストグラム)が標準特徴量とされる。そして、判定部34は、2次元評価値ヒストグラムが使用される場合と同様に、特徴量取得部33で生成された1次元ヒストグラムと、標準1次元ヒストグラムとを比較し、その比較結果に基づいて、処理対象画像11に映るお菓子100が正しいものであるか否かを判定する。
When the one-dimensional histogram of the size information of the uniform divided
また、特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の一様分割領域235の距離情報に基づいてお菓子特徴量を取得する場合には、当該複数の一様分割領域235の距離情報の分布を示す1次元ヒストグラムを生成し、当該1次元ヒストグラムをお菓子特徴量とする。
In addition, when the feature
このように、各一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報のどちらか一方に基づいてお菓子特徴量が取得される場合であっても、各一様分割領域235内の各画素の画素値に基づいてお菓子特徴量が取得される場合と比較して、お菓子特徴量を簡単に取得することができる。よって、撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かを簡単に判定することができる。
As described above, even if the confectionery feature amount is acquired based on either the size information or the distance information of each uniform divided
また、一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報のそれぞれは、撮像画像11に映るお菓子100の周方向の向きの影響を受けにくい情報であることから、本変形例においても、撮像画像11に映る良品のお菓子100が不良品であると誤って判定されることを抑制することができる。
In addition, since each of the size information and the distance information of the uniform divided
<複数種類の標準特徴量を使用してお菓子の良否判定>
上記のように、一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報は、お菓子領域23に映るお菓子100の周方向の向きの影響を受けにくい情報であるものの、お菓子領域23に映るお菓子100の周方向の向きの影響を受けて多少ばらつく。以下にこの点について詳細に説明する。
<Decision determination of confectionery using multiple types of standard features>
As described above, the size information and the distance information of the uniform divided
例えば、図18に示されるような、良品のお菓子100が映る4つのお菓子領域23A〜23Dを考える。以下の説明では、お菓子領域23Aから得られたお菓子特徴量が標準特徴量として記憶部310に記憶されているものとする。以後、お菓子領域23Aから得られた複数の一様分割領域235を「複数の標準一様分割領域235」と呼ぶことがある。
For example, consider four
お菓子領域23Bに映るお菓子100Bの周方向の向きは、お菓子領域23Aに映るお菓子100Aをその中心の周りに90°反時計周りに回転させた際の当該お菓子100Aの周方向の向きと同じである。お菓子領域23Cに映るお菓子100Cの周方向の向きは、お菓子領域23Aに映るお菓子100Aをその中心の周りに180°反時計周りに回転させた際の当該お菓子100Aの周方向の向きと同じである。お菓子領域23Dに映るお菓子100Dの周方向の向きは、お菓子領域23Aに映るお菓子100Aをその中心の周りに270°反時計周りに回転させた際の当該お菓子100Aの周方向の向きと同じである。
The circumferential direction of the
上記の例では、お菓子領域23の分割領域がさらに分割される際には、行列状に正方形の4つの分割領域に均等に分割される。そのため、お菓子領域23Bから得られる複数の一様分割領域235は、お菓子領域23Aから得られる複数の標準一様分割領域235を、お菓子領域23Aの中心の周りに90°反時計りに回転させたものと一致する。同様に、お菓子領域23Cから得られる複数の一様分割領域235は、複数の標準一様分割領域235を、お菓子領域23Aの中心の周りに180°反時計周りに回転させたものと一致する。そして、お菓子領域23Dから得られる複数の一様分割領域235は、複数の標準一様分割領域235を、お菓子領域23Aの中心の周りに270°反時計周りに回転させたものと一致する。したがって、複数の標準一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報と、お菓子領域23Bから得られる複数の一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報と、お菓子領域23Cから得られる複数の一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報と、お菓子領域23Dから得られる複数の一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報とは互いに一致する。よって、お菓子領域23Bから得られたお菓子特徴量と、お菓子領域23Cから得られたお菓子特徴量と、お菓子領域23Dから得られたお菓子特徴量とは、お菓子領域23Aから得られたお菓子特徴量、つまり標準特徴量と一致する。
In the above example, when the divided area of the
このように、あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きが、標準特徴量が取得されたお菓子領域23Aに映る良品のお菓子100Aをその中心の周りに(90×N)°(Nは0以上の整数)反時計回りに回転させた際の当該良品のお菓子100Aの周方向の向きと一致する場合には、当該あるお菓子領域23から得られる複数の一様分割領域235は、複数の標準一様分割領域235をお菓子領域23Aの中心の周りに(90×N)°反時計回りに回転させたものと一致する。したがって、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量は、お菓子領域23Aから得られるお菓子特徴量に一致する。つまり、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量は、記憶部310内の標準特徴量と一致する。よって、当該あるお菓子領域23に映るお菓子100が、正しく製造されたものであると適切に判定することができる。
As described above, the circumferential direction of the
一方で、あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きが、お菓子領域23Aに映る良品のお菓子100Aをその中心の周りに(90×N)°反時計周りに回転させた際の当該良品のお菓子100Aの周方向の向きと一致しない場合には、当該あるお菓子領域23から得られる複数の一様分割領域235は、複数の標準一様分割領域235をお菓子領域23Aの中心の周りにどのような回転角度で回転させたとしても、当該複数の標準一様分割領域235と一致しないことがある。言い換えれば、あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きが、お菓子領域23Aに映る良品のお菓子100Aをその中心の周りにγ°(γ≠90×N、つまりγは“90”の倍数以外の値)反時計周りに回転させた際の当該良品のお菓子100Aの周方向の向きと一致する場合には、当該あるお菓子領域23から得られる複数の一様分割領域235は、複数の標準一様分割領域235をお菓子領域23Aの中心の周りにどのような回転角度で回転させたとしても、当該複数の標準一様分割領域235と一致しないことがある。したがって、当該あるお菓子領域23から得られる複数の一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報は、複数の標準一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報と一致しないことがある。よって、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量は、お菓子領域23Aから得られるお菓子特徴量に一致しないことがある。つまり、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量は、記憶部310内の標準特徴量に一致しないことがある。その結果、当該あるお菓子領域23に映るお菓子100が正しく製造されたものであると適切に判定されないことがある。特に、あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きが、お菓子領域23Aに映る良品のお菓子100Aをその中心の周りに(90×N+45)°反時計周りに回転させた際の当該良品のお菓子100Aの周方向の向きと一致する場合には、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量が、標準特徴量と大きく異なることがある。そのため、この場合には、当該あるお菓子領域23に映るお菓子100が正しく製造されたものであると適切に判定されない可能性が高い。
On the other hand, the circumferential direction of a
なお、あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きが、お菓子領域23Aに映る良品のお菓子100Aをその中心の周りに(90×N)°反時計周りに回転させた際の当該良品のお菓子100Aの周方向の向きと一致しない場合に、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量が、お菓子領域23Aから得られるお菓子特徴量に対してどの程度ずれるかについては、お菓子領域23に対する領域分割においてどれだけ細かくお菓子領域23が分割されるかに依存する。領域分割においてお菓子領域23が細かく分割される場合には、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量は、お菓子領域23Aから得られるお菓子特徴量に対して大きくずれることになる。
Note that the circumferential direction of a
このように、あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きが、標準特徴量が取得されたお菓子領域23Aに映る良品のお菓子100Aをその中心の周りに(90×N)°反時計周りに回転させた際の当該良品のお菓子100Aの周方向の向きと一致しない場合には、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量が標準特徴量と異なる可能性がある。そのため、当該あるお菓子領域23に映るお菓子100が良品であると適切に判定されないことがある。したがって、お菓子判定処理の際には、良品のお菓子100が映るお菓子領域23から取得された1種類の標準特徴量だけではなく、当該お菓子領域23に映る良品のお菓子100をその中心の周りに(90×N)°反時計周りに回転させた際の当該良品のお菓子100の周方向の向きと一致しない周方向の向きを有する良品のお菓子100が映るお菓子領域23から取得された標準特徴量も使用されることが望ましい。
As described above, the circumferential direction of the
また、図18を用いたこれまでの説明は、お菓子領域23の中心と、当該お菓子領域23に映る良品のお菓子100の中心とが一致することが前提の説明である。しかしながら、抽出部31でのお菓子領域23の抽出精度によっては、お菓子領域23の中心と、当該お菓子領域23に映る良品のお菓子100の中心とが一致しない可能性がある。図19は、お菓子領域23の中心23cと、当該お菓子領域23に映る良品のお菓子100の中心100cとが一致しない様子の一例を示す図である。
Moreover, the description so far using FIG. 18 is a premise that the center of the
抽出部31で抽出されたお菓子領域23の中心23cと、当該お菓子領域23に映る良品のお菓子100の中心100cとが一致しない場合には、あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きが、標準特徴量が取得されたお菓子領域23Aに映る良品のお菓子100Aの周方向の向きと異なれば、当該あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きがどのような向きであっても、当該あるお菓子領域23から得られる複数の一様分割領域235は、複数の標準一様分割領域235をお菓子領域23Aの中心の周りにどのような回転角度で回転させたとしても、当該複数の標準一様分割領域235と一致しないことがある。したがって、この場合には、当該あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きが、お菓子領域23Aに映る良品のお菓子100Aをその中心の周りに(90×N)°反時計回り回転させた際の当該良品のお菓子100Aの周方向の向きと一致する場合であっても、当該あるお菓子領域23から得られる複数の一様分割領域235が、複数の標準一様分割領域235をお菓子領域23Aの中心の周りに(90×N)°反時計回り回転させたものと一致しない可能性がある。したがって、当該あるお菓子領域23から得られる複数の一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報は、複数の標準一様分割領域235の大きさ情報及び距離情報と一致しないことがある。よって、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量は、お菓子領域23Aから得られるお菓子特徴量、つまり標準特徴量と一致しないことがある。
When the
このように、抽出部31で抽出されたお菓子領域23の中心23cと、当該お菓子領域23に映る良品のお菓子100の中心100cとが一致しない場合には、あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きが、標準特徴量が取得されたお菓子領域23Aに映る良品のお菓子100Aの周方向の向きと異なれば、当該あるお菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きがどのような向きであっても、当該あるお菓子領域23から得られるお菓子特徴量が標準特徴量と異なる可能性がある。そのため、当該あるお菓子領域23に映るお菓子100が良品であると適切に判定されないことがある。したがって、お菓子判定処理の際には、良品のお菓子100が映るお菓子領域23から取得された1種類の標準特徴量だけではなく、当該お菓子領域23に映る良品のお菓子100の周方向の向きとは異なる周方向の向きを有する良品のお菓子100が映るお菓子領域23から取得された標準特徴量も使用されることが望ましい。
Thus, when the
以上の点に鑑みて、本変形例では、お菓子判定処理の際に、一種類の標準特徴量を使用するのではなく、それらに映る良品のお菓子100の周方向の向きが互いに異なる複数のお菓子領域23に基づいてそれぞれ生成された複数種類の標準特徴量を使用する。判定部34は、処理対象画像11から得られたお菓子特徴量と、記憶部310内の複数種類の標準特徴量のそれぞれと比較し、その比較結果に基づいて、処理対象画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かを判定する。
In view of the above points, in this modification, in the case of the candy determination process, a single type of standard feature amount is not used, but the circumferential directions of the
本変形例では、4種類の標準特徴量が使用される。4種類の標準特徴量は、それらに映る良品のお菓子100の周方向の向きが互いに異なる4つお菓子領域23R,23α,23β,23γに基づいてそれぞれ生成される。図20は、お菓子領域23R,23α,23β,23γの一例を示す図である。お菓子領域23αに映る良品のお菓子100の周方向の向きは、お菓子領域23Rに映る良品のお菓子100がその中心の周りに45°反時計周り回転した際の当該お菓子領域23Rに映る良品のお菓子100の周方向の向きと一致する。お菓子領域23βに映る良品のお菓子100の周方向の向きは、お菓子領域23Rに映る良品のお菓子100がその中心の周りに90°反時計周り回転した際の当該お菓子領域23Rに映る良品のお菓子100の周方向の向きと一致する。そして、お菓子領域23γに映る良品のお菓子100の周方向の向きは、お菓子領域23Rに映る良品のお菓子100がその中心の周りに135°反時計周り回転した際の当該お菓子領域23Rに映る良品のお菓子100の周方向の向きと一致する。
In this modification, four types of standard feature values are used. The four types of standard feature quantities are generated based on the four
本変形例では、お菓子領域23α,23β,23γは、お菓子領域23Rに基づいて生成される。以後、お菓子領域23Rを「基準お菓子領域23R」と呼ぶ。お菓子領域23αは、基準お菓子領域23Rにおいて、それに映る良品のお菓子100の画像240Rが、基準お菓子領域23Rの中心23Rcの周りに45°反時計周り回転させられた画像である。お菓子領域23βは、基準お菓子領域23Rにおいて、それに映る良品のお菓子100の画像240Rが、基準お菓子領域23Rの中心23Rcの周りに90°反時計周り回転させられた画像である。そして、お菓子領域23γは、基準お菓子領域23Rにおいて、それに映る良品のお菓子100の画像240Rが、基準お菓子領域23Rの中心23Rcの周りに135°反時計周り回転させられた画像である。
In the present modification, the candy regions 23α, 23β, and 23γ are generated based on the
判定装置3において複数種類の標準特徴量が生成される際には、製造ラインが実稼働していないときに、搬送コンベア101上に良品のお菓子100が載置される。画像処理システム1では、搬送コンベア101上に配置された良品のお菓子100が映る標準撮像画像11が生成される。画像処理システム1では、抽出部31が標準撮像画像11から、良品のお菓子100が映る基準お菓子領域23Rを抽出し、領域分割部32が当該基準お菓子領域23Rに対して領域分割を行う。そして、特徴量取得部33が領域分割部32で生成された複数の一様分割領域235に基づいて標準2次元評価値ヒストグラムを生成する。これにより、基準お菓子領域23Rに基づいて、1種類の標準特徴量、つまり1種類の標準2次元評価値ヒストグラムが生成される。
When a plurality of types of standard feature values are generated in the
また判定装置3では、抽出部31が、基準お菓子領域23Rに基づいてお菓子領域23α,23β,23γを生成する。抽出部31は、基準お菓子領域23Rにおいて、良品のお菓子100の画像240Rを当該基準お菓子領域23Rの中心23Rcの周りに45°反時計周りに回転させることによって得られる画像を、お菓子領域23αとする。また抽出部31は、基準お菓子領域23Rにおいて、良品のお菓子100の画像240Rを当該基準お菓子領域23Rの中心23Rcの周りに90°反時計周りに回転させることによって得られる画像を、お菓子領域23βとする。そして抽出部31は、基準お菓子領域23Rにおいて、良品のお菓子100の画像240Rを当該基準お菓子領域23Rの中心23Rcの周りに135°反時計周りに回転させることによって得られる画像を、お菓子領域23γとする。
Moreover, in the
抽出部31においてお菓子領域23α,23β,23γが生成されると、領域分割部32は、お菓子領域23α,23β,23γに対して領域分割を行う。特徴量取得部33は、領域分割部32においてお菓子領域23αに対する領域分割によって生成された複数の一様分割領域235に基づいて標準2次元評価値ヒストグラムを生成する。また特徴量取得部33は、領域分割部32においてお菓子領域23βに対する領域分割によって生成された複数の一様分割領域235に基づいて標準2次元評価値ヒストグラムを生成する。そして特徴量取得部33は、領域分割部32においてお菓子領域23γに対する領域分割によって生成された複数の一様分割領域235に基づいて標準2次元評価値ヒストグラムを生成する。これにより、お菓子領域23α,23β,23γに基づいて、3種類の標準特徴量、つまり3種類の標準2次元評価値ヒストグラムが生成される。
When the confectionery regions 23α, 23β, and 23γ are generated in the
以上のようにして生成された複数種類の標準特徴量(標準2次元評価値ヒストグラム)は記憶部310に記憶される。
A plurality of types of standard feature values (standard two-dimensional evaluation value histograms) generated as described above are stored in the
製造ラインが実稼働中では、判定部34が、処理対象画像11から生成された2次元評価値ヒストグラムと、記憶部310内の複数種類の標準2次元評価値ヒストグラムのそれぞれとを比較する。具体的には、判定部34は、記憶部310内の複数種類の標準2次元評価値ヒストグラムのそれぞれについて、当該標準2次元評価値ヒストグラムと、処理対象画像11から生成された2次元評価値ヒストグラムとの間のBhattacharyya距離を求める。そして、判定部34は、得られた複数のBhattacharyya距離のうちの最小値を判定評価値とする。そして、判定部34は、判定評価値が、しきい値以下の場合には、処理対象画像11に映るお菓子100が良品であると判定し、当該しきい値よりも大きい場合には、処理対象画像11に映るお菓子100が不良品であると判定する。
When the production line is in actual operation, the
このように、本変形例に係るお菓子判定処理では、それらに映る良品のお菓子100の周方向の向きが互いに異なる複数の画像に基づいてそれぞれ生成された複数種類の標準特徴量が使用されることから、処理対象画像11に映るお菓子100の周方向の向きにかかわらず、当該お菓子100が正しく製造されているか否かを適切に判定することができる。よって、判定精度が向上する。
As described above, in the candy determination processing according to the present modification, a plurality of types of standard feature amounts respectively generated based on a plurality of images in which the circumferential directions of the
なお上記の例では、4種類の標準特徴量が使用されたが、標準特徴量の種類の数はこの限りではない。また、複数種類の標準特徴量が生成される複数の画像(複数のお菓子領域23)のそれぞれに映る良品のお菓子100の周方向の向きは上記の向きには限られない。
In the above example, four types of standard feature values are used, but the number of types of standard feature values is not limited to this. Moreover, the direction of the circumferential direction of the
<複数種類の判定方法を使用してお菓子の真偽判定>
お菓子判定処理においては、上述した判定方法と、それ以外の判定方法とが併用されて、撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かが判定されても良い。撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かの別の判定方法としては、例えば、良品のお菓子の画像をテンプレート画像として使用するテンプレートマッチング法が考えられる。このテンプレートマッチング法では、撮像画像11においてテンプレート画像と類似する画像が存在するか否かを特定することによって、撮像画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かが判定される。以下では、お菓子判定処理において、上述の判定方法と、テンプレートマッチング法とが併用される場合の判定装置3の動作について説明する。なお、テンプレートマッチング法以外の方法が用いられても良い。
<Authenticity determination of confectionery using multiple types of determination methods>
In the candy determination process, the above-described determination method and other determination methods may be used in combination to determine whether or not the
テンプレートマッチング法においても、上述した判定方法と同様に、撮像画像11に映るお菓子100が良品である確からしさを示す判定評価値(「出力値」とも呼ばれる)が生成される。テンプレートマッチング法では、お菓子100が映る撮像画像11において、テンプレート画像と最も類似する領域が特定され、当該領域とテンプレート画像との間の類似度を示す値が判定評価値として使用される。以後、上記のステップs2〜s5の実行で得られる判定評価値を「第1判定評価値EV1」と呼び、テンプレートマッチング方法で得られる判定評価値を「第2判定評価値EV2」と呼ぶ。ここでは、第2判定評価値EV2の値が小さいほど、処理対象画像11に映るお菓子100が良品である可能性が高いものする。
Also in the template matching method, as in the above-described determination method, a determination evaluation value (also referred to as “output value”) indicating the likelihood that the
判定装置3は、上述のステップs2〜s5を実行して処理対象画像11についての第1判定評価値EV1を求めるとともに、テンプレートマッチング法を用いて処理対象画像11についての第2判定評価値EV2を求める。そして、判定装置3では、判定部34が、以下の式(6)を用いて総合評価値EV0を求める。
The
式(6)中のz1及びz2は定数である。式(6)に示されるように、総合評価値EV0は、第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2の両方が小さいときに小さい値となる。 In formula (6), z1 and z2 are constants. As shown in Expression (6), the overall evaluation value EV0 is a small value when both the first determination evaluation value EV1 and the second determination evaluation value EV2 are small.
判定部34は、総合評価値EV0がしきい値th0以下であるときには、処理対象画像11に映るお菓子100が良品であると判定する。一方で、判定部34は、総合評価値EV0がしきい値th0よりも大きい場合には、処理対象画像11に映るお菓子100が不良品であると判定する。しきい値th0及び定数z1,z2は記憶部310に記憶されている。
When the overall evaluation value EV0 is equal to or less than the threshold th0, the
ここで、良品のお菓子100が映る撮像画像11を「ポジティブ撮像画像11」と呼び、不良品のお菓子100(正しく製造されていないお菓子100)が映る撮像画像11「ネガティブ撮像画像11」と呼ぶ。しきい値th0及び定数z1,z2は、複数のポジティブ撮像画像11についての第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2と、複数のネガティブ撮像画像11についての第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2とに基づいて決定することができる。以下に、しきい値th0及び定数z1,z2の決定方法について説明する。
Here, the captured
図21は、複数のポジティブ撮像画像11及び複数のネガティブ撮像画像11のそれぞれについて求められた第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2の関係の一例を示す図である。図21に示されるx軸は第2判定評価値EV2を示している。図21に示されるy軸は、x軸に示される第2判定評価値EV2が求められた撮像画像11の第1判定評価値EV1を示している。また図21中の黒三角は、ポジティブ撮像画像11についての第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2を示し、図21中の白丸は、ネガティブ撮像画像11についての第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2を示している。以後、撮像画像11について求められた第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2のペアを「評価値ペア」と呼ぶことがある。図21には、複数の撮像画像11の評価値ペアの分布を示す評価値散布図500が示されている。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the relationship between the first determination evaluation value EV1 and the second determination evaluation value EV2 obtained for each of the plurality of positive captured
本例では、第1判定評価値EV1が小さい場合には、処理対象画像11に映るお菓子100が良品である可能性が高い。そして、第2判定評価値EV2が小さい場合には、処理対象画像11に映るお菓子100が良品である可能性が高い。したがって、図21に示される評価値散布図500では、ポジティブ撮像画像11の評価値ペアを示す黒三角は、第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2がともに小さい領域、つまり左下隅に集中する。
In this example, when the first determination evaluation value EV1 is small, there is a high possibility that the
上記の例のように、第1判定評価値EV1がしきい値th1以下か否かを判定するだけでお菓子100の良否判定が行われる場合には、第1判定評価値EV1は小さくなるものの第2判定評価値EV2が大きくなるようなネガティブ撮像画像11については、それに映るお菓子100が良品であると誤って判定されてしまう。図21に示される評価値散布図500においては、しきい値th1を示す、x軸に沿った直線510の上及びそれよりも下側の白丸が示す評価値ペアが求められたネガティブ撮像画像11に映るお菓子100が良品であると誤って判定される。評価値散布図500において、x軸方向に沿った直線510では、ポジティブ撮像画像11の評価値ペア(黒三角)の分布と、ネガティブ撮像画像11の評価値ペア(白丸)の分布とを適切に分離することが難しい。
As in the above example, when the quality of the
また、第2判定評価値EV2がしきい値th2以下か否かを判定するだけでお菓子100の良否判定が行われる場合には、第2判定評価値EV2は小さくなるものの第1判定評価値EV1が大きくなるようなネガティブ撮像画像11については、それに映るお菓子100が良品であると誤って判定されてしまう。図21に示される評価値散布図500においては、しきい値th2を示す、y軸に沿った直線520の上及びそれよりも左側の白丸が示す評価値ペアが求められたネガティブ撮像画像11に映るお菓子100が良品であると誤って判定される。評価値散布図500において、y軸方向に沿った直線520では、ポジティブ撮像画像11の評価値ペアの分布と、ネガティブ撮像画像11の評価値ペアの分布とを適切に分離することが難しい。
Moreover, when the quality determination of the
本変形例では、製造ラインが実稼働していないときに、複数の良品のお菓子100及び複数の不良品のお菓子100が搬送コンベア101上に載置され、判定装置3では、複数のポジティブ撮像画像11及び複数のネガティブ撮像画像11のそれぞれについての評価値ペアが求められる。そして、判定装置3で求められた複数の評価値ペアが示される評価値散布図500において、ポジティブ撮像画像11の評価値ペアの分布とネガティブ撮像画像11の評価値ペアの分布とが分離される分離直線530(図21参照)を表す式が求められる。分離直線530は以下の式(7)で表すことができる。なお、式(7)中のA1,A2,Bは定数である。
In this modification, when the production line is not actually in operation, a plurality of
評価値散布図500において、分離直線530の上及びそれよりも下側の領域は、第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2ともに小さい領域である。したがって、処理対象画像11について求めた評価値ペアが評価値散布図500に示された場合において、当該評価値ペアの位置が、分離直線530の上あるいはそれよりも左側に存在するときには、処理対象画像11に映るお菓子100が良品であると考えることができる。
In the evaluation value scatter diagram 500, the region above and below the
評価値散布図500において、分離直線530の上及びそれよりも下側の領域は、以下の式(8)で表される。
In the evaluation value scatter diagram 500, the region above and below the
式(8)は以下の式(9)に変形できる。 Equation (8) can be transformed into the following equation (9).
処理対象画像11について求められた第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2が式(9)のx及びyにそれぞれ代入された場合に、式(9)が満足される場合には、処理対象画像11に映るお菓子100は良品であると考えることができる。
When Expression (9) is satisfied when the first determination evaluation value EV1 and the second determination evaluation value EV2 obtained for the
判定装置3の記憶部310には、式(7)中の定数A1,A2が、式(6)中の定数z1,z2としてそれぞれ記憶される。そして、記憶部310には、“A2×B”がしきい値th0として記憶される。
The
判定部34は、処理対象画像11についての第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2と、記憶部310内の定数z1,z2とを用いて、処理対象画像11についての総合評価値EV0を求める。そして、判定部34は、求めた総合評価値EV0が、記憶部310内のしきい値th0以下であれば、処理対象画像11に映るお菓子100は良品であると判定し、しきい値th0よりも大きければ、処理対象画像11に映るお菓子100は不良品であると判定する。これにより、お菓子100の良否判定をより正しく行うことができる。
The
なお、式(7)については、評価値散布図500を見た人が手計算で求めても良いし、コンピュータ装置が判定装置3で求められた第1判定評価値EV1及び第2判定評価値EV2に基づいてサポートベクターマシン等の機械学習機能を用いて求めても良い。後者の場合には、機械学習機能が実装された判定装置3が式(7)を求めても良い。
Note that the expression (7) may be obtained by hand calculation by a person looking at the evaluation value scatter diagram 500, or the first determination evaluation value EV1 and the second determination evaluation value obtained by the computer device using the
このように、本変形例では、互いに異なる判定方式で求められた複数の判定評価値に基づいて処理対象画像11に映るお菓子100が正しく製造されているか否かが判定されるため、判定精度を向上することができる。
Thus, in this modification, it is determined whether or not the
<その他の変形例>
上記の例では、画像処理システム1は、お菓子を製造する製造ラインに導入されていたが、他の装置あるいは様々な場所に導入されても良い。
<Other variations>
In the above example, the
例えば、画像処理システム1は、表面に模様が付された貨幣が投入される自動販売機内に導入されても良い。この場合には、自動販売機内に投入される貨幣が撮像装置2で撮像される。自動販売機内では、例えば、貨幣がレール上を回転しながら移動する。撮像装置2は回転する貨幣を撮像する。抽出部31は、撮像画像11から、貨幣が映る貨幣領域を抽出する。領域分割部32は、抽出部31で抽出された貨幣領域に対して領域分割を行う。特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の分割領域に基づいて、撮像画像11に映る貨幣の特徴を示す特徴量を取得する。判定部34は、特徴量取得部33で求められた特徴量に基づいて、撮像画像11に映る貨幣が正しいものに相当するか否かを判定する。貨幣表面の模様は、お菓子表面の模様と同じように扱うことができることから、上記と同様にして、画像処理システム1は、撮像画像11に映る貨幣が正しいものに相当するか否かを判定することができる。これにより、自動販売機に投入された貨幣の真偽判定を行うことができる。
For example, the
また、画像処理システム1は、工場内で製品を組み立てる製造ラインに導入されても良い。より具体的には、画像処理システム1は、例えば、複数の部品を基板に実装する製造ラインに導入されても良い。この場合には、複数の部品が実装された基板が撮像装置2で撮像される。抽出部31は、撮像画像11から、複数の部品が実装された基板が映る基板領域を抽出する。領域分割部32は、抽出部31で抽出された基板領域に対して領域分割を行う。特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の分割領域に基づいて、撮像画像11に映る基板の特徴を示す特徴量を取得する。判定部34は、特徴量取得部33で取得された特徴量に基づいて、撮像画像11に映る、複数の部品が実装された基板が、複数の部品が正しく実装された基板に相当するか否か、つまり、基板に対して複数の部品が正しく実装されているか否かを判定する。基板上での複数の部品は、お菓子表面の模様と同じように扱うことができることから、上記と同様にして、画像処理システム1は、基板に対して複数の部品が正しく実装されているか否かを判定することができる。これにより、部品の実装間違え及び部品の実装もれ等を検出することができる。
The
また、画像処理システム1は、回転寿司店に導入されても良い。回転寿司店では、寿司等の商品の値段として、当該商品がのせられた皿の模様に応じた値段が設定されていることがある。そして、回転寿司店では、客が手に取った各皿の模様に応じた値段の合計が、飲食代として計算されることがある。このような回転寿司店に導入される画像処理システム1は、画像処理によって、客が手に取った皿の模様を特定する。
Further, the
具体的には、寿司等をのせた複数の皿が搭載された回転レーンから客が皿を手に取ったとき、当該皿が撮像装置2で撮像される。抽出部31は、撮像画像11から、皿が映る皿領域を抽出する。領域分割部32は、抽出部31で抽出された皿領域に対して領域分割を行う。
Specifically, when a customer picks up a plate from a rotating lane on which a plurality of plates with sushi or the like are mounted, the plate is imaged by the
ここで、皿の周縁部に模様が付されており、寿司等の商品が皿の中央部(模様が無い部分)にのせられるものとする。この場合には、抽出部31で抽出された皿領域の中央部には、商品が映っており、当該中央部は皿の特徴を示すものではない。したがって、領域分割部32は、抽出部31で抽出された皿領域のうち、中央部を除く部分に対して領域分割を行う。
Here, a pattern is given to the peripheral part of the plate, and a product such as sushi is placed on the central part (the part without the pattern) of the plate. In this case, merchandise is shown in the central part of the dish area extracted by the extracting
特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の分割領域に基づいて、撮像画像11に映る皿の特徴を示す特徴量を取得する。判定部34は、特徴量取得部33で求められた特徴量に基づいて、撮像画像11に映る皿が、所定の模様を有する皿に相当するか否かを判定する。つまり、判定部34は、特徴量に基づいて、撮像画像11に映る皿の模様が、所定の模様に一致するか否かを判定する。皿表面の模様は、お菓子表面の模様と同じように扱うことができることから、上記と同様にして、画像処理システム1は、撮像画像11に映る皿が、所定の模様を有する皿に相当するか否かを判定することができる。判定部34は、回転寿司店で使用される複数種類の皿にそれぞれ付された複数種類の模様のそれぞれについて、当該模様と、撮像画像11に映る皿の模様と一致するか否かを判定する。これにより、撮像画像11に映る皿の模様が特定される。したがって、撮像画像11に映る皿の模様に応じた値段を自動的に特定することができる。よって、客が手に取った各皿の模様に応じた値段の合計、つまり飲食代を自動計算することができる。
The feature
また、画像処理システム1は、物流センターに導入されても良い。物流センターでは、ダンボール等の荷物に対して、郵送先等が記載されたシールが貼られることがある。画像処理システム1は、荷物に貼られたシールが正しいシールに相当するか否か、つまり荷物に正しいシールが貼られているか否かを判定する。この場合には、荷物に貼られたシールが撮像装置2で撮像される。抽出部31は、撮像画像11から、シールが映るシール領域を抽出する。領域分割部32は、抽出部31で抽出されたシール領域に対して領域分割を行う。特徴量取得部33は、領域分割部32で生成された複数の分割領域に基づいて、撮像画像11に映る基板の特徴を示す特徴量を取得する。判定部34は、特徴量取得部33で求められた特徴量に基づいて、撮像画像11に映るシールが、正しいシールに相当するか否かを判定する。シール表面の文字等は、お菓子表面の模様と同じように扱うことができることから、上記と同様にして、画像処理システム1は、荷物に正しいシールが貼られているか否かを判定することができる。これにより、シールの貼り間違え等を検出することができる。
Further, the
以上のように、画像処理システム1は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
As described above, the
1 画像処理システム
3 判定装置
11 撮像画像
31 抽出部
32 領域分割部
33 特徴量取得部
34 判定部
100 お菓子
311 制御プログラム
DESCRIPTION OF
Claims (10)
対象物が映る処理対象画像から、前記対象物が映る対象物領域を抽出する抽出部と、
前記対象物領域に対して領域分割を行う領域分割部と、
前記領域分割部で生成された複数の分割領域に基づいて、前記対象物の特徴を示す特徴量を取得する特徴量取得部と、
前記特徴量に基づいて、前記対象物が比較対象に相当するか否かを判定する判定部と
を備え、
前記領域分割部は、
前記対象物領域全体での輝度ヒストグラムのエントロピーに基づいて、前記領域分割で使用するしきい値を決定し、
前記領域分割において、前記対象物領域の分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーが前記しきい値以上あるいは前記しきい値よりも大きい場合に当該分割領域を複数の分割領域にさらに分割する処理を繰り返し行う、判定装置。 A determination device that determines whether or not an object shown in a processing target image corresponds to a comparison target,
An extraction unit for extracting a target object region in which the target object is reflected from a processing target image in which the target object is reflected;
A region dividing unit for performing region division on the object region;
Based on a plurality of divided regions generated by the region dividing unit, a feature amount acquiring unit that acquires a feature amount indicating the feature of the object;
A determination unit that determines whether or not the object corresponds to a comparison object based on the feature amount;
The area dividing unit includes:
Based on the entropy of the luminance histogram over the entire object area, determine a threshold value used in the area division;
In the area division, when the entropy of the luminance histogram in the divided area of the object area is greater than or equal to the threshold value or larger than the threshold value, a process of further dividing the divided area into a plurality of divided areas is repeatedly performed. , Determination device.
前記特徴量取得部は、前記領域分割部で生成された複数の分割領域のそれぞれについての当該分割領域の大きさを示す情報に基づいて前記特徴量を取得する、判定装置。 The determination device according to claim 1,
The determination device, wherein the feature amount acquisition unit acquires the feature amount based on information indicating the size of each of the plurality of divided regions generated by the region dividing unit.
前記特徴量取得部は、前記領域分割部で生成された複数の分割領域のそれぞれについての、前記対象物領域の中心から当該分割領域までの距離を示す情報に基づいて前記特徴量を取得する、判定装置。 The determination device according to claim 1,
The feature amount acquisition unit acquires the feature amount based on information indicating a distance from the center of the object region to the divided region for each of the plurality of divided regions generated by the region dividing unit. Judgment device.
前記特徴量取得部は、前記情報の1次元ヒストグラムを前記特徴量とする、判定装置。 The determination device according to any one of claims 2 and 3,
The determination unit, wherein the feature amount acquisition unit uses a one-dimensional histogram of the information as the feature amount.
前記特徴量取得部は、前記領域分割部で生成された複数の分割領域のそれぞれについての当該分割領域の大きさを示す第1情報と、当該複数の分割領域のそれぞれについての、前記対象物領域の中心から当該分割領域までの距離を示す第2情報とに基づいて、前記特徴量を取得する、判定装置。 The determination device according to claim 1,
The feature amount acquisition unit includes first information indicating a size of the divided region for each of the plurality of divided regions generated by the region dividing unit, and the object region for each of the plurality of divided regions. A determination apparatus that acquires the feature amount based on second information indicating a distance from the center of the region to the divided region.
前記特徴量取得部は、前記第1情報及び前記第2情報の2次元ヒストグラムを前記特徴量とする、判定装置。 The determination device according to claim 5,
The determination unit, wherein the feature amount acquisition unit uses a two-dimensional histogram of the first information and the second information as the feature amount.
前記判定部は、前記比較対象の特徴を示す標準特徴量と、前記特徴量とを比較し、その比較結果に基づいて、前記対象物が前記比較対象に相当するか否かを判定する、判定装置。 A determination apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The determination unit compares a standard feature amount indicating a feature of the comparison target with the feature amount, and determines whether the target object corresponds to the comparison target based on the comparison result apparatus.
前記処理対象画像に映る前記対象物の周方向の向きは一定せず、
前記判定部は、前記比較対象の特徴を示す複数種類の標準特徴量のそれぞれと、前記特徴量とを比較し、その比較結果に基づいて、前記対象物が前記比較対象と一致するか否かを判定し、
前記複数種類の標準特徴量は、それぞれにおいて前記比較対象が映る複数の画像に基づいてそれぞれ生成され、
前記複数の画像の間では、当該画像に映る前記比較対象の周方向の向きが異なる、判定装置。 The determination device according to claim 7, wherein
The circumferential direction of the object shown in the processing target image is not constant,
The determination unit compares each of a plurality of types of standard feature amounts indicating features of the comparison target with the feature amounts, and based on the comparison result, whether or not the target matches the comparison target. Determine
The plurality of types of standard feature amounts are respectively generated based on a plurality of images in which the comparison target is reflected,
The determination apparatus in which the direction of the circumferential direction of the comparison target reflected in the images is different between the plurality of images.
前記コンピュータ装置に、
(a)対象物が映る処理対象画像から、前記対象物が映る対象物領域を抽出する工程と、
(b)前記対象物領域に対して領域分割を行う工程と、
(c)前記工程(b)で生成された複数の分割領域に基づいて、前記対象物の特徴を示す特徴量を取得する工程と、
(d)前記特徴量に基づいて、前記対象物が比較対象に相当するか否かを判定する工程と
を実行させ、
前記工程(b)において、
前記対象物領域全体での輝度ヒストグラムのエントロピーに基づいて、前記領域分割で使用されるしきい値を決定させ、
前記対象物領域の分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーが前記しきい値以上あるいは前記しきい値よりも大きい場合に、当該分割領域を複数の分割領域にさらに分割する処理を繰り返し行わせるための制御プログラム。 A control program for causing a computer device to determine whether an object shown in a processing target image corresponds to a comparison target,
In the computer device,
(A) extracting a target object region in which the target object is shown from a processing target image in which the target object is shown;
(B) performing a region division on the object region;
(C) obtaining a feature amount indicating the feature of the object based on the plurality of divided regions generated in the step (b);
(D) executing a step of determining whether or not the object corresponds to a comparison object based on the feature amount;
In the step (b),
Based on the entropy of the luminance histogram over the entire object area, the threshold used in the area division is determined,
Control for repeatedly performing the process of further dividing the divided area into a plurality of divided areas when the entropy of the luminance histogram in the divided area of the object area is greater than or equal to the threshold value or larger than the threshold value program.
(a)対象物が映る処理対象画像から、前記対象物が映る対象物領域を抽出する工程と、
(b)前記対象物領域に対して領域分割を行う工程と、
(c)前記工程(b)で生成された複数の分割領域に基づいて、前記対象物の特徴を示す特徴量を取得する工程と、
(d)前記特徴量に基づいて、前記対象物が比較対象に相当するか否かを判定する工程と
を備え、
前記工程(b)において、
前記対象物領域全体での輝度ヒストグラムのエントロピーに基づいて、前記領域分割で使用されるしきい値が決定され、
前記対象物領域の分割領域での輝度ヒストグラムのエントロピーが前記しきい値以上あるいは前記しきい値よりも大きい場合に、当該分割領域を複数の分割領域にさらに分割する処理が繰り返し行われる、判定方法。 A determination method in a determination device for determining whether or not an object shown in a processing target image corresponds to a comparison target,
(A) extracting a target object region in which the target object is shown from a processing target image in which the target object is shown;
(B) performing a region division on the object region;
(C) obtaining a feature amount indicating the feature of the object based on the plurality of divided regions generated in the step (b);
(D) determining whether the object corresponds to a comparison object based on the feature amount,
In the step (b),
Based on the entropy of the luminance histogram over the entire object area, a threshold value used in the area division is determined,
A determination method in which, when the entropy of the luminance histogram in the divided area of the object area is equal to or larger than the threshold value or larger than the threshold value, the process of further dividing the divided area into a plurality of divided areas is repeatedly performed .
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