JP7355601B2 - 計算装置、処理方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
実施形態に係る読取システム1は、計器が撮影された画像から、計器内の指針で指示された数値を読み取るために用いられる。実施形態に係る読取システム1は、回転軸を中心に回転する指針と、回転軸の周りに周方向に沿って配された複数の目盛りと、を有する計器に対して好適に用いられる。読み取り対象の計器において、複数の目盛りは、円状に配列されていても良いし、円弧状に配列されていても良い。また、計器は、複数の目盛りが記された表示盤と、複数の目盛りの少なくとも一部に対応して記された数値と、を含む。このような計器において、表示盤の外縁、外枠などは、典型的には円形である。以降の実施形態の説明では、このような計器を丸型計器と呼ぶ。
例えば、算出部14は、画像における輝度差に基づき、丸型計器の表示盤の外縁を検出する。表示盤の外縁が円状である場合、算出部14は、その外縁を真円に近似する。算出部14は、その真円の中心を、丸型計器の中心とする。
表示盤の外縁が円形では無い場合、算出部14は、表示盤に記された複数の目盛りを用いて丸型計器の中心を検出しても良い。具体的には、目盛りが直線状である場合、算出部14は、それぞれの目盛りに沿った仮想の直線を生成する。算出部14は、それらの直線の交点を検出し、複数の交点の重心の位置を、丸型計器の中心とする。
X=Rcosθ (1)
Y=Rsinθ (2)
CR=(Imax-Imin)/(Imax+Imin) (3)
丸型計器によっては、指針の後端が、表示盤の中心よりも、先端と反対側に突き出ている。この場合、指針先端の位置と、指針後端の位置と、が指針の存在する位置の候補として抽出されうる。
ただし、その場合でも、指針の先端と中心との間の距離は、後端と中心との間の距離よりも長い。そのため、指針の先端が存在する位置では、指針の後端が存在する位置よりも、Y方向において、表示盤の色の画素が少ない。すなわち、指針の先端が存在する位置では、指針の後端が存在する位置よりも、輝度が低い画素が多く、輝度が高い画素が少ない。この結果、指針の先端が存在する位置では、指針の後端が存在する位置よりも、Y方向における輝度のばらつきが小さい。従って、輝度のばらつきを用いることで、指針が存在する位置を判別できる。
まず、撮像部11が丸型計器を撮影し、画像を取得する(ステップS11)。次に、輪郭抽出部12aが、その画像における輪郭を抽出する(ステップS12a)。選定部12bは、所定の面積以上の輪郭を選定する(ステップS12b)。補正部13は、選定された輪郭に対応する画像が歪んでいる場合、その歪みを補正する(ステップS13)。極座標変換部14aは、補正された画像を極座標変換する(ステップS14a)。第1算出部14bは、X方向の各点について、Y方向における輝度の合計値を算出する(ステップS14b)。第2算出部14cは、X方向の各点について、Y方向における輝度のばらつきを算出する(ステップS14c)。
最初に、参考例に係る読取システムを説明する。参考例に係る読取システムでは、丸型計器が撮影された画像を極座標変換する。X方向の各点において、Y方向における輝度の合計値を算出する。この合計値を基に、指針が検出される。この方法によれば、画像が不鮮明な場合でも、指針を精度良く検出できる。また、丸型計器にシールなどが貼られ、指針の一部が見えない場合でも、指針を精度良く検出できる。
しかし、上述した通り、輝度の合計値に基づく検出では、指針の先端と後端を判別することが困難な場合がある。指針の回転範囲が180度以上である場合、指針の先端と後端が判別できないと、指針によって指示された数値を読み取ることができない。
従って、実施形態に係る読取システム1によれば、特に指針の回転範囲が180度以上の丸型計器に対して、指示された数値の読み取りの精度を向上させることができる。
図4(a)及び図4(b)のグラフは、図2(d)のグラフに対応する。図4(a)は、図2(c)に表した画像について、X方向における位置と、Y方向の黒色の強さの合計値と、の関係を表す。
しかし、抽出される位置が絞り込まれることで、判別部15bで位置が1つのみに判別され易くなる。例えば、図4(a)に表したように、範囲Ra1及びRa2のみが探索されることで、位置P4及びP9のみが抽出される。この結果、図4(b)に表した第1閾値th1の場合でも、位置P4のみを判別できる。
従って、上記方法によれば、数値の読み取りの精度をさらに向上させることができる。
図5は、輝度の合計値と第2閾値とを比較する場合の読取システム1の動作を表している。図5のフローチャートにおいて、ステップS15a1及びS15a2以外の処理は、図3のフローチャートと同様である。
図6は、実施形態の第1変形例に係る読取システムの構成を表すブロック図である。読取システム1aでは、算出部14における処理が、読取システム1と異なる。
図7は、実施形態の第2変形例に係る読取システムの構成を表すブロック図である。
図8は、実施形態の第2変形例に係る読取システムによる処理を例示する図である。
図9は、実施形態の第3変形例に係る読取システムの構成を表すブロック図である。
図10は、実施形態の第3変形例に係る読取システムによる処理を例示する図である。
図11は、実施形態の第4変形例に係る読取システムの構成を表すブロック図である。
図12は、実施形態の第4変形例に係る読取システムによる処理を例示する図である。
例えば、実施形態に係る読取システムは、図13に表した読取装置5及び撮像装置6から構成される。読取装置5は、例えばコンピュータであり、ROM(Read Only Memory)51、RAM(Random Access Memory)52、CPU(Central Processing Unit)53、およびHDD(Hard Disk Drive)54を有する。
出力装置7は、読取装置5から出力されたデータ(読み取られた丸型計器の指示値)を、ユーザが認識できるように出力する。出力装置7は、例えば、モニタ、プリンタ、またはスピーカなどである。
Claims (28)
- 回転軸を中心に回転する指針と、表示盤と、前記表示盤上において前記回転軸の周りに周方向に沿って配された複数の目盛りと、を有する計器が写った画像の少なくとも一部を、前記計器の中心を基準に極座標変換し、
前記周方向に対応する第1方向の各点において、前記中心から前記目盛りに向かう径方向に対応する第2方向の少なくとも一部における輝度の合計値と、前記第2方向の少なくとも一部における輝度のばらつきと、を算出し、
前記合計値が極値となる前記第1方向における位置を抽出し、抽出された前記位置から、前記ばらつきを用いて、前記指針が存在する位置を判別する、計算装置。 - 前記表示盤の色は、前記指針の色よりも明るく、
抽出された前記位置において、前記合計値は極小となる請求項1記載の計算装置。 - 前記表示盤の色は、前記指針の色よりも暗く、
抽出された前記位置において、前記合計値は極大となる請求項1記載の計算装置。 - 抽出された前記位置における前記ばらつきを第1閾値と比較し、前記ばらつきが前記第1閾値以下の前記位置に、前記指針が存在すると判別する請求項1~3のいずれか1つに記載の計算装置。
- 前記第1閾値を、前記ばらつきの算出結果に基づいて設定する請求項4記載の計算装置。
- 抽出されたそれぞれの前記位置における前記ばらつきを互いに比較し、前記ばらつきが最小である前記位置に前記指針が存在すると判別する請求項1~3のいずれか1つに記載の計算装置。
- 抽出された前記位置の2つが、前記計器における対角に対応する位置に存在する場合、前記位置の前記2つにおける前記ばらつきを比較し、前記ばらつきが小さい方に前記指針が存在すると判別する請求項1~3のいずれか1つに記載の計算装置。
- 前記第1方向の各点における前記合計値を第2閾値と比較することで、前記合計値が前記第2閾値を上回る前記第1方向の範囲を抽出し、前記範囲において前記位置を抽出する請求項1~7のいずれか1つに記載の計算装置。
- 前記第2閾値を、前記合計値の算出結果に基づいて設定する請求項8記載の計算装置。
- 前記計器が複数の前記指針を有し、前記複数の指針の指示範囲が互いに分離されている場合、前記複数の指示範囲において、抽出された前記位置からそれぞれの前記指針が存在する位置を判別する請求項1~9のいずれか1つに記載の計算装置。
- 前記計器が複数の前記指針を有し、前記複数の指針の色が互いに異なる場合、それぞれの前記指針について色空間又は色差平面を生成し、それぞれの色空間又は色差平面において、抽出された前記位置から前記指針が存在する位置を判別する請求項1~9のいずれか1つに記載の計算装置。
- 判別された前記位置に対応する角度を算出し、算出された前記角度を数値に変換する請求項1~11のいずれか1つに記載の計算装置。
- 前記計器における、前記目盛りの位置及び前記目盛りと数値との関係を認識し、認識の結果を用いて、判別された前記位置に対応する角度を数値に変換する請求項1~11のいずれか1つに記載の計算装置。
- 前記指針の回転範囲は、180度以上である請求項1~13のいずれか1つに記載の計算装置。
- 前記合計値が極値であり、前記ばらつきが第1閾値以下である前記第1方向の位置に前記指針が存在すると判定する請求項1記載の計算装置。
- 回転軸を中心に回転する指針と、表示盤と、前記表示盤上において前記回転軸の周りに周方向に沿って配された複数の目盛りと、を有する計器が写った画像の少なくとも一部を、前記計器の中心を基準に極座標変換し、
前記周方向に対応する第1方向の各点において、前記中心から前記目盛りに向かう径方向に対応する第2方向の少なくとも一部における輝度の合計値と、前記第2方向の少なくとも一部における輝度のばらつきと、を算出し、
前記合計値が極値となる前記第1方向における位置を抽出し、抽出された前記位置から、前記ばらつきを用いて、前記指針が存在する位置を判別する、処理方法。 - 前記表示盤の色は前記指針の色よりも明るく且つ抽出された前記位置において前記合計値は極小となる、又は、
前記表示盤の色は前記指針の色よりも暗く且つ抽出された前記位置において前記合計値は極大となる請求項16記載の処理方法。 - 抽出された前記位置における前記ばらつきを第1閾値と比較し、前記ばらつきが前記第1閾値以下の前記位置に、前記指針が存在すると判別する請求項16又は17に記載の処理方法。
- 抽出されたそれぞれの前記位置における前記ばらつきを互いに比較し、前記ばらつきが最小である前記位置に前記指針が存在すると判別する請求項16又は17に記載の処理方法。
- 前記第1方向の各点における前記合計値を第2閾値と比較することで、前記合計値が前記第2閾値を上回る前記第1方向の範囲を抽出し、前記範囲において前記位置を抽出する請求項16~19のいずれか1つに記載の処理方法。
- 前記計器が複数の前記指針を有し、前記複数の指針の指示範囲が互いに分離されている場合、前記複数の指示範囲において、抽出された前記位置からそれぞれの前記指針が存在する位置を判別する請求項16~20のいずれか1つに記載の処理方法。
- コンピュータに、
回転軸を中心に回転する指針と、表示盤と、前記表示盤上において前記回転軸の周りに周方向に沿って配された複数の目盛りと、を有する計器が写った画像の少なくとも一部を、前記計器の中心を基準に極座標変換させ、
前記周方向に対応する第1方向の各点において、前記中心から前記目盛りに向かう径方向に対応する第2方向の少なくとも一部における輝度の合計値と、前記第2方向の少なくとも一部における輝度のばらつきと、を算出させ、
前記合計値が極値となる前記第1方向における位置を抽出させ、抽出された前記位置から、前記ばらつきを用いて、前記指針が存在する位置を判別させる、
プログラム。 - 前記表示盤の色は前記指針の色よりも明るく且つ抽出された前記位置において前記合計値は極小となる、又は、
前記表示盤の色は前記指針の色よりも暗く且つ抽出された前記位置において前記合計値は極大となる請求項22記載のプログラム。 - 前記コンピュータに、抽出された前記位置における前記ばらつきを第1閾値と比較させ、前記ばらつきが前記第1閾値以下の前記位置に、前記指針が存在すると判別させる請求項22又は23に記載のプログラム。
- 前記コンピュータに、抽出されたそれぞれの前記位置における前記ばらつきを互いに比較させ、前記ばらつきが最小である前記位置に前記指針が存在すると判別させる請求項22又は23に記載のプログラム。
- 前記コンピュータに、前記第1方向の各点における前記合計値を第2閾値と比較させることで、前記合計値が前記第2閾値を上回る前記第1方向の範囲を抽出させ、前記範囲において前記位置を抽出させる請求項22~25のいずれか1つに記載のプログラム。
- 前記計器が複数の前記指針を有し、前記複数の指針の指示範囲が互いに分離されている場合、前記コンピュータに、前記複数の指示範囲において、抽出された前記位置からそれぞれの前記指針が存在する位置を判別させる請求項22~26のいずれか1つに記載のプログラム。
- 請求項22~27のいずれか1つに記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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