JPH01320593A

JPH01320593A - 最適閾値決定方式

Info

Publication number: JPH01320593A
Application number: JP63152302A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hata; 清治秦; Kinuyo Hagimae; 萩前　絹代
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-06-22
Filing date: 1988-06-22
Publication date: 1989-12-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電子部品表面上に表された文字、記号を読み取
る文字認識装置に係り、特に、背景領域から文字、記号
の領域を抽出する閾値を決定する最適２値化閾値決定方
式に関する。

〔従来の技術〕

画像認識の為の２値化閾値の理論的な決定方式として、
従来は、電子技術総合研究所（１９８０年９月）のユー
ザーズマニュアル「画像処理サブルーチンパッケージ５
ＰＩＤＥＲＪに記載されている方法が知られている。

この従来の方式は、パ大津″′の方法と呼ばれており１
画像の明るさヒストグラムを作成し、その明るさの集合
を２つのグループに分けた時のグループ間の分離度が最
も良くなる閾値を求める方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術に係る方法は、第８図に示す明るさヒスト
グラムの様に、明確な２つのピークが存在する場合には
有効であり、効果的に対象とする画像を抽出することが
できる。しかし、電子部品上に記された文字や記号付近
での明るさヒストグラムの多くは、第９図に示す様に、
背景領域に対するピークは存在するが、文字や記号の領
域にはピークが存在せずなだらかな丘が広く伸びている
形をとる。この様なヒストグラムの場合に上記従来技術
を適用しても、文字や図形を有効に背景から抽出するこ
とができない。

本発明の目的は、電子部品の表面に表された文字や記号
を明瞭かつ安定に背景から抽出することができる最適２
値化閾値決定方式を提供する１：とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記ｌ］的は、電子部品の表面に表された文字や記号等
を′ｒ■カメラ等で撮像し、得られた画像から明度ヒス
トグラムを抽出し、このヒストグラムから文字や記号等
を虐出して認識する文字認識装置において１画像から抽
出した明度ヒストグラムの変曲点位置を推定し、該推定
変曲点位置を閾値とすることで、達成される。

〔作用〕

電子部品の表面画像の明度ヒストグラムは、背景明度の
分布曲線と文字等の明度の分布曲線が重なりあっている
と考えられる。この２つの分布曲線の交点を閾値にすれ
ば、文字等を背景から分離抽出することが可能となる。

そこで、本発明では、明度ヒストグラムの変曲点が前記
２つの分布曲線の交点あるいはその近傍にあると見て、
その変曲点位置を推定し、この変曲点を閾値とする。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

電子部品の表面画像の明度ヒストグラムは、第１図に示
される様に、背景明度の分布曲線のと、文字等の明度の
分布曲線■が重なりあっていると考えられる。この２つ
の分布曲線■、■の交点を閾値Ｓにすれば、文字等を背
景から分離抽出することが可能となる。しかし、この交
点を実際に精度良く算出しても、その計算時間が長くか
かるので、この方法を検査ラインに適用することは現実
的でなくなる。そこで、交点位置（変曲点で近似できる
。）を概略計算で推定し短時間で求めることが必要とな
る。また、精度良く変曲点位置を算出しても、その利益
は、推定した変曲点を閾値とした場合に比べてそれほど
大きいとは言えない。

明度ヒストグラムの変曲点（閾値として必要なのは変曲
点そのものではなくその明るさを示すＸ座標位置である
。尚、変曲点と言った場合、上述した分布曲線■、■の
交点を含むものとする。）を推定する方法には、種々の
ものがある。例えば。

第１図において、分布曲線■を正規分布曲線と考えてそ
のパラメータを決定し、ヒストグラムから■の成分を除
き、残りから■の部分を決定し、そして交点のＸ座標位
置を求める。このＸ座標位置を閾値とする。また、正規
分布曲線としてではなく、２次曲線として近似してもよ
い。より一層閾値を簡便に求める方法もある。例えば第
２図に示す様に、適当な点から接線を引き、この接線と
Ｘ軸との交点を閾値とする方法である。この方法も、本
発明の一実施態様である。更に、第３図に示す様に、ピ
ークの点Ａと分布の一番伸びた点Ｂとを直線で結び、こ
の直線からヒストグラム上の最遠点（変曲点）を求める
こともできる。この方法は、第８図で示した２つのピー
クを有する場合にも有効である。第４図に示す方法では
、ピークのまわりの明るさ頻度を何点かサンプリングし
、２次方程式や正規分布方程式に近似してそのＸ軸との
交点等で閾値Ｓを決定している。第５図に示す方法では
、明るさ一頻度曲線から下式により累積曲線を抽出し、点（閾値Ｓ）を求めたり、びん度値の１０％と９０％と
いう風に適当な設定値を通る２点を結ぶ直線りから最遠
（距離）Ｄを与える点Ｓを求めて閾値としている。

次に、上述した本発明の各実施例のうち第３図で説明し
た方法を例に、電子部品表面に表わされた文字、記号等
を抽出して認識する文字認識装置及びその具体的データ
処理動作を説明する。

第６図は、文字認識装置のブロック構成図である。この
文字認識装置は組立済みプリント基板に搭載されている
電子部品の一種であるＩＣの品名を検査する装置に適用
されたものである。ＩＣｌ０が搭載されたプリント基板
１はＸＹ子テーブル」二に載置され、各Ｉ　Ｃ１，０は
、このＸＹチーデル２上で一個一個位置決めされている
。そして、環状の照明器具３で照らさｔＬＴＶカメラ４
で撮影されたＩＣ表面の画像データは、画像処理装置（
ＩＰ）６に入力される。

画像処理装置６は、ＴＶカメラ４から送られて来る映像
信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器６】−と、
Ａ／Ｄ変換器６１の出力信号をもとに明度ヒストグラム
を作成するヒストグラム作成手段６２と、作成されたヒ
ストグラムを解析し最適の閾値を第３図の方法で決定す
る閾値決定手段６３と、決定された閾値をもとに２値化
を行なう２値化手段６４と、２値化された画像データを
格納する画像メモリ６５と、２値化画像から文字や記号
等を抽出して該文字等を認識する認識手段６６とを備え
ている。

ＴＶ受像機５は、画像メモリ６５に格納された画像デー
タを表示するものであり、ＸＹコントローラ７は認識手
段６Ｇからの指示信号によりＸＹ子テーブルを操作して
検査するＩＣｌ０を順次切り換えるように動作する。

第７図は、上述した最適閾値決定手段６３で実行される
処理の手順を示すフローチャートである。

先ず、ステップ１において、ヒストグラム中で。

頻度がある値Ｉ】を越える明るさの最少値ｆ　ｍｉｒ＋
と、最大値ｆ　ｗａｘを求める。また、頻度のピーク位
置ｆ　ｐｅａｋを求める。

次のステップ２では、ｆ　ｐｅａｋからのｆｍａｘ、ｆ
ｉｉｎの距離を調べ比較して見る。ここで、距離が大な
ほうに文字部があるため、ｆ　ｗａｘ　−ｆ　ｐｅａｋ
の方が大なら白文字であり、ｆ　ｐｅａｋ　−ｆ　ｗｉ
ｎの方が大なら黒文字である。

このため１判定結果が黒背景中の白文字の場合にはステ
ップ３のこの結果を記憶し、判定結果が白背景中の黒文
字の場合にはステップ７でこの結果を記憶する。

白文字の場合には、ステップ３の次にステップ４、ステ
ップ５に進み、点（ｆ　ｐｅａｋ　、　ｈ　ｐｅａｋ）
と点（ｆＩｌｌａｘ、　ｈｎ＋ａｘ）を結ぶ直線までの
ヒストグラム上の各点ｆｊ−からの距離を調べる。ステ
ップ４では、ステップ５で求めた距離Ｑｉが、ｆ　ｐｅ
ａｋからｆ　１ｌｌａｘの間の各明度値ｆｊについてチ
エツクしたか否かを判定する。そして、ステップ５では
更に求めたＱｉの最大値を求める。この最大値が変曲点
である。従って、この最大値をステップ６で閾値とする
。

このＱ、ｉの計算は、下式により行なう事ができる。

Ｆ　：（ｆｍａｘ、ｈｎ＋ａｘ）から（ｆｐｅａｋ、ｈ
ｐｅａｋ）へのベクトルｆｆ　：（ｆｍａｘ、ｈ＋＋＋
ａｘ）から（ｆｊ、、ｈｉ）へのベクトルには、ステッ
プ７からステップ８に進む。このステップ８は、実質的
に前述したステップ４〜ステツプ６までと同じであるが
、その処理において、ｆ　ｍａｘ　ｔ！：ｆ　ｍｊｎに
、ｈ　ｎ＋ａｘをｈ　ｗｉｎに置き代えて行なう。第３
図に示す実施例は、上述した様に、比較的簡単な計算で
文字等を明瞭且つ安定に抽出することができる最適閾値
を決定できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、印刷状態や背景状態の悪い電子部品に
対しても１文字領域を過不足なく忠実に抽出する事がで
き、信頼性の高い電子部品名の読取、検査を行なうこと
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図は夫々本発明
の第１．第２．第４．第５実施例に係る最適閾値決定方
式を説明する原理図、第６図は文字認識装置のブロック
構成図、第７図は第３実施例の具体的処理手順を示すフ
ローチャート、第８図は従来の閾値決定方式の説明図、
第９図は文字。記号を撮像したときに得られる代表的なヒストグラムで
ある。１・・・組立後プリント板、２・・・ＸＹテーブル、３
・・・照明、４・・・ＴＶカメラ、５・・・モニターＴ
Ｖ、６・・・画像処理装置、７・・・ＸＹ子テーブルン
トローラ。６１・・・ＡＤ変換器、６２・・・ヒス１ヘゲラム作成
手段。６３・・・最適閾値決定手段、６４・・・２値化回路、
６５・・・画像メモリ、６６・・・認識手段。躬　１　η 差崖躬８ｚ　　　　吊（：／η 焔　２　国印度「躬　３　貴伸度第４圀傾崖躬５図筋　乙　ロ

Claims

【特許請求の範囲】

１、電子部品の表面に表された文字や記号等をＴＶカメ
ラ等で撮像し、得られた画像から明度ヒストグラムを抽
出し、このヒストグラムから文字や記号等を抽出して認
識する文字認識装置において、画像から抽出した明度ヒ
ストグラムの変曲点位置を推定し、該推定変曲点位置を
閾値とすることを特徴とする最適閾値決定方式。