JPH0365769A - 図形判別装置 - Google Patents

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〉 この発明は、図形の判別に用いられる図形判別装置に関
連し、殊にこの発明は、例えば成形品の良否などを検査
するのに好適な図形判別装置に関する。

〈従来の技術〉 例えば成形品の「ぼり」や「欠け」などの凹凸状の不良
を自動判別するのに、検査ライン上に図形判別装置を配
備し、搬送されてくる成形品を撮像して図形の入力パタ
ーンを生威し、この入力パターンに対して判別すべき図
形の基準パターンを走査しつつ比較して両者の一致度合
を判別している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながらこの方法では、入力パターンに対して基準
パターンの位置合わせを正確に行う必要があり、もしこ
の位置合わせに誤差があると、誤った図形判別が行われ
る虞がある。

また入力パターンの重心や周囲長さなどの複数の特徴量
を求めて基°準値と比較する方法もあるが、この方法で
は重心などを算出するためのアルゴリズムが複雑である
ため、ソフト処理によらねばならず、処理速度が遅いと
いう問題がある。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、入力
パターンに対して２種類のウィンドウを設定して各ウィ
ンドウに含まれる人カバターンの面積から図形判別を行
うことにより、正確な位置合わせを必要とせず、しかも
簡単な構成をもって高速に図形判別を行う得る新規な図
形判別装置を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 この発明にかかる図形判別装置は、対象物を撮像して図
形の入力パターンを生成するパターン生底部と、判別す
べき図形の基準パターンを膨張および収縮させて得た基
準パターンと相似形の２種類のウィンドウを記憶させる
記憶部と、記憶部より前記２種類のウィンドウを読み出
して入力パターンに対するウィンドウ設定を行うための
制御部と、２種類のウィンドウに含まれる入力パターン
の面積を計測する計測部と、計測部による計測結果に基
づき入力パターンの図形判別を行う判別部とを備えたも
のである。

〈作用〉 例えば成形品などの不良検査を行う場合に、「ばり」や
「欠け」が存在すれば、２種類のいずれかウィンドウに
含まれる入力パターンの面積が増加したり減少したりす
るため、「ぼり」や「欠け」などの凹凸の存在を容易に
判別し得る。しかも入力パターンに対するウィンドウの
位置合わせに多少の誤差があっても、ウィンドウは基準
パターンを膨張および収縮させて形成しであるから、そ
の誤差は問題とならず、誤った図形判別が行われる虞は
ない。しかも面積を計測して図形判別を行う方式である
ので、アルゴリズムが複雑とならず、簡単なハード構成
を用いて高速かつ安価に装置を形成できる。

〈実施例〉 第１図は、この発明の一実施例にかかる図形判別装置の
全体構成を示しており、パターン生成部１．記憶部２１
判別制御部３．計測部４゜表示部５などで構成されてい
る。

パターン生成部１は、対象物を撮像して画像化するテレ
ビカメラ６と、テレビカメラ６で得た画像を二値化して
二値パターンを生成する二値化回路７とから構成される
。この二値パターンには、判別対象である図形の入力パ
ターンや判別すべき図形の基準パターン（後記する）と
が含まれる。

記憶部２には、同様の構成（例えば縦横が２５６　Ｘ２
５６の画素より戒る）をもつ画像メモリ８と２個のウィ
ンドウメモリ９，１ｏとが設けである。画像メモリ８は
入力パターンや基準パターンを格納するためのものであ
り、ウィンドウメモリ９．１０は２種類のウィンドウを
格納するためのものである。この２種類のウィンドウは
基準パターンを拡張して得た基準パターンと相似形の拡
張パターンと、基準パターンを収縮して得た基準パター
ンと相似形の収縮パターンとから形成されるもので、拡
張パターンによるウィンドウは一方のウィンドウメモリ
９に、収縮パターンによるウィンドウは他方のウィンド
ウメモリ１０に、それぞれ格納される。

第３図（１）は、基準パターンＰ０の一例であって、第
３図（２）にこの基準パターンＰ０を拡張して得たウィ
ンドウ設定が、また第３図（３）にこの基準パターンＰ
０を収縮して得たウィンドウ前２が、それぞれ示しであ
る。なお図中、斜線部分は画素が「１」の領域であり、
それ以外の部分は画素が「０」の領域である。

判別制御部３は、マイクロコンピュータをもって構成さ
れ、制御・演算の主体であるＣＰＵ１１と、メモリとし
てのＲＯＭ１２やＲＡＭ１３とを含んでいる。これら相
互間と画像メモリ８およびウィンドウメモリ９．１０と
の間とはバス２０により接続される。この判別制御部３
は画像メモリ８に対する入力パターンや基準パターンの
読み書きやウィンドウメモリ９，１０に対するウィンド
ウＷ、、Ｗｔの読み書きを行うと共に、入力パターンに
対する２種類のウィンドウＷ、、Ｗｚの設定を行う。ま
た判別制御部３は計測部４による計測結果を取り込んで
入力パターンの図形判別を行う。

計測部４は、入力パターンに対して膨張パターンによる
ウィンドウＷＩと収縮パターンによるウィンドウＷ２と
を位置合わせして設定したときの、各ウィンドウＷ＋　
、Ｗｚ内に含まれる入力パターンの面積を、画素数を計
数することにより計測するための部分である。

第２図は、この計測部４の具体例を示すものであり、２
個のアンド回路１４．１５と、スイッチング回路１６と
、カウンタ１７とから成る。

一方のアンド回路１４は入力パターンまたは基準パター
ンと拡張パターンによるウィンドウＷｌとの論理積をと
るためのもので、画像メモ＋７８とウィンドウメモリ９
とから同じタイミングで読み出された対応する画素デー
タが入力として与えられる。他方のアンド回路１５は入
力パターンまたは基準パターンと収縮パターンによるウ
ィンドウＷえとの論理積をとるためのもので、画像メモ
リ８とウィンドウメモリ１０とから同じタイミングで読
み出された対応する画素データが人力として与えられる
。

スイッチング回路１６は、ＣＰＵＩ　１から与えられる
切換信号に基づき前記アンド回路１４゜１５の一方の出
力を選択してカウンタ１７へ与えるためのものである。

カウンタ１７は、前記ウィンドウＷ＋　、Ｗｚ内に含ま
れる入力パターンの面積、すなわち画素数を計数するも
ので、この計数値はバス２０を経てＣＰＵＩＩに読み取
られるようになっている。

第１図に戻って、表示部５は画像合成回路１８とビデオ
モニタ１９とを含んでいる。画像合成回路１８は入力パ
ターンや基準パターンに対してウィンドウＷ、、Ｗ、を
重ね合わせるなどの信号処理を行うためのもので、その
合成画像はビデオモニタ１９上に表示される。

上記構成の図形判別装置を用いて、例えば成形品の不良
検査を行う場合に、まず良品のモデルをテレビカメラ６
で撮像し、二値化回路７によりその画像を二値化して基
準パターンＰ０を生威し、この基準パターンＰ０を画像
メモリ８に格納する。ついでＣＰＵＩＩは画像メモリ８
より基準パターンＰ０を読み出し、この基準パターンＰ
、の全体を拡張して基準パターンＰ０と相似形の膨張パ
ターンを生威し、この膨張パターンを第１のウィンドウ
Ｗｌとしてウィンドウメモリ９に描画する。ついでＣＰ
ＵＩ　１は同様にして基準パターンＰ０の全体を収縮し
て基準パターンＰ０と相似形の収縮パターンを生威し、
この収縮パターンを第２のウィンドウＷ２としてウィン
ドウメモリ１０に描画する。

つぎにＣＰＵＩＩは、画像メモリ８から基準パターンＰ
ｏを、またウィンドウメモリ９からウィンドウＷ、を、
それぞれ同じタイ短ングで計測部４のアンド回路１４へ
出力させ、カウンタ１７の計数動作によりウィンドウＷ
、内に含まれる基準パターンＰ０の面積ＳＯ（この場合
、基準パターンＰ、そのものの面積に相当する）を計測
する。この計測値はバス２０を経てＣＰＵＩ　１に読み
取られ、ＲＡＭ１３に基準データとして記憶させる。同
様にして、画像メモリ８から基準パターンＰ０を、ウィ
ンドウメモリ１０からウィンドウＷ２を、それぞれ同じ
タイミングで計測部４のアンド回路１５へ出力させ、カ
ウンタ１７の計数動作によりウィンドウ前２内に含まれ
る基準パターンＰ０の面積ｓ８□（この場合ウィンドウ
Ｗ２の面積に相当する）を計測する。この計測値もバス
２０を経てＣＰＵＩＩに読み取られ、ＲＡＭ１３に基準
データとして記憶させる。

上記の前処理を予め行った後、つぎに成形品の良否判別
へ移行することになる。

いま「ぼり」の存在する成形品がテレビカメラ６により
撮像されると、第４図（１）に示すような形態の入力パ
ターンＰ□が画像メモリ８に取り込まれることになる。

このような入力パターンＰ１に対して膨張パターンによ
るウィンドウＷ１を設定すると、両者の関係は第４図（
２）に示す如くになり、ウィンドウＷＩ内に含まれる入
力パターンＰ、の面積Ｓ＋は、Ｓ　ｉ　＜　Ｓ　ｏとな
る。

同様にこの入力パターンＰ１に対して収縮パターンによ
るウィンドウＷｔを設定すると、両者の関係は第４図（
３）に示す如くになり、ウィンドウ前２内に含まれる入
力パターンＰ、の面積Ｓｉ２は、ｓ、’　＝ｓゎとなる
。

ＣＰＵＩＩは、各ウィンドウＷ＋　、Ｗｚに含まれる入
力パターンｐｉの面積Ｓ　ｉ　＋　　Ｓ　ｉ′につき上
記の関係が成立する場合は、この入力パターンＰｚにか
かる成形品には「ぼり」が生じていると判断する。

つぎに「欠け」の存在する成形品がテレビカメラ６によ
り撮像されると、第５図（１）に示すような形態の入力
パターンＰ＋が画像メモリ８に取り込まれることになる
。このような入力パターンＰ□に対して膨張パターンに
よるウィンドウＷ、を設定すると、両者の関係は第５図
（２）に示す如くになり、ウィンドウＷ１内に含まれる
入力パターンｐｉの面積Ｓ、は、５ｉ＝Ｓ、となる。

同様にこの入力パターンＰｉに対して収縮パターンによ
るウィンドウＷ！を設定すると、両者の関係は第５図（
３）に示す如くになり、ウィンドウ前２内に含まれる入
力パターンＰ、の面積３．１　は、Ｓ　ｉ　’　＜　Ｓ
ｗ□となる。

ＣＰＵＩＩは、各ウィンドウＷ、、Ｗ２に含まれる入力
パターンＰｉの面積Ｓム＋Ｓｉ′につき上記の関係が成
立する場合は、この入力パターンＰｉにかかる成形品に
は「欠け」が生じていると判断する。

なお上記は、この発明にかかる図形判別装置を成形品の
良否検査に用いた例を示しているが、この発明はこれに
限らず、他の対象物の認識や検査に適用できることは勿
論である。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、入力パターンに対して、基準パ
ターンを膨張および収縮して得た２種類のウィンドウを
設定して、各ウィンドウに含まれる入力パターンの面積
から入力パターンの図形判別を行うようにしたから、例
えば成形品の良否検査において、「ぼり」　「欠け」の
いずれの不良の判別も容易に行うことができる。

しかも入力パターンに対するウィンドウの位置合わせに
多少の誤差があっても、各ウィンドウは基準パターンを
膨張および収縮させて形威しであるから、その誤差は問
題とならず、誤った図形判別が行われる虞はない。しか
も面積を計測して図形判別を行う方式であるので、アル
ゴリズムが複雑とならず、簡単なハード構成を用いて高
速かつ安価に装置を形成できるなど、幾多の顕著な効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる図形判別装置の全
体構成を示すブロック図、第２図は計測部の具体例を示
すブロック図、第３図は基準パターンとその基準パター
ンを用いたウィンドウの形成例を示す説明図、第４図お
よび第５図は入力パターンとその入力パターンに対する
ウィンドウの設定例を示す説明図である。 １・・・・パターン生成部　　２・・・・記憶部３・・
・・判定制御部 ４・・・・計測部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 対象物を撮像して図形の入力パターンを生成するパター
   ン生成部と、 判別すべき図形の基準パターンを膨張および収縮させて
   得た基準パターンと相似形の２種類のウィンドウを記憶
   させる記憶部と、 記憶部より前記２種類のウィンドウを読み出して入力パ
   ターンに対するウィンドウ設定を行うための制御１部と
   、 ２種類のウィンドウに含まれる入力パターンの面積を計
   測する計測部と、 計測部による計測結果に基づき入力パターンの図形判別
   を行う判別部とを備えて成る図形判別装置。