JPH05197851A

JPH05197851A - 積層枚数計数装置

Info

Publication number: JPH05197851A
Application number: JP2621692A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Osawa; 雅之大沢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-01-17
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】積層された複数の板状体（例えば、コンパク
トディスク）の反射率の局所的変化の影響を受けにく
く、可動部を必要としない積層枚数計数装置を提供す
る。【構成】２次元イメージセンサカメラ１２が、積層さ
れたコンパクトディスク２の側面の画像を２次元画像デ
ータとして出力し、画像処理装置１４が、この２次元画
像データからコンパクトディスクの枚数を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層された例えばコン
パクトディスク等の板状体の枚数を計数する積層枚数計
数装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５８−２１７０９１号公報には、
積層された複数のプラスチックカードの厚み方向と直行
する方向に光路が形成されるように、投光器および受光
器を配置し、カード積層体と、投光器および受光器とを
相対的に移動させ、受光器の出力を計数することによ
り、カードの枚数を測定することが開示されている。

【０００３】特開昭６３−１３３２８３号公報には、積
層された印刷物のエッジを示す画像信号を、ラインセン
サカメラすなわち１次元イメージセンサカメラによって
発生し、この画像信号を、印刷物１枚分に相当する基準
波形でパターンマッチング処理し、その切り出し数を積
算することにより、印刷物の枚数を計数することが開示
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭５８−２１７０
９１号公報に開示された方法は、可動部を必要とするの
で、部品点数が多くなり、機械ヒステリシスによる誤差
が生じるおそれがある。また、カード積層体と、投光器
および受光器とを相対的に移動して測定を行うために、
測定時間が長くなってしまう。さらに、測定中は、カー
ド積層体が停止していければならない。

【０００５】特開昭６３−１３３２８３号公報に開示さ
れた技術は、１次元イメージセンサカメラを使用するた
め、印刷物の厚み方向と直交する方向における視野が狭
いため、印刷物積層体すなわち測定対象物の反射率の局
所的変化の影響を受け易い。

【０００６】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、計数対象物すなわち積層された複数の板
状体の反射率の局所的変化の影響を受けにくく、可動部
を必要としない積層枚数計数装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の積層枚
数計数装置は、積層された複数の板状体（例えば、実施
例の積層されたコンパクトディスク２）の枚数を計数す
る積層枚数装置であって、積層された複数の板状体の側
面の画像を２次元画像データとして入力する画像入力手
段（例えば、実施例の２次元イメージセンサカメラ１
２）と、この入力された２次元画像データから板状体の
枚数を算出する演算手段（例えば、実施例の画像処理装
置１４）とを備えることを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の積層枚数計数装置は、演
算手段が、入力された２次元画像データに含まれる各画
素の濃度を、板状体の厚み方向に対して直交する方向に
加算する加算手段（例えば、実施例のｂｕｆｆｃｉを求
める手段）を有することを特徴とする。

【０００９】請求項３に記載された積層枚数計数装置
は、上記演算手段が、入力された２次元画像データのう
ち隣接する板状体の境界に相当する部分を強調し、この
境界に相当する部分を計数することにより積層された板
状体の枚数を計数する相関演算手段（例えば、図２の相
関演算回路３０）を有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１の構成の積層枚数計数装置において
は、画像入力手段が、積層された複数の板状体の側面の
画像を２次元画像データとして入力し、演算手段が、入
力された２次元画像データから板状体の枚数を算出す
る。従って、積層された複数の板状体の反射率の局所的
変化の影響を受けにくく、また可動部を必要とせずに板
状体の枚数を計数することができる。

【００１１】請求項２の構成の積層枚数計数装置におい
ては、加算手段が、入力された２次元画像データに含ま
れる各画素の濃度を、板状体の厚み方向に対して直交す
る方向に加算する。従って、積層された複数の板状体の
厚み方向に対して直交する方向の反射率の局所的変化の
影響を確実に除去することができる。

【００１２】請求項３の構成の積層枚数計数装置におい
ては、相関演算手段が、入力された２次元画像データの
うち隣接する板状体の境界に相当する部分を強調し、こ
の境界に相当する部分を計数することにより積層された
板状体の枚数を計数するので、より正確に板状体の枚数
を計数することができる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の積層枚数計数装置の一実施
例の構成を示す。複数のコンパクトディスク（以下、
「スタック」と称す）２は、それらの中心穴をスタック
ポール２Ｐが貫通するように積層されている。これによ
り、コンパクトディスクが正しく積層される。照明装置
４は、スタックポール２Ｐの正面ではなく、スタックポ
ール２Ｐに直交する方向にずれた位置（図１の例では、
図面の表側にずれた位置）に配置されている。照明装置
４は、例えば、８８０ｎｍの赤外光を出射して、スタッ
ク２を照射する。このような照明装置４を上述のように
配置することにより、後述の２次元イメージセンサカメ
ラ１２によって取り込まれる画像は、コンパクトディス
クの側面（すなわち、コンパクトディスクの断面）およ
びスタックポール２Ｐ以外の領域の感度が低く、外乱光
に強くなる。２枚の鏡６および８は、スタック２の光学
像を２次元イメージセンサカメラ１２に導くためと、ス
タック２からカメラ１２への入力光学系の長さを短縮す
るために設けられている。

【００１４】２次元イメージセンサカメラ１２の前面に
は、赤外線カットフィルタ１０が設けられている。フィ
ルタ１２は、７５０ｎｍ以下の波長の光をカットする。

【００１５】２次元イメージセンサカメラ１２から出力
される画像信号は、画像処理装置１４に供給される。画
像処理装置１２は、横方向に７８０個、縦方向に４８０
個の画素を有し各画素が２５６値の画素レベルを有する
ディジタル画像にディジタイズし、コンパクトディスク
の枚数を算出する。画像処理装置１２の出力は、表示器
１６に供給される。表示器１６は、画像処理装置１２が
算出したコンパクトディスクの枚数を表示する。

【００１６】図２は、図１の画像処理装置１２の一構成
例を示す。画像２０は、２次元イメージセンサカメラ１
２から出力された画像信号が画像処理装置１４によって
ディジタイズされることにより得られる、横方向に７８
０個、縦方向に４８０個の画素を有し各画素が２５６値
の画素レベルを有するディジタル画像である。２次元イ
メージセンサカメラ１２によって取り込まれた画像（す
なわち、原画像）は、図３に示されている。図３の右側
が、図１のスタック２の上側に相当し、図３の左側が、
図１のスタック２の下側に相当する。

【００１７】図３の画像ににおいて、スタックポール２
Ｐに相当する領域のうち、コンパクトディスクが積層さ
れている部分には、明るい領域と暗い領域が交互に生じ
る。明るい領域が、コンパクトディスクの領域に相当
し、暗い領域が、隣接した２枚のコンパクトディスクの
境界領域に相当する。また、図３の画像ににおいて、ス
タックポール２Ｐに相当する領域のうち、コンパクトデ
ィスクが積層されていない部分は、明るくなる。また、
図３の画像ににおいて、スタック２のうちスタックポー
ル２Ｐに対して照明装置４側に位置するエリアＣは、照
明装置４から赤外光が照射されている領域であり、明る
い領域と暗い領域が交互に生じる。明るい領域が、コン
パクトディスクの領域に相当し、暗い領域が、隣接した
２枚のコンパクトディスクの境界領域に相当する。スタ
ックポール２Ｐに対してエリアＣと対称の位置にあるエ
リアＤは、照明装置４から赤外光が照射されていない領
域であり、暗くなる。なお、エリアＡとエリアＢの面積
は等しい。

【００１８】なお、図３において、エリアＤは、暗い領
域であるが、図示の簡単化のために白く描かれている。
また、エリアＣと、スタックポール２Ｐとの間の領域、
ならびにエリアＤと、スタックポール２Ｐとの間の領域
も、暗い領域であるが、図示の簡単化のために白く描か
れている。

【００１９】一般に、スタック２に含まれるコンパクト
ディスクの枚数は、１０乃至１１０である。従って、画
像２０のうちエリアＡをスタック２の最下端からコンパ
クトディスク１０枚分の厚さの領域とし、エリアＢをス
タック２の最下端からコンパクトディスク１１０枚分の
厚さを越える領域とし、エリアＡおよびＢの最高輝度が
それぞれ閾値を越えることをＯＮと表現すると、エリア
ＡがＯＮとなり、エリアＢがＯＦＦとなることは、スタ
ック２の存在を示すことになる。何故なら、スタック２
が存在すれば、エリアＡには、少なくとも１０枚分のコ
ンパクトディスクによる明るい部分が観察でき、エリア
Ｂは、手等によって塞がれていなければ、暗い部分だか
らである。図２の計数開始制御ゲート２４の非反転入力
端子には、エリアＡがＯＮか否かを示す信号が入力さ
れ、計数開始制御ゲート２４の反転入力端子には、エリ
アＢがＯＮか否かを示す信号が入力される。計数開始制
御ゲート２４の出力がＯＮであることは、スタック２が
存在し、コンバクトディスクの計数を開始してよいこと
を示す。

【００２０】図２のｂｕｆｆｃｉは、エリアＣ中のコン
パクトディスクの厚み方向と直交する方向に配列された
座標値ｉの複数の画素の濃度を加算して得られた値であ
る。なお、ｉは、０乃至７６７の各値である。このよう
に、コンパクトディスクの厚み方向と直交する方向に配
列された複数の画素の濃度を加算するのは、コンパクト
ディスク断面の局所的変化に強いデータを得るためであ
る。また、図２のｂｕｆｆｄｉは、エリアＤ中のコンパ
クトディスクの厚み方向と直交する方向に配列された座
標値ｉの複数の画素の濃度を加算して得られた値であ
る。

【００２１】ｂｕｆｆｃｉとｂｕｆｆｄｉとは、減算器
２２において減算され、次の値ｂｕｆｆｅｒｉが求めら
れる。ｂｕｆｆｅｒｉ＝ｂｕｆｆｃｉ−ｂｕｆｆｄｉこ
のようにｂｕｆｆｅｒｉを求めるのは、スタック２中の
コンパクトディスクの枚数が５５未満の場合には、原理
的に、コンパクトディスクの表面がカメラ１２の視野に
入ってくるために、コンパクトディスクの枚数を多く計
数してしまうのを回避するためである。図４は、ｂｕｆ
ｆｅｒｉの一例を示す。

【００２２】減算器２２の出力すなわちｂｕｆｆｅｒｉ
は、計数開始制御ゲート２４の出力がＯＮのときに、ゲ
ート２６を通って正規化回路２８に供給される。正規化
回路２８は、グレイレベル基準に基づいて、入力された
ｂｕｆｆｅｒｉに対して正規化を施し、ｂｕｆｆｅｒｉ
の直流分を除去する。図５は、正規化回路２８の出力値
の一例を示す。

【００２３】相関演算回路３０は、正規化回路２８の出
力Ｉと、マスタパターン発生器３２から出力されるコン
パクトディスク１枚分の正しいマスタパターンＭとを受
けて、次の（式１）の演算を行って、画像データのうち
隣接するコンパクトディスクの境界に相当する部分を強
調し、この境界に相当する部分を計数することによりコ
ンパクトディスクの枚数を計数する。図６は、（式１）
の演算により得られるｉ点での相関値ｒｉの例を示す。
なお、（式１）において、Ｎは相関範囲、ｉは１乃至Ｎ
のうちのいずれかの値をとる局所インデックスである。

【００２４】

【数１】

【００２５】また、相関演算回路３０は、相関値のピー
ク間隔を検定することにより、補間操作を加え、正しい
計数値を得る。図７は、相関演算回路３０が実行するプ
ログラムの一例を示す。図７に示された処理プログラム
は、相関係数配列ｆａｃｔｏｒ［ｉ］を入力とし、計数
値ｃｏｕｎｔを出力するものである。ｆａｃｔｏｒ
［ｉ］は、次の（式２）によって示されるものであり、
マスクパタ−ンＭｊ（ｊ＝０・・・・Ｎ−１）と入力パ
タ−ンＢｉ＋ｊとの正規化相関係数の分子に相当する。

【００２６】

【数２】

【００２７】ｆａｃｔｏｒの立ち上がり判定のための閾
値ｔｒｉｇｇｅｒ（ｉ）は、次の（式３）によって示さ
れ、上記正規化相関係数の分母に相当する。

【００２８】

【数３】

【００２９】従って、ｔｒｉｇｇｅｒの値は座標値ｉの
関数となるが、（式３）の第一行目の要素は全て定数で
あり、また第二行目の引き数Ｂｉ＋ｊがほぼＮを周期と
する周期関数と仮定すると、この部分も定数とすること
ができる。従ってｔｒｉｇｇｅｒの値は、次の（式４）
によって示すことができる。

【００３０】

【数４】

【００３１】相関演算の長さＮ＝６とすると、マスタパ
タ−ン発生器３２から発生されるマスタパタ−ンＭｊは
例えば、図８の値を有する。

【００３２】図７において、各変数は次の通りである。ｉ：配列のインデックスｊ：配列のロ−カルインデックスｐｒ１：一枚前のコンパクトディスクの座標ｐｒ２：二枚前のコンパクトディスクの座標ｃｏｕｎｔ：計数値ｍｉｓｓｅｓ：補間数ｅｘｔｒａｓｓ：間引き数

【００３３】また、図７において、その他の定数は次の
通りである。ＴＨＩＣＫ＝６一枚分のコンパクトディ
スクの厚み（単位はｐｉｘ）ｓｋｉｐ＝ＴＨＩＣＫ／
２：計数時に不要な検索を行わないための飛び越し幅。

【００３４】図７において、関数ｍａｔ（ｐｒ１，ｐｒ
２，ｉ）は、ｆａｃｔｏｒ立ち上がり時の座標を連続し
て３個与えると、返り値として現在の座標ｉを基準とし
た局所的な枚数を答えるものである。関数内部では、ｐ
ｒ１，ｐｒ２から現在の座標までの距離ｗ１＝ｉ−ｐｒ
１，ｗ２＝ｉ−ｐｒ２をそれぞれ計算し、ｗ１およびｗ
２を軸とする２次元配列の要素として出力枚数値を表現
している。配列を使用する理由は、計算速度の向上およ
び不連続関数の詳細な表現を可能にするためである。ま
た、ＢＰ法により配列の要素を学習できるようにするた
めである。初めに、基本ル−ルとしてコンパクトディス
ク一枚分の厚みを５，６，７とする。そうすると２枚分
の厚みは、１０，１２，１４であるから、次式で示され
るｗ１とｗ２との交わる領域に１がたてられる。５≦ｗ１≦７１０≦ｗ２≦１４同様にして、コンパクトディスク２枚分の厚みについて
も、次式で示されるｗ１とｗ２との交わる領域に２がた
てられる。１０≦ｗ１≦１４１５≦ｗ２≦２１

【００３５】この様にして求めた計数値の配列の一例
が、図９に示されている。図９において、出力値「−」
は負のデ−タでありエラ−を示す。出力値「０」は、ｆ
ａｃｔｏｒの間隔が短すぎるため計数すすべきでないこ
とを示す。出力値「２」以上は、ｆａｃｔｏｒ間隔が長
すぎるため、補間して計数すべきことを示す。

【００３６】次に、図７のプログラムをステップ順に説
明する。まず、ステップＳ１において、ｃｏｕｎｔ、ｐ
ｒ１、ｅｘｔｒａｓ、ｍｉｓｓｅｓが０にセットされ、
関数ｍａｔ（ｐｒ１，ｐｒ２，ｉ）が、ｍａｔ（０，
０，０）と初期化され、ＴＨＩＣＫ＝６、ｓｋｉｐ＝Ｔ
ＨＩＣＫ／２に設定される。

【００３７】ステップＳ２において、ｆａｃｔｏｒの立
ち上がりが検出されると、ステップＳ３において、極大
値を探索するためにｉが増加される。ステップＳ４にお
いて、ｃｏｕｎｔが０でないと判断されると、ステップ
Ｓ５において関数ｍａｔ（ｐｒ１，ｐｒ２，ｉ）の値ｎ
が求められる。ステップＳ６において、ｎが０より小さ
いと判断されると、エラーとして処理される。

【００３８】ｎが０以上の場合において、ステップＳ７
およびＳ８において、ｎが２以上と判断されると、ステ
ップＳ９において、ｍｉｓｓｅｓに（ｎ−１）が加算さ
れ、ｐｒ１にＴＨＩＣＫ・（ｎ−１）が加算される。た
だし、ｐｒ１は、（ｉ−１）を越えない値とされる。そ
して、ステップＳ１０において、ｃｏｕｎｔにｎが加算
され、ｐｒ２がｐｒ１とされ、ｐｒ１がｉとされ、ｉに
ｓｋｉｐが加算される。

【００３９】ステップＳ８において、ｎが１と判断され
ると、ステップＳ１０において、ｃｏｕｎｔにｎが加算
され、ｐｒ２がｐｒ１とされ、ｐｒ１がｉとされ、ｉに
ｓｋｉｐが加算される。

【００４０】ステップＳ７において、ｎが０と判断され
ると、ｐｒ１がｉとされ、ｉにｓｋｉｐが加算され、ｅ
ｘｔｒａｓｓに１が加算される。

【００４１】ステップＳ４において、ｃｏｕｎｔが０と
判断されると、ｃｏｕｎｔが１とされ、底部座標ｂｏｔ
ｔｏｍがｉとされ、ｐｒ１がｉとされ、ｐｒ２が（ｉ−
６）とされ、ｉにｓｋｉｐが加算される。

【００４２】ステップＳ２において、ｆａｃｔｏｒが立
ち上がっていないと判断されると、ステップＳ１４にお
いて、ｉが増加される。

【００４３】ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、
Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ１４およびＳ１
５の処理は、ステップＳ１１において処理終了が検出さ
れるまで繰り返される。そして、処理が終了すると、頂
部座標ｔｏｐｉがｉとされ、ｃｏｕｎｔの値が計数値表
示装置１６に表示される。

【００４４】なお、上記実施例においては、コンパクト
ディスクの枚数を計数したが、本発明はこれに限定され
ず、紙およびカード等種々の板状体の枚数を計数でき
る。

【００４５】また、板状体の形状も円形に限定されず、
四角形等種々の形状に適用できる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の積層枚数計数装置によれば、
画像入力手段が、積層された複数の板状体の側面の画像
を２次元画像データとして入力し、演算手段が、入力さ
れた２次元画像データから板状体の枚数を算出するよう
にしたので、視野が広いから積層された複数の板状体の
反射率の局所的変化の影響を受けにくく、また可動部を
必要としない。また、可動部を必要としないため、部品
点数を少なくでき、信頼性高く、高速に板状体の枚数を
計数できる。また、積層された複数の板状体の側面の画
像を２次元画像データとして入力するので、板状体を停
止させておく必要がない。さらに、測定領域を選択して
センサの機能を持つことで、総合的判断を外付けセンサ
なしで行うことができる。

【００４７】請求項２の積層枚数計数装置によれば、加
算手段が、入力された２次元画像データに含まれる各画
素の濃度を、板状体の厚み方向に対して直交する方向に
加算するようにしたので、積層された複数の板状体の厚
み方向に対して直交する方向の反射率の局所的変化の影
響を確実に除去することができる。

【００４８】請求項３の積層枚数計数装置によれば、相
関演算手段が、入力された２次元画像データのうち隣接
する板状体の境界に相当する部分を強調し、この境界に
相当する部分を計数することにより積層された板状体の
枚数を計数するようにしたので、より正確に板状体の枚
数を計数することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層枚数計数装置の一実施例の構成を
示す図である。

【図２】図１の実施例の画像処理装置３０の一構成例を
示すブロック図である。

【図３】図１の２次元イメージセンサカメラ１２によっ
て積層されたコンパクトディスク２を撮影して得られる
画像の一例を示す説明図である。

【図４】図２の減算器２２の出力値の例を示す説明図で
ある。

【図５】図２の正規化回路２８の出力値の例を示す説明
図である。

【図６】図２の相関演算回路３０の出力値の例を示す説
明図である。

【図７】図２の相関演算回路３０の計数動作例を示すフ
ローチャートである。

【図８】図２のマスタパターン発生器３２が発生するマ
スタパターンの一例を示す図表である。

【図９】図２の相関演算回路３０が発生する計数値配列
の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

２積層されたコンパクトディスク（スタック）４照明装置６，８鏡１２２次元イメージセンサカメラ１４画像処理装置１６計数値表示装置２０積層されたコンパクトディスクの画像２４計数開始制御ゲート２６ゲート２８正規化回路３０相関演算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】積層された複数の板状体の枚数を計数す
る積層枚数装置であって、前記積層された複数の板状体の側面の画像を２次元画像
データとして入力する画像入力手段と、前記入力された２次元画像データから前記板状体の枚数
を算出する演算手段とを備えることを特徴とする積層枚
数計数装置。
【請求項２】前記演算手段が、前記入力された２次元
画像データに含まれる各画素の濃度を、前記板状体の厚
み方向に対して直交する方向に加算する加算手段を有す
ることを特徴とする請求項１記載の積層枚数計数装置。
【請求項３】前記演算手段が、前記入力された２次元
画像データのうち隣接する板状体の境界に相当する部分
を強調し、前記境界に相当する部分を計数することによ
り前記積層された板状体の枚数を計数する相関演算手段
を有することを特徴とする請求項１記載の積層枚数計数
装置。