JPH05282450A - 画像認識装置用パターンマッチング検出装置 - Google Patents
画像認識装置用パターンマッチング検出装置Info
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- JPH05282450A JPH05282450A JP3337176A JP33717691A JPH05282450A JP H05282450 A JPH05282450 A JP H05282450A JP 3337176 A JP3337176 A JP 3337176A JP 33717691 A JP33717691 A JP 33717691A JP H05282450 A JPH05282450 A JP H05282450A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像メモリ量を減らし、かつ画像認識のサイ
クルタイムを短縮する。 【構成】 画像認識装置1用のパターンマッチング検出
装置において、標準パターンメモリ50は、標準画像パ
ターンを画素単位で記憶する。画面表示用VRAM18
は、検出画像パターンを画素単位で記憶する。CPU1
0が標準画像パターンと検出画像パターンとの間のずれ
を演算すると、そのずれに基づいて、アドレス発生回路
52が標準画像パターンの或る画素データとそれに対応
する検出画像パターンの或る画素データとを取り出すた
めの対応座標を演算し、標準パターンメモリ50から対
応画素データを出力させる。排他的OR回路51は、標
準パターンメモリ50と画面表示用VRAM18とから
の対応画素の一致を判断し、その判断結果を出力する。
クルタイムを短縮する。 【構成】 画像認識装置1用のパターンマッチング検出
装置において、標準パターンメモリ50は、標準画像パ
ターンを画素単位で記憶する。画面表示用VRAM18
は、検出画像パターンを画素単位で記憶する。CPU1
0が標準画像パターンと検出画像パターンとの間のずれ
を演算すると、そのずれに基づいて、アドレス発生回路
52が標準画像パターンの或る画素データとそれに対応
する検出画像パターンの或る画素データとを取り出すた
めの対応座標を演算し、標準パターンメモリ50から対
応画素データを出力させる。排他的OR回路51は、標
準パターンメモリ50と画面表示用VRAM18とから
の対応画素の一致を判断し、その判断結果を出力する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パターンマッチング検
出装置、特に、撮影により得られた画像データを画素単
位で取扱い画像認識を行う画像認識装置用のパターンマ
ッチング検出装置に関する。
出装置、特に、撮影により得られた画像データを画素単
位で取扱い画像認識を行う画像認識装置用のパターンマ
ッチング検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動化機器においては対象物の情報を取
り出すことが不可欠であり、そのため画像処理により画
像認識が行えるようにした画像認識装置が広く用いられ
ている。この種の画像認識装置では、TVカメラ(CC
Dや撮像管等を含む)の映像をディジタル映像化して2
値画像とし、その画像データを用いて被測定物が基準形
状と一致しているか否か等の判断を行う。
り出すことが不可欠であり、そのため画像処理により画
像認識が行えるようにした画像認識装置が広く用いられ
ている。この種の画像認識装置では、TVカメラ(CC
Dや撮像管等を含む)の映像をディジタル映像化して2
値画像とし、その画像データを用いて被測定物が基準形
状と一致しているか否か等の判断を行う。
【0003】形状の判断を行う従来の画像認識装置で
は、標準画像パターンを画素単位で記憶する標準パター
ンRAMと、撮影により得られた検出画像パターンを画
素単位で記憶する検出パターンRAMとが設けられてい
る。また、従来の画像認識装置では、標準画像パターン
と検出画像パターンとの間のずれに基づいて、検出画像
パターンが標準画像パターンに重なるよう検出画像パタ
ーンの座標上の移動及び回転を行い、その結果得られる
画像データを記憶する修正画像データRAMも設けられ
ている。この装置では、修正画像データRAMと標準パ
ターンRAMとにおいて同一座標上に存在する各画素デ
ータを読み出し、両者を比較することにより画像パター
ンの一致程度を検出する。
は、標準画像パターンを画素単位で記憶する標準パター
ンRAMと、撮影により得られた検出画像パターンを画
素単位で記憶する検出パターンRAMとが設けられてい
る。また、従来の画像認識装置では、標準画像パターン
と検出画像パターンとの間のずれに基づいて、検出画像
パターンが標準画像パターンに重なるよう検出画像パタ
ーンの座標上の移動及び回転を行い、その結果得られる
画像データを記憶する修正画像データRAMも設けられ
ている。この装置では、修正画像データRAMと標準パ
ターンRAMとにおいて同一座標上に存在する各画素デ
ータを読み出し、両者を比較することにより画像パター
ンの一致程度を検出する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
標準画像パターン及び検出画像パターンに加えて、修正
画像データを格納するための画像メモリが必要となるの
で、必要画像メモリ量が大きくなる。また、検出画像パ
ターンから演算によって修正画像データを得、それを一
旦修正画像RAMに格納し、さらに修正画像データRA
Mから画素データを読み出して比較データとするので、
処理プロセスが複雑であり、近来の画像認識サイクルタ
イムの短縮化の要求に対応できない。
標準画像パターン及び検出画像パターンに加えて、修正
画像データを格納するための画像メモリが必要となるの
で、必要画像メモリ量が大きくなる。また、検出画像パ
ターンから演算によって修正画像データを得、それを一
旦修正画像RAMに格納し、さらに修正画像データRA
Mから画素データを読み出して比較データとするので、
処理プロセスが複雑であり、近来の画像認識サイクルタ
イムの短縮化の要求に対応できない。
【0005】本発明の目的は、必要な画像メモリ量を減
らし、かつ画像認識のサイクルタイムを短縮することに
ある。
らし、かつ画像認識のサイクルタイムを短縮することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るパターンマ
ッチング検出装置は、撮影により得られた検出画像パタ
ーンと予め決定された標準画像パターンとを比較するた
めの画像認識装置用である。この検出装置は、標準画像
パターンを画素単位で記憶する標準パターン記憶手段
と、検出画像パターンを画素単位で記憶する検出パター
ン記憶手段と、標準画像パターンと検出画像パターンと
の間のずれを演算するずれ演算手段と、対応画素取り出
し手段と、画素比較手段とを備えている。前記対応画素
取り出し手段は、演算手段で演算されたずれに基づい
て、標準画像パターンの或る画素と、それに対応する検
出画像パターンの或る画素とを取り出す手段である。前
記画素比較手段は、対応画素取り出し手段で取り出され
た1対の画素の一致を判断し、その判断結果を出力する
手段である。
ッチング検出装置は、撮影により得られた検出画像パタ
ーンと予め決定された標準画像パターンとを比較するた
めの画像認識装置用である。この検出装置は、標準画像
パターンを画素単位で記憶する標準パターン記憶手段
と、検出画像パターンを画素単位で記憶する検出パター
ン記憶手段と、標準画像パターンと検出画像パターンと
の間のずれを演算するずれ演算手段と、対応画素取り出
し手段と、画素比較手段とを備えている。前記対応画素
取り出し手段は、演算手段で演算されたずれに基づい
て、標準画像パターンの或る画素と、それに対応する検
出画像パターンの或る画素とを取り出す手段である。前
記画素比較手段は、対応画素取り出し手段で取り出され
た1対の画素の一致を判断し、その判断結果を出力する
手段である。
【0007】
【作用】本発明に係るパターンマッチング検出装置で
は、標準パターン記憶手段が、標準パターンを画素単位
で記憶する。また、検出パターン記憶手段が、検出画像
パターンを画素単位で記憶する。両記憶手段に記憶され
ている画像パターン間のずれは、ずれ演算手段によって
演算される。
は、標準パターン記憶手段が、標準パターンを画素単位
で記憶する。また、検出パターン記憶手段が、検出画像
パターンを画素単位で記憶する。両記憶手段に記憶され
ている画像パターン間のずれは、ずれ演算手段によって
演算される。
【0008】対応画素取り出し手段は、演算手段で演算
されたずれに基づき、標準画像パターンの或る画素とそ
れに対応する検出画像パターンの或る画素とを取り出
す。そして、画像比較手段が、その1対の画素の一致を
判断し、その判断結果を出力する。ここでは、標準パタ
ーン記憶手段と検出パターン記憶手段とから画像パター
ンを読み出す際に、ずれ演算手段で演算されたずれに基
づいて両画像パターンにおける互いに対応する画素を取
り出す。この結果、ずれを修正した後に修正画像パター
ンを格納するためのメモリが不要となり、必要な画像メ
モリ量が減少する。また書き込み/読み出し動作の回数
が減少するので、結果として画像認識のサイクルタイム
が短縮できる。
されたずれに基づき、標準画像パターンの或る画素とそ
れに対応する検出画像パターンの或る画素とを取り出
す。そして、画像比較手段が、その1対の画素の一致を
判断し、その判断結果を出力する。ここでは、標準パタ
ーン記憶手段と検出パターン記憶手段とから画像パター
ンを読み出す際に、ずれ演算手段で演算されたずれに基
づいて両画像パターンにおける互いに対応する画素を取
り出す。この結果、ずれを修正した後に修正画像パター
ンを格納するためのメモリが不要となり、必要な画像メ
モリ量が減少する。また書き込み/読み出し動作の回数
が減少するので、結果として画像認識のサイクルタイム
が短縮できる。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の一実施例が採用された画像
認識装置1の一使用状態を示している。図1において、
画像認識装置1は、認識装置本体2と、認識装置本体2
にケーブル3を介して接続されたCCDカメラ4と、認
識装置本体2での処理結果等を表示するためのCRT5
とを有している。認識装置本体2の前面には操作パネル
8が配置されている。操作パネル8には、モード切替え
キーやカーソルキー等の種々のキーが配置されている。
CCDカメラ4は、被検査対象の一例としての製品6を
搬送するコンベア7の上方に配置されており、CCDカ
メラ4によって製品6が撮影されるようになっている。
認識装置1の一使用状態を示している。図1において、
画像認識装置1は、認識装置本体2と、認識装置本体2
にケーブル3を介して接続されたCCDカメラ4と、認
識装置本体2での処理結果等を表示するためのCRT5
とを有している。認識装置本体2の前面には操作パネル
8が配置されている。操作パネル8には、モード切替え
キーやカーソルキー等の種々のキーが配置されている。
CCDカメラ4は、被検査対象の一例としての製品6を
搬送するコンベア7の上方に配置されており、CCDカ
メラ4によって製品6が撮影されるようになっている。
【0010】図2は、認識装置本体2の回路ブロック図
である。図2において、CPU10には、CPUデータ
バス11を介して、プログラムROM12と、RAM1
3と、通信制御回路14と、I/Oポート15とが接続
されている。通信制御回路14は、外部インターフェイ
スを介してロボットハンド等を制御するホストコンピュ
ータ(いずれも図示せず)に接続されている。また、I
/Oポート15には、操作パネル8が接続されるととも
に、後述する制御信号C1〜C5の出力ポート及びデー
タ信号D1〜D5の入力ポートが設けられている。
である。図2において、CPU10には、CPUデータ
バス11を介して、プログラムROM12と、RAM1
3と、通信制御回路14と、I/Oポート15とが接続
されている。通信制御回路14は、外部インターフェイ
スを介してロボットハンド等を制御するホストコンピュ
ータ(いずれも図示せず)に接続されている。また、I
/Oポート15には、操作パネル8が接続されるととも
に、後述する制御信号C1〜C5の出力ポート及びデー
タ信号D1〜D5の入力ポートが設けられている。
【0011】さらに、CPUデータバス11には、グラ
フィックコントローラ16が接続されている。このグラ
フィックコントローラ16は、CPU10から入力され
た測定領域の両端アドレス値から、両アドレス値を結ぶ
座標値を演算して出力するとともに、書き込み同期信号
を出力する機能を有している。また、座標値の出力に際
しては、時分割でシリアル及びパラレル両方の座標値を
出力する機能を有している。
フィックコントローラ16が接続されている。このグラ
フィックコントローラ16は、CPU10から入力され
た測定領域の両端アドレス値から、両アドレス値を結ぶ
座標値を演算して出力するとともに、書き込み同期信号
を出力する機能を有している。また、座標値の出力に際
しては、時分割でシリアル及びパラレル両方の座標値を
出力する機能を有している。
【0012】グラフィックコントローラ16には、アド
レスデータ等を入出力するためのグラフィックコントロ
ーラバス17を介して画面表示用VRAM18が接続さ
れている。また、グラフィックコントローラバス17に
は、文字パターンROM19と、文字表示用マルチポー
トRAM20と、グラフィック表示用の第1〜第3マル
チポートRAM21,22,23と、第1〜第3マルチ
ポートRAM21〜23の出力を制御するためのグラフ
ィックRAM書換えコントローラ24とが接続されてい
る。さらに、グラフィックコントローラバス17には後
述するAND回路25の入力端子が接続されており、同
期信号としての書き込み信号がグラフィックコントロー
ラ16からグラフィックコントローラバス17を介して
AND回路25に入力されるようになっている。
レスデータ等を入出力するためのグラフィックコントロ
ーラバス17を介して画面表示用VRAM18が接続さ
れている。また、グラフィックコントローラバス17に
は、文字パターンROM19と、文字表示用マルチポー
トRAM20と、グラフィック表示用の第1〜第3マル
チポートRAM21,22,23と、第1〜第3マルチ
ポートRAM21〜23の出力を制御するためのグラフ
ィックRAM書換えコントローラ24とが接続されてい
る。さらに、グラフィックコントローラバス17には後
述するAND回路25の入力端子が接続されており、同
期信号としての書き込み信号がグラフィックコントロー
ラ16からグラフィックコントローラバス17を介して
AND回路25に入力されるようになっている。
【0013】書換えコントローラ24には、CPU10
からのグラフィックRAM書換え用制御信号C2が入力
され、その制御信号C2に応じて書換えコントローラ2
4が第1〜第3マルチポートRAM21〜23の書き込
み/読み出し/消去を制御する。第1〜第3マルチポー
トRAM21〜23の出力は、スイッチング回路26を
介して選択的に画像合成回路27に出力されるようにな
っている。画像合成回路27で合成された画像は、CR
T5に表示される。なお、スイッチング回路26は、C
PU10からのグラフィックRAM表示切替え用制御信
号C3によって切り替えられる。
からのグラフィックRAM書換え用制御信号C2が入力
され、その制御信号C2に応じて書換えコントローラ2
4が第1〜第3マルチポートRAM21〜23の書き込
み/読み出し/消去を制御する。第1〜第3マルチポー
トRAM21〜23の出力は、スイッチング回路26を
介して選択的に画像合成回路27に出力されるようにな
っている。画像合成回路27で合成された画像は、CR
T5に表示される。なお、スイッチング回路26は、C
PU10からのグラフィックRAM表示切替え用制御信
号C3によって切り替えられる。
【0014】一方、CCDカメラ4からの画像信号は、
明暗補正回路30を介してコンパレータからなる2値化
回路31に出力される。2値化回路31では、電圧可変
型電源32の電圧が比較電圧として入力され、これによ
って2値化回路31での比較電位が変更され得る。2値
化回路31の出力は、近傍平均化回路33を介してコン
パレータからなる再2値化回路34に入力される。再2
値化回路34においては、電圧可変型電源35の電圧が
比較電位として入力される。
明暗補正回路30を介してコンパレータからなる2値化
回路31に出力される。2値化回路31では、電圧可変
型電源32の電圧が比較電圧として入力され、これによ
って2値化回路31での比較電位が変更され得る。2値
化回路31の出力は、近傍平均化回路33を介してコン
パレータからなる再2値化回路34に入力される。再2
値化回路34においては、電圧可変型電源35の電圧が
比較電位として入力される。
【0015】再2値化回路34の出力は、重心/慣性主
軸検出回路36及びスリーステートバッファ37に入力
される。重心/慣性主軸検出回路36では、CCDカメ
ラ4で撮影された画像データから被検査対象物の重心及
び慣性主軸を演算し、その演算結果を位置情報データ信
号D5としてI/Oポート15に出力し得る。スリース
テートバッファ37の出力は、画面表示用VRAM18
にシリアル入力される。画面表示用VRAM18の書き
込みタイミングとスリーステートバッファ37の画像デ
ータ出力タイミングとは、画面表示用VRAM18のR
/Wポートとスリーステートバッファ37のアクティベ
ート端子とにCPU10からの制御信号C1が共に同時
に入力されることにより、同期する。なお、信号C1は
メモリ書き込みコントロール信号である。
軸検出回路36及びスリーステートバッファ37に入力
される。重心/慣性主軸検出回路36では、CCDカメ
ラ4で撮影された画像データから被検査対象物の重心及
び慣性主軸を演算し、その演算結果を位置情報データ信
号D5としてI/Oポート15に出力し得る。スリース
テートバッファ37の出力は、画面表示用VRAM18
にシリアル入力される。画面表示用VRAM18の書き
込みタイミングとスリーステートバッファ37の画像デ
ータ出力タイミングとは、画面表示用VRAM18のR
/Wポートとスリーステートバッファ37のアクティベ
ート端子とにCPU10からの制御信号C1が共に同時
に入力されることにより、同期する。なお、信号C1は
メモリ書き込みコントロール信号である。
【0016】画面表示用VRAM18は、たとえば、2
56kワード×4ビット構成の標準ダイナミックRAM
部と512ワード×4ビット構成のSAM(シリアル・
アクセス・メモリ)部とから構成される1Mビットマル
チポートビデオRAMである。この画面表示用VRAM
18は、RAM部及びSAM部間の双方向データ転送機
能を有している。この画面表示用VRAM18のシリア
ル入出力ポートにはスリーステートバッファ37の出力
端子が接続されており、パラレル出力ポートには上述の
AND回路25の入力ポートと、個数カウンタ40の入
力ポートと、エッジ検出回路41の入力ポートとが接続
されている。AND回路25の出力ポートには、画素数
カウンタ42の入力ポートと、長さカウンタ43のクロ
ック(CLK)ポートとが接続されている。
56kワード×4ビット構成の標準ダイナミックRAM
部と512ワード×4ビット構成のSAM(シリアル・
アクセス・メモリ)部とから構成される1Mビットマル
チポートビデオRAMである。この画面表示用VRAM
18は、RAM部及びSAM部間の双方向データ転送機
能を有している。この画面表示用VRAM18のシリア
ル入出力ポートにはスリーステートバッファ37の出力
端子が接続されており、パラレル出力ポートには上述の
AND回路25の入力ポートと、個数カウンタ40の入
力ポートと、エッジ検出回路41の入力ポートとが接続
されている。AND回路25の出力ポートには、画素数
カウンタ42の入力ポートと、長さカウンタ43のクロ
ック(CLK)ポートとが接続されている。
【0017】個数カウンタ40は、画面表示用VRAM
18から出力された画素データの連続した集合体の個数
をカウントする回路である。個数カウンタ40のカウン
ト結果は、個数データ信号D2としてI/Oポート15
に出力され得る。画素数カウンタ42は、画面表示用V
RAM18からの画素データと、グラフィックコントロ
ーラ16から出力されるカウントタイミング信号として
の書き込み信号とから、AND回路25を介して画素数
をカウントし、そのカウント結果をI/Oポート15に
総画素数データ信号D1として出力し得る。
18から出力された画素データの連続した集合体の個数
をカウントする回路である。個数カウンタ40のカウン
ト結果は、個数データ信号D2としてI/Oポート15
に出力され得る。画素数カウンタ42は、画面表示用V
RAM18からの画素データと、グラフィックコントロ
ーラ16から出力されるカウントタイミング信号として
の書き込み信号とから、AND回路25を介して画素数
をカウントし、そのカウント結果をI/Oポート15に
総画素数データ信号D1として出力し得る。
【0018】なお、エッジ検出回路41の出力は、長さ
カウンタ43のリセット(RESET)ポートに出力さ
れる。長さカウンタ43の出力は、FIFOメモリ44
を介し、各画素間の画素数データ列に相当するデータ信
号D4としてI/Oポート15に出力される。また、画
面表示用VRAM18のシリアル出力は、標準パターン
メモリ50のデータ入力ポートと排他的OR回路51の
入力端子とに出力され得る。標準パターンメモリ50に
は、パターンマッチングRAMアドレス発生回路52か
らアドレス指定がなされるようになっている。また、C
PU10からのパターンメモリ書き込みコントロール用
制御信号C5が、I/Oポート15を介して標準パター
ンメモリ50のR/Wポートに入力される。RAMアド
レス発生回路52には、パターン読み書き位置補正デー
タとしてCPU10から出力された制御信号C4がI/
Oポート15を介して入力される。標準パターンメモリ
50の1ビットデータは、排他的OR回路51の他方の
入力端子に入力される。排他的OR回路51の出力は、
ノイズフィルタ53を介してカウンタ54に入力され
る。カウンタ54でのカウント結果は、ミスマッチング
数に相当するデータ信号D3としてI/Oポート15に
出力され得る。
カウンタ43のリセット(RESET)ポートに出力さ
れる。長さカウンタ43の出力は、FIFOメモリ44
を介し、各画素間の画素数データ列に相当するデータ信
号D4としてI/Oポート15に出力される。また、画
面表示用VRAM18のシリアル出力は、標準パターン
メモリ50のデータ入力ポートと排他的OR回路51の
入力端子とに出力され得る。標準パターンメモリ50に
は、パターンマッチングRAMアドレス発生回路52か
らアドレス指定がなされるようになっている。また、C
PU10からのパターンメモリ書き込みコントロール用
制御信号C5が、I/Oポート15を介して標準パター
ンメモリ50のR/Wポートに入力される。RAMアド
レス発生回路52には、パターン読み書き位置補正デー
タとしてCPU10から出力された制御信号C4がI/
Oポート15を介して入力される。標準パターンメモリ
50の1ビットデータは、排他的OR回路51の他方の
入力端子に入力される。排他的OR回路51の出力は、
ノイズフィルタ53を介してカウンタ54に入力され
る。カウンタ54でのカウント結果は、ミスマッチング
数に相当するデータ信号D3としてI/Oポート15に
出力され得る。
【0019】パターンマッチングRAMアドレス発生回
路52は、図3に示す構成を有している。図3におい
て、アドレス発生回路52は第1〜第4ラッチ回路61
〜64を有している。第1ラッチ回路61及び第3ラッ
チ回路63には、ラッチタイミング信号として水平同期
信号Hが入力される。また、第2ラッチ回路62及び第
4ラッチ回路64には、画素読み出しタイミングに相当
するクロック信号CLKが入力される。
路52は、図3に示す構成を有している。図3におい
て、アドレス発生回路52は第1〜第4ラッチ回路61
〜64を有している。第1ラッチ回路61及び第3ラッ
チ回路63には、ラッチタイミング信号として水平同期
信号Hが入力される。また、第2ラッチ回路62及び第
4ラッチ回路64には、画素読み出しタイミングに相当
するクロック信号CLKが入力される。
【0020】第1ラッチ回路61の入力部には、スイッ
チ65を介して加算器66の出力部と、初期値XI転送
部67とに選択的に接続され得るようになっている。第
1ラッチ回路61の出力部は、スイッチ68を介して第
2ラッチ回路62の入力部に接続され得ると共に、加算
器66の一方の入力部に接続されている。加算器66の
他方の入力部は、X座標の垂直方向の変化量ΔVXを記
憶するためのポート69に接続されている。ポート69
には、CPU10からの制御信号C4の一部としての変
化量ΔVXが入力される。また、初期値XI転送部67
には、CPU10からの制御信号C4の一部としての初
期値XIが出力される。
チ65を介して加算器66の出力部と、初期値XI転送
部67とに選択的に接続され得るようになっている。第
1ラッチ回路61の出力部は、スイッチ68を介して第
2ラッチ回路62の入力部に接続され得ると共に、加算
器66の一方の入力部に接続されている。加算器66の
他方の入力部は、X座標の垂直方向の変化量ΔVXを記
憶するためのポート69に接続されている。ポート69
には、CPU10からの制御信号C4の一部としての変
化量ΔVXが入力される。また、初期値XI転送部67
には、CPU10からの制御信号C4の一部としての初
期値XIが出力される。
【0021】X座標の水平方向の変化量ΔHXを記憶す
るためのポート70が、ポート69と同様にCPU10
に接続されている。ポート70の出力と第2ラッチ回路
62の出力とは、加算器71に入力される。加算器71
の出力は、スイッチ68を介して第2ラッチ回路62に
入力され得る。第2ラッチ回路62の出力は、また、X
座標として標準パターンメモリ50に出力される。
るためのポート70が、ポート69と同様にCPU10
に接続されている。ポート70の出力と第2ラッチ回路
62の出力とは、加算器71に入力される。加算器71
の出力は、スイッチ68を介して第2ラッチ回路62に
入力され得る。第2ラッチ回路62の出力は、また、X
座標として標準パターンメモリ50に出力される。
【0022】第3ラッチ回路63の入力部には、スイッ
チ72を介して加算器73の出力部と、初期値YI転送
部74とに選択的に接続され得るようになっている。第
3ラッチ回路63の出力部は、スイッチ75を介して第
4ラッチ回路64の入力部に接続され得ると共に、加算
器73の一方の入力部に接続されている。加算器73の
他方の入力部は、Y座標の垂直方向の変化量ΔVYを記
憶するためのポート76に接続されている。ポート76
には、CPU10からの制御信号C4の一部としての変
化量ΔVYが入力される。また、初期値YI転送部74
には、CPU10からの制御信号C4の一部としての初
期値YIが出力される。
チ72を介して加算器73の出力部と、初期値YI転送
部74とに選択的に接続され得るようになっている。第
3ラッチ回路63の出力部は、スイッチ75を介して第
4ラッチ回路64の入力部に接続され得ると共に、加算
器73の一方の入力部に接続されている。加算器73の
他方の入力部は、Y座標の垂直方向の変化量ΔVYを記
憶するためのポート76に接続されている。ポート76
には、CPU10からの制御信号C4の一部としての変
化量ΔVYが入力される。また、初期値YI転送部74
には、CPU10からの制御信号C4の一部としての初
期値YIが出力される。
【0023】Y座標の水平方向の変化量ΔHYを記憶す
るためのポート77が、ポート76と同様にCPU10
に接続されている。ポート77の出力と第4ラッチ回路
64の出力とは、加算器78に入力される。加算器78
の出力は、スイッチ75を介して第4ラッチ回路64に
入力され得る。第4ラッチ回路64の出力は、また、Y
座標として標準パターンメモリ50に出力される。
るためのポート77が、ポート76と同様にCPU10
に接続されている。ポート77の出力と第4ラッチ回路
64の出力とは、加算器78に入力される。加算器78
の出力は、スイッチ75を介して第4ラッチ回路64に
入力され得る。第4ラッチ回路64の出力は、また、Y
座標として標準パターンメモリ50に出力される。
【0024】次に、上述の画像認識装置1の動作を、主
としてパターンマッチング検出動作に着目して説明す
る。この画像認識装置1では、認識動作に先立って、操
作パネル8から種々の所望値が入力される。そして、パ
ターンマッチング検出動作を行う場合には、操作者によ
りパターンマッチング検出動作開始指令が操作パネル8
を介して行われる。この結果、図4のステップS1にお
ける判断がYesとなり、プログラムはステップS2に
移行する。
としてパターンマッチング検出動作に着目して説明す
る。この画像認識装置1では、認識動作に先立って、操
作パネル8から種々の所望値が入力される。そして、パ
ターンマッチング検出動作を行う場合には、操作者によ
りパターンマッチング検出動作開始指令が操作パネル8
を介して行われる。この結果、図4のステップS1にお
ける判断がYesとなり、プログラムはステップS2に
移行する。
【0025】ステップS2では、標準画像パターンを画
面表示用VRAM18に書き込む。ここでは、CCDカ
メラ4により標準形が撮影され、得られた画像データが
明暗補正回路30を介して2値化回路31で2値化さ
れ、さらに近傍平均化回路33を介して再2値化回路3
4で再び2値化される。2値化された画像データは、重
心/慣性主軸検出装置36に入力されて重心及び慣性主
軸の演算の基礎データとされるとともに、スリーステー
トバッファ37にも出力される。
面表示用VRAM18に書き込む。ここでは、CCDカ
メラ4により標準形が撮影され、得られた画像データが
明暗補正回路30を介して2値化回路31で2値化さ
れ、さらに近傍平均化回路33を介して再2値化回路3
4で再び2値化される。2値化された画像データは、重
心/慣性主軸検出装置36に入力されて重心及び慣性主
軸の演算の基礎データとされるとともに、スリーステー
トバッファ37にも出力される。
【0026】一方、CPU10からの制御信号C1にし
たがって、画像表示用VRAM18とスリーステートバ
ッファ37とが同期して駆動され、画面表示用VRAM
18に2値画像データがシリアル入力される。2値化画
像データが画面表示用VRAM18にすべて書き込まれ
れば、ステップS3に移行する。ステップS3では、画
面表示用VRAM18から標準パターンメモリ50に画
像データを転送し格納する。
たがって、画像表示用VRAM18とスリーステートバ
ッファ37とが同期して駆動され、画面表示用VRAM
18に2値画像データがシリアル入力される。2値化画
像データが画面表示用VRAM18にすべて書き込まれ
れば、ステップS3に移行する。ステップS3では、画
面表示用VRAM18から標準パターンメモリ50に画
像データを転送し格納する。
【0027】次に、ステップS4において、重心/慣性
主軸検出回路36から位置情報データ信号D5を読み出
し、それに基づいて標準パターンメモリ50に格納され
た標準画像パターンの重心位置及び慣性主軸を記憶す
る。そして、ステップS5において、検査の開始指令を
待つ。操作者により操作パネル8を介して検査開始指令
がなされれば、プログラムはステップS6に移行する。
ステップS6では、被検査対象の製品6を撮影している
CCDカメラ4からの画像情報を、標準画像パターンを
得る場合と同様にして画面表示用VRAM18に記憶す
る。一方、重心/慣性主軸検出回路36では、被検査対
象としての製品6の重心及び慣性主軸を演算する。重心
/慣性主軸検出回路36での演算結果は、ステップS7
において位置情報データ信号D5として読み込まれる。
ステップS8では、標準画像パターンに関する位置情報
データ信号D5(ステップS4)と、製品6に関する位
置情報データ信号D5(ステップS7)とから、マッチ
ングパラメータを演算する。ここでは、標準画像パター
ンと検出画像パターンの重心位置を一致させ、さらに慣
性主軸を一致させるためのパラメータを演算する。たと
えば、図6に示すように検出画像パターン(実線)と標
準画像パターン(一点鎖線)とがずれていたとすると、
検出画像パターンの第1画素(左上角の画素)の検出画
像パターン上での座標(XI,YI)と、検出画像パタ
ーン上での標準画像パターンの水平走査方向の変化量Δ
HX,ΔVXと、垂直操作方向の変化量ΔHY,ΔVY
とを演算する。
主軸検出回路36から位置情報データ信号D5を読み出
し、それに基づいて標準パターンメモリ50に格納され
た標準画像パターンの重心位置及び慣性主軸を記憶す
る。そして、ステップS5において、検査の開始指令を
待つ。操作者により操作パネル8を介して検査開始指令
がなされれば、プログラムはステップS6に移行する。
ステップS6では、被検査対象の製品6を撮影している
CCDカメラ4からの画像情報を、標準画像パターンを
得る場合と同様にして画面表示用VRAM18に記憶す
る。一方、重心/慣性主軸検出回路36では、被検査対
象としての製品6の重心及び慣性主軸を演算する。重心
/慣性主軸検出回路36での演算結果は、ステップS7
において位置情報データ信号D5として読み込まれる。
ステップS8では、標準画像パターンに関する位置情報
データ信号D5(ステップS4)と、製品6に関する位
置情報データ信号D5(ステップS7)とから、マッチ
ングパラメータを演算する。ここでは、標準画像パター
ンと検出画像パターンの重心位置を一致させ、さらに慣
性主軸を一致させるためのパラメータを演算する。たと
えば、図6に示すように検出画像パターン(実線)と標
準画像パターン(一点鎖線)とがずれていたとすると、
検出画像パターンの第1画素(左上角の画素)の検出画
像パターン上での座標(XI,YI)と、検出画像パタ
ーン上での標準画像パターンの水平走査方向の変化量Δ
HX,ΔVXと、垂直操作方向の変化量ΔHY,ΔVY
とを演算する。
【0028】次に、ステップS9において、第1ラッチ
回路61及び第3ラッチ回路63に、それぞれ標準画像
パターンの初期値XI,YIをセットする。これは、ス
イッチ65,72を切り替えて、初期値XI転送部67
を第1ラッチ回路61に接続し、初期値YI転送部74
を第3ラッチ回路63に接続することにより達成され
る。ステップS10では、ポート69,70,76及び
77にそれぞれ変化量ΔVX,ΔHX,ΔVY及びΔH
Yをセットする。
回路61及び第3ラッチ回路63に、それぞれ標準画像
パターンの初期値XI,YIをセットする。これは、ス
イッチ65,72を切り替えて、初期値XI転送部67
を第1ラッチ回路61に接続し、初期値YI転送部74
を第3ラッチ回路63に接続することにより達成され
る。ステップS10では、ポート69,70,76及び
77にそれぞれ変化量ΔVX,ΔHX,ΔVY及びΔH
Yをセットする。
【0029】そして、ステップS11において、標準パ
ターンメモリ50に格納された標準画像パターンと画像
表示用VRAM18に格納された検出画像パターンとに
関し、それぞれ対応する画素同志での一致/不一致を判
断する。ステップS12では、検出画像パターンと標準
画像パターンとの比較が終了するのを待つ。ここでは、
図5に示すように、垂直ブランキング信号()の出力
中に、CPU10によりステップS9,S10のセット
が行われる。次に、水平ブランキング信号()の出力
中に、スイッチ68,75の切替え信号HAが出力され
()、第2ラッチ回路62及び第4ラッチ回路64に
クロック信号(CLK)が入力される()。これによ
り、両ラッチ回路62,64には、ラッチ回路61,6
3にラッチされていた初期値XI,YIがセットされ
る。
ターンメモリ50に格納された標準画像パターンと画像
表示用VRAM18に格納された検出画像パターンとに
関し、それぞれ対応する画素同志での一致/不一致を判
断する。ステップS12では、検出画像パターンと標準
画像パターンとの比較が終了するのを待つ。ここでは、
図5に示すように、垂直ブランキング信号()の出力
中に、CPU10によりステップS9,S10のセット
が行われる。次に、水平ブランキング信号()の出力
中に、スイッチ68,75の切替え信号HAが出力され
()、第2ラッチ回路62及び第4ラッチ回路64に
クロック信号(CLK)が入力される()。これによ
り、両ラッチ回路62,64には、ラッチ回路61,6
3にラッチされていた初期値XI,YIがセットされ
る。
【0030】一方、第1ラッチ回路61及び第2ラッチ
回路63の出力は、それぞれ加算器66,73にも入力
される。加算器66,73では、その入力値に出力ポー
ト69,76に記憶されている変化量ΔVX,ΔVYを
加算する。加算結果は、第1ラッチ回路61及び第2ラ
ッチ回路63に書き込みタイミング信号Hが入力された
とき()、両ラッチ回路61,63に入力される。こ
れによって両ラッチ回路61,63は更新される。
回路63の出力は、それぞれ加算器66,73にも入力
される。加算器66,73では、その入力値に出力ポー
ト69,76に記憶されている変化量ΔVX,ΔVYを
加算する。加算結果は、第1ラッチ回路61及び第2ラ
ッチ回路63に書き込みタイミング信号Hが入力された
とき()、両ラッチ回路61,63に入力される。こ
れによって両ラッチ回路61,63は更新される。
【0031】第2ラッチ回路62及び第4ラッチ回路6
4の出力は、加算器71,78に入力される。そして、
加算器71,78では、出力ポート70,77からの変
化量ΔHX,ΔHYを加算し、その加算結果を第2ラッ
チ回路62及び第4ラッチ回路64に出力する。両ラッ
チ回路62,64では、クロック信号CLKを受けるご
とに加算器71,78からの値に更新され、その結果、
標準パターンメモリ50には、検出画像パターン上の比
較対象画素の座標に対応する標準画像パターン上の座標
(X,Y)が入力されることになる。
4の出力は、加算器71,78に入力される。そして、
加算器71,78では、出力ポート70,77からの変
化量ΔHX,ΔHYを加算し、その加算結果を第2ラッ
チ回路62及び第4ラッチ回路64に出力する。両ラッ
チ回路62,64では、クロック信号CLKを受けるご
とに加算器71,78からの値に更新され、その結果、
標準パターンメモリ50には、検出画像パターン上の比
較対象画素の座標に対応する標準画像パターン上の座標
(X,Y)が入力されることになる。
【0032】標準パターンメモリ50では、信号C5に
従ったタイミングで、パターンマッチングRAMアドレ
ス発生回路52によって指定された座標の画素データを
排他的OR回路51に出力する。一方、画面表示用VR
AM18からは対応する座標の画素データが排他的OR
回路51に入力される。排他的OR回路51では、両信
号が不一致の場合のみH信号を出力する。排他的OR回
路51から出力された信号は、ノイズフィルタ53を介
してカウンタ54に入力される。カウンタ54では不一
致の数をカウントする。
従ったタイミングで、パターンマッチングRAMアドレ
ス発生回路52によって指定された座標の画素データを
排他的OR回路51に出力する。一方、画面表示用VR
AM18からは対応する座標の画素データが排他的OR
回路51に入力される。排他的OR回路51では、両信
号が不一致の場合のみH信号を出力する。排他的OR回
路51から出力された信号は、ノイズフィルタ53を介
してカウンタ54に入力される。カウンタ54では不一
致の数をカウントする。
【0033】ステップS12において比較処理が終了し
たと判断されれば、ステップS13に移行する。ステッ
プS13では、カウンタ54の値をデータ信号D3とし
て読み込む。ステップS14では、データ信号D3の値
に基づいて不一致の程度を判断し、それにより撮影され
た製品6が標準パターンと一致するものであるか否かを
判断する。その判断結果は、ステップS15においてC
RT5に表示され、また通信制御回路14を介してホス
トコンピュータ等に出力される。
たと判断されれば、ステップS13に移行する。ステッ
プS13では、カウンタ54の値をデータ信号D3とし
て読み込む。ステップS14では、データ信号D3の値
に基づいて不一致の程度を判断し、それにより撮影され
た製品6が標準パターンと一致するものであるか否かを
判断する。その判断結果は、ステップS15においてC
RT5に表示され、また通信制御回路14を介してホス
トコンピュータ等に出力される。
【0034】ステップS16では、検出動作の終了が操
作者により指令されたか否かを判断する。処理の終了で
なければ、再びステップS6以下の処理を繰り返す。ス
テップS16での判断がYesであれば、ここでのパタ
ーンマッチング検出処理を終了する。この実施例では、
検査対象の画像の或る画素に対応する標準パターンメモ
リ50上の画素を読み出して直接比較するので、座標を
一致させた後の修正画像パターンを記憶するメモリが不
要である。また、そのメモリへの書き込み及び読み出し
処理に要する時間が省略できる。しかも、パターンマッ
チングRAMアドレス発生回路52の採用により、CP
U10が、初期値XI,YI及び変化量ΔVX,ΔH
X,ΔVY及びΔHYの演算及び出力を終えれば、別の
処理を実行できるようになるので、全体としての処理速
度が向上する。
作者により指令されたか否かを判断する。処理の終了で
なければ、再びステップS6以下の処理を繰り返す。ス
テップS16での判断がYesであれば、ここでのパタ
ーンマッチング検出処理を終了する。この実施例では、
検査対象の画像の或る画素に対応する標準パターンメモ
リ50上の画素を読み出して直接比較するので、座標を
一致させた後の修正画像パターンを記憶するメモリが不
要である。また、そのメモリへの書き込み及び読み出し
処理に要する時間が省略できる。しかも、パターンマッ
チングRAMアドレス発生回路52の採用により、CP
U10が、初期値XI,YI及び変化量ΔVX,ΔH
X,ΔVY及びΔHYの演算及び出力を終えれば、別の
処理を実行できるようになるので、全体としての処理速
度が向上する。
【0035】
【発明の効果】本発明に係るパターンマッチング検出装
置では、演算手段で演算されたずれに基づいて、対応画
素取り出し手段が標準画素の或る画素とそれに対応する
検出画像パターンの或る画素とを取り出し、画素比較手
段がそれらを比較する構成であるので、必要な画像メモ
リ量が減少し、しかも画像認識のサイクルタイムが短縮
される。
置では、演算手段で演算されたずれに基づいて、対応画
素取り出し手段が標準画素の或る画素とそれに対応する
検出画像パターンの或る画素とを取り出し、画素比較手
段がそれらを比較する構成であるので、必要な画像メモ
リ量が減少し、しかも画像認識のサイクルタイムが短縮
される。
【図1】本発明の一実施例が採用された画像認識装置の
斜視概略図。
斜視概略図。
【図2】その画像認識装置の回路ブロック図。
【図3】そのパターンマッチングRAMアドレス発生回
路の回路ブロック図。
路の回路ブロック図。
【図4】そのパターンマッチング処理の制御フローチャ
ート。
ート。
【図5】そのパターンマッチング処理のタイミングチャ
ート。
ート。
【図6】そのパターンマッチング処理時の座標の関係を
示すグラフ。
示すグラフ。
1 画像認識装置 10 CPU 18 画面表示用VRAM 50 標準パターンメモリ 51 排他的OR回路 52 パターンマッチングRAMアドレス発生回路
Claims (1)
- 【請求項1】撮影により得られた検出画像パターンと予
め決定された標準画像パターンとを比較するための画像
認識装置用パターンマッチング検出装置であって、 前記標準画像パターンを画素単位で記憶する標準パター
ン記憶手段と、 前記検出画像パターンを画素単位で記憶する検出パター
ン記憶手段と、 前記標準画像パターンと前記検出画像パターンとのずれ
を演算するずれ演算手段と、 前記ずれに基づいて、前記標準画像パターンの或る画素
と、それに対応する前記検出画像パターンの或る画素と
を取り出す対応画素取り出し手段と、 前記対応画素取り出し手段で取り出された1対の画素の
一致を判断し、その判断結果を出力する画素比較手段
と、を備えた画像認識装置用パターンマッチング検出装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3337176A JPH05282450A (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 画像認識装置用パターンマッチング検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3337176A JPH05282450A (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 画像認識装置用パターンマッチング検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05282450A true JPH05282450A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=18306165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3337176A Pending JPH05282450A (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 画像認識装置用パターンマッチング検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05282450A (ja) |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP3337176A patent/JPH05282450A/ja active Pending
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