JPH06309437A

JPH06309437A - パターン検査装置

Info

Publication number: JPH06309437A
Application number: JP5214569A
Authority: JP
Inventors: Ritsuko Tatematsu; 律子立松; Morihito Shiobara; 守人塩原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-08-30
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の文字及び／又は図形からなる印字パタ
ーンのパターン検査装置に関し、切れのある印字パター
ンやどのような向きの印字パターンでも自動的に検査す
る。【構成】検査手段８は、面積算出手段７により算出さ
れた被検査文字パターンの各領域の面積と、存在範囲算
出手段６により算出されたそれぞれの存在範囲とから、
これら存在範囲内の被検査文字パターンの各領域の面積
の総和をそれぞれ算出するとともに、総和を第１のラベ
ル値に基づいて面積算出手段７により算出された標準文
字パターンの対応する各領域の面積とそれぞれ比較照合
することで被検査文字パターンのパターンの良否を検査
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパターン検査装置に係
り、特にパターンマッチングにより被検査文字パターン
の良否を検査するパターン検査装置に関する。

【０００２】複数の文字及び図形、または複数の文字又
は図形からなる文字パターンを手本となる標準文字パタ
ーンと比較照合することで文字パターンの良否を検査す
る、いわゆるパターンマッチングによるパターン検査装
置は、たとえば半導体装置などの種々様々な工業製品に
付与される製品コード等の印字の良否判定に利用されて
いる。

【０００３】しかしながら近年、これらの工業製品は品
種が膨大な数に増大しており、またパッケージ等は標準
化された同一の外観形状のものが数品種にわたって使用
されるので、品種を識別するための製品コード等の印字
品質は高品質のものが要望されている。そこで、これら
の印字の良否判定を自動的に、より正確に行なうパター
ン検査装置への要求が高まっている。

【０００４】

【従来の技術】パターンマッチングにより文字パターン
の検査を行なうパターン検査装置には、大別して２つの
方式のものが従来から知られている。なお、ここで文字
パターンとは、複数の文字及び図形、または複数の文字
又は図形からなるものであって、たとえば文字列、商標
などの簡単な図形、または文字列と商標などの簡単な図
形からなる。

【０００５】パターン検査装置の一方式は、いわゆるラ
ベリングの技法を用いたものである。図６は、このラベ
リングの技法を説明する図である。

【０００６】すなわち、半導体装置等に印字された文字
パターンをＩＴＶ(Industrial ＴＶ）カメラで撮像して
得た画像信号を二値化して、画像信号の各画素の値（以
下、画素値と記す）から、隣接画素の画素値が等しい場
合には同一のラベル値を、異なる場合には別のラベル値
を付与する。

【０００７】この結果、たとえば文字「Ａ」，「Ｂ」，
及び「Ｃ」からなる文字列に対しては、図１６のとおり
文字「Ａ」には２、文字「Ｂ」には４、文字「Ｃ」には
７、背景の部分には１、文字「Ａ」の間の背景の部分に
は３、文字「Ｂ」の間の背景の部分には５と６なるラベ
ル値が付与される。

【０００８】このようにして、被検査文字パターンと正
しく印字された手本となる標準文字パターンに対してラ
ベリングを行い、同一のラベル値を有する領域の面積を
両文字パターンについてそれぞれ算出する。そして、標
準文字パターンの一領域の面積とこれに対応する被検査
文字パターンの一領域の面積とを比較照合し、その差が
所定範囲を越えた場合に被検査文字パターンを印字不良
と判定する。

【０００９】また、パターン検査装置の他の方式は、い
わゆるテンプレートマッチングの技法を用いたものであ
る。これは、標準文字パターンのパターンを画像として
表現し、この画像のパターンをテンプレートとして被検
査文字パターンの画像を走査し、被検査文字パターンの
画像と標準文字パターンの画像のパターンの類似度を調
べることによって被検査文字パターンの位置を求める方
法である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
パターン検査装置では、被検査文字パターンの文字の連
続すべき領域が印字のかすれ等で切れていた場合には、
本来は一つの領域に異なる２つ以上のラベル値が付与さ
れることになる。よって、各領域の面積の比較照合を標
準文字パターンの各領域と正しく対応させて行なうこと
ができないため、印字の良否判定ができないという問題
がある。

【００１１】また、後者のパターン検査装置では、印字
された工業製品が生産ラインのコンベア等で搬送される
うちに所定の位置、向きと異なった際に、被検査文字パ
ターンが平行にずれて移動した場合はその位置を決定で
きるが、回転して移動した場合にはその位置を決定でき
ないため、印字の良否判定ができないという問題があ
る。

【００１２】そこで本発明は、文字がある程度切れてい
ても、またその向きにかかわらず、文字パターンのパタ
ーンの良否判定を行えるパターン検査装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記の問題
を解決するために図１の原理図のとおり構成した。

【００１４】すなわち、複数の文字及び／又は図形から
なる文字パターンをから文字パターンの濃淡に応じた二
値化画像信号を生成する信号生成手段３と、二値化画像
信号に基づいて文字パターンの各領域に固有のラベル値
を付与するラベリング手段４と、ラベル値で示される領
域の面積を算出する面積算出手段７と、上記信号生成手
段３乃至上記ラベリング手段４によって標準文字パター
ンの複数の文字及び／又は図形の各領域に付与された第
１のラベル値より、標準文字パターンの各領域相互の相
対的な位置関係を算出する標準位置算出手段５と、この
各領域相互の相対的な位置関係と、上記信号生成手段３
乃至上記ラベリング手段４によって被検査文字パターン
の複数の文字／及び又は図形の各領域に付与された第２
のラベル値とに基づいて、被検査文字パターンの各領域
のうち標準文字パターンの一領域に対応する領域の存在
範囲を、標準文字パターンの各領域について算出する存
在範囲算出手段６と、第２のラベル値に基づいて上記面
積算出手段７により算出された被検査文字パターンの各
領域の面積と存在範囲算出手段６により算出された存在
範囲とから、標準文字パターンの一領域に対応する被検
査文字パターンの各領域の面積の総和を算出するととも
に、総和を上記第１のラベル値に基づいて上記面積算出
手段７により算出された標準文字パターンの対応する領
域の面積とそれぞれ比較照合して被検査文字パターンの
パターンの良否を検査する検査手段８とにより構成し
た。

【００１５】

【作用】上記構成の本発明によれば、標準位置算出手段
５は標準文字パターンの複数の文字及び／又は図形の各
領域に固有に付与された第１のラベル値よりそれらの各
領域相互の相対的な位置関係を算出し、また、存在範囲
算出手段６はこの相対的な位置関係と被検査文字パター
ンの複数の文字及び／又は図形の各領域に付与された第
２のラベル値とに基づいてこれらの各領域のうち標準文
字パターンの一領域に対応する領域の存在範囲を標準文
字パターンの各領域について算出し、さらに、面積算出
手段７はラベル値で示される領域の面積を算出するが、
検査手段８は、第２のラベル値に基づいて算出された被
検査文字パターンの各領域の面積と、存在範囲算出手段
６により算出されたそれぞれの存在範囲とから、標準文
字パターンの一領域に対応する被検査文字パターンの各
領域の面積の総和をそれぞれ算出するとともに、この総
和を第１のラベル値に基づいて算出された標準文字パタ
ーンの対応する各領域の面積とそれぞれ比較照合して被
検査文字パターンのパターンの良否を検査する。

【００１６】したがって、各文字パターンがたとえば複
数の文字からなる文字列であり、かつ、各文字はアルフ
ァベットなどのように一領域からなるものとすると、標
準文字パターンの各文字相互の相対的な位置関係に基づ
いて、被検査文字パターンの各文字の各領域のうち標準
文字パターンの一文字に対応する領域の存在範囲が算出
され、これに基づいて標準文字パターンと被検査文字パ
ターンの比較照合が行われる。

【００１７】すなわち、標準文字パターンの一文字に対
応する領域の存在範囲内の各領域の面積の総和が算出さ
れ、標準文字パターン１の一文字に対応する被検査文字
パターン２の一文字分の領域がたとえば印字不良などに
よって複数の領域に切れ切れになっている場合でも、被
検査文字パターン２の一文字分の存在範囲内の切れ切れ
になった各領域の総和に基づいて面積が比較照合される
よう作用する。

【００１８】

【実施例】図２は本発明の一実施例の全体構成図であ
る。同図は光学式文字読取り装置(Optical Character R
eader;ＯＣＲ）の構成を概略的に示しており、ＩＴＶカ
メラ１３と画像入力部１４とで上記の信号生成手段を構
成している。以下、図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。

【００１９】たとえば、工場の生産ラインにおいて図に
表れないベルトコンベアにより搬送される工業製品１１
には、製品コード、商標などの図形を含む文字パターン
１２が印字されている。そして、検査工程でたとえばＣ
ＣＤ(Charge Coupled Device；電荷結合素子）カメラな
どのＩＴＶカメラ１３でこの文字パターン１２を撮像し
て得た画像信号Ｖa が画像入力部１４に入力される。

【００２０】この画像信号Ｖa は文字パターン１２の濃
淡に応じてレベルが変化するアナログ画像信号であり、
標準画像入力部２０においてディジタル画像信号Ｖd と
されてフレームメモリ１６に格納されるとともに、本発
明装置の要部である検査部１５へ供給されて種々の処理
を施される。

【００２１】検査部１５において処理された信号Ｖp は
いったんフレームメモリ１６に格納され、検査部１５
は、この信号Ｖp とディジタル画像信号Ｖd を逐次読み
出して、以下に詳述するとおり文字パターンの検査を行
なう。

【００２２】図３は図２の要部を具体的に示すブロック
図である。画像入力部１４は、標準画像入力部２０、被
検査画像入力部２１、ノイズ除去部２２及び２３、二値
化部２４及び２５により構成されている。

【００２３】文字等の切れやかすれ、印字部分のむらな
どがなく鮮明で、手本とされる文字パターン（以下、標
準文字パターンと記す）が印字された工業製品を用意
し、これを撮像して得られた画像信号Ｖa(S)は、標準画
像入力部２０においてアナログディジタル変換されてデ
ィジタル画像信号Ｖd(S)とされる。

【００２４】このとき、たとえば図４に示すような、文
字「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」，「Ｄ」が縦方向に千鳥状に
配置された文字列をＩＴＶカメラ（１３）で撮像して得
た画像信号Ｖa(S)は、各文字に対して文字「Ａ」，
「Ｂ」，「Ｃ」，「Ｄ」の順序でラベリングされるよう
にするために、図中矢印で示す方向に入力される。この
入力方向は、被検査画像入力部２１も同様である。

【００２５】また、以降の処理はすべてディジタル的に
行われるので、ディジタル画像信号を単に画像信号と略
記する。

【００２６】画像信号Ｖd(S)は、周知のメディアンフィ
ルタを有してなるノイズ除去部２２において、たとえば
３（画素）×３（画素）の大きさのマスクで走査され、
マスク内の画素値の中間にある値がマスク中央の値にさ
れることでノイズを除去される。

【００２７】ノイズを除去された画像信号Ｖd(S)′は、
つづく二値化部２４において、照明による印字面の照度
などの文字パターンの撮像条件に応じて最適の二値化を
行なうために適当な閾値に基づき二値化され、二値化画
像信号Ｖ₂(S)とされる。このときの閾値は固定された値
であってもよいが、たとえば良く知られた動的閾値法に
よれば、以下のアルゴリズムにしたがって最適値が定め
られる。

【００２８】まず、画像信号Ｖd(S)′の各画素値に対し
てその値を持つ画素数を数え、全画素数で正規化した濃
度ヒストグラムを作成する。つづいて、この濃度ヒトス
グラムから次式より全部の画素値の平均μと、分散σと
を算出する。

【００２９】すなわち、各画素値の度数をHIST(k) とす
ると平均μは、

【００３０】

【数１】で与えられる。

【００３１】そして、次式で表される分散σ²(k)を最大
にする閾値ｋ（０〜max)を求める。

【００３２】

【数２】画像信号Ｖd(S)′は、このようにして求めた閾
値ｋに基づき標準文字パターンの濃淡に応じて１、また
は０に二値化され、二値化画像信号Ｖ₂(S)が生成され
る。なお、この値は１，０に限らず、１６進表示のＦＦ
₍₁₆₎，００₍₁₆₎でも構わない。

【００３３】また、両画像入力部２０及び２１、両ノイ
ズ除去部２２及び２３、さらに両二値化部２４及び２５
はそれぞれ同一構成とされており、検査対象の工業製品
に印字された文字パターン（以下、被検査文字パターン
と記す）を撮像して得られた画像信号Ｖa(T)に対して
は、被検査画像入力部２３、ノイズ除去部２３、及び二
値化部２５において上記と同様の処理が行われ、二値化
画像信号Ｖ₂(T)が生成される。

【００３４】したがって、画像信号Ｖa(S)とＶa(T)に対
して、１組の画像入力部とノイズ除去部と二値化部とで
処理するよう構成しても構わない。

【００３５】両二値化画像信号Ｖ₂(S)及びＶ₂(T)は、そ
れぞれ図３には表れないフレームメモリ（１６）に格納
されるとともに、二値化画像信号Ｖ₂(S)はラベリング部
２７へ、二値化画像信号Ｖ₂(T)はラベル補正手段である
拡張収縮部２６へと供給される。

【００３６】すなわち、これらの拡張収縮部２６、ラベ
リング部２７及び２８、特徴抽出部２９、さらにあては
め部３０によって図２の検査部（１５）を構成してい
る。なお、ラベリング部２７及び２８は上記ラベリング
手段、特徴抽出部２９は上記標準位置算出手段であり、
上記存在範囲算出手段、上記面積算出手段、及び検査手
段はあてはめ部３０に含まれる構成である。

【００３７】ところで、拡張収縮部２６は検査対象の被
検査文字パターンを撮像して得られた二値化画像信号Ｖ
₂(T)に対して以下のとおりの演算を行ない、印字の切れ
などが判読可能な程度に二値化画像信号Ｖ₂(T)を補正す
る。

【００３８】次に示す図５（Ａ）〜（Ｃ）は拡張収縮部
２６での処理を説明する図であり、図５（Ａ）から図５
（Ｂ）で拡張処理を、図５（Ｂ）から図５（Ｃ）で収縮
処理を説明する。図５では、説明を簡単にするために、
二値化画像信号Ｖ₂(T)を７（画素）×９（画素）からな
る信号として示している。

【００３９】たとえば同図（Ａ）は、印字切れのある図
形を撮像して得られた二値化画像信号Ｖ₂(T)の値をパタ
ーン的に表したもので、白い背景の部分の画素値は０、
斜線部分の画素値は１とされている。

【００４０】まず拡張処理について説明すると、拡張収
縮部２６に入力される二値化画像信号Ｖ₂(T)（図５
（Ａ))の各画素値に対し、次式の演算を行って二値化画
像信号ＥＸ₂を生成する。

【００４１】

【数３】ただし、ｍは１≦ｍ≦７なる整数、ｎは１≦ｎ
≦９なる整数であり、（ｍ，n)は図中左上隅を原点と
し、横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸とする座標値である。

【００４２】すなわち、式 (５）において、ｆ（ｍ，n
) は被検査文字パターンの二値化画像信号Ｖ₂(T)の各
画素値、ｇ_EX（ｍ，n)は拡張処理された二値化画像信号
ＥＸ₂の各画素値を表わす。また、４近傍とは、座標
（ｍ，n ) に対して上下左右に隣接する座標（ｍ＋1,
ｎ),（ｍ−1,ｎ), （ｍ，ｎ＋１),（ｍ，ｎ−１) の４
画素の画素値を意味している。

【００４３】このように拡張処理を行った結果、図５
（Ａ）の二値化画像信号Ｖ₂(T)から図５（Ｂ）の二値化
画像信号ＥＸ₂が得られる。図５（Ｂ）中、梨地の部分
は式 (５）の処理によって新たに画素値を１とされた部
分を表し、印字切れのあった部分が新たに１とされる。

【００４４】つづいて、二値化画像信号ＥＸ₂の各画素
値に対し、次式の演算を行って二値化画像信号ＣＯＭ₂
を生成して収縮処理を行なう。

【００４５】

【数４】式 (６）において、ｇ_COM（ｍ，n)は収縮処理
された二値化画像信号ＣＯＭ₂の各画素値を表す。式
(６）に基づいて収縮処理された二値化画像信号ＣＯＭ₂
は同図（Ｃ）に示すとおりとなり、先の拡張処理で新た
に１とされた部分の画素値の一部は０とされる。しか
し、座標（２，６),（４，４),（４，５),（５，４),
（５，５),（５，６）の画素値は１のままとされる。

【００４６】したがって、当初の印字切れ部分のうち画
素値が１とされる部分があるために印字切れが補正さ
れ、切れのない図形として判読される。

【００４７】また、次式

【００４８】

【数５】に基づいて、座標（ｍ，n ) に対し上下左右、
及び斜め４方向に隣接する全部で８画素の画素値に基づ
いて同様に拡張収縮処理することも考えられる。このよ
うな拡張収縮処理により、一方向に連続する最高２画素
までの印字切れを補正することが可能である。

【００４９】このように補正された二値化画像信号ＣＯ
Ｍ₂はラベリング部２８へ供給され、従来と同様のラベ
リング技法によって被検査文字パターンのラベル画像Ｌ
(T)が生成される。よって、上記のように印字切れを補
正された被検査文字パターンの連続する各領域に、それ
ぞれ固有のラベル値（第２のラベル値）が付与される。

【００５０】一方、手本の標準文字パターンから得られ
た二値化画像信号Ｖ₂(S)は、ラベリング部２７へ供給さ
れ、従来と同様のラベリング技法によってラベル画像Ｌ
(S)が生成される。これにより、文字等の切れやかす
れ、印字部分のむらなどがなく鮮明に印字された標準文
字パターンの各領域に、それぞれ固有のラベル値（第１
のラベル値）が付与される。

【００５１】これらの各文字パターンの各領域、すなわ
ち、一つのラベル値が付与されており、連続する一領域
をラベル領域と記す。

【００５２】そして、この標準文字パターンの各ラベル
領域のラベル値より、特徴抽出部２９において標準文字
パターンの各ラベル領域相互の相対的な位置関係などの
特徴が抽出される。また、あてはめ部３０では、この相
対的な位置関係と被検査文字パターンの各ラベル領域の
ラベル値をもとに、被検査文字パターンの各ラベル領域
のパターンが標準文字パターンの対応するラベル領域の
パターンと比較照合され、その良否が検査される。

【００５３】ところで、英文のアルファベットは一文字
が一つのラベル領域で構成されるが、和文の文字などで
は一文字が二つ以上のラベル領域からなるものがある。
たとえば、平仮名の「あ」は一つのラベル領域からなる
が、平仮名の「い」は二つのラベル領域、平仮名の
「に」は三つのラベル領域からなる。また、漢字ではさ
らに多くのラベル領域で一文字が構成されるものもあ
り、さらに商標などの図形では、一つのパターンが多く
のラベル領域で構成される場合がある。

【００５４】そこで、特徴抽出部２９では、標準文字パ
ターン中の各文字、またはパターンのこれら各ラベル領
域同士の相対的な位置関係を、４つのパラメータとして
抽出する。以下、標準文字パターンが文字「Ａ」，
「Ｂ」，「Ｃ」，「Ｄ」で構成される場合について、図
６に基づいて説明する。

【００５５】まず、図６（Ａ）に示す各文字「Ａ」，
「Ｂ」，「Ｃ」，「Ｄ」の重心Ｇ_A,Ｇ_B, Ｇ_C, Ｇ_D
それぞれの座標（ｘ_A，ｙ_A),（ｘ_B，ｙ_B),（ｘ_C，
ｙ_C),（ｘ_D，ｙ_D) を算出する。これらの重心座標
は、各文字固有のラベル値に対応する画素の座標値の平
均値として求められる。なお、一文字、または一つのパ
ターンが複数のラベル領域で構成される場合には各ラベ
ル領域の重心座標を算出し、この重心座標に基づいて以
下と同様の処理を行なう。

【００５６】つづいて、重心座標のｘ_A〜ｘ_Dの値の平
均値Ｘ_Sと、ｙ_A〜ｙ_Dの値の平均値Ｙ_Sとを算出し、
各文字重心全体での重心Ｐ_S( Ｘ_S,Ｙ_S) の位置を求め
る。ここでは、重心Ｐ_Sをパターン重心と称する。

【００５７】次に、ｘ_A〜ｘ_D、ｙ_A〜ｙ_D、Ｘ_S、及
びＹ_Sの値から、パターン重心Ｐ_Sと各文字重心Ｇ_A,
Ｇ_B, Ｇ_C, Ｇ_Dとの距離ｄ_A, ｄ_B, ｄ_C, ｄ_Dを算
出する。さらに、パターン重心Ｐ_Sを通るｘ軸に平行な
線を基準として、各重心Ｇ_A, Ｇ_B, Ｇ_C, Ｇ_Dとパタ
ーン重心Ｐ_Sを結ぶ線の角度θ_A, θ_B, θ_C, θ_Dを
算出する。

【００５８】標準文字パターンの各文字の絶対的な位置
は各座標値で定められ、検査対象の手本となる各文字の
相対的な位置関係は、これらの距離ｄ_A〜ｄ_Dと角度θ
_A〜θ_Dで定められる。

【００５９】また、特徴抽出部２９では、図６（Ｂ）に
斜線部で示す標準文字パターンの各文字「Ａ」，
「Ｂ」，「Ｃ」，「Ｄ」の面積Ｓ_AS〜Ｓ_DSと、破線で示
すそれぞれの存在範囲Ｒ_AS〜Ｒ_DSを算出する。この面積
は各ラベル値を有する画素の画素数から求められ、存在
範囲は、各文字重心の座標と各文字のラベル値を有する
画素のうち文字重心から最も遠い位置にある画素の座標
から求められる。

【００６０】次に、あてはめ部３０では、以上４つのパ
ラメータｄ_A〜ｄ_D、θ_A〜θ_D、Ｓ_AS〜Ｓ_DS、Ｒ_AS〜
Ｒ_DSと、被検査文字パターンから得られたラベル画像Ｌ
(T)のラベル値とをもとに、図７乃至図８に示すフロー
チャートにしたがって被検査文字パターンのパターンの
良否が検査される。

【００６１】図７のステップ７１において、ラベリング
部２８からラベル画像Ｌ(T) を入力し、つづくステップ
７２で、ラベル画像Ｌ(T) に付与されているラベル値か
ら被検査文字パターンのラベル領域の数を算出し、上記
面積Ｓ_AS〜Ｓ_DSの算出と同様に各ラベル領域の面積を算
出する。

【００６２】ステップ７３では、このラベル領域の数を
予めわかっている標準文字パターンの文字の数と比較す
る。これが等しければ（Ｙes) 、各文字に切れなどが生
じることなく、一文字が連続する一ラベル領域で印字さ
れていることになる。

【００６３】そこで、つづくステップ７４において、ス
テップ７２で既に算出した各ラベル領域（すなわち、文
字）の面積と特徴抽出部２９において算出された標準文
字パターンの対応する各文字の面積Ｓ_AS〜Ｓ_DSとの差を
算出し、これらの差の最大値が所定値以下であるかを比
較する。この所定値は、最大値がこの値以下であれば、
印字された文字（図形など）が容易に判読可能で良品と
して許容される程度に実験的に定められるものである。

【００６４】したがって、ステップ７４の比較で差が所
定値以下（Ｙes) ならば、ステップ７５に進み合格判定
を行って検査を終了する。また、ステップ７４の比較で
差が所定値以上（Ｎo)ならば、印字切れはないもののあ
るラベル領域（すなわち、文字）の面積が許容される以
上に小さく、正しく判読するのが困難であると判断し、
ステップ７６に進み不合格判定を行って検査を終了す
る。

【００６５】また、ステップ７３において、被検査文字
パターンのラベル領域の数が標準文字パターンの文字数
と異なっていれば（Ｎo)、いずれかの文字に印字切れが
生じており、複数のラベル領域で印字されている文字が
あることになる。

【００６６】このため、標準文字パターンの各文字の存
在範囲を求めて被検査文字パターンの切れ切れになった
複数のラベル領域をあてはめるなどして、標準文字パタ
ーンの各文字と被検査文字パターンの各文字を比較照合
するステップ７７以降の処理を実行する。ステップ７７
〜ステップ７９、及び図８のステップ８０があてはめ処
理、ステップ８１以降が比較処理である。

【００６７】ステップ７７では、被検査文字パターンの
ラベル画像Ｌ(T) のたとえば上２つのラベル領域の面積
と標準文字パターンの対応する文字「Ａ」と文字「Ｂ」
の面積との差をそれぞれ算出し、これらがそれぞれ所定
値以下であるかどうかを比較する。あるいは、下２つの
ラベル領域の面積を文字「Ｃ」と文字Ｄの面積と比較し
てもよい。

【００６８】上２つのラベル領域と各文字との面積差の
少なくともどちらかが所定値以下でない（Ｎo)場合は、
被検査文字パターンの上２つのラベル領域は文字「Ａ」
と文字「Ｂ」ではなく、いずれかの文字に印字切れが生
じていると判断されるので、ステップ７６に進み不合格
判定を行って検査を終了する。

【００６９】一方、ステップ７７において上記面積差の
いずれもが所定値以下（Ｙes) の場合には、上２つのラ
ベル領域は文字「Ａ」と文字「Ｂ」が判読可能に正しく
印字されたものであると判断される。

【００７０】そこで、つづくステップ７８の処理におい
て、両文字（ラベル領域）の重心座標の値（ｘ(1),ｙ
(1))、（ｘ(2),ｙ(2))を、ラベル画像Ｌ(T) のラベル値
から標準文字パターンの重心座標の算出と同様に算出す
る。

【００７１】つづいてステップ７９において、被検査文
字パターンの両文字（ラベル領域）の重心座標の値（ｘ
(i),ｙ(i))（ｘ＝１，２）、標準文字パターンの文字
「Ａ」及び「Ｂ」の特徴から、被検査文字パターンの他
のラベル領域の重心座標を求める。

【００７２】すなわち、前述の標準文字パターンの特徴
のうち距離をｄ(i) 、角度をθ(i)とすると、重心座標
の値はｘ(i) ＝ｄ(i)cos（θ(i)+α) ＋Ｘ_T (９) ｙ(i) ＝ｄ(i)cos（θ(i)+α) ＋Ｙ_T (10) で表される。

【００７３】ただし、ｉ＝１のときはｄ(1) ＝ｄ_A、θ
(2) ＝θ_Aである。また、ｉ＝２のときはｄ(2) ＝
ｄ_B、θ(2) ＝θ_Bであり、それぞれ既知の値である。

【００７４】なお、（Ｘ_T,Ｙ_T) は被検査文字パターン
全体のパターン重心Ｐ_Tの座標値、αは被検査文字パタ
ーンの標準文字パターンに対する回転角であり、それぞ
れ未知の値である。したがって、仮にパターン重心Ｐ_T
が標準文字パターンのパターン重心Ｐ_Sと等しいとすれ
ば、図９（Ａ）に示す二重斜線部の被検査文字パターン
が図中αだけ傾いていることが上式で示される。また、
標準文字パターンに対して横方向にＸ_T、縦方向にＹ_T
平行移動されていることが上式で示される。

【００７５】したがって、 (９) 式及び (10) 式に距離
ｄ_A，ｄ_B及び角度θ_A，θ_Bを代入することで、文字
「Ａ」の座標値は、ｘ(1) ＝ｄ_Acos(θ_A＋α) ＋Ｘ_T (11) ｙ(1) ＝ｄ_Acos(θ_A＋α) ＋Ｙ_T (12) また、文字「Ｂ」の座標値は、ｘ(2) ＝ｄ_Bcos(θ_B＋α) ＋Ｘ_T (13) ｙ(2) ＝ｄ_Bcos(θ_B＋α) ＋Ｙ_T (14) となる。

【００７６】そして、上記 (11) 〜 (14) 式の連立方程
式を解くことで、３つの未知数Ｘ_T,Ｙ_T、及びαが求め
られる。

【００７７】したがって、ここで求めたＸ_T,Ｙ_T、及び
αと、特徴抽出部２９において算出した標準文字パター
ンの他のラベル領域の距離及び角度を上記 (９) 及び
(11)式に代入することにより、被検査文字パターンの対
応するラベル領域の重心座標の値（ｘ(i),ｙ(i))（ｉ＝
３，４，…）が求められる。

【００７８】つづいて図８のステップ８０の処理に進
み、ステップ７９において求めた被検査文字パターンの
各ラベル領域の重心座標（ｘ(i),ｙ(i))（ｉ＝１，２，
…）で表される位置を中心位置として、特徴抽出部２９
により算出された標準文字パターンの文字「Ａ」，
「Ｂ」，「Ｃ」，「Ｄ」の存在範囲Ｒ_AS〜Ｒ_DSを当ては
める。そして、これらの各存在範囲を被検査文字パター
ンの各文字の正しい存在範囲として決定する。

【００７９】つづくステップ８１では、各文字の正しい
存在範内の全てのラベル領域の面積の総和を、ステップ
７２において算出した各ラベル領域の面積に基づいてそ
れぞれ求め、これらを各文字の面積Ｓ_AT〜Ｓ_DTとする。
これらの面積は、本来は一文字を構成する切れ切れにな
った複数のラベル領域の面積の和であり、印字された各
文字の正しい面積である。

【００８０】そこで、つづくステップ８２において、こ
れら各文字の正しい面積と標準文字パターンの対応する
各文字の予め算出した面積との差を算出し、これらの差
の最大値が所定値以下であるかを比較する。この所定値
は、前述したとおり、各文字が容易に判読可能であるか
どうかを示す値である。

【００８１】たとえば、図９（Ｂ）に示すように印字切
れのある文字「Ｃ」及び「Ｄ」の面積は、存在範囲Ｒ_CS
及びＲ_DS内の梨地部分のラベル領域の面積の和として求
められ、標準文字パターンの対応する各文字の面積Ｓ_CS
及びＳ_DS（図９（Ｂ）参照）と比較される。

【００８２】したがって、ステップ８２の比較で差が所
定値以下（Ｙes) ならば、被検査文字パターンの各文字
（または商標などの図形）は判読可能に印字されている
と判断し、ステップ８３に進み合格判定を行って検査を
終了する。また、ステップ８２の比較で差が所定値以上
（Ｎo)ならば、判読不可能な文字等があると判断し、ス
テップ８４に進み不合格判定を行って検査を終了する。

【００８３】以上説明したとおり本実施例によれば、被
検査文字パターンの各ラベル領域のうち、標準文字パタ
ーンの一文字の存在範囲に対応する各ラベル領域の存在
範囲が標準文字パターンの各文字相互の相対的な位置関
係に基づいて算出され、さらにこれに基づいて標準文字
パターンと被検査文字パターンの比較照合が行われる。
したがって、被検査文字パターンが手本の標準文字パタ
ーンに対して平行、かつ傾いてずれている場合でも自動
的に検査を行うことが出来る。

【００８４】また、印字不良などによって一文字の存在
範囲に複数のラベル領域が切れ切れになっている場合で
も、この存在範囲内の各ラベル領域の総和を算出してこ
の総和に基づいて面積が比較照合される。したがって、
印字切れのある文字パターンも自動的に検査することが
出来て、判読可能な程度の印字切れを合格とすることが
できる。

【００８５】ところで、各文字パターンが近い場合には
図１０に示す如く、各文字の存在範囲Ｒ_LS，Ｒ_TSが互い
に重なりを生じる場合がある。この場合、図８のステッ
プ８１で存在範囲Ｒ_LSに含まれるラベル領域Ｒ₁，
Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄の面積の総和が文字Ｌの正しい面積と
され、存在範囲Ｒ_TSに含まれるラベル領域Ｒ₃，Ｒ₄，
Ｒ ₅，Ｒ₆の面積の総和が文字Ｔの正しい面積とされ
る。つまり、存在範囲Ｒ_LSでは余分なラベル領域Ｒ₄の
面積が加算され、存在範囲Ｒ_TSでは余分なラベル領域Ｒ
₃の面積が加算されるために、存在範囲Ｒ_LS，Ｒ_TS夫々
の文字Ｌ，Ｔは不合格となり、正確な判定ができなくな
る。

【００８６】これを解決しようとするのが図１１に示す
他の実施例である。図１１において図３と同一部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。図１１におい
て、あてはめ部４０は図７及び図８に示すフローチャー
トのうち、ステップ７１〜８０までを実行し、ステップ
８１〜８４を実行せずに処理を終了する。このステップ
８１〜８４に対応する処理は図１１内の文字面積統合部
４１及び合否判定部４２で行われる。

【００８７】図１２は文字面積統合部４１が実行する統
合処理の一実施例のフローチャートを示す。ここでは図
１３に示す如く、各文字の存在範囲Ｒ_LS，Ｒ_TSが略縦方
向に並んでいるものとする。この場合、図１２の処理は
上側の存在範囲から順に行われる。ステップ１００では
統合面積Ｓをゼロリセットし、次のステップ１０２で各
存在範囲内の未確定のラベル領域を上側から順に１つだ
け取り出し、このラベル領域の面積を統合面積Ｓに加算
する。

【００８８】ステップ１０４では統合面積Ｓの値が標準
文字パターンの対応する文字の面積に許容値αを加算し
た値より大きいか否かを判別し、統合面積Ｓが小なる場
合はステップ１０２に戻ってラベル領域の面積を統合面
積Ｓに加算する。また統合面積Ｓが大なる場合はステッ
プ１０６で統合面積Ｓから直前のステップ１０２で加算
されたラベル領域の面積を減算し、ステップ１０８では
この直前のステップ１０２で加算されたラベル領域を除
き統合面積Ｓに加算された各ラベル領域を当該存在範囲
のラベル領域として確定すると共に統合面積Ｓの値を当
該文字の正しい面積として処理を終了する。

【００８９】このため、図１３に示す存在範囲Ｒ_LSのラ
ベル領域Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄を統合面積Ｓに加算し
たとき、統合面積Ｓが標準文字パターンの対応する文字
の面積に許容値αを加算した値より大となり、存在範囲
Ｒ_LSではラベル領域Ｒ₁〜Ｒ ₃が確定される。次の存在
範囲Ｒ_TSの統合処理は未確定のラベル領域Ｒ₄から開始
され、同様にしてラベル領域Ｒ₄〜Ｒ₆が確定される。

【００９０】図１４は統合処理の他の実施例のフローチ
ャートを示す。この処理は任意の存在範囲を選択して順
次行われる。ステップ１１０では統合面積Ｓをゼロリセ
ットし、次のステップ１１２で選択した存在範囲内の各
ラベル領域の重心夫々から文字重心までの距離を算出す
る。ステップ１１４では存在範囲内のラベル領域を上記
距離が小さい順にソートする。ステップ１１６ではソー
ト順に未確定のラベル領域を１つだけ取り出し、このラ
ベル領域の面積を統合面積Ｓに加算する。

【００９１】ステップ１１８では統合面積Ｓの値が標準
文字パターンの対応する文字の面積に許容値αを加算し
た値より大きいか否かを判別し、統合面積Ｓが小なる場
合はステップ１１６に戻ってラベル領域の面積を統合面
積Ｓに加算する。また統合面積Ｓが大なる場合はステッ
プ１２０で統合面積Ｓから直前のステップ１１６で加算
されたラベル領域の面積を減算し、ステップ１２２では
この直前のステップ１１６で加算されたラベル領域を除
き統合面積Ｓに加算された各ラベル領域を当該存在範囲
のラベル領域として確定すると共に統合面積Ｓの値を当
該文字の正しい面積として処理を終了する。

【００９２】このため、図１５に示す存在範囲Ｒ_LSでは
ラベル領域Ｒ₁〜Ｒ₄の重心Ｇ₁〜Ｇ₄夫々と文字重心
Ｇ_Lとの距離が小さい順、つまりラベル領域Ｒ₂，
Ｒ₃，Ｒ ₁，Ｒ₄の順に各ラベル領域の面積が統合面積
Ｓに加算されたラベル領域Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃が存在範囲
Ｒ_LSとして確定される。存在範囲Ｒ_TSでは未確定のラベ
ル領域Ｒ₄〜Ｒ₆が重心Ｇ₄〜Ｇ₆夫々と文字重心Ｇ_T
との距離が小さい順、つまりＲ₅，Ｒ₄，Ｒ₆の順にラ
ベル領域の面積が統合面積Ｓに加算されてラベル領域Ｒ
_TSとして確定される。

【００９３】合否判定部４１は図８に示すフローチャー
トのステップ８２〜８４と同一の判定処理を行う。つま
り、ステップ８２において、各文字の正しい面積と標準
文字パターンの対応する各文字の予め算出した面積との
差を算出し、これらの差の最大値が所定値以下であるか
を比較する。この所定値は、各文字が容易に判読可能で
あるかどうかを示す値である。

【００９４】ステップ８２の比較で差が所定値以下（Ｙ
es) ならば被検査文字パターンの各文字（または商標な
どの図形）は判読可能に印字されていると判読し、ステ
ップ８３に進み合格判定を行って検査を終了する。ま
た、ステップ８２の比較で差が所定値以上（Ｎo)なら
ば、判読不可能な文字等があると判断し、ステップ８４
に進み不合格判定を行って検査を終了する。

【００９５】このように、各文字の存在範囲が互いに重
なった場合にも、各存在範囲内でその文字を構成するラ
ベル領域が正確に統合され、標準文字パターンと比較照
合が行われるため、正確な判定を行うことができる。

【００９６】なお、上記実施例ではアルファベットから
なる文字列に対する検査について説明したが、検査対象
の文字パターンは、漢字、仮名、数字などの文字列はも
ちろん、商標または図形でも構わない。

【００９７】

【発明の効果】上述の如く本発明装置は、標準位置算出
手段により標準文字パターンの複数の文字及び／又は図
形の各領域に固有に付与された第１のラベル値よりそれ
らの各領域相互の相対的な位置関係を算出し、また、存
在範囲算出手段によりこの相対的な位置関係と被検査文
字パターンの複数の文字及び／又は図形の各領域に付与
された第２のラベル値とに基づいてこれらの各領域のう
ち標準文字パターンの一領域に対応する領域の存在範囲
を標準文字パターンの各領域について算出し、さらに、
ラベル値で示される領域の面積を面積算出手段により算
出するが、検査手段は、第２のラベル値に基づいて算出
された被検査文字パターンの各領域の面積と存在範囲算
出手段により算出されたそれぞれの存在範囲とから、標
準文字パターンの一領域に対応する被検査文字パターン
の各領域の面積の総和をそれぞれ算出するとともに、こ
の総和を第１のラベル値に基づいて算出された標準文字
パターンの対応する各領域の面積とそれぞれ比較照合し
て被検査文字パターンのパターンの良否を検査する構成
であるため、各文字パターンがたとえば複数の文字から
なる文字列であり、各文字は一つの領域からなるものと
すると、被検査文字パターンの各領域のうち、標準文字
パターンの一文字の存在範囲に対応する各領域の存在範
囲が標準文字パターンの各文字相互の相対的な位置関係
に基づいて算出され、さらにこれに基づいて標準文字パ
ターンと被検査文字パターンの比較照合が行われる。し
たがって、被検査文字パターンが手本の標準文字パター
ンに対して平行、かつ傾いてずれていてどのような位
置、どのような向きにある場合でも自動的に検査を行う
ことが出来る。

【００９８】また、印字不良などによって一文字の存在
範囲に複数の領域が切れ切れになっている場合でも、こ
の存在範囲内の各領域の総和を算出してこの総和に基づ
いて面積が比較照合されるため、印字切れのある文字パ
ターンも自動的に検査することが出来る。

【００９９】更に各文字パターンの存在範囲が重なった
場合もラベル領域を所定順序で標準文字パターンの文字
面積と同程度となるまで加算して統合するため、存在範
囲が重なった各文字パターンを正確にかつ自動的に検査
することが出来るなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例の全体構成図である。

【図３】本発明の一実施例の具体的なブロック図であ
る。

【図４】標準画像入力部２０での画像信号入力を説明す
る図である。

【図５】拡張収縮部２６での演算を説明する図である。

【図６】文字特徴抽出部２６の動作を説明する図であ
る。

【図７】あてはめ部３０の処理のフローチャート（その
１）である。

【図８】あてはめ部３０の処理のフローチャート（その
２）である。

【図９】あてはめ部３０の動作を説明する図である。

【図１０】存在範囲の重なりを説明するための図であ
る。

【図１１】本発明の他の実施例の具体的なブロック図で
ある。

【図１２】文字面積統合部４１の処理の一実施例のフロ
ーチャートである。

【図１３】図１１の処理の動作を説明するための図であ
る。

【図１４】文字面積統合部４１の処理の他の実施例のフ
ローチャートである。

【図１５】図１４の処理の動作を説明するための図であ
る。

【図１６】ラベリング技法を説明する図である。

【符号の説明】

１標準文字パターン２被検査文字パターン３信号生成手段４ラベリング手段５標準位置算出手段６存在範囲算出手段７面積算出手段８検査手段１３ＩＴＶカメラ１４画像入力部２６拡張収縮部（ラベル補正手段）２７，２８ラベリング部２９特徴抽出部３０，４０あてはめ部４１文字面積統合部４２合否判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の文字及び／又は図形からなる文字
パターンから該文字パターンの濃淡に応じた二値化画像
信号を生成する信号生成手段（３）と、該二値化画像信号に基づいて該文字パターンの各領域に
固有のラベル値を付与するラベリング手段（４）とを具
備したパターン検査装置において、該ラベル値で示される領域の面積を算出する面積算出手
段（７）と、前記信号生成手段（３）乃至前記ラベリング手段（４）
によって標準文字パターンの複数の文字及び／又は図形
の各領域に付与された第１のラベル値より、該標準文字
パターンの該各領域相互の相対的な位置関係を算出する
標準位置算出手段（５）と、該各領域相互の相対的な位置関係と、前記信号生成手段
（３）乃至前記ラベリング手段（４）によって被検査文
字パターンの複数の文字／及び又は図形の各領域に付与
された第２のラベル値とに基づいて、該被検査文字パタ
ーンの該各領域のうち前記標準文字パターンの一領域に
対応する領域の存在範囲を、前記標準文字パターンの各
領域について算出する存在範囲算出手段（６）と、該第２のラベル値に基づいて前記面積算出手段（７）に
より算出された該被検査文字パターンの各領域の面積と
該存在範囲算出手段（６）により算出された該存在範囲
とから、前記標準文字パターンの一領域に対応する該被
検査文字パターンの各領域の面積の総和を算出するとと
もに、該総和を前記第１のラベル値に基づいて前記面積
算出手段（７）により算出された前記標準文字パターン
の対応する領域の面積とそれぞれ比較照合して該被検査
文字パターンのパターンの良否を検査する検査手段
（８）とを具備したことを特徴とするパターン検査装
置。
【請求項２】前記存在範囲算出手段（６）は、前記被
検査文字パターンの複数の文字及び／又は図形の各領域
のうち前記標準文字パターンの対応する領域と面積が等
しい２領域の位置を算出し、該２領域の位置に基づい
て、前記標準文字パターンの一領域に対応する前記被検
査文字パターンの各領域の存在範囲を算出することを特
徴とする請求項１記載のパターン検査装置。
【請求項３】前記被検査文字パターンから前記信号生
成手段（３）により生成された二値化画像信号に所定の
演算を行って前記被検査文字パターンの所定距離内にあ
る各領域には前記ラベリング手段（２８）によって同一
のラベル値が付与されるように補正した補正二値化画像
信号を生成し、該補正二値化画像信号を前記ラベリング
手段（２８）に付与するラベル補正手段（２６）を具備
したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のパタ
ーン検査装置。
【請求項４】前記検査手段（８）は、前記存在範囲内
の第２のラベル値に基づいて算出された前記被検査文字
パターンの各領域の面積を所定の順序で、かつ前記標準
文字パターンの対応する領域の面積を越える直前まで加
算して、前記標準文字パターンの一領域に対応する該被
検査文字パターンの各領域の面積の総和を算出すること
を特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の
パターン検査装置。
【請求項５】前記検査手段（８）は前記存在範囲内の
第２のラベル値に基づいて算出された前記被検査文字パ
ターンの各領域の面積を、前記被検査文字パターンの文
字の並び方向に沿って順次加算することを特徴とする請
求項４記載のパターン検査装置。
【請求項６】前記検査手段（８）は前記存在範囲内の
第２のラベル値に基づいて算出された前記被検査文字パ
ターンの各領域の面積を、前記各領域の重心と前記存在
範囲の重心との距離が小さい順に加算することを特徴と
する請求項４記載のパターン検査装置。