JPH065544B2 - 図形認識装置 - Google Patents

図形認識装置

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JPH065544B2
JPH065544B2 JP61126109A JP12610986A JPH065544B2 JP H065544 B2 JPH065544 B2 JP H065544B2 JP 61126109 A JP61126109 A JP 61126109A JP 12610986 A JP12610986 A JP 12610986A JP H065544 B2 JPH065544 B2 JP H065544B2
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秀司 植田
善一 岡橋
一正 奥村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はシルエット画像等で写された図形のコーナ部分
を抽出する図形認識装置に関するものである。
従来の技術 近年、図形認識装置はFA分野などにおいて、検査装
置,部品実装機などに導入されているが、より高精度で
高速処理可能な図形認識装置が要求されている。このよ
うな要求を満足できるものの1つとして、本発明の図形
の輪郭情報に注目して形状認識を行なうものがある。
まず従来のこの認識方式について図面を参照しながら簡
単に説明する。
第2図は図形認識装置を含めた認識システムの構成図で
ある。図中21はカメラなどの画像信号入力部、22は
画像信号入力部21から出力された画像信号を処理して
図形を認識する図形認識装置である。図形認識装置22
は前記の画像信号を適当な閾値で2値化する2値化回路
23と、前記2値化回路23で作成された2値画像より
図形の輪郭情報を抽出する輪郭抽出部24と、前記輪郭
抽出部24で抽出された輪郭情報より図形のコーナ情報
を検出するコーナ検出部25と、前記のコーナ情報に基
づき図形を認識する認識部26から成っている。
次に輪郭抽出部24の動作について第3図を参照しなが
ら説明する。通常の輪郭抽出は第3図のS点31のよう
に図形の輪郭上の1点を検出し、このS点を中心に第3
図の32に示す3×3マスク演算を行ない、次の輪郭点
への方向を示す連結方向を計算し記憶する。次に前記の
連結方向に基づき次の輪郭点の位置を計算し、この新し
い点を中心に前記の3×3マスク演算を行ない連結方向
と次の輪郭点の位置計算を行なう。以下同様の処理を繰
り返し、全輪郭点の連結方向および位置検出を行なう。
次にコーナ検出部25の動作を説明する。輪郭抽出部で
検出された各輪郭点の連結方向に基づいて、隣り合う連
結方向の角度差を求め、第4図のように、横軸41に輪
郭点番号,縦軸42に連結方向の角度差を示す角度差関
数43が極値を取るような輪郭点44をコーナを代表す
る点とする。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のように輪郭点の角度差関数が極値
を取るような輪郭点をコーナ点とする方式では、一般の
コーナに多くみられる曲率半径が大きく、カーブがなめ
らかでないようなコーナに対しては、コーナ部分の輪郭
線の凹凸に影響され、コーナ位置が正しく検出できない
という問題点がある。
本発明は上記問題点に鑑み、コーナ部分に凹凸のノイズ
が存在するような図形に対しても、この凹凸の影響を受
けずに正しいコーナ位置を検出する図形認識装置を提供
するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の図形認識装置は、
画像信号を2値化する手段と、前記画像信号が2値化さ
れた2値画像の中で、注目する図形の輪郭上の1点を検
出する手段と、前記輪郭上の1点を開始点として順次、
輪郭に沿って輪郭点を追跡し、前記図形の全輪郭点の座
標を求める手段と、前記輪郭点座標列に基づいて、輪郭
線の方向を表わす方向関数を求める手段と、前記方向関
数に基づいて、輪郭線の方向の差分を表わす差分関数を
求める手段と、前記差分関数の値が0以外のところをコ
ーナ部として検出する手段と、前記差分関数においてコ
ーナ部として検出された各領域ごとの総和をとり、各コ
ーナ部の角度を求める手段と、前記各コーナ部におい
て、各領域の面積を2等分するに相当する輪郭点をコー
ナ部の代表点として検出する手段とを備えたものであ
る。
作 用 本発明は上記した構成によって図形の輪郭線の各輪郭点
上の傾きの変化を計算し、その変化が大きな個所や連続
して変化している個所をコーナ部分として認識し、輪郭
線の傾きが変化し始めてから変化し終るまでの輪郭線の
傾き変化を累計することにより、コーナの角度を計算す
る。次に前述のコーナ部の始点と終点の間の輪郭点で、
前述で得たコーナ角度を2等分する輪郭点を計算により
求め、その輪郭点をコーナ代表点として認識する。この
ような処理により、コーナ部の輪郭線上にある小さなノ
イズで特に位置認識に影響を与えるコーナ周辺のノイズ
の影響を少なくすることができるため、コーナ点の位置
決め精度が向上する。
実 施 例 以下本発明の1実施例の図形認識装置について図面を参
照しながら説明する。
第1図は本発明の第1の実施例における図形認識装置の
全体構成を示すものである。第1図において11は認識
対象物、12は照明装置、13はカメラ、14は図形認
識装置、15は2値化回路、16は2値画フレームメモ
リー、17はワークメモリー、18は演算回路、19は
輪郭点検出テーブルである。第5図はコーナ検出処理の
フロー図である。同図において51は輪郭点角度差関数
を求める処理、52はコーナ位置を決定する処理、53
は輪郭点角度計算処理、54は輪郭点角度差計算処理、
55は輪郭点角度差平均計算処理、56はコーナ部検出
処理、57はコーナ位置決定処理である。以上のように
構成された図形認識装置についてその動作を説明する。
第1図において認識されるべき対象物11が透過照明装
置12により照明され、その映像がCCDカメラ13に
よって映像信号に変換されている。CCDカメラ13の
出力映像信号は図形認識装置14に入力される。図形認
識装置14に入った映像信号は2値化回路15で2値化
映像信号に変換された後フレームメモリ16に記録され
る。次にフレームメモリ16に記録された2値画像デー
タを基に演算回路18が、輪郭点検出テーブル19を参
照しつつ図形の輪郭点データをワークメモリ17上にテ
ーブルの形で記憶する。ワークメモリ17上の輪郭点デ
ータテーブルを基に演算回路18は後述する手順により
コーナ抽出処理を行ない、抽出されたコーナ情報を基に
図形の認識を行なう。
次にコーナ抽出処理の内容について詳しく説明する。
コーナ抽出処理は大別して輪郭データより輪郭線の曲が
り方を表現する輪郭点角度差関数を求める処理51と、
輪郭点角度差関数よりコーナ位置を決定する処理52に
分けられる。前者の輪郭点の角度差を求める処理(第5
図中51)では、第6図に示すように、輪郭上の1点S
を開始点として、Sから輪郭点数がM(第5図では
M=5)離れた点Eに向かう線分Vが水平と成す角
度θを、S,E2点の座標値より算出する。次に
前記のSからN(第5図ではN=10)離れた輪郭点
より、Sから輪郭点数がM離れた点Eに向かう
線分Vと水平との成す角度θを計算する。以下同様
にして全輪郭点において輪郭点角度差列θの計算を行
なう(輪郭点角度計算処理53)。
次に輪郭点角度差列を用いて隣り合う輪郭点角度θ
θi+1の差(輪郭点角度差)▲θ ▼を全ての輪郭
点角度列に対して算出する(輪郭点角度差計算処理5
4)、最後に本実施例では輪郭点角度差列を用いて、輪
郭点角度差▲θ ▼の前後L点(θ′1-L/2,θ′1-L/
2+1…θ′i+1…θ′1+L/2-1,θ′1+L/2)の平均角度差
▲θ ▼を算出し(輪郭点角度差平均計算処理5
5)。この輪郭点角度差平均列を輪郭点角度関数とす
る。
次に前述で計算された輪郭点角度差平均列 を用いてコーナ抽出を行なう処理について述べる。第7
図は対象物に対して輪郭点角度差平均列 を求め輪郭点の番号PNを横軸にグラフ化したものであ
る。第7図において、輪郭点角度差平均 が零の個所は輪郭線の角度変化がない直線部を表わし、
零ではない個所は輪郭線が曲がったコーナ部であること
を表わしている。従って輪郭点角度差平均 が零の部分に挟まれた個所はコーナ部であり、前記輪郭
点角度差平均 の各コーナ部での合計 (第8図では斜線部の面積)は、コーナ部で輪郭線が何
度曲がっているかを示しているので、 があるしきし値を越えるコーナを検出することによりコ
ーナ部を抽出することができる(コーナ部検出処理5
6)。
本実施例では、対象図形の直線部分に存在するノイズを
除去しコーナ部と直線部を分離しやすくするために前記
の輪郭点角度差平均化列を求める時用いたパラメータ
M,N,Lの値より決まる値Pを算出し、輪郭点角度平
均化列 の内、絶対値がPより小さい は零に近似した後、前述のコーナ部検出処理56を行な
う(第7図ではB点がこの処理により除去されてい
る)。さらに、対象図形のコーナ部分に存在するノイズ
を除去し、コーナ部の検出精度を向上させるため、極め
て短かい直線は除去して、特に、大きな曲率半径を持っ
たコーナ部分にノイズが存在するために本来1つのコー
ナが2つのコーナとして認識されるといった誤検出を防
止している。第7図中ではEのコーナがノイズにより2
つのコーナとして認識されているが、(グラフ1)前述
の処理により1つのコーナとして検出されている(グラ
フ2)。
次に前述のコーナ部検出処置56で得られたコーナ情報
よりコーナ点を決定する処理について第8図を参照しな
がら説明する。前述のコーナ部検出処理56でコーナ部
を形成する輪郭線の始点ST81と終点ED82および
コーナ角度(第8図中2つの斜線部の面積の和)が得ら
れているので、輪郭点の始点ST81から順次終点ED
82に向かって、前記コーナ角度から輪郭点角度差平均 の値を減じ、その値がコーナ角度の1/2より小さくなる
時の輪郭点番号CPをコーナの代表点としてテーブル上
に記録する(コーナ位置決定処理57)。
前述の処理によりコーナの代表点は、そのコーナの角度
を2等分する点となりコーナ部分の輪郭線の凹凸には影
響されにくく安定したコーナ検出を行なうことができ
る。
以上のように本実施例によれば、一連の処理をソフトウ
エアで実現する構成とすることで、比較的簡単なハード
ウエア構成で実現でき、ソフトウエアの柔軟性を利用し
て、小さなコーナの除去や短かい直線の除去など種々の
ノイズ対策を行ない、コーナ検出の位置精度の向上,誤
検出の発生確率の減少を計ることができた。
発明の効果 以上のように本発明は、画像信号を2値化する手段と、
前記画像信号が2値化された2値画像の中で、注目する
図形の輪郭上の1点を検出する手段と、前記輪郭上の1
点を開始点として順次、輪郭に沿って輪郭点を追跡し、
前記図形の全輪郭点の座標を求める手段と、前記輪郭点
座標列に基づいて、輪郭線の方向を表わす方向関数を求
める手段と、前記方向関数に基づいて、輪郭線の方向の
差分を表わす差分関数を求める手段と、前記差分関数の
値が0以外のところをコーナ部として検出する手段と、
前記差分関数においてコーナ部として検出された各領域
ごとの総和をとり、各コーナ部の角度を求める手段と、
前記各コーナ部において、各領域の面積を2等分するに
相当する輪郭点をコーナ部の代表点として検出する手段
とを備えたことにより、図形の輪郭線上のノイズの影響
を受けずにコーナ位置を精度よく検出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における図形認識装置の
全体構成図、第2図は従来例の図形認識システムの全体
構成図、第3図は従来例の輪郭点抽出方法の説明図、第
4図は従来例のコーナ検出方法の説明図、第5図は本発
明の第1の実施例におけるコーナ検出処理のフローチャ
ート図、第6図は第1の実施例における輪郭点角度計算
方法の説明図、第7図及び第8図は本発明の第1の実施
例におけるコーナ検出処理の説明図である。 15……2値化回路、16……2値画フレームメモリ、
17……ワークメモリ、18……演算回路、19……輪
郭点検出テーブル、51……輪郭点角度差関数を求める
処理、52……コーナ位置を決定する処理、53……輪
郭点角度計算処理、54……輪郭点角度差計算処理、5
5……輪郭点角度差平均計算処理、56……コーナ部検
出処理、57……コーナ位置決定処理。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 正通 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−121564(JP,A) 特開 昭59−201180(JP,A) 特開 昭57−182877(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像信号を2値化する手段と、 前記画像信号が2値化された2値画像の中で注目する図
    形の輪郭上の1点を検出する手段と、 前記輪郭上の1点を開始点として順次、輪郭に沿って輪
    郭点を追跡し、前記図形の全輪郭点の座標を求める手段
    と、 前記輪郭点座標列に基づいて、輪郭線の方法を表わす方
    向関数を求める手段と、 前記方向関数に基づいて、輪郭線の方向の差分を表わす
    差分関数を求める手段と、 前記差分関数の値が0以外のところをコーナ部として検
    出する手段と、 前記差分関数においてコーナ部として検出された各領域
    ごとの総和をとり、各コーナ部の角度を求める手段と、 前記各コーナ部において、各領域の面積を2等分するに
    相当する輪郭点をコーナ部の代表点として検出する手段
    とを備えたことを特徴とする図形認識装置。
JP61126109A 1986-05-30 1986-05-30 図形認識装置 Expired - Lifetime JPH065544B2 (ja)

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JPS62282379A JPS62282379A (ja) 1987-12-08
JPH065544B2 true JPH065544B2 (ja) 1994-01-19

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2648882B2 (ja) * 1990-02-01 1997-09-03 川崎重工業株式会社 輪郭線の直線部検出方法
JP2897439B2 (ja) * 1991-02-25 1999-05-31 松下電工株式会社 コーナ位置検出方法
JP2010092426A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Canon Inc 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム

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