JPH07121713A - Pattern recognition method - Google Patents

Pattern recognition method

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JPH07121713A
JPH07121713A JP5263274A JP26327493A JPH07121713A JP H07121713 A JPH07121713 A JP H07121713A JP 5263274 A JP5263274 A JP 5263274A JP 26327493 A JP26327493 A JP 26327493A JP H07121713 A JPH07121713 A JP H07121713A
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JP
Japan
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image
histogram
identification target
extracted
pattern recognition
Prior art date
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Pending
Application number
JP5263274A
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Japanese (ja)
Inventor
Kohei Nishikawa
晃平 西川
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Priority to JP5263274A priority Critical patent/JPH07121713A/en
Publication of JPH07121713A publication Critical patent/JPH07121713A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the recognition method capable of a recognition corresponding to the size change of an object in an image by extracting the direction component of an outline element from the outline of a detected image extracted from an image picked up with the image of the discriminating object, and preparing a normalized histogram from the distribution of relative frequency for each direction component. CONSTITUTION:When the work image of a reference work is inputted from an image input device 2, the outline of that work is extracted by an image processing part 3. The image processing part 3 displays the external size and hole or the like of the reference work as drawings shown by the outline by performing smoothing processing, differential processing and binarizing processing. This drawing is transformed into a chain code for each positioning candidate section such as a corner part or a hole by a chain code transformation part 4, and the normalized histogram is prepared from the chain code by a normalized histogram preparation part 5. Concerning the normalized histogram, normalization is performed by taking the direction exponent of the chain code on an abscissa and the relative frequency of the direction component of the chain code expressing the drawing on an ordinate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,形状識別による目的物
の検出等を対象物を撮像した画像から行うパターン認識
方法に関し,例えば産業用ロボットによる作業対象物の
位置決め点の認識等に用いられるパターン認識方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern recognition method for detecting an object by shape recognition from an image of the object, and is used, for example, in recognizing a positioning point of a work object by an industrial robot. Regarding a pattern recognition method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,上記パターン認識方法として採用
される手法は,2つに大別できる。1つはブロッブ解析
と呼ばれる手法で,画像から対象部分を切り出し,その
部分(ブロッブ)の幾何学的特徴量(面積,重心の位
置,周長,モーメント,穴の数等)を求め,ブロッブの
特徴量を予め求められたモデルの特徴量と比較すること
により,対象ブロッブが何であるかを判断するものであ
る。いま1つの手法は,パターンマッチング又はテンプ
レートマッチングと呼ばれる手法で,穴等の特徴部分の
画像をモデル(テンプレート)として記憶させておき,
入力された画像の中から上記モデルと一致する部分を探
すことにより,対象の認識,あるいは対象の位置の検出
を行うものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, the methods adopted as the above pattern recognition methods can be roughly classified into two. One is a technique called blob analysis, which cuts out the target part from the image and finds the geometrical features of that part (blob) (area, center of gravity position, circumference, moment, number of holes, etc.) By comparing the feature amount with the feature amount of the model obtained in advance, it is possible to determine what the target blob is. Another method is a method called pattern matching or template matching, in which the images of the characteristic parts such as holes are stored as a model (template),
The object is recognized or the position of the object is detected by searching the input image for a part that matches the model.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記従
来の手法では,画像内での対象物の大きさが変化するよ
うな場合,即ち,撮像装置と対象物との距離が変わるよ
うな場合には,画像中での対象物の大きさが変わるた
め,対象物の認識ができない場合が生じる問題点があっ
た。例えば産業用ロボットに搭載した視覚センサで対象
物を撮像してその位置決めを行うような場合に,視覚セ
ンサと対象物の相対距離が変化したため画像の大きさが
変わるような場合である。本発明は,画像中の対象物の
大きさの変化に対応して認識を可能にすると共に,画像
中の対象物の回転あるいは部分欠損にも対応できるパタ
ーン認識方法を提供することを目的とする。
However, in the above-mentioned conventional method, when the size of the object in the image changes, that is, when the distance between the imaging device and the object changes. However, there is a problem that the object may not be recognized because the size of the object in the image changes. For example, when an image of an object is picked up and positioned by a visual sensor mounted on an industrial robot, the size of the image changes because the relative distance between the visual sensor and the object changes. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pattern recognition method capable of recognizing a change in the size of an object in an image and also capable of coping with rotation or partial loss of the object in the image. .

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する第1の方法は,識別対象画像を含む
画像から抽出した検出画像の特徴量を予め抽出された識
別目的物の画像の特徴量に照合して,上記識別目的物を
認識するパターン認識方法において,上記検出画像の輪
郭線を所定ピッチで分解し,分解された各輪郭線要素の
方向成分を抽出し,上記方向成分毎の出現頻度を演算し
て,該出現頻度を全輪郭要素数で除算して輪郭線要素の
正規化ヒストグラムを作成すると共に,該検出画像の輪
郭線要素の正規化ヒストグラムと予め得られた輪郭線要
素の正規化ヒストグラムとを比較して,識別目的物を認
識することを特徴とするパターン認識方法である。又,
上記識別目的物の認識は,該識別目的物画像の正規化ヒ
ストグラムを教師データとして学習させたニューラルネ
ットワークを用いて行うことができる。
In order to achieve the above object, a first method adopted by the present invention is an identification target object in which a feature amount of a detection image extracted from an image including an identification target image is extracted in advance. In the pattern recognition method for recognizing the identification object by comparing with the feature quantity of the image, the contour line of the detected image is decomposed at a predetermined pitch, and the direction component of each decomposed contour line element is extracted to determine the direction. The appearance frequency of each component is calculated, and the appearance frequency is divided by the total number of contour elements to create a normalized histogram of contour elements, and a normalized histogram of contour elements of the detected image is obtained in advance. This is a pattern recognition method characterized by recognizing an identification target object by comparing with a normalized histogram of contour line elements. or,
The recognition of the identification target object can be performed using a neural network in which a normalized histogram of the identification target object image is learned as teacher data.

【0005】更に,本発明が採用する第2の方法は,識
別対象画像を含む画像から抽出した検出画像の特徴量を
予め抽出された識別目的物の画像の特徴量に照合して,
上記識別目的物を認識するパターン認識方法において,
上記検出画像の輪郭線を所定ピッチで分解し,分解され
た各輪郭線要素の方向成分を抽出し,上記方向成分毎の
出現頻度を演算して,該出現頻度を全輪郭要素数で除算
して輪郭線要素の正規化ヒストグラムを作成すると共
に,上記正規化ヒストグラムを所定角度で回転変換させ
た回転変換ヒストグラムを作成し,該検出画像の輪郭線
要素の上記回転変換ヒストグラムと予め得られた輪郭線
要素の正規化ヒストグラム及び回転変換ヒストグラムと
を比較して,識別目的物を認識することを特徴とするパ
ターン認識方法である。又,上記識別目的物の認識は,
該識別目的物画像の回転ヒストグラムを教師データとし
て学習させたニューラルネットワークを用いて行うこと
ができる。
Further, the second method adopted by the present invention is to compare the feature amount of the detected image extracted from the image including the image to be identified with the feature amount of the image of the identification target object extracted in advance,
In the pattern recognition method for recognizing the identification object,
The contour line of the detected image is decomposed at a predetermined pitch, the direction component of each decomposed contour line element is extracted, the appearance frequency for each direction component is calculated, and the appearance frequency is divided by the total number of contour elements. Create a normalization histogram of the contour line elements and a rotation conversion histogram obtained by rotating and converting the normalization histogram at a predetermined angle. The rotation conversion histogram of the contour line elements of the detected image and the contour obtained in advance. This is a pattern recognition method characterized by recognizing an identification object by comparing a normalized histogram of line elements and a rotation conversion histogram. In addition, the recognition of the identification target object,
This can be performed by using a neural network trained with the rotation histogram of the identification object image as teacher data.

【0006】[0006]

【作用】本発明の第1の方法によるパターン認識のため
の画像処理では,まず,識別対象物を撮像した画像から
抽出した検出画像の輪郭線を所定ピッチで分解した輪郭
線要素の方向成分が抽出される。上記輪郭線要素は,例
えば画像の輪郭線画素列として検出できるので,各画素
が輪郭線を形成する方向成分を抽出したチェーンコード
として輪郭線を表現することができる。このチェーンコ
ードを予め抽出された識別目的物のチェーンコードと比
較することにより,検出画像が識別目的物であるか否か
が認識できる。本発明では識別対象物の画像中の大きさ
が変化する場合に対処するために,上記チェーンコード
の方向成分毎の出現頻度の分布から正規化ヒストグラム
が作成される。この正規化ヒストグラムは上記検出画像
の輪郭線形状に対応しているので,検出画像の輪郭線の
大きさが変化しても形状特徴の認識が可能となる。更に
上記識別目的物の認識は,ニューラルネットワークを用
いて行うことができ,輪郭線の部分欠損等にも対応させ
ることができる。請求項1及び2がこれに該当する。
又,本発明の第2の方法では,上記第1の方法による処
理に加え,作成された正規化ヒストグラムを所定角度ピ
ッチで回転させた回転変換ヒストグラムが作成される。
この処理により輪郭線の上記チェーンコード表現の図形
回転に対する優れた対応性を利用して,検出画像中の輪
郭線が回転変化している場合にも対応させることができ
る。この回転変換ヒストグラムは,ニューラルネットワ
ークを学習させる教師データとすることができる。請求
項3及び4がこれに該当する。
In the image processing for pattern recognition according to the first method of the present invention, first, the direction component of the contour line element obtained by decomposing the contour line of the detected image extracted from the image of the identification object at a predetermined pitch is determined. To be extracted. The contour line element can be detected, for example, as a contour line pixel string of an image, and thus the contour line can be expressed as a chain code in which a direction component in which each pixel forms a contour line is extracted. By comparing this chain code with the previously extracted chain code of the identification object, it is possible to recognize whether or not the detected image is the identification object. In the present invention, in order to deal with the case where the size of the image of the identification target changes, a normalized histogram is created from the distribution of the appearance frequency for each direction component of the chain code. Since this normalized histogram corresponds to the contour line shape of the detected image, the shape feature can be recognized even if the size of the contour line of the detected image changes. Further, the recognition of the identification target object can be performed by using a neural network, and it is possible to deal with a partial defect of the contour line. Claims 1 and 2 correspond to this.
In addition, in the second method of the present invention, in addition to the processing by the first method, a rotation conversion histogram in which the created normalized histogram is rotated at a predetermined angle pitch is created.
By this processing, it is possible to cope with the case where the contour line in the detected image is rotationally changed by utilizing the excellent correspondence of the contour line to the graphic rotation of the chain code expression. This rotation conversion histogram can be used as teacher data for learning the neural network. Claims 3 and 4 correspond to this.

【0007】[0007]

【実施例】続いて添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって,本発明
の技術的範囲を限定するものではない。ここに,図1は
本発明に係るパターン認識方法の手順を示すフローチャ
ート,図2は実施例に係るパターン認識方法を実行する
ための構成を示すブロック図,図3は実施例構成におけ
る画像処理部により対象物の輪郭線を抽出する手順を示
すブロック図,図4は輪郭線をチェーンコード変換する
チェーンコード表現の説明図,図5はチェーンコードを
正規化ヒストグラムとして作成した例を示すグラフ表示
である。本実施例では,産業用ロボットの視覚センサと
なるTVカメラによって撮像されたワーク画像から,該
ワークに存在する位置決め点を識別するパターン認識の
例を示す。以下,本実施例に係るパターン認識の処理手
順を図1に示すフローチャートに従って説明する。又,
各処理ステップ(S1,S2…)における処理動作は,
各構成図,説明図を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. The following embodiments are examples of embodying the present invention and do not limit the technical scope of the present invention. Here, FIG. 1 is a flowchart showing the procedure of the pattern recognition method according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration for executing the pattern recognition method according to the embodiment, and FIG. 3 is an image processing unit in the configuration of the embodiment. Fig. 4 is a block diagram showing the procedure for extracting the contour line of the object by Fig. 4, Fig. 4 is an explanatory diagram of the chain code expression for converting the contour line into the chain code, and Fig. 5 is a graph display showing an example of creating the chain code as a normalized histogram. is there. In the present embodiment, an example of pattern recognition for identifying a positioning point existing on a work from a work image picked up by a TV camera serving as a visual sensor of an industrial robot will be shown. The procedure of pattern recognition processing according to this embodiment will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. or,
The processing operation in each processing step (S1, S2 ...)
Description will be made with reference to each configuration diagram and explanatory diagram.

【0008】本実施例に係るパターン認識方法を実行す
るためのパターン認識装置1は,図2に示すように,選
択スイッチ12b,12cを切り換えることによって,
予め位置決め点とする部位(識別目的物)の特徴データ
をニューラルネットワークにより構成されたパターン認
識部6に学習させる準備状態と,上記視覚センサを構成
する画像入力装置2から入力されるワークの撮像画像か
ら抽出した検出画像の特徴量を上記ニューラルネットワ
ークにより識別させる認識状態とを選択できるように構
成されている。まず,パターン認識のための準備のため
の学習処理から説明する。選択スイッチ12a〜12c
はB側に切り換えられた状態とする。この準備のための
処理は,図1(a)に示すフローを参照して説明する。
画像入力装置2から基準となるワークのワーク画像が入
力されると(S1),画像処理部3によってワークの輪
郭線が抽出される(S2)。該画像処理部3は,図3に
示すように平滑化処理,微分処理,二値化処理を行うこ
とによって基準ワークの外形,穴等を輪郭線で示す線図
形として表示する。この抽出された線図形は,コーナー
部分,穴等の位置決め候補部位毎にチェーンコード変換
部4でチェーンコードに変換される(S3)。上記チェ
ーンコードは,輪郭線を所定ピッチで分割して,分割さ
れた各輪郭線要素の方向成分を抽出するもので,輪郭線
画像を形成する画素を輪郭線要素として,各画素の隣接
間の方向指数に従って鎖状につないだ方向指数系列で示
すことができる。例えば,図4(b)に示すような線図
形は,図4(a)に示す45度分割された方向指数0〜
7で表現すると,11117771113311のチェ
ーンコードに変換できる。このチェーンコードに,その
線図形の開始点座標値を組み合わせて記憶させておく
と,線図形を形成する全ての画素の座標値を記憶させる
よりも少ない記憶容量で線図形を記憶することができ
る。
The pattern recognizing apparatus 1 for executing the pattern recognizing method according to the present embodiment, by switching the selection switches 12b and 12c as shown in FIG.
A preparation state in which the pattern recognition unit 6 configured by a neural network learns the feature data of the part (identification target) to be a positioning point in advance, and a captured image of the work input from the image input device 2 configuring the visual sensor. The recognition state in which the feature amount of the detected image extracted from is identified by the neural network can be selected. First, the learning process for preparation for pattern recognition will be described. Selection switches 12a-12c
Is switched to the B side. The processing for this preparation will be described with reference to the flow shown in FIG.
When a reference work image is input from the image input device 2 (S1), the contour line of the work is extracted by the image processing unit 3 (S2). As shown in FIG. 3, the image processing unit 3 performs smoothing processing, differentiation processing, and binarization processing to display the outer shape, holes, etc. of the reference work as a line figure indicated by contour lines. The extracted line figure is converted into a chain code by the chain code conversion unit 4 for each positioning candidate site such as a corner portion and a hole (S3). The chain code divides the contour line at a predetermined pitch and extracts the direction component of each of the divided contour line elements. The pixels forming the contour line image are used as contour line elements, and the pixels between adjacent pixels are It can be shown as a series of directional indices linked according to the directional index. For example, the line figure as shown in FIG. 4B has a direction index 0 to 45 degrees divided as shown in FIG.
When expressed by 7, it can be converted into a chain code of 111177711133311. If this chain code is stored in combination with the starting point coordinate values of the line figure, the line figure can be stored with a storage capacity smaller than that of storing the coordinate values of all the pixels forming the line figure. .

【0009】次いで,上記チェーンコードから正規化ヒ
ストグラム作成部5で正規化ヒストグラムが作成される
(S4)。正規化ヒストグラムは,図5に示すように,
横軸にチェーンコードの方向指数,縦軸に線図形を表現
するチェーンコード方向指数の出現頻度をとり正規化を
施したものである。この処理により,入力画像の大きさ
が変化した場合にチェーンコードのヒストグラムが変化
することが防止できる。具体的には,輪郭線を形成する
画素数で各チェーンコード方向指数の出現頻度を除算す
る処理がなされる。上記S1〜S4の処理により,入力
された基準ワーク画像から抽出された輪郭線のチェーン
コードとその正規化ヒストグラムが作成されるので,そ
れぞれがチェーンコード記憶部7及び正規化ヒストグラ
ム記憶部8に記憶される。次に,ディスプレイターミナ
ル9に基準ワークの位置決め点とする候補部位の線図形
を順次表示させ,オペレータによって位置決め点(識別
目的)とする部位が指定される(S5)。ここで指定さ
れた部位の正規化ヒストグラムはパターン特徴学習処理
部10に入力され,入力画像が回転している場合に対応
させる回転変換ヒストグラムが作成される(S6)。即
ち,線図形のチェーンコード表現の回転に対する優れた
特徴を利用して,所定角度ピッチで線図形を回転させた
正規化ヒストグラムのデータを作成しておくと,識別対
象物を撮像したときの対象物位置に回転がある場合にも
対応させることができる。上記正規化ヒストグラムの回
転変換ヒストグラムは,先に図4(a)に示した45度
分割の方向指数の場合,正規化ヒストグラムの各方向指
数出現頻度を半時計回りの回転角度に対応する方向指数
に並び変えることによって作成できる。
Then, a normalized histogram is created by the normalized histogram creating unit 5 from the chain code (S4). The normalized histogram is, as shown in FIG.
The horizontal axis is the direction index of the chain code, and the vertical axis is the frequency of appearance of the chain code direction index that expresses the line figure, and is normalized. By this processing, it is possible to prevent the histogram of the chain code from changing when the size of the input image changes. Specifically, the frequency of appearance of each chain code direction index is divided by the number of pixels forming the contour line. By the processes of S1 to S4, the chain code of the contour line extracted from the input reference work image and its normalized histogram are created, so that each is stored in the chain code storage unit 7 and the normalized histogram storage unit 8. To be done. Next, the line graphics of the candidate parts to be the positioning points of the reference work are sequentially displayed on the display terminal 9, and the part to be the positioning points (identification purpose) is designated by the operator (S5). The normalized histogram of the part specified here is input to the pattern feature learning processing unit 10, and a rotation conversion histogram corresponding to the case where the input image is rotated is created (S6). In other words, by using the excellent feature of the rotation of the chain code representation of the line figure, if the data of the normalized histogram in which the line figure is rotated at a predetermined angle pitch is created, the target when the identification target is imaged is created. It is possible to deal with the case where there is rotation in the object position. In the rotation conversion histogram of the normalized histogram, in the case of the 45-degree division direction index shown in FIG. 4A, each direction index appearance frequency of the normalized histogram corresponds to the direction index corresponding to the counterclockwise rotation angle. Can be created by rearranging to.

【0010】そこで,ディスプレイターミナル9に位置
決め点の候補部位として抽出された各部位の線図形が順
次表示される中から,オペレータが位置決め点とする部
位を指定すると,それぞれの部位毎に作成されている正
規化ヒストグラムについて回転ヒストグラムがパターン
特徴学習処理部10で作成される。上記パターン特徴学
習処理部10は,上記正規化ヒストグラム及び該正規化
ヒストグラムを回転させた回転変換ヒストグラムを教師
データとして,ニューラルネットワークにより構成され
るパターン認識部6をバックプロパゲーションの手法で
学習させる(S7)。この学習により得られる各ニュー
ロンの重み係数はパターン特徴記憶部11に記憶される
(S8)。以上の処理により,基準ワーク上に位置決め
点とする部位が設定され,この部位の特徴量が記憶され
る。位置決め点を他の部位に変更する,例えば,ロボッ
トによる作業位置を変更するような場合,上記オペレー
タによる指定を所望の部位に変更すると,その指定部位
について上記の処理によって特徴量が記憶される。
Therefore, when the operator designates the position to be the positioning point from among the line graphics of the respective parts extracted as the candidate parts for the positioning point being sequentially displayed on the display terminal 9, it is created for each part. A rotation histogram is created by the pattern feature learning processing unit 10 for the normalized histogram. The pattern feature learning processing unit 10 trains the pattern recognition unit 6 configured by a neural network by a back propagation method using the normalized histogram and the rotation conversion histogram obtained by rotating the normalized histogram as teacher data ( S7). The weighting factor of each neuron obtained by this learning is stored in the pattern feature storage unit 11 (S8). By the above processing, the part to be the positioning point is set on the reference work, and the feature amount of this part is stored. When the positioning point is changed to another part, for example, when the work position by the robot is changed, when the designation by the operator is changed to a desired part, the feature amount is stored for the designated part by the above processing.

【0011】次に,測定対象ワークについての認識処理
について説明する。選択スイッチ12a,12b,12
cをA側に切り換えると,入力された測定ワーク画像か
ら上記処理により記憶された指定部位を認識させる処理
がなされる。この認識のための処理手順は図1(b)の
フローを参照して説明する。図1(b)において,画像
入力(S9)から正規化ヒストグラム作成(S12)ま
での処理は,先のS1〜S4の処理と同様になされる。
作成された正規化ヒストグラムはパターン認識部6に入
力される(S13)。パターン認識部6を構成するニュ
ーラルネットワークには,パターン特徴記憶部11に記
憶された位置決め点の特徴量として作成されたニューラ
ルネットワークの重み係数がロードされるので(S1
4),パターン認識部6は入力画像のから先に指定され
ている位置決め点を選びだすことができる(S15)。
上記認識処理において,カメラと測定ワークとの距離が
変化して入力画像中のワークの大きさが変化した場合に
も,輪郭線のチェーンコードが正規化ヒストグラムに変
換されているので,大きさの変化に対応して正確な認識
動作が実施される。又,入力画像中の測定ワーク位置に
回転が生じている場合でも,回転角度毎の回転変換ヒス
トグラムで重み係数が記憶されているので,ワーク位置
の回転にも対応する。更に,形状認識にニューラルネッ
トワークを使用しているので,画像中の検出部位に欠け
が生じている場合にも認識が可能となる。以上に示した
実施例では,ワーク上に設定された位置決め点を認識す
る方法を示したが,同様の処理により複数の物体から所
望の目的物体を認識する場合にも適用することができ
る。
Next, the recognition process for the work to be measured will be described. Selection switches 12a, 12b, 12
When c is switched to the A side, processing for recognizing the designated portion stored by the above processing is performed from the input measurement work image. The processing procedure for this recognition will be described with reference to the flow of FIG. In FIG. 1B, the processing from image input (S9) to normalization histogram creation (S12) is performed in the same manner as the above-described processing of S1 to S4.
The created normalized histogram is input to the pattern recognition unit 6 (S13). Since the neural network constituting the pattern recognition unit 6 is loaded with the weighting factor of the neural network created as the feature amount of the positioning point stored in the pattern feature storage unit 11 (S1
4), the pattern recognition unit 6 can select the previously specified positioning point from the input image (S15).
In the above recognition processing, even when the distance between the camera and the measurement work changes and the size of the work in the input image changes, the chain code of the contour line is also converted into the normalized histogram. Accurate recognition operation is performed corresponding to the change. Further, even when the measured work position in the input image is rotated, since the weighting coefficient is stored in the rotation conversion histogram for each rotation angle, the work position can be rotated. Furthermore, since a neural network is used for shape recognition, it is possible to recognize even when a detection portion in the image is missing. In the embodiment described above, the method of recognizing the positioning point set on the work has been described, but the same processing can be applied to the case of recognizing a desired target object from a plurality of objects.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明は以上の説明の通り,識別対象物
を撮像した画像から抽出した検出画像の輪郭線から輪郭
線要素の方向成分を抽出し,方向成分毎の出現頻度の分
布から正規化ヒストグラムが作成される。この正規化ヒ
ストグラムは上記検出画像の輪郭線形状に対応している
ので,検出画像の輪郭線の大きさが変化しても形状特徴
の認識が可能となる。この識別目的物の認識は,ニュー
ラルネットワークを用いて行うことができる。この認識
方法により,画像中の識別対称物の大きさが変化した場
合にも認識が可能となり,輪郭線の部分欠損等にも対応
させることができる。請求項1及び2がこれに該当す
る。更に,上記方法による処理に加え,作成された正規
化ヒストグラムを所定角度ピッチで回転させた回転変換
ヒストグラムを作成することにより,検出画像中の輪郭
線が回転変化している場合にも対応させることができ
る。この回転変換ヒストグラムは,ニューラルネットワ
ークを学習させる教師データとすることができるので,
検出画像の輪郭線の大きさの変化及び回転がある場合に
も形状特徴の認識が可能となる。請求項3及び4がこれ
に該当する。
As described above, the present invention extracts the direction component of the contour line element from the contour line of the detected image extracted from the image of the object to be identified, and normalizes it from the distribution of the appearance frequency for each direction component. Generalized histogram is created. Since this normalized histogram corresponds to the contour line shape of the detected image, the shape feature can be recognized even if the size of the contour line of the detected image changes. The recognition of the identification target object can be performed using a neural network. With this recognition method, it is possible to recognize even when the size of the identification symmetrical object in the image is changed, and it is possible to deal with a partial defect of the contour line or the like. Claims 1 and 2 correspond to this. Furthermore, in addition to the processing by the above method, by creating a rotation conversion histogram in which the created normalized histogram is rotated at a predetermined angle pitch, it is possible to cope with the case where the contour line in the detected image is rotated and changed. You can Since this rotation conversion histogram can be used as teacher data for learning the neural network,
The shape feature can be recognized even when there is a change in the size of the contour line of the detected image and rotation. Claims 3 and 4 correspond to this.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係るパターン認識方法の処理手順を
認識準備(a)と認識(b)とで示すフローチャート。
FIG. 1 is a flow chart showing a processing procedure of a pattern recognition method according to the present invention with recognition preparation (a) and recognition (b).

【図2】 実施例パターン認識方法を実行する認識装置
の実施例ブロック図。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of a recognition apparatus that executes an embodiment pattern recognition method.

【図3】 画像処理部における処理手順を示すフローチ
ャート。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in the image processing unit.

【図4】 チェーンコードを説明する方向指数(a)と
コード化図形の例(b)とを示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a direction index (a) for explaining a chain code and an example (b) of a coded figure.

【図5】 正規化ヒストグラムの作成例を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing an example of creating a normalized histogram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…パターン認識装置 2…画像入力装置 4…チェーンコード変換部 5…正規化ヒストグラム作成部 6…パターン認識部 7…チェーンコード記憶部 8…正規化ヒストグラム記憶部 10…パターン特徴学習処理部 11…パターン特徴記憶部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pattern recognition device 2 ... Image input device 4 ... Chain code conversion unit 5 ... Normalized histogram creation unit 6 ... Pattern recognition unit 7 ... Chain code storage unit 8 ... Normalized histogram storage unit 10 ... Pattern feature learning processing unit 11 ... Pattern feature storage

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 識別対象画像を含む画像から抽出した検
出画像の特徴量を予め抽出された識別目的物の画像の特
徴量に照合して,上記識別目的物を認識するパターン認
識方法において,上記検出画像の輪郭線を所定ピッチで
分解し,分解された各輪郭線要素の方向成分を抽出し,
上記方向成分毎の出現頻度を演算して,該出現頻度を全
輪郭要素数で除算して輪郭線要素の正規化ヒストグラム
を作成すると共に,該検出画像の輪郭線要素の正規化ヒ
ストグラムと予め得られた識別目的物の輪郭線要素の正
規化ヒストグラムとを比較して,識別目的物を認識する
ことを特徴とするパターン認識方法。
1. A pattern recognition method for recognizing an identification target object by collating a feature quantity of a detected image extracted from an image including an identification target image with a feature quantity of an image of an identification target object extracted in advance, The contour line of the detected image is decomposed at a predetermined pitch, and the direction component of each decomposed contour line element is extracted.
The appearance frequency of each direction component is calculated, and the appearance frequency is divided by the total number of contour elements to create a normalized histogram of contour elements, and a normalized histogram of contour elements of the detected image is obtained in advance. A pattern recognition method characterized by recognizing an identification target by comparing it with a normalized histogram of contour elements of the identification target.
【請求項2】 上記識別目的物の認識を該識別目的物画
像の正規化ヒストグラムを教師データとして学習させた
ニューラルネットワークを用いて行う請求項1記載のパ
ターン認識方法。
2. The pattern recognition method according to claim 1, wherein the identification target object is recognized by using a neural network trained by using a normalized histogram of the identification target object image as teacher data.
【請求項3】 識別対象画像を含む画像から抽出した検
出画像の特徴量を予め抽出された識別目的物の画像の特
徴量に照合して,上記識別目的物を認識するパターン認
識方法において,上記検出画像の輪郭線を所定ピッチで
分解し各輪郭線要素の方向成分を抽出し,上記方向成分
毎の出現頻度を演算して,該出現頻度を全輪郭要素数で
除算して輪郭線要素の正規化ヒストグラムを作成すると
共に,上記正規化ヒストグラムを所定角度で回転変換さ
せた回転変換ヒストグラムを作成し,該検出画像の輪郭
線要素の上記回転変換ヒストグラムと予め得られた輪郭
線要素の回転変換ヒストグラムとを比較して,識別目的
物を認識することを特徴とするパターン認識方法。
3. A pattern recognition method for recognizing the identification target object by collating a feature quantity of a detected image extracted from an image including an identification target image with a feature quantity of an image of the identification target object extracted in advance. The contour line of the detected image is decomposed at a predetermined pitch, the direction component of each contour line element is extracted, the appearance frequency for each direction component is calculated, and the appearance frequency is divided by the total number of contour elements to calculate the contour line element In addition to creating a normalized histogram, a rotation conversion histogram obtained by rotating and converting the normalization histogram at a predetermined angle is created, and the rotation conversion histogram of the contour element of the detected image and the rotation conversion of the contour element obtained in advance A pattern recognition method characterized by recognizing an identification target object by comparing with a histogram.
【請求項4】 上記識別目的物の認識を該識別目的物画
像の回転ヒストグラムを教師データとして学習させたニ
ューラルネットワークを用いて行う請求項3記載のパタ
ーン認識方法。
4. The pattern recognition method according to claim 3, wherein the recognition of the identification target object is performed by using a neural network in which a rotation histogram of the identification target object image is learned as teacher data.
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