JPH0729643U - Figure recognition device - Google Patents

Figure recognition device

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JPH0729643U
JPH0729643U JP5766593U JP5766593U JPH0729643U JP H0729643 U JPH0729643 U JP H0729643U JP 5766593 U JP5766593 U JP 5766593U JP 5766593 U JP5766593 U JP 5766593U JP H0729643 U JPH0729643 U JP H0729643U
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JP
Japan
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characteristic
image data
learning
dimensional image
extracted
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Application number
JP5766593U
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Japanese (ja)
Inventor
善一 石川
Original Assignee
エヌオーケー株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】曲面に刻印された図形に対しても高精度で認識
する。 【構成】CCDラインセンサカメラ3を対象物体1の曲
面に刻印された図形Pからの反射光の特性を1次元画像
データとして検知するよう構成し、回転手段4により対
象物体をカメラに対して相対的に回転させながら、カメ
ラから得られる1次元画像データを回転速度に応じて時
間的に蓄積する。このデータを2次元画像データとして
切り出し、比較手段7により図形を抽出したのち、さら
に検証手段19により抽出された図形と学習手段18に
蓄積された学習データとを比較検証することにより、曲
面画像を歪みのない平面画像として処理し、かつ高精度
で認識する。
(57) [Summary] [Purpose] Highly accurate recognition is possible even for figures engraved on curved surfaces. [Structure] A CCD line sensor camera 3 is configured to detect the characteristics of reflected light from a figure P engraved on the curved surface of the target object 1 as one-dimensional image data, and the rotating means 4 moves the target object relative to the camera. While one-dimensionally rotating, one-dimensional image data obtained from the camera is temporally accumulated according to the rotation speed. This data is cut out as two-dimensional image data, the comparison means 7 extracts a figure, and then the figure extracted by the verification means 19 and the learning data accumulated in the learning means 18 are compared and verified to obtain a curved surface image. It is processed as a flat image without distortion and recognized with high accuracy.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、文字、数字または記号など(以下、図形と総称する)の認識装置に 関し、特に物体の曲面に刻印された図形を撮像手段を用いて読み取りその認識を 学習法を用いて行う図形認識装置に関する。 The present invention relates to a recognition device for letters, numbers or symbols (collectively referred to as “graphics” hereinafter), and in particular, a graphic engraved on a curved surface of an object is read using an imaging means and the recognition is performed using a learning method. Regarding the recognition device.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

自動車の油圧系統などに使用されるアキュムレータのアウタシェルには、製造 番号や商標などの図形が刻印されている。かかる刻印図形は、経年変化に強く汚 れ易い環境においても可読性が失われないため、組立工程や検査工程における生 産指示・生産管理、または市場における品質管理の重要な情報を与える媒体とし て幅広く利用されている。例えば、アキュムレータの検査工程においては、検査 作業者が刻印された製造番号を読み取り、その製造番号に該当する記録シートに 検査データを記録していた。 また、このような図形を自動的に認識する図形認識装置としては、特開昭63 −66,684号公報、特開昭64−36,387号公報等に開示されたものが 知られている。 The outer shell of the accumulator used for the hydraulic system of automobiles is engraved with figures such as manufacturing numbers and trademarks. Such engraved figures are widely used as a medium to provide important information for production instruction / production control in the assembly process and inspection process, or quality control in the market, because the readability is not lost even in an environment that is highly susceptible to aging and easily polluted. It's being used. For example, in the inspection process of the accumulator, the inspection operator reads the engraved manufacturing number and records the inspection data on the recording sheet corresponding to the manufacturing number. Further, as a figure recognition device for automatically recognizing such a figure, those disclosed in JP-A-63-66,684 and JP-A-64-36,387 are known. .

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところが、従来のように図形の読み取りを作業者が行うと、検査データの取得 を自動化できたとしても検査記録を完全自動化することはできない。 尤も、従来の図形認識装置を用いれば検査記録の自動化は達成できるものの、 物体の曲面に刻印された図形までも高精度で読み取ることができる装置は開発さ れるに至っていない。このような曲面に対する図形認識を2次元画像データによ り処理すると画像データの歪みが生じて認識精度が低下するという問題の他、曲 面に対する照明方法についても種々の問題を含んでいる。 しかも、従来の図形認識装置では、撮像手段で図形を読み取る際に照明手段を 用いることは開示されているものの、その具体的照明手法については検討されて おらず、そのため、対象物に照明をあてるときに、撮像手段で取り込まれる画像 が最適な条件になるように、その都度、照明手法を探索しているのが実情であっ た。したがって、対象物が変動する度に照明をも調節する必要があり、これを怠 れば、認識精度や認識時間に悪影響を及ぼすという問題があった。 However, if the operator reads the figure as in the past, even if the inspection data can be acquired automatically, the inspection record cannot be completely automated. However, although the automation of inspection records can be achieved by using the conventional pattern recognition device, no device has been developed that can accurately read even the pattern imprinted on the curved surface of the object. When the figure recognition for such a curved surface is processed by the two-dimensional image data, the image data is distorted and the recognition accuracy is lowered, and the illumination method for the curved surface also has various problems. Moreover, although the conventional figure recognition device discloses that the illumination means is used when the figure is read by the imaging means, the specific illumination method has not been examined, and therefore, the object is illuminated. At that time, the actual situation was to search for the lighting method each time so that the image captured by the imaging means would be the optimum conditions. Therefore, it is necessary to adjust the illumination each time the object changes, and if this is not done, there is a problem that recognition accuracy and recognition time are adversely affected.

【0004】 このように図形認識においては、図形認識の精度の高さ、認識時間の短縮、そ して、認識方法の容易さおよびそれを実現する装置構成の簡単さが解決すべき課 題となり、特に、図形認識技術を工作機械、産業用ロボットなどにおける図形自 動識別に適用する場合には、実用的な図形認識精度を確保した上で、認識に要す る実時間性を実現し、より簡単な構成の図形認識装置を提供することが重要とな る。As described above, in the figure recognition, the high accuracy of the figure recognition, the reduction of the recognition time, the ease of the recognition method, and the simplicity of the device configuration for realizing the method are the problems to be solved. In particular, when applying figure recognition technology to figure automatic identification in machine tools, industrial robots, etc., the real-time property required for recognition is realized while ensuring practical figure recognition accuracy. It is important to provide a figure recognition device with a simpler structure.

【0005】 本考案は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、曲面に 刻印された図形に対しても高精度で認識できる図形認識装置を提供することを目 的とする。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a figure recognition device capable of recognizing a figure engraved on a curved surface with high accuracy. To do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本考案の図形認識装置は、文字、数字または記号 などの図形が曲面に刻印された対象物体に対して少なくとも異なる2方向から光 を照射する照明手段と、 前記対象物体に刻印された図形を撮像して前記照明手 段による反射光の特性を1次元画像データとして検知する撮像手段と、 少なく とも前記図形が前記撮像手段に撮像されるように、前記対象物体を前記撮像手段 に対して相対的に回転させる回転手段と、 前記図形に応じた標準図形パターン の特徴項目を記憶する特徴記憶手段と、 前記撮像手段で撮像した1次元画像デ ータを前記回転手段の回転速度に応じて記憶して、2次元画像データとする画像 記憶手段と、 前記画像記憶手段に記憶された2次元画像データから実際の図形 パターンを抽出し、この抽出された実際の図形パターンと前記特徴記憶手段に予 め記憶されている前記標準図形パターンの特徴項目とを比較検証し、最も相関の 強い標準図形パターンに対応する図形を抽出する比較手段と、 前記比較手段に より抽出されたそれぞれの図形に関する特徴項目毎の特徴値を蓄積する学習手段 と、 前記比較手段により抽出された図形と前記学習手段に蓄積されているそ の図形の学習データとを比較検証する検証手段と、を有することを特徴としてい る。 In order to achieve the above-mentioned object, the figure recognition device of the present invention is an illumination means for irradiating light from at least two different directions to a target object in which a figure such as a character, a number or a symbol is engraved on a curved surface, and the target object. An image pickup means for picking up an image of a figure imprinted on the object to detect the characteristic of the reflected light by the illumination means as one-dimensional image data; and a target object for at least the figure so as to be picked up by the image pickup means. Rotating means for rotating relative to the image capturing means, feature storing means for storing characteristic items of a standard graphic pattern corresponding to the graphic, and one-dimensional image data captured by the image capturing means for the rotating means. Image storage means for storing the two-dimensional image data according to the rotation speed of the, and extracting an actual figure pattern from the two-dimensional image data stored in the image storage means. Comparing means for comparing and verifying the extracted actual figure pattern and the characteristic items of the standard figure pattern previously stored in the characteristic storing means, and comparing means for extracting the figure corresponding to the standard figure pattern having the strongest correlation; Learning means for accumulating the characteristic value of each characteristic item for each figure extracted by the comparing means; and the figure extracted by the comparing means and the learning data of the figure accumulated in the learning means. It is characterized by having verification means for comparative verification.

【0007】[0007]

【作用】[Action]

文字、数字または記号などの図形が対象物体の曲面に刻印されている場合には 、この図形をそのまま2次元画像として取り込むと画像データに歪みが生じたり 、照明の配置によっては認識精度が低下するおそれが十分に考えられる。 しかしながら、曲面画像を1次元画像の時間的集合として捉えれば、すなわち 、本考案のように撮像手段を対象物体に刻印された図形からの反射光の特性を1 次元画像データとして検知するよう構成し、対象物体を撮像手段に対して相対的 に回転させながら、撮像手段から得られる1次元画像データを回転速度に応じて 時間的に蓄積すれば、曲面画像を歪みのない平面画像(2次元画像)として処理 することができる。 しかも、このようにして得られた2次元画像データは、特徴記憶手段に予め記 憶されている標準図形パターンの特徴項目と比較検証されたのち、さらに蓄積さ れた学習データとの比較検証が行われるので、最も相関の強い標準図形パターン に対応する図形を目的とする図形として高精度で認識することができる。 When a figure such as letters, numbers or symbols is imprinted on the curved surface of the target object, if this figure is directly captured as a two-dimensional image, the image data will be distorted, and the recognition accuracy will be reduced depending on the lighting arrangement. There is a full possibility of fear. However, if the curved surface image is regarded as a temporal set of one-dimensional images, that is, as in the present invention, the image pickup means is configured to detect the characteristic of the reflected light from the figure imprinted on the target object as one-dimensional image data. By rotating the target object relative to the image pickup means and temporally accumulating the one-dimensional image data obtained from the image pickup means in accordance with the rotation speed, the curved surface image can be transformed into a flat image (two-dimensional image). ) Can be treated as Moreover, the two-dimensional image data thus obtained is compared and verified with the characteristic items of the standard graphic pattern stored in advance in the characteristic storage means, and then with the accumulated learning data. Since it is performed, the figure corresponding to the standard figure pattern having the strongest correlation can be recognized with high accuracy as the desired figure.

【0008】[0008]

【実施例】【Example】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図1は本考案の一実施例に係る図形認識装置を示すブロック図、図2は同実施 例に係る回転手段を示す一部断面した正面図、図3は同実施例に係る認識対象と なる標準図形パターン(文字、数字)とそれぞれの特徴項目の具体例を示す図、 図4および図5は同実施例に係る特徴項目の具体例を示す図、図6は同実施例に 係る学習手段における蓄積データを示す図、図7は同実施例の情報処理手順を示 すフローチャートである。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a figure recognition device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially sectional front view showing a rotating means according to the embodiment, and FIG. 3 is a recognition target according to the embodiment. FIGS. 4 and 5 are diagrams showing specific examples of characteristic items according to the same embodiment, and FIG. 6 is a learning means according to the same embodiment. FIG. 7 is a diagram showing accumulated data in FIG. 7, and FIG. 7 is a flowchart showing an information processing procedure of the same embodiment.

【0009】 図1に示す図形認識装置は、光源2aおよび光ファイバーケーブル2bからな る照明手段2、CCDを用いたラインセンサカメラ(撮像手段)3、アナログ/ ディジタル変換部8、RAMなどから構成される画像記憶手段6、パーソナルコ ンピュータなどで構成される比較手段7、同じくパーソナルコンピュータなどで 構成される検証手段19、ROMなどから構成される特徴記憶手段5、RAMな どから構成される学習手段18、および、ディスプレイやプリンタなどから構成 される出力手段9を有している。The figure recognition device shown in FIG. 1 is composed of a lighting unit 2 including a light source 2a and an optical fiber cable 2b, a line sensor camera (imaging unit) 3 using a CCD, an analog / digital conversion unit 8, a RAM and the like. Image storage means 6, a comparison means 7 composed of a personal computer or the like, a verification means 19 also composed of a personal computer or the like, a feature storage means 5 composed of a ROM or the like, a learning means composed of a RAM or the like. 18 and output means 9 composed of a display, a printer and the like.

【0010】 この図形認識装置では、対象物体1の表面に打刻された「0」〜「9」までの 数字列と、「X」〜「Z」までの英字列とを、ラインセンサカメラ3のカメラレ ンズ部分を介して撮像し、撮像したアナログ画像データをアナログ/ディジタル 変換部8でディジタル画像データに変換し、得られた1次元画像データを時間列 で画像記憶手段6に記憶するように構成されている。In this figure recognition device, the line sensor camera 3 is provided with a string of numbers “0” to “9” and a string of letters “X” to “Z” stamped on the surface of the target object 1. So that the captured analog image data is converted into digital image data by the analog / digital converter 8 and the obtained one-dimensional image data is stored in the image storage means 6 in a time sequence. It is configured.

【0011】 また、打刻数字列および打刻英字列に良好な照明を当てるため、ラインセンサ カメラ3の読取周波数に対応できる周波数を有するハロゲンランプなどからなる 照明手段2が設けられており、特に本実施例ではラインセンサカメラの読み取り 精度を考慮して2つの光ファイバケーブル2b,2bを配置し、対象物体の曲面 に対し異なる方向から光を照射するようにこれらの光軸を設定している。Further, in order to apply good illumination to the stamped numeral string and the stamped alphabetic character string, the lighting unit 2 including a halogen lamp or the like having a frequency corresponding to the reading frequency of the line sensor camera 3 is provided. In the present embodiment, two optical fiber cables 2b, 2b are arranged in consideration of the reading accuracy of the line sensor camera, and their optical axes are set so that the curved surface of the target object is irradiated with light from different directions. .

【0012】 本実施例ではアキュムレータ1のアウタシェルのような曲面に刻印された数字 列や文字列をラインセンサカメラ3で撮像するために、対象物体1を回転させる 回転手段4が設けられている。 この回転手段4は、例えば図2に示すように構成される。すなわち、同図に示 すように、ベース10には軸受11を介して回転板12が回転自在に設けられて おり、この回転体12に開設された開口部13にアキュムレータ1が載置される 。一方、ベース10にはモータ14が固定されており、その回転軸14aには回 転体12に取り付けられた歯車16と噛み合う歯車15が取り付けられている。 これにより、モータ14を駆動すると回転軸14aの回転は歯車15,16を介 して回転体12に伝達され、当該回転体12に載置されたアキュムレータ1が一 定速度で回転することになる。なお、アキュムレータ1が載置される開口部13 が形成されたプレート17を交換することにより、種々の形状のアキュムレータ に汎用できるようになっている。In this embodiment, a rotating means 4 for rotating the target object 1 is provided so that the line sensor camera 3 can capture an image of a number string or a character string engraved on a curved surface such as the outer shell of the accumulator 1. The rotating means 4 is configured, for example, as shown in FIG. That is, as shown in the figure, a rotating plate 12 is rotatably provided on a base 10 via a bearing 11, and the accumulator 1 is placed in an opening 13 formed in the rotating body 12. . On the other hand, a motor 14 is fixed to the base 10, and a gear 15 that meshes with a gear 16 attached to the rotating body 12 is attached to a rotation shaft 14 a of the motor 14. As a result, when the motor 14 is driven, the rotation of the rotating shaft 14a is transmitted to the rotating body 12 via the gears 15 and 16, and the accumulator 1 mounted on the rotating body 12 rotates at a constant speed. . By replacing the plate 17 in which the opening 13 for accumulating the accumulator 1 is formed, the accumulator 1 can be used for various accumulators.

【0013】 また、開口部13に載置されたアキュムレータ1の下方には2つの光ファイバ ケーブル2b,2bの先端が位置可変に固定されており、記述したように反射光 は何れもラインセンサカメラ3に入射される。また、このラインセンサカメラ3 も位置可変に固定されているので、アキュムレータの仕様が変更されると2つの 光ファイバケーブル2b,2bとともに最も反射光の入射に適した位置を微調整 することができる。Further, the tip ends of the two optical fiber cables 2b, 2b are fixed below the accumulator 1 placed in the opening 13 so that the position of the reflected light is variable, as described above. It is incident on 3. Further, since the position of this line sensor camera 3 is also fixed variably, when the specification of the accumulator is changed, the position most suitable for incident reflected light can be finely adjusted together with the two optical fiber cables 2b, 2b. .

【0014】 なお、ラインセンサカメラ3により得られる1次元画像を画像記憶手段6に順 次記憶して行く場合、回転体12の回転速度とラインセンサカメラ3による読み 取り速度との関係を確認しておく必要がある。そのため、回転体12の回転速度 を定速とするか、回転体12の回転位置を逐次インターフェース等を介して比較 手段7に取り込み記憶しておく。When the one-dimensional images obtained by the line sensor camera 3 are sequentially stored in the image storage means 6, the relationship between the rotation speed of the rotating body 12 and the reading speed by the line sensor camera 3 is confirmed. Need to be kept. Therefore, the rotation speed of the rotator 12 is set to a constant speed, or the rotation position of the rotator 12 is sequentially fetched and stored in the comparison means 7 via an interface or the like.

【0015】 パーソナルコンピュータなどで構成される比較手段7は、画像記憶手段6に記 憶されている2次元画像データを1文字づつ読み出し、この画像データを処理し て打刻数字列および打刻英字列を認識する。 図形認識にあたっては、予め対象となる数字列と英字列の特徴項目を挙げてお き、それぞれの特徴項目に対して標準図形パターンの基準値を決定しておく。そ して、画像記憶手段6から読み出された画像データをそれぞれの特徴項目につい て比較検証し、一致率が最も高い標準図形パターンを抽出する。The comparison means 7 composed of a personal computer or the like reads the two-dimensional image data stored in the image storage means 6 character by character, processes the image data, and processes the embossed numeral string and the embossed alphabetic characters. Recognize columns. When recognizing a figure, the characteristic items of the target numeral string and alphabetic character string are listed in advance, and the reference value of the standard figure pattern is determined for each characteristic item. Then, the image data read out from the image storage means 6 is compared and verified for each characteristic item, and the standard graphic pattern having the highest matching rate is extracted.

【0016】 本実施例で認識すべき図形は、「0」〜「9」までの数字列と「X」〜「Z」 までの英字列であることから、具体的には図4に示すように、文字幅(図5にお ける特徴19参照)、文字の最下部の平行度(図5における特徴2参照)、ある いは文字の最上部の平行度(図5における特徴1参照)など、認識すべき図形に 応じて特徴項目が決定されている。そして、図5に示すように19項目の特徴項 目を定めると共に、それぞれの特徴項目に対する標準図形パターンの基準範囲( MAX値、MIN値)を図3のように定めている。 さらに詳述すれば、図5に示す特徴0は、右半分の画像に対し中心から外側に 向かって走査したときに、右下がりになっている場合には「1」とし、それ以外 を「0」とする。この特徴項目によって、図3に示すように英字「X」と「Y」 の識別の一助となる。同様に、特徴項目18は、画像中心付近のドット数であり 、この特徴項目によって、図3に示すように数字「0」と「8」との識別を行う 場合の一助となる。Since the figures to be recognized in the present embodiment are the numerical strings “0” to “9” and the alphabetic characters “X” to “Z”, specifically as shown in FIG. The character width (see feature 19 in FIG. 5), the parallelism at the bottom of the character (see feature 2 in FIG. 5), or the parallelism at the top of the character (see feature 1 in FIG. 5), etc. The characteristic items are determined according to the figure to be recognized. Then, as shown in FIG. 5, 19 characteristic items are determined, and the reference range (MAX value, MIN value) of the standard graphic pattern for each characteristic item is determined as shown in FIG. More specifically, the feature 0 shown in FIG. 5 is set to “1” when the image is in the right half when scanning from the center to the outside with respect to the right half image, and is set to “0” in other cases. ". This feature item helps to distinguish between the letters "X" and "Y" as shown in FIG. Similarly, the characteristic item 18 is the number of dots in the vicinity of the center of the image, and this characteristic item helps to identify the numbers "0" and "8" as shown in FIG.

【0017】 なお、特徴記憶手段5に記憶しておく特徴項目の内容や基準値については上述 した実施例にのみ限定されることはない。これは、認識対象となる図形の種類に よって適宜決定されるものである。 また、画像記憶手段6から読み込んだデータを特徴記憶手段5に格納されてい る標準図形パターンの基準値にあてはめて比較検証する場合、最も一致率の高い 標準図形パターンを目的とする図形として認識しても良いが、その一致率が一定 の値以下である場合には、画像記憶手段6に格納されているデータの不良とみな して再度の検証を行うか、あるいはラインセンサカメラ3による読み込み不良と して取り扱っても良い。The contents of the characteristic items and the reference values stored in the characteristic storage means 5 are not limited to those in the above-described embodiment. This is appropriately determined depending on the type of figure to be recognized. When the data read from the image storage means 6 is applied to the reference value of the standard graphic pattern stored in the characteristic storage means 5 for comparison and verification, the standard graphic pattern with the highest matching rate is recognized as the target graphic. However, if the matching rate is less than a certain value, it is considered that the data stored in the image storage unit 6 is defective and re-verification is performed, or the reading by the line sensor camera 3 is defective. You may handle it.

【0018】 特に本実施例では、比較手段7により抽出された図形の特徴項目に関する実際 のデータを蓄積しておく学習手段18と、比較手段7で抽出された図形が本当に 学習手段18に蓄積されている学習データと一致するかどうかを検証する検証手 段19とを有している。 学習手段では、例えばある一つの図形(比較手段7により認識された図形)に 対して、画像記憶手段6から切り出された実際の特徴値を各特徴項目別に記録し 、このようにして実際の特徴値を蓄積して行く。例えば図6(A)に示されるよ うに、ある図形(例えば数字「1」)についての実際の特徴値は、特徴項目1に 関してもばらつくはずである。このような見地から図6(A)に示すような各特 徴項目に対してそれぞれ特徴値と頻度との関係を蓄積し、これを図6(B)に示 すように特徴項目(特徴番号)に対する特徴値の範囲として記録しておく。この 学習手段18における学習データは、比較手段7により図形が抽出される度に蓄 積して行き、図6(B)に示すようにある特徴項目に対する特徴値の許容範囲を 示唆する。In particular, in this embodiment, the learning means 18 for accumulating actual data relating to the characteristic items of the graphic extracted by the comparing means 7, and the graphic extracted by the comparing means 7 are really accumulated in the learning means 18. And a verification means 19 for verifying whether or not the learning data matches the existing learning data. The learning means records, for each characteristic item, actual feature values cut out from the image storage means 6 for a certain figure (figure recognized by the comparison means 7), for example. Accumulate values. For example, as shown in FIG. 6 (A), the actual characteristic value for a certain figure (for example, the number “1”) should vary with respect to the characteristic item 1. From this point of view, the relationship between the characteristic value and the frequency is accumulated for each characteristic item as shown in FIG. 6 (A), and the characteristic value (feature number) is accumulated as shown in FIG. 6 (B). ) Is recorded as a range of feature values for The learning data in the learning means 18 is accumulated every time the graphic is extracted by the comparison means 7, and suggests the allowable range of the characteristic value for a certain characteristic item as shown in FIG. 6B.

【0019】 一方、検証手段19では、比較手段7により抽出された図形が本当に目的とす る図形であるかどうか、すなわち認識精度を高めるために、上述した学習手段1 8に蓄積されている学習データと比較検証する。例えば、比較手段7により抽出 された文字が「1」であれば、検証手段19から学習手段18に対して文字「1 」に関する学習データを検索する指令信号を送出し、検索された学習データと比 較手段7により抽出されたデータとを各特徴項目別に検証して行く。 なお、複数の特徴項目のうち、ある特定の図形に対して極端な特徴を示すもの が存在すれば、比較手段7によるデータの比較抽出を省略し、直接学習手段18 と検証手段19とにアクセスしても良い。また、図形によっては複数の特徴項目 のうち最も特徴的となる項目も異なるので、かかる観点から特徴項目に「重み付 け」を行うことも効果的である。On the other hand, in the verification means 19, the learning accumulated in the learning means 18 described above is performed in order to improve whether or not the figure extracted by the comparison means 7 is a target figure, that is, the recognition accuracy. Compare and verify with the data. For example, if the character extracted by the comparison means 7 is "1", the verification means 19 sends to the learning means 18 a command signal for retrieving learning data relating to the character "1", and the retrieved learning data and The data extracted by the comparison means 7 is verified for each characteristic item. If there is an item having an extreme feature with respect to a particular figure among the plurality of feature items, the comparison and extraction of data by the comparison unit 7 is omitted, and the direct learning unit 18 and the verification unit 19 are accessed. You may. In addition, since the most characteristic item among a plurality of characteristic items differs depending on the figure, it is also effective to "weight" the characteristic item from this viewpoint.

【0020】 次に作用を説明する。ステップ1〜3 撮像手段としてのラインセンサカメラ3が、カメラレンズ部分を介して回転手 段に搭載されて定速で回転するアキュムレータの打刻数字列と打刻英字列を撮像 する。この撮像画像データは、例えば1MHzの間隔で取り込まれ、1次元状に 配列された濃淡(階調)を有する白黒のアナログ画像データである。アナログ/ ディジタル変換部8では、このアナログ画像データをディジタル画像データに変 換して画像記憶手段6に時間列で印加して行く。この場合、アキュムレータ1の 回転にともなってラインセンサカメラ3に取り込まれる1次元画像データの強度 (出力電圧)を観察し、刻印図形の存在が確認された時点から画像記憶手段6へ の書き込みを行う。同様に、書き込みの終了もラインセンサカメラ3の出力電圧 に基づいて制御する。Next, the operation will be described. Steps 1 to 3 A line sensor camera 3 as an image pickup means picks up an embossed numeral string and an embossed alphabetic character string of an accumulator which is mounted on a rotating means through a camera lens portion and rotates at a constant speed. The picked-up image data is, for example, black and white analog image data which is taken in at an interval of 1 MHz and is arranged in a one-dimensional manner and has light and shade (gradation). The analog / digital converter 8 converts the analog image data into digital image data and applies it to the image storage means 6 in a time sequence. In this case, the intensity (output voltage) of the one-dimensional image data captured by the line sensor camera 3 is observed as the accumulator 1 rotates, and writing to the image storage means 6 is performed from the time when the presence of the marking pattern is confirmed. . Similarly, the end of writing is also controlled based on the output voltage of the line sensor camera 3.

【0021】ステップ4 このようにして画像記憶手段6に時間列で書き込まれた1次元画像データは、 時間列の単位で切り出すことにより2次元画像データとして比較手段7に取り込 まれるが、この2次元画像データは実際の2次元画像をそのまま撮像したもので はなく、画像記憶手段6で1次元画像データに基づいて作りだされたものである ことから、撮像対象がアキュムレータ1のアウタシェルのように曲面であっても 、歪みのない平面画像として処理することができる。 Step 4 The one-dimensional image data thus written in the image storage means 6 in the time sequence is cut out in units of the time sequence and taken in as the two-dimensional image data in the comparison means 7. The two-dimensional image data is not an actual two-dimensional image captured as it is, but is created by the image storage means 6 based on the one-dimensional image data. Even a curved surface can be processed as a flat image without distortion.

【0022】 すなわち、文字、数字または記号などの図形が対象物体の曲面に刻印されてい る場合には、この図形をそのまま2次元画像として取り込むと画像データに歪み が生じたり、照明の配置によっては認識精度が低下するおそれが十分に考えられ るが、曲面画像を1次元画像の時間的集合として捉え、ラインセンサカメラ3の ように曲面の影響が少ない1次元画像データを用い、かつ対象物体1をラインセ ンサカメラ3に対して回転させながら、この1次元画像データを回転速度に応じ て時間的に蓄積することにより、曲面画像を歪みのない平面画像(2次元画像) として処理することができる。 なお、画像記憶手段6に記憶された画像データを比較手段7に出力するにあた っては、ノイズ成分が除去されるような前処理(補正)を行ってもよい。That is, when a figure such as a character, a number, or a symbol is imprinted on the curved surface of the target object, if the figure is directly captured as a two-dimensional image, the image data may be distorted, or depending on the lighting arrangement. Although there is a strong possibility that the recognition accuracy may decrease, the curved surface image is regarded as a temporal set of one-dimensional images, and the one-dimensional image data such as the line sensor camera 3 which is less influenced by the curved surface is used and the target object 1 By rotating this image with respect to the line sensor camera 3 and temporally accumulating this one-dimensional image data according to the rotation speed, it is possible to process a curved surface image as a plane image (two-dimensional image) without distortion. When outputting the image data stored in the image storage means 6 to the comparison means 7, pre-processing (correction) for removing noise components may be performed.

【0023】ステップ5〜6 回転手段4によるアキュムレータ1の回転を終了すると、画像記憶手段6に記 憶された画像データの切り出しを行う。以下の記述は、切り出した画像データ1 桁(1図形)について処理する場合を述べる。 まず、このようにして切り出された1桁の画像データについて、特徴記憶手段 5に格納されている特徴項目0〜19(図4および図5参照)のそれぞれの項目 を検証する。この検証によって、その画像データにつき特徴項目0〜19の検証 値が得られる。 ついで、このようにして得られた検証値と、特徴記憶手段5に格納されている 標準図形パターンの基準値(図3参照)とを比較し、最も一致率の高い図形を決 定する。このときの一致率が所定値に満たない場合には再度検証を行ったり、あ るいは認識不可能として処理する。[0023] Upon completion of the rotation of the accumulator 1 according to step 5-6 the rotation means 4, cut out of the image data memorize the image storage unit 6. The following description describes the case of processing one digit (one figure) of cut image data. First, each of the characteristic items 0 to 19 (see FIGS. 4 and 5) stored in the characteristic storage means 5 is verified with respect to the one-digit image data cut out in this way. By this verification, verification values of the characteristic items 0 to 19 are obtained for the image data. Then, the verification value thus obtained is compared with the reference value (see FIG. 3) of the standard graphic pattern stored in the feature storage means 5 to determine the graphic having the highest matching rate. If the matching rate at this time is less than the predetermined value, the verification is performed again or it is processed as unrecognizable.

【0024】ステップ7〜11 一致率が所定値以上である場合には、学習手段18における蓄積データ数が検 証を効果的に行うには十分であるかどうかを調べる。学習データを用いた検証方 法では十分な学習データ量が確保されていないと効果的な検証を行うことができ ない。そのため、例えば実際のアキュムレータについて図形認識を行う前にダミ ーデータを蓄積しておくのも効果的である。 学習手段18における蓄積データ数が十分である場合には、比較手段7からの 特徴値を含むデータを検証手段19に送出して、学習手段18に蓄積されている 学習データとの検証を行う。例えば、比較手段7により抽出された文字が「1」 であれば、検証手段19から学習手段18に対して文字「1」に関する学習デー タを検索する指令信号を送出し、図6(B)に示す如き検索された学習データに 比較手段7により抽出されたデータを各特徴項目別にあてはめて行く。この検証 の結果、合致している場合には、その特徴値を新たな学習データとして学習手段 18に蓄積するとともに、その認識された図形をディスプレイやプリンタなどの 出力手段9に出力する。 Steps 7 to 11 If the concordance rate is equal to or more than a predetermined value, it is checked whether the number of accumulated data in the learning means 18 is sufficient for effective verification. In the verification method using learning data, effective verification cannot be performed unless a sufficient amount of learning data is secured. Therefore, for example, it is also effective to accumulate the dummy data before performing the figure recognition on the actual accumulator. When the number of accumulated data in the learning means 18 is sufficient, the data including the characteristic value from the comparing means 7 is sent to the verifying means 19 and the learning data accumulated in the learning means 18 is verified. For example, if the character extracted by the comparison means 7 is "1", the verification means 19 sends to the learning means 18 a command signal for retrieving learning data relating to the character "1", as shown in FIG. The data extracted by the comparison means 7 is applied to the learned data retrieved as shown in each characteristic item. As a result of this verification, if they match, the feature value is stored in the learning means 18 as new learning data, and the recognized figure is output to the output means 9 such as a display or a printer.

【0025】 なお、以上説明した実施例は、本考案の理解を容易にするために記載されたも のであって、本考案を限定するために記載されたものではない。したがって、上 記実施例に開示された各要素は、本考案の技術的範囲に属する全ての設計変更や 均等物をも含む趣旨である。 例えば、以上の実施例においては、図形として数字および英字を打刻した場合 の認識について述べたが、本考案の図形認識装置は、数字、英字に限らず、その 他の図形、たとえば、特殊マークなどの認識にも適用できる。 また本考案は打刻図形に限らず、印刷図形、あるいは、打刻図形に塗料を塗っ た場合などにおいても適用できる。It should be noted that the embodiments described above are provided for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiments includes all design changes and equivalents within the technical scope of the present invention. For example, in the above embodiments, recognition was performed when numbers and letters were imprinted as figures, but the figure recognition device of the present invention is not limited to numbers and letters, and other figures, such as special marks. It can also be applied to the recognition such as. Further, the present invention is not limited to the stamped figure, and can be applied to a printed figure or a case where paint is applied to the stamped figure.

【0026】[0026]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案の図形認識装置は、撮像手段を対象物体に刻印された図形からの反射光 の特性を1次元画像データとして検知するよう構成し、対象物体を撮像手段に対 して相対的に回転させながら、撮像手段から得られる1次元画像データを回転速 度に応じて時間的に蓄積しているので、曲面画像を歪みのない平面画像(2次元 画像)として処理することができる。その結果、曲面に刻印された図形であって も精度良く認識することが可能となる。また、照明手段により異なる方向から照 射しているので、撮像手段に取り込まれる反射光の光量が一定となり、これによ っても認識精度が向上する。 しかも、本考案の図形認識装置は比較手段により抽出された図形をさらに学習 データと比較検証しているので、比較手段における誤認識を未然に防止すること ができ認識精度の向上がより期待できる。 The figure recognition device of the present invention is configured such that the image pickup means detects the characteristics of the reflected light from the figure imprinted on the target object as one-dimensional image data, and the target object is rotated relative to the image pickup means. However, since the one-dimensional image data obtained from the image pickup means is temporally accumulated according to the rotation speed, the curved surface image can be processed as a plane image without distortion (two-dimensional image). As a result, it is possible to accurately recognize even a figure engraved on a curved surface. Further, since the illumination means illuminates from different directions, the amount of reflected light taken into the imaging means becomes constant, which also improves the recognition accuracy. In addition, since the figure recognition device of the present invention further compares and verifies the figure extracted by the comparison means with the learning data, it is possible to prevent erroneous recognition in the comparison means and improve the recognition accuracy.

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

【図1】本考案の一実施例に係る図形認識装置を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a graphic recognition apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例に係る回転手段を示す一部断面した正
面図である。
FIG. 2 is a partially sectional front view showing a rotating means according to the embodiment.

【図3】同実施例に係る認識対象となる標準図形パター
ン(文字)とそれぞれの特徴項目の具体例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a specific example of a standard graphic pattern (character) to be recognized and respective characteristic items according to the embodiment.

【図4】同実施例に係る特徴項目の具体例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a specific example of characteristic items according to the embodiment.

【図5】同じく同実施例に係る特徴項目の具体例を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of characteristic items according to the same embodiment.

【図6】同実施例に係る学習手段における蓄積データを
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing accumulated data in the learning means according to the embodiment.

【図7】同実施例の情報処理手順を示すフローチャート
である。
FIG. 7 is a flowchart showing an information processing procedure of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…対象物体 2…照明手段 2a…光源 2b…光ファイバケーブル 3…CCDラインセンサカメラ(撮像手段) 4…回転手段 5…特徴記憶手段 6…画像記憶手段 7…比較手段 8…アナログ/ディジタル変換部 9…出力手段 10…ベース 11…軸受 12…回転体 13…開口部 14…モータ 14a…回転軸 15…歯車 16…歯車 17…プレート 18…学習手段 19…検証手段 P…図形 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Target object 2 ... Illumination means 2a ... Light source 2b ... Optical fiber cable 3 ... CCD line sensor camera (imaging means) 4 ... Rotation means 5 ... Feature storage means 6 ... Image storage means 7 ... Comparison means 8 ... Analog / digital conversion Part 9 ... Output means 10 ... Base 11 ... Bearing 12 ... Rotating body 13 ... Opening portion 14 ... Motor 14a ... Rotating shaft 15 ... Gear 16 ... Gear 17 ... Plate 18 ... Learning means 19 ... Verification means P ... Graphic

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06K 9/66 9289−5L Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location G06K 9/66 9289-5L

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】文字、数字または記号などの図形(P)が
曲面に刻印された対象物体(1)に対して少なくとも異
なる2方向から光を照射する照明手段(2)と、 前記対象物体(1)に刻印された図形を撮像して前記照
明手段(2)による反射光の特性を1次元画像データと
して検知する撮像手段(3)と、 少なくとも前記図形が前記撮像手段に撮像されるよう
に、前記対象物体を前記撮像手段に対して相対的に回転
させる回転手段(4)と、 前記図形に応じた標準図形パターンの特徴項目を記憶す
る特徴記憶手段(5)と、 前記撮像手段(3)で撮像した1次元画像データを前記
回転手段の回転速度に応じて記憶して、2次元画像デー
タとする画像記憶手段(6)と、 前記画像記憶手段に記憶された2次元画像データから実
際の図形パターンを抽出し、この抽出された実際の図形
パターンと前記特徴記憶手段に予め記憶されている前記
標準図形パターンの特徴項目とを比較し、最も相関の強
い標準図形パターンに対応する図形を抽出する比較手段
(7)と、 前記比較手段(7)により抽出されたそれぞれの図形に
関する特徴項目毎の特徴値を蓄積する学習手段(18)
と、 前記比較手段(7)により抽出された図形と前記学習手
段(18)に蓄積されているその図形の学習データとを
比較検証する検証手段(19)とを有することを特徴と
する図形認識装置。
1. Illuminating means (2) for irradiating a target object (1) having a curved surface with a figure (P) such as letters, numbers or symbols with at least two different directions, and the target object (1). An image pickup means (3) for picking up the image marked on 1) and detecting the characteristic of the reflected light by the illumination means (2) as one-dimensional image data; and at least the image pickup means for picking up the image by the image pickup means. A rotation means (4) for rotating the target object relative to the imaging means, a characteristic storage means (5) for storing characteristic items of a standard graphic pattern corresponding to the graphic, and the imaging means (3 ) Stores the one-dimensional image data imaged in (1) according to the rotation speed of the rotating means to obtain two-dimensional image data, and the two-dimensional image data stored in the image storage means. Shape pattern Pattern is extracted, the extracted actual graphic pattern is compared with the characteristic items of the standard graphic pattern stored in advance in the characteristic storage means, and the graphic corresponding to the standard graphic pattern having the strongest correlation is extracted. A comparing means (7) and a learning means (18) for accumulating the characteristic value for each characteristic item regarding each figure extracted by the comparing means (7).
And a verification means (19) for comparing and verifying the figure extracted by the comparing means (7) and the learning data of the figure accumulated in the learning means (18). apparatus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009157431A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 住友金属工業株式会社 Two-dimensional code reading device, method for reading two-dimensional code, method for managing manufacture history information about member with substantially circular shape of section perpendicular to center axis, and method for manufacturing the member by using the managing method

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