JPH08315147A - テンプレートマッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、テンプレート画像を記憶するた
めのメモリの容量の低減化が図れるとともに処理時間の
短縮化が図れるテンプレートマッチング方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 テンプレートマッチング方法において、テン
プレート画像上にマスク領域３１、３２を設定し、対象
物品画像１０のコーナー部とテンプレート画像２０とに
基づいて、テンプレートマッチングを行う際に、対象物
品画像１０のコーナー部のうちマスク領域３１、３２に
重なる部分のデータをマッチング度の計算上、無効デー
タとして取り扱うようにしたテンプレートマッチング方
法であって、マスク領域３１、３２は、対象物品画像１
０のコーナー部が所定角度ずれた場合においても、マッ
チング位置でのマッチング度が一定となるように、設定
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、テンプレートマッチ
ング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板上に自動的に装着する電
子部品自動装着装置では、対象部品がカメラ等の撮像装
置で撮像され、画像処理を用いて対象部品の位置が認識
され、認識された対象部品の位置に基づいて対象部品が
基板上の所定位置に装着される。

【０００３】つまり、射影演算処理等によって、部品の
各コーナーの概略位置および部品のおおよその傾き角度
が算出された後、部品の各コーナー部に対してテンプレ
ートマッチングを行うことにより、部品の正確なコーナ
ー位置を求め、これにより部品の正確な位置および傾き
を求めている。

【０００４】図８に示す電子部品画像１００の右上のコ
ーナー位置Ｐを検出するためのテンプレートマッチング
方法について説明する。電子部品画像１００の右上のコ
ーナー部に対して、図９に示すように、予め傾き角度が
所定角度ごと異なる３つのテンプレート画像１０１、１
０２、１０３が用意されている。

【０００５】電子部品画像１００の右上のコーナー部に
対して、各テンプレート画像１０１、１０２、１０３そ
れぞれを用いて、テンプレートマッチングが行われる。
そして、マッチング度が最も高いときのテンプレート位
置に基づいて、電子部品画像１００の右上のコーナー位
置Ｐが検出される。この例では、図８に示すように、テ
ンプレート１０３を用いた場合のマッチング度が最大と
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のテンプレー
トマッチング方法では、電子部品画像１００の１つのコ
ーナー位置を検出するために、複数のテンプレートを用
意する必要があり、テンプレート画像を記憶するための
メモリの容量が大きくなるという問題がある。また、電
子部品画像の１つのコーナー位置を検出するために、複
数のテンプレート画像を用いてテンプレートマッチング
を行なわなくてはならないため、処理時間が長いという
問題がある。

【０００７】この発明は、テンプレート画像を記憶する
ためのメモリの容量の低減化が図れるとともに処理時間
の短縮化が図れるテンプレートマッチング方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明による第１のテ
ンプレートマッチング方法は、対象物品画像のコーナー
部に対して、テンプレート画像を用いて、テンプレート
マッチングを行うことにより、対象物品画像のコーナー
位置を検出するテンプレートマッチング方法において、
テンプレート画像上にマスク領域を設定し、対象物品画
像のコーナー部とテンプレート画像とに基づいて、テン
プレートマッチングを行う際に、対象物品画像のコーナ
ー部のうちマスク領域に重なる部分のデータをマッチン
グ度の計算上、無効データとして取り扱うようにしたテ
ンプレートマッチング方法であって、マスク領域は、対
象物品画像のコーナー部が所定角度ずれた場合において
も、マッチング位置でのマッチング度が一定となるよう
に、設定されていることを特徴とする。

【０００９】この発明による第２のテンプレートマッチ
ング方法は、対象物品画像のコーナー部に対して、矩形
コーナー領域と背景領域とからなるテンプレート画像を
用いて、テンプレートマッチングを行うことにより、対
象物品画像のコーナー位置を検出するテンプレートマッ
チング方法において、テンプレート画像における矩形コ
ーナー領域のコーナー位置を頂点とし、コーナー領域と
背景領域との境界に相当するコーナー領域の２辺のうち
の一辺を含む３角形状の領域をマスク領域として設定
し、対象物品画像のコーナー部とテンプレート画像とに
基づいて、テンプレートマッチングを行う際に、対象物
品画像のコーナー部のうちマスク領域に重なる部分のデ
ータをマッチング度の計算上、無効データとして取り扱
うようにしたことを特徴とする。

【００１０】この発明による第３のテンプレートマッチ
ング方法は、対象物品画像のコーナー部に対して、矩形
コーナー領域と背景領域とからなるテンプレート画像を
用いて、テンプレートマッチングを行うことにより、対
象物品画像のコーナー位置を検出するテンプレートマッ
チング方法において、テンプレート画像における矩形コ
ーナー領域のコーナー位置を頂点とし、コーナー領域と
背景領域との境界に相当するコーナー領域の２辺をそれ
ぞれ含む２つの３角形状の領域をマスク領域として設定
し、対象物品画像のコーナー部とテンプレート画像とに
基づいて、テンプレートマッチングを行う際に、対象物
品画像のコーナー部のうちマスク領域に重なる部分のデ
ータをマッチング度の計算上、無効データとして取り扱
うようにしたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明による第１のテンプレートマッチング
方法では、テンプレート画像上にマスク領域が設定され
る。対象物品画像のコーナー部とテンプレート画像とに
基づいて、テンプレートマッチングを行う際には、対象
物品画像のコーナー部のうちマスク領域に重なる部分の
データは、マッチング度の計算上、無効データとして取
り扱われる。マスク領域は、対象物品画像のコーナー部
が所定角度ずれた場合においても、マッチング位置での
マッチング度が一定となるように、設定される。

【００１２】この発明による第２のテンプレートマッチ
ング方法では、テンプレート画像における矩形コーナー
領域のコーナー位置を頂点とし、コーナー領域と背景領
域との境界に相当するコーナー領域の２辺のうちの一辺
を含む３角形状の領域が、マスク領域として設定され
る。対象物品画像のコーナー部とテンプレート画像とに
基づいて、テンプレートマッチングを行う際には、対象
物品画像のコーナー部のうちマスク領域に重なる部分の
データが、マッチング度の計算上、無効データとして取
り扱われる。

【００１３】この発明による第３のテンプレートマッチ
ング方法では、テンプレート画像における矩形コーナー
領域のコーナー位置を頂点とし、コーナー領域と背景領
域との境界に相当するコーナー領域の２辺をそれぞれ含
む２つの３角形状の領域が、マスク領域として設定され
る。対象物品画像のコーナー部とテンプレート画像とに
基づいて、テンプレートマッチングを行う際には、対象
物品画像のコーナー部のうちマスク領域に重なる部分の
データが、マッチング度の計算上、無効データとして取
り扱われる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明を電子部品
自動装着装置に適用した場合の実施例について説明す
る。

【００１５】図１は、テンプレートマッチングを行なう
ための画像処理回路の一例を示している。

【００１６】画像メモリ１には、検査対象部品画像が格
納されている。テンプレート画像およびマスク画像記憶
メモリ２には、検査対象部品画像の４つのコーナー部に
対応する４種類のテンプレート画像と、各テンプレート
画像に対応した４つのマスク画像とが格納されている。
ここでは、説明の便宜上、検査対象部品画像、テンプレ
ート画像およびマスク画像は、２値化データであるとす
る。

【００１７】図２は、検査対象部品画像１０を示してい
る。検査対象部品画像１０において、ハッチングが施さ
れている部品部分の画素値はこの例では”０”であり、
それ以外の部分の画素値はこの例では”１”である。

【００１８】図３は、検査対象部品画像１０の右上のコ
ーナー位置Ｐを検出するために用いられるテンプレート
画像２０を示している。このテンプレート画像２０は、
従来方法を説明するために用いた図９のテンプレート１
０１と同じである。このテンプレート画像２０は、検査
対象部品画像のコーナー部に対応する矩形のコーナー領
域２１（ハッチングが施されている領域）と、背景領域
２２とからなる。コーナー領域２１の画素値はこの例で
は”０”であり、背景領域２２の画素値はこの例では”
１”である。

【００１９】図４は、図３のテンプレート画像２０に対
応するマスク画像３０を示している。図４において、ハ
ッチングを施されている２つの３角形領域がマスク処理
を行なうためのマスク領域３１、３２であり、その他の
部分は非マスク領域３３である。マスク領域３１、３２
の画素値はこの例では”０”であり、非マスク領域３３
の画素値はこの例では”１”である。この例では、両マ
スク領域３１、３２は、幾何学的に合同である。

【００２０】図５は、テンプレート画像２０と、マスク
画像３０のマスク領域３１、３２との位置関係を示して
いる。

【００２１】図５から分かるように、テンプレート画像
２０における矩形コーナー領域２１のコーナー位置Ｑを
頂点とし、テンプレート画像２０におけるコーナー領域
２１と背景領域２２との境界に相当するコーナー領域２
１の２辺２３、２４をそれぞれ含む２つの３角形の領域
がマスク領域３１、３２として設定されている。

【００２２】検査対象部品画像１０の右上のコーナー部
に対するテンプレートマッチングを行なう場合は、テン
プレート画像およびマスク画像記憶メモリ２から、テン
プレート画像２０およびマスク画像３０が読み出される
とともに、画像メモリ１から検査対象部品画像１０上の
テンプレート画像２０が重なった部分が読み出される。
テンプレート画像およびマスク画像記憶メモリ２から読
み出されたテンプレート画像２０は、相関係数計算手段
５に送られる。テンプレート画像およびマスク画像記憶
メモリ２から読み出されたマスク画像３０は、マスク領
域参照手段３に送られる。画像メモリ１から読み出され
た検査対象部品画像１０は、画像濃度値変換手段４に送
られる。

【００２３】マスク領域参照手段３は、マスク画像３０
に基づいて、画像濃度値変換手段４を制御する。つま
り、画像濃度値変換手段４に送られてきた画像データ
が、マスク画像３０のマスク領域３１、３２に対する画
像データであるときには、画像濃度値変換手段４によっ
て、その画像データの濃度値が、マッチング度の計算
上、無効となるように変換される。この例では、具体的
には、マスク画像３０のマスク領域３１、３２に対する
検査対象部品の画像データの画素値が、強制的に”０”
にされる。強制的に画素値が”０”にされた画像データ
は、相関係数計算手段５に送られる。

【００２４】画像濃度値変換手段４に送られてきた検査
対象部品の画像データが、マスク画像３０のマスク領域
３１、３２ではないときには、画像濃度値変換手段４に
送られてきた検査対象部品の画像データは、そのまま相
関係数計算手段５に送られる。

【００２５】相関係数計算手段５では、画像濃度値変換
手段４から送られてきた画像データと、テンプレート画
像データとに基づいて、テンプレートマッチングが行な
われる。つまり、両画像データの相関係数が演算され
る。

【００２６】検査対象部品画像に対してテンプレート画
像２０を動かし、各テンプレート位置に対して上記のよ
うな処理が行なわれ、相関係数が最大となる場合のテン
プレート位置に基づいて、検査対象部品画像の右上コー
ナー位置の正確な座標が算出される。

【００２７】図６は、相関係数が最大となる場合の、マ
スク画像３０のマスク領域３１、３２と、テンプレート
画像２０と、検査対象部品画像１０との位置関係を示し
ている。

【００２８】上記実施例によるテンプレートマッチング
方法では、図７に示すように、検査対象部品画像の傾き
角が、マスク領域３１、３２の頂角θの範囲内であれ
ば、マッチング位置での相関係数が一定となる。

【００２９】テンプレート画像２０のコーナー領域２１
の傾き角と、検査対象部品画像の傾き角とが一致した状
態の検査対象部品画像の位置（図７に符号１１で示す）
を基準とする。検査対象部品画像の右上のコーナー位置
Ｐを中心として、マスク領域３１、３２の頂角θの１／
２の角度ずつ、時計方向および反時計方向に基準位置か
ら検査対象部品画像を回転させた位置（図７に符号１２
および１３で示す）までの範囲内においては、マッチン
グ位置での相関係数が一定となる。

【００３０】したがって、検査対象部品画像が上記範囲
内で傾いていても、１つのテンプレートによって、検査
対象部品画像の１つのコーナー位置を正確に検出するこ
とができる。このため、予め用意しておくテンプレート
の種類を従来より少なくできるので、テンプレートを記
憶しておくためのメモリの容量を少なくできる。また、
１つのテンプレートによるテンプレートマッチングによ
り、検査対象部品画像の１つのコーナー位置を正確に検
出できるので、テンプレートマッチングの処理時間も従
来に比べて短くなる。

【００３１】なお、マスク画像として、図４のマスク画
像の２つのマスク領域３１、３２のうち、いずれか一方
のマスク領域のみを有するマスク画像を用いてもよい。

【００３２】また、検査対象部品画像１０は２値画像で
はなく、ある階調数、例えば２５６階調などのような濃
淡画像でもよい。また、同様に、テンプレート画像２０
も２値画像ではなく、濃淡画像でもよい。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、テンプレート画像を
記憶するためのメモリの容量の低減化が図れるとともに
処理時間の短縮化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】テンプレートマッチングを行なうための画像処
理回路の一例を示すブロック図である。

【図２】検査対象部品画像の一例を示す模式図である。

【図３】テンプレート画像の一例を示す模式図である。

【図４】図３のテンプレート画像に対応するマスク画像
の一例を示す模式図である。

【図５】テンプレート画像と、マスク画像のマスク領域
との位置関係を示す模式図である。

【図６】相関係数が最大となる場合のマスク領域とテン
プレート画像と検査対象部品画像との位置関係を示す模
式図である。

【図７】検査対象部品画像の傾き角がマスク領域の頂角
の範囲内であれば、マッチング位置での相関係数が一定
となることを説明するための模式図である。

【図８】従来のテンプレートマッチング方法を説明する
ための模式図である。

【図９】従来のテンプレートマッチング方法で用いられ
るテンプレート画像を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 画像メモリ ２ テンプレート画像およびマスク画像記憶メモリ ３ マスク領域参照手段 ４ 画像濃度値変換手段 ５ 相関係数計算手段 １０ 検査対象部品画像 ２０ テンプレート画像 ２１ コーナー領域 ２２ 背景領域 ３０ マスク画像 ３１、３２ マスク領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物品画像のコーナー部に対して、テ
   ンプレート画像を用いて、テンプレートマッチングを行
   うことにより、対象物品画像のコーナー位置を検出する
   テンプレートマッチング方法において、 テンプレート画像上にマスク領域を設定し、対象物品画
   像のコーナー部とテンプレート画像とに基づいて、テン
   プレートマッチングを行う際に、対象物品画像のコーナ
   ー部のうちマスク領域に重なる部分のデータをマッチン
   グ度の計算上、無効データとして取り扱うようにしたテ
   ンプレートマッチング方法であって、マスク領域は、対
   象物品画像のコーナー部が所定角度ずれた場合において
   も、マッチング位置でのマッチング度が一定となるよう
   に、設定されていることを特徴とするテンプレートマッ
   チング方法。
2. 【請求項２】 対象物品画像のコーナー部に対して、矩
   形コーナー領域と背景領域とからなるテンプレート画像
   を用いて、テンプレートマッチングを行うことにより、
   対象物品画像のコーナー位置を検出するテンプレートマ
   ッチング方法において、 テンプレート画像における矩形コーナー領域のコーナー
   位置を頂点とし、コーナー領域と背景領域との境界に相
   当するコーナー領域の２辺のうちの一辺を含む３角形状
   の領域をマスク領域として設定し、 対象物品画像のコーナー部とテンプレート画像とに基づ
   いて、テンプレートマッチングを行う際に、対象物品画
   像のコーナー部のうちマスク領域に重なる部分のデータ
   をマッチング度の計算上、無効データとして取り扱うよ
   うにしたことを特徴とするテンプレートマッチング方
   法。
3. 【請求項３】 対象物品画像のコーナー部に対して、矩
   形コーナー領域と背景領域とからなるテンプレート画像
   を用いて、テンプレートマッチングを行うことにより、
   対象物品画像のコーナー位置を検出するテンプレートマ
   ッチング方法において、 テンプレート画像における矩形コーナー領域のコーナー
   位置を頂点とし、コーナー領域と背景領域との境界に相
   当するコーナー領域の２辺をそれぞれ含む２つの３角形
   状の領域をマスク領域として設定し、 対象物品画像のコーナー部とテンプレート画像とに基づ
   いて、テンプレートマッチングを行う際に、対象物品画
   像のコーナー部のうちマスク領域に重なる部分のデータ
   をマッチング度の計算上、無効データとして取り扱うよ
   うにしたことを特徴とするテンプレートマッチング方
   法。