JPH09196638A - Method and apparatus for producing model image - Google Patents
Method and apparatus for producing model imageInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転角度が所定の
角度ずつ異なる複数のモデル画像を作成するモデル画像
作成方法および装置に関し、とくに対象物体の撮像画像
と複数のモデル画像とを比較して対象物体の回転角度を
計測する物体角度計測装置に用いて好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a model image creating method and apparatus for creating a plurality of model images whose rotation angles are different from each other by a predetermined angle, and in particular, comparing a captured image of a target object with a plurality of model images. It is suitable for use in an object angle measuring device that measures the rotation angle of a target object.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、計測対象となる物体の撮像画
像と、予め作成しておいた複数の回転モデル画像とを比
較し、両者の一致度から対象物体の回転角度を計測する
ようにした物体角度計測装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a captured image of an object to be measured is compared with a plurality of rotation model images created in advance, and the rotation angle of the target object is measured from the degree of coincidence between the two. An object angle measuring device is known.
【０００３】このような計測装置は、例えば工場の生産
工程等において部品が正しい角度で取り付けられている
か否かの確認や、ロボットアームで物体をつかむ場合の
アームの角度制御や、角度が不明である物体に書かれて
いる文字の認識などに使用されている。In such a measuring device, for example, it is possible to confirm whether or not parts are attached at a correct angle in a production process of a factory, control the angle of the arm when grasping an object with a robot arm, and the angle is unknown. It is used to recognize characters written on an object.
【０００４】モデル画像の作成は、図４に示す手順によ
って行われる。まず、回転角度が所定の角度ずつ異なる
複数のモデル画像を作成するために、回転ステップ角度
を設定する（ステップＳ１１）。この角度は任意に設定
することができ、計測精度を上げるためには小さな角度
を設定すればよい。The model image is created by the procedure shown in FIG. First, a rotation step angle is set in order to create a plurality of model images whose rotation angles differ by a predetermined angle (step S11). This angle can be set arbitrarily, and a small angle may be set to improve the measurement accuracy.
【０００５】次いで、モデルとなる物体を撮像装置で撮
影し（ステップＳ１２）、得られた画像を一時画像メモ
リに記憶する（ステップＳ１３）。そして、この画像を
回転０°のモデル画像としてモデル画像メモリに記憶す
る（ステップＳ１４）。次いで、一時画像メモリに記憶
した画像を画像処理技術を用いて先に設定した回転ステ
ップ角度だけ回転させる（ステップＳ１５）。Next, the model object is photographed by the image pickup device (step S12), and the obtained image is stored in the temporary image memory (step S13). Then, this image is stored in the model image memory as a model image of 0 ° rotation (step S14). Next, the image stored in the temporary image memory is rotated by the previously set rotation step angle using the image processing technique (step S15).
【０００６】そして、この画像の回転角度が３６０°に
達したか否かを判断し（ステップＳ１６）、達していな
ければ、この画像をモデル画像としてモデル画像メモリ
に記憶する（ステップＳ１７）。同時にそのときの回転
角度も記憶する（ステップＳ１８）。Then, it is judged whether or not the rotation angle of this image has reached 360 ° (step S16). If not, this image is stored in the model image memory as a model image (step S17). At the same time, the rotation angle at that time is also stored (step S18).
【０００７】こうして、回転角度が３６０°に達するま
でステップＳ１５〜Ｓ１８の処理を繰り返す。この結
果、モデル画像メモリには回転ステップ角度に応じた数
のモデル画像が記憶される。例えば回転ステップ角度が
５°であれば７２個（３６０°÷５°）のモデル画像が
記憶されることになる。Thus, the processing of steps S15 to S18 is repeated until the rotation angle reaches 360 °. As a result, the model image memory stores the number of model images corresponding to the rotation step angle. For example, if the rotation step angle is 5 °, 72 (360 ° / 5 °) model images will be stored.
【０００８】次に、こうして得た複数のモデル画像を用
いて対象物体の回転角度を計測する物体角度計測方法に
ついて説明する。図５は、８９°傾いたある物品上に描
かれている文字「Ａ」を対象物体の画像Ｐとし、この対
象物体の回転角度を回転ステップ角度５°で作成した７
２個のモデル画像Ｑ１〜Ｑ７２を用いて計測する例につ
いて示している。Next, an object angle measuring method for measuring the rotation angle of the target object using the plurality of model images thus obtained will be described. In FIG. 5, the character “A” drawn on an article tilted by 89 ° is defined as an image P of the target object, and the rotation angle of the target object is created at a rotation step angle of 5 °.
An example of measurement using two model images Q1 to Q72 is shown.
【０００９】対象物体の回転角度の計測は、対象画像Ｐ
とモデル画像Ｑ１〜Ｑ７２とをそれぞれ個別に比較し、
その一致度が最大値となるモデル画像の回転角度を対象
物体の回転角度とする。この例では回転角度が９０°の
モデル画像Ｑ１９との一致度が最大値を示すので、文字
「Ａ」の回転角度は９０°であるとする。The rotation angle of the target object is measured by measuring the target image P.
And the model images Q1 to Q72 are individually compared,
The rotation angle of the model image having the maximum degree of coincidence is set as the rotation angle of the target object. In this example, since the degree of coincidence with the model image Q19 having the rotation angle of 90 ° shows the maximum value, the rotation angle of the character “A” is 90 °.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】対象物体の撮像画像と
モデル画像との一致度は、両者の回転角度が一致したと
きに最大となり、回転角度の差が大きくなるにつれて減
少する。従って、回転ステップ角度が大きすぎると、対
象物体の回転角度が用意したモデル画像の回転ステップ
角度の中間に来たりすることがあり、この場合はどのモ
デル画像との一致度も非常に低い値となるため、良好な
計測が行えないという不都合が生じる。The degree of coincidence between the picked-up image of the target object and the model image becomes maximum when the rotation angles of the two coincide, and decreases as the difference between the rotation angles increases. Therefore, if the rotation step angle is too large, the rotation angle of the target object may be in the middle of the rotation step angle of the prepared model image.In this case, the degree of coincidence with any model image is very low. Therefore, there is an inconvenience that good measurement cannot be performed.
【００１１】逆に、回転ステップ角度を小さくして用意
するモデル画像の数を多くすると、角度の計測精度は向
上するが、多くのモデル画像を格納するために大容量の
画像メモリを必要とし、またモデル画像の数が多いため
対象画像との一致度を算出するための演算量が増大する
という不都合が生じる。On the contrary, when the number of model images prepared by decreasing the rotation step angle is increased, the angle measurement accuracy is improved, but a large-capacity image memory is required to store many model images. Further, since the number of model images is large, there is an inconvenience that the amount of calculation for calculating the degree of matching with the target image increases.
【００１２】このように、モデル画像の回転ステップ角
度は大きすぎても小さすぎても不適当であり、しかも、
その角度は対象物体の形状によっても異なるため、最適
な回転ステップ角度は一概には決められず、使用者の勘
と経験に委ねられていた。As described above, it is inappropriate that the rotation step angle of the model image is too large or too small, and
Since the angle varies depending on the shape of the target object, the optimum rotation step angle cannot be generally determined, and is left to the intuition and experience of the user.
【００１３】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、モデル画像の回転ステップ角
度が対象物体に対して最適角度となるように対象物体毎
に回転ステップ角度を自動的に設定することができるモ
デル画像作成方法および装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made to solve such a conventional problem, and automatically sets the rotation step angle for each target object so that the rotation step angle of the model image becomes the optimum angle with respect to the target object. It is an object of the present invention to provide a model image creating method and apparatus that can be set manually.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明によるモデル画像
作成方法は、対象物体の撮像画像を一定の角度毎に回転
させ、回転毎に得られる画像と撮像画像とを比較して両
画像間の一致度を計測し、一致度が予め設定した閾値に
対して所定の条件を満たすときの回転角度を回転ステッ
プ角度と設定し、撮像画像に対し設定された回転ステッ
プ角度毎に回転させることにより得られる画像をモデル
画像として登録する。A model image creating method according to the present invention rotates a picked-up image of a target object at a constant angle, compares the image obtained for each rotation with the picked-up image, and compares the two images. It is obtained by measuring the degree of coincidence, setting the rotation angle when the degree of coincidence satisfies a predetermined threshold with respect to a preset threshold as the rotation step angle, and rotating the captured image at each rotation step angle set. Registered images as model images.
【００１５】また、本発明によるモデル画像作成装置
は、対象物体の撮像画像を記憶する撮像画像記憶手段
と、撮像画像を指定角度だけ回転させて回転後の画像を
再記憶する画像回転処理手段と、撮像画像と画像回転処
理手段で回転させた画像とを比較して両画像間の一致度
を計測する画像比較手段と、一致度の閾値を記憶する閾
値記憶手段と、一致度が閾値に対して所定の条件を満た
すまで撮像画像を画像回転処理手段によって回転させて
所定の条件を満たす回転角度を回転ステップ角度とする
制御手段と、撮像画像と撮像画像を画像回転処理手段で
回転ステップ角度毎に回転させて得られる画像とをモデ
ル画像として記憶するモデル画像記憶手段とを備える。Further, the model image creating apparatus according to the present invention comprises a picked-up image storage means for storing a picked-up image of a target object, and an image rotation processing means for rotating the picked-up image by a designated angle and storing the rotated image again. An image comparison unit that compares the captured image with the image rotated by the image rotation processing unit to measure the degree of coincidence between the two images; a threshold value storage unit that stores a threshold value of the degree of coincidence; Control means for rotating the picked-up image by the image rotation processing means until a predetermined condition is satisfied and for setting a rotation angle that satisfies the predetermined condition as a rotation step angle, and the picked-up image and the picked-up image for each rotation step angle by the image rotation processing means. And a model image storage unit that stores an image obtained by rotating the image as a model image.
【００１６】従って、本発明によれば、対象物体の撮像
画像を少しずつ回転させながら撮像画像に対する一致度
が予め設定した閾値に対して所定の条件を満たす回転角
度を求め、この回転角度をモデル画像の回転ステップ角
度としたので、対象物体に対して最適な回転ステップ角
度を有するモデル画像を得ることができる。Therefore, according to the present invention, while rotating the picked-up image of the target object little by little, the degree of coincidence with the picked-up image is calculated as a rotation angle satisfying a predetermined condition with respect to a preset threshold value, and this rotation angle is modeled. Since the rotation step angle of the image is used, a model image having an optimum rotation step angle for the target object can be obtained.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態に
よるモデル画像作成装置を示すブロック図である。この
装置は、制御部１によって各部が制御されるように構成
されており、撮像画像記憶手段としての撮像画像メモリ
２はモデル画像の作成用に入力される対象物体の撮像画
像（原画像）を制御部１からの制御信号に基いて記憶す
る。1 is a block diagram showing a model image creating apparatus according to an embodiment of the present invention. This device is configured such that each unit is controlled by a control unit 1, and a captured image memory 2 as a captured image storage unit stores a captured image (original image) of a target object input for creating a model image. It is stored based on the control signal from the control unit 1.
【００１８】また、画像回転処理手段を構成する一時画
像メモリ３およびアフィン変換部４は原画像を指定され
た角度だけ回転させ、回転後の画像を上書きする形で一
時画像メモリ３に再記憶する。アフィン変換部４でのア
フィン変換による画像回転処理については、本出願人が
先に提出した特願平６−２５９７５０号に詳細に開示さ
れている。Further, the temporary image memory 3 and the affine transformation unit 4 constituting the image rotation processing means rotate the original image by a designated angle and re-store it in the temporary image memory 3 in a form of overwriting the rotated image. . The image rotation processing by the affine transformation in the affine transformation unit 4 is disclosed in detail in Japanese Patent Application No. 6-259750 previously filed by the present applicant.
【００１９】画像比較手段としての相関値計測部５は撮
像画像メモリ２に記憶されている原画像と一時画像メモ
リ３に記憶されている画像とを比較し、両画像間の一致
度としての相関値を計測し、得られた相関値を制御部１
に出力する。また、閾値記憶手段としての相関値閾値メ
モリ６は相関値の閾値を記憶するもので、モデル画像作
成時に外部から設定する。The correlation value measuring section 5 as an image comparing means compares the original image stored in the captured image memory 2 with the image stored in the temporary image memory 3 and correlates the degree of coincidence between the two images. The value is measured, and the obtained correlation value is used by the control unit 1
Output to Further, the correlation value threshold value memory 6 as a threshold value storage means stores the threshold value of the correlation value and is set from the outside when the model image is created.
【００２０】また、モデル画像記憶手段としてのモデル
画像メモリ７は制御部１からの制御信号に基いて一時画
像メモリ３に記憶されている画像を読み出し、モデル画
像として記憶する。前述したように一時画像メモリ３は
アフィン変換部４で回転処理した画像を再記憶するよう
に構成されているので、所定の回転ステップ角度で回転
処理する度に、回転後の画像をモデル画像メモリ７に記
憶するようにすれば、モデル画像メモリ７には所定の回
転ステップ角度毎に回転した複数のモデル画像が記憶さ
れることになる。The model image memory 7 as a model image storage means reads out the image stored in the temporary image memory 3 based on the control signal from the control unit 1 and stores it as a model image. As described above, since the temporary image memory 3 is configured to re-store the image rotated by the affine transformation unit 4, each time the image is rotated at a predetermined rotation step angle, the rotated image is stored in the model image memory. If stored in the model image memory 7, the model image memory 7 stores a plurality of model images rotated for each predetermined rotation step angle.
【００２１】角度情報メモリ８は制御部１から送られて
来る回転角度データを記憶するもので、この回転角度デ
ータはモデル画像メモリ７に記憶するモデル画像が原画
像に対して何度回転させたものであるかを示すデータで
ある。The angle information memory 8 stores the rotation angle data sent from the control unit 1. The rotation angle data is obtained by rotating the model image stored in the model image memory 7 with respect to the original image. It is data indicating whether it is a thing.
【００２２】次に、このように構成したモデル画像作成
装置を用いて複数のモデル画像を作成する本発明による
モデル画像作成方法を、図２に示すフローチャートを参
照しながら説明する。Next, a model image creating method according to the present invention for creating a plurality of model images using the model image creating apparatus thus constructed will be described with reference to the flow chart shown in FIG.
【００２３】まず、外部から相関値閾値を設定し、相関
値閾値メモリ６に記憶する（ステップＳ１）。後述する
ように、この実施例では相関値を全く不一致の場合は
“０”、完全に一致した場合は“１００”としているの
で、この間の適当な数値、例えば“９０”を閾値とす
る。First, a correlation value threshold value is set from the outside and stored in the correlation value threshold value memory 6 (step S1). As will be described later, in this embodiment, the correlation value is "0" when there is no match and "100" when there is a perfect match, so an appropriate value in this period, for example, "90" is used as the threshold value.
【００２４】次に、対象物体の撮像画像（原画像）を撮
像画像メモリ２および一時画像メモリ３に記憶する（ス
テップＳ２）。そして、一時画像メモリ３に記憶した原
画像を回転０°のモデル画像としてモデル画像メモリ７
に記憶し、同時にこのときの回転角度０°を角度情報メ
モリ８に記憶する（ステップＳ３）。Next, the captured image (original image) of the target object is stored in the captured image memory 2 and the temporary image memory 3 (step S2). Then, the original image stored in the temporary image memory 3 is used as a model image with a rotation of 0 ° as a model image memory 7
At the same time, the rotation angle of 0 ° is stored in the angle information memory 8 (step S3).
【００２５】次いで、一時画像メモリ３に記憶した原画
像をアフィン変換部４で一定の角度だけ回転させ、再び
一時画像メモリ３に記憶する（ステップＳ４）。一定の
角度としては通常は１°が選択されるが、他の任意の角
度であってもよい。最終的に所望する回転角度より十分
小さい角度値であればよい。Then, the original image stored in the temporary image memory 3 is rotated by a fixed angle in the affine transformation unit 4 and stored again in the temporary image memory 3 (step S4). Usually, 1 ° is selected as the fixed angle, but any other angle may be used. The angle value may be sufficiently smaller than the finally desired rotation angle.
【００２６】次いで、一時画像メモリ３に記憶されてい
る回転後の画像と、撮像画像メモリ２に記憶されている
原画像とを相関値計測部５で比較し、両者の一致度を相
関値として算出し、制御部１に出力する（ステップＳ
５）。制御部１では、得られた相関値を閾値と比較し、
閾値未満か否か判断する（ステップＳ６）。Then, the rotated image stored in the temporary image memory 3 and the original image stored in the captured image memory 2 are compared by the correlation value measuring section 5, and the degree of coincidence between them is taken as the correlation value. Calculate and output to the controller 1 (step S
5). The control unit 1 compares the obtained correlation value with a threshold value,
It is determined whether it is less than the threshold value (step S6).
【００２７】この場合、原画像を１°回転させただけで
あるので、相関値は両画像が完全に一致した場合の相関
値“１００”よりは小さいものの、それに近い値にな
る。相関値が閾値より大きければステップＳ６で“Ｎ
ｏ”と判断し、ステップＳ４に戻り再びそれ以降の処理
を繰り返す。In this case, since the original image is only rotated by 1 °, the correlation value is smaller than the correlation value "100" when both images are completely coincident, but a value close thereto. If the correlation value is larger than the threshold value, “N” is obtained in step S6.
If it is "o", the process returns to step S4 and the subsequent processes are repeated.
【００２８】こうしてステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り
返すうちに相関値が徐々に小さくなり、閾値未満になる
と、ステップＳ６で“Ｙes”と判断する。すると、制御
部１は一時画像メモリ３およびアフィン変換部４を制御
して、一時画像メモリ３に記憶されている画像をアフィ
ン変換部４で逆方向に一定の角度回転させ、一時画像メ
モリ３に再記憶する（ステップＳ７）。今の場合、一定
の角度は１°であるので、−１°回転させることにな
る。こうして閾値より若干大きな相関値を有する画像を
得る。In this way, when the correlation value becomes gradually smaller and becomes less than the threshold value while repeating the processing of steps S4 to S6, it is judged "Yes" at step S6. Then, the control unit 1 controls the temporary image memory 3 and the affine transformation unit 4 so that the image stored in the temporary image memory 3 is rotated by the affine transformation unit 4 in the opposite direction by a certain angle, and the temporary image memory 3 is stored. It is stored again (step S7). In the present case, the fixed angle is 1 °, so that it is rotated by -1 °. Thus, an image having a correlation value slightly larger than the threshold value is obtained.
【００２９】次いで、一時画像メモリ３に記憶されてい
る画像をモデル画像としてモデル画像メモリ７に記憶
し、同時にこのときのモデル画像の回転角度を表すデー
タを角度情報メモリ８に記憶する（ステップＳ８）。そ
して、このときの回転角度をモデル画像の回転ステップ
角度θ°と定める。Next, the image stored in the temporary image memory 3 is stored in the model image memory 7 as a model image, and at the same time, the data representing the rotation angle of the model image is stored in the angle information memory 8 (step S8). ). Then, the rotation angle at this time is defined as the rotation step angle θ ° of the model image.
【００３０】次に、こうして定めた回転ステップ角度θ
°に基いて一時画像メモリ３に記憶されている画像を回
転させ、複数のモデル画像を作成する。まず、回転角度
が３６０°に達したか否か判断し（ステップＳ９）、達
していれば処理を終了し、達していなければ一時画像メ
モリ３およびアフィン変換部４を制御して、一時画像メ
モリ３に記憶されている画像をアフィン変換部４で回転
ステップ角度θ°だけ回転させ、一時画像メモリ３に再
記憶する（ステップＳ１０）。Next, the rotation step angle θ thus determined
The images stored in the temporary image memory 3 are rotated based on the angle .degree. To create a plurality of model images. First, it is determined whether or not the rotation angle has reached 360 ° (step S9), and if it has reached the end, the processing is terminated. If it has not reached, the temporary image memory 3 and the affine transformation unit 4 are controlled, and the temporary image memory The image stored in 3 is rotated by the affine transformation unit 4 by the rotation step angle θ °, and stored again in the temporary image memory 3 (step S10).
【００３１】次いで、一時画像メモリ３に記憶した画像
をモデル画像メモリ７にモデル画像として記憶し、同時
にこのモデル画像の回転角度２×θ°を角度情報メモリ
８に記憶する（ステップＳ１１）。Next, the image stored in the temporary image memory 3 is stored in the model image memory 7 as a model image, and at the same time, the rotation angle 2 × θ ° of this model image is stored in the angle information memory 8 (step S11).
【００３２】次いで、ステップＳ９に戻り、回転角度が
３６０°に達するまでステップＳ９〜Ｓ１１の処理を繰
り返す。こうして回転角度が３６０°に達すると、モデ
ル画像メモリ７には角度０°から回転ステップ角度θ°
毎にｎ個（３６０°÷θ°）のモデル画像が記憶され、
角度情報メモリ８には各モデル画像の回転角度が記憶さ
れることになる。従って、例えば回転ステップ角度θ°
が４°であれば、９０個のモデル画像が作成されて記憶
されることになる。Then, the process returns to step S9, and the processes of steps S9 to S11 are repeated until the rotation angle reaches 360 °. Thus, when the rotation angle reaches 360 °, the model image memory 7 stores the rotation step angle θ ° from the angle 0 °.
N (360 ° ÷ θ °) model images are stored for each
The angle information memory 8 stores the rotation angle of each model image. Therefore, for example, the rotation step angle θ °
Is 4 °, 90 model images are created and stored.
【００３３】次に、こうして作成した複数のモデル画像
を用いて対象物体の回転角度を計測する動作について説
明する。図１に示すモデル画像作成装置は、同時に物体
角度計測装置としても機能するように構成されている。Next, the operation of measuring the rotation angle of the target object using the plurality of model images thus created will be described. The model image creating apparatus shown in FIG. 1 is configured to also function as an object angle measuring apparatus at the same time.
【００３４】すなわち、制御部１は撮像画像メモリ２に
記憶されている計測対象物体の撮像画像を相関値計測部
５に読み出し、同時に相関値計測部５にモデル画像メモ
リ７から回転０°のモデル画像を読み出す。That is, the control unit 1 reads the picked-up image of the object to be measured stored in the picked-up image memory 2 into the correlation value measuring unit 5, and at the same time, the correlation value measuring unit 5 reads the model from the model image memory 7 at 0 ° rotation. Read out the image.
【００３５】相関値計測部５では、この２つの画像を比
較して両者の相関値を計測し、制御部１に相関値データ
として出力する。以後、制御部１はモデル画像メモリ７
から回転ステップ角度θ°毎に作成された複数のモデル
画像を次々と読み出し、それに対応して相関値計測部５
から出力される各モデル画像に対応する相関値データを
次々と読み取り、その中で相関値が最大となるモデル画
像を選択する。そして、この選択したモデル画像に対応
する回転角度データを角度情報メモリ８から読み出し、
この回転角度を対象物体の回転角度として計測を終了す
る。The correlation value measuring unit 5 compares the two images and measures the correlation value between them, and outputs them to the control unit 1 as correlation value data. After that, the control unit 1 uses the model image memory 7
A plurality of model images created for each rotation step angle θ ° are read one after another, and the correlation value measuring unit 5 correspondingly reads them.
The correlation value data corresponding to each model image output from is read one after another, and the model image having the maximum correlation value is selected among them. Then, the rotation angle data corresponding to the selected model image is read from the angle information memory 8,
The measurement is ended by using this rotation angle as the rotation angle of the target object.
【００３６】ここで、相関値計測部５で算出する相関値
について説明する。本実施例で用いる相関値は、 相関値＝sigh（ρ）×ρ2 ×１００ と定義する。ここで、sigh（ρ）は符号を表し、相関値
は−１００〜１００の範囲を取る。相関値１００は両画
像が完全に一致する場合であり、相関値０は全く不一致
の場合であり、相関値−１００は白黒反転したネガ画像
と一致する場合である。また、ρは次のように定義され
るので、Here, the correlation value calculated by the correlation value measuring section 5 will be described. The correlation value used in this embodiment is defined as: correlation value = sigh (ρ) × ρ 2 × 100. Here, sigh (ρ) represents a code, and the correlation value takes a range of −100 to 100. A correlation value of 100 is a case where both images completely match, a correlation value of 0 is a completely mismatched case, and a correlation value of -100 is a case where the negative image is reversed in black and white. Also, ρ is defined as
【００３７】[0037]
【数１】 Ａ＝ＮΣ（Ｉ×Ｍ）−ΣＩ×ΣＭ とおき、Ａ＜０（ネガ画像状態に近い）のときは相関値
を０とすると、相関値は次のように表せる。[Equation 1] If A = NΣ (I × M) −ΣI × ΣM, and if A <0 (close to the negative image state), the correlation value is 0, and the correlation value can be expressed as follows.
【００３８】[0038]
【数２】 また、Ｎ ：モデルの総画素数 Ｎｉ：モデル画像の列の数 Ｎｊ：モデル画像の行の数 Ｉij：入力画像のモデル画像とマッチングさせる領域の
ｉ行ｊ列番目の画素濃度 Ｍij：モデル画像のｉ行ｊ列番目の画素濃度 である。[Equation 2] N: total number of pixels of model Ni: number of columns of model image Nj: number of rows of model image Iij: pixel density of i-th row and j-th column of region to be matched with model image of input image Mij: of model image It is the pixel density at the i-th row and the j-th column.
【００３９】具体例をあげて説明すると、図３（ａ）に
示すように、入力画像上を左上端から右へモデル画像を
走査させ、各位置での相関値（正規化相関値）求める。
入力画像の任意の位置でのマッチングの場合、図３
（ｂ）に示すように、入力画像の座標（i,j)の濃度をＩ
ij、モデル画像の座標（i,j)の濃度をＭijとし、ある位
置での入力画像およびモデル画像の各濃度が、図３
（ｃ）に示すようになったとする。Explaining with a concrete example, as shown in FIG. 3A, the model image is scanned from the upper left end to the right on the input image, and the correlation value (normalized correlation value) at each position is obtained.
In the case of matching at any position of the input image, FIG.
As shown in (b), the density at the coordinates (i, j) of the input image is I
ij and the density of coordinates (i, j) of the model image are Mij, and the respective densities of the input image and the model image at a certain position are shown in FIG.
It is assumed that the state becomes as shown in (c).
【００４０】すると、相関値を表す式において、Ｎ＝
９、Σ(I×M）＝８２、ΣＩ＝３４、ΣＭ＝１７、Σ(I
×I）＝１６４、Σ(M×M）＝４１、となるので、式は
次のようになる。Then, in the equation expressing the correlation value, N =
9, Σ (I × M) = 82, ΣI = 34, ΣM = 17, Σ (I
Since × I) = 164 and Σ (M × M) = 41, the formula is as follows.
【００４１】 相関値＝(9×82−34×17）2 ×100 ／{( 9× 164−342 ）×(9×41−172 )} ＝{(738 −578)2 ／( 320 ×80)}×100 ＝(25600／25600)×100 ＝100 従って、前述した入力画像の位置でモデル画像と完全に
一致することになる。Correlation value = (9 × 82−34 × 17) 2 × 100 / {(9 × 164−34 2 ) × (9 × 41−17 2 )} = {(738−578) 2 / (320 × 80)} × 100 = (25600/25600) × 100 = 100 Therefore, the position of the input image described above completely matches the model image.
【００４２】なお、前述した実施の形態では、対象物体
の全体像を撮像画像およびモデル画像として各画像メモ
リに記憶するようにしたが、物体の全体像を記憶するの
ではなく、物体の部分像のみを記憶し、その部分を比較
して相関値を求めるようにしてもよい。このようにして
も前述の実施の形態と同様の効果が得られる。In the above-described embodiment, the whole image of the target object is stored in each image memory as a picked-up image and a model image. However, instead of storing the whole image of the object, a partial image of the object is stored. Alternatively, the correlation value may be obtained by storing only that portion and comparing the portions. Even in this case, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.
【００４３】また、一時画像メモリに記憶した画像の回
転処理は、アフィン変換に限られるものではなく他の画
像処理技術を用いるようにしてもよい。また、２つの画
像を比較して両画像間の一致度を求める手法は、前述し
た相関値算出方法に限られるものではなく他の比較方法
を用いるようにしてもよい。The rotation processing of the image stored in the temporary image memory is not limited to the affine transformation, and other image processing techniques may be used. Further, the method of comparing two images to obtain the degree of coincidence between the two images is not limited to the above-described correlation value calculation method, and another comparison method may be used.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、対象物体の撮像画像を
少しずつ回転させ、撮像画像に対する一致度としての相
関値が予め設定した閾値に対して所定の条件を満たす回
転角度を求め、この回転角度をモデル画像を作成するた
めの回転ステップ角度としたので、対象物体に対して最
適な回転ステップ角度を有するモデル画像を得ることが
できる。According to the present invention, a picked-up image of a target object is rotated little by little, and a rotation angle satisfying a predetermined condition with respect to a threshold value whose correlation value as a degree of coincidence with the picked-up image is preset. Since the rotation angle is the rotation step angle for creating the model image, the model image having the optimum rotation step angle for the target object can be obtained.
【図１】本発明によるモデル画像作成装置の実施の形態
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a model image creating apparatus according to the present invention.
【図２】本発明によるモデル画像作成方法の実施の形態
を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of a model image creating method according to the present invention.
【図３】相関値の算出方法の説明図で、（ａ）は入力画
像上をモデル画像を走査させていく状態を示し、（ｂ）
および（ｃ）はある位置での入力画像およびモデル画像
の濃度を示す。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of calculating a correlation value, in which (a) shows a state in which a model image is scanned on an input image, and (b) shows
And (c) show the densities of the input image and the model image at a certain position.
【図４】従来のモデル画像作成方法を示すフローチャー
トである。FIG. 4 is a flowchart showing a conventional model image creating method.
【図５】物体角度計測方法を説明するための説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an object angle measuring method.
１ 制御部 ２ 撮像画像メモリ ３ 一時画像メモリ ４ アフィン変換部 ５ 相関値計測部 ６ 相関値閾値メモリ ７ モデル画像メモリ ８ 角度情報メモリ 1 Control Unit 2 Captured Image Memory 3 Temporary Image Memory 4 Affine Transform Unit 5 Correlation Value Measurement Unit 6 Correlation Value Threshold Memory 7 Model Image Memory 8 Angle Information Memory
Claims (2)
転させ、 前記回転毎に得られる画像と前記撮像画像とを比較して
両画像間の一致度を計測し、 前記一致度が予め設定した閾値に対して所定の条件を満
たすときの回転角度を回転ステップ角度と設定し、 前記撮像画像に対し前記設定された回転ステップ角度毎
に回転させることにより得られる画像をモデル画像とし
て登録することを特徴とするモデル画像作成方法。1. A captured image of a target object is rotated at a constant angle, an image obtained at each rotation is compared with the captured image, and the degree of coincidence between both images is measured. A rotation angle when a predetermined condition is satisfied with respect to the set threshold is set as a rotation step angle, and an image obtained by rotating the captured image at each of the set rotation step angles is registered as a model image. A method for creating a model image, which is characterized in that
記憶手段と、 前記撮像画像を指定角度だけ回転させて回転後の画像を
再記憶する画像回転処理手段と、 前記撮像画像と前記画像回転処理手段で回転させた画像
とを比較して両画像間の一致度を計測する画像比較手段
と、 前記一致度の閾値を記憶する閾値記憶手段と、 前記一致度が前記閾値に対して所定の条件を満たすまで
前記撮像画像を前記画像回転処理手段によって回転させ
て前記所定の条件を満たす回転角度を回転ステップ角度
とする制御手段と、 前記撮像画像と前記撮像画像を前記画像回転処理手段で
前記回転ステップ角度毎に回転させて得られる画像とを
モデル画像として記憶するモデル画像記憶手段と、を備
えることを特徴とするモデル画像作成装置。2. A picked-up image storage unit that stores a picked-up image of a target object, an image rotation processing unit that rotates the picked-up image by a designated angle and stores the rotated image again, and the picked-up image and the image rotation unit. An image comparison unit that measures the degree of coincidence between both images by comparing the images rotated by the processing unit, a threshold value storage unit that stores the threshold value of the degree of coincidence, and the degree of coincidence that is predetermined with respect to the threshold value. Control means for rotating the captured image by the image rotation processing means until a condition is satisfied and setting a rotation angle that satisfies the predetermined condition as a rotation step angle; and the captured image and the captured image by the image rotation processing means. A model image creating device, comprising: a model image storage unit that stores, as a model image, an image obtained by rotating at each rotation step angle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02737896A JP3393462B2 (en) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Model image creation method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02737896A JP3393462B2 (en) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Model image creation method and device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09196638A true JPH09196638A (en) | 1997-07-31 |
| JP3393462B2 JP3393462B2 (en) | 2003-04-07 |
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ID=12219391
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02737896A Expired - Lifetime JP3393462B2 (en) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Model image creation method and device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3393462B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010182166A (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Toshiba Corp | Image processor and image processing method |
-
1996
- 1996-01-23 JP JP02737896A patent/JP3393462B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010182166A (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Toshiba Corp | Image processor and image processing method |
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