JPH10111382A - 燃料番号認識方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】刻印面上の所定の位置に文字領域が分散してい
る上、刻印文字の向きが異なる加圧水型原子炉燃料番号
を認識することは容易ではない。 【解決手段】画像を撮影する手段と、撮影した画像から
加圧水型原子炉燃料上面刻印面のコーナ部を特徴点とし
て検出し、文字の向きが同じ刻印文字をグループとして
前記特徴点からの相対的位置に文字領域を設定する手段
と、前記文字領域の文字画像に対して文字認識処理を適
用し認識する手段からなる燃料番号認識装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定形文字の自動認
識方法に係わり、軽水炉燃料集合体の加圧水型原子炉用
燃料番号の番号認識処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の定形文字認識方法は、先ず、取り
込んだ画像から文字領域を以下の方法で検出する。画像
を所定のしきい値により濃淡画像（多値画像）から二値
画像（白黒画像）に変換する。文字線部の画素は黒、背
景部分を白とし、左から右へ横方向に黒画素の個数を計
数して黒点の横方向投影ヒストグラムを形成し、雑音を
考慮したしきい値以上になる黒の領域の幅を求め、それ
が文字の高さと比べ妥当なものであるならば文字領域の
上下端とする。左右端は、下から上へ縦方向に黒画素の
個数を計数して黒点の縦方向投影ヒストグラムを形成
し、白から黒に変化する最大微分値を求め、雑音を考慮
するために最大微分値に係数を掛けて調整したものをし
きい値とし、しきい値以上で最初に白から黒に変化する
点を左右両方から求める。求めた上下左右端の座標の範
囲が文字領域となる。

【０００３】上記した投影ヒストグラムによる文字領域
の検出は対象となる画像内の文字の向きが同一で一行に
整列されている場合に有効な手段である。

【０００４】文字領域を検出後、文字領域から一文字毎
に文字を切り出し、切り出された文字により認識を行
う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】加圧水型原子炉燃料の
上面番号は一行に並べられておらず、刻印面上の所定の
位置に刻印文字が分散している上、それぞれの刻印文字
の向きが同一でないものがあるので、上記従来法による
文字領域の検出ができず、文字認識が困難である。

【０００６】本発明の目的は、原子力関連施設で扱われ
る加圧水型原子炉燃料集合体の燃料上面番号を自動認識
する方法及びシステムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、加圧水型原子炉燃料上面番号刻印面のコーナ部を特
徴点として検出し、文字の向きが同じ刻印文字をグルー
プとして前記特徴点からの相対的位置に文字領域を設定
し、前記文字領域の文字画像に対して文字認識処理を適
用し認識することで達成される。

【０００８】刻印面上に刻印されている燃料番号は刻印
面の寸法および形状等の関係で、刻印文字を一行に並べ
ずに刻印文字を分散して配置している。加圧水型原子炉
燃料上面番号刻印面のコーナ部を特徴点として検出し、
文字の向きが同じ刻印文字をグループとして前記特徴点
からの相対的位置に文字領域を設定することで、加圧水
型原子炉燃料上面番号の自動認識が実現できる

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて説明する。図１は、本発明による燃料貯蔵プール
における燃料番号認識装置のハードウェア構成の一実施
例を示すもので、燃料番号認識装置１は水中カメラ２，
文字領域設定装置３，文字切り出し装置４，ニューラル
ネットワーク型文字候補検出装置５，文字認識装置６，
文字格納装置７，モニタ８から構成される。本実施例で
は、文字領域設定装置３により設定した文字領域から一
文字毎に切り出す処理をスムーズに実施できるように燃
料プール内の照明条件等による文字コントラストの薄い
サンプルに対処するために文字強調装置９を組み込んで
ある。

【００１０】水中カメラ２は、図２に示すように燃料を
取り扱う伸縮管２０に水中照明灯２１と共に取り付けら
れ、その伸縮管２０は位置決めするための横行台車２２
に固定されている。横行台車２２は走行台車２３上に設
置されているので任意の位置に移動できる。横行台車２
２及び走行台車２３は燃料取扱装置制御盤２４により全
て制御され、燃料貯蔵プール２５内の燃料貯蔵ラック２
６に格納された燃料集合体２７の番号認識を走行中に実
施する。図３は、燃料集合体２７であり、燃料番号２８
は燃料集合体上部の刻印部２９に刻印されている。

【００１１】以下、各処理の詳細な説明を図４ないし図
８を用いて説明する。図４は図２における燃料番号認識
装置１の処理概要を示したものである。燃料番号認識装
置１は燃料貯蔵プール２５内の燃料集合体２７の数およ
び位置座標データから画像取り込み座標を設定し（処理
ステップ１００）、燃料取扱装置に移動開始信号を送信
する（処理ステップ１１０）。移動を開始した燃料取扱
装置の位置座標データを燃料取扱装置制御盤２４から随
時取り込み（処理ステップ１２０）、取り込んだ位置座
標が画像取り込み座標と一致したとき、画像を取り込
み、その座標の画像を用いて認識処理を開始する（処理
ステップ１３０）。図５は画像取り込み時の撮像範囲３
０であり、撮像範囲３０は画像取り込み座標において常
に刻印部が存在するように大きめに設定している。ま
た、認識処理の高速化のために水中カメラ２の撮像範囲
３０内にカメラ燃料集合体の傾きや燃料取扱装置の移動
精度を考慮した範囲に設定した処理ウィンドウ３１を設
け、処理ウィンドウ３１範囲内の画像を用いて認識処理
する（処理ステップ１４０）。認識処理完了後にモニタ
に認識結果を表示させ（処理ステップ１５０）、次の画
像の取り込みまで待機し、燃料貯蔵ラックに格納されて
いる全ての認識対象燃料集合体の番号認識を完了するま
で処理を繰り返す（処理ステップ１６０）。

【００１２】図６に燃料番号認識装置１での処理を示
す。燃料番号認識装置１は燃料取扱装置から随時位置座
標を取り込み、画像取り込み位置座標であるかないかを
確認し、画像取り込み位置であるならば画像を取り込ん
で認識処理を開始する（処理ステップ２００）。取り込
んだ画像を文字領域設定装置３に送信し、文字領域を設
定する（処理ステップ２１０）。

【００１３】図７に文字領域設定装置の処理内容を示
す。文字領域設定装置は、刻印文字画像取込部１０と刻
印面コーナ抽出部１１，刻印文字グルーピング部１２で
構成され、各部の処理により文字領域を設定する。先
ず、刻印文字画像取込部１０により水中カメラ２から画
像を取り込み(処理ステップ３００)、取り込んだ濃淡画
像を刻印面コーナ抽出部１１に送信する。刻印面コーナ
抽出部１１は受信した画像データを所定の二値化しきい
値により二値画像に変換する(処理ステップ３１０)。次
に、二値化した画像から加圧水型原子炉燃料上面刻印面
の下部エッジ点４０を検出する（処理ステップ３２
０）。検出した下部エッジ点から直線４１を求め（処理
ステップ３３０）、その直線の傾きを算出し、画像の傾
きを修正する（処理ステップ３４０）。傾きを修正した
画像から、特徴点である刻印面コーナ部を求める（処理
ステップ３５０）。刻印面コーナ部は刻印面の下部エッ
ジ点から算出する直線４１と左部エッジ点から算出する
直線４３の交点座標４４となるので、修正した画像の両
エッジ点から２直線を求め、その交点座標を抽出すれば
よい。抽出した刻印面コーナ部を刻印文字グルーピング
部１２に送信する。刻印文字グルーピング部１２は抽出
した刻印面コーナ部から所定の距離にある文字の向きが
同じ刻印文字をグループとして文字領域４５を設定する
(処理ステップ３６０)。文字領域の範囲は予め画面に写
る刻印面の寸法およびエッジ点のばらつきを考慮して設
定する。また、コーナ部から文字の向きが同じ刻印文字
のグループまでの距離も予め求めておく。設定した文字
領域４５の画像データを文字領域設定装置３の出力とし
て文字強調処理装置９に送信する。

【００１４】文字強調装置９は受信した画像の文字コン
トラストを強調するものである（処理ステップ２２
０）。受信した画像データの各画素の濃淡値（０〜２５
５諧調）を読み取り、濃淡値の最大値および最小値を検
出する。検出した濃淡値の最大値と最小値より伸長スケ
ールを設定し、その伸長スケールより全画素の濃淡値の
変換を行い、変換後の画像を文字強調装置９の出力とし
て文字切り出し装置４に送信する。

【００１５】文字切り出し装置４は文字領域中にある刻
印文字を一文字毎に切り出す処理を行う（処理ステップ
２４０）。設定した文字領域４５の中には、刻印文字が
所定の角度で回転している文字領域もあるので、回転し
ている文字領域については回転処理を施し（処理ステッ
プ２３０）、角度を修正する。修正した画像データを用
いて、横方向ヒストグラム処理および縦方向ヒストグラ
ム処理により刻印文字の縦，横のサイズのデータを検出
し、そのデータにより文字領域から刻印文字を切り出
す。横方向ヒストグラム処理は、処理対象画像中の出現
頻度の最も多い濃淡値（文字領域内において背景部分が
刻印文字よりも多く存在することが前提）をしきい値と
し、しきい値を越えた画素を横方向に加算してヒストグ
ラムを作成する処理である。この処理することにより、
文字領域の背景部分と刻印文字部分とに差が生じ、その
差から刻印文字の縦サイズを検出する。縦方向ヒストグ
ラム処理は、処理対象画像中の出現頻度の最も多い濃淡
値をしきい値とし、しきい値を越えた画素を縦方向に加
算してヒストグラムを作成する処理である。この処理す
ることにより、文字領域の背景部分と刻印文字部分とに
差が生じ、その差から刻印文字の横サイズを検出する。
検出した刻印文字の縦，横サイズのデータから刻印文字
の画像データを文字領域から切り出し、刻印文字個数デ
ータと共に文字切り出し処理装置４の出力としてニュー
ラルネットワーク型文字候補検出装置５に送信する。

【００１６】ニューラルネットの構造を図８に示す。文
字切り出し装置４からの送信を受けたニューラルネット
ワーク型文字候補検出装置７は図８に示すように切り出
した刻印文字の領域に文字特徴量抽出ウィンドウ５０を
幾つか設定する。その文字特徴量抽出ウィンドウ５０内
の濃淡画像又は二値化画像より縦微分値，横微分値，濃
淡値，二値画像の白画素の比率等の文字特徴量を算出し
(処理ステップ２５０)、これらを入力とするニューラル
ネットワークにより文字候補を検出する（処理ステップ
２６０）。この実施例では、３層構造のニューラルネッ
トワークの構造を示している。ニューラルネットワーク
方式による文字候補検出では、検出対象となる全ての文
字候補について学習する必要があり、教示文字に対して
ニューラルネットワークの各層間の結合係数を学習によ
り決定する。この場合、様々な条件（照明条件，刻印面
の汚れ等）に対して学習した結合係数を有するニューラ
ルネットワークを準備する必要がある。文字特徴量抽出
ウィンドウ５０から算出したｍ個の文字特徴量をニュー
ラルネットワークの入力層に入力し、これらの入力層の
データと各層間の結合係数から演算した出力層の各検出
対象文字に出力された出力値の内最も大きな値を文字候
補結果とする。ここで、各出力層の出力値の最も大きい
出力層のデータ(何の文字候補に対応しているかを知る
ためのデータ)とその出力値を文字認識装置６に送信す
る。

【００１７】ニューラルネットワーク型文字候補検出装
置５から送信されたデータを用いて文字の認識をする
（処理ステップ２７０）。先ず、送信された出力値を所
定の文字認識しきい値以上であるかを確認し、しきい値
以上であれば文字として判断する。判断の結果を認識結
果として、文字格納装置７に送信し、文字格納装置７は
文字認識装置６から得られた順に認識結果を格納する
（処理ステップ２８０）。この操作を文字切り出し装置
４から送信された刻印文字個数データの数だけ繰り返す
（処理ステップ２９０）。

【００１８】一連の文字領域の認識処理を終えたなら、
処理対象となる全ての文字領域の認識が完了したかどう
かチェックし（処理ステップ３００）、認識が完了した
ならば今まで格納していた認識結果をモニタ８に燃料集
合体番号として出力する（処理ステップ３１０）。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、特徴点となる刻印面コ
ーナ部を検出し、文字の向きが同じ刻印文字をグループ
として前記特徴点からの相対的位置に文字領域を設定し
て認識処理することで、刻印面上の所定の位置に文字領
域が分散している上、刻印文字の向きが異なる加圧水型
原子炉燃料番号を認識することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハードウェアのブロック図。

【図２】本発明による燃料番号認識装置の一実施例のブ
ロック図。

【図３】加圧水型原子炉用燃料集合体と刻印部の説明
図。

【図４】図１の燃料番号認識装置の一実施例における処
理のフローチャート図。

【図５】画像取り込み時の撮像範囲と処理ウィンドウを
示す説明図。

【図６】本発明の燃料番号認識処理のフローチャート。

【図７】文字領域設定処理のフローチャート。

【図８】ニューラルネットワークの一構成を示す説明
図。

【符号の説明】

１…燃料番号認識装置、２…水中カメラ、３…文字領域
設定装置、４…文字切り出し装置、５…ニューラルネッ
トワーク型文字候補検出装置、６…文字認識装置、７…
文字格納装置、８…モニタ、１０…刻印文字画像取込
部、１１…刻印面コーナ抽出部、１２…刻印文字グルー
ピング部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加圧水型原子力炉の燃料集合体の上面に刻
   印された燃料番号を認識する方法において、撮像装置に
   より撮影した画像から加圧水型原子炉の燃料上面番号刻
   印面のコーナ部を特徴点として検出し、文字の向きが同
   じ刻印文字をグループとして前記特徴点からの相対的位
   置に文字領域を設定し、前記文字領域の文字画像に対し
   て文字認識処理を適用して認識することを特徴とする燃
   料番号認識方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の加圧水型原子炉燃料上面
   番号の文字認識処理にニューラルネットワークを適用し
   た燃料番号認識方法。
3. 【請求項３】加圧水型原子炉燃料上面番号を認識する装
   置において、画像を撮影する手段と、撮影した画像から
   加圧水型原子炉燃料上面番号刻印面のコーナ部を特徴点
   として検出し、文字の向きが同じ刻印文字をグループと
   して前記特徴点からの相対的位置に文字領域を設定する
   手段と、前記文字領域の文字画像に対して文字認識処理
   を適用して認識する手段からなる燃料番号認識装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の加圧水型原子炉燃料上面
   番号の文字認識処理にニューラルネットワークを適用し
   た燃料番号認識装置。