JPH10187978A - 部品形状認識方法 - Google Patents

部品形状認識方法

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JPH10187978A
JPH10187978A JP8350043A JP35004396A JPH10187978A JP H10187978 A JPH10187978 A JP H10187978A JP 8350043 A JP8350043 A JP 8350043A JP 35004396 A JP35004396 A JP 35004396A JP H10187978 A JPH10187978 A JP H10187978A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
corner
edge
component
shape
compressed data
Prior art date
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Pending
Application number
JP8350043A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Nagai
靖泰 永井
Shin Miyaji
伸 宮治
Minoru Higashihara
稔 東原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 部品形状認識のための処理時間の短縮化が図
れるとともに、部品形状認識のためのパラメータおよび
しきい値の設定が不要となる部品形状認識方法を提供す
る。 【解決手段】 部品形状認識方法において、部品画像の
うちの認識対象エッジ部と認識対象エッジ部の両側のコ
ーナ部それぞれの少なくとも一部とを含む部分画像に対
して直交変換を施した後、高周波数成分の変換係数が除
去された圧縮データを生成し、得られた圧縮データを、
複数の部品画像から得られたエッジ部とその両側のコー
ナ部それぞれの少なくとも一部とを含む複数の部分画像
に対する上記と同様な圧縮データをそれぞれ入力パター
ンとし各入力パターンに対応するエッジ形状を表すパタ
ーンを教師パターンとして学習が行われた後のニューラ
ルネットワークに入力することにより認識対象エッジ部
のエッジ形状の種類を認識する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、部品の形状認識
を行う部品形状認識方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子部品装着装置によって装着される電
子部品の形状を認識する方法として、電子部品画像から
抽出されたエッジ部の画像またはコーナ部の画像に対し
て、ランレングス化処理、チェーンコード化処理等を施
して、エッジ部またはコーナ部の特徴を抽出し、抽出さ
れた特徴に基づいて、エッジ部またはコーナ部の形状を
認識するものがある。
【0003】このような従来方法では、演算処理される
情報量が多いため、部品形状認識のための処理時間が長
くなるという問題がある。また、部品形状認識のための
多くのパラメータとしきい値とが必要であり、これらの
最適値の設定には、非常に複雑な作業が必要となるとい
う問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、部品形状
認識のための処理時間の短縮化が図れるとともに、部品
形状認識のためのパラメータおよびしきい値の設定が不
要となる部品形状認識方法を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明による第1の部
品形状認識方法は、部品画像のうちの認識対象エッジ部
と認識対象エッジ部の両側のコーナ部それぞれの少なく
とも一部とを含む部分画像に対して直交変換を施した
後、高周波数成分の変換係数が除去された圧縮データを
生成し、得られた圧縮データを、複数の部品画像から得
られたエッジ部とその両側のコーナ部それぞれの少なく
とも一部とを含む複数の部分画像に対する上記と同様な
圧縮データをそれぞれ入力パターンとし各入力パターン
に対応するエッジ形状を表すパターンを教師パターンと
して学習が行われた後のニューラルネットワークに入力
することにより認識対象エッジ部のエッジ形状の種類を
認識することを特徴とする。
【0006】エッジ形状の種類には、たとえば、直線エ
ッジ、凸エッジ、凹エッジおよびNGエッジがある。直
交変換としては、たとえば、離散コサイン変換が用いら
れる。
【0007】この発明による第2の部品形状認識方法
は、部品画像のうちの認識対象コーナ部と認識対象コー
ナ部の両側のエッジ部それぞれの少なくとも一部とを含
む部分画像に対して直交変換を施した後、高周波数成分
の変換係数が除去された圧縮データを生成し、得られた
圧縮データを、複数の部品画像から得られたコーナ部と
その両側のエッジ部それぞれの少なくとも一部とを含む
複数の部分画像に対する上記と同様な圧縮データをそれ
ぞれ入力パターンとし各入力パターンに対応するコーナ
形状を表すパターンを教師パターンとして学習が行われ
た後のニューラルネットワークに入力することにより認
識対象コーナ部のコーナ形状の種類を認識することを特
徴とする。
【0008】コーナ形状の種類には、たとえば、直角コ
ーナ、R面取りコーナ、C面取りコーナおよびNGコー
ナがある。直交変換としては、たとえば、離散コサイン
変換が用いられる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。
【0010】図1は、部品画像の一例を示している。
【0011】この部品画像では、4つのエッジ部E1〜
E4と、4つのコーナ部C1〜C4を備えている。
【0012】図2は、エッジ形状の種類を示している。
【0013】エッジ形状の種類には、直線エッジ(図2
(a))、凸エッジ(図2(b))、凹エッジ(図2
(c))およびその他の形状(NGエッジ)(図2
(d))がある。
【0014】図3は、コーナ形状の種類を示している。
【0015】コーナ形状の種類には、直角コーナ(図3
(a))、R面取りコーナ(図3(b))、C面取りコ
ーナ(図3(c))およびその他の形状(NGコーナ)
(図3(d))がある。
【0016】図4は、部品形状認識装置の構成を示して
いる。
【0017】CPUバス1には、CPU(Central Proce
ssing Unit) 2、メインメモリ3、フレームメモリ4、
離散コサイン変換回路( 以下、DCT(Discrete Cosin
e Transform)回路という) 5、エッジ形状認識用ニュー
ラルネットワーク6およびコーナ形状認識用ニューラル
ネットワーク7が接続されている。フレームメモリ4に
は、画像入力系8で得られた部品画像が格納される。
【0018】DCT回路5は、数式1に示すように、対
象となるデータ列を余弦波形に分解したときのシーケン
シ成分(フーリエ変換の周波数成分に相当する)を抽出
するものである(たとえば、画像ラボ1990年10月
号41頁から45頁、テレビジョン学会誌Vol.4
3,No.10(1989)pp.1145〜1152
を参照)。
【0019】
【数1】
【0020】図5は、部品形状認識装置の動作を示して
いる。
【0021】まず、画像入力系8により部品画像が入力
される(ステップ1)。入力された部品画像(たとえ
ば、512×512画素)は、一旦フレームメモリ4に
格納される。
【0022】次に、CPU2は、フレームメモリ4に格
納された部品画像データに基づいて、各エッジ部および
各コーナ部を抽出し、そして、各エッジ部および各コー
ナ部毎に、予め定められた領域の部分画像のデータをフ
レームメモリ4からDCT回路5に出力させる(ステッ
プ2)。
【0023】図1において、たとえば、エッジ部E1に
対して予め定められた領域とは、エッジ部E1と、エッ
ジ部E1の両側のコーナ部C1、C2それぞれの少なく
とも一部とを含む矩形領域SE1をいう。
【0024】また、たとえば、コーナ部C3に対して予
め定められた領域とは、コーナ部C3と、コーナ部C3
の両側のエッジ部E2、E3それぞれの少なくとも一部
とを含む矩形領域SC3をいう。
【0025】ステップ2で出力された部分画像は、DC
T回路5に送られる。DCT回路5は、部分画像を離散
コサイン変換(DCT)により、周波数成分に分解する
(ステップ3)。つまり、図6に示すように、部分画像
が、空間座標f(x,y)から、周波数座標F(u,
v)に変換される。ここで、uは水平方向空間周波数を
示し、vは垂直方向空間周波数を示している。離散コサ
イン変換により得られたDCT変換係数の高周波数成分
が除去されて、圧縮データが生成される(ステップ
4)。
【0026】そして、ステップ2で出力された部分画像
がエッジ部に対して予め定められた領域の部分画像であ
る場合には(ステップ5でYES)、エッジ形状認識用
ニューラルネットワーク6に圧縮データが入力される
(ステップ6)。
【0027】この際、たとえば圧縮データのu方向の1
列ごとに、圧縮データが学習済のニューラルネットワー
ク6に入力され、ニューラルネットワーク6から入力デ
ータに応じた出力パターンが得られる。
【0028】1つの部分画像に対してニューラルネット
ワーク6から得られた複数の出力パターンに基づいて、
当該部分画像に含まれているエッジ部の形状が、直線エ
ッジ、凸エッジ、凹エッジおよびNGエッジであるかが
判別される(ステップ7)。
【0029】つまり、図7に示すように、注目エッジ部
を含む部分画像10が離散コサイン変換(DCT)によ
り周波数成分に分解されDCT変換係数20が生成さ
れ、DCT変換係数20の高周波数成分が除去されて圧
縮データ30が生成される。得られた圧縮データ30が
1列毎にニューラルネットワーク6に入力される。その
出力パターンに基づいて、注目エッジ部の形状が認識さ
れる。
【0030】ステップ2で出力された部分画像がコーナ
部に対して予め定められた領域の部分画像である場合に
は(ステップ5でNO)、コーナ形状認識用ニューラル
ネットワーク7に圧縮データが入力される(ステップ
8)。
【0031】この際、たとえば圧縮データのu方向の1
列ごとに、圧縮データが学習済のニューラルネットワー
ク7に入力され、ニューラルネットワーク7から入力デ
ータに応じた出力パターンが得られる。
【0032】1つの部分画像に対してニューラルネット
ワーク7から得られた複数の出力パターンに基づいて、
当該部分画像に含まれているコーナ部の形状が、直角コ
ーナ、R面取りコーナ、C面取りコーナおよびNGコー
ナであるかが判別される(ステップ9)。
【0033】各エッジ部および各コーナ部毎に予め定め
られた領域の部分画像に対して、ステップ3以降の処理
が行われることにより、各エッジ部および各コーナ部の
形状が認識される。
【0034】エッジ形状認識用ニューラルネットワーク
6の学習方法について説明する。
【0035】複数の部品画像から、エッジ部と、エッジ
部の両側のコーナ部それぞれの少なくとも一部とを含む
複数の部分画像を抽出し、上記ステップ3、4と同様な
処理により、圧縮データを生成する。そして、生成され
た圧縮データのたとえばu方向の1列ごとのデータをそ
れぞれ入力パターンとし各入力パターンに対応するエッ
ジ形状を表すパターンを教師パターンとして、ニューラ
ルネットワーク6を学習させる。
【0036】コーナ形状認識用ニューラルネットワーク
7の学習方法について説明する。複数の部品画像から、
コーナ部と、その両側のエッジ部それぞれの少なくとも
一部とを含む複数の部分画像を抽出し、上記ステップ
3、4と同様な処理により、圧縮データを生成する。そ
して、生成された圧縮データのたとえばu方向の1列ご
とのデータをそれぞれ入力パターンとし各入力パターン
に対応するコーナ形状を表すパターンを教師パターンと
して、ニューラルネットワーク7を学習させる。
【0037】上記実施の形態によれば、注目エッジ部ま
たは注目コーナ部を含む部分画像に対する圧縮データに
基づいて形状認識を行っているので、処理時間の短縮化
が図れる。また、部品画像においては、低周波数成分を
多く含んでいるため、高周波数成分が除去された圧縮デ
ータにおいても画像の特徴はさほど失われない。このた
め、このような圧縮データに基づいて、形状認識を行っ
ても、高い認識精度が保たれる。
【0038】また、エッジ部の形状を認識する際には、
認識対象エッジ部と認識対象エッジ部の両側のコーナ部
それぞれの少なくとも一部とを含む部分画像に基づいて
圧縮データを生成しているので、認識対象エッジ部のみ
の部分画像に基づいて圧縮データを生成する場合に比べ
て、凸エッジと凹エッジの判別等を正確に行うことがで
きるようになる。同様に、コーナ部の形状を認識する際
には、認識対象コーナ部と認識対象コーナ部の両側のエ
ッジ部それぞれの少なくとも一部とを含む部分画像に基
づいて圧縮データを生成しているので、認識対象コーナ
部のみの部分画像に基づいて圧縮データを生成する場合
に比べて、形状認識を正確に行なうことができる。
【0039】たとえば、図1のコーナ部C1のように、
エッジ部E4の突起にコーナ部が連続しているような場
合には、パターンマッチング等で位置決めを行なう際
に、コーナ点を特定することが困難であるため、NGコ
ーナと判別すべきである。しかしながら、認識対象コー
ナ部のみの部分画像に基づいて圧縮データを生成し、こ
の圧縮データに基づいて形状認識した場合には、図1の
コーナ部C1の形状をR面取りコーナと認識してしまう
おそれがある。上記実施の形態では、認識対象コーナ部
と認識対象コーナ部の両側のエッジ部とを含む部分画像
に基づいて圧縮データを生成し、この圧縮データに基づ
いて形状認識しているので、図1のコーナ部C1の形状
をNGコーナと認識することができるのである。
【0040】なお、上記実施の形態では、直交変換とし
て、離散コサイン変換(DCT)が用いられているが、
ウォルシュ・マダール変換(WHT)、離散フーリェ変
換(DFT)等の直交変換を用いてもよい。
【0041】
【発明の効果】この発明によれば、部品形状認識のため
の処理時間の短縮化が図れる。また、部品形状認識のた
めのパラメータおよびしきい値の設定が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】部品画像の一例を示す模式図である。
【図2】エッジ形状の種類を示す模式図である。
【図3】コーナ形状の種類を示す模式図である。
【図4】部品形状認識装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図5】部品形状認識装置の動作を示すフローチャート
である。
【図6】離散コサイン変換により、部分画像が、空間座
標から周波数座標に変換されることを示す模式図であ
る。
【図7】部品形状認識処理を説明するための模式図であ
る。
【符号の説明】
1 CPUバス 2 CPU 3 メインメモリ 4 フレームメモリ 5 DCT回路 6、7 ニューラルネットワーク 8 画像入力系

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 部品画像のうちの認識対象エッジ部と認
    識対象エッジ部の両側のコーナ部それぞれの少なくとも
    一部とを含む部分画像に対して直交変換を施した後、高
    周波数成分の変換係数が除去された圧縮データを生成
    し、得られた圧縮データを、複数の部品画像から得られ
    たエッジ部とその両側のコーナ部それぞれの少なくとも
    一部とを含む複数の部分画像に対する上記と同様な圧縮
    データをそれぞれ入力パターンとし各入力パターンに対
    応するエッジ形状を表すパターンを教師パターンとして
    学習が行われた後のニューラルネットワークに入力する
    ことにより認識対象エッジ部のエッジ形状の種類を認識
    する部品形状認識方法。
  2. 【請求項2】 エッジ形状の種類には、直線エッジ、凸
    エッジ、凹エッジおよびNGエッジがある請求項1に記
    載の部品形状認識方法。
  3. 【請求項3】 部品画像のうちの認識対象コーナ部と認
    識対象コーナ部の両側のエッジ部それぞれの少なくとも
    一部とを含む部分画像に対して直交変換を施した後、高
    周波数成分の変換係数が除去された圧縮データを生成
    し、得られた圧縮データを、複数の部品画像から得られ
    たコーナ部とその両側のエッジ部それぞれの少なくとも
    一部とを含む複数の部分画像に対する上記と同様な圧縮
    データをそれぞれ入力パターンとし各入力パターンに対
    応するコーナ形状を表すパターンを教師パターンとして
    学習が行われた後のニューラルネットワークに入力する
    ことにより認識対象コーナ部のコーナ形状の種類を認識
    する部品形状認識方法。
  4. 【請求項4】 コーナ形状の種類には、直角コーナ、R
    面取りコーナ、C面取りコーナおよびNGコーナがある
    請求項3に記載の部品形状認識方法。
  5. 【請求項5】 直交変換が離散コサイン変換である請求
    項1、2、3および4のいずれかに記載の部品形状認識
    方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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