JPS59111577A - パタ−ン認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、２次元的なパターンの位置を無接触で認識す
るパターン認識方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、無接触で対象物の位置を検出するためにパターン
認識の産業界における要求は増々高まり一部は半導体組
立工程等に利用されている。以下、図面を参照しながら
、上述したような従来のパターンマツチングによる位置
認識について説明を行なう。

第１図は従来のパターンマツチングによる位置認識方法
の構成を示すブロック図である。第１図において、１は
撮像装置、２は撮像装置１を駆動するための同期信号発
生回路、３は走査ビームの位置を得るだめの座榛発生回
路、４は煽像装置１からの映像信号を２値化する回路か
らなる前処理回路、５はシフトレジスタからなる一時記
憶回路、６は一時記憶回路５に記憶されたパターンのう
ち一致度検出に用いるパターンを並列的に切り出すため
の２次元パターン切出し回路、７はあらかじめ登録され
ているパターンを一致度検出ができる形で記憶される標
準パターン記憶回路、８は２次元パターン切出し回路６
で切り出されるノ々ターンと標準パターン記憶回路７に
記憶されているパターンとを比較し、一致の度合を検出
する一致度検出回路、９は一致度を記憶する一致度記憶
回路、１０は一致度の比較を行なう比較回路、１１は一
致度検出回路８より出力された一致度を一致度記憶回路
９へ伝えるゲート回路、１２は座標発生回路３より出力
された座標を座標記憶回路へ伝えるゲート回路、１３は
走査ビームの座標を記憶する座標記憶回路である。

以上のように構成されたパターンマツチングによる位置
認識方法について、以下その動作について説明する。！
、ず半導体チップ等の対象物は、撮像装置１により映像
信号に変換される。この時の走査ビームは同期信号発生
回路２が発生した同期信号に同期しておりその座標は座
標発生回路３より常時得られる。次に映像信号は前処理
回路４で論理回路が扱いやすい２値化信号に変換されシ
フトレジスタからなる一時記憶回路５へ入力される。

この中から次の２次元パターン切出し回路６によって、
映像情報が縦横ある大きさく例えば１６×１６画素）を
もった四角形のパターン情報として順次読み出される。

一致度検出回路８では、２次元パターン切出し回路６で
切り出されたパターンと標準パターン記憶回路７に記憶
されている標準パターンとを比較し一致の度合いを検出
する。検出された一致度は一致度記憶回路９に過去にお
いて記憶されている一致度と比較回路１０で比較し、検
出した一致度の方が大きい時にゲート回路１１を開いて
一致度記憶回路９の内容を更新する。この比較回路１０
の出力は、さらにゲート回路１２にも送られ、その時の
走査ビームの座標値を座標記憶回路１３へ導き、過去に
記憶された座標値を更新する。

この動作を繰り返し走査の終了するフレームの最後の時
点では、あらかじめ記憶されている標準パターンに最も
合致したパターンが存在した画像中の座標位置Ｘ、Ｙが
、その時の一致度と共に記憶され保持される。

しかしながら、上記のような構成では最もよくパターン
が合致した座標値しか検出されず、もし正しく認識され
るべきパターンが傷やよごれ等により欠陥がある時、他
の関係ないパターンの方がよく合致することがあシ、そ
の場合正しく認識されるべきバタ〜ンは検出されないと
いう欠点を有していた。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、正しく認識されるべきパター
ンよりもよく標準パターンと合致するパターンがあって
も、正しく認識されるべきパターンを認識し信頼性高く
位置の検出ができるパターン認識方法を提供するもので
ある。

発明の構成 本発明は２種類以上の標準パターンとその座標値及び標
準パターン間の距離と角度をあらかじめ記憶し、１標準
パターン毎にパターンマツチングにより得た一致度が１
フレームの画像内で極大となる座標値とその極大値をｎ
個検出し、標準パターン間のｎ２通りの組合せについて
距離及び角度の検定を行ない、１組の認識点を求め標準
パターンとのすれ量と回転角を求めることがら構成され
ている。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第２図は本発明の一実施例におけるパターン認識方法の
構成を示すブロック図である。第２図において、２０は
第１図で示したパターンマツチング回路、２１はパター
ンマツチング回＃！ｒ２０から出力される一致度を一時
的に記憶する一時記憶回路、２２は画面上のある点の周
囲８画素分の一致度を切出す８近傍切出し回路、２３ａ
〜２３ｈは８近傍での一致度と比較する回路、２４は比
較した結果を元に極大点かどうか判定する極大点判定回
路、２５は極大価の順位を決定する極大値順位決定回路
、２６は第１位極大値記憶回路、２７は第２位極大値記
憶回路、２８はパターン４ソテング回路２０より供給さ
れる極大点を記憶する第１位極大点記憶回路、２９は第
２位極大点記憶回路、３０は切換回路、３１ａ及び３１
ｂはどちらも第１位と第２位の極大点を記憶する極太点
記憶回路、３２は合計４点の極大点から２点（１組）の
認識点を決定する認識点決定回路である。

以上のように構成されたパターン認識方法について以下
その動作について説明する。

対象物を１フレーム走査したときに、パターンマツチン
グ回路２０より出力される一致度が仮に第３図のように
表わされたとする。第３図ではａ点が最も一致度が大き
い点であり、ｂ点はａ点より１画素ずれた点、０点は正
しく認識されるべき点とする。この状態をさらに第４図
にて説明する。

第４図の１は標準パターンでありこのパターンで画面を
走査し各々の点における一致度を検出する。

第４図の１は標準パターンであり４は第３図の０点にお
けるパターンの例で正しく認識されるべきパターンであ
るがイ部分のパターンが欠落しているために一致度は８
０／１００となりａ点〜Ｃ点のうちでは最も小さい。第
４図の２，３は各々第３図のａ点、ｂ点のパターンの例
であり、２は一致度９１／１００，３は８８／１００で
ある。

この例では０点を検出したいのであるが、一致度の大き
い順に２点の候補点を選ぶとａ点、ｂ点のみ検出され０
点は検出されない。０点を２番目の候補点として検出す
るには、一致度が極大となる座標を検出する必要がある
。

第２図において、パターンマツチング回路２゜より出力
される一致度は、シフトレジスタからなる一時記憶回路
２１に記憶される。

第４図１の口の画素が標準パターンの座標値を代表する
とした場合、口が第５図のＡ〜工で示される位置を走査
した時の各々の一致度を第２図に示す８近傍切出し回路
２２にて切出す。第２図の比較回路２３　ａ　−ｈと極
大点判定回路２４では、切出されたＥ点の一致度とその
周囲の点（８近傍の点）の一致度とを比較し下記の条件
がすべて満足された時、Ｅ点の一致度は極大点であると
判定する。

Ｅ　　　＞Ａ　　　　、　　Ｅｏｆ＞Ｂｏｒｏｒ　　　
　　　　　ｅｒ Ｅ　　　）Ｃ、Ｅ８ｒ＞Ｄ、ｒ ｏｒ　　　　　　　　　ｅｒ Ｅ＞Ｅ　　　　９　　Ｅｅｒ　≧０８□ｅｒ　　　　　
　　　　ｅｒ Ｅ　　　＞ｋｉ　　　　ｐ　　”６ｒ　　≧”ｅｘｏｒ
　　　　　　　　　ｅｒ 但し、八〇ｒ（ｌ−ｊ：Ａ点における一致度であり以下
Ｂｅｒ”””ｏｒは各々の点での一致度を表わす。

１〜１点での一致度とＥ点での一致度との比較をした時
に等しい一致度であっても極大点と判定しているので、
Ｅ点と連続した１点が同じ一致度であっても極大点を見
逃すことなくまた重複して検出することもなく効果的に
極大点判定を行なう。

極大点であることを判定すると、極大値と第１位極大値
記憶回路２６に過去に記憶されている極大値と極大値順
位決定回路２５で比較し、慣大点と判定した極大値の方
が大きい時には第１位極大値記憶回路２６及び第１位極
大点記憶回路２８の内容を更新する。また第２位極大値
記憶回路２７には第１位極大値記憶回路２６に記憶され
ていた内容が転送され、第２位極大点記憶回路２９には
第１位極大点記憶回路２８に記憶されていた門番が転送
される。

極大と判定した極大値が、第１位極大値記憶回路２６の
内容より小さく第２位極大値記憶回路２７の内容より大
きい時は、第２位極大値記憶回路２７と第２位極大点記
憶回路の内容を更新する。

第１位極大点記憶回路２８及び第２位極大点記憶回路２
９の内容は切換回路３０を経て憔犬点記憶回路ｓｉａ［
記憶される。また次に異なる標準パターンにて極大点を
検出した時、極大点記憶回路３１ｂに記憶きれる。認識
点決定回路３２では合計４点の極大点から２点（１組）
の認識点が決定される。第６図にその例を示す。１０３
８１′ｉ標準パターン１０１に対する第１位極大点、１
０３ｂは標準パターン１０１に対する第２位極大点、１
０４ａは標準パターン１０２に対する第１位極大点、１
０４ｂは標準パターン１０２に対する第２位極大点を示
す。この場合、まずへ〜υベクトルの距離とＥベクトル
の距離ｒとの差を谷々求めベクトルと！軸とのなす角度
θとの差を求め、距離の差と角度の差が最小となる元ベ
クトルをＭする１０３ａと１０４ｂの極太点が１組の認
識点として決定される。また、１０３ａの座標値と１０
１の座標値との差及び１０４ｂの座標値と１０２の座標
値との差を演算することにより標準パターン２点とのず
れ量が求められる。

以上のように本実施例によれば、１種類の標準パターン
について一致度が極大となる座標を２点検出し、極大点
間の距離及び角度の検定を行なうことにより正しく認識
されるべきパターンよす標準パターンと合致するパター
ンが存在する場合でも正しく認識されるべきパターンを
効果的にｇＷし信頼性の高い位置検出をすることができ
る。

発明の効果 以上のように本発明は、１褌類の標準パターン毎にパタ
ーンマツチングにより得た一致度が極大となる座標値を
複数個検出し、２種類の標準パターンから得た極大点間
の検定で１組の認識点を決定することにより、認識され
るべきパターンによごれや鍋等があり他の類似パターン
より一致度が低い場合でも最少種類の標準パター／で効
果的に信頼性高く回転角を含めたイｙ装置の認識をする
ことができ、その実用的効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパターンマツチングによる１■隨認識の
構成を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例にお
けるブロック図、第３図は画面走肴に対する一致度の変
化の一例を示す図、第４図（ｊＪ〜４）は第３図におけ
る一致度の変化をより具体的に説明するためのパターン
の状態を示す図、第５図は８近傍の点を示す図、第６図
は極大点間の検定の説明図である。 ２１・・・・・・一時６己憶回路、２２・・・・・・８
Ｌ傍切出し回路、２３ａ〜２３ｈ・・・・・・比較回路
、２４・・・・・・ピーク判定回路、２ｂ・・・・・・
ピーク誼順位次定回路、２６・・・・・第１位ピーク１
＠記憶回路、２７・・・・・・第２位ピーク値古己憶回
路、２８・・・・・・第１位ピーク点記憶回路、２９・
・・・・・第２位ピーク点ｍｌ憶回路、３゜・・・・・
・切換回路、３１ａ・・・・・・慣大点記憶回路、３１
ｂ・・・・・極大点記憶回路、３２・・・・・・認識点
決定回路。 第３図 第４図 （２１Ｃ３）　　　　　　　　　　　　　（４）第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像装置により撮像した対象物の認識すべき部分的なパ
   ターンを標準パターンとして２種類以上記憶する工程と
   、前記標準パターンの座標値及び標準パターン間の距離
   と角度を記憶する工程と、１フレームの画像内で１標準
   パターン毎にパターンマツチングから得られる一致度が
   極大となる座標値すなわち極大点のうち、一致度すなわ
   ち極大値の大きい順に第１位〜第ｎ位の極大点を検出し
   、前記極大点と極大値を記憶する工程と、標準パターン
   間のｎ２通りの組合せについて距離及び角度の検定を行
   ない、あらかじめ記憶されている前記標準パターン間の
   距離と角度に最も近い１組の極大点を認識点として決定
   する工程を有したパターン認識方法。