JPS6250971A - パタ−ン判別装置 - 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〕 この発明は、未知パターンの標準パターン（テンプレー
ト）との整合の度合からパターン判別を行なうテンプレ
ートマツチング方式を拡張したマルチウィンドウ式パタ
ーン判別装置、特にその改良に関する。

〔従来の技術〕

マルチウィンドウ式のパターン判別装置は種々の提案が
なされていて明らかなように、１つの画面視野内に対象
パターンの観測領域、すなわちつイントウ（窓）領域を
複数個設定して各ウィンドウ内で所定の画像特徴量を計
測し、ウィンドウ毎にその特徴量を所定のしきい値（判
定基準）と比較することによりパターンの良否を判定し
、さらに所定のウィンドウ間の組合せに対しては特徴量
の相関演算を行ない、この相関演算値について別の判定
基準と比較することによりパターンの良否を決定するも
のである。

第４図は出願人が先に提案したパターン判別装置（以下
、出願済みのパターン判別装置と云う。）を示す構成図
である。同図において、１は判別対象物パターン、２は
工業用テレビジョン（ＩＴＶ）カメラの如き撮像装置、
３は２ｍ化回路、４は画面分割回路、５はＣＲＴモニタ
、６は画像メモリ、７は画像位置検出補正回路、８はウ
ィンドウ発生回路、９はアンドゲート、１０は特徴抽出
回路、１１は特徴データメモリ、１２は判別回路、１３
はパネル設定部、１４は制御部、１５（１５ａ〜１５ｄ
）はメモリ制御回路、１６（１６ａ−１６ｄ）は制御情
報メモリである。

動作について説明する。

対象パターン１は、ＴＶカメラ２の視野内に図示してい
ない搬送装置によって搬送される。ＴＶカメラ２は、対
象パターンの画像情報を逐次走査して電気信号に変換す
る。この信号は適宜に増幅された後、２値化回路３にて
２値化され、画面分割回路４により所定数の画素に分割
される。画素単位で２値化された画像パターン信号は画
像メモリ６に記憶されるとともに、画像位置検出補正回
路７によりカメラ視野内にお、ける画像パターンの相対
的位置（辺縁）が２次元座標として検出される。この位
置データはウィンドウ発生回路８に与えられ、これによ
りウィンドウの発生タイミングが補正される。アンドゲ
ート９では、画像メモリ６からのデータとウィンドウ発
生回路８からのウィンドウ位置データとの論理積がとら
れ、ウィンドウ領域に応じた画像データが取り出される
。特徴抽出回路１０は公知の二次元局部メモリ、二次元
局部論理演算回路およびカウンタ等から構成され、画像
データから所定の畿何学的特微量（面積。

周囲長等）を抽出する。特徴抽出回路ｌＯへの入力はウ
ィンドウ領域で制御されているので、ウィンドウ領域毎
の特徴量データが抽出され、特徴量データメモリ１１へ
記憶される。判別回路１２では、特徴全データメモリ１
１の内容を所定の判別しきい値データと比較１判別し、
その結果を出力する。制御情報メモリ１６ａ、１６ｂ、
１６ｃ。

１６ｄにはそれぞれ２１１＆化しきい数情報（Ａｔ〜Ａ
ｎ）、位置補正または基準位置情報（Ｂｔ　−Ｂｎ　）
　ｖウィンドウ情報（Ｃ１−Ｃｎ　）　＊判別しきい数
情報（Ｄｌ＝Ｄｎ　）が複数種類ずつ記憶されており、
メモリ制御回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを介し
てその書込みまたは読出しがそれぞれ行なわれる。パネ
ル設定部１３はこれら各情報の設定。

変更等を行ない、制御部１４はこのパネル設定部１３か
らのデータおよび指示または外部からの信号Ｓを受けて
各制御情報メモリ１６ａ、１６ｂ。

１６ｃ、１６ｄから読出すべき情報をメモリ制御回路１
５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄへ指示する。

メモリ制御回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは制御
部１４からの指示により、メモリ１６ａ。

１６ｂ・１６ｃ・１６ｄから所定の情報を適宜取り出し
、２値化回路３２画像位置検出補正回路７゜ウィンドウ
発生回路８１判別回路１２へそれぞれ分配する。したが
って、このパターン判別装置では上記の如き２値化情報
２位置補正（基準位置）情報、ウィンドウ情報（ウィン
ドウの形状、大ぎさ）、判別しきい数情報からなる制御
情報を対象パターンまたは対象画面毎に任意に組み合わ
せることにより、最適な条件でパターン判別を行なうこ
とができる。なお、このような判別方式が必要とされる
場合としては、 イ）例えば対象物が複雑な形状パターンをもつ場合、そ
の対象物全体を１画面として捉えて判定しようとすると
、カメラの分解能が低下してｎ子化誤差を生じ易くなり
、正確な判定が不能となるおそれがあるので、１つの対
象物を複数の画面に分割して対象物の拡大を図るととも
に、各画面毎に上記の如き制御情報を適宜に組み合わせ
て判別することが望ましい場合。なお、１つの対象物を
複数の画面に分割する方法としては、対象物またはＴＶ
カメラの少なくとも一方を所定の金ずつ移動させるか、
複数のＴＶカメラを設けることが考えられる。

口）また、１対象物に対して複数箇所にウィンドウを設
けてウィンドウ内の状態を検知する場合、各ウィンドウ
内の２値化画像を良好に抽出するためにはそのＺｖｉ化
しきい値情報を調整する必要があるが、１種類の２値化
しきい値情報では複数のウィンドウに対処できない場合
や、ウィンドウ情報の抽出が良好にできても位置補正を
かけるべきエツジ（画像の辺縁）が検出できない場合。

などが考えられる。

こ＼で、第５図ｔ−参照してウィンドウ情報と位置補正
情報との関係について説明する。なお、同図において、
２１は位置検出部、２２．２４は減算器、２３．２５は
加算器、２６は設定部であり、これらによって第４図の
画像位置検出補正回路７が構成される。また、８は第４
図と同じウィンドウ発生回路である。

いま、画面上の原点Ｐｏに対して（Ｘｓ　＃　Ｙｓ　）
の点を基準としてＮＸＳ　＃　ＮｙＳの大きさのウィン
ドウを発生させる場合を考える。このとき、検出される
対象パターンの辺縁の位置は常に（Ｘｓ＝Ｙｓ）となる
わけではないから、その検出値Ｘ、Ｙに応じた補正をす
る必要があり、これを行なうのが画像位置検出補正回路
である。すなわち、第５図の位置検出部２１は対象パタ
ーンの辺縁（エツジ）を示すＸ、Ｙ座標を検出する。減
算器２２．２４では検出値Ｘ、Ｙと基準値Ｘｓ、　Ｙｓ
との減算を行ない、加算器２３．２５ではその値にウィ
ンドウの大きさを決める値ＮＸＳ　＊　Ｎｙ、を加算し
、ウィンドウ発生回路８に与えるべき値ＮＸ、Ｎｙを求
める。

つまり、ＮＸ、Ｎｙはそれぞれ、 ＮＸ−Ｘ−Ｘ５＋ＮＸ５ Ｎ、−Ｙ−Ｙ、＋Ｎ、。

として表わすことができる。こうして、所定の位置に所
定大きさのウィンドウ領域を形成することができる。し
たがって、第６図の如く、例えばその辺縁が基準点（Ｘ
ｓ　＝　Ｙｓ）　Ｋある対象パターンＯＢ１に対しては
勿論のこと、辺縁が基準点よりずれた対象パターンＯＢ
２に対しても、基準点を起点とする所定のウィンドウが
形成されることになる。

なお、こ＼では方形のウィンドウを形成する場合を想定
しているが、その形状についても適宜に選択することが
可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の如く２値化画像の辺縁を検出シて
ウィンドウの発生位置を補正スル方式テは、以下の如く
位置補正を掛けられない場合が生じる。第７図はその例
を説明するための参照図である。

同図は、対象パターンｄＢをＰＲ１〜Ｐ几９０９つの画
面に分割した例を示すもので、各画面毎に対象パターン
の辺縁（エツジ）を検出するものとすると、画面Ｐａｌ
〜Ｐ几４　＃　ＰＲ６〜Ｐ几９については対象パターン
のエツジを示すＸ、Ｙ座標の少なくとも一方が必ず検出
されるが、画面ＰＲ５についてはエツジを示す情報は何
ら検出されず、したがって位置補正が掛けられなくなる
という問題がある。

また、上記の位置補正（基準位置）情報は各画面毎に設
定する必要があり、たとえ各画面でその情報が同じもの
であってもそれぞれに設定する必要がある。このため、
設定操作が煩わしくて相当の時間が必要になるだけでな
く、設定ミスも生じ易い。

したがって、この発明は位置補正情報の設定が容易なパ
ターン判別装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

所定の部分画面に関する位置補正（基準位置）情報を他
の部分画面の位置補正情報としてそれと対応する記憶手
段に転送する転送手段を設ける。

〔作用〕

位置補正情報が未設定の画面について、既に設定済み画
面の位置補正情報を流用してもよい場合は、上記転送手
段によってその位置補正情報を対応する記憶手段に転送
して設定する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の実施列を示すフローチャートである
。

画面切換（■参照）はパネル設定部のキー（パネルキー
）より画面番号を入力することにより行なわれ、制御情
報メモリまたはそのアドレスが選択される。切り換えら
れた画面で既に設定された画面の位置補正情報を流用す
るか否かは、同じくパネルキーからの指示により行ない
、これによってフローチャートはＯ２０に分岐する（■
参照）。

流用しない■の場合は、パネルキーより位置補正（基準
位置）情報を入力しく■参照）、対応する情報メモリへ
記憶させる一方（■参照）、流用する場合は流用の対象
となる画面番号を入力して（■参照）、その位置補正情
報を対応する情報メモリまたはその所定アドレスに記憶
させる（■参照）。

以上の如き設定操作は画面毎に順次行なわれ、すべての
画面の設定が終了するまで続けられる（■参照）。なお
、パネルキーからの入力情報は必要に応じてＣＲＴモニ
タ５（第４図参照）で表示することができる。

第２図は位置補正情報の流用方法を説明するための参照
図、第３図は位置補正情報の流用を自動的に行なう場合
の動作を説明するタイムチャートである。

いま、第３図の如く示される対象パターンＯＢについて
、画面ｔ−ＰＲ，ＰＲの２つに分割する場合を考えると
、画面ＰＲについては画像ＯＢのエツジ検出値が得られ
ないので、例えば画面ＰＲの位置補正情報を利用するこ
とにすると、画面Ｐ几　について上記の如き設定操作が
行なわれ、その対応する情報メモリに画面ＰＲと同じ位
置補正情報が設定されることになる。

以上は位置補正情報の流用をその都度の設定操作により
行なう場合であるが、第３図の如く自動的に行なうこと
もできる。

すなわち、第４図の制御部１４から与えられる画面ＰＲ
の判定開始信号Ｓ１により、画像位置検出補正回路７で
は対象パターンのエツジを検出し、それに対応した位置
補正情報（Ｘｓ　ｖ　Ｙｓ　）　’ｅ　’１時点で自動
的に決定してこれを情報メモｌｊ　１６　Ｂに記憶させ
るようにしておく一方、これをもとに所定大きさのウィ
ンドウ領域を形成し、その領域内画像データの判別を行
なう。次いで、画面ＰＲの判定開始信号Ｓ２が与えられ
、画面ＰＲの位置補正情報を流用する旨の指示が出され
ていることが確認されると、所定の時点ｔ２で画面ＰＲ
の位置補正情報をメモリ１６ｂから読み出し、これによ
ってウィンドウ領域を形成して画像データの判別を行な
うことができる。なお、この場合もどの画面の位置情報
を流用するかは最初はパネルキーから画面番号を入力す
ることにより行ない、この画面指定が解除される迄はそ
の情報を流用し続けるようにしておく。

こうすることＫより、一度の設定操作だけで後は自動的
に行なうことができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、或る画面に関する位置補正情報を他
の画面で流用することができることから、如何なる画面
に対しても位置補正が可能となるばかりでなく、か＼る
情報の流用をパネル設定部のキー操作により簡単に行な
うことができるので、オペレータ操作の簡略化、オペレ
ータによる設定ミスの低減、設定時間の短縮化等を図る
ことができ、その結果、パターン判別装置における判別
精度を向上させることができる等の種々の利点がもたら
されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す７田−チャード、第２
図は位置補正情報の流用態様を説明するための参照図、
第３図は位置補正情報の流用を自動的に行なう場合の動
作を説明するタイムチャート、第４図は出願済みのパタ
ーン判別装置を示す構成図、第５図は画像位置検出補正
回路の具体例を示すブロック図、第６図は位置補正が必
要となる理由を説明するための参照図、第７図は対象パ
ターンを複数画面に分割した例を示す参照図である。 符号説明 ｌ・・・・・・対象パターン、２・・・・・・テレビカ
メラ、３・・・・・・２値化回路、４・・・・・・画面
分割回路、５・・・・・・ＣＲＴモニタ、６・・・・・
・画像メモリ、７・・・・・・画像位置検出補正回路、
８・・・・・・ウィンドウ発生回路、９・・・・・・ア
ンドゲート、ｌＯ・・・・・・特徴抽出回路、１１・・
・・・・特徴データメモ’Ｊ、１２・・・・・・判別回
路、１３・・・・・・パネル設定部、１４・・・・・・
制御部、１５（１５ａ〜１５ｄ）・・・・・・メモリ制
御回路、１６（１６ａ〜１６ｄ）・・・・・・制御情報
メモリ、２１・・・・・・位置検出部、２２，２４・・
・・・・減算器、２３．２５・・・・・・加算器、２６
・・・・・・定数設定部。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　　清 第１図 ＷＥ２図 Ｌ−ＯＳ：ｒ　　　　　： ＠　５　囚 ！６　　図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）１つの対象パターンを複数の部分に分割して撮像し
   部分画面を取り出す撮像系と、該撮像信号を所定のしき
   い値レベルで２値化する２値化手段と、各部分画面にお
   ける対象パターン部分の辺縁を検出しこれの所定基準位
   置からの補正量を求める位置補正手段と、該補正量にも
   とづき所定のウィンドウ領域を形成するウィンドウ形成
   手段と、該ウィンドウ内で対象パターン部分の画像特徴
   量を抽出しこれを所定の判定基準と比較してその判別を
   行なう判別手段と、前記２値化しきい値情報、基準位置
   情報、ウィンドウ情報および判定基準情報をそれぞれ複
   数種類ずつ記憶する記憶手段と、該記憶された個々の情
   報を所定の指示にもとづき読み出して対応する前記各手
   段に与えるメモリ選択手段と、該メモリ手段に対して所
   定の指示を与える指示手段と、所定の部分画面に関する
   基準位置情報を他の部分画面の基準位置情報としてこれ
   を対応する記憶手段に転送する転送手段とを備え、既に
   設定された或る画面に関する基準位置情報を他の画面に
   流用可能にしてなることを特徴とするパターン判別装置
   。 ２）特許請求の範囲第１項に記載のパターン判別装置に
   おいて、前記転送手段は入力手段および表示手段を含み
   情報の転送を対話形式にて実行することを特徴とするパ
   ターン判別装置。