JPS63126081A

JPS63126081A - 打刻印の検出方法

Info

Publication number: JPS63126081A
Application number: JP61271567A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kitamura; 英之北村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1988-05-30

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〕本発明は打刻印の検出方法に係り、特に、ＴＶカメラな
どの撮像装置で打刻印を撮映して画像認識するキャラク
タ検出において、キャラクタ判定用の２値化最終画像信
号を得るための画像処理に関する。

〔従来の技術〕

例えば、ブルームやビレットと称する比較的小型（ブル
ーム断面寸法は一辺が１３０〜４００ａｗ＋　、ビレッ
ト断面寸法は一辺が７０〜１３０ｍｍ程度である）の−
次圧延鋼材に対し、数字２文字、記号等をマーキングす
る方法として、打刻と称する方法がある。これは凸版の
文字等の印字部材を被刻印面に打撃又は押圧することで
所望の印字を刻印するものであり、ブルームやビレット
等のように表面がそれ程平担でなく、印字するスペース
が比較的狭い場合にしばしば採用されている。

このような刻印は、製造、加工ならびに在庫管理等にお
いて有用であり、それらの各種管理に際して自動読取り
等の採用が進められて来ている。

しかしながら、ＴＶカメラで打刻印を撮像して得た２値
化信号で現わされる画像（２次元パターン）は、常に明
瞭な印字の像を呈するとは限らない。

これは一般に撮像に際して一方向からの斜光照明のみ使
用していること、刻印面が平担でないために刻印溝が一
様でなく、同じ文字等の刻印の場合であっても同様な刻
印溝が得られるとは限らないこと１等に原因している。

また刻印文字の向き（正立、傾斜等）と斜光照明の方向
との相対関係も常に一致するとは限らず、この相対関係
が異なると同−文字等に関しても２値化画像は異なった
ものとなる。

これを解決するため、本発明者は「打刻印の検出方法」
を開発した（特開昭６１−０８０３７２号）。これによ
れば、ブルーム、ビレット等の切断状態による被刻印面
の凹凸が大きくなっても明瞭な２値化画像を得られた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、２値化画面作成の為のしきい値は、被刻断面の
錆や汚染状態等の変化によって、表面反射率が変り固定
することが出来ないということが判明した。即ち、しき
い値を固定して検出すると、あるものは疵まで検出し、
あるものは文字を全部検出できない等の問題が生じるこ
とが判明した。

このようなことから、従来の方法で得たしきい値固定方
式の２値化画像では誤認識や識別不能を起し易い欠点が
あった。

本発明は、上述した従来技術における問題点を解善し、
常に打刻印字の明瞭な２値化画像を得る検出方法を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明においては、鋼材等の
被刻印材の打刻文字、数字、記号等の印字像を、複数の
照明装置と撮像装置により画像信号で得てそれを２値化
信号処理等をする事によって前記印字を検出する打刻印
の検出に於いて：前記照明装置を順次単独に点灯して得
られた画像信号を切換回路を通してそれぞれ画像メモリ
に記憶し、前記メモリの画像信号を加算手段を介して合
成画像信号を得、該合成画像信号を、設定したしきい値
で２値化処理し、２値化信号で現わされる画像の低輝度
領域の数をカウントし、カウント値が設定値に合わない
ときは前記しきい値を更新設定し、再度前記２値化処理
とカウントを行ない、カウント値が設定値に合致した２
値化信号を印字検出用の２値画像信号とする。

具体的に説明すると１例えば、後述の実施例に示す様に
、１対の撮像信号の画像信号の加算処理を行なって加積
算信号を得てこれで合成画像を現わす。合成信号が複数
個得られる場合、あるいは複数個得るのが好ましい場合
には、全ての合成信号の足し合せを行い、合成画像を現
わす。この合成画像を初期しきい値設定回路で初期値を
設定し、２値化回路で２値化画像を得、この２値化画像
の低輝度領域の数を印字個数カウンタでカウントし、こ
のカウント値が正しい個数になるまでしきい値変更回路
でしきい値を変更し、文字検出できるしきい値すなわち
２値化画像の低輝度領域の数が。

設定文字数対応値になるしきい値、を見つけ、このしき
い値で２値化した最終２値化画像を得る。

しきい値の更新設定が所定範囲を外れるときには。

エラー処理を行う。

〔作用〕

以下、この発明の作用を一実施例をもとに詳細に説明す
る。

第１図は本発明の検出方法を実施する検出装置を概略的
に示している。この検出装置は１画像メモリを内蔵する
画像処理装置本体１、被検物体４の刻印面Ｓを正面から
撮像するためのＴＶカメラ２、そして被検刻印面Ｓに対
して２対の異なる方向から斜光照明を行うための２対の
照明ランプ３Ａ、３Ｇ、３Ｄ、３Ｂを含んでいる。

これらの照明ランプ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ１３Ｄ（３Ａと３
０が１対に、また３Ｂと３Ｄが１対になっている）によ
る照明方向は、被検刻印面Ｓの法線即ちＴＶカメラ２の
光軸に対して５０°傾斜し。

且つ互いに前記光軸の回りに９０°の角度間隔を置いて
いる。

ここでは被検物体４をテーブル（記載せず）上に載置し
ているが、例えばベルトコンベヤ等の移送装置に載置し
て被検物体４を所定の検査ステーションへ搬送し、該検
査ステーショにＴＶカメラ２および照明ランプ３Ａ、３
Ｂ、３Ｇおよび３Ｄを備え付けておくことによって被検
物体４をオンラインにて刻印検出するようにできること
は勿論である。また、ここでは４つの照明ランプ３Ａ、
３Ｂ。

３Ｃおよび３Ｄにより４方向から斜光照明を行なうよう
にしているが、１つの照明ランプ例えば照明ランプ３Ａ
を順次にその他の照明ランプ３Ｂ。

３Ｃおよび３Ｄの位置へ移動させるように構成するなど
の変更が可能である。

第２図に画像処理装置本体１の構成概略を示す。

画像処理装置本体１は、切換回路２０．第１画像メモリ
２１ａ、加算回路２２．明度レベル調整回路２３．第２
画像メモリ２１ｂ、初期しきい値設定回路２４，２値化
回路２５．ノイズ除去（フィルタ）回路２６．第３画像
メモリ２１ｃ、印字数カウント回路２７．印字個数判定
回路２８を内蔵しており、またＴＶカメラ２は、レンズ
２Ａ（第１図）の調整駆動装置（図示せず）を備えてい
て。

画像処理装置本体１の操作によりＴＶカメラ２の焦点調
節を遠隔制御できるようになっている。

画像処理装置本体１によって得られた２値化画像（第３
画像メモリ２１ｃの画像）はＣＲＴＩＯ（第１図）に表
示する。

なお、本実施例の画像処理装置本体１はそれぞれの回路
の組合せから構成されるが、これを計算機を使っての演
算処理で置き替えることも可能である。

カメラ２の支持及び照明架台は第１図に示す構造になっ
ており、次の通りである。

（１）照明の高さを調節する為に、架台支え捧５０が架
台支え筒５１の中で上、下にスライドできる様にし、架
台高さ調節ボルトで：ｌ１節するようにしている。

（２）照明と被検物体４の位置を調節する為に、照明支
え捧５３が照明支え筒の中でスライドできる様にし、照
明水平位等調節ボルト５５で調節する。

このボルト５５は、照明の、支え捧５３を中心とした回
転方向の調節も行う。

又この捧５３は、照明中心間位置調節用止め板５７に固
着され、ボルト（記載せず）で照明中心間位置を調節で
きる。

（３）照明角度を調節するため、照明角度調整ボルト５
６が設けられている。これにより角度を調節する。

（４）カメラおよび照明架台は、台車５８の上に取り付
けられており、横行が必要な場合は車＠５９を駆動（駆
動源は図示せず）して行う。

以上の調節はマニュアル調節で行なえるが、各個所に駆
動源を設は自動的に被検機に合わせて自動調節すること
も可能である。尚、照明の切換制御装置、電源等は図示
していない、照明器具への防護として防護板６２を設け
ても良い。

本発明により、この画像処理装置本体１は同一の被検物
体４に対して、ここでは４つの照明ランプ３Ａ、３Ｂ、
３Ｃおよび３Ｄによる、それぞれ異なる方向からの斜光
照明に関するそれぞれの２値化画像を得て、これらを画
像メモリに記憶できるようになっている。

即ち第２図に示す如く、ここでは例として英文字ｒＬＪ
の打刻印字の場合について説明するが、画像処理装置本
体１は、各照明ランプ３Ａ、３Ｂ。

３Ｃおよび３Ｄのそれぞれの斜光照明に関して、ＴＶ右
カメラで撮像した画像をそれぞれ画像（信号）ＤＩ、Ｄ
２．Ｄ３およびＤ４　（ダブルハツチング部分が印字ｒ
Ｌ」の溝の像である）として切換回路２１で切換えて画
像メモリ２２にそれぞれ記憶する。このようにして得た
それぞれの画像ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３およびＤ４は、打刻印
字の溝の影が照明方向によって相違するから、同一の打
刻文字「Ｌ」に対しても図示したようにそれぞれ異なっ
た低輝度部画像を形成することになる。

本発明の方法によれば、これらの異なる画像Ｄ１とＤ３
およびＤ２とＤ４を加算回路２２によって加算処理して
合成画像（合成信号）Ｄ５を得、第３ｃ図に示す様に３
Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄに対応するＸ−Ｙ線上の画像の影
（白黒反転してあり黒を高くとっている）の信号が発生
し、これを加算した合成信号が第３ｄ図に示される様に
なる。第３ｄ図で明度４（この場合簡単のため最大値を
４としている）をＳＨｏとし、これを初期しきい値と設
定し、この値で第２図の２値化回路２５で２値化画像を
つくると、像（低輝度部）は５Ｈｏ＝ＳＨ＝４＞２のた
め出現しない、次いで印字個数カウント回路２７を通し
、印字個数判定回路２８で個数く１のため、しきい値変
更回路２９でΔ５Ｈ＝０．８とすると、しきい値はＳＨ
−Δ５Ｈ＝３．２となり、これで判定するとＳ　Ｈ＝３
．２＞２で、またループし、しきい値は（ＳＨ−ΔＨ）
−ΔＨ＝２、４０２）となる。同様にして３回ループす
ると、Ｓ　Ｈ−３ＸΔＨ＝１．６＜２　（刻印信号レベ
ル）で個数カウントされ１となり、且つ、１．６＞１．
０　（ｆｉＥ信号レベル）で疵は無視される。この結果
、文字個数＝１でこの合成２値化画像が最後となる。

この様にして最終的な２値化画像信号りを第３画像メモ
リ２１ｃに得る。この方法はＰタイル法を使いＰ（％）
の値を初期値から上記と同様に変えていっても良い。こ
れを例えば適当なＣＲＴＩＯに表示する。なお、公知の
文字認識装置又は文字ＬＺｍプログラムをセットした計
算機に与えて、自動文字認識により文字コードを得るよ
うにしてもよい。

このように加算処理して表示された２値化画像りは、検
出対象である打刻文字「Ｌ」の完全な像を与えることに
なる。尚、印字個数〉ｌの時はエラー処理としてブザー
（図示せず）で警報を出す。

この警報により人手あるいは機械的に処理しても良い。

ここで、被検物体４に刻印ｒＬｊ以外に疵「１」があり
、打刻面の断面が第３ａ図、第３ｂ図に示される様な形
状である時、この疵１に３Ｂの照明ランプがある方向か
ら照明した場合、影が現われない。この３Ｂの照明ラン
プの斜光照明によって得られた画像（信号）をＥ２とす
る。

同様に照明ランプ３Ａ、３Ｃおよび３Ｄからの斜光照明
によって画像（信号）ＥＩＰＥ３およびＥ４が得られる
。これらの画像を加算回路で加算処理して最終合成画像
（合成画像信号）Ｅが得られる。

この画像Ｅは、影の部分が第３ｄ図において、前述の如
く、信号レベル＝　１　＜Ｓ　Ｈ＝１．６　（２値化し
きい値）となるため画面には表れない。

通常のノイズ除去回路２７では、この様に文字ｒＬＪと
ほとんど同寸法の疵は除去できない。

この様にしきい値自動調整で作成された２値化画像は、
疵があった場合でも、検出対象とせる打刻文字「Ｌ」の
完全な像を与えることになり、従ってＣＲＴ画面を見る
ことで確実に印字がｒＬＪであることを認識できるので
ある。なお、２対画像の加積算をとるのは、文字成分が
ｙ軸、ｙ軸の２軸系に分布するので、打刻面のＸ軸方向
の文字成分とｙ軸方向の文字成分とを加えるためである
。

勿論ＣＲＴ画面に表示する以外に、例えば画像のパター
ン認識を自動的に行って印字がｒＬＪであることを認識
できるようになし得るのであり、これにより全自動化を
達成することが可能となる。

尚、本発明は斜光照明の角度やその方向対数に何ら制限
されることがなく、適宜に選定できることは勿論である
。

〔実施例〕

ここで、以上の構成作用の実施例で下記の被検物体を検
出させた結果を述べる。

すなわち、第３ａ図、第３ｂ図の例で被検物体の刻印の
深さＨ＝４ｎＬ刻印溝の水平面に対する角度０＝７５°
、疵の深さＨａ　＝２１１１ｍ、疵の水平面に対する角
度θ。１＝９０°、θａ２＝３０°　の状態の刻印と疵
に対して１本発明及び従来方法での検出テストを行った
。

その結果、本発明による検出方法では、刻印のみの明瞭
な２値化画像が得られ、４００本のビレットの２値化画
像テストをしたが疵まで検知してしまったのが１本のみ
であり、従来技術に比べ検出率が向上している。

従来方法の固定しきい使方式では、どうしても疵像が残
り、そのままでは画像の自動パターン認識は困難と判断
せざるを得なかった。

〔他の実施例〕

刻印文字がバーコードの様に一本の直線で表わされる場
合、すなわちＸ軸又はｙ軸方向のみの成分しか持たない
場合は、第１図および第２図に示す様な２対の照明ラン
プのうち１対は無くとも検出でき、この１対は無駄とな
る。この様な場合は第４図の様に１対の照明ランプ方式
の装置で良い。

この場合、画像処理装置本体１の内部の切換回路や画像
メモリ等の構成も少くなり簡単になる。

なお、第２図には、第１画像メモリ２１ａが、フィール
ドメモリを４フィルド分有するように図示しているが、
第１画像メモリ２１ａを１フイ一ルド分のメモリとして
、第１画像（ＤＩ　、Ｅｌ）を記憶すると、第２画像（
Ｄ２　＃Ｅ２　）は、メモリの第１画像にそれを加算し
て該メモリに更新する形で、同様に第３画像（Ｄ３　、
Ｅ３　）および第４画像（Ｄ４　、Ｅ４　）を加算更新
メモリしてもよい、第２画像メモリ２１ｂは不要である
。すなわち、第１画像メモリ２１ａと第２画像メモリ２
１ｂを１フイールドメモリにすることができる。

第１画像メモリ２１ａと第２画像メモリ２１ｂを別に有
するときには、第１画像〜第４画像を順次に１フイール
ドメモリ２１ａに読込み、読み込み毎に第２画像メモリ
２１ｂの画像と加算し、加算画像を第２画像メモリ２１
ｂに更新書込みし、第３画像メモリ２１ｃは省略して、
２値化画像を第１画像メモリ２１ａに書込むようにして
もよい。

〔効果〕以上のように本発明の方法は、２値化画像をもとに打刻
印を検出するにおいて、原画像としてそれぞれ異なる方
向からの斜光照明に関する複数の画像を先ず得て、これ
らの画像を加算処理して中間画像を得、最適しきい値で
最終的な２値化画像を形成するようにしたので１次のよ
うな効果が得られる。

■打刻印字が正立てあろうと傾斜していようとその状態
に係わらずに常に打刻印字のみの完全な像の再現が達成
される。

■打刻面表面の凹凸の影響を受けにくい。

■従って誤認識や認識不能等の不都合を排除できる。

■このための装置構成が非常に簡単であり、容易に既存
装置と置換できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の外観を示す斜視図、第２図
は第１図の画像処理装置本体ｌの構成概要を示すブロッ
ク図である。第３ａ図、第３ｂ図は第２図に示す打刻面
Ｓの拡大平面図および断面拡大断面図である。加算処理
内容を示す説明図である。第３Ｃ図は各照明に対する画
像信号を、第３ａ図の中央部のＸ−Ｙ線上部分のみ示し
たタイムチャート、第３ｄ図はこれらの加算信号を示す
タイムチャートである。第４図は本発明の他の実施例の外観を示す斜視図である
６２Ａ：Ｌ／ンズ　　　　　３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ　：
照明ランプ１：画像処理装置本体　２：ＴＶカメラ４：
被検物体　　　　　１０：ＣＲＴ２０：切換回路　　　　　２１ａ、ｂ、ｃ：画像メ−ｔ
−ＩＪ２２：加算回路　　　　　２３：明度レベル調整
回路２４：初期しきい値設定回路２５：２値化回路　　　　２６：ノイズ除去回路２７：
印文字個数カウント回路２８：印字個数判定回路　２９ニジきい値変更回路５０
：架台支え捧　　　　５１：架台支え筒５２：架台高さ
調節ボルト５３：照明支え捧　　　　５４：照明支え筒５５：照明
水平位置等調節ボルト５６：照明角度調節ボルト５７：照明中心間位巨調節用取め板５８：架台移動台車　　　５９：車輪６０：レール　　　　　　６１：カウンターウェイト６
２：防護板　　　　　Ｄ、Ｅ　：最終的な２値化画像Ｄ
　Ｉ　、Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４．Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ３．Ｅ４　
：各斜光照明での画像Ｄ５：Ｄ１　）Ｄ２１Ｄ３　ｐＤ
４を加算処理した画像ＩＥ５　：　Ｅｌ　、Ｅ２１Ｅ３
１Ｅ４を加算処理した画像０１５１＋　　θロ２：疵の
、刻印面に対する角度０：刻印文字の刻印面に対する角
度ＨＥ：刻印印字の深さ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼材等の被刻印材の打刻文字、数字、記号等の印
字像を、複数の照明装置と撮像装置により画像信号で得
てそれを２値化信号処理等をする事によって前記印字を
検出する打刻印の検出に於いて：前記照明装置を順次単
独に点灯して得られた画像信号を切換回路を通してそれ
ぞれ画像メモリに記憶し、前記メモリの画像信号を加算
手段を介して合成画像信号を得、該合成画像信号を、設
定したしきい値で２値化処理し、２値化信号で現わされ
る画像の低輝度領域の数をカウントし、カウント値が設
定値に合わないときは前記しきい値を更新設定し、再度
前記２値化処理とカウントを行ない、カウント値が設定
値に合致した２値化信号を印字検出用の２値画像信号と
する事を特徴とする打刻印の検出方法。
（２）刻印形状が文字、数字、記号等の、曲線、斜線成
分を有するものであるときは、刻印の撮像に際し、刻印
面に対して予め定めた少くとも２対の異なる方向からの
斜光照明を行ない、前記照明装置を順次単独に点灯して
得られた画像信号を切換回路を通してそれぞれ画像メモ
リに記憶し、前記メモリの画像信号を加算手段を介して
合成画像信号を得る、前記特許請求の範囲第（１）項記
載の打刻印の検出方法。
（３）刻印面の法線に対して略５０°傾斜して、互いに
法線の回りに９０°の角度間隔を置いて４方向からの斜
光照明を刻印面に対して行なう、前記特許請求の範囲第
（２）項記載の打刻印の検出方法。
（４）バーコードの様な直線状刻印の検出においては、
刻印面の法線に対して略５０°傾斜して、互に法線の回
りに１８０°の角度間隔を置かれている２方向の斜光照
明を刻印面に対して行ない、これにより得られる撮像信
号を１対とし、これらの撮像信号を画像処理装置へ付加
し、１対の斜光照明に関する画像信号を加積算回路で得
て、該１対の合成画像信号を得る前記特許請求の範囲第
（１）項記載の打刻印の検出方法。