JP3661436B2 - 画像認識方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板などに形成された認識マークを画像認識する画像認識方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品が実装される基板の位置決め方法として、画像認識による方法が知られている。この方法は、基板に形成された認識マークをカメラで撮像し、得られた画像を画像処理してこの認識マークの位置を検出することにより、基板の位置を求めるものである。認識マークの位置検出方法として、撮像により得られた認識マークの画像を２値化処理して画像の輪郭線を求め、この輪郭線から認識マークの重心位置を求めるなどの方法が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
認識マークは一般に印刷などの方法によって基板の表面に形成される。ところが、印刷ムラや時間の経過によるマーク表面の酸化などにより、撮像された認識マークの画像には部分的に明るさのムラが発生しやすい。この状態で画像の２値化処理を行うと、認識マークの内部にも暗像部分が生じるため、検出される輪郭線は認識マークの正しい形状を示す外周部分のみならず、認識マークの内部に生じた暗像部分の周囲も輪郭線とみなされ、本来の認識マークの形状とは異なる輪郭線が検出される。そしてこのような余分な部分を含んだ輪郭線に基づいて認識マークの形状判定を行うと、本来正しい形状の認識マークであるにもかかわらず誤った判定がなされ、認識エラーが発生する場合がある。このように、従来の画像認識方法では、認識マークの明るさのムラなどにより、安定した画像認識が困難であるという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、安定した認識を行うことができる画像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】
請求項１記載の画像認識方法は、認識マークをカメラで撮像し、得られた撮像データを画像処理することにより前記認識マークの形状を認識する画像認識方法であって、前記撮像データから取得画像の輪郭線を輪郭点の点群として求める第１工程と、点群として求められた輪郭線を凸包処理することにより認識マークの外周に相当する凸包点を抽出する第２工程と、抽出された凸包点を補間することにより認識マークの正しい形状を認識する第３工程とを含み、前記第２工程においては、前記第１工程において求められた輪郭点の点群のうち、連続する２つの輪郭点についてその２点を通る直線を求め、その直線の進行方向に対し他の輪郭点が全て直線の一方の側にあるならば、その輪郭点を凸包点として抽出する。
請求項２記載の画像認識方法は、請求項１記載の画像認識方法において、前記第１工程で求められた輪郭点の点群を離散化したうえで、前記第２工程を実行するものである。
【０００７】
本発明によれば、撮像データから取得画像の輪郭線を点群として求め、点群として求められた輪郭線を凸包処理することにより認識マークの外周に相当する凸包点を抽出し、抽
出された凸包点を補間することにより認識マークの正しい形状を表す外周のみを抽出して、安定した形状認識を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の画像認識装置の構成を示すブロック図、図２は同画像認識方法のフロー図、図３は同凸包処理による輪郭点補正処理のフロー図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は同認識マークの画像図である。
【０００９】
まず図１を参照して画像認識装置の構成を説明する。図１においてカメラ１は下方の基板１１上に設けられた認識マークＭを撮像する。ＡＤ変換部２はカメラ１により取り込まれたアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。画像記憶部３は変換された画像データを記憶する。プログラム記憶部４は画像処理演算や各種処理のプログラムを記憶する。認識処理部５は画像記憶部３の画像データの認識処理を行う。ＣＰＵ６はプログラム記憶部４のプログラムに従い画像認識装置全体の制御を行う。操作・入力部７は操作時のコマンド入力や各種データの入力を行う。表示部８はカメラ１で撮像された画像や、入力時の操作画面を表示する。
【００１０】
次に画像認識方法について図２のフローに沿って各図を参照して説明する。図２において、まずカメラ１による基板１１の画像の取り込みが行われ（ＳＴ１）、取り込まれた画像について認識処理部５によって２値化処理が行われる（ＳＴ２）。これにより、図４（ａ）に示すような認識マークＭの２値化画像が得られる。このとき、マークＭの表面の酸化等による変質や照明の不均一などにより、マークＭは均一な明像とはならずマークＭ内部も暗像部分Ｄが発生する。
【００１１】
次に得られた２値化画像の輪郭線を抽出する（ＳＴ３）。これにより、図４（ｂ）に示すように明像と暗像の境界が検出されるが、マークＭの内部にも暗像部分Ｄが存在するため輪郭線はマークＭの本来の形状である円形とはならず、輪郭線が内部に入り込んだ形となっている。そこで、この不正常な輪郭線を凸包処理により補正する（ＳＴ４）。この凸包処理については後述する。この結果、図４（ｃ）に示すように、本来の形状である円形の輪郭線が得られる。
【００１２】
その後、得られた輪郭線について認識処理を行い、マークＭの重心位置検出や、面積・周囲長測定などの演算が行われ、図４（ｄ）に示すようにマークＭの中心点Ｏが求められる（ＳＴ５）。そしてこれらの認識結果について、ティーチ時の形状と一致しているか否かの判断が行われる（ＳＴ６）。ここで不一致と判断されたならばＳＴ３に戻り再度輪郭線検出を行う。そしてＳＴ６にてティーチ時の形状との一致が確認されることにより、認識結果について最終的にＯＫと判断される（ＳＴ７）。
【００１３】
次にＳＴ４の凸包処理について図３のフローに沿って説明する。まず輪郭抽出処理により検出された輪郭線（図５（ａ）参照）を輪郭点の点群として求める（ＳＴ１１）。次に求められた輪郭点を一定間隔で離散化する（ＳＴ１２）。これにより、図５（ｂ）に示すように、輪郭線上に一定間隔で離散化された輪郭点が設定される。
【００１４】
次に図５（ｃ）に示すように、連続する２つの輪郭点（ａ，ｂ点）について、その２点ａ，ｂを通る直線ｌを求める（ＳＴ１３）。そしてその直線ｌの進行方向（反時計回り）に対し他の輪郭点が全ての直線ｌの左側にあるならば（図５（ｃ）（イ）参照）、輪郭点ａを凸包点として記憶させる（ＳＴ１４）。これに対し、他の輪郭点が直線ｌの右側にも存在するならば（図５（ｃ）（ロ）参照）、輪郭点ａ‘を内包点として記憶させる（ＳＴ１５）。
【００１５】
この後、全輪郭点から前述のステップで求められた凸包点のみを抽出する（ＳＴ１６）。これにより、図５（ｄ）に示すように、認識マークの外周から内側に入り込んだ輪郭線が削除され、認識マークの本来の形状である円周に該当する輪郭点のみが残存する。次いでこれらの輪郭点、すなわち抽出凸包点を補間する（ＳＴ１７）ことにより、図５（ｅ）に示すように認識マークＭの正しい形状が認識される。
【００１６】
このように、認識マークの輪郭線抽出による画像認識において、マーク内部に表れる輪郭線を削除することにより、認識マークの安定した形状認識を行うことができる。これにより、従来は認識エラーにより複数回の作業を必要としていた認識マークのティーチング作業を１回のみに減少させることができる。なお、本実施の形態では認識マークの形状として円形状の例を示しているが、認識マークの形状はこれに限定されず、閉図形であれば本発明の方法を適用することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像データから取得画像の輪郭線を点群として求め、点群として求められた輪郭線を凸包処理することにより認識マークの外周に相当する凸包点を抽出し、抽出された凸包点を補間することにより認識マークの外周のみを抽出して、安定した形状認識を行うことができ、認識エラーを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の画像認識装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態の画像認識方法のフロー図
【図３】本発明の一実施の形態の凸包処理による輪郭点補正処理のフロー図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の認識マークの画像図
（ｂ）本発明の一実施の形態の認識マークの画像図
（ｃ）本発明の一実施の形態の認識マークの画像図
（ｄ）本発明の一実施の形態の認識マークの画像図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の認識マークの画像図
（ｂ）本発明の一実施の形態の認識マークの画像図
（ｃ）本発明の一実施の形態の認識マークの画像図
（ｄ）本発明の一実施の形態の認識マークの画像図
（ｅ）本発明の一実施の形態の認識マークの画像図
【符号の説明】
１ カメラ
３ 画像機億部
５ 認識処理部
６ ＣＰＵ
１１ 基板
Ｍ 認識マーク

Claims (2)

1. 認識マークをカメラで撮像し、得られた撮像データを画像処理することにより前記認識マークの形状を認識する画像認識方法であって、前記撮像データから取得画像の輪郭線を輪郭点の点群として求める第１工程と、点群として求められた輪郭線を凸包処理することにより認識マークの外周に相当する凸包点を抽出する第２工程と、抽出された凸包点を補間することにより認識マークの正しい形状を認識する第３工程とを含み、
   前記第２工程においては、前記第１工程において求められた輪郭点の点群のうち、連続する２つの輪郭点についてその２点を通る直線を求め、その直線の進行方向に対し他の輪郭点が全て直線の一方の側にあるならば、その輪郭点を凸包点として抽出することを特徴とする画像認識方法。
2. 前記第１工程で求められた輪郭点の点群を離散化したうえで、前記第２工程を実行することを特徴とする請求項１記載の画像認識方法。

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