JPH01234981A - パターン認識におけるパターンの切出し方法 - 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】 ［概要］ パターン認識におけるパターンの切出し方法に関し、更
に詳しくは、プリント基板の検査装置等におけるパター
ン認識におけるパターンの切出し方法に関し、 認識対象パターンにかすれ等があっても正確なパターン
の切出しができるパターン認識におけるパターンの切出
し方法を提供することを目的とし、認識しようとするパ
ターン列を収容するウィンドウを設定し、該ウィンドウ
内の垂直投影分布を求め、予め作成してある前記パター
ン列を構成するパターンの端部位置に対応したスキャン
マスクを前記垂直投影分布上を移動させ、各位置での前
記！！！直投影分布の前記スキャンマスク上での画素数
の総和を求め、該画素数が最小値となる位置をパターン
の切出し位置とするように、又は認識しようとするパタ
ーン列を収容するウィンドウを設定し、該ウィンドウ内
の垂直投影分布を求め、予め作成してある前記パターン
列を構成するパターンの略中央部位置に対応したスキャ
ンマスクを前記垂直投影分布上を移動さび、各位置での
前記垂直投影分布の前記スキャンマスク上での画素数の
総和を求め、該画素数が最大値となる位置をパターンの
切出し位置とするように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、パターン認識におけるパターンの切出し方法
に関し、更に詳しくは、プリント基板の検査装置等にお
けるパターン認識におけるパターンの切出し方法に関す
る。

電子部品の小形化、実装の高密度化にとらないプリント
基板に搭載された部品の自動検査が重要な課題となって
きており、いろいろな実装部品検査装置が発表されてい
る。そして、この様な実装部品検査装置の中でも、特に
、部品の型格検査のために対象部品の捺印パターン（文
字）を撮像し、種々のパターン（文字）認識アルゴリズ
ムにより、そのパターン（文字）を認識し、設計データ
と比較することで、型格の良否判定を行う検査装置の要
求が高い。また、キーボード等のキートップ文字の検査
装置においてもこのようなニーズがかなり高い。

そして、パターン認識の前処理としてのパターンの切出
しは高い認識率を確保する上で重要なものである。

［従来の技術］ 次に図面を用いて従来例を説明する。第７図は部品の型
格検査装置の構成図、第８図は第７図における検査フロ
ーを示す図、第９図は第８図のステップ１におけるプリ
ント基板の分割を示す図、第１０図は第８図のステップ
４を説明する図、第１１図は第８図のステップ５を説明
する図、第１２図は第８図のステップ６を説明する図、
第１３図は第８図のステップ８を説明する図、第１４図
は第８図のステップ１０を説明する図である。

先ず、第７図にＪ３いて、１は検査テーブル２上にＩＩ
ｌ、置されるプリント基板、３はプリント基板１上に実
装された実装部品である。検査テーブル２の上方には直
交座標ロボット４が設けられている。

この直交座標ロボット４のアーム４ａには、プリント基
板１を撤象する撮像装置としてのＣＣＤカメラ５と、プ
リント基板１上を照射するリング照明５ａとが設けられ
ている。ＣＣＤカメラ５が取込んだプリント基板１の画
像データは、判定部６に入力される。

判定部６において、７は各種のデータの取込みや演算を
行うＣＰＵ、８は主記憶部、９は直交座標ロボット４の
プログラムコンソール４ｂにプリント基板１の実装デー
タを受渡す【１０インタフエイスである。１０はパソコ
ン１１からのプリント基板１の実装データを受取るシリ
アルインクフェイスである。１２はＣＣＤカメラ５から
のアナログ画像データをディジタル画像データに変換す
るＡ／Ｄコンバータ、１３はＡ／Ｄコンバータ１２によ
って変換されたディジタル画像データをストアするフレ
ームメモリ、１４は外部記憶装置である。　次に、上記
構成の動作を第８図に示すフローを用いて説明する。

先ず、プリント基板１には反り、捩じれ、板厚のばらつ
きによる高さの変動があるため、その変動量内に吸収さ
れてしまう背の低い部品（コンデンサ、抵抗等の部品の
高さが１ｍｌｌ１以下のもの）は、極端に認識率が低下
する。そのため、本ステップでは、ＣＰＵ７は、第９図
に示すように、・印で示すプリント基板１の２５ポイン
トについてそれぞれ高さを求め、プリント基板１を上記
ポイン！〜が頂点となる３２個の三角形に分割して、そ
の各三角形について頂点の三次元情報から平面方程式を
求める。そして、実装部品位置を示す実装データのＸ、
Ｙ座標から対応する平面を選び、その平面方程式にＸ、
Ｙ座標を代入することにより、その座標における高さの
変動を加味した真のプリント基板１の高さを算出する。

そして、ＣＯＤカメラ５の焦点が実装部品上の捺印文字
に一致するように、自動焦点合わせを行う（ステップ１
）。

次に、対象実装部品及び直交座標ロボット４の位置ずれ
を考慮して、対象実装部品上の全捺印文字が撮像できる
サイズの初期ウィンドウ（以下Ｗ１という）をセットす
る（ステップ２）。

次に、実装データに基づいて、ＣＰｔＪ７は■１０イン
タフェース９を介して、直交座標ロボット４のアーム４
ａをＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に駆動し、ＣＯＤカメラ５を検査
位置へ移動させる（ステップ３）。

そして、ＣＯＤカメラ５を駆動して、検査位置にある、
例えば第１０図に示すような実装部品３上の捺印文字の
画像を入力する（ステップ４）。

次に、ＣＯＤカメラ５からのアナログ画像データをＡ／
Ｄコンバータ１２によって、ディジタル画像データに変
換し、フレームメモリ１３内にストアする。そして、各
′ｆｉ４度に対応した画素数をカウントシ、第１１図に
示すようなＷ１内の濃度ヒストグラムを作成する（ステ
ップ５）。

第１１図に示すような濃度ヒストグラムの分布の谷を２
値化スライスレベルの候補点ＴＩ　、　Ｔ２　。

Ｔ３として検出する。対象の文字構成画素数Ｎは　・前
もって分っているので、第１２図に示すように、この値
Ｎ（第１２図において斜線部に相当する）に最も近い分
布の谷Ｔ３を２値化スライスレベルＴとして決定する（
ステップ６）。

ステップ６で求めた２値化スライスレベル下により２値
化し、文字部分を１″に、背景部分を１１０”とする２
倍画像に変換する（ステップ７）。

次に、Ｗ１内の“１″の画素をＹ軸上に加算して、第１
３図に示すような水平投影分布を作成する（ステップ８
）。

つぎに、求めた水平分布の立上がり点、立下がり点（第
１３図においては、ａ−ｄ）を検出し、文字列ウィンド
ウＷ２　、Ｗ３を切出す。尚、本実施例では、２列であ
るが、文字列が多い場合には、Ｗ２〜Ｗｎまで求める（
ステップ９）。

そして、文字列ウィンドウＷ２及びＷ３内の°１”の画
素をそれぞれＸ軸上に加算して、第１４図に示すように
、各文字列ごとに垂直投影分布を作成する（ステップ１
０）。

次に、各分布の立上がり点、立下がり点（第１４図にお
いては、Ａ−Ｐ）を全て検出することにより、文字の切
出しを行い、各文字の画素数を主記憶部８にセーブする
（ステップ１１）。

各文字の画素数は実装データにより分っている−　ので
、ステップ１１でセーブした各文字の画素数と比較する
ことにより、良否の判定を行う（ステップ１２）。

ここで不良と判断されると、ステップ１３において、パ
ソコン１１ヘエラー出力を行う。

ステップ１２で良と判断されるか、又はステップ１３に
おいてエラー出力を終えると、すべての実装部品につい
て検査が終了したかどうかを見る。

終了しているならばフローを終了し、未だ終了していな
いならば、ステップ３に戻る（ステップ１４）　。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成の従来例において、例えば第１５図に示すよう
に実装部品上の捺印文字Ｍにかずれ等があると、Ｍの文
字に対応するｍ成分布の立上がり点、立下がり点が文字
数の２倍となり、１つの文字を２つの文字と認識し、正
確な文字の切り出しができないという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、認識対象パターンにかすれ等があっても正確なパタ
ーンの切出しができるパターン認識にお（プるパターン
の切出し方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 第１図及び第２図は本発明の原理図である。第１図に示
すパターン認識におけるパターンの切出し方法において
、ステップ２１は認識しようとするパターン列を収容す
るウィンドウを設定するステップ、ステップ２２は該ウ
ィンドウ内の垂直投影分布を求めるステップ、ステップ
２３は予め作成してある前記パターン列を構成するパタ
ーンの端部位置に対応しＩζスキャンマスクを前記垂直
投影分布−Ｌを移動させ、各位置での前記垂直投影分布
の前記スキャンマスク上での画素数の総和を求め、該画
素数が最小値となる位置をパターンの切出し位置とする
ステップである。

第２図に示すパターン認識におけるパターンの切出し方
法において、ステップ２１′は認識しようとするパター
ン切出を収容するウィンドウを設定するステップ、ステ
ップ２２′は該ウィンドウ内の垂直投影分布を求めるス
テップ、ステップ２３′は予め作成してある前記パター
ン列を構成するパターンの略中央部位置に対応したスキ
ャンマスクを萌記乗直投影分布上を移動させ、各位置で
の前記垂直投影分布の前記スキャンマスク上での画素数
の総和を求め、該画素数が層大値となる位置をパターン
の切出し位置とするステップである。

［作用］ 第１図に示すパターン認識におりるパターンの切出し方
法においては、先ず、認識しようとするパターン列を収
容するウィンドウを設定しくステップ２１）、次に、該
ウィンドウ内の垂直投影分布を求め（ステップ２２）、
そして、予め作成してある前記パターン列を構成するパ
ターンのｔｉン部位置に対応したスキャンマスクを前記
垂直投影分布上を移動させ、各位置での前記垂直投影分
布の前記スキャンマスク上での画素数の総和を求め、該
画素数が最小値となる位置をパターンの切出し位置とす
る（ステップ２３）。

第２図に示すパターン認識におけるパターンの切出し方
法においては、先ず、認識しようとするパターン列を収
容するウィンドウを設定しくステップ２１’　）、次に
、該ウィンドウ内の垂直投影分布を求め（ステップ２２
’）、そして、予め作成してある前記パターン列を構成
するパターンの略中央部位置に対応したスキャンマスク
を前記垂直投影分布上を移動させ、各位置での前記垂直
投影分布の前記スキャンマスク上での画素数の総和を求
め、該画素数が最大値となる位置をパターンの切出し位
置とするくステップ２３′　）。

［実施例］ 次に、図面を用いて第一の発明の詳細な説明する。第３
図は第一の発明の一実施例を示すパターン切出しフロー
図、第４図は第３図におジノる文字スキャンマスクの構
成図、第５図は第３図におけるシフト吊ｌを説明する図
、第６図は第３図におＧＪる評価指数の最小値を説明す
る図である。尚、本発明は、従来例で説明したステップ
１１での文字（パターン）の切出しに関するものであり
、それ以外は従来例と同じであるのでそれらの説明は省
略する。

先ず、検査する部品の型格は既知であり、文字数、文字
間のピッチ、スペース数もすべて分かるので、文字等の
かすれがない理想的な場合での垂直投影分布の立上がり
点、立下がり点も前もって分かる。そこで、例えば従来
例で説明したＷ２の場合、文字等のかずれがない理想的
な場合での垂直投影分布の立上がり点、立下がり点（Ａ
’〜Ｐ′　）をスキャン点とした第３図に示すような文
字スキャンマスク（Ｃｈａｒａｃｔｅｒ　　５ｃａｎ　
Ｍａｓｋ　、以下Ｃ８Ｍという）を作成しておく。

次に、第３図を用いてパターン切出しフローを説明する
。先ず、Ｃ８Ｍを第１４図に示すような垂直投影分布の
左端にセットする（ステップ３１）そして、Ｃ８Ｍの各
文字の立上がり点、立下がり点に対応した垂直投影分布
上のＸ位置（本実施例においては、Ａ′〜Ｐ’　）にお
ける画素数Ｘｋ（ｋ＝八へ〜Ｐ’　）を求める（ステッ
プ３２）。

次に、各Ｘ位置で求めた画素数Ｘｋの総和Ｔｉステップ
３３ｒ′求めｔｃ画素数Ｘｋの総和Ｔｉを現在のＣ８Ｍ
位置における評価指数として、主記憶部８にセーブする
（ステップ３４）。

評価指数をセーブ４る主記憶部８のメモリアドレスをイ
ンクリメントする（ステップ３５）。

そして、Ｃ８Ｍを１画素分右にシフトする（ステップ３
６）。

シフトｍ（第５図に示すように、垂直投影分布の左端■
から最初の文字が存在する位置■までの長さ１０尚、位
置ずれを考慮し、予め設定しておく）が上限かどうかを
見る。シフト量が上限でないならば、ステップ３２に戻
る（ステップ３７）。

シフト＠ｉが上限ならば、各シフト位置における評価指
数の中で、最小値となる位置Ｘｏ　　（第６図参照）を
サーチする（ステップ３８）。

ステップ３８でサーチした位置Ｘｏを切出し位置として
、Ｃ８Ｍに対応した文字ウィンドウを作成する（ステッ
プ３９）。

この様な方法で処理を行うことにより、文字の切出しは
文字にかすれ等があっても正確な切出しを行うことがで
きる。

次に、第二の発明の詳細な説明する。本発明は、Ｃ８Ｍ
を文字等のかすれがない理想的な場合での垂直投影分布
の各文字に対応するピーク点く文字の略中央部位置）を
スキャン点としたちのである。そして、第一の発明の実
施例を示す第３図のステップ３８において、評価指数の
中で最大値となる位置をリーチし、その位置を切出し位
置とするものである。

この様な方法で処理を行っても、正確な文字の切出しを
行うことができる。

尚、本発明は、上記実施例に限るものではない。

上記２つの実施例では、認識対象を文字の場合で説明し
たが、他に例えば、記号等でも良い。

また、スキャン点を対象文字についてすべて設けたが、
すべて設けなくても良い。この場合、処理の高速化を図
ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、認識対栄パターン
にかすれ等があっても正確なパターンの切出しができる
パターン認識におけるパターンの切出し方法を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一の本発明の原理図、 第２図は第二の発明の原理図、 第３図は第一の発明の一実施例を示すパターン切出しフ
ロー図、 第４図は第３図にお【プる文字スキャンマスクの構成図
、 第５図は第３図におけるシフト量　を説明する図、 第６図は第３図における評価指数の最小値を説明する図
、 第７図は部品の型格検査装置の構成図、第８図は第７図
における検査フローを示す図、第９図は第８図のステッ
プ１にお１ノるプリント基板の分割を示す図、 第１０図は第８図のステップ４を説明する図、第１１図
は第８図のステップ５を説明する図、第１２図は第８図
のステップ６を説明する図、第１３図は第８図のステッ
プ８を説明する図、第１４図は第８図のステップ１０を
説明する図、第１５図は問題点を説明する図である。 第１図乃至第１５図において、 １はプリント基板、 ２は検査テーブル、 ３は実装部品、 ４は直交座標ロボット、 ５はＣＯＤカメラ、 ５ａはリング照明、 ６は判定部。 ７はＣＰＵ、 ８は主記憶部、 ９はＩ１０インタフェース、 １０はシリアルインタフェース、 １１はパソコン、 １２はＡ／Ｄコンバータ、 １３はフレームメモリ、 １４は外部記憶装置である。 特許出願人　　　富　　士　　通　　株　　式　　会　
、・ンしｌで１−２．− 代　　理　　人　　　　　弁理士　　　井　　桁　　貞
　、丁：、セゝ７二 外２名 第１　区 第２区 第３図 Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′ε′Ｆ′ｄＨ’Ｉ′Ｊ’　　　Ｋ’Ｌ
：祿ｄＰ′第３図における文字ス等センマス７の精成に
第４図 Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′Ｅ′Ｆ″ｄ１４■′了　　Ｋ’　　Ｃ
Ｍｕｏ＋’ｐ’Ｍ３図におけるシフト量ｌを説明する図
画５図 ＠３図にわける計部１１紋の最／１９直を説明するロ第
６゛図 第７図（こおける検査フローを示す図 芦８図 第９区 ｖ、８１１Ｄノスｗ　ッ１４ｆ）ｉ’１ＦＪＩｃ第１Ｆ
Ｊ 第１１図　　　第１２図 第８図のステップ８の説明図 第１３区 勇）１４図 第１″Ｄ固口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）認識しようとするパターン列を収容するウィンド
   ウを設定し（ステップ２１）、 該ウィンドウ内の垂直投影分布を求め（ス テップ２２）、 予め作成してある前記パターン列を構成す るパターンの端部位置に対応したスキャンマスクを前記
   垂直投影分布上を移動させ、各位置での前記垂直投影分
   布の前記スキャンマスク上での画素数の総和を求め、該
   画素数が最小値となる位置をパターンの切出し位置とす
   る（ステップ２３）ことを特徴とするパターン認識にお
   けるパターンの切出し方法。
2. （２）認識しようとするパターン列を収容するウィンド
   ウを設定し（ステップ２１′）、 該ウィンドウ内の垂直投影分布を求め（ス テップ２２′）、 予め作成してある前記パターン列を構成す るパターンの略中央部位置に対応したスキャンマスクを
   前記垂直投影分布上を移動させ、各位置での前記垂直投
   影分布の前記スキャンマスク上での画素数の総和を求め
   、該画素数が最大値となる位置をパターンの切出し位置
   とする（ステップ２３′）ことを特徴とするパターン認
   識におけるパターンの切出し方法。