JPH03204792A - 打刻印の検出方法及び装置 - 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］ この発明は打刻印字像が形成された複数の打刻材の中か
ら１つの打刻材を選出し、その打刻印を検出する検出方
法及び装置に係り、特に、比較的小型の一次圧延鋼材に
打刻されたマーキングをテレビカメラで撮影し、これを
画像処理して内容を認識する打刻印の検出方法及び装置
に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、比較的小型の一次圧延鋼材（例えばビレット、
ブルーム）に対し、数字、文字、記号などをマーキング
し、このマーキングを自動的に読み取って認識し、これ
を製造、加工、在庫管理などに利用している。

このマーキングの形成は、数字、文字、記号などが左右
反転に形成された印字部材（文字金型）を−次圧延鋼材
の端面に押圧して刻設し、刻印面に数字、文字、記号な
どが溝状に形成されるようにしている。

この１つの方法として、−次圧延鋼材（以下、刻印材と
いう）に形成された打刻印字像をテレビカメラなどの撮
像装置により多値の原画像信号として得、これを変換し
て得る２値の最終画像を用いて文字を認識するものがあ
る。そして１文字認識用の最終画像を得るための画像処
理として１例えば、特開昭６１−８０３７２号かある。

これに示された技術は、多値の原画像を２値の最終画像
に変換する２値化処理において１画像全体に対して１つ
のしきい値を用いるものとし、このしきい値を最終画像
の低輝度領域の数が設定値に合致するまて更新して決定
することを特徴としている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のような従来の打刻印の検出装置において
は、複数の刻印材が同時に撮影領域に搬送された場合、
その１つを特定化することがてきないため、刻印検出を
行うことができない。

また、１つのみのしきい値を用いて画像全体に対する二
値化処理を行っているため、誤認識をする場合がある。

すなわち、打刻面は平坦でなく、また錆や汚染を生じて
いることが多く、その発生の程度や形成状況も一定ては
ない、このため、汚れなどが刻印と共に検出され、誤認
識や認識不能を招くことになる。

この発明は、かかる従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、同時に複数の刻印材が画像撮影領域に
到来しても、その１つを特定化して打刻印を検出できる
ようにした打刻印の検出方法及び装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明は、打刻印字像
が形成された複数の打刻材の打刻面を同時に撮像して撮
像信号を得、前記撮像された領域の中心から放射状に複
数の検査領域を設定し、この検査領域における前記各撮
像信号な二値化し、その変化点が最も強く現われる部位
を検査対象の刻印材の刻印面として特定し、この特定し
た刻印面についてのみ文字認識用の二値化処理を施す方
法と打刻印字像が形成された複数の打刻材の打刻面を斜
め方向から照明して撮像する撮像手段と。

この撮像手段によって得られた前記撮像領域の中心から
放射状に複数の検査領域を設定し、この検査領域におけ
る前記撮像手段によって得られた各撮像信号を二値化す
る手段と、この手段によって得られた二値化信号の変化
点によって特定の打刻材を限定し、この打刻材における
打刻印字像を二値化処理して文字認識を行なう文字認識
手段とを具備した装置である。

［作用コ 上記のように構成することによって、撮影画像中の複数
の打刻面のうち、設定した複数の検査領域のいずれにも
大きな変化点が検出されたとき、この各変化点て囲まれ
る部分を１つの刻印面として特定する。この特定した刻
印面のみについて二値化処理及び更に必要に応じて付随
する処理を施すことにより文字認識用の情報を得ること
ができる。したかって、撮影画像中に複数の刻印面な含
む場合でも、その中の１つを特定することができ、刻印
検出の自動化を図ることが可能になる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。

撮像装置ｌは複数のうちの１つの刻印材（この実施例て
は、ビレットについて例示）の打刻面を撮影するもので
あり、例えば、テレビカメラが用いられる。撮像装置ｌ
には打刻検出装置２が接続され、この打刻検出装置２に
は文字認識処理部３−１〜３−Ｎか接続されている。

撮像装置ｌは、第２図に示すように、複数の刻印材４の
うちの少なくとも１つの打刻面を撮影領域とするように
配設され、また、打刻面を照明するために複数のランプ
５が配設されている。

打刻画像の抽出が確実に行われるためには、背景と文字
との濃度差（コントラスト）が大きいことが望まれる。

この濃度差は、■照明光の照射方向、■文字形状で決ま
る文字の実効直線長（なお、ここでは各照明方向に平行
な直線を考えたとき、その直線と文字とがかさなる長さ
の一番長いものを実効直線長と定義する）、■文字の打
刻法さなどに関係する。そして、抽出を良好にするため
には、文字の打刻が深く、実効直線長を短くするのがよ
く、実効直線を短くするためにはランプ５による照明を
打刻面に対して斜め方向から行うのがよい。

打刻検出装置２は、撮像装置ｌからの原画像信号１１中
に含まれる複数の刻印材４の１つのみを特定する端面マ
スク画像再生部６、刻印像のみを強調する処理を施す刻
印画像強調処理部７、アンド回路８、刻印材向き検出処
理部９．刻印位置検出部１０、刻印画像分離処理部１１
、及び二値化処理部１１．〜１２−．から構成されてい
る。

次に、第１図に示す構成の概略動作について説明する。

まず、撮像装置ｌによって第２図に示す方向から刻印材
４の打刻面を撮像し、刻印像を多値の原画像信号１３と
して得る。これに対し刻印面の全体が撮影領域内にある
刻印材４のみを端面マスク画像生成部６によって抽出し
、端面マスク画像１４を出力する。

一方、原画像信号１３に対し、刻印画像強調処理部７に
よって刻印像（文字、数字、記号などの像）のみを強調
する処理を施し、刻印画像強調信号１５を出力する。つ
いて、アンド回路８によって、端面マスク画像生成部６
で特定された端面マスク画像１４の座標Ｚ　（ｘ、ｙ）
に含む刻印像（文字、数字、記号など）の刻印画像強調
信号１６のみをゲート通過させる。

ついで、刻印材向き検出処理部９によって刻印材の向を
検出し、刻印材向き情報１７を出力する。

さらに、刻印画像強調信号１２及び刻印材向き情報１３
に基づいて刻印位置検出処理部８により刻印位置を検出
する。この刻印位置検出処理部１０によって得られる刻
印位置情報１８及び原画像信号１３に基づいて、刻印画
像分離処理部１１により原画像信号１３を各々の刻印毎
に分離させたＮ個の刻印別画像信号１９を得る。この刻
印別画像信号１９は、Ｎ個の中に１つだけの刻印像を含
んでいる。そこで、二値化処理部１２−１〜１２−８に
よって各々の刻印毎に独立に二値化処理を施すことによ
り、最終画像２０−□〜２０−Ｈが得られる。この最終
画像２０−８〜２０−Ｈに対し、文字認識処理部３−１
〜３−．４によって文字認識処理を実行する。

次に、第３図〜第６図を参照して端面マスク画像生成部
６の処理について説明する。

ここでは、第３図に示すように、３木の刻印材が撮影領
域内に有り、その中央に１本が位置し、この両側に所定
の間隙をもって２木の刻印材が位置している場合を例に
説明する。そして、撮影領域の中心から十字形に縦、横
に検査領域としての細幅な枠ｗ１０．　ｗｈｏ、　ｗ３
０．　ｗ４０を設定する。

また、印画像の分解能は、例えば、０．３０５　ｘＯ，
３ｔ）５□／１画素のレベルとし、また、枠Ｗの幅を１
００画素（ｐ　ｉ　ｘ）とし、枠の長さを２５６画素と
している。

３本の刻印材は、相互に密着した状態で束ねられている
が、その両端の周縁部は丸みを有しているため、隣接間
及び周縁部の外側には刻印よりも深い溝が形成されてい
る。したがって、枠内を二値化していくと、刻印とは明
らかに異なる二値レベルの変化点が生じ、この変化点位
置を刻印面の周縁と見なすことができる。

具体的には、まず、上記の枠ｗｌｏ、　ｗ２０゜ｗ３Ｇ
、　ｗ４０内の各々の画像に対し、判別しきい偏性によ
って二値化処理を行う（Ｓ３１）。ついで、二値化結果
を用いて枠ｗ　１０．　ｗ２０．　ｗ３０゜ｗ４０の各
々に対し、中心から外側に向かって、その長さ方向に順
次プロフィールを測定していくと、第４図に示すように
、抽出対象の刻印材４の刻印面の周縁と刻印材間の間隙
（或いは、開放された空間との間）とが接する位置でプ
ロフィールは大きく変化し、変化点ｈｌ（枠ｗｌＯに存
在）、変化点ｈ２（枠ｗｈｏに存在）、変化点ｈ３（枠
ｗ３０に存在）、変化点ｈ４（枠ｗ４０に存在）か得ら
れる（Ｓ３２）、ｔ−の変化点で囲まれる部分を刻印材
４の端面であると確定しく５３３）、これを画像処理上
では第６図に示すように白にセットし、これを端面マス
ク画像１４として出力する。

次に、刻印画像強調処理部７の詳細について説明する。

刻印材４に形成されている刻印は、照明によって生じる
影（以下、この影による像を刻印像という）が撮影され
ることにより、画像として捕えられる。したがって、撮
像装置ｌにとって、刻印像か刻印材向き検出処理や刻印
位置検出処理を施すに充分なほどに鮮明であれば、刻印
画像強調処理は必要ではない、しかし、一般に刻印像を
鮮明に得ることは難しく、刻印画像強調処理を施さなけ
れば、良好な画像検出は得ることはできない。

この刻印画像強調処理部６での処理を数式で示せば、次
のようになる。

すなわち、画像信号１３の座標（ｘ、ｙ）の濃度値をｆ
　（ｘ、ｙ）とすると、刻印強調画像の座標（ｘ、ｙ）
の濃度値ｇ　（ｘ、ｙ）は、次式で与えられる。

ｇ　　（ｘ、ｙ） ＝　Σａｉｘｆ　　（ｘ−ｘｉ、ｙ　　ｙｉ）ここで、
ｘｉ、ｙｉは、原画像信号を画像移動処理させた時のｘ
、ｙ方向の移動量であり、ａｉは加重定数を示している
。また、上式の定数（Ｎ、ｘｉ、ｙｉ、ａｉ）は、対象
とする画像信号を特徴から定めることができる。適当な
定数を選ぶことによって、ノイズ分を強調することなく
、刻印画像のみを強調することができる。

次に、第７図を参照して刻印材向き検出処理部９の詳細
について説明する。

刻印材４の刻印（本実施例では、３段の数字の組合せか
ら成り、第１段が５桁、第２段が２桁、第３段が１桁か
らなる）が撮像装置１にとって最適な位置て送られて来
るとはかぎらない。そこて、刻印画像強調信号１６の画
像から縦、横を判断し、正位置による画像に変換する。

具体的には、刻印画像の縦、横方向の濃度射影を得、刻
印の配置が刻印材４の中心を回転中心として、点対の配
置が刻印材４の中心を回転中心として、点対象でなけれ
ば刻印材４の向きにより縦、横の積算値ａ、ｂの最大偏
位ｉｉｃ、ｄもしくは大きさが異なる。

この情報に基づいて解析を行うことにより、刻印材４の
向きを検出することができる。例えば、最大値位置の公
転が、刻印材４の左上、右上、右下、左下のいずれに有
るかにより、回転角な０゜９０度、１８０度、２７０度
のいずれかにあるものと判定する。

次に、第８図を参照して刻印位置検出処理部８の処理の
詳細について説明する。

この処理は、刻印画像強調信号１６または刻印材向き情
報１７に対し、刻印材４の特定範囲（この実施例ては、
第８図中の濃度射影算出範囲１について濃度射影を求め
、その積算値の凹凸を検出することにより、刻印の位置
を検出している。

第８図においては、刻印の上段の５つの数字の検出を行
っているが、同様の処理を繰り返すことにより、全ての
刻印の位置を検出することが可能である。

次に、二値化処理部１０−１〜１０−、の動作の詳細に
ついて説明する。

この構成における概略動作は、刻印別画像（多値画像）
の濃度ヒストグラムを算出し、これによって決定された
二値化しきい値に基づいて刻印別画像な二値化するもの
である。このままでは、様々なノイズを含んでいるため
、二値化画像に対しノイズ除去処理部（不図示）によっ
てノイズ除去処理を実施する。

この二値化処理を第７図に示した各ビレットを例にして
、第９図、第１０Ａ図、第１０Ｂ図及び第１１図を参照
して説明する。

第９図に示すように、入力画像に対し各１文字か枠で囲
まれるように区分し、枠ｗｌ〜ｗ８を割り当てる。この
枠ｗｌ〜Ｗ８の各々に対し、枠内を判別しきい偏性で二
値化しくしきい値：ｔｈｌ、分離度ｂｌ）、二値化画像
ｗａｌを得る（Ｓ４１）。ついで、残った領域の面積ａ
ｒｌを測定しく５４２）、第１１図のように、枠内のし
きい値ｔｈ１以上の濃度を持つ点について（画素の数）
判別しきい偏性て二値化処理（しきい値：ｔｈ２．分離
度：ｂ２）し、二値化画像ｗａ２を得る（Ｓ４３）。

続いて残った領域の面積ａｒ２を測定しく５４４）１分
離度ｂｌとｂ２を比較する（Ｓ４５）。

Ｓ４５において、ｂｌ＞ｂ２であれは、第１０Ｂ図のフ
ロー〇へ移動し、ｂ２＞ｂｌであれば第１ＯＢ図のフロ
ー■へ移動する。

フロー■では面積ａｒｌと面積しきい値ａｒｔｈを比較
し、ａ　ｒ　１　＜　ａ　ｒ　ｔ　ｈてあれば、以後の
処理対象画像をｗａｌにする（Ｓ４７）。また、ａｒｌ
＞ａｒｔｈであれば、以後の処理対象画像をｗａ２にす
る（３４８）、このＳ４Ｂの処理は、３４６でフロー〇
が選択された場合にも実行される。

Ｓ４６またはＳ４８の処理が終了すると、処理対象画像
内の特徴量を測定する（Ｓ４９）、ついて、面積３０画
素（ｐ　ｉ　ｘ　：ビクセル）未満のものを除去しく５
５０）、さらに面積率が０．５以上のものを除去する（
３５１）。Ｓ４９〜Ｓ５１までが、ノイズ除去処理に該
当する。

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。

ここでは、各印材４が約１２００□ｘ　ｔｚｏｏ□の角
ビレットで、端面に製品番号が打刻されたものとし、こ
の製品番号を打刻検出装置２によって検出し、これを文
字認識処理部３−Ｉ〜３−、によって文字認識している
。また、刻印画像強調処理部７における各定数は次の如
くとした。

Ｎ＝５ （ｘｉ、ｙｉ、ａｉ） ＝　（０，０，４）、（４，Ｏ，−１）。

（−４，Ｏ，−１）、（０，４，−１）。

（０，−４，−１） この結果、従来技術による検出ては最終画像に部分的な
錆や汚れが残り、その認識率は７６％程度であった。し
かし、本発明による検出では、刻印のみの明瞭な最終画
像を得ることができ、認識率は９５％に達することが確
認された。

［発明の効果］ 以上より明らかな如く１本発明によれば、打刻印字像が
形成された複数の打刻材の打刻面を同時に撮像して撮像
信号を得、前記撮像された領域の中心から放射状に複数
の検査領域を設定し、この検査領域における前記各撮像
信号を二値化し、その変化点が最も強く現われる部位を
検査対象の刻印材の刻印面として特定し、この特定した
刻印面についてのみ文字認識用の二値化処理を施すよう
にしたので、撮影画像中に複数の刻印面を含む場合でも
、その中の１つを特定することができ、刻印検出の自動
化を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図に示す撮像装置ｌの取り付は及び照明手段を示
す説明図、第３図は複数の刻印材から対象の１本を特定
する処理を示す説明図、第４図は刻印材を特定するため
のプロフィール処理を示す変化点検出特性図、第５図は
変化点を求める処理を示すフローチャート、第６図は変
化点に基づいて特定した刻印材のマスク画像図、第７図
は刻印材向き検出処理部９の処理を示す説明図、第８図
は刻印位置検出処理部ｌＯの処理を示す説明図、第９図
は入力画像の枠決め処理を示す説明図、第１０Ａ図及び
第１０Ｂ図は二値化処理部の処理を示すフローチャート
、第１１図はしきい値設定を示す説明図である。 図中。 ｌ：撮像装置　　　２：打刻検出装置 １、〜３−．　：文字認識処理部 ４：刻印材　　　　５：ランプ ６：端面マスク画像生成部 ７：刻印画像強調処理部 ８：アンド回路 ９：刻印材向き検出処理部 ｌＯ：刻印位置検出処理部 ｌｌ：刻印画像分離処理部 １２−８〜１２−．１：二値化処理部 １３：ｊｉ（画像信ｑ １４：端面マスク画像 １５゜ １６：刻印画像強調信号 １７：刻印材向き情報 １８：刻印位置情報 １９：刻印別画像信号 ２０−□〜２（Ｌ、　：最終画像

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）打刻印字像が形成された複数の打刻材の打刻面を
   同時に撮像して撮像信号を得、前記撮像された領域の中
   心から放射状に複数の検査領域を設定し、この検査領域
   における前記各撮像信号を二値化し、その変化点が最も
   強く現われる部位を検査対象の刻印材の刻印面として特
   定し、この特定した刻印面についてのみ文字認識用の二
   値化処理を施すことを特徴とする打刻印の検出方法。
2. （２）打刻印字像が形成された複数の打刻材の打刻面を
   斜め方向から照明して撮像する撮像手段と、この撮像手
   段によって得られた前記撮像領域の中心から放射状に複
   数の検査領域を設定し、この検査領域における前記撮像
   手段によって得られた各撮像信号を二値化する手段と、
   この手段によって得られた二値化信号の変化点によって
   特定の打刻材を限定し、この打刻材における打刻印字像
   を二値化処理して文字認識を行なう文字認識手段とを具
   備したことを特徴とする打刻印の検査装置。