JPH0377549B2 - - Google Patents

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JPH0377549B2
JPH0377549B2 JP59177085A JP17708584A JPH0377549B2 JP H0377549 B2 JPH0377549 B2 JP H0377549B2 JP 59177085 A JP59177085 A JP 59177085A JP 17708584 A JP17708584 A JP 17708584A JP H0377549 B2 JPH0377549 B2 JP H0377549B2
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JP59177085A
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JPS6154577A (ja
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Masao Nito
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は例えば組立ロボツトや半導体の自動ボ
ンデイング装置等、に設けられ2次元の撮像手段
を用いて操作あるいは加工の対象となる部品(対
象部品という)等の対象物を撮像し、その輪郭形
状中の特徴点としてのハンドリング点やボンデン
グ点などを検出する装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
以下各図の説明において同一の符号は同一又は
相当部分を示す。
従来、前記対象部品としての被撮像物体を撮像
し、該部品中の操作あるいは加工の対象点とな
る、その画像の輪郭特徴点を検出する技術として
は、本出願人による特開昭59−201180号(特公平
1−30183号)「輪郭特徴検出方式」(以下文献(1)
と呼ぶ)がある。
第3図はこの方式によつて求められた特徴点の
例を示す。すなわち同図においてFは対象部品2
00の2次元形状を示す2値化画像、Pはこの2
値化画像Fの輪郭上の特徴点としての突起(以下
角点という)、Nは同じく特徴点としてのくぼみ
(以下谷点という)である。なおGは画像Fの重
心(図心)、X,Yは画像走査の軸を示す。
このように前記方式では、特徴点の角点P、谷
点Nなどの種類、X,Y軸上の位置、数は検出し
ているが、対象部品200従つて2値化画像Fの
重心Gの移動や重心Gを中心とする回転(以下こ
のような部品200又は画像Fの変位を単に“配
置”又は“移動や回転”という)によつて、特徴
点の検出順が変つた場合にも、輪郭上の特定の特
徴点を同定していない。従つてこの従来技術では
種々の配置で作業台上に置かれる対象部品200
上の特定の操作あるいは加工対象点の位置を検出
することができないという問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は前記の問題点を除去し、対象部
品の配置に拘わらず、その特定の操作あるいは加
工対象点、従つてその画像の輪郭上の所定の特徴
点の位置を特定できる輪郭特徴点の番号付(ラベ
リングともいう)装置を提供することを目的とす
る。
〔発明の要点〕
この発明の要点は、対象部品の2次元画像中の
対象形状の輪郭を一定方向に全周にわたり追跡
し、このとき得られる輪郭情報により輪郭部にお
ける形状特徴点を検出し、前記対象形状を前記特
徴点により多角形に近似し、前記特徴点のうちの
1つを基点として、前記多角形の周上を所定方向
にたどりつつ、出現する各特徴点に対し順次番号
付けを行う点にある。
また前記基点としては、例えば前記多角形の辺
のうち、最大辺長を持つ1辺の一端を用いたり、
あるいは前記対象形状の重心と各特徴点との距離
のうち、最大距離にある点を用いたりする点にあ
る、 換言すれば本発明の要点は、(対象部品等を2
次元撮像装置等で撮像しこの画像信号をA/D変
換器等を介し2値化して得た)対象となる2値化
画像の輪郭画素を、(輪郭追跡回路等を介し)順
次該2値化画像を所定方向(例えば反時計方向、
なおこの方向を以下輪郭追跡方向と呼ぶ)に1周
するように追跡し、このとき得られる各輪郭画素
の座標値と、隣接する輪郭画素への追跡方向を示
す追跡方向コードとから、(特徴検出回路等を介
し)輪郭上の突起又はくぼみ等、所定の特徴部分
を代表する(角点又は谷点などの)輪郭画素(以
下特徴点と呼ぶ)の位置を、前記輪郭を所定方向
(例えば反時計方向)に1周する順に検出し、そ
の順序で記憶する装置において、 前記特徴点をその全てからなる第1の群(例え
ば角点及び谷点の全てを含む群)又はそれが共有
する性質で群別された複数の第2の群(例えば角
点のみ又は谷点のみからなる群)に区分すると
き、 前記第1もしくは第2の群ごとに、前記輪郭を
1周するように前記の同一の群内の各特徴点を順
次結んで得られる多角形の各辺長を算出する辺長
算出手段、又は重心算出回路などを介して得た前
記2値化画像の重心と前記の同一の群内の各特徴
点との距離(以下重心距離と呼ぶ)を算出する重
心距離算出手段と、 算出された前記の各辺長又は各重心距離に基づ
いて当該群内の特徴点を代表する点(以下基点と
呼ぶ)を決定する基点決定手段と、 前記基点を出発点とし、前記の順序に基づい
て、前記輪郭を所定方向(例えば反時計方向)に
1周するように、当該群内の各特徴点に順次番号
付を行う特徴点ラベリング手段と、(の各手段)
を(特徴点番号付回路内などに)備えた点、もし
くはさらに前記基点決定手段は前記各辺長のうち
最大値を持つ辺の両側中前記輪郭追跡方向に対し
所定の側(例えば時計方向の側)にある特徴点を
前記基点とする手段を含むようにした点、もしく
はさらに前記基点決定手段は前記各重心距離のう
ち最大のものに対応する特徴点を前記基点とする
手段を含むようにした点、もしくはさらに前記基
点決定手段は、前記の同一の群に属する基点が複
数となつたときは、該複数の各基点を前記の所定
側(例えば時計方向側)とする最大辺長の各辺に
対し、前記輪郭追跡方向を基準とする所定の側
(例えば反時計方向側)に、隣接する前記多角形
の辺長を比較する手段を設けるとともに、前記隣
接辺長のうち最大値を持つ辺の両側中、前記輪郭
追跡方向に対し所定の側(例えば時計方向側)に
ある特徴点を新たな基点として決定する手段を含
むようにした点、又はさらに前記基点決定手段
は、前記の同一の群に属する基点が負数となつた
ときは、該複数の各基点を前記輪郭追跡方向に対
し所定の側(例えば時計方向側)とする前記多角
形の辺が、前記重心に対して張る角度(辺対向角
など)を比較する手段を設けるとともに、前記角
度のうち最大のものに対応する基点を新たな基点
として決定する手段を含むようにした点にある。
〔発明の実施例〕
以下第1図、第2図を用いて本発明の実施例を
説明する。第1図は本発明の実施例の構成を示す
ブロツク図、第2図は第1図に基づき、検出番号
付された対象部品の2値化画像の輪郭上の特徴点
の例を示す図である。
第1図において、200は対象部品であり、2
01はこれを2次元的に撮像し、その画像を前記
X,Y軸方向に走査して画像信号に変換する2次
元撮像装置である。202はA/D変換器で、対
象部品200の表面における明るさや、色相によ
つて変化する、2次元撮像装置201から出力さ
れるアナログの映像信号を適当なS/N比を得る
レベル、または対象部品200に応じたレベルで
デジタル化(2値化)し、背景と対象部品200
の領域とを区分し、対象部品の2値化画像Fを得
る回路である。203は輪郭追跡回路で、A/D
変換器202から得た2値化画像Fのデータ中の
対象形状のデータをもとに、対象形状の輪郭画素
(輪郭点ともいう)を一定方向(例えば反時計方
向)に追跡し、各輪郭点の座標値と各輪郭点に隣
接する次輪郭点への方向コードをもとめる回路で
ある。この回路の詳細は本出願人による特開昭59
−135579(特公平1−30180)「パターンの輪郭追
跡方法」にその例が説明されている。204は特
徴検出回路で、輪郭追跡回路203から得られる
情報をもとに前記対象形状における輪郭部の特徴
点(角点P、谷点N等)の位置を検出し、その検
出順に記憶する回路である。この回路の詳細は前
記文献(1)にその例が説明されている。205は特
徴点番号付回路で、特徴検出回路204で検出さ
れた各特徴点に対し、画面中の画像Fの移動や回
転に無関係となるような、一定の番号付を行う回
路であり、本発明の核心となるものである。20
6は重心算出回路で、特徴点番号付回路205の
機能を補強するために対象形状の重心を算出す
る。
次に第2図を用いて1図の構成装置による各特
徴点に対する番号付の動作を説明する。第2図で
は検出された特徴点としての角点PをP1〜P4
で、同じく谷点NをN1〜N8で表わしてある。
なおこの例では角点P(P1〜P4)と谷点N(N
1〜N8)とは、特徴点番号付回路205内の
別々の手段により番号付を行つている。
まず谷点Nの番号付けについて説明する。対象
形状(2値化画像Fの外形の輪郭)から検出され
た谷点N1〜N8を輪郭点の追跡方向(反時計方
向)Aの順に結び多角形近似を行い、同時にこの
多角形の各辺長を調べ、最大の辺長をもとめ、こ
の最大辺長となる辺の所定方向(この方向は前記
追跡方向Aを基準として定められる。ここでは例
えば時計方向)の側の一端を基点として、所定方
向(例えば反時計方向A)に順次番号付を行う。
ただし第2図の例では最大辺長の辺aと、2番
目の長さを持つ辺cとの長さがほぼ等しく有意差
をもつて両者を区別できないので、このような場
合には例えば次の規則を適用する。すなわち辺
a,cに対しそれぞれ所定方向(例えば反時計方
向A)の側に隣接する辺b,dの辺長を比較し長
い方の辺(この場合d)を前記最大辺長に置換え
て、前記の基点N1の決定及びこれに次ぐ各点N
2〜N8の前記順次番号付を行うものである。こ
のように各特徴点に番号付を行うことにより、画
面中の画像Fの前記移動や回転に関係なく、一義
的に番号付を行うことができる。
次に角点Pについては、谷点Nと同様の方法で
番号付を行つてもよいし、また谷点N及び角点P
のすべての特徴点を前記追跡方向Aにおける出現
の順に結んで、谷、角点を共に含む多角形近似を
行い、この新たな多角形について前記と同様な方
法により基点を求め、この基点が谷点であればN
1、角点であればP1と定め、以後新たな多角形
の各辺を反時計方向(追跡方向A)にたどりつ
つ、谷点、角点の種類別にそれぞれ順番の番号付
を行うこととしてもよい。
ただし第2図の角点Pについては以下に述べる
ように、さらに異なつた方法で番号付を行う例を
示す。つまり画像Fの重心Gと各角点P(P1〜
P4)とを距離(重心距離ともいう)のうち、最
大距離にあるものを求めて基点とし、以下前記と
同様(反時計方向A)に順次番号付を行う。ただ
し第2図の場合重心距離e(角点P4に対応)、と
f(角点P1に対応)がほぼ等しく最大距離であ
るため、さらに次のような規則を適用して基点を
決定する。
すなわち前記最大距離にある各角点P4,P1
と各角点P4,P1のそれぞれに追跡方向Aに隣
接する角点P1,P2とを結ぶ辺4,1、
1,P2が重心Gに対して作る角(辺対向角とも
いう)α,βを比較し、大きい方の角βに対応す
る角点をP1として、以下前記と同様に角点P2
〜P4の番号付を行うものである。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、この発明によ
れば、対象形状の輪郭上に検出された各特徴点の
うち基点となるものを、各特徴点を前記輪郭に沿
つて結んだ多角形の辺長、あるいは各特徴点と対
象形状の重心との距離など、画面中の対象形状の
配置と無関係となる量に基づいて決定したうえ、
他の特徴点を前記基点を出発点として前記輪郭に
沿つて所定方向に順次番号付を行うこととしたの
で、全ての特徴点の番号が対象形状の移動や回転
に拘わりなく決定でき、従つて前記特徴点を操作
もしくは加工の対象点としたときも対象部品の配
置と無関係に対象部品に必要な操作、加工を施す
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の構成を示すブロツク
図、第2図は第1図の動作を説明するための対象
部品の2値化画像の例を示す図、第3図は従来技
術に基づき検出された2値化画像の輪郭上の特徴
点の例を示す図である。 200……対象部品、201……2次元撮像装
置、202……A/D変換器、203……輪郭追
跡回路、204……特徴検出回路、205……特
徴点番号付回路、206……重心算出回路、P
(P1〜P4)……角点、N(N1〜N8)……谷
点、G……重心、a〜d……辺、e〜g……重心
距離、α,β……辺対向角。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 対象となる2値化画像の輪郭画素を順次該2
    値化画像を所定方向(以下輪郭追跡方向と呼ぶ)
    に1周するように追跡し、このとき得られる各輪
    郭画素の座標値と、隣接する輪郭画素への追跡方
    向を示す追跡方向コードとから、輪郭上の突起又
    はくぼみ等、所定の特徴部分を代表する輪郭画素
    (以下特徴点と呼ぶ)の位置を、前記輪郭を所定
    方向に1周する順に検出し、その順序で記憶する
    装置において、 前記特徴点をその全てからなる第1の群又はそ
    れが共有する性質で群別された複数の第2の群に
    区分するとき、 前記第1もしくは第2の群ごとに、前記輪郭を
    1周するように前記の同一の群内の各特徴点を順
    次結んで得られる多角形の各辺長を算出する辺長
    算出手段、又は前記2値化画像の重心と前記の同
    一の群内の各特徴点との距離(以下重心距離と呼
    ぶ)を算出する重心距離算出手段と、 算出された前記の各辺長又は各重心距離に基づ
    いて当該群内の特徴点を代表する点(以下基点と
    呼ぶ)を決定する基点決定手段と、 前記基点を出発点とし、前記の順序に基づい
    て、前記輪郭を所定方向に1周するように、当該
    群内の各特徴点に順次番号付を行う特徴点ラベリ
    ング手段と、を備えたことを特徴とする輪郭特徴
    点のラベリング装置。 2 特許請求範囲第1項に記載の装置において、
    前記基点決定手段は前記各辺長のうち最大値を持
    つ辺の両側中前記輪郭追跡方向に対し所定の側に
    ある特徴点を前記基点とする手段を含むことを特
    徴とする輪郭特徴点のラベリング装置。 3 特許請求範囲第1項に記載の装置において、
    前記基点決定手段は前記各重心距離のうち最大の
    ものに対応する特徴点を前記基点とする手段を含
    むことを特徴とする輪郭特徴点のラベリング装
    置。 4 特許請求範囲第2項に記載の装置において、
    前記基点決定手段は、前記の同一の群に属する規
    点が複数となつたときは、該複数の各基点を前記
    の所定側とする最大辺長の各辺に対し、前記輪郭
    追跡方向を基準とする所定の側に、隣接する前記
    多角形の辺長を比較する手段を設けるとともに、
    前記隣接辺長のうち最大値を持つ辺の両側中、前
    記輪郭追跡方向に対し所定の側にある特徴点を新
    たな基点として決定する手段を含むことを特徴と
    する輪郭特徴点のラベリング装置。 5 特許請求範囲第3項に記載の装置において、
    前記基点決定手段は、前記の同一の群に属する規
    点が複数となつたときは、該複数の各基点を前記
    輪郭追跡方向に対し所定の側とする前記多角形の
    辺が、前記重心に対して張る角度を比較する手段
    を設けるとともに、前記角度のうち最大のものに
    対応する基点を新たな基点として決定する手段を
    含むことを特徴とする輪郭特徴点のラベリング装
    置。
JP59177085A 1984-08-25 1984-08-25 輪郭特徴点のラベリング装置 Granted JPS6154577A (ja)

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JPS6154577A JPS6154577A (ja) 1986-03-18
JPH0377549B2 true JPH0377549B2 (ja) 1991-12-10

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ID=16024861

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JP59177085A Granted JPS6154577A (ja) 1984-08-25 1984-08-25 輪郭特徴点のラベリング装置

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