JPH0421193A

JPH0421193A - 物体認識装置

Info

Publication number: JPH0421193A
Application number: JP12638890A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Funakubo; 一夫舟久保
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1990-05-16
Publication date: 1992-01-24

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】（ａ業上の利用分野〕本発明は、光学的手法によって得られた認識対象物の画
像データにディジタル処理を施して認識対象物を判定す
る物体認識装置に関する。

〔従来の技術］この種の従来の物体認識装置は、先ず、ＣＣＤカメラ等
て認識対象物を撮像し、得られた画像データを取り込ん
で画像メモリに保存し、次いで、用意されたソフトウェ
ア、あるいは、ハードウェアによって２値化処理を施し
、認識対象物の２値画像としての各画素のアドレスを求
め、さらに、最大径という特徴量を求めて認識対象物を
判定していた。

この従来の物体認識装置では最大径を求めるために、全
周囲画素への座標のあらゆる組合せに対して距離計算を
していた。以下、この最大径を求める手法を第６図を用
いて説明する。

第６図において、認識対象物の２値画像が０〜ｌＯで示
したＸ座標と、０〜９て示したＹ座標とて表わし得る画
素（以下、点と称する）の集合体として斜線部の形状を
していたとする。

先ず、点（７）をスタート座標とし、この点（２，Ｏ）
と他の外周点との２点間距離、すなわち、（２，Ｏ）と
（２，１）、（２，０）と（２，２）、　　　　（２，
ｏ）　　　と　　（０，３）、　　　　（２゜０　）　
　と　　（０，４）、　　　・・・　　（２，Ｏ）　　
　と　　（４，１）（２，Ｏ）と（３，Ｏ）の各２点間
処理を、外周点列に沿って一周するように求める。そし
て、この中で２点間距離が最大となる２点の座標値およ
びその距離、この場合には座標値（２，Ｏ）と（１０，
８）および距＠９Ｊ１を記憶する。

次に、点（８）をスタート座標とし、この点（２，１）
と他の外周点との２点間距離を、上述したと同様、外周
点列に沿って一周するように求め、そして、２点間距離
が最大となる２点の座標値およびその距離を記憶する。

以下、順にスタート座標を移し、各々の場合について２
点間距離を求めると共に、２点間距離が最大となる２点
の座標値およびその距離を記憶する。

このようにして全ての外周点列の２点間距離の算出およ
び記憶を終了した段階で、距離が最大のものを２値画像
の最大径としている。

この手法において、外周点列数をｎ個とした場合、距離
を計算する回数には下式で与えられる。

第６図に例示した画像の場合、ｎ＝３６であるから６３
０回も計算することになる。

（発明が解決しようとする課題）従来の物体認識装置は、上述したように、外周点列数を
ｎとすると、この中から２個の外周点を取り出して組み
合わせたｎＣ２回だけ距離計算しなければならなかった
。このため、２値画像の形状が比較的簡単なもの、ある
いは、２値画像の形状が小さいものであれば問題になら
ない程度に少ない処理時間で最大径を求めることができ
る。しかしながら、２値画像の形状が複雑であったり、
大きかったりすると計算量が膨大になるため、処理時間
がかかり過ぎて認識に遅滞を生じるという問題点があっ
た。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、認識対象物の最大径という特徴量を高速で
算出することのできる物体認識装置を得ることを目的と
する。

（課題を解決するための手段）この発明に係る物体認識装置は、２値化した時のランレ
ングスデータのアドレスより２値画像の外接四角形を算
出する手段と、算出された外接四角形の中央部の点を通
り、互いに所定の角度たけずれている複数本の直線を設
定し、これらの直線から２値画像の各外周点までの距離
を計算すると共に、直線を境にしてこの距離が正の側に
最大になる外周点と負の側に最大になる外周点とを直線
毎に求め、かつ、これらの外周点の相互距離を算出して
、最大のものを最大径とする手段とを備えたものである
。

（作用）この発明においては、２値画像の外接四角形の中央部の
点を通る複数の直線を設定し、これらの直線から各外周
点までの距離を計算してそれぞれ距離が最大になる外周
点を求め、これらの外周点の相互距離を算出して最大の
ものを最大径と決定するようにしたため、認識対象物の
形状が複雑であっても、あるいは、２値画像が大きくと
も、高速にて最大径を求めることができる。

（実施例）第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

同図において、画像取込み部（１）はＣＣＤカメラ等の
撮像手段であり、認識対象物を撮像してその映像信号を
得、さらに、この撮像信号をＤ／Ａ変換して出力する。

２値化部（２）はディジタルデータを２値化処理し、認
識対象物の２値画像を得る。

また、ランレングスアドレスデータ作成部（３）は、２
値化された認識対象物の画素の繋りをランレングスアド
レスデータとしてとらえ、その開始、終了のアドレスを
算出する。外接四角形抽出部（４）はランレングスアド
レスデータに基づいて２値画像の外接四角形を算出する
。最大径抽出部（５）は２値化画像の外接四角形と、上
記ランレングスアドレスデータとを用いて２値画像の最
大径を求める。認識部（６）は最大径を特徴量として認
識対象物を判定する。

この実施例を構成する要素のうち、画像取込み部（１）
、２値化部（２）、ランレングスアドレスデータ作成部
（３）、外接四角形抽出部（４）および認識部（６）に
ついては、その詳細について既に提案されている公知で
あったり、あるいは、ディジタル処理から容易に類推で
きるものであることからその説明を省略し、本発明の最
大の特徴部分である最大径抽出部（５）の具体的な処理
について第２図乃至第５図を用いて詳細に説明する。

先ず、第２図に示したように、認識対象物の２値画像（
１０）が０〜ｌＯで示したＸ座標と、０〜９で示したＹ
座標とで表わし得る点の集合として太線で囲まれた形状
を有している。外接四角形抽出部（４）がこの２値画像
（１０）の外接四角形（１１）を求めたとすれば、最大
径抽出部（５）は中央部の点（９）の座ｉ（５，５）を
求める。

次に、第３図（ａ）　　に示すように、中央部の点（９
）を通り傾きθ＝０°であるＸ軸に平行な直線（１２ａ
）を設定する（画素を点と見做したことに対応して真直
ぐな画素列を直線と見做す）。続いて、２値画像（１０
）の外周点列から直線（１２ａ）に対して垂線を下ろし
、直線（１２ａ）を境にして正側と負側で各々垂線の長
さを求め、正の側で最大になる外周点の座標（２，Ｏ）
、（３，Ｏ）と、負の側で最大になる外周点の座標（２
，９）、（３９）を求めて記憶する。

次に、第３図（ｂ）　　に示すように、点（９）を中心
として回転させた傾きθ＝４５°の直線（１２ｂ）を設
定し、上述した同様に、２値画像（１０）の外周点列か
ら直線（１２ｂ）に対して垂線を下ろし、正側と負側で
その長さを求めると共に、正の側で最大になる外周座標
（２，Ｏ）と、負の側で最大になる外周点の座１（１０
，８）と求めて記憶する。

次に、第３図（Ｃ）　に示すように、点（９）を中心と
して回転させた傾きθ＝９０°の直線（１２ｃ）を設定
し、上述したと同様にして、正の側で最大になる外周点
の座標（０，３）、（０，４）、（０５）、（ｏ、ｓ）
と負の側で最大になる外周点の座！　（１０，７）　、
　　（１０，８）とを求めて記憶する。

次に、第３図（ｄ）に示すように、点（９）を中心とし
て回転させた傾きθ；１３５°の直線（１２ｄ）を設定
し、上述したと同様にして、正の側で最大になる外周点
の座標（６，２）、（８，４）と、負の側で最大になる
外周点の座標（２，９）とを求めて記憶する。

以上のようにして求められた点は認識対象物の最大径を
与える候補点の集合となる。第４図にこれらの候補点を
一覧図表として示す。

次に、最大径抽出部（５）は第４図中の候補点から順次
２個を選択して２点間の距離を演算し、その内の最大距
離を最大径と決定する。この場合、最大径を与える点は
（２，Ｏ）と（１０，８）である。

以上の演算操作により、物体認識における重要な特徴量
を、従来の手法と比較して所要時間を１局に短縮するこ
とができ、その分だけ高速に算出される。

なお、上記実施例では、従来装置と同しく最大径という
特徴量を求めたが、この手法によれはフエレ径という特
徴量も同時に求められる。このフェレ径とは、第２図に
おける外接四角形（１１）のＸ方向幅及びＹ方向幅を言
う。

しかして、この実施例においては、認識対象物のフェレ
径を求めるに際して、傾きを指定してその傾きに対する
フェレ径を求めることができる。

つまり、第５図における２値画像の外周点列より直線（
１２ｄ）　に下ろした垂線の正方向と負方向の最大長が
直線（１２ｄ）に対して垂直のフェレ径となる。また、
直線（１２ｄ）　　に対して垂直の直線（１３）を設定
し、２値画像の外周点列より直線（１３）に下ろした垂
線の正方向と負方向の最大長か直線（１２ｄ）に対する
水平方向フェレ径（１４）となる。

なおまた、上記実施例では、外接四角形の中央部の点を
通り、互いに４５°たけずれた４本の直線を設定し、こ
れらの直線に対して距離か最大になる外周点を求めたが
、認識対象物の形状が単純である場合には互いに６０°
たけずれた３本の直線を設定して同様な演算をすればよ
く、さらに、認識対象物が極めて複雑である場合には互
いに３０°だけずれた６本の直線を設定して同様な演算
をすればよい。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、
物体認識における重要な特微量である最大径を高速にて
求めることができると共に、フェレ径という特微量も同
時に求められるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例で最大径を求めるための２値画像例を
示す図、第３図（ａ）〜（ｄ）は同実施例で最大径を求
める具体的手法を説明するための説明図、第４図は同実
施例で最大径を求めるために抽出した候補点の一覧図表
、第５図は同実施例で最大径を求める過程で同時に求め
られるフエレ径の説明図、第６図は従来の物体認識装置
に採用されている最大径を求める手法を説明するための
説明図である。１）：画像取込み部２）：２値化部３）：ランレングスアトレスデータ作成部４）・外接四
角形抽田部５　、最大径抽出部（６：ｕ識部（９：中央部の画素（１０）　：　２値画像（１１）　：外接四角形（１２ａ）　〜（１２ｄ）　　：直線（１４）　、　（１５）　　・フェレ径なお、各図中、
同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

認識対象物の画像データを取込む手段と、この画像デー
タを２値化する手段と、２値化した時のランレングスデ
ータのアドレスを算出する手段と、このアドレスより２
値画像の外接四角形を算出する手段と、この外接四角形
の中央部の点を通り、互いに所定の角度だけずれた複数
の直線を設定し、これらの直線から前記２値画像の各外
周点までの距離を算出すると共に、前記直線を境にして
前記距離が正の側に最大になる外周点と負の側に最大に
なる外周点とを前記直線毎に求め、かつ、これらの外周
点の相互距離を算出して、最大のものを前記２値画像の
最大径と決定する手段と、この最大径に基づいて前記認
識対象物を判定する手段とを備えたことを特徴とする物
体認識装置。