JPH0792813B2

JPH0792813B2 - 打刻印の検出方法及び装置

Info

Publication number: JPH0792813B2
Application number: JP2000100A
Authority: JP
Inventors: 英都中村; 哲美原川; 博季三上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-01-05
Filing date: 1990-01-05
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH03204792A

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）を一次圧延鋼材
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、一次圧延鋼材（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、文字認識用の最終画像を得るための画像処
理として、例えば、特開昭61−80372号がある。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、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で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できないため、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では
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］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、この各変化点で囲まれ
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。したがって、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。

［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１は複数のうちの１つの刻印材（この実施例で
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１
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が接続されている。

撮像装置１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
刻深さなどに関係する。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１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12_-1〜12_-N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１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像領域内にある刻
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）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。ついで、
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16及び刻印材向き情報17に基
づいて刻印位置検出処理部10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_-N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_-1〜20_-N
が得られる。この最終画像20_-1〜20_-Nに対し、文字認識
処理部3_-1〜3_-N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本の刻印材が撮影領
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本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,w20,w30,w40を設定す
る。

また、印画像の分解能は、例えば、0.305×0.305mm/1画
素のレベルとし、また、枠ｗの幅を100画素（pix）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
らかに異なる二値化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w10,w20,w30,w40内の各々
の画像に対し、判別しきい値法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w10,w20,w3
0,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h1（枠w1
0に存在）、変化点h2（枠w20に存在）、変化点h3（枠w3
0に存在）、変化点h4（枠w40に存在）が得られる（S3
2）。こ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（S33）、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１にとって、刻印像が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。

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で送られて来
るとはがぎらない。そこで、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の最大値位置
c,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、回転角を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（この実施例では、第８
図中の濃度射影算出範囲ｌ）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_-N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を二値化するもの
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文字が枠で囲
まれるように区分し、枠w1〜w8を割り当てる。この枠w1
〜w8の各々に対し、枠内を判別しきい値法で二値化し
（しきい値:th1、分離度b1）、二値化画像wa1を得る（S
41）。ついで、残った領域の面積ar1を測定し（S42）、
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）判別しきい値法で二値化処理
（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（S44）、分離度b1
とb2を比較する（S45）。S45において、b1＞b2であれ
は、第10B図のフローへ移動し、b2＞b1であれば第10B
図のフローへ移動する。

フローでは面積ar1と面積しきい値arthを比較し、ar1
＜arthであれば、以後の処理対象画像をwa1にする（S4
7）。また、ar1＞arthであれば、以後の処理対象画像を
wa2にする（S48）。このS48の処理は、S46でフローが
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）。ついで、面積30画素（pix:ピ
クセル）未満のものを除去し（S50）、さらに面積率が
0.5以上のものを除去する（S51）。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1200mm×1200mm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_-1〜3_-N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），（4,0,−１），（−4,0,−１），（0,4,−１），（0,−4,−１）この結果、従来技術による検出で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、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１の取り付け及び照明手段を示
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10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． 1:撮像装置、2:打刻検出装置 3_-1〜3_-N: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 10:刻印位置検出処理部 11:刻印画像分離処理部 12_-1〜12_-N:二値化処理部 13:原画像信号 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_-1〜20_-N:最終画像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項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。