JPH0991431A - カラーccdカメラを利用したパターン認識方法 - Google Patents

カラーccdカメラを利用したパターン認識方法

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JPH0991431A
JPH0991431A JP7249992A JP24999295A JPH0991431A JP H0991431 A JPH0991431 A JP H0991431A JP 7249992 A JP7249992 A JP 7249992A JP 24999295 A JP24999295 A JP 24999295A JP H0991431 A JPH0991431 A JP H0991431A
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JP
Japan
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JP7249992A
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Inventor
Kazuhito Kobayashi
和仁 小林
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラベルが任意の位置に存在しても正確に認識
することができるようにする。 【解決手段】 製品1の表面色が単色をなす領域に、製
品表面色とは異なる表面色をなすラベル2を添着し、こ
のラベル2をラベル周囲の製品表面色を背景色としてカ
ラーCCDカメラ3で撮像し、カラーCCDカメラ4か
ら出力する画像信号を画像処理装置4に入力し、画像処
理装置4において画像演算することにより、異なる単色
画像間で輝度差分画像を求め、輝度差分画像の二値化し
た差分画像上でラベル画像の画素の値を背景像の画素の
値と同値に反転させて背景画像を求め、背景画像と差分
画像間で抽出画像を求め、抽出画像上で小画像領域に絞
り込んでラベル像を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、製造ライン等にお
いて製品に添着したラベルを認識する技術に係り、ラベ
ルの位置誤差に影響されることなくラベルの正誤を正確
に認識するカラーCCDカメラを利用したパターン認識
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】トラクター等を製造する製造ラインにお
いては、トラクターのボディーに型式等を記載した銘版
(ラベル)を添着しており、トラクターの型式に対して
ラベルの種類が一致しているか否かを目視検査によって
検査している。
【0003】この検査工程は、画像処理装置の利用によ
り、自動化を図る事が可能であると考えらる。従来の画
像処理技術を使用したラベルの正誤確認方法としては、
例えば図6ないしは図7に示す方法がある。図6に示す
方法においては、比較的緩やかな位置決め精度におい
て、カメラの撮影エリア内に製品を配置し、製品を背景
11としてラベル12を撮像している。撮像画像は二値
化して入力画像IP(図6のa)を形成し、入力画像I
Pの全画面領域を走査(サーチ)してラベル12の画像
(パターン)を検出し、検出したラベル12の画像と予
め正しいラベル13を撮像して形成した比較基準画像S
P1(図6のb)とをパターンマッチングしていた。
【0004】図7に示す方法においては、厳密な位置決
め精度によって、カメラの撮影エリア内に製品を配置
し、製品を背景11としてラベル12を撮像し、撮像画
像を二値化して入力画像IP(図7のa)を形成してい
る。一方、予め正しいラベル13を製品に正しく位置決
めするとともに、製品をカメラの撮影エリア内に厳密な
位置決め精度で配置する状態で、製品を背景11として
ラベル13を撮像し、撮像画像を二値化して比較基準画
像SP2(図7のb)を形成する。そして、入力画像I
Pと比較基準画像SP2との間において画像演算を行っ
て両画像間の画素値の差分を算出し、差分画像DP(図
7のc)を形成し、差分画像DPにおけるラベル画像の
形状に基づいてラベルの正誤を判断している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図6に示す方
法においては、入力画像IPの全画面領域に対してサー
チを行うので、処理時間が長く、かつラベル2の周辺の
背景に類似した形状が存在すると、ラベルの形状を誤認
識する問題があった。図7に示す方法においては、入力
画像IPと比較基準画像SP2との差分を取るので、製
品に対するラベル2の位置、およびカメラの撮影エリア
内における製品の位置において位置誤差が存在すると、
この位置誤差が差分画像DPにおいてラベル2の相違を
示す値として現れるので、ラベル2の誤認識を招く問題
があった。
【0006】本発明は上記した課題を解決するもので、
撮像画像内において検査対象のラベルが任意の位置に存
在しても正確に認識することができるカラーCCDカメ
ラを利用したパターン認識方法を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明のカラーCCDカメラを利用したパター
ン認識方法は、製品の表面に添着したラベルをカラーC
CDカメラで撮像し、撮像画像を画像処理装置において
画像処理することによってラベルのパターンを認識する
方法であって、製品の表面色が単色をなす領域に、製品
表面色とは異なる表面色をなすラベルを添着し、このラ
ベルをラベル周囲の製品表面色を背景色としてカラーC
CDカメラで撮像し、カラーCCDカメラから出力する
画像信号を画像処理装置に入力し、前記画像処理装置に
おいて、前記画像信号を基に三原色の各色相毎に単色画
像を形成し、製品表面色に相応する単色画像とラベル表
面色に相応する単色画像との間で輝度値の差分を求める
画像演算を行って輝度差分画像を形成し、この輝度差分
画像を二値化することにより差分画像を形成し、差分画
像上で背景像に囲まれて閉じた領域をなすラベル画像の
画素の値を、ラベル画像の周囲における背景像の画素の
値と同値に反転させることにより、ラベル画像を除去し
た背景画像を形成し、背景画像と差分画像との間で画素
値の差分を求める画像演算を行うことにより、全画面領
域上でラベル画像の画素のみが異なる値をなす抽出画像
を形成し、抽出画像上でラベル画像を含む小画像領域を
設定し、この小画像領域内を走査してラベル画像を検出
する構成としたものである。
【0008】この構成において、カラーCCDカメラで
撮像した通常の撮像画像では、ラベルを添着した部材の
表面色がラベル周囲の背景色をなし、この製品表面色が
大きな領域を形成するとともに、画面上には製品の他部
材の表面色が外乱要素として存在する。製品表面色に相
応する単色画像においては、ラベル画像の周囲の背景像
が高輝度値となり、ラベル画像ならびに外乱要素となる
製品上の他部材の像が低輝度となる。一方、ラベル表面
色に相応する単色画像においては、ラベル画像の周囲の
背景像が低輝度値となり、ラベル画像ならびにラベル表
面色に相似する表面色をなす製品の他部材の像が高輝度
となる。このため、両単色画像の間で輝度値の差分を求
めて形成した輝度差分画像では、ラベル画像の画素とラ
ベル画像周囲の背景像の画素との間における輝度差が大
きくなってラベル画像と背景像との境界が明確になると
ともに、背景像の各画素間における輝度差が他の画像と
の輝度差に比べて相対的に小さくなる。このことによっ
て、輝度差分画像を二値化して差分画像を形成する過程
における誤差の原因となる要素を排除することができ、
差分画像上において正確な形状のラベル画像を形成する
ことができる。
【0009】背景画像と差分画像との差分により形成し
た抽出画像においては、ラベル画像のみが反転した値を
なすので、全画面領域上においてラベル画像を含む小画
像領域を設定することが外乱要素に影響されることなく
容易に、かつ正確に行うことができる。この小画像領域
内を走査してラベル画像を検出するので、短時間にラベ
ル画像の認識を行うことができる。
【0010】ここで、検出したラベル画像を予め用意す
る比較基準画像とパターンマッチングすれば、ラベルの
正誤を正確に判定することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1〜図5において、製造ライン上
を移動するトラクター等の製品1には、塗装を施した表
面に銘版等のラベル2を添着している。このラベル2は
製品1の表面色が単色(本実施形態においては赤色系)
をなす領域に添着してあり、ラベル2は表面色が製品表
面色(赤色系)とは異なる単色(本実施形態においては
緑色系)である。
【0012】このラベル2を、ラベル周囲の製品表面色
を背景色としてカラーCCDカメラ3で撮像し、カラー
CCDカメラ3から出力する画像信号を画像処理装置4
に入力し、モニター5に表示しながら画像処理を行い、
ラベル2のパターン(形状)を認識するとともに、ラベ
ル2の正誤を判定する。このカラーCCDカメラ3は検
出物からの反射光を三原色の各色相(R,G,B)毎の
3成分に分解した画像信号を出力するものであるが、各
色相毎に異なるカラーCCDカメラを設置することも可
能である。カラーCCDカメラ3で撮像した通常の撮像
画像では、ラベル2を添着した部材の表面色(赤色)が
ラベル周囲の背景色をなし、この製品1の表面色(赤
色)が大きな領域を形成するとともに、画面上には製品
1の他部材の表面色が外乱要素として存在する。
【0013】画像処理装置4においては、始めに画像信
号を基に三原色の各色相(R,G,B)毎に単色画像を
形成する。次に、図2に示すように、製品表面色(赤
色)に相応する単色画像、つまりR画像Mr(図2の
a)と、ラベル表面色(緑色)に相応する単色画像、つ
まりG画像Mg(図2のb)との間で、輝度値の差分を
求める画像演算を行って輝度差分画像Mt(図2のc)
を形成する。
【0014】この製品表面色(赤色)に相応するR画像
Mr(図2のa)においては、ラベル画像Lの周囲の背
景像Bが高輝度値となり、ラベル画像Lならびに外乱要
素となる製品1の他部材の像Nが低輝度となる。但し、
製品表面色(赤色)に相似する外乱要素Oは高輝度であ
る。一方、ラベル表面色(緑色)に相応するG画像Mg
(図2のb)においては、ラベル画像Lの周囲の背景像
Bが低輝度値となり、ラベル画像L、ならびにラベル表
面色(緑色)に相似する表面色をなす製品1の他部材の
像Nが高輝度となる。
【0015】このため、両単色画像、つまりR画像Mr
とG画像Mgの間で輝度値の差分を求めて形成した輝度
差分画像Mt(図2のc)では、ラベル画像Lの画素と
ラベル画像周囲の背景像Bの画素との間における輝度差
が大きくなってラベル画像Lと背景像Bとの境界が明確
になるとともに、背景像Bの各画素間における輝度差が
他の画像Nとの輝度差に比べて相対的に小さくなる。
【0016】次に、図3に示すように、輝度差分画像M
t(図2のc)を二値化することにより差分画像Md
(図3のa)を形成する。このとき、輝度差分画像Mt
(図2のc)ではラベル画像Lと背景像Bとの境界が明
確で、背景像Bの各画素間における輝度差が小さいの
で、二値化して差分画像Md(図3のa)を形成する過
程における誤差の原因となる要素を排除することがで
き、差分画像Md(図3のa)上において正確な形状の
ラベル画像Lを形成することができる。さらに、差分画
像Md(図3のa)上で背景像Bに囲まれて閉じた領域
をなすラベル画像Lの画素の値(0)を、ラベル画像L
の周囲における背景像Bの画素の値(1)と同値に反転
させることにより、ラベル画像Lを除去した背景画像M
b(図3のb)を形成する。このとき、反転させる領域
は、背景像Bに囲まれて閉じた領域をなすことを条件と
するので、ラベル画像L以外の像Nは反転させれること
なく、元の値を維持する。
【0017】次に、図4に示すように、背景画像Mb
(図4のa)と差分画像Md(図4のb)の間で画素値
の差分を求める画像演算を行うことにより、全画面領域
上でラベル画像lの画素のみが異なる値(1)をなす抽
出画像Moを形成する。
【0018】次に、図5に示すように、抽出画像Mo
(図5のa)上でラベル画像Lを含む小画像領域Asを
設定し、小画像領域As内を走査してラベル画像Lを検
出する。このとき、抽出画像Moにおいては、ラベル画
像Lのみが反転した値をなすので、全画面領域上におい
てラベル画像Lを含む小画像領域Asを絞り込むことが
外乱要素に影響されることなく容易に、かつ正確に行う
ことができる。また、小画像領域As内を走査してラベ
ル画像Lを検出するので、短時間にラベル画像Lの認識
を行うことができる。さらに、検出したラベル画像Lを
予め用意する比較基準画像Mf(図5のb)とパターン
マッチングすれば、ラベル2の正誤を正確に判定するこ
とができる。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、異な
る色相の単色画像の間で輝度値の差分を求めることによ
り、ラベル画像と背景像との境界を明確となし、背景像
の各画素間の輝度差を小さくすることができ、二値化の
際の誤差因子を排除して正確なラベル画像を形成するこ
とができる。抽出画像はラベル画像のみが反転した値を
なすことにより、全画面領域上おけるラベル画像を含む
小画像領域の設定が外乱要素に影響されることなく容易
に、かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における画像処理設備の構成
を示す模式図である。
【図2】同実施形態における画像処理方法を示す説明図
である。
【図3】同実施形態における画像処理方法を示す説明図
である。
【図4】同実施形態における画像処理方法を示す説明図
である。
【図5】同実施形態における画像処理方法を示す説明図
である。
【図6】従来の画像処理方法を示す説明図である。
【図7】従来の画像処理方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 製品 2 ラベル 3 カラーCCDカメラ 4 画像処理装置 5 モニター

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 製品の表面に添着したラベルをカラーC
    CDカメラで撮像し、撮像画像を画像処理装置において
    画像処理することによってラベルのパターンを認識する
    方法であって、製品の表面色が単色をなす領域に、製品
    表面色とは異なる表面色をなすラベルを添着し、このラ
    ベルをラベル周囲の製品表面色を背景色としてカラーC
    CDカメラで撮像し、カラーCCDカメラから出力する
    画像信号を画像処理装置に入力し、 前記画像処理装置において、前記画像信号を基に三原色
    の各色相毎に単色画像を形成し、製品表面色に相応する
    単色画像とラベル表面色に相応する単色画像との間で輝
    度値の差分を求める画像演算を行って輝度差分画像を形
    成し、この輝度差分画像を二値化することにより差分画
    像を形成し、差分画像上で背景像に囲まれて閉じた領域
    をなすラベル画像の画素の値を、ラベル画像の周囲にお
    ける背景像の画素の値と同値に反転させることにより、
    ラベル画像を除去した背景画像を形成し、背景画像と差
    分画像との間で画素値の差分を求める画像演算を行うこ
    とにより、全画面領域上でラベル画像の画素のみが異な
    る値をなす抽出画像を形成し、抽出画像上でラベル画像
    を含む小画像領域を設定し、この小画像領域内を走査し
    てラベル画像を検出することを特徴とするカラーCCD
    カメラを利用したパターン認識方法。
JP7249992A 1995-09-28 1995-09-28 カラーccdカメラを利用したパターン認識方法 Pending JPH0991431A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100381098B1 (ko) * 1998-12-18 2003-07-16 재단법인 포항산업과학연구원 컬러 영상을 이용한 슬라브의 캠버 측정시스템
JP2007163172A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Nagoya Electric Works Co Ltd 車両計測装置、車両計測方法および車両計測プログラム

Cited By (2)

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