JPS60123976A - パタ−ン認識方法および装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、パターンの認識方法および装置に係シ、特に
ブラウン管等に表示される文字や図形の認識に好適な認
識方法および装置に関する。

〔発明の背景〕

第１図に従来のパターン認識装置としての文字認識装置
を示し、第２図、第３図および第４図に文字認識過程を
示す。

その第１図に示す文字認識装置では、表示物１に表示さ
れた文字を光学レンズ３により認識可能な大きさに拡大
または縮小し、その光学像を撮像装置としてのＴＶ左カ
メラで検出し、光の明るさに応じたアナログの電気信号
として出力する。次に、具体的にディジタル処理を行わ
せるため、二値化回路４によりアナログ信号を例えば、
可変電源８で設定されるしきい値を境とし工“０″また
は”１”のディジタル信号に変換する。次に、一画面の
ディジタルに変換された信号を画像メモリ５に記憶する
。ついで、画像処理回路６により画像メモリ５に記憶さ
れたデータを読み出して文字認識の処理を行う。認識終
了後、認識結果を中央制御回路７に送り、処理を終了す
る。

そして、一般的な文字認識め方法としては、まず対象と
している文字の中心位置を仮に決めておき、その位置を
中心としてＸ方向、ｙ方向にある探索範囲を決め、その
範囲内にだけ注目して画像処理回路６は処理を行ってい
た。例えば、第２図のようにＴＶカメラの中心位置９に
仮の中心位置を定め、さらにその位置を中心としてＸａ
　、　Ｙａと探索範囲を予め定めて、その範囲内にたけ
注目して処理を行っていた。そして、画像処理に際して
は、その探索範囲内であれば、第３図のように文字の概
略の中心位置１０とＴＶカメラの中心位置９がＸ方向、
ｙ方向にずれている場合、さらに第４図のように文字の
概略の中心位置ｌＯとＴＶカメラの中心位置９がＸ方向
、ｙ方向にずれており、しかも文字全体がθだけ回転し
ていても、おる許容限度角ｏｍａｘ以内であれは処理可
能であった。これは表示物１に表われている文字がｂる
程度ずれても処理可能としなけれはならないためであっ
た。

ところが、文字のずれ、回転を許容すると処理回路また
は処理ソフトウェアが複雑となシ、処理時間も長くなる
という欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、パターンの画像の処理回路または処理
ソフトウェアを簡略化でき、しかも処理時間の短縮を図
り得るパターン認識方法を提供することにあシ、本発明
の他の目的は、前記方法を確実に実施し得るパターン認
識装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明方法は、パターンを認識する前に、パターン表示
物とパターン撮像装置とを相対的に移動させ、パターン
表示物の基準位置とパターン撮像装置の基準位置とを位
置合わせした後、パターンを撮像し、画像処理してパタ
ーンを認識するところに特徴を有するもので、この構成
によりパターンの画像の処理回路または処理ソフトウェ
アを簡略化でき、しかも処理時間を短縮することができ
たものである。

また、本発明装置は、パターン表示物とパターン撮像装
置とを相対的に移動させ、かつパターン表示物の基準位
置とパターン撮像装置の基準位置とを位置合わせする手
段を設けたところに特徴を有するもので、この構成によ
り本発明方法を確実に実施することができたものでおる
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第５図ないし第８図は、表示物としてのブラウン管に表
示されるパターンを認識するためのパターン認識装置の
一例を示すもので、その第５図および第６図に示すよう
に、制御回路１１′を有する制御盤１１、前記制御回路
１１′に接続されたブラウン管１２、制御盤１１を認識
ステーションに搬入するコンベア１３、パターン撮像装
置であるＴＶカメ２１４、このＴＶ左カメラ４を移動さ
せるロボット１５、画像処理装置１６、ロボット制御装
置１７および中央制御装置１８を具備している。

前記ブラウン管１２には、制御盤１１からの指令により
、パターン認識の前には第７図に示すごとく、基準位置
検出用のマーク１９　、２０　、２１を表示し、ノ（タ
ーン認識時には文字９図形等の）（ターンを表示するよ
うになっている。

前記ＴＶカメラ１４は、パターン認識の前にはブラウン
管１２に表示された基準位置検出用のｉ−り１９　、２
０　、２１を撮像して画像処理装置１６に送９、）々タ
ーン認識時にはブラウン管１２に表示されたノくターン
を撮像し、その画像を画像処理装置１６に送るようにな
っている。

前記ロボツ）１５Ｕ、認識すべきパターンを表示するブ
ラウン管１２とＴＶ左カメラ４との位置合わせに先立ち
、ロボット制御装置１７からの指令により１予め想定さ
れるブラウン管の基準位置としての表示中心位１ｉ４ｃ
、ＴＶ左カメラ４の撮像中心位置が合うようにＴＶカメ
２１４をｘ、ｙ方向に移動させ、かつ予め想定されたブ
ラウン管の表示中心位置に、ＴＶ左カメラ４の焦点が合
うようにＴＶ左カメラ４を２方向に移動させ、さらに予
め想定されたブラウン管の表示画面に対してＴＶ右カメ
ラ４が傾いていないように、θ方向に移動させる。また
、ロボッ）　１５は認識すべきパターンを表示するブラ
ウン管１２とＴＶ右カメラ４との位置合わせ時には、ロ
ボット制御装置１７からの指令によｐ１ブラウン管１２
の基準位置としての表示中心位置とＴＶカメ２１４の基
準位置としての撮像中心位置とが合うように、ずれ量分
だけＴＶ右カメラ４を１，７方向に移動させ、かつブラ
ウン管１２の表示画面に対してＴＶ右カメラ４の撮像面
が傾いていないように、ＴＶ右カメラ４を傾き角度分だ
けθ方向に移動させるようになっている。

前記画像処理装置１６は、パターン認識の前にはＴＶ右
カメラ４から送られてくるマーク１９　、２０　、２１
の画像を処理し、ブラウン管１２の基準位置とＴＶカメ
２１４の基準位置とのずれ量と、両者の傾き角度を検出
し、その値を中央制御装置１８に送るように構成されて
いる。また、この画像処理装置１６はパターン認識時に
は、ＴＶ右カメラ４から送られてくるパターンの画像を
処理し、パターン認識を行うようになっている。

前記中央制御装置１８は、パターン認識の前には、制御
盤１１に配備された制御回路１１′を通じてブラウン管
１２にマーク１９　、２０　、２１を表示させ、さらに
前記画像−処理装置１６から送られてくるブラウン管１
２の表示中心位置とＴＶ右カメラ４の撮像中心位置との
ずれ量と、ブラウン管１２の表示画面とＴＶ右カメラ４
の撮像面との傾き角度とに基づいてロボット制御装置１
７にロボット１５０制御信号を送るように構成されてい
る。さらに、この中央制御装置１８はパターン認識時に
は、前記制御回路１１′を通じてブラウン管１２に認識
すべきパターンを表示させるようになっている。

次に、前記実施例のパターン認識装置の作用に関連して
、本発明方法を説明する。

ブラウン管用の制御回路１１′とブラウン管１２トヲ配
備した制御盤１１は、コンベア１３に積載され、認識ス
テーションに搬入される。

ここで、ブラウン管１２に表示されるパターンのずれ、
回転の起こる要因としては、コンベアの停止位置のばら
つき、コンベア１３に制御盤１１を正確に位置決めして
積載していないことによるもの、ブラウン管１２を制御
盤１１に組み付けるときの公差によるもの、さらにブラ
ウン管１２自体の画面の回転および非直線性歪み、偏向
歪み等のブラウン管１２の歪みによるものが挙けられる
。

そこで、まず制御盤１１が搬入されると、次の要領でブ
ラウン管１２の表示中心位置の検出と表示画面の傾き角
度の検出を行う。

すなわち、Ｘ、ｙ、！１およびθ方向に移動可能なロボ
ット１５にＴＶ右カメラ４を取ｐ付け、ロボット１５を
介してＴＶ右カメラ４を、予め想定されたブラウン管の
表示中心位置にＴＶカメ２１４の撮像中心位置が合うよ
うにｘ、ｙ方向に移動させ、かつブラウン管の表示画面
に対してＴＶカメ２１４の焦点が合うように２方向に移
動させ、さらに予め想定されたブラウン管の表示画面に
対してＴＶ右カメラ４が傾いていないようにθ方向に移
動させる。

ついで、制御盤１１０制御回路１１′を通じて実際に認
識すべきパターンを表示するブラウン管１２に指令を送
り、ブラウン管１２の表示中心位置と表示画面の傾き角
度を検出し得るように、ブラウン管１２に第７図に示す
ごとく、正方形の１−り１９　、２０　。

２１を、正方形の中心がブラウン管１２の同一走査線上
に位置するように表示される。前記マーク２０は中心位
置検出用でちゃ、！−り１９　、２１は表示画面の傾き
角度検出用である。

次に、ＴＶカメラ１４より各マーク１９，２０，２１を
撮像し、その画像を画像処理装置１８に送る。この画像
処理装置１８では、第８図に示すように、正方形の各マ
ーク１９，２０，２１の中心位置座標Ｐ１′（ｘ１′，
ｙ１′），Ｐ２′（ｘ２′，ｙ２′），Ｐ３′（ｘ３′
，ｙ３′）を検出し、ＴＶカメラ１４で予め想定した各
マークの中心位置座標Ｐ１（ｘ１＊　０）　＋　Ｐ２（
０＋　Ｏ）’　＋　Ｐ３（ｘ５１０）との位置関係から
、実際のブラウン管１２の表示中心位置のずれ量Ｘ２’
　＃　）’２’は、一般的なパターン認識方法により容
易にめることができ、また表示画面の傾き角度θ８は次
式によりめることができる。

ここで、ｔはＰｌとＰ５の間のＸ方向の長さであり、既
知の値である。

ついで、画像処理装置１６は前記ずれ量ｘ２’　ｓ　３
’２’と、傾き角度θＲとを中央制御装置１８に送る。

この中央制御装置１８では、前記ずれ量”２’　＋　３
’２’と、傾き角度θＲとに基づいてロボット制御装置
１７へ制御信号を送る。そして、ロボット制御装置１７
はロボッ）　１５をＸ方向に！２’ｌ）’方向にｙ２′
、移動させ、θ方向にθＲ１移動させ、ＴＶカメ９１４
の撮像中心位置と撮像面の傾きとを、実際に認識すべき
パターンを表示するブラウン管１２の表示中心位置と表
示画面とに合わせる。

続いて、パターン認識時には、中央制御装置１８を通じ
て制御盤１１に配備された制御回路１１′に制御信号が
送られ、この制御回路１１’を通じてブラウン管１２に
認識すべきパターンを表示させる。次に、前記フラウン
管１２に表示されたパターンをＴＶカメ、７１４により
撮像し、その画像を画像処理装置１６に送り、ここで画
像処理し、パターン認識を行い、パターン認識の１サイ
クルを終了する。

前述の実施例によれば、パターン認識の前に、ロボット
１５を介してＴＶ左カメラ４を移動させ、ＴＶ左カメラ
４の撮像中心位置と撮像面の傾き、とを、実際にパター
ンを表示するブラウン管１２の表示中心位置と表示画面
とに位置合わせをしているので、パターンの画像の処理
回路または処理ソフトウェアを簡略化でき、しかも処理
時間を短縮することが可能である。

さらにこの実施例によればパターン表示物であるブラウ
ン管１２の位置および傾き検出用のマーク１９　、２０
　、２１を、検出時には点灯させ、検出終了後は消灯さ
せ得る利点もある。

なお、この実施例においてマーク１９　、２０　、２１
は正方形に限らず、円形、アラビア数字等を用いること
もできる。

また、認識すべきパターンは文字に限らず、図形であっ
てもよく、さらにブラウン管に表示されるパターンに限
らず、他の物に表示されるパターンにも適用することが
できる。

さらにまた、パターン表示物と撮像装置との位置および
傾きを合わせるための移動手段は、ロボットに限らず、
要はパターン表示物と撮像装置とを相対的に移動させ得
るものでさればよい。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明方法によれば、パターンを認識する
前に、パターン表示物とパターン撮像装置とを相対的に
移動させ、パターン表示物の基準位置とパターン撮像装
置の基準位置とを位置合わせした後、パターンを撮像し
、画像処理してパターンを認識するようにしているので
、パターンの画像の処理回路または処理ソフトウェアを
簡略化し得る効果を有する外、処理時間を短縮し得る効
果もある。

また、本発明装置によれば、パターン表示物とパターン
撮像装置とを相対的に移動させ、かつパターン表示物の
基準位置とパターン撮像装置の基準位置とを位置合わせ
する手段を設けているので、前記本発明方法を確実に実
施し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパターン認識装置としての文字認識装置
を示すブロック図、第２図、第３図および第４図は従来
技術における文字認識過程の説明図、第５図ないし第８
図は本発明の一実施例を示すもので、その第５図は本発
明方法を実施するためのパターン認識装置の斜視図、第
６図は同ブロック図、第７図はブラウン管に表示された
位置および傾き検出用のマークを示す図、第８図はＴＶ
カメラの撮像中心位置と撮像面と、ブラウン管の表示中
心位置と表示画面との、位置のずれおよび傾きを示す説
明図である。 １１・・・ブラウン管の制御盤、１２・・パターン表示
物としてのブラウン管、１３・・・制御盤やブラウン管
を認識ステーションに搬入するコンベア、１４・・・撮
像装置としてのＴＶカメラ、１５・・・ＴＶカメラを移
動させるロボット、１６・・・画像処理装置、１７・・
・ロボット制御装置、１８・・・中央制御装置。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第　１　図 第２因 第　３　ｒＡ 第５図 第　６ｖＡ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パターンを認識する前に、パターン表示物とパター
   ン撮像装置とを相対的に移動させ、パターン表示物の基
   準位置とパターン撮像装置の基準位置とを位置合わせし
   た後、パターンを撮像し、画像処理してパターンを認識
   することを特徴とするパターン認識方法。 ２、　パターン表示物に表示されるパターンを撮像する
   パターン撮像装置と、このパターン撮像装置から送られ
   ている画像を処理してパターンを認識する画像処理装置
   とを備えたパターン認識装置において、前記パターン表
   示物とパターン撮像装置とを相対的に移動させ、かつパ
   ターン表示物の基準位置とパターン撮像装置とを位置合
   わせする手段を設けたことを特徴とするパターン認識装
   置。 ３、　前記パターン表示物の基準位置とパターン撮像装
   置とを位置合わせする手段は、ロボットであり、このロ
   ボットに前記撮像装置を取り付けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載のパターン認識装置。