JPS61190678A - 画像認識方法 - 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】 この発明は、電子式ディジタル時計等のディスプレイを
自動的にパターン認識する際の画像位置ずれ検出方法に
関する。

電子式卓上計算機あるいは電子式ディジタル時計等のデ
ィスプレイを自動的にパターン信号識する装置として、
特開昭５２−７１９５８号公報に記載された発明が公知
である。

この公報に記載された発明は、被測定物を測定位置にセ
ットしたときの位置のバラツキをＩＴＶ（工業用テレビ
ジョン）カメラの走査ビームを調整することにより位置
補正されたパターン信号を得るものである。したがって
、この装置にあっては、ＩＴＶカメラの制御回路が複雑
になること、電子ビームを利用した撮像管しか利用でき
ないこと、及びＩＴＶカメラ出力と期待値との同期を採
る必要があり、上述のような装置を複数台運転する場合
には、これに伴なってシステムが大型化するという問題
を有する。

この発明は、簡単な構成とするとともに、種々の撮儂装
置が利用でき、かつ、複数台運転する場合の集中制御が
可能となり全体のシステムの簡素化が図られる画像認識
方法を提供するためになされた。

この発明に従うと、被測定物から得られる２値化したパ
ターン信号のうち所定の検査アドレス範囲におけるパタ
ーン信号と予め設定した基準パターンとにより位置ずれ
を検出する。

被測定物を測定位置にセットしたときの位置のバラツキ
は、被測定物を支持する支持台の精度等によって決まる
範囲になる。そのため、上記の検査アドレス範囲は、固
定とすることができる。

被測定物は、平面上の平行方向だけでなく、回転方向で
も位置ずれする。そのため、上記検査アドレス範囲は、
上記のように複数段げられる。このような検数の検査ア
ドレス範囲は、１つのパターン上に設定することもでき
るが被測定物が複数の数字や文字のように複数のパター
ンを持っている場合、離れているパターン上に設定する
ことができる。このように複数の検査アドレス範囲の相
互の距離を増加させることによって、位置ずれ検出精度
を大きくすることができる。

以下、実施例により、この発明を具体的に説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図である
。

（１）は、被測定物であるディスプレイ付の電子式ディ
ジタル時計であり、この表示が正しくなされているか否
かの検査を行なうために１次の構成の画像認識装置とす
る。

（２）は、撮像管であり、例えばＩＴＶカメラを用いる
。このカメラ（２）に対して被測定物のディスプレイと
を対向させて、機械的に固定するものである。

（３）は、レベル判定回路であり、上記撮像装置（２）
からの映像信号を２値信号に変換するものである。

（４）は、この２値化された映像信号をメモリ回路（５
）に直接書き込みを行なうメモリ制御回路である。

このメモリ回路（５）に書き込まれたパターン信号は、
被測定物（１１と撮像装置（２）との間には相対的位置
のバラツキを有するものであるので、期待値と直接比較
することができない。

そこで、位置修正及び期待値との照合を行なうため、こ
れらの制御動作を実行するマイクロプロセッサ（６）と
、マイクロプロセッサ（６）のためのメモリ回路７と、
位！修正プログラム及び期待値との照合プログラム、並
びに被測定物制御プログラムが書き込まれたメモリ回路
（８）とを用いる。

このメモリ回路（８）は、ＲＯＭ（固定記憶装置）を用
いる。

（９）は、電子式ディジタル時計等の被測定物（１）の
制御信号を形成するコントローラであり、上記被測定物
制御プログラムに従った制御信号を形成する。

また、０ｅは、同期信号発生回路であり、撮像管（２）
の走査タイミング信号、及びこれに応じたレベル判定回
路のサンプリング出力タイミング信号を形成するもので
ある。

上記メモリ制御回路（４）、メモリ回路（５，８）。

マイクロプロセッサ（６）及びコントローラ（９）は、
データバス［Ｆ］）により並列に接続されるものである
。

上記メモリ回路（５）は、撮像管（２）のラスタ本数に
合せたＸアドレスを有し、例えば′２５６本のラスタを
有する撮像管（２）にあっては、２５６番地を有する。

一方、Ｘアドレスは、有効水平走査時間を任意の時間で
等分して２値化するものであるので。

これに応じてアドレスが定められ、例えば、２５６等分
したときは、２５６番地で構成する。したがって、上述
のように映像出力を２値化したときは、８にバイトのＲ
ＡＭを用いるものである。

（４）のメモリ制御回路は、上記タイミング信号により
、Ｘ、Ｘアドレス信号を形成して２値化映像信号を書き
込むものであるので、メモリ回路（５）に保持されたビ
ットパターンは、映像出力に対応したパターンとなる。

上記被測定物（１）を保持する台の寸法精度等により、
上記被測定物（１）と撮像管（２）との機械的位置のバ
ラツキの最大値をΔｘ、ｊｙ共に０．７　ｔｍ程度にす
ることができる。この実施例においては、このバラツキ
の補正をメモリ回路のビットパターンに基づいて、次の
ような平頭により行なうものである。

電子式ディジタル時計において、時１分等の時間の表示
は、第３図に実線に示したような表示セグメントの組合
せによって行なわれる。従って、メモリ回路（５）には
、第３図の表示セグメントのうち、表示しているセグメ
ントに対応したビットパターンが記憶される。

この実施例においては、第４図に示すように、メモリ回
路（５）のビットパターンのうち、予め定められた検査
アドレス範囲（Ａ−Ｄ）の情報を読み出して、それぞれ
のアドレス範囲に対する基準パターンとを比較すること
により、Ｘ、Ｙ方向のずれ量をアドレス情報として検出
する。

アドレス範囲囚及び［Ｆ］）は、主にパターンのＸ方向
のずれを検出するために設定されるものであり、１つの
Ｙアドレスと所定の範囲の複数のＸアドレスとくより指
定される。本質的では無いが、被測定物の位置がＹ方向
くずれてもパターンが外れないようにするため、アドレ
ス範囲（Ａ′）及び（Ｂ）はセグメント（Ｓ６　）に対
応するパターンのようにＹ方向に長く延びるパターンに
対し設定される。

アドレス範囲■及び（Ｂ）のＸ方向範囲ｌｘｍａｘは、
被測定物の機械的位置ずれの最大値に対応する範囲より
大きく設定される。

アドレス範囲（Ｂ）及び０は主にパターンのＹ方向のず
れを検出するために設定されるものであり、それぞれ対
応する１つのＸアドレスと所定の範囲の複数のＹアドレ
スとにより指定される。このアドレス範囲［Ｆ］）及び
０はセグメント（ｓｌ　）Ｋ対応するパターンのように
Ｘ方向に長く延びるパターンに対して設定される。その
Ｙ方向範囲Δｙ　ｍａｘは、被測定物の機械的位置ずれ
の最大値に対応する範囲より大きくされる。

被測定物のパターンが記憶された状態において、メモリ
回路（５）の上記アドレス範囲（Ａ）を参照することに
より、セグメント（Ｓ、）のパターンのＸ方向の中心点
のアドレス（ｘａ）を検出することができ、アドレス範
囲［Ｆ］）を参照することによりセグメント（ＳＩ　）
のパターンのＹ方向の中心点のアドレス（ｙｂ）を検出
することができる。同様にアドレス範囲０と◎とにより
それぞれアドレス（ｘｃ）と（ｙｄ）とを検出すること
ができる。

パターンのＸ方向のずれは例えばアドレス範囲囚におい
て、予め決めた基準アドレス（Ｘｏ＋）と上記アドレス
（Ｘａ）との差により求めることができる。

パターンのＹ方向のずれは、例えばアドレス範囲ＣＢ）
において予め決めた基準アドレス（ｙｏ　）と上記アド
レス（ｙｂ）との差（より求めることができる。

回転方向θのずれは、アドレス（ｘ　ａ　＋　Ｙ　ｂ）
を原点とみなすと、次式にもとすいて求めることができ
る。

ｘｄ　−ｘａ パターンのずれ量により、各期待値との判定を行なうに
あたりメモリ回路（５）から読み出すパターンのアドレ
スを次のようにして修正するものである。

これをモデル化して説明すると、次のようになる。

第２図に示すように、メモリ回路（５）のアドレスをｘ
、ｙ座標で表わすものとし、基準位置の直線（ａ−ｂ）
メモリパターンの直線（ａ−ｂ）に修正する場合、例え
ば、ａ点を原点としてメモリパターンの直線（ａ′−ｂ
′）の角度（θ）に応じた角度だけ基準位置の直線を回
転させ、破線直線（ａ−ｂ’）のようにし、この破線直
線（ａ−ｂ’）を直線（ａ′−ｂ′）のように平行移動
したアドレスを求める。

この原点ａの座標（ｘｏ＋ｙｏ）として、上記直線（ａ
−ｂ’）上の任意の点（Ｐ）のθ方向による位置修正を
次のように求めることができる。

すなわち、Ｐ点の座標を（ｘ、ｙ）とすると、ａｙ＋（
ｘ　　Ｘｏ　　）・θ、ΔＸ→Δｙ・θで求めることが
できる。ここで、θはｒａｄ（ラジアン）で示すもので
ある。

したがって、位置修正されたＰ′点の座標は、（ｘ−１
ｘ）、（ｙ＋ｊｙ）で表現できるものである。

点くＰ′）は前記アドレス（ｘａ）と基準アドレス（ｘ
ｏ＋　）との差に対応してＸ方向に移動され、アドレス
（ｙｂ）と基準アドレス（ｙｏ　）との差だけＸ方向に
移動される。その結果、（Ｐ′）はビットパターンの直
線（ａ−ｂ）上に移される。

すなわち、基準直線（ａ−ｂ）上の点（Ｐ）はビットパ
ターンの直線（ａ′−ｂ′）上に移される。

このことをメモリ回路（５）のアドレス情報に置き換え
れば、メモリ回路（５）の座標に相当するアドレスを修
正して読み出すことで位置修正されたパターン情報を得
ることができる。

この場合、この実施例においては、セグメント構成によ
る数字表示が正しく行なわれているか否かを判定するも
のであるので、各セグメントのパターン情報をすべて照
合する必要がないことより、第３図に破線で示すように
、各セグメントの一部を含むよう、特定のＸアドレスに
おける数ビットのＸアドレス又は特定のＸアドレスにお
ける数ビットのＸアドレスを参照することにより良否を
判定スるだけで良い。これにより照合時間の短縮を図る
ことができる。

第１図の画像認識装置の動作は次のようになる。

先ず、ディジタル時計（１１が支持台（図示しない）に
セットされる。このセットにより、コントローラ（９）
は、表示桁（Ｄ、）と（Ｄ４　）におけるセグメント（
３１）と（Ｓ、）が表示動作を行なうよう、時計（１）
の動作モードをコントロールする。

マイクロプロセッサ（６）の制御により、上記動作モー
ドにおける表示パターンが撮像管（２）レベル判定回路
（３）及びメモリ制御回路（４）を介してメモリ回路（
５）Ｋ入力される。

マイクロプロセッサ（６）はメモリ回路（５）の検査ア
ドレス範囲を参照し、表示パターンのＸ、Ｙ及び一方向
の位置ずれ量を検出し、その検出値をメモリ回路（７）
に記憶させる。

検査アドレス範囲内でパターンが検出されなかりた場合
、時計（１）は異常とみなされる。

次にマイクロプロセッサ（６）は上記検出値に基づいて
参照する基準アドレスに対応した修正アドレスを演算し
、その演算結果をメモリ回路（７）に記憶させる。第３
図の破線で示した部分に対応する全ての修正アドレスが
演算、記憶された段階で、マイクロプロセッサ（９）か
らコントローラ（９）にコントロールの更新が指示され
る。

コントローラ（９）によりディジタル時計の動作モード
が変更され、新らたな表示パターンがメモリ回路（５）
に記憶される。

マイクロプロセッサ（６）はメモリ回路（７）に記憶さ
れている修正アドレスに応じたメモリ回路（５）のアド
レス内のデータを参照し、このデータとメモリ回路（８
）内の期待値と照合する。全てのセグメントに対応した
メモリ回路（５）内のパターンが期待値と照合された段
階でマイクロプロセッサ（６）から再びコントローラ（
９）にコントロールの更新が指示される。

以後、同様な動作が行なわれる。

この実施例によれば、上記のように２値化されたパター
ン情報をメモリ回路（−に記憶した後、位置修正を行な
うものであるので、第１図に示すように、構成の簡素化
が図られる。すなわち、マイクロコンピュータシステム
が利用でき、大幅な小型化が図られるとともに、被測定
物のパターンが異なるものについては、位置補正のため
の初期値設定の変更を行なうことで、同一の位置修正プ
ログラムを用いることができる。

また、撮像装置（２）は、電子ビームを利用する工ＴＶ
カメラの他、ＣＣＤ素子を利用するもの等すべての光電
変換装置が利用できるものである。

さらに、複数個の測定を並列的に行なう場合、マイクロ
プロセッサ部、プログラム部の共同化が図られ、集中制
御が可能となるため、全体のシステムの大幅な簡素化が
図られる。

この発明は、前記実施例に限定されず、種々の実施形態
を採ることができる。

例工ば、Δｘ、Ａｙのずれ量、及びθ方向のずれ量は、
被測定物の画像の中点に対するものを求め、これを原点
として前述のような位置修正するものであってもよい。

このように、原点は任意の点とすることができる。

また、撮像装置（２）の出力が２値化されたものであれ
ば、レベル判定回路（３）は不用であり、メモリ制御回
路（４）は、マイクロプロセッサ（６）等の制御装置を
介してメモリ回路（５）に書き込む方式を採れば、不用
となるものである。

サラニ、マイクロプロセッサ（６）等の制御装置内にプ
ログラムメモリを有する場合には、メモリ回路（７）を
省略することができる。

この発明は、ディスプレイ付各種制御装置の検査装置に
広く利用できるものである。

【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
図は位置修正方法を示す図、第３図はパターン照合部分
を示す図、第４図は位置ずれ測定方法を示す図である。 ｆｉｌ・・・被測定物、（２）・・・ＩＴＶカメラ（撮
像装置）、（３）・・・レベル判定回路、（４）・・・
メモリ制御回路、（５）・・・パターンメモリ回路、（
６）・・・マイクロプロセッサ、（７）・・・プログラ
ムメモリ回路、（８）・・・被測定物コントローラ、（
９）・・・同期信号発生回路。 １１図 ハノ 見２図 差４図 許庁長宮殿 件の表示 昭和　６０　年　特許願　第　１７４１４１、発明の名
称 画像位置ずれ検出方法 正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　　　　称　　（５１０）株式会社　日　立　製　作
　所理人 居　　　　所　　〒１００東京都千代田区丸の内−丁目
５番１号株式会社日立製作所内 電話　東京　２１２−１１１１　（大代表）正命令の日
付　　　　昭和６０年１１月２６日正の対象　　　　明
細書 正の内容　　　　別紙の通り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被測定画像を２値の電気信号に変換し、上記電気信
   号のうち所定アドレス範囲の電気信号と上記被測定画像
   が基準位置にある場合の基準となる電気信号とを比較す
   ることにより、上記被測定画像の基準位置に対する位置
   ずれを検出することを特徴とする画像位置ずれ検出方法
   。