JPS615384A - 二次元視覚認識装置 - Google Patents

二次元視覚認識装置

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JPS615384A
JPS615384A JP59126201A JP12620184A JPS615384A JP S615384 A JPS615384 A JP S615384A JP 59126201 A JP59126201 A JP 59126201A JP 12620184 A JP12620184 A JP 12620184A JP S615384 A JPS615384 A JP S615384A
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Kazuo Mikami
和夫 三上
Suguru Ishihara
石原 英
Masahiro Nishimura
西村 真洋
Noriyuki Tsukiyama
築山 則之
Seisuke Hinota
日野田 征佑
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Omron Corp
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Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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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】 〈発明の技術分野〉 本発明は、静止若しくは移動中の被認識物体を画像化し
て入力パターンを求め、この入力パターンを標準パター
ンと照合して、被認識物体を認識する二次元視覚認識装
置に関連し、殊に本発明は、パターン照合に際し、標準
パターンに対する入力パターンの位置ずれ量を高速検知
する新規位置ずれ検出方式を提供する。
〈発明の背醍〉 一般に二次元視覚認識装置は、入力パターンと標準パタ
ーンとを画像上で重ね合わせ、両パターンの重合一致度
合を検出して、被認識物体を認識するものである。従っ
てパターン照合に際しては、両パターンを正確に位置合
わせする必要があり、従来はXYステージ等を用いて被
認識物体を所定停止位置に位置決めした後、これをテレ
ビカメラで撮像して入力パターンを求め、この入力パタ
ーンにつき標準パターンと照合処理を行なっている。と
ころがこの種方式の場合、被認識物体の位置決め機構が
必要であるから、装置全体の構造が複雑化し、また位置
決め操作の時間分だけパターン照合に時間がかかる不利
がある。而もこの方式の場合、物体を位置決め停止させ
るから、コンペーア上を流れる移動中の物体の認識には
不向きである等、実用上幾多の問題があった。
〈発明の目的〉 本発明は、標準パターンに対する入力パターン#≠手赤
轟の位置ずれ量を高速検知して、パターン間の位置修正
をデータ上で実施可能とすることによって、入力パター
ンが位置ずれしても、迅速且つ容易に物体暉識を行ない
得る二次元視覚認識装置を提供することを目的とする。
〈発明の構成および効果〉 上記目的を達成するため、本発明では、標準パターンお
よび入力パターンを夫々第1.第2の各メモリに格納し
、パターン間の位置ずれ検出に際し、各メモリのパター
ン格納領域を順次2分割する水平走査ラインを設定しつ
つ夫々パターンにおける先頭の黒画素列を検出した後、
先頭の黒画素列までの距離を計測することにより、標準
パターンに対する入力パターンの位置ずれ量を算出する
ようにした。
本発明によれば、データ上でパターン相互間の位置ずれ
修正を実施でき、被認識物体を所定停止位置に位置決め
する等の必要がないから、特別な位置決め機構が不要で
あり、装置全体を簡易化でき、また位置決め操作に要す
る時間を節約し得、物体認識処理の効率を向上できる。
また物体を位置決め停止させないから、コンベヤ上を流
れる物体を認識する装置に好適であり。
而も各メモリのパターン格納領域を順次2分割する水平
走青ラインをもって、先頭黒画素列を検出して、各パタ
ーン位置を算出するから、処理が大幅に迅速化され、処
理効率の向上に貢献する等、発明目的を達成した顕著な
効果を奏する。
〈実施例の説明〉 第1図は本発明にかかる二次元視覚認識装置の回路構成
例を示す。図中テレビカメラ1は、例えばコンベヤ上を
流れる物体2を例えば上方    −より撮像し、飛越
走査にかかる画像出力(第3図(1)に示す)を同期分
離回路3へ送出する。同期分離回路3は、前記画像出力
より水平同期信号HD、垂直同期信号VD、奇数フィー
ルド信号OD(第3図(2)に示す)、クロック信号C
K(第3図(4)に示す)等を分離し、ビデオ信号VD
iを2値化回路4へ出力する。2値化回路4は、第3図
(3)に示す如く、ビデオ信号VDiに対し一定のスレ
シュホールドレベルTHを設定シ、ビデオ信号VDiの
奇数フィールドにつき白黒2値化して2値パターンを形
成出力する。2値化回路4には、モード切換スイッチS
W1を介して基準メモリ5およびバッファメモリ6が接
続されており、モード切換スイッチSW1を学習モード
側aにセットして標準モデルを撮像するとき。
基準メモリ5に例えば第2図(1)に示す標準パターン
P(図中、斜線部分は黒画素である)が格納され、また
モード切換スイッチSWlを認識モード側すにセットし
て被認識物体を撮像するとき、バッファメモリ6に例え
ば第2図(2)に示す入力パターンPi(図中、斜線部
分は黒画素である)が格納される。本実施例の場合、各
パターンは縦横256ビツトの画素範囲に格納され、第
2図[1) [2)に示す例では、入力パターンPi 
は標準パターンPに対し右上方向へ位置ずれしている。
尚第1図中、水平カウンタ7.9および垂直カウンタ8
,10は、標準パターンPや入力パターンPiの読み書
きに・際し、夫々メモリ内の画素位置をアドレス指定す
る。またゲート回路11.12および13.14は、奇
数フィールド信号ODやクロック信号CKで開閉制御さ
れ、有効画素範囲を規定する信号Wやリセット信号kを
各メモリ5,6へ供給する。更にゲート回路15は奇数
フィールド信号ODで開閉制御され、クロック信号CK
を水平カウンタ7.9および垂直カウンタ8,10へ夫
々供給する。
上記各メモリ5,6の続出し側には、前記スイッチSW
1と連動するモード切換えスイッチSW2が接続され、
このスイッチSW2はl10(Input 10utp
ut )ポート16を介してマイクロコンピュータのC
P U (Central ProcessingUn
it) 17に接続されている。CPU17は、各メモ
リ5,6に対するパターンの読み書き、標準パターンP
に対する入力パターンPiの位置ずれ検出、両パターン
の照合等、物体認識にかかる一連の演算処理を実行する
ものであり、図中、PROM (Prograrrma
ble Read 0nly Memory)18には
、位置ずれ検出等のプログラムが、またRAM(Ran
dom Access Memory )19には各種
データが夫々格納される。尚図中、ゲート回路20はC
PU17に対し割込み信号INT を発生させる回路で
ある。
’44 図(1) (21は標準パターンPおよび入力
パターンPi における先頭黒画素列の検出原理を示し
ている。第4図(1)では、まず基準メモリ5の領域を
上下2分割する水平走査ラインll  上に標準パター
ンPの先頭黒画素列が存在するか否かをチェックし、つ
ぎに上半分の領域を更に上下2分割する水平走査ライン
12  につき同様にチェックを行ない、以下先頭黒画
素列の方向を定めて水平走査ラインis + la t
 is r lsを順次設定しつつ、同様のチェックを
進行させている。
また第4図(2)においても、水平走査ライン11+1
2 + l!a + l!4 、fs + 16  の
順にチェックが実施され、その結果、両パターンP 、
 Pi  の先頭黒画素列は水平走査ラインI!6 r
 l′6上で検出されている。
尚図中、A 、 A’は各パターンP、P i につい
ての先頭黒画素、Xl、X2.Yl、Y2は各黒画素A
 、 A’の位置データを夫々示しており、一方の黒画
素A′は他の黒画素Al に対し水平方向にΔX垂直方
向にΔYだけ位置ずれしている。
然してモード切換スイッチSW1.SW2  を学習モ
ード側aに設定した後、テレビカメラ1により標準モデ
ルを撮像すると、ビデオ信号VDiの最初の奇数フィー
ルドにつき2値化処理が実行され、標準パターンPが基
準メモリ5に書込み形成される。そして続く偶数フィー
ルド番こおける垂直同期信号VDの時間タイミングで、
       8CPU17に対し割込み信号INTが
発生し、CPU17はこの垂直同期期間において、第5
図に示すパターン位置(先頭黒画素位置)検出処理を実
行する。
尚第5図および後記第6図のフローチャートは、説明を
簡易化するため、第7図に示す縦横各8ビット構成の画
像メモリを想定して各ステップを組み立てである。
まずCPUl7は、第5図のステップ31において、基
準メモリ5の垂直カウンタ8に中央の水平走査ラインl
!lを規定する位置データylをセットする。つぎのス
テップ32で、RAM19のワークエリアX+ (第8
図に示す)に初期値「1」をセットした後、ステップ3
3で、基準メモリ5の水平カウンタ7にワークエリアX
lの内容(=1)をセットする。ついでCPU17は、
水平および垂直カウンタ7.8でアドレス指定された基
準メモリ5の画素内容を読み出し、それが黒画素か否か
を判定する。もし白画素の場合、ステップ35の判定が
No”となり、ステップ36でワークエリアXlの内容
に「1」加算し、つぎのステップ37で17−クニリア
X1の内容が1行分の画素数(8個)を越えたか否かを
判定する。この場合ステップ37の判定は”No”とな
るから、ステップ33へ戻り、水平カウンタ7に前記ワ
ークエリアx1の内容がセットされ。
同様の処理が実行される。
かくて標準パターンPにおける黒画素が読み出されると
、ステップ35の「黒画素か?」の判定がYES”とな
り、つぎのステップ38で、ワークエリアX1の内容が
他のワークエリアX′に移され、更にステップ39で、
垂直カウンタ8につぎの位置データy3がセットされる
。この位置データy3  は、上半分の領域を更に2分
割する水平走査ライン13  を規定するものであり、
つぎのステップ40で前記ステップ32〜38と同様の
サブルーチンが呼び出され、水平走査ライン13  上
に黒画素が存在するか否かがチェックされる。もしこの
ライン13  上に黒画素が存在した場合、つぎにステ
ップ41で、更にその上の水平走査ライン1!7  を
規定する位置データy7が垂直カウンタ8にセットされ
、同様に前記のサブルーチンが呼び出されて、水平走査
ライン17  上に黒画素が存在するか否かがチェック
される(ステップ42)。もしこのラインlフ上に黒画
素が存在していない場合、前記水平走査ライン/!3上
に入力パターンPiにおける先頭黒画素列が位置すると
判断され、RAM19のワークエリアY、に位置データ
y3がセットされ、更にステップ40中でセットされた
ワークエリアX:の内容がワークエリアXlへ移される
(ステップ43.44)。
一方前記ステップ40で水平走査ライン13上に黒画素
が存在しないと判断されたとき、つぎにステップ45に
おいて、更に中間の水平走査ライン16を規定する位置
データy6が垂直カウンタ8にセットされ、同様の前記
サブルーチンが実行されて、水平走査ライン16上に黒
画素が存在するか否かがチェックされる(ステップ46
)。もしこのラインla上に黒画素が存在するとき、こ
の水平走査ラインle上に先頭黒画素列が位置すると判
断され、RAM19のワークエリアY1に位置データy
6がセットされ、更にステップ46中でセットされたワ
ークエリアX′l  の内容がワークエリアX1へ移さ
れる(ステップ47.48)。一方水平走査ライン16
上に黒画素が存在しないとき、前記水平走査ラインlh
上に先頭黒画素列が位置すると判断され、ワークエリア
Ylに位置データy!がセットされ、更にステップ38
中でセットされたワークエリアX′l  の内容がワー
クエリアXへ移される(ステップ49.50)。
尚ステップ32乃至38において、水平走査ラインg+
上に黒画素が検出されなかったとき、或いはステップ4
2において、水平走査ライ°ン17上に黒画素が検出さ
れたとき、標準パターンの設定ミスとしてエラー処理が
行なわれるもので(ステップ51)、最後に垂直カウン
タ8および水平カウンタ7を初期値「1」に戻して、 
   。
標準パターンPに関する一連の処理を完了する。
つぎに被認識物体の認識処理を実行する場合、モード切
換スイッチsw1 、 sw2を認識モード側すに設定
した後、同様の撮像操作を実行する。
この場合入力パターンPi  はバッファメモリ6に格
納されることになり、前記同様に奇数フィールドの時間
タイミングで入力パターンPi  の書込みが実行され
、また続く(^数フィールドにおける垂直同期信号VD
の時間タイミングでCPU17iこ対し割込み信号IN
T が発生し、crtr17はこの垂直同期期間におい
て、第6図に示すパターン位置(先頭黒画素位置)検出
処理並びにパターン間の位置ずれ検出処理を実行する。
第6 図(11(2)に示すフローチャートにおいて、
ステップ61乃至ステップ98は入力パターンPi  
における先頭黒画素列の位置を検出する処理フローであ
り、その検出原理は第5図で説明したのと同様である。
同図をこおいて、ステップ61乃至68は第7図の水平
走査ラインI!l上に黒画素が存在するか否かをチェッ
クするフロー□   であり、このうちステップ62乃
至ステップ68は水平走査ラインをチェックする毎にサ
ブルーチン(ステップ70,72,76.83,85.
87,89.95)として呼び出されて実行される。以
下、ステップ69.70は水平走査ライン11  につ
いて、ステップ71.72は水平走査ライン11につい
て5ステップ75.76は水平走査ライン16について
、ステップ82゜83は水平走査ラインI!3について
、ステップ84.85は水平走査ラインI6について、
ステップ86.87は水平走査ライン12について、ス
テップ88.89は水平走査ライン1!5について、ス
テップ94.95は水平走査ライン14について、夫々
黒画素の存在有無がチェックされている。その結果、ス
テップ73.74では、水平走査ライン13上に先頭黒
画素列が存在する旨の位置データ格納処理が実行され、
同様にステップ77.78では水平走査ライン16、ス
テップ79.80では水平走査ライン11、ステップ9
0.91では水平走査ライン15、ステップ92゜93
では水平走査ラインI!2、ステップ96.97では水
平走査ラインA’4上に夫々先頭黒画素列が存在する旨
の位置データ格納処理が実行され、またステップ81.
98では入力パターンの設定ミスとしてエラー処理が実
行される。
上記先頭黒画素列の検出が完了すると、つぎにステップ
99,100において、標準パターンPに対する入力パ
ターンPi  の位置ずれ量ΔX、ΔYが各ワークエリ
アXl、X2.Yl、Y2の内容を参照して次式より算
出される。
ΔX = Xl−X2 ΔY : Yl−Y2 そしてステップ101.102において、上記位置ずれ
量ΔXが水平カウンタ9に、位置ずれ量ΔYが垂直カウ
ンタ10に夫々バイアスとしてプリセットして、パター
ン間の位置ずれ検出処理を完了する。
上記位置ずれ検出処理後、同じ1馬数フイールドの期間
において、水平および垂直カウンタ7.8にて基準メモ
リ5を、また水平および垂直カウンタ9,10にてバッ
ファメモリ6を、夫々アドレス指定して、標準パターン
Pおよび入力パターンPi  を同時に読み出すとき、
両パターンP、Piは位置ずれが修正されて、データ的
に市なり合い、各画素データの一致度合を判定すること
により、両パターンを正しく照合し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる二次元視覚認識装置の回路ブロ
ック図、第2図(11(2)は基準メモリ中の標準パタ
ーンおよびバッファメモリ中の入力パターンを示す説明
図、第3図は第1図に示す回路構成例の信号波形を示す
タイミングチャート、第4図(1) +2)は標準パタ
ーンに対する入力パターンの位置ずれ検出処理を示す説
明図、第5図は学習モードにおける割込み処理動作を示
すフローチャート、第6図は認識モードにおける割込み
処理動作を示すフローチャート、第7図は第5図および
第6図を説明するのに用いた画像メモリのモデルを示す
説明図、第8図はRAMに設定されるワークエリアのデ
ータ内容を示す説明図である。 1・・・テレビカメラ、4・・・2値化回路、5・・・
基準メモリ、6・・・バッファメモリ、20・・・CP
U→4フ (2) 一二二L ゴ Mq 図 ンl テ 15  口乙

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被認識物体の画像を白黒2値化して入力パターン
    を求めた後、入力パターンを標準パターンと照合して被
    認識物体を認識する装置において、前記標準パターンを
    格納する第1のメモリと、入力パターンを格納する第2
    のメモリと、各メモリのパターン格納領域を順次2分割
    する水平走査ラインを設定しつつ夫々パターンにおける
    先頭の黒画素列を検出すると共に先頭の黒画素列までの
    距離を計測して標準パターンに対する入力パターンの位
    置ずれ量を算出する演算処理装置とを具備して成る二次
    元視覚認識装置。
JP59126201A 1984-06-18 1984-06-18 二次元視覚認識装置 Granted JPS615384A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59126201A JPS615384A (ja) 1984-06-18 1984-06-18 二次元視覚認識装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP59126201A JPS615384A (ja) 1984-06-18 1984-06-18 二次元視覚認識装置

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Publication Number Publication Date
JPS615384A true JPS615384A (ja) 1986-01-11
JPH0581949B2 JPH0581949B2 (ja) 1993-11-16

Family

ID=14929205

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JP59126201A Granted JPS615384A (ja) 1984-06-18 1984-06-18 二次元視覚認識装置

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57111781A (en) * 1980-12-29 1982-07-12 Fujitsu Ltd Pattern location detecting method
JPS58217084A (ja) * 1982-06-11 1983-12-16 Fujitsu Ltd ロボツト用視覚装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57111781A (en) * 1980-12-29 1982-07-12 Fujitsu Ltd Pattern location detecting method
JPS58217084A (ja) * 1982-06-11 1983-12-16 Fujitsu Ltd ロボツト用視覚装置

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