JPS6223352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子式デイジタル時計等のデイス
プレイを自動的にパターン認識する際の画像認識
方法に関する。

電子式卓上計算機あるいは電子式デイジタル時
計等のデイスプレイを自動的にパターン認識する
装置として、特開昭52―71953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
位置にセツトしたときの位置のバラツキをITV
（工業用テレビジヨン）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。したがつて、この装置にあつて
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、これに伴なつ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
の撮像装置が利用でき、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ツ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
によつ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、上記のように複数設けられる。こ
のような複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つてい
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つて、位置ずれ検
査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ツク
図である。

１は、被測定物であるデイスプレイ付の電子式
デイジタル時計であり、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、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イスプレ
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１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
セツサ６と、マイクロプロセツサ６のためのメモ
リ回路７と、位置修正プ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、電子式デイ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つた制御信号を形成す
る。

また、１０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
イクロプロセツサ６及びコントローラ９は、デー
タバスＢ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Ｙアドレスを有し、例えば256本のラスタ
を有する撮像管２にあつては、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。したがつ
て、上述のように映像出力を２値化したときは、
8KバイトのRAM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，Ｙ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
持されたビツトパターンは、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，Δｙ共に0.7mm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ツトパターンに
基づいて、次のような手順により行なうものであ
る。

電子式デイジタル時計において、時，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つて行なわれる。従つて、
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ツトパ
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のビツトパターンのうち、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Ａ及びＢ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
ドレスとにより指定される。本質的では無いが、
被測定物の位置がＹ方向に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Ｄ
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Ａ及びＢのＸ方向範囲Δxmax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Ｃ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Ｂ及びＣはセグメントS₁に対応するパ
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Δymax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S₆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Ｂを参照することによりセグメント
S₁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Δ囲Ｃと
Ｄ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
Ａにおいて、予め決めた基準アドレスX₀₁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Ｂにおいて予め決めた基準アドレスy₀と上記ア
ドレスybとの差により求めることができる。

回転方向θのずれは、アドレスxa，ybを原点
とみなすと、次式にもとずいて求めることができ
る。

tanθ＝ｙｃ―ｙａ／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x₀，y₀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、Δｙ
≒（ｘ−x₀）・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。

したがつて、位置修正されたP′点の座標は、
（ｘ−Δｘ），（ｙ＋Δｙ）で表現できるものであ
る。

点P′は前記アドレスxaと基準アドレスx₀₁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y₀との差だけｙ方向に移動される。
その結果、P′はビツトパターンの直線a′―b″上に
移される。

すなわち、基準直線ａ―ｂ上の点Ｐはビツトパ
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によ
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
ツトのｙアドレス又は特定のｙアドレスにおける
数ビツトのｘアドレスを参照することにより良否
を判定するだけで良い。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、デイジタル時計１が支持台（図示しな
い）にセツトされる。このセツトにより、コント
ローラ９は、表示桁D₂とD₄におけるセグメント
S₁とS₆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。

マイクロプロセツサ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に入力される。

マイクロプロセツサ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
θ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
つた場合、時計１は異常とみなされる。

次にマイクロプロセツサ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
イクロプロセツサ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によりデイ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。

マイクロプロセツサ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ツサ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５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
クロコンピユ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、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
ITV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、
マイクロプロセツサ部，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。

例えば、Δｘ，Δｙ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
ものであつてもよい。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、マイクロプロセツサ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。

さらに、マイクロプロセツサ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、デイ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ツク
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。 １……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
ロプロセツサ、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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被認識画像を２値の電気信号に変換するとと
   もにメモリ回路に記憶せしめ、上記メモリ回路の
   アドレス範囲のうちの所定のアドレス範囲の電気
   信号と上記被認識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
   基準位置に対する上記被認識画像の位置ずれを検
   出し、しかる後上記検出結果にもとづいてアドレ
   ス修正して上記被認識画像に対する電気信号を読
   み出すことを特徴とする画像認識方法。