JP2000163586A - 刻印マーク識別装置 - Google Patents
刻印マーク識別装置Info
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- JP2000163586A JP2000163586A JP10337432A JP33743298A JP2000163586A JP 2000163586 A JP2000163586 A JP 2000163586A JP 10337432 A JP10337432 A JP 10337432A JP 33743298 A JP33743298 A JP 33743298A JP 2000163586 A JP2000163586 A JP 2000163586A
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Abstract
響を受けることなく高精度に、かつ十分高速に円形状の
金属部品表面の刻印マークを識別する。 【解決手段】画像入力装置11により刻印マークを含む
円形状対象物を撮像し、その画像データを中心点検出装
置12に入力して刻印マークを含む円形状対象物の中心
点を検出し、更に2値化処理装置13により刻印マーク
の輪郭線部分を強調した2値化画像を生成する。座標変
換装置14は、中心点検出装置12により検出された中
心に関して、2値化処理装置13で生成された輪郭線2
値化画像を極座標変換して刻印マーク展開画像を生成
し、この刻印マーク展開画像に対して特徴量抽出装置1
5により輪郭線の方向毎の頻度分布を特徴量として抽出
し、この抽出した特徴量をパターン識別装置16に入力
して予め記憶している各刻印マークの特徴量のテンプレ
ートとを比較して対象物の種類を識別する。
Description
表など、円形状の金属部品表面の刻印マークを識別する
刻印マーク識別装置に関する。
ークを識別する装置に関連する技術としては、貨幣(硬
貨)表面の模様によりその種類を識別する貨幣識別装置
(特開平6−274736号公報)がある。
について説明する。この貨幣識別装置は、図10に示す
ように、貨幣の表面模様を撮像する画像入力装置1と、
この画像入力装置1から入力される画像データから貨幣
の中心点を検出する中心点検出装置2と、この中心点検
出装置2により検出された中心に関して画像を極座標変
換する座標変換装置3と、この座標変換装置3により変
換されたデータの円周方向の分布に関してフーリエ変換
を行ない、パワースペクトルを求めるフーリエ変換装置
4と、このフーリエ変換装置4で求められた特徴量と予
め記憶している各種貨幣の特徴量のテンプレートとを比
較して、対象貨幣の種類を分類するパターン識別装置5
とから構成される。
は、取得した貨幣表面画像を極座標変換し、その極座標
変換画像をフーリエ変換して得られる特徴量を用いてパ
ターン識別することにより、貨幣の円周方向の回転角を
補正することなく、貨幣の種類を識別することにある。
幣識別装置は、パターン識別のための特徴量を抽出する
フーリエ変換装置4において、(1)2次元のフーリエ
変換処理は計算負荷が高い、(2)対象となる画像上
に、傷や汚れなどによってできる外乱(ノイズ)成分が
存在すると、テンプレートとして登録されている標準パ
ターンにない高周波成分が現れてしまい、識別できない
場合がある、という問題が存在する。
れたもので、種々のノイズ成分が存在するような場合で
も、その影響を受けることなく高精度に、かつ実用に際
して十分高速に、円形状の金属部品表面の刻印マークを
識別することができる刻印マーク識別装置を提供するこ
とを目的とする。
識別装置は、刻印マークを含む円形状対象物を撮像する
画像入力装置と、この画像入力装置より入力される画像
データから刻印マークを含む円形状対象物の中心点を検
出する中心点検出装置と、前記刻印マークの輪郭線部分
を強調した2値化画像を生成する2値化処理装置と、前
記中心点検出装置により検出された中心に関して、前記
2値化処理装置により生成された輪郭線2値化画像を極
座標変換して刻印マーク展開画像を生成する座標変換装
置と、この座標変換装置により得られる刻印マーク展開
画像に対して、輪郭線の方向毎の頻度分布を特徴量とし
て抽出する特徴量抽出装置と、この特徴量抽出装置で求
められた特徴量と予め記憶している各刻印マークの特徴
量のテンプレートとを比較して対象物の種類を識別する
パターン識別装置とを具備したことを特徴とする。
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係
る刻印マーク識別装置の構成を示す機能ブロック図であ
る。本発明に係る刻印マーク識別装置は、図1に示すよ
うに刻印マークを含む円形状対象物を撮像する画像入力
装置11と、この画像入力装置11より入力される画像
データから、刻印マークを含む円形状対象物の中心点を
検出する中心点検出装置12と、刻印マークの輪郭線部
分を強調した2値化画像を生成する2値化処理装置13
と、中心点検出装置12により検出された中心に関し
て、2値化処理装置13によって生成された輪郭線2値
化画像を極座標変換し、刻印マーク展開画像を生成する
座標変換装置14と、この座標変換装置14により得ら
れる刻印マーク展開画像に対して、輪郭線の方向毎の頻
度分布を特徴量として抽出する特徴量抽出装置15と、
この特徴量抽出装置15で求められた特徴量と予め記憶
している各刻印マークの特徴量のテンプレートとを比較
して、対象物の種類を識別するパターン識別装置16と
から構成される。
表(エンジンバルブの円形状になっている部分)の刻印
マークを識別する場合を例として、上記各部の処理内容
について詳述する。
は、刻印マークを鮮明に撮像するのに適したCCDカメ
ラと照明装置により、識別対象であるエンジンバルブ傘
表を撮像する。
2は、画像入力装置11より入力される画像データか
ら、刻印マークを含む円形状対象物の中心点を検出す
る。この場合、識別対象のエンジンバルブ傘表は、その
背景部分に対して十分明るく撮像されているものとす
る。具体的には、例えば256階調の白黒デジタル画像
で、エンジンバルブ傘表部分の輝度値が90以上、背景
部分の輝度値は90未満とする。このように背景色を設
定することにより、エンジンバルブ傘表の輪郭を明確に
でき、中心点検出装置12による検出処理が容易にな
る。この中心点検出装置12により得られるエンジンバ
ルブ傘表の画像例(ディスプレイ上に表示した中間調画
像)を図2に示す。
g(x,y)(但し、xは画像の横方向の位置、yは縦
方向の位置、gはその場所での輝度を表している。)が
与えられたとき、以下の手順で刻印マークを含む円形状
対象物(エンジンバルブ傘表)の中心を検出する。
xの大きい位置(xR ,yR :最右点)、最もxの小さ
い位置(xL ,yL :最左点)、最もyの大きい位置
(xd ,yd :最下点)、最もyの小さい位置(xu ,
yu :最上点)を求める。
yM )を xM =(xR +xL )/2 yM =(yd +yu )/2 により定める。
下点、最右点、最左点を求め、その交点を円形状対象物
の中心として検出する。この方法による(xM ,yM )
の位置は、円形状対象物の回転角によらず、常に円形状
対象物の中心と一致する。上記中心点検出装置2で検出
された円形状対象物の中心点を示すデータ(xM ,
yM )は、2値化処理装置13へ送られる。
3は、以下の2つの処理、すなわち高周波成分抽出処理
とノイズ除去処理から構成される。
られるエンジンバルブ傘表画像に対して、図3のフロー
チャートに示すステップA1〜A4の一連の処理を施す
ことによって、周辺部分に比べて暗く(陰に)撮像され
ている刻印マークの輪郭線部分を強調した2値画像を生
成する。
ンジンバルブ傘表画像との画素毎の減算処理 ステップA4:固定閾値での2値化処理 ここで、ステップA1の最大値フィルタ処理とは、処理
画像の任意のm×m画像領域における輝度値の最大値を
求め、その領域の中央の画素の輝度値として代入する処
理を指し、ステップA2の最小値フィルタ処理とは、処
理画像の任意のm×m画像領域における輝度値の最小値
を求め、その領域の中央の画素の輝度値として代入する
処理を指す。なお、mについては、対象の刻印マークの
大きさやエッジの太さによるが、m=9程度が大体の目
安である。また、2値化する固定閾値は25位が適当で
ある。上記ステップA1〜A4の高周波成分抽出処理に
より得られる画像(ディスプレイ上に表示した中間調画
像)を図4に示す。
波数が比較的高い領域を抽出するため、図4に示したよ
うに刻印マークのエッジ部分以外に、比較的小さなゴマ
状のノイズも抽出してしまう。そこで得られた高周波成
分抽出2値化画像に対して、ラベリング、ラベル特徴量
計算を行ない、各々のラベルの (1)ラベル高さ (2)ラベル幅 (3)エンジンバルブ傘表中心からラベル中心までの距
離 の何れかが、先験情報より予め設定してある設定基準値
を満たさない場合に、これをノイズラベルと見なして除
去する。このノイズ除去処理により得られる画像(ディ
スプレイ上に表示した中間調画像)を図5に示す。
は、2次元画像データI(x,y)と刻印マークの中心
点を示すデータ(xM ,yM )が与えられたとき、これ
に基づき極座標変換したデータφ(r,θ)を次式によ
り求める。 φ(r,θ)=I(xM +rcos θ,yM +rsin θ) ここで、rは円形状対象物の中心からの半径、θはy=
yM という直線からの角度を示している。上記のように
座標変換装置14では、2次元座標系でI(x,y)で
定義されている画像データを、半径rと回転角度θによ
って定義される極座標系φ(r,θ)に写像する。座標
変換装置14により得られる画像(ディスプレイ上に表
示した中間調画像)を図6に示す。座標変換装置14に
よる、2次元座標系から極座標系への写像変換によっ
て、2次元座標系における円周方向の回転角度の違い
は、極座標系におけるθ軸に関する平行移動となって現
れる。図7(a)、(b)はこの状態を示した図(ディ
スプレイ上に表示した中間調画像)である。
5では、以下のような手順により輪郭線の方向毎の頻度
分布を特徴量として抽出する。
刻印マーク展開画像を、所定の大きさに正規化する。
を、図8(ディスプレイ上に表示した中間調画像)に示
すような複数の横長短冊状の小領域に分割する。この小
領域の数は図8に示したように3個程度が適当である。
長短冊状小領域について、輪郭線の方向毎の頻度分布を
求める。ここで、輪郭線の方向毎の頻度分布とは、注目
する横長短冊状小領域内に存在する輪郭線の各画素にお
ける接線が、図9に示すような8方向の何れの方向であ
るかを調べ、8方向それぞれの出現頻度を計数すること
によって得られるものである。
られた、輪郭線の方向毎の頻度分布を直列に並べてタイ
トル化し、特徴量とする。
刻印マーク展開画像の輪郭線の方向毎の頻度分布による
特徴量は、刻印マーク展開画像のθ軸に関する平行移動
に対して不変であることは明らかである。また、2値化
処理装置13におけるノイズ除去処理によっても除去し
きれないノイズが存在する場合でも、ノイズがこの特徴
量に対して与える影響は小さい。従って、上記した一連
の処理によって、エンジンバルブ傘表の回転角度によら
ず、かつノイズに強い安定した特徴量を抽出することが
できる。
置16では、上記特徴量抽出装置15において得られた
特徴量と、予め記憶している各刻印マーク毎の特徴量と
のマハラノビス距離を求め、その距離値が最も小さい刻
印マークを、入力されたエンジンバルブ傘表の刻印マー
クと判定する。
マークを含む円形状対象物を撮像し、その画像データを
中心点検出装置12に入力して刻印マークを含む円形状
対象物の中心点を検出し、2値化処理装置13により前
記刻印マークの輪郭線部分を強調した2値化画像を生成
して座標変換装置14に入力する。そして、この座標変
換装置14により、中心点検出装置12により検出され
た中心に関して、2値化処理装置13で生成された輪郭
線2値化画像を極座標変換して刻印マーク展開画像を生
成し、この刻印マーク展開画像に対して特徴量抽出装置
15により輪郭線の方向毎の頻度分布を特徴量として抽
出し、この抽出した特徴量をパターン識別装置16に入
力して予め記憶している各刻印マークの特徴量のテンプ
レートとを比較して対象物の種類を識別するようにした
ので、円形状対象物例えばエンジンバルブ傘表上の刻印
マークについて、その円周方向の任意の回転角度に対応
した識別処理ができると共に、種々のノイズ成分が存在
するような場合でも、その影響を受けることなく高精度
な識別処理を行なうことができる。
ンジンバルブ傘表上の刻印マークのような、円形状の金
属部品表面の刻印マークの識別を行なう際に、円周方向
の任意の回転角度に対応した識別処理ができると共に、
種々のノイズ成分が存在するような場合でも、その影響
を受けることなく高精度な識別処理を行なうことがで
き、また、計算負荷の高い処理がないので、十分高速に
識別処理を行なうことができる。
の構成を示すブロック図。
ブ傘表の画像例(ディスプレイ上に表示した中間調画
像)を示す図。
ト。
ィスプレイ上に表示した中間調画像)を示す図。
プレイ上に表示した中間調画像)を示す図。
レイ上に表示した中間調画像)を示す図。
いと、極座標系におけるθ軸に関する平行移動との関係
を示す図(ディスプレイ上に表示した中間調画像)。
する方法を示す図(ディスプレイ上に表示した中間調画
像)。
す図。
図。
Claims (1)
- 【請求項1】 刻印マークを含む円形状対象物を撮像す
る画像入力装置と、 この画像入力装置より入力される
画像データから刻印マークを含む円形状対象物の中心点
を検出する中心点検出装置と、前記刻印マークの輪郭線
部分を強調した2値化画像を生成する2値化処理装置
と、前記中心点検出装置により検出された中心に関し
て、前記2値化処理装置により生成された輪郭線2値化
画像を極座標変換して刻印マーク展開画像を生成する座
標変換装置と、この座標変換装置により得られる刻印マ
ーク展開画像に対して、輪郭線の方向毎の頻度分布を特
徴量として抽出する特徴量抽出装置と、この特徴量抽出
装置で求められた特徴量と予め記憶している各刻印マー
クの特徴量のテンプレートとを比較して対象物の種類を
識別するパターン識別装置とを具備したことを特徴とす
る刻印マーク識別装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33743298A JP3358997B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 刻印マーク識別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000163586A true JP2000163586A (ja) | 2000-06-16 |
JP3358997B2 JP3358997B2 (ja) | 2002-12-24 |
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ID=18308583
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33743298A Expired - Fee Related JP3358997B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 刻印マーク識別装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1998
- 1998-11-27 JP JP33743298A patent/JP3358997B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN109855566B (zh) * | 2019-02-28 | 2021-12-03 | 易思维(杭州)科技有限公司 | 一种槽孔特征的提取方法 |
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