JP5409237B2 - パターン検出装置、その処理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
(1)人の手によってトレーが工作されているため、個々のスロットの形状や間隔が正確でない、
(2)トレー等の規格が定まっていないため、トレー毎スロットの数や形状が異なる、
(3)生産調整に合わせてスロットの大きさや個数をネジ留めで調節している、
(4)経年変化、組み立て精度の低さや素材の剛性不足などによりトレーに歪みが存在する、
(5)トレーを補強する梁など、繰り返しパターンに無関係な構造物が混在する、
(6)無関係な構造物に対してパターンの繰り返しの数が十分にない、
といった外乱要因が生じることがあり、繰り返しパターンの周期の推定やパターン検出が困難になってしまう。
繰り返しパターンを含む物体の画像を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記物体における前記繰り返しパターンの周期を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された周期に基づいて、前記画像を分割する分割手段と、
前記分割手段による分割位置を補正する補正手段と、
前記補正された分割位置で分割された画像に基づいて参照画像を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された参照画像と、前記入力手段により入力された前記物体の画像とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果に基づいて前記繰り返しパターンにおける個々のパターンの位置を検出するパターン検出手段と
を具備することを特徴とする。
図1は、本発明の一実施の形態に係わるパターン検出装置の機能的な構成の一例を示す。
次に、実施形態2について説明する。実施形態2においては、実施形態1に加えて更に、非周期パターンを検出する場合を例に挙げて説明する。図10は、実施形態2に係わるパターン検出装置10の機能的な構成の一例を示す。
次に、実施形態3について説明する。実施形態3においては、実施形態1に加えて更に、パターン検査を行なう場合を例に挙げて説明する。図13は、実施形態3に係わるパターン検出装置10の機能的な構成の一例を示す。
上述した説明では、比較部14において、テンプレートマッチングを行なうことでパターン個々についての適合度の空間分布を取得していたが、テンプレートマッチング以外の方法でこの処理を行なってもよい。例えば、位相限定相関法を用いてマッチングを行なってもよい。位相限定相関法は、信号の周波数成分の位相成分のみに限定した比較手法である。
上述した説明では、検出対象となる繰り返しパターンが行方向及び列方向の二次元に配列された画像を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、行方向や列方向のいずれかのみにパターンが配列されている画像や、行方向や列方向のいずれかのパターンに周期性のない画像であってもよい。また、例えば、図14(a)に示すように、複数の異なる周期の繰り返しパターンが混在していてもよい。この場合、図15に示すように、まず、1段階目のパターン検出処理を行なう(S61〜S63)。そして、検出したパターンを記憶した後、図14(c)に示すように、検出したパターンの領域73aを物体画像の平均輝度で充填して取り除く(S64)。残りの領域が閾値以上であれば、再度繰り返しパターンの検出を行ない(S65)、パターンの検出された画像領域73bを同様にして取り除く(S61〜S64)。このようなパターン検出処理を再帰的に繰り返した結果、有効な繰り返し周期が検出されなくなると(S62でNO)、この処理は終了する。なお、有効な繰り返し周期が検出されない状態とは、例えば、自己相関関数の2番目に高いピークの高さが所定の閾値以下になった場合や、推定した周期が所定の適正な範囲にない場合、又は残余の画像領域の面積が所定の割合以下になった場合、等が挙げられる。
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (20)
- 繰り返しパターンを含む物体の画像を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記物体における前記繰り返しパターンの周期を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された周期に基づいて、前記画像を分割する分割手段と、
前記分割手段による分割位置を補正する補正手段と、
前記補正された分割位置で分割された画像に基づいて参照画像を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された参照画像と、前記入力手段により入力された前記物体の画像とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果に基づいて前記繰り返しパターンにおける個々のパターンの位置を検出するパターン検出手段と
を具備することを特徴とするパターン検出装置。 - 前記パターン検出手段により検出された前記個々のパターンを前記物体の画像から除き、前記物体における非周期パターンを検出する非周期パターン検出手段
を更に具備することを特徴とする請求項1記載のパターン検出装置。 - 前記パターン検出手段により検出された前記個々のパターンについて欠陥の有無を検査するパターン検査手段
を更に具備することを特徴とする請求項1又は2記載のパターン検出装置。 - 前記パターン検査手段は、
前記参照画像と、前記パターン検出手段により検出された前記個々のパターンとの比較に基づいて当該パターンの外観的な欠陥の有無を検査する
ことを特徴とする請求項3記載のパターン検出装置。 - 前記パターン検査手段は、
前記パターン検出手段により検出された前記個々のパターンの位置と、所定の基準位置との比較に基づいて当該パターンの位置ずれの欠陥の有無を検査する
ことを特徴とする請求項3又は4記載のパターン検出装置。 - 前記推定手段は、
前記繰り返しパターンの周期を推定するとともに、該推定した周期に基づいて検出した前記繰り返しパターンを含む領域を用いて前記物体の画像を再構成し、該再構成した物体の画像から再度、周期を推定する
ことを特徴とする請求項1から5いずれか1項に記載のパターン検出装置。 - 前記推定手段は、
前記物体の画像について自己相関関数を求め、該自己相関関数に基づいて前記周期の推定を行なうことを特徴とする請求項1から6いずれか1項に記載のパターン検出装置。 - 前記推定手段は、
前記物体の画像に対して複数の異なる画像処理を行なって得られる複数の画像それぞれについて複数の自己相関関数を求め、該複数の自己相関関数に基づいて前記周期の推定を行なう
ことを特徴とする請求項1から6いずれか1項に記載のパターン検出装置。 - 前記生成手段は、
前記推定手段により推定された周期に基づいて前記画像を行及び列に分割するとともに、該分割により得られる複数の区画の画像を平均した画像を前記参照画像として生成し、
前記比較手段は、
前記生成手段により生成された参照画像と、前記複数の区画の画像とを相互に照らし合わせることで前記比較を行なう
ことを特徴とする請求項1から8いずれか1項に記載のパターン検出装置。 - 前記生成手段は、
前記推定手段により推定された周期に基づいて前記画像を行及び列に分割するとともに、該分割により得られる複数の区画の画像を所定の規則に基づいて重み付けした後、平均した画像を前記参照画像として生成し、
前記比較手段は、
前記生成手段により生成された参照画像と、前記複数の区画の画像とを相互に照らし合わせることで前記比較を行なう
ことを特徴とする請求項1から8いずれか1項に記載のパターン検出装置。 - 前記生成手段は、
前記分割手段により前記画像を行及び列に分割するとともに、該分割により得られる複数の区画の画像を位置合わせした後、平均した画像を前記参照画像として生成し、
前記比較手段は、
前記生成手段により生成された参照画像と、前記複数の区画の画像とを相互に照らし合わせることで前記比較を行なう
ことを特徴とする請求項1から8いずれか1項に記載のパターン検出装置。 - 前記生成手段は、
画素サイズ以下の精度で前記位置合わせを行なうことを特徴とする請求項11に記載のパターン検出装置。 - 前記比較手段は、
前記比較に際して前記物体の画像の周波数成分のうち位相成分のみを用いることを特徴とする請求項1から12いずれか1項に記載のパターン検出装置。 - 前記パターン検出手段は、
前記検出した個々のパターンが位置する領域を前記画像から取り除いた後、残余の画像から再帰的に前記パターンの検出を行なう
ことを特徴とする請求項1から13いずれか1項に記載のパターン検出装置。 - 前記繰り返しパターンは、
繰り返し周期に揺らぎ、又は該繰り返しパターンと無関係な外乱の少なくともいずれかを含み、該繰り返しパターンの個数やパターンの形状は未知である
ことを特徴とする請求項1から14いずれか1項に記載のパターン検出装置。 - パターン検出装置の処理方法であって、
入力手段が、繰り返しパターンを含む物体の画像を入力する工程と、
推定手段が、前記入力手段により入力された前記物体における前記繰り返しパターンの周期を推定する工程と、
分割手段が、前記推定手段により推定された周期に基づいて、前記画像を分割する工程と、
補正手段が、前記分割手段による分割位置を補正する工程と、
生成手段が、前記補正された分割位置で分割された画像に基づいて参照画像を生成する工程と、
比較手段が、前記生成手段により生成された参照画像と、前記入力手段により入力された前記物体の画像とを比較する工程と、
パターン検出手段が、前記比較手段による比較の結果に基づいて前記繰り返しパターンにおける個々のパターンの位置を検出する工程と
を含むことを特徴とする処理方法。 - コンピュータを、
繰り返しパターンを含む物体の画像を入力する入力手段、
前記入力手段により入力された前記物体における前記繰り返しパターンの周期を推定する推定手段、
前記推定手段により推定された周期に基づいて、前記画像を分割する分割手段と、
前記分割された画像の分割位置を補正する補正手段と、
前記補正された分割位置で分割された画像に基づいて参照画像を生成する生成手段、
前記生成手段により生成された参照画像と、前記入力手段により入力された前記物体の画像とを比較する比較手段、
前記比較手段による比較の結果に基づいて前記繰り返しパターンにおける個々のパターンの位置を検出するパターン検出手段
として機能させるためのプログラム。 - 繰り返しパターンを含む物体の画像を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記物体における前記繰り返しパターンの周期を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された周期で分割された画像に基づいて参照画像を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された参照画像と、前記入力手段により入力された前記物体の画像とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果に基づいて前記繰り返しパターンにおける個々のパターンの位置を検出するパターン検出手段と、
前記パターン検出手段により検出された前記個々のパターンを前記物体の画像から除き、前記物体における非周期パターンを検出する非周期パターン検出手段
を具備することを特徴とするパターン検出装置。 - 繰り返しパターンを含む物体の画像を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記物体における前記繰り返しパターンの周期を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された周期で分割された画像に基づいて参照画像を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された参照画像と、前記入力手段により入力された前記物体の画像とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果に基づいて前記繰り返しパターンにおける個々のパターンの位置を検出するパターン検出手段とを具備し、
前記推定手段は、
前記繰り返しパターンの周期を推定するとともに、該推定した周期に基づいて検出した前記繰り返しパターンを含む領域を用いて前記物体の画像を再構成し、該再構成した物体の画像から再度、周期を推定する
ことを特徴とするパターン検出装置。 - 繰り返しパターンを含む物体の画像を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記物体における前記繰り返しパターンの周期を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された周期で分割された画像に基づいて参照画像を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された参照画像と、前記入力手段により入力された前記物体の画像とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果に基づいて前記繰り返しパターンにおける個々のパターンの位置を検出するパターン検出手段とを具備し、
前記パターン検出手段は、
前記検出した個々のパターンが位置する領域を前記画像から取り除いた後、残余の画像から再帰的に前記パターンの検出を行なう
ことを特徴とするパターン検出装置。
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