JPH05143739A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要な記憶容量が少なくて済む画像処理装置
を提供する。 【構成】 カメラで画像データを読み込み（ステップＳ
１）、このデータに対してマッチングウィンドウを設定
（ステップＳ２）し、その内部の特徴部分（たとえば、
射影データ）を抽出する（ステップＳ３）。その後、あ
らかじめ記憶しておいたモデルテンプレートから比較テ
ンプレートを作成する（ステップＳ４）。このモデルテ
ンプレートはある基本形状の、たとえば、射影データと
して構成されており、モデルテンプレートから、画像デ
ータの特徴部分とマッチング可能な比較テンプレートを
作成する。その後、比較テンプレートと、ウィンドウ内
の画像データのマッチングを行ない（ステップＳ５）、
その結果を保存する（ステップＳ６）。処理を繰り返す
（ステップＳ７）ことにより、カメラの撮影画像中から
目的の画像を認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置、特に画像
読取手段により取得した画像データに対してあらかじめ
記憶されたパターンデータとのマッチング処理を行なう
ことにより、前記画像データ中の目的の画像パターンを
認識する画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、チップマウンタなどの装置で
は、ＣＣＤカメラなどから取り込んだ基板上のマークな
どの画像処理を介して、基板の位置決めなどを行なって
いる。

【０００３】図１は、搬送路４上で搬送されるプリント
基板２を、部品装着に先立って位置決めする構成例を示
している。ＣＣＤなどの撮像素子を有するカメラ９は、
プリント基板２を所定位置に位置決めするための基準と
なるマーク３を撮像し、その画像データは、画像処理装
置１８に入力される。画像処理装置１８は、カメラ９の
画像データのパターンマッチング処理に基づき、マーク
３、すなわちプリント基板２の位置、大きさ、形状など
を認識し、その結果に応じて搬送路４の駆動系を制御し
てプリント基板２の位置決めを行なう。

【０００４】また、モニタ１６を用いて、カメラ９から
得た画像をそのまま表示したり、あるいはパターンマッ
チング処理の結果を表示したりできるようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来では、上記のマー
ク３として図４に示すようなマッチング処理によりその
中心（あるいは基準）位置を認識しやすいような種々の
形状を持つものが用いられている。これらのマーク３
は、エッチング、印刷などによりプリント基板２（ある
いは他の部材）上に形成される。

【０００６】従来では、図４のようなデータパターン
を、カメラ９で取得される画像データと同一フォーマッ
トの画像データ（たとえば多値デジタルデータ）などと
してそのままメモリに記憶しておき、カメラ９で得られ
た画像データとマッチング処理の際に比較する構成が取
られていた。

【０００７】このため、マッチング用のデータパターン
のために大きな記憶領域が必要であるという問題があっ
た。

【０００８】本発明の課題は、以上の問題を解決し、マ
ッチング用のデータパターンのための記憶領域が少なく
て済む画像処理装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、画像読取手段により取得した
画像データに対してあらかじめ記憶されたパターンデー
タとのマッチング処理を行なうことにより、前記画像デ
ータ中の目的の画像パターンを認識する画像処理装置に
おいて、前記画像データと比較すべきパターンデータの
特徴データのみを記憶手段に記憶し、前記マッチング処
理を行なう際、前記特徴データから前記画像データとマ
ッチングに使用可能なパターンデータを構成する構成を
採用した。

【００１０】

【作用】以上の構成によれば、画像データとマッチング
に直接使用可能なパターンデータを記憶する場合に比
べ、パターンデータのための記憶容量が極めて少なくて
済む。

【００１１】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を
詳細に説明する。

【００１２】図２に本発明を採用した画像処理装置の制
御系の構造を示す。図２において符号９は、図１と同様
のカメラで、ＣＣＤカメラなどから構成される。

【００１３】カメラ９の出力信号は、画像処理装置１８
のＡ／Ｄ変換器１０に入力され、所定フォーマットのデ
ジタル画像データに変換される。Ａ／Ｄ変換器１０の出
力する画像データはいったん画像メモリ１１に記憶さ
れ、必要に応じて（あるいは所定の画像処理を経た後）
Ｄ／Ａ変換器１２を介してアナログデータに戻され、モ
ニタ１６で表示できる。

【００１４】画像処理装置１８の各部は、ＣＰＵ１３に
より制御される。ＣＰＵ１３には、後述のプログラムを
格納したＲＯＭ１４、およびＣＰＵ１３のワークエリア
などとして使用されるＲＡＭ１５が接続されている。

【００１５】また、ＣＰＵ１３は、外部のコントローラ
１７を介して、他の装置、たとえばチップマウンタの基
板搬送系、マウンタヘッドなどを画像処理結果に応じて
制御できるようになっている。

【００１６】次に以上の構成における動作につき説明す
る。

【００１７】ここでは、ＣＰＵ１３は、図１の場合と同
様に、カメラ９により得たプリント基板２のマーク３の
画像のマッチングによりコントローラ１７を介して搬送
路４を制御しプリント基板２の位置決めを行なうものと
する。

【００１８】ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５あるいは不図示の
外部の２次記憶装置などの媒体には、図４に示したよう
な、認識すべき各種のマークのパターンデータをあらか
じめ記憶させておく。

【００１９】ただし、この際には、従来のように、カメ
ラ９の出力画像と同一フォーマットの多値デジタル画像
などによりマークのパターンデータを記憶させるのでは
なく、その特徴のみを記憶させる。

【００２０】たとえば、以下の例では、テンプレートを
構成する図形の濃度の射影データ、すなわち、図形の所
定方向に沿った線上の画素濃度の積算結果からなるデー
タからモデルテンプレートを構成する（後に詳述）が、
その他にも、テンプレートを構成する図形の輪郭の軌跡
の式、濃度情報、形状、回転角度など、その図形を特定
するのに最小限必要なデータのみを記憶する構成、ある
いは図形を特定するのに最小限必要なデータ形式として
は、他に、たとえば線／点対称の図形の場合には、その
対称部分の半分のみをデジタルデータとして記憶するよ
うな構成も考えられる。

【００２１】このように、テンプレートとしてテンプレ
ートそのもの、すなわち、従来のようにカメラ９の出力
画像フォーマットを持つテンプレート（以下、これを比
較テンプレートという）ではなく、それを特定可能な特
徴のみからなる、いわばテンプレートのモデル（以下こ
れをモデルテンプレートという）を記憶しておくことに
より、テンプレートのための記憶領域を従来より縮小で
きる。

【００２２】以下、図３以降を参照して上記構成におけ
る動作につき詳細に説明する。図３は、図２のＣＰＵ１
３の制御プログラムを示している。

【００２３】図３のステップＳ１では、カメラ９により
プリント基板２の画像を取り込ませ、Ａ／Ｄ変換器１０
でデジタルデータに変換して画像メモリ１１に格納す
る。

【００２４】ステップＳ２では、図５のように、画像メ
モリ１１内の画像データに対してマッチング処理を行な
うべき領域、すなわち、マッチングウィンドウｗを設定
する。このマッチングウインドウｗの設定は、プリント
基板２上の決まった領域から、濃度情報の検索などによ
りマーク３の位置などを粗く検出し、マッチング処理領
域を特定するものであるが、さらに後述のマッチング処
理を行なうので、ここではそれほどの精度は必要としな
い。

【００２５】ステップＳ３では、マッチングウインドウ
ｗ内のデータの特徴を抽出する。ここでは、マッチング
ウインドウｗ内の画像データから、濃度変化カーブ、そ
の変曲点、あるいは、これらの情報のマッチングウイン
ドウｗ内での位置などの情報が抽出される。ここでは、
後述の比較テンプレートを用いて目的のマーク３を認識
するのに少なくとも最低限比較が必要な特徴部分を取り
出す。

【００２６】ここでは、後述のように射影データとして
比較テンプレートが生成されるので、マーク３の射影デ
ータを特徴部分として抽出する。また、ここでは、比較
テンプレートを作成するには濃度補正が必要なので、マ
ーク３の濃度情報の最大／最小値を抽出しておく。

【００２７】ステップＳ４〜Ｓ７のループでは、テンプ
レートと画像メモリ１１内の画像の比較により、マッチ
ング処理を行なう。

【００２８】ここでは、まずステップＳ４において、あ
らかじめＣＰＵ１３、ＲＯＭ１４、あるいはＲＡＭ１５
などに用意したモデルテンプレートから、画像メモリ１
１内の画像と比較すべき比較テンプレートを再生する。
すなわち、モデルテンプレートからステップＳ３で抽出
した特徴抽出部分との比較を行なえる比較テンプレート
を生成する。

【００２９】図６は、記憶しておくモデルテンプレート
の一例（ここでは真円のモデルテンプレートの例）を示
している。図６の下部、および右側の波形は円の２方向
（上下および左右）に沿った線上の画素濃度の積算結果
からなる射影濃度データからモデルテンプレートを構成
している。このようなデータは、図示の波形軌跡を表す
データとして記憶すればよく、このようなデータの記憶
には、全ての画素データを記憶するよりもそのための記
憶領域は少なくて済む。

【００３０】図６のデータは、マーク３の外側は濃度
０、内側は均一な最大濃度を持つものとして作成されて
いるが、ステップＳ４では、たとえば、画像メモリ１１
内の画像の最大濃度と最小濃度に基づき、図７に示すよ
うに明部と暗部のレベルを補正することにより比較テン
プレートを作成する。また、モデルテンプレートのサイ
ズが実際の画像と異なる場合には、そのサイズを調整
（図７の場合は縮小）してもよい。

【００３１】ステップＳ５では、作成された比較テンプ
レートと、画像メモリ１１のマッチングウィンドウ内の
画像データの特徴部分を比較するマッチング処理を行な
う。ステップＳ５では、そのマッチング結果を表す成績
値（たとえば、相関値など）をＲＡＭ１５（あるいは２
次記憶装置など）に保存する。

【００３２】ステップＳ７では、記憶した全てのモデル
テンプレートに関してステップＳ４〜Ｓ６の処理を行な
ったかどうかを判定する。ステップＳ７が否定された場
合には、次のモデルテンプレートを用いて上記処理を行
なうべく、アドレスカウンタその他の設定を行なった
後、ステップＳ４に戻る。

【００３３】ステップＳ８では、保存した成績値からマ
ーク３の形状、位置などの認識を行ない、画像メモリ１
１内のマーク３を特定する。そして、その結果をモニタ
１６に表示するか、あるいは、コントローラ１７を用い
て特定結果に応じてプリント基板２を搬送する搬送路４
の制御を行なう。

【００３４】以上の実施例によれば、撮影した画像デー
タと直接比較すべき比較テンプレートをそのまま記憶す
るのではなく、その特徴部分のみを記憶したモデルテン
プレートを記憶するようにしているため、テンプレート
記憶のための記憶容量を節約でき、またデータ転送に要
する時間を短縮できるという優れた効果がある。

【００３５】ここで、１画素あたり８ビットの画像を考
えると、５１２×５１２画素の８ビット画像メモリ中の
２５６×２５６画素の領域を比較テンプレートとする場
合、１つのテンプレートにつき６４ＫＢのメモリが必要
である。そしてプリント基板２上に、プリント基板位置
補正用のマークが１０個の他、部品搭載位置を補正する
ためのマークが１０個あるとすると、テンプレートのた
めの記憶領域として１．２８ＭＢが必要になる。しか
し、上記のように特徴部分のみからなるモデルテンプレ
ートを記憶する構成では、図６のように縦横に射影デー
タをとるとすれば、同一条件で２０４８０バイトで済
む。

【００３６】ここでは、チップマウンタの構成を例示し
たが、本発明が部品実装以外の目的で行なわれる画像認
識にも適用可能なのはいうまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、画像読取手段により取得した画像データに対してあ
らかじめ記憶されたパターンデータとのマッチング処理
を行なうことにより、前記画像データ中の目的の画像パ
ターンを認識する画像処理装置において、前記画像デー
タと比較すべきパターンデータの特徴データのみを記憶
手段に記憶し、前記マッチング処理を行なう際、前記特
徴データから前記画像データとマッチングに使用可能な
パターンデータを構成する構成を採用しているので、画
像データとマッチングに直接使用可能なパターンデータ
を記憶する場合に比べ、パターンデータのための記憶容
量が極めて少なくて済み、またデータ転送に要する時間
を短縮でき、高速な画像認識処理が可能になるという優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】チップマウンタの基本構成を示した説明図であ
る。

【図２】本発明を採用した画像処理装置の制御系のブロ
ック図である。

【図３】図２の装置の制御手順を示したフローチャート
図である。

【図４】チップマウンタで用いられるマークの構成例を
示した説明図である。

【図５】図２の装置のマッチングウインドウを示した説
明図である。

【図６】図２の装置のマッチングに用いられるモデルテ
ンプレートを示した説明図である。

【図７】図２の装置のマッチングに用いられる比較テン
プレートを示した説明図である。

【符号の説明】

２ プリント基板 ３ マーク ４ 搬送路 ９ カメラ １０ Ａ／Ｄ変換器 １１ 画像メモリ １２ Ｄ／Ａ変換器 １３ ＣＰＵ １４ ＲＯＭ １５ ＲＡＭ １６ モニタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像読取手段により取得した画像データ
   に対してあらかじめ記憶されたパターンデータとのマッ
   チング処理を行なうことにより、前記画像データ中の目
   的の画像パターンを認識する画像処理装置において、 前記画像データと比較すべきパターンデータの特徴デー
   タのみを記憶手段に記憶し、 前記マッチング処理を行なう際、前記特徴データから前
   記画像データとマッチングに使用可能なパターンデータ
   を構成することを特徴とする画像処理装置。