JPH10206134A - 画像処理による位置検出方法 - Google Patents
画像処理による位置検出方法Info
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- JPH10206134A JPH10206134A JP9006969A JP696997A JPH10206134A JP H10206134 A JPH10206134 A JP H10206134A JP 9006969 A JP9006969 A JP 9006969A JP 696997 A JP696997 A JP 696997A JP H10206134 A JPH10206134 A JP H10206134A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】対象図形に方向性があれば対象図形の形状にか
かわりなく回転角度を求めることができる画像処理によ
る位置検出方法を提供する。 【解決手段】あらかじめ登録されている基準図形として
の基準テンプレートＴ0に各種の回転角度で回転を施し
た複数の照合用テンプレートＴ1 を次々に生成する。次
に、各照合用テンプレートＴ1 と与えられた入力画像内
に含まれる対象図形Ｐとを順に照合して一致度を評価す
る。一致度が最大になる照合用テンプレートＴ1 の基準
テンプレートＴ0 に対する回転角度を対象図形Ｐの回転
角度と認定する。
かわりなく回転角度を求めることができる画像処理によ
る位置検出方法を提供する。 【解決手段】あらかじめ登録されている基準図形として
の基準テンプレートＴ0に各種の回転角度で回転を施し
た複数の照合用テンプレートＴ1 を次々に生成する。次
に、各照合用テンプレートＴ1 と与えられた入力画像内
に含まれる対象図形Ｐとを順に照合して一致度を評価す
る。一致度が最大になる照合用テンプレートＴ1 の基準
テンプレートＴ0 に対する回転角度を対象図形Ｐの回転
角度と認定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、与えられた入力画
像内の対象図形について画像内に設定した基準位置から
の回転角度を求める画像処理による位置検出方法に関す
るものである。
像内の対象図形について画像内に設定した基準位置から
の回転角度を求める画像処理による位置検出方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＴＶカメラのような画像入力
装置で撮像するなどして与えられる入力画像内に含まれ
る対象図形の基準位置からの回転角度を求める方法とし
て、対象図形と背景との濃度差を利用して入力画像を濃
度について２値化することによって対象図形を背景から
分離した後に、対象図形の慣性モーメントを求め、対象
図形の中心位置および主軸の回転角度を算出する方法が
知られている。この種の技術は生産ラインにおける部品
の位置検出などに採用されている。たとえば、供給され
る部品の向きを検出し、部品を把持して所定位置に組み
付けるためのロボットを制御するためのロボットアイな
どに用いられるのである。
装置で撮像するなどして与えられる入力画像内に含まれ
る対象図形の基準位置からの回転角度を求める方法とし
て、対象図形と背景との濃度差を利用して入力画像を濃
度について２値化することによって対象図形を背景から
分離した後に、対象図形の慣性モーメントを求め、対象
図形の中心位置および主軸の回転角度を算出する方法が
知られている。この種の技術は生産ラインにおける部品
の位置検出などに採用されている。たとえば、供給され
る部品の向きを検出し、部品を把持して所定位置に組み
付けるためのロボットを制御するためのロボットアイな
どに用いられるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のような対象図形
の主軸を求める技術には以下のような問題がある。すな
わち、対象図形の輪郭線が円形であると主軸を求めるこ
とができないから、硬貨などのように対象図形Ｐ内に文
字などが表記されていて対象図形Ｐに方向性がある場合
でも（図６参照）、その回転角度を求めることができな
い。また、輪郭線が正方形のような回転対称性を有する
場合も主軸を一つに決めることができないから同様の問
題が生じる。さらに、主軸Ｍ（図７参照）を求めること
ができる場合であっても主軸Ｍには向きを表す情報が含
まれていないから、たとえば図７に示すように対象図形
Ｐが線対称である場合には位置が１８０度異なっていて
も両者を識別することができない。
の主軸を求める技術には以下のような問題がある。すな
わち、対象図形の輪郭線が円形であると主軸を求めるこ
とができないから、硬貨などのように対象図形Ｐ内に文
字などが表記されていて対象図形Ｐに方向性がある場合
でも（図６参照）、その回転角度を求めることができな
い。また、輪郭線が正方形のような回転対称性を有する
場合も主軸を一つに決めることができないから同様の問
題が生じる。さらに、主軸Ｍ（図７参照）を求めること
ができる場合であっても主軸Ｍには向きを表す情報が含
まれていないから、たとえば図７に示すように対象図形
Ｐが線対称である場合には位置が１８０度異なっていて
も両者を識別することができない。
【０００４】これに対して、特開平６−８９３４１号公
報に記載されているように、あらかじめ登録されたテン
プレートに対象図形を照合することにより、対象図形の
回転位置を求めるパターンマッチング法が知られてい
る。とくに、上記公報に記載された技術では、部品のコ
ーナ部分の画像を対象図形として照合することにより処
理量の低減を図っている。この技術を用いると、図７の
ような対象図形については回転角度を検出可能と考えら
れる。しかしながら、コーナ部分の画像のみを用いてい
るから、輪郭線が円形や正方形の場合であるときには依
然として問題は解決することができない。
報に記載されているように、あらかじめ登録されたテン
プレートに対象図形を照合することにより、対象図形の
回転位置を求めるパターンマッチング法が知られてい
る。とくに、上記公報に記載された技術では、部品のコ
ーナ部分の画像を対象図形として照合することにより処
理量の低減を図っている。この技術を用いると、図７の
ような対象図形については回転角度を検出可能と考えら
れる。しかしながら、コーナ部分の画像のみを用いてい
るから、輪郭線が円形や正方形の場合であるときには依
然として問題は解決することができない。
【０００５】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、対象図形に方向性があれば対象図形
の形状にかかわりなく回転角度を求めることができる画
像処理による位置検出方法を提供することにある。
あり、その目的は、対象図形に方向性があれば対象図形
の形状にかかわりなく回転角度を求めることができる画
像処理による位置検出方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、あら
かじめ登録されている基準図形としての基準テンプレー
トに各種の回転角度で回転を施した複数の照合用テンプ
レートを次々に生成する第１過程と、各照合用テンプレ
ートと与えられた入力画像内に含まれる対象図形とを順
に照合して一致度を評価する第２過程と、第２過程にお
ける一致度が最大になる照合用テンプレートの基準テン
プレートに対する回転角度を対象図形の回転角度と認定
する第３過程とを有するのである。この方法によれば、
基準テンプレートに対して各種の回転角度で回転を施し
た照合用テンプレートを対象図形に照合することによっ
て対象図形の回転角度を求めるから、対象図形の輪郭線
が対称性を有する形状であっても対象図形に方向性があ
れば対象図形の回転角度を検出することが可能になる。
しかも、照合用テンプレートは対象図形との照合時に基
準テンプレートに基づいて生成するから、基準テンプレ
ートを登録するためのメモリの容量は比較的小さくな
る。
かじめ登録されている基準図形としての基準テンプレー
トに各種の回転角度で回転を施した複数の照合用テンプ
レートを次々に生成する第１過程と、各照合用テンプレ
ートと与えられた入力画像内に含まれる対象図形とを順
に照合して一致度を評価する第２過程と、第２過程にお
ける一致度が最大になる照合用テンプレートの基準テン
プレートに対する回転角度を対象図形の回転角度と認定
する第３過程とを有するのである。この方法によれば、
基準テンプレートに対して各種の回転角度で回転を施し
た照合用テンプレートを対象図形に照合することによっ
て対象図形の回転角度を求めるから、対象図形の輪郭線
が対称性を有する形状であっても対象図形に方向性があ
れば対象図形の回転角度を検出することが可能になる。
しかも、照合用テンプレートは対象図形との照合時に基
準テンプレートに基づいて生成するから、基準テンプレ
ートを登録するためのメモリの容量は比較的小さくな
る。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、基準テンプレートに基づいて照合用テンプレートを
生成するように専用化されたハードウェアを有するテン
プレート生成部で次々に生成される照合用テンプレート
を用い、テンプレート生成部とは別に設けた照合用演算
部において対象図形と各照合用テンプレートとの照合結
果から対象図形の回転角度を求めるものである。この方
法では、基準テンプレートに基づいて照合用テンプレー
トを生成する過程に専用化されたハードウェアを用いる
から、基準テンプレートから照合用テンプレートを生成
する過程を高速化することが可能であり、処理時間の短
縮につながるのである。
て、基準テンプレートに基づいて照合用テンプレートを
生成するように専用化されたハードウェアを有するテン
プレート生成部で次々に生成される照合用テンプレート
を用い、テンプレート生成部とは別に設けた照合用演算
部において対象図形と各照合用テンプレートとの照合結
果から対象図形の回転角度を求めるものである。この方
法では、基準テンプレートに基づいて照合用テンプレー
トを生成する過程に専用化されたハードウェアを用いる
から、基準テンプレートから照合用テンプレートを生成
する過程を高速化することが可能であり、処理時間の短
縮につながるのである。
【０００８】請求項３の発明は、基準図形を各種の回転
角度で回転させた形であらかじめ登録されている複数の
照合用テンプレートと与えられた入力画像内に含まれる
対象図形とを順に照合して一致度を評価する第１過程
と、第１過程における一致度が最大になる照合用テンプ
レートの基準テンプレートに対する回転角度を対象図形
の回転角度と認定する第２過程とを有するものである。
この方法によれば、照合用テンプレートをあらかじめ登
録してあるから、対象図形との照合の際に照合用テンプ
レートを生成する過程が不要であって高速な処理が可能
になる。
角度で回転させた形であらかじめ登録されている複数の
照合用テンプレートと与えられた入力画像内に含まれる
対象図形とを順に照合して一致度を評価する第１過程
と、第１過程における一致度が最大になる照合用テンプ
レートの基準テンプレートに対する回転角度を対象図形
の回転角度と認定する第２過程とを有するものである。
この方法によれば、照合用テンプレートをあらかじめ登
録してあるから、対象図形との照合の際に照合用テンプ
レートを生成する過程が不要であって高速な処理が可能
になる。
【０００９】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、対象図形と照合する照合用テンプレ
ートの角度範囲を所定範囲に制限するのである。このよ
うに角度範囲を制限した場合には、制限しない場合と回
転角度の検出精度を同じとすれば照合用テンプレートの
個数を低減することができ、結果的に処理の高速化やメ
モリ容量の低減につながり、角度範囲を制限しない場合
と同じ個数の照合用テンプレートを用いるのであれば回
転角度の検出精度を高くすることができる。
３の発明において、対象図形と照合する照合用テンプレ
ートの角度範囲を所定範囲に制限するのである。このよ
うに角度範囲を制限した場合には、制限しない場合と回
転角度の検出精度を同じとすれば照合用テンプレートの
個数を低減することができ、結果的に処理の高速化やメ
モリ容量の低減につながり、角度範囲を制限しない場合
と同じ個数の照合用テンプレートを用いるのであれば回
転角度の検出精度を高くすることができる。
【００１０】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、対象図形の主軸の回転角度を求める
過程を付加し、対象図形と照合する照合用テンプレート
の角度範囲を、主軸の回転角度を中心とする所定の角度
範囲およびその角度範囲と１８０°異なる角度範囲に制
限するのである。この方法によれば、対象図形の主軸を
求めることによって対象図形のおよその回転角度を求め
た後に、照合用テンプレートを用いて回転角度を決定す
るから、照合用テンプレートの個数を少なくしながらも
対象図形の回転角度を精度よく求めることができる。
３の発明において、対象図形の主軸の回転角度を求める
過程を付加し、対象図形と照合する照合用テンプレート
の角度範囲を、主軸の回転角度を中心とする所定の角度
範囲およびその角度範囲と１８０°異なる角度範囲に制
限するのである。この方法によれば、対象図形の主軸を
求めることによって対象図形のおよその回転角度を求め
た後に、照合用テンプレートを用いて回転角度を決定す
るから、照合用テンプレートの個数を少なくしながらも
対象図形の回転角度を精度よく求めることができる。
【００１１】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、対象図形の回転中心となる代表点を
求める過程を付加し、照合用テンプレートの回転中心と
なる代表点を対象図形の上記代表点に一致させた形で対
象図形と照合用テンプレートとの一致度を評価するので
ある。この方法によれば、照合用テンプレートと対象図
形との回転中心となる代表点を一致させて照合するか
ら、各照合用テンプレートを対象図形に照合させるたび
に位置合わせを行なう必要がなく、両者の照合が容易に
なる。
３の発明において、対象図形の回転中心となる代表点を
求める過程を付加し、照合用テンプレートの回転中心と
なる代表点を対象図形の上記代表点に一致させた形で対
象図形と照合用テンプレートとの一致度を評価するので
ある。この方法によれば、照合用テンプレートと対象図
形との回転中心となる代表点を一致させて照合するか
ら、各照合用テンプレートを対象図形に照合させるたび
に位置合わせを行なう必要がなく、両者の照合が容易に
なる。
【００１２】
（実施形態１）図２に示すように、ＴＶカメラよりなる
画像入力装置２により対象物１を撮像し、画像入力装置
２により得た濃淡画像にＡ／Ｄ変換を施すとともにスム
ージング処理などの前処理を施すことによりノイズを除
去した原画像を生成し（図示例ではＡ／Ｄ変換および前
処理は画像入力装置２により行なっている）、この原画
像を入力画像としてフレームメモリ３に格納する。フレ
ームメモリ３は、マイクロコンピュータであるＣＰＵユ
ニット４にバス９を介して接続され、またバス９には後
述する基準テンプレートを格納したテンプレートメモリ
５が接続される。テンプレートメモリ５には、対象物１
の画像と照合すべき基準形状としての基準テンプレート
が格納されている。ここで、フレームメモリ２とテンプ
レートメモリ５とは画像に対する基準方向を一致させて
あり、テンプレートメモリ５における基準テンプレート
の格納状態を基準位置（つまり、回転角度が０°）に定
めてある。たとえば、文字を基準テンプレートとする場
合には、文字を正立させた状態の基準テンプレートをテ
ンプレートメモリ５に格納しておく。
画像入力装置２により対象物１を撮像し、画像入力装置
２により得た濃淡画像にＡ／Ｄ変換を施すとともにスム
ージング処理などの前処理を施すことによりノイズを除
去した原画像を生成し（図示例ではＡ／Ｄ変換および前
処理は画像入力装置２により行なっている）、この原画
像を入力画像としてフレームメモリ３に格納する。フレ
ームメモリ３は、マイクロコンピュータであるＣＰＵユ
ニット４にバス９を介して接続され、またバス９には後
述する基準テンプレートを格納したテンプレートメモリ
５が接続される。テンプレートメモリ５には、対象物１
の画像と照合すべき基準形状としての基準テンプレート
が格納されている。ここで、フレームメモリ２とテンプ
レートメモリ５とは画像に対する基準方向を一致させて
あり、テンプレートメモリ５における基準テンプレート
の格納状態を基準位置（つまり、回転角度が０°）に定
めてある。たとえば、文字を基準テンプレートとする場
合には、文字を正立させた状態の基準テンプレートをテ
ンプレートメモリ５に格納しておく。
【００１３】入力画像に含まれる対象物１の特定の図
形、つまり対象図形Ｐの位置を求める際には、図１に示
すように、基準テンプレートＴ0 を所定角度ずつ回転さ
せた照合用テンプレートＴ1 をＣＰＵユニット４におい
て生成し、各照合用テンプレートＴ1 を対象画像Ｐと照
合するとともに、一致度がもっとも高い照合用テンプレ
ートＴ1 がテンプレートメモリ５に格納されている基準
テンプレートＴ0 に対してなす角度を、対象図形Ｐの回
転角度と認定するのである。ここにおいて、対象図形Ｐ
と照合用テンプレートＴ1 との照合には従来より知られ
ている正規化相関法を用いており、対象図形Ｐと照合用
テンプレートＴ1 との相関関数を求め、相関関数の値が
最大になるときに、マッチングしたとみなすのである。
本実施形態の方法では、テンプレートメモリ５に登録さ
れる基準テンプレートＴ0 が照合すべき対象図形Ｐに対
して１個であるから、テンプレートメモリ５に必要なメ
モリ容量を小さくすることができる。
形、つまり対象図形Ｐの位置を求める際には、図１に示
すように、基準テンプレートＴ0 を所定角度ずつ回転さ
せた照合用テンプレートＴ1 をＣＰＵユニット４におい
て生成し、各照合用テンプレートＴ1 を対象画像Ｐと照
合するとともに、一致度がもっとも高い照合用テンプレ
ートＴ1 がテンプレートメモリ５に格納されている基準
テンプレートＴ0 に対してなす角度を、対象図形Ｐの回
転角度と認定するのである。ここにおいて、対象図形Ｐ
と照合用テンプレートＴ1 との照合には従来より知られ
ている正規化相関法を用いており、対象図形Ｐと照合用
テンプレートＴ1 との相関関数を求め、相関関数の値が
最大になるときに、マッチングしたとみなすのである。
本実施形態の方法では、テンプレートメモリ５に登録さ
れる基準テンプレートＴ0 が照合すべき対象図形Ｐに対
して１個であるから、テンプレートメモリ５に必要なメ
モリ容量を小さくすることができる。
【００１４】照合用テンプレートＴ1 は、基本的には等
角度間隔になるように生成され、その角度間隔は必要に
応じて適宜に設定される。すなわち、角度間隔が大きけ
れば対象図形Ｐの回転角度の検出精度は低くなるが、照
合すべき照合用テンプレートＴ1 の個数が少ないから、
短時間で結果を得ることができ、逆に角度間隔が小さけ
れば対象図形の回転角度の検出精度は高くなる。
角度間隔になるように生成され、その角度間隔は必要に
応じて適宜に設定される。すなわち、角度間隔が大きけ
れば対象図形Ｐの回転角度の検出精度は低くなるが、照
合すべき照合用テンプレートＴ1 の個数が少ないから、
短時間で結果を得ることができ、逆に角度間隔が小さけ
れば対象図形の回転角度の検出精度は高くなる。
【００１５】なお、フレームメモリ３とテンプレートメ
モリ５とは同じメモリ内で領域を分割して実現すること
ができる。また、上記装置は画像入力機能を有するコン
ピュータ装置を用いて実現することが可能であって、当
然ながらＣＰＵの処理速度が向上すれば、画像の取込み
から結果が得られるまでの時間は短縮される。 （実施形態２）実施形態１では、テンプレートメモリ５
に格納された基準テンプレートに基づいてＣＰＵユニッ
ト４において照合用テンプレートを生成するものであっ
たが、本実施形態では、図３に示すようにテンプレート
生成部６を設け、基準テンプレートからの照合用テンプ
レートの生成をテンプレート生成部６で行なうものであ
る。このような構成を採用すれば、テンプレート生成部
６として、基準テンプレートに基づいて照合用テンプレ
ートを生成する処理に専用化したものを設計することが
可能であり、ＣＰＵユニット４の負荷を軽減することが
できて、全体として処理の高速化を図ることができる。
ここで、テンプレート生成部６は、たとえばＡＳＩＣを
用いて実現することができる。また、ＣＰＵユニット４
は主として照合用テンプレートと対象図形との照合を行
なうとともに照合結果に基づいて対象図形の回転角度を
求める照合処理部として機能する。
モリ５とは同じメモリ内で領域を分割して実現すること
ができる。また、上記装置は画像入力機能を有するコン
ピュータ装置を用いて実現することが可能であって、当
然ながらＣＰＵの処理速度が向上すれば、画像の取込み
から結果が得られるまでの時間は短縮される。 （実施形態２）実施形態１では、テンプレートメモリ５
に格納された基準テンプレートに基づいてＣＰＵユニッ
ト４において照合用テンプレートを生成するものであっ
たが、本実施形態では、図３に示すようにテンプレート
生成部６を設け、基準テンプレートからの照合用テンプ
レートの生成をテンプレート生成部６で行なうものであ
る。このような構成を採用すれば、テンプレート生成部
６として、基準テンプレートに基づいて照合用テンプレ
ートを生成する処理に専用化したものを設計することが
可能であり、ＣＰＵユニット４の負荷を軽減することが
できて、全体として処理の高速化を図ることができる。
ここで、テンプレート生成部６は、たとえばＡＳＩＣを
用いて実現することができる。また、ＣＰＵユニット４
は主として照合用テンプレートと対象図形との照合を行
なうとともに照合結果に基づいて対象図形の回転角度を
求める照合処理部として機能する。
【００１６】本実施形態の構成によれば、テンプレート
生成部６を設けたことでＣＰＵユニット４とテンプレー
ト生成部６とに負荷を分散することができ、かつテンプ
レート生成部６は照合用テンプレートの生成に専用化さ
れていることにより高速処理が可能である。また、ＣＰ
Ｕユニット４の負荷が大幅に軽減されるから、ＣＰＵユ
ニット４として処理速度の比較的遅いものを用いること
が可能である。しかも、実施形態１と同様に、テンプレ
ートメモリ５としてメモリ容量の少ないものを用いるこ
とができる。他の構成および動作は実施形態１と同様で
ある。なお、テンプレート生成部６では照合用テンプレ
ートの生成のみを行なっているが、照合用テンプレート
と対象図形との照合も行なうようにしてもよい。
生成部６を設けたことでＣＰＵユニット４とテンプレー
ト生成部６とに負荷を分散することができ、かつテンプ
レート生成部６は照合用テンプレートの生成に専用化さ
れていることにより高速処理が可能である。また、ＣＰ
Ｕユニット４の負荷が大幅に軽減されるから、ＣＰＵユ
ニット４として処理速度の比較的遅いものを用いること
が可能である。しかも、実施形態１と同様に、テンプレ
ートメモリ５としてメモリ容量の少ないものを用いるこ
とができる。他の構成および動作は実施形態１と同様で
ある。なお、テンプレート生成部６では照合用テンプレ
ートの生成のみを行なっているが、照合用テンプレート
と対象図形との照合も行なうようにしてもよい。
【００１７】（実施形態３）実施形態１、２では、対象
図形ごとに１個の基準テンプレートを対応付けてテンプ
レートメモリ５に格納し、対象図形との照合の際にＣＰ
Ｕユニット４において照合用テンプレートを生成するよ
うになっていたが、本実施形態では対象図形との照合に
用いる複数の照合用テンプレートをテンプレートメモリ
５にあらかじめ登録しているものである。
図形ごとに１個の基準テンプレートを対応付けてテンプ
レートメモリ５に格納し、対象図形との照合の際にＣＰ
Ｕユニット４において照合用テンプレートを生成するよ
うになっていたが、本実施形態では対象図形との照合に
用いる複数の照合用テンプレートをテンプレートメモリ
５にあらかじめ登録しているものである。
【００１８】本実施形態では、テンプレートメモリ５と
してメモリ容量の大きなものが必要になるが、照合用テ
ンプレートの作成に要する時間が不要であって、テンプ
レートメモリ５から各照合用テンプレートを順次読み出
して対象図形と照合する処理のみになるから、ＣＰＵユ
ニット４として処理速度が比較的遅いものを用いること
が可能である。他の構成および動作は実施形態１と同様
である。
してメモリ容量の大きなものが必要になるが、照合用テ
ンプレートの作成に要する時間が不要であって、テンプ
レートメモリ５から各照合用テンプレートを順次読み出
して対象図形と照合する処理のみになるから、ＣＰＵユ
ニット４として処理速度が比較的遅いものを用いること
が可能である。他の構成および動作は実施形態１と同様
である。
【００１９】（実施形態４）本実施形態は、図４に示す
ように、照合用テンプレートＴ1 を生成する角度範囲θ
に制限を加えるものである。すなわち、比較的小さい角
度ずれしか生じないような対象物１については、すべて
の角度の照合用テンプレートＴ1 を生成しても使用しな
い照合用テンプレートＴ1 が生じるから、必要な角度範
囲θ内でのみ作業用レンプレートＴ1 を生成するのであ
る。
ように、照合用テンプレートＴ1 を生成する角度範囲θ
に制限を加えるものである。すなわち、比較的小さい角
度ずれしか生じないような対象物１については、すべて
の角度の照合用テンプレートＴ1 を生成しても使用しな
い照合用テンプレートＴ1 が生じるから、必要な角度範
囲θ内でのみ作業用レンプレートＴ1 を生成するのであ
る。
【００２０】このように生成する照合用テンプレートＴ
1 の角度範囲θを制限することによって、使用すべき照
合用テンプレートＴ1 の個数を低減することができるか
ら、照合用テンプレートＴ1 の生成に要する処理時間が
短くなり、かつ１つの対象図形に対して複数個の照合用
テンプレートＴ1 を格納するテンプレートメモリ５のメ
モリ容量が小さくなるのである。また、処理時間やメモ
リ容量が同じであれば照合用テンプレートＴ1 の角度間
隔を小さくして対象図形の回転角度の検出精度を高める
ことができる。ここにおいて、角度範囲θは図示しない
操作部（キーボードなど）を用いて使用者が設定する。
他の構成および動作は実施形態１ないし実施形態３と同
様である。
1 の角度範囲θを制限することによって、使用すべき照
合用テンプレートＴ1 の個数を低減することができるか
ら、照合用テンプレートＴ1 の生成に要する処理時間が
短くなり、かつ１つの対象図形に対して複数個の照合用
テンプレートＴ1 を格納するテンプレートメモリ５のメ
モリ容量が小さくなるのである。また、処理時間やメモ
リ容量が同じであれば照合用テンプレートＴ1 の角度間
隔を小さくして対象図形の回転角度の検出精度を高める
ことができる。ここにおいて、角度範囲θは図示しない
操作部（キーボードなど）を用いて使用者が設定する。
他の構成および動作は実施形態１ないし実施形態３と同
様である。
【００２１】（実施形態５）本実施形態は、実施形態４
の方法に主軸を求める従来技術を併用するものである。
すなわち、図５に示すように、従来周知の技術を適用し
て対象図形Ｐの主軸Ｍを求め、この主軸Ｍの回転角度を
中心として角度範囲θを設定し、さらに、角度範囲θと
は１８０°異なる角度範囲θ′を設定して、角度範囲
θ，θ′における照合用テンプレートを対象図形Ｐと照
合するのである。なお、主軸Ｍを求めるには原画像を濃
度について適宜閾値で２値化した２値画像を用い、従来
より知られている技術を適用する。
の方法に主軸を求める従来技術を併用するものである。
すなわち、図５に示すように、従来周知の技術を適用し
て対象図形Ｐの主軸Ｍを求め、この主軸Ｍの回転角度を
中心として角度範囲θを設定し、さらに、角度範囲θと
は１８０°異なる角度範囲θ′を設定して、角度範囲
θ，θ′における照合用テンプレートを対象図形Ｐと照
合するのである。なお、主軸Ｍを求めるには原画像を濃
度について適宜閾値で２値化した２値画像を用い、従来
より知られている技術を適用する。
【００２２】本実施形態の技術を適用すれば、従来のよ
うに主軸Ｍの回転角度を求めていただけでは回転角度を
検出することができなかった線対称の対象図形Ｐであっ
ても回転角度を検出することが可能になる。他の構成お
よび動作は実施形態１ないし実施形態３と同様である。 （実施形態６）本実施形態は、対象図形の中心（一般に
は重心）を定め、この中心に各照合用テンプレートの中
心を一致させて、対象図形と照合用テンプレートとを照
合するものである。また、照合用テンプレートは１周分
が設けられる。つまり、０〜３６０°の範囲で照合が行
なわれるものであり、輪郭線が円形や正方形である場合
のように主軸を設定するのが難しい対象図形でも回転角
度の検出が可能になる。ただし、無地の円形であれば方
向性はなく、また無地の正方形であれば４回回転対称で
あって回転角度は４方向について等価であるから、これ
らの場合には本実施形態でも回転角度を特定することは
できないが、対象図形の輪郭線内に文字やマークが表記
されているような場合に本実施形態の技術を適用するこ
とで回転角度を求めることが可能になる。他の構成およ
び動作は実施形態１ないし３と同様である。
うに主軸Ｍの回転角度を求めていただけでは回転角度を
検出することができなかった線対称の対象図形Ｐであっ
ても回転角度を検出することが可能になる。他の構成お
よび動作は実施形態１ないし実施形態３と同様である。 （実施形態６）本実施形態は、対象図形の中心（一般に
は重心）を定め、この中心に各照合用テンプレートの中
心を一致させて、対象図形と照合用テンプレートとを照
合するものである。また、照合用テンプレートは１周分
が設けられる。つまり、０〜３６０°の範囲で照合が行
なわれるものであり、輪郭線が円形や正方形である場合
のように主軸を設定するのが難しい対象図形でも回転角
度の検出が可能になる。ただし、無地の円形であれば方
向性はなく、また無地の正方形であれば４回回転対称で
あって回転角度は４方向について等価であるから、これ
らの場合には本実施形態でも回転角度を特定することは
できないが、対象図形の輪郭線内に文字やマークが表記
されているような場合に本実施形態の技術を適用するこ
とで回転角度を求めることが可能になる。他の構成およ
び動作は実施形態１ないし３と同様である。
【００２３】
【発明の効果】請求項１の発明は、あらかじめ登録され
ている基準図形としての基準テンプレートに各種の回転
角度で回転を施した複数の照合用テンプレートを次々に
生成する第１過程と、各照合用テンプレートと与えられ
た入力画像内に含まれる対象図形とを順に照合して一致
度を評価する第２過程と、第２過程における一致度が最
大になる照合用テンプレートの基準テンプレートに対す
る回転角度を対象図形の回転角度と認定する第３過程と
を有するのであって、基準テンプレートに対して各種の
回転角度で回転を施した照合用テンプレートを対象図形
に照合することによって対象図形の回転角度を求めるか
ら、対象図形の輪郭線が対称性を有する形状であっても
対象図形に方向性があれば対象図形の回転角度を検出す
ることが可能になるという利点があり、しかも、照合用
テンプレートは対象図形との照合時に基準テンプレート
に基づいて生成するから、基準テンプレートを登録する
ためのメモリの容量は比較的小さくなるという利点があ
る。
ている基準図形としての基準テンプレートに各種の回転
角度で回転を施した複数の照合用テンプレートを次々に
生成する第１過程と、各照合用テンプレートと与えられ
た入力画像内に含まれる対象図形とを順に照合して一致
度を評価する第２過程と、第２過程における一致度が最
大になる照合用テンプレートの基準テンプレートに対す
る回転角度を対象図形の回転角度と認定する第３過程と
を有するのであって、基準テンプレートに対して各種の
回転角度で回転を施した照合用テンプレートを対象図形
に照合することによって対象図形の回転角度を求めるか
ら、対象図形の輪郭線が対称性を有する形状であっても
対象図形に方向性があれば対象図形の回転角度を検出す
ることが可能になるという利点があり、しかも、照合用
テンプレートは対象図形との照合時に基準テンプレート
に基づいて生成するから、基準テンプレートを登録する
ためのメモリの容量は比較的小さくなるという利点があ
る。
【００２４】請求項２の発明のように、基準テンプレー
トに基づいて照合用テンプレートを生成するように専用
化されたハードウェアを有するテンプレート生成部で次
々に生成される照合用テンプレートを用い、テンプレー
ト生成部とは別に設けた照合用演算部において対象図形
と各照合用テンプレートとの照合結果から対象図形の回
転角度を求めるようにすれば、基準テンプレートに基づ
いて照合用テンプレートを生成する過程に専用化された
ハードウェアを用いるから、基準テンプレートから照合
用テンプレートを生成する過程を高速化することが可能
であり、処理時間の短縮につながるという利点がある。
トに基づいて照合用テンプレートを生成するように専用
化されたハードウェアを有するテンプレート生成部で次
々に生成される照合用テンプレートを用い、テンプレー
ト生成部とは別に設けた照合用演算部において対象図形
と各照合用テンプレートとの照合結果から対象図形の回
転角度を求めるようにすれば、基準テンプレートに基づ
いて照合用テンプレートを生成する過程に専用化された
ハードウェアを用いるから、基準テンプレートから照合
用テンプレートを生成する過程を高速化することが可能
であり、処理時間の短縮につながるという利点がある。
【００２５】請求項３の発明は、基準図形を各種の回転
角度で回転させた形であらかじめ登録されている複数の
照合用テンプレートと与えられた入力画像内に含まれる
対象図形とを順に照合して一致度を評価する第１過程
と、第１過程における一致度が最大になる照合用テンプ
レートの基準テンプレートに対する回転角度を対象図形
の回転角度と認定する第２過程とを有するのであり、照
合用テンプレートをあらかじめ登録してあるから、対象
図形との照合の際に照合用テンプレートを生成する過程
が不要であって高速な処理が可能になるという利点があ
る。
角度で回転させた形であらかじめ登録されている複数の
照合用テンプレートと与えられた入力画像内に含まれる
対象図形とを順に照合して一致度を評価する第１過程
と、第１過程における一致度が最大になる照合用テンプ
レートの基準テンプレートに対する回転角度を対象図形
の回転角度と認定する第２過程とを有するのであり、照
合用テンプレートをあらかじめ登録してあるから、対象
図形との照合の際に照合用テンプレートを生成する過程
が不要であって高速な処理が可能になるという利点があ
る。
【００２６】請求項４の発明のように、対象図形と照合
する照合用テンプレートの角度範囲を所定範囲に制限す
れば、角度範囲を制限するから、角度範囲を制限しない
場合と回転角度の検出精度を同じとすれば照合用テンプ
レートの個数を低減することができ、結果的に処理の高
速化やメモリ容量の低減につながり、角度範囲を制限し
ない場合と同じ個数の照合用テンプレートを用いるので
あれば回転角度の検出精度を高くすることができるとい
う利点がある。
する照合用テンプレートの角度範囲を所定範囲に制限す
れば、角度範囲を制限するから、角度範囲を制限しない
場合と回転角度の検出精度を同じとすれば照合用テンプ
レートの個数を低減することができ、結果的に処理の高
速化やメモリ容量の低減につながり、角度範囲を制限し
ない場合と同じ個数の照合用テンプレートを用いるので
あれば回転角度の検出精度を高くすることができるとい
う利点がある。
【００２７】請求項５の発明のように、対象図形の主軸
の回転角度を求める過程を付加し、対象図形と照合する
照合用テンプレートの角度範囲を、主軸の回転角度を中
心とする所定の角度範囲およびその角度範囲と１８０°
異なる角度範囲に制限すれば、対象図形の主軸を求める
ことによって対象図形のおよその回転角度を求めた後
に、照合用テンプレートを用いて回転角度を決定するか
ら、照合用テンプレートの個数を少なくしながらも対象
図形の回転角度を精度よく求めることができるという利
点がある。
の回転角度を求める過程を付加し、対象図形と照合する
照合用テンプレートの角度範囲を、主軸の回転角度を中
心とする所定の角度範囲およびその角度範囲と１８０°
異なる角度範囲に制限すれば、対象図形の主軸を求める
ことによって対象図形のおよその回転角度を求めた後
に、照合用テンプレートを用いて回転角度を決定するか
ら、照合用テンプレートの個数を少なくしながらも対象
図形の回転角度を精度よく求めることができるという利
点がある。
【００２８】請求項６の発明のように、対象図形の回転
中心となる代表点を求める過程を付加し、照合用テンプ
レートの回転中心となる代表点を対象図形の上記代表点
に一致させた形で対象図形と照合用テンプレートとの一
致度を評価すれば、照合用テンプレートと対象図形との
回転中心となる代表点を一致させて照合するから、各照
合用テンプレートを対象図形に照合させるたびに位置合
わせを行なう必要がなく、両者の照合が容易になるとい
う利点がある。
中心となる代表点を求める過程を付加し、照合用テンプ
レートの回転中心となる代表点を対象図形の上記代表点
に一致させた形で対象図形と照合用テンプレートとの一
致度を評価すれば、照合用テンプレートと対象図形との
回転中心となる代表点を一致させて照合するから、各照
合用テンプレートを対象図形に照合させるたびに位置合
わせを行なう必要がなく、両者の照合が容易になるとい
う利点がある。
【図１】実施形態１の概念説明図である。
【図２】同上のブロック図である。
【図３】実施形態２を示すブロック図である。
【図４】実施形態４の概念説明図である。
【図５】実施形態５の概念説明図である。
【図６】従来の問題点を説明する図である。
【図７】従来の問題点を説明する図である。
１ 対象物 ２ 画像入力装置 ３ フレームメモリ ４ ＣＰＵユニット ５ テンプレートメモリ ６ テンプレート生成部 Ｍ 主軸 Ｐ 対象図形 Ｔ0 基準テンプレート Ｔ1 照合用テンプレート θ 角度範囲
Claims (6)
- 【請求項１】 あらかじめ登録されている基準図形とし
ての基準テンプレートに各種の回転角度で回転を施した
複数の照合用テンプレートを次々に生成する第１過程
と、各照合用テンプレートと与えられた入力画像内に含
まれる対象図形とを順に照合して一致度を評価する第２
過程と、第２過程における一致度が最大になる照合用テ
ンプレートの基準テンプレートに対する回転角度を対象
図形の回転角度と認定する第３過程とを有することを特
徴とする画像処理による位置検出方法。 - 【請求項２】 基準テンプレートに基づいて照合用テン
プレートを生成するように専用化されたハードウェアを
有するテンプレート生成部で次々に生成される照合用テ
ンプレートを用い、テンプレート生成部とは別に設けた
照合用演算部において対象図形と各照合用テンプレート
との照合結果から対象図形の回転角度を求めることを特
徴とする請求項１記載の画像処理による位置検出方法。 - 【請求項３】 基準図形を各種の回転角度で回転させた
形であらかじめ登録されている複数の照合用テンプレー
トと与えられた入力画像内に含まれる対象図形とを順に
照合して一致度を評価する第１過程と、第１過程におけ
る一致度が最大になる照合用テンプレートの基準テンプ
レートに対する回転角度を対象図形の回転角度と認定す
る第２過程とを有することを特徴とする画像処理による
位置検出方法。 - 【請求項４】 対象図形と照合する照合用テンプレート
の角度範囲を所定範囲に制限することを特徴とする請求
項１ないし請求項３記載の画像処理による位置検出方
法。 - 【請求項５】 対象図形の主軸の回転角度を求める過程
を付加し、対象図形と照合する照合用テンプレートの角
度範囲を、主軸の回転角度を中心とする所定の角度範囲
およびその角度範囲と１８０°異なる角度範囲に制限す
ることを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の画像
処理による位置検出方法。 - 【請求項６】 対象図形の回転中心となる代表点を求め
る過程を付加し、照合用テンプレートの回転中心となる
代表点を対象図形の上記代表点に一致させた形で対象図
形と照合用テンプレートとの一致度を評価することを特
徴とする請求項１ないし請求項３記載の画像処理による
位置検出方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006969A JPH10206134A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 画像処理による位置検出方法 |
| EP98100737A EP0854436B1 (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Position detection system and method |
| DE69831519T DE69831519T2 (de) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | System und Verfahren zur Lageermittlung |
| US09/008,077 US6185343B1 (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Position detection system and method |
| SG1998000122A SG77157A1 (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Position detection system and method |
| KR1019980001329A KR100292564B1 (ko) | 1997-01-17 | 1998-01-17 | 위치검출장치및방법 |
| CN981037704A CN1094222C (zh) | 1997-01-17 | 1998-01-17 | 位置检测***和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006969A JPH10206134A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 画像処理による位置検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206134A true JPH10206134A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11653038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9006969A Pending JPH10206134A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 画像処理による位置検出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10206134A (ja) |
| SG (1) | SG77157A1 (ja) |
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1997
- 1997-01-17 JP JP9006969A patent/JPH10206134A/ja active Pending
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1998
- 1998-01-16 SG SG1998000122A patent/SG77157A1/en unknown
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|---|---|
| SG77157A1 (en) | 2000-12-19 |
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