JPH10255045A - パターン種判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モデルパターンと対象画像とのパターンマッ
チングに要する時間を短縮すること。 【解決手段】 画素２０ａを単位とする明度分布の複数
種類のモデルパターン２０を記憶しておく手段と、被検
査物の画素を単位とする明度分布を入力する手段と、入
力された明度分布と前記モデルパターン２０とを比較し
て、該入力された明度分布に一致する前記モデルパター
ン２０を決定する手段とを備え、前記比較に用いる画素
２０ａ群のパターンが前記モデルパターン２０毎に決め
られていることを特徴とするパターン種判別装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パターン種判別装
置に関し、特に、パターンマッチング処理時間を短縮で
きるパターン種判別装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】タイヤのトレッドパターン等の判別にお
いてコンピュータを利用したパターン種判別装置が従来
から用いられている。図５はこの従来例の動作を説明し
ている。図５（ａ）はモデルパターンを説明している。
図５（ａ）において、実際のモデルパターン３０（ハッ
チングを施した部分）を囲むように、長方形の二次的モ
デルパターン３１が形成されている。なお、３２は二次
的モデルパターン３１のうち実際のモデルパターン３０
以外の余白部分である。図５（ｂ）は実際のモデルパタ
ーン３０の各画素３０ａの明度を８ビットで表してい
る。３０ｂはこの明度を示すビットである。８ビットの
明度表示のうち最下位ビット（ＬＳＢ）が、ドントケア
（don't care）ビットとされ、実際のモデルパターン３
０の各画素３０ａであることを示す識別ビット３０ｃと
して「１」になっている。

【０００３】図５（ｃ）は前記余白部分３２の各画素３
２ａの明度を８ビットで表している。３２ｂは明度を示
すビットである。この場合、８ビットの明度表示のうち
最下位ビットが前記余白部分３２の各画素３２ａである
ことをを示す識別ビット３２ｃとして「０」になってい
る。図５（ｄ）はマッチング範囲３３内をスキャンする
場合を説明している。図５（ｄ）において、マッチング
範囲３３内において矢印３４方向にスキャンする。この
とき、二次的モデルパターン３１全体をマッチング処理
して図示しない対象画像とのパターンマッチングを行
う。その際、各画素３０ａの対象画像との相関計算を行
う毎に、各画素３０ａ及び各画素３２ａを相関計算に使
用するかどうかを判断していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来例
においては、実際にモデルパターン３０を構成していな
い画素３２ａに対しても相関計算に際して参照しなけれ
ばならず、その分処理時間が増大するという問題があっ
た。したがって、本願発明の目的は、上述の従来例の欠
点をなくし、任意の形状のモデルパターンにおいてパタ
ーンマッチング処理時間を短縮することができるパター
ン種判別装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明の構成は、画素を単位とする明度分布の複
数種類のモデルパターンを記憶しておく手段と、被検査
物の画素を単位とする明度分布を入力する手段と、入力
された明度分布と前記モデルパターンとを比較して、該
入力された明度分布に一致する前記モデルパターンを決
定する手段とを備え、前記比較に用いる画素群のパター
ンが前記モデルパターン毎に決められていることを特徴
とするパターン種判別装置である。

【０００６】上記発明の構成により、画素を単位とする
明度分布の複数種類のモデルパターンを記憶し、被検査
物の画素を単位とする明度分布を入力し、該入力された
明度分布と前記モデルパターンとを比較し、該入力され
た明度分布に一致する前記モデルパターンを決定し、そ
の際前記比較に用いる画素群のパターンが前記モデルパ
ターン毎に決められているので、被検査物が記憶された
複数種類のモデルパターンのうちどれと一致するか判別
することができる。更に、モデルパターンを構成する各
画素のみに対してその明度分布に関して対象画像となる
被検査物とのパターンマッチングを行うのみであるの
で、従来例のようにモデルパターン以外の余白部分を含
む長方形二次的モデルパターン全体の画素を前記対象画
像とのパターンマッチングに際して参照する必要がなく
なるので、パターンマッチング処理に要する時間を短縮
することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本願発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１は本願発明の実施の形態の
画像照合方法に使用する装置のブロックダイヤグラムを
示している。図１において、画像処理装置１は、インタ
フェース２、画像処理部３及びメモリ４からなる。撮像
カメラ５は、照合対象となる画像を撮影し、そのアナロ
グ画像信号をインタフェース２に送る。インタフェース
２は上記アナログ画像信号の画素毎の明度分布をデジタ
ル画像信号に変換して画像処理部３へ送る。メモリ４は
基準となる後述する複数種類のモデルパターン２０を記
憶している。画像処理部３は、メモリ４からモデルパタ
ーン２０を読み出し、上記デジタル画像信号と各画素毎
にパターンマッチングを行う。その際上記画像信号とモ
デルパターン２０との一致度を算出する。

【０００８】ここに、一致度ｒは、正規化相関係数であ
り、 ただし、Ｓ₁ はモデルパターンの分散であり、Ｓ₂ は対
象画像のパターン即ち被検査パターンの分散である。更
に、Ｓ₃ はモデルパターン×被検査パターンの分散であ
る。なお、 １≧ｒ≧−１ となる。ディスプレイ６は、上記パターンマッチングの
結果等を表示する。

【０００９】図３はモデルパターン２０を説明してい
る。図３（ａ）に示すモデルパターン２０は、No.１〜
１２の画素２０ａ（ハッチングを施した部分）より構成
されている。なお、ｘ軸は横軸であり、ｙ軸は縦軸であ
る。ｘ軸及びｙ軸により各画素２０ａの相対位置を示し
ている。各画素２０ａの相対位置は、各画素２０ａの中
心位置を示している。ただし、各画素２０ａの相対位置
は、各画素２０ａの図示左上隅の位置等でもよい。図３
（ｂ）はモデルパターン２０の明度分布の例としてNo.
１〜４の画素２０ａの相対位置及び明度を表示してい
る。この場合、No.１の画素２０ａは、相対位置が
（０，０）であり、明度が５０である。なお、表示され
ていないNo.５〜１２の画素２０ａも、その相対位置及
び明度が決まっている。なお、モデルパターン２０は、
その種類毎にその明度分布が異なる。また、該明度は、
２進数で表されているが、図３（ｂ）の表では、便宜的
に１０進数で表示されている。図３（ｃ）では、被検査
物表面の画像データであるマッチング範囲２１内に、モ
デルパターン２０によく一致するパターンが存在するか
否かを判別する。このために、マッチング範囲２１内に
おいてモデルパターン２０を矢印２２方向にシフトしな
がらマッチするパターンがあるか否かをみる。モデルパ
ターン２０を画像データ２１内においた状態でモデルパ
ターン２０の各画素２０ａをNo.１の画素２０ａからNo.
順にスキャンし、画像データ２１の（ｘ、ｙ）の位置に
モデルパターン２０と一致するパターンがあるか否かみ
る。

【００１０】図４は、前記モデルパターン２０の実際例
を説明している。図４（ａ）は第１のタイヤ２５のトレ
ッドパターン２５ａを示している。図４（ｂ）は該トレ
ッドパターン２５ａを拡大して示したものである。図４
（ｃ）は該トレッドパターン２５ａのモデルパターン２
６を示している。なお、２６ａはモデルパターン２６の
画素である。なお、トレッドパターン２５ａのうち溝２
５ｂの部分の明度と溝２５ｂ以外の部分の明度とは異な
ることになる。図４（ｄ）は第２のタイヤ２７のトレッ
ドパターン２７ａを示している。図４（ｅ）は該トレッ
ドパターン２７ａを拡大して示したものである。図４
（ｆ）は該トレッドパターン２７ａのモデルパターン２
８を示している。なお、２８ａはモデルパターン２８の
画素である。なお、トレッドパターン２７ａのうち溝２
７ｂの部分の明度と溝２７ｂ以外の部分の明度とは異な
ることになる。

【００１１】図２は、該実施の形態の画像照合方法の画
像処理のフローチャートを示している。図２において、
先ず、ステップ１（Ｓ１）において、撮像カメラ５が被
検査物即ち対象画像を撮影し、対象画像の取り込みを行
う。次に、ステップ２（Ｓ２）において、マッチング範
囲２１内をスキャンする。次に、ステップ３（Ｓ３）に
おいて、スキャンしたモデルパターン２０と前記対象画
像とのパターンマッチングを行う。このとき、マッチン
グ範囲２１内の各位置（ｘ，ｙ）での画素２０ａと対象
画像の画素との間で明度の一致度ｒ（ｘ，ｙ）を算出す
る。なお、ステップ３では、ｘはマッチング範囲２１内
の図示しない横軸であり、ｙはマッチング範囲２１内の
図示しない縦軸である。即ち、図３（ｃ）のマッチング
範囲２１内でモデルパターン２０を（ｘ、ｙ）の位置に
おいている。次に、ステップ４（Ｓ４）において、前記
算出した一致度ｒ（ｘ，ｙ）が所定の値ｍａｘ（最初は
０でもよい）より大きいかどうか判定する。判定結果が
ＹＥＳであればステップ５（Ｓ５）に進み、判定結果が
ＮＯであればステップ６（Ｓ６）に進む。

【００１２】次に、ステップ５においては、前記ｍａｘ
の値を前記ｒ（ｘ，ｙ）にする。次に、ステップ６にお
いては、モデルパターン２０のスキャン終了かどうか判
定する。判定結果がＹＥＳであればステップ７（Ｓ７）
に進み、ＮＯであればステップ２（Ｓ２）に戻る。次
に、ステップ７（Ｓ７）においては、前記ｍａｘがしき
い値ｔｈより大きいかどうか判定する。判定結果がＹＥ
Ｓであればマッチング範囲内にモデルパターン２０と一
致する対象物があり、判定結果がＮＯであればマッチン
グ範囲内にモデルパターン２０と一致する対象物がない
ことになる。

【００１３】以上の構成により、画素２０ａを単位とす
る明度分布の複数種類のモデルパターン２０を記憶し、
対象画像となる被検査物の画素を単位とする明度分布を
入力し、該入力された明度分布と前記モデルパターン２
０とを比較し、該入力された明度分布に一致する前記モ
デルパターン２０を決定し、その際前記比較に用いる画
素群のパターンが前記モデルパターン２０毎に決められ
ているので、被検査物が記憶された複数種類のモデルパ
ターン２０のうちどれと一致するか判別することができ
る。更に、モデルパターン２０を構成するNo.１〜１２
の画素２０ａのみに対してその明度分布に関して対象画
像とのパターンマッチングを行うのみであるので、従来
例のようにモデルパターン２０を対象画像とパターンマ
ッチングする際に、モデルパターン２０以外の部分を囲
む長方形の二次的モデルパターン全体の画素を参照する
必要がなくなるので、パターンマッチング処理に要する
時間を短縮することができる。

【００１４】

【発明の効果】本願発明に係わるパターン種判別装置に
よれば、複数種類のモデルパターンと対象画像となる被
検査物とのパターンマッチング処理に要する時間を著し
く短縮することができる。このため、短い時間で複数種
類のモデルパターンのうちどれかと同じパターンの被検
査物が存在するかどうか判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態のパターン種判別装置の
ブロックダイヤグラムである。

【図２】該実施の形態の画像照合方法のフローチャート
である。

【図３】該実施の形態のモデルパターンの説明図であ
る。

【図４】該実施の形態のモデルパターンの実際例の説明
図である。

【図５】従来例のモデルパターンの説明図である。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 ３ 画像処理部 ４ メモリ ５ 撮像カメラ ２０ モデルパターン ２０ａ モデルパターンの画素 ２１ マッチング範囲 ２２ スキャン方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素を単位とする明度分布の複数種類の
   モデルパターンを記憶しておく手段と、 被検査物の画素を単位とする明度分布を入力する手段
   と、 入力された明度分布と前記モデルパターンとを比較し
   て、該入力された明度分布に一致する前記モデルパター
   ンを決定する手段とを備え、 前記比較に用いる画素群のパターンが前記モデルパター
   ン毎に決められていることを特徴とするパターン種判別
   装置。