JP2002183733A - Pattern collation method and device by image processing - Google Patents
Pattern collation method and device by image processingInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主として生産ライ
ンにおいて捺印、印刷、刻印などによって物品に形成さ
れている文字や図形のようなパターンを検査対象として
画像処理技術を用いてマスタ画像と照合することにより
一致・不一致を判定する画像処理によるパターン照合方
法およびその装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a pattern such as a character or a figure formed on an article by stamping, printing, or engraving in a production line, and checks the pattern with a master image using an image processing technique. The present invention relates to a pattern matching method by image processing for judging coincidence / non-coincidence and a device therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、生産ラインにおいては捺印、
印刷、刻印などによって物品に形成されている文字や図
形のようなパターンを検査対象として含む空間をTVカ
メラのような画像入力手段で撮像することにより得られ
た濃淡画像を濃度値について2値化した2値化画像を生
成し、この2値化画像に基づいてパターンに欠けや汚れ
が生じていないか否かの照合処理や、パターンを特定す
るための認識処理を行う画像処理技術が各種提案されて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, in production lines, stamping,
A grayscale image obtained by imaging a space including a pattern such as a character or a figure formed on an article by printing, engraving or the like as an inspection target with an image input unit such as a TV camera is binarized with respect to a density value. Various image processing techniques have been proposed to generate a binarized image, and to perform a collation process for checking whether or not the pattern is chipped or dirty based on the binarized image, and a recognition process for specifying the pattern. Have been.
【0003】この種の照合処理や認識処理に際しては、
2値化画像において検査対象となる画素群をマスタ画像
のテンプレートと照合して一致度を判定し、一致度が十
分に高いときに検査対象とテンプレートとが等しいもの
であると認識することになる。したがって、検査対象で
あるパターンが既知のときには検査対象と同じ内容のテ
ンプレートを用意しておくことによって一致度から検査
対象の汚れや欠けを抽出する照合が可能になる。また、
検査対象であるパターンが未知のときには検査対象に対
して多数の候補を照合することによって一致度から検査
対象を認識することができる。In this type of collation processing and recognition processing,
The pixel group to be inspected in the binarized image is compared with the template of the master image to determine the degree of coincidence, and when the degree of coincidence is sufficiently high, it is recognized that the inspected object and the template are equal. . Therefore, when the pattern to be inspected is already known, a template having the same contents as the inspection object is prepared, so that it is possible to perform the collation for extracting dirt or chipping of the inspection object from the degree of coincidence. Also,
When the pattern to be inspected is unknown, the target to be inspected can be recognized from the degree of coincidence by comparing a large number of candidates with the target to be inspected.
【0004】上述のように2値化画像において検査対象
となる画素群はテンプレートと照合しなければならない
から、テンプレートと位置を合わせるために、検査対象
の重心位置を求めるとともに主軸角を求め、テンプレー
トの重心位置に検査対象の重心位置を一致させるととも
に、検査対象の主軸(重心を通る長手方向の直線)をテ
ンプレートの主軸に一致させる処理が必要である。ま
た、既知の検査対象であれば検査対象を撮像する条件は
一定であるから、検査対象とテンプレートとの大きさに
ついては合わせる必要はないが、未知の検査対象では大
きさを合わせることも必要である。As described above, the pixel group to be inspected in the binarized image must be collated with the template. Therefore, in order to match the position with the template, the position of the center of gravity of the inspected object is determined, the principal axis angle is determined, and the template is determined. It is necessary to make the center of gravity of the inspection target coincide with the position of the center of gravity of the inspection target, and to match the principal axis of the inspection target (a straight line in the longitudinal direction passing through the center of gravity) with the principal axis of the template. In addition, if the inspection target is a known inspection target, the conditions for imaging the inspection target are constant, so it is not necessary to match the size of the inspection target and the template, but it is also necessary to match the size of the unknown inspection target. is there.
【0005】上述のように検査対象とテンプレートとを
照合させる条件を整えた後に、2値画像とマスタ画像と
の差分画像を生成する。つまり、検査対象とテンプレー
トとの差分を求める。ここで、検査対象は2値化の条件
(照明条件や2値化のための閾値の大きさ)などによっ
てテンプレートとは幅が異なることが多いから、実際に
は検査対象とテンプレートとを一致しているとみなせる
場合でも、差分画像においては差分が生じることが多
い。After the conditions for matching the inspection object with the template are set as described above, a difference image between the binary image and the master image is generated. That is, the difference between the inspection target and the template is obtained. Here, the width of the inspection target often differs from that of the template depending on binarization conditions (illumination conditions and threshold values for binarization) and the like. Even if it can be considered that there is a difference, a difference often occurs in the difference image.
【0006】そこで、差分画像において差を生じた画素
の集合のうち規定個数以上の画素を含む集合(以下、こ
のような画素の集合をブロッブという)にラベリングを
施し、ラベリングを施したブロッブの個数とブロッブご
との面積(画素数)とを求める。ブロッブの個数が規定
した閾値以上である場合やブロッブの面積が規定した閾
値以上である場合には、検査対象とテンプレートとは一
致していないと推定されることになる。In view of this, a set including a specified number of pixels or more (hereinafter, such a set of pixels is referred to as a blob) among a set of pixels having a difference in the difference image is labeled, and the number of blobs subjected to the labeling is determined. And the area (number of pixels) for each blob. If the number of blobs is equal to or greater than the specified threshold or if the area of the blob is equal to or greater than the specified threshold, it is estimated that the inspection target and the template do not match.
【0007】つまり、マスタ画像Mのテンプレートとし
て図3(a)のような形状が要求されているときに、検
査対象Xとして図3(b)のような形状が得られたとす
れば、マスタ画像Mのテンプレートと検査対象Xとの差
分画像Dは図3(c)のようになる。ここで、検査対象
Xはマスタ画像Mのテンプレートに対して欠けを生じて
いるから、図3(c)のような差分画像Dが得られたと
きには、検査画像Xとマスタ画像Mのテンプレートとは
不一致であると判定しなければならない。そこで、ブロ
ッブの面積に対する閾値として図3(c)のような差分
画像Dにおける差を生じている部分の画素数よりも少な
い画素数で閾値を設定しておくことによって、図3
(c)のような差分画像Dが生じたときには、検査画像
Xとマスタ画像Mのテンプレートとが不一致であると判
定することができるのである。That is, if a shape as shown in FIG. 3A is required as a template of the master image M, and if a shape as shown in FIG. A difference image D between the template of M and the inspection target X is as shown in FIG. Here, since the inspection target X is missing from the template of the master image M, when the difference image D as shown in FIG. It must be determined that they do not match. Therefore, by setting the threshold value with a smaller number of pixels than the number of pixels in the difference image D as shown in FIG. 3C as a threshold value for the area of the blob, FIG.
When the difference image D as shown in (c) occurs, it can be determined that the inspection image X and the template of the master image M do not match.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、検査対象は2値化の条件などによって大きさがばら
つくから、差分画像において検査対象の輪郭線付近に差
が生じやすくなる。したがって、差分画像におけるブロ
ッブの面積値は比較的大きくなることがあり、検査画像
が実際にはマスタ画像と一致しているとみなせる場合で
も、差分画像におけるブロッブの面積が大きくなって不
一致と判定される可能性が高くなる。また、検査対象の
大きさのばらつきは2値化の条件によって変化するだけ
ではなく、検査対象であるパターンの寸法のばらつきに
よっても生じており、さらには、このような検査対象の
大きさのばらつきは、検査対象の重心位置や主軸角のず
れにもつながり、結果的にテンプレートとの差が大きく
なって、一致を不一致と誤認する確率が高くなる。As described above, since the size of the inspection object varies depending on the binarization condition and the like, a difference is likely to occur near the contour of the inspection object in the difference image. Therefore, the area value of the blob in the difference image may be relatively large, and even if the inspection image can be considered to be actually coincident with the master image, the area of the blob in the difference image is increased and it is determined that the area does not match. Is more likely to occur. In addition, the variation in the size of the inspection target is not only caused by the binarization condition, but also caused by the variation in the dimension of the pattern to be inspected. May lead to a shift in the position of the center of gravity or the principal axis angle of the inspection target, and as a result, the difference from the template increases, and the probability of erroneously identifying a match as a mismatch increases.
【0009】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、検査対象を含む2値化画像とマスタ
画像とを照合する際に検査対象の大きさによる誤認識を
低減した画像処理によるパターン照合方法およびその装
置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce false recognition due to the size of an inspection target when comparing a binary image including the inspection target with a master image. An object of the present invention is to provide a pattern matching method and an apparatus thereof by image processing.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、検査
対象を含む空間を画像入力手段により撮像し2値化した
2値化画像と、マスタ画像メモリに格納されたマスタ画
像とを照合する画像処理によるパターン照合方法におい
て、2値化画像とマスタ画像との差分画像を比較判定手
段により生成し、次に比較判定手段では、差分画像に含
まれるブロッブの個数とブロッブごとの面積および偏平
率とを求め、偏平率が規定した閾値以上であるブロッブ
は検査対象から除外し、残されたブロッブの個数および
面積の少なくとも一方が規定した閾値以上であると検査
対象がマスタ画像と不一致であると判定することを特徴
とする。この方法によれば、差分画像において形成され
るブロッブごとの偏平率を求め、偏平率が規定した閾値
以上であるブロッブは検査対象から除外した後に、ブロ
ッブの個数およびブロッブごとの面積によって検査対象
とマスタ画像との一致・不一致を判定するから、検査対
象の大きさのばらつきによるブロッブの変動要素をほぼ
除去することができ、マスタ画像に一致するとみなせる
検査対象を不一致と判定するような誤認識が大幅に低減
される。According to a first aspect of the present invention, a binary image obtained by imaging a space including an object to be inspected by an image input means and binarizing the same with a master image stored in a master image memory is compared. In a pattern matching method based on image processing, a difference image between a binarized image and a master image is generated by a comparison and determination unit, and then the number of blobs included in the difference image and the area and flatness of each blob are generated by the comparison and determination unit. The blob whose flattening rate is equal to or greater than a specified threshold is excluded from the inspection target, and the inspection target does not match the master image if at least one of the number and area of the remaining blob is equal to or greater than the specified threshold. Is determined. According to this method, the oblate ratio for each blob formed in the difference image is obtained, and the blobs whose oblate ratio is equal to or greater than a specified threshold are excluded from the inspection target, and the inspection target is determined by the number of blobs and the area of each blob. Since the match / mismatch with the master image is determined, it is possible to almost eliminate the blob variation element due to the variation in the size of the test object, and to avoid the misrecognition that the test object which can be considered to match the master image is determined to be mismatch. It is greatly reduced.
【0011】請求項2の発明は、検査対象を含む空間を
画像入力手段により撮像し2値化した2値化画像と、マ
スタ画像メモリに格納されたマスタ画像とを照合する画
像処理によるパターン照合方法において、マスタ画像に
基づいて2値化画像のうち検査対象から除外するマスク
領域を設定し、マスク領域を除外した2値化画像とマス
タ画像との差分画像を比較判定手段により生成し、次に
比較判定手段では、差分画像に含まれるブロッブの個数
とブロッブごとの面積とを求め、ブロッブの個数および
面積の少なくとも一方が規定した閾値以上であると検査
対象がマスタ画像と不一致であると判定することを特徴
とする。この方法によれば、マスタ画像から生成したマ
スク領域を検査対象から除外し、マスク領域を除外した
2値化画像とマスタ画像との差分画像を用いて検査対象
とマスタ画像のテンプレートとの一致・不一致を判定す
るから、検査対象の大きさのばらつきによるブロッブの
変動要素をほぼ除去することができ、マスタ画像に一致
するとみなせる検査対象を不一致と判定するような誤認
識が大幅に低減される。According to a second aspect of the present invention, there is provided a pattern matching by image processing for comparing a binary image obtained by taking an image of a space including an object to be inspected by image input means and binarizing the image and a master image stored in a master image memory. In the method, a mask area to be excluded from the inspection target among the binarized images is set based on the master image, and a difference image between the binarized image excluding the mask area and the master image is generated by the comparison determination unit. The comparison determination means obtains the number of blobs included in the difference image and the area of each blob, and determines that the inspection target does not match the master image if at least one of the number of blobs and the area is equal to or greater than a specified threshold. It is characterized by doing. According to this method, the mask region generated from the master image is excluded from the inspection target, and the matching between the inspection target and the template of the master image is performed using the difference image between the binary image excluding the mask region and the master image. Since the mismatch is determined, it is possible to substantially eliminate the fluctuation element of the blob due to the variation in the size of the inspection target, and the erroneous recognition of determining that the inspection target that can be considered to match the master image as the mismatch is greatly reduced.
【0012】請求項3の発明は、検査対象を含む空間を
撮像する画像入力手段と、マスタ画像を格納したマスタ
画像メモリと、画像入力手段により撮像された画像を2
値化した2値化画像とマスタ画像との差分画像を生成す
る比較判定手段とを備え、比較判定手段では、差分画像
に含まれるブロッブの個数とブロッブごとの面積および
偏平率とを求め、偏平率が規定した閾値以上であるブロ
ッブは検査対象から除外し、残されたブロッブの個数お
よび面積の少なくとも一方が規定した閾値以上であると
検査対象がマスタ画像と不一致であると判定するもので
ある。この構成によれば、差分画像において形成される
ブロッブごとの偏平率を求め、偏平率が規定した閾値以
上であるブロッブは検査対象から除外した後に、ブロッ
ブの個数およびブロッブごとの面積によって検査対象と
マスタ画像との一致・不一致を判定するから、検査対象
の大きさのばらつきによるブロッブの変動要素をほぼ除
去することができ、マスタ画像に一致するとみなせる検
査対象を不一致と判定するような誤認識が大幅に低減さ
れる。According to a third aspect of the present invention, there is provided an image input means for capturing an image of a space including an object to be inspected, a master image memory storing a master image, and two images captured by the image input means.
A comparison / determination unit for generating a difference image between the binarized image and the master image, wherein the comparison / determination unit obtains the number of blobs included in the difference image and the area and flattening factor for each blob, Blobs whose rate is equal to or more than a specified threshold are excluded from the inspection target, and when at least one of the number and the area of the remaining blob is equal to or more than the specified threshold, the inspection object is determined to be inconsistent with the master image. . According to this configuration, the oblate ratio for each blob formed in the difference image is obtained, and the blobs whose oblate ratio is equal to or more than the specified threshold are excluded from the inspection target, and then the inspection target is determined by the number of blobs and the area of each blob. Since the match / mismatch with the master image is determined, it is possible to almost eliminate the blob fluctuation element due to the variation in the size of the test object, and to avoid the misrecognition such that the test object which can be considered to match the master image is determined to be mismatch. It is greatly reduced.
【0013】請求項4の発明は、検査対象を含む空間を
撮像する画像入力手段と、マスタ画像を格納したマスタ
画像メモリと、画像入力手段により撮像された画像を2
値化した2値化画像のうち検査対象から除外するマスク
領域をマスタ画像に基づいて設定するマスク領域設定手
段と、マスク領域を除外した2値化画像とマスタ画像と
の差分画像を生成する比較判定手段とを備え、比較判定
手段では、差分画像に含まれるブロッブの個数とブロッ
ブごとの面積とを求め、ブロッブの個数および面積の少
なくとも一方が規定した閾値以上であると検査対象がマ
スタ画像と不一致であると判定するものである。この構
成によれば、マスタ画像から生成したマスク領域を検査
対象から除外し、マスク領域を除外した2値化画像とマ
スタ画像との差分画像を用いて検査対象とマスタ画像の
テンプレートとの一致・不一致を判定するから、検査対
象の大きさのばらつきによるブロッブの変動要素をほぼ
除去することができ、マスタ画像に一致するとみなせる
検査対象を不一致と判定するような誤認識が大幅に低減
される。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image input device for capturing an image of a space including an object to be inspected, a master image memory storing a master image, and two images captured by the image input device.
A mask area setting unit that sets a mask area to be excluded from the inspection target in the binarized image based on the master image, and a comparison that generates a difference image between the binary image excluding the mask area and the master image Determination means, and the comparison determination means obtains the number of blobs and the area of each blob included in the difference image, and when at least one of the number and the area of the blob is equal to or more than a specified threshold, the inspection object is determined to be a master image. It is determined that they do not match. According to this configuration, the mask region generated from the master image is excluded from the inspection target, and the matching between the inspection target and the master image template is performed using the difference image between the binary image excluding the mask region and the master image. Since the mismatch is determined, it is possible to substantially eliminate the fluctuation element of the blob due to the variation in the size of the inspection target, and the erroneous recognition of determining that the inspection target that can be considered to match the master image as the mismatch is greatly reduced.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)本実施形態
では、図1に示す装置を用いて検査対象であるパターン
(文字や図形)の照合を行う。すなわち、検査対象とし
てのパターンを含む空間を撮像する画像入力手段である
カメラ(TVカメラ)1を備え、カメラ1から出力され
た画像信号はA/D変換器2によりデジタル信号に変換
される。A/D変換器2の出力は原画像として画像メモ
リ3に格納され、あらかじめマスタ画像メモリ4に格納
されているマスタ画像と比較判定手段5と比較照合され
る。比較判定手段5では、画像メモリ3に格納されてい
る原画像を2値化することによって2値化画像を生成
し、この2値化画像をマスタ画像と比較照合し、照合結
果を外部出力手段6を通して出力する。また、画像メモ
リ3に格納された原画像はD/A変換器7によりアナロ
グ信号に変換されてCRTのような表示装置8に表示可
能となっている。ここに、図示していないが、表示装置
8にはマスタ画像、比較判定手段5で生成される2値化
画像や差分画像などの画像も必要に応じて表示可能にな
っている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) In this embodiment, a pattern (character or graphic) to be inspected is collated using the apparatus shown in FIG. That is, a camera (TV camera) 1 is provided as an image input unit for capturing an image of a space including a pattern to be inspected, and an image signal output from the camera 1 is converted into a digital signal by an A / D converter 2. The output of the A / D converter 2 is stored in the image memory 3 as an original image, and is compared with the master image stored in the master image memory 4 in advance by the comparison determination means 5. The comparison determination means 5 generates a binary image by binarizing the original image stored in the image memory 3, compares and compares the binary image with the master image, and outputs the comparison result to the external output means. Output through 6. The original image stored in the image memory 3 is converted into an analog signal by a D / A converter 7 and can be displayed on a display device 8 such as a CRT. Although not shown, the display device 8 can also display a master image and images such as a binary image and a difference image generated by the comparison / determination unit 5 as necessary.
【0015】本実施形態では、比較判定手段5において
2値化画像を生成するとともに、2値化画像内での検査
対象の重心位置および主軸角を求めてマスタ画像におけ
るテンプレートとの位置合わせを行い、検査対象とテン
プレートとの差分画像を生成する段階までは従来方法と
同様である。ここで、従来方法では差分画像において形
成されるブロッブ(画素の連結領域からなる集合)の個
数と各ブロッブの面積との2情報に基づいて検査対象と
テンプレートとの一致度を判断していたのに対して、本
実施形態では各ブロッブの偏平率を求め、従来方法で用
いていた2情報に加えて偏平率も判断条件としている点
が相違する。In this embodiment, the comparison / judgment means 5 generates a binarized image, obtains the position of the center of gravity and the principal axis angle of the inspection object in the binarized image, and performs alignment with the template in the master image. The steps up to the step of generating a difference image between the inspection target and the template are the same as in the conventional method. Here, according to the conventional method, the degree of coincidence between the inspection target and the template is determined based on two pieces of information of the number of blobs (sets of connected regions of pixels) formed in the difference image and the area of each blob. On the other hand, the present embodiment is different in that the flatness of each blob is obtained, and the flattening rate is also used as a determination condition in addition to the two information used in the conventional method.
【0016】本実施形態における偏平率は、パターンの
輪郭部において生じた面積の大きいブロッブでは、輪郭
部以外において生じたブロッブよりも偏平率が大きくな
るように規定する。たとえば、パターンの輪郭部におい
て生じるブロッブB1は図2(a)のような形状にな
り、輪郭部以外において生じるブロッブB2は図2
(b)のような形状になる。そこで、ブロッブB1のほ
うがブロッブB2よりも偏平率が大きくなるように偏平
率を規定する。The flattening rate in the present embodiment is defined so that a blob having a large area in the contour portion of the pattern has a larger flattening ratio than a blob generated in a portion other than the contour portion. For example, the blob B1 generated at the contour of the pattern has a shape as shown in FIG.
The shape is as shown in FIG. Therefore, the flattening ratio is defined so that the flattening ratio of the blob B1 is higher than that of the blob B2.
【0017】このような偏平率は、ブロッブと同じフィ
レ幅を有する矩形領域の面積Sfと各ブロッブの面積S
の比としてSf/Sの形で規定したり、上述した矩形領
域の水平方向における最大幅(xフィレ)と垂直方向に
おける最大幅(yフィレ)とのうちの大きいほうを小さ
いほうで除算した形で規定したりすることができる。前
者の規定による偏平率は、矩形領域にブロッブが占める
占有率の逆数に相当する。また、後者の偏平率はより一
般的な定義によるものである。いずれにしても、図2に
示したブロッブB1の偏平率がブロッブB2の偏平率よ
りも大きくなるように偏平率を定義すればよい。The flattening rate is determined by the area Sf of the rectangular area having the same fillet width as the blob and the area Sf of each blob.
Or the ratio of the maximum width in the horizontal direction (x fillet) and the maximum width in the vertical direction (y fillet) of the above-described rectangular area divided by the smaller one. Or can be specified. The flattening ratio according to the former rule corresponds to the reciprocal of the occupying ratio of the blob in the rectangular area. The latter flatness is based on a more general definition. In any case, the flattening ratio may be defined so that the flattening ratio of the blob B1 shown in FIG. 2 is larger than the flattening ratio of the blob B2.
【0018】ところで、パターンの輪郭部のブロッブ
は、検査対象の2値化の条件やパターン自身の精度によ
る検査対象とマスタ画像との寸法誤差によって生じたも
のと考えられるから、パターンの輪郭部のブロッブは除
外してもパターンの誤認識を生じる可能性が少ない。そ
こで、比較判定手段5においては偏平率を規定の閾値と
比較し、偏平率が閾値以上であるブロッブについては検
査対象から除外し、残されたブロッブについてのみ従来
方法と同様にしてブロッブの個数と各ブロッブの面積と
を閾値と比較する。Incidentally, the blob of the contour of the pattern is considered to be caused by a dimensional error between the master and the inspection target due to the binarization condition of the inspection target and the accuracy of the pattern itself. Even if the blob is excluded, there is little possibility of erroneous recognition of the pattern. Therefore, the comparison and determination means 5 compares the flattening rate with a prescribed threshold, excludes the blob whose flattening rate is equal to or more than the threshold from the inspection target, and sets only the remaining blobs to the number of blobs in the same manner as the conventional method. The area of each blob is compared with a threshold.
【0019】上述の処理によってパターンの輪郭部付近
に生じるブロッブを除外することができるから、検査対
象がマスタ画像と一致する確率が高くなり、パターンに
欠けや汚れのない良品であるにもかかわらず不一致と判
断される可能性を低減することができる。また、除外さ
れるブロッブはパターンの輪郭部付近のみであり、不良
品(不一致のパターン)を良品(一致するパターン)と
誤認識する可能性は従来方法に比較してほとんど増加し
ない。他の構成および手順は従来方法と同様であるから
説明を省略する。Since the blob generated near the contour of the pattern can be excluded by the above-described processing, the probability that the inspection target matches the master image is increased, and the pattern is good even though the pattern is free from chipping or contamination. It is possible to reduce the possibility of being determined to be inconsistent. In addition, the blob to be excluded is only in the vicinity of the contour of the pattern, and the possibility of erroneously recognizing a defective product (mismatch pattern) as a good product (matching pattern) hardly increases as compared with the conventional method. Other configurations and procedures are the same as those of the conventional method, and thus description thereof is omitted.
【0020】(第2の実施の形態)本実施形態では、パ
ターンの輪郭部付近に生じるブロッブを除去するため
に、マスタ画像に基づいて生成したマスク領域を用い
る。マスク領域はマスタ画像からエッジを抽出し、エッ
ジを適宜に移動させることによって設定する。たとえ
ば、エッジを外側に広げることによってマスク領域を設
定する。ここに、エッジの抽出には、マスタ画像を微分
し微分値や方向値を用いてエッジを追跡する方法、マス
タ画像の2値化画像からエッジを抽出する方法、マスタ
画像のグレーサーチによってエッジを抽出する方法、マ
スタ画像をハフ変換することによってエッジを抽出する
方法、マスタ画像を表示装置8に表示し人手によってマ
スク領域を囲むエッジを指定する方法などを採用するこ
とができる。(Second Embodiment) In this embodiment, a mask area generated based on a master image is used in order to remove blobs generated near the contour of a pattern. The mask area is set by extracting an edge from the master image and moving the edge appropriately. For example, a mask area is set by extending an edge outward. Here, the edge is extracted by differentiating the master image and tracking the edge using the differential value and direction value, extracting the edge from the binary image of the master image, and extracting the edge by gray search of the master image. A method of extracting, a method of extracting an edge by Hough-transforming the master image, a method of displaying the master image on the display device 8 and manually specifying an edge surrounding the mask region, or the like can be adopted.
【0021】上述のようにマスタ画像に基づいてマスク
領域が設定されると、マスク領域はマスタ画像メモリ4
に登録される。比較判定手段5ではマスタ画像メモリ4
に登録されているマスク領域を用い、画像メモリ3に格
納された原画像を2値化した2値化画像からマスク領域
を除外してマスタ画像との差分画像を生成する。このよ
うにして生成された差分画像では、検査対象の輪郭部に
おけるブロッブが出現しなくなるから、検査対象とテン
プレートとの実際の差分となるブロッブのみについて差
分の有無を判断すればよいことになり、パターンの照合
結果の安定性を高めることができる。つまり、パターン
の輪郭部付近にブロッブが生じないから、検査対象がマ
スタ画像と一致する確率が高くなり、パターンに欠けや
汚れのない良品であるにもかかわらず不一致と判断され
る可能性を低減することができる。しかも、マスク領域
によって除外される範囲はパターンの輪郭部付近のみで
あり、不良品(不一致のパターン)を良品(一致するパ
ターン)と誤認識する可能性は従来方法に比較してほと
んど増加しない。他の構成および手順は従来方法と同様
であるから説明を省略する。When the mask area is set based on the master image as described above, the mask area is stored in the master image memory 4.
Registered in. In the comparison determination means 5, the master image memory 4
Then, a difference image from the master image is generated by excluding the mask region from the binarized image obtained by binarizing the original image stored in the image memory 3 using the mask region registered in the master image. In the difference image generated in this way, since the blob in the contour portion of the inspection target no longer appears, it is only necessary to determine the presence or absence of the difference only for the blob that is the actual difference between the inspection target and the template. It is possible to enhance the stability of the pattern matching result. In other words, since there is no blob near the contour of the pattern, the probability that the inspection target matches the master image is high, and the possibility that the pattern is judged to be non-coincidence even though it is a non-defective and clean product is reduced. can do. Moreover, the range excluded by the mask region is only the vicinity of the contour of the pattern, and the possibility of erroneously recognizing a defective product (unmatched pattern) as a good product (matching pattern) hardly increases compared to the conventional method. Other configurations and procedures are the same as those of the conventional method, and thus the description is omitted.
【0022】[0022]
【発明の効果】請求項1の発明は、検査対象を含む空間
を画像入力手段により撮像し2値化した2値化画像と、
マスタ画像メモリに格納されたマスタ画像とを照合する
画像処理によるパターン照合方法において、2値化画像
とマスタ画像との差分画像を比較判定手段により生成
し、次に比較判定手段では、差分画像に含まれるブロッ
ブの個数とブロッブごとの面積および偏平率とを求め、
偏平率が規定した閾値以上であるブロッブは検査対象か
ら除外し、残されたブロッブの個数および面積の少なく
とも一方が規定した閾値以上であると検査対象がマスタ
画像と不一致であると判定しており、差分画像において
形成されるブロッブごとの偏平率を求め、偏平率が規定
した閾値以上であるブロッブは検査対象から除外した後
に、ブロッブの個数およびブロッブごとの面積によって
検査対象とマスタ画像との一致・不一致を判定するか
ら、検査対象の大きさのばらつきによるブロッブの変動
要素をほぼ除去することができ、マスタ画像に一致する
とみなせる検査対象を不一致と判定するような誤認識が
大幅に低減されるという利点がある。According to the first aspect of the present invention, there is provided a binarized image obtained by taking an image of a space including an inspection object by image input means and binarizing the image.
In a pattern matching method based on image processing for matching a master image stored in a master image memory, a difference image between a binarized image and a master image is generated by a comparison determination unit, and then, the comparison determination unit Determine the number of blob included, the area and the flatness of each blob,
Blobs whose flatness is equal to or greater than the specified threshold are excluded from the inspection target, and it is determined that the inspection target does not match the master image if at least one of the number and area of the remaining blob is equal to or higher than the specified threshold. Obtain the flatness of each blob formed in the difference image, and remove the blob whose flatness is equal to or more than the specified threshold from the inspection target, and then match the inspection target with the master image by the number of blobs and the area of each blob. -Since the mismatch is determined, it is possible to substantially eliminate the blob fluctuation element due to the variation in the size of the inspection target, and the erroneous recognition such as determining the inspection target that can be regarded as matching the master image as the mismatch is greatly reduced. There is an advantage.
【0023】請求項2の発明は、検査対象を含む空間を
画像入力手段により撮像し2値化した2値化画像と、マ
スタ画像メモリに格納されたマスタ画像とを照合する画
像処理によるパターン照合方法において、マスタ画像に
基づいて2値化画像のうち検査対象から除外するマスク
領域を設定し、マスク領域を除外した2値化画像とマス
タ画像との差分画像を比較判定手段により生成し、次に
比較判定手段では、差分画像に含まれるブロッブの個数
とブロッブごとの面積とを求め、ブロッブの個数および
面積の少なくとも一方が規定した閾値以上であると検査
対象がマスタ画像と不一致であると判定しており、マス
タ画像から生成したマスク領域を検査対象から除外し、
マスク領域を除外した2値化画像とマスタ画像との差分
画像を用いて検査対象とマスタ画像のテンプレートとの
一致・不一致を判定するから、検査対象の大きさのばら
つきによるブロッブの変動要素をほぼ除去することがで
き、マスタ画像に一致するとみなせる検査対象を不一致
と判定するような誤認識が大幅に低減されるという利点
がある。According to a second aspect of the present invention, there is provided a pattern matching by image processing for comparing a binarized image obtained by taking an image of a space including an inspection object by image input means and binarizing the image with a master image stored in a master image memory. In the method, a mask area to be excluded from the inspection target among the binarized images is set based on the master image, and a difference image between the binarized image excluding the mask area and the master image is generated by the comparison determination unit. The comparison determination means obtains the number of blobs included in the difference image and the area of each blob, and determines that the inspection target does not match the master image if at least one of the number of blobs and the area is equal to or greater than a specified threshold. The mask area generated from the master image is excluded from the inspection target,
Since the match / mismatch between the inspection target and the template of the master image is determined using the difference image between the binarized image excluding the mask region and the master image, the fluctuation element of the blob due to the variation in the size of the inspection target is substantially reduced. There is an advantage that misrecognition that can be eliminated and that the inspection target that can be regarded as matching with the master image is determined as mismatching is greatly reduced.
【0024】請求項3の発明は、検査対象を含む空間を
撮像する画像入力手段と、マスタ画像を格納したマスタ
画像メモリと、画像入力手段により撮像された画像を2
値化した2値化画像とマスタ画像との差分画像を生成す
る比較判定手段とを備え、比較判定手段では、差分画像
に含まれるブロッブの個数とブロッブごとの面積および
偏平率とを求め、偏平率が規定した閾値以上であるブロ
ッブは検査対象から除外し、残されたブロッブの個数お
よび面積の少なくとも一方が規定した閾値以上であると
検査対象がマスタ画像と不一致であると判定するもので
あり、差分画像において形成されるブロッブごとの偏平
率を求め、偏平率が規定した閾値以上であるブロッブは
検査対象から除外した後に、ブロッブの個数およびブロ
ッブごとの面積によって検査対象とマスタ画像との一致
・不一致を判定するから、検査対象の大きさのばらつき
によるブロッブの変動要素をほぼ除去することができ、
マスタ画像に一致するとみなせる検査対象を不一致と判
定するような誤認識が大幅に低減されるという利点があ
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided an image input device for capturing an image of a space including an object to be inspected, a master image memory storing a master image, and two images captured by the image input device.
A comparison / determination unit for generating a difference image between the binarized image and the master image, wherein the comparison / determination unit obtains the number of blobs included in the difference image and the area and flattening factor for each blob, Blobs whose rate is equal to or greater than the specified threshold are excluded from the inspection target, and if at least one of the number and area of the remaining blob is equal to or greater than the specified threshold, the inspection object is determined to be inconsistent with the master image. Obtain the flatness of each blob formed in the difference image, remove the blob whose flatness is equal to or more than the specified threshold from the inspection target, and then match the inspection target with the master image by the number of blobs and the area of each blob. -Since the mismatch is determined, it is possible to almost eliminate the blob variation element due to the variation in the size of the inspection object,
There is an advantage that erroneous recognition such as determining that the inspection target that can be regarded as matching the master image is not matched is greatly reduced.
【0025】請求項4の発明は、検査対象を含む空間を
撮像する画像入力手段と、マスタ画像を格納したマスタ
画像メモリと、画像入力手段により撮像された画像を2
値化した2値化画像のうち検査対象から除外するマスク
領域をマスタ画像に基づいて設定するマスク領域設定手
段と、マスク領域を除外した2値化画像とマスタ画像と
の差分画像を生成する比較判定手段とを備え、比較判定
手段では、差分画像に含まれるブロッブの個数とブロッ
ブごとの面積とを求め、ブロッブの個数および面積の少
なくとも一方が規定した閾値以上であると検査対象がマ
スタ画像と不一致であると判定するものであり、マスタ
画像から生成したマスク領域を検査対象から除外し、マ
スク領域を除外した2値化画像とマスタ画像との差分画
像を用いて検査対象とマスタ画像のテンプレートとの一
致・不一致を判定するから、検査対象の大きさのばらつ
きによるブロッブの変動要素をほぼ除去することがで
き、マスタ画像に一致するとみなせる検査対象を不一致
と判定するような誤認識が大幅に低減されるという利点
がある。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image input means for picking up an image of a space including an object to be inspected, a master image memory storing a master image, and an image picked up by the image input means.
A mask area setting unit that sets a mask area to be excluded from the inspection target in the binarized image based on the master image, and a comparison that generates a difference image between the binary image excluding the mask area and the master image Determination means, and the comparison determination means obtains the number of blobs and the area of each blob included in the difference image, and when at least one of the number and the area of the blob is equal to or more than a specified threshold, the inspection object is determined to be a master image. A mask area generated from the master image is excluded from the inspection target, and a template of the inspection target and the master image is determined using a difference image between the binarized image excluding the mask area and the master image. Is determined, it is possible to remove almost all of the blob fluctuation factors due to the variation in the size of the inspection object, and the Then the test object discrepancies erroneous as to determine recognition considered an advantage that is greatly reduced.
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態において生じるブロ
ッブの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a blob generated in the first embodiment of the present invention.
【図3】従来方法を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional method.
1 カメラ 2 A/D変換器 3 画像メモリ 4 マスタ画像メモリ 5 比較判定手段 6 外部出力手段 7 D/A変換器 8 表示装置 Reference Signs List 1 camera 2 A / D converter 3 image memory 4 master image memory 5 comparison / determination means 6 external output means 7 D / A converter 8 display device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 AA01 BA02 CA02 CA12 CA16 DA03 DB02 DB08 DC04 DC09 DC33 5L096 AA07 BA03 CA02 FA53 FA59 GA08 HA07 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 5B057 AA01 BA02 CA02 CA12 CA16 DA03 DB02 DB08 DC04 DC09 DC33 5L096 AA07 BA03 CA02 FA53 FA59 GA08 HA07
Claims (4)
り撮像し2値化した2値化画像と、マスタ画像メモリに
格納されたマスタ画像とを照合する画像処理によるパタ
ーン照合方法において、2値化画像とマスタ画像との差
分画像を比較判定手段により生成し、次に比較判定手段
では、差分画像に含まれるブロッブの個数とブロッブご
との面積および偏平率とを求め、偏平率が規定した閾値
以上であるブロッブは検査対象から除外し、残されたブ
ロッブの個数および面積の少なくとも一方が規定した閾
値以上であると検査対象がマスタ画像と不一致であると
判定することを特徴とする画像処理によるパターン照合
方法。1. A pattern matching method by image processing for matching a binarized image obtained by imaging a space including an inspection object by image input means and binarizing the image and a master image stored in a master image memory. The difference image between the structured image and the master image is generated by the comparison and determination means, and then the comparison and determination means obtains the number of blobs included in the difference image, the area and the flattening rate for each blob, The blob that has been described above is excluded from the inspection target, and the image processing is characterized by determining that the inspection target does not match the master image when at least one of the number and the area of the remaining blobs is equal to or greater than a specified threshold. Pattern matching method.
り撮像し2値化した2値化画像と、マスタ画像メモリに
格納されたマスタ画像とを照合する画像処理によるパタ
ーン照合方法において、マスタ画像に基づいて2値化画
像のうち検査対象から除外するマスク領域を設定し、マ
スク領域を除外した2値化画像とマスタ画像との差分画
像を比較判定手段により生成し、次に比較判定手段で
は、差分画像に含まれるブロッブの個数とブロッブごと
の面積とを求め、ブロッブの個数および面積の少なくと
も一方が規定した閾値以上であると検査対象がマスタ画
像と不一致であると判定することを特徴とする画像処理
によるパターン照合方法。2. A pattern matching method by image processing for matching a binarized image obtained by imaging a space including an inspection target by image input means and binarizing the image with a master image stored in a master image memory. A mask area to be excluded from the inspection target in the binarized image is set based on the above, a difference image between the binarized image excluding the mask area and the master image is generated by the comparison determination means, and then the comparison determination means Determine the number of blobs included in the difference image and the area of each blob, and determine that the inspection target does not match the master image if at least one of the number of blobs and the area is equal to or greater than a specified threshold. Pattern matching method by image processing.
手段と、マスタ画像を格納したマスタ画像メモリと、画
像入力手段により撮像された画像を2値化した2値化画
像とマスタ画像との差分画像を生成する比較判定手段と
を備え、比較判定手段では、差分画像に含まれるブロッ
ブの個数とブロッブごとの面積および偏平率とを求め、
偏平率が規定した閾値以上であるブロッブは検査対象か
ら除外し、残されたブロッブの個数および面積の少なく
とも一方が規定した閾値以上であると検査対象がマスタ
画像と不一致であると判定することを特徴とする画像処
理によるパターン照合装置。3. An image input unit for imaging a space including an inspection target, a master image memory storing a master image, and a binary image obtained by binarizing an image captured by the image input unit and a master image. A comparison determination unit that generates a difference image, wherein the comparison determination unit obtains the number of blobs included in the difference image, and the area and flatness of each blob,
Blobs whose flatness is equal to or more than a specified threshold are excluded from the inspection target, and when at least one of the number and area of the remaining blob is equal to or more than the specified threshold, it is determined that the inspection target does not match the master image. A pattern matching device using image processing as a feature.
手段と、マスタ画像を格納したマスタ画像メモリと、画
像入力手段により撮像された画像を2値化した2値化画
像のうち検査対象から除外するマスク領域をマスタ画像
に基づいて設定するマスク領域設定手段と、マスク領域
を除外した2値化画像とマスタ画像との差分画像を生成
する比較判定手段とを備え、比較判定手段では、差分画
像に含まれるブロッブの個数とブロッブごとの面積とを
求め、ブロッブの個数および面積の少なくとも一方が規
定した閾値以上であると検査対象がマスタ画像と不一致
であると判定することを特徴とする画像処理によるパタ
ーン照合装置。4. An image input unit for capturing an image of a space including an inspection target, a master image memory storing a master image, and a binary image obtained by binarizing an image captured by the image input unit. A mask region setting unit configured to set a mask region to be excluded based on the master image; and a comparison determination unit configured to generate a difference image between the binarized image excluding the mask region and the master image. An image characterized by determining the number of blobs included in the image and the area of each blob, and determining that the inspection target does not match the master image when at least one of the number and the area of the blobs is equal to or greater than a specified threshold. Pattern matching device by processing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000380971A JP2002183733A (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Pattern collation method and device by image processing |
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