Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6326243B2 - Image processing apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6326243B2 - Image processing apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus - Google Patents

Image processing apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP6326243B2
JP6326243B2 JP2014029370A JP2014029370A JP6326243B2 JP 6326243 B2 JP6326243 B2 JP 6326243B2 JP 2014029370 A JP2014029370 A JP 2014029370A JP 2014029370 A JP2014029370 A JP 2014029370A JP 6326243 B2 JP6326243 B2 JP 6326243B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coordinates
design
real
vector
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014029370A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015153364A (en
Inventor
達也 日名子
達也 日名子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takaoka Toko Co Ltd
Original Assignee
Takaoka Toko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Takaoka Toko Co Ltd filed Critical Takaoka Toko Co Ltd
Priority to JP2014029370A priority Critical patent/JP6326243B2/en
Publication of JP2015153364A publication Critical patent/JP2015153364A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6326243B2 publication Critical patent/JP6326243B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

本発明の実施形態は、画像から所定の物体を検出する画像処理装置および立体形状計測装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an image processing apparatus and a three-dimensional shape measurement apparatus that detect a predetermined object from an image.

従来、画像から所定の物体を検出する技術として種々の画像処理技術が開発されている。たとえば、特開2005−29312号公報(特許文献1)には、正規化相関法によるパターンマッチングにより、入力画像の中から登録画像(テンプレート画像)と類似する部分画像を特定する技術が開示されている。   Conventionally, various image processing techniques have been developed as techniques for detecting a predetermined object from an image. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2005-29312 (Patent Document 1) discloses a technique for specifying a partial image similar to a registered image (template image) from an input image by pattern matching using a normalized correlation method. Yes.

この種の画像から所定の物体を検出する技術は、様々な場面に適用することができる。たとえば、CAD情報(Computer Aided Design)などの設計情報にもとづいて複数の対象物要素(たとえばバンプなど)を配設した対象物(ワーク)を作製した場合を考える。この場合、作製された対象物を撮像した画像である対象物画像(ワーク画像)にもとづいて、作製されたワークの各バンプの形状や配設位置が設計情報と比較評価されることがある。   A technique for detecting a predetermined object from this type of image can be applied to various scenes. For example, consider a case where an object (work) in which a plurality of object elements (for example, bumps) are arranged based on design information such as CAD information (Computer Aided Design). In this case, on the basis of an object image (work image) that is an image obtained by imaging the manufactured object, the shape and arrangement position of each bump of the manufactured work may be compared and evaluated with design information.

このとき、設計情報上の位置を定義するための座標系(以下、設計座標系という)における各対象物要素の目標配設位置を示す座標(以下、要素設計座標という)と、対象物画像上の位置を定義するための座標系(以下、実座標系という)における実際に配設された各対象物要素の位置を示す座標(以下、要素実座標という)とを関連付けることが重要となる。以下、要素設計座標と要素実座標とを関連付けるための情報をアライメント情報という。アライメント情報は、要素設計座標と要素実座標とを関連付けるための情報であればよく、例えば設計情報に含まれる基準点の設計座標(以下、基準座標という)に対応する実座標の情報などが含まれる。   At this time, the coordinates (hereinafter referred to as element design coordinates) indicating the target arrangement position of each object element in the coordinate system (hereinafter referred to as design coordinate system) for defining the position on the design information, and the object image It is important to associate the coordinates (hereinafter referred to as element actual coordinates) indicating the position of each object element actually disposed in a coordinate system (hereinafter referred to as actual coordinate system) for defining the position of Hereinafter, information for associating element design coordinates and element actual coordinates is referred to as alignment information. The alignment information may be information for associating the element design coordinates with the element actual coordinates, and includes, for example, information on the actual coordinates corresponding to the design coordinates of the reference point (hereinafter referred to as reference coordinates) included in the design information. It is.

画像から所定の物体を検出する従来の技術は、このアライメント情報を取得する技術として用いることができる。たとえば、所定のテンプレート画像をあらかじめ登録画像としておくことで、ワーク画像に対して正規化相関法によるパターンマッチングを行うことによりアライメント情報を取得することができる。   A conventional technique for detecting a predetermined object from an image can be used as a technique for acquiring this alignment information. For example, by setting a predetermined template image as a registered image in advance, alignment information can be obtained by performing pattern matching by a normalized correlation method on the work image.

特開2005−293152号公報JP-A-2005-293152

しかし、上記の画像から所定の物体を検出する技術は、アライメント情報を取得する技術としては不十分である。   However, the technique for detecting a predetermined object from the above image is insufficient as a technique for acquiring alignment information.

たとえば、直線近似法を用いてアライメント情報を取得する場合、たとえば複数のバンプが2次元に配置されているとき、ワーク画像中の複数のバンプのうち上下端および左右端に沿った直線を最小2乗法により抽出して交点をアライメントマークの位置とするとよい。しかし、直線近似法では、ワーク画像の明暗変化に弱く、また画像中のゴミの存在に弱いなど、前提条件が高く利便性が悪い。   For example, when acquiring alignment information using a straight line approximation method, for example, when a plurality of bumps are two-dimensionally arranged, a minimum of 2 straight lines along the upper and lower ends and the left and right ends of the plurality of bumps in the work image are used. It is good to extract by the multiplication method and make an intersection into the position of an alignment mark. However, the linear approximation method is not convenient because of high preconditions, such as being weak against changes in light and darkness of the work image and weak against the presence of dust in the image.

また、正規化相関法は、明暗の変化に対してはロバストであるものの、ワーク画像の隠れ(オクルージョン)やワーク画像の回転に弱い。また、正規化相関法を用いる場合、登録画像をあらかじめ用意しておく必要がある。しかし、登録画像の選定には一定の技術や知識が必要であり、登録画像の選定者の熟練度によって検出精度が大きく左右されてしまう。また、正規化相関法は、登録画像とワーク画像とを画素ごとに対比して計算するため、膨大な演算量が必要となり演算時間が長くなってしまう。さらに、正規化相関法においてバンプの配設パターンの多様性に対応するためには、登録画像を大きくとる必要があるため、計算時間がより長くなってしまう。   In addition, the normalized correlation method is robust against changes in light and dark, but is weak against work image hiding (occlusion) and work image rotation. When using the normalized correlation method, it is necessary to prepare a registered image in advance. However, selection of a registered image requires a certain technique and knowledge, and the detection accuracy greatly depends on the skill level of the registered image selector. In addition, since the normalized correlation method calculates the registered image and the work image in comparison with each pixel, a huge amount of calculation is required and the calculation time becomes long. Furthermore, in order to cope with the variety of bump arrangement patterns in the normalized correlation method, it is necessary to take a large registered image, so that the calculation time becomes longer.

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、登録画像を用いることなく容易にアライメント情報を取得することができる画像処理装置および立体形状計測装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an image processing apparatus and a three-dimensional shape measurement apparatus that can easily acquire alignment information without using a registered image.

本発明の一実施形態に係る画像処理装置は、上述した課題を解決するために、複数の対象物要素を配設した対象物を作製するための設計情報から、前記設計情報上の位置を定義するための設計座標系における、各対象物要素の目標配設位置を示す設計座標である要素設計座標を取得し、対象物要素ごとに自らの要素設計座標と複数の他の要素設計座標との間の相対ベクトルからなる設計ベクトル群を生成する設計ベクトル生成部と、前記設計情報にもとづいて作製された前記対象物を撮像した対象物画像にもとづいて、前記対象物画像上の位置を定義するための実座標系における、各対象物要素の実際の配設位置を示す実座標である要素実座標を取得する実座標取得部と、前記対象物画像中の対象物要素ごとに自らの要素実座標と複数の他の要素実座標との間の相対ベクトルからなる実ベクトル群を生成する実ベクトル生成部23と、前記設計ベクトル群と前記実ベクトル群とを比較することにより、前記設計情報に含まれる基準点の設計座標に対応する実座標を特定するアライメント情報取得部と、を有するアライメント処理部を備える。また、前記アライメント部は、前記設計ベクトル群を統合して統合ベクトルを生成する統合ベクトル生成部をさらに備える。また、前記アライメント情報取得部は、前記統合ベクトルと前記実ベクトル群とを比較することにより、前記基準点の設計座標に対応する前記実座標を特定するIn order to solve the above-described problem, an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention defines a position on the design information from design information for producing an object in which a plurality of object elements are arranged. In the design coordinate system for obtaining the element design coordinates, which are the design coordinates indicating the target arrangement position of each object element, and for each object element, the element design coordinates and a plurality of other element design coordinates A design vector generation unit that generates a design vector group composed of relative vectors between them, and a position on the object image based on an object image obtained by imaging the object created based on the design information An actual coordinate acquisition unit for acquiring element actual coordinates, which are actual coordinates indicating the actual arrangement position of each object element, and each element element in the object image. Coordinates and several other The real vector generation unit 23 for generating a real vector group composed of relative vectors between the real coordinates and the design vector group and the real vector group are compared to design the reference point included in the design information. obtain Bei alignment processing unit having, an alignment information acquisition unit for identifying the real coordinates corresponding to the coordinates. The alignment unit further includes an integrated vector generation unit that generates an integrated vector by integrating the design vector group. In addition, the alignment information acquisition unit identifies the real coordinates corresponding to the design coordinates of the reference point by comparing the integrated vector and the real vector group .

本発明に係る画像処理装置および立体形状計測装置によれば、登録画像を用いることなく容易にアライメント情報を取得することができる。   According to the image processing apparatus and the three-dimensional shape measurement apparatus according to the present invention, alignment information can be easily acquired without using a registered image.

本発明の第1実施形態に係る画像処理装置の一構成例を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration example of an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. (a)はCAD画像の一例を示す説明図、(b)はCAD情報にもとづいて作製された対象物を撮像した対象物画像の一例を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows an example of a CAD image, (b) is explanatory drawing which shows an example of the target object image which imaged the target object produced based on CAD information. 設計ベクトル生成部により設計ベクトル群を生成する際の様子の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the mode at the time of producing | generating a design vector group by a design vector production | generation part. (a)は要素設計座標の一例を示す説明図、(b)は設計ベクトル群の一例を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows an example of an element design coordinate, (b) is explanatory drawing which shows an example of a design vector group. (a)は要素実座標の一例を示す説明図、(b)は実ベクトル群の一例を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows an example of an element real coordinate, (b) is explanatory drawing which shows an example of a real vector group. 図1に示す画像処理装置のCPUにより、登録画像を用いることなく容易に基準座標に対応する実座標の情報を取得する際の手順を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a procedure when the CPU of the image processing apparatus shown in FIG. 1 easily obtains real coordinate information corresponding to reference coordinates without using a registered image. 本発明の第2実施形態に係る画像処理装置の一構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the example of 1 structure of the image processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. (a)は設計ベクトル群の一例を示す説明図、(b)は統合ベクトルおよび統合要素ベクトルごとの尤度情報の一例を示す説明図、(c)は2つの設計ベクトル群で生成される統合ベクトル4および統合要素ベクトルごとの尤度情報の一例を示す図、(d)は(c)に示す統合ベクトルのもととなる2つの設計ベクトル群の一例を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows an example of a design vector group, (b) is explanatory drawing which shows an example of likelihood information for every integration vector and integration element vector, (c) is the integration produced | generated by two design vector groups The figure which shows an example of the likelihood information for every vector 4 and integration element vector, (d) is explanatory drawing which shows an example of two design vector groups used as the origin of the integration vector shown in (c). アライメント情報取得部により実行される統合ベクトルを用いたマッチング処理の様子を説明するための図。The figure for demonstrating the mode of the matching process using the integrated vector performed by the alignment information acquisition part. 図7に示す画像処理装置のCPUにより、登録画像を用いることなく統合ベクトルを用いて容易に基準座標に対応する実座標の情報を取得する際の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure at the time of acquiring easily the information of the real coordinate corresponding to a reference | standard coordinate using an integrated vector, without using a registration image by CPU of the image processing apparatus shown in FIG. 図10のステップS12でアライメント情報取得部により実行される統合ベクトルを用いたマッチング処理の手順を示すサブルーチンフローチャート。FIG. 11 is a subroutine flowchart showing a procedure of matching processing using an integrated vector executed by the alignment information acquisition unit in step S <b> 12 of FIG. 10. 図10のステップS12でアライメント情報取得部により実行される統合ベクトルを用いたマッチング処理の他の手順を示すサブルーチンフローチャート。FIG. 11 is a subroutine flowchart showing another procedure of matching processing using an integrated vector executed by the alignment information acquisition unit in step S12 of FIG. 対象物画像内での対象物が所定の回転角度を有する場合において、任意の要素実座標REALjの実ベクトル群と統合ベクトルとを比較した様子の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of a mode that the real vector group of arbitrary element real coordinates REALj and the integrated vector were compared when the target object in a target object image has a predetermined rotation angle. 実ベクトルk=1と、この実ベクトルに対応する統合要素ベクトルとのなす角θk=θ1を求める様子の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of a mode which calculates | requires angle | corner (theta) k = (theta) 1 which real vector k = 1 and the integration element vector corresponding to this real vector. (a)は図14に示す例において統合ベクトルをθ1の半分だけ回転補正した様子を説明するための図、(b)は、図15(a)に示した回転補正後の統合ベクトルを用いて実ベクトルk=2とこの実ベクトルに対応する統合要素ベクトルとのなす角θk=θ2を求める様子の一例を示す説明図。14A is a diagram for explaining a state in which the integrated vector is rotationally corrected by half of θ1 in the example shown in FIG. 14, and FIG. 15B is a diagram using the integrated vector after the rotational correction shown in FIG. Explanatory drawing which shows an example of a mode which calculates | requires angle | corner (theta) k = (theta) 2 which real vector k = 2 and the integration element vector corresponding to this real vector. 本発明の第3実施形態に係る画像処理装置の一構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the example of 1 structure of the image processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. (a)は抽出対象物の一例としての三角形を示す説明図、(b)は抽出対象物の形状に応じてあらかじめ記憶媒体に記憶される抽出対象の特徴点と検出対象図形の基準点間のベクトルの一例を示す説明図、(c)は入力画像の特徴点をもとに基準点に対して投票処理が行われる様子の一例を示す説明図、(d)は種々の抽出対象物の形状の例を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows the triangle as an example of an extraction target object, (b) is between the feature point of the extraction target previously memorize | stored in a storage medium according to the shape of the extraction target object, and the reference point of a detection target figure An explanatory view showing an example of a vector, (c) is an explanatory view showing an example of a voting process performed on a reference point based on a feature point of an input image, and (d) is a shape of various extraction objects. Explanatory drawing which shows the example of. 一般化ハフ変換により円形形状の抽出対象物を抽出する際の様子の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the mode at the time of extracting the extraction object of circular shape by generalized Hough transformation. 図6のステップS3で図16に示す画像処理装置の実座標取得部により実行される要素実座標の取得処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the acquisition process of the element real coordinate performed by the real coordinate acquisition part of the image processing apparatus shown in FIG. 16 by step S3 of FIG. 図19のステップS52で実座標取得部により実行される二値化処理およびラベリング処理の手順を示すサブルーチンフローチャート。The subroutine flowchart which shows the procedure of the binarization process and labeling process which are performed by the real coordinate acquisition part by FIG.19 S52. 図20に示す手順における二値化処理およびラベリング処理を説明するための図。The figure for demonstrating the binarization process and labeling process in the procedure shown in FIG. (a)は、対象物要素が円形形状である場合において、1つの特徴点(x、y)に対して共起されるべき予想特徴点を3つ抽出した様子の一例を示す説明図、(b)は(a)に示す場合において抽出された共起されるべき特徴点のエッジの法線方向の向きの一例を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows an example of a mode that three prediction feature points which should co-occur with respect to one feature point (x, y) are extracted when an object element is circular shape. FIG. 7B is an explanatory diagram illustrating an example of the direction of the normal direction of the edge of the feature point to be co-extracted extracted in the case illustrated in FIG. 対象物要素が任意の形状であっても共起性GHTを適用可能であることを説明するための図。The figure for demonstrating that co-occurrence GHT is applicable even if a target object element is arbitrary shapes. 図6のステップS3で図16に示す画像処理装置の実座標取得部により実行される要素実座標の取得処理の他の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the other procedure of the acquisition process of the element real coordinate performed by the real coordinate acquisition part of the image processing apparatus shown in FIG. 16 by step S3 of FIG. 図22のステップS80で実座標取得部により実行される共起性GHT画像生成処理の手順を示すサブルーチンフローチャート。FIG. 23 is a subroutine flowchart showing a procedure of co-occurrence GHT image generation processing executed by a real coordinate acquisition unit in step S80 of FIG. 本発明の第4実施形態に係る画像処理装置を含む立体形状計測装置の一構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the example of 1 structure of the solid-shape measuring apparatus containing the image processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 焦点位置変更部の一構成例を示す斜視図。The perspective view which shows the example of 1 structure of a focus position change part. 本発明の第4実施形態に係る画像処理装置の一構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the example of 1 structure of the image processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.

本発明に係る画像処理装置および立体形状計測装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。   Embodiments of an image processing apparatus and a three-dimensional shape measurement apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(1.第1の実施形態)
(1−1.構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像処理装置10の一構成例を示すブロック図である。
(1. First embodiment)
(1-1. Configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an image processing apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention.

画像処理装置10は、図1に示すように、入力部11、表示部12、ネットワーク接続部13、記憶部14および制御部15を有する。   As illustrated in FIG. 1, the image processing apparatus 10 includes an input unit 11, a display unit 12, a network connection unit 13, a storage unit 14, and a control unit 15.

入力部11は、たとえばキーボード、トラックボール、タッチパネル、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を制御部15に出力する。   The input unit 11 is configured by a general input device such as a keyboard, a trackball, a touch panel, and a numeric keypad, and outputs an operation input signal corresponding to a user operation to the control unit 15.

表示部12は、たとえば液晶ディスプレイやOLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、制御部15の制御に従ってCAD画像などの各種画像を表示する。   The display unit 12 includes a general display output device such as a liquid crystal display or an OLED (Organic Light Emitting Diode) display, and displays various images such as a CAD image under the control of the control unit 15.

ネットワーク接続部13は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続部13は、この各種プロトコルに従って画像処理装置10と他の電気機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。   The network connection unit 13 implements various information communication protocols according to the network form. The network connection unit 13 connects the image processing apparatus 10 and other electrical devices according to these various protocols. For this connection, an electrical connection via an electronic network can be applied.

ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線/有線LANやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。   Here, the electronic network means an information communication network using telecommunications technology in general, and includes a telephone communication line network, an optical fiber communication network, a cable communication network, and a satellite communication network in addition to a wireless / wired LAN and an Internet network. Including.

記憶部14は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、制御部15のCPUにより読み書き可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶部14は、あらかじめ設計情報(たとえばCAD情報)を記憶している。CAD情報は、複数の対象物要素(たとえばバンプなど)を配設した対象物(ワーク)を作製するための設計情報である。設計情報は、ネットワーク接続部13によりネットワークを介してダウンロードされてもよい。   The storage unit 14 includes a recording medium that can be read and written by the CPU of the control unit 15 such as a magnetic or optical recording medium or a semiconductor memory. The storage unit 14 stores design information (for example, CAD information) in advance. The CAD information is design information for producing an object (work) on which a plurality of object elements (for example, bumps) are arranged. The design information may be downloaded via the network by the network connection unit 13.

制御部15は、CPU、RAMおよびROMをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたアライメント処理プログラムに従って画像処理装置10を制御する。   The control unit 15 includes a storage medium such as a CPU, a RAM, and a ROM, and controls the image processing apparatus 10 according to an alignment processing program stored in the storage medium.

より具体的には、制御部15のCPUは、ROMをはじめとする記憶媒体に記憶されたアライメント処理プログラムおよびこのプログラムの実行のために必要なデータをRAMへロードし、このプログラムに従って、登録画像を用いることなく容易に基準座標(基準点の設計座標)に対応する実座標の情報(アライメント情報)を取得するための処理を実行する。   More specifically, the CPU of the control unit 15 loads an alignment processing program stored in a storage medium such as a ROM and data necessary for the execution of the program into the RAM, and registers the registered image according to the program. A process for easily acquiring information (alignment information) of actual coordinates corresponding to the reference coordinates (design coordinates of the reference points) is executed without using.

制御部15のRAMは、CPUが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。制御部15のROMをはじめとする記憶媒体は、アライメント処理プログラムや、プログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。   The RAM of the control unit 15 provides a work area for temporarily storing programs and data executed by the CPU. The storage medium such as the ROM of the control unit 15 stores an alignment processing program and various data necessary for executing the program.

なお、ROMをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、CPUにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。   A storage medium such as a ROM has a configuration including a recording medium readable by a CPU, such as a magnetic or optical recording medium or a semiconductor memory, and a part of programs and data in the storage medium. Or you may comprise so that all may be downloaded via an electronic network.

図1に示すように、制御部15のCPUは、アライメント処理プログラムによって、少なくともアライメント処理部20として機能する。このアライメント処理部20は、RAMの所要のワークエリアをデータの一時的な格納場所として利用する。なお、この機能実現部は、CPUを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成してもよい。   As shown in FIG. 1, the CPU of the control unit 15 functions as at least the alignment processing unit 20 according to the alignment processing program. The alignment processing unit 20 uses a required work area of the RAM as a temporary storage location for data. In addition, this function realization part may be comprised by hardware logics, such as a circuit, without using CPU.

図2(a)はCAD画像の一例を示す説明図であり、(b)はCAD情報にもとづいて作製された対象物を撮像した対象物画像の一例を示す説明図である。   FIG. 2A is an explanatory diagram illustrating an example of a CAD image, and FIG. 2B is an explanatory diagram illustrating an example of an object image obtained by capturing an object manufactured based on CAD information.

アライメント処理部20は、設計ベクトル生成部21、実座標取得部22、実ベクトル生成部23およびアライメント情報取得部24を有する。   The alignment processing unit 20 includes a design vector generation unit 21, a real coordinate acquisition unit 22, a real vector generation unit 23, and an alignment information acquisition unit 24.

アライメント処理部20は、大きくは、設計画像の対象物要素の目標配設位置を示す要素設計座標と、対象物に実装された対象物要素が実際に配設された要素実座標とを関連付ける。以下、図3−5を用いてアライメント処理部20の構成について詳細に説明する。   In general, the alignment processing unit 20 associates element design coordinates indicating the target arrangement position of the object element of the design image with element actual coordinates where the object element mounted on the object is actually arranged. Hereinafter, the configuration of the alignment processing unit 20 will be described in detail with reference to FIGS.

図3は、設計ベクトル生成部21により設計ベクトル群を生成する際の様子の一例を示す説明図である。図3には、対象物要素が2次元に配列される場合における配列の左上の隅部分の一例を示した。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a state when a design vector group is generated by the design vector generation unit 21. FIG. 3 shows an example of the upper left corner of the array when the object elements are arrayed two-dimensionally.

また、図4(a)は要素設計座標の一例を示す説明図であり、(b)は設計ベクトル群の一例を示す説明図である。   FIG. 4A is an explanatory diagram showing an example of element design coordinates, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing an example of a design vector group.

設計ベクトル生成部21は、記憶部14に記憶された設計情報からあらかじめ、設計情報上の位置を定義するための設計座標系における、各対象物要素の目標配設位置を示す設計座標である要素設計座標を取得する。対象物要素の要素設計座標としては、たとえば対象物要素が占める領域の中心や重心などの代表座標を用いる。また、設計ベクトル生成部21は、複数の要素設計座標ごとに、自らの座標と複数の他の対象物要素の要素設計座標との間の相対ベクトル(設計ベクトル)からなる設計ベクトル群を生成する。   The design vector generation unit 21 is an element that is a design coordinate indicating a target arrangement position of each object element in a design coordinate system for defining a position on the design information in advance from the design information stored in the storage unit 14. Get design coordinates. As the element design coordinates of the object element, for example, representative coordinates such as the center and the center of gravity of the area occupied by the object element are used. In addition, the design vector generation unit 21 generates a design vector group including a relative vector (design vector) between its own coordinates and element design coordinates of a plurality of other object elements for each of a plurality of element design coordinates. .

より具体的には、設計ベクトル生成部21は図3に示すように、まず所定領域31に属する対象物要素の要素設計座標を取得する。次に、取得した要素設計座標のそれぞれについて、所定距離32内に位置する他の要素設計座標を取得する。そして、設計ベクトル生成部21は、複数の要素設計座標ごとに、自座標と取得した他の要素設計座標との間の相対ベクトル(設計ベクトル)からなる設計ベクトル群を生成する(図4(b)参照)。   More specifically, as shown in FIG. 3, the design vector generation unit 21 first acquires the element design coordinates of the object element belonging to the predetermined area 31. Next, for each of the acquired element design coordinates, another element design coordinate located within the predetermined distance 32 is acquired. And the design vector production | generation part 21 produces | generates the design vector group which consists of a relative vector (design vector) between an own coordinate and the acquired other element design coordinate for every some element design coordinate (FIG.4 (b) )reference).

なお、以下の説明では、要素設計座標を適宜CADi(ただしiは1、2、・・・、l、lは自然数を表す)と称する(図4(a)、(b)参照)。   In the following description, the element design coordinates are appropriately referred to as CADi (where i represents 1, 2,..., L, l represent natural numbers) (see FIGS. 4A and 4B).

CAD情報は、当然ながら対象物の作製前に生成されている。このため、設計ベクトル生成部21は、対象物画像が撮像される前にあらかじめCAD情報から設計ベクトル群を生成しておくことができる。   The CAD information is naturally generated before the object is manufactured. For this reason, the design vector generation unit 21 can generate a design vector group from CAD information in advance before an object image is captured.

図5(a)は要素実座標の一例を示す説明図であり、(b)は実ベクトル群の一例を示す説明図である。   FIG. 5A is an explanatory diagram illustrating an example of element real coordinates, and FIG. 5B is an explanatory diagram illustrating an example of a real vector group.

実座標取得部22は、設計情報にもとづいて作製された対象物を撮像部1が撮像した対象物画像にもとづいて、対象物画像上の位置を定義するための実座標系における、所定領域31に属する各対象物要素の実際の配設位置を示す実座標である要素実座標を取得する。なお、以下の説明では、要素実座標を適宜REALj(ただしjは1、2、・・・、m、mは自然数であり所定領域31に属する要素実座標の総数を表す)と称する(図5(a)、(b)参照)。   The real coordinate acquisition unit 22 is a predetermined region 31 in the real coordinate system for defining a position on the target image based on the target image captured by the imaging unit 1 based on the target created based on the design information. Element real coordinates, which are real coordinates indicating the actual arrangement positions of the respective object elements belonging to, are acquired. In the following description, the element actual coordinates are appropriately referred to as REALj (where j is 1, 2,..., M, m are natural numbers and represent the total number of element actual coordinates belonging to the predetermined region 31) (FIG. 5). (Refer to (a) and (b)).

撮像部1は、たとえばCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサにより構成される。   The imaging unit 1 is composed of, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.

実座標取得部22は、撮像部1が撮像した対象物画像(いわゆる輝度画像)そのものから要素実座標を取得してもよいし、対象物画像に対してパターンマッチング(たとえば正規化相関法、一般化ハフ変換(GHT、Generalized Hough Transform)など)などの特徴量抽出処理を施した画像から要素実座標を取得してもよいし、対象物画像に対して特徴量抽出処理を施した画像または対象物画像そのものに対して二値化処理を施した画像から要素実座標を取得してもよい。   The actual coordinate acquisition unit 22 may acquire the element actual coordinates from the object image (so-called luminance image) itself captured by the imaging unit 1, or pattern matching (for example, normalized correlation method, general Element actual coordinates may be acquired from an image subjected to feature amount extraction processing such as generalized Hough transform (GHT, Generalized Hough Transform, etc.), or an image or target subjected to feature amount extraction processing on an object image Element actual coordinates may be acquired from an image obtained by binarizing the object image itself.

また二値画像に対してラベリング処理を施してから各ラベルの代表座標を要素実座標として取得してもよいし、対象物の距離画像であってもよい。すなわち、実座標取得部22は、対象物画像にもとづいて要素実座標を取得することができる。なお、ラベリング処理を施す場合、ラベルの情報があれば要素実座標を取得可能である。このため、ラベリング処理を施した後は、対象物画像を記憶媒体から削除してもよい。   Moreover, after performing a labeling process with respect to a binary image, the representative coordinate of each label may be acquired as an element actual coordinate, and the distance image of a target object may be sufficient. That is, the actual coordinate acquisition unit 22 can acquire the element actual coordinates based on the object image. When labeling processing is performed, the element actual coordinates can be acquired if there is label information. For this reason, the object image may be deleted from the storage medium after the labeling process is performed.

実ベクトル生成部23は、要素実座標ごとに、所定距離32内に位置する他の要素実座標を取得し、自座標と取得した他の要素実座標との間の相対ベクトル(実ベクトル)からなる実ベクトル群を生成する(図5(b)参照)。なお、以下の説明では、実ベクトル群を構成する実ベクトルを必要に応じて実ベクトルk(ただしkは1、2、・・・、n、nは自然数を表す)と称する。   For each element actual coordinate, the actual vector generation unit 23 acquires another element actual coordinate located within the predetermined distance 32, and uses a relative vector (real vector) between the own coordinate and the acquired other element actual coordinates. A real vector group is generated (see FIG. 5B). In the following description, real vectors constituting the real vector group are referred to as real vectors k (where k is 1, 2,..., N, n represent natural numbers) as necessary.

アライメント情報取得部24は、複数の対象物要素ごとに生成された設計ベクトル群と要素実座標ごとに生成された実ベクトル群とを比較(照合)する。そして、この比較結果にもとづいて、設計情報に含まれる基準座標に対応する実座標を特定する。   The alignment information acquisition unit 24 compares (collates) the design vector group generated for each of the plurality of object elements with the actual vector group generated for each element actual coordinate. Then, based on the comparison result, the actual coordinates corresponding to the reference coordinates included in the design information are specified.

アライメント情報取得部24は、基準座標の情報を設計情報から取得する。基準座標としては、要素設計座標のいずれかとしてもよいし、要素設計座標ではない設計座標としてもよい。基準座標が要素設計座標ではない場合、基準座標はたとえば所定の要素設計座標に対する相対位置により定義することができる。   The alignment information acquisition unit 24 acquires reference coordinate information from the design information. The reference coordinates may be any of element design coordinates or may be design coordinates that are not element design coordinates. When the reference coordinates are not element design coordinates, the reference coordinates can be defined by a relative position with respect to predetermined element design coordinates, for example.

基準座標として要素設計座標を設定する場合は、基準座標の設計ベクトル群が他の要素設計座標の設計ベクトル群にくらべ特徴的な構成となるものを選ぶとよい。たとえば対象物要素が2次元に配列される場合、4隅に位置する要素設計座標のいずれかを基準座標とするとよい。これは、4隅に位置する要素設計座標の設計ベクトル群はほぼ1象限ぶんのベクトルにより構成され、他の要素設計座標の設計ベクトル群に比べ特徴的な構成となることが多いためである。以下の説明では、基準座標(アライメントマーク)として左上の要素設計座標CAD1を用いる場合の例について説明する。   When setting element design coordinates as reference coordinates, it is preferable to select a design vector group of reference coordinates that has a characteristic configuration compared to design vector groups of other element design coordinates. For example, when the object elements are two-dimensionally arranged, any of the element design coordinates located at the four corners may be set as the reference coordinates. This is because the design vector group of the element design coordinates located at the four corners is composed of almost one quadrant of the vector, and often has a characteristic configuration compared to the design vector group of the other element design coordinates. In the following description, an example in which the upper left element design coordinate CAD1 is used as the reference coordinate (alignment mark) will be described.

この例では、アライメント情報取得部24は、対象物画像からCAD1に対応するREAL1を抽出することが目標となる。ここで、実ベクトル図4(b)の一番上と図5(b)の一番上を比較して明らかなように、CAD1の設計ベクトル群は、REAL1の実ベクトル群とは類似性が高い。このため、アライメント情報取得部24は、設計ベクトル群と実ベクトル群の類似性にもとづいて、容易にCAD1に対応するREAL1を抽出することができる。   In this example, the alignment information acquisition unit 24 is targeted to extract REAL1 corresponding to CAD1 from the object image. Here, as is clear by comparing the top of the real vector FIG. 4B and the top of FIG. 5B, the design vector group of CAD1 is similar to the real vector group of REAL1. high. Therefore, the alignment information acquisition unit 24 can easily extract REAL1 corresponding to CAD1 based on the similarity between the design vector group and the real vector group.

(1−2.動作)
次に、第1実施形態に係る画像処理装置10の動作の一例について説明する。
(1-2. Operation)
Next, an example of the operation of the image processing apparatus 10 according to the first embodiment will be described.

図6は、図1に示す画像処理装置10のCPUにより、登録画像を用いることなく容易に基準座標に対応する実座標の情報を取得する際の手順を示すフローチャートである。図6において、Sに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示す。この手順は、あらかじめCAD情報が記憶部14に記憶されてスタートとなる。   FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure when the CPU of the image processing apparatus 10 illustrated in FIG. 1 easily acquires information on real coordinates corresponding to the reference coordinates without using a registered image. In FIG. 6, reference numerals with numbers added to S indicate steps in the flowchart. This procedure starts with CAD information stored in advance in the storage unit 14.

まず、ステップS1において、設計ベクトル生成部21は、記憶部14に記憶された設計情報から、各対象物要素の要素設計座標を取得する。次に、ステップS2において、設計ベクトル生成部21は、複数の要素設計座標ごとに設計ベクトル群を生成する。   First, in step S <b> 1, the design vector generation unit 21 acquires element design coordinates of each object element from the design information stored in the storage unit 14. Next, in step S2, the design vector generation unit 21 generates a design vector group for each of a plurality of element design coordinates.

なお、ステップS1およびS2は、対象物の作製前にあらかじめ実行しておく事が可能である。   Note that steps S1 and S2 can be performed in advance before the production of the object.

次に、ステップS3において、実座標取得部22は、対象物画像にもとづいて各対象物要素の要素実座標を取得する。次に、ステップS4において、実ベクトル生成部23は、要素実座標ごとに実ベクトル群を生成する。   Next, in step S <b> 3, the actual coordinate acquisition unit 22 acquires the element actual coordinates of each object element based on the object image. Next, in step S4, the real vector generation unit 23 generates a real vector group for each element real coordinate.

そして、ステップS5において、アライメント情報取得部24は、設計ベクトル群と実ベクトル群とを比較し、基準座標に対応する実座標を特定する。   In step S <b> 5, the alignment information acquisition unit 24 compares the design vector group and the real vector group, and specifies the real coordinates corresponding to the reference coordinates.

たとえば、図4および図5に示す例において、アライメント情報取得部24は、要素設計座標CAD1、CAD2、・・・のそれぞれの設計ベクトル群と要素実座標REAL1、REAL2、・・・のそれぞれの実ベクトル群とを比較することで、CAD1の設計ベクトル群とREAL1の実ベクトル群とが対応すること、すなわちCAD1とREAL1とが対応することを容易に特定することができる。   For example, in the example shown in FIGS. 4 and 5, the alignment information acquisition unit 24 includes each design vector group of the element design coordinates CAD1, CAD2,... And each of the actual coordinates of the element actual coordinates REAL1, REAL2,. By comparing the vector group, it can be easily specified that the design vector group of CAD1 and the real vector group of REAL1 correspond, that is, that CAD1 and REAL1 correspond.

この場合、アライメント情報取得部24は、基準点(アライメントマーク)の設計座標がCAD1である旨の情報を設計情報から取得した場合、基準座標に対応する実座標がREAL1であることを容易に特定することができる。また、基準座標がCAD1から所定の相対位置である旨の情報を設計情報から取得した場合であっても、所定の相対位置の情報を用いて基準座標に対応する実座標を容易に特定できる。   In this case, when the information indicating that the design coordinate of the reference point (alignment mark) is CAD1 is acquired from the design information, the alignment information acquisition unit 24 easily specifies that the actual coordinate corresponding to the reference coordinate is REAL1. can do. Even when information indicating that the reference coordinate is a predetermined relative position from CAD 1 is acquired from the design information, the actual coordinate corresponding to the reference coordinate can be easily specified using the information on the predetermined relative position.

以上の手順により、登録画像を用いることなく容易に基準座標に対応する実座標の情報を取得することができる。   With the above procedure, it is possible to easily acquire information on real coordinates corresponding to the reference coordinates without using a registered image.

本実施形態に係る画像処理装置10は、設計情報を用い、設計ベクトル群と実ベクトル群とを比較することにより基準座標に対応する実座標を特定することができる。このため、登録画像を用いることなく容易に基準座標に対応する要素実座標の情報を取得することができる。したがって、本実施形態に係る画像処理装置10によれば、事前に登録画像を用意する必要がないため、ユーザビリティに優れ、登録画像の選定者のレベルによらず高精度に基準座標に対応する実座標の情報を取得することができる。   The image processing apparatus 10 according to the present embodiment can specify the real coordinates corresponding to the reference coordinates by using the design information and comparing the design vector group and the real vector group. For this reason, it is possible to easily obtain the element actual coordinate information corresponding to the reference coordinates without using a registered image. Therefore, according to the image processing apparatus 10 according to the present embodiment, since it is not necessary to prepare a registered image in advance, it is excellent in usability, and it corresponds to the reference coordinates with high accuracy regardless of the level of the registered image selector. Coordinate information can be acquired.

また、本実施形態に係る画像処理装置10は、画素ごとの計算を行わずに基準座標に対応する実座標の情報を取得することも可能である。このため、従来の画素ごとに計算を行う正規化相関法などのパターンマッチング技術にくらべ非常に高速に基準座標に対応する実座標の情報を取得することが可能である。さらに、図6に示す手順のうちステップS1およびS2を事前に行っておく場合、さらなる処理の高速化が可能である。   Further, the image processing apparatus 10 according to the present embodiment can also acquire information on real coordinates corresponding to the reference coordinates without performing calculation for each pixel. For this reason, it is possible to acquire information on real coordinates corresponding to the reference coordinates at a very high speed as compared with a conventional pattern matching technique such as a normalized correlation method that performs calculation for each pixel. Furthermore, when steps S1 and S2 are performed in advance in the procedure shown in FIG. 6, the processing speed can be further increased.

また、本実施形態に係る画像処理装置10は、2以上の基準座標を用い、この2以上の基準座標のそれぞれに対応する実座標を特定することにより、対象物画像内での対象物の回転角度を容易に算出することができる。   In addition, the image processing apparatus 10 according to the present embodiment uses two or more reference coordinates, and identifies the actual coordinates corresponding to each of the two or more reference coordinates, thereby rotating the object in the object image. The angle can be easily calculated.

また、本実施形態に係る画像処理装置10は設計情報を用いる。このため、複数の対象物要素が同一形状である必要はなく、また周期的に配列される必要もない。   The image processing apparatus 10 according to the present embodiment uses design information. For this reason, it is not necessary for the plurality of object elements to have the same shape, and it is not necessary to arrange them periodically.

(2.第2の実施形態)
(2−1.構成)
次に、本発明に係る画像処理装置の第2実施形態について説明する。
(2. Second Embodiment)
(2-1. Configuration)
Next, a second embodiment of the image processing apparatus according to the present invention will be described.

図7は、本発明の第2実施形態に係る画像処理装置10Aの一構成例を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of an image processing apparatus 10A according to the second embodiment of the present invention.

この第2実施形態に示す画像処理装置10Aは、設計ベクトル群を統合した統合ベクトルを生成する点で第1実施形態に示す画像処理装置10と異なる。他の構成および作用については図1に示す画像処理装置10と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。   The image processing apparatus 10A shown in the second embodiment is different from the image processing apparatus 10 shown in the first embodiment in that an integrated vector obtained by integrating a design vector group is generated. Since other configurations and operations are not substantially different from those of the image processing apparatus 10 illustrated in FIG. 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

画像処理装置10Aの制御部15Aのアライメント処理部20Aは、設計ベクトル生成部21、実座標取得部22、実ベクトル生成部23、アライメント情報取得部24Aおよび統合ベクトル生成部41を有する。   The alignment processing unit 20A of the control unit 15A of the image processing apparatus 10A includes a design vector generation unit 21, a real coordinate acquisition unit 22, a real vector generation unit 23, an alignment information acquisition unit 24A, and an integrated vector generation unit 41.

図8(a)は設計ベクトル群の一例を示す説明図であり、(b)は統合ベクトル42および統合要素ベクトル43ごとの尤度情報44の一例を示す説明図である。図8(a)は図4(b)と同一の設計ベクトル群の例であり、図8(b)はこの設計ベクトル群を統合して生成される統合ベクトル42の例である。   FIG. 8A is an explanatory diagram illustrating an example of a design vector group, and FIG. 8B is an explanatory diagram illustrating an example of likelihood information 44 for each integrated vector 42 and integrated element vector 43. FIG. 8A is an example of the same design vector group as FIG. 4B, and FIG. 8B is an example of the integrated vector 42 generated by integrating the design vector group.

また、図8(c)は2つの設計ベクトル群で生成される統合ベクトル42および統合要素ベクトル43ごとの尤度情報44の一例を示す図であり、(d)は(c)に示す統合ベクトル42のもととなる2つの設計ベクトル群の一例を示す説明図である。   FIG. 8C is a diagram showing an example of likelihood information 44 for each of the integrated vector 42 and the integrated element vector 43 generated by two design vector groups, and FIG. 8D is an integrated vector shown in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of two design vector groups that are the basis of 42.

統合ベクトル生成部41は、設計ベクトル群を統合して統合ベクトル42を生成する。このとき、統合ベクトル生成部41は、統合ベクトル42を構成する統合要素ベクトル43のそれぞれの出現頻度の情報を得ることができる。   The integrated vector generation unit 41 generates an integrated vector 42 by integrating the design vector group. At this time, the integrated vector generation unit 41 can obtain information on the appearance frequencies of the integrated element vectors 43 constituting the integrated vector 42.

統合ベクトル生成部41は、この統合要素ベクトル43の出現頻度にもとづいて、統合要素ベクトル43ごとに要素設計座標CADiのそれぞれと尤度とを関連付けた尤度情報44を生成する。このとき、統合ベクトル生成部41は、統合要素ベクトル43と同一の実ベクトルを有する実ベクトル群の要素実座標が対応する可能性が高い要素設計座標ほど高い尤度を有するように尤度情報44を生成する。   Based on the appearance frequency of the integrated element vector 43, the integrated vector generation unit 41 generates likelihood information 44 that associates each element design coordinate CADi with the likelihood for each integrated element vector 43. At this time, the integrated vector generation unit 41 has likelihood information 44 so that the element design coordinates that are likely to correspond to the element real coordinates of the real vector group having the same real vector as the integrated element vector 43 have a higher likelihood. Is generated.

たとえば、図8(d)に示す2つの設計ベクトル群を統合して図8(c)に示す統合ベクトル42を生成し、この統合ベクトル42と所定の実ベクトル群とを比較する場合を考える。ただし、所定の実ベクトル群の要素実座標はCAD1およびCAD2のいずれと対応するかは不明であるものとする。   For example, consider a case where two integrated design vector groups shown in FIG. 8D are integrated to generate an integrated vector 42 shown in FIG. 8C, and this integrated vector 42 is compared with a predetermined real vector group. However, it is unknown whether the element real coordinates of the predetermined real vector group correspond to CAD1 or CAD2.

図8(d)から明らかなように、CAD1およびCAD2のいずれの設計ベクトルも下向きのベクトルを有する。このため、下向きの統合要素ベクトル43には、CAD1およびCAD2のそれぞれに同等の重み(たとえば50ずつ)を関連付けた尤度情報44を生成する。   As is clear from FIG. 8D, both the design vectors CAD1 and CAD2 have downward vectors. Therefore, likelihood information 44 in which the same weight (for example, 50) is associated with each of CAD1 and CAD2 is generated in the downward integrated element vector 43.

一方、左向きの成分を有するベクトルは、CAD1の設計ベクトルではありえず、必ずCAD2の設計ベクトルである。このため、左向きの成分を有する統合要素ベクトル43には、CAD2に対してCAD1より大きな重みを関連付けた尤度情報44を生成する。   On the other hand, a vector having a leftward component cannot be a CAD1 design vector, but is always a CAD2 design vector. Therefore, likelihood information 44 in which a larger weight than CAD1 is associated with CAD2 is generated for the integrated element vector 43 having a leftward component.

特に、統合要素ベクトル43と同一の実ベクトルを有する実ベクトル群の要素実座標が対応し得ない要素設計座標については、負の尤度を割り当てるとよい。図8(d)の例では、左向きの成分を有する統合要素ベクトル43には、CAD1に−100、CAD2に+100の重みを関連付けた尤度情報44を割り当てる場合の例を示した。負の尤度を用いる場合、めずらしい統合要素ベクトル43と同一の実ベクトルを有する実ベクトル群はより精度よく検出することができる。   In particular, a negative likelihood may be assigned to an element design coordinate that cannot correspond to an element real coordinate of a real vector group having the same real vector as the integrated element vector 43. In the example of FIG. 8D, an example in which likelihood information 44 in which a weight of −100 is associated with CAD1 and a weight of +100 is associated with CAD2 is assigned to the integrated element vector 43 having a component facing left. When the negative likelihood is used, a real vector group having the same real vector as the rare integrated element vector 43 can be detected with higher accuracy.

図9は、アライメント情報取得部24により実行される統合ベクトル42を用いたマッチング処理の様子を説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining the state of the matching process using the integrated vector 42 executed by the alignment information acquisition unit 24.

アライメント情報取得部24Aは、統合ベクトル42と実ベクトル群とを比較することにより、基準座標に対応する実座標を特定する。具体的には、アライメント情報取得部24Aは、要素実座標の実ベクトル群を構成する実ベクトルのそれぞれについて、最も近い統合要素ベクトル43の尤度情報44を取得する。次に、アライメント情報取得部24Aは、取得した複数の尤度情報を合計することにより、要素実座標に対応する要素設計座標を特定する(図9参照)。   The alignment information acquisition unit 24A identifies the actual coordinates corresponding to the reference coordinates by comparing the integrated vector 42 and the actual vector group. Specifically, the alignment information acquisition unit 24A acquires the likelihood information 44 of the nearest integrated element vector 43 for each of the real vectors constituting the real vector group of the element real coordinates. Next, the alignment information acquisition unit 24A identifies the element design coordinates corresponding to the element actual coordinates by summing the plurality of acquired pieces of likelihood information (see FIG. 9).

これを実ベクトル群のそれぞれで繰り返すことにより、アライメント情報取得部24Aは基準座標として要素設計座標が設定されている場合は基準座標(基準座標が所定の要素設計座標に対する相対位置により定義されている場合はこの所定の要素設計座標)と要素実座標とを対応付けることができ、基準座標に対応する実座標を特定することができる。   By repeating this for each real vector group, the alignment information acquisition unit 24A defines the reference coordinates (the reference coordinates are defined by the relative positions with respect to the predetermined element design coordinates when the element design coordinates are set as the reference coordinates. In this case, the predetermined element design coordinates) can be associated with the actual element coordinates, and the actual coordinates corresponding to the reference coordinates can be specified.

(2−2.動作)
次に、第2実施形態に係る画像処理装置10Aの動作の一例について説明する。
(2−2−1.メインフロー)
図10は、図7に示す画像処理装置10AのCPUにより、登録画像を用いることなく統合ベクトル42を用いて容易に基準座標に対応する実座標の情報を取得する際の手順を示すフローチャートである。図6と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。
(2-2. Operation)
Next, an example of the operation of the image processing apparatus 10A according to the second embodiment will be described.
(2-2-1. Main flow)
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure when the CPU of the image processing apparatus 10 </ b> A illustrated in FIG. 7 easily obtains real coordinate information corresponding to the reference coordinates using the integrated vector 42 without using a registered image. . Steps equivalent to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

ステップS11において、統合ベクトル生成部41は、設計ベクトル群を統合することにより統合ベクトル42を生成するとともに、統合ベクトル42を構成する統合要素ベクトル43のそれぞれの出現頻度にもとづいて、統合要素ベクトル43ごとに要素設計座標CADiのそれぞれと尤度とを関連付けた尤度情報44を生成する。なお、ステップS11は、ステップS1およびS2と同様に対象物の作製前にあらかじめ実行しておく事が可能である。   In step S <b> 11, the integrated vector generation unit 41 generates the integrated vector 42 by integrating the design vector group, and at the same time, based on the appearance frequencies of the integrated element vectors 43 constituting the integrated vector 42. Likelihood information 44 in which each of the element design coordinates CADi and the likelihood are associated with each other is generated. Note that step S11 can be executed in advance prior to the production of the object, similarly to steps S1 and S2.

ステップS12において、アライメント情報取得部24Aは、統合ベクトル42と実ベクトル群とを比較する処理(統合ベクトルを用いたマッチング処理)を実行することにより、基準座標に対応する実座標を特定する。   In step S12, the alignment information acquisition unit 24A specifies a real coordinate corresponding to the reference coordinate by executing a process of comparing the integrated vector 42 and the real vector group (matching process using the integrated vector).

以上の手順により、登録画像を用いることなく統合ベクトル42を用いて容易に基準座標に対応する実座標の情報を取得することができる。   With the above procedure, it is possible to easily acquire information on real coordinates corresponding to the reference coordinates using the integrated vector 42 without using a registered image.

(2−2−2.統合ベクトルを用いたマッチング処理)
図11は、図10のステップS12でアライメント情報取得部24Aにより実行される統合ベクトルを用いたマッチング処理の手順を示す、サブルーチンフローチャートである。
(2-2-2. Matching process using integrated vector)
FIG. 11 is a subroutine flowchart showing the procedure of the matching process using the integrated vector executed by the alignment information acquisition unit 24A in step S12 of FIG.

ステップS21において、アライメント情報取得部24Aは、RAMの所要のワークエリアにj=1を格納する。   In step S21, the alignment information acquisition unit 24A stores j = 1 in a required work area of the RAM.

次に、ステップS22において、アライメント情報取得部24Aは、要素実座標REALjの実ベクトル群の実ベクトルに対し、大きさが小さい順にk=1、2、・・・、nを割り当てる(ただしnは自然数であり実ベクトル群を構成する実ベクトルの総数を表す)。   Next, in step S22, the alignment information acquisition unit 24A assigns k = 1, 2,..., N to the real vectors in the real vector group of the element real coordinates REALj in ascending order (where n is This is a natural number and represents the total number of real vectors constituting the real vector group).

次に、ステップS23において、アライメント情報取得部24Aは、RAMの所要のワークエリアにk=1を格納する。   Next, in step S23, the alignment information acquisition unit 24A stores k = 1 in a required work area of the RAM.

次に、ステップS24において、アライメント情報取得部24Aは、統合ベクトル42を構成する統合要素ベクトル43のうち、実ベクトルkに対応する統合要素ベクトルを推定する。たとえば、ベクトル同士の大きさの差およびベクトル同士のなす角がそれぞれ所定の閾値以内である場合、互いに対応するベクトルであると推定する。   Next, in step S <b> 24, the alignment information acquisition unit 24 </ b> A estimates an integrated element vector corresponding to the real vector k among the integrated element vectors 43 constituting the integrated vector 42. For example, when the magnitude difference between vectors and the angle between the vectors are within a predetermined threshold value, it is estimated that the vectors correspond to each other.

次に、ステップS25において、アライメント情報取得部24Aは、実ベクトルkに対応する統合要素ベクトル43の尤度情報44を取得する。   Next, in step S25, the alignment information acquisition unit 24A acquires the likelihood information 44 of the integrated element vector 43 corresponding to the real vector k.

次に、ステップS26において、アライメント情報取得部24Aは、RAMの所要のワークエリアに格納されたkに1を加える。   Next, in step S26, the alignment information acquisition unit 24A adds 1 to k stored in the required work area of the RAM.

次に、ステップS27において、アライメント情報取得部24Aは、kがn以下か否かを判定する。kがn以下である場合は、統合ベクトル42とマッチングしていない実ベクトルが残っているためステップS24にもどる。一方、kがnより大きい場合は、ステップS28に進む。   Next, in step S27, the alignment information acquisition unit 24A determines whether k is n or less. If k is n or less, the process returns to step S24 because there remains a real vector that does not match the integrated vector 42. On the other hand, if k is larger than n, the process proceeds to step S28.

次に、ステップS28において、アライメント情報取得部24Aは、実ベクトルごとに取得した尤度情報44を合計し、要素実座標REALjに対応する要素設計座標CADiを推定する(図9参照)。   Next, in step S28, the alignment information acquisition unit 24A sums the likelihood information 44 acquired for each real vector, and estimates an element design coordinate CADi corresponding to the element actual coordinate REALj (see FIG. 9).

次に、ステップS29において、アライメント情報取得部24Aは、RAMの所要のワークエリアに格納されたjに1を加える。   Next, in step S29, the alignment information acquisition unit 24A adds 1 to j stored in the required work area of the RAM.

次に、ステップS30において、アライメント情報取得部24Aは、jがm以下か否かを判定する。jがm以下である場合は、所定領域31に属する要素実座標のうち統合ベクトル42とマッチングしていない要素実座標の実ベクトル群が残っているため、ステップS22にもどる。一方、jがmより大きい場合は、ステップS31に進む。   Next, in step S30, the alignment information acquisition unit 24A determines whether j is equal to or less than m. If j is less than or equal to m, the actual vector group of the actual element coordinates that do not match the integrated vector 42 among the actual element coordinates belonging to the predetermined area 31 remains, and the process returns to step S22. On the other hand, if j is larger than m, the process proceeds to step S31.

そして、ステップS31において、アライメント情報取得部24Aは、基準座標として要素設計座標が設定されている場合は、この要素設計座標に対応する要素実座標を特定することにより、基準座標に対応する実座標を特定する。また、基準座標が所定の要素設計座標に対する相対位置により定義されている場合は、この所定の要素設計座標に対応する要素実座標を特定することにより、基準座標に対応する実座標を特定する。   In step S31, when the element design coordinates are set as the reference coordinates, the alignment information acquisition unit 24A specifies the actual coordinates corresponding to the reference coordinates by specifying the actual element coordinates corresponding to the element design coordinates. Is identified. Further, when the reference coordinates are defined by a relative position with respect to the predetermined element design coordinates, the actual coordinates corresponding to the reference coordinates are specified by specifying the element actual coordinates corresponding to the predetermined element design coordinates.

以上の手順により、登録画像を用いることなく統合ベクトル42を用いて容易に基準座標に対応する実座標の情報を取得することができる。   With the above procedure, it is possible to easily acquire information on real coordinates corresponding to the reference coordinates using the integrated vector 42 without using a registered image.

第2実施形態に係る画像処理装置10Aは、第1実施形態に係る画像処理装置10と同様の効果を奏する。   The image processing apparatus 10A according to the second embodiment has the same effects as the image processing apparatus 10 according to the first embodiment.

また、本実施形態に係る画像処理装置10Aは、統合ベクトル42と実ベクトル群とを比較する。このため、第1実施形態に係る画像処理装置10に比べて、複数の設計ベクトル群の構成が近似している場合における誤検出を低減することができる。   Further, the image processing apparatus 10A according to the present embodiment compares the integrated vector 42 and the real vector group. For this reason, compared with the image processing apparatus 10 according to the first embodiment, it is possible to reduce false detection when the configurations of a plurality of design vector groups are approximate.

また、実ベクトル群とマッチングされる対象の数が、第1実施形態に係る画像処理装置10では設計ベクトル群の数すなわち要素設計座標の数lであるのに対し、本実施形態に係る画像処理装置10Aでは統合ベクトル42の1つだけである。したがって、第1実施形態に係る画像処理装置10に比べて極めて高速に基準座標に対応する実座標を特定することができる。   The number of objects to be matched with the real vector group is the number of design vector groups, that is, the number l of element design coordinates in the image processing apparatus 10 according to the first embodiment, whereas the image processing according to the present embodiment is performed. In apparatus 10A, there is only one integrated vector 42. Therefore, the real coordinates corresponding to the reference coordinates can be specified at a very high speed as compared with the image processing apparatus 10 according to the first embodiment.

また、本実施形態に係る画像処理装置10Aは、統合ベクトル42と実ベクトル群とを比較することにより要素設計座標と要素実座標との対応を検出することができる。このため、たとえば対象物上に形成されるべき対象物要素が1つ欠損していたとしても、実ベクトル群を構成する実ベクトルの1つが失われるにすぎず、合計される尤度情報44の結果には大きな影響がない。したがって、本実施形態に係る画像処理装置10Aは、対象物画像のノイズに対してロバストである。   Further, the image processing apparatus 10A according to the present embodiment can detect the correspondence between the element design coordinates and the element actual coordinates by comparing the integrated vector 42 and the real vector group. For this reason, even if, for example, one object element to be formed on the object is missing, only one of the real vectors constituting the real vector group is lost, and the likelihood information 44 to be summed The result is not significantly affected. Therefore, the image processing apparatus 10 </ b> A according to the present embodiment is robust against the noise of the object image.

また、たとえ基準座標として要素設計座標が設定されている場合であって基準座標に対応すべき要素実座標に対象物要素が欠落してしまっている場合であっても、本実施形態に係る画像処理装置10Aは他の要素設計座標と要素実座標との対応を正確に検出できる。このため、たとえば最も信頼性の高い(合計された尤度情報44の尤度が最も高い)要素実座標を特定し、この要素実座標に対応する要素設計座標から相対的に基準座標の実座標を特定することができる。したがって、基準座標に対応すべき要素実座標に対象物要素が欠落してしまっている場合であっても、他の要素設計座標と要素実座標との対応関係にもとづいて、基準座標に対応する実座標の情報を容易に推定し取得することができる。   Further, even when the element design coordinates are set as the reference coordinates and the target element is missing in the element actual coordinates that should correspond to the reference coordinates, the image according to the present embodiment The processing apparatus 10A can accurately detect the correspondence between other element design coordinates and element actual coordinates. For this reason, for example, the most reliable element actual coordinate (the likelihood of the total likelihood information 44 is the highest) is specified, and the actual coordinate of the reference coordinate is relative to the element design coordinate corresponding to the element actual coordinate. Can be specified. Therefore, even if the target element is missing in the element actual coordinates that should correspond to the reference coordinates, it corresponds to the reference coordinates based on the correspondence between the other element design coordinates and the element actual coordinates. Real coordinate information can be easily estimated and acquired.

また、統合要素ベクトル43と同一の実ベクトルを有する実ベクトル群の要素実座標が対応し得ない要素設計座標について負の尤度を割り当てた尤度情報44を用いる場合、より正確に要素設計座標と要素実座標との対応関係を検出できる。   In addition, when using likelihood information 44 in which a negative likelihood is assigned to an element design coordinate that cannot correspond to an element real coordinate of a real vector group having the same real vector as the integrated element vector 43, the element design coordinate is more accurately used. And the correspondence between the actual coordinates of the elements can be detected.

(2−2−3.統合ベクトルを用いたマッチング処理の他の手順)
図12は、図10のステップS12でアライメント情報取得部24Aにより実行される統合ベクトルを用いたマッチング処理の他の手順を示す、サブルーチンフローチャートである。図11と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。
(2-2-3. Other procedure of matching process using integrated vector)
FIG. 12 is a subroutine flowchart showing another procedure of the matching process using the integrated vector executed by the alignment information acquisition unit 24A in step S12 of FIG. Steps equivalent to those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

この手順は、統合ベクトルを用いたマッチング処理において対象物画像内での対象物の回転角度を算出する点で図11に示す手順と異なる。   This procedure differs from the procedure shown in FIG. 11 in that the rotation angle of the object in the object image is calculated in the matching process using the integrated vector.

図13は、対象物画像内での対象物が所定の回転角度を有する場合において、任意の要素実座標REALjの実ベクトル群と統合ベクトル42とを比較した様子の一例を示す説明図である。   FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of a state in which a real vector group of an arbitrary element real coordinate REALj is compared with the integrated vector 42 when the target object in the target image has a predetermined rotation angle.

撮像部1の光軸に対する対象物の配置位置によっては、図13に示すように対象物画像内で対象物が所定の回転角度を持ってしまう場合がある。この場合、アライメント情報として基準座標に対応する実座標に加えてこの所定の回転角度の情報があると便利である。   Depending on the arrangement position of the object with respect to the optical axis of the imaging unit 1, the object may have a predetermined rotation angle in the object image as shown in FIG. In this case, it is convenient if there is information on the predetermined rotation angle in addition to the actual coordinates corresponding to the reference coordinates as the alignment information.

図14は、実ベクトルk=1と、この実ベクトルに対応する統合要素ベクトル43とのなす角θk=θ1を求める様子の一例を示す説明図である。また、図15(a)は図14に示す例において統合ベクトル42をθ1の半分だけ回転補正した様子を説明するための図であり、(b)は、図15(a)に示した回転補正後の統合ベクトル42を用いて実ベクトルk=2とこの実ベクトルに対応する統合要素ベクトル43とのなす角θk=θ2を求める様子の一例を示す説明図である。   FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of how to obtain an angle θk = θ1 between the real vector k = 1 and the integrated element vector 43 corresponding to the real vector. FIG. 15A is a diagram for explaining a state in which the integrated vector 42 is rotationally corrected by half of θ1 in the example shown in FIG. 14, and FIG. 15B is a rotational correction shown in FIG. It is explanatory drawing which shows an example of a mode which calculates | requires angle | corner (theta) k = (theta) 2 which real vector k = 2 and the integrated element vector 43 corresponding to this real vector use later integrated vector.

ステップS24で実ベクトルkに対応する統合要素ベクトルを推定すると、ステップS41において、アライメント情報取得部24Aは、実ベクトルkに対応する統合要素ベクトル43の尤度情報44を取得するとともに、実ベクトルkと統合要素ベクトル43のなす角θkを算出する(図14参照)。   When the integrated element vector corresponding to the real vector k is estimated in step S24, in step S41, the alignment information acquisition unit 24A acquires the likelihood information 44 of the integrated element vector 43 corresponding to the real vector k, and the real vector k. And an angle θk formed by the integrated element vector 43 is calculated (see FIG. 14).

次に、ステップS42において、アライメント情報取得部24Aは、統合ベクトル42をθkの半分だけ回転させる(図15(a)参照)。このとき、この回転角(θkの半分)の情報は、RAMの所要のワークエリアに格納しておき、回転補正ごとに加算しておいてもよい。この結果、ステップS27からステップS24に戻り再びステップS41を実行する際に用いられる統合要素ベクトル43は、RAMの所要のワークエリアで加算された回転補正角だけ回転補正した後のものとなる(図15(b)参照)。   Next, in step S42, the alignment information acquisition unit 24A rotates the integrated vector 42 by half of θk (see FIG. 15A). At this time, information on the rotation angle (half of θk) may be stored in a required work area of the RAM and added for each rotation correction. As a result, the integrated element vector 43 used when returning from step S27 to step S24 and executing step S41 again is obtained after rotation correction by the rotation correction angle added in the required work area of the RAM (FIG. 15 (b)).

そして、ステップS43において、アライメント情報取得部24Aは、基準座標に対応する実座標を特定するとともに、統合ベクトルの。また、基準座標が所定の要素設計座標に対する相対位置により定義されている場合は、この所定の要素設計座標に対応する要素実座標を特定することにより、基準座標に対応する実座標を特定するとともに、統合ベクトルの最終的な回転角度を特定する。この最終的な回転角度は、対象物画像内における対象物の回転角度とみなすことができる。   In step S43, the alignment information acquisition unit 24A specifies real coordinates corresponding to the reference coordinates, and the integrated vector. In addition, when the reference coordinates are defined by relative positions with respect to the predetermined element design coordinates, the actual coordinates corresponding to the reference coordinates are specified by specifying the element actual coordinates corresponding to the predetermined element design coordinates. Identify the final rotation angle of the integrated vector. This final rotation angle can be regarded as the rotation angle of the object in the object image.

以上の手順により、登録画像を用いることなく統合ベクトル42を用いて容易に基準座標に対応する実座標の情報を取得することができるとともに、対象物画像内における対象物の回転角度の情報を取得することができる。   According to the above procedure, it is possible to easily acquire the information of the real coordinates corresponding to the reference coordinates using the integrated vector 42 without using the registered image, and acquire the information of the rotation angle of the object in the object image. can do.

図12に示す手順によれば、1つの視野の対象物画像のみにもとづいて基準座標に対応する実座標および対象物画像内での対象物の回転角度の両方を特定することができる。アライメント情報を得るために2以上の基準座標を用いる場合は、撮像部1と対象物との相対位置関係を変更して2回以上の撮影を行い2視野以上の画像を用いる必要がある場合がある。これに対し、図12に示す手順によれば、撮像部1と対象物との相対位置を変更することなく一度の撮像のみでアライメント情報を取得することができる。このため、本実施形態に係る画像処理装置10Aによれば、2視野以上の対象物画像を必要とする場合に比べ、容易かつ高速にアライメント情報を取得することができる。   According to the procedure shown in FIG. 12, it is possible to specify both the actual coordinates corresponding to the reference coordinates and the rotation angle of the object in the object image based only on the object image of one field of view. When two or more reference coordinates are used in order to obtain alignment information, it may be necessary to change the relative positional relationship between the imaging unit 1 and the object and perform two or more shootings and use an image with two or more fields of view. is there. On the other hand, according to the procedure shown in FIG. 12, alignment information can be acquired by only one imaging without changing the relative position between the imaging unit 1 and the object. For this reason, according to the image processing apparatus 10A according to the present embodiment, alignment information can be acquired easily and at a higher speed than in the case where an object image having two or more visual fields is required.

また、ステップS42に示すように抽出したベクトル間角度の半分ずつずらして行く場合、前回検出したベクトル間角度θkに対する今回検出したベクトル間角度θk+1の差が所定角度以上である場合や前回までのベクトル間角度の分散や平均などにもとづいて、今回検出したベクトル間角度θk+1の異常を検知すると、手順を中断または当該実ベクトルを無視するなどの対応を容易に取ることができる。このため、ゴミなどのノイズに起因する要素実座標や実ベクトルの影響を容易に低減することができる。   Further, when shifting the half of the extracted vector angle by half as shown in step S42, the difference between the previously detected vector angle θk + 1 with respect to the previously detected vector angle θk + 1 is equal to or greater than a predetermined angle, or the previous vectors If an abnormality of the detected inter-vector angle θk + 1 is detected based on the inter-angle variance or average, it is possible to easily take measures such as interrupting the procedure or ignoring the actual vector. For this reason, it is possible to easily reduce the influence of element real coordinates and real vectors caused by noise such as dust.

なお、図12に示す手順において、ステップS30からステップS22に戻るたびに、すなわち要素実座標jごとに、回転角度を保存しておくとともに統合ベクトル42の回転をリセットし、全ての要素実座標jの回転角度を平均したものを対象物の回転角度としてもよい。   In the procedure shown in FIG. 12, every time the process returns from step S30 to step S22, that is, for each element actual coordinate j, the rotation angle is saved and the rotation of the integrated vector 42 is reset, so that all element actual coordinates j The average of the rotation angles may be the rotation angle of the object.

また、図11に示す手順のように統合ベクトル42の回転補正をしない場合であっても、たとえば図11のステップS24またはS25において実ベクトルと統合要素ベクトルとのなす角θkを検出して順次保存しておき、このθkの平均を対象物画像内での対象物の回転角度としてあつかってもよい。   Further, even when the rotation of the integrated vector 42 is not corrected as in the procedure shown in FIG. 11, for example, the angle θk formed by the real vector and the integrated element vector is detected and sequentially stored in step S24 or S25 of FIG. In addition, the average θk may be treated as the rotation angle of the object in the object image.

(3.第3の実施形態)
(3−1.構成)
次に、本発明に係る画像処理装置の第3実施形態について説明する。
(3. Third embodiment)
(3-1. Configuration)
Next, a third embodiment of the image processing apparatus according to the present invention will be described.

図16は、本発明の第3実施形態に係る画像処理装置10Bの一構成例を示すブロック図である。   FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus 10B according to the third embodiment of the present invention.

この第3実施形態に示す画像処理装置10Bは、要素実座標の取得処理が第1実施形態に示す画像処理装置10と異なる。他の構成および作用については図1に示す画像処理装置10および図7に示す画像処理装置10Aと実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。   The image processing apparatus 10B shown in the third embodiment is different from the image processing apparatus 10 shown in the first embodiment in the element real coordinate acquisition process. Since other configurations and operations are not substantially different from those of the image processing apparatus 10 shown in FIG. 1 and the image processing apparatus 10A shown in FIG. 7, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

なお、図16には画像処理装置10Bが統合ベクトル生成部41を有する場合の例について示したが、本実施形態において統合ベクトル生成部41は省略されてもよい。   Although FIG. 16 illustrates an example in which the image processing apparatus 10B includes the integrated vector generation unit 41, the integrated vector generation unit 41 may be omitted in the present embodiment.

画像処理装置10Bの制御部15Bのアライメント処理部20Bは、設計ベクトル生成部21、実座標取得部22B、実ベクトル生成部23、アライメント情報取得部24および統合ベクトル生成部41を有する。   The alignment processing unit 20B of the control unit 15B of the image processing apparatus 10B includes a design vector generation unit 21, a real coordinate acquisition unit 22B, a real vector generation unit 23, an alignment information acquisition unit 24, and an integrated vector generation unit 41.

実座標取得部22Bは、一般化ハフ変換を用いて対象物画像にもとづいて対象物要素を抽出することにより要素実座標を取得する。   The actual coordinate acquisition unit 22B acquires the element actual coordinates by extracting the object element based on the object image using the generalized Hough transform.

図17および図18は一般化ハフ変換について説明するための図である。図17(a)は抽出対象物の一例としての三角形を示す説明図であり、(b)は抽出対象物の形状に応じてあらかじめ記憶媒体に記憶される抽出対象の特徴点と検出対象図形の基準点間のベクトルの一例を示す説明図であり、(c)は入力画像の特徴点をもとに基準点に対して投票処理が行われる様子の一例を示す説明図であり、(d)は種々の抽出対象物の形状の例を示す説明図である。   17 and 18 are diagrams for explaining the generalized Hough transform. FIG. 17A is an explanatory view showing a triangle as an example of the extraction target, and FIG. 17B shows the feature points of the extraction target and the detection target graphic stored in advance in the storage medium according to the shape of the extraction target. It is explanatory drawing which shows an example of the vector between reference | standard points, (c) is explanatory drawing which shows an example of a mode that a voting process is performed with respect to a reference | standard point based on the feature point of an input image, (d) These are explanatory drawings showing examples of shapes of various extraction objects.

また、図18は、一般化ハフ変換により円形形状の抽出対象物を抽出する際の様子の一例を示す説明図である。   Moreover, FIG. 18 is explanatory drawing which shows an example of the mode at the time of extracting the extraction object of circular shape by generalized Hough transformation.

図17(d)および図18に示すように、ハフ変換を形状抽出に一般化した一般化ハフ変換(GHT)は、パラメータで表すことができない不定形の図形を検出することができる。   As shown in FIGS. 17D and 18, the generalized Hough transform (GHT), which is a generalized Hough transform for shape extraction, can detect an irregular figure that cannot be represented by a parameter.

一般化ハフ変換を行う場合は、実座標取得部22Bは、検出対象の物体の形状に関する情報(抽出対象の特徴点と基準点間のベクトル)をあらかじめ設計情報から、またはネットワークを介して、または入力部11を介して取得する(図17(b)参照)。そして、画像上の特徴点を抽出し、特徴点の位置とエッジの法線方向にもとづいて特徴点ごとに所定のセル(基準点)に投票を行うことを繰り返すことにより、物体の検出を行う(図17(c)参照)。   When performing the generalized Hough transform, the real coordinate acquisition unit 22B obtains information related to the shape of the object to be detected (vector between the feature point to be extracted and the reference point) from the design information in advance, via a network, or Obtained via the input unit 11 (see FIG. 17B). Then, feature points on the image are extracted, and an object is detected by repeating voting to a predetermined cell (reference point) for each feature point based on the position of the feature point and the normal direction of the edge. (See FIG. 17 (c)).

特に、対象物要素がバンプである場合には、対象物画像から対象物要素を抽出する方法として一般化ハフ変換法が好適である。   In particular, when the object element is a bump, the generalized Hough transform method is suitable as a method for extracting the object element from the object image.

また、実座標取得部22Bは、所定の強度閾値thを用いて対象物画像から二値画像を生成し、この二値画像にもとづいて対象物要素を抽出することにより要素実座標を取得してもよい。   Further, the real coordinate acquisition unit 22B generates a binary image from the object image using a predetermined intensity threshold th, and acquires the element actual coordinates by extracting the object element based on the binary image. Also good.

さらに、実座標取得部22Bは、二値画像に対してラベリング処理を施し、ラベリング処理後の各ラベルの代表座標を要素実座標として取得してもよい。ラベルの代表座標としては、ラベルの中心や重心などを用いることができる。   Further, the actual coordinate acquisition unit 22B may perform a labeling process on the binary image and acquire the representative coordinates of each label after the labeling process as element actual coordinates. As the representative coordinates of the label, the center or the center of gravity of the label can be used.

所定の強度閾値thは、対象物画像に含まれると推定される対象物要素の数にもとづいて自動設定することができる。このとき、実座標取得部22Bは、対象物要素の数に応じて所定の範囲を設定し、強度閾値thより高い強度の画素を抽出することにより二値画像を生成してラベリング処理を施し、ラベリング処理後のラベル数が所定の範囲内となるように補助処理を行ってもよい。   The predetermined intensity threshold th can be automatically set based on the number of object elements estimated to be included in the object image. At this time, the real coordinate acquisition unit 22B sets a predetermined range according to the number of object elements, generates a binary image by extracting pixels having an intensity higher than the intensity threshold th, and performs a labeling process, The auxiliary process may be performed so that the number of labels after the labeling process is within a predetermined range.

補助処理では、ラベル数が所定の範囲より外であると所定の範囲以内となるよう自動的に強度閾値thを変更して再度二値画像を生成してラベリング処理を施すことを繰り返す一方、ラベル数が所定の範囲以内であるとラベリング処理後の各ラベルの代表座標を要素実座標として取得する。また、強度閾値thの変更が繰り返され続ける弊害を未然に防ぐため、強度閾値thの変更回数に上限を設けてもよい。   In the auxiliary processing, when the number of labels is outside the predetermined range, the intensity threshold th is automatically changed so that the number falls within the predetermined range, and the binary image is generated again and the labeling processing is repeated. If the number is within a predetermined range, the representative coordinates of each label after the labeling process are acquired as element actual coordinates. Further, an upper limit may be set for the number of times the intensity threshold th is changed in order to prevent an adverse effect that the intensity threshold th is continuously changed.

なお、ラベリング処理を施す場合、ラベルの情報があれば要素実座標を取得可能である。このため、ラベリング処理を施した後は、対象物画像や一般化ハフ変換画像などの元画像を記憶媒体から削除してもよい。   When labeling processing is performed, the element actual coordinates can be acquired if there is label information. For this reason, after performing the labeling process, original images such as the object image and the generalized Hough transform image may be deleted from the storage medium.

なお、二値化処理の対象となる画像は対象物画像そのもの(輝度画像)であってもよいし、一般化ハフ変換後の画像であってもよい。本実施形態では、実座標取得部22Bが一般化ハフ変換後の画像に対して二値化処理およびラベリング処理を施す場合の例について説明する。   Note that the image to be binarized may be the object image itself (luminance image) or an image after generalized Hough transform. In the present embodiment, an example in which the real coordinate acquisition unit 22B performs binarization processing and labeling processing on the image after the generalized Hough transform will be described.

(3−2.動作)
次に、第3実施形態に係る画像処理装置10Bの動作の一例について説明する。
(3−2−1.メインフロー)
図19は、図6のステップS3で図16に示す画像処理装置10Bの実座標取得部22Bにより実行される要素実座標の取得処理の手順を示すフローチャートである。以下の説明では、対象物要素がバンプなどの円形形状を有する場合の例について示す。
(3-2. Operation)
Next, an example of the operation of the image processing apparatus 10B according to the third embodiment will be described.
(3-2-1. Main flow)
FIG. 19 is a flowchart showing a procedure of element actual coordinate acquisition processing executed by the actual coordinate acquisition unit 22B of the image processing apparatus 10B shown in FIG. 16 in step S3 of FIG. In the following description, an example in which the object element has a circular shape such as a bump is shown.

ステップS51において、実座標取得部22Bは、対象物画像に対して一般化ハフ変換を施して一般化ハフ変換画像(GHT画像)を生成する。   In step S51, the real coordinate acquisition unit 22B performs generalized Hough transform on the object image to generate a generalized Hough transform image (GHT image).

次に、ステップS52において、実座標取得部22Bは、一般化ハフ変換画像に対して二値化処理およびラベリング処理を施す。   Next, in step S52, the real coordinate acquisition unit 22B performs binarization processing and labeling processing on the generalized Hough transform image.

次に、ステップS53において、実座標取得部22Bは、ラベルの代表座標を要素実座標として取得し、図6のステップS4に進む。   Next, in step S53, the actual coordinate acquisition unit 22B acquires the representative coordinate of the label as the element actual coordinate, and proceeds to step S4 in FIG.

以上の手順により、一般化ハフ変換画像にもとづいて要素実座標を取得することができる。   With the above procedure, element actual coordinates can be acquired based on the generalized Hough transform image.

(3−2−2.自動二値化処理およびラベリング処理)
図20は、図19のステップS52で実座標取得部22Bにより実行される二値化処理およびラベリング処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。
(3-2-2. Automatic binarization and labeling)
FIG. 20 is a subroutine flowchart showing the procedure of the binarization process and the labeling process executed by the real coordinate acquisition unit 22B in step S52 of FIG.

また、図21は、図20に示す手順における二値化処理およびラベリング処理を説明するための図である。   FIG. 21 is a diagram for explaining the binarization process and the labeling process in the procedure shown in FIG.

ステップS61において、実座標取得部22Bは、対象物画像の所定領域に含まれると推定される対象物要素の数nAを求める。   In step S61, the real coordinate acquisition unit 22B obtains the number nA of object elements estimated to be included in the predetermined area of the object image.

次に、ステップS62において、実座標取得部22Bは、対象物要素1つが占める平均画素数nBの情報をパラメータなどから取得する。所定領域に含まれる全ての対象物要素により占められる画素数はnA×nBで表せる。   Next, in step S62, the real coordinate acquisition unit 22B acquires information on the average number of pixels nB occupied by one target element from parameters or the like. The number of pixels occupied by all object elements included in the predetermined area can be expressed as nA × nB.

なお、ステップS61およびS62は、対象物画像の生成前にあらかじめ行っておいてもよい。   Steps S61 and S62 may be performed in advance before generating the object image.

次に、ステップS63において、実座標取得部22Bは、処理対象画像としてステップS51で生成された一般化ハフ変換画像を取得する。なお、処理対象画像は対象物画像であってもよい。   Next, in step S63, the real coordinate acquisition unit 22B acquires the generalized Hough transform image generated in step S51 as the processing target image. Note that the processing target image may be a target object image.

次に、ステップS64において、実座標取得部22Bは、取得した画像の画素の強度分布をヒストグラム化する(図21参照)。   Next, in step S64, the real coordinate acquisition unit 22B forms a histogram of the intensity distribution of the pixels of the acquired image (see FIG. 21).

次に、ステップS65において、実座標取得部22Bは、有効画素数がnA×nBとなるように強度閾値thを求める。   Next, in step S65, the real coordinate acquisition unit 22B obtains the intensity threshold th so that the number of effective pixels is nA × nB.

次に、ステップS66において、実座標取得部22Bは、強度閾値thより高い強度の画素を抽出することにより二値画像を生成してラベリング処理を実行する。   Next, in step S66, the real coordinate acquisition unit 22B generates a binary image by extracting pixels having an intensity higher than the intensity threshold th and executes a labeling process.

以上のステップS61−66の手順により、二値化処理の閾値thを適切に自動設定することができる。また、実座標取得部22Bは、結果として得られるラベリング処理後の各ラベルの代表座標を要素実座標として取得することができる。   The threshold value th of the binarization process can be automatically set appropriately by the procedure of steps S61-66 described above. Moreover, the real coordinate acquisition part 22B can acquire the representative coordinate of each label after the labeling process obtained as a result as an element real coordinate.

また、強度閾値thの値がより適切な値となるよう、次の補助処理(ステップS67−70)を行ってもよい。補助処理は、ラベル数がより確実に所定の範囲以内となるような強度閾値thを自動設定するための処理であり、ステップS66での結果得られたラベル数が所定の範囲以内であるか否かが判定され、所定の範囲外であった場合はラベル数が所定の範囲以内となるよう強度閾値thを再設定しステップS66に戻る処理である。   Further, the next auxiliary process (steps S67-70) may be performed so that the value of the intensity threshold th becomes a more appropriate value. The auxiliary process is a process for automatically setting the intensity threshold th so that the number of labels is more surely within a predetermined range, and whether or not the number of labels obtained as a result of step S66 is within a predetermined range. If it is outside the predetermined range, the strength threshold th is reset so that the number of labels is within the predetermined range, and the process returns to step S66.

なお、補助処理を行う場合、記憶部14はラベル数の上限値および下限値をあらかじめ記憶しておいてもよい。   In addition, when performing an auxiliary process, the memory | storage part 14 may memorize | store the upper limit and lower limit of the number of labels beforehand.

ステップS67において、実座標取得部22Bは、ステップS66の結果得られたラベル数が上限より小さいか否かを判定する。ラベル数が上限以上である場合は、ステップS68に進み、ラベル数がより所定の範囲以内となるように強度閾値thに所定の定数α(ただしα>1)を乗じてステップS66に戻る。一方、ラベル数が上限より小さい場合はステップS69に進む。   In step S67, the real coordinate acquisition unit 22B determines whether or not the number of labels obtained as a result of step S66 is smaller than the upper limit. If the number of labels is equal to or greater than the upper limit, the process proceeds to step S68, the intensity threshold th is multiplied by a predetermined constant α (where α> 1) so that the number of labels is within a predetermined range, and the process returns to step S66. On the other hand, if the number of labels is smaller than the upper limit, the process proceeds to step S69.

次に、ステップS69において、実座標取得部22Bは、ステップS66の結果得られたラベル数が下限より大きいか否かを判定する。ラベル数が下限以下である場合は、ステップS70に進み、ラベル数がより所定の範囲以内となるように強度閾値thに所定の定数β(ただしβ<1)を乗じてステップS66に戻る。一方、ラベル数が下限より大きい場合はラベル数が所定の範囲以内であると判定し図19のステップS53に戻る。   Next, in step S69, the real coordinate acquisition unit 22B determines whether or not the number of labels obtained as a result of step S66 is greater than the lower limit. If the number of labels is equal to or less than the lower limit, the process proceeds to step S70, and the intensity threshold th is multiplied by a predetermined constant β (where β <1) so that the number of labels is within a predetermined range, and the process returns to step S66. On the other hand, if the number of labels is greater than the lower limit, it is determined that the number of labels is within a predetermined range, and the process returns to step S53 in FIG.

なお、補助処理(ステップS67−70)は実行されずともよく、実行される場合であってもループ回数(補助処理の回数)に制限を設けてもよい。   Note that the auxiliary process (steps S67-70) may not be executed, and even if it is executed, a limit may be set on the number of loops (number of auxiliary processes).

補助処理を行うことにより、ラベル数がより確実に所定の範囲以内となるような強度閾値thを自動設定することができる。
(3−2−3.共起性一般化ハフ変換)
By performing the auxiliary process, it is possible to automatically set the intensity threshold th so that the number of labels is more reliably within a predetermined range.
(3-2-3. Co-occurrence generalized Hough transform)

一般化ハフ変換において抽出される特徴点には、ゴミなどに起因する意図しない特徴点も含まれることが多い。しかし、従来の一般化ハフ変換では、抽出した全ての特徴点について均等に投票を行う。このため、入力画像にゴミなどのノイズが多い場合には、的確に物体を検出することが難しい。   The feature points extracted in the generalized Hough transform often include unintended feature points due to dust or the like. However, in the conventional generalized Hough transform, all the extracted feature points are voted equally. For this reason, when there is a lot of noise such as dust in the input image, it is difficult to accurately detect the object.

一方、一般化ハフ変換では、検出対象の物体の形状に関する情報を利用する。そして、画像上の特徴点を抽出し、特徴点の位置とエッジの法線方向にもとづいて特徴点ごとに所定のセルに投票を行うことを繰り返すことにより、物体の検出を行うようになっている。   On the other hand, in the generalized Hough transform, information on the shape of the object to be detected is used. Then, the feature points on the image are extracted, and the object is detected by repeating voting to a predetermined cell for each feature point based on the position of the feature point and the normal direction of the edge. Yes.

検出対象の物体の形状をうまく利用し、検出対象物体の形状に応じた特徴点の共起性を利用することができれば、より正確な物体検出ができると考えられる。そこで、本実施形態に係る実座標取得部22Bは、一般化ハフ変換に代えて、検出対象物体の形状に応じた特徴点の共起性を利用した一般化ハフ変換(共起性情報を付加した一般化ハフ変換、以下、共起性一般化ハフ変換(共起性GHT)という)を行ってもよい。   If the shape of the object to be detected is used well and the co-occurrence of feature points according to the shape of the object to be detected can be used, it is considered that more accurate object detection can be performed. Therefore, the real coordinate acquisition unit 22B according to the present embodiment replaces the generalized Hough transform with the generalized Hough transform (adding the co-occurrence information) using the co-occurrence of feature points according to the shape of the detection target object. Generalized Hough transform, hereinafter referred to as co-occurrence generalized Hough transform (referred to as co-occurrence GHT)).

図22(a)は、対象物要素が円形形状である場合において、1つの特徴点(x、y)に対して共起されるべき予想特徴点を3つ抽出した様子の一例を示す説明図であり、(b)は(a)に示す場合において抽出された共起されるべき特徴点のエッジの法線方向の向きの一例を示す説明図である。   FIG. 22A is an explanatory diagram illustrating an example of a state in which three predicted feature points to be co-occurred with respect to one feature point (x, y) are extracted when the object element has a circular shape. (B) is an explanatory view showing an example of the direction of the normal direction of the edge of the feature point to be co-extracted extracted in the case shown in (a).

また、図23は、対象物要素が任意の形状であっても共起性GHTを適用可能であることを説明するための図である。   FIG. 23 is a diagram for explaining that the co-occurrence GHT can be applied even if the object element has an arbitrary shape.

検出対象物体の形状がわかっているのであるから、1つの特徴点が抽出された場合には、この特徴点が対象物要素に属する特徴点である場合には抽出した特徴点と共起すべき予想特徴点の位置(予想共起位置)およびエッジ法線方向(予想共起エッジ法線方向)をあらかじめ定義することが可能である(図23の共起座標間距離Dx1,Dy1,エッジ法線方向の向きVx1,Vy1参照)。   Since the shape of the object to be detected is known, when one feature point is extracted, if this feature point is a feature point belonging to the object element, an expectation to co-occur with the extracted feature point It is possible to predefine the position of feature points (predicted co-occurrence position) and edge normal direction (predicted co-occurrence edge normal direction) (co-occurrence coordinate distances Dx1, Dy1, edge normal direction in FIG. Direction Vx1, Vy1).

したがって、予想特徴点の予想共起位置に実際にエッジが存在し、かつこのエッジの法線方向が予想共起エッジ法線方向に一致する場合には、抽出した特徴点が対象物要素に属する特徴点である可能性が極めて高いと考えられる。このため、この抽出した特徴点の検出対象図形の基準点への投票度数を大きくする。   Therefore, when an edge actually exists at the predicted co-occurrence position of the predicted feature point and the normal direction of this edge coincides with the predicted co-occurrence edge normal direction, the extracted feature point belongs to the object element. The possibility of a feature point is considered extremely high. For this reason, the voting frequency of the extracted feature points to the reference point of the figure to be detected is increased.

このように、共起性一般化ハフ変換によれば、ゴミに起因する特徴点の影響を大きく低減することができ、より的確に検出対象物を検出することができる。   As described above, according to the co-occurrence generalized Hough transform, it is possible to greatly reduce the influence of the feature points due to dust, and to detect the detection target more accurately.

なお、図22には、対象物要素が円形形状である場合において、予想共起位置を90度ずつずらした位置とする場合の例について示したが、予想共起位置は180度の位置(対角)位置のみであってもよいし、45度ずつずらした位置などより多くの位置を定義してもよい。   FIG. 22 shows an example in which the predicted co-occurrence position is shifted by 90 degrees when the object element has a circular shape. (Corner) position only, or more positions such as positions shifted by 45 degrees may be defined.

図24は、図6のステップS3で図16に示す画像処理装置10Bの実座標取得部22Bにより実行される要素実座標の取得処理の他の手順を示すフローチャートである。図19と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。   FIG. 24 is a flowchart showing another procedure of element actual coordinate acquisition processing executed by the actual coordinate acquisition unit 22B of the image processing apparatus 10B shown in FIG. 16 in step S3 of FIG. Steps equivalent to those in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

共起性一般化ハフ変換を実行する場合、実座標取得部22Bは、対象物要素の形状に応じた特徴点の共起性に関する情報(図23のDx1等参照)をあらかじめ取得しておく。   When executing the co-occurrence generalized Hough transform, the real coordinate acquisition unit 22B acquires in advance information on the co-occurrence of feature points according to the shape of the object element (see Dx1 and the like in FIG. 23).

ステップS80において、実座標取得部22Bは、対象物画像に対して、共起性一般化ハフ変換を施し、共起性一般化ハフ変換画像(共起性GHT画像)を生成する。   In step S80, the real coordinate acquisition unit 22B performs co-occurrence generalized Hough transform on the object image to generate a co-occurrence generalized Hough transform image (co-occurrence GHT image).

以上の手順により、共起性一般化ハフ変換画像にもとづいて要素実座標を取得することができる。共起性一般化ハフ変換画像は、一般化ハフ変換画像に比べ、より正確に画像から検出対象物体を検出できる。このため、図22に示す手順によれば、図19に示す手順に比べ、よりゴミなどの誤検出の影響を低減することができ、より正確な要素実座標を取得することができる。   With the above procedure, the element actual coordinates can be acquired based on the co-occurrence generalized Hough transform image. The co-occurrence generalized Hough transform image can detect the detection target object from the image more accurately than the generalized Hough transform image. For this reason, according to the procedure shown in FIG. 22, compared with the procedure shown in FIG. 19, the influence of erroneous detection of dust or the like can be reduced, and more accurate element actual coordinates can be acquired.

続いて、共起性一般化ハフ変換画像の生成処理についてより詳細に説明する。   Next, the co-occurrence generalized Hough transform image generation process will be described in more detail.

図25は、図22のステップS80で実座標取得部22Bにより実行される共起性GHT画像生成処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。   FIG. 25 is a subroutine flowchart showing the procedure of co-occurrence GHT image generation processing executed by the real coordinate acquisition unit 22B in step S80 of FIG.

ステップS81において、実座標取得部22Bは、対象物画像から特徴点を抽出する。次に、ステップS82において、実座標取得部22Bは、抽出した特徴点と共起すべき予想特徴点の情報を取得する。予想特徴点の情報には、予想共起位置の情報(たとえば抽出した特徴点との相対ベクトルなど)や予想共起エッジ法線方向の情報が含まれる。   In step S81, the real coordinate acquisition unit 22B extracts feature points from the object image. Next, in step S <b> 82, the real coordinate acquisition unit 22 </ b> B acquires information on expected feature points that should co-occur with the extracted feature points. The information on the predicted feature point includes information on the predicted co-occurrence position (for example, a relative vector with respect to the extracted feature point) and information on the predicted co-occurrence edge normal direction.

次に、ステップS83において、実座標取得部22Bは、予想特徴点の予想共起位置に実際にエッジが存在し、かつこのエッジの法線方向が予想共起エッジ法線方向に一致するか否かを判定する。エッジが存在し、かつこのエッジの法線方向が予想共起エッジ法線方向に一致する場合は、ステップS84に進み、ステップS81で抽出した特徴点の検出対象図形の基準点への投票度数を大きくしてステップS86に進む。一方、エッジが存在しないか、エッジが存在してもエッジの法線方向が予想共起エッジ法線方向とは一致するとはいえない場合は、ステップS85に進み、ステップS81で抽出した特徴点の検出対象図形の基準点への投票度数を小さくしてステップS86に進む。   Next, in step S83, the actual coordinate acquisition unit 22B determines whether or not an edge actually exists at the predicted co-occurrence position of the predicted feature point and whether the normal direction of this edge matches the predicted co-occurrence edge normal direction. Determine whether. If there is an edge and the normal direction of this edge coincides with the predicted co-occurrence edge normal direction, the process proceeds to step S84, and the voting frequency of the feature point extracted in step S81 to the reference point of the figure to be detected is set. Increase and go to step S86. On the other hand, if the edge does not exist or the edge normal direction does not match the predicted co-occurrence edge normal direction even if the edge exists, the process proceeds to step S85, and the feature point extracted in step S81 is displayed. The voting frequency for the reference point of the figure to be detected is reduced, and the process proceeds to step S86.

そして、ステップS86において、実座標取得部22Bは、投票度数にもとづいて共起性一般化ハフ変換画像を生成し、図24のステップS52に進む。   In step S86, the real coordinate acquisition unit 22B generates a co-occurrence generalized Hough transform image based on the vote count, and the process proceeds to step S52 in FIG.

以上の手順により、共起性に関する情報を利用した一般化ハフ変換(共起性一般化ハフ変換)によって、対象物画像からより的確に対象物要素を抽出することができる。   By the above procedure, the object element can be more accurately extracted from the object image by the generalized Hough transform (co-occurrence generalized Hough transform) using information on the co-occurrence.

第3実施形態に係る画像処理装置10Bは、第1実施形態に係る画像処理装置10と同様の効果を奏する。また、画像処理装置10Bが統合ベクトル生成部41を有する場合には、第2実施形態に係る画像処理装置10Aと同様の効果も奏する。   The image processing apparatus 10B according to the third embodiment has the same effects as the image processing apparatus 10 according to the first embodiment. Further, when the image processing apparatus 10B includes the integrated vector generation unit 41, the same effects as those of the image processing apparatus 10A according to the second embodiment can be obtained.

また、本実施形態に係る画像処理装置10Bは、一般化ハフ変換により対象物画像から対象物要素を抽出することができる。一般化ハフ変換では、対象物要素の輪郭情報のみを用いる。このため、正規化相関法を用いる場合に比べ、対象物要素の立体形状に異常があっても問題なく対象物要素を抽出することができる。   Further, the image processing apparatus 10B according to the present embodiment can extract the object element from the object image by the generalized Hough transform. In the generalized Hough transform, only the contour information of the object element is used. For this reason, compared with the case where the normalized correlation method is used, even if there is an abnormality in the three-dimensional shape of the object element, the object element can be extracted without any problem.

また、本実施形態に係る画像処理装置10Bは、二値画像を生成する際に閾値thを適切に自動設定することができるため、ユーザにとって非常に利便性が高い。また、閾値thを自動設定する際に補助処理を行う場合、ラベル数が確実に所定範囲内となるような閾値thを設定することができる。   In addition, the image processing apparatus 10B according to the present embodiment can automatically set the threshold th appropriately when generating a binary image, which is very convenient for the user. Further, when the auxiliary process is performed when the threshold value th is automatically set, the threshold value th can be set so that the number of labels is surely within a predetermined range.

また、本実施形態に係る画像処理装置10Bは、共起性一般化ハフ変換を行うことができる。共起性一般化ハフ変換を行う場合、一般化ハフ変換を行う場合に比べてゴミなどの誤検出の影響を低減することができ、より正確な要素実座標を取得することができる。   Further, the image processing apparatus 10B according to the present embodiment can perform co-occurrence generalized Hough transform. When performing the co-occurrence generalized Hough transform, it is possible to reduce the influence of erroneous detection of dust and the like compared to the case of performing the generalized Hough transform, and to obtain more accurate element actual coordinates.

なお、一般化ハフ変換や共起性一般化ハフ変換を行う場合、入力画像(対象物画像)を圧縮しておくと、計算速度を向上させることができる。また、入力画像を平滑化しておいてもよく、この場合、画像中のゴミの影響を低減することができる。   In addition, when performing generalized Hough transform or co-occurrence generalized Hough transform, if the input image (object image) is compressed, the calculation speed can be improved. Further, the input image may be smoothed, and in this case, the influence of dust in the image can be reduced.

(4.第4の実施形態)
次に、本発明に係る画像処理装置の第4実施形態について説明する。
(4. Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the image processing apparatus according to the present invention will be described.

図26は、本発明の第4実施形態に係る画像処理装置10Cを含む立体形状計測装置100の一構成例を示すブロック図である。   FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration example of the three-dimensional shape measurement apparatus 100 including the image processing apparatus 10C according to the fourth embodiment of the present invention.

この第4実施形態に示す画像処理装置10Cは、対象物の立体形状計測機能を有する点で第1実施形態に示す画像処理装置10と異なる。他の構成および作用については図1に示す画像処理装置10と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。また、以下の説明では、光軸方向をZ軸、光軸方向に垂直な方向をX軸およびY軸とする場合の例について示す。   The image processing apparatus 10C shown in the fourth embodiment is different from the image processing apparatus 10 shown in the first embodiment in that it has a function of measuring the three-dimensional shape of an object. Since other configurations and operations are not substantially different from those of the image processing apparatus 10 illustrated in FIG. 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the following description, an example in which the optical axis direction is the Z axis and the directions perpendicular to the optical axis direction are the X axis and the Y axis will be described.

立体形状計測装置100は、光源111aを有する照明光学系111、主面が光軸方向に垂直となるよう配置された開口板112、対物レンズ113、焦点位置変更部114、対象物要素115を有する対象物116を載置するための載物台117、載物台117をXYZ各方向に移動させるための載物台駆動部118、載物台117および載物台駆動部118を支持する支持基台119、対象物116からの反射光を入射される撮像部1、および画像処理装置10Cを有する。載物台駆動部118は、載物台Z変位部121および載物台XY変位部122を有する。   The three-dimensional shape measuring apparatus 100 includes an illumination optical system 111 having a light source 111a, an aperture plate 112, an objective lens 113, a focal position changing unit 114, and an object element 115 arranged so that a main surface thereof is perpendicular to the optical axis direction. A mounting table 117 for mounting the object 116, a mounting table driving unit 118 for moving the mounting table 117 in each of the XYZ directions, a mounting table 117, and a support base that supports the mounting table driving unit 118. It has the stand 119, the imaging part 1 into which the reflected light from the target object 116 is incident, and the image processing apparatus 10C. The loading table driving unit 118 includes a loading table Z displacement unit 121 and a loading table XY displacement unit 122.

光源111aとしては、たとえばハロゲンランプやレーザなどを用いることができる。光源111aから出射された光は、照明レンズ123を介して面状の照明光束となる。この光は、偏光ビームスプリッタ124を介して開口板112を照明する。   For example, a halogen lamp or a laser can be used as the light source 111a. The light emitted from the light source 111a becomes a planar illumination light beam through the illumination lens 123. This light illuminates the aperture plate 112 via the polarization beam splitter 124.

開口板112は、それぞれ共焦点開口部として機能する複数の開口部125を有する。開口板112には複数の開口部125が形成されていればよく、開口板112としては開口部125が2次元に配列されて開口アレイが形成されたものを用いてもよいし、いわゆるニポウディスクを用いてもよい。ニポウディスクを用いる場合、ニポウディスクは図示しない駆動機構により回転駆動される。   The aperture plate 112 has a plurality of apertures 125 each functioning as a confocal aperture. The aperture plate 112 may be formed with a plurality of apertures 125, and the aperture plate 112 may be one in which the apertures 125 are two-dimensionally arranged to form an aperture array. It may be used. When using a Nipkow disc, the Nipkow disc is rotationally driven by a drive mechanism (not shown).

各開口部125を通過した光は、焦点位置変更部114を介して対物レンズ113を照射し、対物レンズ113によって対象物116に投光されつつ開口部125と共役なスポット(物体側集光点)に集光される。各物体側集光点は、Z軸方向の所定の位置の光軸方向に垂直な面(以下、物体側集光面という)上に位置する。なお、対物レンズ113は、たとえば複数のレンズおよび絞りにより構成されて両側テレセントリック光学系を構成されてもよい。   The light that has passed through each aperture 125 irradiates the objective lens 113 via the focal position changing unit 114, and is projected onto the object 116 by the objective lens 113 while being a spot conjugate with the aperture 125 (object-side condensing point). ). Each object-side condensing point is located on a surface perpendicular to the optical axis direction at a predetermined position in the Z-axis direction (hereinafter referred to as an object-side condensing surface). Note that the objective lens 113 may be constituted by, for example, a plurality of lenses and a diaphragm to form a double-sided telecentric optical system.

載物台Z変位部121は、ステッピングモータやサーボモータ、あるいはピエゾモータなどの一般的な駆動装置により構成され、載物台117を光軸方向に変位させる。この変位の量、方向およびタイミングは、画像処理装置10CによりZ軸ドライバ130を介して制御される。載物台Z変位部121は、たとえば測定開始前に載物台117を光軸方向に大まかに変位させる。   The mounting table Z displacement unit 121 is configured by a general driving device such as a stepping motor, a servo motor, or a piezo motor, and displaces the mounting table 117 in the optical axis direction. The amount, direction, and timing of this displacement are controlled via the Z-axis driver 130 by the image processing apparatus 10C. The mounting table Z displacement unit 121 displaces the mounting table 117 roughly in the direction of the optical axis before starting measurement, for example.

図27は、焦点位置変更部114の一構成例を示す斜視図である。図27には、光路変更片131が対象物側の面に設けられる場合の例について示した。   FIG. 27 is a perspective view illustrating a configuration example of the focal position changing unit 114. FIG. 27 shows an example in which the optical path changing piece 131 is provided on the surface on the object side.

対物レンズ113の光路中に透明体により構成された平行平板形の光路変更片131を配置すると、対物レンズ113の物体側集光面の位置がZ方向に移動する。この焦点移動幅は、光路変更片131の屈折率および厚さによって制御することができる。   When a parallel plate-shaped optical path changing piece 131 made of a transparent body is disposed in the optical path of the objective lens 113, the position of the object-side condensing surface of the objective lens 113 moves in the Z direction. This focal movement width can be controlled by the refractive index and thickness of the optical path changing piece 131.

このため、図27に示すように、回転板132に対して回転方向に沿って等間隔に互いに焦点移動幅が異なる光路変更片131を配設する。この回転板132をモータなどの駆動部133により所定の速度で連続回転させることにより、光路変更片131のそれぞれが対物レンズ113の光軸と交わるごとに離散的に(ステップ的に)対物レンズ113の物体側集光面の位置をZ方向(光軸方向)に移動させることができる。なお、回転板132に配設された光路変更片131の一部は、他の光路変更片131と同一の屈折率および厚さを有し同一の焦点移動幅を有するものであってもよい。   Therefore, as shown in FIG. 27, optical path changing pieces 131 having different focal movement widths are arranged at equal intervals along the rotation direction with respect to the rotating plate 132. By continuously rotating the rotating plate 132 at a predetermined speed by a driving unit 133 such as a motor, the objective lens 113 is discretely (stepwise) each time the optical path changing piece 131 intersects the optical axis of the objective lens 113. The position of the object side condensing surface can be moved in the Z direction (optical axis direction). A part of the optical path changing piece 131 disposed on the rotating plate 132 may have the same refractive index and thickness as the other optical path changing pieces 131 and the same focal point movement width.

回転板132の回転状態はタイミングセンサ134により検知される。タイミングセンサ134の出力は画像処理装置10Cに与えられる。画像処理装置10Cは、あらかじめ各光路変更片131と物体側集光点のZ軸座標とを関連付けた情報を保持している。画像処理装置10Cがタイミングセンサ134の出力にもとづいて各光路変更片131と光軸とが交わるタイミングで撮像部1を露光させることを繰り返すことにより、離散的な複数の物体側集光点の位置のそれぞれで、容易かつ高速に撮像を行うことができる。   The rotation state of the rotating plate 132 is detected by the timing sensor 134. The output of the timing sensor 134 is given to the image processing apparatus 10C. The image processing apparatus 10C holds information in which each optical path changing piece 131 and the Z-axis coordinate of the object-side condensing point are associated in advance. The image processing apparatus 10 </ b> C repeats exposing the imaging unit 1 at the timing at which each optical path changing piece 131 and the optical axis intersect based on the output of the timing sensor 134, whereby the positions of a plurality of discrete object-side condensing points are detected. With each of these, it is possible to perform imaging easily and at high speed.

駆動部133は、画像処理装置10Cにより制御可能に構成されてもよい。この場合、画像処理装置10Cは回転板132の回転速度を制御することができる。   The drive unit 133 may be configured to be controllable by the image processing apparatus 10C. In this case, the image processing apparatus 10 </ b> C can control the rotation speed of the rotating plate 132.

なお、以下の説明では光路変更片131の形状が円形である場合の例について示すが、これらの形状は楕円形、多角形等であってもよい。   In addition, although the following description shows an example in which the shape of the optical path changing piece 131 is circular, these shapes may be elliptical, polygonal, or the like.

対象物116による反射光のうち特に物体側集光点における反射光は、対物レンズ113により、物体側集光点と光学的共役関係にある点(以下、像側集光点という)に集光される。点光源としての開口部125と物体側集光点とは、1対1に対応する。本実施形態では、像側集光点が点光源としての開口部125に一致する場合の例について説明する。この場合、開口部125を通過した光は物体側集光点に集光されるとともに、この物体側集光点で反射されて開口部125に再度入射することになる。   Of the light reflected by the object 116, the light reflected particularly at the object side condensing point is condensed by the objective lens 113 to a point optically conjugate with the object side condensing point (hereinafter referred to as an image side condensing point). Is done. The opening 125 as a point light source and the object-side condensing point correspond one-to-one. In the present embodiment, an example in which the image side condensing point coincides with the opening 125 as a point light source will be described. In this case, the light that has passed through the opening 125 is condensed at the object-side condensing point, reflected by the object-side condensing point, and incident on the opening 125 again.

開口部125に再度入射した光は、偏光ビームスプリッタ124により偏向されて結像光学系138に入射し、撮像部1を構成する撮像素子に入射する。ここで、結像光学系138は、開口部125の像を撮像素子の光電変換面に結ぶように構成される。開口部125(像側集光点)とこの開口部125に対応する位置に配設された撮像素子とは、偏光ビームスプリッタ124および結像光学系138により互いに共役関係となる。   The light that has entered the opening 125 again is deflected by the polarization beam splitter 124, enters the imaging optical system 138, and enters the imaging device that constitutes the imaging unit 1. Here, the imaging optical system 138 is configured to connect the image of the opening 125 to the photoelectric conversion surface of the imaging element. The aperture 125 (image-side condensing point) and the image sensor disposed at a position corresponding to the aperture 125 are conjugated with each other by the polarization beam splitter 124 and the imaging optical system 138.

撮像部1は、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサにより構成されて、照射された光の強度に応じた信号を画像処理装置10Cに出力する。また、撮像部1は、画像処理装置10Cにより光検出のタイミングを制御される。   The imaging unit 1 is configured by a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, and outputs a signal corresponding to the intensity of irradiated light to the image processing apparatus 10C. The imaging unit 1 is controlled in light detection timing by the image processing apparatus 10C.

画像処理装置10Cは、この撮像部1から受けた信号を、画像(以下、共焦点画像という)を生成するための画像データ(以下、共焦点画像データという)として用いることができる。また、画像処理装置10Cは、たとえば共焦点画像データにもとづく共焦点画像を露光ごとに生成してもよい。なお、画像処理装置10Cは、露光ごとに撮像部1の出力信号を得ることができれば、この出力信号にもとづいて、対象物画像を生成しアライメント情報を生成することや立体形状計測を行うことが可能である。   The image processing apparatus 10C can use the signal received from the imaging unit 1 as image data (hereinafter referred to as confocal image data) for generating an image (hereinafter referred to as confocal image). Further, the image processing apparatus 10C may generate a confocal image based on the confocal image data, for example, for each exposure. Note that if the image processing apparatus 10C can obtain the output signal of the imaging unit 1 for each exposure, the image processing apparatus 10C can generate an object image and generate alignment information or perform a three-dimensional shape measurement based on the output signal. Is possible.

載物台駆動部118の載物台XY変位部122は、載物台117を光軸方向に垂直な方向に変位させる。たとえば、載物台XY変位部122は、測定の合間に測定対象領域をXY面内で移動させるために用いられる。   The mounting table XY displacement unit 122 of the mounting table driving unit 118 displaces the mounting table 117 in a direction perpendicular to the optical axis direction. For example, the stage XY displacement unit 122 is used to move the measurement target region in the XY plane between measurements.

この載物台XY変位部122は、載物台117のX軸方向およびY軸方向の位置決めを行うX軸変位機構141およびY軸変位機構142を有する。X軸変位機構141およびY軸変位機構142は、たとえばサーボモータにより構成され、変位の量、方向およびタイミングは、画像処理装置10CによりXY軸ドライバ145を介して制御される。   The mounting table XY displacement unit 122 includes an X-axis displacement mechanism 141 and a Y-axis displacement mechanism 142 that position the mounting table 117 in the X-axis direction and the Y-axis direction. The X-axis displacement mechanism 141 and the Y-axis displacement mechanism 142 are configured by, for example, servo motors, and the amount, direction, and timing of the displacement are controlled by the image processing apparatus 10C via the XY axis driver 145.

図28は、本発明の第4実施形態に係る画像処理装置10Cの一構成例を示すブロック図である。   FIG. 28 is a block diagram showing a configuration example of an image processing apparatus 10C according to the fourth embodiment of the present invention.

画像処理装置10Cの制御部15Cは、プログラムによって、少なくともアライメント処理部20および立体形状計測部200として機能する。これらのアライメント処理部20および立体形状計測部200は、RAMの所要のワークエリアをデータの一時的な格納場所として利用する。なお、この機能実現部は、CPUを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成してもよい。   The control unit 15C of the image processing apparatus 10C functions as at least the alignment processing unit 20 and the three-dimensional shape measurement unit 200 by a program. The alignment processing unit 20 and the three-dimensional shape measuring unit 200 use a required work area in the RAM as a temporary storage location for data. In addition, this function realization part may be comprised by hardware logics, such as a circuit, without using CPU.

なお、図28には制御部15Cがアライメント処理部20を有する場合の例について示したが、アライメント処理部20に代えて第2実施形態に係るアライメント処理部20Aを用いてもよいし第3実施形態に係るアライメント処理部20Bを用いてもよい。また、アライメント処理部20Bを用いる場合、統合ベクトル生成部41が省略されてもかまわない。   Although FIG. 28 shows an example in which the control unit 15C includes the alignment processing unit 20, the alignment processing unit 20A according to the second embodiment may be used instead of the alignment processing unit 20 or the third embodiment. You may use the alignment process part 20B which concerns on a form. Further, when the alignment processing unit 20B is used, the integrated vector generation unit 41 may be omitted.

立体形状計測部200は、少なくとも立体形状計測に必要な演算処理および立体形状計測装置100の動作の全般的な制御を実行する。   The three-dimensional shape measurement unit 200 executes at least arithmetic processing necessary for three-dimensional shape measurement and general control of the operation of the three-dimensional shape measurement apparatus 100.

具体的には、立体形状計測部200は、光軸方向に離散的に変更された物体側集光点の位置ごとの撮像素子の信号にもとづいて撮像部1に入射する反射光の強度が最大となる対象物の光軸方向の位置を推定することにより、対象物の距離画像を生成する。また、立体形状計測部200は、アライメント処理部20により取得された基準座標に対応する実座標を用いて、距離画像に含まれる対象物要素の要素実座標と、設計情報の要素設計座標とを対応付ける(アライメントする)ことにより、距離画像にもとづいて対象物の立体形状を計測する。   Specifically, the three-dimensional shape measuring unit 200 has the maximum intensity of reflected light incident on the imaging unit 1 based on the signal of the imaging element for each position of the object-side condensing point that is discretely changed in the optical axis direction. A distance image of the target object is generated by estimating the position of the target object in the optical axis direction. In addition, the solid shape measuring unit 200 uses the actual coordinates corresponding to the reference coordinates acquired by the alignment processing unit 20 to calculate the element actual coordinates of the object element included in the distance image and the element design coordinates of the design information. By associating (aligning), the three-dimensional shape of the object is measured based on the distance image.

本実施形態に係る画像処理装置10Cによれば、アライメント情報を用いることにより、距離画像に含まれる対象物要素の要素実座標と、設計情報の要素設計座標とを、容易かつ的確に対応させることができる。このため、対象物に実際に配設された対象物要素の立体形状を迅速かつ正確に測定し評価することができる。   According to the image processing apparatus 10C according to the present embodiment, by using the alignment information, the element actual coordinates of the object element included in the distance image and the element design coordinates of the design information are easily and accurately associated with each other. Can do. For this reason, the three-dimensional shape of the object element actually disposed on the object can be measured and evaluated quickly and accurately.

なお、アライメント処理部20は、立体形状計測部200により生成された距離画像を入力画像として用いてもよい。   The alignment processing unit 20 may use the distance image generated by the three-dimensional shape measuring unit 200 as an input image.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。   Further, in the embodiment of the present invention, each step of the flowchart shows an example of processing that is performed in time series in the order described. The process to be executed is also included.

1 撮像部
10、10A、10B、10C 画像処理装置
20、20A、20B アライメント処理部
21 設計ベクトル生成部
22、22B 実座標取得部
23 実ベクトル生成部
24、24A アライメント情報取得部
41 統合ベクトル生成部
42 統合ベクトル
43 統合要素ベクトル
44 尤度情報
100 立体形状計測装置
111a 光源
112 開口板
113 対物レンズ
114 焦点位置変更部
115 対象物要素
116 対象物
125 開口部
200 立体形状計測部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging part 10, 10A, 10B, 10C Image processing apparatus 20, 20A, 20B Alignment process part 21 Design vector generation part 22, 22B Real coordinate acquisition part 23 Real vector generation part 24, 24A Alignment information acquisition part 41 Integrated vector generation part 42 Integrated Vector 43 Integrated Element Vector 44 Likelihood Information 100 Solid Shape Measuring Device 111a Light Source 112 Aperture Plate 113 Objective Lens 114 Focus Position Changing Unit 115 Object Element 116 Object 125 Opening 200 Solid Shape Measuring Unit

Claims (9)

複数の対象物要素を配設した対象物を作製するための設計情報から、前記設計情報上の位置を定義するための設計座標系における、各対象物要素の目標配設位置を示す設計座標である要素設計座標を取得し、対象物要素ごとに自らの要素設計座標と複数の他の要素設計座標との間の相対ベクトルからなる設計ベクトル群を生成する設計ベクトル生成部と、
前記設計情報にもとづいて作製された前記対象物を撮像した対象物画像にもとづいて、前記対象物画像上の位置を定義するための実座標系における、各対象物要素の実際の配設位置を示す実座標である要素実座標を取得する実座標取得部と、
前記対象物画像中の対象物要素ごとに自らの要素実座標と複数の他の要素実座標との間の相対ベクトルからなる実ベクトル群を生成する実ベクトル生成部と、
前記設計ベクトル群と前記実ベクトル群とを比較することにより、前記設計情報に含まれる基準点の設計座標に対応する実座標を特定するアライメント情報取得部と、
を有するアライメント部を備え
前記アライメント部は前記設計ベクトル群を統合して統合ベクトルを生成する統合ベクトル生成部をさらに備え、
前記アライメント情報取得部は、
前記統合ベクトルと前記実ベクトル群とを比較することにより、前記基準点の設計座標に対応する前記実座標を特定する、
画像処理装置。
Design coordinates indicating the target placement position of each object element in the design coordinate system for defining the position on the design information from the design information for creating the object on which a plurality of object elements are arranged A design vector generation unit that acquires a certain element design coordinate and generates a design vector group including a relative vector between the element design coordinate of the target element and a plurality of other element design coordinates for each target element;
The actual arrangement position of each object element in the real coordinate system for defining the position on the object image based on the object image obtained by imaging the object manufactured based on the design information. An actual coordinate acquisition unit that acquires element actual coordinates, which are the actual coordinates shown;
A real vector generation unit that generates a real vector group including a relative vector between its own element real coordinates and a plurality of other element real coordinates for each object element in the object image;
By comparing the design vector group and the real vector group, an alignment information acquisition unit that identifies real coordinates corresponding to design coordinates of a reference point included in the design information;
Comprising an alignment portion having,
The alignment unit further includes an integrated vector generation unit that generates an integrated vector by integrating the design vector group,
The alignment information acquisition unit
Identifying the real coordinates corresponding to the design coordinates of the reference point by comparing the integrated vector and the real vector group;
Image processing device.
前記統合ベクトル生成部は、
前記統合ベクトルを構成する統合要素ベクトルの出現頻度にもとづいて、前記統合要素ベクトルと同一の相対ベクトルを有する実ベクトル群の要素実座標が対応する可能性が高い要素設計座標ほど高い尤度を有するように、要素設計座標のそれぞれと前記尤度とを関連付けた尤度情報を、前記統合要素ベクトルごとに生成する、
請求項記載の画像処理装置。
The integrated vector generation unit
Based on the appearance frequency of the integrated element vectors constituting the integrated vector, the element design coordinates that are more likely to correspond to the element real coordinates of the real vector group having the same relative vector as the integrated element vector have a higher likelihood. Likely, likelihood information that associates each of the element design coordinates and the likelihood is generated for each integrated element vector,
The image processing apparatus according to claim 1 .
前記統合ベクトル生成部は、
前記統合要素ベクトルと同一の相対ベクトルを有する前記実ベクトル群の前記要素実座標が対応し得ない要素設計座標については負の尤度を割り当てて前記尤度情報を生成する、
請求項記載の画像処理装置。
The integrated vector generation unit
For the element design coordinates that the element real coordinates of the real vector group having the same relative vector as the integrated element vector cannot correspond, a negative likelihood is assigned to generate the likelihood information.
The image processing apparatus according to claim 2 .
前記アライメント情報取得部は、
前記要素実座標の実ベクトル群を構成する実ベクトルのそれぞれについて最も近い前記統合要素ベクトルの前記尤度情報を取得し、取得した複数の前記尤度情報から前記要素実座標に対応する要素設計座標を特定することを繰り返すことにより、前記基準点の設計座標に対応する前記実座標を特定する、
請求項またはに記載の画像処理装置。
The alignment information acquisition unit
Obtaining the likelihood information of the integrated element vector closest to each of the real vectors constituting the real vector group of the element real coordinates, and element design coordinates corresponding to the element real coordinates from the obtained plurality of likelihood information Identifying the actual coordinates corresponding to the design coordinates of the reference point by repeating identifying
The image processing apparatus according to claim 2 or 3.
前記アライメント情報取得部は、
前記統合ベクトルと前記実ベクトル群とを比較することにより、前記対象物画像内での前記対象物の回転角度を特定する、
請求項ないしのいずれか1項記載の画像処理装置。
The alignment information acquisition unit
Identifying a rotation angle of the object in the object image by comparing the integrated vector and the real vector group;
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
複数の対象物要素を配設した対象物を作製するための設計情報から、前記設計情報上の位置を定義するための設計座標系における、各対象物要素の目標配設位置を示す設計座標である要素設計座標を取得し、対象物要素ごとに自らの要素設計座標と複数の他の要素設計座標との間の相対ベクトルからなる設計ベクトル群を生成する設計ベクトル生成部と、
前記設計情報にもとづいて作製された前記対象物を撮像した対象物画像にもとづいて、前記対象物画像上の位置を定義するための実座標系における、各対象物要素の実際の配設位置を示す実座標である要素実座標を取得する実座標取得部と、
前記対象物画像中の対象物要素ごとに自らの要素実座標と複数の他の要素実座標との間の相対ベクトルからなる実ベクトル群を生成する実ベクトル生成部と、
前記設計ベクトル群と前記実ベクトル群とを比較することにより、前記設計情報に含まれる基準点の設計座標に対応する実座標を特定するアライメント情報取得部と、
を有するアライメント部を備え
前記実座標取得部は、
前記対象物要素の形状に応じた特徴点の共起性に関する情報をあらかじめ取得し、この共起性に関する情報を利用した一般化ハフ変換を用いて前記対象物画像にもとづいて前記対象物要素を抽出することにより前記要素実座標を取得し、
前記実座標取得部はさらに、
前記対象物画像から特徴点を抽出し、この抽出した特徴点が前記対象物要素に属する特徴点である場合には前記抽出した特徴点と共起すべき予想特徴点の、予想共起位置および予想共起エッジ法線方向の情報を取得し、前記予想特徴点の予想共起位置に実際にエッジが存在し、かつこのエッジの法線方向が予想共起エッジ法線方向に一致する場合には、前記抽出した特徴点の基準点への投票度数を大きくする、
画像処理装置。
Design coordinates indicating the target placement position of each object element in the design coordinate system for defining the position on the design information from the design information for creating the object on which a plurality of object elements are arranged A design vector generation unit that acquires a certain element design coordinate and generates a design vector group including a relative vector between the element design coordinate of the target element and a plurality of other element design coordinates for each target element;
The actual arrangement position of each object element in the real coordinate system for defining the position on the object image based on the object image obtained by imaging the object manufactured based on the design information. An actual coordinate acquisition unit that acquires element actual coordinates, which are the actual coordinates shown;
A real vector generation unit that generates a real vector group including a relative vector between its own element real coordinates and a plurality of other element real coordinates for each object element in the object image;
By comparing the design vector group and the real vector group, an alignment information acquisition unit that identifies real coordinates corresponding to design coordinates of a reference point included in the design information;
Comprising an alignment portion having,
The real coordinate acquisition unit
Information on the co-occurrence of feature points according to the shape of the object element is acquired in advance, and the object element is obtained based on the object image using a generalized Hough transform using the information on the co-occurrence. By obtaining the element actual coordinates by extracting,
The real coordinate acquisition unit further includes
A feature point is extracted from the object image, and when the extracted feature point is a feature point belonging to the object element, a predicted co-occurrence position and a prediction of an expected feature point to be co-occurred with the extracted feature point When information on the co-occurrence edge normal direction is obtained, and an edge actually exists at the predicted co-occurrence position of the predicted feature point, and the normal direction of this edge coincides with the expected co-occurrence edge normal direction , Increase the vote count to the reference point of the extracted feature points,
Image processing device.
前記実座標取得部は、
前記対象物画像に含まれると推定される前記対象物要素の数にもとづいて強度閾値を自動設定し、前記強度閾値より高い強度の画素を抽出することにより二値画像を生成してラベリング処理を施し、ラベリング処理後の各ラベルの代表座標を前記要素実座標として取得する、
請求項1ないしのいずれか1項に記載の画像処理装置。
The real coordinate acquisition unit
An intensity threshold value is automatically set based on the number of object elements estimated to be included in the object image, and a binary image is generated by extracting pixels having an intensity higher than the intensity threshold value to perform a labeling process. To give the representative coordinates of each label after the labeling process as the element actual coordinates,
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記実座標取得部は、
前記推定される前記対象物要素の数にもとづいて前記強度閾値を設定するとともに前記推定される前記対象物要素の数に応じて所定の範囲を設定し、前記強度閾値より高い強度の画素を抽出することにより二値画像を生成してラベリング処理を施すとともに、ラベリング処理後のラベル数が前記所定の範囲より外であると前記所定の範囲以内となるよう自動的に前記強度閾値を変更して再度二値画像を生成してラベリング処理を施すことを繰り返す一方、前記ラベル数が前記所定の範囲以内であるとラベリング処理後の各ラベルの代表座標を前記要素実座標として取得する、
請求項記載の画像処理装置。
The real coordinate acquisition unit
The intensity threshold is set based on the estimated number of the object elements, and a predetermined range is set according to the estimated number of the object elements, and pixels having an intensity higher than the intensity threshold are extracted. To generate a binary image and perform a labeling process, and when the number of labels after the labeling process is outside the predetermined range, the intensity threshold value is automatically changed to be within the predetermined range. While repeatedly generating a binary image and applying a labeling process, the representative coordinates of each label after the labeling process are acquired as the element actual coordinates when the number of labels is within the predetermined range.
The image processing apparatus according to claim 7 .
共焦点光学系を用いた立体形状計測装置であって、
光源と、
複数の共焦点開口部が形成された開口板と、
前記複数の共焦点開口部を通過したそれぞれの光を物体側集光点に集光するとともに、この集光した光の前記対象物による反射光をそれぞれ対応する共焦点開口部に再度集光する対物レンズと、
前記対物レンズの焦点を光軸方向に離散的に変更する焦点位置変更部と、
前記共焦点開口部に再度集光された前記対象物による反射光を入力される撮像素子を複数有する撮像部と、
請求項1ないしのいずれか1項に記載の前記アライメント部と、光軸方向に離散的に変更された前記物体側集光点の位置ごとの前記撮像素子の信号にもとづいて前記撮像素子ごとに前記撮像素子に入射する前記反射光の強度が最大となる前記対象物の光軸方向の位置を推定することにより前記対象物の距離画像を生成するとともに、前記アライメント部により取得された前記基準点の設計座標に対応する前記実座標を用いて前記距離画像に含まれる要素実座標と要素設計座標とを対応付けることにより、前記距離画像にもとづいて前記対象物の立体形状を計測する立体形状計測部と、を有する画像処理装置と、
を備えた立体形状計測装置。
A three-dimensional shape measuring apparatus using a confocal optical system,
A light source;
An aperture plate in which a plurality of confocal apertures are formed;
The respective lights that have passed through the plurality of confocal openings are condensed on an object-side condensing point, and the reflected light of the collected light from the object is again condensed on the corresponding confocal openings. An objective lens;
A focal position changing unit that discretely changes the focal point of the objective lens in the optical axis direction;
An imaging unit having a plurality of imaging elements to which the reflected light from the object condensed again on the confocal opening is input;
Each of the imaging elements based on the alignment unit according to any one of claims 1 to 8 and a signal of the imaging element for each position of the object-side condensing point that is discretely changed in an optical axis direction. The distance image of the object is generated by estimating the position of the object in the optical axis direction where the intensity of the reflected light that is incident on the imaging element is maximized, and the reference acquired by the alignment unit Solid shape measurement for measuring the solid shape of the object based on the distance image by associating the element actual coordinates and the element design coordinates included in the distance image using the real coordinates corresponding to the design coordinates of the points. An image processing apparatus comprising:
A three-dimensional shape measuring apparatus.
JP2014029370A 2014-02-19 2014-02-19 Image processing apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus Active JP6326243B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014029370A JP6326243B2 (en) 2014-02-19 2014-02-19 Image processing apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014029370A JP6326243B2 (en) 2014-02-19 2014-02-19 Image processing apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015153364A JP2015153364A (en) 2015-08-24
JP6326243B2 true JP6326243B2 (en) 2018-05-16

Family

ID=53895482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014029370A Active JP6326243B2 (en) 2014-02-19 2014-02-19 Image processing apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6326243B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110926337A (en) * 2019-12-24 2020-03-27 大连理工大学 A global measurement data registration method based on multi-vector constraints

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018215538A1 (en) * 2018-09-12 2020-03-12 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Method and device for identifying an object

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05344341A (en) * 1992-06-08 1993-12-24 Nec Corp Automatic binarizing device
JPH07311025A (en) * 1994-05-17 1995-11-28 Komatsu Ltd 3D shape inspection device
JPH09231342A (en) * 1996-02-26 1997-09-05 Sanyo Electric Co Ltd Method and device for inspecting tablet
JP5684550B2 (en) * 2010-12-03 2015-03-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ Pattern matching apparatus and semiconductor inspection system using the same
JP2013045141A (en) * 2011-08-22 2013-03-04 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Image processing system, program for the same, and image processing method
JP5834692B2 (en) * 2011-09-26 2015-12-24 大日本印刷株式会社 Individual identification device, individual identification method, and program

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110926337A (en) * 2019-12-24 2020-03-27 大连理工大学 A global measurement data registration method based on multi-vector constraints
CN110926337B (en) * 2019-12-24 2020-10-20 大连理工大学 A global measurement data registration method based on multi-vector constraints

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015153364A (en) 2015-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Romero-Ramirez et al. Speeded up detection of squared fiducial markers
CN102574288B (en) Apparatus for cutting and/or etching an article comprising a flat surface on which patterns and/or writing are reproduced and method for actuating the apparatus
US20070176927A1 (en) Image Processing method and image processor
Stahs et al. Fast and robust range data acquisition in a low-cost environment
CN103824275B (en) Saddle dots structure and the system and method for determining its information are searched in the picture
US20170061209A1 (en) Object processing method, reference image generating method, reference image generating apparatus, object processing apparatus, and recording medium
JP7393106B2 (en) System and method for detecting lines in a vision system
JP2020179441A (en) Control system, information processing device and control method
JP4885867B2 (en) POSITION INFORMATION DETECTING DEVICE, POSITION INFORMATION DETECTING METHOD, AND POSITION INFORMATION DETECTING PROGRAM
JP2023036793A (en) Method and apparatus for using range data to predict object features
CN116433769A (en) Space calibration method, device, electronic equipment and storage medium
JP6326243B2 (en) Image processing apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus
KR102618194B1 (en) Semiconductor package board processing hole 3d automatic process inspection method and system
Tushev et al. Robust coded target recognition in adverse light conditions
JP5375479B2 (en) Three-dimensional measurement system and three-dimensional measurement method
JP2015210690A (en) Image recognition device
WO2019180899A1 (en) Appearance inspection device
JP6282907B2 (en) Image processing apparatus, three-dimensional shape measuring apparatus, and image processing method
US20180130230A1 (en) Recognition apparatus, determination method, and article manufacturing method
Mannella et al. Metrological investigation of the localization uncertainty of object detection methodologies
Vuori et al. Three-dimensional imaging system with structured lighting and practical constraints
JP2006003276A (en) Three dimensional geometry measurement system
CN103477309B (en) Improvements in or relating to optical navigation devices
KR20220123467A (en) Pattern matching devices, pattern measurement systems, and non-transitory computer-readable media
Kang et al. Fabric Defects Detection for Multicolor Yarn Shoe Upper Using Morphological Operations

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180131

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180410

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180416

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6326243

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250