(57)【要約】【課題】多種多様のボタンの表裏を判定することのできるボタン表裏判定方法およびボタン表裏判定装置を提供する。【解決手段】ボタン表裏判定方法は、相互に色の異なる落射光Ｌａおよび斜光ＬｂをボタンＢに照射してボタンＢを撮像することにより、ボタンに形成された図柄に基づく画像情報に加えてボタン表面の凹凸形状に応じて色相の異なる色相情報が付加された検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンＢの表裏を判定する。ボタン表裏判定装置１は、カメラ４、互いに異なる色の落射光Ｌａおよび斜光Ｌｂを照射する照明装置５を備えた撮像手段２と、相互に色の異なる落射光Ｌａおよび斜光ＬｂをボタンＢに照射してボタンＢを撮像することにより、画像情報に加えて色相情報が付加された検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンＢの表裏を判定する制御手段３とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫製物に縫い付けられるボタンの表裏を判定するボタン表裏判定方法において、
相互に色の異なる落射光および斜光を表裏の判定に供するボタンに照射し、この状態でボタンを撮像することにより、ボタンに形成された図柄に基づく画像情報に加えて、ボタン表面の形状に応じて色相の異なる色相情報が付加された検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンの表裏を判定することを特徴とするボタン表裏判定方法。
【請求項２】
前記画像処理が、前記検出画像データと、基準となる基準画像データとの照合であることを特徴とする請求項１に記載のボタン表裏判定方法。
【請求項３】
前記落射光および斜光の光量を変動させてボタンを撮像することにより複数のサンプルテンプレートを作成する工程と、複数のサンプルテンプレートから最適のサンプルテンプレートを選択して前記基準画像データとする工程とを有することを特徴とする請求項２に記載のボタン表裏判定方法。
【請求項４】
縫製物に縫い付けられるボタンの表裏を判定するボタン表裏判定装置において、
表裏の判定に供するボタンの画像データを得るための撮像手段と、
記憶部および演算部を具備し各部の動作の制御を司るための制御手段とを有しており、
前記撮像手段は、
ボタンをその上方で光学的に読み取って撮像し、そのボタンの画像を画像データに変換して前記制御手段に送出するカメラと、
前記カメラによるボタンの撮像時に、ボタンの照明を行う照明装置とを有しており、
前記照明装置は、
ボタンに落射光を照射する落射照明ユニットと、
ボタンに落射光と異なる色の斜光を照射する少なくとも１つの斜光照明ユニットとを有しており、
前記制御手段は、前記落射照明ユニットおよび前記斜光照明ユニットにより落射光および斜光をボタンに照射し、この状態で前記カメラによりボタンを撮像してボタンに形成された図柄に基づく画像情報に加えて、ボタン表面の形状に応じて色相の異なる色相情報が付加された検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンの表裏を判定するように形成されていることを特徴とするボタン表裏判定装置。
【請求項５】
前記画像処理が、前記検出画像データと、基準となる基準画像データとの照合であることを特徴とする請求項４に記載のボタン表裏判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボタン付けミシンに好適なボタン表裏判定方法およびボタン表裏判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工業用ミシンの１種として、縫製対象物としての布地にボタンを縫い付けることのできるボタン付けミシンが知られている。このようなボタン付けミシンには、縫製効率の向上などの理由により、ボタンをその表側の面（デザイン面、またはボタンの表とも呼称する。）を上方に向けて自動的に供給するボタン供給装置が用いられている。このようなボタン供給装置には、ボタンの表裏を判定するボタン表裏判定装置が配設されている。
【０００３】
図１５に示すように、従来のボタン表裏判定装置１０１としては、ボタンつまみ足１０２が上昇する際に、複数の糸通し孔Ｂａを具備するボタンＢの縁部でボタン有無検知レバー１０３が押し上げられ、ボタンＢの中央部でボタン表裏検知レバー１０４が押し上げられることによってボタンＢの表裏を判定するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、図１６に示すように、ボタン表裏判定装置１１１としては、振動式パーツフィーダ１１２の収納部１１３に収納されているボタンＢが、螺旋状のボタン移動経路１１４に沿って上方へ移動され、ボタン表裏選別機構１１５により、ボタンの裏側の面を上方に向けたボタンＢを通路から下方へ排除し、表側の面が上方に向いたボタンＢのみがボタン表裏選別機構１１５を通過して、ボタン排出口１１６から順次排出されるように形成されているものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特許第２６５９０７３号公報
【特許文献２】特許第２６４８０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のボタン表裏判定装置１０１、１１１においては、ボタンＢの凹凸形状の差異で表裏の判別を行っているため、凹凸などのボタンＢの表裏の形状に差異がなく、刻印や模様（色、文字および符号を含む）により形成される図柄にボタンの表裏で差異のあるボタン（以降、単に、図柄に表裏差異があるボタンとも称する。）の場合、表裏の判定ができないという問題点があった。
【０００７】
なお、ボタンをカメラで撮像して撮像された図柄の画像によりボタンの表裏を判別することが考えられるが、その場合、表面の形状にのみ表裏差異があり図柄に表裏差異が無いボタンの判別ができず、図柄を撮像するカメラに加えて従来のボタン表裏判定装置も備える必要があり、装置が大型化、複雑化するという問題がある。
【０００８】
すなわち、従来のボタン表裏判定装置においては、表裏を判定可能なボタンの種類が限定されるという問題点があった。
【０００９】
そこで、多種多様のボタンの表裏を判定することのできるボタン表裏判定方法およびボタン表裏判定装置が求められている。
【００１０】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、多種多様のボタンの表裏を判定することのできるボタン表裏判定方法およびボタン表裏判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明のボタン表裏判定方法の特徴は、縫製物に縫い付けられるボタンの表裏を判定するボタン表裏判定方法において、相互に色の異なる落射光および斜光を表裏の判定に供するボタンに照射し、この状態でボタンを撮像することにより、ボタンに形成された図柄に基づく画像情報に加えて、ボタン表面の形状に応じて色相の異なる色相情報が付加された検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンの表裏を判定する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、刻印または模様により形成される図柄に表裏差異のあるボタンに加えて、凹凸状態など表面の形状に表裏差異の有るボタンの表裏を容易かつ確実に表裏を判定することができる。よって、多種多様のボタンの表裏を判定することのできる汎用性に優れたものとなる。
【００１２】
なお、上述のボタンの表面とは、ボタンの載置状態で定まるボタンの表裏何れかの面を称するのではなく、ボタンの表裏双方の面を総称してボタンの表面と称し、以降の説明も同様とする。
【００１３】
請求項２に記載の本発明のボタン表裏判定方法の特徴は、請求項１において、前記画像処理が、前記検出画像データと、基準となる基準画像データとの照合である点にある。そして、このような構成を採用したことにより、ボタンの表裏をより確実かつ容易に判定することができる。
【００１４】
請求項３に記載の本発明のボタン表裏判定方法の特徴は、請求項２において、前記落射光および斜光の光量を変動させてボタンを撮像することにより複数のサンプルテンプレートを作成する工程と、複数のサンプルテンプレートから最適のサンプルテンプレートを選択して前記基準画像データとする工程とを有する点にある。そして、このような方法を採用したことにより、画像処理に供する適正な基準画像データを確実に得ることができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明のボタン表裏判定装置の特徴は、縫製物に縫い付けられるボタンの表裏を判定するボタン表裏判定装置において、表裏の判定に供するボタンの画像データを得るための撮像手段と、記憶部および演算部を具備し各部の動作の制御を司るための制御手段とを有しており、前記撮像手段は、ボタンをその上方で光学的に読み取って撮像し、そのボタンの画像を画像データに変換して前記制御手段に送出するカメラと、前記カメラによるボタンの撮像時に、ボタンの照明を行う照明装置とを有しており、前記照明装置は、ボタンに落射光を照射する落射照明ユニットと、ボタンに落射光と異なる色の斜光を照射する少なくとも１つの斜光照明ユニットとを有しており、前記制御手段は、前記落射照明ユニットおよび前記斜光照明ユニットにより落射光および斜光をボタンに照射し、この状態で前記カメラによりボタンを撮像して、ボタンに形成された図柄に基づく画像情報に加えて、ボタン表面の形状に応じて色相の異なる色相情報が付加された検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンの表裏を判定するように形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、請求項１に記載の本発明のボタン表裏判定方法、すなわち、相互に色の異なる落射光および斜光をボタンに照射し、この状態でボタンを撮像することにより、ボタンに形成された図柄に基づく画像情報に加えて、ボタン表面の形状に応じた色相情報が付加された検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンの表裏を判定するボタン表裏判定方法を簡便な構成で容易に実施することができる。
【００１６】
請求項５に記載の本発明のボタン表裏判定装置の特徴は、請求項４において、前記画像処理が、前記検出画像データと、基準となる基準画像データとの照合である点にある。そして、このような構成を採用したことにより、請求項２に記載の本発明のボタン表裏判定方法、すなわち、画像処理が、検出画像データと、基準となる基準画像データとの照合であるボタン表裏判定方法を簡便な構成で容易に実施することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るボタン表裏判定方法およびボタン表裏判定装置によれば、図柄形状に表裏差異の有るボタンに加えて、ボタン表面の凹凸形状などボタン表面の形状に表裏差異のあるボタンの表裏を容易かつ確実に判定することができるなどの優れた効果を奏する。また、本発明に係るボタン表裏判定装置によれば、本発明に係るボタン表裏判定方法を確実かつ容易に実施することができるなどの優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１９】
図１および図２は本発明に係るボタン表裏判定装置の実施形態を示すものであり、図１は要部のブロック図、図２は図１の撮像手段の模式図である。
【００２０】
本実施形態のボタン表裏判定装置は、従来公知のボタン付けミシンにおけるボタンの供給経路に設置されるものを例示している。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のボタン表裏判定装置１は、表裏の判定に供するボタンＢの画像データを得るための撮像手段２と、各部の動作の制御を司るための制御手段３とを有している。
【００２２】
前記撮像手段２は、ボタンＢをその上方で光学的に読み取って撮像し、そのボタンＢの画像を画像データに変換して制御手段３に送出するカメラ４と、このカメラ４によるボタンＢの撮像時に、ボタンＢの照明を行う照明装置５とを有している。
【００２３】
前記カメラ４は、例えば、ＣＣＤイメージセンサあるいはＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子と撮像レンズ（共に図示せず。）を主として構成されている。このカメラ４としては、ボタンＢを撮像することのできるものであればよく、アナログおよびデジタルのいずれでもよい。
【００２４】
本実施形態のカメラ４としては、後述する異なる波長（色）の照明による画像を一度に撮像することができるカラーカメラが用いられている。
【００２５】
なお、カメラ４としてモノクロカメラを用いることもできる。この場合、後述する照明装置５による各波長（色）の照明について個別に撮像することになる。すなわち、照明に用いる波長の種類の数と等しい撮像回数が必要になる。
【００２６】
また、カメラ４としてアナログカメラを用いた場合には、カメラ４により撮像された画像データは、Ａ／Ｄ変換器を介して制御手段３に送出されることになる。
【００２７】
前記カメラ４は、図示しないボタン付けミシンにおけるボタンＢの供給経路に上方から臨むように配置されている。そして、図示しないボタン供給機構によって搬送されるボタンＢは、カメラ４の下方に設けられた撮像位置で停止可能に構成されている。
【００２８】
なお、撮像位置には、ボタンＢの画像の背景とするために、ボタンＢのサイズより大きい所定の色の背景パネルＰが配置されている（図２）。
【００２９】
前記カメラ４は、図示しない駆動ドライバを介して制御手段３と電気的に接続されており、制御手段３から送出される制御指令により、撮像タイミングなどの動作制御がなされるようになっている。
【００３０】
本実施形態の照明装置５は、落射照明ユニット６と、斜光照明ユニット７とを有している。
【００３１】
前記落射照明ユニット６は、ボタンＢの撮像面の平坦部分の模様（印字あるいは刻印された文字および符号を含む。）を鮮明に映し出すためのものであり、ボタンＢに落射光Ｌａ（同軸落射光）、すなわち、図１の上下方向に示すボタンＢの中心線に沿って平行な光を照射することができるように構成されている。この落射照明ユニット６は、カメラ４の下方に隣位するように配置されている。
【００３２】
本実施形態の落射照明ユニット６は、光の３原色を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のそれぞれの色（波長）の光を発生できるように、赤色光源６ａＲ、緑色光源６ａＧおよび青色光源６ａＢの３つの光源６ａ（符号６ａは、赤色光源６ａＲ、緑色光源６ａＧおよび青色光源６ａＢを総称する。）を備えている。また、落射照明ユニット６は、カメラ４の下方に配置されたハーフミラー６ｂを有しており、各光源６ａから水平方向に沿って出射されてハーフミラー６ｂに入射した光を鉛直方向に沿って下方に反射してボタンＢを上方から照射することができるとともに、ボタンＢで反射してハーフミラー６ｂに入射する反射光をカメラ４に向かって透過させることができるようになっている。
【００３３】
なお、ボタンＢの表裏の判定に用いる落射光Ｌａの色としては、モノカラーであればよく、この場合、赤、緑および青のいずれかを用いることが好ましい。本実施形態においては、緑が用いられている。すなわち、表裏の判定時には、緑色光源６ａＧを点灯するようになっている。
【００３４】
また、落射照明ユニット６の光源６ａとしては、ＬＥＤ、電球および蛍光ランプなどを挙げることができる。
【００３５】
前記斜光照明ユニット７は、ボタンＢの撮像面の凹凸（刻印による凹凸を含む。）を鮮明に映し出すためのものであり、図２に示すように、上方からボタンＢに向かって斜めに照らす光線である斜光Ｌｂを照射することができるように構成されている。この斜光照明ユニット７は、図２に示すように、カメラ４の下方において上下方向に沿って２つ配置されている。そして、図２の上方に示す一方は、ボタンＢに対する照射角度の大きい斜光Ｌｂａを照射する高角度照明ユニット８とされており、ボタンＢの急な角度の凹凸を映し出すことができるようになっている。また、図２の下方に示す他方は、ボタンＢに対する照射角度の小さい斜光Ｌｂｂを照射する低角度照明ユニット９とされており、ボタンＢのなだらかな角度の凹凸を映し出すことができるようになっている。
【００３６】
ここで、ボタンＢに対する照射角度とは、ボタンＢを水平面上に設置した場合に、水平面と光軸とのなす角度をいう。なお、落射光Ｌａの照射角度は９０度になる。
【００３７】
前記斜光照明ユニット７の数としては、単数であってもよい。
【００３８】
本実施形態の高角度照明ユニット８は、落射照明ユニット６と同様に、光の３原色を構成する赤、緑および青のそれぞれの色の光を発生できるように、赤色光源８ａＲ、緑色光源８ａＧおよび青色光源８ａＢの３つの光源８ａ（符号８ａは、赤色光源８ａＲ、緑色光源８ａＧおよび青色光源８ａＢを総称する。）を備えている。また、これら３つの光源８ａは、それぞれ環状に形成されており、その中心がボタンＢの中心の延長線上に位置するように配置されている。さらに、高角度照明ユニット８の光源８ａとしては、ＬＥＤ、電球および蛍光ランプなどを挙げることができる。
【００３９】
本実施形態の低角度照明ユニット９は、高角度照明ユニット８と同様に、光の３原色を構成する赤、緑および青のそれぞれの色の光を発生できるように、赤色光源９ａＲ、緑色光源９ａＧおよび青色光源９ａＢの３つの光源９ａ（符号９ａは、赤色光源９ａＲ、緑色光源９ａＧおよび青色光源９ａＢを総称する。）を備えている。また、これら３つの光源９ａは、それぞれ環状に形成されており、その中心がボタンＢの中心の延長線上に位置するように配置されている。さらに、３つの光源９ａの内径は、高角度照明ユニット８の３つの光源８ａの内径より大きく形成されている。さらにまた、低角度照明ユニット９の光源９ａとしては、ＬＥＤ、電球および蛍光ランプなどを挙げることができる。
【００４０】
前記斜光Ｌｂの色としては、モノカラーであればよく、この場合、赤、ＧおよびＢのいずれかを用いることが好ましい。但し、落射光Ｌａと斜光Ｌｂとが相互に色の異なる光線であり、さらに、照射角度の異なる複数の斜光照明ユニット７を設けた場合には、複数の斜光Ｌｂの相互間でさらに異なる色の光線を用いることが肝要である。
【００４１】
本実施形態においては、高角度照明ユニット８の斜光Ｌｂａの色として赤が用いられており、低角度照明ユニット９の斜光Ｌｂｂの色として青が用いられている。
【００４２】
すなわち、本実施形態におけるボタンＢの撮像には、図２に示すように、落射照明ユニット６による緑の落射光Ｌａ、高角度照明ユニット８による赤の斜光Ｌｂａ、低角度照明ユニット９による青の斜光Ｌｂｂとの３色の光線による照明がボタンＢになされるようになっている。
【００４３】
したがって、本実施形態のボタン表裏判定装置１によれば、ボタンＢに対する各照射光の波長が照射方向毎に異なるため、ボタンＢ表面の凹凸形状による各照射光の反射角度に応じてカメラ４に入射する各照射光からの反射光の割合、すなわち、色相が異なることになる。
【００４４】
よって、本実施形態のボタン表裏判定装置１の撮像手段２は、上述した照明下でボタンＢの画像をカメラ４で撮像して検出画像データを取得するから、この検出画像データは、ボタンＢの形状およびボタンＢの表面に形成された色、模様、文字等の図柄に基づく画像情報に加えて、ボタンＢ表面の凹凸に応じて色相の異なる色相情報が付加されたものとなる。
【００４５】
なお、本実施形態の照明装置５における落射照明ユニット６および斜光照明ユニット７の光源６ａ、８ａ、９ａとして、光の３原色のそれぞれの色を用いているので、３原色のそれぞれの光源６ａ、８ａ、９ａの光量を調節することにより、無段階で異なる波長の光線を生成することができる。このように、無段階で異なる波長の光線を生成することができるということにより、ボタンＢの色に合わせてボタンＢの凹凸および模様を鮮明に映し出すための照射光の色を容易かつ確実に得ることができる。
【００４６】
図１に戻って、照明装置５は、照明制御部１０を介して制御手段３と電気的に接続されており、制御手段３から送出される制御指令により、点灯および消灯のタイミング、照明の色などの動作制御がなされるようになっている。
【００４７】
なお、照明制御部１０としては、落射照明ユニット６を制御する落射照明制御部１１、高角度照明ユニット８を制御する高角度照明制御部１２および低角度照明ユニット９を制御する低角度照明制御部１３が設けられている。
【００４８】
前記制御手段３は、各種の演算処理を行う演算部として機能するＣＰＵ２１と、プログラムやデータを記憶する記憶部として機能するメモリ２２とを主として形成されている。また、メモリ２２は、適宜な容量のＲＯＭ、ＲＡＭおよび電気的にデータの消去と書き込みとを行うことのできるＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリなどにより形成されている。なお、不揮発性メモリとしては、着脱可能なものであってもよい。
【００４９】
前記メモリ２２には、少なくとも画像メモリ２３、テンプレートメモリ２４、画像処理部２５、ワークメモリ２６および基準画像データ作成処理部２７が設けられている。
【００５０】
前記画像メモリ２３は、カメラ４により撮像された表裏の判定に供するボタンＢの検出画像データを記憶するためのものであり、検出画像データは、カメラ４によりボタンＢを撮像する毎に更新されるようになっている。この画像メモリ２３には、不揮発性メモリが割り当てられる。
【００５１】
前記テンプレートメモリ２４は、ボタンＢの表裏の判定に用いる基準となる基準画像データを記憶するためのものであり、基準画像データが予め記憶されるようになっている。このテンプレートメモリ２４には、不揮発性メモリが割り当てられる。なお、テンプレートメモリ２４には、予め各種のボタンＢの基準画像データを記憶し、使用するボタンＢの種類のものを読み出して用いるようにしてもよい。
【００５２】
前記画像処理部２５は、相互に色の異なる落射光Ｌａおよび斜光ＬｂをボタンＢに照射し、この状態でボタンＢを撮像することにより、ボタンＢに形成された図柄に基づく画像情報に加えて、ボタンＢ表面の凹凸などのボタンＢ表面の形状に応じて色相の異なる色相情報が付加されたフルカラーからなる検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンＢの表裏を判定するためのプログラムおよびデータを記憶するためのものであり、少なくとも照明装置５およびカメラ４の動作制御を行う動作制御プログラムおよびデータと、画像処理を行う画像処理プログラムおよびデータとが予め記憶されている。
【００５３】
本実施形態の画像処理としては、検出画像データと、基準となる基準画像データとの照合（マッチング）が用いられている。また、画像処理部２５には、ＲＯＭが割り当てられる。なお、照合については従来公知のものが用いられているので、その詳しい説明については省略する。
【００５４】
前記ワークメモリ２６は、少なくともＣＰＵ２１による演算データおよび中間データなどを記憶するためのものであり、ＣＰＵ２１による処理動作を行う際には、必要なプログラムやデータを読み込んで記憶するようになっている。このワークメモリ２６には、ＲＡＭが割り当てられる。
【００５５】
前記基準画像データ作成処理部２７は、照明装置５による基準照明を設定する工程、基準照明の光量を変動させての複数のサンプルテンプレートを作成する工程、および、複数のサンプルテンプレートから最適のサンプルテンプレートを選択して基準画像データとする工程を有する基準画像データ作成処理を行なうためのプログラムおよびデータを記憶するためのものであり、少なくとも照明装置５およびカメラ４の動作制御を行う動作制御プログラムおよびデータと、基準画像データ作成処理プログラムおよびデータとが予め記憶されている。なお、基準画像データ作成処理プログラムおよびデータは、画像処理部２５に記憶するようにしてもよい。
【００５６】
本実施形態の制御手段３は、ボタン付けミシン全体の動作制御を行う制御手段から独立させて個別に設けられている。このため、制御手段３は、ボタン付けミシンのミシン制御部３１と電気的に接続されており、ミシン制御部３１は、制御手段３によるボタンＢの表裏の判定結果に基づいて各部の動作制御、例えば、ボタン供給装置を駆動してボタンＢを縫製位置に供給したり、あるいはボタンを供給経路から排除するエラー処理をしたりするようになっている。
【００５７】
なお、制御手段３は、ボタン付けミシン全体の動作制御を行うミシン制御部３１の機能の一部を借りて実現してもよい。
【００５８】
また、撮像手段２を構成するカメラ４および照明装置５ならびにミシン制御制御部２８は、それぞれ図示しないインターフェースを介して制御手段３と接続されている。
【００５９】
さらに、メモリ２２には、オペレーティングシステム、デバイスドライバ、ボタン表裏判定装置１の初期設定動作を行うプログラムおよびそのデータなども記憶されている。
【００６０】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について本発明のボタン表裏判定方法の実施形態とともに説明する。
【００６１】
本実施形態のボタン表裏判定方法は、前述した図１に示す本実施形態のボタン表裏判定装置１を用いて実施する。
【００６２】
本実施形態のボタン表裏判定動作の概略は、ＣＰＵ２１が画像処理部２５から動作制御プログラムおよびデータを読み出し、各照明制御部１０から照明装置５に制御情報を出力し、表裏の判定に供するボタンＢに合わせた照明を作りだし、カメラ４で撮像する。このカメラ４により撮像された画像は、デジタル化されて色相と明るさとを有するフルカラーからなる検出画像データとして画像メモリ２３に記憶される。さらに、ＣＰＵ２１は、画像処理部２５から画像処理プログラムを読み出し、ボタンＢの表裏の判定および形状計測を行う。ここで、ワークメモリ２６は、これらの処理のためのテンポラリなデータの格納場所として使用される。また、テンプレートメモリ２４は、表裏判定のための照合処理の正解データである基準画像データの格納場所として使用される。そして、ＣＰＵ２１は、表裏判定および形状計測が終了したならば、図示しないＩ／Ｆを介してその結果をミシン制御部３１に送る。このような表裏判定の結果を受けたミシン制御部３１は、ボタンＢが裏向きであれば、ボタンＢを廃棄し、つぎのボタンＢをセットする。また、ボタンＢが表向きであれば、ボタン表裏判定装置１の制御手段３が出力した糸通し孔Ｂａの位置情報をもとにしてボタンＢの姿勢を補正して縫製位置に供給し、縫製物にボタンＢを縫い付ける縫製を行う。
【００６３】
なお、ボタンが表向きであるとは、例えば背景パネルＰのような所定の載置面にボタンが載置された際に、ボタンのデザイン面（衣服に縫い付けられた際に外部から見えるようにデザインされたボタンの一方の面）が、載置面の対向方向から見えるように表向きに載置されている状態を示しており、ボタンが裏向きであるとは、ボタンのデザイン面の裏側の面が見えるように載置されている状態を示している。さらに、本明細書においては、デザイン面を単にボタンの表側、デザイン面の裏側の面を単にボタンの裏側とも称する。
【００６４】
つぎに、本実施形態のボタン表裏判定動作についてさらに説明する。
【００６５】
図３は、本発明に係るボタンの表裏判定方法の実施形態の要部を示すフローチャートである。
【００６６】
図３に示すように、本実施形態のボタン表裏判定方法は、照明設定（Ｓ１）、画像取得（Ｓ２）、ボタン計測処理（Ｓ３）および表裏判定処理（Ｓ４）をこの順に行う。なお、ボタン計測処理と表裏判定処理との順序を逆にしてもよい。
【００６７】
前記照明設定（図３の符号Ｓ１）についてさらに説明する。
【００６８】
本実施形態のボタン表裏判定装置１において、ＣＰＵ２１は、画像処理プログラムを読み出し、照明制御部１０を介して照明装置５を制御する。そして、照明装置５を構成する各照明ユニット６、８、９は、ボタンＢの色に合わせて相互に異なる波長を生成するように、それぞれの３つの光源６ａ、８ａ、９ａの光量を制御する。例えば、ボタンＢが白色であれば３つの照射方向の光の色はそれぞれ赤、緑、青とするとよい。
【００６９】
本実施形態では、落射照明による落射光Ｌａを緑、高角度照明による斜光Ｌａａを赤、低角度照明による斜光Ｌａｂを青としてある。
【００７０】
なお、ボタンＢの色は、生産時の付加データとしてユーザがあらかじめ設定する。また、基準画像データを作成する際に、ボタン表裏判定装置１（システム）が照明装置５を構成する各照明ユニット６、８、９の波長を自動取得しておくこともできる。なお、各照明ユニット６、８、９の波長の自動取得、すなわち、基準照明設定処理については後述する（図９および図１０参照。）。
【００７１】
ついで、落射照明ユニット６の３つの光源６ａのすべてを点灯させ、白色光を照射する。そして、背景色か否かで領域分割を行い、ボタンＢの領域を抽出する。また、ボタンＢの領域の境界部、中央部、その中間の３つの同心円の領域に分割し、それぞれの平均色情報、すなわち、平均色相および平均濃度を取得する。なお、落射光ＬａでボタンＢの輪郭が正しく抽出できない場合、黒、もしくは透明体であると判定する。
【００７２】
ここで、光の３原色は、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）であり、色の３原色は、シアン、マゼンタ、イエロー（Ｃ、Ｍ、Ｙ）である。この光の３原色と色の３原色とは相互に補色関係にある。赤の波長の光だけを吸収して他の波長の光を反射する物質の色がシアンであり、シアンの色は白色光から赤の波長成分だけを除いた緑と青の波長成分が含まれる色になる。
【００７３】
この関係を利用し、あらかじめ設定しておいた３つの照射方向の照明が映し出すボタンＢの表面部分の色についてコントラストが得られる波長になるような照射光を赤、緑、青の光源の光量を制御し、作り出す。例えば、白色光からボタンＢの３つの表面色の成分を除いた波長領域を３つに分けてそれぞれの照射角度に割り当てればよい。
【００７４】
ここで、波長が短い青色の光は散乱されやすく、波長の長い赤色は散乱率が低いという特徴があるので、ボタンＢの表面状態や縁部における凹凸が波長の短い青色光や紫外光では敏感に反映される。そこで、表面の凹凸状態を映し出そうとする照射角度の照明には波長が短い光を割り当てるとよい。例えば、黒や透明体などのボタンＢは、より３次元形状の相違を強調するために、波長の短い光を用いるとよい。
【００７５】
前記画像取得（図３の符号Ｓ２）についてさらに説明する。
【００７６】
前記ＣＰＵ２１は、カメラ４を制御し、判定に供するボタンＢの撮像を行う。カメラ４により撮像された画像はデジタル化され、画像メモリ２３に検出画像データとして記憶される。
【００７７】
図４は、照明装置におけるボタンに対する照明の照射方向とボタンの表面形状と反射方向の関係を示す模式図である。また、図５は、ボタンＢの撮像画像の例を示す模式図である。図５（ａ）は判定に供するボタンＢの表側の白色光下での画像である。図５（ｂ）〜（ｄ）はボタンＢの表側に落射照明ユニット６、高角度照明ユニット８および低角度照明ユニット９の各照明ユニットによる照射光をそれぞれ単独に照射したときにカメラ４により撮像される画像の模式図である。なお、これら図５（ｂ）〜（ｄ）は、本発明を説明するための図であり、実際には、各照射ユニット６、８、９による照射光は同時照射されるので図５（ｂ）〜（ｄ）の各画像が単独でカメラ４により撮像されることはない。さらに、図５（ｅ）は、ボタンＢに落射照明ユニット６、高角度照明ユニット８および低角度照明ユニット９の各照明ユニットによる照射光を同時に照射した際にカメラ４により撮像されるフルカラー画像である。
【００７８】
図４に示すように、落射照明ユニット６による落射光（照射光）Ｌａは、表面（表側）が平坦であれば反射光の多くを占める正反射（鏡面反射）成分のほとんどがカメラ４に入射し、ボタンＢの平坦部分（図５（ｂ）のｂ１部分）が明るく写るが、凹凸があると反射光に含まれる拡散反射（乱反射）成分の一部のみがカメラ４に入射されるため凹凸部分（図５（ｂ）のｂ２およびｂ３部分）は、暗く写る。また、高角度照明ユニット８による斜光（照射光）Ｌｂａは、ボタンＢのなだらかな凹凸部分からの反射光の正反射成分がカメラ４に入射するように、照射角度を設定する。これにより、なだらかな凹凸部分（図５（ｃ）のｃ２部分）が明るく写り、平坦部分や急な凹凸部分（図５（ｃ）のｃ１およびｃ３部分）は暗く写る。さらに、低角度照明ユニット９による斜光（照射光）Ｌｂｂは、ボタンＢの急な凹凸部分の反射光の正反射成分がカメラ４に入射するように、照射角度を設定する。これにより、急な凹凸部分（図５（ｄ）のｄ３部分）が明るく写り、なだらかな凹凸部分（図５（ｄ）のｄ２部分）は暗く写り、平坦部分（図５（ｄ）のｄ１部分）はほとんど写らない。
【００７９】
図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、ボタンＢの表面の凹凸に合わせて、各照明ユニットによる反射光の明るさが異なっているのが分かる。そして、これら各照明ユニットによる照射光を同時に照射しても、ボタンＢ表面の各部位からはボタンＢ表面の凹凸形状に合わせて各照明ユニット６、８、９による反射光が反射されるから、カメラ４に入射するボタンＢからの反射光は、ボタンＢ表面の凹凸の形状に応じて各照射光の割合が異なることになる。よって、各照明ユニット６、８、９による照射光Ｌａ、Ｌｂａ、Ｌｂｂを同時に照射した状態でカメラ４により撮像されるボタンＢの撮像画像は、図５（ｅ）に示すようにボタンＢ表面の凹凸形状に応じて異なる色彩を有することになり、この撮像画像から得られた検出画像データが表裏の判定に用いられることになる。また、各照明ユニット６、８、９による照射光Ｌａ、Ｌｂａ、Ｌｂｂを同時に照射した状態で撮像されるボタンＢの撮像画像である図５（ｅ）の画像は、ボタンＢの平坦部分には、これら各照明ユニット６、８、９による照射光が合成された白色光が照射されるから、ボタンＢに形成された図柄に基づく通常の画像情報が取得されることになる。
【００８０】
なお、検出画像データと同様にして、あらかじめ判定対象である表裏の判定に供するボタンＢと同種のボタンＢを照明してカメラ４で撮像して得られた画像データが、基準画像データとしてテンプレートメモリ２４に記憶されることになる。この基準画像データ作成については後に詳しく述べる。
【００８１】
前記ボタン計測処理（図３の符号Ｓ３）について図６のフローチャートによりさらに説明する。
【００８２】
図６は、図３のボタン計測処理の実施形態を示すフローチャートである。
【００８３】
前記ボタン計測処理は、撮像したボタンＢの画像を２値化してラベリング処理し、背景からボタンＢ、さらに糸通し孔Ｂａを抽出し、ボタン外径、糸通し孔数、糸通し孔径、ボタン中心、糸通し孔中心などを計測する処理である。
【００８４】
本実施形態では、１回に撮像されるボタンＢの数は１つであるが、処理としては複数のボタンＢがカメラ４の撮像範囲内である１つの画像内にあっても対応可能である。
【００８５】
前記画像取得において取得された検出画像データは、画像メモリ２３に記憶されている。
【００８６】
図６に示すように、ボタン計測処理は、まず、画像メモリ２３に記憶されている検出画像データについて、しきい値を設定し、２値化処理を行う（Ｓ１１）。この２値化処理により形成された２値画像データは、ワークメモリ２６に出力される。
【００８７】
つぎに、２値画像データについて、ノイズ除去を行う（Ｓ１２）。このノイズ除去は、オープニング処理とクロージング処理を用いて、細かなノイズ成分や線の途切れや穴埋めを行う。
【００８８】
つぎに、ボタン外形輪郭抽出（背景抽出：Ｓ１３）でボタンＢの外径が正常に抽出できたかの判定を行う（Ｓ１４）。そして、輪郭として閉領域が抽出できない場合（Ｓ１４Ｎ）、処理を打ち切って不図示の表示装置等によりエラー表示を行う。
【００８９】
前記ボタン外形輪郭抽出は、ノイズ除去した２値画像についてラベリング処理を行い、背景ラベルを抽出する。この背景ラベルについて境界線追跡を行うことで、ボタン外形輪郭を得ることができる。仮に、閉領域を捉えた場合でも、円形かどうか、捉えた輪郭線が急峻なエッジ上の点なのかを調べ、ボタンＢの正しい輪郭線かどうかを詳細に検査するとよい。
【００９０】
前記ボタン外径輪郭が正常に抽出できたなら（Ｓ１４Ｙ）、糸通し孔輪郭抽出を行う（Ｓ１５）。
【００９１】
前記糸通し孔輪郭抽出は、背景ラベルを排除し、再びラベリング処理を行い、検出ラベルについて境界線追跡を行うことで抽出することができる。
【００９２】
ついで、検出した数のボタンＢについて、ボタン外径・中心の取得（Ｓ１７）、糸通し孔数の取得（Ｓ１８）を行って、取得した数のすべての糸通し孔Ｂａについて糸通し孔外径・中心の取得（Ｓ１９、Ｓ２０）を行う。そして、すべてのボタンＢの計測が終了したら（Ｓ１６Ｙ）、ボタン計測処理を終了する。
【００９３】
前記表裏判定処理（図３の符号Ｓ４）について図７のフローチャートにより説明する。
【００９４】
図７は、図３の表裏判定処理の実施形態を示すフローチャートである。
【００９５】
図７に示すように、表裏判定処理は、まず、ボタン傾き・中心を取得する（Ｓ５１）。
【００９６】
前記ボタン傾きは、糸通し孔中心より求める。例えば、糸通し孔Ｂａが２つの場合は、２つの糸通し孔Ｂａのそれぞれの中心を結ぶ直線の傾きとする。また、糸通し孔Ｂａが３つ（正三角形）の場合は、いづれかの糸通し孔Ｂａの中心を通り、その他２つの糸通し孔Ｂａを結ぶ直線に垂直な直線の傾きとする。さらに、糸通し孔Ｂａが４つ（矩形）の場合は、いづれかの糸通し孔Ｂａを選択し、一番近くの糸通し孔Ｂａと結ぶ直線の傾きを基準とする。そして、これに合わせて格子上の残る３直線の傾きを加味して平均をとる。
【００９７】
ここで、ボタン傾きとは、ボタンＢの中心に対する糸通し孔Ｂａの傾斜角度θである。例えば、予め設定されている角度と同じときにボタン傾きである傾斜角度θは０度（θ＝０°）となる。例えば、４つの糸通し孔Ｂａを具備するボタン傾きが０度の状態を図８（ａ）、４５度の状態を図８（ｂ）に示す。
【００９８】
前記ボタン中心は、ボタン外形輪郭の重心とする。
【００９９】
ついで、ボタン中心を回転中心とし、ボタン傾きの分、基準画像データ（検出画像データであってもよい。）を回転させて、検出画像データの画像処理、すなわち、検出画像データと基準画像データとの照合を行う（Ｓ５３）。
【０１００】
ここで、同じ波長、すなわち同一方向からの照射光の照射におけるボタンＢの凹凸形状による表面角度の差異は濃度差として検出画像データに記録されている。
【０１０１】
本実施形態では、大きな表面角度の差異は色相差で、細かな表面角度の差異は濃度差で捉えている。そのため、画像処理における照合は、例えば赤、緑、青の明るさである濃度値をそれぞれ８ビットで保持していたとすれば、すべてのプレーンの値を加味した２４ビットの値で行う。
【０１０２】
また、ボタンＢの色に合わせて、各プレーンの重みを変動させることで、照合の感度を増幅することができる。例えば、黒や透明体のボタンＢでは同軸落射照明については反応が鈍くなる。同軸落射照明の重みを下げれば、照合の感度は増幅する。この照合は、糸通し孔Ｂａを基準に最低必要回数のみ行う。そして、照合の回数は糸通し孔Ｂａの数によって異なるので、照合を行う前に、糸通し孔数を取得する（Ｓ５２）。
【０１０３】
すなわち、表裏の判定に供するボタンＢとして糸通し孔数が２つの場合には、基準画像データ（検出画像データであってもよい。）を１８０°回転させて、総計２回の照合を行う（Ｓ５３ａａ、Ｓ５３ａｂ、Ｓ５３ａｃ）。
【０１０４】
また、表裏の判定に供するボタンＢとして糸通し孔数が３つの場合には、基準画像データ（検出画像データであってもよい。）を１２０°単位で回転させて、総計３回の照合を行う（Ｓ５３ｂａ、Ｓ５３ｂｂ、Ｓ５３ｂｃ）。
【０１０５】
さらに、表裏の判定に供するボタンＢとして糸通し孔Ｂａの数が４つの場合には、基準画像データ（検出画像データであってもよい。）を９０°単位で回転させて、総計４回の照合を行う（Ｓ５３ｃａ、Ｓ５３ｃｂ、Ｓ５３ｃｃ）。
【０１０６】
したがって、対応する糸通し孔数のボタンＢについて、糸通し孔数と同じ数の相関値が得られる。そこで、照合により得られた相関値（相関係数）のうちの最大値（１に近い値）を表裏判定に供するボタンＢの評価値とする（Ｓ５４）。なお、ここでは、各画素毎の基準画像データに対する色相値を相関値とする。この相関値は、予め後述する基準画像データを取得する際の相関値に対応して設定される。
【０１０７】
ついで、得られた評価値を予め設定された閾値と比較し（Ｓ５５）、基準画像データとして表のデータを記憶していたのであれば、相関値が閾値より大きければ表（Ｓ５６）、小さければ裏（Ｓ５７）と判定することにより、判定対象となるボタンＢの表裏判定処理は終了する。
【０１０８】
ここで、判定されるボタンＢの表裏は、カメラ４と対向する面である。すなわち、ボタンＢの表裏を「表」と判定した場合には、ボタンＢの表側がカメラ４と対向する上向きとなり、「裏」と判定した場合には、ボタンＢの表側がカメラ４と反対の下を向いた下向きとなっている。
【０１０９】
なお、判定対象となるボタンＢの表裏の判定が終了すると、画像メモリ２３に記憶した検出画像データはクリアする。
【０１１０】
また、ボタンＢの表裏の判定結果に連動して、ボタン付けミシンにおけるボタンＢの供給動作が制御される。
【０１１１】
一般的に、ボタン付けミシンにおいては、表側（デザイン面）を上向きにしてボタンＢを供給するように構成されている。そこで、ボタン表裏判定装置１により、判定対象のボタンＢが表面が上向きの表と判定された場合には、そのボタンＢをミシン本体に供給する供給処理が実行され、ボタンＢが表面が下向きの裏と判定された場合には、ボタンＢの供給経路からボタンＢを取り除くエラー処理が実行されることになる。
【０１１２】
そこで、本実施形態においては、ボタン表裏判定装置１によるボタンＢの表裏判定結果をミシン制御部３１に出力すると（Ｓ５８）、表裏判定処理を終了する。
【０１１３】
なお、表裏判定結果を受けたミシン制御部３１は、ボタンＢが「裏」であればボタンＢを廃棄（供給経路から排除）し、ボタンＢが「表」であれば、計測結果を検査して、糸通し孔Ｂａの位置がずれているものや、糸通し孔径が小さいものなどの異常なボタンＢは廃棄（供給経路から排除）し、正常なボタンＢであれば計測結果をもとにボタン傾きを補正して、縫製動作を行うようにボタン付けミシンの各部を制御する。
【０１１４】
ここで、本実施形態のボタン表裏判定方法における基準画像データ作成処理について図９のフローチャートにより説明する。
【０１１５】
図９は本発明に係るボタン表裏判定装置における基準画像データ作成処理の実施形態を示すフローチャートである。
【０１１６】
図９に示すように、本実施形態における基準画像データ作成処理は、まず、表向きのボタンＢをボタン供給装置にセットする（Ｓ７１）。
【０１１７】
ついで、本実施形態のボタン表裏判定装置１において、ＣＰＵ２１は、図示しないインターフェースを介してボタン供給装置に制御指令を送出し、ボタン供給装置は、表向きのボタンＢを撮像ステージの撮像位置に設けられた背景パネルＰに供給する（Ｓ７２）。
【０１１８】
ついで、ＣＰＵ２１は、基準画像データ作成処理プログラムを読み出し、照明制御部１０を介して照明装置５に制御データを出力し、所望の波長の照明を作りだしボタンＢを照射し、この状態でボタンＢをカメラ４で撮像する。そして、カメラ４により撮像されたボタンＢの画像はデジタル化され、仮の基準画像データとして記憶される（Ｓ７３）。
【０１１９】
ついで、ＣＰＵ２１は、さらに基準画像データ作成処理プログラムを読み出し、ステップＳ７３で記憶された仮の基準画像データからボタンＢの局所的な色情報を取得し、最適な照明制御データを自動的に作成する。すなわち、基準照明設定処理としての照明制御データを作成する（Ｓ７４）。この基準照明制御データ作成については、後に詳しく説明する。
【０１２０】
ついで、ＣＰＵ２１は、上述した基準照明制御データで作成された全ての照明制御データに対して後述する照明変動処理が終了したか否かを判定する（Ｓ７５）。全ての照明変動処理が終了していない場合（Ｓ７５Ｎ）は、作成した照明制御データを基準として各照明ユニット６、８、９のそれぞれの光源６ａ、８ａ、９ａの光量を予め設定された幅で変動させるように、照明装置５に対して制御データを出力して照明変動を行う（Ｓ７６）。そして、照明設定が異なる状態、すなわち基準照明の光量を変動させた状態でボタンＢを撮像し（Ｓ７７）、サンプルテンプレートとしてのサンプルテンプレートデータを作成する（Ｓ７８）。
【０１２１】
このとき、撮像に用いた照明制御データはサンプルテンプレートデータに付帯属性として付加する。
【０１２２】
また、これらの処理（Ｓ７６、Ｓ７７、Ｓ７８）のテンポラリーなデータの格納場所としてワークメモリ２６が使用され、作成した各サンプルテンプレートデータは、テンプレートメモリ２４に記憶される。
【０１２３】
そして、すべての照明変動が終了したら（Ｓ７５Ｙ）、オペレータは、同一種類の複数のボタンを上面が表向きと裏向きとに交互に供給されるようにそれぞれ所定数だけ供給されるようにボタン供給装置にセットする（Ｓ７９）。
【０１２４】
ついで、ＣＰＵ２１は、ボタン供給装置を介して、上述した上面が表向きのボタンを表向きのボタンＢｆとして、上面が裏向きのボタンを裏向きのボタンＢｒとして、交互に背景パネルＰ上に供給して表向きのボタンＢのサンプルテンプレートデータに付加されている照明制御データを用いて照明設定を行って背景パネル上のボタンの画像を撮像し、撮像されたボタンのサンプルテンプレートデータを取得し、この取得されたボタンのサンプルテンプレートデータと当該照明制御データに対応する表向きのボタンＢのサンプルテンプレートデータとの照合処理（マッチング）を行う（Ｓ８０）。この照合処理は、詳しくは、後述するが、各サンプルテンプレートデータ毎に背景パネルＰ上の実際のボタンに対して正しく表裏判定ができる否かを複数のボタンＢｆ、Ｂｒに対して実行して、サンプルテンプレートデータ毎の相関値を取得する処理である。
【０１２５】
ついで、ＣＰＵ２１は、上述した照合処理の結果を集計し（Ｓ８１）、その集計結果から最適なサンプルテンプレートデータを選択して基準画像データとする（Ｓ８２）。これら、集計処理（Ｓ８１）およびサンプルテンプレートデータ選択処理（Ｓ８２）についても、さらに、後述する。
【０１２６】
したがって、本実施形態の表裏判定装置１における基準画像データ作成処理は、照明装置５による基準照明を設定する工程、基準照明の光量を変動させて複数のサンプルテンプレートを作成し、複数のサンプルテンプレートから最適のサンプルテンプレートを選択して基準画像データとする工程を有している。
【０１２７】
つぎに、ステップＳ７４の照明制御データ作成について図１０から図１３によりさらに説明する。
【０１２８】
図１０は図９の基準照明設定処理の実施形態を示すフローチャート、図１１は色相環図、図１２は散乱率による波長設定例、図１３は補色による波長設定例を示す。
【０１２９】
本実施形態における基準照明設定処理としての照明制御データ作成は、図１０に示すように、ＣＰＵ２１が基準画像データ作成処理プログラムを読み出すことにより開始する。そして、ＣＰＵ２１は、基準画像データ作成処理プログラムを読み出して、照明制御部１０を介して照明装置５を制御し、照明装置５の各照明ユニット６、８、９のそれぞれのすべての光源６ａ、８ａ、９ａを点灯させて白色光を照射した状態でカメラ４により背景パネルＰ上に供されたボタンＢを撮像する（Ｓ１０１）。
【０１３０】
ついで、カメラ４により撮像したフルカラーの画像データの各画素について、背景色、具体的には本実施形態における背景パネルＰの色である黒色か否かにより領域分割を行ってボタン領域を抽出する（Ｓ１０２）。
【０１３１】
ついで、ボタン領域の境界部、中央部、これらの中間部の３つの同心円の領域に分割し、それぞれの平均色情報、すなわち、平均色相および平均濃度を算出する（Ｓ１０３）。
【０１３２】
ここで、輪郭が正しく抽出できない場合、ボタンＢが黒（背景パネルＰと同色）あるは透明体と判定する（Ｓ１０４）。そして、ボタンＢ黒あるいは透明体の場合、照明は以下に示すように散乱率による波長設定を行う。
【０１３３】
前述したように、波長が短い青色の光は散乱されやすく、波長の長い赤色は散乱率が低いという特徴があり、ボタンＢの表面状態や縁部における凹凸（面の粗さ）が波長の短い青色光や紫外光では敏感に反映される。そこで、表面の凹凸状態を映し出そうとする照射角度の照明には波長が短い光を割り当てるとよい。
【０１３４】
したがって、黒や透明体などのボタンＢは、より３次元形状の相違を強調するために、波長の短い光を用いるとよい。カメラ４の軸線に対してより角度が大きい低角度照明ユニット９による斜光Ｌｂｂ、高角度照明ユニット８による斜光Ｌｂａ、および、落射照明ユニット６による落射光Ｌａの順に、波長の短い順の光を割り当てる（Ｓ１０５）。
【０１３５】
すなわち、低角度照明ユニット９による斜光Ｌｂｂに最も波長の短い光を割り当て、落射照明ユニット６による落射光Ｌａに最も波長の長い光を割り当てる。
【０１３６】
例えば、図１１に示す色相環図に基づいて光の波長を選択する。具体的には、低角度照明ユニット９による斜光Ｌｂｂとして青を選択した場合、図１２に示すように、高角度照明ユニット８による斜光Ｌｂａとして緑青、落射照明ユニット６による落射光Ｌａとして緑を割り当てる。
【０１３７】
黒や透明体でないボタンＢの場合、照明は補色による波長設定を行う。
【０１３８】
前述したように、光の３原色は、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）であり、色の３原色は、シアン、マゼンタ、イエロー（Ｃ、Ｍ、Ｙ）である。この光の３原色と色の３原色とは相互に補色関係にある。例えば、赤の波長の光だけを吸収して他の波長の光を反射する物質の色がシアンであり、シアンの色は白色光から赤の波長成分だけを除いた緑と青の波長成分が含まれる色になる。
【０１３９】
この関係を利用し、ボタンＢの表面部分の色についてコントラストが得られる波長になるような照射光を赤、緑、青の光源の光量を制御し、作り出す。ボタンＢの表面色と同系色成分の光を照射した場合、反射光がカメラ４に入射し、照明光の色が記録される。また、補色成分の光を照射した場合、照射光は吸収され、その部分は黒く記録される。そこで、まず、表面色と同系色の色を選択し、他の２色は先に選んだ色の位置を基準に補色領域を除いた波長領域の両端を求め、割り当てる（Ｓ１０６）。
【０１４０】
例えば、ボタンＢの表面色が赤の場合、補色領域として緑を中心とした黄から青の領域を設定し、これを除外、同系色領域の両端である紫と橙を選択する。
【０１４１】
ボタン領域の境界部、中央部、その中間の３つの同心円の領域で明らかな色相の違いがあればそれぞれの照明色は独立して決定すればよいが、大抵の場合において同系色となる。
【０１４２】
具体的には、図１３に示すように、低角度照明ユニット９による斜光Ｌｂｂとして橙、高角度照明ユニット８による斜光Ｌｂａとして赤、落射照明ユニット６による落射光Ｌａとして紫を割り当てる。
【０１４３】
しかしながら、ボタンＢに刻印や印字、模様がある場合は、その領域のコントラストを優先させたほうが表裏判定しやすくなる。これらがどこにあるか予め分からない場合は、すべての組み合わせの照明設定で実際にサンプルテンプレートデータを作成して一番いいものを選択するようにしてもよい。
【０１４４】
ついで、照明制御データ（波長設定：Ｓ１０５、Ｓ１０６）を基準としてそれぞれの照明の光量を予め設定した幅で決定される回数分だけ変動させて対応する照明制御データを作成し終了する（Ｓ１０７、Ｓ１０８）。
【０１４５】
なお、ＣＰＵ２１は、図９に示すように、照明制御データ作成で作成したデータ数分だけ作成されたデータに基づいて照明を制御し、ボタンＢの撮像を行い、照合のためのサンプルテンプレートデータを作成する。また、照明制御データは、作成されたサンプルテンプレートデータに付加する。
【０１４６】
つぎに、ステップＳ８０の照合処理について図１４のフローチャートによりさらに説明する。
【０１４７】
本実施形態における照合処理において、まず、ＣＰＵ２１は、ボタン供給装置を介して、ボタン供給装置に予めセットされている最初のボタンである表向きのボタンＢｆを背景パネルＰの上に供給する（Ｓ２００）。ついで、最初のボタンＢｆに対して全てのサンプルテンプレートデータについての照合処理が終了したか否かを判定する（Ｓ２０１）。全てのサンプルテンプレートデータについての処理が終了していない場合（Ｓ２０１Ｎ）、サンプルテンプレートデータに付加されている照明制御データを取得する（Ｓ２０２）。
【０１４８】
ついで、ＣＰＵ２１は、基準画像データ作成処理プログラムを読み出し、照明制御部１０を介して各照明ユニット６、８、９の照明を照明制御データにより制御し、各照明を点灯する（Ｓ２０３）。
【０１４９】
ついで、ボタンＢｆを撮像し（Ｓ２０４）、撮像したフルカラー画像データと作成済みの照合のためのサンプルテンプレートデータとを照合し（Ｓ２０５）、この照合で相関値（Ｃ）を算出して表向きボタンに対する相関値としてワークメモリ２６に記憶する。なお、ここでの相関値（Ｃ）は、例えば、ステップＳ７７で撮像された撮像画像全体を複数の画素領域に分割し、分割された領域における各画素の色相に対応する数値データの合計値をサンプルテンプレートデータの基準値として記憶し、Ｓ２０４で撮像されたフルカラー画像データから得られる各分割領域毎の色相に対応する数値データの合計値のサンプルテンプレートデータの基準値に対する割合を相関値として求める。
【０１５０】
ついで、つぎのサンプルテンプレートデータに切り換えて（Ｓ２０６）、各処理（Ｓ２０２〜Ｓ２０６）を繰り返す。
【０１５１】
そして、すべてのサンプルテンプレートデータの処理が終了したら（Ｓ２０１Ｙ）、ボタン供給装置に予めセットされているつぎのボタンである裏向きのボタンＢｒを背景パネルＰの上に供給し（Ｓ２０７）、ボタン供給装置に予めセットされている全数のボタンに対して照合処理が行われたか否かを判断し、全数終了していない場合（Ｓ２０８Ｎ）は、裏向きのボタンＢｒに対して各処理（Ｓ２０２〜Ｓ２０６）を繰り返す。但し、Ｓ２０５で求められた相関値（Ｃ）は、ここでは、裏向きボタンＢｒに対する相関値としてワークメモリ２６に記憶する。
【０１５２】
そして、ボタン供給装置に予めセットされている全数のボタンに対して照合処理が終了したと判断した場合（Ｓ２０８Ｙ）は、照合処理を終了する。以上の照合処理により、すべてのサンプルテンプレートデータに対する相関値が表向きおよび裏向きのそれぞれのボタンＢｆ、Ｂｒに対して複数取得される。
【０１５３】
照合処理終了後のＳ８１の集計処理およびＳ８２のサンプルテンプレート選択処理について、ここで、さらに詳述する。
【０１５４】
ＣＰＵ２１は、Ｓ８１の集計処理において、それぞれのサンプルテンプレートデータに対して記憶されている相関値（Ｃ）に基づいて、下記数式（１）により真値との残差平均Ａを各サンプルテンプレートデータ毎に求める。
【０１５５】
【数１】
2010104569.tif 000003
【０１５６】
具体的には、表向きのボタンＢｆの場合は、１から相関値Ｃを減算し、裏向きのボタンＢｒの場合は、相関値Ｃをそのまま使用する。そして、複数個のボタンＢについての結果の平均（相関値の平均）を求めて、各サンプルテンプレートデータ毎に集計する。なお、上記数式（１）におけるｎ１は、照合処理で相関値を取得した表向きボタンＢｆの数、ｎ２は、裏向きボタンＢｒの数である。
【０１５７】
ついで、ＣＰＵ２１は、Ｓ８２で真値との残差平均Ａが最小のサンプルテンプレートデータを選択する。すなわち、正解に対する誤差の最も少ないサンプルテンプレートデータを選択する。この選択したサンプルテンプレートデータを基準画像データとする。
【０１５８】
なお、テンプレートメモリ２４から選択されたサンプルテンプレートデータ以外の不要なサンプルテンプレートデータを削除することにより、表裏の判定に供する基準画像データが確定することになる。
【０１５９】
このように、本実施形態のボタン表裏判定方法によれば、ボタンＢの表面をカメラ４で撮像して表裏の判定を行うので、刻印および模様の有無あるいは差異により表裏の判定ができる。また、ボタンＢを撮像する際の照明として落射光Ｌａおよび斜光Ｌｂを用いるとともに、それぞれの波長を変えることにより、ボタンＢの撮像面の凹凸を色相の相違として映し出すことができる。その結果、ボタン表面の図柄に表裏差異のあるボタンＢに加えて、ボタン表面の凹凸形状に表裏差異の有るボタンＢの表裏を容易かつ確実に判定することができる。また、凹凸形状の表裏差異に有るボタンＢにおいても、従来より高いレベルでの表裏判定を行うことができる。さらに、カメラ４としてカラーカメラを用いて、３つの照射方向の波長を赤、緑、青で割り付けることにより、１回の撮像で、検出画像データを取得することができる。
【０１６０】
すなわち、本実施形態のボタン表裏判定方法によれば、相互に色の異なる落射光Ｌａおよび斜光ＬｂをボタンＢに照射し、この状態でボタンＢを撮像することにより、ボタンＢの撮像面の凹凸に応じて色相の異なる検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンＢの表裏を判定するから、ボタン表面の図柄に表裏差異のあるボタンＢに加えて、ボタン表面の凹凸形状に表裏差異の有るボタンＢの表裏を容易かつ確実に判定することができる。
【０１６１】
したがって、本実施形態のボタン表裏判定方法によれば、多種多様のボタンＢの表裏を判定することのできる汎用性に優れたものとなる。
【０１６２】
また、本実施形態のボタン表裏判定方法によれば、画像処理が、検出画像データと基準となる基準画像データとの照合であるから、ボタンＢの表裏をより確実かつ容易に判定することができる。
【０１６３】
またさらに、本実施形態のボタン表裏判定装置１によれば、撮像手段２のカメラ４は、撮像したボタンＢの画像を画像データに変換して制御手段３に送出することができる。さらに、撮像手段２の照明装置５は、ボタンＢに落射光Ｌａを照射する落射照明ユニット６と、ボタンＢに落射光Ｌａと異なる色の斜光Ｌｂを照射する少なくとも１つの斜光照明ユニット７とを有しているから、ボタンＢの凹凸を色相の相違を以て映し出すことができる。さらにまた、制御手段３は、落射照明ユニット６および斜光照明ユニット７により落射光Ｌａおよび斜光ＬｂをボタンＢに照射し、この状態でカメラ４によりボタンＢを撮像してボタンＢ表面の凹凸形状に応じた色相を有する画像データからなる検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンＢの表裏を判定することができる。
【０１６４】
したがって、本実施形態のボタン表裏判定装置１によれば、本発明のボタン表裏判定方法、すなわち、縫製物に縫い付けられるボタンＢの表裏を判定するボタン表裏判定方法において、相互に色の異なる落射光Ｌａおよび斜光ＬｂをボタンＢに照射し、この状態でボタンＢを撮像することにより、ボタンに形成された図柄に基づく画像情報に加えて、ボタン表面の凹凸形状に応じえ色相の異なる色相情報が付加されたフルカラー画像データからなる検出画像データを得、この検出画像データを画像処理してボタンの表裏を判定するボタン表裏判定方法を簡便な構成で容易に実施することができる。その結果、ボタン表面の図柄に表裏差異のあるボタンＢに加えて、ボタン表面の凹凸形状に表裏差異の有るボタンＢの表裏を容易かつ確実に判定することができるので、多種多様のボタンＢの表裏を判定することのできる汎用性に優れたものとなる。
【０１６５】
また、本実施形態のボタン表裏判定装置１によれば、画像処理が、検出画像データと基準となる基準画像データとの照合であるから、本発明のボタン表裏判定方法、すなわち、画像処理が、検出画像データと基準となる基準画像データとの照合であるボタン表裏判定方法を簡便な構成で容易に実施することができる。
【０１６６】
さらに、本実施形態のボタン表裏判定方法によれば、前記落射光および斜光の光量を変動させて複数のサンプルテンプレートとしてのサンプルテンプレートデータを作成する工程と、複数のサンプルテンプレートから最適のサンプルテンプレートを選択して基準画像データとする工程とを有するから、種々の色や形状のボタンＢに対しての照明設定を確実に行うことができるし、画像処理、すなわち表裏の判定に供する適正な基準画像データを確実に得ることができる。その結果、より安定した表裏判定を行うことができる。
【０１６７】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【０１６８】
例えば、上記実施の形態では、照合処理（Ｓ８０）では、撮像画像の各分割領域の画素の色相に対応する数値データの合計値を相関値として用いているが、各サンプルテンプレートデータのボタンの表裏判定に対する評価が可能な相関値であれば、種々適用可能である。
【０１６９】
また、上記実施の形態では、各照明ユニット６、８、９の光源として、ＲＧＢの光の３原色のそれぞれの色を用いているが、類似の効果を奏することができる他の色の光源を用いても良い。
【０１７０】
さらに、上記実施の形態では、図４において一方の面が凹状のボタンＢを例に説明したが、本発明は、一方の面が凸状のボタンなど、表裏の形状が異なるボタンであれば適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明に係るボタン表裏判定装置の実施形態の要部を示すブロック図
【図２】図１の撮像手段の要部を示す模式図
【図３】本発明に係るボタンの表裏判定方法の実施形態の要部を示すフローチャート
【図４】図１の照明装置におけるボタンに対する照明の照射方向とボタンの表面形状と反射方向の関係を示す模式図
【図５】図１のボタン表裏判定装置によるボタンを撮像した画像の例を示す模式図であり、（ａ）は判定に供するボタンの画像、（ｂ）は緑色の落射光による画像、（ｃ）は赤色の高角度の斜光による画像、（ｂ）は青色の低角度の斜光による画像、（ｅ）は緑色の落射光、赤色の高角度の斜光および青色の低角度の斜光のそれぞれの画像を合成したフルカラー画像
【図６】図３のボタン計測処理の実施形態を示すフローチャート
【図７】図３の表裏判定処理の実施形態を示すフローチャート
【図８】４つの糸通し孔を具備するボタンのボタン傾きを説明する説明図であり、（ａ）はボタン傾き０度、（ｂ）はボタン傾き４５度
【図９】本発明に係るボタン表裏判定方法における基準画像データ作成処理の実施形態を示すフローチャート
【図１０】図９の基準照明設定処理の実施形態を示すフローチャート
【図１１】色相環図
【図１２】散乱率による波長設定例
【図１３】補色による波長設定例
【図１４】図９の照合処理の実施形態を示すフローチャート
【図１５】従来のボタン表裏判定装置の一例の要部を示す平面図
【図１６】従来のボタン表裏判定装置の他例の要部を示す外観斜視図
【符号の説明】
【０１７２】
１  ボタン表裏判定装置
２  撮像手段
３  制御手段
４  カメラ
５  照明装置
６  落射照明ユニット
７  斜光照明ユニット
８  高角度照明ユニット
９  低角度照明ユニット
１０  照明制御部
１１  落射照明制御部
１２  高角度照明制御部
１３  低角度照明制御部
２１  ＣＰＵ
２２  メモリ
２３  画像メモリ
２４  テンプレートメモリ
２５  画像処理部
２６  ワークメモリ
２７  基準画像データ作成処理部
Ｂ  ボタン
Ｂａ  糸通し孔
Ｌａ  落射光
Ｌｂ  斜光
Ｌｂａ  （照射角度の大きい）斜光
Ｌｂｂ  （照射角度の小さい）斜光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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