(57)【要約】【課題】縫い付けられるボタンの表裏を判別するにあたり、情報処理量を抑えて効率よく迅速にボタンの表裏を判別する。【解決手段】サンプルボタンの表面及び裏面の画像のそれぞれついて、径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値（平均値）未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間はボタン穴によるものであり、ボタン外径を含む区間はボタン輪郭によるものであるので、これらを除外して残った区間があれば、これを形状模様による特徴として抽出し、さらにそれら以外で、径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値（平均値）以上となる区間長が所定の基準値を超え最長の区間があれば、これをロゴによるボタンの特徴として抽出する。ボタンの表裏不特定の片面画像ついて同様の特徴抽出を行い、サンプルボタンの表面、裏面から得た特徴のそれぞれと照合することでその片面が表面か裏面かを判別する。【選択図】図９
2014057764.tif 000002
【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別するボタン表裏判別方法において、
所定の照明で照明されたサンプルボタンの表面及び裏面をカメラで撮像して表面画像及び裏面画像を取得する基準表裏画像取得工程と、
前記表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、ボタン中心及びボタン外径を特定し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素濃度の平均を異なる径ごと計算した径別平均濃度分布を算出する第１の径別平均濃度分布算出工程と、
前記第１の径別平均濃度分布算出工程で算出した前記径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間と、前記ボタン外径を含む区間とを除外して残った区間がある場合には、当該残った区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出する第１の特徴抽出工程と、
前記所定の照明で照明されたボタンの表裏不特定の片面を前記カメラで撮像して片面画像を取得する片面画像取得工程と、
前記片面画像ついて、ボタン中心及びボタン外径を特定し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素濃度の平均を異なる径ごと計算した径別平均濃度分布を算出する第２の径別平均濃度分布算出工程と、
前記第２の径別平均濃度分布算出工程で算出した前記径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間と、前記ボタン外径を含む区間とを除外して残った区間がある場合には、当該残った区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出する第２の特徴抽出工程と、
前記表面特徴情報及び裏面特徴情報のそれぞれと、前記片面特徴情報とを照合してその照合結果に基づき前記片面が表面か裏面かを判別する表裏判別工程と、
を備えることを特徴とするボタン表裏判別方法。
【請求項２】
前記第１の特徴抽出工程における所定のしきい値を、前記第１の径別平均濃度分布算出工程で算出した前記径別平均濃度分布全体の平均値とし、
前記第２の特徴抽出工程における所定のしきい値を、前記第２の径別平均濃度分布算出工程で算出した前記径別平均濃度分布全体の平均値とすることを特徴とする請求項１に記載のボタン表裏判別方法。
【請求項３】
前記表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、エッジ抽出画像を生成し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素のエッジ強度の平均を異なる径ごと計算した径別平均エッジ強度分布を算出する第１の径別平均エッジ強度分布算出工程と、
前記第１の径別平均エッジ強度分布算出工程で算出した前記径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値以上となる区間を特定し、そのうち、前記第１の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間に含まれる区間、及び前記第１の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間の端点を含む区間を除外した上で、区間長が所定の基準値を超え最長の区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出する第３の特徴抽出工程と、
前記片面画像ついて、エッジ抽出画像を生成し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素のエッジ強度の平均を異なる径ごと計算した径別平均エッジ強度分布を算出する第２の径別平均エッジ強度分布算出工程と、
前記第２の径別平均エッジ強度分布算出工程で算出した前記径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値以上となる区間を特定し、そのうち、前記第２の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間に含まれる区間、及び前記第２の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間の端点を含む区間を除外した上で、区間長が所定の基準値を超え最長の区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出する第４の特徴抽出工程と、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボタン表裏判別方法。
【請求項４】
前記第３の特徴抽出工程における所定のしきい値を、前記第１の径別平均エッジ強度分布算出工程で算出した前記径別平均エッジ強度分布全体の平均値とし、
前記第４の特徴抽出工程における所定のしきい値を、前記第２の径別平均エッジ強度分布算出工程で算出した前記径別平均エッジ強度分布全体の平均値とすることを特徴とする請求項３に記載のボタン表裏判別方法。
【請求項５】
前記第３の特徴抽出工程において最長の区間が２以上特定された場合は、そのうちエッジ強度が最も強い区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出し、
前記第４の特徴抽出工程において最長の区間が２以上特定された場合は、そのうちエッジ強度が最も強い区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のボタン表裏判別方法。
【請求項６】
前記表面特徴情報と前記裏面特徴情報とを照合して、差が無ければ表裏判別不可と、差があれば表裏判別可と判断する表裏判別可否判断工程と、
前記表裏判別可否判断工程による判断結果を示す情報を出力する表裏判別可否情報出力工程と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載のボタン表裏判別方法。
【請求項７】
前記表裏判別工程において、前記片面特徴情報と前記表面特徴情報とが全て一致したら前記片面が表面と判別し、前記片面特徴情報と前記裏面特徴情報とが全て一致したら前記片面が裏面と判別することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載のボタン表裏判別方法。
【請求項８】
前記表裏判別工程において前記片面が表面と判別したら判別結果として表を、前記片面が裏面と判別したら判別結果として裏を、前記片面特徴情報に前記表面特徴情報との不一致及び前記裏面特徴情報との不一致があったら判別結果として先の２つのいずれでもないことを特定する情報を出力する判別結果出力工程を備えることを特徴とする請求項７に記載のボタン表裏判別方法。
【請求項９】
縫製物に縫い付けられるボタンの表裏を判別するボタン表裏判別装置において、
照明装置と、
カメラと、
前記照明装置で照明されたサンプルボタンの表面及び裏面を前記カメラに撮像させて表面画像及び裏面画像を取得する基準表裏画像取得制御手段と、
前記表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、ボタン中心及びボタン外径を特定し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素濃度の平均を異なる径ごと計算した径別平均濃度分布を算出する第１の径別平均濃度分布算出手段と、
前記第１の径別平均濃度分布算出手段で算出した前記径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間と、前記ボタン外径を含む区間とを除外して残った区間がある場合には、当該残った区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出する第１の特徴抽出手段と、
前記照明装置で照明されたボタンの表裏不特定の片面を前記カメラに撮像させて片面画像を取得する片面画像取得制御手段と、
前記片面画像ついて、ボタン中心及びボタン外径を特定し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素濃度の平均を異なる径ごと計算した径別平均濃度分布を算出する第２の径別平均濃度分布算出手段と、
前記第２の径別平均濃度分布算出手段で算出した前記径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間と、前記ボタン外径を含む区間とを除外して残った区間がある場合には、当該残った区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出する第２の特徴抽出手段と、
前記表面特徴情報及び裏面特徴情報のそれぞれと、前記片面特徴情報とを照合してその照合結果に基づき前記片面が表面か裏面かを判別する表裏判別手段と、
を備えることを特徴とするボタン表裏判別装置。
【請求項１０】
前記表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、エッジ抽出画像を生成し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素のエッジ強度の平均を異なる径ごと計算した径別平均エッジ強度分布を算出する第１の径別平均エッジ強度分布算出手段と、
前記第１の径別平均エッジ強度分布算出手段で算出した前記径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値以上となる区間を特定し、そのうち、第１の特徴抽出手段で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間に含まれる区間、及び第１の特徴抽出手段で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間の端点を含む区間を除外した上で、区間長が所定の基準値を超え最長の区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出する第３の特徴抽出手段と、
前記片面画像ついて、エッジ抽出画像を生成し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素のエッジ強度の平均を異なる径ごと計算した径別平均エッジ強度分布を算出する第２の径別平均エッジ強度分布算出手段と、
前記第２の径別平均エッジ強度分布算出手段で算出した前記径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値以上となる区間を特定し、そのうち、前記第２の特徴抽出手段で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間に含まれる区間、及び前記第２の特徴抽出手段で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間の端点を含む区間を除外した上で、区間長が所定の基準値を超え最長の区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出する第４の特徴抽出手段と、
を備えることを特徴とする請求項９に記載のボタン表裏判別装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載のボタン表裏判別装置と、ボタンを所定の供給位置に搬送する搬送機構とを備えるボタン供給装置において、
前記ボタン表裏判別装置に前記搬送機構によって搬送されるボタンの表裏判別を行わせることを特徴とするボタン供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縫製物に縫い付けられるボタンの表裏を判別するボタン表裏判別方法、ボタン表裏判別装置及びボタン供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されるように、縫製物にボタンを縫い付けるボタン付けミシンに、ボタンを供給する搬送機構を備えたボタンの供給装置が知られている。
さらには、特許文献２，３，４には、ボタン供給装置にカメラや照明、画像処理装置などを取り付けて、ボタンの表裏判別や穴位置検出を画像処理で行う技術が記載されている。
特許文献２に記載の技術にあっては、ボタンの一面に対して斜め前方であって周方向に４方向の角度から照明装置により順次照射光を照射する照射工程と、各角度からの照射光の照射に対応して、これらの照射光により形成されたボタンの影をそれぞれカメラにより撮像する撮像工程と、撮像された複数の影の画像を合成し、合成された影の画像を用いてボタンの凹凸形状を認識することにより、ボタンの表裏を判別する。
特許文献３に記載の技術にあっては、相互に色の異なる落射光および斜光をボタンに照射して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の表裏を判定する。
特許文献４に記載の技術にあっては、白色の照射光をボタン上面に照射し、青色の調整光をボタンの下面に照射した状態で、ボタンの上面から撮像することにより、照射光の反射光および調整光の透過光を受光すると同時にボタンの背景から調整光を受光して撮像データを取得し、撮像データから調整光と同一色の光を抽出して調整光輝度データを作成し、撮像データから調整光と異なる１色の光を抽出して非調整光輝度データを作成し、調整光輝度データから非調整光輝度データを減算して調整光データを作成し、調整光データを二値化、反転させて輪郭データを作成し、撮像データと輪郭データとの論理積演算を行って合成画像データを作成し、合成画像データとボタンの表裏それぞれの規格画像データとを比較して、ボタンの状態を判定する。
一方、特許文献５には、硬貨の金種、表裏を判別する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６５９４３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−７８５６２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０４５６９号公報
【特許文献４】特開２０１０−１３１１７８号公報
【特許文献５】特開平０９−３０５７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の硬貨の金種、表裏を判別する技術をボタンの表裏判別技術に応用することもできる。
しかしながら、対象形状が限定される硬貨と違い、ボタンの形態（形状や模様の有無など）は多種多様であり、表裏判別が困難なものもある。
特許文献２−４に記載の技術にあっては、判別対象ごとに多くの画像を得たり、種類や角度の異なる光を照射したりするので、撮像工程が煩雑となったり、撮像のための構成が複雑化したりする。また、高精度な表裏判別を求めるあまり、撮像により取得される入力画像の情報量が大きくなると、画像データの計算処理に負荷がかかり、迅速に判別を下すことが困難になるおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、縫製物に縫い付けられるボタンの表裏を判別するボタン表裏判別方法及びボタン表裏判別装置において、判別対象ごとの入力画像の情報量を増大させることなく、効果的にボタンの特徴情報を抽出し比較することでさらに情報処理量を抑えて、効率よく迅速にボタンの表裏を判別することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、縫製物に縫い付けられるボタンの表裏を判別するボタン表裏判別方法において、
所定の照明で照明されたサンプルボタンの表面及び裏面をカメラで撮像して表面画像及び裏面画像を取得する基準表裏画像取得工程と、
前記表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、ボタン中心及びボタン外径を特定し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素濃度の平均を異なる径ごと計算した径別平均濃度分布を算出する第１の径別平均濃度分布算出工程と、
前記第１の径別平均濃度分布算出工程で算出した前記径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間と、前記ボタン外径を含む区間とを除外して残った区間がある場合には、当該残った区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出する第１の特徴抽出工程と、
前記所定の照明で照明されたボタンの表裏不特定の片面を前記カメラで撮像して片面画像を取得する片面画像取得工程と、
前記片面画像ついて、ボタン中心及びボタン外径を特定し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素濃度の平均を異なる径ごと計算した径別平均濃度分布を算出する第２の径別平均濃度分布算出工程と、
前記第２の径別平均濃度分布算出工程で算出した前記径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間と、前記ボタン外径を含む区間とを除外して残った区間がある場合には、当該残った区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出する第２の特徴抽出工程と、
前記表面特徴情報及び裏面特徴情報のそれぞれと、前記片面特徴情報とを照合してその照合結果に基づき前記片面が表面か裏面かを判別する表裏判別工程と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のボタン表裏判別方法において、
前記第１の特徴抽出工程における所定のしきい値を、前記第１の径別平均濃度分布算出工程で算出した前記径別平均濃度分布全体の平均値とし、
前記第２の特徴抽出工程における所定のしきい値を、前記第２の径別平均濃度分布算出工程で算出した前記径別平均濃度分布全体の平均値とすることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のボタン表裏判別方法において、
前記表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、エッジ抽出画像を生成し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素のエッジ強度の平均を異なる径ごと計算した径別平均エッジ強度分布を算出する第１の径別平均エッジ強度分布算出工程と、
前記第１の径別平均エッジ強度分布算出工程で算出した前記径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値以上となる区間を特定し、そのうち、前記第１の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間に含まれる区間、及び前記第１の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間の端点を含む区間を除外した上で、区間長が所定の基準値を超え最長の区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出する第３の特徴抽出工程と、
前記片面画像ついて、エッジ抽出画像を生成し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素のエッジ強度の平均を異なる径ごと計算した径別平均エッジ強度分布を算出する第２の径別平均エッジ強度分布算出工程と、
前記第２の径別平均エッジ強度分布算出工程で算出した前記径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値以上となる区間を特定し、そのうち、前記第２の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間に含まれる区間、及び前記第２の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間の端点を含む区間を除外した上で、区間長が所定の基準値を超え最長の区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出する第４の特徴抽出工程と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のボタン表裏判別方法において、
前記第３の特徴抽出工程における所定のしきい値を、前記第１の径別平均エッジ強度分布算出工程で算出した前記径別平均エッジ強度分布全体の平均値とし、
前記第４の特徴抽出工程における所定のしきい値を、前記第２の径別平均エッジ強度分布算出工程で算出した前記径別平均エッジ強度分布全体の平均値とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載のボタン表裏判別方法において、
前記第３の特徴抽出工程において最長の区間が２以上特定された場合は、そのうちエッジ強度が最も強い区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出し、
前記第４の特徴抽出工程において最長の区間が２以上特定された場合は、そのうちエッジ強度が最も強い区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載のボタン表裏判別方法において、
前記表面特徴情報と前記裏面特徴情報とを照合して、差が無ければ表裏判別不可と、差があれば表裏判別可と判断する表裏判別可否判断工程と、
前記表裏判別可否判断工程による判断結果を示す情報を出力する表裏判別可否情報出力工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載のボタン表裏判別方法において、
前記表裏判別工程において、前記片面特徴情報と前記表面特徴情報とが全て一致したら前記片面が表面と判別し、前記片面特徴情報と前記裏面特徴情報とが全て一致したら前記片面が裏面と判別することを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項７に記載のボタン表裏判別方法において、
前記表裏判別工程において前記片面が表面と判別したら判別結果として表を、前記片面が裏面と判別したら判別結果として裏を、前記片面特徴情報に前記表面特徴情報との不一致及び前記裏面特徴情報との不一致があったら判別結果として先の２つのいずれでもないことを特定する情報を出力する判別結果出力工程を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、縫製物に縫い付けられるボタンの表裏を判別するボタン表裏判別装置において、
照明装置と、
カメラと、
前記照明装置で照明されたサンプルボタンの表面及び裏面を前記カメラに撮像させて表面画像及び裏面画像を取得する基準表裏画像取得制御手段と、
前記表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、ボタン中心及びボタン外径を特定し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素濃度の平均を異なる径ごと計算した径別平均濃度分布を算出する第１の径別平均濃度分布算出手段と、
前記第１の径別平均濃度分布算出手段で算出した前記径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間と、前記ボタン外径を含む区間とを除外して残った区間がある場合には、当該残った区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出する第１の特徴抽出手段と、
前記照明装置で照明されたボタンの表裏不特定の片面を前記カメラに撮像させて片面画像を取得する片面画像取得制御手段と、
前記片面画像ついて、ボタン中心及びボタン外径を特定し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素濃度の平均を異なる径ごと計算した径別平均濃度分布を算出する第２の径別平均濃度分布算出手段と、
前記第２の径別平均濃度分布算出手段で算出した前記径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間と、前記ボタン外径を含む区間とを除外して残った区間がある場合には、当該残った区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出する第２の特徴抽出手段と、
前記表面特徴情報及び裏面特徴情報のそれぞれと、前記片面特徴情報とを照合してその照合結果に基づき前記片面が表面か裏面かを判別する表裏判別手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のボタン表裏判別装置において、
前記表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、エッジ抽出画像を生成し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素のエッジ強度の平均を異なる径ごと計算した径別平均エッジ強度分布を算出する第１の径別平均エッジ強度分布算出手段と、
前記第１の径別平均エッジ強度分布算出手段で算出した前記径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値以上となる区間を特定し、そのうち、第１の特徴抽出手段で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間に含まれる区間、及び第１の特徴抽出手段で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間の端点を含む区間を除外した上で、区間長が所定の基準値を超え最長の区間を特定する情報を、前記表面画像に基づく場合は表面特徴情報の１つとして、前記裏面画像に基づく場合は裏面特徴情報の１つとして抽出する第３の特徴抽出手段と、
前記片面画像ついて、エッジ抽出画像を生成し、前記ボタン中心を中心とし前記ボタン外径を最大とする径を変数として、同一径の円周上に存在する画素のエッジ強度の平均を異なる径ごと計算した径別平均エッジ強度分布を算出する第２の径別平均エッジ強度分布算出手段と、
前記第２の径別平均エッジ強度分布算出手段で算出した前記径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値以上となる区間を特定し、そのうち、前記第２の特徴抽出手段で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間に含まれる区間、及び前記第２の特徴抽出手段で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間の端点を含む区間を除外した上で、区間長が所定の基準値を超え最長の区間を特定する情報を片面特徴情報の１つとして抽出する第４の特徴抽出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は請求項１０に記載のボタン表裏判別装置と、ボタンを所定の供給位置に搬送する搬送機構とを備えるボタン供給装置において、
前記ボタン表裏判別装置に前記搬送機構によって搬送されるボタンの表裏判別を行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１又は９に記載の発明によれば、サンプルボタンの表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、径別平均濃度分布から径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間を特定し、そのうち最小の径を含む区間はボタン穴によるものであり、ボタン外径を含む区間はボタン輪郭によるものであるので、これらを除外して残った区間がある場合には形状模様によるボタンの特徴と考えられ、当該残った区間を特定する情報を表面特徴情報、裏面特徴情報の１つとして抽出する。
ボタンの表裏不特定の片面画像ついて同様の情報を抽出し、上記の表面特徴情報及び裏面特徴情報のそれぞれと照合することで表面か裏面かを判別する。
このように、効果的にボタンの特徴情報を抽出し比較することで情報処理量を抑える。
サンプルボタンに関しては表面画像及び裏面画像の撮像が必要になるが、少なくとも１つのサンプルボタンについて行えば良く、その後の判別対象のボタンごとの入力画像は任意の片面画像でよいので、複数の画像を得る方法などに対して入力情報量を少なく押えられる。
以上のようにして効率よく迅速にボタンの表裏を判別することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、特徴を抽出するためのしきい値として全体の平均値を適用し、特徴の抽出精度を確保できる。
【００１９】
請求項３又は１０に記載の発明によれば、サンプルボタンの表面画像及び裏面画像のそれぞれついて、径別平均エッジ強度分布から径平均エッジ強度が所定のしきい値以上となる区間を特定し、そのうち、第１の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間に含まれる区間、及び第１の特徴抽出工程で特定した径平均濃度が所定のしきい値未満となる区間の端点を含む区間は、ボタン穴、形状模様又は外径輪郭によるエッジであるかボタン穴の中や外径輪郭外などボタン以外の背景に起因する可能性が高いがため特徴とすべきでなく、これらを除外した上で、区間長が所定の基準値を超え最長の区間がロゴによるボタンの特徴と考えられ、この区間を特定する情報を表面特徴情報、裏面特徴情報の１つとして抽出する。
ボタンの表裏不特定の片面画像ついて同様の情報を抽出し、上記の表面特徴情報及び裏面特徴情報のそれぞれと照合することで表面か裏面かを判別する。
以上のようにしてボタンの表裏を精度良く判別することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、特徴を抽出するためのしきい値として全体の平均値を適用し、特徴の抽出精度を確保できる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、径別平均エッジ強度分布からの特徴抽出において最長の区間が２以上特定された場合は、そのうちエッジ強度が最も強い区間に特徴が最も大きく出ているので、この区間を特定する情報を特徴情報の１つとして抽出し、その他の区間を捨てるので、情報処理量を抑えつつ、判別精度を向上することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、サンプルボタンについて表面特徴情報と裏面特徴情報とを照合して、差が無ければ表裏判別不可と、差があれば表裏判別可と判断し、この判断結果を示す情報を出力するので、予め表裏判別の可否をユーザー等に知らせることができ、表裏判別不可の場合は無駄な表裏判別の試行を防止することができる。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、片面特徴情報と表面特徴情報とが全て一致したらその片面が表面と判別し、片面特徴情報と裏面特徴情報とが全て一致したらその片面が裏面と判別し、表裏判別精度を確保できる。
【００２４】
請求項８記載の発明によれば、表、裏との判別結果のみならず、判別結果として先の２つのいずれでもないことを特定する情報を出力するので、ボタンの表裏が判別できなかったことをユーザー等に知らせることができ、表裏不明のボタンの縫い付け等を防止することができる。
【００２５】
請求項１１記載の発明によれば、ボタン供給装置において効率よく迅速にボタンの表裏が判別され、表裏を間違えることなくボタンを所定の供給位置に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るボタン表裏判別装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るボタン供給装置の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るボタン供給装置の正面図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるティーチング工程の操作手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態におけるティーチング工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態における表裏判別処理のフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態における特徴抽出のフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態において外径抽出の画像処理がなされるボタン画像の一例である。
【図９】本発明の一実施形態におけるボタン表面画像の一例（Ａ）とその径別平均濃度分布グラフ（Ｂ）、ボタン表面エッジ抽出画像の一例（Ｃ）とその径別平均エッジ強度分布グラフ（Ｄ）、ボタン裏面画像の一例（Ｅ）とその径別平均濃度分布グラフ（Ｆ）、ボタン裏面エッジ抽出画像の一例（Ｇ）とその径別平均エッジ強度分布グラフ（Ｈ）であり、形状模様及びロゴがある場合を示す。
【図１０】ボタン片面の断面模式図である。
【図１１】ボタン片面の断面模式図とその断面形状による形状分類を示す表である。
【図１２】ボタン表面とボタン裏面の断面形状の組合せと、それによる表裏判別可能性とをまとめた表である。
【図１３】本発明の一実施形態におけるボタン表面画像の一例（Ａ）とその径別平均濃度分布グラフ（Ｂ）、ボタン表面エッジ抽出画像の一例（Ｃ）とその径別平均エッジ強度分布グラフ（Ｄ）、ボタン裏面画像の一例（Ｅ）とその径別平均濃度分布グラフ（Ｆ）、ボタン裏面エッジ抽出画像の一例（Ｇ）とその径別平均エッジ強度分布グラフ（Ｈ）であり、形状模様が無くロゴがある場合を示す。
【図１４】図９（Ｂ）と同じ径別平均濃度分布と平均値を示すグラフである。
【図１５】図９（Ｄ）と同じ径別平均エッジ強度分布と平均値を示すグラフである。
【図１６】本発明の一実施形態において表裏判別可となるボタンのおよその条件を示した表である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００２８】
本実施形態は、ボタン付けミシンにボタンを搬送する搬送機構を備えたボタン供給装置にボタン表裏判別装置を装備したものである。
【００２９】
（ボタン表裏判別装置の概要）
図１に本実施形態のボタン表裏判別装置の構成が示される。図１において１はカメラ、２は照明装置、３は画像処理装置であり、画像処理装置３は、ＣＰＵ３−１、メモリ３−２、通信ポート３−３等を備える。
通信ポート３−３によりボタン供給装置の制御部（不図示）とコマンドの送受信が可能であり、ボタン表裏判別装置が通信ポート３−３を介してボタン供給装置の制御部から表裏判別の要求指示を受けたり、ボタン表裏判別装置が通信ポート３−３を介してボタン供給装置の制御部に表裏判別結果を返却したりする。
カメラ１や照明装置２は画像処理装置３に接続され、ボタン供給装置から受けた指示をＣＰＵ３−１が判断しカメラ１へ撮像指示を出したりや照明装置２の点灯時間を制御する。カメラ１で撮像された画像はメモリ３−２内に記憶される。
また、ＣＰＵ３−１は、撮影された画像に基づき、以下に説明する径別平均濃度分布算出、径別平均エッジ強度分布算出、特徴抽出、表裏判別可否判断、表裏判別を実行する。
【００３０】
（ボタン供給装置の概要）
図２及び図３には、ボタン表裏判別装置のカメラ１及び照明装置２が設置されたボタン供給装置が示される。以下に説明する機構は一例にすぎない。図２及び図３において１３は円筒状のボタン供給部であり、その底面１３ａに収納されたボタンＢを所定の微振動によって内壁面に形成された螺旋状の通路１３ｂに沿って上昇させ搬出口１３ｃから順次連続的に排出することができる。
搬出口１３ｃの手前の通路６０の壁面にはセンサー１００が、上方にはカメラ１及び照明装置２が設置されている。センサー１００がボタンＢの通過を感知するとボタン供給装置の制御部（不図示）はボタン表裏判別装置に通過ボタンの撮像と表裏判別要求を出し、ボタン表裏判別装置は照明装置２を点灯し（常時点灯でも可）、カメラ１で通過ボタンを撮像し、その画像を処理してボタンの表裏を判別し、結果をボタン供給装置の制御部に返却する。
搬出口１３ｃには可動式のバー１０１が設置されており、通過ボタンが上面を裏としているとの判別結果である場合、ボタン供給装置の制御部は搬出口１３ｃをバー１０１で塞ぎ、通路６０からボタンを底面１３ａに落下させる。
逆に上面を表としているとの判別結果である場合、ボタン供給装置の制御部は搬出口１３ｃへガイドするようにバー１０１を配置し、ボタンを搬出口１３ｃから排出する。
【００３１】
搬出口１３ｃから排出されたボタンは、ボタン回転搬送機構１４のボタン保持部１４ａに受容されて、ボタン回転搬送機構１４によって移動させられ、次のボタン回転搬送機構２１のボタン保持部２１ａに受容され、ボタン回転搬送機構２１によって旋回アーム２８の先端の係止ピン２８ａの上部に配される。係止ピン２８ａの上部に配されたボタンＢは回転部材２９により押圧回転されながら係止ピン２８ａに押し当てられ、ボタン穴Ｂａに係止ピン２８ａが挿し込まれて固定される。ボタン穴Ｂａに係止ピン２８ａが挿し込まれ固定されると、ボタンは旋回アーム２８によって挟持機構１２ｂに受け渡され、縫製位置（不図示）に設置される。
【００３２】
（ティーチング工程）
ボタン供給装置においてボタン表裏判別装置が表裏判別を行うためには、ボタン表裏判別装置がボタンの表と裏それぞれの画像特徴を学習する工程（以下ティーチング工程と記載）が必要となる。ティーチング工程において特定のボタンの表面画像及び裏面画像を教える。ティーチング工程において撮像されるボタンは、特定のボタンから選ばれたサンプルボタンである。ティーチング工程を終えることで、特定のボタンの表裏判別が行えるようになる。
【００３３】
（ティーチング工程の操作手順）
図４にティーチング工程の操作手順を示す。
まず操作者はボタン供給部１３の通路６０に表を上面にしてサンプルボタンを設置する（S41）。このとき複数のサンプルボタンを設置すれば、設置されたサンプルボタン全てを用いて画像特徴を抽出ことができるので、個体差が大きいボタンでも安定して特徴を抽出することができる。
しかし、その分サンプルボタンの設置やティーチングに時間が掛かるのでボタンの色、光沢、模様などに個体差の少ないボタンであればサンプルボタンは１つだけでも十分である。
【００３４】
次に、ボタン供給装置の操作部（不図示）にある表ボタンのティーチング開始ボタンを押下する（S42）。するとボタン供給部１３が稼動し設置されたボタンは搬出口１３ｃへと移動する。この時、搬出口１３ｃの手前の通路６０の壁面に設置されたセンサー１００が通過を感知するので、設置したボタン分の撮像と特徴抽出がボタン表裏判別装置によって行われる。ボタン表裏判別装置がこの処理を完了するとその旨の通知をボタン供給装置の制御部が受けて表示装置（不図示）で表示し、操作者はこれを確認する（S43）。
次に、同様にして裏を上面にしたボタンを設置し（S44）、裏ティーチング開始ボタンを押下し（S45）、完了通知を確認する（S46）。このとき、表と裏で設置するボタンの数が異なっても構わない。また表のティーチング（S41〜S43）と裏のティーチング（S44〜S46）はどちらを先に行う操作手順としても構わない。
表と裏の両面のティーチングを終えると、表裏判別可否がボタン供給装置の表示装置を介して通知される（S47）。操作者は通知された結果を受けて、サンプルボタンを採取したボタンのボタン供給装置での自動供給が可能かどうかを判断することができる。
【００３５】
次に、表裏判別装置におけるティーチング工程の特徴抽出方法や、表裏判別可否判断方法、ボタン供給時の表裏判別方法についての詳細を記述する。
（ティーチング工程の処理内容）
図５はティーチング工程の処理手順を示すフローチャートである。
まず、基準表裏画像取得工程を実行する（S501〜S504）。ＣＰＵ３−１は、本工程を実行する基準表裏画像取得制御手段として機能する。
操作者がティーチング開始ボタンを押下すると、ＣＰＵ３−１は表か裏のティーチング開始通知の入力を受ける（S501）。ボタンの通過をセンサー１００が感知するとボタン供給装置の制御部からボタン撮像要求が出されるのでカメラ１で画像を撮像し（S502）、表ならば表用の画像メモリへ、裏なら裏用の画像メモリへ画像を格納する（S503）。ティーチング用のサンプルボタンは１つとは限らないのでＣＰＵ３−１は再び撮像要求を待つ。ただしティーチング用に操作者が設置したボタンの数をＣＰＵ３−１は把握していないので、１度撮像要求を受けてから一定時間経過しても次の撮像要求がない場合にボタン供給部１３にティーチング用サンプルボタンがなくなったと見なし撮像処理を完了する（S504）。この要求待ち時間は、ボタン供給部１３がボタンを連続して搬出口１３ｃに搬送する場合にセンサー１００がボタンを感知する間隔時間を基準に設定される。ボタン表裏判別装置はこの間隔時間を予め測定し記憶し、この間隔時間を適度に超えた程度に上記要求待ち時間を設定する。
【００３６】
次に、第１の径別平均濃度分布算出工程と、第１の径別平均エッジ強度分布算出工程とを実行する（S505〜S510）。ＣＰＵ３−１は、本工程を実行する第１の径別平均濃度分布算出手段と、第１の径別平均エッジ強度分布算出手段として機能する。
まず外径抽出を行う（S505）。ＣＰＵ３−１は画像全面または予め設定された指定領域内で判別分析法などの一般的な手法により二値化しきい値を取得し、取得したしきい値で先の領域内を四方から走査し外接矩形Ｆ（図８参照）を取得する。ＣＰＵ３−１はこの外接矩形Ｆを用いてサンプルボタンの中心と半径を取得する（S506）。ＣＰＵ３−１は外接矩形Ｆの中心をボタン中心ｃ（図８参照）とし、外接矩形Ｆの（水平寸法ｈ＋垂直寸法ｖ）÷４をボタン半径Ｒとする（図８参照）。
続いてＣＰＵ３−１は径別平均濃度分布を算出する（S507）。これはボタン中心からの距離毎の濃度平均で、例えば図９（Ａ）のボタンの場合は図９（Ｂ）のような分布を得る。図９（Ｂ）において横軸が中心からの距離（径）で縦軸がその径の円周上に存在する画素濃度の平均である。これは、工程S505で取得した外接矩形Ｆ内の各画素に対してボタン中心からの距離を算出し、この距離がボタン半径内であれば半径からの距離毎に濃度と頻度（画素数）を加算していくことで算出される。ＣＰＵ３−１は外接矩形Ｆ内の全ての画素についてこの処理を終えたら距離毎に濃度総和を頻度総和で除算し平均濃度を算出する。ここで中心ｃからの距離は基本的に実数となるため、四捨五入した距離で濃度と頻度（画素数）を加算したり、切り下げ距離と切り上げ距離に濃度と頻度を振り分けて加算したりするとよい。
次にＣＰＵ３−１は工程S505で検出した外接矩形Ｆ内でエッジ抽出画像を生成し（S508）、エッジ抽出画像から工程S507と同様の手法で径別平均エッジ強度分布を算出する（S508）。例を図９（Ｃ）（Ｄ）（Ｇ）（Ｈ）に示す。エッジ抽出手法としては例えば二次微分演算（ラプラシアンフィルタ）がある。ＣＰＵ３−１は、この径別平均濃度分布と径別平均エッジ強度分布を先の工程S502で撮像した枚数分だけ算出する（S510）。
【００３７】
次に、第１の特徴抽出工程（S511）と、第３の特徴抽出工程（S511）とを実行する。ＣＰＵ３−１は、本工程を実行する第１の特徴抽出手段と、第３の特徴抽出手段として機能する。
ＣＰＵ３−１はサンプルボタンの表面画像に基づき算出した径別平均濃度分布と径別平均エッジ強度分布からボタン画像の特徴を表面特徴情報の１つとして抽出し、サンプルボタンの裏面画像に基づき算出した径別平均濃度分布と径別平均エッジ強度分布からボタン画像の特徴を裏面特徴情報の１つとして抽出する（S511）。ここで淵模様の有無や位置、ロゴの有無や位置、個体差の有無を判断する（詳細後述）。
ＣＰＵ３−１は特徴を抽出した時点でティーチング完了をボタン供給装置に出力し（S512）、片面しかティーチングを終えていない場合は他面のティーチング要求を待ち、両面のティーチングを終えている場合は次工程へ進む（S513）。
【００３８】
次に、表裏判別可否判断工程（S514）と表裏判別可否情報出力工程（S515）とを実行する。ＣＰＵ３−１は、本工程を実行する表裏判別可否判断手段と、表裏判別可否情報出力手段として機能する。
ＣＰＵ３−１はサンプルボタンの表面特徴情報と裏面特徴情報とを照合して表裏差の有無を判断する（S514・詳細後述）。ＣＰＵ３−１は表裏差があればボタン表裏判別装置で表裏判別が可能と判断してこれをボタン供給装置の制御部へ出力し、表裏差がなければ表裏判別不可と判断してこれをボタン供給装置の制御部へ出力して（S515）、ティーチング処理を終える。
【００３９】
（表裏判別処理）
以上のティーチング処理終了後、表裏判別の対象となるボタン（被検出ボタン）の表裏不特定の片面に対し片面画像取得工程（S601）と、第２の径別平均濃度分布算出工程（S602）と、第２の径別平均エッジ強度分布算出工程（S603）と、第２の特徴抽出工程（S604）と、第４の特徴抽出工程（S604）と、表裏判別工程（S605）と、表裏判別結果出力工程（S606）とからなる表裏判別処理を実行する。図６は表裏判別処理のフローチャートである。ＣＰＵ３−１は、本工程を実行する片面画像取得制御手段と、第２の径別平均濃度分布算出手段と、第２の径別平均エッジ強度分布算出手段と、第２の特徴抽出手段と、第４の特徴抽出手段と、表裏判別手段として機能する。
ボタン供給部の搬出口１３ｃ手前の通路６０をボタンが通過したことをセンサー１００により感知されるとボタン撮像要求がボタン供給装置の制御部よりＣＰＵ３−１に出されるので、ＣＰＵ３−１はそのボタンの片面画像をカメラ１により撮像させ、画像メモリに格納する（S601）。
次にＣＰＵ３−１は片面画像から径別平均濃度分布及び径別平均エッジ強度分布を算出する（S602，S603）。ＣＰＵ３−１は片面画像に対してティーチング処理の工程S505〜S507と同工程を踏むことで片面画像につき径別平均濃度分布を算出する（S602）。またＣＰＵ３−１は工程S508〜S509と同工程を踏むことで片面画像につき径別平均エッジ強度分布を算出する（S603）。
ＣＰＵ３−１は径別平均濃度分布と径別平均エッジ強度分布からボタンの片面画像の特徴を片面特徴情報の１つとして抽出し（S604、詳細後述）、この片面特徴情報と、ティーチング処理で抽出した表面特徴情報及び裏面特徴情報のそれぞれと照合して表裏判別を行う（S605、詳細後述）。
最後に表裏判別結果として『表』『裏』『それ以外』をボタン供給装置の制御部に出力し（S606）、表裏判別処理を終了する。
【００４０】
（表裏判別の方法論）
ここで一般的なボタン形態について記述する。図１０のようにボタン片面の断面において左端、右端、中央の高さに注目すると、図１１のように左右端と中央の高さで１〜４に分類できる。高さ分類１〜３はボタンが同心円上同一形状であることを示し、これらは形状の分類によってさらに平面／凹凸面／Ｒ凸面／凸面／Ｒ凹面／凹面の６つに分類される。このうち平面、Ｒ凸面、Ｒ凹面は表面に段差がないためボタン外面に特徴が出にくい（例えば図９（E））が、凹凸面、凸面、凹面には段差があるためこの部分で陰影ができ、画像上に特徴が出易い（例えば図９（Ａ））。
図９（Ｅ）のように形状模様のないボタンの濃度は安定しており、径別平均濃度分布の特徴はボタン穴が存在する径で濃度が下がる以外は一定濃度となる。図９（Ａ）のように形状模様があるボタンは、その段差存在径（図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すr0）で径別平均濃度分布が下がることが分かる。よってこの形状模様の有無や位置をボタン画像から検出すれば表裏判別可能な特徴となる。このようにボタン断面形状だけに着目すると図１２に示す表面と裏面の組合せ形状の通り、少なくとも片面に形状模様があれば形状模様による表裏判別可能と定義できる。
しかしボタン断面形状だけで表裏判別可否を定義してしまうと、そもそも表裏異形状のボタンしか判別できなくなってしまう。ボタンの中には、図１３に示すように表裏同一形状だがロゴや模様の有無で表裏差があるボタンがある。図１３のボタンには形状模様がないため、径別平均濃度分布で大きな差は見られない（図１３（Ｂ）と（Ｆ））が、エッジ抽出画像を生成するとロゴの有無でエッジ強度が異なる（図１３（Ｄ）と（Ｈ））。ボタンのロゴは同心円状に配置されていることが多いことから、径別平均エッジ強度分布上にボタン穴の存在径や外径輪郭部以外の径でエッジ強度が高くなる場合、ロゴ（またはこれに類する模様）があると判断できる。
ボタンによっては、図９に示すように形状模様とロゴの両方が存在するボタンがあるが、径別平均濃度分布上には形状模様の特徴（図９（Ｂ））、径別平均エッジ強度分布上にはロゴの特徴（図９（Ｄ））と、両方の特徴が見られることが分かる。
これを踏まえて、径別平均濃度分布と径別平均エッジ強度分布を用いた、（１）ボタンの特徴抽出（ティーチング処理の特徴抽出工程S511、表裏判別処理の特徴抽出工程S604）、（２）表裏判別可否判断（ティーチング処理の表裏判別可否判断工程S514）、（３）表裏判別（表裏判別処理の表裏判別工程S605）について詳細を説明する。
【００４１】
（１）特徴抽出
図７に特徴抽出のフローチャートを示す。これは、特徴抽出工程S511、及び特徴抽出工程S604にそれぞれ適用される。
まず径別平均濃度分布の全体の平均値を算出する（S701）（図９（Ｂ）（Ｆ）及び図１３（Ｂ）（Ｆ）の水平点線）。この平均値をしきい値として径別平均濃度分布を分離した時、しきい値未満となる区間を抽出する（S702）。図９（Ｂ）を対象としてしきい値分離した例を図１４に示す。図１４でＰ０〜Ｐ１、Ｐ２〜Ｐ３、Ｐ４〜半径Ｒまでの各区間がしきい値未満の区間に該当する。これらの区間全てが形状模様による濃度の落ち込みではない。そこで抽出した区間の選別を行う（S703）。どのボタンもボタン穴が存在する径では平均濃度が低くなる。そこで一番中心に近い濃度の落ち込みはボタン穴によるものとみなす（図１４のＰ０〜Ｐ１）。また背景との境界付近（半径Ｒ付近）の平均濃度が徐々に下がるのはどのボタンでも共通するので半径Ｒ付近の濃度の落ち込みを特徴と見なすことはできない（図１４のＰ４〜Ｒ）。つまりボタン穴存在部の濃度の落ち込み（図１４のＰ０〜Ｐ１）と外径輪郭部の濃度の落ち込み（図１４のＰ４〜Ｒ）以外を形状模様による濃度の落ち込み（図１４のＰ２〜Ｐ３）と見なすことができる。これは径別平均濃度分布によっては得られる場合（図９（Ｂ））と得られない場合がある（図９（Ｆ）、図１３（Ｂ）（Ｆ））。
ここまでに得られた特徴を登録する。まず共通特徴として、半径Ｒとボタン穴の存在径（区間Ｐ０〜Ｐ１）を登録し（S704）、形状模様の有無と形状模様が得られた場合はその数と存在径（区間Ｐ２〜Ｐ３）を登録する（S705）。半径Ｒとボタン穴の存在径は、サンプルボタンの表面特徴情報及び裏面特徴情報、並びに表裏判別対象ボタンの片面特徴情報のそれぞれに含められる。
【００４２】
次に径別平均エッジ強度分布の全体の平均値を算出する（S706，図９（Ｄ）（Ｈ）及び図１３の（Ｄ）（Ｈ）の水平点線）。この平均値で径別平均エッジ強度分布を分離した際の平均値以上となる区間を抽出する（S707）。図９（Ｄ）を対象としてしきい値分離した例を図１５に示す。図１５では径がＱ０〜Ｑ１、Ｑ２〜Ｑ３、Ｑ４〜Ｑ５、Ｑ６〜Ｑ７、Ｑ８〜Ｑ９、Ｑ１０〜半径Ｒまでの区間がしきい値以上に該当する。これら全てがロゴによるエッジ量の増加ではないため、抽出区間を選別する（S708）。通常はボタン穴存在部、形状模様存在部、外径輪郭部でエッジが増加する。図１５の場合、Ｑ０〜Ｑ１の間にボタン穴開始径（図１４の位置Ｐ０）があり、Ｑ２〜Ｑ３の間にボタン穴終了径（図１４の位置Ｐ１）が存在することから、Ｑ０〜Ｑ１とＱ２〜Ｑ３は穴のエッジであると分かる。またＱ４〜Ｑ５は形状模様の存在区間（図１４の区間Ｐ２〜Ｐ３）内に含まれることから、形状模様のエッジであると分かる。外径輪郭付近では濃度変化に伴うエッジ量も増えることから半径付近の区間Ｑ１０〜Ｒのエッジは特徴と見なさない。
このように、Ｐ０〜Ｐ１、Ｐ２〜Ｐ３、Ｐ４〜半径Ｒまでの各区間に含まれか、Ｐ０〜Ｐ１、Ｐ２〜Ｐ３、Ｐ４〜半径Ｒまでの各区間の端点を含む区間を除外する。これらの区間は、ボタン穴、形状模様又は外径輪郭によるエッジであるか、ボタン穴の中や外径輪郭外などボタン以外の背景に起因する可能性が高いがため特徴とすべきでないからである。
残りの区間Ｑ６〜Ｑ７、Ｑ８〜Ｑ９が、ロゴ（模様）が存在する可能性のある候補径となるが、基本的にロゴは１つの同心円上に配置されていることや文字の為、ある程度存在範囲が広いことから次の条件（ａ１）〜（ａ３）で候補を１つに絞り込む。
（ａ１）区間長がボタン表裏判別装置が予め記憶しているロゴ範囲径しきい値よりも長いこと
（ａ２）その上で最長のもの
（ａ３）もし区間長が同じものが複数ある場合は、エッジ強度が最も強い区間
図１５の場合は区間Ｑ６〜Ｑ７が該当する。形状模様同様、ロゴ存在径も得られる場合（図９（Ｄ）、図１３（Ｄ））と得られない場合（図９（Ｈ）、図１３（Ｈ））がある。得られた場合はロゴ存在径（区間Ｑ６〜Ｑ７）を登録し（S709）、特徴抽出処理を終了する。
【００４３】
（２）表裏判別可否判断
ティーチング処理での表裏判別可否判断工程S514では、サンプルボタンの表面画像及び裏面画像から得られた形状模様有無、形状模様がある場合は数と存在径（区間）、ロゴ存在有無、ロゴ存在径（区間）をそれぞれ照合し、異なる結果が得られていれば表裏判別可と判断する。特徴数が同じでも存在位置が異なれば、表裏で異なる特徴があるといえ、表裏判別可能となる。例えば表も裏も形状模様が１つ、ロゴがなしだったとしても形状模様の存在径が異なれば表裏を判別することができる。表裏判別が不可能なのは両面から特徴が見付からない（形状模様もロゴもない）場合や、形状模様やロゴの数も存在位置も一致した場合となる。
【００４４】
（３）表裏判別
表裏判別処理での表裏判別工程S605では、表裏判別したいボタンの片面画像から得られた片面特徴情報（半径、ボタン穴位置、形状模様の数と位置、ロゴ有無、ロゴ位置）と、ティーチング処理で得られたサンプルボタンから得られた表面特徴情報及び裏面特徴情報のそれぞれとを照合する。片面特徴情報が表面特徴情報と全て一致したら『表』、片面特徴情報が裏面特徴情報と全て一致したら『裏』、片面特徴情報に表面特徴情報との不一致及び裏面特徴情報との不一致があったら先の２つのいずれでもない『それ以外』と判別する。
【００４５】
以上の方法論で表裏判別を行う場合、表裏判別可となるボタンのおよその条件は、図１６に示す表のとおりとなる。但し、模様の形態によっては判別困難な場合もあるし、明確な形状模様がなくても表面凹凸差で照明の反射量が変わり結果として画像上では異なる特徴を得られる場合もある。したがって図１６に示す条件は目安でしかなく、実際に認識できるかどうかはボタン表裏判別装置がティーチング工程で返却する表裏判別可否結果により示される。
また、デフォルトの撮像環境では表裏差のない画像しか撮像できず表裏判別不可となっても照明の照射角度や色を変更したり、背景色を調整するなどして表裏差が出易い撮像環境を整えることで表裏判別可能になることもある。
【００４６】
以上の実施形態によれは以下の作用効果が得られる。
（１） 画像によるボタンの表裏判別機能において、サンプルボタンの撮像によるティーチング工程で自動的に表の特徴や裏の特徴を抽出するので、表裏判別を行うために特別なパラメータの入力設定が不要である。
（２） 画像によるボタンの表裏判別機能において、ティーチング工程で自動的に表裏に特徴差があり表裏判別可能かどうかを判断するので、縫製したいボタンがボタン供給装置によって自動供給可能かどうかを、ユーザーは事前に知ることができる。
（３） 画像によるボタンの表裏判別機能において、径別平均濃度分布および径別平均エッジ強度分布から形状模様の有無と位置、ロゴの有無と位置を抽出し、その結果を照合するようにしたので、単純に画像マッチングを行うよりも情報処理量が少なく表裏判別時間が大幅に短縮される。
（４） 画像によるボタンの表裏判別機能において、任意の姿勢で供給されるボタンに対して径別に濃度やエッジ強度を平均化した分布を用いるので、異なる半径位置を含む任意の１ライン上から同様の特徴を取得するよりも信頼性が高く（ボタン傾きによる変動が少ない）、またボタン傾きによらず同一処理で特徴を得ることができる。ここで、「ボタン傾き」とは、ボタンの表裏面に垂直な軸まわりの角度である。
（５） 画像によるボタン表裏判別機能において、表裏判別とロゴ有無抽出が可能になったので、ボタン供給装置にボタン傾き検出機能を設けることで、ボタンの表裏判別からボタン傾き検出までを全て画像処理で実施できる。その場合、ボタン傾き検出機能のためのカメラ、照明装置を、ボタン表裏判別機能のためのカメラ１、照明装置２と別で設けてよいが、共用とすることでハードウエア構成を簡素化できる。
【符号の説明】
【００４７】
１     カメラ
２     照明装置
３     画像処理装置
３−１ ＣＰＵ
３−２ メモリ
３−３ 通信ポート
１２ｂ 挟持機構
１３   ボタン供給部
１３ａ 底面
１３ｂ 通路
１３ｃ 搬出口
１４   ボタン回転搬送機構
１４ａ ボタン保持部
２１   ボタン回転搬送機構
２１ａ ボタン保持部
２８   旋回アーム
２８ａ 係止ピン
２９   回転部材
６０   搬出口手前通路
１００ センサー
１０１ バー
Ｂ     ボタン
Ｂａ   ボタン穴
Ｆ     外接矩形
ｈ     水平寸法
Ｒ     ボタン半径
ｖ     垂直寸法
【図１】
2014057764.tif 000003
【図２】
2014057764.tif 000004
【図３】
2014057764.tif 000005
【図４】
2014057764.tif 000006
【図５】
2014057764.tif 000007
【図６】
2014057764.tif 000008
【図７】
2014057764.tif 000009
【図１０】
2014057764.tif 000010
【図１１】
2014057764.tif 000011
【図１２】
2014057764.tif 000012
【図１４】
2014057764.tif 000013
【図１５】
2014057764.tif 000014
【図１６】
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【図８】
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【図９】
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【図１３】
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