【手続補正書】
【提出日】平成28年10月6日(2016.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被探索画像のエッジ画像をテンプレート画像と比較してパターンマッチングを行う演算部を備えるパターンマッチング装置において、
前記演算部は、前記被探索画像において画素のエッジの強度及び方向をベクトルとして抽出して、前記被探索画像からエッジ画像を生成し、前記エッジ画像において隣接する複数の画素の前記ベクトルを１つのベクトルに合成することで前記複数の画素を１つの画素に圧縮する圧縮処理により、前記エッジ画像を所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像を生成し、前記圧縮エッジ画像を、テンプレート画像と比較してパターンマッチングを行う、
ことを特徴とするパターンマッチング装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記エッジ画像を前記圧縮処理により段階的に圧縮して複数の前記圧縮エッジ画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１記載のパターンマッチング装置。
【請求項３】
ロボット本体と、
カメラと、
請求項１又は２に記載のパターンマッチング装置を有し、該パターンマッチング装置が、前記カメラにより撮影された検出対象の画像を前記被探索画像として前記パターンマッチングを行って得た結果に基づいて、前記検出対象の位置姿勢を演算し、得られた前記検出対象の位置姿勢に基づいて前記ロボット本体の動作を制御する制御装置と、を備える、
ことを特徴とするロボット装置。
【請求項４】
生産装置と、
カメラと、
請求項１又は２に記載のパターンマッチング装置を有し、該パターンマッチング装置が、前記カメラにより撮影された検出対象の画像を前記被探索画像として前記パターンマッチングを行って得た結果に基づいて、前記生産装置の動作を制御する制御装置と、を備える、
ことを特徴とする生産設備。
【請求項５】
演算部を備えるパターンマッチング装置により、被探索画像のエッジ画像をテンプレート画像と比較してパターンマッチングを行うパターンマッチング方法において、
前記演算部は、
前記被探索画像において画素のエッジの強度及び方向をベクトルとして抽出して、前記被探索画像からエッジ画像を生成する第１の生成工程と、
前記エッジ画像において隣接する複数の画素の前記ベクトルを１つのベクトルに合成することで前記複数の画素を１つの画素に圧縮する圧縮処理により、前記エッジ画像を所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像を生成する第２の生成工程と、
前記圧縮エッジ画像を、テンプレート画像と比較してパターンマッチングを行うパターンマッチング工程と、を実行する、
ことを特徴とするパターンマッチング方法。
【請求項６】
前記第２の生成工程では、前記エッジ画像を前記圧縮処理により段階的に圧縮して複数の前記圧縮エッジ画像を生成する、
ことを特徴とする請求項５記載のパターンマッチング方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のパターンマッチング方法の各工程をコンピュータに実行させるためのパターンマッチングプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のパターンマッチング方法の各工程をコンピュータに実行させるためのパターンマッチングプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、被探索画像を圧縮した圧縮画像に対してパターンマッチングを行うパターンマッチング装置及びパターンマッチング方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、被探索画像を圧縮してパターンマッチングする際に、圧縮前の画像にノイズエッジが多くても、その影響を抑制できるパターンマッチング装置及びパターンマッチング方法を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、被探索画像のエッジ画像をテンプレート画像と比較してパターンマッチングを行う演算部を備えるパターンマッチング装置において、前記演算部は、前記被探索画像において画素のエッジの強度及び方向をベクトルとして抽出して、前記被探索画像からエッジ画像を生成し、前記エッジ画像において隣接する複数の画素の前記ベクトルを１つのベクトルに合成することで前記複数の画素を１つの画素に圧縮する圧縮処理により、前記エッジ画像を所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像を生成し、前記圧縮エッジ画像を、テンプレート画像と比較してパターンマッチングを行うことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明のパターンマッチング方法は、演算部を備えるパターンマッチング装置により、被探索画像のエッジ画像をテンプレート画像と比較してパターンマッチングを行うパターンマッチング方法において、前記演算部は、前記被探索画像において画素のエッジの強度及び方向をベクトルとして抽出して、前記被探索画像からエッジ画像を生成する第１の生成工程と、前記エッジ画像において隣接する複数の画素の前記ベクトルを１つのベクトルに合成することで前記複数の画素を１つの画素に圧縮する圧縮処理により、前記エッジ画像を所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像を生成する第２の生成工程と、前記圧縮エッジ画像を、テンプレート画像と比較してパターンマッチングを行うパターンマッチング工程と、を実行することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明によれば、演算部が、エッジをベクトルとして抽出してエッジ画像を生成し、該エッジ画像から圧縮処理により圧縮エッジ画像を生成する。複数のエッジを１つにまとめて圧縮する際にベクトル合成を行うことにより、エッジ強度が弱いエッジやエッジ方向が低頻度のエッジは、エッジ強度が強いエッジやエッジ方向が高頻度のエッジに対して打ち消されやすくなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
パターンマッチング装置３１は、ワークＷを含む被探索画像４５のエッジ画像４６ａをテンプレートエッジ画像４４ａと比較してパターンマッチングを行う演算部３２を備えている。パターンマッチング装置３１及び演算部３２は、本実施形態では制御装置３に内蔵されており、実際には制御装置３を構成するコンピュータにより構成されている。演算部３２は、後述する抽出処理により、被探索画像４５からエッジ画像４６ａを生成し、また、後述する圧縮処理により、エッジ画像４６ａを所定の圧縮率で圧縮して圧縮エッジ画像４６ｂ〜４６ｄを生成するようになっている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上述したロボット装置１のパターンマッチング装置３１により、参照画像４０からテンプレートエッジ画像４４ａ及び段階的に圧縮されたテンプレート圧縮エッジ画像４４ｂ〜４４ｄを生成する際の手順を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。尚、ここでは本実施形態のカメラ４及び制御装置３を利用して圧縮画像を生成する場合について説明するが、これには限られず、別のカメラやコンピュータを利用してもよく、その場合、これらの圧縮されたテンプレート画像は予め用意しておくことができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
次に、図３に示すように、テンプレート画像４２ａに対してエッジ抽出を行い、テンプレートエッジ画像４４ａを生成する（ステップＳ５）。ここでは、テンプレート画像４２ａの各画素のエッジ強度及びエッジ方向を算出する。即ち、各画素において、エッジが強度と方向の要素を有するベクトルとして定義される。エッジ強度とは、コントラストの大きさを表し、注目画素に対し隣接する画素のコントラストが大きければエッジ強度も大きくなる。エッジ方向とは、コントラストの方向を表し、注目画素のエッジ強度が最も大きくなる方向（角度）を示す。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
テンプレートエッジ画像４４ａのデータ保持方法は、テンプレートエッジ画像４４ａの各画素毎に２チャンネルのデータ領域を用意し、１チャンネル目にエッジ強度、２チャンネル目にエッジ方向の情報を格納する。もしくは、各画素のエッジ強度のみを記憶したエッジ強度画像と、各画素のエッジ方向のみを記憶したエッジ方向画像と、の２画像を１組としたエッジ画像として記憶するようにしてもよい。