(57)【要約】【課題】丸型計器の画像に生じた歪みの補正を行った上で、精度良く自動的に指示値の読み取りを行う。【解決手段】画像入力部１１が丸型計器２の原画像を入力し、計器領域抽出部１２が該原画像から計器領域を抽出し、射影変換部１３が、抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正し、基準線決定部１５が基準線を決定し、領域分割部１４が上記歪みが補正された表示盤領域を、目盛り領域と数字領域と、中心・指針領域とに分割し、指針位置決定部１６が、丸型計器２の指針の中心線と基準線とが成す角度を指針の位置として決定し、数字認識部１７が、数字領域の数字を認識し、数字位置決定・蓄積部１８が、数字の位置を決定し、指示値算出部２０が上記決定された指針の位置情報と各数字の位置情報とに基づいて、該指針によって示される指示値を算出する。【選択図】図１
2008243103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理装置であって、
前記丸型計器の画像を入力する画像入力手段と、
前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出手段と、
前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換手段と、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定手段と、
前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割手段と、
前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定手段と、
前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識手段と、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を蓄積する数字位置決定・蓄積手段と、
前記決定された指針の位置情報と、前記蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出手段とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置が、更に、
前記領域分割手段による前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出手段と、
前記目盛り抽出手段による目盛りの抽出結果と、前記数字位置決定・蓄積手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として蓄積する目盛り位置決定・蓄積手段と、
前記目盛り位置決定・蓄積手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定手段とを備え、
前記指示値算出手段が、前記指針位置決定手段によって決定された指針の位置情報と前記目盛り位置決定・蓄積手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理方法であって、
前記丸型計器の画像を入力する画像入力ステップと、
前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出ステップと、
前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換ステップと、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定ステップと、
前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割ステップと、
前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定ステップと、
前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識ステップと、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を第１の記憶手段に蓄積するステップと、
前記決定された指針の位置情報と、前記第１の記憶手段に蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出ステップとを有する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の画像処理方法が、更に、
前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出ステップと、
前記目盛りの抽出結果と、前記第１の記憶手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として第２の記憶手段に蓄積するステップと、
前記第２の記憶手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定ステップとを有し、
前記指示値算出ステップが、前記決定された指針の位置情報と前記第２の記憶手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理プログラムであって、
コンピュータに、
前記丸型計器の画像を入力する画像入力処理と、
前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出処理と、
前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換処理と、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定処理と、
前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割処理と、
前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定処理と、
前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識処理と、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を第１の記憶手段に蓄積する処理と、
前記決定された指針の位置情報と、前記第１の記憶手段に蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出処理とを実行させる
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項６】
請求項５に記載の画像処理プログラムが、更に、
コンピュータに、
前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出処理と、
前記目盛りの抽出結果と、前記第１の記憶手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として第２の記憶手段に蓄積する処理と、
前記第２の記憶手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定処理とを実行させ、
前記指示値算出処理が、前記決定された指針の位置情報と前記第２の記憶手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理技術に関し、特に、丸型計器の画像を処理して、丸型計器の指針の示す指示値を算出する画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログメータのような計器は、各種のシステムの計測や監視に広く使用されている。近年、工場の自動化や低コスト化が望まれており、メータによる点検の自動化が図られている。メータによる点検の自動化の方法として、メータの交換、メータの改造、視認作業の自動化などがある。このうち、メータの交換や改造では、コストがかかることや視認性が劣化することや、さらには交換期間にシステムを停止しなければならないという重大な問題もある。一方、視認作業の自動化は、カメラや画像入力装置を設置するだけでよく、システムの停止を必要としない利点がある。また、メータに接触することがないため、視認性も維持でき、困難な高所や危険区域内の点検も可能であり、一時的な自動監視も容易に行うことができる。このような点で、画像処理によるアナログメータ、特に、アナログメータの多くを占める丸型計器の視認作業の自動化は期待されている。
【０００３】
一般的なアナログメータ自動読み取りシステムの処理の流れを図３０に示す。設置したカメラで点検対象となるメータを撮影し（ステップＳ１００）、その画像を解析して（ステップＳ１０１）、指示値を出力する（ステップＳ１０２）。この点検結果を保存することや、解析することも可能である（ステップＳ１０３）。
【０００４】
画像を用いた計器の指示値の読み取りを行う場合、計器の構造情報が必要となる。ここで構造情報とは、指示値を読み取るために必要となる情報である。従来のシステムでは、システムの設置時に、マーカを取りつけたりするなどして、指示値の読み取りに必要な事前情報をシステムに設定している。具体的には、画像解析における基準となる位置を、計器の表示盤にマーカを設置することにより設定し、設定された基準となる位置の情報を指示値の読み取りの際に利用する。このようにして、初期設定で、読み取りに必要となる情報を事前に与えている。また、予め用意されたテンプレート画像を計器の指示値の読み取りに利用する手法もある。
【０００５】
また、計器を斜めからカメラで撮影した場合、該カメラによって撮影された計器の画像が歪む。このような歪んだ画像を用いて指示値の読み取りを行えば、指示値の読み取り誤差が生じることから、計器の画像に生じた歪みの補正を行った上で指示値の読み取りを行う必要がある。
【０００６】
なお、画像認識に関する具体的な従来技術として、例えば、以下の特許文献１に、アナログメータの撮影角度による歪みを楕円により近似した上で、指針の指示値の算出を行う装置に関して記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１２０１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の初期設定を必要とするシステムでは、指示値の読み取りに必要な事前情報が設定されていない場合には、計器の指示値の読み取りができない。また、工場内に多数存在する全ての計器の表示盤に、マーカ等の事前情報を取り付けるのは、その労力が過大となり、また、コストがかかる。予め用意されたテンプレート画像を計器の指示値の読み取りに利用する方法では、テンプレート数に限りがあるため、それ以上の精度での指示値の読み取りは不可能である。従って、事前の初期設定を必要とせず、現場に設置したカメラで撮影した丸型計器の画像のみを用いて、自動で指示値の読み取りを行うシステムが必要である。
【０００８】
また、丸い計器を斜めから撮影した画像は、正確には楕円でないため、該画像の歪みが大きい場合には、上記特許文献１に記載された従来技術によっては、指針の指示値の読み取り誤差が大きくなる。
【０００９】
さらに、指針の指示値を自動的に読み取る際には、あたかも人間が該指針を見て指示値を読み取ったかのような、自然な読み取り単位で指示値を読み取ることが必要である。例えば、計器の目盛り間の数値（電圧値）の変化量が５ボルトである場合、人間であれば、例えば１ボルト単位で該計器の指示値を読み取るのが自然であると思われるので、該計器の指針の指示値の自動的な読み取りの結果算出される指示値も、１ボルト単位での指示値であることが必要である。
【００１０】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決し、丸型計器の画像に生じた歪みの補正を行った上で、精度良く自動的に指示値の読み取りを行う画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムの提供を目的とする。
【００１１】
また、本発明は、あたかも人間が該指針を見て指示値を読み取ったかのような、自然な読み取り単位で自動的に指示値の読み取りを行う画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像処理装置は、画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理装置であって、前記丸型計器の画像を入力する画像入力手段と、前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出手段と、前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換手段と、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定手段と、前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割手段と、前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定手段と、前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識手段と、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を蓄積する数字位置決定・蓄積手段と、前記決定された指針の位置情報と、前記蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出手段とを備える。
【００１３】
好ましくは、本発明の画像処理装置が、更に、前記領域分割手段による前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出手段と、前記目盛り抽出手段による目盛りの抽出結果と、前記数字位置決定・蓄積手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として蓄積する目盛り位置決定・蓄積手段と、前記目盛り位置決定・蓄積手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定手段とを備え、前記指示値算出手段が、前記指針位置決定手段によって決定された指針の位置情報と前記目盛り位置決定・蓄積手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する。
【００１４】
また、本発明の画像処理方法は、画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理方法であって、前記丸型計器の画像を入力する画像入力ステップと、前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出ステップと、前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換ステップと、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定ステップと、前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割ステップと、前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定ステップと、前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識ステップと、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を第１の記憶手段に蓄積するステップと、前記決定された指針の位置情報と、前記第１の記憶手段に蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出ステップとを有する。
【００１５】
好ましくは、本発明の画像処理方法が、更に、前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出ステップと、前記目盛りの抽出結果と、前記第１の記憶手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として第２の記憶手段に蓄積するステップと、前記第２の記憶手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定ステップとを有し、前記指示値算出ステップが、前記決定された指針の位置情報と前記第２の記憶手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する。
【００１６】
また、本発明の画像処理プログラムは、画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理プログラムであって、コンピュータに、前記丸型計器の画像を入力する画像入力処理と、前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出処理と、前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換処理と、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定処理と、前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割処理と、前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定処理と、前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識処理と、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を第１の記憶手段に蓄積する処理と、前記決定された指針の位置情報と、前記第１の記憶手段に蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出処理とを実行させる。
【００１７】
好ましくは、本発明の画像処理プログラムが、更に、コンピュータに、前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出処理と、前記目盛りの抽出結果と、前記第１の記憶手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として第２の記憶手段に蓄積する処理と、前記第２の記憶手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定処理とを実行させ、前記指示値算出処理が、前記決定された指針の位置情報と前記第２の記憶手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、丸型計器の画像に生じた歪みの補正を行った上で、精度良く自動的に指針の指示値の読み取りを行うことが可能となる。その結果、丸型計器をカメラを用いて斜めから撮影した場合であっても、該撮影された画像に基づいて、指針の指示値を自動的に算出することが可能となる。
【００１９】
また、本発明は、丸型計器を撮影した画像から目盛りを抽出し、該目盛りの抽出結果と、表示盤領域の各数字の位置情報とに基づいて得られる各目盛りの位置情報を蓄積し、該各目盛りの位置情報に基づいて、指針の指示値の読み取り単位を決定する。そして、指針の位置情報と各目盛りの位置情報とに基づき、指針の読み取り単位を用いて、指針によって示される指示値を算出する。従って、本発明によれば、あたかも人間が該指針を見て指示値を読み取ったかのような、自然な読み取り単位で自動的に指示値の読み取りを行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の構成の一例を示す図である。画像処理装置１は、カメラ３が撮影した丸型計器２の画像を処理して、丸型計器２の指針が示す指示値を算出する処理装置である。
【００２２】
画像処理装置１は、画像入力部１１、計器領域抽出部１２、射影変換部１３、領域分割部１４、基準線決定部１５、指針位置決定部１６、数字認識部１７、数字位置決定・蓄積部１８、数字位置修正部１９、指示値算出部２０を備える。
【００２３】
画像入力部１１には、カメラ３によって撮影された丸型計器２の画像（原画像）が入力される。計器領域抽出部１２は、入力された丸型計器２の原画像から計器領域を抽出する。計器領域は、後述する射影変換処理の対象となる領域であり、例えば後述する図３（Ｃ）に示す矩形で囲った部分の領域のような、丸型計器２の表示盤領域と表示盤の外枠の領域とを含む領域である。
【００２４】
射影変換部１３は、抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する。該補正処理によって、原画像中では歪んでいた表示盤領域が円形状に補正される。
【００２５】
領域分割部１４は、上記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する。
【００２６】
基準線決定部１５は、上記歪みが補正された円形状の表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する。基準線は、表示盤領域中に表記されている数字及び目盛りの位置の基準となる線である。数字の位置とは、後述するように、例えば、該表示盤領域の中心から数字の重心に対して引いた直線と基準線とが成す角度である。目盛りの位置とは、該表示盤領域の中心から目盛りに対して引いた直線と基準線とが成す角度である。
【００２７】
指針位置決定部１６は、上記中心・指針領域に含まれる丸型計器２の指針の中心線と上記基準線とが成す角度を指針の位置として決定する。
【００２８】
数字認識部１７は、数字領域に存在する数字を認識する。数字位置決定・蓄積部１８は、歪みが補正された表示盤領域の中心から上記認識された各数字の重心に対して引いた直線と基準線とが成す角度を各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を蓄積する。
【００２９】
数字位置修正部１９は、数字位置決定・蓄積部１８内に蓄積される数字位置情報を修正する。数字位置修正部１９の具体的処理については、後述する。なお、画像処理装置１は、数字位置修正部１９が省略された構成を採ってもよい。
【００３０】
指示値算出部２０は、指針位置決定部１６によって決定された指針の位置情報と、数字位置決定・蓄積部１８に蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、該指針によって示される指示値を算出する。
【００３１】
上述した画像処理装置１及びその各部の機能は、ＣＰＵとその上で実行されるプログラムにより実現される。当該本発明を実現するプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば半導体メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等に格納することができ、これらの記録媒体に記録して提供され、又は、通信インタフェースを介してネットワークを利用した送受信により提供される。
【００３２】
図２は、本発明の第１の実施の形態の指示値算出処理フローを示す図である。まず、画像入力部１１が、カメラ３によって撮影された丸型計器２の画像（原画像）を入力する（ステップＳ１）。次に、計器領域抽出部１２が、入力された丸型計器２の原画像から計器領域を抽出する（ステップＳ２）。
【００３３】
射影変換部１３が、抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する（ステップＳ３）。そして、基準線決定部１５が、歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する（ステップＳ４）。領域分割部１４が、上記歪みが補正された表示盤領域を、目盛り領域と数字領域と、中心・指針領域とに分割する（ステップＳ５）。
【００３４】
指針位置決定部１６が、中心・指針領域に含まれる上記丸型計器２の指針の中心線と基準線とが成す角度を指針の位置として決定する（ステップＳ６）。
【００３５】
次に、数字認識部１７が、数字領域から数字を切り出して認識する（ステップＳ７）。数字位置決定・蓄積部１８が、歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と基準線とが成す角度を各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を蓄積する（ステップＳ８）。
【００３６】
そして、指示値算出部２０が、ステップＳ６において決定された指針の位置情報と、ステップＳ８において蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、該指針によって示される指示値を算出する（ステップＳ９）。
【００３７】
（１）計器領域の抽出
図２のステップＳ２における計器領域の抽出処理について説明する。計器領域抽出部１２は、入力された、例えば図３（Ａ）に示す丸型計器２の原画像に対して２値化処理を行って、図３（Ｂ）中の白色で塗りつぶされた領域のような表示盤領域を検出する。原画像が丸型計器２をカメラ３によって斜めから撮影した画像である場合、図３（Ｂ）に示すように、表示盤領域の輪郭線は歪んだ円形状である。
【００３８】
次に、計器領域抽出部１２は、上記検出された表示盤領域を含む矩形の領域を原画像から抽出して、該抽出された領域を計器領域とする。例えば、図３（Ｃ）における太線の矩形で囲った部分に示すような領域が計器領域として抽出される。
【００３９】
上記計器領域の抽出処理の詳細について、図４乃至図６を参照して説明する。図４は、計器領域の抽出処理フローの一例を示す図である。まず、前処理として、計器などの輪郭線をはっきりさせるために、入力画像に対して２次微分（Laplacian ）を利用した輪郭線強調を行う（ステップＳ５１）。図５（Ａ）は、輪郭線強調後の画像の例である。その後，計器位置特定に不必要な数字などが２値化に影響を与えないように、Median Filter を用いた平滑化を行い（ステップＳ５２）、これらの影響を抑える。図５（Ｂ）は、平滑化後の画像の例である。
【００４０】
そして、前処理を施した画像に対して、２値化を行うことで図５（Ｃ）に示すような２値化画像を得て（ステップＳ５３）、当該２値化画像から計器を抽出するために、画像中から最大領域部分の選択（重み付き最大領域選択）を行う（ステップＳ５４）。ここでは、領域の面積の計算時に、画像中央に近いほど重みを大きくする。これは、計器が画像中央に撮影されていることを想定しており、計器領域の面積が周囲の領域の面積よりも小さい場合にも切り出すためである。これにより、計器の大きさがある程度小さい場合にも表示盤領域を選択できると考えられる。図６（Ａ）に、最大領域が選択された画像の例を示す。
【００４１】
その後、この選択された領域が計器領域であるか否かを判断するために、円形度を用いる。ここで、円形度の計算に必要な計器領域の面積を正しく計測するために、予めこの選択された領域内に含まれる黒画素を白画素で埋める穴埋め処理を行い、さらに、円形度の計算に必要な計器領域の周囲長を正しく計測するために、平滑化（Median Filter ）を行って、周囲の凸凹を軽減する（ステップＳ５５）。図６（Ｂ）は、上記黒画素が白画素で穴埋めされた画像の例である。また、図６（Ｃ）は、上記平滑化後の画像の例である。
【００４２】
次に、白画素の面積と円形度とを測定して（ステップＳ５６）、白画素が全体の７５％未満であって円形度が予め定めた閾値以上（例えば、０．５）であるならば、選択された領域が円であると判断し、その領域を計器の仮想表示盤領域とする。例えば、この仮想表示盤領域（円形領域）の上、下、左、右の４方向にそれぞれ３０画素ずつ外側に広げた領域を切り出して（ステップＳ５７）、該切り出された領域を、例えば図３（Ｃ）を参照して前述した計器領域とする。円形度が閾値未満の場合には、ステップＳ５３の処理に戻る。なお、白画像領域が画像全体に広がっている場合に円形度を計算すると，円形度が閾値以上になることがあるため、上記ステップＳ５６において測定された白画素の面積が画像全体の７５％以上のときは円形度を計算しない。
【００４３】
（２）射影変換
図２のステップＳ３における射影変換処理について説明する。射影変換部１３は、図３（Ｃ）に示す計器領域の画像に対してＨｏｕｇｈ変換を行って、丸型計器２の表示盤の外枠の辺を含む直線を抽出する。例えば、射影変換部１３は、図７（Ａ）に示す計器領域の画像における４本の直線を抽出する。
【００４４】
ここで、図７（Ａ）に示す４本の直線ＰＰ’、ＱＱ’、ＲＲ’、ＳＳ’を参照すると、直線ＰＰ’が、表示盤の外枠の裏面の辺に対応している。そこで、射影変換部１３は、図７（Ｂ）に示すように、計器領域の画像において、上記４本の直線が表示盤領域の輪郭線に接するように該４本の直線を表示盤領域側に移動させる。該４本の直線を表示盤領域の輪郭線に接するように移動させて、以下に説明するような射影変換をすることにより、該射影変換後の計器領域に含まれる表示盤領域の輪郭線の歪みをより効果的に補正することができる。
【００４５】
次に、射影変換部１３は、図７（Ｂ）中の４本の直線がなす四角形の４個の頂点（点Ａ，点Ｂ，点Ｃ，点Ｄ）を基準点として、該四角形が正方形となるように、図７（Ｂ）中の計器領域の画像を射影変換する。より具体的には、図示を省略する射影変換後の正方形の４つの頂点を点ａ，点ｂ，点ｃ，点ｄとすると、点Ａ，点Ｂ，点Ｃ，点Ｄが点ａ，点ｂ，点ｃ，点ｄにそれぞれ対応付けられるように計器領域の画像を射影変換して、正方形の計器領域の画像を得る。
【００４６】
該射影変換処理によって、図７（Ｃ）に示すような、輪郭が正方形の計器領域の画像が得られる。また、上記計器領域の抽出処理において検出された、計器領域に含まれる表示盤領域の輪郭線の歪みが、射影変換によって補正され、図７（Ｃ）中に示すような、歪みが補正された円形状の表示盤領域１００が得られる。
【００４７】
（３）基準線の決定
図２のステップＳ４における基準線の決定処理について説明する。基準線決定部１５は、例えば、図７（Ｃ）に示すような、歪みが補正された円形状の表示盤領域１００の中心Ｏから鉛直方向下に引いた直線を基準線とする。
【００４８】
（４）表示盤領域の分割
図２のステップＳ５における表示盤領域の分割処理について説明する。表示盤領域には、目盛りや数字、指針などが存在する。これらの存在する領域を分割することは処理の効率化や高精度化につながる。そこで、表示盤領域をＲで示すとすると、領域分割部１４は、表示盤領域Ｒを、目盛り領域ＲS 、数字領域ＲN 、中心・指針領域ＲC に分割する（Ｒ＝ＲS ∪ＲN ∪ＲC ）。目盛り領域は、目盛りが存在する領域である。数字領域は、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域であって、目盛り領域より内側の領域である。中心・指針領域は、表示盤の中心と指針とが存在する領域である。
【００４９】
例えば、目盛り領域の抽出では、領域分割部１４は、前述した射影変換処理によって歪みが補正された表示盤領域の画像に対して平滑化処理、エッジ抽出処理、２値化処理を行って線成分を抽出し、その中からＨｏｕｇｈ変換により最も円らしいものを円として抽出する。この抽出された円の外周部の領域を目盛り領域とする。図８（Ａ）に抽出された目盛り領域の例を示す。
【００５０】
次に、上記目盛り領域の抽出処理において抽出された円の内部の領域ＲN ∪ＲC を、数字領域と中心・指針領域とに分割する。具体的には、まず、円の中心から所定の半径ｒの領域を表示盤の中心の領域とする。また、領域ＲN ∪ＲC について、画素の輝度値についての閾値処理を行って、画素の輝度値が閾値以下の領域のうち、上記表示盤の中心の領域と連結している領域を指針の領域として抽出する。上記表示盤の中心の領域と指針の領域とを合わせた領域が中心・指針領域である。
【００５１】
図８（Ｃ）に中心・指針領域の例を示す。図中、当該中心・指針領域において描かれている直線ＯＸが指針の中心線である。領域ＲN ∪ＲC のうち、中心・指針領域以外の領域が数字領域である。図８（Ｂ）に数字領域の例を示す。
【００５２】
（５）指針の位置の決定
図２のステップＳ６における指針の位置の決定処理について説明する。この処理では、中心・指針領域に基づいて、指針と基準線とがなす角度を決定する。例えば、図９（Ａ）に示すような中心・指針領域の画像における、白色の円形状の部分を黒色で塗りつぶす。例えば、数字領域の円半径の１／２の半径の円で、図９（Ａ）に示す中心・指針領域の画像における、白色の円形状の部分を黒色で塗りつぶすことによって、図９（Ｂ）に示すような指針の画像を得る。そして、該指針の画像の各画素について、基準線との角度を測定し、該測定によって得られた角度に画素数を投票して、図９（Ｃ）に示すようなヒストグラムを得て、当該ヒストグラムの最も高い山の部分に対応する角度θを指針と基準線とがなす角度として決定する。
【００５３】
（６）数字の認識及び数字の位置の決定
図２のステップＳ７における数字の認識処理及びステップＳ８における数字の位置の決定処理について説明する。
【００５４】
図１０に、数字の認識処理と数字の位置の決定処理を説明するフローチャートを示す。まず、数字認識部１７は、数字領域から数字を切り出す（ステップＳ１１）。数字の切り出しは閾値処理により行う。閾値処理で切り出された対象を内包する長方形を数字の矩形として切り出す。図１１（Ａ）に、切り出しの対象となる数字矩形の例を示す。図１１（Ａ）には、実線で囲まれた、数字「５」についての数字矩形と数字「０」についての数字矩形とが示されている。
【００５５】
ここで、数字の切り出しにおいて、各矩形には、それぞれただ唯一の数字が含まれていることが望まれる。しかし、照明の影響、影の影響やカメラの低解像度の問題等により隣接していた数字同士が接触し、同一の矩形に複数の数字が含まれている場合がある（例えば、図１２（Ａ）参照）。そのような場合には、数字の認識に影響を与え、その後の理解、読み取りを不能にすることがある。そこで、本発明の一実施形態によれば、接触した数字を分離した上で数字認識を行う。分離処理を施す条件として、矩形の幅が一定値以上あり、縦の長さよりも横の長さの方が長い矩形を選択する。矩形の上枠から含まれている数字候補までの距離をそれぞれの列毎にヒストグラム上に表し、中央付近にヒストグラムの極値があったとき、図１２（Ｂ）に示すように、その極値に該当する列を基点として左右に分離を行う。図１２（Ｃ）、図１２（Ｄ）は、それぞれ分離された数字を示している。
【００５６】
次に、数字認識部１７は、切り出した数字を認識する（ステップＳ１２）。すなわち、切り出した長方形の数字矩形を例えばテンプレートマッチングによる数字認識処理にかける。ここで、切り出しの対象には単位などの記号や文字などの数字以外のものも含まれるため、０から９までの数字を識別すると同時に数字以外のものは棄却する。
【００５７】
ここで、数字認識処理の一例について説明する。切り出された対象には、単位などの記号や文字などの数字以外のものも含まれ得るため、０から９までの数字を識別すると同時に、数字以外のものを棄却する。一般に記号などは数字に比べて矩形サイズが小さい。それらを棄却するために、数字の縦サイズを用いて、調整平均（トリム平均）を求め、その平均と比較して小さいものを数字以外として棄却する。
【００５８】
数字認識は、例えば、認識対象をそのまま認識していくわけではなく、ホール（数字内部の穴）の数によって大分類を行ったあと、それぞれのカテゴリーの中で認識処理にかける。ここで、ホールとは数字内部に存在する穴と定義する。例えば、数字の「６」は数字内部の穴の数が１つであるため、ホール数は１である。同じように、数字の「８」は数字内部の穴の数が２つであるため、ホール数は２になる。
【００５９】
大分類とは、予め数字をそれぞれの数字が有するホールの数で分けることである。数字には、認識する上で、構造が似通っているために誤認識を起こしやすいものがある。例えば、「６」、「８」というような数字は、互いに誤認識を起こしやすい。そこで、数字を予めホールの数によってカテゴリー分けする。例えば、「６」はカテゴリー１、「８」はカテゴリー２に分けられる。それぞれの数字は、以下のようにカテゴリー分けされる。すなわち、１，２，３，５，７はカテゴリー０、０，４，６，９はカテゴリー１、８はカテゴリー２にカテゴリー分けされる。ホールの数によって大分類した後、文字の劣化、位置ずれなどに対して頑健な認識ができる、「ずらし類似度法」（テンプレートの位置ずれや傾きによるずれを考慮した、ずらし類似度による数字認識手法）を用いて識別を行う。各認識対象は、類似度が閾値以下の場合は棄却される。なお、上述した数字認識処理は、一例であり、本発明においては、任意の数字認識処理を用いることができる。
【００６０】
数字認識部１７は、数字として認識されたものを内包する数字矩形のうち、隣接するものを統合して、複数桁の数字として認識する（ステップＳ１３）。例えば、認識された２つの数字についての数字矩形が次の３つの条件を満たすときに、数字矩形を統合する。
条件１：数字矩形の縦の大きさの差が一定値以下である。
条件２：数字矩形の横の間隔が一定値以下である。
条件３：数字矩形の縦方向の位置ずれが一定値以下である。
【００６１】
ステップＳ１３の処理の結果、例えば図１１（Ａ）中、実線で囲まれた数字「５」についての数字矩形と数字「０」についての数字矩形とが、点線で囲まれた部分に示すように統合される。そして、統合された数字矩形についての数字認識処理の結果、図１１（Ｂ）に示すような数字「５０」として認識される。なお、上記統合された数字矩形についての数字を認識する際には、例えば、位置が左の数字（例えば「５」）から順に１０倍して当該数字の次の数字（例えば「０」）を加える。
【００６２】
次に、数字位置決定・蓄積部１８が、認識された数字の位置を決定する（ステップＳ１４）。
【００６３】
ステップＳ１４の処理について、図１３を用いて説明する。図１３に示す円は、数字領域と目盛り領域との境界線であり、点Ｏは、表示盤領域の中心を示す点である。また、直線ＯＡ0 はＯから鉛直下向きに伸ばした基準線である。また、Ｖ1 〜Ｖ4 は、それぞれ、数字領域中に表記されている、認識された１桁の単独の数字または複数桁の統合された数字であり、図中には、それぞれの数字に対応する数字矩形が示されている。また、図中、直線ＯＡi （１≦ｉ≦４）は、各数字Ｖi の重心を通る直線である。
【００６４】
数字位置決定・蓄積部１８は、各数字矩形の、基準線に対する時計回りの方向の角度ａi を、各数字Ｖi の位置として求め、図１４（Ａ）に示すように、Ｖi とａi との対応情報を、各数字Ｖi の位置情報として蓄積する。
【００６５】
例えば、数字Ｖ1 についての数字矩形の基準線に対する角度ａ1 は、図１３中の直線ＯＡ1 と基準線ＯＡ0 とが成す角度である。同様に、数字Ｖ2 についての数字矩形の基準線に対する角度ａ2 は、直線ＯＡ2 と基準線ＯＡ0 とが成す角度、数字Ｖ3 についての数字矩形の基準線に対する角度ａ3 は、直線ＯＡ3 と基準線ＯＡ0 とが成す角度、数字Ｖ4 についての数字矩形の基準線に対する角度ａ4 は、直線ＯＡ4 と基準線ＯＡ0 とが成す角度である。
【００６６】
次に、数字位置修正部１９は、数字の位置の誤りを検出し（ステップＳ１５）、誤っている数字の位置情報を削除する。一般に、計器の数字には、照明の影響を受けている場合や、指針が数字に重なる場合があるため、全ての数字が正確に認識される保証はない。ここで、一般に、目盛りの数字は単調に増加する性質をもつ。ここでは、この性質を用いて複数桁のうち一部が欠けている数字や誤認識されている可能性のある数字を検出して棄却する。具体的には、数字位置決定・蓄積部１８に蓄積された数字の位置情報を角度の順に並び替えて得られる数字列において、隣接する数字との大小関係から認識誤りを検出する。
【００６７】
例えば、数字位置修正部１９は、数字位置決定・蓄積部１８に蓄積された数字の位置情報を読み出して、角度ａi について昇順に数字Ｖi を並べ替える。例えば、ａ1 ＜ａ2 ＜ａ3 ＜ａ4 とすると、例えば、図１４（Ｂ）に示すような、数字の並び替え後のデータが作成される。ここで、例えば、Ｖ3 ＜Ｖ2 である場合には、Ｖ3 は誤りであり、数字Ｖ3 についての位置情報を削除する。図１４（Ｃ）に、誤っている数字の位置情報が削除された後の、各数字の位置情報の例を示す。
【００６８】
なお、数字位置修正部１９は、数字位置決定・蓄積部１８に蓄積された数字の位置情報を読み出して、角度ａi について降順に並び替えた数字列において、隣接する数字との大小関係から誤りを検出してもよい。
【００６９】
本発明の一実施例によれば、数字位置修正部１９が、以下に説明するような、回帰直線による誤り検出処理を行うようにしてもよい。目盛りの数字が単調に増加する性質に着目した、前述した数字の位置の誤り検出処理では、誤りを検出することができない場合がある。以下に、数字と角度との関係が４つ以上ある場合の、一つの数字の位置の誤りを検出する方法について述べる。
【００７０】
例えば、位置情報が数字位置決定・蓄積部１８に蓄積された各々の数字が、０，５，１００，１５０である場合や、０，３０，６０００，９０００である場合のような、２番目の数字の下桁が読み取られていないとき（例えば「５０」が「５」、「３０００」が「３０」として誤って認識されているとき）には、前述した目盛りの数字が単調に増加する性質に着目した数字の位置の誤り検出方法によっては、当該誤りを検出することができない。
【００７１】
そこで、例えば、数字位置修正部１９は、数字と角度との関係に誤りを含むか否かを、回帰直線を用いて判定する。ここでは、目盛りが均等目盛りであることを前提とし、数字位置決定・蓄積部１８に４つ以上の数字と角度との組が蓄積されているものとする。図１５（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、誤りがない場合、誤りを含む場合の、数字と角度との関係を示すグラフである。また、図１６（Ａ）は、誤りがない場合の４点とその回帰直線を示すグラフであり、図１６（Ｂ）は、誤りを含む場合の４点とその回帰直線を示すグラフである。図１６（Ａ）と図１６（Ｂ）とを比較すると、誤りがない場合とある場合とでは、各点と回帰直線との２乗誤差に大きな差があることがわかる。この２乗誤差の違いを利用して、誤りを検出する。以下、該誤り検出処理について、より具体的に説明する。
【００７２】
回帰直線による誤り検出のためには、数字と角度との関係が４組以上必要となる。３組の場合には、誤りの有無を判定することはできるが、どの組が誤っているかは検出することができない。ここでは、４つの組から１つの誤りを自動検出するアルゴリズムを説明する。
（手順１）：数字と角度の４つの組（ここでは点と呼ぶ）のうち１点を除き、残りの３点について、回帰直線との２乗誤差の合計を計算する。例えば、図１６（Ｂ）に示すようなグラフから１点を除き、残りの３点によって決まる回帰直線を示す図１７（Ａ）に示すグラフを用いて、該グラフ上の３点のそれぞれについて、回帰直線との２乗誤差を求め、求まった２乗誤差の合計を算出する。
（手順２）：上記図１６（Ｂ）に示すグラフから他の１点を除いた場合についても、同様に回帰直線との２乗誤差の合計を計算する。例えば、図１７（Ｂ）〜図１７（Ｄ）までの各々のグラフ毎に、各グラフ上の３点について、それぞれの回帰直線との２乗誤差の合計を計算する。
（手順３）：上記手順１、手順２によって計算された各々の２乗誤差の合計値を比較し、相対的に著しく小さい合計値の場合にグラフ上から除かれている１点を、誤りとして検出する。誤りがない場合には、各々の２乗誤差の合計値には大きな差はなく、また、２乗誤差の合計値は小さい。一方、誤った点を含む場合には、２乗誤差の合計値が一つだけ小さい。当該一つだけ小さい２乗誤差の合計値のときに除かれている点が、２乗誤差を大きくする原因であり、誤った点であると言える。
【００７３】
最後に、数字位置修正部１９は、各数字を目盛りと対応させて数字の位置のずれを修正する（ステップＳ１６）。本発明の実施の形態では、例えば、図１３に示す中心Ｏから各数字の重心に対して引いた直線ＯＡi と基準線ＯＡ0 とが成す角度が、各数字の位置として決定されるため、各数字の位置と、各数字が示す数値に対応する目盛りの位置との間に誤差が生じることがある。例えば、図１８に示す表示盤領域の画像中に示すように、丸型計器２の表示盤領域の中心Ｏから引かれ、数字の重心を通る矢印１０２の先端が、該数字が示す数値に対応する、太い点線で囲った目盛り１０３の位置とずれている（誤差が生じる）ことがある。
【００７４】
そこで、数字位置修正部１９は、中心Ｏから数字Ｖi の重心方向に引いた直線の角度を所定の範囲（例えば±５°の範囲）で変化させ、その範囲内に存在する目盛り１０３を切り出す。目盛り１０３の切り出しの結果、上記太い点線で囲った目盛り１０３が切り出される。
【００７５】
そして、数字位置修正部１９は、その数字Ｖi に対応する角度ａi を、中心Ｏから切り出された目盛り１０３に対して引いた直線と基準線とが成す角度に変更する。
【００７６】
（７）指示値の算出
図２のステップＳ９における指示値の算出処理について説明する。
【００７７】
指示値算出部２０は、指針位置決定部１６によって決定された、指針の位置情報、すなわち指針の中心線と基準線とが成す角度の情報と、数字位置決定・蓄積部１８内に蓄積された、各数字の位置情報とに基づいて、丸型計器２の指針が示す指示値を算出する。
【００７８】
指示値は次のようにして求める。指針の中心線と基準線とが成す角度が大きくなるにつれて、指示値も大きくなる。さらに目盛りが等間隔である場合には、角度と指示値とは比例する。この関係から指針の中心線と基準線とが成す角度が角度θのときの指示値Ｖ（θ）は次式により算出される。
【００７９】
【数１】
2008243103.tif 000003
【００８０】
θ1 、θ2 は、それぞれ、数字位置決定・蓄積部１８に蓄積されている角度情報のうち、θに最も近いθ未満の角度、θに最も近いθ以上の角度を表している。
【００８１】
例えば、図１９に示すような数字の位置情報が、数字位置決定・蓄積部１８に蓄積されているとする。ここで、指針の角度θが、例えば９１°である場合、指示値は次のように求められる。
【００８２】
図１９に示す数字の位置情報から、角度θ1 ＝６５°、θ2 ＝１４１°である。また、数字Ｖ（６５）＝０、数字Ｖ（１４１）＝５０である。
【００８３】
従って、指示値Ｖ（９１）は、上記式１に従って、
Ｖ（９１）＝０＋（９１−６５）（５０−０）／（１４１−６５）＝１７．１．．．
となり、指示値「１７．１．．．」が算出される。
【００８４】
（第２の実施の形態）
図２０は、本発明の第２の実施の形態の構成の一例を示す図である。画像処理装置４は、カメラ３が撮影した丸型計器２の画像を処理して、丸型計器２の指針が示す指示値を算出する処理装置である。
【００８５】
画像処理装置４は、画像入力部１１、計器領域抽出部１２、射影変換部１３、領域分割部１４、基準線決定部１５、指針位置決定部１６、数字認識部１７、数字位置決定・蓄積部１８、数字位置修正部１９、目盛り抽出部２１、目盛り位置決定・蓄積部２２、読み取り単位決定部２３、指示値算出部２４を備える。画像処理装置４が備える構成要素のうち、前述した図１に示す画像処理装置１が備える構成要素と同符号のものは、画像処理装置１が備える構成要素と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００８６】
目盛り抽出部２１は、領域分割部１４による表示盤領域の分割によって得られる目盛り領域から目盛りを抽出する。目盛り位置決定・蓄積部２２は、目盛り抽出部２１による目盛りの抽出結果と、数字位置決定・蓄積部１８に蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と基準線とが成す角度と、上記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を各目盛りの位置情報として蓄積する。
【００８７】
読み取り単位決定部２３は、目盛り位置決定・蓄積部２２に蓄積された各目盛りの位置情報に基づいて、指針の指示値の読み取り単位を決定する。
【００８８】
指示値算出部２４は、指針位置決定部１６によって決定された指針の位置情報と目盛り位置決定・蓄積部２２に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、読み取り単位決定部２３によって決定された指針の読み取り単位を用いて、指針によって示される指示値を算出する。
【００８９】
上述した画像処理装置４及びその各部の機能は、ＣＰＵとその上で実行されるプログラムにより実現される。当該本発明を実現するプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば半導体メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等に格納することができ、これらの記録媒体に記録して提供され、又は、通信インタフェースを介してネットワークを利用した送受信により提供される。
【００９０】
図２１は、本発明の第２の実施の形態の指示値算出処理フローを示す図である。まず、画像入力部１１が、カメラ３によって撮影された丸型計器２の画像（原画像）を入力する（ステップＳ２１）。次に、計器領域抽出部１２が、入力された丸型計器２の原画像から計器領域を抽出する（ステップＳ２２）。
【００９１】
射影変換部１３が、抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する（ステップＳ２３）。そして、基準線決定部１５が、歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する（ステップＳ２４）。領域分割部１４が、上記歪みが補正された表示盤領域を、目盛り領域と数字領域と、中心・指針領域とに分割する（ステップＳ２５）。
【００９２】
指針位置決定部１６が、中心・指針領域に含まれる上記丸型計器２の指針の中心線と基準線とが成す角度を指針の位置として決定する（ステップＳ２６）。
【００９３】
次に、数字認識部１７が、数字領域から数字を切り出して認識する（ステップＳ２７）。数字位置決定・蓄積部１８が、歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と基準線とが成す角度を各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を蓄積する（ステップＳ２８）。
【００９４】
次に、目盛り抽出部２１が、上記ステップＳ２５によって得られる目盛り領域から目盛りを抽出する（ステップＳ２９）。そして、目盛り位置決定・蓄積部２２が、上記ステップＳ２９による目盛りの抽出結果と、上記ステップＳ２８において蓄積された各数字の位置情報とに基づいて、歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と基準線とが成す角度と、上記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を目盛りの位置情報として蓄積する（ステップＳ３０）。
【００９５】
次に、読み取り単位決定部２３が、上記ステップＳ３０において目盛り位置決定・蓄積部２２に蓄積された各目盛りの位置情報に基づいて、指針の指示値の読み取り単位を決定する（ステップＳ３１）。
【００９６】
そして、指示値算出部２４が、上記ステップＳ２６において決定された指針の位置情報と上記ステップＳ３０において蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、上記ステップＳ３１において決定された指針の読み取り単位を用いて、指針によって示される指示値を算出する（ステップＳ３２）。
【００９７】
上述したステップＳ２１〜Ｓ２８までの処理は、前述した図２のステップＳ１〜Ｓ８までの処理と同様である。
【００９８】
（１）目盛りの抽出
図２１のステップＳ２９における目盛りの抽出処理について説明する。図２２は、目盛りの抽出処理の詳細を示すフローチャートである。まず、目盛り抽出部２１が、図２３に示すような目盛り領域の画像（２値画像）についてラベリング処理を行って、該ラベリング処理によって得られる連続領域毎にヒストグラムを作成する（ステップＳ２０１）。図２４（Ａ）、（Ｂ）に示すヒストグラムの横軸は、基準線と表示盤領域の中心から上記ラベリング処理された目盛り領域の画像の各画素に対して引いた直線とが成す角度、縦軸は黒画素数を示している（図２５乃至図２７においても同じ）。上記ヒストグラムは、各ラベル毎に角度別の黒画素数を数えることによって作成される。図２４（Ａ）、（Ｂ）に示すヒストグラムを参照すると、複数の角度において黒い太線で示すスペクトルが現れている。
【００９９】
具体的には、図２４（Ａ）は、連続領域１についてのヒストグラムを示し、図２４（Ｂ）は、連続領域２についてのヒストグラムを示す。他の連続領域についてのヒストグラムも同様に作成される。
【０１００】
連続領域には一つの目盛り線が含まれることが望ましい。しかし、表示盤の縁や影などの影響により、複数の目盛り線が同じ領域に含まれる場合がある。このような影などによるノイズを除去し、統合されている目盛り線を分割するために、連続領域毎にノイズ除去を行う（ステップＳ２０２）。ここでは、連続領域の角度の範囲が所定の範囲以上であるときのみ、所定の閾値を用いてノイズ除去を行う。例えば、図２４（Ｃ）に示すように、図２４（Ｂ）を参照して前述したヒストグラムにおいて閾値Ｐより黒画素数が少ない部分を消去する等、黒画素数に関する閾値処理を行って、ノイズを除去する。図２４（Ｄ）に、上記ノイズ除去の結果を示す。
【０１０１】
次に、目盛り抽出部２１が、各ヒストグラムを統合して（ステップＳ２０３）、例えば図２５（Ａ）に示すような、統合されたヒストグラムを得る。そして、目盛り抽出部２１は、上記統合されたヒストグラムについて極大値選択処理を行い（ステップＳ２０４）、該極大値選択処理によって得られる、例えば図２５（Ｂ）に示すようなヒストグラムを、目盛り線抽出結果Ｂとする。
【０１０２】
次に、目盛り抽出部２１が、上記統合されたヒストグラムでのノイズ除去を行う（ステップＳ２０５）。すなわち、連続領域としてのノイズを除去するために、例えば、図２５（Ｃ）に示すように、所定の閾値Ｑを用いて、統合されたヒストグラムからノイズを除去する。図２５（Ｄ）に、当該ノイズ除去の結果を示す。
【０１０３】
ここで、ヒストグラムの各連続領域は、複数の角度に広がっているため、角度を一意に指定することができない。そこで、目盛り抽出部２１は、各連続領域から極大値を選択し（ステップＳ２０６）、当該極大値を持つ角度を目盛り線候補とする。例えば、図２６（Ａ）に示すヒストグラムの楕円で囲った部分について、極大値選択処理を行って、図２６（Ｂ）に示すようなヒストグラムを得る。当該得られたヒストグラムを目盛り線抽出結果Ａとする。
【０１０４】
次に、目盛り抽出部２１が、上述した図２６（Ｂ）に示す目盛り線抽出結果Ａを用いて、各目盛り線候補の間隔（角度）を計測し、図２６（Ｃ）に示すように、そのトリム平均を目盛り線間隔として決定する（ステップＳ２０７）。
【０１０５】
次に、目盛り抽出部２１が、目盛り線を決定する（ステップＳ２０８）。目盛り抽出部２１は、例えば、上述した図２５（Ｂ）に示す目盛り線抽出結果Ｂを用いて、上記ステップＳ２０７において決定された目盛り線間隔に基づいて、目盛り線を決定する。すなわち、目盛り線候補をできるだけ残した状態で探索をするために、前述した統合されたヒストグラムでのノイズ除去を行っていない、目盛り線抽出結果Ｂを用いて目盛り線を決定する。目盛り抽出部２１は、例えば、数字位置決定・蓄積部１８に位置情報が蓄積されている数字と対応している目盛り線を探索開始点として、上記決定された目盛り線間隔（例えばｄ）だけずれた位置から所定の範囲（例えば−ｄ／２〜＋ｄ／２）内を探索範囲として、該探索範囲における目盛り線候補を一つ探索し、目盛り線として決定していく。
【０１０６】
探索範囲内に目盛り線候補が複数存在する場合には、該探索範囲の中心の位置（例えば、直近に目盛り線として決定された目盛り線候補の位置からｄだけずれた位置）に近い目盛り線候補を選択し、該選択された目盛り線候補を目盛り線として決定する。決定した目盛り線を新たな探索開始点として、更に目盛り線候補を探索していく。図２７（Ａ）に、上述した目盛り線候補の探索過程を示す。図２７（Ｂ）は、目盛り線の決定結果を示している。なお、目盛り線候補が探索範囲内に存在しない場合には、該探索範囲の中心の位置を仮の目盛り線として、次の目盛り線候補を探索する。
【０１０７】
上記図２７（Ｂ）に示す目盛り線の決定結果に基づいて、目盛りの数と、基準線と表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線とがなす角度が決定され、各目盛り線と角度との関係を目盛り線毎に認識することができる。
【０１０８】
（２）目盛りの位置の決定
図２１のステップＳ３０における目盛りの位置の決定処理について説明する。目盛り位置決定・蓄積部２２は、数字位置決定・蓄積部１８から、数字の位置情報を抽出する。目盛り位置決定・蓄積部２２は、抽出された数字の位置情報における、最も小さい角度に対応付けられた数字（最も小さい数字）と最も大きい角度に対応付けられた数字（最も大きい数字）と、上記図２７（Ｂ）に示す目盛り線の決定結果に現れている目盛りの数とに基づいて、各目盛りに対応する数字を決定する。例えば、最も小さい角度に対応付けられた数字が０であり、最も大きい角度に対応付けられた数字が１５０であり、目盛りの数が３１本である場合、目盛り位置決定・蓄積部２２は、両数字の差（１５０−０）を目盛りの数（３１本）によって決まる目盛り間隔の数（３０）で除算して、１目盛り間の数字の変化量を求め、求まった数字の変化量に基づいて、各目盛りに対応する数字を決定する。例えば、各目盛りに対応する数字として、０、５、１０、・・・、１４５、１５０が決定される。
【０１０９】
そして、目盛り位置決定・蓄積部２２は、該決定された各目盛りに対応する数字と、図２２のステップＳ２０８における目盛り線の決定結果から認識される各目盛りに対応する角度との対応情報を目盛りの位置情報として蓄積する。図２８に、目盛り位置決定・蓄積部２２に蓄積される目盛りの位置情報の例を示す。
【０１１０】
（３）指針の指示値の読み取り単位の決定
図２１のステップＳ３１における指針の指示値の読み取り単位の決定処理について説明する。読み取り単位決定部２３は、目盛り位置決定・蓄積部２２に蓄積された各目盛りの位置情報から、１目盛り間の数字の変化量を決定し、決定された１目盛り間の数字の変化量と、予め読み取り単位決定部２３内の所定のバッファに記憶された読み取り単位算出基準情報とに基づいて、指針の指示値の読み取り単位を決定する。
【０１１１】
図２９は、読み取り単位算出基準情報の例を示す図である。読み取り単位算出基準情報は、分類と掛け率といったデータ項目から構成される。分類は、１目盛り間の数字の変化量に従った丸型計器の分類（計器分類）である。掛け率は、１目盛り間の数字の変化量に掛ける掛け率である。
【０１１２】
１系は、１目盛り間の数字の変化量が１、１０、又は１００等、該数字の変化量を正規化して一桁の数字にした結果（以下、正規化結果）が「１」である計器分類である。２系は、１目盛り間の数字の変化量が２、２０、又は２００等、該数字の変化量の正規化結果が「２」である計器分類である。５系は、１目盛り間の数字の変化量が０．５、５、又は５０である等、該数字の変化量の正規化結果が「５」である計器分類である。
【０１１３】
読み取り単位決定部２３は、目盛り位置決定・蓄積部２２に蓄積された各目盛りの位置情報から、１目盛り間の数字の変化量を決定し、該決定された１目盛り間の数字の変化量を正規化し、正規化結果を得る。そして、読み取り単位算出基準情報において該正規化結果が対応する掛け率を特定し、上記数字の変化量に該特定された掛け率を掛けて算出される値を、指示値の読み取り単位として決定する。
【０１１４】
例えば、図２８に示す目盛りの位置情報を参照すると、１目盛り間の数字の変化量は、５である。読み取り単位決定部２３は、図２９に示す読み取り単位算出基準情報を参照して、該数字の変化量「５」の正規化結果である「５」に対応する掛け率「１／５」を決定する。そして、読み取り単位決定部２３は、該数字の変化量「５」に該決定された掛け率「１／５」を掛けた結果算出される「１」を読み取り単位として決定する。
【０１１５】
同様に、例えば、１目盛り間の数字の変化量が「２００」である場合、読み取り単位決定部２３は、図２９に示す読み取り単位算出基準情報を参照して、該数字の変化量「２００」の正規化結果である「２」に対応する掛け率「１／４」を決定する。そして、読み取り単位決定部２３は、該数字の変化量「２００」に該決定された掛け率「１／４」を掛けた結果算出される「５０」を読み取り単位として決定する。
【０１１６】
（４）指針の指示値の算出
図２１のステップＳ３２における指針の指示値の算出処理について説明する。指示値算出部２４は、図２１のステップＳ２６において決定された指針の位置情報とステップＳ３０において蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、図２１のステップ３１において決定された指針の読み取り単位を用いて、指針によって示される指示値を算出する。
【０１１７】
指示値算出部２４は、まず、前述した第１の実施の形態における指針の指示値の算出処理と同様の処理を行って、指針の仮の指示値を算出する。指針の中心線と基準線とが成す角度が角度θのときの仮の指示値Ｖ’（θ）は次式により算出される。
【０１１８】
【数２】
2008243103.tif 000004
【０１１９】
θ1 、θ2 は、それぞれ、目盛り位置決定・蓄積部２２に蓄積されている角度情報のうち、θに最も近いθ未満の角度、θに最も近いθ以上の角度を表している。
【０１２０】
例えば、指針の角度θが９１°である場合、指示値算出部２４は、図２８に示す目盛りの位置情報を参照して、角度θ1 ＝８６°、θ2 ＝９３°を特定する。また、数字Ｖ’（８６）＝１５、数字Ｖ’（９３）＝２０である。
【０１２１】
従って、仮の指示値Ｖ’（９１）は、上記式２に従って、
Ｖ’（９１）＝１５＋（９１−８６）（２０−１５）／（９３−８６）＝１８．５７．．．となり、仮の指示値「１８．５７．．．」が算出される。
【０１２２】
次に、指示値算出部２４は、算出された仮の指示値と指針の読み取り単位とに基づいて、指針の指示値を算出する。具体的には、指示値算出部２４は、仮の指示値における読み取り単位の最上位の桁までの値（ここでは、説明の便宜上、値Ｐとする）が、該値Ｐより値が大きく該値Ｐに値が最も近い該読み取り単位の倍数と、該値Ｐより値が小さく該値Ｐに値が最も近い該読み取り単位の倍数とのうちいずれに近いかを判断する。
【０１２３】
指示値算出部２４は、該値Ｐが該値Ｐより値が大きく該値Ｐに値が最も近い該読み取り単位の倍数に近いと判断した場合、指示値算出部２４は、仮の指示値における値Ｐを該値Ｐより値が大きく該値Ｐに値が最も近い該読み取り単位の倍数の値に置き換えることによって、真の指示値を算出する。指示値算出部２４は、該値Ｐが該値Ｐより値が小さく該値Ｐに値が最も近い該読み取り単位の倍数に近いと判断した場合、指示値算出部２４は、仮の指示値における値Ｐを該値Ｐより値が小さく該値Ｐに値が最も近い該読み取り単位の倍数の値に置き換えることによって、真の指示値を算出する。
【０１２４】
例えば、図２８に示す目盛りの位置情報を参照すると、１目盛り間の数字の変化量は５であるので、読み取り単位決定部２３によって算出される読み取り単位は、前述したように、「１」である。また、指針の角度θが９１°である場合の仮の指示値は、前述したように、１８．５７．．．．であり、該仮の指示値における読み取り単位の値の最上位の桁（１の位の桁）までの値Ｐは「８．５７．．．」である。該値「８．５７．．．」より値が大きく該値「８．５７．．．」に値が最も近い該読み取り単位「１」の倍数は、「９」である。また、該値「８．５７．．．」より値が小さく該値「８．５７．．．」に値が最も近い該読み取り単位「１」の倍数は、「８」である。また、該値「８．５７．．．」は、「８」より「９」に近い値である。
【０１２５】
従って、指示値算出部２４は、上記仮の指示値「１８．５７．．．」における値「８．５７．．．」を値「９」に置き換えて、真の指示値「１９」を算出する。
【０１２６】
同様に、例えば、仮の指示値が２３２．６で読み取り単位が５０である場合、上記値Ｐは３２．６であり、値「３２．６」より値が大きく該値「３２．６」に値が最も近い該読み取り単位「５０」の倍数は、「５０」である。また、該値「３２．６」より値が小さく該値「３２．６」に値が最も近い該読み取り単位「５０」の倍数は、「０」である。また、該値「３２．６」は、「０」より「５０」に近い値である。
【０１２７】
従って、指示値算出部２４は、上記仮の指示値「２３２．６」における値「３２．６」を値「５０」に置き換えて、真の指示値「２５０」を算出する。
【０１２８】
同様に、例えば、仮の指示値が２３２．６で読み取り単位が０．５である場合、上記値Ｐは０．６であり、値「０．６」より値が大きく該値「０．６」に値が最も近い該読み取り単位「０．５」の倍数は、「１」である。また、該値「０．６」より値が小さく該値「０．６」に値が最も近い該読み取り単位「０．５」の倍数は、「０．５」である。また、該値「０．６」は、「１．０」より「０．５」に近い値である。
【０１２９】
従って、指示値算出部２４は、上記仮の指示値「２３２．６」における値「０．６」を値「０．５」に置き換えて、真の指示値「２３２．５」を算出する。
【０１３０】
上述した真の指示値の算出処理によれば、あたかも人間が該指針を見て指示値を読み取ったかのような、自然な読み取り単位で自動的に指示値の読み取りを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の指示値算出処理フローを示す図である。
【図３】丸型計器の原画像、表示盤領域、計器領域の画像を示す図である。
【図４】計器領域の抽出処理フローの一例を示す図である。
【図５】計器領域の抽出処理を説明する図である。
【図６】計器領域の抽出処理を説明する図である。
【図７】射影変換処理を説明する図である。
【図８】目盛り領域、数字領域、中心・指針領域の例を示す図である。
【図９】指針の位置の決定処理を説明する図である。
【図１０】数字の認識処理と数字の位置の決定処理を説明するフローチャートを示す図である。
【図１１】数字矩形及び認識される数字を示す図である。
【図１２】接触した数字を分離した上での数字認識処理を説明する図である。
【図１３】数字の位置の決定処理を説明する図である。
【図１４】数字位置決定・蓄積部中に蓄積される数字の位置情報の例を示す図である。
【図１５】数字と角度との関係を示すグラフである。
【図１６】回帰直線を示すグラフである。
【図１７】回帰直線を示すグラフである。
【図１８】数字の位置のずれの修正処理を説明する図である。
【図１９】数字の位置情報の例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の構成の一例を示す図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態の指示値算出処理フローを示す図である。
【図２２】目盛りの抽出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２３】目盛りの抽出処理を説明する図である。
【図２４】目盛りの抽出処理を説明する図である。
【図２５】目盛りの抽出処理を説明する図である。
【図２６】目盛りの抽出処理を説明する図である。
【図２７】目盛りの抽出処理を説明する図である。
【図２８】目盛りの位置情報の例を示す図である。
【図２９】読み取り単位算出基準情報の例を示す図である。
【図３０】一般的なアナログメータ自動読み取りシステムの処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１、４  画像処理装置
２  丸型計器
３  カメラ
１１  画像入力部
１２  計器領域抽出部
１３  射影変換部
１４  領域分割部
１５  基準線決定部
１６  指針位置決定部
１７  数字認識部
１８  数字位置決定・蓄積部
１９  数字位置修正部
２０、２４  指示値算出部
２１  目盛り抽出部
２２  目盛り位置決定・蓄積部
２３  読み取り単位決定部
１００  表示盤領域
１０２  数字の重心を通る矢印
１０３  目盛り
【図１】
2008243103.tif 000005
【図２】
2008243103.tif 000006
【図３】
2008243103.tif 000007
【図４】
2008243103.tif 000008
【図５】
2008243103.tif 000009
【図６】
2008243103.tif 000010
【図７】
2008243103.tif 000011
【図８】
2008243103.tif 000012
【図９】
2008243103.tif 000013
【図１０】
2008243103.tif 000014
【図１１】
2008243103.tif 000015
【図１２】
2008243103.tif 000016
【図１３】
2008243103.tif 000017
【図１４】
2008243103.tif 000018
【図１５】
2008243103.tif 000019
【図１６】
2008243103.tif 000020
【図１７】
2008243103.tif 000021
【図１８】
2008243103.tif 000022
【図１９】
2008243103.tif 000023
【図２０】
2008243103.tif 000024
【図２１】
2008243103.tif 000025
【図２２】
2008243103.tif 000026
【図２３】
2008243103.tif 000027
【図２４】
2008243103.tif 000028
【図２５】
2008243103.tif 000029
【図２６】
2008243103.tif 000030
【図２７】
2008243103.tif 000031
【図２８】
2008243103.tif 000032
【図２９】
2008243103.tif 000033
【図３０】
2008243103.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月25日(2007.6.25)
【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】
画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理装置であって、
前記丸型計器の画像を入力する画像入力手段と、
前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出手段と、
前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換手段と、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定手段と、
前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割手段と、
前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定手段と、
前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識手段と、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を蓄積する数字位置決定・蓄積手段と、
前記領域分割手段による前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出手段と、
前記目盛り抽出手段による目盛りの抽出結果と、前記数字位置決定・蓄積手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として蓄積する目盛り位置決定・蓄積手段と、
前記目盛り位置決定・蓄積手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定手段と、
前記指針位置決定手段によって決定された指針の位置情報と前記目盛り位置決定・蓄積手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出手段とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理方法であって、
前記丸型計器の画像を入力する画像入力ステップと、
前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出ステップと、
前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換ステップと、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定ステップと、
前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割ステップと、
前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定ステップと、
前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識ステップと、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を第１の記憶手段に蓄積するステップと、
前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出ステップと、
前記目盛りの抽出結果と、前記第１の記憶手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として第２の記憶手段に蓄積するステップと、
前記第２の記憶手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定ステップと、
前記決定された指針の位置情報と前記第２の記憶手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出ステップとを有する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理プログラムであって、
コンピュータに、
前記丸型計器の画像を入力する画像入力処理と、
前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出処理と、
前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換処理と、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定処理と、
前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割処理と、
前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定処理と、
前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識処理と、
前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を第１の記憶手段に蓄積する処理と、
前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出処理と、
前記目盛りの抽出結果と、前記第１の記憶手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として第２の記憶手段に蓄積する処理と、
前記第２の記憶手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定処理と、
前記決定された指針の位置情報と前記第２の記憶手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出処理とを実行させる
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の画像処理装置は、画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理装置であって、前記丸型計器の画像を入力する画像入力手段と、前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出手段と、前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換手段と、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定手段と、前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割手段と、前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定手段と、前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識手段と、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を蓄積する数字位置決定・蓄積手段とを備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、前記本発明の画像処理装置は、更に、前記領域分割手段による前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出手段と、前記目盛り抽出手段による目盛りの抽出結果と、前記数字位置決定・蓄積手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として蓄積する目盛り位置決定・蓄積手段と、前記目盛り位置決定・蓄積手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定手段と、前記指針位置決定手段によって決定された指針の位置情報と前記目盛り位置決定・蓄積手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出手段とを備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の画像処理方法は、画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理方法であって、前記丸型計器の画像を入力する画像入力ステップと、前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出ステップと、前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換ステップと、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定ステップと、前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割ステップと、前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定ステップと、前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識ステップと、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を第１の記憶手段に蓄積するステップとを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、前記本発明の画像処理方法は、更に、前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出ステップと、前記目盛りの抽出結果と、前記第１の記憶手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として第２の記憶手段に蓄積するステップと、前記第２の記憶手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定ステップと、前記決定された指針の位置情報と前記第２の記憶手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出ステップとを有する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明の画像処理プログラムは、画像撮影手段によって撮影された丸型計器の画像を処理して、前記丸型計器の指針によって示される指示値を算出する画像処理プログラムであって、コンピュータに、前記丸型計器の画像を入力する画像入力処理と、前記入力された丸型計器の画像から、前記丸型計器の表示盤領域を含む領域を計器領域として抽出する計器領域抽出処理と、前記抽出された計器領域を射影変換して、該計器領域に含まれる表示盤領域の歪みを補正する射影変換処理と、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から鉛直方向下に引いた直線を基準線として決定する基準線決定処理と、前記歪みが補正された表示盤領域を、目盛りが存在する領域である目盛り領域と、目盛りの数値を示す数字が表記されている領域である数字領域と、該表示盤領域の中心および指針を併せた領域である中心・指針領域とに分割する領域分割処理と、前記中心・指針領域に含まれる前記丸型計器の指針の中心線と前記基準線とが成す角度を前記指針の位置として決定する指針位置決定処理と、前記数字領域から数字を切り出して認識する数字認識処理と、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から前記認識された各数字の重心に対して引いた直線と前記基準線とが成す角度を前記各数字の位置として決定し、該決定された各数字の位置情報を第１の記憶手段に蓄積する処理とを実行させる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、前記本発明の画像処理プログラムは、更に、コンピュータに、前記表示盤領域の分割によって得られる前記目盛り領域から目盛りを抽出する目盛り抽出処理と、前記目盛りの抽出結果と、前記第１の記憶手段に蓄積された前記各数字の位置情報とに基づいて、前記歪みが補正された表示盤領域の中心から各目盛りに対して引いた直線と前記基準線とが成す角度と、前記各目盛りに対応する数値とを決定し、該角度と数値との対応情報を前記各目盛りの位置情報として第２の記憶手段に蓄積する処理と、前記第２の記憶手段に蓄積された前記各目盛りの位置情報に基づいて、前記指針の指示値の読み取り単位を決定する読み取り単位決定処理と、前記決定された指針の位置情報と前記第２の記憶手段に蓄積された各目盛りの位置情報とに基づき、前記決定された前記指針の読み取り単位を用いて、前記指針によって示される指示値を算出する指示値算出処理とを実行させる。