特許ウォッチ

公開番号2025022022
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023126225
出願日2023-08-02
発明の名称画像処理装置、画像処理方法およびプログラム
出願人オムロン株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類G06T 7/00 20170101AFI20250206BHJP(計算;計数)
要約【課題】物体認識処理に要する時間の増大を抑制可能な画像処理装置を提供する。
【解決手段】画像処理装置は、対象物または対象物に対応するモデルが写る複数のテンプレート画像の中から順に選択されたテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングによって、入力画像の中から対象物が存在する領域の候補を探索する探索処理を繰り返し行なう画像処理部を備える。画像処理部は、候補の個数が上限値に到達したことに応じて、探索処理を終了させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画像処理装置であって、
対象物または前記対象物に対応するモデルが写る複数のテンプレート画像の中から前記テンプレート画像の画像特徴に基づいて順に選択されたテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングによって、入力画像の中から前記対象物が存在する領域の候補を探索する探索処理を繰り返し行なう画像処理部を備え、
前記画像処理部は、前記候補の個数が上限値に到達したことに応じて、前記探索処理を終了させる、画像処理装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記複数のテンプレート画像の各々は、前記対象物または前記モデルに対する視点の方向が互いに異なる複数の画像グループのいずれかに分類され、
前記画像処理部は、前記複数のテンプレート画像のうち、前記視点の方向に沿った前記対象物または前記モデルの正射影の面積が相対的に大きい画像グループに属するテンプレート画像を優先して選択する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記複数の画像グループの各々に属する２以上のテンプレート画像は、前記視点と前記対象物または前記モデルとの距離が互いに異なる複数の画像サブグループのいずれかに分類され、
前記画像処理部は、前記２以上のテンプレート画像のうち、前記距離が相対的に短い画像サブグループに属するテンプレート画像を優先して選択する、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記複数のテンプレート画像の各々は、前記対象物または前記モデルと視点との距離が互いに異なる複数の画像グループのいずれかに分類され、
前記画像処理部は、前記複数のテンプレート画像のうち、前記距離が相対的に短い画像グループに属するテンプレート画像を優先して選択する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、前記入力画像のうち特定の範囲に対して優先して前記テンプレートマッチングを行なう、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記上限値は、ユーザ入力に応じて設定される、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記上限値を設定する設定部をさらに備え、
前記設定部は、サンプル画像を用いた前記探索処理の結果と目標処理時間とに基づいて、前記上限値を設定する、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、前記探索処理に続けて少なくとも１つの後段処理をさらに行ない、
前記設定部は、
前記サンプル画像を用いた前記探索処理の結果から、１つの前記候補を探索するのに要する第１時間を算出し、
前記サンプル画像を用いた前記少なくとも１つの後段処理の各々の結果から、各候補に対する前記後段処理に要する第２時間と、前記後段処理による候補数の減衰率とを算出し、
前記第１時間と前記第２時間と前記減衰率と前記目標処理時間とを用いて、前記上限値を算出する、請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
画像処理方法であって、
プロセッサが、対象物または前記対象物に対応するモデルが写る複数のテンプレート画像の中から前記テンプレート画像の画像特徴に基づいて１つのテンプレート画像を選択することと、
前記プロセッサが、前記１つのテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングによって、入力画像の中から前記対象物が存在する領域の候補を探索することとを備え、
前記１つのテンプレート画像を選択することと前記候補を探索することとは、前記候補の個数が上限値に到達するまで、繰り返し実行され、前記画像処理方法は、さらに、
前記プロセッサが、前記候補の個数が前記上限値に到達したことに応じて、前記１つのテンプレート画像を選択することと前記候補を探索することとを終了させることを備える、画像処理方法。
【請求項１０】
画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記画像処理方法は、
対象物または前記対象物に対応するモデルが写る複数のテンプレート画像の中から前記テンプレート画像の画像特徴に基づいて１つのテンプレート画像を選択することと、
前記１つのテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングによって、入力画像の中から前記対象物が存在する領域の候補を探索することとを備え、
前記１つのテンプレート画像を選択することと前記候補を探索することとは、前記候補の個数が上限値に到達するまで、繰り返し実行され、前記画像処理方法はさらに、
前記候補の個数が前記上限値に到達したことに応じて、前記１つのテンプレート画像を選択することと前記候補を探索することとを終了させることを備える、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、生産現場において、バラ積みされた複数のワークの中からワークを１つずつピッキングするロボットが使用されている。ロボットがピッキング対象となるワークをピッキングするためには、当該ワークの位置姿勢が特定される必要がある。そのため、バラ積みされた複数のワークを撮像することにより得られる入力画像を用いて、ピッキング対象となるワークの位置姿勢を認識する物体認識処理を行なう画像処理装置が開発されている。物体認識処理は、一般に、ワークまたはワークモデルが写るテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングを用いる。テンプレートマッチングは、入力画像の中からテンプレート画像と類似する領域を探索する技術である。バラ積みされるワークは、様々な姿勢を取りうる。そのため、ワークが取りうる姿勢に応じて、複数のテンプレート画像が予め準備される。
【０００３】
物体認識処理は、テンプレートマッチングによって、入力画像の中からワークが存在する領域の候補を複数探索する処理と、複数の候補の中から、マッチングスコア（以下、単に「スコア」と称する。）が相対的に高い候補を絞り込む処理とを含む。スコアは、テンプレート画像との一致度合いを表す。
【０００４】
入力画像に写るワークの個数が多い場合、探索される候補の個数も増大する。その結果、物体認識処理に要する時間が長くなる。物体認識処理の時間が長くなると、ロボットによるピッキングの開始が遅延し、生産効率が低下する。そのため、物体認識処理の時間の短縮が望まれる。
【０００５】
特開２０１６－１４８５５８号公報（特許文献１）は、物体群に対する距離計測の結果に基づいて、物体群の存在範囲の中から距離値が小さい順に一部の小領域を特定し、当該小領域を含み、かつ、当該小領域よりも大きいサイズの領域を物体の探索領域として決定する情報処理装置を開示している。これにより、山積み状態の物体群の中から高い位置にある物体が高速に特定される。特開２０１８－１４６３４７号公報（特許文献２）および特開２０１７－１７０５６７号公報（特許文献３）も、ワークの高さに基づいて、探索領域を限定する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１６－１４８５５８号公報
特開２０１８－１４６３４７号公報
特開２０１７－１７０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１～３に開示の技術では、探索領域は、ワークの高さに依存する。そのため、物体認識処理に要する時間は、ワークの積まれている状態に依存し得る。一方、ピッキングの開始の遅延を防止するためには、ワークの積まれている状態にかかわらず、物体認識処理に要する時間を一定範囲内に制限されることが望まれる。
【０００８】
本開示は、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、物体認識処理に要する時間の増大を抑制可能な画像処理装置、画像処理方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一例によれば、画像処理装置は、対象物または対象物に対応するモデルが写る複数のテンプレート画像の中からテンプレート画像の画像特徴に基づいて順に選択されたテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングによって、入力画像の中から対象物が存在する領域の候補を探索する探索処理を繰り返し行なう画像処理部を備える。画像処理部は、候補の個数が上限値に到達したことに応じて、探索処理を終了させる。
【００１０】
この開示によれば、入力画像に写る対象物の個数が多い場合であっても、候補の個数が上限値に制限される。そのため、物体認識処理に要する時間の増大が抑制される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許