JP3460824B2

JP3460824B2 - 形状認識方法及び装置

Info

Publication number: JP3460824B2
Application number: JP2001010828A
Authority: JP
Inventors: 雅幸榎本; 篤志横尾; 孝夫金丸
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2003-10-27
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: JP2002216138A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形状を認識する方
法及び装置に関し、特に楕円及びｎ角形（ｎは偶数）を
認識する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業製品の位置計測や移動ロボットのガ
イダンスのためのランドマーク認識等を目的に、撮像画
像中の形状パターンを認識する画像処理がしばしば行わ
れる。工業部品や人工パターンには円が多いため、特に
円パターンを認識する画像処理がよく行われる。

【０００３】円パターンを認識する方法には例えばハフ
（Ｈｏｕｇｈ）変換がある。ハフ変換は、投票空間にパ
ターン上の各点の情報を投票し、最大得票点位置をパタ
ーンのパラメータとして抽出する方法である。例えばパ
ターンが円の場合、変数は中心位置ｘ、ｙと半径ｒの３
つであるため投票空間は３次元となる。このハフ変換は
例えば円周の一部が欠損していても円を検出できる頑健
な方法であり、一般的に広く用いられている。

【０００４】しかし、実際に円を円パターンとして認識
するためには、撮像装置が円に正対している必要があ
る。円に対して撮像装置の光学軸が傾いている場合、円
は楕円に酷似したパターンとして撮像される。したがっ
て、円パターンを検出するハフ変換を用いるためには撮
像装置を円に正対させなければならず、適用の場面が限
られる。

【０００５】また、楕円パターンを画像処理によって認
識する場合、変数が中心座標ｘ、ｙ、長軸長ａ、短軸長
ｂ、姿勢角θの５つになるため、例えばハフ変換を用い
ると５次元空間に各点の情報を投票しなければならな
い。したがって、膨大なメモリと処理時間を必要とする
ため、実用的ではない。

【０００６】そこで画像中から楕円を検出する方法とし
て、例えば特開２０００−１５５８４１に公開された方
法が用いられている。この方法では、画像中のエッジ断
片から任意に３個選び出しては、エッジ断片の位置と方
向から係る３断片を結ぶ楕円を計算してパラメータを蓄
積する。画像中に楕円が存在すれば同一のパラメータが
高頻度で現れるため、それを抽出して求めるパラメータ
とする。この方法では、エッジ点３点をランダムに選択
して楕円パラメータの計算を繰り返すため、処理時間を
要する。また、楕円上のエッジ点以外のエッジ点が多く
存在する場合は処理時間が膨大になりやすい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明が解決し
ようとする課題は、画像中から迅速に楕円を検出する頑
健な形状認識方法及び装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の形状認識方法及び装置は、楕円の点対称性及び
線対称性に着目し、点対称の中心が楕円の中心であり線
対称軸が楕円の長軸及び短軸であることを利用して楕円
の認識を行うものである。

【０００９】まず撮像画像中から点対称である図形を抽
出し、さらにその中から線対称の図形を選び出して楕円
候補とする。楕円候補図形の点対称中心及び線対称軸を
楕円中心及び長軸、短軸と仮定して楕円パラメータを算
出し、パラメータを決定できるものを楕円と判断する。

【００１０】以下、本発明の形状認識方法の各手順の詳
細を述べる。対象画像中で、濃度値変化の大きい部分を
エッジとして抽出し、エッジ上の各エッジ点をエッジセ
グメントとし、各エッジセグメント毎に位置及び法線ベ
クトルを保持する。法線ベクトルは、各エッジセグメン
トにおける濃度勾配を利用すると良い。

【００１１】次にエッジセグメントの位置及び法線ベク
トルを基に点対称性を確認し、点対称中心を得る。点対
称図形上では、点対称の関係にある点同士は、必ず点対
称中心を中点とし、かつ法線ベクトルの方向が１８０°
異なる関係にあるため、この特徴を利用して点対称性を
検出するとよい。

【００１２】まず、撮像画面上の各点と対応を取ること
ができる２次元空間をメモリ上に準備する。続いて、エ
ッジセグメントの中から２つを取り出した組み合わせを
全て作る。それぞれの組み合わせにおいて法線ベクトル
を比較し、接線の方向が互いに１８０°異なる組み合わ
せの場合のみ、互いの位置情報から中点座標を算出して
メモリ上の２次元空間にその中点座標を投票する。全て
の組み合わせについて点対称性を判別したら、メモリ上
の２次元空間から閾値以上の投票を得た点を選び出し、
点対称図形の中心とする。ここではエッジセグメントの
全ての組み合わせについて計算したが、組み合わせ数が
十分大きければ全ての組み合わせを用いる必要はない。

【００１３】なお、中点座標の投票と同時にどちらかの
エッジセグメントの法線ベクトルを保存し、閾値以上の
投票を得た点のうち保存されている法線ベクトルが十分
に散らばっているものを点対称図形の中心と見なしても
よい。保存されている法線ベクトルがほぼ一致している
場合は、撮像画像中の平行直線の中心線上の点にあたる
と思われるので、これを除外すると以後の処理量を減ら
すことができる。

【００１４】次にひとつの点対称図形の中心に投票した
エッジセグメントの組み合わせを全て集合し、エッジセ
グメントの位置情報を対称中心からの距離と方向に変換
して点対称図形情報とし、各点対称図形毎に保持する。
ただし、例えば同心円のように点対称中心を同じくする
複数の図形が存在する場合があるため、ひとつの方向に
対して最大の距離値のみ保持する。

【００１５】続いて、各々の図形について線対称性を調
べる。線対称図形では対称の位置にある２点は線対称軸
から等距離にあるという特徴を利用して線対称性を検出
する。なお、簡略化するためすでに抽出してある点対称
図形に関してのみ線対称性を調べても良い。

【００１６】例えば、点対称中心を通る軸を引き、軸に
直交する直線が図形と交わる点から軸までの距離を比較
することで線対称性を検出できる。軸と図形が交わる点
から順に軸上を移動しながら、軸の左右で軸に直交する
直線が図形と交わる点と軸との距離を比較して差を積算
し、差が小さければ線対称図形とするとよい。

【００１７】また、角度をパラメータとして線対称性を
検出しても良い。図形中に点対称中心を通り、例えば画
面の水平線に対してなす角θの仮軸を設定し、仮軸上の
任意の基準点を中心に仮軸から方向角±αに当たる図形
上の２点について係る点と仮軸との距離を比較して距離
の差が小さいほど高い点を与える。αを０°から９０°
まで動かして演算を行い、得られた点の総和を線対称度
として保持する。仮軸が真の線対称軸であった場合、全
てのαについてθ＋α、θ−αの２点の軸からの距離が
等しいはずであるので、得点が高いほど図形が線対称に
近く、仮軸が線対称軸の候補として適格であると推測で
きる。θを０°から１８０°まで変化させ、線対称度の
最大値が閾値を超えるものを線対称図形とし、線対称図
形と判断された図形の中で線対称度が最大となるθに対
応する軸を線対称軸と決定する。これにより、図形が楕
円であれば長軸または短軸の軸方向が決定できる。

【００１８】なお、前段で算出した点対称中心を基準点
としてαを決定し、各点から点対称中心までの距離を軸
までの距離として線対称度を計算すると処理量を減少で
き非常に便利である。

【００１９】ここまでで点対称かつ線対称の図形が抽出
され、点対称の中心点及び線対称軸が得られる。したが
って、点対称の中心点を楕円中心とし、線対称軸を楕円
軸とし、図形上の任意の２点の座標を用いて楕円方程式
を立てることができる。また、図形のエッジと線対称軸
が交わる点から中心点までの距離および中心点で線対称
軸と直交する直線と図形のエッジが交わる点から中心点
までの距離を長軸、短軸として楕円方程式を立式しても
よい。そこで、図形のエッジ上の各点を立式した楕円方
程式に当てはめて妥当性を確認し、楕円方程式が十分確
からしければ係る図形を楕円と判断する。

【００２０】なお、点対称かつ線対称の図形に対してハ
フ変換を利用して長短軸長の決定を行ってもよい。ま
ず、２次元のバッファを準備する。点対称中心が原点に
位置し線対称軸が０°または９０°になるように図形の
形状データを正規化する。楕円の長短軸長ｌ ₁ｌ₂を求め
るためのハフ変換式式（式１）のパラメータφを変化さ
せてｌ₁ｌ₂平面上に描かれる曲線上の各点に対応するバ
ッファ配列に度数を加える。これを全ての（ｒ，ω）の
組について行う。

【００２１】ｌ₁＝ｒ×ｃｏｓ（ω）／ｃｏｓ（φ）ｌ₂＝ｒ×ｓｉｎ（ω）／ｓｉｎ（φ）・・・（式１）なお、ｒは形状データ上の各点の原点からの距離、ωは
方向角、φはパラメータ、ｌ₁，ｌ₂は軸長である。

【００２２】ここで描かれる１本の曲線は、ある
（ｒ_i，ω_i）に関して、中心が原点にあり、長短軸が０
°，９０°にあり、（ｒ_i，ω_i）を通る楕円の長短軸長
ｌ₁ｌ₂の関係を示す。したがって、全ての（ｒ，ω）が
同一楕円上にあるとき、描かれた全ての曲線が１点で交
わり、その交点を示すパラメータが係る楕円のパラメー
タｌ ₁、ｌ₂すなわち長軸長、短軸長となる。

【００２３】バッファ配列はｌ₁ｌ₂平面に対応している
ので、ｌ₁ｌ₂平面上の曲線が１点で交わるとバッファ配
列に明確なピークが現れる。したがって、バッファ配列
に明確なピークが現れた図形を楕円と判断する。さらに
ピークの位置は軸長に対応しているため、ピークの位置
から軸長を読みとると長短軸長（ｌ₁，ｌ₂）が得られ
る。したがってここまでで楕円の５つのパラメータ、中
心座標（ｘ，ｙ）、長短軸長（ｌ₁，ｌ₂）、姿勢角θの
全てが得られる。

【００２４】以上の様に、本発明の形状認識方法によれ
ば少ない処理量で画像中から楕円を検出することが出来
る。なお、パラメータの信頼性をあげるため、楕円の式
に求めた各パラメータを代入し、最小２乗法を用いて誤
差が十分に小さくなるように修正を加えるのが望まし
い。

【００２５】また、本発明の形状認識方法は、θを変化
させたときの線対称度の変化を利用して偶数ｎに関する
ｎ角形を認識できるようにすると便利である。例えば正
６角形の場合、中心および頂点を通る線対称軸が３本有
り中心および辺の中点を通る線対称軸が３本有るため、
θを０°から１８０°まで変化させると線対称度に６個
のピークが現れる。このことを利用して線対称度から正
６角形を認識すればよい。

【００２６】さらに、本発明の形状認識装置は、画像入
力装置と演算装置と揮発性メモリを備え、画像入力装置
から入力された画像を基に上記の形状認識方法を用いて
演算装置で処理し、画像から楕円を抽出して出力もしく
は不揮発性メモリ等に保存するものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例に基
づき図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の１
実施例における形状認識方法の手順を示すフローチャー
トおよび手順毎に抽出される図形を示した概念図であ
る。

【００２８】本実施例の形状認識方法はエッジ、法線ベ
クトル抽出（ｓ１）、点対称図形抽出（ｓ２）、線対称
図形抽出（ｓ３）、ハフ変換による長短軸長計算（ｓ
４）、最終確認（ｓ５）の５つのステップを持つ。例え
ば撮像画像中に正三角形、長方形、楕円、円、扇形、正
五角形、平行四辺形、三日月形、六角形があるとき、こ
の中から本実施例の形状認識方法により楕円を抽出す
る。

【００２９】まず手順ｓ１によって画像中からエッジを
抽出する。手順ｓ２により図形のうちある点を中心に１
８０°回転すると元の図形と一致する点対称図形を選出
する。ここでは長方形、楕円、円、平行四辺形、六角形
が抽出される。手順ｓ２で抽出された図形から、手順ｓ
３により線対称図形を選出する。ここでは長方形、楕
円、円、六角形が抽出される。さらに手順ｓ４により楕
円方程式を立式して楕円のみを抽出する。ここでは楕
円、円が抽出される。ｓ５で楕円方程式の妥当性を確認
し、必要に応じて補正する。

【００３０】以下、各手順を詳細に説明する。エッジ、
法線ベクトル抽出手順ｓ１では、画像中の濃度を取得
し、濃度値変化の大きい部分をエッジとして抽出する。
さらにエッジ上の各点をエッジセグメントとし、各点に
ついて位置情報と法線ベクトルを保持する。なお、接線
算出を省略するため、濃度値の勾配方向を法線ベクトル
とする。法線ベクトルを勾配ベクトルと言うこともあ
る。

【００３１】点対称図形抽出手順ｓ２では、ｓ１で得ら
れた法線ベクトルをもとに点対称中心を得る。図２に示
した様に、点対称図形１０上では、点対称の関係にある
２点の法線ベクトル１１は１８０°異なっており、２点
の中点が点対称中心１２となる。この２つの性質を利用
して点対称図形を検出し、中心を決定する。

【００３２】まず画面上の画素と対応をとることのでき
る２次元バッファを準備する。次にｓ１で得たエッジセ
グメントの中から２つを取り出す組み合わせを全て作
り、各々の組み合わせについて法線ベクトルを比較す
る。そのうち法線ベクトルが１８０°異なるものの組み
合わせのみを抽出し、互いの位置情報から中点座標を算
出して２次元バッファに投票する。同時に２つのエッジ
セグメントの内どちらか一方の法線ベクトルを保持す
る。全ての組み合わせについて上記の作業が終了した
ら、２次元バッファの中で得票数が閾値を超える点を選
び、さらにその点の中から保持している法線ベクトルが
十分に散らばっているものを選出する。この選出された
点に対応する位置座標を点対称図形の中心と決定する。

【００３３】なお、エッジセグメントの組み合わせを作
る代わりに、１個のエッジセグメントに対して他の全て
のエッジセグメントを順に比較して法線ベクトルが１８
０°異なるものを抽出しても良い。１個のエッジセグメ
ントについて他のエッジセグメントとの比較が終了した
ら、次のエッジセグメントに移って係るエッジセグメン
トと他の全てのエッジセグメントを比較すればよい。順
次全てのエッジセグメントについて他のエッジセグメン
トとの比較を行えば、全てのエッジセグメントの組み合
わせについて比較したことになる。

【００３４】選出された点対称図形の中心に投票したエ
ッジセグメントの組を捜し出し、エッジセグメントに保
持されている位置情報を点対称中心からの距離と方向に
変換して点対称中心毎に集計し、係る点を中心とする点
対称図形を復元する。なお、検出された点対称中心の近
傍に投票したものも点対称図形に含めても良い。ただ
し、例えば同心円のように２個以上の点対称図形が同一
の対称中心を持つ場合、点対称中心から点対称図形を復
元することができない。この対策として、１つの方向に
対して最大の距離値のみを保持すれば外側の円、最小の
距離値を保持すれば内側の円を検出することができる。

【００３５】次に線対称図形抽出手順ｓ３に移る。ｓ３
ではｓ２において点対称図形として抽出された図形につ
いてのみ線対称性を判定する。ｓ２でエッジセグメント
の位置情報を点対称中心からの距離と方向に変換したた
め、各々の点対称中心には図３に示すようなデータが保
持されている。図３で、中心２０が図形２１の点対称中
心となっている。エッジセグメント２２が持つ位置情報
を任意の基準線２３を基準とした方向角θと中心２０ま
での距離ｒに変換すると、図３右側のグラフに示したデ
ータが得られる。ｓ３ではこのデータを利用して線対称
性を判定する。

【００３６】１つの点対称図形に対し、方向角θにあた
る軸を線対称軸と仮定して、θ＋αおよびθ−α方向の
距離ｒを比較する（図４参照）。±αの２点について距
離ｒの差が小さいほど高い点を与える。これを０°〜９
０°のαに対して行い、得られた点の総和を線対称度と
して保持する。θを０°から１８０°まで変化させ、線
対称度の最大値が閾値を越えるものを線対称図形とす
る。図形が線対称図形であれば、線対称度が最大になる
方向を線対称軸とする。

【００３７】仮に図形が真円以外の楕円であれば、ｓ３
において線対称軸が２本の直交軸として現れ、一方が短
軸、他方が長軸となる。図形が真円であれば全てのθに
ついて線対称度が一定となる。図形が正６角形であれば
３０°毎に計６本の線対称軸が現れる。この様に、θを
変化させたときの線対称度の変化を利用して図形の形状
を推定することができる。本実施例の形状認識方法によ
れば、特に正ｎ角形（ｎは偶数）を容易に検出すること
ができる。

【００３８】ここまでで算出した線対称軸および点対称
中心を用いて、ハフ変換による長短軸長計算手順ｓ４を
行う。ｓ４ではｓ３までで得られた点対称かつ線対称の
図形全てに対して長短軸長計算を行ない、長短軸長を決
定できる図形のみを楕円と判定する。なお、線対称度の
変化を検討して楕円と目されるもののみについて以下の
手順を行っても良い。

【００３９】まず、度数分布を得るための２次元バッフ
ァを用意する。次に、線対称軸が０°もしくは９０°に
なり点対称中心が原点になるよう図形情報を正規化す
る。ハフ変換式（前出（式１））のパラメータφを変化
させて描かれる曲線状の点に対応する２次元バッファ配
列に度数を加えていく。これをｓ３で得られた図形上の
全ての（ｒ，ω）に対して行う。計算対象とした図形が
楕円であれば、描かれる曲線は全て１点で交わるため
（図５参照）、２次元バッファ配列のヒストグラムに明
確なピークが現れる。２次元バッファ配列のピーク位置
とピークの度数を調べ、明確な唯一のピークが存在すれ
ば楕円と決定する。ピーク位置は楕円の長軸、短軸長に
対応する。

【００４０】ｓ４までで画像中から楕円を抽出し５つの
パラメータを決定したので、最終確認ｓ５では、５つの
パラメータの信頼性を上げるために、実際の楕円の式に
求めた各パラメータを代入し最小２乗法を用いて誤差が
十分に小さくなるように補正を加える。

【００４１】以上の様に、本実施例の形状認識方法によ
れば画像中から楕円やｎ角形（ｎは偶数）等の図形を抽
出し、図形が楕円であれば、中心座標、長短軸長、姿勢
角の全てのパラメータを決定することができる。本実施
例の形状認識方法は、計算対象とするエッジ点を絞り込
んで図形の認識を行うため、処理量が少なく処理速度が
速い。また、楕円の認識にハフ変換を用いているため、
エッジ点の欠損等に対して非常に頑健性が高い。

【００４２】本発明の１実施例における形状認識装置の
システム構成図を図６に示した。画像処理装置３０に組
み込まれた画像入力ボード３１にＣＣＤカメラ３２が接
続されており、表示装置３３、キーボード３４、マウス
３５が備わっている。

【００４３】本実施例の形状認識装置では、画像処理装
置３０にｓ１〜ｓ５の手順が組み込まれている。ＣＣＤ
カメラ３２で撮像した画像は画像入力ボード３１を介し
て画像処理装置３０に送られる。画像処理装置３０はｓ
１〜ｓ５の各手順を追って画像中から楕円やｎ角形（ｎ
は偶数）を抽出し、表示装置３３に表示する。適宜処理
開始や処理する範囲等をキーボード３４およびマウス３
５で入力することができる。また、本実施例の形状認識
装置を移動ロボット等に組み込んでランドマーク認識に
利用しても良い。

【００４４】

【発明の効果】以上説明した通り本発明の形状認識方法
および装置によれば、画像中から楕円やｎ角形（ｎは偶
数）を速やかに抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例における形状認識方法の手順
を示すフローチャートおよび手順毎に抽出される図形を
示した概念図である。

【図２】本発明の１実施例の形状認識方法における点対
称図形の抽出方法を説明する概念図である。

【図３】本発明の１実施例の形状認識方法における情報
変換方法を説明する概念図である。

【図４】本発明の１実施例の形状認識方法における線対
称性の検出方法を説明するグラフである。

【図５】本発明の１実施例の形状認識方法においてハフ
変換により得られる曲線の１例を示すグラフである。

【図６】本発明の１実施例における形状認識装置のシス
テム構成を示す概念図である。

【符号の説明】

１０点対称図形１１法線ベクトル１２点対称中心２０中心２１図形２２エッジセグメント２３基準線３０画像処理装置３１画像入力ボード３２ＣＣＤカメラ３３表示装置３４キーボード３５マウス

フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−213380（ＪＰ，Ａ) 特開平10−293840（ＪＰ，Ａ) 特開平２−207380（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−127169（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−52406（ＪＰ，Ａ) 特開2001−34768（ＪＰ，Ａ) 趙軍，袖山忠一，楕円の準円を用いた楕円図形の検出，電子情報通信学会技術研究報告，日本，社団法人電子情報通信学会，1992年２月21日，ＶＯｌ．91. Ｎｏ．478（ＰＲＵ91−134），ｐｐ．65 −70 森克己他，回転軸対称物体のだ円輪郭線の検出，電子情報通信学会論文誌，日本，社団法人電子情報通信学会，1999年５月25日，Ｖｏｌ．Ｊ82−ＤＩＩ，Ｎｏ．５，ｐｐ．891−899 森克己他，幾何学的性質に基づくだ円弧の中心検出，電子情報通信学会論文誌，日本，社団法人電子情報通信学会, 1994年７月25日，Ｖｏｌ．Ｊ77−Ｄ− ＩＩ，Ｎｏ．７，ｐｐ．1236−1244 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 7/60 ＪＩＣＳファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像入力装置で取得した画像情報におい
て濃度値変化の大きい部分を検出してこれを輪郭とする
輪郭図形を抽出する工程と、該輪郭図形の輪郭情報に基
づいて点対称中心を有する点対称図形を検出する工程
と、該輪郭図形の輪郭情報に基づいて対称軸を有する線
対称図形を検出する工程と、該点対称図形かつ該線対称
図形である図形を候補図形として選定し該候補図形の点
対称中心を楕円中心と仮定し対称軸を楕円軸と仮定し該
楕円中心と該楕円軸と該候補図形の輪郭上の２点以上の
座標から楕円パラメータを決定し前記候補図形の輪郭上
の適宜の点についての該楕円パラメータに対する妥当性
から楕円性を判定して出力する工程を有することを特徴
とする画像処理機能を備えた演算装置で実施する形状認
識方法。
【請求項２】前記点対称図形を選出する工程が、前記
輪郭図形におけるエッジセグメントを検出する工程と、
前記エッジセグメントの位置及び法線ベクトルを記憶装
置に保持する工程と、該エッジセグメント間で該法線ベ
クトルを比較する工程と、該法線ベクトルが約１８０°
異なる２つの該エッジセグメントを抽出して該２つのエ
ッジセグメントの中点位置を２次元バッファに設けた投
票空間に投票する工程と、投票を集計し得票が高い点を
抽出して点対称中心と見なす工程と、該点対称中心に投
票した前記エッジセグメントを集合して前記点対称図形
とする工程を有するものであることを特徴とする請求項
１記載の形状認識方法。
【請求項３】前記中点位置を投票空間に投票する工程
が、該投票と同時に前記２つのエッジセグメントうちの
どちらかの前記法線ベクトルを保持する工程を有し、前
記得票が高い点を抽出して点対称中心とする工程が、該
投票の際に保持された該法線ベクトルの分散状態が所定
の閾値より大きいもののみを点対称図形と見なすもので
あることを特徴とする請求項２記載の形状認識方法。
【請求項４】前記線対称図形を抽出する工程が前記点
対称図形を抽出する工程によって抽出された点対称図形
から線対称図形を抽出するものであって、前記線対称図
形を抽出する工程が、前記点対称中心を通り基準線に対
してなす角θの直線を仮定軸とする工程と、該仮定軸の
左右の図形を比較して対象性が高いものに線対称度とし
て高得点を与える工程と、前記θを変化させて該線対称
度の最大値が所定の閾値を超えるものを前記線対称図形
とし該最大値を得点したθに対応する前記仮定軸を線対
称軸とする工程を有するものであることを特徴とする請
求項１から３のいずれかに記載の形状認識方法。
【請求項５】前記線対称度を与える工程が、前記点対
称中心を中心とし前記仮定軸に対してなす角±αに位置
する２つの前記輪郭図形上の点から該点対称中心までの
距離を比較し差が小さいものに高得点を与え、前記αを
変化させて前記得点を総計し前記線対称度とするもので
あることを特徴とする請求項４記載の形状認識方法。
【請求項６】前記θを変化させたときの前記線対称度
の変化を利用して図形を認識する工程を併せ持つことを
特徴とする請求項４または５記載の形状認識方法。
【請求項７】前記図形を認識する工程がｎ角形（ｎは
偶数）を認識する工程であることを特徴とする請求項６
記載の形状認識方法。
【請求項８】前記点対称中心を中心座標と仮定し対称
軸を楕円軸と仮定して楕円パラメータを決定し前記候補
図形の該楕円パラメータに対する妥当性から楕円性を確
認する工程がハフ変換を利用したものであることを特徴
とする請求項１から７のいずれかに記載の形状認識方
法。
【請求項９】前記楕円性を確認した後、最小２乗法を
利用して前記候補図形と前記楕円方程式の誤差を補正す
ることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の
形状認識方法。
【請求項１０】画像入力装置と演算装置と出力装置を
備え、該画像入力装置が画像を入力するものであり、該
演算装置が画像から輪郭図形を形成する手段と、該輪郭
図形から点対称図形を抽出する手段と、該輪郭図形から
線対称図形を抽出する手段と、該点対称図形かつ該線対
称図形である図形を候補図形とし該候補図形の点対称中
心を楕円中心と仮定し対称軸を楕円軸と仮定し該楕円中
心と該楕円軸と該候補図形上の２点の座標から楕円パラ
メータを決定し前記候補図形の該楕円パラメータに対す
る妥当性から楕円を認識する手段を有し、前記出力装置
が前記演算装置による認識結果を出力するものであるこ
とを特徴とする形状認識装置。
【請求項１１】前記演算装置がメモリを備え、前記点
対称図形を選出する手段が、該メモリ上に前記画像と対
応をとることができる投票空間を形成する手段と、前記
輪郭図形からエッジセグメントを検出する手段と、前記
エッジセグメントの位置及び法線ベクトルを保持する手
段と、該エッジセグメント間で該法線ベクトルを比較す
る手段と、該法線ベクトルが約１８０°異なる２つの該
エッジセグメントを抽出して該２つのエッジセグメント
の中点位置を前記メモリ上の投票空間に投票する手段
と、投票を集計し得票が高い点を抽出して点対称中心と
する手段と、該点対称中心に投票した前記エッジセグメ
ントを集合して前記点対称図形とする手段を有すること
を特徴とする請求項１０記載の形状認識装置。