DE3825005A1 - Bilderkennungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bilderkennungssystem zum Erkennen eines Bildes durch eine Zweipegel-Bildverarbeitung. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Bilderkennungssystem, bei dem die Erkennung des Vorhandenseins, der Form, der Orientierung und so weiter eines Gegenstands dadurch ermöglicht ist, daß das System in einer solchen Weise eingerichtet wird, daß Hauptdaten, die aus durch einen Operator festgelegten Punkten bestehen, in dem System registriert werden, um dem betreffenden System wichtige Merkmale des Gegenstands bzw. Artikels zu lehren, und Daten eines Prüflings-Artikels werden mit den Hauptdaten während der Ausführung eines Erkennungsalgorithmus verglichen.

Bei der Herstellung von gewissen Gütern, wie beispielsweise elektronischen Geräten, werden Einzelteile zuweilen in einer Reihe auf einer Palette angeordnet und auf einem Förderband für die Montage befördert. Gelegentlich fehlen einige Einzelteile auf der Palette infolge einer Fehlfunktion einer Maschine zum Anordnen derartiger Einzelteile oder aus irgendeinem anderen Grund.

Um mit diesem Problem fertig zu werden, ist ein System vorgeschlagen worden, bei dem ein Bild der Einzelteile auf einer Palette mittels einer Videokamera aufgenommen wird und bei dem die resultierenden Videosignale verarbeitet werden, um festzustellen, ob irgendwelche Einzelteile fehlen. Zu diesem Zweck ist es nicht notwendig, winzige strukturelle Einzelheiten klar zu erkennen. Vielmehr ist es lediglich erforderlich zu bestimmen, ob sämtliche erforderlichen Einzelteile vorhanden sind oder nicht. Demgemäß können derartige Videosignale Zweipegel-Signale mit Schwarz- und Weiß-Pegeln sein, und die Verarbeitung eines Bildes kann auf der Grundlage solcher Zweipegelsignale vorgenommen werden.

Bei den meisten konventionellen Systemen des zuvor erwähnten Typs kann der Anwender jedoch nicht die Bedingungen für die Entscheidung einstellen. Demgemäß sind derartige konventionelle Systeme nicht flexibel und schwierig zu gebrauchen. Da beispielsweise der Bezugspegel für die Unterscheidung zwischen weiß und schwarz eines Prüflings-Artikels vom Anwender nicht eingestellt werden kann, ist es nicht möglich, eine geeignete Berücksichtigung hinsichtlich Variationen in der Farbgebung und Beleuchtung eines Prüflings-Artikels vorzunehmen. Demgemäß ist die Zuverlässigkeit bei der Entscheidung so niedrig, daß leicht Fehler auftreten.

Ferner ist eine Musterangleichung zur Erkennung der Form eines Artikels üblicherweise durch ein Schablonenanpaßverfahren ausgeführt worden. Da bei dem Schablonenanpaßverfahren ein zuvor registriertes Hauptmuster über einen gesamten Bereich einer Fersehbildebene beim Suchen nach einem koinzidenten Muster abgetastet wird, ist es jedoch notwendig, beispielsweise im Falle der Erkennung von Zeichen, die Bildebene Zeichen um Zeichen durchlaufen bzw. rollen zu lassen. Demgemäß ist ein großer Zeitbedarf für die Erkennung erforderlich.

Daneben gibt es eine praktische Begrenzung auf die Anzahl unterschiedlicher Größen und Formen der Hauptmuster.

Demgemäß mangelt es den konventionellen Systemen an Vielseitigkeit, und sie sind im übrigen nicht einfach anzuwenden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein neues Bilderkennungssystem zu schaffen, welches schnell anspricht.

Ferner soll ein Bilderkennungssystem bereitgestellt werden, welches auf ein binäres digitalisiertes Bildsignal hin arbeitet.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

Bei einem Bildmustererkennungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung werden Markierungen auf ein Bezugsmuster aufgebracht, und ein Muster für eine Überwachung bzw. Inspektion wird mit dem Bezugsmuster, wie es markiert worden ist, verglichen, um das Vorhandensein, die Form, die Orientierung oder dergleichen des Musters bezüglich der Überwachung zu entscheiden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere eine Bilderkennungsanordung zur Erkennung eines Zustands eines Prüflings-Gegenstands in bezug auf einen Referenzzustand geschaffen. Die betreffende Anordung umfaßt eine erste Speichereinrichtung für die Speicherung eines Zweipegel-Bezugsbildes, eine mit der ersten Speichereinrichtung verbundene Anzeigeeinrichtung für die Anzeige des Bezugsbildes, eine mit der ersten Speichereinrichtung und der Anzeigeeinrichtung verbundene Auswahleinrichtung zur manuellen Festlegung einer Vielzahl von ausgewählten Bezugspunkten des Bezugsbildes, eine mit der Auswahleinrichtung verbundene Detektoreinrichtung zur Ermittlung von Signalpegeln bei jedem der Bezugspunkte, eine mit der Detektoreinrichtung verbundene zweite Speichereinrichtung für die Speicherung der ermittelten Signalpegel und eine mit der zweiten Speichereinrichtung verbundene Vergleichseinrichtung für die Durchführung eines Vergleichs der ermittelten Signalpegel mit den Zweipegelsignalen an Punkten, die den Bezugspunkten entsprechen, jedoch dem Zweipegel-Prüflings-Bild zugehörig sind, welches einem Prüflings-Gegenstand entspricht. Der Vergleich zeigt dabei einen Zustand des Prüflings-Artikels in bezug auf einen entsprechenden Zustand des Bezugsbildes an, und die Anzeigeeinrichtung zeigt das Ergebnis des Vergleichs an.

Mit einem gemäß der Erfindung aufgebauten Bilderkennungssystem kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, wie sie oben bezeichnet worden ist, gelöst werden.

Das Bilderkennungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung hat verschiedene Anwendungen, einschließlich der Ermittlung des Vorhandenseins oder der fehlerhaften Anbringung eines Einzelteiles oder Elements unter Einzelteilen oder Elementen, die in einer bestimmten Weise angeordnet sind, sowie weitere, unten beschriebene Anwendungen.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm einen grundsätzlichen Hardware-Aufbau eines Bilderkennungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 veranschaulicht einen Speicherplan eines Schreib-Lese-Speichers RAM des Bilderkennungssystems gemäß Fig. 1.

Fig. 3 und 4 veranschaulichen in Flußdiagrammen die Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Bilderkennungssystems bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5A bis 5D veranschaulichen schematische Darstellungen zur Illustration eines Verfahrens zum Entscheiden zwischen weiß und schwarz durch das Bilderkennungssystem gemäß der ersten Ausführungsform.

Fig. 6 bis 10 zeigen in schematischen Darstellungen Bildebenen, wenn das Vorhandensein geforderter Einzelteile durch das Bilderkennungssystem gemäß der ersten Ausführungsform beurteilt wird.

Fig. 11 und 12 veranschaulichen in schematischen Darstellungen Bildebenen für den Fall, daß das Vorhandensein von Löchern in einem Einzelteil mittels des Bilderkennungssystems gemäß der ersten Ausführungsform beurteilt wird.

Fig. 13 und 14 veranschaulichen in Flußdiagrammen die Arbeitsweise des Bilderkennungssystems gemäß Fig. 1 bzw. bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 15 bis 20 veranschaulichen in schematischen Darstellungen Bildebenen für den Fall, daß durch Sieben-Segment-Anzeigeeinrichtungen angezeigte Nummern mittels des Bilderkennungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform unterschieden werden.

Fig. 21 und 22 veranschaulichen in Flußdiagrammen die Arbeitsweise des Bilderkennungssystems gemäß Fig. 1 bei einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 23 bis 27 veranschaulichen in schematischen Darstellungen Abbildungen für den Fall, daß eine bestimmte Form eines Artikels mittels des Bilderkennungssystems gemäß der dritten Ausführungsform unterschieden wird.

Fig. 28 und 29 veranschaulichen in Flußdiagrammen die Arbeitsweise des Bilderkennungssystems gemäß Fig. 1 bei einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 30 bis 35 veranschaulichen in schematischen Darstellungen Abbildungen für den Fall, daß die Orientierung eines Gegenstands mittels des Bilderkennungssystems gemäß der vierten Ausführungsform ermittelt wird.

Fig. 36 und 37 veranschaulichen in schematischen Darstellungen Abbildungen für den Fall, daß die Orientierung eines anderen Artikels mittels des Bilderkennungssystems gemäß der vierten Ausführungsform ermittelt wird.

Fig. 38 und 39 veranschaulichen in schematischen Darstellungen Abbildungen für den Fall, daß die Winkelposition einer Anzeigenadel eines Meßinstruments mittels des Bilderkennungssystems ermittelt wird.

Nunmehr werden die bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen grundsätzlichen Hardware-Aufbau eines Bilderkennungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Das dargestellte Bilderkennungssystem umfaßt eine 16-Bit-Zentraleinheit CPU 11 für die Steuerung der Arbeitsweise des gesamten Systems, einen Festwertspeicher ROM 12, in dem das Basis-Eingabe/Ausgabe-System BIOS und eine bestimmte weitere Information permanent gespeichert sind, sowie einen Schreib-Lese-Speicher RAM 13, in den verschiedene Programme und Daten wiederladbar gespeichert sind. Der RAM-Speicher 13 kann beispielsweise in einen Verarbeitungsprogrammbereich 45 (Fig. 2), in welchem ein Verarbeitungsprogramm für die Durchführung von Entscheidungen gespeichert ist, in einen Hauptdatenbereich 46, in welchem die Hauptdaten gespeichert sind, in einen Prüflings-Datenbereich 47, in welchem Daten bezüglich eines Prüflings für die Erkennung und so weiter während der Ausführung des Erkennungsalgorithmus gespeichert sind, in einen Kurzzeit-Datenbereich 48, in welchem Kurzzeitdaten, wie Positionsdaten, gespeichert sind, und in einen Arbeitsbereich 49 für die Zentraleinheit 11 unterteilt sein. Die Speicher 12 und 13 sind über eine Systembusleitung 19 mit der Zentraleinheit 11 verbunden (Fig. 1).

Das Bilderkennungssystem weist ferner einen Floppydisk- bzw. Disketten-Antrieb FDD 21 auf, der über eine Floppydisk-Steuereinrichtung FDC 24 an der Systembusleitung 19 angeschlossen ist. Ferner sind eine Tastatur KB 22 und eine auch als Joystick bekanntgewordene Hebelbedienungseinrichtung JS 23 über eine Schnittstelleneinrichtung I/F 25 an der Busleitung 19 angeschlossen. Programme, wie die Programme 100 und 200, welche in den Flußdiagrammen gemäß Fig. 3 bzw. 4 veranschaulicht sind und welche einen Teil des oben erwähnten Verarbeitungsprogramms für die Entscheidung bilden, werden auf einer Floppydisk bzw. Diskette 19 gesichert, von der die Programme mittels des Floppydisk-Antriebs 21 gelesen werden.

Das Bilderkennungssystem weist ferner eine Videokamera 41 für die Aufnahme eines Bildes eines Bezugsgegenstands und eines Prüflings-Artikels auf. Ein Helligkeitssignal Sy wird von der Kamera 41 entwickelt bzw. geliefert und an eine binäre Digitalisierungsschaltung 31 abgegeben, durch die das betreffende Signal in ein Zweipegel-Signal Sb umgesetzt wird, welches einen "0"-Pegel (Weiß-Pegel) in dem Fall aufweist, daß das Helligkeitssignal Sy zur Weiß-Pegel-Seite in bezug auf einen bestimmten Schwellwertpegel verschoben ist. Das betreffende Signal hat demgegenüber einen "1"-Pegel (Schwarz-Pegel), wenn das Helligkeitssignal Sy zur Schwarzpegelseite in bezug auf den bestimmten Schwellwertpegel verschoben ist. Das Zweipegel-Signal Sb wird an einen Bild- bzw. Vollbildspeicher 32 abgegeben.

Der Bildspeicher 32 dient dazu, solche Signale Sb für ein vollständiges Bild mit einer Auflösung von 512 Bildelementen × 512 Bildelementen zu speichern. Derartige Signale Sb werden in den Speicher 32 durch DMA- bzw. durch direkte Speicherzugriffs-Übertragung in Synchronismus mit der Horizontal- und Vertikal-Synchronisation der Signale Sb mittels einer DMA-Steuereinrichtung 33 geladen.

Das Bilderkennungssystem weist ferner einen Zeichen-Speicher 34 und einen Zeichengenerator (ChG) 35 auf. Der Speicher 34 hat einen sogenannten V-RAM-(Video-RAM)-Aufbau; er gestattet die Anzeige eines Buchstabens, einer Zahl oder einer Markierung auf einem Monitor-Bildempfänger 42, wenn ein entsprechender Zeichencode in den Speicher 34 von dem Zeichengenerator 35 her geladen ist. Das Bilderkennungssystem weist ferner einen Zeiger- bzw. Cursor-Generator 36 auf, der zur Bildung eines als Cursor bzw. Zeiger anzuzeigenden Signals dient. Ferner ist eine CRT-(Kathodenstrahlröhre)-Steuereinrichtung 37 vorgesehen, die zur Steuerung der Schaltungen 32 und 34 bis 36 und zur Kombinierung von Ausgangssignalen der Schaltungen dient, um Anzeigesignale zu erzeugen, die an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben und dort angezeigt werden.

Wenn das Bilderkennungssystem gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingeschaltet wird, werden die auf der Floppydisk 29 (Fig. 1) gesicherten Programme 100 und 200 (Fig. 3 und 4) in den RAM-Speicher 13 geladen (Fig. 1 und 2), und dann tritt das System in den Kommando-Wartezustand ein.

Wenn danach ein Unterweisungsbetrieb mittels der Tastatur 22 (Operation [1]) aufgerufen wird, wird das Programm 100 ausgeführt.

Nach dem Starten des Programms 100 tritt die Zentraleinheit 11 (Fig. 1) insbesondere beim Schritt 101 (Fig. 3) in einen Zustand ein, bei welchem sie auf die Eingabe eines Befehls wartet, um dem Bildspeicher 32 zu ermöglichen, Zweipegel-Signale Sb abzuholen. Demgemäß sind hier Vorkehrungen getroffen, um ein Bild eines oder mehrere Einzelteile aufzunehmen, die zur Abtastung mittels der Videokamera 41 angeordnet sind.

Wenn sodann ein Abholbefehl als Eingabe mittels der Tastatur 22 (Operation [2]) abgegeben wird, geht das Programm der CPU 11 zum Schritt 102 über, bei dem das Abholen des Signale Sb freigegeben ist, so daß die Signale Sb für ein Bild sukzessiv in den Bildspeicher 32 durch DMA-Übertragung abgeholt werden. Die so abgeholten Signale Sb werden dann aus dem Bildspeicher 32 mittels der CRT-Steuereinrichtung 37 wieder aufgerufen und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, auf dem ein Hauptbild dargestellt wird, welches ein Bezugsbild bildet, wie dies in Fig. 6 veranschaulicht ist.

Anschließend geht das Programm der CPU 11 zum Schritt 103 weiter, bei dem ein Entscheidungspunkt festgelegt ist. Die Signale von dem Cursor-Generator 36 und dem Zeichengenerator 35 werden insbesondere dem Monitor-Bildempfänger 42 zugeführt, auf dem ein Cursor und eine Anzahl von Entscheidungspunkten angezeigt werden. Der Anwender des Systems kann die Position des Cursors in der Bildebene des Monitor-Bildempfängers 42 nach Belieben ändern, und zwar durch Betätigen des Einhandbedienungselements (Joysticks) 23 (Operation [3]).

Wenn ein Entscheidungspunkt ausgewählt ist, wird er als Eingangsgröße mittels der Tastatur 22 abgegeben (Operation [4]). Sodann geht das Programm zum Schritt 104 weiter, bei dem bestimmt wird, ob die Einstellung sämtlicher erforderlicher Entscheidungspunkte abgeschlossen worden ist oder nicht. Wenn die als Eingangsgröße mittels der Tastatur 22 abgegebene Information anzeigt, daß die Einstellung sämtlicher Entscheidungspunkte noch nicht abgeschlossen worden ist, kehrt das Programm zum Schritt 103 zurück, bei dem die Einstellung eines weiteren Entscheidungspunktes vorgenommen wird (Operation [5]). Auf der anderen Seite wird in dem Fall, daß das beim Schritt 104 abgegebene Eingangssignal anzeigt, daß die Einstellung sämtlicher Entscheidungspunkte abgeschlossen worden ist (Operation [6]), das Programm zum Schritt 105 weitergehen, bei dem ein Bewertungswert Ev für jeden Entscheidungspunkt der Reihe von Entscheidungspunkten berechnet und mit einem Schwellwertpegel E _TH verglichen wird, und zwar zur Bildung von Hauptdaten, die kennzeichnend sind dafür, daß der Entscheidungspunkt entweder weiß oder schwarz ist. Anschließend werden beim Schritt 106 Signale in Übereinstimmung mit den Ergebnissen des Schrittes 105 aus dem Zeichengenerator 35 abgeholt und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, auf dem die Hauptdaten somit angezeigt werden, wie dies in Fig. 8 veranschaulicht ist.

Das Programm geht dann zum Schritt 107 weiter, bei dem die Anzeige veranlaßt wird, die Bedienperson des Systems zu befragen, ob die angezeigten Hauptdaten akzeptabel sind oder nicht. Falls die Bedienperson als Eingangsgröße mittels der Tastatur 22 ein Signal abgibt, welches anzeigt, daß die Hauptdaten akzeptabel sind (Operation [7-A]), geht das Programm weiter zum Schritt 108, bei dem die Hauptdaten die Positionsdaten der Entscheidungspunkte, die Gewichte der einzelnen Bildelemente der Entscheidungspunkte und der Schwellwertpegel E _TH in dem RAM-Speicher 13 registriert werden. Das Programm 100 ist somit abgeschlossen, und die CPU 11 tritt wieder in den Kommando-Wartezustand ein.

Wenn andererseits beim Schritt 107 die Bedienperson als Eingangsgröße mittels der Tastatur 22 ein Signal eingibt, welches kennzeichnend ist dafür, daß die angezeigten Hauptdaten nicht akzeptabel sind (Operation [7-B]), dann geht das Programm zum Schritt 111 weiter, bei dem eine Anfrage an die Bedienperson dahingehend gerichtet wird, ob die Verteilung der Gewichte entsprechend den Entscheidungspunkten zu ändern ist oder nicht. In dem Fall, daß die Bedienperson als Eingangsgröße mittels der Tastatur 22 ein Signal eingibt, welches angibt, daß die Verteilung zu ändern ist, geht das Programm weiter zum Schritt 112. Wenn sodann neue Gewichte als Eingangsgröße mittels der Tastatur 22 abgegeben sind, kehrt das Programm zum Schritt 105 zurück. Demgemäß werden anschließend neue Bewertungs-Werte Ev und neue Hauptdaten sukzessiv in Übereinstimmung mit den neuen Gewichten bei den Schritten 105 bzw. 106 gebildet, und dann wird beim Schritt 107 die Betätigung der neuen Hauptdaten abgefragt.

Falls das beim Schritt 111 abgegebene Eingangssignal anzeigt, daß die Verteilung der Gewichte nicht zu ändern ist, geht das Programm weiter zum Schritt 113, bei dem eine Anfrage an die Bedienperson dahingehend erfolgte, ob der Schwellwertpegel E _TH zu ändern ist oder nicht. Wenn die Antwort positiv bzw. bejahend ausfällt, geht das Programm zum Schritt 114 weiter. Falls ein neuer Schwellwertpegel E _TH als Eingangsgröße mittels der Tastatur 22 beim Schritt 114 eingegeben wird, kehrt das Programm zum Schritt 105 zurück. Demgemäß werden neue Hauptdaten anschließend in Übereinstimmung mit dem neuen Schwellwertpegel E _TH gebildet, und sodann wird beim Schritt 104 wieder eine Bestätigung der neuen Hauptdaten angefordert.

Falls das als Eingangsgröße beim Schritt 113 abgegebene Signal anzeigt, daß der Schwellwertpegel E _TH nicht zu ändern ist, kehrt das Programm zum Schritt 103 zurück, um danach die Einstellung eines neuen Entscheidungspunkts vorzunehmen.

Auf diese Art und Weise können in Übereinstimmung mit dem Programm 100 Entscheidungspunkte beliebig eingestellt bzw. festgelegt werden, und die Hauptdaten können mit einer beliebigen Gewichtsverteilung und einem beliebigen Schwellwertpegel E _TH bezüglich der so festgelegten Entscheidungspunkte gebildet werden.

Wenn ein Entscheidungs-Ausführungsbetrieb durch die Tastatur 22 festgelegt wird (Operation [11]), wird das Programm 200 für jeden der unterschiedlichen Typen von Prüflings-Einzelteilen ausgeführt, um eine Entscheidung bezüglich des jeweiligen Prüflings-Einzelteiles durchzuführen.

Nach dem Starten des Programms 200 wird insbesondere das Abholen bzw. Abrufen der Zweipegel-Signale Sb entsprechend einem Prüflings-Einzelteil oder entsprechend Prüflings-Einzelteilen beim Schritt 201 ermöglicht (dies ist ähnlich der Operation beim Schritt 102). Demgemäß werden Signale Sb für ein Bild in den Speicher 32 mittels DMA-Übertragung abgeholt. Die so abgeholten Signale Sb werden mittels der CRT-Steuereinrichtung 37 herausgenommen bzw. aufgerufen und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, auf dem ein Abbild der Prüflings-Einzelteile angezeigt wird, wie dies in Fig. 6 veranschaulicht ist.

Anschließend geht das Programm der CPU 11 zum Schritt 202 weiter, bei dem die Positionsdaten und Gewichte der Entscheidungspunkte und der Schwellwertpegel E _TH aus dem RAM-Speicher 13 abgeholt und ein Bewertungs-Wert Ev berechnet werden, wie beim Schritt 105, und zwar für jeden der Entscheidungspunkte, die beim Schritt 103 bezeichnet sind. Im übrigen erfolgt ein Vergleich mit dem Schwellwertpegel E _TH , um Prüflings-Daten zu bilden, die kennzeichnend sind dafür, daß bzw. ob der jeweilige Entscheidungspunkt weiß oder schwarz ist. Sodann werden beim Schritt 203 die beim Schritt 105 erzeugten Hauptdaten mit den beim Schritt 202 erzeugten Prüflings-Daten verglichen.

In dem Fall, daß beim Schritt 203 ermittelt wird, daß die Hauptdaten vollständig mit den Prüflings-Daten übereinstimmen, geht das Programm weiter zum Schritt 204, bei dem ein Schriftart-Datum aus "1", die kennzeichnend ist für einen regulären Zustand, von dem Zeichengenerator 35 abgeholt und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben wird. Der Monitor-Bildempfänger 42 zeigt den Wert "1" an, der kennzeichnend ist für einen regulären Zustand, und zwar in der zweiten Zeile der Bildebene (Fig. 9). Ferner zeigt der Bildschirm die Entscheidungspunktnummern "1" bis "8" und in der fünften Zeile der Bildebene Nummern des Wertes "1" an, die kennzeichnend sind dafür, daß der Entscheidungspunkt weiß ist.

In dem Fall, daß andererseits eine gewisse Differenz zwischen den Hauptdaten und den Prüflings-Daten beim Schritt 203 vorhanden ist, geht das Programm weiter zum Schritt 205, bei dem ein Zeichensatz-Datum aus "0", welches kennzeichnend ist für einen irregulären Zustand, von dem Zeichengenerator 35 abgeholt und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben wird. Der Monitor-Bildempfänger 42 zeigt den Wert "0", der kennzeichnend ist für einen irregulären Zustand, in der zweiten Zeile des Schirmes an (Fig. 10). Ferner zeigt er die Entscheidungspunktnummern "1" bis "8" und in der fünften Bildschirmzeile Nummern der entsprechenden Werte "0" und "1" an, die jeweils kennzeichnend sind dafür, daß der Entscheidungspunkt schwarz oder weiß ist.

Die Entscheidung ist somit hinsichtlich bestimmter Einzelteile abgeschlossen, und danach wird jedesmal dann, wenn Einzelteile zur Überwachung bereitgestellt sind, das Programm 200 ausgeführt, um die erforderlichen Entscheidungen vorzunehmen.

Das Bilderkennungssystem arbeitet in der oben beschriebenen Weise. Eine solche Arbeitsweise wird nachstehend in Verbindung mit einer Beschreibung eines manuellen Betriebs des Systems kurz wiederholt, wie es in Fig. 6 bis 12 veranschaulicht ist, bei dem binäre digitalisierte Schwarz- und Weiß-Bilder auf dem Monitor 42 angezeigt werden.

Operation 1:
Zunächst wird ein Kommando als Eingangsgröße mittels der Tastatur abgegeben, um das System in den Lehrbetrieb zu bringen.

Operation 2:
Es wird ein weiterer Befehl als Eingangsgröße mittels der Tastatur abgegeben, und Einzelteile, die so angeordnet sind, daß sie eine Bezugsgröße darstellen, werden mittels der Videokamera abgetastet, um ein Bild der betreffenden Einzelteile auf dem Monitor-Bildempfänger anzuzeigen, wie dies in Fig. 6 veranschaulicht ist. In Fig. 6 sind bis zu acht LSI-Schaltungen, das heißt Schaltungen hoher Integrationsstufe dargestellt, wie sie auf einer Palette in zwei Reihen und vier Spalten angeordnet sind.

Operation 3:
Anschließend wird das Einhandbedienungselement (Joystick) manuell so betätigt, daß der Cursor einer Kreuzmarkierung zu der Position einer Markierung auf der ersten LSI-Schaltungen in der ersten Reihe der ersten Spalte verschoben ist.
Die Position des Cursors legt dann einen Entscheidungspunkt fest, bei dem eine Entscheidung bezüglich des Vorhandenseins oder Fehlens eines Einzelteiles vorgenommen wird. Da es sich dabei um den ersten einzustellenden Entscheidungspunkt handelt, wird eine Entscheidungszahl (Cursor-Zahl) "1" nahe des Cursors angezeigt.

Operation 4:
Falls ein Entscheidungspunkt ausgewählt wird, wird diese Information sodann als Eingangsgröße mittels der Tastatur abgegeben.

Operation 5:
Anschließend werden die oben beschriebenen Operationen 3 und 4 für die zweiten bis achten LSI-Schaltungen wiederholt, bis Entscheidungspunkte für sämtliche LSI-Schaltungen festgelegt sind.

Operation 6:
Da die Einstellung der Entscheidungspunkte für sämtliche LSI-Schaltungen somit abgeschlossen ist, wird diese Information als Eingangsgröße mittels der Tastatur eingegeben. Danach werden die Hauptdaten bezüglich der Entscheidungspunkte angezeigt, wie dies in Fig. 8 veranschaulicht ist.
Die Nummern "1" bis "8" in der vierten Zeile der Anzeige geben die Entscheidungspunktnummern an. Die Nummer "1", die unterhalb der jeweiligen Zahl angezeigt wird (in der fünften Zeile der Anzeige) gibt an, daß der entsprechende Entscheidungspunkt schwarz ist. In dem Fall, daß der entsprechende Entscheidungspunkt weiß ist, wird eine "0" anstelle der Zahl "1" angezeigt.

Operation 7-A:
Wenn die Hauptdaten akzeptabel sind, wird diese Information als Eingabegröße mittels der Tastatur eingegeben, womit der Lehrbetrieb endet.

Operation 7-B:
In dem Fall, daß die angezeigten Hauptdaten nicht akzeptabel sind, wird diese Information als Eingabegröße mittels der Tastatur eingegeben, und sodann werden die Gewichte oder der Schwellwertpegel für die Entscheidung zwischen weiß oder schwarz erneut eingestellt. Danach wird die Folge der Operationen, beginnend mit der Operation 3, wieder ausgeführt.
Der Lehr- bzw. Unterweisungsbetrieb ist somit abgeschlossen, und die Hauptdaten bezüglich einer Bezugsgröße sind erhalten worden.
Wenn demgegenüber die Entscheidung bezüglich der Akzeptanz von Prüflings-Artikeln, wie LSI-Schaltungen, vorzunehmen ist, werden folgende Operationen ausgeführt:

Operation 11:
Zunächst wird ein Kommando als Eingabe mittels der Tastatur eingegeben, um das System in einen Entscheidungs-Ausführungsbetrieb einzustellen.

Operation 12:
Danach wird jedesmal dann, wenn ein Abbild der Prüflings-Artikel, wie der LSI-Schaltungen, mittels der Videokamera aufgenommen wird, das Abbild der Ergebnisse der vorgenommenen Entscheidung angezeigt, wie dies in Fig. 9 oder 10 veranschaulicht ist.

Fig. 9 veranschaulicht, daß Prüflings-LSI-Schaltungen in einer regulären Art und Weise angeordnet sind; der Wert "1" gibt an, daß keine LSI-Schaltung fehlt (dies bedeutet, daß die für die Entscheidung abgegebenen Daten mit den Haupt-Daten koindizieren). Dies wird in der zweiten Zeile der Anzeige angezeigt. Der Wert "1" zeigt an, daß der Entscheidungspunkt schwarz ist, was (in der fünften Zeile der Anzeige) unterhalb der jeweiligen Entscheidungspunktnummer "1" bis "8" in der vierten Zeile der Anzeige angezeigt wird.

Fig. 10 veranschaulicht Prüflings-LSI-Schaltungen in einem Falle, bei dem die siebte LSI-Schaltung fehlt. Der Wert "0" zeigt einen Verlust an LSI-Schaltungen an (was bedeutet, daß die für die Entscheidung bereitgestellten Daten nicht mit den Haupt-Daten koinzidieren). Dies wird in der zweiten Zeile der Anzeige angezeigt. Der Wert "1" zeigt dabei an, daß der Entscheidungspunkt schwarz ist, was (in der fünften Zeile der Anzeige) unterhalb der jeweiligen Entscheidungspunktnummern "1" bis "6" und "8" in der vierten Zeile der Anzeige angezeigt wird. Der Wert "0", der kennzeichnend ist dafür, daß der Entscheidungspunkt weiß ist und daß demgemäß keine LSI-Schaltung vorhanden ist, wird (in der fünften Zeile der Anzeige) unterhalb der Entscheidungspunktnummer "7" in der vierten Zeile der Anzeige angezeigt.

Der Zustand der LSI-Schaltungen auf einer vorgegebenen Palette wird in dieser Art und Weise entschieden.

Die Fig. 11 und 12 veranschaulichen eine Entscheidung für den Fall, daß es erforderlich ist, Löcher in gedruckten Schaltungsplatten zu bilden, wobei bis zu vier Entscheidungspunkte "1" bis "4" für vier Löcher einer Prüflings-Leiterplatte bzw. gedruckten Schaltungsplatte festgelegt werden.

Im Falle der in Fig. 11 dargestellten Leiterplatte werden die vier Löcher regulär gebildet, und demgemäß wird der Wert "1", der kennzeichnend ist für einen regulären Zustand, als Entscheidungsergebnis angezeigt. Somit wird der Wert "0", der kennzeichnend ist dafür, daß der Entscheidungspunkt weiß ist (da ein Loch ermittelt worden ist) für jede der Entscheidungspunktnummern "1" bis "4" angezeigt.

Demgegenüber ist im Falle der in Fig. 12 dargestellten Leiterplatte kein zweites Loch in dieser Leiterplatte gebildet. Demgemäß wird der Wert "0", der kennzeichnend ist für einen "Fehler" als Ergebnis des Vergleichs in der zweiten Zeile der Anzeige angezeigt, und der Wert "1", der kennzeichnend ist dafür, daß der Entscheidungspunkt schwarz ist (kein Loch) wird in der fünften Zeile der Anzeige entsprechend der Entscheidungspunktnummer "2" in der vierten Zeile der Anzeige angezeigt.

Ein Verfahren zur Unterscheidung zwischen schwarz und weiß an einem bestimmten Entscheidungspunkt wird nachstehend erläutert.

Ein mittels der Videokamera aufgenommenes Bild ist in 512 Bildelementen × 512 Bildelementen aufgelöst, wie dies in Fig. 5A veranschaulicht ist; es wird in einer binären Weise in einen weißen Pegel oder in einen schwarzen Pegel für jedes der Bildelemente digitalisiert. Sodann werden, wie dies in Fig. 5A durch einen dicken Linienblock veranschaulicht ist, die an einem Bildelement, welches durch einen Cursor gekennzeichnet ist, zentrierten drei Bildelemente × drei Bildelemente als Entscheidungspunkt betrachtet, bezüglich dessen eine Entscheidung zwischen schwarz und weiß vorgenommen wird. Die drei Bildelemente × drei Bildelemente werden gewichtet, wie dies beispielsweise in Fig. 5B veranschaulicht ist. Die Verteilung derartiger Gewichte wird von einer Bedienperson vorgenommen, und die Gesamtsumme derartiger Gewichte beträgt 100.

Es sei angenommen, daß die drei Bildelemente × 3 Bildelemente eine Weiß- und Schwarz-Verteilung wiedergeben, wie sie beispielsweise in Fig. 5C veranschaulicht ist. Wenn ein weißes Bildelement als "0" und ein schwarzes Bildelement als "1" dargestellt ist, kann Fig. 5C sodann so wiedergegeben werden, wie dies in Fig. 5D veranschaulicht ist. Demgemäß kann der Bewertungs-Wert Ev für den Entscheidungspunkt (der Bereich der drei Bildelemente × 3 Bildelemente), wie er durch den Cursor bezeichnet ist, wie folgt berechnet werden:

EV = 5 × 0 + 10 × 0 + 5 × 0 + 10 × 0 + 40 × 1       + 10 × 1 + 5 × 1 + 10 × 1 + 5 × 1 = 70

Der berechnete Wert Ev wird dann mit einem Schwellwertpegel E _TH verglichen, der von einer Bedienperson beliebig festgelegt worden ist. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen des Vergleichs wird der durch den Cursor angezeigte Entscheidungspunkt als weiß oder schwarz bewertet.

Da im Falle der gerade oben beschriebenen Entscheidung Ev = 70 ist, wobei die Einstellung des Bewertungs-Wertes E _TH = 60 erfolgt ist, wird der durch den Cursor angezeigte Entscheidungspunkt als "schwarz" bewertet, da

EV < E _TH

ist.
Demgegenüber wird in dem Fall, daß die Einstellung des Bewertungs-Wertes E _TH = 80 vorliegt, der durch den Cursor angezeigte Entscheidungspunkt als "weiß" bewertet, da

EV < E _TH

gilt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird eine Unterscheidung zwischen regulären und irregulären Bedingungen bzw. Zuständen bezüglich einer Anordnung von Einzelteilen oder bezüglich eines Einzelteiles vorgenommen, indem eine Bezugnahme auf eine Haupt- bzw. Master-Anordnung erfolgt, die durch eine Anordnung von Einzelteilen gegeben ist, welche eine Bezugsanordnung bilden, oder die durch ein eine Bezugsgröße bildendes Einzelteil gegeben ist. Eine derartige Unterscheidung wird von einer Bedienperson bezüglich der Punkte festgelegt. Demgemäß kann das Bilderkennungssystem ohne weiteres mit Einzelteilen fertig werden, die in irgendeinem Zustand angeordnet sind, oder mit einem Einzelteil irgendeiner Konfiguration.

Da ein Entscheidungspunkt beliebig festgelegt werden kann, während eine Bedienperson den Anzeigeschirm des Monitor-Bildempfängers 42 betrachtet, ist ferner die Flexibilität des Systems hoch. Da eine Bezugsgröße für die Entscheidung zwischen weiß und schwarz beliebig festgelegt werden kann, kann im übrigen die Entscheidung mit einer hohen Zuverlässigkeit in Abhängigkeit von Umständen vorgenommen werden.

Da ein Entscheidungspunkt ein gewisses Ausmaß hat, wie beispielsweise drei Bildelemente × drei Bildelemente, und da jeder derartige Entscheidungspunkt gewichtet wird bzw. ist, um einen Bewertungs-Wert Ev zu erhalten, der dann mit einem Schwellwertpegel E _TH verglichen wird, um Daten von schwarz und weiß für den Entscheidungspunkt zu erhalten, bleibt die Zuverlässigkeit der Hauptdaten und der Prüflings-Daten unabhängig von einer Änderung in der Beleuchtung hoch.

Darüber hinaus ist keine Notwendigkeit nach einer speziellen Schaltung vorhanden, und es existiert keine theoretische Begrenzung hinsichtlich der Anzahl der Entscheidungspunkte. Ferner kann das System auch für einfache Schablonenanpassung herangezogen werden.

Die Haupt-Daten und die Prüflings-Daten können im Voraus mit Hilfe von Software in einen Lauflängencode umgesetzt werden. Ferner kann der Schwellwertpegel der binären Digitalisierungsschaltung 31 auf andere Weise beliebig von einer Bedienperson festgelegt sein.

Die Haupt-Daten können auf der Floppydisk 29 in Vorbereitung der Durchführung der nächsten Entscheidung gesichert werden, oder die Prüflings-Daten können auf der Floppydisk 29 gesichert und später als Daten herangezogen werden, die in statistischer Weise bei der Untersuchung von Problemen in der Anordnung oder Herstellung von Einzelteilen zu verarbeiten sind. Ferner kann eine Cursor-Taste in der Tastatur 22 oder eine Maus anstelle des Joysticks bzw. Steuerknüppels 23 verwendet werden.

In Fig. 13 und 14 sind Programme 300 bzw. 400 veranschaulicht, die bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt werden. Die zweite Ausführungsform wird bei der Erkennung einer Zahl aus den Zahlen "0" bis "9" angewandt, die durch selektive Betätigung bzw. Ansteuerung unterschiedlicher Segmente einer Sieben-Segment-Anzeigeanordnung angezeigt werden, deren Segmente in Form einer "8" angeordnet sind.

Wenn das Bilderkennungssystem gemäß Fig. 1 "eingeschaltet" wird bzw. ist, werden die auf der Floppydisk 29 gesicherten Programme 300 und 400 in den RAM-Speicher 13 (Fig. 2) wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform geladen, und sodann tritt das System in einen Kommando-Wartezustand ein.

Wenn die Bedienperson über die Tastatur 22 ein Kommando bzw. einen Befehl eingibt, um in den Lehr- bzw. Unterweisungsbetrieb einzutreten, wird das Programm 300 ausgeführt.

Nach Beginn des Programms 300 beim Schritt 301 wird ein Bild eines Haupt-Musters, welches für die Mustererkennung eine Bezugsanordnung bildet, von der Kamera 41 aufgenommen, woraufhin Signale Sb für ein Bild mittels DMA-Übertragung in den Speicher 32 eingeschrieben werden. Die so eingeschriebenen Signale Sb werden dann mittels der CRT-Steuereinrichtung 37 aus dem Speicher 32 wieder aufgerufen und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, auf dem das Haupt-Muster, welches eine Bezugsanordnung bildet, in der aus Fig. 15 ersichtlichen Weise angezeigt wird.

Fig. 15 zeigt ein Haupt-Muster, bei dem vier Arten von fünf Zahlen, umfassend die Zahlen "2", "3", "5" und "8", in binären digitalisierten Schwarz- und Weiß-Farben angezeigt werden.

Anschließend geht das Programm der CPU 11 zum Schritt 302 weiter, bei dem das Einstellen von Bezugspunkten in dem absoluten Koordinatensystem ausgeführt wird. Dabei werden insbesondere Signale des Cursor-Generators 36 und des Zeichengenerators 35 dem Monitor-Bildempfänger 42 zugeführt, so daß aus Kreuzmarkierungen und Nummern bestehende Cursoren bzw. Zeiger, die unterschiedliche Entscheidungspunkte kennzeichnen, in der Bildebene des Monitor-Bildempfängers 42 angezeigt werden, wie dies in Fig. 16 veranschaulicht ist. Die Positionen der Cursoren bzw. Zeiger in der Bildebene des Monitor-Bildempfängers 42 können beliebig durch Einstellen der Bezugspunkte durch Betätigen des Joysticks bzw. Steuerknüppels 23 geändert werden.

In Fig. 16 sind Bezugspunkte und beigefügte Bezugspunkt-Nummern "+1" bis "+5" veranschaulicht, die an linken Schulterteilen der individuellen Nummern-Anzeigemuster festgelegt sind.

Anschließend geht das Programm zum Schritt 303 weiter, bei dem die Einstellung eines Entscheidungspunkts ausgeführt wird. Wie beim oben beschriebenen Schritt 302 werden aus einer x-Markierung und entsprechenden Nummern der individuellen Entscheidungspunkte bestehende Zeiger bzw. Cursoren auf dem Anzeigeschirm des Monitor-Bildempfängers 42 angezeigt, wie dies Fig. 17 veranschaulicht. Die Positionen der Cursoren bzw. Zeiger in der Bildebene des Monitor-Bildempfängers 42 können durch Betätigen des Steuerknüppels 23 beliebig geändert werden.

Jeder der Entscheidungspunkte ist in einem relativen Koordinatensystem festgelegt, dessen Ursprung mit dem zugehörigen Bezugspunkt koinzidiert; der jeweilige Entscheidungspunkt ist dabei auf einen für die Erkennung eines Musters signifikanten Punkt festgelegt. Demgemäß veranschaulicht Fig. 17 Entscheidungspunkte "x1" bis "x7", die auf das erste Nummern-Anzeigemuster festgelegt sind, bei dem der Ursprung des relativen Koordinatensystems bei dem ersten Bezugspunkt "+1" festgelegt ist.

Anschließend geht das Programm zum Schritt 304 weiter, bei dem eine Weiß-Schwarz-Information berechnet wird und bei dem bezüglich jedes der beim Schritt 303 festgelegten Entscheidungspunkte eine Entscheidung getroffen wird. Die Ergebnisse einer derartigen Entscheidung werden angezeigt, wie dies in Fig. 18 veranschaulicht ist.

Gemäß Fig. 18 zeigt die zweite Zeile des Anzeigebildes die Ergebnisse der Entscheidungen an. In der zweiten Zeile geben die erste oder am weitesten links stehende Zahl die Nummern-Musterzahl "1" an, und die zweiten bis achten Nummern geben die Ergebnisse der Entscheidung bezüglich der Entscheidungspunkte "x1" bis "x7" an. Die Nummer bzw. Ziffer "0" in den zweiten bis achten Nummern bzw. Ziffern gibt an, daß der Entscheidungspunkt weiß ist, während die Ziffer "1" angibt, daß der Entscheidungspunkt schwarz ist.

Anschließend geht das Programm zum Schritt 305 weiter, bei dem in der Anzeigeeinheit 42 ein Satz angezeigt wird, der die Bedienperson dahingehend befragt, ob die Ergebnisse der Entscheidung beim Schritt 304 oder ob die angezeigten Inhalte korrekt sind oder nicht. Falls die Bedienperson mittels der Tastatur 42 eine Eingabe vornimmt, die anzeigt, daß die betreffenden Angaben inkorrekt sind, kehrt das Programm zum Schritt 303 zurück, um die Ablauffolge der Operationen zu wiederholen, einschließlich der Rücksetzung der Entscheidungspunkte "x1" bis "x7". Demgegenüber geht das Programm zum Schritt 306 weiter, wenn die Bedienperson beim Schritt 305 eine Eingabe eingibt, die anzeigt, daß die Ergebnisse der Entscheidung beim Schritt 304 korrekt sind.

Beim Schritt 306 werden die absoluten Koordinaten des ersten Bezugspunkts "+1" und die relativen Koordinaten der Entscheidungspunkte "x1" bis "x7" als Positionsdaten in dem RAM-Speicher 13 registriert. Beim Schritt 307 werden die Ergebnisse der beim Schritt 304 durchgeführten Entscheidung als Hauptdaten in dem RAM-Speicher 13 gespeichert, und zur gleichen Zeit wird gespeichert, daß die Nummer bzw. Ziffer gegeben ist mit "8". Damit ist die Verarbeitung des Hauptmusters (Nummern-Muster) für den ersten Bezugspunkt "+1" abgeschlossen.

Sodann werden die Schritte 304 bis 307 für die übrigen Bezugspunkte "+2" bis "+5" wiederholt. In diesem Falle werden jedoch die relativen Positionen der Entscheidungspunkte "+1" bis "+7" für die Bezugspunkte "+2" bis "+5" automatisch so festgelegt bzw. eingestellt, daß sie die gleichen sind wie jene des Bezugspunktes "+1", wobei keine Einstellung durch die Bedienperson erfolgt. Damit werden Daten der relativen Koordinaten der Entscheidungspunkte "x1" bis "x7" in bezug auf den Entscheidungspunkt "+1" ebenfalls für die Bezugspunkte "+2" bis "+5" genutzt, so daß die Entscheidungspunkte "x1" bis "x7" automatisch für die Bezugspunkte "+2" bis "+5" festgelegt sind. Die relativen Koordinaten der Entscheidungspunkte "x1" bis "x7" in bezug auf die Bezugspunkte "+2" bis "+5" werden nicht registriert.

In Fig. 19 ist ein Bild veranschaulicht, gemäß dem die Ergebnisse der Entscheidung der Entscheidungspunkte "x1" bis "x7" in bezug auf sämtliche Bezugspunkte "+1" bis "+5" angezeigt sind. Die Nummern in dem Bild gemäß Fig. 19 haben ähnliche Bedeutungen wie jene gemäß Fig. 18.

Die Lehre bzw. Unterrichtung bezüglich der Hauptmusters ist somit abgeschlossen, und das System tritt wieder in einen Kommando-Wartezustand ein.

Wenn die Bedienperson des Systems mittels der Tastatur 22 sodann das System dahingehend befehligt, daß in den Erkennungs-Ausführungsbetrieb eingetreten wird, wird das Programm 400 ausgeführt (Fig. 14).

Nach Beginn des Programms 400 werden Zweipegel-Signale Sb für ein Bild, die kennzeichnend sind für ein Muster eines Prüflings für die Mustererkennung beim Schritt 401 mittels DMA-Übertragung in den Speicher 32 eingeschrieben. Die so eingeschriebenen Signale Sb werden mittels der CRT-Steuereinrichtung 37 ausgelesen und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, auf dem ein Muster des Prüflings-Artikels in der Anzeigebildebene angezeigt wird, wie dies in Fig. 15 veranschaulicht ist.

Anschließend geht das Programm der CPU 11 zum Schritt 402 weiter, bei dem die Positions-Daten, die kennzeichnend sind für die absoluten Koordinaten des ersten Bezugspunkts "+1" und für die relativen Koordinaten der Entscheidungspunkte "x1" bis "x7" aus dem RAM-Speicher 13 ausgelesen werden, und die Positionen (absoluten Koordinaten) der Entscheidungspunkte "x1" bis "x7" werden aus den so gelesenen Positions-Daten berechnet. Sodann wird beim Schritt 403 eine Weiß-/Schwarz-Information der Positionen, die beim Schritt 402 erhalten worden sind, das sind Prüflings-Daten, aus den Signalen Sb des Speichers 32 berechnet.

Beim Schritt 404 werden die beim Schritt 403 berechneten Prüflings-Daten mit den in dem RAM-Speicher 13 gespeicherten Haupt-Daten verglichen, und als Ergebnis der Erkennung wird in der Anzeigebildebene eine Nummer angezeigt, wie dies in Fig. 20 veranschaulicht ist, welche Nummer den Haupt-Daten entspricht, die den Prüflings-Daten am nächsten kommen.

Gemäß Fig. 20 werden in den mit der dritten Zeile beginnenden Zeilen die Nummern der Prüflings-Daten (Nummer der Bezugspunkte) auf der linken Seite angezeigt, während die Ziffern "0" bis "9" der Prüflings-Muster, wie sie durch das System erkannt sind, auf der rechten Seite angezeigt werden. Die Bezugspunkte "+1" bis "+5" und die Entscheidungspunkte "x1" bis "x7" werden sodann ebenfalls in der Anzeigebildebene angezeigt.

Beim Schritt 405 erfolgt eine Bestimmung darüber, ob die Ergebnisse der Erkennung bezüglich sämtlicher Bezugspunkte angezeigt werden bzw. sind. In dem Fall, daß die Ergebnisse der Erkennung bezüglich sämtlicher Bezugspunkte angezeigt sind, wie dies Fig. 20 veranschaulicht, gelangt das Programm 400 zu einem Ende. Wenn die Ergebnisse der Erkennung jedoch nicht bezüglich sämtlicher Bezugspunkte angezeigt sind, wird der nächste Bezugspunkt beim Schritt 406 ausgewählt, woraufhin das Programm zum Schritt 402 zurückkehrt.

Bei der zweiten Ausführungsform ist die Einstellung im Vergleich zu einer konventionellen Musterangleichungsmethode sehr einfach, da es lediglich erforderlich ist, Entscheidungspunkte und eine Bezugsgröße für die Entscheidung zwischen weiß und schwarz festzulegen. Da die Entscheidungspunkte in bezug auf die relativen Koordinatensysteme festgelegt sind, in denen der Ursprung bei einem Bezugspunkt in dem absoluten Koordinatensystem liegt, ist im übrigen die Einstellung der Entscheidungspunkte für eine Vielzahl von Haupt-Mustern und Prüflings-Mustern einfach.

Da die Entscheidungspunkte und eine Bezugsgröße für die Entscheidung zwischen weiß und schwarz beliebig von einer Bedienperson festgelegt werden kann, ist ferner die Flexibilität zur Berücksichtigung verschiedener Typen und Zahlen von Mustern hoch.

Da es lediglich erforderlich ist, zwischen weiß und schwarz in Abhängigkeit von den Zweipegeldaten zu unterscheiden, ist im übrigen die Verarbeitungszeit kurz.

Nunmehr wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die dritte Ausführungsform nutzt Programme 500 und 600, wie sie in Fig. 21 bzw. 22 veranschaulicht sind.

Diese Ausführungsform erzielt eine flexible und genaue Erkennung durch Bestimmung der Entscheidungspunkte in Abhängigkeit von einem Schwerpunkt und einer Trägheitshauptachse und durch Erkennen eines Prüflings-Artikels aus einer Weiß-/Schwarz-Information an den Entscheidungspunkten.

Wenn die dritte Ausführungsform des Bilderkennungssystems eingeschaltet ist, werden die auf der Floppydisk 29 gesicherten Programme 500 und 600 in den RAM-Speicher 13 geladen (Fig. 1 und 2), und sodann tritt das System in einen Kommando-Wartezustand ein, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen.

Wenn die Bedienperson des Systems mittels der Tastatur 22 das System befehligt, in den Lehr- bzw. Unterweisungsbetrieb einzutreten, wird das Programm 500 ausgeführt.

Bei Beginn des Programms 500 wird zunächst beim Schritt 501 ein Bild eines Haupt-Artikels, welches eine Bezugsgröße für die Erkennung darstellt, mittels der Kamera 41 aufgenommen. Daraufhin werden Signale Sb für ein Bild in den Speicher 32 mittels DMA-Übertragung eingeschrieben. Die so eingeschriebenen Signale Sb werden mittels der CRT-Steuereinrichtung 37 ausgelesen und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, auf dem ein für den Haupt-Artikel kennzeichnendes Muster angezeigt wird, und zwar auf dem Anzeigeschirm, wie dies Fig. 23 veranschaulicht.

Fig.23 veranschaulicht ein schwarzes rechteckförmiges Haupt-Muster, welches von einem rechteckförmigen Gegenstand aufgenommen ist, der in einer beliebigen Ausrichtung als Haupt-Artikel angeordnet ist. Das betreffende Muster wird in der Anzeigebildebene angezeigt. Die Anzahl derartiger Haupt-Artikel (Haupt-Muster) ist beliebig; in Fig. 23 ist ein derartiger Artikel vorhanden.

Anschließend geht das Programm weiter zum Schritt 502, bei dem ein Haupt-Muster aus der Vielzahl von Haupt-Mustern ausgewählt wird.

Beim Schritt 503 wird die Schwerpunktmitte des beim Schritt 502 ausgewählten Haupt-Musters berechnet, und sodann wird beim Schritt 504 die Trägheitshauptachse des Haupt-Musters berechnet.

Beim Schritt 505 werden Signale des Zeichengenerators 35 und des Cursor-Generators 36 an die Anzeigeeinrichtung 42 mittels der CRT-Steuereinrichtung 37 abgegeben, so daß an der beim Schritt 503 berechneten Stelle der Schwerpunktsmitte in der Anzeigebildebene eine Schwerkraftmittenmarkierung, wie "+1", die kennzeichnend ist für die Schwerpunktsmitte, und eine Haupt-Muster-Zahl, wie "1" angezeigt werden, wie als "+1", was in Fig. 24 veranschaulicht ist, während zur gleichen Zeit die beim Schritt 504 berechnete Hauptträgheitsachse als ein Segment einer geraden Linie angezeigt wird, die in Richtung der Hauptträgheitsachse von der Schwerpunkts-Mittenmarkierung "+" aus verläuft.

Sodann geht das Programm zum Schritt 506 weiter, bei dem die Entscheidungspunkte festgelegt werden. Dabei werden insbesondere mit Rücksicht auf die Signale von den Generatoren 35 und 36 her x-förmige Cursoren bzw. Zeiger und Entscheidungspunkt-Nummern in der Anzeigeebene angezeigt, wie dies Fig. 25 veranschaulicht. Die Positionen der Cursoren bzw. Zeiger und die Entscheidungspunkt-Nummern, die in der Anzeigebildebene angezeigt sind, können auf die Betätigung des Steuerknüppels bzw. Joysticks 23 beliebig verändert werden, womit die Entscheidungspunkte eingestellt werden.

Jeder der Entscheidungspunkte ist in den relativen Koordinatensystemen gekennzeichnet, wobei der Ursprung mit dem zugehörigen Bezugspunkt koinzidiert und wobei die Bezugsachse mit der Richtung der Trägheitshauptachse koninzidiert. Dabei wird der jeweilige Entscheidungspunkt auf einen für die Erkennung eines Musters signifikanten Punkt eingestellt. Somit veranschaulicht Fig. 25 die Einstellung der Entscheidungspunkte "x1" bis "x4" in bezug auf die Schwerkraftmitte "+1", auf die der Ursprung festgelegt ist.

Anschließend geht das Programm weiter zum Schritt 507, bei dem die Weiß-/Schwarz-Information berechnet wird und bei dem bezüglich jedes der beim Schritt 506 festgelegten Entscheidungspunkte "x1" bis "x4" eine Entscheidung durchgeführt wird. Die Ergebnisse einer derartigen Entscheidung werden angezeigt, wie dies in Fig. 25 veranschaulicht ist.

Gemäß Fig. 25 gibt die zweite Zeile des angezeigten Bildes die Ergebnisse der Entscheidung an. In der zweiten Zeile kennzeichnet die erste oder am weitesten links stehende Zahl bzw. Ziffer das erste Haupt-Muster, und die zweiten bis fünften Ziffern kennzeichnen die Entscheidungsergebnisse bezüglich der Entscheidungspunkte "x1" bis "x4". Die Ziffer oder Zahl "0" gibt, falls sie in den zweiten bis fünften Positionen auftritt, an, daß der Entscheidungspunkt weiß ist, während die Ziffer "1" kennzeichnend ist dafür, daß der Entscheidungspunkt schwarz ist.

Anschließend geht das Programm weiter zum Schritt 508, bei dem auf der Anzeigeeinheit 42 ein Satz angezeigt wird, mit dem die Bedienperson dahingehend befragt wird, ob die angezeigten Ergebnisse der Entscheidung beim Schritt 507 korrekt sind oder nicht. Falls die Bedienperson als Eingabe mittels der Tastatur 42 in Beantwortung der Befragung ein Signal eingibt, welches kennzeichnend dafür ist, daß die Anzeige inkorrekt ist, kehrt das Programm zum Schritt 506 zurück, wodurch die Ablauffolge der Operationen wiederholt wird, einschließlich der erneuten Einstellung der Entscheidungspunkte "x1" bis "x4". Falls die beim Schritt 508 abgegebene Eingabe anzeigt, daß die Ergebnisse der Entscheidung beim Schritt 507 korrekt sind, geht jedoch das Programm weiter zum Schritt 509.

Beim Schritt 509 werden die Daten der relativen Koordinaten der Entscheidungspunkte "x1" bis "x4" für das erste Haupt-Muster, das heißt die Daten bezüglich des Abstands der Schwerpunktsmitte und Daten betreffend den Winkel in bezug auf die Schwerpunktsachse bzw. Hauptträgheitsachse als Positiondaten in dem RAM-Speicher 13 registriert bzw. gespeichert. Sodann werden beim Schritt 510 die Ergebnisse der Berechnung (Weiß-/Schwarz-Information) beim Schritt 507 als Haupt-Daten in dem RAM-Speicher 13 registriert, während zur gleichen Zeit die Daten bezüglich des ersten Haupt-Artikels gespeichert werden. Damit ist die Verarbeitung des ersten Haupt-Artikels abgeschlossen.

Beim Schritt 511 wird bestimmt, ob in der Anzeigebildebene ein Haupt-Muster verbleibt oder nicht, welches noch nicht registriert worden ist. Wenn ein Haupt-Muster noch nicht registriert worden ist, geht das Programm weiter zum Schritt 512, bei dem ein nachfolgendes Haupt-Muster ausgewählt wird, und sodann wird zum Schritt 503 zurückgekehrt, um anschließend die Schritte 503 bis 510 erneut für ein neuerlich ausgewähltes Haupt-Muster auszuführen. Wenn beim Schritt 511 entschieden wird, daß sämtliche in der Anzeigebildebene angezeigten Haupt-Muster registriert worden sind, gelangt das Programm 500 sodann zu einem Ende.

Wenn die Entscheidungspunkte "x1" bis "x4" für das zweite und jedes nachfolgende Haupt-Muster beim Schritt 506 festgelegt werden, werden die Daten der relativen Koordinaten der entsprechenden Entscheidungspunkte "x1" bis "x4" für das erste Haupt-Muster automatisch herangezogen; die Bedienperson braucht die betreffenden Daten nicht erneut festzulegen.

In Fig. 26 sind drei Haupt-Muster veranschaulicht, die in der Bildanzeigeebene angezeigt werden, wenn sie alle registriert sind; außerdem sind Markierungen und Symbole ähnlich jenen gemäß Fig. 25 veranschaulicht.

In dem Fall, daß eine Vielzahl von Haupt-Mustern nicht gleichzeitig in einer einzigen Anzeigebildebene angezeigt werden kann, kann das Programm 500 erneut für jeden überschüssigen Haupt-Artikel oder jegliche überschüssige Haupt-Artikel ausgeführt werden.

Die Lehre des Hauptmusters oder der Hauptmuster ist damit abgeschlossen, und das System tritt wieder in einen Kommando-Wartezustand ein.

Falls die Bedienperson mittels der Tastatur 22 das System befehligt, in einen Erkennungs-Ausführungsbetrieb einzutreten, wird das Programm 600 (Fig. 22) ausgeführt.

Nach Beginn des Programms 600 werden Zweipegel-Signale Sb für ein Bild eines Artikels, der für die Erkennung ein Prüfling ist, beim Schritt 601 in den Speicher 32 mittels DMA-Übertragung eingeschrieben. Die so eingeschriebenen Signale Sb werden durch die CRT-Steuereinrichtung 37 ausgelesen und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, auf dem in einer Anzeigebildebene ein Muster der Prüflinge angezeigt wird, wie dies in Fig. 23 veranschaulicht ist.

Anschließend geht das Programm der CPU 11 zum Schritt 602 weiter, bei dem ein Fenster in der Anzeigebildebene auf Signale von dem Cursor-Generator 36 her angezeigt wird. Die Position des angezeigten Fensters wird auf die Betätigung des Joysticks 23 hin beliebig geändert, und eine Anzeigefläche für ein Muster, welches ein Prüfling für die Erkennung ist, wird somit innerhalb der Anzeigebildebene festgelegt. Eine beliebige Zahl von Prüflings-Mustern kann innerhalb des Fensters angezeigt werden.

Sodann wird beim Schritt 603 eines der Prüflings-Muster innerhalb des Fensters ausgewählt, die beim Schritt 602 festgelegt sind. Beim Schritt 604 wird die Schwerpunktsmitte des beim Schritt 603 ausgewählten Prüflings-Musters berechnet, wonach die Haupt-Trägheitsachse des Prüflings-Muster beim Schritt 605 berechnet wird.

Beim Schritt 606 werden auf die Signale von den Generatoren 35 und 36 her eine Schwerpunktsmitten-Markierung und eine Prüflings-Mustermarkierung bei der Schwerpunktsmitte angezeigt, wie sie beim Schritt 604 berechnet worden ist, und zwar in ähnlicher Weise wie dies in Fig. 25 oder 26 veranschaulicht ist. Zur gleichen Zeit wird die beim Schritt 605 berechnete Haupt-Trägheitsachse als ein Segment einer geraden Linie angezeigt, die in Richtung der Haupt-Trägheitsachse von der Schwerpunktsmitten-Markierung aus verläuft.

Beim Schritt 607 werden Daten der relativen Koordinaten aus dem RAM-Speicher 13 ausgelesen. Auf der Grundlage dieser relativen Koordinaten und der Schwerpunktsmitte sowie der Haupt-Trägheitsachse, wie dies bei den Schritten 604 und 605 berechnet ist, werden die absoluten Koordinaten der Entscheidungspunkte "x1" bis "x4" gewonnen. Beim Schritt 605 werden eine Weiß-/Schwarz-Information darstellende Prüflings-Daten der Entscheidungspunkte "x1" bis "x4", die beim Schritt 607 gewonnen worden sind, aus den Signalen Sb des Speichers 32 berechnet.

Beim Schritt 609 werden die beim Schritt 608 berechneten Prüflings-Daten mit den in dem RAM-Speicher 13 gespeicherten Haupt-Daten verglichen, und als Ergebnis der Erkennung wird auf dem Anzeigebild eine Nummer bzw. Ziffer angezeigt, wie dies in Fig. 27 veranschaulicht ist, die dem Haupt-Muster entspricht, welches den den Prüflings-Daten am nächsten kommenden Haupt-Daten entspricht.

In Fig. 27 werden in den mit der zweiten Zeile beginnenden Zeilen die Nummern der Prüflings-Muster auf der linken Seite angezeigt, während die Nummern der erkannten Haupt-Muster auf der rechten Seite angezeigt werden. Die Schwerpunktsmitten-Markierungen "+1" bis "+3", die Hauptträgheitsachsen und die Entscheidungspunkte "x1" bis "x4" werden ebenfalls in der Anzeigebildebene angezeigt.

Beim Schritt 610 erfolgt eine Bestimmung dahingehend, ob der Erkennungs-Algorithmus für sämtliche Prüflings-Muster ausgeführt worden ist oder nicht. In dem Fall, daß der Erkennungs-Algorithmus für sämtliche Prüflings-Muster ausgeführt worden ist, wie dies in Fig. 27 veranschaulicht ist, gelangt das Programm 600 zu einem Ende. Falls der Erkennungs-Algorithmus jedoch nicht für sämtliche Prüflings-Muster ausgeführt worden ist, wird beim Schritt 611 das nächste Prüflings-Muster ausgewählt, woraufhin das Programm zum Schritt 604 zurückkehrt.

Auf diese Art und Weise wird bei der vorliegenden Erfindung ein Muster mit Bezug auf seine Schwerpunktsmitte und seine Hauptträgheitsachse bewertet. Demgemäß kann ein Einzelteil unabhängig von seiner Position und Ausrichtung erkannt werden. Da die Entscheidungspunkte frei festgelegt werden können, braucht ferner eine Entscheidung lediglich für solche Bereiche durchgeführt zu werden, die für die Erkennung erforderlich sind. Demgemäß können genaue Unterscheidungen bei einer hohen Geschwindigkeit vorgenommen werden.

Da die Erkennung auf einer Berechnung der Schwerpunktsmitte und der Hauptachse bzw. Hauptträgheitsachse eines Einzelteiles basiert, kann ferner eine Vielzahl von Einzelteilen zu einem Zeitpunkt erkannt werden.

Wenn Entscheidungspunkte in einer symmetrischen Beziehung in bezug auf die Hauptträgheitsachse oder in bezug auf eine Linie festgelegt sind, die rechtwinklig zur Hauptträgheitsachse verläuft und die durch die Schwerpunktsmitte verläuft, kann eine Unterscheidung zwischen Vorderseiten und Rückseiten eines Einzelteiles vorgenommen werden.

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird entsprechend den in Fig. 28 und 29 dargestellten Programmen 700 bzw. 800 ausgeführt.

Diese Ausführungsform ermöglicht die Erkennung der Ausrichtung eines Prüflings-Artikels, der eine symmetrische Eigenschaft aufweist, indem beispielsweise die Schwerpunktsmitte des Prüflings-Artikels als Bezugspunkt und ein singulärer Punkt von dem Bezugspunkt aus als Entscheidungspunkt herangezogen werden.

Wenn das System "eingeschaltet" ist, werden die auf der Floppydisk 29 gesicherten Programme 700 und 800 in den RAM-Speicher 13 geladen (Fig. 1 und 2), und sodann tritt das System in einen Kommando-Wartezustand ein.

Wenn die Bedienperson mittels der Tastatur 22 das System dahingehend instruiert, in einen Lehr-Betrieb einzutreten, wird das Programm 700 ausgeführt.

Nach Beginn des Programms 700 wird beim Schritt 701 ein Bild eines eine Bezugsgröße für die Erkennung darstellenden Haupt-Artikels mittels der Kamera 41 aufgenommen. Daraufhin werden Signale Sb für ein Bild in den Speicher 32 mittels DMA-Übertragung eingeschrieben. Die so eingeschriebenen Signale Sb werden dann mittels der CRT-Steuereinrichtung 37 ausgelesen und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, in dessen Anzeigebildebene das als Bezugsgröße dienende Haupt-Muster angezeigt wird, wie dies Fig. 30 veranschaulicht.

Fig. 30 veranschaulicht ein schwarzes Hauptmuster, welches von einem kreisförmigen Einzelteil mit einem Vorsprung aufgenommen worden ist, der an einer Stelle des betreffenden kreisförmigen Einzelteiles vorgesehen ist, welches in einer beliebigen Ausrichtung als Haupt-Teil vorliegt. Das betreffende Muster wird in einer ähnlichen Form in der Anzeigebildebene angezeigt. Die Anzahl derartiger Haupt-Einzelteile (Haupt-Muster) ist selbstverständlich beliebig; in Fig. 30 ist ein derartiges Muster dargestellt.

Anschließend geht der Prozeß weiter zum Schritt 702. Bei diesem Schritt wird eines der Haupt-Muster in Übereinstimmung mit einem Befehl seitens der Bedienperson ausgewählt, falls eine Vielzahl von Haupt-Mustern vorhanden ist.

Beim Schritt 703 wird die Schwerpunktsmitte des beim Schritt 702 ausgewählten Haupt-Musters berechnet, und Signale von den Generatoren 35 und 36 her werden an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, so daß eine Schwerpunktsmitten-Markierung, wie "+", welche die Position der Schwerpunktsmitte anzeigt, die beim Schritt 703 berechnet worden ist, sowie eine Haupt-Muster-Zahl, wie "1" angezeigt werden, wie als "+1", und zwar an einer Stelle in der Anzeigebildebene der Schwerpunktsmitte, wie dies Fig. 31 veranschaulicht.

Sodann geht das Programm weiter zum Schritt 704, bei dem die Entscheidungspunkte festgelegt werden. Auf die Signale von den Generatoren 35 und 36 her werden dabei insbesondere x-förmige Cursoren bzw. Zeiger und Entscheidungspunkt-Zahlen in der Anzeigebildebene angezeigt, wie dies Fig. 32 veranschaulicht. Die Position der Cursoren bzw. Zeiger und die in der Anzeigebildebene angezeigten Entscheidungspunkt-Zahlen können durch Betätigen des Joysticks 23 beliebig verändert werden, wodurch die Entscheidungspunkte eingestellt werden.

In diesem Falle ist jeder der Entscheidungspunkte auf einen für die Erkennung der Ausrichtung in bezug auf einen Bezugspunkt signifikanten Punkt festgelegt, der durch die Schwerpunktsmitte gegeben ist. Zu diesem Zweck sind im Falle der Fig. 32 bis zu drei Entscheidungspunkte "x1" bis "x3" festgelegt, so daß der erste Entscheidungspunkt "x1" bei der Projektion des Hauptmusters liegt, während die zweiten und dritten Entscheidungspunkte "x2" und "x3" bei Stellen auf der Vorderseite bzw. Rückseite des Entscheidungspunkts "x1" in einer Umfangsrichtung des Hauptmusters liegen.

Beim Schritt 705 wird eine gerade Linie, welche die Schwerpunktsmitte "+1" und den ersten Entscheidungspunkt "x1" miteinander verbindet, der beim Schritt 704 festgelegt worden ist, als eine Richtungslinie (Bezugslinie) festgelegt, welche die Ausrichtung des Haupt-Musters (Haupt-Einzelteiles) kennzeichnet, wobei die Richtungs-Linie in der Anzeigebildebene angezeigt wird.

Tatsächlich wird jedoch beim Schritt 704 der Entscheidungspunkt "x1" so festgelegt, daß die die Schwerpunktsmitte "+1" und den Schwerpunktsmitte "x1" verbindende gerade Linie eine Richtungslinie bildet, welche kennzeichnend ist für die Ausrichtung des Haupt-Musters.

Anschließend geht das Programm weiter zum Schritt 706, bei dem eine Weiß-/Schwarz-Information der Entscheidungspunkte "x1" bis "x3", die beim Schritt 704 festgelegt sind, berechnet wird und bei dem eine Entscheidung getroffen wird. Die Ergebnisse der betreffenden Entscheidung werden angezeigt, wie dies Fig. 34 veranschaulicht.

Gemäß Fig. 34 gibt die zweite Zeile des Anzeigebildes die Ergebnisse der Entscheidung an. In der zweiten Zeile gibt die erste oder am weitesten links stehende Ziffer die Hauptmusterzahl an, und die zweiten bis vierten Ziffern kennzeichnen die Ergebnisse der Entscheidung bezüglich der Punkte "x1" bis "x3". Die Ziffer "0" in der zweiten bis vierten Ziffern-Position gibt an, daß der Entscheidungspunkt weiß ist, während die Ziffer "1" angibt, daß der Entscheidungspunkt schwarz ist.

Anschließend geht das Programm weiter zum Schritt 707, bei dem auf der Anzeigeeinheit 42 ein Satz angezeigt wird, der die Bedienperson dahingehend befragt, ob die Ergebnisse der Entscheidung beim Schritt 706 oder die angezeigten Inhalte korrekt sind oder nicht. Falls in Beantwortung der betreffenden Befragung die Bedienperson mittels der Tastatur 42 eine Eingabe eingibt, die anzeigt, daß die Ergebnisse inkorrekt sind, kehrt das Programm zum Schritt 704 zurück, um die Ablauffolge der Operationen zu wiederholen, einschließlich der erneuten Einstellung der Entscheidungspunkte "x1" bis "x3". Wenn demgegenüber die beim Schritt 707 abgegebene Eingabe anzeigt, daß die Ergebnisse der Entscheidung beim Schritt 706 korrekt sind, geht das Programm weiter zum Schritt 708.

Beim Schritt 708 werden Daten von relativen polaren Koordinaten der Entscheidungspunkte "x1" bis "x3" in bezug auf den durch die Entscheidungspunkte des Haupt-Musters gegebenen Bezugspunkt, das sind polare Koordinaten in bezug auf den Ursprung, der mit der Schwerpunktsmitte der Bezugsachse zusammenfällt, die durch eine horizontale Achse gebildet ist, welche durch den betreffenden Ursprung hindurch verläuft und nach rechts sich erstreckt, festgelegt, und Daten bezüglich des Abstandes und der Winkel der Entscheidungspunkte "x1" bis "x3" in polaren Koordinaten werden als Positionsdaten in dem RAM-Speicher 13 gespeichert. Beim Schritt 709 werden die beim Schritt 706 gebildeten Ergebnisse der Entscheidung (Weiß-/Schwarz-Information) als Haupt-Daten in dem RAM-Speicher 13 gespeichert, und das Programm 700 gelangt sodann zu einem Ende.

Die Lehre bzw. Unterweisung des Haupt-Musters oder der Haupt-Muster ist damit abgeschlossen, und das System tritt wieder in einen Kommando-Wartezustand ein.

Falls die Bedienperson mittels der Tastatur 22 das System dahingehend unterweist, in einen Erkennungsbetrieb einzutreten, wird das Programm 800 ausgeführt.

Nach Beginn des Programms 800 werden ein Bild eines Abbildes eines Einzelteiles, das heißt eines Prüflings für die Erkennung darstellende Zweipegel-Signale Sb beim Schritt 801 in den Speicher 32 mittels DMA-Übertragung eingeschrieben. Die so eingeschriebenen Signale Sb werden mittels der CRT-Steuereinrichtung 37 ausgelesen und an den Monitor-Bildempfänger 42 abgegeben, in dessen Anzeigebildebene ein Muster des Prüflings-Artikels angezeigt wird, wie dies Fig. 30 veranschaulicht.

Anschließend geht das Programm der CPU 11 weiter zum Schritt 802, bei dem auf die Signale von dem Generator 36 her ein Fenster in der Anzeigebildebene angezeigt wird. Die Position des angezeigten Fensters wird auf die Betätigung des Joysticks 23 hin beliebig verändert; ein Bereich für einen Erkennungsgegenstand wird somit innerhalb der Anzeigebildebene festgelegt. In diesem Falle kann eine beliebige Anzahl von Prüflingsmustern innerhalb des Erkennungsbereiches angezeigt werden.

Beim Schritt 803 wird eines der Prüflingsmuster innerhalb des Fensters, das beim Schritt 802 festgelegt worden ist, ausgewählt, und beim Schritt 804 wird die Schwerpunktsmitte des beim Schritt 803 ausgewählten Prüflingsmusters berechnet. Beim Schritt 805 wird ein relatives Koordinatensystem in bezug auf den Bezugspunkt festgelegt, der durch die Schwerpunktsmitte des Prüflingsmusters geschaffen ist, welches beim Schritt 803 ausgewählt worden ist. Dies bedeutet, daß ein polares Koordinatensystem in bezug auf den Ursprung festgelegt wird, der durch die Schwerpunktsmitte und die Bezugsachse gebildet ist, welche durch die horizontale Achse gebildet ist, die durch den betreffenden Ursprung hindurch verläuft.

Anschließend werden beim Schritt 806 die in dem RAM-Speicher 13 beim Schritt 708 eingespeicherten Positionsdaten aus dem betreffenden Speicher 13 ausgelesen und an das beim Schritt 805 festgelegte Koordinatensystem abgegeben, um die absoluten Koordinaten der Entscheidungspunkte "x1" bis "x3" zu berechnen. Beim Schritt 807 wird eine Weiß-/Schwarz-Information, das sind Prüflings-Daten bezüglich der Entscheidungspunkte "x1" bis "x3", die beim Schritt 806 berechnet worden sind, aus den von dem Speicher 32 her erhaltenen Signalen Sb berechnet.

Beim Schritt 808 werden die beim Schritt 807 berechneten Prüflings-Daten mit den in dem RAM-Speicher 13 gespeicherten Haupt-Daten verglichen. In dem Fall, daß die Prüflingsdaten mit den Haupt-Daten übereinstimmen, geht das Programm weiter zum Schritt 809, bei dem der Winkel des Entscheidungspunkte "x1" bei Betrachtung von der Schwerpunktsmitte aus (Winkel in bezug auf die Bezugsachse) berechnet wird. Der so berechnete Winkel wird in der Anzeigebildebene angezeigt, wie dies Fig. 35 veranschaulicht, und zwar als Ergebnisse der Erkennung der Ausrichtung des Prüflings-Einzelteiles.

Gemäß Fig. 35 werden die Zahlen der Prüflings-Muster auf der linken Seite innerhalb eines Bildes angezeigt, während die erkannten Winkel auf der rechten Seite angezeigt werden. Die Schwerpunktsmitte-Markierungen "+1" und "+2" sowie die Richtungslinien werden ebenfalls in der Anzeigebildebene angezeigt.

Beim Schritt 810 erfolgt eine Bestimmung dahingehend, ob eine Erkennung bezüglich sämtlicher Prüflings-Muster erfolgt ist oder nicht. Falls eine Erkennung bezüglich sämtlicher Prüflings-Muster erfolgt ist, wie dies Fig. 35 veranschaulicht, gelangt das Programm 800 zu einem Ende. Falls die Erkennung nicht bezüglich sämtlicher Prüfungs-Muster angezeigt worden ist, wird das nächste Prüflings-Muster beim Schritt 811 ausgewählt, woraufhin das Programm zum Schritt 804 zurückkehrt.

Falls die Prüflings-Daten nicht mit den Haupt-Daten übereinstimmen, und zwar beim Schritt 808, geht das Programm weiter zum Schritt 821, bei dem eine Bestimmung dahingehend erfolgt, ob die Bezugsachse des polaren Koordinatensystems für das Prüflings-Muster 360° überschreitet oder nicht. Falls die Bezugsachse nicht 360° überschreitet, geht das Programm weiter zum Schritt 822. Beim Schritt 822 wird die Bezugsachse des polaren Koordinatensystems für das Prüflings-Muster um einen bestimmten Winkel von α° gedreht (so daß die Entscheidungspunkte "x1" bis "x3" relativ um -α° gedreht werden). Sodann kehrt das Programm zum Schritt 806 zurück.

Demgemäß wird eine Schleife der Schritte 806 bis 808, 821 und 822 wiederholt, wobei jedesmal dann, wenn die Schleife wiederholt wird, die Bezugsachse um einen Winkel von α° gedreht wird, um die Positionen der Entscheidungspunkte "x1" bis "x3" um -α° um das Prüflings-Muster zu ändern.

Wenn Koinzidenz zwischen den Prüflings-Daten und den Haupt-Daten erreicht ist, wird der Winkel des Entscheidungspunktes "x1" in bezug auf die Bezugsachse, das heißt der Winkel des Prüflings-Einzelteiles, in der Anzeigebildebene beim Schritt 809 angezeigt, wie dies oben beschrieben worden ist.

Wenn der Winkel der Bezugsachse beim Schritt 821 360° überschreitet, wird auf der Anzeigeeinheit 42 beim Schritt 831 angezeigt, daß Koinzidenz zwischen den Prüflings-Daten und den Haupt-Daten nicht erreicht werden kann. Sodann geht der Prozeß weiter zum Schritt 810.

Auf diese Art und Weise wird die Ausrichtung eines Prüflings-Einzelteiles erkannt oder unterschieden.

In Fig. 36 und 37 ist ein weiteres Einzelteil gezeigt; die betreffenden Figuren entsprechen den Fig. 34 bzw. 35. In Fig. 36 ist ein Hauptmuster für den Fall gezeigt, daß Entscheidungspunkte "x1" bis "x3" für einen C-förmigen Ring festgelegt sind; in Fig. 36 wird die Ausrichtung eines Prüflings-Musters erkannt.

Die Fig. 38 und 39 veranschaulichen die Anzeige einer Anzeigenadel bzw. eines Anzeige-Zeigers eines Meßinstruments. Wie in Fig. 38 veranschaulicht, wird in einem Lehr- bzw. Unterweisungsbetrieb ein Entscheidungspunkt "x1" auf den Anzeige-Zeiger festgelegt, und die Entscheidungspunkte "x2" und "x3" werden an Stellen vor und hinter dem Entscheidungspunkt "x1" festgelegt. Beim Erkennungsbetrieb ist der Winkel des Anzeige-Zeigers so, wie dies Fig. 39 veranschaulicht. In diesem Falle ist jedoch der Ursprung des polaren Koordinatensystems nicht in der Schwerpunktsmitte des Einzelteiles gelegen, sondern er ist vielmehr auf den Schwenkungspunkt oder die Schwenkungsmitte der Drehbewegung des Anzeige-Zeigers festgelegt, und zwar bei den oben beschriebenen Schritten 703 und 804.

Auf diese Art und Weise kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Ausrichtung eines Einzelteiles, welches eine generell symmetrische Form in bezug auf einen Punkt aufweist, bestimmt werden. Da das relative Koordinatensystem um einen Punkt gedreht wird, der mit der Schwerpunktsmitte koinzidiert, kann die Ausrichtung, die durch das Hauptträgheitsachsen-Berechnungsverfahren in Abhängigkeit von der Annäherung an eine Ellipse nicht berechnet werden kann, mit Präzision berechnet werden. Da das relative Koordinatensystem um einen Winkel von 360° gedreht wird, kann ferner die Ausrichtung innerhalb von 360° unterschieden werden, und ferner kann die Ausrichtung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung unterschieden werden.

Falls der Ursprung auf irgendeinen anderen Punkt als die Schwerpunktsmitte festgelegt wird, kann ferner ein Effekt über einen weiten Bereich veranschaulicht werden, bei dem ein singulärer Punkt eines Prüflings-Artikels nicht auf einer radialen Linie liegt, die durch die Schwerpunktsmitte verläuft, oder bei dem die Schwerpunktsmitte variiert; außerdem kann im Falle beispielsweise eines kreisförmigen Koordinatensystems, wie bei dem oben beschriebenen Meßinstrument, eine einfache Unterscheidung vorgenommen werden.

Claims (5)

1. Bilderkennungsanordnung zum Erkennen eines Zustands eines Prüflings-Artikels in bezug auf einen Bezugs-Zustand, dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Speichereinrichtung (32) für die Speicherung eines Zweipegel-Bezugsbildes vorgesehen ist,
daß mit der ersten Speichereinrichtung eine Anzeigeeinrichtung (42) für die Anzeige des Bezugsbildes verbunden ist,
daß mit der ersten Speichereinrichtung und mit der Anzeigeeinrichtung eine Auswahleinrichtung (37) für die manuelle Bestimmung einer Vielzahl von ausgewählten Bezugspunkten des Bezugsbildes verbunden ist,
daß mit der Auswahleinrichtung eine Detektoreinrichtung (11) verbunden ist, welche die Signalpegel an jedem der Bezugspunkte ermittelt,
daß mit der Detektoreinrichtung eine zweite Speichereinrichtung (13) verbunden ist, welche die ermittelten Signalpegel speichert,
daß mit der zweiten Speichereinrichtung eine Vergleichseinrichtung verbunden ist, die einen Vergleich der ermittelten Signalpegel mit Zweipegelsignalen an Punkten durchführt, welche den genannten Bezugspunkten entsprechen, jedoch für ein Zweipegel-Prüflingsbild entsprechend einem Prüflings-Artikel zutreffen, wobei der Vergleich einen Zustand des Prüflingsartikels in bezug auf einen entsprechenden Zustand des Bezugsbildes anzeigt,
und daß die Anzeigeeinrichtung die Ergebnisse des sogenannten Vergleichs anzeigt.

2. Bilderkennungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Abtasteinrichtung (41) vorgesehen ist, die einen Prüflings-Artikel und einen Bezugs-Artikel abtastet und die diesen Artikeln entsprechende Bildsignale erzeugt,
und daß mit der Abtasteinrichtung (41) eine Zweipegel-Umsetzeinrichtung (11) verbunden ist, welche die Bildsignale in die genannten Zweipegel-Signale umsetzt.

3. Bilderkennungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Auswahleinrichtung (37) Einrichtungen umfaßt, durch die eine erste absolute Position und eine zugehörige erste Reihe von ausgewählten Punkten manuell festlegbar ist für den Hinweis auf eine zweite absolute Position und durch die auf den Hinweis auf eine zugehörige zweite Reihe von ausgewählten Punkten automatisch die Punkte der zweiten Reihe entsprechend den Punkten der ersten Reihe festlegbar sind.

4. Bilderkennungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung (37) eine Recheneinrichtung umfaßt, welche eine Schwerpunktsmitte des Prüflings-Artikels festgelegt, und daß die den Bezugspunkten entsprechenden Punkte in bezug auf die Schwerpunktsmitte festgelegt sind.

5. Bilderkennungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswahleinrichtung (37) eine Recheneinrichtung aufweist, welche eine Schwerpunktsmitte und eine Trägheitsachse des Prüflings-Artikels festlegt,
und daß die den Bezugspunkten entsprechenden Punkte in bezug auf die Schwerpunktsmitte und die Trägheitsachse ausgewählt sind.