【HALCON】best_match 関数について - パターンマッチングによる最適位置の検索

HALCONのbest_match関数は、画像内で指定されたテンプレートに最も一致する位置をパターンマッチングによって検索するための関数です。この手法は、製品検査や物体認識のような場面で、画像内の特定の形状やパターンを検出し、正確な位置や姿勢を特定するために広く利用されています。パターンマッチングを用いることで、画像の変動や回転に対しても強い検出精度が得られます。

best_match 関数とは

best_match関数は、指定されたテンプレート画像と入力画像を比較し、テンプレートに最も一致する場所を見つけ出します。テンプレート画像のパターンが入力画像内のどの位置に最もよく一致するかを調べ、その位置座標や回転角度を返します。これにより、製品検査やロボットの姿勢推定などで、対象物の位置や向きを特定することができます。

基本的な使用例

以下のコードは、best_match関数を使って画像内でテンプレートと一致する最適な位置を検索する基本的な例です。

* 画像を読み込み
read_image (Image, 'example_image.png');
read_image (Template, 'template_image.png');

* テンプレートの最適な一致を検索
best_match (Image, Template, MatchRow, MatchColumn, MatchAngle);

この例では、まずread_imageで入力画像Imageとテンプレート画像Templateを読み込みます。その後、best_match関数を使用して、テンプレート画像が最も一致する場所の行座標MatchRow、列座標MatchColumn、および回転角度MatchAngleを計算します。

引数の詳細

• Image
  入力画像を指定します。この画像内でテンプレートと一致する位置を探します。

• Template
  一致させたいテンプレート画像を指定します。この画像が入力画像内で検索されます。

• MatchRow
  テンプレートが最も一致した位置の行座標が返されます。

• MatchColumn
  テンプレートが最も一致した位置の列座標が返されます。

• MatchAngle
  テンプレートが最も一致した位置での回転角度が返されます。

パターンマッチングの用途とメリット

パターンマッチングは、画像内で特定のパターンや形状を検出し、その位置を特定するための手法です。この技術は、画像処理のさまざまな場面で使用されており、以下のようなシーンで特に有効です。

• 製品検査
  製造ラインで製品の位置を検出し、品質チェックを行います。例えば、パーツが正しく配置されているかや欠陥がないかを確認するために利用されます。

• ロボットビジョン
  ロボットが物体を検出し、その位置や向きを正確に把握するために使われます。これにより、正確な操作が可能になります。

• テンプレートマッチング
  特定の形状やパターンが画像内に存在するかを調べ、その位置を特定します。物体認識の基本的な手法として使用されます。

応用例: 製品検査でのパターンマッチング

以下は、製造ラインで製品検査を行う際に、best_match関数を使用して特定のパターンや形状を検索する例です。

* 画像とテンプレートを読み込み
read_image (Image, 'product_image.png');
read_image (Template, 'template_product.png');

* テンプレートの最適一致を検索
best_match (Image, Template, MatchRow, MatchColumn, MatchAngle);

* 検出された位置に基づいて検査を実施
if (MatchRow >= 0 and MatchColumn >= 0)
    * 検査合格の処理
    pass_inspection ();
else
    * 検査不合格の処理
    fail_inspection ();
endif

この例では、製品画像とテンプレート画像を比較し、一致する位置を検出しています。もし位置が正しい範囲にある場合、その製品は検査に合格とされ、そうでない場合は不合格として処理されます。

パターンマッチングの利点

• 高精度な位置特定
  対象物の位置や回転角度を正確に特定でき、製品検査やロボットビジョンの精度が向上します。

• ロバストな対応
  回転やスケールの変化に対しても柔軟に対応でき、安定した検出結果を得ることができます。

• 効率的な処理
  テンプレートと画像を効率よく比較し、最適な一致を高速に検出するため、リアルタイム処理にも適しています。

まとめ

HALCONのbest_match関数は、指定されたテンプレートに最も一致する位置を画像内で検索するための強力なツールです。この関数を使用することで、製品検査や物体認識の精度が向上し、画像処理タスクを効率的に進めることができます。テンプレートマッチングを必要とするプロジェクトに、この関数をぜひ活用してみてください。