DE69330444T2

DE69330444T2 - Bildverdünnungsverfahren

Info

Publication number: DE69330444T2
Application number: DE69330444T
Authority: DE
Inventors: Ryohei Kumagai
Original assignee: Yozan Inc
Current assignee: Yozan Inc
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JPH0628466A; EP0563966A2; EP0563966A3; DE69330444D1; EP0563966B1; KR100301591B1; US5384866A; KR930022896A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildverarbeitungsverfahren zum Verdünnen eines Objekts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Verfahren ist aus der EP-A-0 375 806 bekannt.
In dem mikroskopischen Bild eines Metallkristalls erscheint die Kristallgrenzfläche als eine Linie, die eine Breite größer als ein Pixel besitzt. Es ist unmöglich, korrekt die Partikelgröße zu messen, ohne daß diese Grenzlinie in eine Linie zu transformieren, die eine Breite von einem Pixel besitzt und in der Mitte der ursprünglichen Grenzlinie positioniert ist. Demzufolge ist es notwendig, die Original-Grenzlinie in eine Linie der Breite eines Pixels in der Mitte der Original-Grenzlinie zu transformieren. Dieser Vorgang wird als Verdünnung bezeichnet. Eine Verdünnung muß nicht die ursprünglichen Grenzlinien unterbrechen, die benachbarte Kristalle ineinander verschmelzen würden. Es ist nicht möglich, Partikel ähnlich Kristallen akkurat zu messen, wenn die Grenzlinie unterbrochen ist. Zum Verhindern falscher Messungen muß der Verdünnungsvorgang folgende Anforderungen erfüllen:
1) die Breite einer verdünnten Linie ist ein Pixel;
2) die verdünnte Linie ist im wesentlichen an der Mitte der Original-Grenzlinie positioniert;
3) die Kontinuität der Original-Grenzlinie wird bewahrt;
4) ein Endteil einer verdünnten Linie wird nicht verkürzt;
5) ein Verdünnen erzeugt keine nadelähnliche Linie, wenn ein Grenzteil ungleichmäßig ist; und
6) Grenzlinien werden nicht deformiert, wenn sie sich miteinander schneiden.
Die Anforderungen 1) bis 4) werden als Grundzustände einer Verdünnung bezeichnet, die ein Algorithmus zunächst erfüllen muß. Ein solcher Algorithmus ist in "image Processing on a Personal Computer", von Hasegawa, Junichi, veröffentlicht durch Gijutsuhyoronsha, Seiten 66 und 67, 1996, beschrieben.
Ein weiteres, bekanntes Verdünnungsverfahren wird als Verfahren nach HILDITCH bezeichnet. Seine Funktionsweise ist gründlich untersucht worden. Es hat sich gezeigt, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Verfahrens nach Hilditch nicht hoch genug ist, da das Verfahren nach Hilditch nicht nur die Anzahl des Verbundenseins der Objektpixel zählt, sondern auch die Anzahl der Hintergrundpixel.
Um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wurde ein Bildverarbeitungsverfahren in der JP 64-13680 vorgeschlagen. Allerdings verliert dieses Verfahren vollständig eine Grenzlinie, wenn die Breite der Grenzlinie von drei Pixel auf zwei Pixel geändert ist (Fig. 1).
Um dieses Problem zu beseitigen, offenbart die EP-A-0 375 806 ein Verdünnungsverfahren, das zwischen paralleler Verarbeitung und sequentieller Verarbeitung unterscheidet. Eine parallele Verarbeitung bedeutet, daß in jedem Prozeßzyklus die Nachbarpixel um das Pixel herum, das verarbeitet werden soll, auf der Basis deren Werte vor dem Verarbeitungszyklus evaluiert werden. Im Gegensatz dazu bedeutet eine sequentielle Verarbeitung, daß jedes Pixel auf der Basis seines Werts in dem Verarbeitungszyklus evaluiert wird. Um zwischen einer parallelen und einer sequentiellen Verarbeitung zu unterscheiden, wird ein Indexwert von, zum Beispiel, -1 einem Pixel zugeordnet, das entsprechend einer parallelen Verarbeitung verarbeitet wird. Dieses Dokument lehrt die Verarbeitungsregeln, die in Verbindung mit den Fig. 3 bis 5 und 7 und 8 diskutiert sind.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die herkömmlichen Probleme zu lösen und insbesondere zu vermeiden, daß eine Oberflächengrenze unterbrochen wird, wenn sich deren Breite von drei Pixel auf zwei Pixel ändert.
Diese Aufgabe wird durch das Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1 gelöst. Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 stellt ein Diagramm vor dem Durchführen einer Verdünnung dar.
Fig. 2 stellt ein Diagramm nach einer Verdünnung des Diagramms der Fig. 1 dar.
Fig. 3 stellt ein Diagramm dar, das den Beurteilungszustand [1] erklärt.
Fig. 4 stellt ein Diagramm dar, das den Beurteilungszustand [2] erklärt.
Fig. 5 stellt ein Diagramm dar, das den Beurteilungszustand [3] erklärt.
Fig. 6 stellt ein Diagramm dar, das den Beurteilungszustand [4] erklärt.
Fig. 7 stellt ein Diagramm dar, das den Beurteilungszustand [5] erklärt.
Fig. 8 stellt ein Diagramm dar, das den Beurteilungszustand [6] erklärt.
Eine Ausführungsform eines Verdünnungsverfahrens eines Bilds gemäß der vorliegenden Erfindung wird, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, erläutert.
Eine allgemeine Abtastung von links nach rechts und von oben nach unten ist in der Ausführungsform angewandt. Diese Erfindung bestimmt zuvor den Wert eines Pixels, das nicht der Wert eines Verarbeitungs-Objekts, sondern ein Hintergrundpixelwert anstelle davon ist (zum Beispiel "0"). Wenn ein Pixel weder ein Endpunkt noch ein unabhängiger Punkt in einer parallelen Verarbeitung ist, ein Verbundensein in einer sequentiellen Verarbeitung hat und ein Grenzpixel in einer parallelen Verarbeitung ist, wird der Wert dieses Pixels zu dem Hintergrundpixelwert geändert, um eine Figur, die keinen Hintergrundpixelwert in dem Bild besitzt, in eine Linie umzuwandeln, die eine Breite von einem Pixel besitzt, was die Charakteristika der Figur der Konfiguration bewahrt. Ein nicht existierender Indexpixelwert wird als ein Indexpixelwert in dem Bild definiert (nicht existierender Pixelwert in dem Bild, zum Beispiel "-1") und ein Pixel wird in dem Bild als ein Objektpixel "A" bei einer darauffolgenden Abtastung erfaßt. Der Wert des Objektpixels "A" wird zu einem Hintergrundpixelwert geändert, wenn das Objektpixel "A" einen Indexpixelwert besitzt, und die Zustände nachfolgend werden in einer 3 · 3 Konvolution angepaßt, wenn das Objektpixel "A" weder einen Hintergrundpixelwert noch einen Indexpixelwert besitzt.
[1] Wenn die Pixel oberhalb und links von dem Objektpixel "A" einen Hintergrundpixelwert besitzen, ist das Objektpixel "A" als ein Indexpixelwert (z. B. -1) unterschiedlich zu einem generellen Pixelwert (Fig. 3) gegeben.
[2] In dem Fall, bei dem der Zustand nicht den Zustand [1] erfüllt, und zwar in der sequentiellen Verarbeitung, wenn das Pixel "C" oberhalb des Objektpixels "A" einen Indexpixelwert (z. B. -1) besitzt und wenn das Pixel "B" unterhalb davon einen Hintergrundpixelwert besitzt, wird der Wert des Objektpixels "A" nicht geändert (Fig. 4).
[3] Falls der Zustand [1] nicht erfüllt ist, und zwar in einer sequentiellen Verarbeitung, wenn das Pixel "C" links eines Objektpixels "A" einen Indexpixelwert besitzt und wenn das Pixel "B" rechts eines Objektpixels "A" einen Hintergrundpixelwert besitzt, verbleibt der Objektpixelwert "A" unverändert (Fig. 5).
[4] Falls [1] nicht erfüllt ist, und zwar in einer sequentiellen Verarbeitung, wenn das Objektpixel "C" oben links eines Objektpixels "A" einen Indexpixelwert besitzt und ein Pixel "B" unterhalb unten rechts eines Objektpixels "A" einen Hintergrundpixelwert besitzt, wird das Objektpixel "A" so wie es ist bewahrt (Fig. 6).
[5] Falls Zustände [1] bis [4] nicht erfüllt sind, und zwar in einer sequentiellen Verarbeitung, wenn das Pixel "B" oberhalb des Objektpixels "A" einen Indexpixelwert besitzt, und wenn, in einer parallelen Verarbeitung, die Pixel "C1" und "C2" links und rechts eines Pixels "B" Hintergrundpixelwerte haben, wird der Wert des Objektpixels "A" auf den Indexpixelwert gesetzt (Fig. 7).
[6] Falls Zustände [1] bis [4] nicht erfüllt sind, und zwar in einer sequentiellen Verarbeitung, falls ein Pixel "B" links eines Pixels "A" einen Indexpixelwert besitzt und ein Pixel "C1" oberhalb eines Pixels "B" und ein Pixel "C2" unterhalb eines Pixels "B" Hintergrundpixelwerte besitzen, wird das Objektpixel "A" auf den Indexpixelwert gesetzt (Fig. 8).
Die parallele Verarbeitung beurteilt, daß ein Pixelwert, der gerade bei der Abtastung geändert ist, sich nicht jetzt ändert, und die darauffolgende Verarbeitung evaluiert den Pixelwert nach der Änderung in Bezug auf das Pixel, dessen Pixelwert durch eine Abtastung geändert ist. Und das Pixel mit dem Indexpixelwert, erzeugt durch diese Verarbeitung, wird in seinem Pixelwert zu einem Hintergrundpixelwert durch die nächste Abtastung geändert.
Das Verfahren dieser Erfindung wird in Bezug auf eine Linie durchgeführt, die eine Breite hat, die von 2 bis 3 Pixeln reicht, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Das Pixel "A" erfüllt den Zustand [1] und besitzt einen Indexpixelwert. Pixel "B", "C", "D" erfüllen nicht die Zustände von [1] bis [6] und sind nicht als Hintergrundpixelwerte eingestellt. Ein Pixel "E" erfüllt den Fall [4] (Fig. 6) und wird deshalb in seinem Wert bewahrt. Pixel "F" erfüllt nicht die Fälle von [1] bis [6] und wird nicht auf den Hintergrundpixelwert eingestellt. Wenn ein Pixel "F" seinen Wert zu einem Hintergrundpixelwert ändert, besitzt ein Pixel "G" ein 2- Verbundensein in einer sequentiellen Verarbeitung und muß nicht bewahrt werden. Ein Pixel "H" erfüllt nicht die Fälle von [1] bis [6] und wird auf den Hintergrundpixelwert eingestellt. Indem Pixel "H" auf einen Hintergrundpixelwert eingestellt wird, besitzt das Pixel "I" ein 2-Verbundensein in einer sequentiellen Verarbeitung und muß bewahrt werden. Pixel "J" erfüllt nicht die Fälle von [1] bis [6] und wird nicht als der Hintergrundpixelwert eingestellt. Pixel "J" besitzt einen Hintergrundpixelwert, Pixel "K" besitzt eine 2-Verbindung in einer sequentiellen Verarbeitung und muß bewahrt werden. Pixel "L" und "M" erfüllen nicht die Fälle von [1] bis [6] und deren Werte werden so eingestellt, daß sie der Hintergrundpixelwert sind. Als Folge dieses Verdünnungsvorgangs wird die Linie in Fig. 2 in eine verdünnte Linie transformiert, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Gemäß dieser Erfindung, wie sie vorstehend erwähnt ist, kann eine Linie, deren Breite sich von 3 Pixel zu 2 Pixel entlang der parallelen Richtung der Abtastlinie ändert, in eine Linie mit einer Breite eines Pixels verdünnt werden, ohne ernsthaft die Verarbeitung zu verlangsamen.

Claims

1. Bildverarbeitungsverfahren zum Verdünnen eines Objekts in einem Bild, das aus Pixeln zusammengesetzt ist, wobei jedes Pixel einen Wert besitzt, der angibt, daß das Pixel entweder zu dem Hintergrund oder zu einem Objekt gehört, oder einen Indexwert besitzt, wobei die Pixel aufeinanderfolgend entlang Abtastlinien abgetastet werden, um dadurch den Wert eines momentanen Pixels in einer momentanen Linie, die während eines Abtastens erfaßt wird, gemäß den folgenden Verdünnungsregeln zu ändern:

A) Ändern des Werts des momentanen Pixels zu dem Hintergrundwert, falls das momentane Pixel den Indexwert besitzt;

B) Ändern des Werts des momentanen Pixels gemäß Regeln B1 bis B3, falls das momentane Pixel den Objektwert besitzt und ein Grenzpixel ist, allerdings nicht ein Endpixel ist, wobei das Endpixel dahingehend definiert ist, daß nur eines seiner 8 nächsten Nachbarn den Objektwert besitzt:

B1) Ändern des Werts des momentanen Pixels in den Indexwert, falls das vorhergehende Pixel in der momentanen Linie und das entsprechende Pixel in der vorhergehenden Linie den Hintergrundwert besitzt (Fig. 3);

B2) Bewahren des Werts des momentanen Pixels, falls das momentane Pixel nicht bereits durch Regel B1 verarbeitet worden ist und falls einer der Zustände B2a und B2b erfüllt ist:

B2a) das Pixel in der vorhergehenden Linie entsprechend dem momentanen Pixel besitzt den Indexwert und das Pixel, das in der darauffolgenden Linie entsprechend dem momentanen Pixel positioniert ist, besitzt den Hintergrundwert (Fig. 4), oder

B2b) das Pixel, das dem momentanen Pixel in der momentanen Linie vorausgeht, besitzt den Indexwert, und das Pixel, das dem momentanen Pixel in der momentanen Linie folgt, besitzt den Hintergrundwert (Fig. 5);

B3) Ändern des Werts des momentanen Pixels zu dem Indexwert, falls das momentane Pixel nicht bereits durch eine der vorstehenden Regeln B1 und B2 verarbeitet worden ist und falls einer der folgenden Zustände B3a oder B3b erfüllt ist:

B3a) das Pixel in der vorhergehenden Linie entsprechend dem momentanen Pixel besitzt den Indexwert und das vorhergehende Pixel und das darauffolgende Pixel des entsprechenden Pixels in der vorhergehenden Abtastlinie besitzen den Hintergrundwert (Fig. 7), oder

B3b) das vorhergehende Pixel des momentanen Pixels in der momentanen Linie besitzt den Indexwert und die Pixel in der vorhergehenden und darauffolgenden Linie entsprechend dem vorhergehenden Pixel besitzen den Hintergrundwert (Fig. 8);

dadurch gekennzeichnet, daß in Regel B2 der Wert des momentanen Pixels auch bewahrt wird, falls das Pixel, das dem entsprechenden Pixel des momentanen Pixels in der vorhergehenden Abtastlinie vorausgeht, den Indexwert besitzt, und das Pixel, das dem entsprechenden Pixel des momentanen Pixels in der darauffolgenden Abtastlinie folgt, den Hintergrundwert besitzt (Fig. 6).