JP2010186401A - Apparatus, method, and program for processing image and recording medium - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a binary image with little degradation, for which a background part and an object are separated, from a gray image by a smaller calculation amount. <P>SOLUTION: The image processing apparatus 1 includes: a projection value calculation part 102 for generating the distribution of a projection value indicating the change degree of a density in the gray image; an area division part 103 for dividing the gray image into a plurality of partial areas so that the area of a smaller density change is included in a larger partial area and the area of a larger density change is included in a smaller partial area on the basis of the generated distribution of the projection value; a binarization threshold calculation part 104 for calculating a threshold for binarization in each partial area; a threshold image generation part 105 for interpolating the threshold in each partial area and calculating the threshold for binarization in each pixel of the gray image; and a binarization determination part 106 for binarizing the gray image on the basis of the threshold in each pixel and generating the binary image. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、濃淡画像を白色と黒色のみからなる2値画像に変換する画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記録媒体に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, a program, and a recording medium that convert a grayscale image into a binary image consisting of only white and black.

従来から、濃淡画像を2値化することにより、複雑な景観等が写し出された濃淡画像中から、看板や標識などの対象物を抽出する方法がある。
特許文献1及び2に記載された技術では、部分毎に明るさが連続的に変化する濃淡画像から対象物を抽出できる良好な2値画像を得るために、濃淡画像を予め定める大きさの部分領域に等しく分割した分割画像を生成し、この部分領域毎に2値化処理を行っている。
また、特許文献3に記載された技術では、濃淡画像を複数種類の大きさの部分画像に分割し、各部分領域内の濃度値の出現分布を求める。そして、この出現分布を2つの単峰の濃度分布の和で近似し、その近似結果から、部分領域の大きさが適正である度合い示す評価量を演算し、この評価量に基づいて部分領域の大きさを選択する。そして、この部分領域毎に2値化処理を行う。
Conventionally, there is a method of extracting objects such as a signboard and a sign from a grayscale image in which a complex landscape is projected by binarizing the grayscale image.
In the techniques described in Patent Documents 1 and 2, in order to obtain a good binary image from which an object can be extracted from a grayscale image whose brightness changes continuously for each portion, the grayscale image is a portion having a predetermined size. A divided image divided equally into regions is generated, and binarization processing is performed for each partial region.
In the technique described in Patent Document 3, a grayscale image is divided into partial images having a plurality of types of sizes, and the appearance distribution of density values in each partial region is obtained. Then, this appearance distribution is approximated by the sum of two single-peak density distributions, and an evaluation amount indicating the degree of appropriateness of the partial region is calculated from the approximation result. Based on this evaluation amount, the partial region is calculated. Select the size. Then, binarization processing is performed for each partial area.

特開昭59−114687号公報JP 59-114687 A 特開昭61−194580号公報JP 61-194580 A 特開平10−255036号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-255036

しかしながら、特許文献1及び2に記載された技術では、部分領域の大きさを濃淡画像中の対象物の大きさに合わせる必要があるため、対象物の大きさが予測不可能な場合には、背景部と対象物が分離された2値画像が得られるとは限らない、という問題がある。
また、特許文献3に記載された技術では、複数の分割画像を生成して評価値を算出しなければならず、計算量が多い。また、部分領域の大きさは予め事前に設定された大きさから選択するので、適応的に部分領域の大きさを変更することができず、部分領域を最適な大きさにすることができない場合がある。また、単純な濃度分布に従っているため二峰性が明確にならない分布では適切な部分領域の大きさを選択することが困難であり、必ずしも背景部と対象物が分離された劣化の少ない2値画像を生成できるとは限らない、という問題がある。
However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, since it is necessary to match the size of the partial area with the size of the target in the grayscale image, when the size of the target is unpredictable, There is a problem that a binary image in which a background portion and an object are separated is not always obtained.
Moreover, in the technique described in Patent Document 3, it is necessary to generate a plurality of divided images and calculate an evaluation value, which requires a large amount of calculation. In addition, since the size of the partial area is selected from the sizes set in advance, the size of the partial area cannot be adaptively changed and the partial area cannot be optimized. There is. In addition, it is difficult to select an appropriate partial area size for a distribution in which the bimodality is not clear because it follows a simple density distribution, and the background image and the target object are separated from each other and the binary image is less deteriorated. There is a problem that it cannot always be generated.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、より少ない計算量で、背景部と対象物を分離した劣化の少ない2値画像を濃淡画像から生成することができる画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記憶媒体を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to perform image processing capable of generating, from a grayscale image, a binary image with less deterioration, in which a background portion and an object are separated, with a smaller amount of calculation. To provide an apparatus, an image processing method, a program, and a storage medium.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、濃淡画像における濃度の変化度合を表す射影値の分布を生成する射影値算出部と、前記射影値算出部が生成した前記射影値の分布に基づいて、濃度の変化が小さい領域ほど大きい部分領域に含まれ、濃度の変化が大きい領域ほど小さい部分領域に含まれるように前記濃淡画像を複数の部分領域に分割する領域分割部と、前記領域分割部が分割した各部分領域における2値化するための閾値を算出する部分領域閾値算出部と、前記部分領域閾値算出部が算出した各部分領域における前記閾値を補間して、前記濃淡画像の各画素における2値化するための閾値を算出する画素閾値算出部と、前記画素閾値算出部が算出した各画素における前記閾値に基づいて前記濃淡画像を2値化して2値画像を生成する2値画像生成部と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。   The present invention has been made to solve the above problems, and one aspect of the present invention is a projection value calculation unit that generates a distribution of projection values representing a degree of change in density in a grayscale image, and the projection value calculation. Based on the projection value distribution generated by the image forming unit, the grayscale image is divided into a plurality of partial regions so that a region with a smaller density change is included in a larger partial region, and a region with a larger density change is included in a smaller partial region. An area dividing unit that divides into two, a partial region threshold calculating unit that calculates a threshold value for binarization in each partial region divided by the region dividing unit, and the partial region calculated by the partial region threshold calculating unit A pixel threshold value calculation unit that calculates a threshold value for binarization in each pixel of the grayscale image by interpolating the threshold value, and the lightness and darkness based on the threshold value in each pixel calculated by the pixel threshold value calculation unit An image processing apparatus characterized by comprising: a binary image generating unit which generates a binary image by binarizing the image.

また、本発明の一態様は、上記の画像処理装置において、前記射影値算出部は、前記濃淡画像において横方向及び縦方向それぞれにおける走査線に対応して前記射影値を算出し、前記領域分割部は、各部分領域における横方向の長さと当該部分領域内の横方向における走査線毎の射影値の総和との積が等しくなるように前記濃淡画像を横方向に分割し、各部分領域における縦方向の長さと当該部分領域内の縦方向における走査線毎の射影値の総和との積が等しくなるように前記濃淡画像を縦方向に分割することを特徴とする。   Further, according to an aspect of the present invention, in the image processing apparatus, the projection value calculation unit calculates the projection value corresponding to a scanning line in each of a horizontal direction and a vertical direction in the grayscale image, and the region division The horizontal portion divides the gray image in the horizontal direction so that the product of the horizontal length in each partial region and the sum of the projection values for each scanning line in the horizontal direction in the partial region is equal. The grayscale image is divided in the vertical direction so that the product of the length in the vertical direction and the sum of the projection values for each scanning line in the vertical direction in the partial area are equal.

また、本発明の一態様は、上記の画像処理装置において、前記射影値算出部は、前記濃淡画像を複数の走査線上で走査し、濃度の変化が大きい前記走査線ほど大きい値をとり、濃度の変化が小さい前記走査線ほど小さい値をとるように前記走査線における前記射影値を算出することを特徴とする。   Further, according to one aspect of the present invention, in the image processing apparatus, the projection value calculation unit scans the grayscale image on a plurality of scanning lines, and the scanning line having a large density change takes a larger value, The projection value in the scanning line is calculated such that the scanning line having a smaller change takes a smaller value.

また、本発明の一態様は、上記の画像処理装置において、前記射影値算出部は、前記走査線上にある各画素おいて、当該画素の濃度値と隣接画素の濃度値との積と、当該画素の濃度値と定数から隣接画素の濃度値を減算した値との積と、定数から当該画素の濃度値を減算した値と隣接画素の濃度値との積と、定数から当該画素の濃度値を減算した値と定数から隣接画素の濃度値を減算した値との積と、から当該走査線における前記射影値を算出することを特徴とする。   Further, according to one aspect of the present invention, in the above image processing device, the projection value calculation unit includes, for each pixel on the scanning line, a product of a density value of the pixel and a density value of an adjacent pixel, The product of the density value of the pixel and the value obtained by subtracting the density value of the adjacent pixel from the constant, the product of the value obtained by subtracting the density value of the pixel from the constant and the density value of the adjacent pixel, and the density value of the pixel from the constant The projection value in the scanning line is calculated from the product of the value obtained by subtracting the value of the value and the value obtained by subtracting the density value of the adjacent pixel from the constant.

また、本発明の一態様は、射影値算出部が、濃淡画像における濃度の変化度合を表す射影値の分布を生成する射影値算出ステップと、領域分割部が、前記射影値算出部が生成した前記射影値の分布に基づいて、濃度の変化が小さい領域ほど大きい部分領域に含まれ、濃度の変化が大きい領域ほど小さい部分領域に含まれるように前記濃淡画像を複数の部分領域に分割する領域分割ステップと、部分領域閾値算出部が、前記領域分割部が分割した各部分領域における2値化するための閾値を算出する部分領域閾値算出ステップと、画素閾値算出部が、前記部分領域閾値算出部が算出した各部分領域における前記閾値を補間して、前記濃淡画像の各画素における2値化するための閾値を算出する画素閾値算出ステップと、2値画像生成部が、前記画素閾値算出部が算出した各画素における前記閾値に基づいて前記濃淡画像を2値化して2値画像を生成する2値画像生成ステップと、を有することを特徴とする画像処理方法である。   Further, according to one aspect of the present invention, the projection value calculation unit generates a projection value distribution that represents a degree of change in density in the grayscale image, and the area division unit generates the projection value calculation unit. Based on the projection value distribution, an area that divides the gray image into a plurality of partial areas so that a smaller density change area is included in a larger partial area, and a higher density change area is included in a smaller partial area. A division step, a partial region threshold calculation unit calculates a threshold for binarization in each partial region divided by the region division unit, and a pixel threshold calculation unit calculates the partial region threshold calculation A pixel threshold calculation step of interpolating the threshold value in each partial region calculated by the unit to calculate a threshold value for binarization in each pixel of the grayscale image, and a binary image generation unit, And the binary image generating step of generating a binary image by binarizing the grayscale image based on the threshold value of each pixel element threshold calculating unit is calculated, an image processing method characterized by having a.

また、本発明の一態様は、上記の画像処理方法において、前記射影値算出ステップは、前記濃淡画像において横方向及び縦方向それぞれにおける走査線に対応して前記射影値を算出し、前記領域分割ステップは、各部分領域における横方向の長さと当該部分領域内の横方向における走査線毎の射影値の総和との積が等しくなるように前記濃淡画像を横方向に分割し、各部分領域における縦方向の長さと当該部分領域内の縦方向における走査線毎の射影値の総和との積が等しくなるように前記濃淡画像を縦方向に分割することを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, in the image processing method, the projection value calculating step calculates the projection value corresponding to a scanning line in each of a horizontal direction and a vertical direction in the grayscale image, and The step divides the gray image in the horizontal direction so that the product of the horizontal length in each partial area and the sum of the projection values for each scanning line in the horizontal direction in the partial area is equal. The grayscale image is divided in the vertical direction so that the product of the length in the vertical direction and the sum of the projection values for each scanning line in the vertical direction in the partial area are equal.

また、本発明の一態様は、上記の画像処理方法において、前記射影値算出ステップは、前記濃淡画像を複数の走査線上で走査し、濃度の変化が大きい前記走査線ほど大きい値をとり、濃度の変化が小さい前記走査線ほど小さい値をとるように前記走査線における前記射影値を算出することを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, in the image processing method described above, the projection value calculating step scans the grayscale image on a plurality of scanning lines, and the scanning line having a larger density change takes a larger value. The projection value in the scanning line is calculated such that the scanning line having a smaller change takes a smaller value.

また、本発明の一態様は、上記の画像処理方法において、前記射影値算出ステップは、前記走査線上にある各画素おいて、当該画素の濃度値と隣接画素の濃度値との積と、当該画素の濃度値と定数から隣接画素の濃度値を減算した値との積と、定数から当該画素の濃度値を減算した値と隣接画素の濃度値との積と、定数から当該画素の濃度値を減算した値と定数から隣接画素の濃度値を減算した値との積と、から当該走査線における前記射影値を算出することを特徴とする。   Further, according to one aspect of the present invention, in the image processing method, the projection value calculating step includes, for each pixel on the scan line, a product of a density value of the pixel and a density value of an adjacent pixel, The product of the density value of the pixel and the value obtained by subtracting the density value of the adjacent pixel from the constant, the product of the value obtained by subtracting the density value of the pixel from the constant and the density value of the adjacent pixel, and the density value of the pixel from the constant The projection value in the scanning line is calculated from the product of the value obtained by subtracting the value of the value and the value obtained by subtracting the density value of the adjacent pixel from the constant.

また、本発明の一態様は、濃淡画像における濃度の変化度合を表す射影値の分布を生成するステップと、生成した前記射影値の分布に基づいて、濃度の変化が小さい領域ほど大きい部分領域に含まれ、濃度の変化が大きい領域ほど小さい部分領域に含まれるように前記濃淡画像を複数の部分領域に分割するステップと、分割した各部分領域における2値化するための閾値を算出するステップと、算出した各部分領域における前記閾値を補間して、前記濃淡画像の各画素における2値化するための閾値を算出するステップと、算出した各画素における前記閾値に基づいて前記濃淡画像を2値化して2値画像を生成するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。   Further, according to one aspect of the present invention, based on the step of generating a projection value distribution indicating the degree of change in density in a grayscale image and the generated distribution of the projection value, an area with a smaller change in density is divided into a larger partial area. A step of dividing the grayscale image into a plurality of partial regions so as to be included in a smaller partial region as a region including a larger change in density, and calculating a threshold value for binarization in each divided partial region; Interpolating the threshold value in each calculated partial region to calculate a threshold value for binarization in each pixel of the grayscale image, and binarizing the grayscale image based on the calculated threshold value in each pixel And a program for causing a computer to execute a step of generating a binary image.

また、本発明の一態様は、濃淡画像における濃度の変化度合を表す射影値の分布を生成するステップと、生成した前記射影値の分布に基づいて、濃度の変化が小さい領域ほど大きい部分領域に含まれ、濃度の変化が大きい領域ほど小さい部分領域に含まれるように前記濃淡画像を複数の部分領域に分割するステップと、分割した各部分領域における2値化するための閾値を算出するステップと、算出した各部分領域における前記閾値を補間して、前記濃淡画像の各画素における2値化するための閾値を算出するステップと、算出した各画素における前記閾値に基づいて前記濃淡画像を2値化して2値画像を生成するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。   In addition, according to one aspect of the present invention, based on the step of generating a projection value distribution indicating the degree of change in density in a grayscale image and the generated distribution of the projection value, an area with a smaller change in density has a larger partial area. A step of dividing the grayscale image into a plurality of partial regions so as to be included in a smaller partial region as a region including a larger change in density, and calculating a threshold value for binarization in each divided partial region; Interpolating the threshold value in each calculated partial area to calculate a threshold value for binarization in each pixel of the grayscale image, and binarizing the grayscale image based on the calculated threshold value in each pixel A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute a step of generating a binary image by converting the program is recorded.

本発明によれば、濃度の変化度合を表す射影値の分布に基づき部分領域を決定しているため、事前に対象物の大きさを画像処理装置に設定することなく、背景部が抑制され、対象物が抽出できるような部分領域を対象物の大きさに動的に対応して決定することができる。また、分割画像を複数生成する必要がないため、より少ない計算量で部分領域の大きさを決定することができる。これにより、より少ない計算量で、対象物の大きさに関わらず、背景部と対象物を分離した劣化の少ない2値画像を生成することができる。   According to the present invention, since the partial region is determined based on the distribution of the projection value representing the degree of change in density, the background portion is suppressed without setting the size of the object in the image processing device in advance. A partial region where the object can be extracted can be determined dynamically corresponding to the size of the object. Further, since it is not necessary to generate a plurality of divided images, the size of the partial area can be determined with a smaller calculation amount. As a result, a binary image with less deterioration in which the background portion and the object are separated can be generated with a smaller amount of calculation, regardless of the size of the object.

本発明の一実施形態による入力濃淡画像を示す概略図である。It is the schematic which shows the input grayscale image by one Embodiment of this invention. 本実施形態による画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the image processing apparatus by this embodiment. 本実施形態による2値化処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the binarization process by this embodiment. 本実施形態による射影値算出処理を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the projection value calculation process by this embodiment. 本実施形態による領域分割処理を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the area | region division process by this embodiment. 本実施形態による2値化閾値算出処理を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the binarization threshold value calculation process by this embodiment. 本実施形態による閾値画像生成処理を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the threshold value image generation process by this embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施形態による入力濃淡画像を示す概略図である。同図を参照して以下のように用語を定義する。
濃度値とは、画素の濃度を表す0.0から1.0までの値であり、黒色を1.0とし、白色を0.0とした相対的な値である。
符号200は、入力濃淡画像である。入力濃淡画像とは、2値化の対象となる濃淡画像であり、例えば、複雑な景観が写された画像である。濃淡画像とは、濃度値が0.0から1.0までの値をとる画像である。同図に示す入力濃淡画像200において、斜線部分は景観が写された背景部Bであり、白色部分は例えば看板や標識などの対象物Tである。
2値画像とは、入力濃淡画像200の濃度値を白色(0.0)と黒色(1.0)のみで2値化した画像である。
また、画像データにおいて、四角形の画像の横方向をX軸方向、縦方向をY軸方向としてXY座標系を定める。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an input gray image according to an embodiment of the present invention. The terms are defined as follows with reference to FIG.
The density value is a value from 0.0 to 1.0 representing the density of the pixel, and is a relative value where black is 1.0 and white is 0.0.
Reference numeral 200 denotes an input grayscale image. The input grayscale image is a grayscale image to be binarized, for example, an image in which a complex landscape is captured. A grayscale image is an image having density values ranging from 0.0 to 1.0. In the input grayscale image 200 shown in the figure, the hatched portion is the background portion B where the landscape is captured, and the white portion is the object T such as a signboard or a sign.
The binary image is an image obtained by binarizing the density value of the input grayscale image 200 using only white (0.0) and black (1.0).
Further, in the image data, an XY coordinate system is defined with the horizontal direction of the rectangular image as the X-axis direction and the vertical direction as the Y-axis direction.

図2は、本実施形態による画像処理装置1の機能構成を示すブロック図である。
画像処理装置1は、入力濃淡画像200が入力されると、入力濃淡画像200を2値画像300に変換して出力する装置であり、前処理部101と、射影値算出部102と、領域分割部103と、2値化閾値算出部104と、閾値画像生成部105と、2値化判定部106とを含んで構成される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the image processing apparatus 1 according to the present embodiment.
When the input grayscale image 200 is input, the image processing apparatus 1 is an apparatus that converts the input grayscale image 200 into a binary image 300 and outputs the binary image 300. The image processing apparatus 1 includes a preprocessing unit 101, a projection value calculation unit 102, and a region division. Unit 103, binarization threshold value calculation unit 104, threshold image generation unit 105, and binarization determination unit 106.

前処理部101は、入力濃淡画像200を入力とし、入力濃淡画像200にサイズ変更処理、ノイズ除去処理、平滑化処理などの前処理を行った濃淡画像を射影値算出部102に出力する。
射影値算出部102は、濃淡画像を入力とし、入力された濃淡画像のX軸方向及びY軸方向における射影値の分布を生成する。射影値とは、濃度の変化度合を表す値である。濃度の変化が小さい領域では射影値は小さい値をとり、濃度の変化が大きい領域では射影値は大きい値をとる。そして、射影値算出部102は、生成した射影値の分布と入力された濃淡画像を領域分割部103に出力する。
The preprocessing unit 101 receives the input grayscale image 200 as input, and outputs to the projection value calculation unit 102 a grayscale image that has been subjected to preprocessing such as size change processing, noise removal processing, and smoothing processing.
The projection value calculation unit 102 receives a grayscale image as input and generates a distribution of projection values in the X-axis direction and Y-axis direction of the input grayscale image. The projection value is a value representing the degree of change in density. The projection value takes a small value in a region where the change in density is small, and the projection value takes a large value in a region where the change in density is large. Then, the projection value calculation unit 102 outputs the generated projection value distribution and the input grayscale image to the region division unit 103.

領域分割部103は、射影値の分布と濃淡画像を入力とし、入力された射影値の分布に基づいて入力された濃淡画像を複数の部分領域に分割する。そして、領域分割部103は、入力された濃淡画像と分割した部分領域の位置を2値化閾値算出部104に出力する。部分領域の位置とは、各部分領域の範囲をXY座標値で表した値である。
2値化閾値算出部104(部分領域閾値算出部)は、部分領域の位置と濃淡画像を入力とし、各部分領域において、濃淡画像を2値化するための2値化閾値を算出する。そして、算出した各部分領域の2値化閾値と各部分領域の位置と入力された濃淡画像を閾値画像生成部105に出力する。
閾値画像生成部105(画素閾値算出部)は、各部分領域の2値化閾値と各部分領域の位置と濃淡画像を入力とし、入力された各部分領域の2値化閾値を補間して、濃淡画像を2値化するための各画素における2値化閾値を算出し、閾値画像を生成する。閾値画像とは、画素値を2値化閾値とする画像である。そして、閾値画像生成部105は、生成した閾値画像と入力された濃淡画像を2値化判定部106に出力する。
2値化判定部106(2値画像生成部)は、閾値画像と濃淡画像を入力とし、入力された閾値画像と濃淡画像の各画素を比較して2値画像300を生成し、生成した2値画像300を出力する。つまり、2値化判定部106は、各画素における2値化閾値に基づいて濃淡画像を2値化して2値画像300を生成する。
The region dividing unit 103 receives the projection value distribution and the grayscale image as input, and divides the input grayscale image into a plurality of partial regions based on the input projection value distribution. Then, the region dividing unit 103 outputs the input gray image and the position of the divided partial region to the binarized threshold value calculating unit 104. The position of the partial area is a value representing the range of each partial area with XY coordinate values.
A binarization threshold value calculation unit 104 (partial region threshold value calculation unit) receives the position of a partial region and a grayscale image as input, and calculates a binarization threshold value for binarizing the grayscale image in each partial region. Then, the calculated binarization threshold value of each partial region, the position of each partial region, and the input gray image are output to the threshold image generation unit 105.
The threshold image generation unit 105 (pixel threshold calculation unit) receives the binarization threshold value of each partial region, the position of each partial region, and the grayscale image, and interpolates the binarization threshold value of each input partial region, A binarization threshold value in each pixel for binarizing the grayscale image is calculated, and a threshold image is generated. The threshold image is an image having a pixel value as a binarization threshold. Then, the threshold image generation unit 105 outputs the generated threshold image and the input grayscale image to the binarization determination unit 106.
The binarization determination unit 106 (binary image generation unit) receives the threshold image and the gray image, compares each pixel of the input threshold image and the gray image, generates a binary image 300, and generates the generated 2 A value image 300 is output. That is, the binarization determination unit 106 binarizes the grayscale image based on the binarization threshold value in each pixel and generates a binary image 300.

次に、図3を参照して、画像処理装置1による2値化処理の詳細な手順について説明する。図3は、本実施形態による2値化処理の手順を示すフローチャートである。
[ステップS1:前処理]
まず、ステップS1では、前処理部101が、入力濃淡画像200に対してサイズ変更処理、ノイズ除去処理、平滑化処理などの前処理を行った濃淡画像を生成する。具体的には、サイズ変更処理において、前処理部101は、入力濃淡画像200をサイズがN×N画素(N及びNは正の整数)になるよう拡大又は縮小する。次に、ノイズ除去処理において、前処理部101は、例えば、各画素について、画素とその画素の近傍8点の画素(3×3領域)の濃度値を取得し、その濃度値を小さい順に並べたときの中央値をその画素の濃度値とするなど既存の方法を用いてノイズ除去を行う。そして、平滑化処理において、前処理部101は、例えば、所定範囲の画素についてその濃度値を平均するなど既存の方法を用いて平滑化を行う。
Next, a detailed procedure of the binarization process by the image processing apparatus 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the binarization process according to the present embodiment.
[Step S1: Preprocessing]
First, in step S <b> 1, the preprocessing unit 101 generates a grayscale image obtained by performing preprocessing such as a size change process, a noise removal process, and a smoothing process on the input grayscale image 200. Specifically, in the size changing process, the preprocessing unit 101 enlarges or reduces the input grayscale image 200 so that the size becomes N x × N y pixels (N x and N y are positive integers). Next, in the noise removal process, for example, the preprocessing unit 101 acquires, for each pixel, the density values of the pixel and eight neighboring pixels (3 × 3 region), and arranges the density values in ascending order. Then, noise removal is performed using an existing method, such as setting the median value at that time as the density value of the pixel. In the smoothing process, the preprocessing unit 101 performs smoothing using an existing method such as averaging the density values of pixels in a predetermined range.

[ステップS2:射影値算出処理]
次に、ステップS2では、射影値算出部102が、前処理部101が前処理した濃淡画像に対して、X軸方向及びY軸方向における射影値の分布を生成する。図4は、本実施形態による射影値算出処理を説明するための概略図である。この図において、座標値が(1,j)から(N,j)まで(但し、(1≦j≦N)の画素の並びがY座標値jに対する走査線SYであり、(i,1)から(i,N)まで(但し、(1≦i≦N)の画素の並びがX座標値iに対する走査線SXである。射影値算出部102は、濃淡画像を複数の走査線上で走査して射影値を算出する。ここで、ある画素に対し、図に示す走査線SXまたはSYの矢印方向(正方向)に隣接する画素をその画素の隣接画素と定義する。また、以下、定数lは1.0である。
[Step S2: Projection Value Calculation Processing]
Next, in step S <b> 2, the projection value calculation unit 102 generates a projection value distribution in the X-axis direction and the Y-axis direction for the grayscale image preprocessed by the preprocessing unit 101. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the projection value calculation processing according to the present embodiment. In this figure, the array of pixels with coordinate values from (1, j) to (N x , j) (where (1 ≦ j ≦ N Y )) is the scanning line SY for the Y coordinate value j, (i, 1) to (i, N Y ) (where (1 ≦ i ≦ N x )) is a scanning line SX with respect to the X coordinate value i. The projection value calculation unit 102 scans the grayscale image with a plurality of scans. A projection value is calculated by scanning on a line, where a pixel adjacent to a certain pixel in the arrow direction (positive direction) of the scanning line SX or SY shown in the figure is defined as an adjacent pixel of the pixel. Hereinafter, the constant l is 1.0.

まず、射影値算出部102は、濃淡画像における全てのX座標値iについて、射影値P(i)を算出する。具体的には、まず、射影値算出部102は、X座標値iに対する走査線SX上にある画素について、当該画素の濃度値と隣接画素の濃度値との積aの総和apを次の式(1)により算出する。ただし、g(i,j)は、濃淡画像においてXY座標値が(i,j)である画素R(i,j)の濃度値である。 First, the projection value calculation unit 102 calculates the projection value P x (i) for all X coordinate values i in the grayscale image. Specifically, first, the projection value calculation unit 102 calculates, for the pixels on the scanning line SX with respect to the X coordinate value i, the sum a ap i of the product a of the density value of the pixel and the density value of the adjacent pixel as follows. Calculated according to equation (1). However, g (i, j) is a density value of the pixel R (i, j) whose XY coordinate value is (i, j) in the grayscale image.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

次に、射影値算出部102は、X座標値iに対する走査線SX上にある画素について、当該画素の濃度値と(l−(隣接画素の濃度値))との積bの総和bpを次の式(2)により算出する。 Next, the projection value calculation unit 102 calculates, for a pixel on the scanning line SX with respect to the X coordinate value i, a sum b bp i of the product b of the density value of the pixel and (l− (density value of adjacent pixel)). It calculates by following Formula (2).

Figure 2010186401
Figure 2010186401

次に、射影値算出部102は、X座標値iに対する走査線SX上にある画素について、(l−当該画素の濃度値)と隣接画素の濃度値との積cの総和cpを次の式(3)により算出する。 Next, the projection value calculation unit 102 calculates, for the pixels on the scanning line SX with respect to the X coordinate value i, the sum cp i of the product c of (1−density value of the pixel) and the density value of the adjacent pixel as follows. Calculated according to equation (3).

Figure 2010186401
Figure 2010186401

次に、射影値算出部102は、X座標値iに対する走査線SX上にある画素について、(l−当該画素の濃度値)と(l−(隣接画素の濃度値))との積eの総和epを次の式(4)により算出する。 Next, the projection value calculation unit 102 calculates the product e of (l−density value of the pixel) and (l− (density value of the adjacent pixel)) for the pixel on the scanning line SX with respect to the X coordinate value i. the sum ep i is calculated by the following equation (4).

Figure 2010186401
Figure 2010186401

そして、射影値算出部102は、次の式(5)により射影値P(i)を算出する。射影値P(i)は、濃度が一定である走査線SX上では小さい値をとり、濃度の変化が多い走査線SX上では大きい値をとる。 Then, the projection value calculating section 102 calculates the projection values P x (i) by the following equation (5). The projection value P x (i) takes a small value on the scanning line SX where the density is constant, and takes a large value on the scanning line SX where the density changes frequently.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

次に、射影値算出部102は、濃淡画像におけるすべてのY座標値jについて、射影値P(j)を算出する。具体的には、まず、射影値算出部102は、Y座標値jに対する走査線SY上にある画素について、aの総和apを次の式(6)により算出する。 Next, the projection value calculation unit 102 calculates the projection value P Y (j) for all the Y coordinate values j in the grayscale image. Specifically, first, the projection value calculation unit 102 calculates the sum ap j of a by the following equation (6) for the pixels on the scanning line SY with respect to the Y coordinate value j.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

次に、射影値算出部102は、Y座標値jに対する走査線SY上にある画素について、bの総和bpを次の式(7)により算出する。 Next, the projection value calculation unit 102 calculates the total sum bp j of b by the following equation (7) for the pixels on the scanning line SY with respect to the Y coordinate value j.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

次に、射影値算出部102は、Y座標値jに対する走査線SY上にある画素について、cの総和cpを次の式(8)により算出する。 Next, the projection value calculation unit 102 calculates the total cp j of c by the following equation (8) for the pixels on the scanning line SY with respect to the Y coordinate value j.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

次に、射影値算出部102は、Y座標値jに対する走査線SY上にある画素について、eの総和epを次の式(9)により算出する。 Next, the projection value calculation unit 102 calculates the total sum ep j of e for the pixels on the scanning line SY with respect to the Y coordinate value j by the following equation (9).

Figure 2010186401
Figure 2010186401

そして、射影値算出部102は、次の式(10)により射影値P(j)を算出する。射影値P(j)は、濃度が一定である走査線SY上では小さい値をとり、濃度の変化が多い走査線SY上では大きい値をとる。 Then, the projection value calculation unit 102 calculates the projection value P Y (j) by the following equation (10). The projection value P Y (j) takes a small value on the scanning line SY where the density is constant, and takes a large value on the scanning line SY where the density changes frequently.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

そして、射影値算出部102は、射影値P(i)に基づいて図4に示すX軸方向における射影値の分布500を生成し、射影値P(j)に基づいて図4に示すY軸方向における射影値の分布400を生成する。 Then, the projection value calculating unit 102, based on the projection values P x (i) generating a distribution 500 of projection values in the X-axis direction shown in FIG. 4, shown in FIG. 4 based on the projection values P Y (j) A projection value distribution 400 in the Y-axis direction is generated.

射影値算出部102は、濃度値の絶対値を用いずに、隣接する画素の濃度値の積を用いて射影値を算出する。このため、射影値は、画像全体の明るさの変動に対し安定して濃度の変化に応じた値を示す。つまり、射影値は、濃度の変化が小さい走査線上では小さい値をとり、濃度の変化が大きい走査線上では大きい値をとる。また、濃度分布に二峰性が明確に出ない濃淡画像であっても、射影値は対象物Tと背景部Bの両方が存在する領域では大きな値をとり、背景部Bのみ或いは対象物Tのみが存在する領域では小さい値をとる。   The projection value calculation unit 102 calculates the projection value using the product of the density values of adjacent pixels without using the absolute value of the density value. For this reason, the projection value shows a value corresponding to a change in density stably with respect to a change in brightness of the entire image. That is, the projection value takes a small value on a scanning line with a small change in density and takes a large value on a scanning line with a large change in density. Even in a grayscale image in which the bimodality does not appear clearly in the density distribution, the projection value takes a large value in a region where both the object T and the background part B exist, and only the background part B or the object T It takes a small value in the area where only exists.

なお、本実施形態では、射影値算出部102は、全てのX座標値iについて射影値P(i)を算出したが、例えば偶数(或いは奇数)であるX座標値iについてのみ射影値P(i)を算出するなど射影値P(i)を算出するX座標値iを限定してもよい。同様に、例えば偶数(或いは奇数)であるY座標値jについてのみ射影値P(j)を算出するなど射影値P(j)を算出するY座標値jを限定してもよい。 In this embodiment, the projection value calculation unit 102 calculates the projection value P x (i) for all the X coordinate values i. However, for example, the projection value P only for the X coordinate value i that is an even number (or an odd number). The X coordinate value i for calculating the projection value P x (i) may be limited, for example, by calculating x (i). Similarly, for example, even (or odd) may limit the Y coordinate value j for calculating the projection values P Y (j) such as only to calculate the projection values P Y (j) for the Y-coordinate value j is.

[ステップS3:領域分割処理]
次に、ステップS3では、領域分割部103が、射影値算出部102が生成したX軸方向における射影値の分布500及びY軸方向における射影値の分布400に基づいて、濃淡画像を複数の部分領域に分割する。図5は、本実施形態による領域分割処理を説明するための概略図である。ここで、X軸方向に分割する部分領域の数QとY軸方向に分割する部分領域の数Qは予め画像処理装置1に設定されている。この図に示す例では、領域分割部103は、濃淡画像を4×4=16個(A11〜A44)の部分領域に分割している。
[Step S3: Area Division Processing]
Next, in step S <b> 3, the region dividing unit 103 converts the grayscale image into a plurality of parts based on the projection value distribution 500 in the X-axis direction and the projection value distribution 400 in the Y-axis direction generated by the projection value calculation unit 102. Divide into areas. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the region division processing according to the present embodiment. Here, the number Q x of partial areas divided in the X-axis direction and the number Q y of partial areas divided in the Y-axis direction are set in the image processing apparatus 1 in advance. In the example shown in this figure, the area dividing unit 103 divides the grayscale image into 4 × 4 = 16 (A11 to A44) partial areas.

領域分割部103は、まず、X軸方向に濃淡画像を分割する。具体的には、領域分割部103は、各部分領域において、当該部分領域のX軸方向の長さと当該部分領域内のX軸方向における走査線SX毎の射影値の総和との積が等しくなるように濃淡画像をX軸方向に分割する。TXは、X軸方向k(1≦k≦Q)番目の部分領域におけるX軸方向の長さと当該部分領域内のX軸方向における走査線SX毎の射影値の総和との積であり、次の式(11)により表される。Xは、X軸方向k番目の部分領域における右端のX座標値である。ただし、Xは0である。 The area dividing unit 103 first divides the grayscale image in the X-axis direction. Specifically, in each partial region, the region dividing unit 103 equals the product of the length in the X-axis direction of the partial region and the sum of the projection values for each scanning line SX in the X-axis direction in the partial region. Thus, the grayscale image is divided in the X-axis direction. TX k is the product of the length in the X-axis direction in the k-th partial region (1 ≦ k ≦ Q x ) in the X-axis direction and the sum of the projection values for each scanning line SX in the X-axis direction in the partial region. Is represented by the following equation (11). X k is the X coordinate value of the right end in the k-th partial region in the X-axis direction. However, X 0 is 0.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

図5に示す例では、領域分割部103は、部分領域A11におけるTXと、部分領域A12におけるTXと、部分領域A13におけるTXと、部分領域A14におけるTXとが等しくなるように、濃淡画像をX軸方向に分割するX座標値XとXとXとを決定する。具体的には、次の式(12)を満たすXを算出する。 In the example shown in FIG. 5, the region dividing unit 103 makes TX 1 in the partial region A11, TX 2 in the partial region A12, TX 3 in the partial region A13, and TX 4 in the partial region A14 equal. determining the X-coordinate values X 1 and X 2 and X 3 for dividing the gray image in the X-axis direction. Specifically, it calculates the X k to satisfy the following equation (12).

Figure 2010186401
Figure 2010186401

次に、領域分割部103は、Y軸方向に濃淡画像を分割する。具体的には、領域分割部103は、各部分領域において、当該部分領域のY軸方向の長さと当該部分領域内のY軸方向における走査線SY毎の射影値の総和との積が等しくなるように濃淡画像をY軸方向に分割する。TYは、Y軸方向k(1≦k≦Q)番目の部分領域におけるY軸方向の長さと当該部分領域内のY軸方向における走査線SY毎の射影値の総和との積であり、次の式(13)により表される。Yは、Y軸方向k番目の部分領域における下端のY座標値である。ただし、Yは0である。 Next, the area dividing unit 103 divides the grayscale image in the Y-axis direction. Specifically, in each partial region, the region dividing unit 103 equals the product of the length in the Y-axis direction of the partial region and the sum of the projection values for each scanning line SY in the Y-axis direction in the partial region. Thus, the grayscale image is divided in the Y-axis direction. TY k is the product of the length in the Y-axis direction in the k-th partial region (1 ≦ k ≦ Q y ) in the Y-axis direction and the sum of the projection values for each scanning line SY in the Y-axis direction in the partial region. Is represented by the following equation (13). Y k is the Y coordinate value of the lower end in the k-th partial region in the Y-axis direction. However, Y 0 is 0.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

図5に示す例では、領域分割部103は、部分領域A11におけるTYと、部分領域A21におけるTYと、部分領域A31におけるTYと、部分領域A41におけるTYと、が等しくなるように、濃淡画像をY軸方向に分割するY座標値YとYとYとを決定する。具体的には、次の式(14)を満たすYを算出する。 In the example shown in FIG. 5, the region dividing unit 103 makes TY 1 in the partial region A11, TY 2 in the partial region A21, TY 3 in the partial region A31, and TY 4 in the partial region A41 equal. Then, Y coordinate values Y 1 , Y 2 and Y 3 for dividing the grayscale image in the Y-axis direction are determined. Specifically, to calculate a Y k satisfying the following equation (14).

Figure 2010186401
Figure 2010186401

濃淡画像において対象物Tと背景部Bを含む領域は濃度の変化が大きいため、射影値が大きい。一方、対象物T或いは背景部Bのみを含む領域は濃度の変化が小さいため、射影値が小さい。よって、対象物Tと背景部Bを含む領域が比較的面積の小さい部分領域に含まれ、対象物T或いは背景部Bのみを含む領域が比較的面積の大きい部分領域に含まれるように濃淡画像を分割することができる。   In the grayscale image, the region including the object T and the background portion B has a large change in density, and thus has a large projection value. On the other hand, the region including only the object T or the background portion B has a small projected value because the change in density is small. Therefore, the grayscale image so that the region including the object T and the background portion B is included in the partial region having a relatively small area, and the region including only the object T or the background portion B is included in the partial region having a relatively large area. Can be divided.

[ステップS4:2値化閾値算出処理]
次に、ステップS4では、2値化閾値算出部104が、領域分割部103が分割した各分割領域において、2値化するための2値化閾値を算出する。図6は、本実施形態による2値化閾値算出処理を説明するための概略図である。図に示すように、部分領域A11〜A44の2値化閾値はθ11〜θ44である。本実施形態では、2値化閾値算出部104は、判別分析法を用いて2値化閾値を算出する。具体的には、まず、2値化閾値算出部104は、部分領域内にある各画素の濃度値の頻度分布を求める。そして、2値化閾値算出部104は、ある濃度値θより濃度値が大きい画素を黒色のクラスに、濃度値がその濃度値θ以下の画素を白色のクラスに分けたとき、最も分離度の高い(クラス間の分散が最大となる)濃度値θをその部分領域の2値化閾値とする。
[Step S4: Binarization threshold value calculation process]
Next, in step S4, the binarization threshold value calculation unit 104 calculates a binarization threshold value for binarization in each divided region divided by the region division unit 103. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the binarization threshold value calculation process according to the present embodiment. As shown in the figure, the binarization threshold values of the partial areas A11 to A44 are θ11 to θ44. In the present embodiment, the binarization threshold value calculation unit 104 calculates a binarization threshold value using a discriminant analysis method. Specifically, first, the binarization threshold value calculation unit 104 obtains a frequency distribution of density values of each pixel in the partial area. Then, the binarization threshold value calculation unit 104 divides a pixel having a density value larger than a certain density value θ into a black class and a pixel having a density value equal to or lower than the density value θ into a white class. A high density value θ (maximum variance between classes) is set as a binarization threshold value of the partial area.

[ステップS5:閾値画像生成処理]
次に、ステップS5では、閾値画像生成部105が、2値化閾値算出部104が算出した各部分領域の2値化閾値に基づいて、閾値画像を生成する。閾値画像とは、各画素の値が、濃淡画像を2値化するための2値化閾値である画像である。図7は、本実施形態による閾値画像生成処理を説明するための概略図である。まず、閾値画像生成部105は、閾値画像おける各部分領域の中心に位置する画素の値を各部分領域の2値化閾値をとする。ただし、部分領域のX軸方向又はY軸方向の長さが偶数の場合には、中心の座標値の小数点以下を切り捨てた値を中心に位置する画素の座標とする。次に、閾値画像生成部105は、隣接する4つの部分領域の中心に位置する画素を頂点とする四角形内に位置する任意の画素R(i,j)の2値化閾値T(i,j)を線形補間により次の式(15)から算出する。但し、θ1は四角形の左上の頂点の2値化閾値であり、θ2は四角形の左下の頂点の2値化閾値であり、θ3は四角形の右上の頂点の2値化閾値であり、θ4は四角形の右下の頂点の2値化閾値である。また、L1は四角形の左上の頂点から右上の頂点までのX軸方向の距離であり、L2は四角形の左上の頂点から左下の頂点までのY軸方向の距離である。また、αは四角形の左上の頂点から画素R(i,j)までのX軸方向の距離であり、βは四角形の左上の頂点から画素R(i,j)までのY軸方向の距離である。
[Step S5: Threshold Image Generation Processing]
Next, in step S <b> 5, the threshold image generation unit 105 generates a threshold image based on the binarization threshold value of each partial region calculated by the binarization threshold value calculation unit 104. A threshold image is an image in which the value of each pixel is a binarization threshold for binarizing a grayscale image. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining threshold image generation processing according to the present embodiment. First, the threshold image generation unit 105 sets the value of the pixel located at the center of each partial area in the threshold image as the binarization threshold value of each partial area. However, when the length of the partial region in the X-axis direction or the Y-axis direction is an even number, the value obtained by discarding the decimal point of the center coordinate value is used as the coordinate of the pixel located at the center. Next, the threshold image generation unit 105 binarizes a threshold value T (i, j) of an arbitrary pixel R (i, j) located within a quadrangle whose apex is a pixel located at the center of four adjacent partial regions. ) Is calculated from the following equation (15) by linear interpolation. However, θ1 is the binarization threshold value of the upper left vertex of the rectangle, θ2 is the binarization threshold value of the lower left vertex of the rectangle, θ3 is the binarization threshold value of the upper right vertex of the rectangle, and θ4 is the rectangle This is the binarization threshold value of the lower right vertex. L1 is the distance in the X-axis direction from the upper left vertex to the upper right vertex of the rectangle, and L2 is the distance in the Y axis direction from the upper left vertex to the lower left vertex of the rectangle. Α is the distance in the X-axis direction from the upper left vertex of the rectangle to the pixel R (i, j), and β is the distance in the Y-axis direction from the upper left vertex of the rectangle to the pixel R (i, j). is there.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

[ステップS6:2値化判定処理]
次に、ステップS6では、2値化判定部106が、濃淡画像を閾値画像生成部105が生成した閾値画像と比較して2値画像300を生成する。具体的には、2値化判定部106は、次の式(16)より2値画像300の各画素値B(i,j)を算出する。ただし、G(i,j)は、閾値画像における画素R(i,j)の画素値である。
[Step S6: Binarization Determination Processing]
Next, in step S <b> 6, the binarization determination unit 106 generates a binary image 300 by comparing the grayscale image with the threshold image generated by the threshold image generation unit 105. Specifically, the binarization determination unit 106 calculates each pixel value B (i, j) of the binary image 300 from the following equation (16). However, G (i, j) is a pixel value of the pixel R (i, j) in the threshold image.

Figure 2010186401
Figure 2010186401

このように、本実施形態によれば、濃度の変化を表す射影値の分布に基づき部分領域を決定しているため、事前に対象物Tの大きさを画像処理装置1に設定することなく、背景部Bが抑制され、対象物Tが抽出できるような部分領域を対象物の大きさに動的に対応して決定することができる。また、分割画像を複数生成する必要がないため、より少ない計算量で部分領域の大きさを決定することができる。これにより、より少ない計算量で、対象物Tの大きさに関わらず、背景部Bと対象物Tを分離した劣化の少ない2値画像300を生成することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the partial region is determined based on the distribution of the projection value representing the change in density, the size of the target T is not set in the image processing apparatus 1 in advance. It is possible to determine a partial region in which the background portion B is suppressed and the target T can be extracted, dynamically corresponding to the size of the target. Further, since it is not necessary to generate a plurality of divided images, the size of the partial area can be determined with a smaller calculation amount. Thereby, it is possible to generate a binary image 300 with less deterioration by separating the background portion B and the target object T with a smaller calculation amount regardless of the size of the target object T.

また、図3に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、2値化処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
Also, a binarization process is performed by recording a program for realizing each step shown in FIG. 3 on a computer-readable recording medium, causing the computer system to read and execute the program recorded on the recording medium. May be performed. Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
Further, the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time.
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、2値化閾値算出に判別分析法を用いたが、局所領域内の2値化閾値を算出するのに適した手法であれば、例えばNiblackの手法や濃度分布の平均値や中央値を用いる方法、pタイル法など他の手法を用いてもよい。
また、本実施形態では、2値化閾値の補間方法として線形補間を用いたが、閾値を補間させる他の方法を用いてもよい。
As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to
For example, in this embodiment, the discriminant analysis method is used to calculate the binarization threshold value. However, if the method is suitable for calculating the binarization threshold value in the local region, for example, the Niblack method or the density distribution average is used. Other methods such as a method using a value or a median value, or a p-tile method may be used.
In this embodiment, linear interpolation is used as the binarization threshold interpolation method, but other methods for interpolating the threshold may be used.

1…画像処理装置 101…前処理部 102…射影値算出部 103…領域分割部 104…2値化閾値算出部 105…閾値画像生成部 106…2値化判定部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image processing apparatus 101 ... Pre-processing part 102 ... Projection value calculation part 103 ... Area division part 104 ... Binarization threshold value calculation part 105 ... Threshold image generation part 106 ... Binarization determination part

Claims (10)

濃淡画像における濃度の変化度合を表す射影値の分布を生成する射影値算出部と、
前記射影値算出部が生成した前記射影値の分布に基づいて、濃度の変化が小さい領域ほど大きい部分領域に含まれ、濃度の変化が大きい領域ほど小さい部分領域に含まれるように前記濃淡画像を複数の部分領域に分割する領域分割部と、
前記領域分割部が分割した各部分領域における2値化するための閾値を算出する部分領域閾値算出部と、
前記部分領域閾値算出部が算出した各部分領域における前記閾値を補間して、前記濃淡画像の各画素における2値化するための閾値を算出する画素閾値算出部と、
前記画素閾値算出部が算出した各画素における前記閾値に基づいて前記濃淡画像を2値化して2値画像を生成する2値画像生成部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
A projection value calculation unit that generates a distribution of projection values representing the degree of change in density in the grayscale image;
Based on the projection value distribution generated by the projection value calculation unit, the grayscale image is included so that a region with a smaller change in density is included in a larger partial region and a region with a larger change in density is included in a smaller partial region. An area dividing unit that divides into a plurality of partial areas;
A partial region threshold value calculating unit that calculates a threshold value for binarization in each partial region divided by the region dividing unit;
A pixel threshold value calculation unit that calculates a threshold value for binarization in each pixel of the grayscale image by interpolating the threshold value in each partial region calculated by the partial region threshold value calculation unit;
A binary image generation unit that generates a binary image by binarizing the grayscale image based on the threshold value of each pixel calculated by the pixel threshold value calculation unit;
An image processing apparatus comprising:
前記射影値算出部は、前記濃淡画像において横方向及び縦方向それぞれにおける走査線に対応して前記射影値を算出し、
前記領域分割部は、各部分領域における横方向の長さと当該部分領域内の横方向における走査線毎の射影値の総和との積が等しくなるように前記濃淡画像を横方向に分割し、各部分領域における縦方向の長さと当該部分領域内の縦方向における走査線毎の射影値の総和との積が等しくなるように前記濃淡画像を縦方向に分割する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The projection value calculation unit calculates the projection value corresponding to the scanning lines in the horizontal direction and the vertical direction in the grayscale image,
The region dividing unit divides the gray image in the horizontal direction so that the product of the horizontal length in each partial region and the sum of the projection values for each scanning line in the horizontal direction in the partial region are equal. The grayscale image is divided in the vertical direction so that the product of the vertical length in the partial area and the sum of the projection values for each scanning line in the vertical direction in the partial area are equal. The image processing apparatus described.
前記射影値算出部は、前記濃淡画像を複数の走査線上で走査し、濃度の変化が大きい前記走査線ほど大きい値をとり、濃度の変化が小さい前記走査線ほど小さい値をとるように前記走査線における前記射影値を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The projection value calculation unit scans the grayscale image on a plurality of scanning lines, and the scanning line has a larger value as the scanning line having a larger density change and takes a smaller value as the scanning line has a smaller density change. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the projection value in a line is calculated. 前記射影値算出部は、前記走査線上にある各画素おいて、当該画素の濃度値と隣接画素の濃度値との積と、当該画素の濃度値と定数から隣接画素の濃度値を減算した値との積と、定数から当該画素の濃度値を減算した値と隣接画素の濃度値との積と、定数から当該画素の濃度値を減算した値と定数から隣接画素の濃度値を減算した値との積と、から当該走査線における前記射影値を算出することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。   The projection value calculation unit is a value obtained by subtracting the density value of the adjacent pixel from the product of the density value of the pixel and the density value of the adjacent pixel and the density value of the pixel and a constant in each pixel on the scanning line. , The product of the value obtained by subtracting the density value of the pixel from the constant and the density value of the adjacent pixel, the value obtained by subtracting the density value of the pixel from the constant, and the value obtained by subtracting the density value of the adjacent pixel from the constant The image processing apparatus according to claim 3, wherein the projection value in the scanning line is calculated from the product of 射影値算出部が、濃淡画像における濃度の変化度合を表す射影値の分布を生成する射影値算出ステップと、
領域分割部が、前記射影値算出部が生成した前記射影値の分布に基づいて、濃度の変化が小さい領域ほど大きい部分領域に含まれ、濃度の変化が大きい領域ほど小さい部分領域に含まれるように前記濃淡画像を複数の部分領域に分割する領域分割ステップと、
部分領域閾値算出部が、前記領域分割部が分割した各部分領域における2値化するための閾値を算出する部分領域閾値算出ステップと、
画素閾値算出部が、前記部分領域閾値算出部が算出した各部分領域における前記閾値を補間して、前記濃淡画像の各画素における2値化するための閾値を算出する画素閾値算出ステップと、
2値画像生成部が、前記画素閾値算出部が算出した各画素における前記閾値に基づいて前記濃淡画像を2値化して2値画像を生成する2値画像生成ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
A projection value calculating step for generating a distribution of projection values representing a degree of change in density in the grayscale image;
Based on the projection value distribution generated by the projection value calculation unit, the region dividing unit includes a region with a smaller change in density as a larger partial region and a region with a larger change in density as a smaller partial region. An area dividing step for dividing the gray image into a plurality of partial areas;
A partial region threshold value calculating unit that calculates a threshold value for binarization in each partial region divided by the region dividing unit;
A pixel threshold calculation unit that interpolates the threshold in each partial region calculated by the partial region threshold calculation unit and calculates a threshold for binarization in each pixel of the grayscale image;
A binary image generation step of generating a binary image by binarizing the grayscale image based on the threshold value of each pixel calculated by the pixel threshold value calculation unit;
An image processing method comprising:
前記射影値算出ステップは、前記濃淡画像において横方向及び縦方向それぞれにおける走査線に対応して前記射影値を算出し、
前記領域分割ステップは、各部分領域における横方向の長さと当該部分領域内の横方向における走査線毎の射影値の総和との積が等しくなるように前記濃淡画像を横方向に分割し、各部分領域における縦方向の長さと当該部分領域内の縦方向における走査線毎の射影値の総和との積が等しくなるように前記濃淡画像を縦方向に分割する
ことを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。
The projection value calculating step calculates the projection value corresponding to the scanning lines in the horizontal direction and the vertical direction in the grayscale image,
The region dividing step divides the gray image in the horizontal direction so that the product of the horizontal length in each partial region and the sum of the projection values for each scanning line in the horizontal direction in the partial region are equal. 6. The gray image is divided in the vertical direction so that the product of the length in the vertical direction in the partial area and the sum of the projection values for each scanning line in the vertical direction in the partial area is equal. The image processing method as described.
前記射影値算出ステップは、前記濃淡画像を複数の走査線上で走査し、濃度の変化が大きい前記走査線ほど大きい値をとり、濃度の変化が小さい前記走査線ほど小さい値をとるように前記走査線における前記射影値を算出することを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。   The projection value calculating step scans the grayscale image on a plurality of scanning lines, and the scanning line having a larger density change takes a larger value, and the scanning line having a smaller density change takes a smaller value. The image processing method according to claim 5, wherein the projection value in a line is calculated. 前記射影値算出ステップは、前記走査線上にある各画素おいて、当該画素の濃度値と隣接画素の濃度値との積と、当該画素の濃度値と定数から隣接画素の濃度値を減算した値との積と、定数から当該画素の濃度値を減算した値と隣接画素の濃度値との積と、定数から当該画素の濃度値を減算した値と定数から隣接画素の濃度値を減算した値との積と、から当該走査線における前記射影値を算出することを特徴とする請求項7に記載の画像処理方法。   In the projection value calculating step, for each pixel on the scanning line, a product of the density value of the pixel and the density value of the adjacent pixel, and a value obtained by subtracting the density value of the adjacent pixel from the density value and constant of the pixel. , The product of the value obtained by subtracting the density value of the pixel from the constant and the density value of the adjacent pixel, the value obtained by subtracting the density value of the pixel from the constant, and the value obtained by subtracting the density value of the adjacent pixel from the constant The image processing method according to claim 7, wherein the projection value in the scanning line is calculated from the product of 濃淡画像における濃度の変化度合を表す射影値の分布を生成するステップと、
生成した前記射影値の分布に基づいて、濃度の変化が小さい領域ほど大きい部分領域に含まれ、濃度の変化が大きい領域ほど小さい部分領域に含まれるように前記濃淡画像を複数の部分領域に分割するステップと、
分割した各部分領域における2値化するための閾値を算出するステップと、
算出した各部分領域における前記閾値を補間して、前記濃淡画像の各画素における2値化するための閾値を算出するステップと、
算出した各画素における前記閾値に基づいて前記濃淡画像を2値化して2値画像を生成するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
Generating a distribution of projection values representing the degree of change in density in the grayscale image;
Based on the generated projection value distribution, the grayscale image is divided into a plurality of partial areas so that areas with smaller changes in density are included in larger partial areas and areas with higher changes in density are included in smaller partial areas. And steps to
Calculating a threshold value for binarization in each divided partial area;
Interpolating the threshold value in each calculated partial area to calculate a threshold value for binarization in each pixel of the grayscale image;
Binarizing the grayscale image based on the calculated threshold value for each pixel to generate a binary image;
A program that causes a computer to execute.
濃淡画像における濃度の変化度合を表す射影値の分布を生成するステップと、
生成した前記射影値の分布に基づいて、濃度の変化が小さい領域ほど大きい部分領域に含まれ、濃度の変化が大きい領域ほど小さい部分領域に含まれるように前記濃淡画像を複数の部分領域に分割するステップと、
分割した各部分領域における2値化するための閾値を算出するステップと、
算出した各部分領域における前記閾値を補間して、前記濃淡画像の各画素における2値化するための閾値を算出するステップと、
算出した各画素における前記閾値に基づいて前記濃淡画像を2値化して2値画像を生成するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
Generating a distribution of projection values representing the degree of change in density in the grayscale image;
Based on the generated projection value distribution, the grayscale image is divided into a plurality of partial areas so that areas with smaller changes in density are included in larger partial areas and areas with higher changes in density are included in smaller partial areas. And steps to
Calculating a threshold value for binarization in each divided partial area;
Interpolating the threshold value in each calculated partial area to calculate a threshold value for binarization in each pixel of the grayscale image;
Binarizing the grayscale image based on the calculated threshold value for each pixel to generate a binary image;
The computer-readable recording medium which recorded the program for making a computer perform.
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