JP2859603B2 - 画像データの２値化方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の各画素が複
数の階調である濃度を有する画像データを、２値化する
ための方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理システムを構築する上で、２値
化処理は必要不可欠である。

【０００３】画像データを２値化する典型的な先行技術
は、たとえば特開昭６３−１９５４３に開示されてい
る。この先行技術では、たとえば図１３（１）に示され
るように背景である芝生１上に高反射率を有する金属片
２が配置されて太陽光が照射されている状態を撮像した
画像データの全体を、単一の予め定めるしきい値で２値
化すると、図１３（２）に示される２値化された画像が
得られ、多くのノイズが含まれる。また図１４（１）に
示されるように、照明灯で照射した緩やかな画像の濃淡
の変化であるいわゆるシェーディングがある画像を撮像
して、単一の予め定めるしきい値で２値化すると、図１
４（２）で示される２値化画像が得られる。この図１４
（２）に示される２値化画像では、図１４（１）のシェ
ーディングの存在が２値化画像に現れ、したがって先行
技術ではシェーディングに対応することができない。

【０００４】さらに他の先行技術は、たとえば特開昭６
３−２２０３７５および特開昭５９−１７８８７２に開
示される。この先行技術では、図１５（１）に示される
各画素が複数の濃度を有する太陽光が照射された原画像
データの一画面を、多数の小領域に分割し、各小領域毎
に２値化のためのしきい値を設定し、図１５（２）に示
される２値化画像を得る。この先行技術では、金属片２
などの抽出対象の有無にかかわらず、しきい値を設定す
るので、図１５（２）に示されるようにノイズ成分が残
る。

【０００５】またこの先行技術では、図１６（１）に示
される人工照明によるシェーディングがある原画像を２
値化したときにも、図１６（２）に示されるようにノイ
ズ成分が残る。図１５（１）および図１６（１）は、前
述の図１１（１）および図１２（１）の各画像と同一で
ある。

【０００６】要約すると先行技術では、照明条件変化、
テレビカメラなどのセンサの感度のばらつきおよび背景
の明るさの不均一性などの外乱に起因して、背景にノイ
ズ成分が残り、シェーディングに対応することができな
いなどの問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、背景
のノイズ成分を除去し、また原画像の緩やかな濃淡の変
化であるシェーディングによる悪影響を受けず、不要な
背景成分が２値化されないようにした画像データの２値
化方法および装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の各画素
が複数の濃度を有する一画面分の画像データを、一画面
の画素数未満の複数のウインドウに分割し、各ウインド
ウ毎に、濃度と画素数とのヒストグラムを作成し、この
ヒストグラムが、高濃度領域と低濃度領域とで画素数が
残余の中間濃度領域よりも多い双峰性であるかどうかを
判断し、双峰性であることが判断されたときにのみ、前
記高濃度領域と、前記低濃度領域との間にある濃度を弁
別レベルとして設定して、そのウインドウの画像データ
を２値化することを特徴とする画像データの２値化方法
である。

【０００９】本発明に従えば、原画像である１画面分の
画像データを、複数の小領域であるウインドウに分割
し、各ウインドウ毎に、複数階調の各濃度と、その濃度
を有する画素を計数し、これによって高濃度領域と低濃
度領域を有する双峰性劣化を判断し、双峰性であること
が判断されたときのみ、２値化を行う。２値化のための
弁別レベルは、双峰性の高濃度領域と低濃度領域との間
にある濃度を弁別レベルとして設定する。

【００１０】双峰性であるウインドウでは、抽出対象の
画像データの濃度は、たとえば弁別レベル以上であっ
て、一方の論理値、たとえば論理「１」とし、弁別レベ
ル未満の濃度を有する画像データは、背景として考え、
他方の論理値、たとえば論理「０」に設定される。

【００１１】各ウインドウ毎の濃度と画素数との関係が
上述の双峰性ではなく、たとえば単方性であるかまたは
各濃度毎の画素数がほぼ等しく一様であるときなどに
は、そのウインドウの画像データは、抽出対象である被
検出物が存在せず、背景の画像データであるものと判断
することができ、このようなときには、背景に対応した
論理値、たとえば論理「０」に設定する。

【００１２】本件明細書において、「ヒストグラム」と
いうのは、理解の便宜のためにのみ用いられており、各
ウインドウ毎の濃度と画素数との対応する関係を表す概
念として解釈されるべきであり、たとえば棒グラフ、
表、およびその他の表現の態様をすべて含む。

【００１３】また本発明の双峰性の判断は、ウインドウ
内の濃度平均値ｍｗを求め、その濃度平均値ｍｗよりも
高濃度側と低濃度側との間の規定の濃度範囲を設定し、
前記規定の濃度範囲内の画素数Ｆｎが予め定める画素数
Ｆｃ未満であるとき、双峰性であると判断することを特
徴とする。

【００１４】本発明に従えば、各ウインドウ毎に濃度と
画素数との関係が、双峰性であるかどうかを判断するに
あたっては、そのウインドウに含まれる全画素の濃度の
平均値ｍｗを演算して求め、その濃度平均値ｍｗを含む
予め定める規定の濃度範囲（ＴｈＨ〜ＴｈＬ）を設定
し、その規定の濃度範囲内の画素数Ｆｎを計数し、予め
定める画素数Ｆｃ未満であるとき、双峰性であると判断
する。こうして濃度平均値ｍｗが双方の谷に存在すると
き、そのウインドウ内の各画素の濃度に関して２値化が
行われる。この双峰性であるウインドウで画像データの
２値化が行われるように、前記規定の濃度範囲の上限値
ＴｈＨと下限値ＴｈＬとを決定する定数ａが選ばれる。
こうして各小領域であるウインドウ毎に、濃度・画素数
のヒストグラムから、単峰性および双峰性の情報を抽出
するので、上述のように濃度平均値が双方の谷になる双
峰性が顕著なウインドウが、抽出対象の存在時には、必
ず得ることができる。こうして単峰性および双峰性の判
別を行うことが容易である。

【００１５】このように単峰性および双峰性の判断は、
上述のように最も双峰性が顕著なウインドウでは、双方
の谷が濃度平均値ｍｗとなるので、この濃度平均値ｍｗ
を中心として規定の濃度範囲を設定し、すなわち後述の
定数ａを定め、この濃度範囲内の度数である画素数Ｆｎ
と予め定める画素数Ｆｃとの大小関係によって、行う。
上述のように双峰性が顕著なウインドウでその双峰性で
あることが検出されるように、後述の定数ａを定め、ま
た２値化が達成されるように後述の定数ｂを定める。こ
うして最も双峰性が顕著な小領域に関する情報に基づい
て、複数の各ウインドウ毎に２値化するか否かを決定す
るので、背景のノイズ成分が非常に出にくい。

【００１６】定数ａは、たとえば０．５〜０．７などの
値であってもよく、定数ｂは、たとえば＋１０，＋２０
または−１０，−２０などであってもよい。この定数ｂ
は、弁別レベルＴｈｗが、濃度平均値ｍｗよりも、被検
出物の濃度寄りとなる値に定められ、これによって被検
出物を背景から区別して明瞭に識別することができる。

【００１７】また本発明は、前記画面は、画素がマトリ
クス状に配列されて構成され、前記ウインドウは、１画
面を一配列方向に部分的に重なりかつ前記一配列方向に
垂直な他配列方向にも部分的に重なって、走査されるこ
とを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、マトリクス状に配置され
た画素を有する一画面内で、ウインドウは、一配列方向
（たとえば横の水平方向）に部分的に重なりかつ一配列
方向に垂直な他配列方向（たとえば縦の垂直方向）にも
部分的に重なって走査される。このような走査される各
ウインドウ毎に、２値化処理を行うので、たとえばその
ウインドウの濃度の標準偏差σｗが、最も双峰性が顕著
なウインドウからその近傍の双峰性のウインドウで、滑
らかに変化することになり、したがって２値化処理後の
不連続性をなくすことができる。

【００１９】本発明の実施の他の形態では、ウインドウ
は、一画面の予め定める固定的な小領域であってもよ
い。

【００２０】また本発明は、複数の画素が複数の濃度を
有しかつ画素がマトリクス状に配列される一画面分の画
像データをストアするメモリと、メモリにストアされた
画像データを読出して、前記一画面の画素数未満の画素
から成るウインドウを、一画面の一配列方向に部分的に
重なりかつ前記一配列方向に垂直な他配列方向にも部分
的に重なるように走査するウインドウ走査手段と、ウイ
ンドウ走査手段の出力に応答し、各ウインドウ毎に、濃
度と画素数とのヒストグラムを作成する手段と、ウイン
ドウ走査手段とヒストグラム作成手段との出力に応答
し、ヒストグラムが、高濃度領域と低濃度領域とで画素
数が残余の中間濃度領域よりも多い双峰性であるかどう
かを判断する双峰性判断手段と、ウインドウ走査手段と
双峰性判断手段との出力に応答し、双峰性であることが
判断されたときにのみ、前記高濃度領域と前記低濃度領
域との間にある濃度を弁別レベルとして設定して、その
ウインドウの画像データを２値化する２値化手段とを含
むことを特徴とする画像データの２値化装置である。

【００２１】本発明に従えば、一画面分の画像データに
おける小領域を抽出するウインドウを、その一画面分の
全画像範囲で、一配列方向、たとえば水平方向および他
配列方向、たとえば垂直方向に移動して走査し、各ウイ
ンドウ毎に濃度・画素数のヒストグラムを作成し、その
ヒストグラムに基づいて単峰性および双峰性の情報を抽
出し、この情報に基づいて各ウインドウ毎に２値化する
か否かを決定する。したがって上述のように背景のノイ
ズ成分を除去し、シェーディングが存在しても、それに
よって悪影響を受けることなく抽出対象を背景と区別し
て２値化することができるようになる。

【００２２】また本発明は、双峰性判断手段は、ウイン
ドウ走査手段の出力に応答し、各ウインドウ毎に、濃度
平均値ｍｗを求める第１演算手段と、ウインドウ走査手
段の出力に応答し、各ウインドウ毎の濃度の標準偏差σ
ｗを求める第２演算手段と、第１および第２演算手段の
出力に応答し、ａを予め定める定数とするとき、濃度の
上限値ＴｈＨと下限値ＴｈＬ、 ＴｈＨ ＝ ｍｗ＋ａ・σｗ ＴｈＬ ＝ ｍｗ−ａ・σｗ を有する規定の濃度範囲を設定する濃度範囲設定手段
と、ヒストグラム作成手段と濃度範囲設定手段との出力
に応答し、前記規定の濃度範囲内の画素数Ｆｎが予め定
める画素数Ｆｃ未満であるとき、ｂを予め定める定数と
して、弁別レベルＴｈｗ Ｔｈｗ ＝ ｍｗ＋ｂ を設定する弁別レベル設定手段とを含み、２値化手段
は、ウインドウ走査手段と弁別レベル設定手段との出力
レベルに応答し、各ウインドウ内の画素の濃度を、前記
弁別レベルＴｈｗでレベル弁別して２値化することを特
徴とする。

【００２３】本発明に従えば、一画面分の画像データに
おける最も双峰性が顕著なウインドウで２値化が行われ
るように、定数ａ，ｂを選び、この定数ａ，ｂを、残余
のウインドウに関してもそのまま用い、こうして背景の
ノイズ成分が非常に出にくくなる。

【００２４】さらに本発明に従えば、各ウインドウ毎の
濃度の標準偏差σｗを求めて、前記規定濃度範囲の上限
値ＴｈＨと下限値ＴｈＬとを演算して設定するようにし
たので、上述のように走査されるウインドウ毎の２値化
しきい値が滑らかに変化し、２値化処理後の画像データ
の不連続性がない。

【００２５】また本発明は、ウインドウは、被検出物の
画像の面積の約２倍の面積を有し、被検出物の画像を含
む形状を有することを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、ウインドウの面積を、抽
出対象である被検出物の画像の面積の約２倍とすること
によって、本件発明者の実験によれば、被検出物の背景
との２値化を、適切に行うことができることが確認され
た。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
一画面５の画像データを２値化するための手順を説明す
るための図である。この実施の一形態では、図１（１）
に示される画面５の被検出物である抽出対象６が、背景
７と区別される。抽出対象の画像６は、一方の論理値、
たとえば論理「１」であり、背景７は、他方の論理値、
たとえば論理「０」である。図１（１）ではウインドウ
は、さらに参照符１１ｅ，１１ｄ，１１ｆ，１１ｇで示
される。ウインドウは、総括的には参照符１１で示し、
個別的に添字ａ〜ｇなどを付すことがある。

【００２８】図２は、本発明の実施の一形態の構成を示
すブロック図である。第１メモリ８にストアされた一画
面５分のデジタル画像データは、本発明の２値化処理装
置９に与えられ、ここで各画素毎に２値化され、こうし
て得られた２値化画像はメモリ１０にストアされる。メ
モリ８にストアされるデジタル画像データは、水平およ
び垂直方向に行列状に配列された複数の各画素毎に、複
数の階調を有する濃度を有している。この階調は、たと
えば０〜２５５の合計２５６であってもよい。

【００２９】図３は、図２の２値化処理装置９の動作を
説明するためのフローチャートである。ステップａ１か
らステップａ２に移り、一画面の画素数未満の画素を有
するウインドウ１１を設定する。このウインドウ１１
は、図１（１）に示されるように、一画面５を水平に部
分的に重なりかつ垂直方向にも部分的に重なった画素を
含んで、走査されて設定される。たとえば図４（１）に
示される水平方向に３画素および垂直方向に３画素を含
むウインドウ１１ａは、図４（２）のウインドウ１１ｂ
のように水平方向である行方向に一画素ずつ、ずれて走
査される。一画面５における一行分のウインドウ１１の
走査が終了すると、次に、図５（１）に示されるよう
に、垂直方向、すなわち列方向に一画素分ずれて、ウイ
ンドウ１１ｃが設定され、次に図５（２）に示されるよ
うに水平方向に一画素だけずれたウインドウ１１ｄが設
定される。このようにして水平方向および垂直方向に、
順次的に一画素ずつずれたウインドウが設定されて走査
される。

【００３０】本発明の実施の他の形態では、水平方向お
よび／または垂直方向に複数画素ずつ、たとえば２画素
ずつずれて、各ウインドウが部分的に重なって設定され
てもよい。本発明の実施のさらに他の形態では、各ウイ
ンドウは、部分的に重なることなく、隣接して設定され
てもよい。

【００３１】図３のステップａ３において、ウインドウ
１１の小領域に含まれる各画素毎の複数の濃度を有する
画像データを、メモリ８から読出して抽出する。次のス
テップａ４では、そのウインドウの特徴量を計算する。
この特徴量は、図６〜図８にそれぞれ示される濃度と画
素数とのヒストグラムと、そのウインドウ１１に含まれ
る全ての画素の濃度の平均値ｍｗおよびその濃度の標準
偏差σｗである。濃度平均値ｍｗは、ウインドウ１１に
含まれる各画素毎の濃度をＩｉとし、そのウインドウ１
１の画素数をｎとするとき、次式で表される。

【００３２】

【数１】

【００３３】濃度の標準偏差σｗは、次式で示される。

【００３４】

【数２】

【００３５】ウインドウ１１の特徴量の１つとしてさら
に、双峰性判断のための規定の濃度範囲を設定するため
の上限値ＴｈＨおよび下限値ＴｈＬを演算して求める。

【００３６】 ＴｈＨ ＝ ｍｗ＋ａ・σｗ …（３） ＴｈＬ ＝ ｍｗ−ａ・σｗ …（４） 次のステップａ５では、前記規定の濃度範囲ＴｈＨ〜Ｔ
ｈＬに含まれる画素数Ｆｎを計数する。図６〜図８で
は、濃度平均値ｍｗ，標準偏差σｗ、上限値ＴｈＨおよ
び下限値ＴｈＬには、個別的に数字１，２，３を付して
示し、総括的には、これらの数字１，２，３を省略して
説明する。図６〜図８の各ヒストグラムにおいて、前記
規定の濃度範囲に含まれる画素数Ｆｎ１〜Ｆｎ３は、斜
線を施して示す。

【００３７】ステップａ６では、各ウインドウ毎の規定
の濃度範囲に含まれる画素数Ｆｎと予め定める画素数Ｆ
ｃとの比較を行って、式５の比較演算を行う。

【００３８】 Ｆｎ ＜ Ｆｃ …（５） 図６のヒストグラムを有するウインドウでは、Ｆｎ１≧
Ｆｃであり、また図７のヒストグラムを有するウインド
ウでは、Ｆｎ２≧Ｆｃであるので、前述の式５は成立せ
ず、単峰性と判断する。この式５が成立しないときに
は、そのウインドウは、抽出対象である被検出物を含ま
ない背景であるものと判断し、そのウインドウに含まれ
るすべての画素を、前記他方の論理値、たとえば前述の
ように論理「０」とする。

【００３９】これに対して前述のステップａ６において
式５が成立するときは、図８に示されるとおりであり、
このとき図８のヒストグラムを有するウインドウは双峰
性であるものと判断される。このときには、ステップａ
７において、弁別レベルＴｈｗによってそのウインドウ
に含まれるすべての画素毎の濃度をレベル弁別して２値
化する。すなわち濃度が、弁別レベルＴｈｗ以上である
とき、前記一方の論理値、たとえば前述の論理「１」と
し、濃度が弁別レベルＴｈｗ未満であるとき、前記他方
の論理値、たとえば論理「０」に定める。

【００４０】ステップａ８では、図８に示されるように
双峰性を有するウインドウの各画素毎の２値化データ
が、各ウインドウ毎にストアされる。

【００４１】次のステップａ９では、一画面５のウイン
ドウ１１が最終位置、たとえば図１（１）の右下の位置
に到達したかどうかが判断され、そうでなければ、ステ
ップａ１０に移り、前述の図４および図５に関連して述
べたように、ウインドウ１１が走査される。

【００４２】図９を参照して、ウインドウ１１ｐが水平
方向に１ビットずつ順次的にずれて走査され、斜線を施
して示す合計４個の画素１２が、ウインドウ１１ｐ，１
１ｑであり、残余の画素が論理「０」であって背景であ
ると判断され、しかもさらに次のウインドウ１１ｒで
は、そのウインドウ１１ｒに含まれる全ての画素の濃度
が背景であって論理「０」であるものと判断されたと
き、本件発明の実施の一形態では、これらの４つの画素
１２は、最終的な２値化後の論理値は「１」であるもの
とする。すなわち図１０に示されるように、各画素毎に
ＡＮＤゲート１３による論理演算が行われる。ＡＮＤゲ
ート１３の各入力には、１つの画素の各ウインドウ１１
ｐ，１１ｑ，１１ｒなど毎の論理値が入力され、最終的
な論理値がライン１４から導出される。

【００４３】本発明の実施の他の形態では、抽出対象を
論理「０」とし、背景を論理「１」とするとき、ＮＡＮ
Ｄゲートが用いられてもよく、またはその他の論理演算
素子が用いられてもよい。こうして１画面分の画像デー
タが２値化され、図１（３）の２値化画像が得られる。

【００４４】図１１は、本件発明者の実験結果を示す図
である。図１１（１）に示されるように、背景である芝
生１内に高反射率の金属片２が置かれて太陽光が照射し
ている状態の画像である。この図１１（１）に示される
原画像である複数階調の１画面分の画像データを、図１
〜図１０に示される本発明の実施の一形態によって２値
化したとき、図１１（２）に示される２値化画像が得ら
れた。この図１１（２）に示される本発明による２値化
画像には、前述の図１３（２）および図１５（２）に示
される背景のノイズ成分が全く存在せず、明瞭な２値化
画像が得られることが判る。

【００４５】また図１２（１）に示されるように、芝生
１上に金属片２が配置されて照明灯によって人工照明さ
れた画像を、本発明の上述の実施の形態によって２値化
した画像は図１２（２）に示されるとおりとなった。し
たがって前述の先行技術における図１４（２）および図
１６（２）のように、原画像の緩やかな濃淡のある原画
像に対応するシェーディングの悪影響が、本発明では、
存在しないことが確認された。このようにして本発明に
よれば、不要な背景成分が２値化されず、抽出対象であ
る被検出物の画像のみが良好に２値化処理される。

【００４６】本発明は自動化のための画像処理に関連し
て有効に実施することができ、たとえば散布地雷を収集
するため、ゴルフ場の夜間整備のため、河川敷などに投
棄された空き缶を収集するため、航空および衛星写真の
解析処理のため、海上の浮遊物の検出のため、不完全な
照明条件下での部品を選別するため、およびファクシミ
リ装置、スキャナの読取りなどの撮像画像の処理のため
に、有利に実施することができる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、屋外画像処
理および工業用画像処理などの幅広い用途で、実施する
ことができ、たとえば細かいノイズが存在する画像、シ
ェーディングがある画像およびスポットライト的または
スポットライト的な明るさの変化がある画像などにおい
ても、不要な背景成分が２値化されず、良好な２値化処
理結果が得られる。

【００４８】また本発明によれば、処理方法が単純であ
るので、処理が適用されるシステムによっては、コンピ
ュータを用いたソフトウエアプログラムによって本発明
を実施することは充分実用的である。また高速性が要求
されるシステムでは、本発明の処理がハードウエア化が
容易なアルゴリズムであるので、そのようなハードウエ
アによって本発明を実施することが充分可能である。

【００４９】請求項２の本発明によれば、ウインドウ毎
の濃度と画素数とのヒストグラムの双峰性の判断を、濃
度平均値ｍｗを含む予め定める規定の濃度範囲内の画素
数Ｆｎが予め定める画素数Ｆｃであるとき双峰性と判断
し、こうして各ウインドウ毎に濃度および画素数のヒス
トグラムから単峰性および双峰性の情報を抽出するの
で、最も双峰性が顕著な、すなわち濃度平均値ｍｗが双
峰の谷になるウインドウが必ず得られ、たとえば前述の
先行技術に関連して述べたようにメッシュ状の小領域に
予め分割して２値化をする方法に比べて、単峰性および
双峰性の判別を行い易い。また最も双峰性が顕著な小領
域であるウインドウに関する情報に基づいて、各ウイン
ドウ毎に２値化するか否かを決定するので、背景のノイ
ズ成分が非常に出にくい。

【００５０】請求項３の本発明によれば、一画面中の小
領域を抽出するウインドウを全画像範囲で走査するの
で、最も双峰性が顕著な小領域を見つけて、これによっ
て前記規定の濃度範囲、および弁別レベルを定めるため
の定数ａ，ｂを選ぶことができるようになり、良好な２
値化画像を得ることができる。

【００５１】請求項３におけるウインドウを走査する構
成において、或る画素が複数のウインドウに含まれ、そ
のうちの少なくとも１つのウインドウで被検出物である
抽出対象であるものと判断されて２値化され、たとえば
論理値「１」であれば、残余のウインドウで背景であっ
て論理「０」であるとレベル弁別されても、２値化の結
果は論理「１」とし、このようにし、各画素毎に、複数
のウインドウ毎にレベル弁別された論理結果を、たとえ
ばＡＮＤ条件で、求めて、最終的な２値化結果を得るこ
とができる。

【００５２】請求項４の本発明によれば、上述のよう
に、不要な背景成分が２値化されず、良好な２値化処理
結果を得ることができ、背景のノイズ成分が非常に出に
くく、また２値化処理後の画像の不連続性が無い。また
請求項４の本発明によれば、処理方法が単純であり、マ
イクロコンピュータなどによって実施することができ、
さらにハードウエア化が容易である。

【００５３】請求項５の本発明によれば、規定の濃度範
囲を設定する濃度の上限値ＴｈＨおよび下限値ＴｈＬ
は、濃度平均値ｍｗおよび濃度標準偏差σｗを用いて定
められ、これによって最も双峰性が顕著な小領域の近傍
の双峰性小領域での２値化しきい値である弁別レベルＴ
ｈｗが滑らかに変化し、２値化処理後の不連続性がな
い。

【００５４】請求項６の本発明によれば、ウインドウを
抽出画像である被検出物の約２倍の面積を有するように
選び、そのウインドウは被検出物の画像を含む形状とす
ることによって、被検出物を明瞭に正確に２値化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の一画面５の画像データ
を２値化するための手順を説明するための図である。

【図２】本発明の実施の一形態の構成を示すブロック図
である。

【図３】図２の２値化処理装置９の動作を説明するため
のフローチャートである。

【図４】図４（１）は水平方向に３画素および垂直方向
３画素を含むウインドウ１１ａを示す図である。図４
（２）は水平方向である行方向に一画素ずつずれて走査
されるウインドウ１１ｂを示す図である。

【図５】図５（１）は垂直方向、すなわち列方向に一画
素分ずれてウインドウ１１ｃが設定されることを示す図
であり、図５（２）はウインドウ１１ｄが水平方向に一
画素だけずれた状態を示す図である。

【図６】ウインドウの濃度と画素数との関係を示すヒス
トグラムであり、単峰性と判断される状態を示す図であ
る。

【図７】ウインドウの濃度と画素数との関係を示すヒス
トグラムであり、他の単峰性と判断される状態を示す図
である。

【図８】ウインドウの濃度と画素数との関係を示すヒス
トグラムであり、本発明に従って双峰性と判断される状
態を示す図である。

【図９】或る画素が複数のウインドウ１１ｐ，１１ｑ，
１１ｒなどに含まれて、２値化される状態を示す図であ
る。

【図１０】或る画素が複数のウインドウに含まれたと
き、その画素の最終の２値化結果を得る構成を説明する
ための図である。

【図１１】本件発明者の２値化の実験結果を示す図であ
る。

【図１２】本件発明者の２値化の他の実験結果を示す図
である。

【図１３】典型的な先行技術の２値化の結果を示す図で
ある。

【図１４】図１３の先行技術の２値化の結果を示す図で
ある。

【図１５】他の典型的な先行技術の２値化の結果を示す
図である。

【図１６】図１５の先行技術の２値化の結果を示す図で
ある。

【符号の説明】

５ 画面 ６ 画像 ７ 背景 ８，１０ メモリ ９ ２値化処理装置 １１，１１ａ〜１１ｇ ウインドウ

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の各画素が複数の濃度を有する一画
   面分の画像データを、一画面の画素数未満の複数のウイ
   ンドウに分割し、 各ウインドウ毎に、濃度と画素数とのヒストグラムを作
   成し、 このヒストグラムが、高濃度領域と低濃度領域とで画素
   数が残余の中間濃度領域よりも多い双峰性であるかどう
   かを判断し、 双峰性であることが判断されたときにのみ、前記高濃度
   領域と、前記低濃度領域との間にある濃度を弁別レベル
   として設定して、そのウインドウの画像データを２値化
   することを特徴とする画像データの２値化方法。
2. 【請求項２】 双峰性の判断は、 ウインドウ内の濃度平均値ｍｗを求め、 その濃度平均値ｍｗよりも高濃度側と低濃度側との間の
   規定の濃度範囲を設定し、 前記規定の濃度範囲内の画素数Ｆｎが予め定める画素数
   Ｆｃ未満であるとき、双峰性であると判断することを特
   徴とする請求項１記載の画像データの２値化方法。
3. 【請求項３】 前記画面は、画素がマトリクス状に配列
   されて構成され、 前記ウインドウは、１画面を一配列方向に部分的に重な
   りかつ前記一配列方向に垂直な他配列方向にも部分的に
   重なって、走査されることを特徴とする請求項１または
   ２記載の画像データの２値化方法。
4. 【請求項４】 複数の画素が複数の濃度を有しかつ画素
   がマトリクス状に配列される一画面分の画像データをス
   トアするメモリと、 メモリにストアされた画像データを読出して、前記一画
   面の画素数未満の画素から成るウインドウを、一画面の
   一配列方向に部分的に重なりかつ前記一配列方向に垂直
   な他配列方向にも部分的に重なるように走査するウイン
   ドウ走査手段と、 ウインドウ走査手段の出力に応答し、各ウインドウ毎
   に、濃度と画素数とのヒストグラムを作成する手段と、 ウインドウ走査手段とヒストグラム作成手段との出力に
   応答し、ヒストグラムが、高濃度領域と低濃度領域とで
   画素数が残余の中間濃度領域よりも多い双峰性であるか
   どうかを判断する双峰性判断手段と、 ウインドウ走査手段と双峰性判断手段との出力に応答
   し、双峰性であることが判断されたときにのみ、前記高
   濃度領域と前記低濃度領域との間にある濃度を弁別レベ
   ルとして設定して、そのウインドウの画像データを２値
   化する２値化手段とを含むことを特徴とする画像データ
   の２値化装置。
5. 【請求項５】 双峰性判断手段は、ウインドウ走査手段
   の出力に応答し、各ウインドウ毎に、濃度平均値ｍｗを
   求める第１演算手段と、 ウインドウ走査手段の出力に応答し、各ウインドウ毎の
   濃度の標準偏差σｗを求める第２演算手段と、 第１および第２演算手段の出力に応答し、ａを予め定め
   る定数とするとき、濃度の上限値ＴｈＨと下限値Ｔｈ
   Ｌ、 ＴｈＨ ＝ ｍｗ＋ａ・σｗ ＴｈＬ ＝ ｍｗ−ａ・σｗ を有する規定の濃度範囲を設定する濃度範囲設定手段
   と、 ヒストグラム作成手段と濃度範囲設定手段との出力に応
   答し、前記規定の濃度範囲内の画素数Ｆｎが予め定める
   画素数Ｆｃ未満であるとき、ｂを予め定める定数とし
   て、弁別レベルＴｈｗ Ｔｈｗ ＝ ｍｗ＋ｂ を設定する弁別レベル設定手段とを含み、 ２値化手段は、 ウインドウ走査手段と弁別レベル設定手段との出力レベ
   ルに応答し、各ウインドウ内の画素の濃度を、前記弁別
   レベルＴｈｗでレベル弁別して２値化することを特徴と
   する請求項４記載の画像データの２値化装置。
6. 【請求項６】 ウインドウは、被検出物の画像の面積の
   約２倍の面積を有し、被検出物の画像を含む形状を有す
   ることを特徴とする請求項４または５記載の画像データ
   の２値化装置。