JP3324699B2 - 繊維の径分布測定方法および装置 - Google Patents
繊維の径分布測定方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の繊維を撮像
した画像から繊維の径分布を求める繊維径分布測定方法
と装置に関し、特にガラス繊維の径分布を測定すること
ができる繊維径分布測定方法と装置に関する。
した画像から繊維の径分布を求める繊維径分布測定方法
と装置に関し、特にガラス繊維の径分布を測定すること
ができる繊維径分布測定方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、細い繊維の径はマイクロメータを
組み込んだ顕微鏡で目視により測定していた。多くの場
合、繊維の太さは場所により異なるため、母数をある程
度大きくとって統計的に処理して得た繊維径の分布に基
づいて繊維径としていた。すなわち、ある１群の繊維に
ついて繊維の太さを評価するときは、顕微鏡にマイクロ
メータを組み込んで個々の繊維について測定した結果を
統計的に処理して繊維径の分布を得ていた。
組み込んだ顕微鏡で目視により測定していた。多くの場
合、繊維の太さは場所により異なるため、母数をある程
度大きくとって統計的に処理して得た繊維径の分布に基
づいて繊維径としていた。すなわち、ある１群の繊維に
ついて繊維の太さを評価するときは、顕微鏡にマイクロ
メータを組み込んで個々の繊維について測定した結果を
統計的に処理して繊維径の分布を得ていた。
【０００３】このような測定を自動化するものとして、
繊維群を撮像装置のサンプル台上に散開し、顕微鏡を介
して撮像装置で撮影し、画像データを画像処理装置で処
理する装置がある。このような自動測定装置では、画像
データを２値化し、画像上で繊維ごとに１本ずつ分離し
て、長さ方向に対して垂直な方向の幅を測定して得た多
数の測定結果を統計処理する。
繊維群を撮像装置のサンプル台上に散開し、顕微鏡を介
して撮像装置で撮影し、画像データを画像処理装置で処
理する装置がある。このような自動測定装置では、画像
データを２値化し、画像上で繊維ごとに１本ずつ分離し
て、長さ方向に対して垂直な方向の幅を測定して得た多
数の測定結果を統計処理する。
【０００４】しかし、繊維の束について測定するとき
に、繊維が１本ずつ分離した状態の画像を得ることは困
難である。ところが、画面中で繊維が重なっていると画
像処理装置が繊維１本ずつを機械的に分別処理しながら
径測定することが難しい。そこで自動測定装置でも、デ
ィスプレイに撮像画面を表示し、操作員がディスプレイ
上で個々の繊維を判別して指定する繊維の境界位置に基
づいて繊維径を求め、これを統計処理して径分布を得る
ようにしている。
に、繊維が１本ずつ分離した状態の画像を得ることは困
難である。ところが、画面中で繊維が重なっていると画
像処理装置が繊維１本ずつを機械的に分別処理しながら
径測定することが難しい。そこで自動測定装置でも、デ
ィスプレイに撮像画面を表示し、操作員がディスプレイ
上で個々の繊維を判別して指定する繊維の境界位置に基
づいて繊維径を求め、これを統計処理して径分布を得る
ようにしている。
【０００５】このような測定方法は、操作員が介在して
画像中の繊維ごとに目視と手動操作を繰り返しながら計
測するものであるため、能率が悪い上、個人差が含まれ
測定精度がよくなかった。したがって、人手を介するこ
となく画像情報から直接的に繊維径を求めて処理する自
動測定装置が望まれていた。
画像中の繊維ごとに目視と手動操作を繰り返しながら計
測するものであるため、能率が悪い上、個人差が含まれ
測定精度がよくなかった。したがって、人手を介するこ
となく画像情報から直接的に繊維径を求めて処理する自
動測定装置が望まれていた。
【０００６】また、自動測定装置において繊維の部分を
確定するために２値化処理を行うときに、閾値の設定に
より繊維輪郭が一定しない問題があった。特に、透明な
ガラス繊維の径分布を測定するときには、繊維の内部は
暗く輪郭が明るく写るので、２値化によって１本の繊維
が２本の分離した線とならないようにするため２値化閾
値を低く取る必要があり、繊維径が大きくなる傾向があ
った。
確定するために２値化処理を行うときに、閾値の設定に
より繊維輪郭が一定しない問題があった。特に、透明な
ガラス繊維の径分布を測定するときには、繊維の内部は
暗く輪郭が明るく写るので、２値化によって１本の繊維
が２本の分離した線とならないようにするため２値化閾
値を低く取る必要があり、繊維径が大きくなる傾向があ
った。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、人手を介することなく自動的に径
分布を取得する繊維径分布計測方法と装置を提供すると
ころにある。特にガラス繊維の径分布を精度よく求める
ことができる自動計測方法と装置を提供するところにあ
る。
しようとする課題は、人手を介することなく自動的に径
分布を取得する繊維径分布計測方法と装置を提供すると
ころにある。特にガラス繊維の径分布を精度よく求める
ことができる自動計測方法と装置を提供するところにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の繊維径分布測定方法は、繊維を写し込んだ
画像を２値化し、２値画像を膨張収縮処理し、その後距
離変換処理を行い各画素と輪郭までに存在する画素数を
画素値として表した多値画像を取得し、距離変換処理で
得た多値画像を細線化処理して画素値の大きい骨格を残
し、骨格を示す細線化画像について画素値の分布を求め
ることにより、繊維径の分布を推定できるようにするこ
とを特徴とする。
め、本発明の繊維径分布測定方法は、繊維を写し込んだ
画像を２値化し、２値画像を膨張収縮処理し、その後距
離変換処理を行い各画素と輪郭までに存在する画素数を
画素値として表した多値画像を取得し、距離変換処理で
得た多値画像を細線化処理して画素値の大きい骨格を残
し、骨格を示す細線化画像について画素値の分布を求め
ることにより、繊維径の分布を推定できるようにするこ
とを特徴とする。
【０００９】本発明の繊維径分布測定方法によれば、撮
像画面を適当な閾値を用いて２値化して膨張収縮処理す
るので、画面中の繊維部分にある穴や欠落部を埋めた２
値画像が得られる。このようにして生成された２値画像
に対して距離変換処理を行って、繊維の軸部分すなわち
骨格部に輪郭までの距離すなわち半径が画素数で表され
た多値画像を得る。
像画面を適当な閾値を用いて２値化して膨張収縮処理す
るので、画面中の繊維部分にある穴や欠落部を埋めた２
値画像が得られる。このようにして生成された２値画像
に対して距離変換処理を行って、繊維の軸部分すなわち
骨格部に輪郭までの距離すなわち半径が画素数で表され
た多値画像を得る。
【００１０】この距離変換処理は、２値画像中の０と１
の境界部からの画素距離を画素値に持つ多値画像に変換
するものである。次に、この多値画像を細線化処理して
骨格部のみを残した線画像を得る。この線画像における
骨格線は繊維ごとの軸を表し、そこに残された数値はそ
の位置における繊維の径に対応する。したがって骨格部
に残された数値のヒストグラムを算出することにより、
画像中の繊維半径の分布が得られることになる。
の境界部からの画素距離を画素値に持つ多値画像に変換
するものである。次に、この多値画像を細線化処理して
骨格部のみを残した線画像を得る。この線画像における
骨格線は繊維ごとの軸を表し、そこに残された数値はそ
の位置における繊維の径に対応する。したがって骨格部
に残された数値のヒストグラムを算出することにより、
画像中の繊維半径の分布が得られることになる。
【００１１】なお、細線化処理で骨格線を求めた後で、
原画像に戻り骨格線を基準として骨格線を挟んだ両側の
近傍における輝度が極値を示す位置を繊維の輪郭と判定
して繊維径を求めるようにしてもよい。このようにして
繊維輪郭を求めるようにすると、２値化閾値のレベルに
左右されず正確な径を得ることができる。特に透明ガラ
スファイバなどを対象とするときにも信頼性の高い測定
を行うことができる。
原画像に戻り骨格線を基準として骨格線を挟んだ両側の
近傍における輝度が極値を示す位置を繊維の輪郭と判定
して繊維径を求めるようにしてもよい。このようにして
繊維輪郭を求めるようにすると、２値化閾値のレベルに
左右されず正確な径を得ることができる。特に透明ガラ
スファイバなどを対象とするときにも信頼性の高い測定
を行うことができる。
【００１２】また、上記課題を解決するため、本発明の
繊維径分布測定装置は、顕微鏡を備えた撮像装置と画像
処理装置と演算処理装置を備える。撮像装置は繊維の画
像を取得する。画像処理装置は、取得した画像を２値化
し、生成した２値画像を膨張収縮処理して２値画像を得
て、得られた２値画像に距離変換処理を行って骨格部の
画素値が輪郭までの画素数を表した多値画像とし、距離
変換処理で得た多値画像を細線化処理して画素値の大き
い骨格を残した細線化画像を得る。演算処理装置は、こ
の細線化画像の画素値についてヒストグラム処理して分
布図を出力する。
繊維径分布測定装置は、顕微鏡を備えた撮像装置と画像
処理装置と演算処理装置を備える。撮像装置は繊維の画
像を取得する。画像処理装置は、取得した画像を２値化
し、生成した２値画像を膨張収縮処理して２値画像を得
て、得られた２値画像に距離変換処理を行って骨格部の
画素値が輪郭までの画素数を表した多値画像とし、距離
変換処理で得た多値画像を細線化処理して画素値の大き
い骨格を残した細線化画像を得る。演算処理装置は、こ
の細線化画像の画素値についてヒストグラム処理して分
布図を出力する。
【００１３】また、画像処理装置は、さらに原画像にお
いて骨格部を挟む輝度ピーク対を検出してその間隔を繊
維径として提示する機能を備えてもよい。本発明の繊維
径分布測定装置により、操作員の操作により画像中の繊
維の輪郭を指示しなくても自動的に繊維径分布を得るこ
とができるようになる。
いて骨格部を挟む輝度ピーク対を検出してその間隔を繊
維径として提示する機能を備えてもよい。本発明の繊維
径分布測定装置により、操作員の操作により画像中の繊
維の輪郭を指示しなくても自動的に繊維径分布を得るこ
とができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例に基
づき図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実
施例である繊維径分布測定装置の構成図、図２は本発明
の繊維分布測定方法の実施例を説明する流れ図、図３は
本実施例に用いるアルゴリズムにしたがって変化する画
像を表した図面、図４は結果として得られる繊維径ヒス
トグラム、図５はガラス繊維測定の手法を説明する説明
図、図６はガラス繊維の輝度変化を説明するグラフであ
る。
づき図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実
施例である繊維径分布測定装置の構成図、図２は本発明
の繊維分布測定方法の実施例を説明する流れ図、図３は
本実施例に用いるアルゴリズムにしたがって変化する画
像を表した図面、図４は結果として得られる繊維径ヒス
トグラム、図５はガラス繊維測定の手法を説明する説明
図、図６はガラス繊維の輝度変化を説明するグラフであ
る。
【００１５】
【実施例１】図１の繊維径分布測定装置は、本発明第１
実施例を示すもので、プレパラートなどの上に展開され
た試料１を載置するサンプル台２と、試料中の繊維束の
実像を形成する顕微鏡３と、形成された実像の位置に撮
像面を置いたＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラからの画
像信号を処理する画像処理装置５と、処理過程の画像と
測定結果を表示するディスプレイ６を備えている。
実施例を示すもので、プレパラートなどの上に展開され
た試料１を載置するサンプル台２と、試料中の繊維束の
実像を形成する顕微鏡３と、形成された実像の位置に撮
像面を置いたＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラからの画
像信号を処理する画像処理装置５と、処理過程の画像と
測定結果を表示するディスプレイ６を備えている。
【００１６】撮像装置は、映像信号を電気信号として出
力するものであればよいので、ＣＣＤカメラ以外のカメ
ラも使用できることはいうまでもない。なお、顕微鏡２
には同軸照明を施す照明装置が備えられていて、繊維束
の画像が影の影響を受けにくくしている。また、照明の
光量を十分大きくして、被写界深度を深くし画像中に多
数の繊維を捉えやすくしている。なお、照明装置は場合
によって取り替えられるようになっている。試料によっ
ては側射照明の方がより鮮明な画像を得ることができる
場合もあるからである。また、画像処理装置４には画像
信号に対して画像処理を施す部分と得られた画像情報に
対して演算処理を施して径分布情報を求める演算処理部
分が含まれている。
力するものであればよいので、ＣＣＤカメラ以外のカメ
ラも使用できることはいうまでもない。なお、顕微鏡２
には同軸照明を施す照明装置が備えられていて、繊維束
の画像が影の影響を受けにくくしている。また、照明の
光量を十分大きくして、被写界深度を深くし画像中に多
数の繊維を捉えやすくしている。なお、照明装置は場合
によって取り替えられるようになっている。試料によっ
ては側射照明の方がより鮮明な画像を得ることができる
場合もあるからである。また、画像処理装置４には画像
信号に対して画像処理を施す部分と得られた画像情報に
対して演算処理を施して径分布情報を求める演算処理部
分が含まれている。
【００１７】本発明の繊維径分布測定は、次の手順で行
われる。できるだけ重ならないようにプレパラートの上
に展開された試料繊維１の拡大画像をＣＣＤカメラ４の
撮像面上に形成する。この撮像面で区切られた領域内に
撮像された繊維について繊維径分布を測定する。勿論、
撮像面内に改めて小さな測定領域を設定することもでき
る。図２は画像処理装置５で行われる処理の手順を示し
た流れ図、図３は画像処理過程で変化する画像の例を示
す図面である。
われる。できるだけ重ならないようにプレパラートの上
に展開された試料繊維１の拡大画像をＣＣＤカメラ４の
撮像面上に形成する。この撮像面で区切られた領域内に
撮像された繊維について繊維径分布を測定する。勿論、
撮像面内に改めて小さな測定領域を設定することもでき
る。図２は画像処理装置５で行われる処理の手順を示し
た流れ図、図３は画像処理過程で変化する画像の例を示
す図面である。
【００１８】画像処理装置５は、ＣＣＤカメラ４から画
像信号を入力して画像メモリに格納する（Ｓ１）。画像
メモリには原画像の画素に対応するメモリ空間が形成さ
れていて、各画素の位置に画素の輝度データが格納され
る。こうして入力した原画像にはノイズが多数存在する
ので、メディアンフィルタ処理や収縮膨張処理など通常
の手法によりノイズを除去する（Ｓ２）。なお、画面の
状態がよければノイズ処理を省略してもよいことはいう
までもない。
像信号を入力して画像メモリに格納する（Ｓ１）。画像
メモリには原画像の画素に対応するメモリ空間が形成さ
れていて、各画素の位置に画素の輝度データが格納され
る。こうして入力した原画像にはノイズが多数存在する
ので、メディアンフィルタ処理や収縮膨張処理など通常
の手法によりノイズを除去する（Ｓ２）。なお、画面の
状態がよければノイズ処理を省略してもよいことはいう
までもない。
【００１９】さらに、画像の状態から決められる閾値に
基づいて２値化処理をして、輝度の高い部分に１を割り
振りそれ以外を０とした２値画像を生成する（Ｓ３）。
１の部分が繊維の部分に対応する。２値画像の繊維部分
に穴や欠陥が存在すると距離変換処理などに支障を来す
場合があるので、膨張収縮処理により繊維幅の情報を維
持した上で欠陥等を埋めた修整２値画像を形成する（Ｓ
４）。修整２値画面はたとえば図３（ａ）のようにな
る。この修整２値画像に対して距離変換処理を施す（Ｓ
５）。距離変換は、２値画像中の例えば１の数値を有す
る画素が境界から画素数で数えて何個分離れているかを
示す数値を画素値として持つ多値画像に変換する操作で
ある。
基づいて２値化処理をして、輝度の高い部分に１を割り
振りそれ以外を０とした２値画像を生成する（Ｓ３）。
１の部分が繊維の部分に対応する。２値画像の繊維部分
に穴や欠陥が存在すると距離変換処理などに支障を来す
場合があるので、膨張収縮処理により繊維幅の情報を維
持した上で欠陥等を埋めた修整２値画像を形成する（Ｓ
４）。修整２値画面はたとえば図３（ａ）のようにな
る。この修整２値画像に対して距離変換処理を施す（Ｓ
５）。距離変換は、２値画像中の例えば１の数値を有す
る画素が境界から画素数で数えて何個分離れているかを
示す数値を画素値として持つ多値画像に変換する操作で
ある。
【００２０】具体的には、例えば３×３のカーネルサイ
ズを持つ縮小フィルタを修整２値画像に作用させて行
う。縮小フィルタは、カーネル中の画素がすべて１であ
るときに値を１とし、ひとつでも０の画素があれば値を
０とするような論理積演算を行う。この縮小フィルタを
画像の左上から右下にかけて１回走査して作用させる
と、２値画像中の値１の領域の周囲を１画素分縮小した
新しい値１の領域を生成する。この新しい領域は初めの
領域の輪郭から内側に１画素以上離れた画素の集合を表
すものである。初めの画像にこの新たな画像を加算処理
すると得られた画像は、元の画像における値１の領域の
輪郭から１画素未満の距離にある画素に値１を付し、１
画素以上の距離にある画素に対して値２を付して表した
距離変換画像となる。
ズを持つ縮小フィルタを修整２値画像に作用させて行
う。縮小フィルタは、カーネル中の画素がすべて１であ
るときに値を１とし、ひとつでも０の画素があれば値を
０とするような論理積演算を行う。この縮小フィルタを
画像の左上から右下にかけて１回走査して作用させる
と、２値画像中の値１の領域の周囲を１画素分縮小した
新しい値１の領域を生成する。この新しい領域は初めの
領域の輪郭から内側に１画素以上離れた画素の集合を表
すものである。初めの画像にこの新たな画像を加算処理
すると得られた画像は、元の画像における値１の領域の
輪郭から１画素未満の距離にある画素に値１を付し、１
画素以上の距離にある画素に対して値２を付して表した
距離変換画像となる。
【００２１】初めの領域の輪郭から内側に１画素以上離
れた画素の集合を表す新しい領域に対して同じように縮
小フィルタを作用させると、今度は初めの輪郭から内側
に２画素以上離れた画素の集合を表すものが生成され
る。これを先の距離変換画像に加算すると、輪郭線に接
するところに１、内側に１画素分離れた画素に２、さら
に２画素以上離れた内部領域に値３を付した距離変換画
像となる。
れた画素の集合を表す新しい領域に対して同じように縮
小フィルタを作用させると、今度は初めの輪郭から内側
に２画素以上離れた画素の集合を表すものが生成され
る。これを先の距離変換画像に加算すると、輪郭線に接
するところに１、内側に１画素分離れた画素に２、さら
に２画素以上離れた内部領域に値３を付した距離変換画
像となる。
【００２２】このようにして縮小フィルタ操作を値１の
領域が全て消滅するまで繰り返すことにより、繊維の輪
郭からの距離を数値で表現した距離変換画像を得ること
が出来る。たとえば、図３（ａ）の２値画像を距離変換
すれば、図３（ｂ）に示した距離変換画像が得られる。
このように、距離変換画像では繊維の中心を結ぶ骨格線
にその位置における繊維の半径を画素幅を単位として表
した数値が表示されていることになる。
領域が全て消滅するまで繰り返すことにより、繊維の輪
郭からの距離を数値で表現した距離変換画像を得ること
が出来る。たとえば、図３（ａ）の２値画像を距離変換
すれば、図３（ｂ）に示した距離変換画像が得られる。
このように、距離変換画像では繊維の中心を結ぶ骨格線
にその位置における繊維の半径を画素幅を単位として表
した数値が表示されていることになる。
【００２３】そこで、距離変換画像を細線化して骨格線
のみを残した細線化画像を求める（Ｓ６）。たとえば、
図３（ｂ）の距離変換画像からは図３（ｃ）の細線化画
像が得られる。細線化画像の骨格線は繊維の芯の位置を
表す。また、その画素値はその位置の繊維径を表すの
で、画像中の画素値の頻度を求めてヒストグラムを作成
する（Ｓ７）。このヒストグラムはそのまま繊維の径の
分布を表すことになるので、これを人が理解しやすく実
寸値に変換してグラフ化し、ディスプレイに表示する
（Ｓ８）。図４はこのようなヒストグラムの模式的に例
示したものである。またヒストグラムに基づいて、平均
値、中央値、最頻値など統計的処理により対象とする繊
維束において妥当性のある繊維径を求めることもでき
る。
のみを残した細線化画像を求める（Ｓ６）。たとえば、
図３（ｂ）の距離変換画像からは図３（ｃ）の細線化画
像が得られる。細線化画像の骨格線は繊維の芯の位置を
表す。また、その画素値はその位置の繊維径を表すの
で、画像中の画素値の頻度を求めてヒストグラムを作成
する（Ｓ７）。このヒストグラムはそのまま繊維の径の
分布を表すことになるので、これを人が理解しやすく実
寸値に変換してグラフ化し、ディスプレイに表示する
（Ｓ８）。図４はこのようなヒストグラムの模式的に例
示したものである。またヒストグラムに基づいて、平均
値、中央値、最頻値など統計的処理により対象とする繊
維束において妥当性のある繊維径を求めることもでき
る。
【００２４】このような繊維径分布測定方法によれば、
画像中の繊維を１本ずつ分離して処理しなくても繊維径
を数値化できるので、従来方法のように人手を介するこ
となく繊維径分布状況を知ることができる。これまでは
人手をかけて何百回と測定を繰り返す必要があったとこ
ろを１回の画像処理に置き換えることができるので、測
定の省力化、効率化が達成できる。また、繊維の太さが
場所によって異なる場合にも、１本の繊維の全長にわた
り径が求められるので、これを統計処理することにより
信頼に値する測定値を得ることができる。
画像中の繊維を１本ずつ分離して処理しなくても繊維径
を数値化できるので、従来方法のように人手を介するこ
となく繊維径分布状況を知ることができる。これまでは
人手をかけて何百回と測定を繰り返す必要があったとこ
ろを１回の画像処理に置き換えることができるので、測
定の省力化、効率化が達成できる。また、繊維の太さが
場所によって異なる場合にも、１本の繊維の全長にわた
り径が求められるので、これを統計処理することにより
信頼に値する測定値を得ることができる。
【００２５】
【実施例２】透明のガラス繊維について撮影した画像は
輪郭が高い輝度を有するが内部の輝度は低いため、２値
化処理における閾値が高すぎると１本の繊維を２本と誤
って判断することがあるので閾値を低くする必要があ
る。このため、一般に繊維径が大きく捉えられる傾向が
あって正しい値が得られない嫌いがあった。そこで、原
画像のおける繊維輪郭イメージを利用して繊維径を測定
するように改良したものが実施例２の繊維径分布測定方
法および測定装置である。
輪郭が高い輝度を有するが内部の輝度は低いため、２値
化処理における閾値が高すぎると１本の繊維を２本と誤
って判断することがあるので閾値を低くする必要があ
る。このため、一般に繊維径が大きく捉えられる傾向が
あって正しい値が得られない嫌いがあった。そこで、原
画像のおける繊維輪郭イメージを利用して繊維径を測定
するように改良したものが実施例２の繊維径分布測定方
法および測定装置である。
【００２６】本実施例の方法では、まず、原画像を２値
化して膨張収縮処理し、距離変換して細線化して繊維の
骨格線を求めるまでは、実施例１の手順に基づいて処理
する。こうして繊維の位置を把握した後で、また原画像
に帰って原画像に重ねて骨格線を投影し、図５の概念図
に示すように、骨格線の連結方向から傾きを求め、適当
な間隔で骨格線に垂直なルーラーを引く。ルーラーの長
さは繊維幅以上なければならない。
化して膨張収縮処理し、距離変換して細線化して繊維の
骨格線を求めるまでは、実施例１の手順に基づいて処理
する。こうして繊維の位置を把握した後で、また原画像
に帰って原画像に重ねて骨格線を投影し、図５の概念図
に示すように、骨格線の連結方向から傾きを求め、適当
な間隔で骨格線に垂直なルーラーを引く。ルーラーの長
さは繊維幅以上なければならない。
【００２７】次に、ルーラー線に沿った輝度変化を調べ
ると、図６に示すように繊維の外側から輪郭に近づくに
つれて輝度値が急峻に立ち上がり、繊維の輪郭で最も高
い輝度を示すが内側ではまた輝度が小さくなる。そこ
で、骨格線を挟んだ両側の近傍において輝度が極値を示
す位置を繊維の輪郭と判断して画面上の座標値を求め、
両座標間距離すなわち両輪郭線間の距離を繊維径とし
て、統計処理によりヒストグラムを求めサンプルとした
繊維の径の妥当値を求める。この方法では、ガラスのよ
うな透明繊維であっても、２値化閾値のレベルによって
左右されず安定した繊維径分布計測が可能となり、正当
な繊維径評価ができる。
ると、図６に示すように繊維の外側から輪郭に近づくに
つれて輝度値が急峻に立ち上がり、繊維の輪郭で最も高
い輝度を示すが内側ではまた輝度が小さくなる。そこ
で、骨格線を挟んだ両側の近傍において輝度が極値を示
す位置を繊維の輪郭と判断して画面上の座標値を求め、
両座標間距離すなわち両輪郭線間の距離を繊維径とし
て、統計処理によりヒストグラムを求めサンプルとした
繊維の径の妥当値を求める。この方法では、ガラスのよ
うな透明繊維であっても、２値化閾値のレベルによって
左右されず安定した繊維径分布計測が可能となり、正当
な繊維径評価ができる。
【００２８】９０万画素（８５０Ｈ×９８４Ｖ）のカメ
ラを用い、側射照明の下で倍率１０００倍の単焦点レン
ズにより１画素が実寸の０．６３６μｍに当たるように
した本実施例の繊維径分布測定装置を用いて、ガラス繊
維の径を調べたところ、４種類の長繊維についてそれぞ
れ５．２μｍ、７．３μｍ、９．１μｍ、１３．３μｍ
と、いずれも真値に対して±１μｍ以内の測定精度で測
定できた。また１から１３μｍの径分布を持つ短繊維に
ついて平均径５．６μｍという満足できる結果を得た。
なお、測定の精度は繊維像に対する画素の大きさに関係
することは明らかで、カメラの画素数を大きくするかレ
ンズの倍率を大きくすれば精度が容易に向上するが、情
報処理の負担が大きくなったり測定対象とする範囲が小
さくなるので、測定性能として総合的に検討する必要が
ある。なお、不透明繊維については実施例１により高速
簡便に繊維径を推定することができるが、さらに精密に
繊維径を求めるときには、実施例２と同様に骨格線に垂
直なルーラを引いてルーラに沿った輝度変化を検査し、
適当な閾値を用いて繊維輪郭位置を検出しその座標を求
めて、輪郭位置間の座標値差を繊維径とする方法を使用
することができる。
ラを用い、側射照明の下で倍率１０００倍の単焦点レン
ズにより１画素が実寸の０．６３６μｍに当たるように
した本実施例の繊維径分布測定装置を用いて、ガラス繊
維の径を調べたところ、４種類の長繊維についてそれぞ
れ５．２μｍ、７．３μｍ、９．１μｍ、１３．３μｍ
と、いずれも真値に対して±１μｍ以内の測定精度で測
定できた。また１から１３μｍの径分布を持つ短繊維に
ついて平均径５．６μｍという満足できる結果を得た。
なお、測定の精度は繊維像に対する画素の大きさに関係
することは明らかで、カメラの画素数を大きくするかレ
ンズの倍率を大きくすれば精度が容易に向上するが、情
報処理の負担が大きくなったり測定対象とする範囲が小
さくなるので、測定性能として総合的に検討する必要が
ある。なお、不透明繊維については実施例１により高速
簡便に繊維径を推定することができるが、さらに精密に
繊維径を求めるときには、実施例２と同様に骨格線に垂
直なルーラを引いてルーラに沿った輝度変化を検査し、
適当な閾値を用いて繊維輪郭位置を検出しその座標を求
めて、輪郭位置間の座標値差を繊維径とする方法を使用
することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の繊維径分布
測定方法および装置によれば、多数の繊維について人手
を介さずに１挙に高速かつ正確に径分布測定することが
できる。また、特に透明な繊維についても正確な径分布
測定ができる。
測定方法および装置によれば、多数の繊維について人手
を介さずに１挙に高速かつ正確に径分布測定することが
できる。また、特に透明な繊維についても正確な径分布
測定ができる。
【図１】本発明の繊維径分布測定装置の１実施例を表す
構成図である。
構成図である。
【図２】本実施例における測定のアルゴリズムを表す流
れ図である。
れ図である。
【図３】本実施例に用いる距離変換の概念を説明する図
面である。
面である。
【図４】本実施例における測定結果例を示すグラフであ
る。
る。
【図５】第２実施例における手法を説明する図面であ
る。
る。
【図６】第２実施例における繊維径の決定方法を説明す
るグラフである。
るグラフである。
１ サンプル ２ サンプル台 ３ 顕微鏡 ４ ＣＣＤカメラ ５ 画像処理装置 ６ ディスプレイ
フロントページの続き (72)発明者 永井 信尚 兵庫県明石市川崎町１番１号 川重テク ノサービス株式会社 明石事業所内 (56)参考文献 特開 平３−249263（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−152323（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−210655（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195909（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/08 G06T 7/00
Claims (4)
- 【請求項１】 繊維を写し込んだ原画像を２値化し、さ
らに膨張収縮処理して修整２値画像を生成し、該修整２
値画像に対して距離変換処理を施して各画素と輪郭まで
に存在する画素数を画素値として表した多値画像を生成
し、該多値画像を細線化処理して画素値の大きい骨格を
残した細線化画像を生成し、該細線化画像について画素
値の分布を求めて出力することにより、繊維径の分布を
推定できるようにすることを特徴とする繊維径分布測定
方法。 - 【請求項２】 繊維を写し込んだ原画像を２値化し、さ
らに膨張収縮処理して修整２値画像を生成し、該修整２
値画像に対して距離変換処理を施して各画素と輪郭まで
に存在する画素数を画素値として表した多値画像を生成
し、該多値画像を細線化処理して画素値の大きい骨格を
残した細線化画像を生成し、前記原画像に戻り該骨格線
を基準として該骨格線に垂直なルーラ線を描いて該ルー
ラ線に沿った輝度変化を求め、骨格線を挟んだ両側の近
傍における輝度が極値を示す位置を繊維の輪郭と判定し
て座標値の差から繊維径を求めて、該繊維径の分布を出
力することを特徴とする繊維径分布測定方法。 - 【請求項３】 顕微鏡を備えた撮像装置と画像処理装置
と演算処理装置を備えて、前記撮像装置が繊維の原画像
を取得し、前記画像処理装置が、前記原画像を２値化し
さらに膨張収縮処理して修整２値画像を生成し、該修整
２値画像に距離変換処理を行って骨格部の画素値が輪郭
までの画素数を表した多値画像を生成し、該多値画像を
細線化処理して画素値の大きい骨格を残した細線化画像
を生成し、前記演算処理装置が該細線化画像の画素値に
ついてヒストグラム処理して分布図を出力することを特
徴とする繊維径分布測定装置。 - 【請求項４】 顕微鏡を備えた撮像装置と画像処理装
置と演算処理装置を備えて、前記撮像装置が繊維の原画
像を取得し、前記画像処理装置が、前記原画像を２値化
しさらに膨張収縮処理して修整２値画像を生成し、該修
整２値画像に距離変換処理を行って骨格部の画素値が輪
郭までの画素数を表した多値画像を生成し、該多値画像
を細線化処理して画素値の大きい骨格を残した細線化画
像を生成し、前記原画像において該細線化画像の骨格線
を基準として該骨格線に垂直なルーラ線を描いて該ルー
ラ線に沿った輝度変化を求め、該骨格線を挟んだ両側に
現れる輝度極値点を繊維輪郭として座標値の差から繊維
径を算出し、前記演算処理装置が該算出された繊維径に
ついてヒストグラム処理して分布図を出力することを特
徴とする繊維径分布測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35909399A JP3324699B2 (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | 繊維の径分布測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35909399A JP3324699B2 (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | 繊維の径分布測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001174227A JP2001174227A (ja) | 2001-06-29 |
| JP3324699B2 true JP3324699B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=18462715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35909399A Expired - Fee Related JP3324699B2 (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | 繊維の径分布測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324699B2 (ja) |
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| CN102538691B (zh) * | 2011-12-31 | 2014-04-16 | 太原理工大学 | 一种用图像识别技术测量高温钢管直径的方法 |
| JP6419488B2 (ja) * | 2014-08-26 | 2018-11-07 | 国立大学法人京都工芸繊維大学 | 繊維の画像解析方法及び画像解析システム |
| TW201909118A (zh) * | 2017-07-20 | 2019-03-01 | 日商倉敷紡績股份有限公司 | 線狀物的三維測量方法與裝置 |
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| CN109543531B (zh) * | 2018-10-19 | 2023-01-03 | 兰波(苏州)智能科技有限公司 | 一种纤维提取和纤维视觉矫正的方法 |
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| CN112164134B (zh) * | 2020-09-28 | 2024-03-22 | 华南理工大学 | 一种基于图像处理的随机曲线建模方法 |
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-
1999
- 1999-12-17 JP JP35909399A patent/JP3324699B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001174227A (ja) | 2001-06-29 |
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