JP3476328B2 - ピーク評価装置およびピーク評価方法 - Google Patents
ピーク評価装置およびピーク評価方法Info
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Description
傾きの検出やNMR測定における測定結果の解析等、最
も明確なピークを有する数値系列を検出する装置に関す
る。
えば、文献「特公昭63−25391」に開示されてい
る。この文献には、ある文書画像について複数の方向を
設定して走査を行い、得られた黒画素のヒストグラムの
中から、最も明確なピークを有したヒストグラムを選択
する方法が記載されている。すなわち、複数の数値系列
の中から、最も明確なピークを有した数値系列を選択す
る方法である。
評価方法では、数値系列を構成する各データについて、
隣のデータとの差分を取り、その差分の絶対値を取り、
これらを合計したものを、ピークの明確さを表す評価値
として算出する。
数値系列にはノイズが含まれている。また、ピークは必
ずしも明確な立ち上がりおよび立ち下がりを持っている
とは限らない。このため、従来の方法ではピークの検出
が困難な場合がある。
と、通常の白紙の紙面を走査する場合であっても、取り
込まれた画像にはゆらぎ(乱れ)が存在しているので、
ヒストグラムにはノイズが発生する。また、文書画像中
に写真等の文字行以外の要素があったり、また、縦書き
と横書きとが混在している場合には、検出したヒストグ
ラムにノイズが含まれてしまう。そして、ノイズに埋も
れてしまい、ピークは不明瞭となってしまう。
化して示した図である。図2(A)および(B)には、
それぞれ異なる数値系列がグラフ化されて示されてい
る。各グラフの横軸は、数値系列を構成するデータの順
番(データナンバー)を表しており、各グラフの縦軸
は、各データの値を表している。尚、グラフは、目盛り
を省略して示し、各データを直線で接続した形で示され
ている。図2に示される各グラフにあっては、図2
(A)に示されるグラフ(図2(A)の実線a)の方
が、図2(B)に示されるグラフ(図2(B)の実線
b)に比べて、ピークが大きいことが分かる。
と、となり同士のデータの差分の絶対値と、その絶対値
の合計値とを表にした図である。図3(A)は図2
(A)に示した数値系列に対応し、図3(B)は図2
(B)に示した数値系列に対応している。図3の表に示
されているように、差分の絶対値の合計は、図3(A)
および図3(B)共に78であり、同じ値となってい
る。このように、従来の処理例によると、図2(A)お
よび(B)のように明らかにピークの大きさが異なる数
値系列であっても、これらの評価値は同じ値になってし
まい、ピークの明確さの差異が現れない。これは、とな
り同士のデータの差分を取ることで、細かいノイズ成分
を拾ってしまうからである。そして、ピークがノイズに
埋もれてしまい、正確なピークの評価が不可能になる。
し、その変化の度合いがノイズの変化の度合いよりも小
さいと、ピークの検出がますます困難となる。
し、また、その変化の度合いを正確に評価するための装
置および方法の出現が望まれていた。
ク評価装置によれば、数値系列の全データを格納する記
憶部と、前記記憶部に格納されているデータを読出し、
これらデータをデータ値に応じてソートし、このソート
順にデータを出力するソート部と、このソート部から入
力されるデータを順次に加算して、加算を行う度に、累
積値を出力する累積部と、この累積部から入力される累
積値の合計値を、前記数値系列のピークの明確さを表す
評価値Hとして、出力する積分部とを具えることを特徴
とする。
ータがデータ値の小さい順あるいは大きい順に並べ換え
られ、この順にデータ値が加算される。そして、データ
値の加算が行われる度に累積値が出力される。さらに、
出力された各累積値の合計値が求められる。この合計値
が、評価対象の数値系列が有するピークの明確さを表す
評価値Hである。
2、・・・、Nはソート順を表す。尚、Nは、数値系列
のデータ数である。)がソート部から累積部に出力され
るとすると、累積部は累積値D1、(D1+D2)、・
・・、(D1+D2+・・・+DN)を出力する。この
場合、積分部が出力する累積値の合計値Hは、 H={N×D1+(N−1)×D2+・・・+1×DN} (I) となる。
れるときには、データ値の小さいものほど多く加算され
ることになる。従って、評価値Hが小さいほど、ピーク
が大きいということが評価される。つまり、ピークから
はずれた部分のデータ値を多く加算することにより、ピ
ークの存在を強調させることができる。
きには、データ値の大きいものほど多く加算される。従
って、評価値Hが大きいほど、ピークが大きいというこ
とが評価される。つまり、ピーク部分のデータ値を多く
加算することにより、ピークの存在を強調させることが
できる。
タの差分を取るのではないから、ノイズを拾ってしま
い、ピークがノイズに埋もれてしまうといったことがな
くなる。
て、好ましくは、前記累積部は、計数部とメモリ部とを
具えており、前記計数部は、前記ソート部から入力され
るデータと、前記メモリ部に格納されているデータとを
加算して前記累積値として出力すると共に、前記メモリ
部に格納されているデータの代りにこの累積値を前記メ
モリ部に記録する構成とするのが良い。
されるデータを順次に加算して、加算を行う度に、累積
値が出力されるようにできる。
て、好ましくは、前記記憶部に格納されている数値系列
の全データを読出し、全データの合計値Sと全データ数
Nとを計数して出力する加算部と、ピークが無い場合の
評価値H0を、前記加算部の出力SおよびNを用いて H0=S×(N+1)/2 (II) により求め、前記積分部から入力される前記評価値Hを
前記H0で除算して出力する正規化部とを具えるのが良
い。
データDiを平均値S/Nに置き換えたものに等しい。
ゆえに、上式(II)は、ピークの無い数値系列の評価値
を表す。
とにより、数値系列を正規化することができる。従っ
て、ある数値系列に対して求めた評価値H/H0と、こ
の数値系列の全データ値を定数倍した数値系列に対して
求めた評価値H/H0とが同じ値になる。よって、異な
る条件下で測定した数値系列同士のピークを、比較する
ことができるようになる。
ば、数値系列の全データを記憶部に格納するステップ
と、前記記憶部に格納されているデータを読出し、これ
らデータをデータ値に応じてソートするステップと、前
記ソート順にデータを順次に加算し、加算を行う度に、
累積値を出力するステップと、前記出力した累積値の合
計値を、前記数値系列のピークの明確さを表す評価値H
として出力するステップとを含むことを特徴とする。
となり同士のデータの差分を取るのではないから、ノイ
ズを拾ってしまい、ピークがノイズに埋もれてしまうと
いったことがなくなる。
て、好ましくは、前記記憶部に格納されている数値系列
の全データを読出し、全データの合計値Sと全データ数
Nとを計数して出力するステップと、ピークが無い場合
の評価値H0を、前記SおよびNを用いて H0=S×(N+1)/2 により求め、前記評価値Hを前記H0で除算して出力す
るステップとを含むのが良い。
とにより、数値系列を正規化することができる。よっ
て、異なる条件下で測定した数値系列同士のピークを、
比較することができるようになる。
実施の形態につき説明する。尚、図は、この発明が理解
できる程度に、構成、接続関係および配置関係が概略的
に示されている。また、以下に記載する数値等の条件は
単なる一例に過ぎず、従って、この発明は、この実施の
形態に何ら限定されることがない。
の形態のピーク評価装置の構成を示すブロック図であ
る。この構成例のピーク評価装置100は、記憶部10
と、ソート部12と、累積部14と、積分部16とを具
えている。各構成要素の接続関係は、記憶部10の出力
がソート部12に入力され、ソート部12の出力が累積
部14に入力され、および累積部14の出力が積分部1
6に入力されるようになっている。また、ピーク評価装
置100は、入力部120から処理対象の数値系列が入
力されるように構成されている。入力部120は、処理
対象の数値系列18をピーク評価装置100に入力する
ための装置であって、例えばキーボード、データ計測装
置等の装置である。さらに、ピーク評価装置100で処
理された結果は、出力部130に出力されるようになっ
ている。出力部130は、例えば、画像表示装置、プリ
ンタ等であって、ピーク評価装置100の処理結果の表
示を行う。また、ピーク評価装置100の処理結果が、
例えば、コンピュータ装置等に出力され、そこで活用さ
れるように構成されていてもよい。
これを構成する記憶部10、ソート部12、累積部14
および積分部16が、メモリ装置、入出力装置およびC
PU(中央演算処理装置)を具えるいわゆるコンピュー
タ装置として構成されている。そして、これら記憶部1
0、ソート部12、累積部14および積分部16は、制
御装置(図示せず)により同期が取られ、これらの動作
タイミングが制御されている。
成および動作を、図2および図4に示された数値系列を
処理する場合を例に取り、説明する。図4の表には、こ
の実施の形態のピーク評価装置による処理結果が、処理
段階ごとに示されている。図4(A)は、図2(A)の
グラフに示された数値系列を、この実施の形態のピーク
評価装置により処理した例である。また、図4(C)
は、図2(B)のグラフに示された数値系列を、この実
施の形態のピーク評価装置により処理した例である。先
ず、図2(A)および図4(A)に示される数値系列を
処理対象とする場合を例に取り、ピーク評価装置の構成
および動作につき説明する。
装置である。ここで、データとは、処理対象である数値
系列を構成する各数値(データ値)のことである。例え
ば、この構成例のピーク評価装置を、画像の傾きを検出
するのに使用するのであれば、処理対象の数値系列と
は、画像を任意の方向に走査した結果得られるヒストグ
ラムのことである。図1に示されるように、記憶部10
は、入力部120から処理対象の数値系列18すなわち
その数値系列18を構成するデータ値を読出してそれら
を記憶する。記憶部10は、通常のメモリ装置を用いて
構成される。
(A)の表24左欄に示された数値データの全てが記憶
される。図4(A)の表24には、データ検出順に、デ
ータが表中の上側から順次に並べられて示されている。
そして、この例の数値系列は、23個のデータからなっ
ている。
されているデータを読出し、これらデータをデータ値に
応じてソートし、このソート順にデータを出力する装置
である。ソートは、公知の手法を用いて行われる。図4
(A)の表24右欄には、左欄のデータのとなり側に、
ソート順が示されている。ここでは、データ値の大きい
順に、1番から始めて23番まで、各データに番号付け
がなされている。また、同じ値のデータの場合には、デ
ータ検出順に若い番号を付している。尚、この例では、
データ値の大きい順にソートを行ったが、これに限ら
ず、データ値の小さい順にソートを行ってもよい。そし
て、ソート部12は、ソート順に、データを出力する。
この例では、1番のデータから順次に出力されてゆく。
は、累積部14に送られる。この累積部14は、ソート
部12から入力されるデータを順次に加算して、加算を
行う度に、累積値を出力する装置である。すなわち、累
積部14は、先のソート順に各データを加算してゆく。
この累積部14の詳細な構成を、図5のブロック図に示
す。
数部20およびメモリ部22を具えている。そして、計
数部20は、ソート部12から入力されるデータと、メ
モリ部22に格納されているデータとを加算して累積値
として出力すると共に、メモリ部22に格納されている
データの代りに、出力した累積値をメモリ部22に記録
する。計数部20およびメモリ部22の間の接続関係に
つき、さらに詳細に説明する。計数部20は、2つの入
力ポートI1およびI2を具えており、これら各ポート
に入力されたデータ値を加算する装置である。ポートI
1にはソート部12から出力されたデータが入力され
る。また、ポートI2には、メモリ部22から、そのメ
モリ部に格納されているデータが読出される。そして、
計数部20の出力ラインは2方向に分岐しており、一方
は、積分部16に接続される。また、他方の出力ライン
は、メモリ部22に接続されている。
ート部12からデータが入力されるタイミングで、加算
およびメモリ部22内のデータの置換えが行われる。図
4(A)のデータを例にして説明すると、先ず、1番目
のデータ(以下、D1と称する。D1=12)がソート
部12から計数部20の入力ポートI1に入力される。
このときのメモリ部22は初期化されているので、メモ
リ部22内にはNULL(=0)が格納されている。従
って、メモリ部22からはデータが出力されず、言い換
えれば、NULLデータが出力されるので、計数部20
は、データD1をそのまま1番目の累積値として出力す
る。図4(B)の表26には、累積結果すなわち計数部
20から出力される累積値が示されている。この表26
中に示される上側の累積値から、順次に、計数部20か
ら出力されてゆく。
積分部16およびメモリ部22にそれぞれ送られる。従
って、メモリ部22には、NULLの代わりに、データ
D1が格納される。次に、ソート部12から計数部20
の入力ポートI1に、2番目のデータ(以下、D2と称
する。D2=8)が入力される。このデータD2が計数
部20に入力されると共に、メモリ部22は格納してい
るデータD1を計数部20の入力ポートI2に出力す
る。そして、計数部20は、各入力ポートI1およびI
2に入力されたデータ値同士の和(すなわちD1+D2
=20。図4(B)の表26参照。)を出力する。この
和が2番目の累積値として、積分部16およびメモリ部
22に対して出力される。そして、メモリ部22には、
格納されていたデータD1の代わりに、この累積値(D
1+D2)が格納される。
に、ソート順にデータが送られ、累積値が積分部16に
順次に出力される。ソート順にデータDi(i=1、
2、・・・、Nはソート順を表す。尚、Nは、数値系列
のデータ数である。)がソート部12から累積部14に
出力されるとすると、累積部14は累積値D1、(D1
+D2)、・・・、(D1+D2+・・・+DN)を出
力する。
ら入力される累積値の合計値を、数値系列のピークの明
確さを表す評価値Hとして、出力する装置である。積分
部16は、累積部14から受け取った全ての累積値を計
数する。そして、累積値の計数結果を評価値Hとして出
力部130に出力する。
1、(D1+D2)、・・・、(D1+D2+・・・+
DN)が出力された場合、積分部16が出力する累積値
の合計値Hは、 H={N×D1+(N−1)×D2+・・・+1×DN} (1) となる。
算すると、合計値Hは1425となる。この値が、図4
(A)の表24左欄および図2(A)に示される数値系
列に対して求められた評価値H(=1425)である。
この例では、データ値の大きい順にソートを行ったの
で、この評価値Hの値が大きいほど、その数値系列に現
れるピークが大きいということを意味している。尚、デ
ータ値の小さい順にソートを行った場合には、評価値H
の値が小さいほど、その数値系列に現れるピークが大き
いということを意味する。
8左欄に示された数値系列に対し、上述したのと同様に
して、評価値Hを求めてみる。図4(C)の表28の右
欄にはソート結果が示されており、また、図4(D)の
表30には累積値が示されている。そして、表30に示
される累積値の和を求めると、1309となる。この値
が、図2(B)および図4(C)に示される数値系列に
対して求められた評価値H(=1309)である。この
ように、図2(A)に示される数値系列の方が、図2
(B)に示される数値系列に比べ、ピークが大きい(鋭
い)ことが理解される。従って、この構成例のピーク評
価装置によれば、従来の手法でピークの差異を評価する
ことができなかった数値系列が評価可能である。
画像の傾きを検出する装置として応用される。画像の傾
きを検出する場合には、異なる走査方向に対して得られ
た各ヒストグラムの中から最もピークが顕著なものを選
ばなければならない。このピーク評価装置によれば、こ
のような複数の数値系列(ヒストグラム)が有するピー
クの明確さをそれぞれ評価することができる。従って、
最も顕著なピークを有するヒストグラムを選択すること
ができる。この構成例は、従来の手法よりも良好な精度
でピークを評価することができるので、より正確に、画
像の傾きを検出することが可能である。
MR(核磁気共鳴)測定に利用してもよい。NMR測定
では、ピークが最も顕著となる波長および磁場を探索す
る必要があるので、この構成例のピーク評価装置のよう
に、数値系列をグラフ化したもののピークの度合いを比
較することができる装置が必要である。そして、この構
成例のピーク評価装置によれば、従来の手法に比べて正
確なピークの評価が行えるので、より正確な測定を行う
ことができる。
形態の構成につき説明する。図6は、この実施の形態の
ピーク評価装置110の構成を示すブロック図である。
この構成例のピーク評価装置110は、第1の実施の形
態で説明した構成すなわち記憶部10、ソート部12、
累積部14および積分部16の他に、加算部32および
正規化部34を具えている。加算部32は、記憶部10
からデータを受け取れるように設けられている。また、
正規化部34は、加算部32および積分部16からの出
力が入力されるように設けられている。そして、この構
成例では、正規化部34の処理結果が上述の出力部13
0に出力されるようになっている。
れている数値系列の全データを読出し、全データの合計
値Sと全データ数Nとを計数して出力する装置である。
すなわち、図4(A)の表24左欄に示された数値系列
を例にすると、S=81であり、また、N=23であ
る。加算部32は、これら合計値Sおよびデータ数Nの
検出を通常の計数手段により実行する。そして、これら
合計値Sおよびデータ数Nは、正規化部34に出力され
る。
の評価値H0を、加算部32の出力SおよびNを用いて H0=S×(N+1)/2 (2) により求め、積分部16から入力される評価値Hを上述
のH0で除算して出力する装置である。正規化部34
は、公知の加算器、積算器および除算器でもって構成す
ることができる。また、正規化部34は、上式(2)で
表される計算処理を行うためのプログラムがセットされ
ており、加算部32から読出したSおよびNの値を、上
式(2)に代入して評価値H0を算出するように構成さ
れていてもよい。
データDiを平均値S/Nに置き換えたものに等しい。
ゆえに、上式(2)は、ピークの無い数値系列の評価値
を表す。
てピークが無い場合の評価値H0を求めると、H0=9
72となる。そして、第1の実施の形態で求めた評価値
H(=1425)をこの値H0で除算すると、除算結果
H/H0は約1.466となる。この値が、図4(A)
に示される数値系列に対して求められた、正規化された
評価値である。このように正規化された評価値を用いる
と、数値系列の各データ値によらない、グラフ形状のみ
を考慮した評価ができる。
4(A)の表24左欄に示した数値系列において、各デ
ータ値が2倍された数値系列が示されている。従って、
図7(A)に示される数値系列をグラフ化したものと、
図4(A)に示される数値系列をグラフ化したものと
は、図2(A)に示されたグラフと同じ形状を呈してい
る。通常、このようにグラフの形状が同じであっても、
サイズが異なる場合には、評価値が相違してしまう。こ
れに対し、この構成例のピーク評価装置により正規化さ
れた評価値を求めれば、グラフすなわち数値系列のサイ
ズには依存しない。
列を、上述と同様にして、正規化された評価値H/H0
を求めてみる。図7(A)の表36右欄には、ソート部
12によるソート結果が示されている。また、図7
(B)の表38には、累積部14から出力される累積値
が示されている。この表38に示される累積値の合計値
すなわち評価値Hを算出すると、2850となる。
値Sと、全データ数Nとが算出される。この場合には、
S=162、N=23である。そして、正規化部34に
より、上述の(2)式に従い、ピークが無い場合の評価
値H0が、1944と求められる。従って、正規化部3
4により、評価値HはこのH0で除算され、正規化され
た評価値H/H0が約1.466と求められる。このよ
うに、図7(A)に示される数値系列と、図4(A)に
示される数値系列とは、同じ明確さのピークを有してい
ることが確認される。
によれば、データ値全体が定数倍化されているような数
値系列、例えば、測定時の検出解像度が異なっている場
合の数値系列等、ピークの形状に変化はないが測定条件
が異なるような数値系列における各評価値が等しく算出
される。従って、観測条件が異なる場合の数値系列同士
を比較することが可能になる。例えば、異なる解像度の
画像から得られたヒストグラムを比較する場合や、画像
の異なる範囲から得られたヒストグラム同士の比較が可
能である。
値系列の全データがデータ値の小さい順あるいは大きい
順に並べ換えられ、この順にデータ値が加算される。そ
して、データ値の加算が行われる度に累積値が出力さ
れ、出力された各累積値の合計値が評価値として求めら
れる。
タの差分を取るのではないから、ノイズを拾ってしま
い、ピークがノイズに埋もれてしまうといったことがな
くなる。従って、従来の手法ではノイズ等に紛れて判定
できなかったピークの明確さが判定できるようになる。
ば、ピークが無い場合の評価値H0を求め、評価値Hを
H0で除算して出力する。このように、評価値HをH0
で除算することにより、数値系列を正規化することがで
きる。よって、異なる条件下で測定した数値系列同士の
ピークを、比較することができるようになる。
す図である。
す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 数値系列の全データを格納する記憶部
と、 前記記憶部に格納されているデータを読出し、これらデ
ータをデータ値に応じてソートし、該ソート順にデータ
を出力するソート部と、 該ソート部から入力されるデータを順次に加算して、加
算を行う度に、累積値を出力する累積部と、 該累積部から入力される累積値の合計値を、前記数値系
列のピークの明確さを表す評価値Hとして、出力する積
分部とを具えることを特徴とするピーク評価装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のピーク評価装置におい
て、 前記累積部は、計数部とメモリ部とを具えており、 前記計数部は、前記ソート部から入力されるデータと、
前記メモリ部に格納されているデータとを加算して前記
累積値として出力すると共に、前記メモリ部に格納され
ているデータの代りに該累積値を前記メモリ部に記録す
ることを特徴とするピーク評価装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載のピーク評価装置におい
て、 前記記憶部に格納されている数値系列の全データを読出
し、全データの合計値Sと全データ数Nとを計数して出
力する加算部と、 ピークが無い場合の評価値H0を、前記加算部の出力S
およびNを用いて H0=S×(N+1)/2 により求め、 前記積分部から入力される前記評価値Hを前記H0で除
算して出力する正規化部とを具えることを特徴とするピ
ーク評価装置。 - 【請求項4】 数値系列の全データを記憶部に格納する
ステップと、 前記記憶部に格納されているデータを読出し、これらデ
ータをデータ値に応じてソートするステップと、 前記ソート順にデータを順次に加算し、加算を行う度
に、累積値を出力するステップと、 前記出力した累積値の合計値を、前記数値系列のピーク
の明確さを表す評価値Hとして出力するステップとを含
むことを特徴とするピーク評価方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載のピーク評価方法におい
て、 前記記憶部に格納されている数値系列の全データを読出
し、全データの合計値Sと全データ数Nとを計数して出
力するステップと、 ピークが無い場合の評価値H0を、前記SおよびNを用
いて H0=S×(N+1)/2 により求め、前記評価値Hを前記H0で除算して出力す
るステップとを含むことを特徴とするピーク評価方法。
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JP04394697A JP3476328B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | ピーク評価装置およびピーク評価方法 |
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JP04394697A JP3476328B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | ピーク評価装置およびピーク評価方法 |
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