JPH02157979A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、例えば工業製品や農水産物等の映像情報を
処理してこれらの物品の判別、計測等を行うための画像
処理装置に関する。

〈従来の技術〉 画像処理技術は、産業への応用が実用期を迎え、工業製
品や農水産品等を撮像した入力画像を処理し、この処理
後の画像情報からこれらの物品の判別や計測等を電子計
算機システムによって行うような分野での普及が急速に
進んでいる。

上記分野での画像処理においては、画像信号を二値化し
、この二値画像から図形の特徴抽出、計測等を行う。こ
の際、映像信号を二値化処理した後、周囲境界線検出、
エツジ検出、エツジ平滑化、膨張、収縮等の局所的特徴
の抽出や、雑音除去等の局所的特徴の除去などをこの二
値画像に対して行った後に図形の特徴量の計測を行うと
、画像入力時の照明条件を緩和し、特徴量の計測処理を
簡単化しさらに高速化するなど有効な場合が多い。

この目的のために、第７図に示すように、二値画像の各
画素について各画素を中心としたＮＸＮ近傍画素に対し
てパターンマツチングを行い、各パターンに対して指定
されたレベル（白と黒を区別する）に中央の画素値を変
換する処理を行う。

二のような処理を近傍処理と称し、このＮＸＮ個の画素
パターンを中央画素値に対する近傍処理パターンという
。

この近傍処理においては、近傍処理パターンに対して設
定される中央画素値をあらかじめ設定しておく必要があ
るが、処理目的や画像状態ならびに画像処理技術に関す
る専門的な知識や経験に基づいて設定する必要がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 このため、従来の近傍処理パターン設定方法を用いて近
傍処理を行う画像処理装置においては、画像処理技術に
関する専門知識を持たない一般の操作者は適切な近傍処
理パターンが設定しづらく、使いにくい、あるいは、設
定自体が困難であるという問題があった。

そこで、この発明の目的は、近傍処理パターンの設定に
関する知識をデータベース化することにより、専門知識
を持たない一般の操作者においても、処理目的や画像状
態等を入力することによって、適切な近傍処理パターン
を設定し、近傍処理が行えるようにした画像処理装置を
提供することである。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、この発明は、操作者との間
で対話的に情報の入出力を行う入出力手段と、二値画像
に対する近傍処理パターンを設定するための知識情報を
格納した知識格納手段と、入出力手段により入力された
条件に応じて知識格納手段が保持する知識情報を用いて
矛盾のない処理項目系列を導出する知識解釈手段と、導
出された処理項目系列に対応した近傍処理パターンを設
定する近傍処理パターン設定手段とを備えたことを特徴
としている。

〈作用〉 知識解釈手段が入出力手段を通じて操作者に対して要求
する内容に応じて、操作者は処理目的や画像状態等の情
報を入出力手段を通じて知識解釈手段に人力する。知識
解釈手段は、入力された情報に応じて知識格納手段が保
持する知識↑青報を用いて処理項目系列を導出し、この
導出された処理項目に対応した近傍処理パターンを近傍
処理パターン設定手段へ与える。したがって、操作者が
近傍処理パターンの設定に関する専門的な知識を持たな
い場合においても、適切な近傍処理を実行することがで
きる。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの画像処理装置の一実施例の構成を示してい
る。図において、１はデータ入出力部、２は知識格納部
、３は知識解釈部、４は短期記憶部、５は近傍処理パタ
ーン設定処理部、６は画像処理部、７は画像表示部であ
る。

データ入出力部１は、操作者が処理目的や画像状態等の
情報を入力するためのキーや、操作者に対して必要な情
報の入力を要求する内容の表示画面等から構成される。

知識格納部２は、処理目的や画像状態等の入力情報から
近傍処理パターンを導出するための知識情報を格納して
いる。知識解釈部３は、操作者により入力された処理目
的や画像状態等の情報に応じて、知識格納部２に格納さ
れている知識情報を用いて近傍処理パターンを導出する
。また、この知識解釈部３は、必要に応じてデータ入出
力部１に情報を出力し、操作者との対話処理を行う。短
期記憶部４は、知識解釈部３が近傍処理パターンを導出
する過程において得られる情報を一時的に記憶する。

近傍処理パターン設定処理部５は、知識解釈部３によっ
て導出された近傍処理パターンのデータを受は取り、画
像処理部６に対してこの近傍処理パターンを設定する。

画像処理部６は、二値画像入力部６−１により入力され
た二値画像に対して上記設定された近傍処理パターンに
したがって近傍処理部６−２により近傍処理を行い、画
像計測処理部６−３により近傍処理が施された画像に対
して計測処理を行う。画像表示部７は、画像処理部６に
より処理された二値画像を表示する。

第２図は知識格納部２の構成を示している。この知識格
納部２は、近傍処理パターン選択ルール格納部８と近傍
処理パターシ定義フレーム格納部１０とから構成される
。近傍処理パターン選択ルール格納部８に格納されてい
る知識情報は、ルール形式の記号列として表される単位
情報（以下、ルール情報という）９がｎ個集合して構成
されるルール群である。近傍処理パターン定義フレーム
格納部１０に格納されている知識情報は、処理項目と適
用条件、並びにその処理項目に対応する近傍処理パター
ンとの組み合わせの記号列として表される単位情報（以
下、フレーム情報という）１１がｍ個集合して構成され
るフレーム群である。これらの知識情報群は、ルール情
報単位およびフレーム情報単位で修正、追加、削除が可
能である。

ルール情報９は、第３図に示すように、ルール情報を識
別するためのルール番号格納部１２と、このルール情報
を適用するために成立するべき条件を記号列として格納
している条件部格納部１３と、この条件部格納部１３に
格納されている条件がすべて成立したときに行うべき処
理の内容を記号列として格納している行動部格納部１４
とから構成される。

フレーム情報１１は、第４図に示すように、フレーム情
報を識別するためのフレーム番号格納部１５と、処理項
目名を記号列として格納している処理項目格納部１６と
、この処理項目格納部１６に格納されている処理項目を
適用するために必要な成立条件を格納している適用条件
格納部１７と、処理項目格納部１６に格納されている処
理項目に対する近傍処理パターンを格納する近傍処理パ
ターン格納部１８とから構成される。ここで、処理項目
とは各近傍処理パターンの処理効果、手法等を表現する
名称である。

第５図はルール情報およびフレーム情報の具体例を示し
ている。ルール情報としては、第５図（ａ）に示すよう
な処理項目間の順序関係に関する規則、あるいは（ｂ）
に示すような許されない処理項目の組み合わせに関する
規則等の断片的な知識情報が格納される。このように、
ルール情報９内の条件部格納部１３に処理項目間の規則
や基準といった知識情報の成立用件を記号列として格納
し、さらに行動部格納部１４に上記成立用件が成立した
ときに導出する結果や実行すべき処理の内容を記号列と
して格納している。

フレーム情報としては、第５図（Ｃ）や（ｄ）に示すよ
うに、近傍処理パターンに関する情報として処理項目と
ともに近傍処理パターンの適用条件や設定する近傍処理
パターン等が格納される。このように、処理項目の適用
のための成立用件をフレーム情報１１内の適用条件格納
部１７に記号列として格納し、さらに、近傍処理パター
ン格納部１８に処理項目に対応した具体的な近傍処理パ
ターンを格納している。このうち、近傍処理パターンの
各パターンには順序関係が存在し、例えば（ｄ）のフレ
ームにおいては、近傍処理パターンの図中左のパターン
から右のパターンの順に設定される。ここで、最初の２
つのパターンは初期化を意味しており、′＊”′は伏字
であり、０または１の値をとるものとする。

知識解釈部３（第１図）は、必要に応じてデータ入出力
部１を通じて操作者に対して処理目的や画像状態等の情
報の入力を促す。そして、これらの収集した情報を短期
記憶部４に記憶し、この短期記憶部４に記憶した情報を
参照しながら知識格納部２が保持するフレーム情報を用
いて処理項目の集合である処理項目系列を導出していく
。そして、処理項目系列が得られると、知識格納部２が
保持するルール情報を用いてこの処理項目系列を矛盾の
ない処理項目系列に変更する。その際、断片的なルール
により推論する過程において中間結果の利用が必要とな
る場合には、短期記憶部４に一時的に中間結果を記憶し
、これを必要に応じて参照しながら処理をすすめる。

以上のようにして処理項目系列が得られると、系列内の
処理項目の順に対応する近傍処理パターンを取り出し、
近傍処理パターン設定部５によって近傍処理パターンの
設定を行い、画像処理部６に対して適切な近傍処理を行
わせる。

第６図は知識解釈部３における処理内容を示すフローチ
ャートである。以下、このフローチャートに従って処理
手順を説明する。

まず、システムを初期化し、カウンタｉ＝０とする（ス
テップＳｌ）。知識格納部２の近傍処理パターン定義フ
レーム格納部１０に第ｉ番目のフレーム情報１１が存在
するかどうか検索しくＳ２）、存在するときはステップ
Ｓ３へすすみ、存在しないときはステップＳ７へすすむ
。

ステップＳ３において、第ｉ番目のフレーム情報を取り
出し、続いて、この取り出したフレーム情報１１内の適
用条件格納部１７の内容が成立するかどうか判定する（
Ｓ４）。この時、必要に応じて計測処理や操作者に対す
る入力の要求などを行う。判定の結果、適用条件格納部
１７の内容が成立する場合には、フレーム情報１１のフ
レーム番号格納部１５に格納されている番号を処理項目
系列に追加記憶しく３５）、近傍処理パターン定義フレ
ーム格納部１０から次のフレーム情報１１を取り出すた
めにカウンタｉをｉ＋１にする（Ｓ６）、その後、ステ
ップＳ２へ戻る。適用条件格納部１７の内容が成立しな
い場合には、そのままステップＳ６へすすむ。

以上の処理が終了すると、短期記憶部４にはフレーム情
報群の知識情報に基づいて選択された処理項目の集合で
ある処理項目系列が記憶される。

ステップＳ７では、知識格納部２に格納されているルー
ル情報９を取り出し、短期記憶部４に記憶されている処
理項目系列や推論過程の中間結果を検索し、ルール情報
９の条件部格納部１３に格納されている条件が成立する
かどうか照合を行う。

この照合をすべてのルール情報９について行う。

次に、上記ルール情報の照合の結果、条件部格納部１３
の条件が成立するルール情報を取り出し、その取り出し
たルール情報が一つ以上存在するかどうか判定する（Ｓ
８）。その結果、上記条件が成立するルール情報９が全
く存在しない場合には、ステップＳ１２へすすむ。上記
条件が成立するルール情報９が一つ以上存在する場合に
は、上記条件が成立したルール情報の中からひとつのル
ール情報９を選択する（Ｓ９）。

次に、この選択されたルール情報９の行動部格納部１４
がステップ５１２（近傍処理パターンの設定）へすすむ
ことを示しているかどうか判定する（Ｓ１０）。ステッ
プＳ１２への移行を示していない場合は、選択されたル
ール情報９の行動部格納部１４の内容を実行しく５ｌｌ
）、その後ステップＳ７へ戻る。

以上のステップ３７〜３１１の処理が終了すると、短期
記憶部４の処理項目系列はルール情報群の知識情報に基
づいた矛盾のない処理項目の系列として記憶される。

ステップＳＬ２では、上記処理項目系列の先頭の処理項
目を取り出し、その処理項目に対応した近傍処理パター
ン定義フレーム格納部１０のフレーム情報１１の近傍処
理パターン格納部１８に格納されている近傍処理パター
ンを近傍処理パターン設定処理部５によって設定する。

次に、上記処理項目系列からステップＳＬ２で取り出さ
れた処理項目を削除し、次の処理項目を先頭にする（Ｓ
１３）、その後、処理項目系列内に処理項目が存在して
いるかどうかを判定しく５１４）、存在する場合はステ
ップ３１２へ戻り、存在しない場合は処理を終了する。

以上の知識解釈部３の処理により、近傍処理パターン設
定処理部５に近傍処理パターンが順次設定される。そし
て、この設定された近傍処理パターンに基づいて画像処
理部６が二値画像に対して適切な近傍処理を実行し、画
像表示部７にこの処理後の画像が表示される。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明においては、操作者が対話
処理によって必要な情報を人力すると、知識解釈手段が
知識情報を用いて適切な近傍処理パターンを導出するよ
うにしたので、操作者が近傍処理パターンの設定に関す
る専門的な知識を持たない場合でも、適切な近傍処理を
行うことができる。また、近傍処理に関する専門知識を
有する操作者にとっては、煩雑な設定手順を必要としな
いので、作業の能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成を示すブロック図、第２図
は本発明実施例の知識格納部の構成を説明する図、 第３図は本発明実施例のルール情報の構成を説明する図
、 第４図は本発明実施例のフレーム情報の構成を説明する
図、 第５図は本発明実施例のルール情報とフレーム情報の一
例を示す図、 第６図は本発明実施例の処理手順を示すフローチャート
、 第７図は近傍処理の方法を説明する図である。 １・・・データ入出力部 ２・・・知識格納部 ３・・・知識解釈部 ４・・・短期記憶部 ５・・・近傍処理パターン設定処理部 ６・・・画像処理部 ９・・・ルール情報 １１・・・フレーム情報 特許出願人　　　　シャープ株式会社 代　理　人　　　　弁理士　西１）新 第５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 設定された近傍処理パターンに基づいて二値画像情報に
   対する近傍処理を行う画像処理装置において、操作者と
   の間で対話的に情報の入出力を行う入出力手段と、近傍
   処理パターンを設定するための知識情報を格納した知識
   格納手段と、上記入出力手段により入力された条件に応
   じて上記知識格納手段に格納された知識情報を用いて矛
   盾のない処理項目系列を導出する知識解釈手段と、上記
   導出された処理項目系列に対応した近傍処理パターンを
   設定する近傍処理パターン設定手段とを備えたことを特
   徴とする画像処理装置。