JPH0254104A

JPH0254104A - 面積測定法

Info

Publication number: JPH0254104A
Application number: JP20615688A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ishio; 和彦石尾; Shunji Koike; 俊二小池
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1990-02-23

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）本発明は画像データから面積を測定する面積測定方法に
関するものである。

（従来の技術）画像処理による面積測定方法については、数多くの発明
が開示されているが、各々一長一短があるのが実体であ
る。

（発明が解決しようとする問題点）このような装置における２値化回路の閾値が予め設定さ
れた固定レベルで行なわれるものでは、回路構成及び処
理が容易となり処理時間も短くて済むが、周囲の明るさ
が時間的に変動したりすると当然のことながらカメラか
らの画像信号も変動し、これを固定レベルで２値化しよ
うとすると対象物画像は大幅に歪んだものとなるのであ
る。

又、１つの画面情報がある場合に、そのビデオ信号を所
定ビット数のディジタル世に変換してその濃淡情報を画
素単位でメモリに記憶させ、これを再読出して所要の情
報処理を行なうことにより最適レベルを決定する方法も
ある。しかしこの方法では回路構成が膨大なものとなる
ばかりでなく、閾値決定の処理時間が長くなるのである
。

以上より本願発明は、面積をとらえたい対象物にコント
ラストがあり、測定範囲内の背景より全て明るいまたは
全て暗くて、２値化レベルを変化させている時間（実際
には０．１７秒〜８５３秒の間）は測定範囲からはずれ
ないという条件の元で、処理時間が短くしかも経済的で
且つ周辺の明るさの変動による歪を修正し高精度に面積
を測定可能とすることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）静止した対象物を含む静止画像を取り出す画像取出手段
と、連続した画像信号を２値化する２値化変換手段と、
該画像上で測定範囲を指定する測定範囲指定手段と、２
値化レベルを暗から明に変化させ黒画素差分を計算し、
更に黒画素差分の差分（２次差分）を算出することによ
り、黒画素数に応じた２値化レベルを決定可能とした２
値化レベル自動設定手段と、白又は黒画素の数を積算し
面積を算出する制置手段とより構成され、測定範囲指定
手段により指定した対象物の面積を周囲の明るさに変動
されることなく高精度に測定可能としたものである。

（作用）上記の如き構成により、先ず面積を測定する対象物を含
む画像範囲を測定範囲指定手段により指定し、２値化レ
ベルを暗から明に順次変化させて行くと第３図に示す如
く測定範囲内の画素数が変化しこの時の黒画素差分を算
出しグラフ化すると第４図の如くなる。更に引続いて黒
画素差分の差分（二次差分）を算出することにより第５
図の０点、０点を検出し、第６図に示すフローチャート
に基すいて（■＋◎）／２を算出することにより最適２
値化レベルＴｆを求め、該Ｔ　ｆを基辛として面積を算
出するのである。このように算出された面積は周囲の明
るさの変動に影響されることなく高精度に測定されるも
ので、本発明は処理時間も短く、シかも経済的な画像処
理による面積測定方法である。

（実施例）第１図はこの発明の実施例を示すブロック図である。ｌ
は白黒テレビカメラの如き撮像装置であり、２は映像信
号人力部であり、テレビカメラｌからの映像信号を増幅
すると共にノイズをカットする。

３は映像信号の２値化部であり、連続したアナログ信号
である映像信号を、水平分解能はサンプリング周波数に
より、垂直分解能は走査線を単位として離散的なデジタ
ル信号に変換すると共に、別に設定される２値化レベル
に基づいて映像信号を２値化するのである。

４は面積計算部であり、２値化部３で２値化された映像
信号により、白または黒画素の数を積算し面積を算出す
るのである。

５は制ｔ’ｖｌＳであり制御コンピュータを含み、２値
化レベル指定部８により２　ｆｌｉ化レベルを設定し、
測定範囲指定部７により測定範囲を指定し、面積計算部
４で面積を算出し、出力装置６に出力するものである。

入力装置１１は、測定範囲を指定するためのパラメータ
を制御部に入力するものである。出力装置６は結果を外
部に出力するためのインターフェース装置で、その先に
は更に、制御用コンピューターやまたはプリンター等に
接続されるがここには図示しない。

７は測定範囲指定部であり、制御部から入力されたパラ
メータをもとに８１１１定範囲を指定する。モニタテレ
ビ１０の画面１２上で長方形１３により測定範囲が表示
される。第２図に示す１３で囲んだ範囲内が７で指定し
た測定範囲である。

８は２値化レベル指定部であり、２値化レベル自動設定
機能について第２図〜第６図を誉照して詳説する。第２
図はモニタテレビ１０の画面１１を示してあり、金側定
範囲指定部７によって指定した測定範囲１３内に含まれ
る文字部分１４の面積を測定する場合について、面積を測定する対象物、文字部分１４がコントラストが
あり、測定範囲１３内の背景より全て明るい又は全てが
暗く、面積を測定する対象物、文掌部分１４が２値化レ
ベルを変化させている量測定範囲からはずれないという
条件の元で、第３図は２値化レベルＴを■■Ｏ■と暗か
ら明に変化させた時の黒画素数にの個数を線グラフ１６
で表わしたものである。線グラフ１６から明白である如
くＦが図示する２値化レベルの範囲では、黒画素数はほ
とんど変化せず一定である。Ｆが示す範囲の中心”Ｍを
２値化レベルとすれば、適確な２値化画像が得られ、該
中心Ｔｆが最適２値化レベルである。

最適２値化レベルＴｆを算出するために、黒画素差分Ｄ
Ｋ　（Ｔ）を次式（１）により算出しグラフに表示した
のが第４図である。

黒画素差分ＤＫ　（Ｔ）＝黒画素Ｋ（Ｔ＋Δ）−黒画素
Ｋ　（Ｔ）　　・・・　（１）Δは２値化レベルの増分
である。更に２値化レベル■■を明確にするため黒画素
差分ＤＫ　（Ｔ）の差分ＤＤＫ　（Ｔ）　、二次差分を
次式（２）により算出すると、第５図に示すグラフを得
ることができ２値化レベル■■を横軸との交点として取
らえることかできる。

ＤＫ　（Ｔ）の差分ＤＤＫ　（Ｔ）＝ＤＫ　（Ｔ＋Δ）
−ＤＫ（Ｔ）　　・・・　（２）よって最適２値化レベル゛ｒｆは次式（３）により算出
する。

Ｔｆ＝（■＋Ｏ）／２・・・・　（３）９は２値化部３
で２値化された映像信号を出力するための映像信号出力
部であり、モニタテレビｌＯに出力するのであり、モニ
タテレビ１０は白黒テレビカメラｌにより撮像した映像
を人の目で確認し、２値化レベル指定部８により設定し
た最適２値化レベルＴｆに基ずく２値化映像を確認する
ものである。

次に第６図の２値化レベル決定プログラムフローチヤー
トに基すいて、２値化レベル自動設定機能を説明すると
、イで開始するための阜備完了後口では入力装置ｌｌか
ら人力されたパラメータをもとに制御部５が測定範囲指
定部７を用いて測定範囲１３を指定する。八では２値化
レベルＴを初期値■に設定し、二では２値化レベル■に
基ずく一画面分の映像信号の測定範囲内の黒画素の個数
Ｋを制御コンピューターに取り込み、ホでは全部が黒画
素であるかを判断し、全部黒画素である場合は、それ以
上２　ｆＦｉ化レベルを明の方向に変化させても黒画素
数は変化しないので、ＹＥＳの判定に基すいてへの段階
に移行し、そのときの２値化レベルＴが２値化レベル最
終値＠となる。一方ホにおいて全ての画素が黒画素でな
い場合はＮＯの判定により、トの段階に移行し、２１１
ｉ化レベルＴに増分Δを加え、２値化レベル（Ｔ＋Δ）
を２　ｆ＋ｆｉ化レベルしとして再度二の段階に戻り前
回と同様に、一画面分の映像信号の測定範囲内の黒画素
の個数を制御コンピューターに取り込み全部黒画素であ
るかどうかを判定するのである。この様に二ホ、ト、を
繰り返しサイクルすることにより、２値化レベルＴは第
３図に示すごとく＠■◎■と変化することになり黒画素
数にの個数を線グラフ１６で示すことができるのであり
、この段階でデータの収集が完了するのである。

次にチでは、２値化レベルＴを初期値■に戻してりでは
黒画素差分ＤＫ（Ｔ）を式（１）により算出し、次いで
ヌでは２値化レベルＴを（Ｔ＋Δ）と変化させ、ルでは
変化後のＴが２値化レベル最終値＠でないことを判断し
、ＹＥＳの判定によりりの段階に戻り変化後の２値化レ
ヘルＴに基ず（黒画素差分ＤＫ（”ｒ）を算出するので
ある。このようにり、ヌ、ル、を繰り返しサイクルする
ことにより第４図に示す黒画素差分ＤＫ　（Ｔ）の線グ
ラフ１７が得られるのである。一方ルにおいて変化後の
２１１ｉ化レベルＴが２　ｆａ化レしル最終値■でない
ことを判断し、Ｎｏの判定により才の段階に移行し２　
ｆｉ化レしルＴを初期値＠に戻し、次のワに移行するの
である。

ワでは黒画素差分ＤＫ　（Ｔ）の差分、二次差分ＤＤＫ
　（Ｔ）を式（２）により算出し、続く力では２埴化レ
ベルＴを（Ｔ＋Δ）と変化させると共に、ヨではＤＤＫ
　（Ｔ）≦０を判定させるのである。ヨでの判断がＮＯ
の間はサイクルワ、力、ヨを繰り返し、ＹＥＳの判定に
より次の夕に移行し、夕では、前の力で変化させた２値
化レベルＴより（Ｔ−Δ）を算出しそれを■とするので
ある。

引き続きサイクルレ、ン、ツにより２ｆ直化レベルＴを
増分Δで変化させながらＤＤＫ　（Ｔ）を算出し、ＤＤ
Ｋ　（Ｔ）≧０を判断し、Ｎｏの判定ではサイクルして
計算しＹＥＳの判定で次のネに移行するのである。

ネにおいても引き続いてサイクルネ、ナ、うにより２値
化レベルＴを増分Δで変化させながらＤＤＫ　（１”）
を算出し、ＤＤＫ（１”）≦０を判断し、Ｎｏの判定で
はサイクルして計算しＹＥＳの判定で次のムに移行する
のである。

ムでは２値化レベルＴより（Ｔ−Δ）を算出しそれを◎
とし、続くノの段階で次に示す（３）式％式％（３）最適２値化レベルＴｆを算出するのである。

第２図に示す文字部分１４のように、その面積を測定す
る対象物を映像信号として撮像することにより、２値化
レベル自動設定機能によって最適２値化レベルを設定す
ることにより、対象物の形状を精度良く判定しその黒又
は白画素数を積算し、面積を算出するようにしたもので
ある。

（効果）若干の条件の元ではあるが短時間に高精度で対象物の面
積、形状等を測定することが可能となり、面積測定器、
形状判別機等としての効果が期待できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
実施例におけるモニタテレビの画面を示す説明図、第３
図は２値化レベルを暗−明に変化させた時の黒画素数に
の個数を表わす線グラフ、第４図は同じく２値化レベル
を暗−明に変化させた時の黒画素数にの差分ＤＫを表わ
す線グラフ、第５図は黒画素数にの差分ＤＫの差分ＤＤ
Ｋつまり、二次差分を表わす線グラフ、第６図は２値化
レベル決定プログラムのフローチャートである。１・・・テレビカメラ　　３・・・２（ｌｌＩ化部ｌ　
３　・・測定範囲１６・・・線グラフ −木押４回仲９回

Claims

【特許請求の範囲】２次元撮像装置を含み対象物の画像を取り出す画像取出
手段と、連続した画像信号を２値化する２値化変換手段と、該画像上で対象物を含む測定範囲を指定する測定範囲指
定手段と、２値化レベルを暗から明に変化させ黒画素数を計数し、
次に黒画素差分を算出し、更に黒画素差分の差分を算出
することにより黒画素数に応じた２値化レベルを決定可
能とした２値化レベル自動設定手段と、２値化レベルによる白又は黒画素数を積算し、面積を算
出する制御手段とより構成され、測定範囲指定手段によ
り指定した範囲内にある対象物の面積を周囲の明るさに
変動されることなく、高精度に測定可能としたことを特
徴とする画像による面積測定方法。