JPH04205271A - Method and device for determining optimum binarized threshold value - Google Patents
Method and device for determining optimum binarized threshold valueInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は工業用画像処理における最適2値化しきい値決
定方法にかかわり、特に、対象形状が未知のセグメント
に対してその最適2値化しきい値を自動的に決定しうる
最適2値化しきい値決定方法およびその装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for determining an optimal binarization threshold in industrial image processing, and in particular, to determine the optimal binarization threshold for a segment whose target shape is unknown. The present invention relates to an optimal binarization threshold determining method and device capable of automatically determining a value.
従来の方法は、例えば特開平2−24787号公報に記
載のように、複数のしきい値で画像を2値化し、各しき
い値での2値画素から黒画素数、総輪部数等の特徴量を
累積し、これらから求めた所定のパラメータの変化と、
検出対象物の面積。Conventional methods, for example, as described in JP-A-2-24787, binarize an image using multiple thresholds and calculate the number of black pixels, the total number of limbus, etc. from the binary pixels at each threshold. Accumulating feature amounts and changing predetermined parameters obtained from these,
Area of object to be detected.
形状等の検出対象物固有の図形情報とから最適2値化し
きい値を決定するものであった。The optimal binarization threshold was determined from graphical information specific to the object to be detected, such as its shape.
上記従来技術は、最適2値化を行うに当たり検出対象物
固有の図形情報を必要としており、検出対象物の形状等
が未知の場合について考慮されていない。従って、検出
対象物の形状、面積、対象物数が逐次変化する屋内など
人工的な環境下における自律走行型ロボット等の画像前
処理を行う際に、画像から対象を最適に抽出するための
最適2値化しきい値を一義的に決定することは困難であ
る。The above-mentioned conventional technology requires graphical information specific to the object to be detected in order to perform optimal binarization, and does not take into consideration the case where the shape of the object to be detected is unknown. Therefore, when performing image preprocessing for autonomous robots, etc. in artificial environments such as indoors where the shape, area, and number of objects to be detected change sequentially, it is necessary to optimally extract objects from images. It is difficult to uniquely determine the binarization threshold.
本発明の目的は、検出対象物の形状、面積等の図形的性
質の違いや、対象物数の変化に依存せず、画像から安定
して検出対象物を抽出するための2値化しきい値の決定
を可能にした、最適2値化しきい値決定方法およびその
装置を提供することにある。The purpose of the present invention is to provide a binarization threshold for stably extracting detection objects from an image, regardless of differences in graphical properties such as shape and area of detection objects, or changes in the number of objects. An object of the present invention is to provide an optimal binarization threshold determination method and apparatus that enables determination of the threshold value.
上記目的を達成するため、本発明は、入力した画像を、
しきい値を順次変化させて2値化処理し、得られた2値
画像の各画素について画素状態の解析を行い、それぞれ
の2値画像について、該解析された画素状態の種類別出
現頻度を累積するとともに、その累積結果を前記しきい
値別に記録し、該累積結果記録の中の各データを基に1
または複数の最適2値化しきい値を決定することにより
、達成される。In order to achieve the above object, the present invention converts the input image into
Binarization processing is performed by sequentially changing the threshold value, and the pixel state of each pixel of the obtained binary image is analyzed, and the appearance frequency of each type of analyzed pixel state is calculated for each binary image. At the same time, the cumulative result is recorded for each threshold value, and based on each data in the cumulative result record,
Alternatively, this can be achieved by determining a plurality of optimal binarization thresholds.
また、本発明においては、上記した解析された画素状態
の種類別出現頻度を累積するに当たり、対象画素のうち
、その2値化処理に用いた2値化しきい値以上の値をと
るものについて、(a)2値化しきい値以上の値をとる
画素の集まりの縁を形成する画素である平点、(b)そ
の画素の集まりの内部に位置する画素である内部点、(
c)当該画素の周囲の画素がすべて前記2値化しきい値
未満の値をとる画素である孤立点を含むその他の画素の
3種類に分け、それぞれの出現頻度を累積し、さらに、
その累積結果を各しきい値別に記録する。In addition, in the present invention, when accumulating the frequency of appearance by type of the analyzed pixel states described above, among the target pixels, those that take a value equal to or higher than the binarization threshold used in the binarization process are (a) A flat point, which is a pixel forming the edge of a collection of pixels that takes a value equal to or higher than the binarization threshold, (b) An internal point, which is a pixel located inside the collection of pixels, (
c) Divide the pixel into three types, including an isolated point, in which all pixels surrounding the pixel take a value less than the binarization threshold, and accumulate the appearance frequency of each pixel, and further,
The cumulative results are recorded for each threshold value.
例えば、屋内など人口的な環境下における自律走行型ロ
ボット等での画像前処理や、画像の自動学習における画
像前処理においては、未知の検出対象物を自動的に切り
出すための2値化しきい値決定法が必要である。このよ
うな場合、対象は人工的な形状であり、そのエツジは直
線部分で構成されている場合が多い。For example, in image preprocessing by autonomous robots, etc. in artificial environments such as indoors, or in image preprocessing for automatic image learning, a binarization threshold is used to automatically extract unknown detection targets. A decision method is needed. In such cases, the object is an artificial shape, and its edges are often composed of straight parts.
上記のように、検出対象物のエツジが主に直線部分から
構成されている場合、対象画像上でしきい値以上の値を
とる画素のうち、内部点以外の画素全体に対してその画
素が平点である割合は、適切なしきい値で2値化したと
き増大する。これは、画像内各パターンの縁の直線度を
示す指標となる。As mentioned above, when the edge of the detection target is mainly composed of straight lines, among the pixels on the target image that have a value above the threshold, that pixel is The proportion of flat points increases when binarized with an appropriate threshold. This becomes an index indicating the straightness of the edge of each pattern in the image.
逆に、最適2値化への過渡状態では、孤立点や線上の点
、パターンの内凹凸のある部分の割合が増大する。On the other hand, in the transition state to optimal binarization, the proportion of isolated points, points on lines, and uneven portions of the pattern increases.
本発明では、上記構成のように、平点、内部点。In the present invention, as in the above configuration, flat points and internal points are used.
孤立点を含むその他の画素の3種類それぞれの出現頻度
を、2値化処理に用いた2値化しきい値別に記録する。The appearance frequencies of each of the three types of other pixels including isolated points are recorded for each binarization threshold used in the binarization process.
従って、これらのデータを基に、しきい値以上の値をと
る画素のうち、内部点以外の画素全体に対する平点の出
現頻度と、2値化処理に用いた2値化しきい値との関係
や、孤立点や線上の点などの出現頻度と2値化しきい値
との関係を探索することによって、最適2値化しきい値
を決定することができる。Therefore, based on these data, the relationship between the appearance frequency of flat points for all pixels other than internal points among pixels that take a value above the threshold value and the binarization threshold used in the binarization process is calculated. The optimal binarization threshold value can be determined by searching for the relationship between the appearance frequency of isolated points, points on a line, etc., and the binarization threshold value.
また、本発明では、最適2値化しきい値決定に必要な外
部情報は画像情報のみであり、図形情報は含まれていな
いので、検出対象物の面積、形状等が未知であっても、
最適2値化しきい値を決定することができる。In addition, in the present invention, the external information necessary for determining the optimal binarization threshold is only image information and does not include graphic information, so even if the area, shape, etc. of the detection target are unknown,
An optimal binarization threshold can be determined.
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の最適2値化しきい値決定に使用する装
置の一実施例を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a device used for determining an optimal binarization threshold according to the present invention.
図において、101は画像入力部、102は2値化処理
部、103は画素状態解析部、104は複数の累積部、
105は累積結果記録部、106は最適2値化しきい値
決定部である。In the figure, 101 is an image input section, 102 is a binarization processing section, 103 is a pixel state analysis section, 104 is a plurality of accumulation sections,
105 is an accumulation result recording section, and 106 is an optimal binarization threshold determining section.
以上のような構成の装置を用いた本実施例における全体
処理動作を以下に説明する。The overall processing operation in this embodiment using the apparatus configured as above will be described below.
第2図は全体処理を示したフローチャートである。まず
、ステップ201では、初期のしきい値THを設定する
。次のステップ202では、2値化処理部102におい
て、設定されたしきい値THで画素を2値化する。次の
ステップ203では、画素状態解析部103において、
前のステップで2値化された2値画像上に、3X3のブ
ロックを設定し、そのブロックの形状パターンを基にブ
ロック中心画素の画素状態を解析する。ここで、3×3
のブロックの中心画素について、例えば「ディジタル画
像処理〔2〕 (鳥脇著、昭晃堂発行)」の第10頁に
記載のごとく、連結数と曲率係数が、第3図のように定
義できる。そして、この連結数と曲率係数を用いて、第
4図のように、3X3ブロツクの中心画素点の状態を定
義できる。FIG. 2 is a flowchart showing the overall processing. First, in step 201, an initial threshold value TH is set. In the next step 202, the binarization processing unit 102 binarizes the pixels using the set threshold value TH. In the next step 203, in the pixel state analysis unit 103,
A 3×3 block is set on the binary image binarized in the previous step, and the pixel state of the block center pixel is analyzed based on the shape pattern of the block. Here, 3×3
Regarding the center pixel of the block, the number of connections and the curvature coefficient can be defined as shown in FIG. 3, as described, for example, on page 10 of "Digital Image Processing [2] (written by Toriwaki, published by Shokodo)". Using this number of connections and curvature coefficient, the state of the central pixel point of the 3×3 block can be defined as shown in FIG.
各状態の一例を第5図に示す。An example of each state is shown in FIG.
次に、ステップ204では、累積部104において、画
素状態の種類ごとに出現頻度を累積する。Next, in step 204, the accumulator 104 accumulates the frequency of appearance for each type of pixel state.
次のステップ205では、画素状態の解析が全画素につ
いて行われたか否かを判定し、全画素について画素状態
の解析が終了するまでステップ203.204の処理を
繰り返す。全画素について画素状態の解析が終了した場
合、ステップ206では、累積部104に累積された累
積結果を、設定されたしきい値THに対応した累積結果
記録部105に記録する。次のステップ207では、所
定のしきい値変化が終了したか否かを判定し、終了でな
ければ、ステップ208にてしきい値THを変化させ、
ステップ202から206までの処理を繰り返す。次の
ステップ209では、以上の処理により累積結果記録部
105に記録された各しきい値での各画素状態の出現頻
度のデータを基に、最適2値化しきい値決定部106に
おいて、しきい値の変化に対する各データを解析するこ
とにより、1または複数の最適2値化しきい値を決定す
る。In the next step 205, it is determined whether the pixel state analysis has been performed for all pixels, and the processes of steps 203 and 204 are repeated until the pixel state analysis has been completed for all pixels. When the pixel state analysis has been completed for all pixels, in step 206, the cumulative results accumulated in the accumulating unit 104 are recorded in the cumulative result recording unit 105 corresponding to the set threshold value TH. In the next step 207, it is determined whether or not the predetermined threshold value change has ended, and if it has not ended, the threshold value TH is changed in step 208,
The processing from steps 202 to 206 is repeated. In the next step 209, the optimal binarization threshold determining unit 106 determines the threshold based on the data of the appearance frequency of each pixel state at each threshold recorded in the cumulative result recording unit 105 through the above processing. One or more optimal binarization thresholds are determined by analyzing each data for changes in value.
以上に基本的な処理動作を示したが、画素状態解析部1
03においては、画素状態の解析を行う際1部分領域の
形状パターンに対応する対象画素の画素状態を示した画
素状態辞書テーブルを設けることが可能である。第6図
は画素状態辞書テーブルの一例を示したものである。図
において、符号601は、対象装置X。を中心として、
2値画像上を走査する3×3ブロツクを示したものであ
る。以下の説明では、しきい値以上の値をとる画素を白
画素、しきい値未満の値をとる画素を黒画素と呼ぶこと
にする。ここで、xoが白画素である場合、X。の周囲
にあるX工〜xeの各画素について1画素に1ビツトを
対応させ、白画素であれば1.黒画素であればOを設定
することにより、すべての3×3ブロツクの形状パター
ンを、符号602に示すように、8ビツト(コード:0
〜255)で表すことができる。この各形状パターンに
ついて、連結数と曲率係数とからあらかじめ画素状態を
算出しておき、コード化した形状パターンと画素状態と
の対応を、符号603で示す画素状態辞書テーブルに設
定する。なお、xoが黒画素である場合は、後述するよ
うに、そのデータは最適2値化しきい値決定処理から除
外される。The basic processing operations have been shown above, and the pixel state analysis unit 1
In 03, when analyzing a pixel state, it is possible to provide a pixel state dictionary table showing the pixel state of the target pixel corresponding to the shape pattern of one partial region. FIG. 6 shows an example of a pixel state dictionary table. In the figure, reference numeral 601 indicates target device X. Centered around
This figure shows a 3×3 block scanned over a binary image. In the following description, a pixel that takes a value equal to or greater than a threshold value will be referred to as a white pixel, and a pixel that takes a value less than the threshold value will be referred to as a black pixel. Here, if xo is a white pixel, then For each pixel from X to xe around , 1 bit corresponds to 1 pixel, and if it is a white pixel, 1. By setting O if it is a black pixel, the shape pattern of all 3x3 blocks is converted to 8 bits (code: 0) as shown at 602.
~255). For each shape pattern, the pixel state is calculated in advance from the number of connections and the curvature coefficient, and the correspondence between the coded shape pattern and the pixel state is set in a pixel state dictionary table indicated by reference numeral 603. Note that if xo is a black pixel, the data is excluded from the optimal binarization threshold determination process, as will be described later.
第2図に示される処理の前処理として上記画素状態辞書
テーブル603を設定し、さらに画素状態解析部103
により走査する部分領域の形状パターンをコード化し、
上記画素状態辞書テーブル603を参照することにより
、対象画素の画素状態を一義的に決定することが可能で
ある。The pixel state dictionary table 603 is set as a preprocessing for the process shown in FIG.
The shape pattern of the partial area to be scanned is encoded by
By referring to the pixel state dictionary table 603, it is possible to uniquely determine the pixel state of the target pixel.
ここで、本実施例による最適2値化しきい値決定を実行
するハードウェアについて説明する。第7図に、そのハ
ードウェアのブロック図を示す。Here, hardware that executes optimal binarization threshold determination according to this embodiment will be explained. FIG. 7 shows a block diagram of the hardware.
第7図(a)は全体構成を示すブロック図であり、シス
テムバス701.CPU702.メモリ703と、画像
入力装置705からの入力画像を解析する解析ブロック
704とからなる。第7図(b)は、画素状態辞書テー
ブルを用いる場合の解析ブロック704についてのハー
ドウェアを示すブロック図である。以下、第7図(b)
の解析ブロックについて説明する。FIG. 7(a) is a block diagram showing the overall configuration, and shows the system bus 701. CPU702. It consists of a memory 703 and an analysis block 704 that analyzes an input image from an image input device 705. FIG. 7(b) is a block diagram showing the hardware for the analysis block 704 when using the pixel state dictionary table. Below, Figure 7(b)
The analysis block will be explained below.
画像入力装置705から入力された濃淡画像は、2値化
処理部706において、しきい値を基に2値化され、そ
の出力する2値画像信号は、シフトレジスタ707へ入
力される。そして、各シフトレジスタから信号を3ビツ
トずつ取り出して3×3ブロツクとし、3×3ビツトレ
ジスタ708に入力するにこで、ブロックの周辺ビット
の各信号(0,1)を5画素状態辞書テーブル作成時と
同様に8ビツトレジスタの各ビットに割り当て、それを
画素状態辞書テーブル603に入力する。The grayscale image input from the image input device 705 is binarized in a binarization processing unit 706 based on a threshold value, and the output binary image signal is input to a shift register 707 . Then, three bits of the signal are taken out from each shift register to form a 3x3 block, and inputted to the 3x3 bit register 708. Each signal (0, 1) of the peripheral bits of the block is stored in the 5 pixel state dictionary table. As in the case of creation, it is assigned to each bit of the 8-bit register and input into the pixel state dictionary table 603.
画素状態辞書テーブル603は、入力されたパターン信
号に対して、コード化された画素状態信号を出力する。The pixel state dictionary table 603 outputs a coded pixel state signal in response to the input pattern signal.
このとき、3X3ブロツクの中心ビットはイネーブル信
号としてデータ累積部709に入力し、データ累積部7
09では、イネーブル信号が1のときのみ、画素状態辞
書テーブル603からの出力を状態信号の種類ごとに累
積する。At this time, the center bit of the 3×3 block is input to the data accumulating unit 709 as an enable signal, and the data accumulating unit 709
In step 09, only when the enable signal is 1, the output from the pixel state dictionary table 603 is accumulated for each type of state signal.
以上のようにハードウェア化することにより、画像入力
装置から入力される画像の各画素状態の解析をリアルタ
イムに行うことが可能である。By using hardware as described above, it is possible to analyze the state of each pixel of an image input from an image input device in real time.
次に、2値化しきい値の変化による累積結果記録部10
5内の累積データの変化を解析して最適2値化しきい値
を決定する。最適2値化しきい値決定部106における
最適2値化しきい値の決定方法について説明する。Next, the cumulative result recording unit 10 according to the change in the binarization threshold
The optimum binarization threshold value is determined by analyzing the changes in the cumulative data within 5. A method for determining the optimal binarization threshold in the optimal binarization threshold determining section 106 will be described.
上記のように、画像入力部101から入力された濃淡画
像は、2値化処理部102において2値化され、2値画
像が得られる。そして、この2値画像の各画素について
、画素状態解析部103では3×3のブロックを設けて
走査し、各画素の画素状態を、(a)平点、(b)内部
点、(c)a。As described above, the grayscale image input from the image input section 101 is binarized in the binarization processing section 102 to obtain a binary image. Then, for each pixel of this binary image, the pixel state analysis unit 103 scans 3×3 blocks, and determines the pixel state of each pixel by (a) flat point, (b) internal point, (c) a.
b以外の白画素点、っまり2値化された各パターンの縁
の内凹凸のある部分、あるいは孤立点、線上の点など、
の3つのグループに分けて、累積部104で累積し、累
積結果を各しきい値に対応した累積結果記録部105に
記録する。以上の処理を、しきい値を順次変化させて繰
り返す。その結果、累積結果記録部105には、しきい
値の変化に対する各画素状態の出現頻度が記録される。White pixel points other than b, uneven parts within the edges of each completely binarized pattern, isolated points, points on lines, etc.
They are divided into three groups and accumulated in the accumulating unit 104, and the accumulated results are recorded in the accumulated result recording unit 105 corresponding to each threshold value. The above process is repeated by sequentially changing the threshold value. As a result, the cumulative result recording unit 105 records the appearance frequency of each pixel state with respect to the change in the threshold value.
いま、上記(a)に属する平点と、上記(c)に属する
a、b以外の白画素点の各総数をそれぞれA、Cとすれ
ば、A/(A+C)、すなわち内部点以外の全白画素点
に対する平点の割合は、2値化された各パターンの縁の
直線度を表す指標となる。すなわち、Cはしきい値が過
渡的な値のとき増大する値であり、一方Aは適切なしき
い値で2値化したとき増大する値である。Now, if the total numbers of flat points belonging to (a) above and white pixel points other than a and b belonging to above (c) are A and C, respectively, then A/(A+C), that is, all the points other than internal points The ratio of flat points to white pixel points is an index representing the straightness of the edge of each binarized pattern. That is, C is a value that increases when the threshold value is a transient value, while A is a value that increases when binarized with an appropriate threshold value.
そこで、最適2値化しきい値決定部106において、し
きい値の変化に対する平点の割合、すなわちA/(A十
c)を求め、その1または複数の極大点を算出し、その
極大点に対応するしきい値を、画像上から1または複数
種類の各パターンを最適に検出するための最適2値化し
きい値とじて決定する。Therefore, in the optimal binarization threshold determining unit 106, the ratio of flat points to the change in threshold value, that is, A/(A0c), is calculated, one or more of its maximum points are calculated, and the maximum point is The corresponding threshold is determined as the optimal binarization threshold for optimally detecting one or more types of patterns from the image.
第8図は、画像801を基にした、しきい値の変化に対
する上記各パラメータの変化例を示したものである。第
8図(a)は、しきい値の変化に対する上記千点の割合
の例である。この例では、しきい値Tl、T2.T3
(Tl<T2<T3)において平点の割合、A/(A+
C)が極大となる。すなわち、しきい値Tl、T2.T
3に最適しきい値が存在し、[T1.T2)、(T2゜
T3)、(:T3,255)の各区間が、画像801内
の各領域に対応する。FIG. 8 shows an example of how each of the above parameters changes with respect to a change in the threshold value based on the image 801. FIG. 8(a) is an example of the ratio of the 1,000 points to the change in the threshold value. In this example, thresholds Tl, T2 . T3
The percentage of flat points in (Tl<T2<T3), A/(A+
C) becomes maximum. That is, the threshold values Tl, T2 . T
There is an optimal threshold at [T1. Each section of T2), (T2°T3), and (:T3, 255) corresponds to each area within the image 801.
さらに、上記した最適2値化しきい値の決定方法に条件
を付与することにより、より正確な最適2値化しきい値
を得ることが可能である。これについて、次に説明する
。Furthermore, by adding conditions to the method for determining the optimal binarization threshold described above, it is possible to obtain a more accurate optimal binarization threshold. This will be explained next.
上記したCは、2値化された各パターンのうち、縁の内
凹凸のある部分、あるいは孤立点、線上の点などの総数
であり、第8図(b)に示すように、しきい値が過渡的
な値のとき増大する値である。The above C is the total number of uneven parts on the edges, isolated points, points on lines, etc. in each binarized pattern, and as shown in Figure 8(b), the threshold value is is a value that increases when is a transient value.
そこで、最適2値化しきい値決定部106において最適
2値化しきい値を決定する際、Cの出現頻度が一定値以
下であるとき、それに対応した領域のしきい値のなかに
最適2値化しきい値が存在するという条件を付与してお
く。こうすることにより、最適2値化しきい値決定部1
06で算出する1または複数のしきい値を、画像上から
1または複数種類のパターンを最適に検出するための、
より正確な最適2値化しきい値として決定することがで
きる。Therefore, when determining the optimal binarization threshold in the optimal binarization threshold determination unit 106, when the appearance frequency of C is below a certain value, the optimal binarization is performed in the threshold of the corresponding area. Add the condition that a threshold exists. By doing this, the optimal binarization threshold determination unit 1
The one or more threshold values calculated in step 06 are used to optimally detect one or more types of patterns from the image.
A more accurate optimal binarization threshold can be determined.
また、上記した各画素の画素状態の中の(b)に属する
内部点の総数をBとすると、Bは2値化された各パター
ンの内側部分であり、しきい値変化の割合に対するBの
出現頻度の変化の割合、すなわちdB/dTHは、2値
化部分の2値化の速さを表す。この2値化の速さは、適
切なしきい値で2値化したとき、2値化部分の増加が一
時停滞するために小さくなり、逆に、しきい値が過渡的
な値であるとき大きくなる。そこで、最適2値化しきい
値決定部106において最適2値化しきい値を決定する
際、しきい値の変化に対する2値化部分の2値化の速さ
が小さいとき、それに対応したしきい値の領域のなかに
最適2値化しきい値が存在するという条件を付与してお
く。こうすることにより、前の条件の場合と同様に、最
適2値化しきい値決定部106で算出する1または複数
のしきい値を、画像上から1または複数種類のパターン
を最適に検出するための、より正確な最適2値化しきい
値として決定することができる。Furthermore, if the total number of internal points belonging to (b) in the pixel state of each pixel described above is B, then B is the inner part of each binarized pattern, and B is relative to the rate of threshold change. The rate of change in appearance frequency, ie, dB/dTH, represents the speed of binarization of the binarized portion. The speed of this binarization becomes smaller when binarizing with an appropriate threshold value because the increase in the binarized part temporarily stagnates, and conversely increases when the threshold value is a transient value. Become. Therefore, when determining the optimal binarization threshold in the optimal binarization threshold determining section 106, if the binarization speed of the binarization part is small with respect to the change in the threshold, the corresponding threshold value A condition is given that the optimal binarization threshold value exists in the region. By doing this, as in the case of the previous condition, one or more threshold values calculated by the optimal binarization threshold determination unit 106 can be used to optimally detect one or more types of patterns from an image. can be determined as a more accurate optimal binarization threshold.
本発明によれば、各しきい値で2値化した2値画像につ
いて、滑らかさの度合い、すなわち直線部分の割合を解
析することによって最適2値化しきい値の決定を行うの
で、被検出物の面積、形状等の図形的性質の違いによら
ず画像から安定して被検出物を抽出するための2値化し
きい値を決定することができる。According to the present invention, the optimal binarization threshold value is determined by analyzing the degree of smoothness, that is, the proportion of straight line parts, for a binary image binarized using each threshold value. It is possible to determine a binarization threshold for stably extracting a detected object from an image regardless of differences in graphical properties such as area and shape.
また、被検出物の種類が複数であっても、それぞれの被
検出物を最適に抽出するための2値化しきい値を決定す
ることができる。Furthermore, even if there are a plurality of types of objects to be detected, it is possible to determine the binarization threshold value for optimally extracting each object to be detected.
さらに、3X3ブロツクの形状パターンを第6図に示し
たようにビット割り振りし、パターン分けする画素状態
辞書テーブルを設けたことにより、各々の画素について
、従来技術のような連結数、曲率係数を計算する手間が
省け、2値化しきい値決定の高速化に効果がある。Furthermore, by allocating bits to the 3×3 block shape pattern as shown in Figure 6 and providing a pixel state dictionary table for classifying the patterns, it is no longer possible to calculate the number of connections and curvature coefficient for each pixel, unlike the conventional technology. This saves time and effort, and is effective in speeding up the determination of the binarization threshold.
第1図は本発明の一実施例の装置の全体構成図、第2図
は該実施例での全体処理を示すフローチャート、第3図
は連結数と曲率係数を示す図、第4図は2値画像の画素
状態の分類を示す図、第5図は2値画像の画素状態の幾
つかの例を示す図、第6図は該実施例で用いる画素状態
辞書テーブルの例を示す図、第7図は該実施例のハード
ウェアの構成を示すブロック図、第8図はしきい値の変
化に対する各パラメータの変化の例を示す図である。
符号の説明
101・・・画像入力部 102・・・2値化処理部
103・・・画素状態解析部
104・・・累積部 105・・・累積結果記録
部106・・・最適2値化しきい値決定部603・・・
画素状態辞書テーブル
701・・・システムバス 702・・CPU703・
・・メモリ 704 ・解析ブロック705・
・画像入力装置 706・ 2値化処理部707・・シ
フトレジスタ
708・・・3×3ビツトレジスタ
709・・・データ累積部
代理人弁理士 中 村 純之助
連綽数Nc(χo) Nc(ズ。)=E(長−長孔や
、弘、)*tj。
”441aR(Zo) R=1 2Nc
fhfg++絃εSよ
第3図
第4図
第5図 6o2
第6図
(Q)7o4Fig. 1 is an overall configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a flowchart showing the overall processing in the embodiment, Fig. 3 is a diagram showing the number of connections and curvature coefficients, and Fig. 4 is a diagram showing the number of connections and curvature coefficients. FIG. 5 is a diagram showing classification of pixel states of value images; FIG. 5 is a diagram showing some examples of pixel states of binary images; FIG. 6 is a diagram showing an example of a pixel state dictionary table used in this embodiment; FIG. 7 is a block diagram showing the hardware configuration of this embodiment, and FIG. 8 is a diagram showing an example of changes in each parameter with respect to changes in the threshold value. Explanation of symbols 101... Image input section 102... Binarization processing section 103... Pixel state analysis section 104... Accumulation section 105... Accumulation result recording section 106... Optimal binarization threshold Value determination unit 603...
Pixel status dictionary table 701...System bus 702...CPU 703...
・Memory 704 ・Analysis block 705・
・Image input device 706・Binarization processing unit 707・・Shift register 708・・3×3 bit register 709・・Data accumulation department Junnosuke Nakamura, patent attorney Attorney Nc(χo) Nc(z. )=E(Naga-Nagaoka, Hiro,)*tj. ”441aR(Zo) R=1 2Nc
fhfg++ String εS Figure 3 Figure 4 Figure 5 6o2 Figure 6 (Q) 7o4
Claims (1)
処理し、得られた2値画像の各画素について画素状態の
解析を行い、それぞれの2値画像について、前記解析さ
れた画素状態の種類別出現頻度を累積するとともに、そ
の累積結果を前記しきい値別に記録し、該累積結果記録
の中の各データを基に1または複数の最適2値化しきい
値を決定することを特徴とする最適2値化しきい値決定
方法。 2、請求項1に記載の最適2値化しきい値決定方法にお
いて、画素状態の解析が、2値画像を任意サイズの部分
領域で走査し、その部分領域の形状パターンから対象画
素の画素状態を解析するものであることを特徴とする最
適2値化しきい値決定方法。 3、請求項2に記載の最適2値化しきい値決定方法にお
いて、画素状態の解析を行う際、部分領域の形状パター
ンに対する対象画素の画素状態を一義的に決定する画素
状態辞書テーブルを設けたことを特徴とする最適2値化
しきい値決定方法。 4、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の最適2値
化しきい値決定方法において、解析された画素状態の種
類別出現頻度の累積が、対象画素のうち当該2値化処理
に用いた2値化しきい値以上の値をとるものについて、
2値化しきい値以上の値をとる画素の集まりの縁を形成
する画素である平点、その画素の集まりの内部に位置す
る画素である内部点、当該画素の周囲の画素がすべて前
記2値化しきい値未満の値をとる画素である孤立点を含
むその他の画素の3種類に分け、それぞれの出現頻度を
累積するものであることを特徴とする最適2値化しきい
値決定方法。 5、請求項4に記載の最適2値化しきい値決定方法にお
いて、最適2値化しきい値の決定が、しきい値の変化に
対する画素状態の出現頻度の変化のうち、内部点を除い
た全出現頻度に対する平点の出現頻度の割合が極大にな
るときの1または複数のしきい値を最適2値化しきい値
とするものであることを特徴とする最適2値化しきい値
決定方法。 6、請求項5に記載の最適2値化しきい値決定方法にお
いて、最適2値化しきい値の決定の際、孤立点等の出現
頻度が一定値以下であるとき、その出現頻度に対応する
領域のしきい値のなかに最適2値化しきい値が存在する
という条件を付与することを特徴とする最適2値化しき
い値決定方法。 7、請求項5に記載の最適2値化しきい値決定方法にお
いて、最適2値化しきい値の決定の際、しきい値の変化
に対する2値化部分での2値化進行度が所定値よりも小
さいとき、それに対応する領域のしきい値のなかに最適
2値化しきい値が存在するという条件を付与することを
特徴とする最適2値化しきい値決定方法。 8、画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段から
得た画像を、しきい値を順次変化させて2値化する2値
化処理手段と、得られた2値画像の各画素について画素
状態の解析を行う画素状態解析手段と、それぞれの2値
画像について前記画素状態解析手段で解析された画素状
態の種類別出現頻度を累積する複数の累積部と、その累
積結果を前記しきい値別に記録する複数の累積結果記録
部と、該累積結果記録部内のデータを基に1または複数
の最適2値化しきい値を決定する最適2値化しきい値決
定手段とを具備することを特徴とする最適2値化しきい
値決定装置。[Claims] 1. Binarize the input image by sequentially changing the threshold value, analyze the pixel state of each pixel of the obtained binary image, and , accumulates the frequency of appearance of each type of the analyzed pixel state, records the cumulative result for each threshold value, and sets one or more optimal binarization thresholds based on each data in the cumulative result record. An optimal binarization threshold determining method characterized by determining a value. 2. In the optimal binarization threshold determination method according to claim 1, the analysis of the pixel state is performed by scanning a binary image in a partial region of an arbitrary size, and determining the pixel state of the target pixel from the shape pattern of the partial region. A method for determining an optimal binarization threshold, characterized in that it is a method for determining an optimal binarization threshold. 3. In the optimal binarization threshold determination method according to claim 2, a pixel state dictionary table is provided for uniquely determining the pixel state of the target pixel with respect to the shape pattern of the partial region when analyzing the pixel state. An optimal binarization threshold determination method characterized by the following. 4. In the optimal binarization threshold determination method according to any one of claims 1 to 3, the cumulative appearance frequency of each type of analyzed pixel state is determined by the number of pixels used for the binarization process among the target pixels. For those that take values above the binarization threshold,
A flat point, which is a pixel forming the edge of a collection of pixels that takes a value equal to or higher than the binarization threshold, an interior point, which is a pixel located inside the collection of pixels, and all pixels surrounding the pixel have the above binary value. 1. A method for determining an optimal binarization threshold, characterized in that the pixels are divided into three types including isolated points, which are pixels that take a value less than the threshold, and the frequency of appearance of each pixel is accumulated. 5. In the optimum binarization threshold determination method according to claim 4, the optimum binarization threshold is determined based on all changes in the frequency of appearance of pixel states with respect to changes in the threshold value, excluding internal points. 1. A method for determining an optimal binarization threshold, characterized in that one or more threshold values at which the ratio of the appearance frequency of flat points to the appearance frequency becomes maximum are determined as the optimal binarization threshold. 6. In the optimum binarization threshold determination method according to claim 5, when the appearance frequency of isolated points, etc. is below a certain value when determining the optimum binarization threshold, the area corresponding to the appearance frequency An optimal binarization threshold determination method characterized by providing a condition that an optimal binarization threshold exists among the thresholds. 7. In the optimum binarization threshold determination method according to claim 5, when determining the optimum binarization threshold, the degree of binarization progress in the binarization portion with respect to a change in the threshold value is lower than a predetermined value. 1. A method for determining an optimal binarization threshold, characterized in that, when the threshold is small, the optimal binarization threshold exists among the thresholds of the corresponding region. 8. An image input means for inputting an image, a binarization processing means for binarizing the image obtained from the image input means by sequentially changing a threshold value, and a pixel conversion means for each pixel of the obtained binary image. a pixel state analysis means for analyzing the state; a plurality of accumulation units for accumulating the frequency of appearance by type of pixel states analyzed by the pixel state analysis means for each binary image; It is characterized by comprising a plurality of cumulative result recording sections that record separately, and an optimal binarization threshold determining means that determines one or more optimal binarization thresholds based on the data in the cumulative result recording section. Optimal binarization threshold determination device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2330199A JP2948310B2 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Optimal binarization threshold determination method |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH04205271A true JPH04205271A (en) | 1992-07-27 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0750272A2 (en) * | 1995-06-23 | 1996-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image binarization apparatus and method |
CN115496778A (en) * | 2022-11-17 | 2022-12-20 | 诡谷子人工智能科技(深圳)有限公司 | Image binarization method and device for improving edge smoothness and storage medium |
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1990
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EP0750272A3 (en) * | 1995-06-23 | 1997-12-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image binarization apparatus and method |
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CN115496778B (en) * | 2022-11-17 | 2023-03-14 | 诡谷子人工智能科技(深圳)有限公司 | Image binarization method and device for improving edge smoothness and storage medium |
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