JPH05252396A

JPH05252396A - ２値画像生成方法およびその装置

Info

Publication number: JPH05252396A
Application number: JP4081543A
Authority: JP
Inventors: Sumihiko Kawashima; 純彦川島
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1993-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】画像に存在する、ノイズ、シェーディング、
さらには背景の濃度ムラ等の影響の少ない２値画像を得
る。【構成】対象画像に対して１画素ずらしたときの差画
像を和して、０からプラスとマイナスから０との濃度と
して採用し、この濃度を積分しかつしきい値処理を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像に含まれるノイズ
や、シェーディングや背景の濃度ムラの影響を受けない
２値画像生成方法と装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の２値化方法では、ノイズや背景の
濃度ムラのある画像に対しては、うまく２値化できない
場合があり、このため、この様な画像に対しては、形状
抽出ができず、形状解析ができないという問題があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の様な問題点に鑑
み、本発明の目的は、ノイズや背景の濃度ムラのある画
像に対しても、きれいに２値化できる方法とその装置に
関するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、一連
の各画素の濃度でもって表示される画像の２値画像生成
方法であって、対象画像の濃度と、対象画像に対して少
なくとも１画素ずらしたときの画像の濃度との差濃度を
求め、得られた一連の差濃度から、濃度が０からプラス
または、マイナスを経て０になるまでの間の濃度を加算
し、加算濃度値を、前記の濃度が０からプラスまたは、
マイナスを経て０になるまでの間の任意の１画素の濃度
として採り、修正差画像を得、この修正差画像の濃度を
積分することにより得られる画像に対し、しきい値処理
を施すことにより２値画像を得ることを特徴とする２値
画像生成方法である。

【０００５】さらに、前述の２値画像画質生成方法であ
って、得られた一連の差濃度または、修正差画像から一
定値とすることを特徴とする２値画像生成方法である。

【０００６】さらにまた、一連の各画素の濃度でもって
表示される画像の２値画像生成装置であって、対象画像
の濃度と、対象画像に対して少なくとも１画素ずらした
ときの画像の濃度との差濃度を求める手段、得られた一
連の差濃度から、濃度が０からプラスまたはマイナスを
経て０になるまでの間の濃度を加算し、加算濃度値を、
前記の濃度が０からプラスまたはマイナスを経て０にな
るまでの間の任意の１画素の濃度とした修正差画像とす
る手段、この修正差画像の濃度を積分して得られる値を
改善された画像とする手段と、差画像に対し、しきい値
処理を絶し２値画像を得る手段とを、少なくとも有する
ことを特徴とする２値画像生成装置である。

【０００７】本発明の方法を適用するに際し、対象画像
として、水平走査ライン方向、垂直走査ライン方向を別
々に、順序任意に用いてもよく、また両方向を行なって
もよい。１水平走査ラインを１対象画像とし、順次他の
水平走査ライン毎に、本発明を適用し、全画像の画質を
改善し、２値化処理をする方法が、好ましい１例として
挙げられる。

【０００８】従来の２値化方法は、濃淡画像の情報をそ
のまま利用して、しきい値処理を施し、２値画像を得て
いた。しかし、画像にノイズやシェーディング、背景の
濃度ムラがある場合を考えた場合、濃淡画像の情報をそ
のまま利用するより、濃淡画像をコントラスト画像に変
換した方が、画像とノイズ、シェーディング、背景の濃
度ムラとの区別が明確になり都合が良い。ここでいうコ
ントラスト画像とは、近傍画素との濃度の差画像のこと
で、（１）式、（２）式により定義される。画像の大き
さを水平方向にＭ画素、垂直方向にＮ画素とし、ｆ
（ｉ，ｊ）を２次元画像の画素（ｉ，ｊ）における濃
度、ｘ（ｉ，ｊ）、ｙ（ｉ，ｊ）を水平方向、垂直方向
における画素（ｉ，ｊ）におけるコントラストとし、ｘ（ｉ，ｊ）＝ｆ（ｉ，ｊ）−ｆ（ｉ−１，ｊ）……（１）ｙ（ｉ，ｊ）＝ｆ（ｉ，ｊ）−ｆ（ｉ，ｊ−１）……（２）（ｉ＝１，２，……，Ｍｊ＝１，２，……Ｎ）但し、ｆ（０，ｊ）＝０ｆ（ｊ，０）＝０とする。に
より、水平方向、垂直方向におけるコントラスト画像を
定義する。上記したものは、１画素ずらしたときのもの
であり、本発明においては、ずらす画素の数は任意に選
定してもよいが、１画素ずらすことが好ましい。

【０００９】さて、コントラスト画像上で、２値化処理
のために画質を改善する処理を実行する場合、処理が終
わったコントラスト画像から濃淡画像が再生できなくて
はならない。以下に再生方法について説明する。

【００１０】

【数１】

【００１１】

【数２】

【００１２】数１、数２は、水平方向、垂直方向におけ
る差画像（コントラスト画像）の濃度を積分すれば、濃
淡画像が再生できることを示している。上記のことは、
離散値系で説明したものであるが連続系においても、下
記の数３、数４が成り立つ。

【００１３】

【数３】

【００１４】

【数４】

【００１５】次に２値化処理の方法について図１を用い
て説明する。図１−（ａ）は、画像の１走査ラインにお
ける濃度を表わしており、点線は、実線より１画素ずら
せた画像の濃度を表わしている。又、Ｎはノイズ、Ａは
シェーディングや背景の濃度ムラ、Ｇは画像を表わして
いる。図１−（ｂ）は、図１−（ａ）の濃度画像のコン
トラスト画像（実線の濃度から点線の濃度を引いたも
の）を表わしている。図１−（ｃ）は、図１−（ｂ）の
コントラスト画像の濃度値の積分画像で、積分範囲は、
夫々の濃度値が零から次の零になるまでの領域ごと（図
１−（ｂ）で、ａ〜ｂ、ｃ〜ｄ、ｅ〜ｆ、ｇ〜ｈ）に行
ない、積分された濃度値は、上記冬領域内の適当な画素
の値としている。図１−（ｃ）においては、ノイズやシ
ェーディング、背景の濃度ムラのコントラストは、画像
のコントラストに比べ小さくなる。このため、コントラ
ストの絶対値がある値（図１−（ｃ）では一点鎖線で示
す）以下のコントラストを零とすれば、ノイズやシェー
ディング、背景の濃度ムラを除去することができる。こ
の様な考えのもとに除去した画像が、図１−（ｄ）の修
正コントラスト画像である。図１−（ｅ）は、図１−
（ｄ）の修正コントラスト画像を積分したもので、数１
〜数４の関係から、もとの濃淡画像が再生される。この
様にして得られた図１−（ｅ）の再生画像は、原画像か
ら、ノイズやシェーディング、背景の濃度ムラが取り除
かれ、しかも、エッジが強調された非常にsharp な鮮明
な画像となる。図１−（ｅ）にしきい値処理（ある濃度
値以上を像（背景）、それ以外を背景（像）とする処理
で図１−（ｅ）では、しきい値の値を１点鎖線で示して
いる）を施したのが、図２−（ｂ）の画像で、像の部分
だけをきれいに抽出している。これに対し、図２−
（ａ）は、図１−（ａ）の原画像に対し、１点鎖線の濃
度でしきい値処理を施したもので、像以外の背景の濃度
ムラも抽出し、きれいな２値画像が得られない。この様
な２値画像では、画像の解析ができず、従来、図１−
（ａ）の様な画像は、画像処理ができない対象とされて
きた。

【００１６】本発明を利用すれば、図１−（ａ）の様
な、従来解析できないとされてきた画像に対しても、解
析できる様になり、画像処理の技術を飛躍的に向上させ
るものと考える。尚、上記説明では、図１−（ｅ）の再
生画像に対し、しきい値処理を施したが、図１−（ｃ）
の画像に対し、しきい値処理を施し、積分処理により、
いっきに２値画像を得る方法をとることができる。ま
た、ノイズやシェーディング、背景の濃度ムラの除去
を、図１−（ｃ）の段階で実施したが、図１−（ｂ）で
実施しても良い。

【００１７】（実施例１）図３を用いて実施例を説明す
る。図３において、ＣＣＤカメラ等の映像装置からの画
像信号は、ホールド回路（１）により、各走査ラインの
最初の画素ｆ（ｉ，１）（またはｆ（１，ｊ））の濃度
が記憶される。また、遅延回路（２）では画像信号が１
画素分遅延させられる。遅延回路（２）を出た信号とも
との画像信号は、減算回路（３）に送られ、もとの画像
信号と１画素分遅延させられる。遅延回路（２）を出た
信号ともとの画像信号は、減算回路（３）に送られ、も
との画像信号と１画素分遅延した画像信号が引き算さ
れ、（１）式または（２）式で表わされるコントラスト
画像が求められる。求められたコントラスト画像は、積
分回路（４）で積分されゲート回路（７）に送られ、タ
イミング検出回路（５）からの信号にもとづいて、積分
値を出力する。つまり、タイミング検出回路（５）で
は、積分の終点（図１（ｂ）におけるｂ，ｄ，ｆ，ｈの
点）を検出し、ゲート回路（７）を開閉し、積分の終点
に来た時だけゲートを開け、積分回路（４）からの信号
を出力する。積分回路（４）の積分は、上記積分が完了
すれば、リセット回路（６）からの信号によりリセット
される。ゲート回路（７）からの信号（図１−（ｃ）の
強調コントラスト画像信号）は、しきい値回路（９）に
はいり、ある濃度以下の画素を零とおく。この後積分回
路（１０）に入り、ホールド回路（１）からの各走査ラ
インの最初の画素ｆ（ｉ，１）（またはｆ（１，ｊ））
の濃度信号を初期値として積分され、（３）式〜（６）
式の関係から画像が再生される。再生された画像は、し
きい値回路（１１）に入り、２値化処理が絶され、２値
画像を出力する。尚、積分回路（１０）は、リセット回
路（８）からの信号により、１走査ラインごとにリセッ
トされる。

【００１８】

【発明の効果】本発明を画像処理に適用することで、画
像に含まれるノイズや、シェーディング、背景の濃度ム
ラの影響の少ない２値画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の２値化処理の概要を示す。

【図２】図２は、従来方式での結果（ａ）と本発明の１
例の結果（ｂ）を示す。

【図３】図３は、実施例１の概略を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濃淡画像を２値画像に変換する２値画像
生成方法であって、対象画像の濃度と、対象画像に対し
て少なくとも１画素ずらしたときの画像の濃度との差濃
度を求め、得られた一連の差濃度から、濃度が０からプ
ラスまたは、マイナスを経て０になるまでの間の濃度を
加算し、加算濃度値を、前記の濃度が０からプラスまた
は、マイナスを経て０になるまでの間の任意の１画素の
濃度とし採り、修正差画像を得、この修正差画像の濃度
を積分することにより得られる画像に対し、しきい値処
理を施すことにより２値画像を得ることを特徴とする２
値画像生成方法。
【請求項２】請求項１記載の２値画像生成方法であっ
て、得られた一連の差濃度または、修正差画像から一定
値以下の濃度値を除去することによって得られるものを
一連の差濃度または、修正差画像とすることを特徴とす
る２値画像生成方法。
【請求項３】一連の、各画素の濃度でもって表示され
る画像の２値画像生成装置であって、対象画像の濃度
と、対象画像に対して少なくとも１画素ずらしたときの
画像の濃度との差濃度を求める手段、得られた一連の差
濃度から、濃度が０からプラスまたはマイナスを経て０
になるまでの間の濃度を加算し、加算濃度値を、前記の
濃度が０からプラスまたはマスナスを経て０になるまで
の間の任意の１画素の濃度とした修正差画像とする手
段、この修正差画像の濃度を積分して得られる値を改善
された画像とする手段と、該画像に対ししきい値処理を
施し２値画像を得る手段とを、少なくとも有することを
特徴とする２値画像生成装置。