JPH10269352A - 画像処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多値画像における輝度むらにかかわりなく正
確に２値化を行なうことができる画像処理装置および画
像処理方法を提供する。 【解決手段】 輝度ヒストグラム生成手段３４は、処理
すべき多値画像についての輝度ヒストグラムを生成す
る。しきい値算出手段３６は、輝度ヒストグラムのピー
ク輝度、上限輝度および下限輝度に基づいて複数のしき
い値を算出する。２値化手段３８は、同一の多値画像を
複数のしきい値を用いて２値化することにより、各しき
い値に対応した複数の中間２値画像を得る。補正手段４
２は、各中間２値画像について、当該画像の周辺部に接
した塊状部を反転する。２値画像合成手段４４は、補正
後の各中間２値画像について対応する各画素間で論理演
算を行なうことにより、目的２値画像を生成する。した
がって、照明むら等の影響を排除した目的２値画像を得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像処理装置お
よび方法に関し、特に、多値画像を処理して２値画像を
得る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】ＣＣＤカメラなどにより試料
を撮影し、得られた多値画像（たとえば、０〜２５５の
２５６階調の輝度で表現される画素を多数、行列配置し
た濃淡画像）を、２値化することが行なわれる。たとえ
ば、図８Ａに示すような紙に書かれた文字を撮影したよ
うな場合には、輝度のヒストグラムは、図８Ｂのように
なる。この場合には、たとえば、ヒストグラムのくびれ
た部分の輝度ｘをしきい値とすればよい。

【０００３】ｘ以下の輝度を有する画素（暗い画素）
を、たとえば１とし、ｘを越える輝度を有する画素（明
るい画素）を０とすることにより、多値画像を２値画像
に変換することができる。このように、２値化処理を行
なうことで、後の処理、たとえば試料の表面に描かれた
文字を識別する処理などを容易に行なうことができる。

【０００４】しかし、このような従来の２値化処理に
は、つぎのような問題があった。ＣＣＤカメラなどによ
り試料を撮影する際、照明は必ずしも試料全体にわたり
完全に均一になされるとは限らず、照明むらが生ずるの
が普通である。とくに、光沢が強い金属などの表面を撮
影する場合には顕著である。

【０００５】また、表面の光沢はそれほど強くなくと
も、たとえば、パン、スポンジなどのように材料自体が
半透明であるような試料においては、表面に現れている
気孔などを検出しようとするときに、照明むらが問題と
なる。材料自体が半透明であるような試料の場合は、照
明光が試料の内部で散乱されやすいため、気孔の内部は
それほど暗くならない。したがって、気孔とそれ以外の
部分との輝度の差は、それほど大きくない。このため、
しきい値を、ある特定の箇所に合わせて画像を２値化し
た場合、当該特定の箇所については、所望の２値化が行
なわれるが、照明が少し弱い箇所については、気孔以外
の部分も含めて全て１となり、照明が少し強い箇所につ
いては、気孔も含めて全て０となってしまうことがあ
る。

【０００６】図２５は、パンの切断面を撮影した多値画
像を、このような従来の方法で２値化した場合の図であ
る。この例においては、照明が少し強い中央部近傍は０
（図では黒）となっていることが分かる。これでは、試
料表面の気孔（図では白）の分布状態などの検出を正確
に行なうことはできない。すなわち、試料の表面におけ
る気孔と気孔以外の部分との輝度の差に比較して、照明
むらなどによる試料の表面の輝度むらが大きい場合、従
来の方法では、気孔の分布状態などを正確に検出するこ
とが困難となる。

【０００７】このような問題を解決する方法として、た
とえば、照明むら自体を予め測定してデータ化してお
き、試料を撮影した画像から当該データに基づいて照明
むらの影響を除去する方法が知られている。しかし、こ
の方法は、予め照明むら自体を測定しておかなければな
らないため、作業が煩わしく時間がかかる。また、照明
むら自体を測定するためのサンプルと実際の試料とで
は、材質や表面状態が異なるため、光の乱反射や拡散、
吸収等の程度が異なる。したがって、正確に照明むらの
影響を除去することが困難である。

【０００８】一方、画像の領域を区切ってその領域ごと
にしきい値を設定する方法（特開昭５９−１７８８７
２）や、気孔の輪郭自体を抽出しようとする方法（特開
平４−１８６６）が提案されている。しかしながら、前
者の場合、領域の境目で画像がうまく繋がらない可能性
がある。また、後者の場合、気孔と生地との輝度の差が
小さい場合や画像がノイズを含む場合等には、正確に輪
郭を抽出することができない可能性がある。これでは、
２値化処理に続くあとの処理に支障をきたすことにな
る。

【０００９】この発明は、従来の２値化処理におけるこ
のような問題点を解決し、多値画像における輝度むらに
かかわりなく正確に２値化を行なうことができる画像処
理装置および画像処理方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の画像処理装置
は、多値画像を処理して、対象要素に対応する第１の２
値要素と対象要素以外の部分に対応する第２の２値要素
とにより構成される２値画像を得る画像処理装置であっ
て、同一の多値画像を複数のしきい値を用いて２値化す
ることにより、各しきい値に対応した複数の中間２値画
像を得る２値化手段と、２値化手段により得られた各中
間２値画像を統合して目的２値画像を得る画像統合手段
と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項２の画像処理装置は、請求項１の画
像処理装置において、処理すべき多値画像の特性に基づ
いて前記複数のしきい値を設定するしきい値設定手段を
設けたこと、を特徴とする。

【００１２】請求項３の画像処理装置は、請求項２の画
像処理装置において、前記しきい値設定手段は、処理す
べき多値画像についての輝度ヒストグラムを生成する輝
度ヒストグラム生成手段と、輝度ヒストグラム生成手段
により生成された輝度ヒストグラムに基づいて前記複数
のしきい値を算出するしきい値算出手段と、を備え、当
該しきい値算出手段は、下記の数式、 Ｎlim＝α・Ｎmax、 ただし、Ｎmax：前記輝度ヒストグラムの最大度数、 α：０≦α＜１を満たす任意の定数、 により表わされる限界度数Ｎlim以下の度数を有する輝
度を除外した場合における前記輝度ヒストグラムの最高
輝度を上限輝度とし、当該限界度数Ｎlim以下の度数を
有する輝度を除外した場合における前記輝度ヒストグラ
ムの最低輝度を下限輝度としたとき、前記上限輝度と下
限輝度とに基づいて前記複数のしきい値を算出するもの
であること、を特徴とする。

【００１３】請求項４の画像処理装置は、請求項３の画
像処理装置において、前記しきい値算出手段は、前記上
限輝度と前記最大度数Ｎmaxに対応する輝度との間を等
分割して得られる分割点における輝度と、前記下限輝度
と前記最大度数Ｎmaxに対応する輝度との間を等分割し
て得られる分割点における輝度と、前記最大度数Ｎmax
に対応する輝度とを、前記複数のしきい値として算出す
ること、を特徴とする。

【００１４】請求項５の画像処理装置は、請求項２の画
像処理装置において、前記しきい値設定手段は、処理す
べき多値画像についての輝度ヒストグラムを生成する輝
度ヒストグラム生成手段と、輝度ヒストグラム生成手段
により生成された輝度ヒストグラムに基づいて前記複数
のしきい値を算出するしきい値算出手段と、を備え、当
該しきい値算出手段は、輝度ヒストグラムにおける度数
の極小値または極大値に対応する輝度である極値輝度に
基づいて、複数のしきい値を算出すること、を特徴とす
る。

【００１５】請求項６の画像処理装置は、請求項１ない
し請求項５のいずれかの画像処理装置において、前記画
像統合手段は、前記２値化手段により得られた各中間２
値画像において、それぞれ前記対象要素に対応する対象
画素群を求めること、を特徴とする。

【００１６】請求項７の画像処理装置は、請求項６の画
像処理装置において、前記画像統合手段は、前記各中間
２値画像の所定の要補正部分の２値要素を反転すること
により、要補正部分のない中間２値画像を得る補正手段
と、要補正部分のない各中間２値画像を合成して目的２
値画像を生成する２値画像合成手段と、を備えたことを
特徴とする。

【００１７】請求項８の画像処理装置は、請求項７の画
像処理装置において、前記補正手段は、前記２値化手段
により得られた各中間２値画像について、第１の２値要
素の所定の塊状部を、前記要補正部分として反転するこ
と、を特徴とする。

【００１８】請求項９の画像処理装置は、請求項８の画
像処理装置において、前記補正手段は、所定の上限画素
数を越える第１の２値要素により構成された塊状部を、
前記要補正部分として反転すること、を特徴とする。

【００１９】請求項１０の画像処理装置は、請求項８な
いし請求項９のいずれかの画像処理装置において、前記
補正手段は、前記各中間２値画像の周辺部に接した塊状
部を、前記要補正部分として反転すること、を特徴とす
る。

【００２０】請求項１１の画像処理装置は、請求項７な
いし請求項１０のいずれかの画像処理装置において、前
記２値画像合成手段は、前記要補正部分のない各中間２
値画像について、対応する各画素間で論理演算を行なう
ことにより、目的２値画像を生成すること、を特徴とす
る。

【００２１】請求項１２の画像処理装置は、請求項１な
いし請求項１１のいずれかの画像処理装置において、当
該画像処理装置は、処理すべき多値画像についての輝度
ヒストグラムが実質的に２つのピークを持たない場合に
おいて使用される装置であること、を特徴とする。

【００２２】請求項１３の画像処理装置は、請求項１な
いし請求項１２のいずれかの画像処理装置において、当
該画像処理装置は、試料からの反射光または透過光に基
づいて得られた多値画像を用いて当該試料の表面または
内部に存する対象要素の分布状態を検出する装置であっ
て、当該試料の各部位における対象要素以外の部分から
の光強度の差の最大値が、ほぼ当該試料の各部位におけ
る対象要素からの光強度と対象要素以外の部分からの光
強度との差の最小値以上である場合に用いられること、
を特徴とする。

【００２３】請求項１４の画像処理装置は、請求項１な
いし請求項１３のいずれかの画像処理装置において、当
該画像処理装置は、高光沢性を有する試料の表面に存す
る対象要素の分布状態を検出するための装置であるこ
と、を特徴とする。

【００２４】請求項１５の画像処理装置は、請求項１な
いし請求項１３のいずれかの画像処理装置において、当
該画像処理装置は、半透明な試料の表面または内部に存
する対象要素の分布状態を検出するための装置であるこ
と、を特徴とする。

【００２５】請求項１６の画像処理方法は、多値画像を
処理して、対象要素に対応する第１の２値要素と対象要
素以外の部分に対応する第２の２値要素とにより構成さ
れる２値画像を得る画像処理方法であって、同一の多値
画像を複数のしきい値を用いて２値化することにより、
各しきい値に対応した複数の中間２値画像を得、得られ
た各中間２値画像を統合して目的２値画像を得ること、
を特徴とする。

【００２６】請求項１７の記憶媒体は、コンピュータが
実行可能なプログラムを記憶したコンピュータ可読の記
憶媒体であって、前記プログラムは、請求項１ないし請
求項１６のいずれかの装置または方法をコンピュータに
より実現するものであること、を特徴とする。

【００２７】この発明において、「対象要素」とは、多
値画像における検出の対象となる要素をいう。実施形態
では、図９または図１０におけるパンの気孔や、図２６
における気泡が該当する。

【００２８】「２値要素」とは、２値画像を構成する要
素をいう。実施形態では、図１１等における「１
（白）」および「０（黒）」が該当する。

【００２９】「中間２値画像」とは、一つのしきい値を
用いて多値画像を２値化することにより得られる２値画
像、または、これに補正を加えて得られる２値画像をい
う。実施形態では、図１１に示す画像や、図１２に示す
画像などが該当する。

【００３０】「塊状部」とは、隣接する画素が同一の２
値要素である画素群をいう。

【００３１】

【発明の作用および効果】請求項１の画像処理装置およ
び請求項１６の画像処理方法は、同一の多値画像を複数
のしきい値を用いて２値化することにより、各しきい値
に対応した複数の中間２値画像を得、得られた各中間２
値画像を統合して目的２値画像を得ることを特徴とす
る。

【００３２】したがって、照明むら等に起因して多値画
像に輝度むらが生じたとしても、複数のしきい値を用い
て種々の輝度レベルでそれぞれ２値化を行なうことによ
り、対象要素と対象要素以外の部分とを各輝度レベルで
２値化することができる。このようにして得られた複数
の中間２値画像を統合することで、輝度むらの排除され
た目的２値画像を得ることができる。すなわち、多値画
像における輝度むらにかかわりなく、正確に２値化を行
なうことができる。

【００３３】請求項２の画像処理装置は、処理すべき多
値画像の特性に基づいて複数のしきい値を設定すること
を特徴とする。したがって、多値画像の特性に対応した
好適なしきい値を設定することができる。このため、よ
り的確にかつ効率よく２値化を行なうことができる。

【００３４】請求項３の画像処理装置は、処理すべき多
値画像についての輝度ヒストグラムを生成し、生成され
た輝度ヒストグラムに基づいて複数のしきい値を算出す
ることを特徴とする。したがって、多値画像の特性を統
計的に処理することで、たとえばコンピュータを用い
て、容易に好適なしきい値を設定することができる。

【００３５】また、輝度ヒストグラムにおける最大度数
の関数として表わし得る所定の限界度数を定め、当該限
界度数以下の度数を無視して決定した上限輝度と下限輝
度とに基づいて複数のしきい値を算出することを特徴と
する。したがって、多値画像の特性に対応させて適当な
限界度数を設定することで、ノイズ等の影響をある程度
排除することができる。このため、さらに好適なしきい
値を設定することができる。

【００３６】請求項４の画像処理装置は、上限輝度と最
大度数に対応する輝度との間を等分割して得られる分割
点における輝度と、下限輝度と最大度数対応する輝度と
の間を等分割して得られる分割点における輝度と、最大
度数に対応する輝度とを、複数のしきい値とすることを
特徴とする。したがって、輝度ヒストグラムから極めて
容易にしきい値を設定することができる。

【００３７】請求項５の画像処理装置は、処理すべき多
値画像についての輝度ヒストグラムを生成するととも
に、生成された輝度ヒストグラムにおける度数の極小値
または極大値に対応する輝度である極値輝度に基づい
て、複数のしきい値を算出することを特徴とする。した
がって、多値画像の特性上、極値輝度がなんらかの意味
を有する場合には、容易かつ的確に、好適なしきい値を
設定することができる。

【００３８】請求項６の画像処理装置は、２値化手段に
より得られた各中間２値画像において、それぞれ対象要
素に対応する対象画素群を求めることを特徴とする。し
たがって、ひとつの中間２値画像から、当該中間２値画
像のしきい値に対応した対象要素の２値画像を得ること
ができる。このため、これらを重ね合わせることで、容
易に目的２値画像を得ることができる。

【００３９】請求項７の画像処理装置は、各中間２値画
像の所定の要補正部分の２値要素を反転することによ
り、要補正部分のない中間２値画像を得、要補正部分の
ない各中間２値画像を合成して目的２値画像を生成する
ことを特徴とする。したがって、要補正部分の２値要素
を反転したのち合成するという簡単な処理で、目的２値
画像を得ることができる。

【００４０】請求項８の画像処理装置は、２値化手段に
より得られた各中間２値画像について、第１の２値要素
の所定の塊状部を、要補正部分として反転することを特
徴とする。したがって、所定の塊状部を検出し反転する
という簡単な処理で、要補正部分のない中間２値画像を
得ることができる。

【００４１】請求項９の画像処理装置は、所定の上限画
素数を越える第１の２値要素により構成された塊状部
を、要補正部分として反転することを特徴とする。した
がって、多値画像の特性に対応させて適当な上限画素数
を設定することで、対象画素群以外の部分を、高精度に
除去することができる。

【００４２】請求項１０の画像処理装置は、各中間２値
画像の周辺部に接した塊状部を、要補正部分として反転
することを特徴とする。したがって、照明むら等により
輝度が低くなりがちな画像の周辺部に接した部分を要補
正部分とすることで、要補正部分を容易に検出すること
ができ、かつ、対象画素群以外の部分を、高精度に除去
することができる。

【００４３】請求項１１の画像処理装置は、要補正部分
のない各中間２値画像について、対応する各画素間で論
理演算を行なうことにより、目的２値画像を生成するこ
とを特徴とする。したがって、たとえば対応する各画素
間で論理和をとるなど、きわめて簡単な処理により、目
的２値画像を得ることができる。

【００４４】請求項１２の画像処理装置は、処理すべき
多値画像についての輝度ヒストグラムが実質的に２つの
ピークを持たない場合において使用される装置であるこ
とを特徴とする。すなわち、対象要素と対象要素以外の
部分とをひとつのしきい値で正確に２値化することがで
きないような多値画像を２値化する場合に、とくに効果
がある。

【００４５】請求項１３の画像処理装置は、試料の各部
位における対象要素以外の部分からの光強度の差の最大
値が、ほぼ当該試料の各部位における対象要素からの光
強度と対象要素以外の部分からの光強度との差の最小値
以上である場合に用いられることを特徴とする。したが
って、照明むらによる輝度の差が、対象要素と対象要素
以外の部分との輝度の差より大きい場合などに、とくに
効果がある。

【００４６】請求項１４の画像処理装置は、高光沢性を
有する試料の表面に存する対象要素の分布状態を検出す
るための装置であることを特徴とする。すなわち、光沢
が強い金属などの表面における照明光の写り込み等の影
響を排除しつつ、表面に存する対象要素の分布状態、た
とえば金属組織の状態等を検出することができる。

【００４７】請求項１５の画像処理装置は、半透明な試
料の表面または内部に存する対象要素の分布状態を検出
するための装置であることを特徴とする。すなわち、パ
ンなどのように半透明で照明光が内部で散乱されやすい
試料の場合、気孔等の対象要素とそれ以外の部分との輝
度の差がそれほど大きくならない。このため、当該輝度
の差よりも、照度むらによる輝度の差の方が相対的に大
きくなる傾向が強い。したがって、このような試料にお
いて、表面における照明むらを排除しつつ、表面に存す
る対象要素の分布状態を検出する際、とくに効果があ
る。

【００４８】請求項１７の記憶媒体は、コンピュータが
実行可能なプログラムを記憶したコンピュータ可読の記
憶媒体であって、前記プログラムは、請求項１ないし請
求項１６のいずれかの装置または方法をコンピュータに
より実現するものであることを特徴とする。したがっ
て、コンピュータに読取らせることにより、高速かつ容
易に２値化処理を行なうことができる。

【００４９】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の一実施形態に
よる画像処理装置３０の構成を示す。画像処理装置３０
は、多値画像を処理して、対象要素に対応する第１の２
値要素（たとえば「１」）と対象要素以外の部分に対応
する第２の２値要素（たとえば「０」）とにより構成さ
れる２値画像を得る画像処理装置であって、しきい値設
定手段３２、２値化手段３８、画像統合手段４０を備え
ている。

【００５０】しきい値設定手段３２は、処理すべき多値
画像の特性に基づいて複数のしきい値を設定する。２値
化手段３８は、同一の多値画像を、しきい値設定手段３
２により設定された複数のしきい値を用いて２値化する
ことにより、各しきい値に対応した複数の中間２値画像
を得る。画像統合手段４０は、２値化手段３８により得
られた各中間２値画像を統合して目的２値画像を得る。

【００５１】しきい値設定手段３２は、輝度ヒストグラ
ム生成手段３４と、しきい値算出手段３６とを備えてい
る。輝度ヒストグラム生成手段３４は、処理すべき多値
画像についての輝度ヒストグラムを生成する。しきい値
算出手段３６は、輝度ヒストグラム生成手段３４により
生成された輝度ヒストグラムに基づいて複数のしきい値
を算出する。

【００５２】この実施形態においては、しきい値算出手
段３６は、図４に示すように、輝度ヒストグラムの最大
度数Ｎmaxに対応する輝度であるピーク輝度ＢＰ、所定
の上限輝度ＢＵおよび下限輝度ＢＬに基づいて、複数の
しきい値ＴＨ１，ＴＨ２，・・・を算出する。すなわ
ち、上限輝度ＢＵとピーク輝度ＢＰとの間を等分割して
得られる分割点における輝度と、下限輝度ＢＬとピーク
輝度ＢＰとの間を等分割して得られる分割点における輝
度と、ピーク輝度ＢＰ自身とを、複数のしきい値ＴＨ
１，ＴＨ２，・・・として算出するよう構成している。

【００５３】ここで、上限輝度ＢＵは、下記の数式、 Ｎlim＝α・Ｎmax、 ただし、Ｎmax：輝度ヒストグラムの最大度数、 α：０≦α＜１を満たす任意の定数、 ・・・(1) により表わされる限界度数Ｎlim以下の度数を有する輝
度を除外した場合における輝度ヒストグラムの最高輝度
として与えられる。下限輝度ＢＬは、当該限界度数Ｎli
m以下の度数を有する輝度を除外した場合における輝度
ヒストグラムの最低輝度として与えられる。

【００５４】図１に戻って、画像統合手段４０は、補正
手段４２と、２値画像合成手段４４とを備えている。補
正手段４２は、後述するように、２値化手段３８により
得られた各中間２値画像について、当該画像の周辺部に
接した塊状部を、要補正部分として反転することによ
り、要補正部分のない中間２値画像を得る。２値画像合
成手段４４は、補正手段４２により得られた要補正部分
のない各中間２値画像について、対応する各画素間で論
理演算を行なうことにより、目的２値画像を生成する。

【００５５】図１に示す画像処理装置３０の各機能を、
ＣＰＵを用いて実現した場合のハードウェア構成の一例
を、図２に示す。ハードディスク２には、画像処理を行
なうプログラムや、処理前後の画像等が記憶されてい
る。主メモリ４には、ハードディスク２に記憶されたプ
ログラム等がロードされる。ＣＰＵ６は、主メモリ４に
ロードされたプログラムを実行する。

【００５６】キーボード８、マウス１０を介して、ＣＰ
Ｕ６に指令が送られる。ＣＲＴ１２、プリンタ２２は、
画像処理の結果等を表示する。また、外部機器（図示せ
ず）との間でのプログラムや各種データの授受は、ＦＤ
Ｄ（フレキシブルディスクドライブ）１４を介してフレ
キシブルディスク（図示せず）により行なうことができ
る他、接続コード（図示せず）を介して直接行なうこと
もできる。

【００５７】ＣＣＤカメラ１８は、ライト１６により照
らされた試料２４を撮影する。ＣＣＤカメラ１８を介し
て与えられた撮像データは、インタフェース２０によ
り、所定画素数、所定階調のデジタル画像に変換され
る。

【００５８】なお、図２において、ＣＰＵ６が、図１に
示すしきい値設定手段３２、２値化手段３８、画像統合
手段４０に対応する。

【００５９】図３は、画像処理装置３０を用いて、パン
の切断面を撮影した多値画像（デジタル濃淡画像）を２
値化処理する際の手順を示すフローチャートである。す
なわち、当該処理により、パン（試料）の気孔（対象要
素）を「１（第１の２値要素）」とし、生地（対象要素
以外の部分）を「０（第２の２値要素）」とするような
２値画像を得る。図２および図３に基づいて、該画像処
理を説明する。

【００６０】ＣＰＵ６は、ＣＣＤカメラ１８、インタフ
ェース２０を介して、多値画像を取込む（ステップＳ
１）。すなわち、ＣＣＤカメラ１８を介して与えられた
撮像データは、インタフェース２０により、まず、所定
階調（たとえば、第０階調〜第２５５階調の２５６階
調）の輝度を持つ所定数の画素（たとえば、５１２×４
７５画素）からなる多値画像に変換されたのちＣＰＵ６
に与えられる。ＣＰＵ６は、この多値画像をハードディ
スク２に保存する。図９に、取込まれた多値画像を示
す。

【００６１】つぎにＣＰＵ６は、取込んだ多値画像に所
定の前処理を施す（ステップＳ２）。この実施形態にお
いては、前処理として、４近傍の３×３シャープニング
フィルターを用いた強調処理を行なっている。ＣＰＵ６
は、前処理後の多値画像をハードディスク２に保存す
る。前処理後の多値画像を、図１０に示す。図９および
図１０に示すように、照明むらにより、多値画像の周辺
部は、中央近傍に比較し暗くなっていることが分る。

【００６２】つぎにＣＰＵ６は、前処理後の多値画像に
ついての輝度ヒストグラムを作成する（ステップＳ
３）。図４に、作成された輝度ヒストグラムを示す。輝
度ヒストグラムは、多値画像を構成する複数の画素につ
いての輝度の度数分布を示すデータであり、多値画像の
特性のひとつを表わす。図４において、横軸が輝度を表
わし、縦軸が画素数（度数）を表わす。輝度軸におい
て、数字が大きくなるほど明るいことを表わす。なお、
図４に示すように、この輝度ヒストグラムにおいては、
実質的なピークが一つであることがわかる。

【００６３】つぎにＣＰＵ６は、得られた輝度ヒストグ
ラムに基づいて、ピーク輝度ＢＰ、上限輝度ＢＵ、下限
輝度ＢＬを求める（ステップＳ４）。ピーク輝度ＢＰ
は、輝度ヒストグラムの最大度数Ｎmaxに対応する輝度
として求められる。つぎに、ＣＰＵ６は、最大度数Ｎma
xに基づいて、前述の式（１）により表わされる限界度
数Ｎlimを算出し、限界度数Ｎlim以下の度数を有する輝
度を除外する。除外されなかった輝度のうち最高の輝度
を上限輝度ＢＵとし、最低の輝度を下限輝度ＢＬとす
る。このようにして、上限輝度ＢＵおよび下限輝度ＢＬ
が求められる。

【００６４】なお、式（１）における定数αは、０≦α
＜１を満たす任意の定数であり、αを大きくすることに
より、輝度ヒストグラムの裾野部分をより多く除外する
ことができる。また、αを０にすることにより裾野部分
を一切除外しないようにすることができる。この実施形
態の場合、αを０．１としている。ただし、αはこれに
限定されるものではなく、処理すべき多値画像の特性に
応じて、０≦α＜１の範囲の任意の値をとることができ
る。

【００６５】つぎにＣＰＵ６は、前ステップで得られた
ピーク輝度ＢＰ、上限輝度ＢＵ、下限輝度ＢＬに基づい
て、複数のしきい値ＴＨ１，ＴＨ２，・・・を算出する
（ステップＳ５）。ＣＰＵ６は、上限輝度ＢＵとピーク
輝度ＢＰとの間を等分割して得られる分割点における輝
度と、下限輝度ＢＬとピーク輝度ＢＰとの間を等分割し
て得られる分割点における輝度と、ピーク輝度ＢＰ自身
とを、複数のしきい値ＴＨ１，ＴＨ２，・・・として算
出する。

【００６６】この実施形態においては、上限輝度ＢＵと
ピーク輝度ＢＰとの間を３分割するとともに、下限輝度
ＢＬとピーク輝度ＢＰとの間も３分割するように構成し
ている。このようにして得られた５つのしきい値を、輝
度の低い（暗い）順にＴＨ１，ＴＨ２，・・・，ＴＨ５
とする。したがって、しきい値ＴＨ１が、最も輝度が低
く、しきい値ＴＨ５が、最も輝度が高い。

【００６７】つぎにＣＰＵ６は、ハードディスク２に保
存されている前処理後の多値画像（図１０参照）を、最
も輝度の低いしきい値ＴＨ１を用いて２値化する（ステ
ップＳ６）。しきい値ＴＨ１を用いて２値化した２値画
像（中間２値画像）を、図１１に示す。

【００６８】この２値化処理においては、図１１に示す
ように、図１０の前処理後の多値画像のうち、しきい値
ＴＨ１より輝度の低い部分（暗い部分）を「１（白）」
とし、しきい値ＴＨ１より輝度の高い部分（明るい部
分）を「０（黒）」とするように設定している。したが
って、図１０の前処理後の多値画像のうち、比較的暗い
周辺部は、図１１の中間２値画像においては白として表
われ、図１０の前処理後の多値画像のうち、比較的明る
い中央近傍は、図１１の中間２値画像においては黒とし
て表われる。

【００６９】つぎにＣＰＵ６は、図１１の中間２値画像
から不要部分を除去する（ステップＳ７）。上述のよう
に、図１１の中間２値画像においては、図１０の前処理
後の多値画像のうちしきい値ＴＨ１より輝度の低い部分
を全て「１（白）」としている。したがって、図１１の
「１（白）」の中には、輝度がしきい値ＴＨ１よりも低
いパンの気孔に該当する部分（対象画素群）の他、照明
むらにより輝度がしきい値ＴＨ１よりも低くなってしま
ったパンの生地部分に該当する部分（対象画素群以外の
部分）も含まれている。このため、図１１の「１
（白）」の中から、生地部分に該当する部分を除去する
よう補正しておく必要がある。

【００７０】前述のように、照明むらにより、多値画像
の周辺部は中央近傍に比較し暗くなっている（図１０参
照）。そこで、この実施形態においては、図１１の「１
（白）」の中から、周辺部に接する塊状部を、不要部分
として除去するよう構成している。すなわち、図１１の
「１（白）」のうち、周辺部に接する塊状の「１
（白）」の部分を、不要部分（要補正部分）として、反
転して「０（黒）」とするようにしている。

【００７１】ＣＰＵ６は、このようにして得られた要補
正部分のない中間２値画像をハードディスク２に保存す
る（ステップＳ８）。図１２に、このようにして補正さ
れた後の中間２値画像を示す。すなわち、図１２は、輝
度がしきい値ＴＨ１よりも低い気孔該当部分（対象画素
群）のみが「１（白）」として表わされた中間２値画像
である。

【００７２】つぎにＣＰＵ６は、ハードディスク２に保
存されている前処理後の多値画像（図１０参照）を、２
番目に輝度の低いしきい値ＴＨ２を用いて２値化する
（ステップＳ９）。しきい値ＴＨ２を用いて２値化した
２値画像（中間２値画像）を、図１３に示す。

【００７３】ステップＳ６（図１１参照）の場合と同様
に、図１０の多値画像のうち、しきい値ＴＨ２より輝度
の低い周辺部は、図１３の中間２値画像においては白と
して表われ、図１０の多値画像のうち、しきい値ＴＨ２
より輝度の高い中央近傍は、図１３の中間２値画像にお
いては黒として表われている。

【００７４】図１３の中間２値画像は、図１１の中間２
値画像に比し「１（白）」の部分が多くなっていること
が分かる。これは、図１０の多値画像において、しきい
値ＴＨ１としきい値ＴＨ２との間の輝度を持つ部分（該
部分は、図１１においては「０（黒）」である。）が、
図１３では、「１（白）」となるためである。

【００７５】つぎにＣＰＵ６は、前述のステップＳ７と
同様の手順で、図１３の中間２値画像から不要部分を除
去するよう補正する（ステップＳ１０）。図１４に、こ
のようにして補正された後の中間２値画像を示す。

【００７６】つぎにＣＰＵ６は、ステップＳ８において
ハードディスク２に保存しておいた補正後の中間２値画
像（しきい値ＴＨ１に対応、図１２参照）と前ステップ
で得られた補正後の中間２値画像（しきい値ＴＨ２に対
応、図１４参照）とを合成し、合成した２値画像をハー
ドディスク２に保存する（ステップＳ１１）。

【００７７】この実施形態においては、２つの２値画像
の対応する画素の論理和をとることにより、該２つの２
値画像を合成する。図１５に、このようにして合成した
２値画像を示す。すなわち、図１５は、輝度がしきい値
ＴＨ２よりも低い気孔該当部分（対象画素群）のみが
「１（白）」として表わされた中間２値画像となってい
る。

【００７８】ＣＰＵ６は、ステップＳ５において設定し
たしきい値ＴＨ１〜ＴＨ５全てについて上述の各処理を
行なったか否かを判定し、まだ処理を行なっていないし
きい値がある場合には、制御をステップＳ９に戻し、ス
テップＳ９〜ステップＳ１２の処理を繰り返す（ステッ
プＳ１２）。いまの場合、しきい値ＴＨ３〜ＴＨ５につ
いては、まだ処理を行なっていないので、しきい値ＴＨ
３〜ＴＨ５についても、しきい値ＴＨ２の場合と同様の
処理を行なうことになる。

【００７９】図１６、図１９、図２２は、ハードディス
ク２に保存されている多値画像（図１０参照）を、それ
ぞれ、しきい値ＴＨ３，ＴＨ４，ＴＨ５を用いて２値化
した２値画像（中間２値画像）である。図１７、図２
０、図２３は、図１６、図１９、図２２に示す各中間２
値画像から、それぞれ不要部分を除去するよう補正した
後の中間２値画像である。

【００８０】また、図１８は図１５に示す２値画像と図
１７に示す中間２値画像とを合成した２値画像であり、
図２１は図１８に示す２値画像と図２０に示す中間２値
画像とを合成した２値画像であり、図２４は図２１に示
す２値画像と図２３に示す中間２値画像とを合成した２
値画像である。したがって、図２４は、輝度がしきい値
ＴＨ５よりも低い気孔該当部分（対象画素群）のみが
「１（白）」として表わされた中間２値画像となってい
る。図２４に表わされた２値画像が、目的２値画像に該
当する。

【００８１】ＣＰＵ６は、ステップＳ１２において、設
定されたしきい値ＴＨ１〜ＴＨ５全てについて上述の各
処理を行なったと判定した場合には、処理を終了する。
このようにして、パンの切断面を撮影した多値画像（図
９参照）から、気孔を「１（白）」とし、生地を「０
（黒）」とするような目的２値画像（図２４参照）を得
ることができる。

【００８２】図２４から明らかなように、この発明によ
れば、照明むらがあったとしても、従来の方法（図２５
参照）に比し、パンの気孔等の対象要素をより正確に２
値画像に表現することができる。

【００８３】図３におけるステップＳ３が、輝度ヒスト
グラム生成手段に対応する。ステップＳ５が、しきい値
算出手段に対応する。ステップＳ６およびステップＳ９
が、２値化手段に対応する。ステップＳ７およびステッ
プＳ１０が補正手段に対応する。また、ステップＳ１１
が２値画像合成手段に対応する。

【００８４】なお、上述の実施形態においては、撮影し
た多値画像に前処理を施すよう構成したが、前処理を施
すことなく、撮影した多値画像をそのまま２値化の対象
とすることもできる。

【００８５】また、上述の実施形態においては、各しき
い値を用いて２値化を行なうごとに、順次、これらを合
成して行くよう構成したが、各しきい値を用いて、それ
ぞれ２値化を行ない、後でこれらをまとめて合成するよ
う構成することもできる。

【００８６】また、上述の実施形態においては、しきい
値の低いものから順に（ＴＨ１，ＴＨ２，・・・の順
に）２値化を行なうよう構成したが、これとは逆に、し
きい値の高いものから順に（ＴＨ５，ＴＨ４，・・・の
順に）２値化を行なうよう構成することもできる。

【００８７】図５は、この発明による２値化法と従来の
２値化法とを比較するための図面である。横軸は、処理
後の２値画像における一つの「１（白）」の塊りを構成
する画素の数、つまりパンの気孔の大きさを表わしてい
る。縦軸は、当該塊り（粒子）の数、つまりパンの気孔
の数を表わしている。すなわち、図５は、パンの気孔の
大きさと、気孔の数との関係を表わすグラフである。

【００８８】この発明による２値化法によれば、小さい
気孔から大きい気孔にいたるまで、従来の２値化法に比
べ、より多くの気孔が再現されていることが、図５から
もわかる。なお、従来の２値化法において、画素数１０
０００の極めて大きい粒子が一つあるが、これは、画像
の周辺部に接した「１（白）」の塊りである（図２５参
照）。本発明による２値化法においては、このような塊
はない。

【００８９】この実施形態においては、しきい値を５段
階（ＴＨ１〜ＴＨ５）に設定して、２値化を行なう場合
を例に説明したが、しきい値の数はこれに限定されるも
のではない。たとえば、図４に示す上限輝度ＢＵとピー
ク輝度ＢＰとの間、および下限輝度ＢＬとピーク輝度Ｂ
Ｐとの間を、ともに２分割することにより、しきい値を
３段階にすることができる。同様に、ともに４分割する
ことにより、しきい値を７段階にすることができる。図
６に、パンの気孔の大きさと気孔の数との関係におけ
る、しきい値の段数（３段階、５段階、および７段階）
による比較を示す。この例においては、しきい値を５段
階にした場合に、最も多くの気孔が再現されており、７
段階にした場合は、これについで再現性が高いことがわ
かる。

【００９０】また、上述の実施形態においては、上限輝
度ＢＵとピーク輝度ＢＰとの間、および下限輝度ＢＬと
ピーク輝度ＢＰとの間を、ともに同じ分割数で等分割す
るよう構成したが、上限輝度ＢＵとピーク輝度ＢＰとの
間、および下限輝度ＢＬとピーク輝度ＢＰとの間を、そ
れぞれ異なる分割数で等分割するよう構成することもで
きる。たとえば、上限輝度ＢＵとピーク輝度ＢＰとの間
を３分割に等分割するとともに、下限輝度ＢＬとピーク
輝度ＢＰとの間を４分割に等分割するよう構成してもよ
い。

【００９１】また、ピーク輝度ＢＰを無視して、上限輝
度ＢＵと下限輝度ＢＬとの間を等分割するよう構成する
こともできる。また、等分割以外の分割方法で分割する
こともできる。たとえば、ヒストグラムの積分値が、隣
接するしきい値間で等しくなるよう、各しきい値を設定
してもよい。また、輝度軸を対数や指数で表わし、対数
や指数で表わした輝度軸を等分割するようにしてもよ
い。

【００９２】さらに、図７に示すように、輝度ヒストグ
ラムにおける度数の極小値に対応する輝度（極値輝度）
を、しきい値ＴＨ１，ＴＨ２，・・・とすることもでき
る。図７に示す例では、まず、輝度ヒストグラムの最大
度数Ｎmaxに基づいて、前述の式（１）により表わされ
る限界度数Ｎlimを算出し、限界度数Ｎlimを有する最高
の輝度を上限輝度ＢＵとし、最低の輝度を下限輝度ＢＬ
とする。つぎに、このようにして定めた上限輝度ＢＵと
下限輝度ＢＬとの間にある各極小値に対応する輝度（極
値輝度）を、それぞれ、しきい値ＴＨ１，ＴＨ２，・・
・とするのである。

【００９３】なお、図７に示す例においては、式（１）
における定数αを０．０５としている。ただし、αはこ
れに限定されるものではなく、処理すべき多値画像の特
性に応じて、０≦α＜１の範囲の任意の値をとることが
できる。また、図７に示す例では、輝度ヒストグラムに
おける度数の極小値に対応する輝度を、しきい値ＴＨ
１，ＴＨ２，・・・としたが、極大値に対応する極値輝
度に基づいて、複数のしきい値を算出するよう構成する
こともできる。

【００９４】また、図４は、前処理後の多値画像（図１
０参照）についての輝度ヒストグラムであったが、図７
は、前処理前の多値画像（図９参照）についての輝度ヒ
ストグラムである。このように、前処理前の多値画像に
ついての輝度ヒストグラムを作成し、これに基づいてし
きい値を設定することもできる。

【００９５】なお、上述の各実施形態においては、上限
輝度ＢＵ自体および下限輝度ＢＬ自体をしきい値としな
いよう構成したが、上限輝度ＢＵ自体および下限輝度Ｂ
Ｌ自体のいずれか一方または双方を、しきい値に含める
よう構成することもできる。

【００９６】上述の各実施形態においては、処理すべき
多値画像についての輝度ヒストグラムを生成し、生成さ
れた輝度ヒストグラムに基づいて複数のしきい値を算出
するよう構成したが、この発明はこれに限定されるもの
ではない。たとえば、処理すべき多値画像についての輝
度の空間的な分布特性等、処理すべき多値画像のなんら
かの特性に基づいて複数のしきい値を設定するよう構成
することができる。

【００９７】また、処理すべき多値画像の特性を、経験
的にまたは理論的に予め知り得るような場合には、その
都度しきい値を算出する必要はない。このような場合に
は、２値化処理に際し、予め用意されているしきい値を
適用すればよい。この場合、いくつかのパターンのしき
い値群を用意しておき、適当なしきい値群を選択して用
いるよう構成することもできる。さらに、処理すべき多
値画像の特性とは無関係に、画一的に、しきい値を設定
するよう構成することもできる。

【００９８】なお、上述の各実施形態においては、試料
としてパンを用い、パンの気孔を対象要素として検出す
る場合を例に説明したが、この発明はこれに限定される
ものではない。たとえば、紙の表面に塗布された薬品の
気泡の分布状態などを検出する場合等にも、用いられ
る。

【００９９】図２６は、薬品の塗布された紙の表面を拡
大撮影した多値画像である。黒っぽい円形の部分が、気
泡（対象要素）である。照明むらにより、画像の上部
が、下部に比し暗くなっている。図２７は、図２６に示
す多値画像を、８つのしきい値を用いて２値化した場合
の目的２値画像である。一つのしきい値のみを用いる従
来の方法で２値化した場合の２値画像（図２８参照）に
比し、気泡が正確に再現されていることがわかる。

【０１００】なお、上述の各実施形態においては、各中
間２値画像の周辺部に接した塊状部を、要補正部分とし
て反転するよう構成したが、所定の上限画素数、たとえ
ば１０００画素を越える第１の２値要素により構成され
た塊状部を、要補正部分として反転するよう構成するこ
ともできる。さらに、要補正部分として反転される２値
要素は、塊状部に限るものではない。たとえば独立した
１画素を要補正部分として反転するよう構成することも
できる。このように構成すると、ノイズを効果的に除去
することができる。

【０１０１】なお、上述の実施形態においては、パンや
紙など半透明な試料の表面に存する対象要素の分布状態
を検出する場合を例に説明したが、半透明な試料の内部
に存する対象要素の分布状態を検出する場合にも適用す
ることができる。この場合、試料からの透過光を測定す
るよう構成することもできる。また、試料は半透明なも
のに限定されるものではない。たとえば金属やガラスな
ど高光沢性を有する試料の表面に存する対象要素の分布
状態を検出する場合等にも用いることができる。

【０１０２】また、上述の各実施形態においては、試料
の各部位における対象要素以外の部分からの光強度の差
の最大値が、ほぼ当該試料の各部位における対象要素か
らの光強度と対象要素以外の部分からの光強度との差の
最小値以上である場合を例に説明したが、このような場
合以外にも用いることができる。

【０１０３】また、上述の各実施形態においては、処理
すべき多値画像についての輝度ヒストグラムが実質的に
２つのピークを持たないような場合を例に説明したが、
この発明は、処理すべき多値画像についての輝度ヒスト
グラムが実質的に２つのピークを持つような場合におい
ても使用することができる。

【０１０４】また、上述の各実施形態においては、２値
化手段により得られた各中間２値画像において、それぞ
れ対象要素に対応する対象画素群を求めるよう構成した
が、２値化手段により得られた複数の中間２値画像間に
おける画素群の状態の変化に基づいて、対象要素に対応
する対象画素群を求めるよう構成することもできる。

【０１０５】この場合、たとえば、複数の中間２値画像
間における、第１の２値要素を構成要素とする所定の注
目画素群の状態が、所定数以上の中間２値画像間におい
てほぼ一定である場合に、当該一定状態の画素群を、対
象画素群として求め、求めた各対象画素群を合成するこ
とにより、目的２値画像を生成するよう構成することが
できる。

【０１０６】また、画像の入力装置としてＣＣＤカメラ
を用いたが、画像の入力装置として、ＶＴＲ（ビデオテ
ープレコーダ）やスキャナ等を用いることもできる。ま
た、記憶装置として、光磁気ディスク等を用いることも
できる。

【０１０７】また、上述の実施形態においては、ＣＰＵ
６は、ハードディスク２に記憶されたプログラムにした
がい、各部を制御する。このプログラムは、ＦＤＤ１４
を介して、プログラムが記憶されたフレキシブルディス
クから読み出されてハードディスク２にインストールさ
れたものである。なお、フレキシブルディスク以外に、
ＣＤ−ＲＯＭ、ＩＣカード等のプログラムを記憶したコ
ンピュータ可読の記憶媒体から、ハードディスク２にイ
ンストールさせるようにしてもよい。さらに、通信回線
を用いてダウンロードするようにしてもよい。

【０１０８】本実施形態においては、プログラムをフレ
キシブルディスクからハードディスク２にインストール
させることにより、フレキシブルディスクに記憶させた
プログラムを間接的にコンピュータに実行させるように
している。しかし、これに限定されることなく、フレキ
シブルディスクに記憶させたプログラムをＦＤＤ１４か
ら直接的に実行するようにしてもよい。なお、コンピュ
ータによって、実行可能なプログラムとしては、そのま
まのインストールするだけで直接実行可能なものはもち
ろん、一旦他の形態等に変換が必要なもの（例えば、デ
ータ圧縮されているものを、解凍する等）、さらには、
他のモジュール部分と組合わせて実行可能なものも含
む。

【０１０９】なお、上述の実施形態においては、ＣＰＵ
６を用いて、図１に示す画像処理装置３０の各機能を実
現した場合を例に説明したが、当該各機能の一部または
全部を、ハードウェアロジックにより実現するよう構成
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による画像処理装置３０
の構成を示す図面である。

【図２】画像処理装置３０の各機能を、ＣＰＵを用いて
実現した場合のハードウェア構成の一例を示す図面であ
る。

【図３】画像処理装置３０を用いて、パンの切断面を撮
影した多値画像を２値化処理する際の手順を示すフロー
チャートである。

【図４】前処理後の多値画像についての輝度ヒストグラ
ムを示す図面である。

【図５】この発明による２値化法と従来の２値化法とを
比較するための図面である。

【図６】しきい値の段数（３段階、５段階、および７段
階）による比較を示す図面である。

【図７】前処理前の多値画像についての輝度ヒストグラ
ムを示す図面である。

【図８】図８Ａは、紙に書かれた文字を表わす図面であ
る。図８Ｂは、図８Ａのような紙に書かれた文字を撮影
した場合における多値画像の輝度ヒストグラムを表わす
図面である。

【図９】パンの切断面を撮影した前処理前の多値画像で
あって、ディスプレイー上に表示された中間調画像を示
す写真である。

【図１０】パンの切断面を撮影した前処理後の多値画像
であって、ディスプレイー上に表示された中間調画像を
示す写真である。

【図１１】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図１２】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図１３】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図１４】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図１５】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図１６】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図１７】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図１８】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図１９】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図２０】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図２１】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図２２】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図２３】図１０の多値画像から目的２値画像を得るた
めの各処理過程における２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図２４】図１０の多値画像から得られた目的２値画像
であって、ディスプレイー上に表示された画像を示す写
真である。

【図２５】パンの切断面を撮影した多値画像を、従来の
方法で２値化した場合の２値画像であって、ディスプレ
イー上に表示された画像を示す写真である。

【図２６】薬品を塗布した紙の表面を撮影した多値画像
であって、ディスプレイー上に表示された中間調画像を
示す写真である。

【図２７】図２６の多値画像から得られた目的２値画像
であって、ディスプレイー上に表示された画像を示す写
真である。

【図２８】図２６の多値画像を、従来の方法で２値化し
た場合の２値画像であって、ディスプレイー上に表示さ
れた画像を示す写真である。

【符号の説明】

３４・・・・・輝度ヒストグラム生成手段 ３６・・・・・しきい値算出手段 ３８・・・・・２値化手段 ４２・・・・・補正手段 ４４・・・・・２値画像合成手段

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多値画像を処理して、対象要素に対応する
   第１の２値要素と対象要素以外の部分に対応する第２の
   ２値要素とにより構成される２値画像を得る画像処理装
   置であって、 同一の多値画像を複数のしきい値を用いて２値化するこ
   とにより、各しきい値に対応した複数の中間２値画像を
   得る２値化手段と、 ２値化手段により得られた各中間２値画像を統合して目
   的２値画像を得る画像統合手段と、 を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】請求項１の画像処理装置において、 処理すべき多値画像の特性に基づいて前記複数のしきい
   値を設定するしきい値設定手段を設けたこと、 を特徴とするもの。
3. 【請求項３】請求項２の画像処理装置において、 前記しきい値設定手段は、 処理すべき多値画像についての輝度ヒストグラムを生成
   する輝度ヒストグラム生成手段と、 輝度ヒストグラム生成手段により生成された輝度ヒスト
   グラムに基づいて前記複数のしきい値を算出するしきい
   値算出手段と、 を備え、 当該しきい値算出手段は、 下記の数式、 Ｎlim＝α・Ｎmax、 ただし、Ｎmax：前記輝度ヒストグラムの最大度数、 α：０≦α＜１を満たす任意の定数、 により表わされる限界度数Ｎlim以下の度数を有する輝
   度を除外した場合における前記輝度ヒストグラムの最高
   輝度を上限輝度とし、 当該限界度数Ｎlim以下の度数を有する輝度を除外した
   場合における前記輝度ヒストグラムの最低輝度を下限輝
   度としたとき、 前記上限輝度と下限輝度とに基づいて前記複数のしきい
   値を算出するものであること、 を特徴とするもの。
4. 【請求項４】請求項３の画像処理装置において、 前記しきい値算出手段は、前記上限輝度と前記最大度数
   Ｎmaxに対応する輝度との間を等分割して得られる分割
   点における輝度と、前記下限輝度と前記最大度数Ｎmax
   に対応する輝度との間を等分割して得られる分割点にお
   ける輝度と、前記最大度数Ｎmaxに対応する輝度とを、
   前記複数のしきい値として算出すること、 を特徴とするもの。
5. 【請求項５】請求項２の画像処理装置において、 前記しきい値設定手段は、 処理すべき多値画像についての輝度ヒストグラムを生成
   する輝度ヒストグラム生成手段と、 輝度ヒストグラム生成手段により生成された輝度ヒスト
   グラムに基づいて前記複数のしきい値を算出するしきい
   値算出手段と、 を備え、 当該しきい値算出手段は、輝度ヒストグラムにおける度
   数の極小値または極大値に対応する輝度である極値輝度
   に基づいて、複数のしきい値を算出すること、を特徴と
   するもの。
6. 【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかの画像
   処理装置において、 前記画像統合手段は、前記２値化手段により得られた各
   中間２値画像において、それぞれ前記対象要素に対応す
   る対象画素群を求めること、 を特徴とするもの。
7. 【請求項７】請求項６の画像処理装置において、 前記画像統合手段は、 前記各中間２値画像の所定の要補正部分の２値要素を反
   転することにより、要補正部分のない中間２値画像を得
   る補正手段と、 要補正部分のない各中間２値画像を合成して目的２値画
   像を生成する２値画像合成手段と、 を備えたことを特徴とするもの。
8. 【請求項８】請求項７の画像処理装置において、 前記補正手段は、前記２値化手段により得られた各中間
   ２値画像について、第１の２値要素の所定の塊状部を、
   前記要補正部分として反転すること、 を特徴とするもの。
9. 【請求項９】請求項８の画像処理装置において、 前記補正手段は、所定の上限画素数を越える第１の２値
   要素により構成された塊状部を、前記要補正部分として
   反転すること、 を特徴とするもの。
10. 【請求項１０】請求項８ないし請求項９のいずれかの画
    像処理装置において、 前記補正手段は、前記各中間２値画像の周辺部に接した
    塊状部を、前記要補正部分として反転すること、 を特徴とするもの。
11. 【請求項１１】請求項７ないし請求項１０のいずれかの
    画像処理装置において、 前記２値画像合成手段は、前記要補正部分のない各中間
    ２値画像について、対応する各画素間で論理演算を行な
    うことにより、目的２値画像を生成すること、を特徴と
    するもの。
12. 【請求項１２】請求項１ないし請求項１１のいずれかの
    画像処理装置において、 当該画像処理装置は、処理すべき多値画像についての輝
    度ヒストグラムが実質的に２つのピークを持たない場合
    において使用される装置であること、 を特徴とするもの。
13. 【請求項１３】請求項１ないし請求項１２のいずれかの
    画像処理装置において、 当該画像処理装置は、試料からの反射光または透過光に
    基づいて得られた多値画像を用いて当該試料の表面また
    は内部に存する対象要素の分布状態を検出する装置であ
    って、当該試料の各部位における対象要素以外の部分か
    らの光強度の差の最大値が、ほぼ当該試料の各部位にお
    ける対象要素からの光強度と対象要素以外の部分からの
    光強度との差の最小値以上である場合に用いられるこ
    と、 を特徴とするもの。
14. 【請求項１４】請求項１ないし請求項１３のいずれかの
    画像処理装置において、 当該画像処理装置は、高光沢性を有する試料の表面に存
    する対象要素の分布状態を検出するための装置であるこ
    と、 を特徴とするもの。
15. 【請求項１５】請求項１ないし請求項１３のいずれかの
    画像処理装置において、 当該画像処理装置は、半透明な試料の表面または内部に
    存する対象要素の分布状態を検出するための装置である
    こと、 を特徴とするもの。
16. 【請求項１６】多値画像を処理して、対象要素に対応す
    る第１の２値要素と対象要素以外の部分に対応する第２
    の２値要素とにより構成される２値画像を得る画像処理
    方法であって、 同一の多値画像を複数のしきい値を用いて２値化するこ
    とにより、各しきい値に対応した複数の中間２値画像を
    得、 得られた各中間２値画像を統合して目的２値画像を得る
    こと、 を特徴とする画像処理方法。
17. 【請求項１７】コンピュータが実行可能なプログラムを
    記憶したコンピュータ可読の記憶媒体であって、 前記プログラムは、請求項１ないし請求項１６のいずれ
    かの装置または方法をコンピュータにより実現するもの
    であること、 を特徴とする記憶媒体。