JPH1153544A - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置Info
- Publication number
- JPH1153544A JPH1153544A JP9204381A JP20438197A JPH1153544A JP H1153544 A JPH1153544 A JP H1153544A JP 9204381 A JP9204381 A JP 9204381A JP 20438197 A JP20438197 A JP 20438197A JP H1153544 A JPH1153544 A JP H1153544A
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- wavelet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】対象物体のキズの大きさに関係なく短時間でキ
ズ検出処理を行なえる画像処理装置を提供すること。 【解決手段】対象物体を撮影しその画像を入力する画像
入力手段１と、この画像入力手段１で入力された画像を
記憶する記憶手段（２）と、この記憶手段（２）に記憶
された画像をウェーブレット変換するウェーブレット変
換手段３と、このウェーブレット変換手段３で変換する
ことにより算出されたウェーブレット変換係数から前記
対象物体のキズ３１を抽出するキズ抽出手段４と、を具
備。
ズ検出処理を行なえる画像処理装置を提供すること。 【解決手段】対象物体を撮影しその画像を入力する画像
入力手段１と、この画像入力手段１で入力された画像を
記憶する記憶手段（２）と、この記憶手段（２）に記憶
された画像をウェーブレット変換するウェーブレット変
換手段３と、このウェーブレット変換手段３で変換する
ことにより算出されたウェーブレット変換係数から前記
対象物体のキズ３１を抽出するキズ抽出手段４と、を具
備。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーブレット変
換を用いて対象物体のキズ検出を行なう画像処理装置に
関する。
換を用いて対象物体のキズ検出を行なう画像処理装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像処理において青果物等の対象
物体のキズ検出を行なう場合、ディジタル化された画像
に対して平滑化フィルタをかけ、その画像を原画像から
ひく。この差分画像に対して二値化処理を行なうことに
より、キズを検出している。
物体のキズ検出を行なう場合、ディジタル化された画像
に対して平滑化フィルタをかけ、その画像を原画像から
ひく。この差分画像に対して二値化処理を行なうことに
より、キズを検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した検出
方法では、キズの大きさに応じて平滑化フィルタのサイ
ズを変化させる必要がある。このため、平滑化フィルタ
のサイズを例えば３×３、５×５、７×７（画素：ピク
セル）と、順次変化させて同じ処理を繰り返し、各二値
画像を検査してキズの有無を判定している。
方法では、キズの大きさに応じて平滑化フィルタのサイ
ズを変化させる必要がある。このため、平滑化フィルタ
のサイズを例えば３×３、５×５、７×７（画素：ピク
セル）と、順次変化させて同じ処理を繰り返し、各二値
画像を検査してキズの有無を判定している。
【０００４】この検出方法はソフトウェア処理では容易
に実現可能であるが、実際に装置として製品化する場合
には処理時間短縮のため、画像処理用ハードウェアを使
わざるを得ない。しかし、この種の汎用画像処理ハード
ウェアでは、平滑化フィルタのサイズが３×３しかサポ
ートされていないものがほとんどである。
に実現可能であるが、実際に装置として製品化する場合
には処理時間短縮のため、画像処理用ハードウェアを使
わざるを得ない。しかし、この種の汎用画像処理ハード
ウェアでは、平滑化フィルタのサイズが３×３しかサポ
ートされていないものがほとんどである。
【０００５】この場合、３×３のサイズのフィルタを数
回繰り返して適用することにより、フィルタのサイズを
７×７とした場合と同じ効果を得ようとしている。この
ため、例えば３×３サイズの平滑化フィルタを全画面に
対し２０回程度かけることになる。この回数は、かなり
多いものであり、多くの処理時間を要することになる。
また、専用の画像処理ハードウェアを構成した場合、構
成が大がかりなものとなり効率的でないという問題があ
る。本発明の目的は、対象物体のキズの大きさに関係な
く短時間でキズ検出処理を行なえる画像処理装置を提供
することにある。
回繰り返して適用することにより、フィルタのサイズを
７×７とした場合と同じ効果を得ようとしている。この
ため、例えば３×３サイズの平滑化フィルタを全画面に
対し２０回程度かけることになる。この回数は、かなり
多いものであり、多くの処理時間を要することになる。
また、専用の画像処理ハードウェアを構成した場合、構
成が大がかりなものとなり効率的でないという問題があ
る。本発明の目的は、対象物体のキズの大きさに関係な
く短時間でキズ検出処理を行なえる画像処理装置を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の画像処理装置は以下の如く構
成されている。本発明の画像処理装置は、対象物体を撮
影しその画像を入力する画像入力手段と、この画像入力
手段で入力された画像を記憶する記憶手段と、この記憶
手段に記憶された画像をウェーブレット変換するウェー
ブレット変換手段と、このウェーブレット変換手段で変
換することにより算出されたウェーブレット変換係数か
ら前記対象物体のキズを抽出するキズ抽出手段と、を備
えている。
達成するために、本発明の画像処理装置は以下の如く構
成されている。本発明の画像処理装置は、対象物体を撮
影しその画像を入力する画像入力手段と、この画像入力
手段で入力された画像を記憶する記憶手段と、この記憶
手段に記憶された画像をウェーブレット変換するウェー
ブレット変換手段と、このウェーブレット変換手段で変
換することにより算出されたウェーブレット変換係数か
ら前記対象物体のキズを抽出するキズ抽出手段と、を備
えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の画像処理装置を
適用した実施の形態に係るキズ検出装置の基本構成を示
すブロック図である。このキズ検出装置は、対象物体を
撮影する画像入力手段１、入力された画像を記憶するメ
モリ装置２、入力された画像をウェーブレット変換する
ウェーブレット変換手段３、及び算出されたウェーブレ
ット変換係数からキズ部を抽出するキズ抽出手段４を備
えている。
適用した実施の形態に係るキズ検出装置の基本構成を示
すブロック図である。このキズ検出装置は、対象物体を
撮影する画像入力手段１、入力された画像を記憶するメ
モリ装置２、入力された画像をウェーブレット変換する
ウェーブレット変換手段３、及び算出されたウェーブレ
ット変換係数からキズ部を抽出するキズ抽出手段４を備
えている。
【０００８】画像入力手段１は、ＣＣＤカメラやスキャ
ナ等からなるが、画像データとしてディジタル化できる
ものであればよい。メモリ装置２は、入力された画像を
記憶する。ウェーブレット変換手段３は、メモリ装置２
に記憶された画像をウェーブレット変換する。ウェーブ
レット変換手段３におけるウェーブレット変換の基底関
数は、基本ウェーブレットと呼ばれる関数をスケール変
換、シフト変換して生成される。基本ウェーブレット
は、時間的にも空間的にも局在している関数を用いる。
基本ウェーブレットをΨ（ｔ）とする。この関数を次式
（１）に示すようにスケール変換、シフト変換して基底
関数Ψa,b （ｔ）を生成する。
ナ等からなるが、画像データとしてディジタル化できる
ものであればよい。メモリ装置２は、入力された画像を
記憶する。ウェーブレット変換手段３は、メモリ装置２
に記憶された画像をウェーブレット変換する。ウェーブ
レット変換手段３におけるウェーブレット変換の基底関
数は、基本ウェーブレットと呼ばれる関数をスケール変
換、シフト変換して生成される。基本ウェーブレット
は、時間的にも空間的にも局在している関数を用いる。
基本ウェーブレットをΨ（ｔ）とする。この関数を次式
（１）に示すようにスケール変換、シフト変換して基底
関数Ψa,b （ｔ）を生成する。
【０００９】
【数１】 上式（１）の
【００１０】
【数２】 は、信号を規格化するための係数である。ａをスケール
パラメータ、ｂをシフトパラメータと称す。１／ａがフ
ーリエ変換における周波数に相当し、ｂが位置に相当す
る。
パラメータ、ｂをシフトパラメータと称す。１／ａがフ
ーリエ変換における周波数に相当し、ｂが位置に相当す
る。
【００１１】図２は、ウェーブレット基底関数を示す図
であり、パラメータａ，ｂを変化させた様子を示してい
る。図２中、左は基本ウェーブレットを示しており、右
は生成された基底関数を示している。スケールパラメー
タａを変更することによって関数の値域を変更し、これ
により抽出される周波数成分が変わる。また、シフトパ
ラメータｂを変更することによって場所を変更し、その
場での特定周波数成分を抽出することを可能にしてい
る。これらの基底関数を用い、関数ｆのウェーブレット
変換は次式（２）で定義される。
であり、パラメータａ，ｂを変化させた様子を示してい
る。図２中、左は基本ウェーブレットを示しており、右
は生成された基底関数を示している。スケールパラメー
タａを変更することによって関数の値域を変更し、これ
により抽出される周波数成分が変わる。また、シフトパ
ラメータｂを変更することによって場所を変更し、その
場での特定周波数成分を抽出することを可能にしてい
る。これらの基底関数を用い、関数ｆのウェーブレット
変換は次式（２）で定義される。
【００１２】
【数３】 次に、画像のウェーブレット変換について述べる。
【００１３】図３は、茄子の原画像を示す図であり、キ
ズ３１がある茄子の画像を示している。図４は、図３に
示す画像のウェーブレット変換結果を示す図である。こ
れはウェーブレット係数を表示したもので、水平方向、
垂直方向それぞれに周波数帯がｄ1 、ｄ2 、ｄ3 の３レ
ベルまで計算されている。なお原画像は、水平方向の直
線、斜め方向の直線、垂直方向の直線で構成されてい
る。
ズ３１がある茄子の画像を示している。図４は、図３に
示す画像のウェーブレット変換結果を示す図である。こ
れはウェーブレット係数を表示したもので、水平方向、
垂直方向それぞれに周波数帯がｄ1 、ｄ2 、ｄ3 の３レ
ベルまで計算されている。なお原画像は、水平方向の直
線、斜め方向の直線、垂直方向の直線で構成されてい
る。
【００１４】図４は、ウェーブレット係数を可視化した
ものであり、その画像の大小については指数的な差があ
る。このため、ｄ1 −ｄ1 等のエリアの画像は、ぼけた
感が生じるが、このぼけこそ係数の小ささを表す。よっ
て、特に支障となるものではなく、問題はない。
ものであり、その画像の大小については指数的な差があ
る。このため、ｄ1 −ｄ1 等のエリアの画像は、ぼけた
感が生じるが、このぼけこそ係数の小ささを表す。よっ
て、特に支障となるものではなく、問題はない。
【００１５】図５は、ウェーブレット変換結果の各周波
数帯域の名称を示す図である。図５における各成分は、
下記のように分類される。 ｄ1 −ｓ1 ，ｄ2 −ｓ2 ，ｄ3 −ｓ3 ；垂直方向成分 ｄ1 −ｄ1 ，ｄ2 −ｄ2 ，ｄ3 −ｄ3 ；斜め方向成分 ｓ1 −ｄ1 ，ｓ2 −ｄ2 ，ｓ3 −ｄ3 ；水平方向成分 ｓ3 −ｓ3 ；残差成分（直流成分：エリア内の各画素に
おける輝度の平均値） 次に、ウェーブレット変換係数を用いてキズを抽出する
処理について説明する。ウェーブレット変換係数は、そ
の周波数帯の信号成分の強さを表している。茄子の画像
の場合、茄子の表面はなめらかで画像輝度はほぼ一定で
あり、低周波成分に相当する。これに対してキズは、ほ
とんどがインパルス性の形状を有するものであり、高周
波成分に相当する。図４の変換結果を見ると、垂直方向
の高周波成分ｄ1 −ｓ1 にキズ部の成分が多く含まれて
いるのが分かる。
数帯域の名称を示す図である。図５における各成分は、
下記のように分類される。 ｄ1 −ｓ1 ，ｄ2 −ｓ2 ，ｄ3 −ｓ3 ；垂直方向成分 ｄ1 −ｄ1 ，ｄ2 −ｄ2 ，ｄ3 −ｄ3 ；斜め方向成分 ｓ1 −ｄ1 ，ｓ2 −ｄ2 ，ｓ3 −ｄ3 ；水平方向成分 ｓ3 −ｓ3 ；残差成分（直流成分：エリア内の各画素に
おける輝度の平均値） 次に、ウェーブレット変換係数を用いてキズを抽出する
処理について説明する。ウェーブレット変換係数は、そ
の周波数帯の信号成分の強さを表している。茄子の画像
の場合、茄子の表面はなめらかで画像輝度はほぼ一定で
あり、低周波成分に相当する。これに対してキズは、ほ
とんどがインパルス性の形状を有するものであり、高周
波成分に相当する。図４の変換結果を見ると、垂直方向
の高周波成分ｄ1 −ｓ1 にキズ部の成分が多く含まれて
いるのが分かる。
【００１６】図６は、ウェーブレット変換係数のヒスト
グラムを示す図であり、図７はウェーブレット変換係数
を二値化した画像を示す図である。図６は高周波成分ｄ
1 −ｓ1 のヒストグラムを示している。図７は二値化し
た画像を示しており、キズ部が正しく抽出されているの
が分かる。ウェーブレット変換係数のｄ2 −ｓ2 成分、
ｄ3 −ｓ3 成分について同様の処理を行なうことによ
り、キズの大きさが変わった場合でも正しく抽出するこ
とが可能である。このように、１回のウェーブレット変
換で様々なサイズのキズを抽出することが可能になる。
グラムを示す図であり、図７はウェーブレット変換係数
を二値化した画像を示す図である。図６は高周波成分ｄ
1 −ｓ1 のヒストグラムを示している。図７は二値化し
た画像を示しており、キズ部が正しく抽出されているの
が分かる。ウェーブレット変換係数のｄ2 −ｓ2 成分、
ｄ3 −ｓ3 成分について同様の処理を行なうことによ
り、キズの大きさが変わった場合でも正しく抽出するこ
とが可能である。このように、１回のウェーブレット変
換で様々なサイズのキズを抽出することが可能になる。
【００１７】図８は、従来法で求めたヒストグラムを示
す図であり、図９は従来法で二値化した画像を示す図で
ある。従来では、原画像を平滑化した画像を生成し、そ
れらの差分画像を求め、これを二値化することによって
キズ部を抽出していた。この方法によって求めた二値化
画像と差分画像のヒストグラムが図９及び図８に示され
ている。
す図であり、図９は従来法で二値化した画像を示す図で
ある。従来では、原画像を平滑化した画像を生成し、そ
れらの差分画像を求め、これを二値化することによって
キズ部を抽出していた。この方法によって求めた二値化
画像と差分画像のヒストグラムが図９及び図８に示され
ている。
【００１８】本実施の形態の手法と従来法の二値化画像
を比較すると、キズ部の抽出能力はほぼ同等であると考
えられるが、本手法と従来法のヒストグラムすなわち図
６と図８の形状を比較すると、本手法の方がすそ野が広
くなっている。これは二値化を行なう際に有利である。
二値化の際のしきい値は処理時間短縮のため固定されて
いる。照明の輝度変動などによってヒストグラムの形状
が変化した際にも、すそ野が広ければその影響は少な
い。すなわち、ロバスト性において本実施の形態の手法
は従来法より優っている。
を比較すると、キズ部の抽出能力はほぼ同等であると考
えられるが、本手法と従来法のヒストグラムすなわち図
６と図８の形状を比較すると、本手法の方がすそ野が広
くなっている。これは二値化を行なう際に有利である。
二値化の際のしきい値は処理時間短縮のため固定されて
いる。照明の輝度変動などによってヒストグラムの形状
が変化した際にも、すそ野が広ければその影響は少な
い。すなわち、ロバスト性において本実施の形態の手法
は従来法より優っている。
【００１９】対象物体のキズの大きさは千差万別であ
り、それらを効率良く抽出するためには、その大きさに
応じた大きさの平滑化フィルターをかける必要がある。
従来では画像処理ハードウェアの制約から３×３サイズ
の平滑化フィルタを用いている。大きなキズに対応する
ためには、上述したように３×３サイズの平滑化フィル
タを２０回程度適用した画像も併用し、二通りの処理を
行なっている。
り、それらを効率良く抽出するためには、その大きさに
応じた大きさの平滑化フィルターをかける必要がある。
従来では画像処理ハードウェアの制約から３×３サイズ
の平滑化フィルタを用いている。大きなキズに対応する
ためには、上述したように３×３サイズの平滑化フィル
タを２０回程度適用した画像も併用し、二通りの処理を
行なっている。
【００２０】しかし本手法では、全画面に対しウェーブ
レット変換を１回適用するだけでよく、従来のように全
画面に２０回も適用する必要がない。この処理はウェー
ブレット変換係数の低周波側を用いることにより容易に
実現可能であり、処理時間を従来法よりも高速にするこ
とができる。
レット変換を１回適用するだけでよく、従来のように全
画面に２０回も適用する必要がない。この処理はウェー
ブレット変換係数の低周波側を用いることにより容易に
実現可能であり、処理時間を従来法よりも高速にするこ
とができる。
【００２１】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成及び
作用効果をまとめると次の通りである。
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成及び
作用効果をまとめると次の通りである。
【００２２】実施の形態に示された画像処理装置は、対
象物体を撮影しその画像を入力する画像入力手段１と、
この画像入力手段１で入力された画像を記憶する記憶手
段（２）と、この記憶手段（２）に記憶された画像をウ
ェーブレット変換するウェーブレット変換手段３と、こ
のウェーブレット変換手段３で変換することにより算出
されたウェーブレット変換係数から前記対象物体のキズ
３１を抽出するキズ抽出手段４と、から構成されてい
る。
象物体を撮影しその画像を入力する画像入力手段１と、
この画像入力手段１で入力された画像を記憶する記憶手
段（２）と、この記憶手段（２）に記憶された画像をウ
ェーブレット変換するウェーブレット変換手段３と、こ
のウェーブレット変換手段３で変換することにより算出
されたウェーブレット変換係数から前記対象物体のキズ
３１を抽出するキズ抽出手段４と、から構成されてい
る。
【００２３】したがって上記画像処理装置によれば、入
力した画像をウェーブレット変換し、ウェーブレット変
換係数を用いて二値化を行なうことにより対象物体のキ
ズを抽出することができるので、キズの大きさに関係な
く短時間でキズ検出を行なうことが可能になる。
力した画像をウェーブレット変換し、ウェーブレット変
換係数を用いて二値化を行なうことにより対象物体のキ
ズを抽出することができるので、キズの大きさに関係な
く短時間でキズ検出を行なうことが可能になる。
【００２４】
【発明の効果】本発明の画像処理装置によれば、入力し
た画像をウェーブレット変換し、ウェーブレット変換係
数を用いて二値化を行なうことにより対象物体のキズを
抽出することができるので、キズの大きさに関係なく短
時間でキズ検出を行なうことが可能になる。
た画像をウェーブレット変換し、ウェーブレット変換係
数を用いて二値化を行なうことにより対象物体のキズを
抽出することができるので、キズの大きさに関係なく短
時間でキズ検出を行なうことが可能になる。
【図１】本発明の画像処理装置を適用した実施の形態に
係るキズ検出装置の基本構成を示すブロック図。
係るキズ検出装置の基本構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係るウェーブレット基底
関数を示す図。
関数を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に係る茄子の原画像を示す
図。
図。
【図４】本発明の実施の形態に係る茄子の画像のウェー
ブレット変換結果を示す図。
ブレット変換結果を示す図。
【図５】本発明の実施の形態に係るウェーブレット変換
結果の各周波数帯域の名称を示す図。
結果の各周波数帯域の名称を示す図。
【図６】本発明の実施の形態に係るウェーブレット変換
係数のヒストグラムを示す図。
係数のヒストグラムを示す図。
【図７】本発明の実施の形態に係るウェーブレット変換
係数を二値化した画像を示す図。
係数を二値化した画像を示す図。
【図８】従来法で求めたヒストグラムを示す図。
【図９】従来法で二値化した画像を示す図。
１…画像入力手段 ２…メモリ装置 ３…ウェーブレット変換手段 ４…キズ抽出手段
Claims (1)
- 【請求項１】対象物体を撮影しその画像を入力する画像
入力手段と、 この画像入力手段で入力された画像を記憶する記憶手段
と、 この記憶手段に記憶された画像をウェーブレット変換す
るウェーブレット変換手段と、 このウェーブレット変換手段で変換することにより算出
されたウェーブレット変換係数から前記対象物体のキズ
を抽出するキズ抽出手段と、 を具備したことを特徴とする画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9204381A JPH1153544A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9204381A JPH1153544A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 画像処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1153544A true JPH1153544A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16489595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9204381A Withdrawn JPH1153544A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1153544A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008107311A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Hitachi Chem Co Ltd | 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 |
| WO2008072693A1 (ja) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | 板ガラス欠陥検出装置、板ガラスの製造方法、板ガラス物品、板ガラスの良否判定装置及び板ガラスの検査方法 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP9204381A patent/JPH1153544A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008107311A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Hitachi Chem Co Ltd | 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 |
| WO2008072693A1 (ja) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | 板ガラス欠陥検出装置、板ガラスの製造方法、板ガラス物品、板ガラスの良否判定装置及び板ガラスの検査方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041005 |