JPS6336035B2 - - Google Patents
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- JPS6336035B2 JPS6336035B2 JP55157178A JP15717880A JPS6336035B2 JP S6336035 B2 JPS6336035 B2 JP S6336035B2 JP 55157178 A JP55157178 A JP 55157178A JP 15717880 A JP15717880 A JP 15717880A JP S6336035 B2 JPS6336035 B2 JP S6336035B2
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- Japan
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- image
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- quantized
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/20—Image preprocessing
- G06V10/28—Quantising the image, e.g. histogram thresholding for discrimination between background and foreground patterns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Character Input (AREA)
- Image Input (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、２次元画像情報の最適二値化方式
に関するものであり、印刷された文字や刻印され
た英数字その他の２次元画像情報の二値化方式に
適用して好適な、周囲長演算を利用した最適二値
化方式に関するものである。
に関するものであり、印刷された文字や刻印され
た英数字その他の２次元画像情報の二値化方式に
適用して好適な、周囲長演算を利用した最適二値
化方式に関するものである。
従来、２次元的配列から構成される光学的、電
気的、磁気的その他の２次元画像情報を処理する
装置が物品の自動外観検査などに使用されてい
る。この種画像処理装置は、一般に、適宜回数の
水平走査を垂直方向に繰返して２次元画像を取込
むテレビカメラ等の画像入力手段、この画像入力
手段が取込んだ画像信号を二値化して二値化画像
信号を作成する手段、この二値化画像信号をサン
プリングして振幅的にも空間的にも量子化された
量子化画像信号（画素信号）を作成するサンプリ
ング手段、この量子化画像信号を記憶する画像記
憶手段及びこの記憶された量子化画像信号を読出
してこれを予め記憶した標準パターンと比較し
て、取込んだ２次元画像の良否判定等を行う処理
手段を備えている。
気的、磁気的その他の２次元画像情報を処理する
装置が物品の自動外観検査などに使用されてい
る。この種画像処理装置は、一般に、適宜回数の
水平走査を垂直方向に繰返して２次元画像を取込
むテレビカメラ等の画像入力手段、この画像入力
手段が取込んだ画像信号を二値化して二値化画像
信号を作成する手段、この二値化画像信号をサン
プリングして振幅的にも空間的にも量子化された
量子化画像信号（画素信号）を作成するサンプリ
ング手段、この量子化画像信号を記憶する画像記
憶手段及びこの記憶された量子化画像信号を読出
してこれを予め記憶した標準パターンと比較し
て、取込んだ２次元画像の良否判定等を行う処理
手段を備えている。
この種の装置において安定な画像処理結果を得
るには、安定な二値化を行うことが必要である。
しかしテレビカメラ等の画像入力手段において
は、一般に、周囲温度の変動に伴う暗電流の変動
によつて取込んだ画像信号（ビデオ信号）の直流
分が変動し、このため安定な二値化が因難とな
る。また上述にような温度変動のほか、被検査物
体表面の光学的特性のばらつきにより物体からの
反射光量が変化する場合などにも、安定な二値化
が困難となる。
るには、安定な二値化を行うことが必要である。
しかしテレビカメラ等の画像入力手段において
は、一般に、周囲温度の変動に伴う暗電流の変動
によつて取込んだ画像信号（ビデオ信号）の直流
分が変動し、このため安定な二値化が因難とな
る。また上述にような温度変動のほか、被検査物
体表面の光学的特性のばらつきにより物体からの
反射光量が変化する場合などにも、安定な二値化
が困難となる。
これを図面によつて説明すれば、第１図及び第
２図は従来の固定レベルによる二値化方式の原理
を設明するための概念図であり、それぞれの図に
おいてＡは２次元画像の平面図、Ｂは上記２次元
画像を走査して得た一走査線分の画像信号、Ｃは
二値化後の画像信号、Ｄは二値化２次元画像であ
る。Ａにおいて１は２次元画像、２は有効画面の
境界、３は背景、４は任意の走査線、Ｂにおいて
５は上記走査線４上の画像信号波形、６は画像信
号レベルのサンプルホールド点、７は二値化のし
きい値、Ｃにおいて８は上記画像信号波形５から
得た二値化画像信号波形、Ｄにおいて２０はメモ
リ、２１はメモリ内に記憶された量子化画像であ
る。
２図は従来の固定レベルによる二値化方式の原理
を設明するための概念図であり、それぞれの図に
おいてＡは２次元画像の平面図、Ｂは上記２次元
画像を走査して得た一走査線分の画像信号、Ｃは
二値化後の画像信号、Ｄは二値化２次元画像であ
る。Ａにおいて１は２次元画像、２は有効画面の
境界、３は背景、４は任意の走査線、Ｂにおいて
５は上記走査線４上の画像信号波形、６は画像信
号レベルのサンプルホールド点、７は二値化のし
きい値、Ｃにおいて８は上記画像信号波形５から
得た二値化画像信号波形、Ｄにおいて２０はメモ
リ、２１はメモリ内に記憶された量子化画像であ
る。
この固定レベル方式においては、予め画像信号
波形５上の背景レベル中の基準点６をサンプルホ
ールドし、これよりｘだけ高いレベルにしきい値
７を固定している。従つて第１図に例示するよう
に、画像信号波形５としきい値７との関係が適切
であれば、適切な幅の二値化画像信万波形８が得
られ、これを量子化することによつて作成されて
メモリ内に蓄積される量子化２次元画像も適切な
ものとなる。これに対して、第２図に例示するよ
うに、しきい値７を固定した後に温度変動や被検
査物体表面の光学的特性のばらつきによる反射光
量の変動が生じると、２次元パターンが変動しな
いにも拘らず画像信号波形５としきい値７との関
係が変化して二値化画像信号波形８の幅が変化
し、これを量子化することによつて作成されてメ
モリ内に記憶される量子化２次元画像の幅が変化
する。このため量子化２次元画像が細くなりすぎ
て途切れたり、逆に太くなりすぎて文字の読み取
りが困難になる等の欠点があつた。
波形５上の背景レベル中の基準点６をサンプルホ
ールドし、これよりｘだけ高いレベルにしきい値
７を固定している。従つて第１図に例示するよう
に、画像信号波形５としきい値７との関係が適切
であれば、適切な幅の二値化画像信万波形８が得
られ、これを量子化することによつて作成されて
メモリ内に蓄積される量子化２次元画像も適切な
ものとなる。これに対して、第２図に例示するよ
うに、しきい値７を固定した後に温度変動や被検
査物体表面の光学的特性のばらつきによる反射光
量の変動が生じると、２次元パターンが変動しな
いにも拘らず画像信号波形５としきい値７との関
係が変化して二値化画像信号波形８の幅が変化
し、これを量子化することによつて作成されてメ
モリ内に記憶される量子化２次元画像の幅が変化
する。このため量子化２次元画像が細くなりすぎ
て途切れたり、逆に太くなりすぎて文字の読み取
りが困難になる等の欠点があつた。
このような欠点を解消するため、第２図Ｂの点
線７′で例示するように、画像信号波形５の変動
を何らかの手段によつて検出してこれに見合つた
しきい値７′を新たに設定する浮動レベル方式が
採用されている。このような浮動レベル方式は
種々用いられているが、いずれの方式によつても
十分安定な二値化を行うことは困難である。
線７′で例示するように、画像信号波形５の変動
を何らかの手段によつて検出してこれに見合つた
しきい値７′を新たに設定する浮動レベル方式が
採用されている。このような浮動レベル方式は
種々用いられているが、いずれの方式によつても
十分安定な二値化を行うことは困難である。
本発明は上述した従来欠点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、温度変動、
反射光量等の変化のもとでも安定な二値化を行う
ことができる最適二値化方式を提供することにあ
る。以下本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。
のであり、その目的とするところは、温度変動、
反射光量等の変化のもとでも安定な二値化を行う
ことができる最適二値化方式を提供することにあ
る。以下本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。
第３図は本発明の一実施例のブロツク図であ
り、１０はレビカメラ等の画像入力部、１１は二
値化回路、１２はしきい値設定部、１３はサンプ
リング部、１４は画像記憶部、１５は周囲長演算
部、１６は制御部、１７は画像記憶部の出力端子
である。画像入力部１０は、適宜回数の水平走査
を垂直方向に繰返して２次元画像を取込む。二値
化回路１１は、しきい値設定部１２が設定したし
きい値に基いて、取込まれた画像信号波形を二値
化する。サンプリング部１３はこれを更にサンプ
リングして量子化２次元画像を作成し、これを画
像記憶部１４内に記憶させる。周囲長演算部１５
は画像記憶部１４から量子化２次元画像を読出
し、その周囲長の演算を行う。この演算方法自体
は従来周いられているものと同様であるが、以下
でごく簡単にこれを説明する。
り、１０はレビカメラ等の画像入力部、１１は二
値化回路、１２はしきい値設定部、１３はサンプ
リング部、１４は画像記憶部、１５は周囲長演算
部、１６は制御部、１７は画像記憶部の出力端子
である。画像入力部１０は、適宜回数の水平走査
を垂直方向に繰返して２次元画像を取込む。二値
化回路１１は、しきい値設定部１２が設定したし
きい値に基いて、取込まれた画像信号波形を二値
化する。サンプリング部１３はこれを更にサンプ
リングして量子化２次元画像を作成し、これを画
像記憶部１４内に記憶させる。周囲長演算部１５
は画像記憶部１４から量子化２次元画像を読出
し、その周囲長の演算を行う。この演算方法自体
は従来周いられているものと同様であるが、以下
でごく簡単にこれを説明する。
画像記憶部１４内に記憶されている量子化２次
元画像は、パターン内の点であるか背景内の点で
あるかに応じて記憶する電気信号の大きさが
“１”又は“０”であるような等分割された画素
の集合から構成されている。一例として第４図に
示すような３行×３列の９個の画素p11〜p22から
成る窓を設定し、着目している中心画素P22が画
像の明暗の境界すなわち“１”、“０”のビツトパ
ターンの境界上の点に該当するかどうかを判定す
る。まず着目画素p22が第４図中の左右の境界に
なつているか否かを判定する論理式は次式で与え
られる。
元画像は、パターン内の点であるか背景内の点で
あるかに応じて記憶する電気信号の大きさが
“１”又は“０”であるような等分割された画素
の集合から構成されている。一例として第４図に
示すような３行×３列の９個の画素p11〜p22から
成る窓を設定し、着目している中心画素P22が画
像の明暗の境界すなわち“１”、“０”のビツトパ
ターンの境界上の点に該当するかどうかを判定す
る。まず着目画素p22が第４図中の左右の境界に
なつているか否かを判定する論理式は次式で与え
られる。
Ｂ（p22）＝（（（p12∧p22）∨−（p22∧p32））∧p22
）∨（（（p21∧p22）∨−（p22∧p23））∧p22） ここで記号∧、∨及び∨−は同順に論理積、論理
和及び排他的論理和を意味する。
）∨（（（p21∧p22）∨−（p22∧p23））∧p22） ここで記号∧、∨及び∨−は同順に論理積、論理
和及び排他的論理和を意味する。
第４図ａに例示するように、p11、p12、p21、
p22、p31及びp32パターン上の点で“１”であり、
これに対してp13、p23及びp33が背景上の点で
“０”であれば、着目的p22は左右の境界上の点に
該当しＢ（p22）＝１となる。
p22、p31及びp32パターン上の点で“１”であり、
これに対してp13、p23及びp33が背景上の点で
“０”であれば、着目的p22は左右の境界上の点に
該当しＢ（p22）＝１となる。
次に着目画素P22が第４図中の上下の境界にな
つているか否かを判定する論理式は次式で与えら
れる。
つているか否かを判定する論理式は次式で与えら
れる。
Ｃ（p22）＝（（（p12∧p22）∨−（p22∧p32））∧p22
）∧（（（p21∧p22）∨−（p22∧p23））∧p22） 第４図中ｂに例示するように、p21，p22，p23，
p31，p32及びp33がパターン上の点“１”であり、
これに対してp11、p12及びp13が背景上の点で
“０”であれば、着目点p22は上下の境界上の点に
該当し、Ｃ（p22）＝１となる。上述のＢ（pij），Ｃ
（pij）を画像記憶部１４内のすべての画素（pij）
について演算し、周囲長Ｌを次式で演算する。
）∧（（（p21∧p22）∨−（p22∧p23））∧p22） 第４図中ｂに例示するように、p21，p22，p23，
p31，p32及びp33がパターン上の点“１”であり、
これに対してp11、p12及びp13が背景上の点で
“０”であれば、着目点p22は上下の境界上の点に
該当し、Ｃ（p22）＝１となる。上述のＢ（pij），Ｃ
（pij）を画像記憶部１４内のすべての画素（pij）
について演算し、周囲長Ｌを次式で演算する。
上述のような公知手法その他の適宜な方法によ
り周囲長演算部１５で演算された周囲長Ｌは、し
きい値設定部１２により設定されたしきい値に依
存して変化する。しきい値ｘ、例えば第２図Ｂの
サンプルホールド点６を基準としたしきい値ｘと
周囲長Ｌとの関係は、第５図に例示するような一
般的傾向を有する。すなわち第２図Ｂ〜Ｄを参照
すれば、しきい値ｘが極端に低下して画像信号５
の背景レベルに漸近すると、画像記憶部１４に記
憶される量子化画像は極端に太まり、周囲長Ｌが
急激に増大する。これとは逆に、しきい値ｘが極
端に上昇して画像信号５の先端に漸近すると、画
像記憶部１４に記憶される量子化画像は極端に細
まり、周囲長Ｌが急激に減少する。上記両極端の
中間において、傾斜がゆるくしかもほぼ一定値と
なるような中間領域Δxが存在する。しきい値ｘ
を、この中間領域内に設定したとき、太さが最適
の鮮明な量子化画像が得られる。
り周囲長演算部１５で演算された周囲長Ｌは、し
きい値設定部１２により設定されたしきい値に依
存して変化する。しきい値ｘ、例えば第２図Ｂの
サンプルホールド点６を基準としたしきい値ｘと
周囲長Ｌとの関係は、第５図に例示するような一
般的傾向を有する。すなわち第２図Ｂ〜Ｄを参照
すれば、しきい値ｘが極端に低下して画像信号５
の背景レベルに漸近すると、画像記憶部１４に記
憶される量子化画像は極端に太まり、周囲長Ｌが
急激に増大する。これとは逆に、しきい値ｘが極
端に上昇して画像信号５の先端に漸近すると、画
像記憶部１４に記憶される量子化画像は極端に細
まり、周囲長Ｌが急激に減少する。上記両極端の
中間において、傾斜がゆるくしかもほぼ一定値と
なるような中間領域Δxが存在する。しきい値ｘ
を、この中間領域内に設定したとき、太さが最適
の鮮明な量子化画像が得られる。
制御部１６は、しきい値ｘを適宜な刻みで漸次
変化させるよう設定部１２に指示し、各しきい値
ｘにおいける周囲長演算結果を周囲長演算部１５
から受ける。制御部１６は、この演算結果に基い
て中間領域Δx内の適宜なｘの値、例えば中間領
域Δx内の中心値x0を選択し、以後この値を二値
化回路１１のしきい値に設定する。また、制御部
１６が上述のΔxやx0を求めるにあたつて、第５
図に示すようなＬとｘの関係から、一旦第６図に
示すような｜dL／dx｜の関係を求め、これをも
とに最終的なΔxとx0を求める方式とすることも
できる。すなわち適宜な値｜dL／dx｜Bを予め設
定しておき、これと実際に求めた曲線｜dL／dx
｜の交点からΔxを求め、さらにこれから中心x0
を求める方式とすることもできる。このようにし
て記憶された鮮明な量子化画像は記憶部１４から
出力端子１７を介して読出され、各種の判定、処
理等の用に供される。
変化させるよう設定部１２に指示し、各しきい値
ｘにおいける周囲長演算結果を周囲長演算部１５
から受ける。制御部１６は、この演算結果に基い
て中間領域Δx内の適宜なｘの値、例えば中間領
域Δx内の中心値x0を選択し、以後この値を二値
化回路１１のしきい値に設定する。また、制御部
１６が上述のΔxやx0を求めるにあたつて、第５
図に示すようなＬとｘの関係から、一旦第６図に
示すような｜dL／dx｜の関係を求め、これをも
とに最終的なΔxとx0を求める方式とすることも
できる。すなわち適宜な値｜dL／dx｜Bを予め設
定しておき、これと実際に求めた曲線｜dL／dx
｜の交点からΔxを求め、さらにこれから中心x0
を求める方式とすることもできる。このようにし
て記憶された鮮明な量子化画像は記憶部１４から
出力端子１７を介して読出され、各種の判定、処
理等の用に供される。
上述のΔxの検出及びx0の設定は予め設定した
適宜な間隔で自動的に行うこもできるし、温度等
の環境要因、照度等の外部要因の変動を適宜な検
出手段により検出したときに自動的に行うことも
できる。あるいは、装置外部からの指令に応じて
行うようにしてもよく、またこれらの方法をいく
つか組合せてもよい。
適宜な間隔で自動的に行うこもできるし、温度等
の環境要因、照度等の外部要因の変動を適宜な検
出手段により検出したときに自動的に行うことも
できる。あるいは、装置外部からの指令に応じて
行うようにしてもよく、またこれらの方法をいく
つか組合せてもよい。
本発明を線図形の例について説明したが、一般
図形にも適用できることは明らかである。
図形にも適用できることは明らかである。
以上詳細に説明したように、本発明は、周囲長
の演算結果に基いて二値化のしきい値を設定する
方式であるから、温度変化。反射光量等の変化が
生じても極めて安定な二値化を行うことができ
る。
の演算結果に基いて二値化のしきい値を設定する
方式であるから、温度変化。反射光量等の変化が
生じても極めて安定な二値化を行うことができ
る。
第１図、第２図は従来方式の問題点を説明する
ための概念図、第３図は本発明の一実施例のブロ
ツク図、第４図乃至第６図は第３図の一実施例の
動作を説明するための概念図である。 １……２次元画像、３……背景、５……画像信
号波形、７……二値化のしきい値、２１……量子
化画像、１０……画像入力部、１１……二値化回
路、１２……しきい値設定部、１３……サンプリ
ング部、１４……画像記憶部、１５……周囲長演
算部、１６……制御部、１７……画像記憶部の出
力端子。
ための概念図、第３図は本発明の一実施例のブロ
ツク図、第４図乃至第６図は第３図の一実施例の
動作を説明するための概念図である。 １……２次元画像、３……背景、５……画像信
号波形、７……二値化のしきい値、２１……量子
化画像、１０……画像入力部、１１……二値化回
路、１２……しきい値設定部、１３……サンプリ
ング部、１４……画像記憶部、１５……周囲長演
算部、１６……制御部、１７……画像記憶部の出
力端子。
Claims (1)
- １ ２次元画像を取込む画像入力手段、二値化の
しきい値を設定するしきい値設定手段、該設定さ
れたしきい値のもとで前記取込まれた画像信号を
二値化して二値化画像信号を作成する二値化手
段、該二値化画像信号をサンプリングして量子化
画像信号を作成するサンプリング手段、該量子化
画像信号を記憶する画像記憶手段、該量子化画像
信号の周囲長を演算する周囲長演算手段、および
該周囲長演算手段の演算結果に基いて設定すべき
前記二値化のしきい値を前記しきい値設定手段に
設定する制御手段を具備したことを特徴とする最
適二値化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55157178A JPS5781687A (en) | 1980-11-08 | 1980-11-08 | Optimum binary-coding system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55157178A JPS5781687A (en) | 1980-11-08 | 1980-11-08 | Optimum binary-coding system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5781687A JPS5781687A (en) | 1982-05-21 |
| JPS6336035B2 true JPS6336035B2 (ja) | 1988-07-18 |
Family
ID=15643884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55157178A Granted JPS5781687A (en) | 1980-11-08 | 1980-11-08 | Optimum binary-coding system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5781687A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5960690A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-06 | Toshiba Corp | ２値化装置 |
| JPH0727542B2 (ja) * | 1984-01-12 | 1995-03-29 | 富士通株式会社 | 文字読取り装置 |
| JPS6297079A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-06 | Hitachi Ltd | ビデオ信号の２値化回路 |
| JP2613211B2 (ja) * | 1987-05-15 | 1997-05-21 | 株式会社日立製作所 | 画像入力装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959534A (ja) * | 1972-10-05 | 1974-06-10 |
-
1980
- 1980-11-08 JP JP55157178A patent/JPS5781687A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959534A (ja) * | 1972-10-05 | 1974-06-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5781687A (en) | 1982-05-21 |
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