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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JP
Japan
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image signal
image
binarization
quantized
threshold value
Prior art date
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Expired
Application number
JP55157178A
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English (en)
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JPS5781687A (en
Inventor
Yasuo Hongo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20Image preprocessing
    • G06V10/28Quantising 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)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
  • Character Input (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Image Processing (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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP55157178A 1980-11-08 1980-11-08 Optimum binary-coding system Granted JPS5781687A (en)

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JPS5781687A JPS5781687A (en) 1982-05-21
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Families Citing this family (4)

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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
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JPS4959534A (ja) * 1972-10-05 1974-06-10

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JPS4959534A (ja) * 1972-10-05 1974-06-10

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