JPH0282373A - 針状あるいは繊維状物の方向分布測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 る。

第１図は本発明を実施するだめの測定装置のブロック図
を示す。

対象物を光学顕微鏡１て拡大した像をｔ、ＣＤ　（電荷
結合素子）カメラ２て撮影して得られた画像信号か、ま
たはＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）３て撮影して得られた
画像信号はＩ［）（画像処理装置）４へ送られ、ＩＦ５
　に設けられているＡ／Ｄ変換器でディジタル画像に変
換される。ディジタル画像はＩＩ’４内の画像メモリに
格納され、高精細モニタ５に表示され、必要に応してハ
ードコピー６てコピーされる。画像は光ディスク７ある
いはハードディスク８に記録することかてぎる。

対象物の方向分布の測定は、ＩＦ５に設けられている画
像メモリの画像データにｃＷＳ（エンジニアリングワー
クステーション）９で第２図のフローチャートに示す画
像処理を施す。ＩＡ理された画像を高精細モニタ５上に
原画を重ね合わせて表示することにより原画と測定結果
を同時に確認することかでき、剣状および繊維状物の方
向分布を高速かつ高精度で測定することがてきる。ｃＷ
Ｓ９で処理された結果はモニタｌＯに表示され、必要に
応してプリンタ１１からプリント出力がなされる。

第２図は本発明実施例の測定手順の概略を示すフローチ
ャートである。第３図は第２図に示すフローチャートに
従って処理された不織布の処理結果を示す。

まず、ステップ５１において、不織布を５６Ｍ３によっ
て撮影し、得られた顕微鏡画像をＩＦ５　に人力する。

第４図（Ａ）に示す原画像が顕微鏡画像である。

ステップＳ２において、対象物の輪郭を検出するために
１欧微分オペレータによりエツジ検出が行われる。エツ
ジ検出により、第４図ＣＢ）　　に示す画像が得られる
。次にステップＳ３において、対象物の輪郭を背景から
分離するために２値化処理が行われる。第４図（Ｃ）は
２値化（しきい値（Ｔｌｌ）−１０３度）された画像を
示す。

ステップＳ４において、第４図（Ｃ）に示す画像の輪郭
を線幅１の線に細める細線化処理が行われる。第４図Ｃ
Ｄ）は細線化画像を示す。

ステップＳ５において、第４図（Ｄ）に示す画像に基い
て対象物の輪郭線の各画素についてエツジの方向θのヒ
ストグラムか割算される。計算結果は、ステップＳ６に
おいて棒グラフ表示される。第４図（Ｅ）は各角度にＪ
６りる生起確率のヒストグラムを丁ず。

以上１９　ｉｔｉ状物である不織布を例として説明した
か、例えばプラスチックに針状のカーボンファイバを混
入したような針秋物についても同様に方向分布を求める
ことかてきる。

以上のように行われた画像処理の詳細な処理内容は以下
のとおりである。

まず、輪郭を求めるために画像に１次微分処理、２値化
処理を行う。得られた輪郭はある線幅を持っているため
、線幅１に細線化処理を行うことにより、対象物の輪郭
を正確に求め、輪郭に含まれる画素７５番っで方向分布
を計算する。エツジの方向θは第４図に示すとおりであ
る。

（１）１次微分オペレータによるエツジ検出線あるいは
輪郭を検出するためには、７農淡か急激に変化する個所
がエツジとして認められることから、濃度の微分を行う
。ディジタル画像の場合、微分は実際には差分として求
める。第５図（八）および（Ｉｆ）　に示す１次微分オ
ペレータにより、水平方向の差分ｏ（ｘ、ｙ）、垂直方
向の差分Ｖ（ｘ、ｙ）を求める。第５図（八）は水平方
向の差分のオペレータであり、第５図（Ｂ）は垂直方向
の差分のオペレータである。

１　（ｘ　、ｙ）を原画像中の点（ｘ　、　ｙ）におけ
る濃度値とすると、Ｉｔ（ｘ、ｙ）　、Ｖ（ｘ、ｙ）は
次のとおりとなる。

Ｈ（ｘ、ｙ）−ｒ　（ｘ＋１．ｙ−１）＋２Ｉ　（ｘ＋
１．ｙ）＋Ｉ　（ｘ＋１．ｙ＋１）（Ｔ　（ｘ−１、ｙ
−１）＋２１　（ｘ−１、ｙ）　＋Ｉ　（ｘ−１、ｙ＋
］）・・・（１） Ｖ（ｘ、ｙ）Ｊ　（ｘ＋１．ｙ−１）＋２１（ｘ、ｙ−
１）＋Ｉ（ｘ＋１．ｙ−１）（１（ｘ−１，ｙ＋１）＋
２Ｉ　（ｘ、ｙ＋Ｉ）＋Ｔ　（ｘ＋１．ｙ＋１）・・・
（２） これより濃度勾配の大きさＥ（ｘ、ｙ）はＥ（ｘ、ｙ）
−１１ｘ、ｙ　　＋Ｖ　ｘ、ｙ）２・−（３）となり、
勾配の方向は次のようになる。

工・ジジの方向θ（ｘ、ｙ）は、勾配の方向に直角なの
で次式で与えられる。

１次オペレータによる水平方向の差分１１（ｘ、ｙ）お
よび垂直方向の差分Ｖ（ｘ、ｙ）の求め方について説明
する。原画像中の点（ｘ　、　ｙ）　に注目し、第６図
に示すようにＩ（ｘ、ｙ）をその点の濃度値とすると（
＋　（ｘ、ｙ）　、ｖ　（ｘ、ｙ）を求めるためにＩ（
ｘ、ｙ）の８近傍の濃度値と第５図に示した１次微分オ
ペレータとの積和演算式（１）および（２）を行う。

弐（１）および（２）の積和演算によって、点（ｘ　、
　ｙ　）での差分が求められる。同様に原画像中の全て
の点について積和演算することによって微分画像、すな
わち第４図（Ｂ）　に示したような画像が得られる。

（２）２値化 １次微分処理された画像は、対象物以外の影響を含んて
いるのて、対象物の輪郭だけを背景から分割するために
２値化を行う。

画像の２値化は次の閾値処理によって行う。

（Ｔ１１は閾値） （３）細線化 原画像に対して、エツジ検出および２値化処理を施した
２値画１象は、１次微分値か幅をもつためにある大ざの
幅をもつ繊維の輪郭の図形であるので、細線化処理によ
って線幅１に細める。線幅１とは１画素の幅である。

細線化のアルゴリズムは、基本的には「画像中の境界点
の中から、消去可能な要素であり、かつ線の端点でない
画素をずへて消去する。」という形をとる。消去される
画素がなくなるまでこのアルゴリズムが反復される。

（４）方向分布計算 細線化までの処理によって、対象物の輪郭線が線幅１て
求まる。細線化処理された２値画像中で画素の値か１の
画素について（１）で求めたエツジの方向θのヒストグ
ラムを計算する。ヒストグラムは各エツジの方向値（０
度から　１８０度までをΔθて分割）に対して、その方
向値をもった画素数を求めたものであり、第４図（Ｄ）
に示したように、横軸に方向値（０度〜１８０度の角度
）、縦軸に画素数（あるいは生起確率　全画素に対する
割合）をとった棒グラフで表示する。このθのヒストグ
ラムは、その画像中の対象物かどのようなエツジの方向
を持った物から成り立っているかの情報を集約したもの
であり、針状あるいは繊維状物の方向分布を示している
。

１次微分オペレータにより、点（ｘ、ｙ）でのエツジの
方向θ（ｘ　、　ｙ）が求められ、２値化および細線化
処理により対象物の輪郭画像Ｅ（ｘ、ｙ）が求められる
（輪郭線上ではＥ（ｘ、ｙ）−１，それ以外ではＥ（ｘ
、ｙ）−０）。

θのヒストグラムの計算方法は以下のとおりである。

■θのヒストグラムをＩｆ（ｉ）（ｉ−１・・・Ｎ）と
する。

ただし、Ｎ−１８０／Δθとする。（１０度間隔のヒス
トグラムのときはΔθ−１０） ■画像中の全画素について Ｅ（ｘ、ｙ）−１のとき １−ＩＮＴ（θ（ｘ　、　ｙ）　／Δθ）Ｈ（ｉ）　−
Ｈ（ｉ）　＋１ Ｅ（ｘ、ｙ）≠１のとき 無処理 の処理を行う。

ただし、ＩＮＴ（θ（ｘ　、　ｙ）　／Δのは整数化関
数■θのヒストグラムＨ（ｉ）棒グラフ表示する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における測定装置の構成図、 第２図は本発明実施例の処理手順を示すフロヂャ−１・
、 第３図は本発明実施例におりる処理結果を示す図、 第４図はエツジの方向を示す図、 第５図は本発明実施例におりる１次微分オペレータを示
す図、 第６図は本発明実施例における原画像の濃度値を示す図
である。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、針状あるいは
繊維状物質からなる対象物を撮影して得られた画像から
輪郭を求め、この輪郭に含まれる画素についてのみエツ
ジ方向のヒストグラムを計算するようにしたので、対象
物の方向分布を精度よく測定することができるという効
果がある。 ・・・光学顕微鏡、 ・・・ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラ、・・・ＳＥＭ（
走査型電子顕微鏡）、 ・・・ＩＰ（画像処理装置）、 ・・・高精細モニタ、 ・・・ハードコピ ・・・光ディスク、 ８・・・ハードディスク、 ９・・・εＷＳ（エンジニアリングワ ン）、 １０・・・モニタ、 １１・・・プリンタ。 クステーショ 区 唖 養 手続補正書（方剤 １．事件の表示 特願昭６３−２３３４６５号 ２、発明の名称 針状および繊維状物の方向分布測定方法３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 旭化成工業株式会社 ４、代理人 住所〒１０７ ７、補正の内容 （１）明細書第１２頁第６行ないし第７行の［第３図・
・・示す図、」を ａ〉 「第３Ａ図は本発明実施例における繊維状財の処理結果
を示す写真、 第３Ｂ図は本発明実施例における処理結果を示す図、」 に補正する。 （２）図面の第３図を別紙の通り第り図および第３Ｂ図
に補正する（内容に変更なし）。 以　　　上 ６、補正の対象 （全送日　昭和６３年１２月２０日） 手続補正書 平成１年１月２６日 特願昭６３−２３３４６５号 ２、発明の名称 針状および繊維状物の方向分布測定方法３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 旭化成工業株式会社 ４、代理人 〒１０７ 東京都港区赤坂５丁目１番３１号 第６セイコービル３階 ７、補正の内容 （１）明細書第５頁第１２行、第１６行、第１９行およ
び同第６頁第１行、第３行、第４行の「第４図」を「第
３Ａ図ノに補正する。 （２）同第６頁第８行の「第４図（Ｅ）」を「第３Ｂ図
」に補正する。 以　　　上 ６、補正の対象

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）対象物を撮像する工程と、該撮像によって得られた
   画像の輪郭を線幅１となるように画像処理する工程と、
   該画像処理された輪郭に含まれる画素についてエッジ方
   向のヒストグラムを算出する工程とを含むことを特徴と
   する針状および繊維状物の方向分布測定方法。