JPH03249263A

JPH03249263A - 画像データに基づく繊度測定方法

Info

Publication number: JPH03249263A
Application number: JP5021990A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Nishi; 規之西; Shuichi Kurata; 倉田　周一
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1991-11-07
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JP2623149B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、羊毛トップｗＡ維等の繊度（繊維の太さを表
わす単位で重量をその長さて割った値）を繊維断片の拡
大投影した画像データに基ついて測定Ａ−る方法に関す
る。

［従来技術］羊毛トップ繊維の繊度は、平均Ｍｌ維直径（ミクロン）
とその変動率（ＣＶ％）で表示されるのが射的である。

従来より行なわれている平均ｗＡＮ直径測定方法には、
プロジェクション・ミクロスコープ方式（ＰＭ）と、エ
アフロ一方式（ＡＦ）の２種類がある。

ＰＭ方式は羊毛断片を５００〜７００倍に拡大投影し、
その影像に直接スケールを当てて直径（ミクロン）を直
読する直接的測定方法であり、ＡＦ方式は流量計を一定
値に調節してマノメータてミクロン換算値を読みとるか
、あるいはマノメータ圧力を一定に調整して流量計でミ
クロン換算値を読みとる間接的測定方法である。両方式
ともＪＩＳ　　Ｌ１０８３に規定されている。

［発明か解決しようとする課題］しかしなから、上記測定方法のうちＰＭ方式は直接測定
であり、求めた繊維径により計算によフて変動率（ＣＶ
）が得られるか、人的操作によるスケールの読み取り測
定に多数の測定回数を必要とし、オペレータの肉体的負
担、特に目の疲労か大きく時間と労力を要するとともに
人的操作上の誤差も生しやすいという問題点かあった。

また、ＡＦ方式は間接測定であり、試験試料にいくつか
の制約がある上に、得られる測定値は繊維直径の全平均
値でありで変動率のような平均直径のばらつきに関して
は何ら情報が得られないという問題点があった。

そこて本発明は、ＰＭ方式のように羊毛断片を拡大投影
した画像データに基つきながら、繊維の直径測定を出来
るたけ人的操作を少なくして行なえ、測定時間の短縮お
よび作業疲労度の軽減を図ることがてき、測定結果に基
つ゛いて平均繊維直径と変動率が自動的に鯖度良く求め
られる繊度測定方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は上記課題を解決するために、次のような構成を
採用した。

ずなわち、本発明にかかる画像データに基つく繊度測定
方法は、ＣＣＤカメラ等により採取された試料繊維の画
像データを２値化し、該２値化された画像に対しＸ、Ｙ
方向にそれぞれ複数のエツジ検出ラインを設定し、該エ
ツジ検出ラインに沿ってその両側から走査を行なうこと
によって画像のエツジを検出し、該エツジの座標値から
検出ライン上のエツジ間距離を求めるとともに、各検出
ライン上で求められるエツジ間距離の偏差を求めて、前
記ｘ、Ｙ方向のエツジ検出ラインから試料画像を横断す
る側の少なくとも２木のエツジ検出ラインを選定し、該
選定したエツジ検出ライン上のエツジ間の中心！標から
画像の傾きを示す直線を求め、該直線に直交する新たな
エツジ検出ラインを設定し、該新たなエツジ検出ライン
に沿いその両側から走査を行なって画像のエツジを検出
し、該エツジの座標値からＭＩＭ径を求めることを特徴
としく第１の発明）、また、ＣＣＤカメラ等により採取
された試料繊維の画像データを２値化し、２値化された
画像をｘ、Ｙ方向に走査し、繊維画像のエツジを検出し
て試料繊維の直径を求めるようにした画像データに基づ
く繊度測定方法であって、２値化された画像を走査する
走査域内に測定中心を設定し、該測定中心と走査域内に
表示された各画像領域中心との距離および各画像ごとの
領域の長さを測定し、測定中心と各画像領域中心との距
離があらかじめ設定された距離以下にある画像領域を選
択し、該選択された画像領域のうち、領域の長さが上位
２番目までにある画像領域を選択し、該選択された画像
を走査対象の繊維画像とし、該繊維画像のエツジを検出
して繊維径を求めることを特徴とする（第２の発明）。

［作用］２値化した繊維画像の傾きの如何にかかわらす、必ず画
像を横断する方向に走査方向か決定され、該走査により
検出された繊維画像の複数のエツジ点の座標値から画像
の傾きが求められる。

この傾きに対して直交する方向のエツジ検出ラインに沿
って走査して画像のエツジを検出すると、こわらエツジ
間の距離か試料１ｍ雑の直径を示すことになる。従りて
、このようなアルゴリズムに基づいて画像データを処理
することにより、繊維径を自動的に算出することができ
る。また、走査領域内の測定中心に対しである程度予想
されるｗＡ維径を考慮して設定した距離内にある画像領
域を選択し、試料として切断された繊維長を考慮して該
選択画像領域のうち領域の長いものを繊維画像として選
択することにより、ノイズ画像を除去した走査対象を得
ることができ、精度よく繊維径を測定することができる
。

［実施例］第１図は本発明の繊度測定方法を実施する測定装置の構
成を示すブロック図で、顕微鏡１に組込んだＣＣＤカメ
ラ２によって採取された試料の画像は、画像処理装置３
のスライスレヘル発生手段を備えた画像入力部５によフ
て明暗を表わす２値化画像信号に変換され、画像メモリ
６に記憶される。画像メモリ６に記憶された２値化画像
は、画像出力部７を介してモニタ９て表示される。また
、２値化された画像に対し、画像処理装置３の画像処理
部１０は、後述する本発明の処理方法に基ついて画像処
理を行ない試料の繊維径や変動率を算出する。測定結果
の出力表示および画像処理部１０への数値データの入力
はインターフェイス１１を介してコンソール１２て行な
われる。また、画像が表示されるモニタ９上のカーソル
移動や測定点を定める指示標梯動は、測定操作用人力装
置（マウス）１３からの指示によって行なわわる。

繊度が測定される試料ｗＡ維は、まず所定の作業手順に
従い準備が行なわれる。すなわち、試料は適当な溶剤で
２回洗浄し、標準状態（ＪＩＳＬ１０８１の２４参照）
とした後、繊維切断器を用いて、推定繊維径２７μｍを
こえるトップでは０．８玉に、２７μｍ以下のトップで
は０．４＋ｎｍに切断する。切断された繊維断片のかた
まりは、顕微鏡用スライドクラス上に針先でのせ、マウ
ンタントとして流動パラフィンを１滴落としたのち、針
先で繊維断片を均一に広げる。そして、余分の液を綿布
でふきとった後、静かにカバーグラスをのせて測定用ス
ライドグラスとする。

このように準備された測定用スライドクラスが顕微鏡１
の試料台に載置され、上記したように試料の画像が採取
される。採取された画像は処理部１０に記憶されたプロ
グラムにしたかい、第２図に示す処理フローによって画
像処理か行なわれる。

試料画像の２値化は、コンソール１２からの２値化レベ
ル設定指令によって行なわれ、モニタ９に表示される濃
淡画像を確認しつつ、視認に適した２値化レベルが設定
される。

オペレータは、測定する試料ｗＡ１１ｉＩを決定するた
めに、顕微鏡１のＸ−Ｙテーブルを操作し、モニタ９の
濃淡画像を確認しながら測定画面を選択する。２値化さ
れた画像データは画像処理装置３の画像メモリ６に記憶
される。

選択された測定画面に対し、モニタ９上のカーソルをマ
ウス１３の操作によって画面上最も適切と判断される測
定位置へ移動させることにより測定位置が設定される。

測定位置が設定されると、モニタ９上には第３図に示す
ように、測定位置を中心として測定枠２０か表示される
。オペレータは、かかる操作によって測定すべき繊維画
像をモニタ上の測定枠の中に絞り込んて表示させること
かてきる。

第３図に測定枠２０内に表示された繊維画像の例を示す
。図中斜線で示す領域が２値化画像として表示されてい
る部分を示す。オペレータの指示により測定枠２０か設
定されると、画像処理部１０て測定枠２０内のノイズ画
像の除去処理か行なわれる。

すなわち、第４図に示す処理フローに従い、まず測定枠
内の各画像領域についてラベリンクか行なわれる。図示
例では■〜■までの領域としてラヘリンクされている。

次いてラヘリンクされた各領域について特徴抽出か行な
われる。特徴抽出は、測定中心Ｏと各領域中心間との距
離および各領域の長さを各領域の特徴を示す要素として
、これらを算出することにより行なわれる。このように
定めた各領域の特徴について走査対象領域になるか否か
の判別か行なわれる。例えば、測定中心と領域中心間の
距離がある程度予想される繊維径を考慮して設定された
値以下にある領域がまず対象領域として選択される。図
示例では領域■■■■が選択される。そして、試料とし
て切断された繊維の長さを考慮して、上記のように選択
された領域のうち領域の長さが上位２番目までにある領
域が走査対象領域として選択される。図示例では領域■
■が選択される。なお、色つきの繊維等、繊維画像全体
が黒くなる試料の場合は■のみを残せばよい。このよう
にして測定枠内からノイズ画像を除去し、画像のエツジ
のシャープ度を増した状態で画像走査が行なわれる。

第６図は繊維径測定の処理手順を示すフローで、第５図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は測定枠内での走査の実例を示す図
である。まず測定枠２０内を水平方向（×方向）に設定
されたエツジ検出ラインＨ１、Ｈ２上を両端から走査し
、画像領域■■のエツジ点ＨＥＤ　１−１、ＨＥＤＩ−
２およびＨＥＤ２−１、ＨＥＤ２−２の座標を検出する
（第５図（ａ））。これら各エツジの座標値から、エツ
ジ点ＨＥＤＩ−１とＨＥＤＩ−２間の距離χ１１、エツ
ジ点ＨＥＤ２−１とＨＥＤ２−２間の距離χＩ！、２、
さらにχ！、とχＩＬ２どの差△χＩか算出される。同
様に、垂直方向（Ｙ方向）にエツジ検出ラインｖ１、ｖ
２上を両端から走査し、エツジ点ＶＥＤ　１−１、ＶＥ
ＤＩ−２、オヨびＶＥＤ２−１、ＶＥＤ２−２の座標を
検出する（同図（ｂ））。これら各座標値からも同様に
、エツジ点ＶＥＤ１−１と１−２間の距Ｉｌｌ　ｙ　ｆ
ｌ　＋、エツジ点ＶＥＤ２−１と２−１間の距ＪＩＦ　
ｙ　Ｉｌ　２、ｙｆｌ＋と’／１２との差△ｙＩＬが算
出される。

すなわち、 χｆｉ、＝　（ＨＥＤＩ−２）−（ＨＥＤＩ−１）χ１
２２＝　（ＨＥＤ２−２）−（ＨＥＤ２−１）ｙＬ　＝
　（ＶＥＤＩ−２）−（ＶＥＤＩ−１）ｙＬ２＝　（Ｖ
ＥＤ２−２）−（ＶＥＤ２−１）△χＵ＝　χ１１−χ
Ｊ２２ △ｙＲ，＝ＩＹ１＋　　’Ｊｌｌｚである。

コレらχｘ、、’Ｊｌ＋　、△ｚｊ２、△ｙＲ，（Ｄ値
について第７図に示す比較判断処理を行ない、繊維径検
出に使用するエツジ検出ラインを決定する。

すなわち、まず水平、垂直方向の２本ずつのエツジ検出
ラインか繊維画像の境界と交錯し、４個所のエツジを検
出できるかを判断する。検出ラインが第５図（ｂ）に鎖
線で示すラインｖ１′のように、繊維画像の境界と交錯
しない場合には、このライン上で走査すると同図に示す
測定枠と交錯した点ＶＥＤＩ−１’　、ＶＥＤＩ−２’
を検出し、検出した座標値から上式によりＹｆｌ＋を算
出するとその値は負となる。この場合、試料繊維は検出
ラインと略平行な状態にあると判断され、後述する試料
１ｍ雑の傾きを算出するに際し、この方向の検出ライン
を用いると傾きを正確に算出てきないので、第７図に示
すように、他の方向（この場合Ｘ方向）の検出ラインを
用いて傾きを算出するのである。

しかる後、各ライン上で求められるエツジ間距離の差を
求め、差か小さい側のラインをエツジ検出ラインとして
決定する。このようにして決定したエツジ検出ラインは
、必す繊維画像を横断することになる。

尚、この例ではＸ、Ｙ方向にそれぞれ２本のエツジ検出
ラインを設定したが、これに限るものではなく、３本以
上のエツジ検出ラインを設定してもよい、これにより、
上記エツジ検出ラインの決定に際し、その精度を高める
ことができる。この場合、それぞれの検出ライン上で求
められるエツジ間距離の偏差δχ、δｙを求め、偏差が
小さい側のラインをエツジ検出ラインとして選定する。

ここてδχ、δｙは次式％式％エツジ検出ラインか決定すると、該エツジ検出ライン上
のエツジ点間の中点座標か覧出され、決定した検出ライ
ンか２本の場合には、各中点を通る直線、すなわち、繊
維画像の傾きを示す直線が求められる。一方、決定した
エツジ検出ラインか３本以上の場合には最小自乗法等の
手法により、前記Ｉｌｌ両画像傾きを示す直線が求めら
れる。図示例では水平方向のエツジ検出ラインＨ，，Ｈ
２上のエツジ点ＨＥＤ　１−１．１−２、ＨＥＤ２１．
２−２の中点Ｃ１、Ｃ２から繊維の傾きの直線が求めら
れる。この傾きを示す直線Ｌ１に対し、測定中心Ｏを通
り直線Ｌ１に直交するエツジ検出ラインＬ２が設定され
る。このライン上２上を両側より走査し、繊維画像のエ
ツジ点ＥＤ、、ＥＤ２を検出し、この座標値からエツジ
間距離を繊維径として算出する（同図（Ｃ））。

このようにして算出された繊維径の妥当性を確認した上
て、さらに別の、繊維画像の径を求めてゆき、Ｍｌ維径
別に本数をカウントしていく。測定精度はサンプル数が
多いほど高められるが、少なくともＪＩＳに規定される
数置上であることが好ましく、例えば平均繊維直径か２
１．１〜２４．０μの場合は、少なくとも６００本の！
ａ維耐直径測定し、その値の分布が正規分布となわば測
定を終了し、平均ａｍ径および変動率を算出する。

上記したように、上記実施例方法にかかるアルゴリズム
に基ついて画像データを処理すれば、測定域をオペレー
タが指定するたけて繊維径の算出を自動的に行なうこと
かてき、測定本数の多い繊度測定を能率よく行なうこと
かできる。また、走査領域のノイズ画像も自動的に除去
でき、画像のシャープさが増し、エツジ点の検出か正確
に行なえ、上記繊維径の算出を精度よ〈行なうことかで
きる。

［発明の効果コ上記説明から明らかなように、本発明にかかる画像デー
タに基つく繊度測定方法によりば、人的操作を極力少な
くして平均繊維直径と変動率を能率よく粒度よく求める
ことかできるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の繊度測定方法を実施する測定装置の構
成を示すブロック図、第２図は平均繊維直径と変動率を
求める処理手順を示すフローチャート第３図はモニタ上
の測定枠に表示される繊維画像の例を示す図、第４図は
ノイズ画像を除去する処理手順を示すフローチャート、
第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は測定枠内の画像を走査する
実施例を示す図、第６図は繊維径測定の処理手順を示す
フローチャート、第７図は走査線の方向を決定する処理
手順を示すフローチャートである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＣＣＤカメラ等により採取された試料繊維の画像
データを２値化し、該２値化された画像に対しＸ、Ｙ方
向にそれぞれ複数のエッジ検出ラインを設定し、該エッ
ジ検出ラインに沿ってその両側から走査を行なうことに
よって画像のエッジを検出し、該エッジの座標値から検
出ライン上のエッジ間距離を求めるとともに、各検出ラ
イン上で求められるエッジ間距離の偏差を求めて、前記
Ｘ、Ｙ方向のエッジ検出ラインから試料画像を横断する
側の少なくとも２本のエッジ検出ラインを選定し、該選
定したエッジ検出ライン上のエッジ間の中心座標から画
像の傾きを示す直線を求め、該直線に直交する新たなエ
ッジ検出ラインを設定し、該新たなエッジ検出ラインに
沿いその両側から走査を行なって画像のエッジを検出し
、該エッジの座標値から繊維径を求めることを特徴とす
る画像データに基づく繊度測定方法。
（２）ＣＣＤカメラ等により採取された試料繊維の画像
データを２値化し、２値化された画像をＸ、Ｙ方向に走
査し、繊維画像のエッジを検出して試料繊維の直径を求
めるようにした画像データに基づく繊度測定方法であっ
て、２値化された画像を走査する走査域内に測定中心を
設定し、該測定中心と走査域内に表示された各画像領域
中心との距離および各画像ごとの領域の長さを測定し、
測定中心と各画像領域中心との距離があらかじめ設定さ
れた距離以下にある画像領域を選択し、該選択された画
像領域のうち、領域の長さが上位２番目までにある画像
領域を選択し、該選択された画像を走査対象の繊維画像
とし、該繊維画像のエッジを検出して繊維径を求めるこ
とを特徴とする画像データに基づく繊度測定方法。