JPH0477954B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、画像データから文字等のパターンを
抽出するパターン抽出装置に関する。

（従来の技術） 印字文字品質評価装置や印字検査装置等では、
印字した文字を評価等するためにパターン抽出装
置を備え、この装置で印字文字を撮像してその画
像データを得、この画像データから印字文字パタ
ーンを抽出している。そして、この抽出された印
字文字パターンから印字文字の評価等が行なわれ
ている。ところで、印字文字パターンの抽出は画
像データに対して所定の閾値によつて２値化処理
して行なつている。例えば、文字「Ｐ」を抽出す
るのであれば、この文字「Ｐ」の画像データを得
て閾値で２値化している。ところが、印字文字に
対する照度や閾値が変化すると、抽出後の文字パ
ターンの大きさつまり面積や長さ等が変化してし
まう。つまり、第１２図に示す文字「Ｐ」の画像
データのＸ−X′における濃淡レベルは第１３図
に示す如く傾斜を持つたものとなつている。従つ
て、閾値ｓ１，ｓ２のように変化すると抽出され
る文字パターンがＡ，Ｂのように変化してしま
う。なお、印字文字に対する照度が変化したとき
も抽出される文字パターンが変化することは明確
である。従つて、正確な文字パターンが抽出され
ず、その後の印字文字評価等が精度高くできなく
なる。また、印字文字ばかりでなく、所定のパタ
ーンを抽出するときも同様に正確に抽出できな
い。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように従来の装置では正確にパターンを
抽出できないものであつた。

そこで本発明は、正確かつ安定してパターンを
抽出できるパターン抽出装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、水平及び垂直の各方向ごとに互いに
逆の各近傍演算パラメータを有し、パターンが形
成された多値の濃淡度を有する原画像データに対
して各方向の各近傍演算パラメータにより近傍演
算を実行し、次に原画像データに対して各近傍演
算パラメータとは逆の各近傍演算パラメータによ
り微分した各画像データを求める微分処理手段
と、この微分処理手段により得られた各方向ごと
の各画像データを、これら方向ごとに合成する第
１画像合成手段と、この第１画像合成手段により
得られた各方向ごとの各画像データをそれぞれ２
値化処理する２値化処理手段と、この２値化処理
手段により得られた各２値化画像データを合成す
る第２画像合成手段と、この第２画像合成手段に
より合成された２値化画像データと原画像データ
との各画素間でAND演算処理を実行して原画像
データにおける濃淡レベルの傾斜変化部分を除去
する濃淡画像処理手段と、この濃淡画像処理手段
で得られた画像データを２値化処理して原画像デ
ータ中のパータンを抽出する抽出手段とを備えて
上記目的を達成しようとするパターン抽出装置で
ある。

（作用） このような手段を備えたことにより、原画像デ
ータに対して各近傍演算パラメータにより近傍演
算を実行して水平及び垂直の各方向ごとに微分し
た各画像データを求め、これら画像データを各方
向ごとに合成する。次にこれら画像データを各２
値化処理して合成し、この合成された２値化画像
データと原画像データとの各画素間でAND演算
処理を実行して原画像データにおける濃淡レベル
の傾斜変化部分を除去し、この画像データに対し
て２値化処理を行つて原画像データ中のパターン
を抽出する。

（実施例） 以下本発明の一実施例について図面を参照して
説明する。

第１図はパターン抽出装置のブロツク構成図で
ある。ITV（工業用テレビジヨン）カメラ１は、
印字文字等のパターンを撮像するもので、出力さ
れる画像信号はＡ／Ｄ（アナログ／デイジタル）
変換器２により多値の濃淡データ、例えば濃淡デ
ータ８ビツトデータとして白抜き部分の濃淡度が
「８」、文字部分の濃淡度が「200」となるように
デイジタル化されて画像メモリ３に記憶されるよ
うになつている。４は画像抽出処理部であつて、
これは画像メモリ３に記憶されている原画像デー
タを読み出して印字文字等のパターンを抽出する
機能を持つたものである。具体的には微分処理部
５、２値化処理部６、濃淡画像処理部７、画像デ
ータ合成部８、抽出処理部９および主制御部１０
から構成されている。主制御部１０は第２図に示
す抽出処理フローチヤートに従つて指令を発して
微分処理部５、２値化処理部６、濃淡画像処理部
７、画像データ合成部８、抽出処理部９の作動を
制御する機能を有するものである。微分処理部５
は前処理手段として機能するもので、第３図ａ，
ｂ及び第４図ａ，ｂにおいてそれぞれ示す互いに
逆の各近傍演算オペレータを有し、これらオペレ
ータを用いて画像メモリ３に記憶されている原画
像データを水平方向および垂直方向にそれぞれ微
分処理する機能を有するものである。２値化処理
部６は微分処理部５の処理結果に対して２値化処
理する機能を有するものである。濃淡画像処理部
７は前記２値化処理後の２値化画像データと原画
像データとの各画素間で演算処理を実行して原画
像データにおける濃淡レベルの傾斜変化部分を除
去する機能を有するものである。抽出処理部９は
濃淡画像処理部７で得られた画像データを２値化
処理して濃淡レベル変化の安定した部位つまり印
字文字パターンを抽出する機能を持つたものであ
る。なお、画像データ合成部８は、微分処理部５
で処理された水平方向および垂直方向のそれぞれ
２組づつの画像データを各方向別に合成する機能
と、２値化処理部６で２値化処理された各方向の
画像データを合成して２値化画像データとして濃
淡画像処理部７へ送る機能とを有するものであ
る。

次に上記の如く構成された装置の作用について
説明する。ITVカメラ１により例えば印字文字
「Ｈ」が撮像され、その画像信号がＡ／Ｄ変換器
２により、例えば濃淡データ８ビツトデータとし
て白抜き部分の濃淡度が「８」、文字部分の濃淡
度が「200」となる多値の濃淡データにデイジタ
ル化されて画像メモリ３に送られると、ステツプ
e1，e2において画像メモリ３に第５図に示すよう
な原画像データが作成されて記憶される。この原
画像データの記憶動作が終了すると、次のステツ
プe3において主制御部１０から微分処理部５に指
令が発つせられて水平方向および垂直方向の各微
分処理が行われる。つまり、微分処理部５は、第
３図ａ，ｂに示す水平方向の微分処理を行う互い
に逆の各近傍演算パラメータを用いて中心値に対
して上下、左右、斜めの８方向のデータを反映さ
せる近傍演算を実行して水平方向微分の２つの画
像データを得る。

又、微分処理部５は、第４図ａ，ｂに示す垂直
方向の微分処理を行う互いに逆の各近傍演算パラ
メータを用いて中心値に対して上下、左右、斜め
の８方向のデータを反映させる近傍演算を実行し
て垂直方向微分の２つの画像データを得る。

この微分処理が終了すると、ステツプe4に移つ
て微分処理された各画像データが画像データ合成
部８に送られ、この画像データ合成部８において
第３図ａ，ｂの各近傍演算パラメータで水平方向
に微分処理された各画像データ同士が合成され、
又、第４図ａ，ｂの各近傍演算パラメータで垂直
方向に微分処理された各画像データ同士が合成さ
れる。

ところで、一般に微分処理を行うと、正の値と
負の値が発生するが、本装置では負の値の表現方
法がなくデータとして負の部分は切り捨てられ
る。これにより、１回の微分では画像に欠けが生
じる。そこで、次に逆のパラメータにより微分す
ると、前回の正、負の値が逆になり、負の部分が
捨てられる。そして、前回の画像データと今回の
画像データとを合成することにより、画像欠けの
無い画像データが得られる。

従つて、水平方向微分について説明すると、第
３図ａに示す近傍演算パラメータを用いて微分処
理した画像データを求め、又、同図ｂに示す逆の
近傍演算パラメータを用いて微分処理した画像デ
ータを求める。ところが、これら画像データには
欠けが生じているので、これら画像データを合成
する。この結果、得られる画像データは、画像欠
けの無いものとなる。これは垂直方向微分につい
ても同様である。

例えば、原画像データにおけるＹ−Y′の濃淡
レベルを示すと第６図の如くであつて、この濃淡
レベルＧを微分することによつて同図に示すよう
に濃淡レベルの傾斜部分に対応する部分が高い濃
淡レベルG′となる。なお、第７図は微分処理後
の画像データを示すもので、同図ではライン１１
の部分が濃淡レベルの最も高い部分、つまりＰ部
位を示し、斜線１２部分が微分傾斜部分を示して
いる。そして、各微分方向別に合成された各画像
データは２値化処理部６に送られて閾値Ｋ１で２
値化処理される。そうして、これら２値化処理さ
れた画像データが再び画像データ合成部８におい
て合成されて第８図に示すような２値化画像デー
タとして濃淡画像処理部７に送られる。なお、第
８図において傾斜部分Ｑでローレベルつまり濃淡
度「225」を示し、白部分Ｒでハイレベルつまり
濃淡度「０」を示している。さて、次にステツプ
e6に移つて濃淡画像処理部７は、主制御部１０に
よつて画像メモリ３から原画像データを受け取る
とともに画像データ合成部８からの２値化画像デ
ータを受け取る。そして、濃淡画像処理部７は第
５図に示す原画像データと第８図に示す２値化画
像データとの各画素間でAND演算処理を実行し
て原画像データにおける濃淡レベルの傾斜変化部
分を除去する。これにより第９図に示すような濃
淡レベル３階調の画像データが得られる。すなわ
ち、原画像データは上記の如く多値の濃淡度を有
するものであり、２値化画像データは濃淡度
「225」か「０」のデータである。従つて、これら
画像データの各１画素の有する濃淡度をANDと
すると、例えば共通の白抜き部分の濃淡度「８」
と「０」とのANDは「０」となり、共通の黒抜
き部分の濃淡度「200」と「255」とのANDは
「200」となり、白抜きと黒抜きとの重なる部分で
は「０」と「200」とのANDで「０」、「255」と
「８」とのANDで「８」となる。この結果、濃淡
度「０」「200」及び「８」の３階調を示すものと
なる。なお、第１０図はＺ−Z′の濃淡レベルを示
している。従つて、濃淡画像処理部７の処理結果
に得られる画像データは第６図に示す濃淡レベル
Ｇにおける印字文字パターンの安定部位Ｆが強調
されたものとなる。かくして、ステツプe7に移つ
て濃淡画像処理部７の処理結果の画像データが抽
出処理部９に送られ、この抽出処理部９において
閾値Ｋ２で２化処理される。この結果、第１１図
に示すような印字文字「Ｈ」を抽出した画像デー
タが得られる。

このように上記一実施例においては、原画像デ
ータを水平および垂直方向にそれぞれ微分処理し
て後にそれぞれ２値化処理し、次にこの２値化画
像データと原画像データとを濃淡画像処理部７に
おいて各画素間でAND演算処理を行なつて原画
像データにおける濃淡レベルの傾斜変化部分を除
去し、次の抽出手段で２値化処理してパターンを
抽出する構成としたので、原画像データにおける
濃淡レベルの傾斜変化部分が除去されて閾値が変
化しても抽出される印字文字パターンの面積およ
び長さ等は常に一定にできる。従つて、本装置を
印字文字品質評価装置や印字検査装置等に適用す
れば精度高い品質評価等ができる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるもの
でなくその主旨を逸脱しない範囲で変形してもよ
い。例えば、印字文字パターンに限らず、画像デ
ータにおける濃淡レベルの安定部位を抽出するこ
とに適用できる。すなわち、一平面上に照射され
た照度のむら測定ができ、これは被測定平面上を
撮像して原画像データを得、この原画像データに
対して上記実施例と同様の作用を行なつて濃淡レ
ベルの安定した部位つまり第６図におけるＦ部位
と同一部位を抽出する。この後、原画像データか
ら濃淡レベルの安定した部位を除去して残りの画
像データ部分に対して分散演算処理を実行するこ
とによつて照度むらが測定される。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、正確かつ
安定してパターンを抽出できるパターン抽出装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるパターン抽出装置の一
実施例を示す構成図、第２図は本発明装置の抽出
処理フローチヤート、第３図および第４図は近傍
演算オペレータの模式図、第５図ないし第１１図
は本発明装置のパターン抽出作用を説明するため
の図、第１２図および第１３図は従来装置の作用
を説明するための図である。 １……ITVカメラ、３……画像メモリ、４…
…画像抽出処理部、５……微分処理部、６……２
値化処理部、７……濃淡画像処理部、８……画像
データ合成部、９……抽出処理部、１０……主制
御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平及び垂直の各方向ごとに互いに逆の各近
   傍演算パラメータを有し、パターンが形成された
   多値の濃淡度を有する原画像データに対して前記
   各方向の前記各近傍演算パラメータにより近傍演
   算を実行し、次に前記原画像データに対して前記
   各近傍演算パラメータとは逆の前記各近傍演算パ
   ラメータにより微分した各画像データを求める微
   分処理手段と、 この微分処理手段により得られた前記各方向ご
   との各画像データを、これら方向ごとに合成する
   第１画像合成手段と、 この第１画像合成手段により得られた各方向ご
   との各画像データをそれぞれ２値化処理する２値
   化処理手段と、 この２値化処理手段により得られた各２値化画
   像データを合成する第２画像合成手段と、 この第２画像合成手段により合成された２値化
   画像データと前記原画像データとの各画素間で
   AND演算処理を実行して前記原画像データにお
   ける濃淡レベルの傾斜変化部分を除去する濃淡画
   像処理手段と、 この濃淡画像処理手段で得られた画像データを
   ２値化処理して前記原画像データ中のパータンを
   抽出する抽出手段と、 を具備したことを特徴とするパターン抽出装置。