JPH0591326A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH0591326A
JPH0591326A JP3249983A JP24998391A JPH0591326A JP H0591326 A JPH0591326 A JP H0591326A JP 3249983 A JP3249983 A JP 3249983A JP 24998391 A JP24998391 A JP 24998391A JP H0591326 A JPH0591326 A JP H0591326A
Authority
JP
Japan
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image
threshold value
comparison data
value
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP3249983A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Ogino
賢治 荻野
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPH0591326A publication Critical patent/JPH0591326A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲の明るさ等が変化しても目的とする2値
画像を得るための2値化用閾値を自動的に設定すること
ができる画像処理装置を提供することを目的としてい
る。 【構成】 濃淡画像を入力する画像入力装置と、該画像
入力装置の出力を受けて所定の閾値と比較して2値化
し、2値画像の座標情報と黒画素の長さデータとを出力
するランレングスエンコーダと、該ランレングスエンコ
ーダの出力を受けるプロセッサとで構成された画像処理
装置において、前記プロセッサ内に、目的とする2値画
像の特徴状態を比較データとして記憶する比較データ記
憶部を設け、該プロセッサは2値化された比較データの
値が基準値に一致するように前記ランレングスエンコー
ダの閾値を順次変化させるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置に関し、更
に詳しくは2値化処理のための最的な閾値を自動的に決
めることができるようにした画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】濃淡画像を所定の閾値で白と黒の2値画
像に変換する画像処理装置が知られている。例えば図8
に示すような濃淡画像があるものとする。この画像の白
を0、黒をnとして階調数n+1の濃淡画像と考える。
ここで、n+1個の各階調の画素の数をカウントして積
算すると、図9に示すようなヒストグラム(度数分布曲
線)が得られる。図9において、横軸は階調(濃淡レベ
ル)、縦軸は画素数である。
【0003】このヒストグラムからヒストグラム参照法
を用いて2値化用の閾値を決定すると図のkとなったも
のとする。閾値kが決定すると、この閾値を用いて図8
に示す濃淡画像を2値化する。つまり、kよりも濃度の
高い画素は“1”になり、kよりも濃度の低い画素は
“0”になる。このようにして、全ての画素を2値化す
ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の画像処
理装置では、閾値が一意に決定されてしまうため、周囲
の明るさ等が変化した場合等に、最適な2値化用閾値で
なくなり、好ましい2値化像が得られなくなるという問
題があった。
【0005】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、周囲の明るさ等が変化しても目的とする
2値画像を得るための2値化用閾値を自動的に設定する
ことができる画像処理装置を提供することを目的として
いる。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本発明は、濃淡画像を入力する画像入力装置と、該画像
入力装置の出力を受けて所定の閾値と比較して2値化
し、2値画像の座標情報と黒画素の長さデータとを出力
するランレングスエンコーダと、該ランレングスエンコ
ーダの出力を受けるプロセッサとで構成された画像処理
装置において、前記プロセッサ内に、目的とする2値画
像の特徴状態を比較データ基準値として記憶する比較デ
ータ記憶部を設け、該プロセッサは2値化された比較デ
ータの値が基準値に一致するように前記ランレングスエ
ンコーダの閾値を順次変化させるようにしたことを特徴
としている。
【0007】
【作用】ランレングスエンコーダ内の2値化用閾値を、
2値化後の比較データが目的とする比較データ(基準
値)に近付くように、順次変化させていくようにする。
このように構成することによって、周囲の状況が変化し
ても、比較データの基準値さえ決まっておれば、その比
較データに一致させる方向で閾値を自動的に変化させる
ため、周囲の明るさ等が変化しても目的とする2値画像
を得るための2値化用閾値を自動的に設定することがで
き、常に最適な2値画像を得ることができる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図において、1は濃淡画像を入力する画像
入力装置、2は該画像入力装置1の出力を受けて所定の
閾値と比較して2値化し、2値画像の座標情報と黒画素
の長さデータとを出力するランレングスエンコーダであ
る。3は該ランレングスエンコーダ2の出力を受けるプ
ロセッサである。
【0009】ランレングスエンコーダ2において、21
は外部信号によりその都度その値が更新される2値化用
閾値を保持する閾値設定部、22は画像入力装置1から
出力される濃淡画像を閾値設定部21より与えられる閾
値で2値化すると共に、2値画像の座標情報と黒画素の
長さデータとを出力する2値化制御部である。プロセッ
サ3において、31は目的とする2値画像の特徴状態を
比較データ基準値として記憶する比較データ記憶部、3
2はランレングスエンコーダ2から出力される比較デー
タと比較データ記憶部に記憶されている基準値との偏差
の許容値を記憶する偏差記憶部である。これら比較デー
タ記憶部31及び偏差記憶部32のデータは、オペレー
タが任意に設定できるようになっている。このように構
成された装置の動作を説明すれば、以下のとおりであ
る。
【0010】ここでは、比較データとして2値画像内の
黒画素の総数を使用する場合を例にとって説明する。そ
して、取込む濃淡画像は図8に示すように複数の画像が
離散的にばらまかれたものではなく、単峰性の画像であ
るものとする。テレビカメラ等の画像入力装置1から出
力される画像出力信号(濃淡画像)は、ランレングスエ
ンコーダ2に入って、2値化符号化され情報圧縮され
る。
【0011】具体的には、2値化制御部22が、閾値設
定部21に設定されている閾値と、画像入力装置1から
出力される濃淡画像とを比較し、閾値よりも濃度の高い
画素を“1”(黒)に、閾値よりも濃度の低い画素を
“0”(白)に2値化する。図2はこのようにして2値
化された2値画像の例を示す図である。
【0012】2値化制御部22は、図2に示す2値画像
を図3に示すようなフォーマットに編集して出力する。
図2において、斜線で示す領域が黒画素領域である。そ
れぞれの画素はX,Y方向の座標で特定することができ
る。例えば最上段の黒画素は横の連なり(ラン)の長さ
は2であり、最初の座標はX=2,Y=3である。次の
段の黒画素の開始位置はX=3,Y=2でその長さは3
である。以下、同様に編集していくと、図3に示すフォ
ーマットとなる。ランレングス符号化は、黒画素の開始
位置とその長さで表現するので、符号の圧縮を図ること
ができる。
【0013】図3に示すようなフォーマットのデータは
プロセッサ3に入る。プロセッサ3は、符号化されたデ
ータのうち長さの情報を各ランについて全て加えて2値
画像中の総黒画素数を求める。図3の場合の黒画素数の
総和は12である。プロセッサ3は、ランレングスエン
コーダ2の出力である比較データ12と、比較データ記
憶部31に記憶されている比較データ基準値とを比較
し、ランレングスエンコーダ2の出力である比較データ
が基準値と等しくなるようにランレングスエンコーダ2
内の閾値設定部21の閾値を順次変化させていく。
【0014】そして、最終的にランレングスエンコーダ
2の出力である比較データが基準値と等しくなった時の
閾値を正式な閾値として2値化する。このような構成を
とることによって、周囲の状況が変化した場合でも周囲
の変化の影響を受けない2値化が可能となる。例えば、
ある状態で比較データを総画素数25と設定した場合、
周囲の状況、例えば明るさが変化したものとする。明る
さが変化しても総画素数は25で変わらないから、変化
後でも総画素数が25になるように自動的に閾値が変化
させられることになる。
【0015】なお、出力比較データが基準値と等しくな
るように2値化閾値を決定するようにすると、繰り返し
回数が増えて実用的でなくなることがある。そのような
場合には、出力データと基準値の偏差がある値以内に収
まったら、2値化閾値決定処理を中止し、その時の閾値
を正式な閾値とするようにしてもよい。即ち、プロセッ
サ3が入力された総黒画素数と比較データ基準値との偏
差を求め、その偏差と偏差記憶部32に記憶されている
基準偏差とを比較する。そして、偏差が基準偏差以内に
なったら処理を中断するのである。このようにすること
により、目的の2値画像に近い状態で画像を2値化する
ことができ、処理も速くなる。
【0016】図4乃至図6は本発明による自動2値化決
定シーケンスを示すフローチャートで、プロセッサ3の
動作を示している。先ず、後でその値を使用するため、
2値化の収束範囲(目的の2値画像の総黒画素数に対し
て、収束したと判断するための総黒画素数差の割合。前
記した偏差のこと)をオペレータが設定する(S1)。
次に、初期閾値の仮定があるかどうかチェックし(S
2)、ある場合にはSTEP1は省略してSTEP2に
スキップする。
【0017】初期閾値の仮定とは、以下のような処理を
いう。濃淡レベルの階調の全範囲を、その最大値と最小
値を含んで均等に分割し、それらのレベルでの2値画像
の総黒画素数が、予め比較データ記憶部31に記憶して
おいた目的の2値画像の総黒画素数に最も近い点を捜
す。そして、最も近い点のレベルの閾値を初期閾値とす
るのである。
【0018】初期閾値の仮定がない場合には、均等に分
割した点のレベルの閾値(サンプルレベル)で画像を取
り込み、2値化して総黒画素数を計算する(S3)。次
に、目的とする総黒画素数(基準値)との偏差を計算す
る(S4)。そして、偏差記憶部32に記憶されている
偏差の収束範囲(許容値)以内であるかどうかをチェッ
クし(S5)、偏差が許容値以内になったら、その時の
閾値を新たな閾値として設定し、処理は終了する(S
6)。
【0019】総黒画素数差(偏差)が収束範囲内でなか
った場合には、総画素数差がそれまでの最小であるかど
うかチェックする(S7)。そして、最小であった場合
には、その時の閾値,総黒画素数,総黒画素数差(偏
差)を更新して記憶しておく(S8)。最小でなかった
場合にはS8はスキップする。次に、各サンプルレベル
での画像取込みが終了したかどうかチェックし(S
9)、終了している場合にはSTEP2に進み、終了し
ていない場合には、S3に戻って画像取込み処理を続行
する。
【0020】STEP2では、STEP1で得られた
(閾値−1)のレベルを新たな閾値として画像取込み、
2値化,総黒画素数計算を行う(S10)。次に、2値
化処理により得られた総黒画素数と比較データ記憶部3
1に記憶されている基準値との偏差(黒画素数差)を計
算する(S11)。このようにして得られた総黒画素数
差と偏差記憶部32に記憶されている許容差とを比較
し、収束範囲内であるかどうかチェックする(S1
2)。収束範囲内であった場合には、その時の閾値を新
たな閾値として設定し、処理は終了する(S6)。
【0021】若し、それでも収束範囲内でなかった場合
には、今度はS10とは逆にSTEP1で得られた(閾
値+1)のレベルを新たな閾値として画像取込み、2値
化,総黒画素数計算を行う(S13)。次に、2値化処
理により得られた総黒画素数と比較データ記憶部31に
記憶されている基準値との偏差(黒画素数差)を計算す
る(S14)。このようにして得られた総黒画素数差が
偏差記憶部32に記憶されている許容差を比較し、収束
範囲内であるかどうかチェックする(S15)。収束範
囲内であった場合には、その時の閾値を新たな閾値とし
て設定し、処理は終了する(S6)。
【0022】総黒画素数差が収束範囲内でなかった場合
には、STEP2で処理した結果得られた総黒画素数差
がそれまでの最小であるかどうかチェックする(S1
7)。そして、前後の点で総黒画素数差が最小となった
場合には、閾値変化量を+1(S18)又は−1(S1
9)と設定する。つまり、(閾値−1)で2値化した時
に総黒画素数差が最小となった場合には閾値変化量を−
1と設定し、(閾値+1)で2値化した時に総黒画素数
差が最小となった場合には閾値変化量を+1と設定する
のである。若し、STEP1で求めた黒画素数差よりも
小さくならなかった場合には、STEP1で求めた閾値
を正式な閾値として設定し、処理を終了する(S6)。
収束範囲内には収まっていないが、その時の閾値を最適
な閾値であると判定するものである。以上の処理が終了
したら、閾値,総黒画素数,総黒画素数差を更新する
(S20)。
【0023】STEP3では、STEP2で得られた閾
値の変化量を加えながら、総黒画素数を繰り返し計算す
る。即ち、総黒画素数が最小となるレベルが見つかる間
は、繰り返し閾値を変化させながら、2値画像を取込ん
でその時の閾値,総黒画素数,総黒画素数差を更新し続
ける。最小となるレベルが見つからなかったら、その点
の前の点のレベルが最適2値化閾値であると判断する。
この処理の間に、総黒画素数差(偏差)が初めに定めた
収束範囲内に入ったら、その点のレベルを最適2値化閾
値とするものである。
【0024】具体的には、STEP2で求めた閾値の変
化量を閾値設定部21に加え(S21)、変化後の閾値
で画像取込み,総黒画素数を計算する(S22)。次
に、目的とする2値画像の総黒画素数差を計算する(S
23)。次に、総黒画素数差が収束範囲内であるかどう
かチェックし(S24)、そうであった場合にはその時
の閾値を正式な閾値として設定し処理は終了する(S
6)。
【0025】収束範囲内でなかった場合には、総黒画素
数差がいままでの最小のものより小さいかどうかチェッ
クし(S25)、小さい場合には閾値,総黒画素数,総
黒画素数差を更新し(S26)、S21に戻る。このよ
うにして、閾値を最適な値に追込んでいく。若し、S2
5で今までの総黒画素数差よりも小さくなかった場合に
は、その前の設定値がより最適であることから、その時
の閾値を正式な閾値として設定し、処理を終了する(S
6)。以上の処理を行うことにより、目的とする2値画
像の状態に最も近い2値画像を得るための最適2値化閾
値を求めることができる。
【0026】上述の実施例では、2値画像の総黒画素数
を比較データとして用いた場合を例にとって説明した
が、本発明はこれに限るものではない。代わりに2値画
像の不一致画素数の総和を使用するようにしてもよい
(但し、この場合には毎回の画像取込み時に、対象物体
のカメラの画面内の相対的な位置がほぼ等しい場合に限
られるので、物体認識等には応用できない。また分散し
た画像の集合体にも適用できない)。
【0027】図7は2値画像の不一致画素の総数を求め
る場合の説明図である。画像Aと画像Bとの不一致画素
は、(X,Y)=(3,5),(4,5)の2個であ
る。画像Aを目的とする2値画像とすると、不一致画素
数の総和“2”を比較データとして用いるのである。こ
の方法を用いた場合、比較する2つの2値画像の画面内
に対する相対的な位置がほぼ一致しているなら、比較デ
ータとして2値画像の総画素数を用いた場合に比較し
て、より正確な自動2値化が可能になる。
【0028】また、図4のSTEP1段階で、STEP
2の処理を行うための閾値の初期値を入力しておけば、
STEP1の処理が全く不要となるため、最適閾値に収
束するまでの時間(STEP2とSTEP3の処理時間
の合計)が短くなるので、更に実用的となる。
【0029】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば周囲の状況が変わった場合でも、予め2値画像の
特徴を示すための比較データを基準値として設定してお
き、2値化処理により得られた2値画像の比較データが
基準値に近づくように2値化用閾値を可変することによ
り、最適な閾値を自動的に設定することができる画像処
理装置を提供することができる。また、本発明によれば
処理機能をソフトウェアで実現することができるため、
コストの低減を図ることができる。
【0030】また、自動2値化を行うための目的の画像
の2値化像の状態を、その比較データとして対比させる
ことにより、従来濃淡レベルの階調毎の画素数を積算し
たヒストグラムを用いる方法では不可能であった自動2
値化のための基準画像状態を任意に設定することができ
る。更に、本発明を用いれば、周囲の明るさ等の環境の
変化に左右されることなく、画像の2値化が可能となる
ので、その後に2値画像を用いた画像計測,画像処理等
の各種作業を行う上で都合がよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
【図2】2値化された2値画像の例を示す図である。
【図3】2値画像の出力フォーマット例を示す図であ
る。
【図4】本発明による自動2値化決定シーケンスを示す
フローチャートである。
【図5】本発明による自動2値化決定シーケンスを示す
フローチャートである。
【図6】本発明による自動2値化決定シーケンスを示す
フローチャートである。
【図7】2値画像の不一致画素の総数を求める場合の説
明図である。
【図8】濃淡画像の例を示す図である。
【図9】濃淡画像の濃淡レベルのヒストグラム例を示す
図である。
【符号の説明】
1 画像入力装置 2 ランレングスエンコーダ 3 プロセッサ 21 閾値設定部 22 2値化制御部 31 比較データ記憶部 32 偏差記憶部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 濃淡画像を入力する画像入力装置と、該
    画像入力装置の出力を受けて所定の閾値と比較して2値
    化し、2値画像の座標情報と黒画素の長さデータとを出
    力するランレングスエンコーダと、該ランレングスエン
    コーダの出力を受けるプロセッサとで構成された画像処
    理装置において、 前記プロセッサ内に、目的とする2値画像の特徴状態を
    比較データ基準値として記憶する比較データ記憶部を設
    け、該プロセッサは2値化された比較データの値が基準
    値に一致するように前記ランレングスエンコーダの閾値
    を順次変化させるようにしたことを特徴とする画像処理
    装置。
  2. 【請求項2】 前記プロセッサ内に、ランレングスエン
    コーダ出力の出力比較データと比較データ記憶部に記憶
    されている基準値との偏差の許容値を記憶する偏差記憶
    部を設け、2値化された比較データと基準値との偏差が
    該許容値以内になったら、その時の閾値を正式な閾値と
    して符合化するようにしたことを特徴とする請求項1記
    載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 前記比較データとして黒画素の総数又は
    目的とする2値画像との黒画素の不一致画素数の総和を
    用いたことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
JP3249983A 1991-09-30 1991-09-30 画像処理装置 Pending JPH0591326A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010110858A (ko) * 2000-06-08 2001-12-15 김성식 이동통신 환경에서의 이진 영상 부호화 및 복호화기
WO2005045775A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-19 Axonx, L.L.C. Smoke detection method and apparatus

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