JPS5950667A - ２値化方式 - 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】 この発明は撮像装置からえられる画像信号１２値化する
方式に関する。

パターン認識等においてσ撮像装置で撮像された像から
特徴ヶ抽出し認識する処理ケ行うが２画像は平面的に階
調ンもって表現されることから情報量が非常に多い。そ
のためＴＶカメラ等で撮像した画面をそのま＼画像処理
しようとすると情報量が多く処理装置の規模も犬きくな
り、処理時間も要することになる。そこで特徴抽出げ撮
像装置工り得られた画像信号の階調情報ケ２値化して信
号の情報量を減じて処理することが行われる。しかし画
像信号７２値化する場合に画像が一様な階調で撮像され
ているとは限らないため、一定の階調値で２値化しよう
とすると有効なパターン情報が失われてしまうことが多
い。そのため画像処理の信号を２値化する際には階調の
変動があっても。

有効な情報ケ残して２値化しなければならない制約があ
った。

この発明に、この問題ン改善するためになされたもので
１階調変動のある画像信号ン有効な情報を失わずに２値
化する方式ケ提供するものである。

以下、この発明の２値化処理の原理について第１図の画
像信号階調図欠使って説明する。

なおこ＼では説明の都合上、ＴＶ画像とし階調ケもった
輝点によってできる走査線が画面の上から下に移動する
ことによって画像が構成されるものとする。

第１図において（１）は１走査線分の画像信号の例であ
って、座標の縦軸は画像信号の階調値夕示し。

０からＹ。まで矢印の方向に階調が白から黒に変ってい
くものとする。横軸は画素の位置！示し１画面の巾が０
〜Ｘｎまであるものとする。

（２）は画像信号の下限値で、以下白ピーク値と呼ぶ。

（３）は画像信号の上限値で、以下黒ピーク値と呼ぶ。

このような画像信号ケ２値化する方法について説明する
。

まず１画像信号の白ピーク値と黒ピーク値ケ検出して保
持する検出は個々の画素の処理において。

前の処理で保持した値と比較して、白ピーク値であれば
エリ小さい値ン、黒ピーク値であればエフ大きい値ｌ保
持するようにしておく。但し保持した値は次のピーク値
までは１次の式で設定した時定数で増加、減少していく
ものとする。

白ピーク保持値の変化；　　ｙ　　＝ｙ　　＋α（７８
−３’Ｗ）・・・（１）　　　　Ｗ 黒ピーク保持値の変化；　ｙ　＝ｙ　＋α（３’８　７
Ｂ）・・・（２）Ｂ こ＼で−ｙｙＵ白のピーク値、ｙＢは黒のピーク値ン示
す。ｙ８はｙｙとｙＢ工り算出した閾値！示す。

またαに白または黒のピーク値が次のピーク値までの間
、処理ごとに減少あるいは増加する時定数ケ示す。第１
図の点線及び一点鎖線で示す−７ｙ及びｙＢは白あるい
は黒の階調のピーク値の保持状態ｌ示す。

・次に、閾値ｙＢの算出は次の関係式で算出する。

ｙ＝　（７ｗ＋７Ｂ　）　／　２　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（３）この求めた閾値ｙ８で画像
信号ン２値化する。

以上基本的原理について述べたが１次にこの発明の処理
の適用性７高めた処理方法について説明する。

まず１画像に含まれる微小画素の異常ノイズについては
ピーク検出時に瞬時の階調信号の増減であるかどうか！
判定して除去している。次に階調差７Ｂ　”−３’Ｗが
設定した値より小さい場合には閾値ｙ８で２値化せず別
にもうけた基準と比較して１義的に２値化ン行うように
している。

以上２値化方式の原理について説明したが１次にこの発
明の２値化方式の具体的な例について説明する。第２図
は２値化方式ケ実現するための回路ブロック図である。

（４）は入力される画像信号でちる。（５）は２値化の
閾値ｌ算出する時間１画像信号ｌ遅延させる遅延回路で
ある。（６）ハ閾値！入力し画像信号ｙ！′２値化する
２値化回路である。（７）は画像信号の２値化出力信号
である。（８）は画像信号に含まれる微小画素ノイズヶ
除去する微小画業ノイズ除去部、（９１［白及び黒の階
調のピーク値ケ検出し一定の関係で保持しておく白及び
黒ピーク階調値検出保持部である。αＱは白及び黒階調
値検出保持部１０１．１：　！１１えらｎる白及び黒ピ
ーク階調値エリ。

閾値ケ算出する閾値算出部、　（１１１は白及び黒の階
調ピーク値の差の範囲１判別する階調範囲判別部。

α３は闇値算出部ＯＱで算出した閾値に工り画像信号ン
２値化処理するか１階調差が小さいために別処理で閾値
ン発生させるか暑切換える２値化処理ゲート部、　Ｑ３
は小振幅の階調レベルの場合の閾値発生回路である。α
＃は画像信号の白黒階調のピーク値ｌ保持しておく階調
最大ピーク保持部、ａ’ａｔａ階調最大ピーク保持部ａ
ａｖｔ−−り保持感れた階調値より１階調の平均ン算出
する階調平均算出部である。

次に回路の動作について説明する。

入力画像信号（４）は微小画素ノイズ除去部（８）によ
り微小画素ノイズが除去され、白黒ピーク階調値検出保
持部１９＋で検出適れ一定の関係で保持される。

保持嘔れた白黒ピーク階調値は閾値算出部α１で閾値が
算出式れる。一方、白黒ピーク階調値の差７階調範囲判
別部＋ＩＤで階調範囲の大小ン判定し、別処理で閾値発
生回路（１３にて閾値ン発生している。

この２値化回路（６）に送る信号は２値化処理ゲート（
Ｉｚにエフ切換えるようにしてあり階調範囲が大きい場
合には閾値算出部ａ１の出力で２値化し、小さい場合に
は閾値発生回路α３の出力で２値化している。

次に白黒ピーク階調差の小さい信号の閾値発生の動作を
述べる。入力された画像信号は階調最大ピーク保持部０
４１で保持しておき９階調平均算出部ａつで階調の平均
値を算出する。階調範囲の小さい信号に閾値算出部ａα
で求めた閾値と階調平均算出部０りで算出した値ケ比較
することにエリ閾値発生回路＋１３１で一義的に２値化
閾値を発生している。

以上の回路構成に、ｒ、す、入力画像信号（４）は閾値
算出部Ｏｃ９．又は閾値発生回路０）の出力に工り２値
化回路（６）で２値化されるが、閾値出力までの処理時
間ン要するため、入力画像信号（４）は遅延回路（５）
で遅延をせ、２値化処理の時間に合せている。

こ＼では画像信号の２値化について説明したが。

この発明げレベルの変動する検出物に使用する半導体セ
ンサ、セラミックスセンサ等の出力信号１２値化しよう
とする場合にも適用できる。

以上のように、この発明によれげ撮像画像信号が変動し
ていても、そのレベルの状況にエリ信号■２値化ができ
画像処理において処理の簡素化。

高速化に寄与でき２画像処理ケ広く展開する利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明するための１画像信号階
調図、第２図はこの発明の一実施例の回路ブロック図で
ある。 図中、（１）は画像信号、（２）は画像信号の下限値。 （３）は画像信号の上限値、（４）は入力画像信号、（
５）は遅延回路、（６）に２値化回路、（７）に２値化
出力信号。 （８）に微小画素ノイズ除去部、（９：は白黒ピーク階
調値検出保持部、　Ｑｌ）に閾値算出部、αＢは階調範
囲算出部、α２は２値化処理ゲート部、０３１は閾値発
生回路、０４１に階調最大ピーク保持部、　（１５１は
階調平均算出部、ｙσ黒ピーク値、ｙｗｔａ白ピーク値
、ｙ８は閾値である。 代理人　葛野信− 第１図 ０　一定青諜／１厄聚柑ｉｘ″ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）撮像された画像信号１２値化する方式において１
   画素に対応して変動する階調の上限と下限のピーク値乞
   保持し、その値から閾値を算出する回路ケ備えたこと！
   特徴とする２値化方式。 （２）　　画像信号に含１れる微小画素ノイズン除去す
   る回路を備えたことケ特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の２値化方式。 （３１画像信号の階調変動の微小な領域に対してσ階調
   範囲判別回路ンもうけ、切換え処理する２値化処理ゲー
   トＺもうけたこと７特徴とする特許請求の範囲第＋１１
   項記載の２値化方式。 （４）　　画像信号の階調が微少な場合、前に入力され
   た画像信号の白黒階調の最大ピーフケ保持しておき、そ
   の階調差エリ閾値判定の基準を作り、閾値算出回路より
   得られる閾値と比較して一義的に２値化閾値を発生する
   回路ン備えたこと７特徴とする特許請求の範囲第（３）
   項記載の２値化方式。