JPS6310281A - ２値化スライスレベルの設定法 - 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】 〔概　要〕 ＴＶカメラからの入力画像を２値化する場合のスライス
レベル自動設定法であり、画像データから輝度ヒストグ
ラムを作成し、これを２分割してそれぞれの正規分布を
求め、両正親分布の重なる面積が最小となる分割値をス
ライスレベルとする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は画像を２値化する場合のスライスレベルの設定
法に関する。

〔従来の技術〕

ＴＶカメラにより得られる画像から対象を認識する場合
、例えば、プリント基板上のパターンを対象とする場合
、対象であるパターンとその背景である基板とを２値画
像（パターン“１”と基板″０”）に変換することが行
われる（第２図）。

２値変換はディジタル画像の持つ明るさによって変化す
る輝度データが“０”〜“Ｋ”レベルである場合、その
間にスライスレベル：ｔを設定することにより下記のよ
うに表わせる。

０≦Ａ≦ｔを“Ｏ″とする。

ｔ＜８５Ｋを“１″とする。

これにより、明るさがＡの範囲のものはすべて“０″と
なり、Ｂの範囲のものは“１″となる（第３図）。この
ような画像情報の圧縮により、これ以降の認識処理を容
易にすることが可能となリ、処理スピードの高速化、ア
ルゴリズムの簡略化が期待できる。

しかし、対象物及び背景の輝度データは、照明の変動等
の外乱により常に変化するものであるが、上記の方法で
はこのような外乱に関係なくスライスレベルが輝度に応
じて一律に決められてしまい、対象物と背景とを正確に
識別することが困難である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

対象物及び背景の輝度データが照明等の外乱により変化
する場合に、その変化に追従した２値化スライスレベル
を設定するものとして次のような方法が考えられる。

１つの方法としては、画像を入力後、フレームメモリの
画像データを読み出して、第４図に示すような輝度ヒス
トグラムを作成し、その輝度分布曲線の極小値（谷）ｔ
をスライスレベルと決める方法がある。この方法は、輝
度ヒストグラムの分布が第４図の如く双峰型のものに対
しては非常に有効であるが、双峰型以外のものすなわち
極小値が複数個存在するもの及び双峰型にならないもの
については適用が困難である。

また他の方法として、第５図の如くあらかじめ対象物の
面積Ｓが既知の場合すなわち人力画像の総画素数の内、
対象物の画素数が既知の場合、前記方法と同様、入力画
像の輝度ヒストグラムを作成し、第６図の如く対象物の
輝度レベルの平均が背景の輝度レベルの平均より低い場
合は最も低い輝度レベルから、逆に対象物の輝度レベル
の平均が背景の輝度レベルの平均より高い場合は最も高
い輝度レベルから、各レベルの画素数を累計していき、
対象物の占める画素数と等しくなった時のレベルをスラ
イスレベルと決定する方法がある。

この方法は、あらかじめ対象物の面積Ｓが既知の場合は
有効であるが、面積が未知の対象物に対しては適用でき
ない。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで上記のような問題を解消するために、本発明によ
れば、画像データから輝度に対する画素数を表わす輝度
ヒストグラムを作成し、該輝度ヒストグラムを輝度レベ
ル（ｔ　ｉ）を基準に２つの輝度分布に分離し、各輝度
分布の正規分布を求め、２つの正規分布の重なる面積（
Ｓｉ）を求めると共に該面積の最小値（Ｓ　ｘ）を求め
、該最小値（Ｓｘ）に対応する輝度レベルを最適なスラ
イスレベルとすることを特徴とする２値化スライスレヘ
ルの設定法が提供される。

〔作　用〕

輝度レベル（Ｌｉ）を基準とする２つの正規分布の重な
った面積（Ｓｉ）は、基準とする輝度レベルを変えるこ
とにより変化するので面積（Ｓｉ）が最小となる輝度レ
ベルを求める最適なスライスレベルとする。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実６ｉ！ｉ例を説明
する。

例えば、第２図又は第５図に示すように、プリント基板
上のパターンを対象とし、基板を背景とするような画像
をＴＶカメラ（図示せず）で撮像し、フレームメモリ（
図示せず）に入力する。ここで、対象の面積（Ｓ）は既
知でな（でよい。フレームメモリの画像データから第１
図（ａ）に示すような輝度ヒストグラムを作成する。こ
の輝度ヒストグラムは輝度レベル（例えば２５６レベル
）に対する画素数（総画素数は２５６　Ｘ　２５６）で
表わされる。この輝度ヒストグラムは第４図のような典
型的な双峰型のものでなく、極小値が複数存在するもの
であってもよい。

第１図（ａ）において、入力画像の最適な２値化スライ
スレベルとなりうる輝度レベルが存在すると一般的に予
測される範囲り内のすべての輝度レベルｔに対し、その
輝度レベルｔｉを基準とし、この輝度分布を２つの分布
、クラス１とクラス２に分離する。次に、この２つの輝
度分布のそれぞれについて第１図（ｂ）に示すように正
規分布を求め、かつこれら２つの正規分布の重なる部分
の面積Ｓｉを求める。この面積Ｓｉは前記の範囲り内で
基準とする輝度レベルｔｉを順次変えることにより変化
し、第１図（ｃ）に示すように範囲り内における面積Ｓ
ｔが最小値Ｓｘとなる輝度レベルを最適なスライスレベ
ルと決定スる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば画像データの輝度ヒスト
グラムが双峰型のものでなくても、あるいは対象の面積
が既知でなくても、最適な２値化スライスレベルを設定
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２値化スライスレベルの設定方法にお
ける設定手順を示すもので、第１図（ａ）は画像データ
の輝度ヒストグラム、第１図（ｂ）は輝度ヒストグラム
の２つのクラスの正規分布、第１図（Ｃ）は２つの正規
分布の重なる面積Ｓｉの変化を示す図であり、第２図は
プリント基板の入力画像、第３図は第２図の人力画像の
輝度ヒストグラム、第４図は双峰型の輝度ヒストグラム
、第５図は対象の面積が既知の入力画像、第６図は第５
図の入力画像の輝度ヒストグラムである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、画像データから輝度に対する画素数を表わす輝度ヒ
   ストグラムを作成し、該輝度ヒストグラムを輝度レベル
   （ｔｉ）を基準に２つの輝度分布に分離し、各輝度分布
   の正規分布を求め、２つの正規分布の重なる面積（Ｓｉ
   ）を求めると共に該面積の最小値（Ｓｘ）を求め、該最
   小値（Ｓｘ）に対応する輝度レベルを最適なスライスレ
   ベルとすることを特徴とする２値化スライスレベルの設
   定法。