JPS6361116A - ２値化しきい値選択方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像の２値化しきい値選択方法に係り。

特に対象物に対して背景部分の割合が非常に多い光切断
像などに好適な２値化しきい値選択方法に関する。

し従来の技術〕 従来の画像の２値化しきい値選択方法は、たとえば画像
全体の濃度値ヒストグラムをとって背景の山と対象物の
山との谷をしきい値として選ぶモード法が最も一般的な
方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は濃度値ヒストグラムの背景の山と対象物
の山の谷をしきい値として選ぶモード法のため、濃度値
ヒストグラムの形が双峰的な画像にしか適用できない問
題点があった。

本発明の目的は、背景部分に対して対象物体の割合が極
めて少なくて濃度値ヒストグラムの形が背景部分にしか
はっきりしたピークが現れない光切断像などに有効な２
値化しきい値選択方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、全画像に対して対象物に相当する部分の割
合が少ない画像の濃度値ヒストグラムを作成し、その明
るい方からの濃度値ヒストグラムを追跡して、その濃度
値の変化率の大きい立上り部分の濃度値をヒストグラム
の所定の基準値との比較またはヒストグラムを微分した
微分値をもとにしきい値として決定する２値化しきい値
選択方法により達成される。

〔作用〕

上記の２値化しきい値選択方法では、全画像に対して対
象物の割合が少ない画像の濃度値ヒストグラムを明るい
方から追跡すると、そのグラフが栄調増加ｒ３！３数の
グラフとなって対象物体と背景の境界付近から急激に大
きく立ち上がるから、この立上り部をグラフの所定の基
準値との比較またはグラフを微分した所定の微分値によ
って求め、その付近の濃度値をしきい値として決定する
ことができる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を第１図ないし第９図により説
明する。

まず第５図は本発明による２値化しきい値選択方法の一
実施例を示す画像処理装置のブロック図である。第５図
において、１は撮像装置、２は画像入力装置、３は演算
部（ＣＰＵ）、４はしきい値レジスタ、５は多値画像メ
モリ、６はコンパレータ、７は２値画像メモリ、８は表
示用メモリ、９は画像モニタである。第５図の撮像装置
１が撮像した検査対象物のアナログ信号を画像入力装置
２か受信して、ディジタルの多値画像データ（２５６階
：Ａ）に変換し、多値画像メモリ５に格納する。

ＣＰＵを内部にもつ演算部３は各種の演算を行ない、こ
こでは２値化のしきい値を計箕してしきい値レジスタ４
に出力する。コンパレータ６は多値画像メモリ５に格納
された多値画像データとしきい値レジスタ４の値を比較
し、多値画像データがしきい値以上の場合を１とし、し
きい値より小さい場合をＯとして２値化を行ない、その
２値画像データを２値画像メモリ７に格納する。またそ
れらの画像データを表示用メモリ８に格納して画像モニ
タ９に表示するなどして各種の画像処理を行う。

第６図は第５図の画像処理装置で光切断法を用いて溶接
線を検出する場合の斜視説明図である。

第６図において、１０は第５図の画像処理装置。

１１はスリット光源、１２は溶接ワーク、１３は溶接線
（開先）、１４は光線パターンである。第６図のスリッ
ト光源１１は通常にはレーザ光などの細長い偏平なスリ
ット光線を溶接ワーク１２の斜め上から開先（溶接線）
１３を横切るように照射する。

すると開先面に沿って図に示すような開先形状に応じた
屈曲した光線パターン（光切断像）１４がえられるｍ：
の光切断像を撮像装置１で撮像して画像処理装置１０に
送信する。画像処理装置１０では、えられた光切断像に
対して画像処理を行ない、溶接線］３の位置を検出する
。このようにして光切断法を溶接線の検出に適用してい
るが、この方法は一般に３次元の物体の認識に有効な方
法である９本実施例ではこの切断像について２値化して
から各種の画像処理を行なうさいの２値化のしきい値を
決定する方法について説明する。

第７図は第６図（第５図）の画像処理装置でえられた光
切断像を示す説明図である。第７図において、］５は光
切断像、１６は画面である。第７図の画面１６の明るさ
の濃淡レベルの濃度値分布は中央の光切断像１５の部分
が大きくて背景部分が小さく、光切断像１５の全画面１
６に対する面積の割合が非常に小さい特徴をもつ。

第８図は第７図の光切断像の濃度値ヒストグラムである
。第８図において、光切断像のヒストグラム１７は光切
断像１５の全画面１６に対する割合が非常に小さい特徴
から、背景に相当する部分に鋭いピークが現れ、対象図
形である光切断像１５に相当する部分にはあまりはつき
りしたピークが現れない。

また第９図は従来からの一般的な画像の濃度値ヒストグ
ラムである。第９図において、一般的な画像の２値化は
濃度値ヒストグラム作成して行われるのが通常であり、
この濃度値ヒストグラム１８は各濃度値に対し画像中に
おいてその濃度値をもった画素数を求めたもので、一般
には図に示すように背景部分と対象図形の部分に対応し
て２つのピークをもつ分布になる場合が多い。そこで従
来から行なわれているようにこの２つの山の間の谷のと
ころの濃度値をしきい値りとして決定できる。

しかしながらこの従来方法は第８図のような濃度値ヒス
トグラム１７の形のものには適用できず。

本発明によれば次のような方法で行なわれる。

次に第１図は本発明による２値化しきい値選択方法の一
実施例を示す第８図の光切断像の濃度値ヒストグラムよ
りしきい値を決定する概念図である、第１図において、
光切断像の濃度値ヒストグラム１７の画像中の対象図形
（光切断像）と背景の境界部分は濃度値が急峻に変化す
る立上り部分に対応している。そこでこの背景部分の鋭
い立上りに着目して対象図形と背景の境界部分の濃度値
を求める。すなわち濃度値ヒストグラム１７を濃度値の
高い方から追跡し、ヒストグラムの値がある所定の基僧
値Ａを越えた点を調べ、この点をもって立上り部分Ｂを
検出する。このようにしてえられる立上り部分の濃度値
Ｃは背景部分に位置するので、この立上り部分の濃度値
をもとに対象図形の濃度値の側の濃度値の高い方へ所定
値たとえば１だけずらした点の濃度値をしきい値りとし
て選択する。このとき所定値たとえば１だけ濃度値をず
らすのは、ヒストグラム１７の値と基準値Ａとの比較を
行なうさいに、濃度値１づつ変化させて追跡するためで
ある。また基準値Ａおよび濃度値をすらす所定値は対象
図形およびノイズの量を考慮してあらかじめ定めておく
６なお上記立上り部分Ｂの濃度値Ｃを求めるのに濃度値
ヒストグラム１７の値と基準値Ａの比較を行なっている
が、濃度値ヒストグラム１７を微分して濃度値の変化率
を求め、その微分値より立上１１部分Ｂを求めるように
してもよく、同様にしてそのときの濃度値Ｃをもとにし
きい値りを選択することができる。つぎに実際の処理の
アルゴリズムを説明する。

第２図は第１図の画像の撮像か６２値化までの処理のフ
ローチャートである。第２図において。

まずステップＳ１で第５図（第６図）の撮像装置１によ
り搬像された溶接ワーク１２の光線パターン（光切断像
）１４のアナログ画像をステップＳ２で画像人力装置２
によりディジタルの多値画像データ（２５６階調ンに変
換して多値画像メモリ５に格納する。ついでステップＳ
３で演算部（ＣＰＵ）３により多値画像メモリ５の多値
画像データから第８図（第１図）に示すような濃度値ヒ
ストグラムを作成して、各濃度値に対する画素数を配列
して格納しておく。第３図はこの濃度値ヒストグラムの
メモリマツプである。第３図において。

濃度値Ｏ〜２５５に対してそれぞれの画素数がメモリエ
リアに格納される。つぎにステップＳ４でこの濃度値ヒ
ストグラムをもとに２値化のしきい値を決定して、しき
い値レジスタ４に出力する、ステップＳ５でコンパレー
タ６により多値画像メモリ５に格納された多値画像デー
タとしきい値レジスタ４の値を比較して２値化を行ない
、２値画像メモリ７に格納する。

第４図は第１図（第２図）のしきい値選択処理のフロー
チャートである。第４図において、まずステップＳ４１
で濃度値ｉを最大濃度値２５５に設定する。ついでステ
ップＳ４２で第３図のメモリアップの濃度値ヒストグラ
ムの配列の濃度値ｉの画素数のデータとあらかじめ対象
図形やノイズに応じて設定した第１図の基準値Ａとを比
較し。

基準値Ａを越えない場合にはステップＳ４３で濃度値ｉ
を（ｉ−１）にデクリメントして再びステップＳ４２の
比較処理を行なう。また基準値Ａを越えた場合にはステ
ップ５４４でそのときの濃度値１よりもあらかじめ設定
した所定数たとえば１だけ犬ぎいｉｅ度値（ｉ＋１）を
しきい値として決定する。なおステップＳ４２で濃度値
ヒストグラムのデータと第１図の基準値Ａを比較するこ
とにより第１図の立上り部分Ｂを求め、その点の濃度値
Ｃにもとづいてしきい値りを決定しているが、濃度値ヒ
ストグラムを微分してその微分値により立上り部分Ｂを
求めてしきい値りを決定するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画像の背景部分の立上り部に着目して
２値化のしきい値を決定しているので。

全画面についてヒストグラムを計算しなくてもよいから
処理時間が大幅に短縮できるうえ、ノイズにも影響され
ることなく安定したしきい値選択ができ、光切断法をは
じめとする計測の分野あるいは文字認識の分野などで全
画像に対して対象物の部分の割合が少ない画像処理に有
効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２値化しきい値選択方法の一実施
例を示す概念図、第２図は第１図の処理フローチャート
、第３図は第１図の濃度値ヒストグラムのメモリアップ
、第４図は第１図のしきい値選択処理フローチャート、
第５図は第１図の画像処理装置のブロック図、第６図は
第１図の光切断法の説明図、第７図は第６図の光切断像
の画面図、第８図は第６図の光切断像の濃度値ヒストク
ラム、第９図は従来一般濃度値ヒストグラムである。 １７・・・濃度値ヒストグラム、Ａ・・・基準値、Ｂ・
・・背景の立上り部、Ｃ・・・立上り部の濃度値、Ｄ・
・・しきい値。 、、−＋Ｂ’＋−ゝ・。 （。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．全画像に対して対象物に相当する部分の割合が少な
   い撮像画像を多値画像データに変換し、該多値画像デー
   タより上記撮像画像に対応して画像の背景部分にピーク
   が現れるが対象物に相当する濃度値の大きい方にはピー
   クが現れない濃度値ヒストグラムを作成し、該濃度値ヒ
   ストグラムを濃度値の大きい方から追跡して画面の背景
   部分の立上り部を求め、該立上り部の濃度値にもとづき
   しきい値を決定する２値化しきい値選択方法。
2. ２．上記背景部分の立上り部は上記濃度値ヒストグラム
   の値とあらかじめ設定された基準値とを比較して求める
   特許請求の範囲第１項記載の２値化しきい値選択方法。
3. ３．上記背景部分の立上り部は上記濃度値ヒストグラム
   を微分して該微分値にもとづいて求める特許請求の範囲
   第１項記載の２値化しきい値選択方法。
4. ４．上記しきい値は上記立上り部の濃度値よりも所定値
   だけ大きく決定する特許請求の範囲第１項記載の２値化
   しきい値選択方法。
5. ５．上記所定値は１とする特許請求の範囲第４項記載の
   ２値化しきい値選択方法。