(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の識別領域を有する原画像から得られる、各画素点に対応する固有値の情報から、前記原画像を復元する画像復元装置であって、
前記原画像内の任意の直線上に存する前記識別領域の境界を示すエッジを検出し、前記エッジにおける前記固有値の変化に基づいて前記直線上の画素点が属する前記識別領域を推定する識別領域推定部と、
前記識別領域推定部が互いに異なる方向の多数の前記直線について前記識別領域を推定した推定回数を前記識別領域毎に集計し、前記直線上の前記画素点が属する前記識別領域を前記推定回数が最も多い前記識別領域に決定する識別領域決定部と、
前記識別領域決定部が前記原画像内の全ての前記画素点について決定した前記識別領域に対応する色を、各々の前記画素点の位置に示した復元画像を生成する画像生成部と、
を備える画像復元装置。
【請求項２】
前記識別領域推定部は、前記原画像内の任意の前記画素点から延びる前記直線上を前記画素点から離れる方向に順次探索し、前記エッジを最初に発見した時に当該エッジにおける前記固有値の変化に基づいて当該画素点が属する前記識別領域を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像復元装置。
【請求項３】
前記識別領域推定部は、前記原画像の画像端にある任意の前記画素点から延びる直線上を探索し、前記直線上の互いに隣り合う２つの前記エッジの間に存する前記画素点が属する前記識別領域を当該２つの前記エッジにおける前記固有値の変化に基づいて推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像復元装置。
【請求項４】
前記原画像は、２以上の色を示す前記識別領域を有する画像であり、
前記固有値は画素値である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像復元装置。
【請求項５】
前記原画像は、特定方向の３次元座標値で分類される２以上の前記識別領域を有する画像であり、
前記固有値は３次元座標値である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像復元装置。
【請求項６】
前記原画像は、配線パターンを有する２層以上のプリント基板をＸ線ステレオ撮影し、当該撮影画像に基づいて取得した３次元座標値で示した３次元画像であり、
前記識別領域は、同一層における基板厚さ方向の前記３次元座標値で分類された領域である、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像復元装置。
【請求項７】
前記原画像は、２以上の材料から構成された対象物を光学撮影して得られる画像であり、
前記固有値は、前記２以上の材料のいずれかの１つの材料である確率である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像復元装置。
【請求項８】
前記原画像は、導電材料及び絶縁材料から構成されたプリント基板を光学撮影したカラー画像であり、
前記固有値は、前記カラー画像に基づく統計処理により取得した前記導電材料である確率又は前記絶縁材料である確率であり、
前記識別領域は、導電材料が配された領域又は前記絶縁材料が配された領域を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像復元装置。
【請求項９】
コンピュータが、２以上の識別領域を有する原画像から得られる、各画素点に対応する固有値の情報から、前記原画像を復元する画像復元方法であって、
前記原画像内の任意の直線上に存する前記識別領域の境界を示すエッジを検出し、前記エッジにおける前記固有値の変化に基づいて前記直線上の画素点が属する前記識別領域を推定する識別領域推定ステップと、
前記識別領域推定ステップで互いに異なる方向の多数の前記直線について前記識別領域を推定した推定回数を前記識別領域毎に集計し、前記直線上の前記画素点が属する前記識別領域を前記推定回数が最も多い前記識別領域に決定する識別領域決定ステップと、
前記識別領域決定ステップで前記原画像内の全ての前記画素点について決定した前記識別領域に対応する色を、各々の前記画素点の位置に示した復元画像を生成する画像生成ステップと、
を有することを特徴とする画像復元方法。
【請求項１０】
２以上の識別領域を有する原画像から得られる、各画素点に対応する固有値の情報から、前記原画像を復元するコンピュータを、
前記原画像内の任意の直線上に存する前記識別領域の境界を示すエッジを検出し、前記エッジにおける前記固有値の変化に基づいて前記直線上の画素点が属する前記識別領域を推定する識別領域推定部、
前記識別領域推定部が互いに異なる方向の多数の前記直線について前記識別領域を推定した推定回数を前記識別領域毎に集計し、前記直線上の前記画素点が属する前記識別領域を前記推定回数が最も多い前記識別領域に決定する識別領域決定部、及び
前記識別領域決定部が前記原画像内の全ての前記画素点について決定した前記識別領域に対応する色を、各々の前記画素点の位置に示した復元画像を生成する画像生成部、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復元画像を生成する画像復元装置、画像復元方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影装置により取得した撮影画像等に基づいて原画像を復元する装置が多分野で活用されている。このような装置は、撮影画像等から色等の変化を示すエッジを検出し、閉じられたエッジ線の内部を塗りつぶす方法により復元画像を生成する場合がある。【０００３】
例えば、被検体を放射線撮影して得た撮影画像や超音波診断装置により得た画像に基づいて、被検体の断層画像を生成する装置がある（例えば、特許文献１、２）。特許文献１、２に記載の断層撮影装置等は、断層像を２値化して、エッジ線画を生成し、エッジ線画の中を当該線画と同一の濃度値、又は予め定めた色で塗りつぶす。これにより、所望とする層の構造だけを抽出して示すことができると説明している。【０００４】
また、他の例として、はんだペーストを印刷した基板をカメラで撮像してはんだペーストの検査を行う装置がある（例えば、特許文献３）。特許文献３に記載のはんだペースト認識方法は、基板に光を照射しながらカメラで撮像して得た基板の平面画像からエッジを抽出する。そして、エッジ情報画像に膨張処理及び圧縮処理を施してはんだペースト領域を塗りつぶすことにより、ペースト領域を正確に示すことができると説明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６８０２６号公報
【特許文献２】特開２００３−２５０８０１号公報
【特許文献３】特開平１０−５８６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１乃至３に記載の技術によれば、撮影画像等から抽出したエッジ線は閉じられており、そのエッジの内部を特定の色で塗りつぶすことで原画像を復元している。しかし、撮影画像等から抽出したエッジは不完全であることが多く、エッジの一部を抽出できず、誤ったエッジを抽出し、あるいは、エッジの位置にずれが生じる場合がある。【０００７】
このような場合、エッジが閉じていないために塗りつぶしができない。また、近隣のエッジが連続すると推定して結合させた場合、誤った領域を塗りつぶしてしまうという問題があった。【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、不完全なエッジ情報を含む場合であっても、精度の高い復元画像を生成することのできる画像復元装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る画像復元装置は、
２以上の識別領域を有する原画像から得られる、各画素点に対応する固有値の情報から、前記原画像を復元する画像復元装置であって、
前記原画像内の任意の直線上に存する前記識別領域の境界を示すエッジを検出し、前記エッジにおける前記固有値の変化に基づいて前記直線上の画素点が属する前記識別領域を推定する識別領域推定部と、
前記識別領域推定部が互いに異なる方向の多数の前記直線について前記識別領域を推定した推定回数を前記識別領域毎に集計し、前記直線上の前記画素点が属する前記識別領域を前記推定回数が最も多い前記識別領域に決定する識別領域決定部と、
前記識別領域決定部が前記原画像内の全ての前記画素点について決定した前記識別領域に対応する色を、各々の前記画素点の位置に示した復元画像を生成する画像生成部と、
を備えることを特徴とする。【００１０】
前記識別領域推定部は、前記原画像内の任意の前記画素点から延びる前記直線上を前記画素点から離れる方向に順次探索し、前記エッジを最初に発見した時に当該エッジにおける前記固有値の変化に基づいて当該画素点が属する前記識別領域を推定するようにしてもよい。【００１１】
前記識別領域推定部は、前記原画像の画像端にある任意の前記画素点から延びる直線上を探索し、前記直線上の互いに隣り合う２つの前記エッジの間に存する前記画素点が属する前記識別領域を当該２つの前記エッジにおける前記固有値の変化に基づいて推定するようにしてもよい。【００１２】
前記原画像は、２以上の色を示す前記識別領域を有する画像であってもよく、
前記固有値は画素値であってもよい。【００１３】
前記原画像は、特定方向の３次元座標値で分類される２以上の前記識別領域を有する画像であってもよく、
前記固有値は前記３次元座標値であってもよい。【００１４】
前記原画像は、配線パターンを有する２層以上のプリント基板をＸ線ステレオ撮影し、当該撮影画像に基づいて取得した３次元座標値で示した３次元画像であってもよく、
前記識別領域は、同一層における基板厚さ方向の前記３次元座標値で分類された領域であってもよい。【００１５】
前記原画像は、２以上の材料から構成された対象物を光学撮影して得られる画像であってもよく、
前記固有値は、前記２以上の材料のいずれかの１つの材料である確率であってもよい。【００１６】
前記原画像は、導電材料及び絶縁材料から構成されたプリント基板を光学撮影したカラー画像であってもよく、
前記固有値は、前記カラー画像に基づく統計処理により取得した前記導電材料である確率又は前記絶縁材料である確率であってもよく、
前記識別領域は、導電材料が配された領域又は前記絶縁材料が配された領域を含むようにしてもよい。【００１７】
また、本発明の第２の観点に係る画像復元方法は、
コンピュータが、２以上の識別領域を有する原画像から得られる、各画素点に対応する固有値の情報から、前記原画像を復元する画像復元方法であって、
前記原画像内の任意の直線上に存する前記識別領域の境界を示すエッジを検出し、前記エッジにおける前記固有値の変化に基づいて前記直線上の画素点が属する前記識別領域を推定する識別領域推定ステップと、
前記識別領域推定ステップで互いに異なる方向の多数の前記直線について前記識別領域を推定した推定回数を前記識別領域毎に集計し、前記直線上の前記画素点が属する前記識別領域を前記推定回数が最も多い前記識別領域に決定する識別領域決定ステップと、
前記識別領域決定ステップで前記原画像内の全ての前記画素点について決定した前記識別領域に対応する色を、各々の前記画素点の位置に示した復元画像を生成する画像生成ステップと、
を有することを特徴とする。【００１８】
また、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
２以上の識別領域を有する原画像から得られる、各画素点に対応する固有値の情報から、前記原画像を復元するコンピュータを、
前記原画像内の任意の直線上に存する前記識別領域の境界を示すエッジを検出し、前記エッジにおける前記固有値の変化に基づいて前記直線上の画素点が属する前記識別領域を推定する識別領域推定部、
前記識別領域推定部が互いに異なる方向の多数の前記直線について前記識別領域を推定した推定回数を前記識別領域毎に集計し、前記直線上の前記画素点が属する前記識別領域を前記推定回数が最も多い前記識別領域に決定する識別領域決定部、及び
前記識別領域決定部が前記原画像内の全ての前記画素点について決定した前記識別領域に対応する色を、各々の前記画素点の位置に示した復元画像を生成する画像生成部、
として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、不完全なエッジ情報を含む場合であっても、精度の高い復元画像を生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１に係る画像復元装置のブロック図を示した図である。
【図２】実施の形態１に係る色の推定方法を説明するための図である。
【図３】色の決定方法を説明するための図である。
【図４】実施の形態１に係る画像復元処理を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る色の推定方法を説明するための図である。
【図６】実施の形態２に係る画像復元処理を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態３に係る画像復元装置のブロック図を示した図である。
【図８】実施の形態４に係る画像復元装置のブロック図を示した図である。
【図９】プリント基板の光学画像を示した図である。
【図１０】サンプリング区域の指定方法を説明するための図である。
【図１１】色統計処理を説明するための図である。
【図１２】復元画像を示す図である。
【図１３】実施の形態４に係る画像復元処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
本実施の形態に係る画像復元装置１は、図１に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１１、通信部１２、記憶部１３、表示部１４から構成される情報端末である。通信部１２を介して外部から入力される画像データに基づいて、ＣＰＵ１１が原画像を復元した復元画像を生成し記憶部１３に記録し、表示部１４に表示する。
【００２３】
記憶部１３は、大容量の記憶装置であり、通信部１２が受信した画像データや、ＣＰＵ１１の処理により生成した復元画像のデータを記憶する。また、記憶部１３は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムも記憶する。表示部１４は、画像、文字等の情報表示出力を行うディスプレイであり、ＣＰＵ１１が生成した復元画像等を表示する。
【００２４】
ＣＰＵ１１は、記憶部１３に記憶しているプログラムを実行することにより、図１に示すように、画像データ取得部１１１、識別領域推定部１１２、識別領域決定部１１３、画像生成部１１４として機能する。
【００２５】
画像データ取得部１１１は、画像データを通信部１２又は記憶部１３より取得して識別領域推定部１１２に出力する。識別領域推定部１１２は、原画像内の任意の画素点を通る直線上に存するエッジを検出し、エッジにおける画素値の変化に基づいて当該画素点が属する識別領域を推定する。つまり、本実施の形態における画素値がエッジを検出し、識別領域を推定するために参照する固有値である。
【００２６】
識別領域決定部１１３は、原画像内の任意の画素点を通る、互いに異なる方向の多数の直線について、識別領域推定部１１２が識別領域を推定した推定回数を識別領域毎に集計する。そして、当該画素点が属する識別領域を推定回数が最も多い識別領域に決定する。画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が原画像内の全ての画素点について決定した識別領域に対応する色を、各々の画素点の位置に示した復元画像を生成する。そして生成した復元画像を記憶部１３に記憶し、表示部１４に表示する。
【００２７】
各機能部が実行する処理について詳細に説明する。
【００２８】
画像データ取得部１１１は、外部接続したカメラ等から通信部１２を介して画像データを取得する。あるいは、通信部１２を介して外部から取得し、記憶部１３に記憶しておいた画像データを取得する。
【００２９】
画像データ取得部１１１が取得する画像データは、２以上の識別領域を有する原画像を示す画像データであって、識別領域の境界を示すエッジの情報を含むものである。本実施の形態では、画像データ取得部１１１が取得する画像データはグレースケールの２以上の階調色で示された画像のデータであるとする。例えば、プリント基板をＸ線撮影装置で撮影したＸ線画像のデータである。画像データ取得部１１１が取得する画像データの示す原画像の例を図２に示す。
【００３０】
プリント基板のＸ線画像は、金属からなる配線パターンのある部分が黒く示され（黒領域Ａ）、配線パターンのない部分が白く示される（白領域Ｂ）。黒領域Ａと白領域Ｂの境界は階調の差があるため、エッジを検出することができる。
【００３１】
ただし、Ｘ線画像等は、黒領域Ａと白領域Ｂの色を明確に黒、白と判別できるものではなく、グレースケールの階調値の差で判別する。このため、エッジ部分において黒領域Ａ又は白領域Ｂがエッジのどちら側に存するかは判別できるが、エッジのない部分において黒領域Ａ、白領域Ｂを判別するのは困難である。
【００３２】
また、原画像は、図２に示すように黒領域Ａと白領域Ｂの境界を示すエッジが不完全であり、エッジが途切れ、又は位置がずれ、又は本来存在しないエッジが現れる場合がある。このような場合、エッジが閉じていないために単純に塗りつぶしができない。また、近隣のエッジが連続すると推定して結合すると、誤った領域を塗りつぶしてしまう場合がある。
【００３３】
そこで、識別領域推定部１１２は、画像データ取得部１１１より入力された画像データのエッジ情報に基づいて、任意の画素点が属する識別領域を推定する。推定方法について、図２を用いて説明する。
【００３４】
識別領域推定部１１２は、まず、識別領域を推定する対象の画素点Ｐを選択する。次に、その画素点Ｐから延びる直線を選択する。その直線上を画素点Ｐから離れる方向に向かって階調の変化が所定以上であるエッジを探索する。エッジを最初に発見した時にエッジにおける画素値の階調の変化から画素点Ｐの識別領域を推定する。例えば、図２において、直線Ｌ１を選択した場合、直線Ｌ１上を画素点Ｐから離れる方向に向かって探索すると、階調が濃から淡に変化するエッジを最初に検出できる。これにより、画素点Ｐは濃色であったと推定できるため、黒領域Ａと推定する。
【００３５】
同様にして、画素点Ｐを通る互いに異なる方向の多数の直線について黒領域Ａと白領域Ｂのいずれであるかを推定する。直線の方向は例えば、１０°間隔の３６方向とする。直線Ｌ２を選択した場合は、本来あるべき場所でエッジを検出できず、誤った場所で階調が淡から濃に変化するエッジを検出するため、画素点Ｐは白領域Ｂと推定する。また、直線Ｌ３を選択した場合は、エッジを検出しないまま画面端に到達するため、画素点Ｐの識別領域を推定できず不明とする。
【００３６】
識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が画素点Ｐから延びる全ての直線について推定した結果を集計して、集計結果に基づいて画素点Ｐが属する識別領域を決定する。集計結果の例を図３に示す。この例では、濃から淡のエッジを検出したことにより黒領域Ａと推定した回数が２３回、淡から濃のエッジを検出したことにより白領域Ｂと推定した回数が１０回、エッジを検出しなかったことにより推定結果不明であった回数が３回となった。識別領域決定部１１３は、推定回数が最も多かった黒領域Ａを画素点Ｐが属する識別領域であると決定する。
【００３７】
識別領域推定部１１２と識別領域決定部１１３は、原画像の全ての画素点について、識別領域を推定し、決定する。画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が黒領域Ａと決定した画素点の位置は黒色を表示させる。また、識別領域決定部１１３が白領域Ｂと決定した画素点の位置は白色を表示させる。そして全ての画素点に白色又は黒色を表示させた復元画像を生成する。生成した復元画像は記憶部１３に記憶し、表示部１４に表示する。
【００３８】
以上のように構成された画像復元装置１のＣＰＵ１１が実行する画像復元処理について、図４のフローチャートに沿って詳細に説明する。
【００３９】
まず、画像データ取得部１１１が通信部１２又は記憶部１３から画像データ取得する（ステップＳ１０１）。取得した画像データが示す原画像の任意の画素点Ｐを選択する（ステップＳ１０２）。ここで、画素点Ｐを選択する順番は任意の順番でよい。例えば画像の左上から水平方向に順に選択してもよく、あるいは、画像の中心から渦巻き状に選択してもよい。
【００４０】
次に、識別領域推定部１１２は、選択した画素点Ｐから延びる直線を特定する（ステップＳ１０３）。直線の方向は、予め定めた方向の中から選択した方向である。例えば、１０°間隔の３６方向から１方向を選択して直線を特定する。
【００４１】
識別領域推定部１１２は、ステップＳ１０３で特定した直線上を画素点Ｐから離れる方向に向かってエッジを探索する（ステップＳ１０４）。そしてエッジを最初に検出した時に（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、エッジにおける階調の変化より画素点Ｐが黒領域Ａと白領域Ｂのいずれであるかを推定する（ステップＳ１０６）。例えば、濃から淡に変化している場合には黒領域Ａと推定し、淡から濃に変化している場合には白領域Ｂと推定する。
【００４２】
一方、直線上を探索し、エッジを検出しせずに画像端に達した場合は（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、識別領域推定部１１２は、画素点Ｐが黒領域Ａと白領域Ｂのいずれであるかを推定できず、推定結果は不明であるとする（ステップＳ１０７）。
【００４３】
そして、画素点Ｐから延びる全ての直線について推定結果を得た場合は（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０９に進む。一方、画素点Ｐから延びる全ての直線について推定結果を得ていない場合は（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻る。そして、画素点Ｐから延びる全ての直線について推定結果を得るまで、ステップＳ１０３からステップＳ１０８を繰り返す。
【００４４】
ステップＳ１０９では、識別領域決定部１１３は識別領域推定部１１２が識別領域を推定した回数を識別領域毎に集計する。そして、画素点Ｐの属する識別領域を、最も推定回数が多かった識別領域に決定する（ステップＳ１０９）。
【００４５】
そして、原画像の全ての画素点について識別領域を決定した場合は（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１１に進む。一方、全ての画素点Ｐについて識別領域を決定していない場合は（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻る。そして、全ての画素点Ｐについて識別領域を決定するまで、ステップＳ１０２からステップＳ１１０を繰り返す。
【００４６】
ステップＳ１１１では、画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が黒領域Ａと決定した画素点の位置に黒色を表示させる。また、識別領域決定部１１３が白領域Ｂと決定した画素点の位置に白色を表示させる。そして全ての画素点に白色又は黒色を表示させた復元画像を生成する（ステップＳ１１１）。そして生成した復元画像を記憶部１３に記憶し、表示部１４に表示して（ステップＳ１１２）処理を終了する。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態においては、識別領域推定部１１２は、原画像内の任意の画素点Ｐから延びる直線上を画素点Ｐから離れる方向に探索し、エッジを最初に検出したときに、エッジにおける画素値の変化に基づいて画素点Ｐが属する識別領域を推定する。また、識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が互いに異なる方向の多数の直線について識別領域を推定した推定回数を集計し、画素点Ｐが属する識別領域を推定回数が最も多い識別領域に決定する。そして画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が原画像内の全ての画素点について決定した識別領域に対応する色を、各々の画素点の位置に示した復元画像を生成する。これにより、原画像の画像データが不完全なエッジ情報を含む場合であっても、精度の高い復元画像を生成することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図面を参照して詳細に説明する。
【００４９】
本実施の形態に係る画像復元装置１は、実施の形態１と同様に図１に示す構成を有する。しかし、識別領域推定部１１２が行う識別領域の推定の方法、及び識別領域決定部１１３が行う識別領域の決定の方法が実施の形態１と異なる。
【００５０】
本実施の形態に係る識別領域の推定方法について、図５を用いて説明する。
【００５１】
識別領域推定部１１２は、まず、画像端に存する任意の画素点Ｑを選択する。次に、その画素点Ｑから延びる直線を選択する。その直線上を画素点Ｑから離れる方向に向かって階調の変化が所定以上であるエッジを探索する。
【００５２】
例えば、図５の例において、直線Ｌ５を選択した場合、画素点Ｑから最初に検出する第１エッジまでのａ区間にある直線Ｌ５上の点は識別領域が不明であると推定する。
【００５３】
ａ区間の最後の第１エッジは濃から淡に変化している。そして次に検出した第２エッジは淡から濃に変化している。これにより第１エッジと第２エッジの間のｂ区間は淡色であると推定できるため、ｂ区間にある直線Ｌ５上の点は白領域Ｂであると推定する。
【００５４】
ｂ区間の最後の第２エッジは淡から濃に変化している。そして次に検出した第３エッジは濃から淡に変化している。第２エッジと第３エッジの間のｃ区間は濃色であると推定できるため、ｃ区間にある直線Ｌ５上の点は黒領域Ａであると推定する。
【００５５】
このようにして、直線Ｌ５をａ〜ｆ区間に分け、各区間にある直線Ｌ５上の点が黒領域Ａと白領域Ｂの何れであるかを推定する。
【００５６】
最後のｆ区間にある直線Ｌ５上の点は、第５エッジが濃から淡に変化し、その後エッジを検出できないため、白領域Ｂであると推定する。
【００５７】
他の直線Ｌ６上のｇ区間のように、先の第６エッジで淡から濃に変化し、次の第７エッジで淡から濃に変化した場合は、ｇ区間が濃色であるか淡色であるか推定できない。この場合は識別領域を推定できないため、推定結果は不明とする。
【００５８】
同様にして、画素点Ｑを通る互いに異なる方向の多数の直線上の画素点が、それぞれ黒領域Ａと白領域Ｂのいずれであるかを推定する。直線の方向は例えば、１０°間隔とする。また、画像端にある他の画素点Ｑを通る互いに異なる方向の多数の直線上の画素点についても、同様の推定を行う。
【００５９】
識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が画像端にある全ての画素点Ｑから延びる全ての直線上の画素点について推定した結果を原画像内の画素点毎に集計する。集計する推定結果は、任意の画素点を通る互いに異なる多数の方向（例えば１０°間隔の３６方向）の直線について推定した結果であるため、実施の形態１と同等の推定結果を得ることができる。
【００６０】
この推定方法は、画素点Ｑから延びる直線上の画素点について、一度に多数の画素点の推定結果が得られる。よって、この方法は、実施の形態１の全ての画素点Ｐのそれぞれについて多数の直線上のエッジに基づいて識別領域を推定する方法と比較して、計算量を大幅に軽減することができる。
【００６１】
集計結果は、実施の形態１と同様に図３の例に示すような結果となる。識別領域決定部１１３は、識別領域の推定回数が最も多かった識別領域を、各画素点が属する識別領域であると決定する。
【００６２】
識別領域推定部１１２と識別領域決定部１１３は、原画像の全ての画素点について、識別領域を推定し、決定する。画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が黒領域Ａと決定した画素点の位置は黒色を表示させる。また、識別領域決定部１１３が白領域Ｂと決定した画素点の位置は白色を表示させる。そして全ての画素点に白色又は黒色を表示させた復元画像を生成する。そして生成した復元画像を記憶部１３に記憶し、表示部１４に表示する。
【００６３】
以上のように構成された画像復元装置１のＣＰＵ１１が実行する画像復元処理について、図６のフローチャートに沿って詳細に説明する。
【００６４】
まず、画像データ取得部１１１が通信部１２又は記憶部１３から画像データ取得する（ステップＳ２０１）。取得した画像データが示す原画像の画像端に位置する任意の画素点Ｑを選択する（ステップＳ２０２）。ここで、画素点Ｑを選択する順番は任意の順番でよい。例えば画像の左上から時計回り又は反時計回りに順に選択してもよい。
【００６５】
次に、識別領域推定部１１２は、選択した画素点Ｑから延びる直線を特定する（ステップＳ２０３）。直線の方向は予め定めた方向の中から選択した方向である。例えば、１０°間隔の方向から選択して直線を特定する。
【００６６】
識別領域推定部１１２は、ステップＳ２０３で特定した直線上を画素点Ｑから離れる方向に向かってエッジを探索する（ステップＳ２０４）。そしてエッジを検出した場合は（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、各エッジにおける画素値の階調の変化より直線上の画素点が黒領域Ａと白領域Ｂのいずれであるかを推定する（ステップＳ２０６）。
【００６７】
具体的には、図５の例において、直線Ｌ５上を探索したとき、画素点Ｑから最初の第１エッジまでのａ区間の画素点は不明とする。濃から淡に変化している第１エッジと淡から濃に変化している第２エッジの間のｂ区間の画素点は白領域Ｂと推定する。また、淡から濃に変化している第２エッジと濃から淡に変化している第３エッジの間のｃ区間の画素点は黒領域Ａと推定する。また、最後の第５エッジから画像端までのｆ区間は白領域Ｂと推定する。直線Ｌ６上を探索したとき、淡から濃に変化している第６エッジと淡から濃に変化している第７エッジの間のｇ区間の画素点の推定結果は不明とする。
【００６８】
一方、他の直線（例えばＬ７）上を探索し、エッジを検出せずに画像端に達した場合は（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、識別領域推定部１１２は、この直線上の画素点が黒領域Ａと白領域Ｂのいずれであるかを推定できず、推定結果は不明とする（ステップＳ２０７）。
【００６９】
そして、画素点Ｑから延びる全ての直線上の画素点について推定結果を得た場合は（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９に進む。一方、画素点Ｑから延びる全ての直線上の画素点について推定結果を得ていない場合は（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ステップＳ２０３に戻る。そして、画素点Ｑから延びる全ての直線上の画素点について推定結果を得るまで、ステップＳ２０３からステップＳ２０８を繰り返す。
【００７０】
ステップＳ２０９では、原画像の画像端の全ての画素点Ｑから延びる直線上の画素点の推定を行ったか否かを判定する。原画像の画像端の全ての画素点Ｑから延びる直線上の画素点の推定を行った場合は（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１０に進む。一方、原画像の画像端の全ての画素点Ｑから延びる直線上の画素点の推定を行っていない場合は（ステップＳ２０９：Ｎｏ）、ステップＳ２０２に戻る。そして、画像端の全ての画素点Ｑから延びる直線上の画素点について推定結果を得るまで、ステップＳ２０２からステップＳ２０９を繰り返す。
【００７１】
ステップＳ２１０では、識別領域決定部１１３は識別領域推定部１１２が識別領域を推定した回数を各画素点について識別領域毎に集計する（ステップＳ２１０）。そして、各画素点の属する識別領域を、最も推定回数が多かった識別領域に決定する（ステップＳ２１１）。
【００７２】
そして、画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が黒領域Ａと決定した画素点の位置に黒色を表示させる。また、識別領域決定部１１３が白領域Ｂと決定した画素点の位置に白色を表示させる。そして全ての画素点に白色又は黒色を表示させた復元画像を生成する（ステップＳ２１２）。そして生成した復元画像を記憶部１３に記憶し、表示部１４に表示する（ステップＳ１１３）。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態においては、識別領域推定部１１２は、原画像の画像端に存する任意の画素点Ｑから延びる、互いに異なる方向の多数の直線上を画素点Ｑから離れる方向にエッジを探索し、直線上の互いに隣り合う２つのエッジの間に存する画素点の属する識別領域を当該２つのエッジにおける画素値の変化に基づいて推定する。また、識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が各画素点について互いに異なる方向の多数の直線について識別領域を推定した推定回数を集計し、各画素点が属する識別領域を推定回数が最も多い識別領域に決定する。そして画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が原画像内の全ての画素点について決定した識別領域に対応する色を、各々の画素点の位置に示した復元画像を生成する。これにより、原画像の画像データが不完全なエッジ情報を含む場合であっても、精度の高い復元画像を生成することができるとともに、ＣＰＵ１１の処理量を大幅に軽減させることができる。
【００７４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図７を参照して詳細に説明する。
【００７５】
本実施の形態に係る画像復元装置３は、図７に示すように、ＣＰＵ３３、通信部１２、記憶部１３、表示部１４から構成される情報端末である。通信部１２には、２つのカメラ３１からなるステレオカメラが接続されており、通信部１２は、２つのカメラ３１が撮影した画像データを受信する。
【００７６】
記憶部１３は、大容量の記憶装置であり、ＣＰＵ３３の処理により生成した３次元データや復元画像を記憶する。また、記憶部１３は、ＣＰＵ３３が実行するプログラムも記憶する。表示部１４は、画像、文字等の情報表示出力を行うディスプレイであり、ＣＰＵ３３が生成した復元画像等を表示する。
【００７７】
ＣＰＵ３３は、記憶部１３に記憶しているプログラムを実行することにより、図７に示すように、画像データ取得部１１１、３次元データ生成部３３１、識別領域推定部１１２、識別領域決定部１１３、画像生成部１１４として機能する。
【００７８】
画像データ取得部１１１は、２つのカメラ３１から受信した画像データを取得して３次元データ生成部３３１に出力する。３次元データ生成部３３１は、画像データ取得部１１１から入力された画像データに基づいて、原画像の各画素点の３次元座標を含む３次元データを生成する。ステレオカメラの画像に基づいて３次元座標を求める方法は、従来の三角測量の原理等を用いた方法である。
【００７９】
ここで、画像データ取得部１１１が取得する画像データは、２以上の識別領域を有する原画像を示す画像データであって、識別領域の境界を示すエッジの情報を含むものである。識別領域は、特定の方向の３次元座標値で分類される領域である。例えば、画像データは、多層プリント基板をＸ線撮影装置で撮影したＸ線画像のデータである。このときの識別領域は、多層プリント基板の特定の層において配線パターンがない箇所を基準とする基板厚さ方向の３次元座標値で分類された領域である。なお、本実施の形態における３次元座標値がエッジを検出し、識別領域を推定するために参照する固有値である。
【００８０】
２つのカメラ３１（Ｘ線撮影装置）で多層プリント基板をＸ線撮影した場合、特定の層において金属からなる配線パターンのある部分が黒く示される。２つのカメラ３１が撮影した２つのＸ線画像に基づいて３次元データ生成部３３１が３次元座標を算出した場合、特定の層において配線パターンのある部分の３次元座標を得ることができる。ここで、この特定の層において、配線パターンのある領域を黒領域Ａと呼び、配線パターンのない領域を白領域Ｂと呼ぶ。
【００８１】
３次元座標が示す黒領域Ａと白領域Ｂの基板厚さ方向の座標値の差はわずかであり、エッジのない部分において黒領域Ａ、白領域Ｂを判別するのは困難である。しかし、黒領域Ａと白領域Ｂの境界部分には、基板厚さ方向に生じた段差（配線の厚み）からなるエッジがあるため、エッジ部分においてエッジのどちら側が黒領域Ａ又は白領域Ｂであるかは明確に判別できる。例えば、基板厚さ方向の３次元座標値の高い方が黒領域Ａであり、低い方が白領域Ｂとなる。
【００８２】
なお、わずかな段差のみから検出する黒領域Ａと白領域Ｂの境界を示すエッジは、不完全であり、エッジが途切れ、又は位置がずれ、又は本来存在しないエッジが現れる場合がある。このような場合、エッジが閉じていないために単純に塗りつぶしができない。また、近隣のエッジが連続すると推定して結合すると、誤った領域を塗りつぶしてしまう。
【００８３】
そこで、識別領域推定部１１２は、３次元データ生成部３３１より入力された３次元データのエッジ情報に基づいて、各画素点が属する識別領域を推定する。推定方法は、実施の形態１、２と同様である。
【００８４】
実施の形態１の方法を用いるときは、まず、識別領域を推定する対象の画素点Ｐを選択する。次に、その画素点Ｐから延びる直線を選択する。その直線上を画素点Ｐから離れる方向に向かって厚さ方向の座標値の変化が所定以上であるエッジを探索する。エッジを最初に発見した時にエッジにおける座標値の変化から画素点Ｐの識別領域を推定する。例えば、図２において、直線Ｌ１を選択した場合、直線Ｌ１上を画素点Ｐから離れる方向に向かって探索すると、座標値が高から低に変化するエッジを最初に検出できる。これにより、画素点Ｐは座標値が高であると推定できるため、画素点Ｐは黒領域Ａと推定する。
【００８５】
同様にして、画素点Ｐを通る互いに異なる方向の多数の直線について黒領域Ａと白領域Ｂのいずれであるかを推定する。直線の方向は例えば、１０°間隔の３６方向とする。直線Ｌ２を選択した場合は、本来あるべき場所でエッジを検出できず、誤った場所で座標値が低から高に変化するエッジを検出するため、画素点Ｐは白と推定する。また、直線Ｌ３を選択した場合は、エッジを検出しないまま画像端に到達するため、画素点Ｐの識別領域を推定できず不明とする。
【００８６】
識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が画素点Ｐから延びる全ての直線について推定した結果を集計して、推定回数が最も多い識別領域が、画素点Ｐが属する識別領域であると決定する。
【００８７】
画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が黒領域Ａと決定した画素点の位置は黒色を表示させる。また、識別領域決定部１１３が白領域Ｂと決定した画素点の位置は白色を表示させる。そして全ての画素点に白色又は黒色を表示させた復元画像を生成する。そして生成した復元画像を記憶部１３に記憶し、表示部１４に表示する。
【００８８】
以上のように構成された画像復元装置３のＣＰＵ３３が実行する画像復元処理は実施の形態１と同様である。
【００８９】
一方、実施の形態２の方法を用いるときは、まず、画像端に存する画素点Ｑを選択する。次に、その画素点Ｑから延びる直線を選択する。その直線上を画素点Ｑから離れる方向に向かって厚さ方向の座標値の変化が所定以上であるエッジを探索する。例えば、直線Ｌ５を選択した場合、画素点Ｑから最初に検出する第１エッジまでのａ区間にある直線Ｌ５上の点は識別領域が不明であるとする。
【００９０】
ａ区間の最後の第１エッジは高から低に変化している。そして次に検出した第２エッジは低から高に変化している。これより、ｂ区間は座標値が低であると推定できるため、第１エッジと第２エッジの間のｂ区間にある直線Ｌ５上の点は白領域Ｂであると推定する。
【００９１】
以下、実施の形態２と同様にして、画素点Ｑを通る互いに異なる方向の多数の直線上の画素点が、それぞれ黒領域Ａと白領域Ｂのいずれであるかを推定する。直線の方向は例えば、１０°間隔とする。また、画像端にある他の画素点Ｑを通る互いに異なる方向の多数の直線上の画素点についても、同様の推定を行う。
【００９２】
識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が画像端にある全ての画素点Ｑから延びる全ての直線上の画素点について推定した結果を原画像内の各画素点について識別領域毎に集計する。そして、推定回数が最も多い識別領域が、各画素点が属する識別領域であると決定する。
【００９３】
画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が黒領域Ａと決定した画素点の位置は黒色を表示させる。また、識別領域決定部１１３が白領域Ｂと決定した画素点の位置は白色を表示させる。そして全ての画素点に白色又は黒色を表示させた復元画像を生成する。そして生成した復元画像を記憶部１３に記憶し、表示部１４に表示する。
【００９４】
以上のように構成された画像復元装置３のＣＰＵ３３が実行する画像復元処理は実施の形態２と同様である。
【００９５】
以上説明したように、本実施の形態においては、画像データ取得部１１１が２つのカメラ３１から取得した画像データに基づいて、３次元データ生成部３３１が３次元データを生成する。識別領域推定部１１２は、原画像内の任意の画素点を通る直線上に存するエッジを検出し、エッジにおける特定の方向の３次元座標値の変化に基づいて当該画素点が属する識別領域を推定する。また、識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が識別領域を推定した推定回数を集計し、各画素点が属する識別領域を推定回数が最も多い識別領域に決定する。そして画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が原画像内の画素点について決定した識別領域に対応する色を、各々の画素点の位置に示した復元画像を生成する。これにより、原画像の３次元データが不完全なエッジ情報を含む場合であっても、精度の高い復元画像を生成することができる。
【００９６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について図８乃至１３を参照して詳細に説明する。
【００９７】
本実施の形態に係る画像復元装置４は、図８に示すように、ＣＰＵ４１、通信部１２、記憶部１３、表示部１４、操作部４５から構成される情報端末である。通信部１２を介して外部から入力される画像データと操作部４５から入力されるユーザの操作入力に基づいて、ＣＰＵ４１が原画像を復元した復元画像を生成し記憶部１３に記録し、表示部１４に表示する。
【００９８】
記憶部１３は、大容量の記憶装置であり、ＣＰＵ４１の処理により生成した色統計データ、確率データ、復元画像を記憶する。また、記憶部１３は、ＣＰＵ４１が実行するプログラムも記憶する。表示部１４は、画像、文字等の情報表示出力を行うディスプレイであり、ＣＰＵ４１が生成した復元画像等を表示する。
【００９９】
ＣＰＵ４１は、記憶部１３に記憶しているプログラムを実行することにより、図８に示すように、画像データ取得部１１１、色統計処理部４１１、確率データ生成部４１２、識別領域推定部１１２、識別領域決定部１１３、画像生成部１１４として機能する。
【０１００】
画像データ取得部１１１は、外部接続したカラーカメラから通信部１２を介して画像データを取得する。あるいは、通信部１２を介して外部から取得し、記憶部１３に記憶しておいた画像データを取得する。
【０１０１】
画像データ取得部１１１が取得する画像データは、２以上の識別領域を有する原画像を示す画像データである。本実施の形態における画像データは、２以上の材料から構成された対象物をカラーカメラで光学撮影して得られるカラー写真のデータである。対象物の表面の中で２以上の材料が表面に現れた領域が、２以上の識別領域である。
【０１０２】
例えば、画像データは、多層プリント基板を剥離した剥離基板５０１を光学撮影したカラー写真のデータである。識別領域は、銅箔等の導電材料が表面に現れた導電領域Ｃとプラスチック等の絶縁材料が表面に現れた絶縁領域Ｄを含む。画像データ取得部１１１が取得するカラー画像の例を図９に示す。
【０１０３】
図９のカラー写真が示す剥離基板５０１は、茶色の配線部５１１、黒色のスルーホール５１２、濃い緑色のプラスチック部５１３、薄い緑色のプラスチック部５１４が表面に現れている。配線部５１１は銅箔からなり導電領域Ｃに含まれる。スルーホール５１２は、部品の端子を挿入する為の貫通穴であり、絶縁領域Ｄに含まれる。プラスチック部５１３、５１４は、基板の厚さや背面の材料によって色が異なって見えるが、いずれも絶縁領域Ｄに含まれる。
【０１０４】
このようなカラー写真に対して、ユーザが操作部４５を用いて、導電領域Ｃと判断できる導電サンプリング区域５２１を指定する。また、ユーザは、絶縁領域Ｄと判断できる絶縁サンプリング区域５２３を指定する。例えば、このとき、ユーザは、実際の基板と見比べながら導電領域Ｃか絶縁領域Ｄかを正確に判断するようにしてもよい。指定方法は、例えば、カラー写真を表示させた画面に対して、識別領域毎の色で塗りつぶして指定する。図１０は、図９のカラー画像に対して、導電サンプリング区域５２１と絶縁サンプリング区域５２３を塗りつぶして指定した状態を示している。
【０１０５】
色統計処理部４１１は、指定された導電サンプリング区域５２１、絶縁サンプリング区域５２３について画素値を取得する。そして、取得した画素値を導電領域Ｃ及び絶縁領域Ｄに分類する統計処理を行う。統計処理の結果得られた色統計データの具体例を図１１に示す。
【０１０６】
図１１の表は、例えば、画素値のＲＧＢの値が（０，０，１）であり、導電サンプリング区域５２１に指定された画素の数は５０であり、絶縁サンプリング区域５２３に指定された画素の数は１５０であったことを示す。また、画素値のＲＧＢの値が（１９８，７１，８５）であり、導電サンプリング区域５２１に指定された画素の数は１２０であり、絶縁サンプリング部５２３に指定された画素の数は３０であったことを示す。
【０１０７】
確率データ生成部４１２は、色統計処理部４１１が統計処理した結果に基づいて、各画素が導電領域Ｃである確率（導電可能性）を推定する。統計処理方法は任意であり、例えば、最尤推定方法を用いる。ここで、本実施の形態における導電領域Ｃである確率がエッジを検出し、識別領域を推定するために参照する固有値である。
【０１０８】
図１１の表の例においては、画素値のＲＧＢの値が（０，０，１）であった画素の導電領域Ｃである確率は、２５％［＝５０／（５０＋１５０）］となる。また、画素値のＲＧＢの値が（１９８，７１，８５）であった画素の導電領域Ｃである確率は、８０％［＝１２０／（１２０＋３０）］となる。
【０１０９】
確率データ生成部４１２は、全ての画素点について導電領域Ｃである確率を算出し、その確率値を各画素点の位置にマッピングした確率データマップを生成する。
【０１１０】
確率データマップが示す導電領域Ｃと絶縁領域Ｄの確率値の差は相対的な値であり、エッジのない部分において導電領域Ｃ、絶縁領域Ｄを判別するのは困難である。しかし、導電領域Ｃと絶縁領域Ｄの境界部分では、確率値の変化量が大きくなるため、エッジ部分において導電領域Ｃ又は絶縁領域Ｄがエッジのどちら側に存するかは明確に判別できる。例えば、変化量が所定値を超えているエッジ部分において、確率値が高い方が導電領域Ｃであり、低い方が絶縁領域Ｄとなる。
【０１１１】
なお、確率値のみから検出する導電領域Ｃと絶縁領域Ｄの境界を示すエッジは、不完全であり、エッジが途切れ、又は位置がずれ、又は本来存在しないエッジが現れる場合がある。このような場合、エッジが閉じていないために単純に塗りつぶしができない。また、近隣のエッジが連続すると推定して結合すると、誤った領域を塗りつぶしてしまう。
【０１１２】
そこで、識別領域推定部１１２は、確率データ生成部４３２より入力された確率データのエッジ情報に基づいて、各画素点が属する識別領域を推定する。推定方法は、実施の形態１、２と同様である。
【０１１３】
実施の形態１の方法を用いるときは、まず、識別領域を推定する対象の画素点Ｐを選択する。次に、その画素点Ｐから延びる直線を選択する。その直線上を画素点Ｐから離れる方向に向かって確率値の変化量が所定以上であるエッジを探索する。変化量の算出は、従来の任意の方法でよく、例えば、任意の画素点の八方の画素点と当該画素点との確率値の差のうち最大値を変化量として算出しても良い。
【０１１４】
エッジを最初に発見した時にエッジにおける確率値の変化から画素点Ｐの識別領域を推定する。例えば、図２において、直線Ｌ１を選択した場合、直線Ｌ１上を画素点Ｐから離れる方向に向かって探索すると、確率値が高から低に変化するエッジを最初に検出できる。これにより、画素点Ｐは確率値が高であると推定できるため、画素点Ｐは導電領域Ｃと推定する。
【０１１５】
同様にして、画素点Ｐを通る互いに異なる方向の多数の直線について導電領域Ｃと絶縁領域Ｄのいずれであるかを推定する。直線の方向は例えば、１０°間隔の３６方向とする。直線Ｌ２を選択した場合は、本来あるべき場所でエッジを検出できず、誤った場所で確率値が低から高に変化するエッジを検出するため、画素点Ｐは絶縁領域Ｄと推定する。また、直線Ｌ３を選択した場合は、エッジを検出しないまま画像端に到達するため、画素点Ｐの識別領域を推定できず不明とする。
【０１１６】
識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が画素点Ｐから延びる全ての直線について推定した結果を集計して、推定回数が最も多い識別領域が、画素点Ｐが属する識別領域であると決定する。
【０１１７】
画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が導電領域Ｃと決定した画素点の位置は黒色を表示させる。また、識別領域決定部１１３が絶縁領域Ｄと決定した画素点の位置は白色を表示させる。そして全ての画素点に白色又は黒色を表示させた復元画像を生成する。そして生成した復元画像を記憶部１３に記憶し、表示部１４に表示する。図９の例のカラー画像に基づいて生成した復元画像は、図１２に示すように、導電領域Ｃを正確に示した画像となる。
【０１１８】
一方、実施の形態２の方法を用いるときは、まず、画像端に存する画素点Ｑを選択する。次に、その画素点Ｑから延びる直線を選択する。その直線上を画素点Ｑから離れる方向に向かって確率値の変化量が所定以上であるエッジを探索する。例えば、直線Ｌ５を選択した場合、画素点Ｑから最初に検出する第１エッジまでのａ区間にある直線Ｌ５上の点は識別領域が不明であると推定する。
【０１１９】
ａ区間の最後の第１エッジは高から低に変化している。そして次に検出した第２エッジは低から高に変化している。これより、ｂ区間は確率値が低であると推定できるため、第１エッジと第２エッジの間のｂ区間にある直線Ｌ５上の点は絶縁領域Ｄであると推定する。
【０１２０】
以下、実施の形態２と同様にして、画素点Ｑを通る互いに異なる方向の多数の直線上の画素点が、それぞれ導電領域Ｃと絶縁領域Ｄのいずれであるかを推定する。直線の方向は例えば、１０°間隔とする。また、画像端にある他の画素点Ｑを通る互いに異なる方向の多数の直線上の画素点についても、同様の推定を行う。
【０１２１】
識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が画像端にある全ての画素点Ｑから延びる全ての直線上の画素点について推定した結果を原画像内の各画素点について識別領域毎に集計する。そして、推定回数が最も多い識別領域が、各画素点が属する識別領域であると決定する。
【０１２２】
画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が導電領域Ｃと決定した画素点の位置は黒色を表示させる。また、識別領域決定部１１３が絶縁領域Ｄと決定した画素点の位置は白色を表示させる。そして全ての画素点に白色又は黒色を表示させた復元画像を生成する。そして生成した復元画像を記憶部１３に記憶し、表示部１４に表示する。
【０１２３】
以上のように構成された画像復元装置４のＣＰＵ４１が実行する画像復元処理を、図１３のフローチャートに沿って詳細に説明する。
【０１２４】
まず、画像データ取得部１１１が通信部１２又は記憶部１３から画像データ取得する（ステップＳ４０１）。色統計処理部４１１は、画像データ取得部１１１が取得した画像データのうち、操作部４５からの入力により指定された導電サンプリング区域５２１と絶縁サンプリング区域５２３の画素値を取得する（ステップＳ４０２）。そして、取得した画素値を導電領域Ｃ及び絶縁領域Ｄに分類する統計処理を行う（ステップＳ４０３）。
【０１２５】
確率データ生成部４１２は、色統計処理部４１１が統計処理した結果に基づいて、各画素が導電領域Ｃである確率を推定する（ステップＳ４０３）。そして、確率データ生成部４１２は、全ての画素について導電領域Ｃである確率を算出し、その確率値を各画素の位置にマッピングした確率データマップを生成する（ステップＳ４０４）。
【０１２６】
ステップＳ４０４で確率データマップを生成した後は、図４のステップＳ１０２、又は図６のステップＳ２０２に進む。その後は、実施の形態１、２と同様である。つまり、ステップＳ４０４で生成した確率データマップから確率値の変化量が所定以上であるエッジを検出し、そのエッジ情報に基づいて復元画像を生成する。
【０１２７】
以上説明したように、本実施の形態においては、色統計処理部４１１は、画像データ取得部１１１が取得したカラー画像データのうち、操作部４５への入力により指定された導電サンプリング区域５２１と絶縁サンプリング区域５２３の画素値について色統計処理を行う。確率データ生成部４１２は、色統計処理の結果に基づいて、各画素が導電領域Ｃである確率を算出する。識別領域推定部１１２は、原画像内の任意の画素点を通る直線上における確率値の変化量が所定値以上であるエッジを検出し、エッジにおける確率値の変化に基づいて当該画素点が属する識別領域を推定する。また、識別領域決定部１１３は、識別領域推定部１１２が識別領域を推定した推定回数を集計し、各画素点が属する識別領域を推定回数が最も多い識別領域に決定する。そして画像生成部１１４は、識別領域決定部１１３が原画像内の画素点について決定した識別領域に対応する色を、各々の画素点の位置に示した復元画像を生成する。これにより、カラー画像から得られる確率データマップが不完全なエッジ情報を含む場合であっても、精度の高い復元画像を生成することができる。
【０１２８】
このように本発明は、原画像内の任意の直線上に存するエッジを検出し、エッジにおける固有値の変化に基づいて直線上の画素点が属する識別領域を推定し、画素点を通る互いに異なる方向の多数の直線について識別領域を推定した推定回数を識別領域毎に集計し、当該画素点が属する識別領域を推定回数が最も多い識別領域に決定する。そして、原画像内の全ての画素点について決定した識別領域に対応する色を、各々の画素点の位置に示した復元画像を生成することとした。これにより、不完全なエッジ情報を含む場合であっても、精度の高い復元画像を生成することが可能となる。
【０１２９】
なお、本発明は、本発明の広義の趣旨及び範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【０１３０】
例えば、画像データ取得部１１１が取得する原画像の画像データが、黒領域Ａと白領域Ｂの２つの識別領域を有するとしたが、識別領域は３以上あってもよい。例えば、３色以上を有する識別領域、または、３段階以上に分類した階調や３次元座標値を有する識別領域であってもよい。識別領域が３以上である場合も、エッジの両側の画素値の変化に基づいて識別領域を推定することができる。
【０１３１】
また、原画像の画像データはＸ線画像の場合について説明したが、エッジを検出できる画像であれば、任意の画像を復元することができる。例えば、超音波診断画像等に適用することができる。
【０１３２】
また、画素点Ｐから離れる方向にエッジを探索しエッジを発見できなかったときは推定結果不明としたが、予め定めた識別領域であると推定しても良い。また、画素点Ｑから離れる方向にエッジを探索し、画素点Ｑから最初のエッジまでの区間の画素点は推定結果不明としたが、予め定めた識別領域であると推定しても良く、あるいは、最初のエッジにおける画素値の変化に基づいて識別領域を推定しても良い。
【０１３３】
また、実施の形態４において、操作部４５を用いて指定した導電サンプリング区域５２１と絶縁サンプリング区域５２３の画素値について統計処理を行い、統計処理結果に基づいて確率データを生成するとしたが、この統計処理及び確率データ生成を事前に行って記憶部１３に記憶しておき、その確率データを画像復元処理に繰り返し使用するようにしてもよい。
【０１３４】
また、実施の形態４において、ＣＰＵ４１は、導電領域Ｃである確率を算出し、その確率の変化量に基づいてエッジを検出し、画素点が属する識別領域を推定するとしたが、絶縁領域Ｄである確率を算出し、その確率の変化量に基づいてエッジを検出し、画素点が属する識別領域を推定するようにしてもよい。あるいは、ＣＰＵ４１は、複数の識別領域である確率をそれぞれ算出し、それらに基づいて識別領域を推定するようにしてもよい。
【０１３５】
また、ＣＰＵ１１、３３、４１が実行した処理のプログラムを、既存のコンピュータ等の情報端末で実行させることにより、当該情報端末を本発明に係る画像復元装置１、３として機能させることも可能である。
【０１３６】
このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto Optical Disc）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。
【０１３７】
本出願は、２０１４年２月２５日に出願された日本国特許出願特願２０１４−３４３２２号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１４−３４３２２号の明細書、特許請求の範囲、及び図面全体を参照として取り込むものとする。
【符号の説明】
【０１３８】
１，３，４…画像復元装置
１１，３３，４１…ＣＰＵ
１１１…画像データ取得部
１１２…識別領域推定部
１１３…識別領域決定部
１１４…画像生成部
１２…通信部
１３…記憶部
１４…表示部
３１…カメラ
３３１…３次元データ生成部
４１１…色統計処理部
４１２…確率データ生成部
４５…操作部
５０１…剥離基板
５１１…配線部
５１２…スルーホール
５１３，５１４…プラスチック部
５２１…導電サンプリング区域
５２３…絶縁サンプリング区域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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