(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像に対して所定の画像処理を行う画像処理装置において、
前記所定の画像処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する制御部と、
演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する表示部と、
表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定可能な入力部と、
を備え、
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、
さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
入力画像に対して所定のしきい値を基準として二値の画像に置き換える二値化処理であって前記しきい値を自動的に変更する自動なしきい値の決定を行う画像処理装置において、
前記自動しきい値の決定を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する制御部と、
演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する表示部と、
表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定可能な入力部と、
を備え、
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、
さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
入力画像に対して所定のしきい値に基づきエッジ部分を検出するエッジ検出処理を行う画像処理装置において、
前記エッジ検出処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する制御部と、
演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する表示部と、
表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定可能な入力部と、
を備え、
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、
さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
前記画像処理装置はさらに、前記入力部によって指定された設定パラメータの値を調整可能な設定パラメータ値調整手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して処理精度の目安を示す値が加えられてなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して自動しきい値決定の安定度を示す値が加えられてなることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項７】
入力画像に対して所定の画像処理を行う画像処理方法において、
前記所定の画像処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する工程と、
演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する工程と、
表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定する工程と、
を備え、
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、
さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
入力画像に対して所定のしきい値を基準として二値の画像に置き換える二値化処理であって前記しきい値を変更可能な自動しきい値の決定を行う画像処理方法において、
前記自動しきい値の決定を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する工程と、
演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する工程と、
表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定する工程と、
を備え、
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、
さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
入力画像に対して所定のしきい値に基づきエッジ部分を検出するエッジ検出処理を行う画像処理方法において、
前記エッジ検出処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する工程と、
演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する工程と、
表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定する工程と、
を備え、
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、
さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
前記画像処理方法はさらに、指定された設定パラメータの値を調整する工程を有することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して処理精度の目安を示す値が加えられてなることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して自動しきい値決定の安定度を示す値が加えられてなることを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
入力画像に対して所定の画像処理を行う画像処理プログラムにおいて、コンピュータを、
前記所定の画像処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する手段と、
演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する手段と、
表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定する手段と、
して機能させ、
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、
さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１４】
前記画像処理プログラムはさらに、コンピュータを、指定された設定パラメータの値を調整する手段として機能させることを特徴とする請求項１３記載の画像処理プログラム。
【請求項１５】
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して処理精度の目安を示す値が加えられてなることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像処理プログラム。
【請求項１６】
前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して自動しきい値決定の安定度を示す値が加えられてなることを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載の画像処理プログラム。
【請求項１７】
請求項１３から１６のいずれかに記載される前記画像処理プログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば位置検出などに利用される画像処理に関する技術であって、様々な画像処理において必要な複数のパラメータを表示する画像処理装置および画像処理方法、画像処理プログラムならびにコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像処理装置においては、ユーザの要望に応じて様々な処理が行われる。画像処理の中には、要求される各種の処理を適切に実行するために複数のパラメータを最適に設定する必要のある処理が多く存在する。これらのパラメータは処理によっては多数存在し、また相互に関連している場合があるために、これらのパラメータすべてを一々ユーザ側で設定するように委ねると、非常に煩雑となり操作性が悪くなる。このため、画像処理装置側で自動的に設定させることが一般に行われている。このようなパラメータの自動設定を実現するために、画像処理装置側で最適と思われるパラメータの組み合わせを算出し、設定する様々な技術は開発され現実に利用されている。これらの技術においては、パラメータの組み合わせ候補として最適と思われる組み合わせを一組だけ、自動的に選択している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では画像処理装置側で自動的に最適と思われる値を固定しているため、ユーザ側で調整できないという問題がある。ユーザ側にとっては、設定の自由度が少なくなるため、細かな調整や最適化、状況に応じたチューニングができないという欠点があった。特に、画像処理においては、装置側で自動的に最適値を選択することが困難な場合も少なくない。画像処理のデータは比較的外乱の影響を受け易く、処理対象となる映像も多岐にわたる。このため、ある基準に沿って装置側で選択された一組のパラメータが、様々な使用状況で常に最適であるとは限らない。
【０００４】
また、パラメータの候補は通常一組のみしか算出されない。さらに、各パラメータがユーザ側に表示されないことも多い。このため、パラメータの設定に若干の変更や修正を加えたくとも、それを実現するだけの情報がユーザに提示されていないという問題がある。パラメータの情報が与えられない場合、ユーザは多くのパラメータの複雑な関係を理解し最適値を推測することが極めて困難となる。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の主な目的は、パラメータの候補群を一覧表示しユーザ側で最適な候補を選択できると共に、必要な場合は設定値を変更することのできる画像処理装置および画像処理方法、画像処理プログラムならびにコンピュータで読み取り可能な記憶媒体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するために、本発明の請求項１に記載される画像処理装置は、入力画像に対して所定の画像処理を行うものである。この画像処理装置は、前記所定の画像処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する制御部と、演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する表示部と、表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定可能な入力部とを備え、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載される画像処理装置は、入力画像に対して所定のしきい値を基準として二値の画像に置き換える二値化処理であって前記しきい値を自動的に変更する自動なしきい値の決定を行うものである。この画像処理装置は、前記自動しきい値の決定を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する制御部と、演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する表示部と、表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定可能な入力部とを備え、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明の請求項３に記載される画像処理装置は、入力画像に対して所定のしきい値に基づきエッジ部分を検出するエッジ検出処理を行うものである。この画像処理装置は、前記エッジ検出処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する制御部と、演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する表示部と、表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定可能な入力部とを備え、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、本発明の請求項４に記載される画像処理装置は、請求項１から３のいずれかに記載される特徴に加えて、前記画像処理装置はさらに、前記入力部によって指定された設定パラメータの値を調整可能な設定パラメータ値調整手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、本発明の請求項５に記載される画像処理装置は、請求項１から４のいずれかに記載される特徴に加えて、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して処理精度の目安を示す値が加えられてなることを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、本発明の請求項６に記載される画像処理装置は、請求項２に記載される特徴に加えて、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して自動しきい値決定の安定度を示す値が加えられてなることを特徴とする。
【００１２】
【００１３】
さらに、本発明の請求項７に記載される画像処理方法は、入力画像に対して所定の画像処理を行う画像処理方法である。この画像処理方法は、前記所定の画像処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する工程と、演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する工程と、表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定する工程とを備え、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、本発明の請求項８に記載される画像処理方法は、入力画像に対して所定のしきい値を基準として二値の画像に置き換える二値化処理であって前記しきい値を自動的に変更する自動なしきい値の決定を行う画像処理方法である。この画像処理方法は、前記自動しきい値の決定を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する工程と、演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する工程と、表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定する工程とを備え、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、本発明の請求項９に記載される画像処理方法は、入力画像に対して所定のしきい値に基づきエッジ部分を検出するエッジ検出処理を行う画像処理方法である。この画像処理方法は、前記エッジ検出処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する工程と、演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する工程と、表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定する工程とを備え、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、本発明の請求項１０に記載される画像処理方法は、請求項７から９のいずれかに記載される特徴に加えて、前記画像処理方法がさらに指定された設定パラメータの値を調整する工程を有することを特徴とする。
さらにまた、本発明の請求項１１に記載される画像処理方法は、請求項７から１０のいずれかに記載される特徴に加えて、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して処理精度の目安を示す値が加えられてなることを特徴とする。
さらにまた、本発明の請求項１２に記載される画像処理方法は、請求項８に記載される特徴に加えて、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して自動しきい値決定の安定度を示す値が加えられてなることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の請求項１３に記載される画像処理プログラムは、入力画像に対して所定の画像処理を行う画像処理プログラムである。この画像処理プログラムは、コンピュータを、前記所定の画像処理を行うために必要な複数の設定パラメータを演算する手段と、演算された設定パラメータ候補を複数の設定パラメータ候補群として表示する手段と、表示された設定パラメータ候補群の内から所望の設定パラメータ候補を選択し、前記選択された設定パラメータ候補に属する設定パラメータの値を指定する手段として機能させ、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す指標を付記しており、さらに前記指標が、予測される処理に要する時間であることを特徴とする。このプログラムは、ネットワークを介してダウンロード可能な形態も含まれる。
【００１８】
さらにまた、本発明の請求項１４に記載される画像処理プログラムは、請求項１３に記載される特徴に加えて、前記画像処理プログラムがさらに、コンピュータを、指定された設定パラメータの値を調整する手段として機能させることを特徴とする。
さらにまた、本発明の請求項１５に記載される画像処理プログラムは、請求項１３又は１４に記載される特徴に加えて、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して処理精度の目安を示す値が加えられてなることを特徴とする。
さらにまた、本発明の請求項１６に記載される画像処理プログラムは、請求項１３から１５のいずれかに記載される特徴に加えて、前記設定パラメータ候補に、各設定パラメータ候補の特徴を示す更なる指標として、各設定パラメータ候補に対して自動しきい値決定の安定度を示す値が加えられてなることを特徴とする。
【００１９】
さらにまた、本発明の請求項１７に記載されるコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、請求項１３から１６のいずれかに記載される前記画像処理プログラムを格納したものである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなどの磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための画像処理装置および画像処理方法、画像処理プログラムならびにコンピュータで読み取り可能な記憶媒体を例示するものであって、本発明は画像処理装置および画像処理方法、画像処理プログラムならびにコンピュータで読み取り可能な記憶媒体を以下のものに特定しない。
【００２１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするため誇張していることがある。
【００２２】
本明細書において画像処理装置または画像処理方法とは、画像処理そのものを行う装置または方法に限られず、画像処理に関連する処理を行う装置または方法も含まれる。またハードウェア的に処理を行う装置に限定するものでなく、ソフトウェア的な処理を行う装置も包含するよう意図するものである。例えば汎用の回路やコンピュータにソフトウェアやプログラム、プラグイン、オブジェクト、ライブラリ、アプレット、コンパイラなどを組み込んだ画像処理ならびにこれに関連する処理を実施可能とした汎用あるいは専用のコンピュータ、ワークステーション、端末、携帯型電子機器、ＰＤＡ、ページャ、スマートフォンその他の電子デバイスも画像処理装置に含まれる。また本明細書においては、プログラム自体も画像処理装置に含むものとする。
【００２３】
以下、本発明の実施例として自動しきい値決定という処理においてパラメータの一覧表を提示する実施例１と、エッジ検出処理においてパラメータの一覧表を提示する実施例２について、それぞれ説明する。さらにこれら以外の様々な画像処理に対しても、これらと同様にパラメータを一覧表示しユーザのチューニングに資することが可能である。
【００２４】
［画像処理装置］
本発明の実施例に係る画像処理装置の構成を図１１に基づいて説明する。図１１に示す画像処理装置は、外部から画像データを入力する入力画像記憶部１と、入力画像記憶部１に接続されて画像データを読み取り、各種の処理を行う画像処理部３と、画像処理部３で所定の画像処理を行うための制御や画像処理に必要な設定パラメータの候補を演算する制御部４と、制御部４で演算された設定パラメータ候補群を表示する表示部５と、表示部５で表示される設定パラメータ候補群を参考にしてユーザが所望の設定パラメータに調整可能な入力部６とを備える。なお、相互の部材同士の関係や接続形態は図１１に示す例に捕らわれず、例えば画像処理部３と制御部４を入れ替えたり、一の部材で構成したりすることも可能である。
【００２５】
入力画像記憶部１は、これに接続される画像ソース７から入力される画像をデータとして記憶する。例えば、撮像カメラで撮影されたリアルタイムの画像や、予め記録された再生画像あるいは予め記録された静止画などを入力画像とし、これを例えばＡ／Ｄコンバータでアナログ信号からデジタル信号に変換して二値化データや多階調のグレースケールデータなどの画像データとする。入力画像記憶部１には入力画像データを記憶するメモリ、例えば揮発性メモリであるＲＡＭなどが使用される。
【００２６】
画像処理部３は、入力画像記憶部１から入力画像データを読み取って、画像処理を行う作業領域となる。画像処理部３に接続された制御部４は、入力画像記憶部１から画像データを呼び出すアドレスを指定する。制御部４はＣＰＵなどで構成され、制御部４に指定されたアドレスに従って画像処理部３は必要な画像データを読み出し、画像処理を実施する。制御部４はさらに、画像処理を行うために必要な設定パラメータの候補を演算する。この本発明に係る実施形態の特徴は、画像処理のアルゴリズムや設定パラメータの算出方法そのものよりも、演算された設定パラメータを表示して、これをユーザが変更できるようにしたことにある。したがって、画像処理およびその設定パラメータについては、既知の画像処理および将来開発される画像処理が利用できる。具体的な画像処理の例については後述する。所定の手順に従って演算される各種の設定パラメータは、制御部４内部のメモリに保持される。設定パラメータの種類は、画像処理に応じて種々のものが存在し、具体例については後述する。求められた設定パラメータのセットを第一の設定パラメータ候補群として内部メモリに保持する。さらに、同様の手順で上記と異なる設定パラメータを演算し、第二の設定パラメータ候補群を内部メモリに保持する。以下、この動作を繰り返して複数の設定パラメータ候補群を求める。
【００２７】
得られた複数の設定パラメータ候補群は、制御部４から表示部５に送られ、外部に表示される。表示方法は、図２や図８の例に示すように一覧形式で複数の設定パラメータ候補群を同時に表示し、また各設定パラメータ候補群の特徴を示すそれぞれの指標（後述）が確認できるようにする。さらに、ユーザが所望の設定パラメータ候補を指定すると、その設定パラメータ候補に属する各設定パラメータの詳細が表示される。ユーザは、表示部５で表示される演算された設定パラメータ候補群を参考にして、ユーザのシステムまたは装置に対して最適なパラメータ値を入力部６から入力し、あるいは演算された値を調整、変更することができる。入力部６はマウスやタブレット、デジタイザ、ライトペン、キーボード、テンキー、ジョグダイヤル、タッチパッド、スライドパッド、アキュポイントなどの各種ポインティングデバイスが利用できる。例えば図２や図８に示す画面から、ユーザが選択した設定パラメータ候補群の各設定パラメータが各入力欄に自動的に入力される。この状態でユーザは入力部６を操作してカーソルを所望のパラメータの欄に移動させ、デフォルトで入力されている演算値を増減させ、あるいは直接値を入力する。このように、入力部は設定パラメータ調整手段を構成し、画像処理装置で自動的に演算した各種の最適と思われるパラメータ値を参考にしながら、ユーザは使用状況に合わせてさらにパラメータ値を微調整することができる。入力部６から入力あるいは修正された値は制御部４に入力され、制御部４は入力情報に従って表示部５の表示内容を更新する。
【００２８】
［実施例１  自動しきい値決定］
以下、実施例１として自動しきい値決定における各種パラメータを一覧表示する手法を説明する。図１に、自動しきい値決定のパラメータ候補群の一覧表を、図２に本実施例を実現するプログラムのユーザインターフェースの一例を示す。
【００２９】
二値化処理とは、画像処理の前処理などで行われる、多値画像を特定のしきい値を基準としてその上下で二値の画像に置き換える処理である。通常の二値化処理においては、しきい値は固定であるため、外乱の影響などが原因で入力された多値画像に変化が起こると、所望の二値画像が得られないことがある。そこで、しきい値を固定とせず、入力画像に応じて常に最適なしきい値となるように変動させる手法が知られており、この手法を総称して自動しきい値決定という。
【００３０】
対象となる画像データが変わると、設定されたしきい値が最適でなくなることがある。よって画像が変わると最適なしきい値を算出してやる必要があり、画像データに応じた最適なしきい値決定を行うために各種のパラメータを設定する必要がある。このような複数のパラメータのすべての設定をユーザの手に委ねるのは困難である。そこで画像処理装置側で各設定パラメータを演算すると共に、演算された設定パラメータ候補を表示させてユーザに確認させると共に、ユーザ側で各値を調整できるようにした。また適切と思われる設定パラメータ候補を複数組演算して、これらを一覧表示させることで、ユーザはこれら複数の設定パラメータ候補群を参照、あるいは取捨選択して、所望の設定パラメータに調整することが可能となる。
【００３１】
［自動しきい値決定の手順］
以下、自動しきい値決定において、２５６階調の入力画像を二値化し、しきい値を自動的に設定する工程を図３のフローチャートに基づいて説明する。入力画像の階調もしくは色数はこれに限られるものでなく、２４色、あるいは２４万色の入力画像であっても同様の手法で二値化処理を行うことができる。
【００３２】
［濃度ヒストグラム］
まず、濃度値のヒストグラムを作成する（Ｓ１）。濃度ヒストグラムとは、入力画像に含まれる画素の濃度分布を示すグラフである。濃度ヒストグラムの波形の一例を図４にて太線で示す。この濃度ヒストグラムは、図２のユーザインターフェースにおいて画面左下に表示されているものを説明のために拡大したものである。この例では、元の画像データの各画素毎に濃度値を０（黒）〜２５５（白）の階調で表し、各濃度値について入力画像中にその濃度値の画素が幾つあったかを計数し、それぞれの階調毎に総数をプロットしている。
【００３３】
次に、濃度ヒストグラム波形を微分する（Ｓ２）。図４の例では、微分波形を元の濃度ヒストグラムに重ねて波線で表示している。なお、濃度ヒストグラム波形とその微分波形は、色分けや線種（細線、太線、波線、一点鎖線など）を変更することにより同時表示時にも区別することができる。あるいは、元の画像と、二値化処理された画像とを切り替えて一方の波形のみを表示させても良い。また、それぞれの波形用に複数のプレビュー画面を設けても良い。
【００３４】
次に、Ｓ２のステップで求められた微分波形について、図４に示すようなゼロ点とクロスする値、つまりゼロクロス点となる点に対して番号を付す。図４に示すように、これにより間接的に濃度ヒストグラムにおけるピーク値に対して番号を付したこととなる（Ｓ３）。図４の例では、各ピーク（微分波形で言う、ゼロクロス点）の下方に番号を付すことで、ピークの存在とその番号を示している。この番号を表示させることによって、ユーザにピークの存在を認識させるようにしている。ピークの番号表示は、数字（１、２、３、・・・）やアルファベット（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、・・・）など、任意の文字や記号が使用できる。また図４において右から左に向かって順に付してもよい。なおピークの情報は、ユーザに知らせないで装置側で演算して処理してもよい。
【００３５】
次に微分した波形からしきい値を決定する（Ｓ４）。一般に二値化処理のためのしきい値が一つの場合は、ヒストグラムで表示される大きなピーク同士の間に引くのが好ましいとされている。そのため、各ピークに番号を付し、何番目と何番目のピークの間にしきい値を設定するかを演算して決定する。しきい値を設定する位置、すなわちしきい値として設定する濃度値は、例えばピークの番号と、このピークと前のピークとの中間位置を基準として、この中間位置を１００％としたときのオフセット位置で表現できる。あるいは、しきい値とするピークの番号をＮ、オフセット値をＰとするとき、しきい値はＮ−１番目のピークとＮ番目のピークの間で、これらのピーク値をＰ：（１００−Ｐ）に内分する点の濃度値としてもよい。この方法では、Ｎ＝３、Ｐ＝６７のとき、ピーク番号２番目の３番目の間で、これらのピーク値を６７：３３に内分する濃度がしきい値となる。さらにしきい値を特定する手段は、これら以外の手法を用いてもよい。以上のようにして、画像処理装置は二値化処理におけるしきい値を自動的に演算する。
【００３６】
しきい値は一のみを設定する場合に限定されず、状況によってしきい値を複数設定したいことがある。さらに、入力画像の内から背景の部分をカットしたいなど、様々な要求が発生する。これらの条件に応じて、複数のしきい値を設定する。図４の例では、上限しきい値と下限しきい値を設定している。さらに、自動しきい値決定にはこれらしきい値の他、様々な設定パラメータが存在する。以下、各設定パラメータについて説明する
【００３７】
［設定パラメータの種類］
図１に示すように、自動しきい値決定におけるパラメータには、上限しきい値、下限しきい値それぞれに関して基準となるピーク番号とオフセット位置、さらに平滑度、度数カットレベル、下限カットレベル、上限カットレベルなどが挙げられる。
【００３８】
［上限しきい値、下限しきい値、ピーク番号、オフセット］
しきい値は複数設けることができ、この例では上限しきい値と下限しきい値の２つを設定している。入力画像の内、下限しきい値と上限しきい値の間の濃度を持つピクセルを２５５とし、それ以外の濃度を持つピクセルを０とする。しきい値の特定は、上述のようにピーク番号とオフセット位置で表示される。すなわち、下限しきい値はｎ番目ピークのｍ％の位置、上限しきい値はｋ番目ピークのｌ％の位置といった形式で特定される。例えば図１の候補１では、上限しきい値は１番目のピークと２番目のピークの間で、中間からオフセット２０％の位置に設定されており、同様に下限しきい値は２番目のピークと３番目のピークの間、オフセット１０％の位置に設定されている。図５に上限しきい値と下限しきい値を設定する一例を示す。
【００３９】
［平滑度］
濃度ヒストグラムの原波形はノイズなどのためジャギーが多く、そのままでは多数のピークが立ってしまう。そこで波形のジャギーをなめらかにするためのスムージング処理を行う必要がある。平滑度とはスムージング処理の度合いを示すパラメータである。具体的には、濃度ヒストグラムの原波形に対してフィルタ処理を行う。
【００４０】
［度数カットレベル］
濃度ヒストグラムの微分波形に対してしきい値を設け、このしきい値以下については処理の対象としない。このしきい値を度数カットレベルと呼ぶ。図６に度数カットレベルを設定した一例を示す。
【００４１】
［下限カットレベル、上限カットレベル］
濃度ヒストグラムに対して、濃度の下限を設定し、これ以下については処理の対象としない。このしきい値を下限カットレベルと呼ぶ。同様に、上限となるのが上限カットレベルである。図６に下限カットレベルおよび上限カットレベルを設定した一例を示す。例えば、入力画像に含まれる背景の情報について排除したい場合などに設定して背景に該当するデータをカットすることができる。
【００４２】
［指標］
さらに、各設定パラメータ候補群の特徴を示す指標を併記することもできる。特徴を示す指標とは、例えば処理速度や精度の目安、また外乱に対する自動しきい値決定の安定度を示す値などで、これらを候補群と合わせて提示することで、ユーザは指標を参考にしながら所望の候補を選択することができるというメリットが得られる。
【００４３】
［自動しきい値決定プログラムのユーザインターフェース］
図２は自動しきい値を設定するソフトウェアのユーザインターフェース画面である。この図は表示部の表示内容を示し、画面左上に設けられたプレビュー表示欄８と、左下に設けられた波形表示欄９と、右下に設けられた学習結果表示欄１０と、右上に設けられた処理結果表示欄１１で構成されている。
【００４４】
［プレビュー表示欄］
プレビュー表示欄８は、取り込まれた入力画像や二値化処理後の状態のプレビューを行う。プレビュー表示欄８ではカラーや白黒の元データと、処理後の二値化データを切り替えて表示できる。プレビュー表示欄８では画面上から入力部であるマウスなどで、ユーザが所望の領域を指示すると、指示された画素の情報を表示できる。例えば、プレビュー画面上で、ユーザが自動しきい値決定の基準値としたい領域をマウスなどでクリックすると、制御部はマウスにてクリックした位置の画素濃度を取得し、その濃度に対して±ｎ画素濃度の幅を持たせる。この幅を持たせた画素濃度に対して、下側の濃度を下限しきい値とし、上側の濃度を上限しきい値と仮に設定する。この二つのしきい値を前述の方法でピークとオフセットに換算すると共に、その濃度が濃度ヒストグラムのピークに対して何番目のピークの何番目のピークの間に位置するかを算出する。ユーザはその結果をピーク番号とオフセット位置で確認できるので、この値を参考にして上限しきい値や下限しきい値を設定し直したり、変更、調整することができる。
【００４５】
［波形表示欄］
図４に示したように、濃度ヒストグラム波形およびその微分波形を表示する欄である。波形にはピーク番号を表示させることができる。また、上限しきい値や度数カットレベル、下限カットレベルなども併せて表示することができる。各波形やしきい値などは、表示の切り替えによって個別に表示させたり同時に表示させたりすることができる。その際、各波形を区別するために線種や色などを変更して表示させても良い。
【００４６】
［学習結果表示欄、処理結果表示欄］
学習結果表示欄１０には、制御部で演算された設定パラメータ候補群が表示される。候補群が表示される順序は、画像処理装置側が最適と判断した総合評価順であり、精度や速度などの順ではない。ユーザはマウスやデジタイザなどの入力部で所望の設定パラメータ候補を選択すると、選択された設定パラメータ候補に属する各設定パラメータが、処理結果表示欄１１に入力される。ここでユーザは処理結果表示欄１１の各ダイヤログボックスを選択して、所望の値に調整することができる。設定された値で二値化処理を実行すると、プレビュー表示欄８に二値化された画像が表示され、同時に処理結果表示欄１１に演算された各設定値が表示される。
【００４７】
［実施例２  エッジ検出］
次に、実施例２としてエッジを自動検出する際のパラメータ設定時におけるパラメータ候補群を一覧表示する手法を説明する。図７は、候補群の一覧表を、図８は本実施例を実行するプログラムのユーザインターフェースの一例を示す。図８の候補ウィンドウに表示されるパラメータ候補群が、図７の一覧表の各値と対応している。この実施例では、パラメータとしてエッジ候補しきい値、エッジ除去しきい値、エッジ検出しきい値の３つを表示している。
【００４８】
以下、図９に基づいて各パラメータの意味を説明し、またパラメータに基づいてエッジを自動検出する手順を図１０のフローチャートに基づいて説明する。例えば、図９（ａ）に示すような矩形状の入力画像に対し、Ａ、Ｂそれぞれの領域の内Ｂの領域の両端部の位置を検出したいとする。
【００４９】
まず、対象となる矩形内を投影（プロジェクション）し、投影濃度配列を作成する（Ｓ’１）。すると、図９（ｂ）に示すような波形が得られる。図９（ｂ）の波形においては、横軸は位置を示し、縦軸は濃度値を０（黒）〜２５５（白）の２５６階調で表し、黒が下で上方に行くほど白になる。この投影濃度配列は図８の例ではユーザ側に表示されないが、表示させてユーザが波形を確認できるようにしてもよい。また必要に応じてこの波形にスムージング処理を行ってもよい。その際はスムージングのための平滑度をパラメータとして追加することができる。またスムージング前後の波形を表示させてユーザが確認可能としてもよい。
【００５０】
［エッジ候補しきい値］
そして、投影濃度配列からエッジ候補しきい値を基準としてエッジ候補を検出する（Ｓ’２）。ここでエッジ候補しきい値とは、エッジの候補を検出するパラメータであり、投影濃度配列がエッジ候補しきい値と交差する部分をエッジ候補とする。図９（ｃ）に示すように、太線で示すエッジ候補しきい値と交差する部分が、エッジ候補となる。すなわち、エッジ候補しきい値よりも高い、あるいは濃い濃度となる境界が、求めようとするエッジ候補として検出される。
【００５１】
［エッジ除去しきい値］
さらに、波線で示すエッジ除去しきい値によってエッジを選別する（Ｓ’３）。ここでエッジ除去しきい値とは、エッジ検出において無視したい値を示すしきい値である。投影濃度配列がエッジ除去しきい値と交差しているピークはエッジ検出対象外として、処理から排除される。図９（ｃ）においては、左側のエッジ候補（図９（ａ）でＡに相当する領域）が排除される。いいかえると、濃度がなだらかに変化する点をエッジとして検出するためには、急激に変化する点を排除する必要がある。つまりここでのエッジ検出しきい値は、エッジとしたくないような急激に変化する領域をエッジ検出領域から排除するためのパラメータであり、エッジ検出しきい値を超えるものについてはエッジ検出の候補としない。
【００５２】
［エッジ検出しきい値］
さらに、選別されたエッジ候補の近辺の微分波形に基づいて、エッジの位置と数を算出する（Ｓ’４）。まず図９（ｄ）に示すように、投影濃度配列の微分波形を作成する。微分波形は投影濃度配列全体について求めてもよいが、Ｓ’３で選別されたエッジ候補の近辺のみを微分して微分波形を求める方が効率的である。この微分波形に対しエッジ検出しきい値と交差する部分をエッジとする。図９（ｄ）の例では、正負２つのエッジ検出しきい値を用意し、微分波形が正のエッジ検出しきい値を超える領域でのピークの位置、および負のエッジ検出しきい値を下回る領域でのピークの位置をエッジ位置と判定する。この例では、２つのエッジが検出される。
【００５３】
以上のようにして、設定されたパラメータに基づいてエッジが検出される。エッジの検出処理においては、上述したパラメータであるエッジ候補しきい値、エッジ除去しきい値、エッジ検出しきい値に依存してエッジ検出が左右される。これらの設定パラメータ値を変更することにより、エッジ検出の結果や精度が変化する。設定パラメータの候補群は、実施例１と同様に、画像処理装置の制御部が所定の条件に従って自動的に演算する。設定パラメータ候補群は、表示部に複数が一覧表示される。以下、設定パラメータ候補群の一覧表示について図８に基づいて説明する。
【００５４】
［エッジ検出処理のユーザインターフェース］
図８は、表示部に表示されるイメージとして、エッジ検出処理プログラムのユーザインターフェースを示す。図８において、中段は設定パラメータ候補群を表示する設定パラメータ候補群表示ウィンドウ１３で、上段はパラメータの詳細を表示するしきい値設定欄１４を、下段は実際にエッジ検出を行った処理結果表示欄１１Ｂを構成している。
【００５５】
ユーザは、中段の設定パラメータ候補群表示ウィンドウ１３中から所望の候補を入力部から指定する。表示されている候補１〜４の中から入力部であるマウスなどで所望の候補を選択すると、選択された候補に属する設定パラメータが上段のしきい値設定欄１４に自動的に入力されて表示される。しきい値設定欄１４の表示は、候補１〜４を変更することによって各候補に応じた値に変更される。ユーザはさらに入力部であるマウスなどでしきい値設定欄１４の各ウィンドウをハイライトし、右端に備えられたボタンを押下して値を上下させ、あるいは直接数値を入力することができる。ユーザは、設定パラメータ候補群表示ウィンドウ１３の表示を参照しながら、各設定パラメータを所望の値に調整する。設定パラメータが指定された状態で、しきい値設定欄１４の下部に設けられた学習ボタン１２を押下すると、現在指定されている設定パラメータの値が記憶される。
【００５６】
処理結果表示欄１１Ｂの下部には、４つのボタンが設けられ、左から試行ボタン１５、再試行ボタン１６、中止ボタン１７、実行ボタン１８となっている。試行ボタン１５を押下すると、指定された設定パラメータに従ってエッジ検出が試行され、その結果が処理結果表示欄１１Ｂに表示される。この状態で、ユーザが結果を参照してさらに設定パラメータを調整したとき、再試行ボタン１６を押下すると変更された設定パラメータに基づいて再度エッジ検出が試行され、処理結果表示欄１１Ｂが更新される。エッジ検出処理を中止したいときは中止ボタン１７を押下する。最終的に設定パラメータの値が決定されると、実行ボタン１８を押下してエッジ検出を実行する。
【００５７】
上記の実施例に限られず、画像処理においてパラメータの一覧をユーザに提示することは、他の画像処理においても有効である。特に、設定すべきパラメータが複数ある場合は、各パラメータの意味を理解した上で最適となるように値を設定しなければならず、非常に面倒かつ困難となる。このため画像処理装置側で自動的に設定パラメータを演算することが行われている。しかしながら、演算された設定パラメータをユーザに提示しないと、ユーザ側で設定パラメータ値を調整したり自ら設定したりすることができない。このため、画像処理装置に設定パラメータを自動演算させることによって、ユーザの手間を省くと共に、さらに必要に応じて、ユーザ側で自動演算された設定パラメータを調整することも可能とし、省力化と柔軟性を両立させた画像処理装置および方法を得るものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像処理装置および画像処理方法、画像処理プログラムならびにコンピュータで読み取り可能な記憶媒体によれば、画像処理においてパラメータ設定を容易に行うことができるとともに、各設定パラメータ値を使用状況に応じて適切な値に調整できるというメリットが得られる。それは、本発明の画像処理装置および画像処理方法、画像処理プログラムならびにコンピュータで読み取り可能な記憶媒体が、自動的に設定パラメータ候補を演算させた結果を表示させ、ユーザに確認できるようにすると共に、これらの値をユーザが直接操作して変更可能としているからである。特に、設定パラメータ候補を複数演算してユーザに対して一覧表示させることで、ユーザは様々な設定値を参酌しながら状況に応じた値を選択できる。この結果、ユーザは複数の設定パラメータ候補群から所望の値を取捨選択し、必要ならばこれらの値を変更、微調整することができる。このように本発明は、複雑なパラメータ設定を自動的に演算することでユーザの負担を軽減するメリットを維持しながら、更に最適なパラメータ値をユーザ側で調整できるようにして、自動設定では得られない最適化を実現可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動しきい値決定のパラメータ候補群を示す一覧表である。
【図２】自動しきい値決定プログラムのユーザインターフェースの一例を示すイメージ図である。
【図３】自動しきい値決定でしきい値を設定する工程を示すフローチャートである。
【図４】図２に示す濃度ヒストグラムの波形を拡大したグラフである。
【図５】図４に示す濃度ヒストグラムの波形に上限しきい値と下限しきい値を示したグラフである。
【図６】図４に示す濃度ヒストグラムの微分波形に上限カットレベル、下限カットレベル、度数カットレベルを示したグラフである。
【図７】エッジ検出処理の設定パラメータ候補群を示す一覧表である。
【図８】エッジ検出プログラムのユーザインターフェースの一例を示すイメージ図である。
【図９】エッジ検出処理における設定パラメータを説明する概略図である。
【図１０】エッジ検出処理を行う工程を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１・・・入力画像記憶部
３・・・画像処理部
４・・・制御部
５・・・表示部
６・・・入力部
７・・・画像ソース
８・・・プレビュー表示欄
９・・・波形表示欄
１０・・・学習結果表示欄
１１・・・処理結果表示欄
１１Ｂ・・・処理結果表示欄
１２・・・学習ボタン
１３・・・設定パラメータ候補群表示ウィンドウ
１４・・・しきい値設定欄
１５・・・試行ボタン
１６・・・再試行ボタン
１７・・・中止ボタン
１８・・・実行ボタン
【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】
0004727874.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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