(57)【要約】【課題】  参照面の微動機構を備えていなくても領域識別を行え、また、参照光束の領域の内側に縞画像領域が含まれる場合にも安定して縞画像領域の識別を行う。【解決手段】  干渉計の画像の各行、各列毎に、該画像を構成する各画素の輝度値を積算し、各行、各列毎の積算値が予め定められた第１のしきい値Ｈ以上の積算輝度値の範囲を参照光束領域３としてその中心と半径を求め、次に干渉計の画像に対し微分フィルタによる処理を施し、先に求めた参照光束領域３内において、さらに各行、各列毎に、該画像を構成する各画素の輝度値を積算し、該各行、各列毎の積算値が予め与えられた第２のしきい値以上の積算輝度値の範囲を縞画像領域２として決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉計の画像における縞画像領域を決定するにあたり、参照光束領域と干渉光束の領域を別々に求めて縞画像領域を決定することを特徴とする干渉計の縞画像領域決定方法。
【請求項２】
前記参照光束領域を求めた後に、前記干渉光束の縞画像領域を決定することを特徴とする請求項１記載の干渉計の縞画像領域決定方法。
【請求項３】
前記縞画像領域が円形であることを特徴とする請求項２記載の干渉計の縞画像領域決定方法。
【請求項４】
前記干渉計の画像の各行、各列毎に、該画像を構成する各画素の輝度値を積算し、該各行、各列毎の積算値が予め定められた第１のしきい値以上の積算輝度値の範囲を参照光束領域としてその中心と半径を求め、次に前記干渉計の画像に対し微分フィルタによる処理を施し、先に求めた参照光束領域内において、さらに各行、各列毎に、該画像を構成する各画素の輝度値を積算し、該各行、各列毎の積算値が予め与えられた第２のしきい値以上の積算輝度値の範囲を縞画像領域として決定することを特徴とする請求項３記載の干渉計の縞画像領域決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計における縞画像領域の決定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、干渉計の画像における縞画像領域と背景画像領域を識別する方法として、参照光束の位相を変化させて複数の画像を読み取り、それら複数の画像において各画素毎に最大値と最小値を求め、それらの差（最大値ー最小値）が定められた判別値以上となった画素を縞画像領域、判別値未満の画素を背景画像領域として識別するものが知られている。（特許文献１）
【０００３】
また、干渉計の画像における縞画像領域と背景画像領域を識別する他の方法として、図６〜図８に示すものが知られている（特許文献２）。
すなわち、図６に示すように、まず、干渉計の画像の全画像領域１００に対して差分演算、例えば非線形フィルタによるエッジ検出処理を施す（ステップ１００）。次に、この処理により得られたエッジを強調するために、全画像領域１００に差分演算、例えばラプラシアンフィルタによる強調処理を施す（ステップ１０１）。この強調処理により、縞画像領域１０１のエッジ部分１０１ａの濃度変化は強調されてエッジが際だち、反対に縞画像領域１０１の内側部分１０１ｂの濃度変化は小さくなり縞模様は目立たなくなる。さらに、全画像領域１００に対しメディアンフィルタによる拡散処理を施して、縞画像領域１０１内の縞模様をぼかす。すると、図７に示すように、縞画像領域１０１が明確になり、同領域１０１を特定することが可能となる。そして、得られた画像において輪郭線をトレースして縞画像領域１０１の形状を決定し、この縞画像領域１０１をマスキング範囲として全画像領域１０１から抽出する（ステップ１０３）。なお、図６，図７において符号１０２は背景画像領域を示す。
【特許文献１】特開平２−１２００１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の干渉計の縞画像領域決定方法のうち前者の参照光束の位相変化を利用するものにあっては、参照面の微動機構を備えていない干渉計に採用できないという課題があった。
また、後者の縞画像領域のエッジを処理してその輪郭をたどるものにあっては、参照光束の領域の内側に縞画像領域が含まれる場合は、安定した識別が難しいという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、参照面の微動機構を備えていなくても縞画像領域の識別が可能であり、また、参照光束の領域の内側に縞画像領域が含まれる場合にも安定して同縞画像領域の識別が可能な干渉計の縞画像領域決定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の発明は、干渉計の画像における縞画像領域を決定するにあたり、参照光束領域と干渉光束の領域を別々に求めて縞画像領域を決定することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の干渉計の縞画像領域決定方法において、前記参照光束領域を求めた後に、前記干渉光束の縞画像領域を決定することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の干渉計の縞画像領域決定方法において、前記縞画像領域が円形であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３記載の干渉計の縞画像領域決定方法において、前記干渉計の画像の各行、各列毎に、該画像を構成する各画素の輝度値を積算し、該各行、各列毎の積算値が予め定められた第１のしきい値以上の積算輝度値の範囲を参照光束領域としてその中心と半径を求め、次に前記干渉計の画像に対し微分フィルタによる処理を施し、先に求めた参照光束領域内において、さらに各行、各列毎に、該画像を構成する各画素の輝度値を積算し、該各行、各列毎の積算値が予め与えられた第２のしきい値以上の積算輝度値の範囲を縞画像領域として決定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の干渉計の縞画像領域決定方法について、図１及び図２を用いて説明する。
まず、図１に示すような干渉計の画像の全画像領域１に対して、各行について１行毎にＸ方向に輝度値を積算し、同様に各列について１列毎にＹ方向に輝度値を積算する。このようにして得られる積算輝度値のうち各列毎の積算輝度値を図２に示す。縞画像領域２内の積算輝度値は、参照光束領域３内の積算輝度値より低いことがあるため、単純な積算輝度値による縞画像領域２の識別は困難である。
ここで、まず判別値をＨ（第１のしきい値）とすると、参照光束領域３と背景画像領域４との分離が可能になる。次に取り込まれた画像に対して微分フィルタによる処理、例えばＳｏｂｅｌフィルタによる処理を施すと、濃度変化のある縞画像領域２と参照光束領域３の端部についてその濃度の変化分が残り、濃度変化のない光束の領域は目立たなくなる。ついで、参照光束領域３の端の輝度を除いて、先ほどの処理を行うために、参照光束領域３内において、各行について１行毎にＸ方向に輝度値を積算し、同様に各列について１列毎にＹ方向に輝度値を積算する。このときに別の判別値ＨＨ（第２のしきい値）を与えると、参照光束領域３と縞画像領域２の分離が可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、参照光束の内側に縞画像領域が存在する場合でも、参照光束の領域と縞画像領域が同じ場合においても、安定して縞画像領域を識別することができ、また 参照面の微動機構を備えていなくても縞画像領域の識別が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る干渉縞解析方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図３は第１の実施形態の内容を示すフローチャートである。図４は本発明の対象となる代表的な干渉計の画像を示す。この画像は、例えば、Ｘ方向に６４０列、Ｙ方向に４８０行の画像である。また、図４において符号１は全画像領域、２は縞画像領域、３は参照光束領域、４は背景画像領域であり、縞画像領域２を識別することが本発明の主目的である。
【００１３】
図３のフローチャートにしたがって、縞画像領域２を識別する方法について説明する。
まず、全画像領域１において、１行目の各画素の輝度値をＸ方向に向かい積算する。次に、２行目の各画素の輝度値をＸ方向に向かい積算する。同様な操作を、３行目から４８０行目まで行う（ステップ１）。この操作で得られた各積算輝度値をＹＩ１、ＹＩ２、…、ＹＩｉ、…、ＹＩ４８０とする（添え字ｉは行数を示す）。
【００１４】
続いて、全画像領域１において、１列目の各画素の輝度値をＹ方向に向かい積算する。次に、２列目の各画素軒度値をＹ方向に向かい積算する。同様の操作を３列目から６４０列目まで行う（ステップ２）。この操作で得られた各積算輝度値を、ＸＩ１、ＸＩ２、…、ＸＩｉ、…、ＸＩ６４０とする（添え字ｉは列数を示す）。
【００１５】
予め、種々の演算あるいは実験等を用いて判別値（第１のしきい値）Ｈを定め、この判別値Ｈ以上の積算輝度値であるか否か、各積算輝度値ＹＩ１、ＹＩ２、…、ＹＩｉ、…、ＹＩ４８０及びＸＩ１、ＸＩ２、…、ＸＩｉ、…、ＸＩ６４０について判別する。
ここで判別された判別値Ｈ以上の積算輝度値の範囲が、ＹＩ９０〜ＹＩ３９０及びＸＩ１７０〜ＸＩ４７０であるとしたとき、Ｙ方向の範囲が９０〜３９０行、Ｘ方向の範囲が１７０〜４７０列であると決定する。
【００１６】
決定された範囲において、列の中央をＸ方向の中心ＣＸ、行の中央をＹ方向の中心ＣＹとし、ＣＸ、ＣＹを領域の中心座標とする。また、決定された範囲のＸ方向の列数とＹ方向の列数の平均値の１／２を半径Ｒと決定する。ここで決定した中心ＣＸ、ＣＹ及び半径Ｒで与えられる円が参照光束領域３となる（ステップ３）。
【００１７】
なお、このとき楕円あるいは４角形で参照光束領域３の形状を決定する場合は、Ｘ方向、Ｙ方向ともに、前記積算輝度値の範囲のそのままの列数及び行数の値を用いることも可能である。
【００１８】
次に、全画像領域１に対してＳｏｂｅｌフィルタによる処理を施す（ステップ４）。なお、Ｓｏｂｅｌフィルタに代わって、Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタによる処理を行ってもよい。この処理により、濃度変化が少ない参照光束領域３は薄くなり、濃度変化のある縞画像領域２と参照光束の端が残ることになる。なお、この際、干渉縞が方向によらずに対応できるようにＸ方向微分とＹ方向微分を用い２値化後にＯＲ演算を施して、以降の処理につなげることも可能である。
【００１９】
次に、先に決定した円形の参照光束領域３の範囲内において、先ほどと同様にＸ方向及びＹ方向に各行または各列毎に画素の輝度値を積算する（ステップ５，６）。これをＸＸＩｉ及びＹＹＩｉとする。予め、種々の演算あるいは実験等を用いて判別値（第２のしきい値）ＨＨを定め、該判別値ＨＨ以上の積算輝度値の範囲を判別する。そして、参照光束領域３を算出する場合と同様にして、判別値以上の列の中央及び行の中央を中心とし、また、列数及び行数の平均の１／２を半径として決定する。そして、ここで算出した中心及び半径で決定される円形領域を縞画像領域２として識別する（ステップ７）。
【００２０】
このような識別方法であると、参照光束領域３の範囲を先に算出し、微分フィルタを用いてその範囲内においてのみ縞画像領域２の範囲を算出することで、縞画像領域２が参照光束領域３の内側にある場合でも、縞画像領域２の安定した抽出が可能となる。また、参照面の微動機構を備えていなくても、縞画像領域２の抽出が可能である。
＜第２の実施形態＞
【００２１】
図５は、本発明の第２の実施形態を示すフローチャートである。
図５に示すように、１行目の各画素の輝度値を、Ｘ方向に向かい積算する。次に、２行目の各画素の輝度値をＸ方向に向かい積算する。同様の操作を３行目から４８０行目まで行う（ステップ１１）。この操作で得られた積算輝度値をＹＩ１、ＹＩ２、…、ＹＩｉ、…、ＹＩ４８０とする（添え字ｉは行数を示す）。
続いて、１列目の各画素の輝度値をＹ方向に向かい積算する。次に、２列目の各画素の輝度値を、Ｙ方向に向かい積算する。同様な操作を３列目から６４０列目まで行う（ステップ１２）。この操作で得られた加算輝度値をＸＩ１、ＸＩ２、…、ＸＩｉ、…、ＸＩ６４０とする（添え字ｉは列数を示す）。
【００２２】
予め、種々の演算あるいは実験等で判別値（第１のしきい値）Ｈを定め、この判別値Ｈ以上の積算輝度値であるＹＩ１〜ＹＩ４８０及びＸＩ１〜ＸＩ６４０を判別する。
ここで判別された範囲がＹＩ９０〜ＹＩ３９０及びＸＩ１７０〜ＸＩ４７０であるとしたとき、Ｙ方向の範囲が９０〜３９０行、Ｘ方向の範囲が１７０〜４７０列であると決定する。
【００２３】
決定された範囲において、列の中央をＸ方向の中心ＣＸ、行の中央をＹ方向の中心ＣＹとし、ＣＸ、ＣＹを領域の中心座標とする。また、Ｘ方向の列数とＹ方向の行数の平均値の１／２を半径Ｒと決定する。ここで決定した中心ＣＸ、ＣＹ及び半径Ｒで与えられる円形が参照光束領域３となる（ステップ１３）。
【００２４】
次に、全画像領域１のＸＩ１〜ＸＩ６４０及びＹＩ１〜ＹＩ４８０に対して微分値を求める。この求めた微分値ＸＩ’ｉに対して判別値ＢＩ以上の個数を計数する。同様にＹＩ’ｉに対しても判別値ＢＩ以上の個数を計数する。ＸＩ’ｉ及びＹＩ’ｉについて、ともに計数値が２箇所以下の場合は、参照光束領域３と縞画像領域２が一致すると判断して、先ほど算出した中心値ＣＸ、ＣＹ及び半径Ｒを縞画像領域２と決定する。計数値が３箇所以上存在する場合には、Ｓｏｂｅｌフィルタ処理以降の第１の実施の形態と同様な処理を行う。すなわち、ステップ１６〜ステップ１９において、前記第１の実施の形態におけるステップ４〜ステップ７の処理と同様の処理を行う。これにより、参照光束領域３の内側に縞画像領域２がある場合でも、同縞画像領域２を安定して抽出できる。
【００２５】
以上の説明したように、内側を検索するか否かの判断（ステップ１４，１５）を行うことで、解析の速度を向上し、また、内側外側ともに安定した範囲の抽出が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の干渉計の画像の説明図である。
【図２】図１の画像の各列を積算した説明図である。
【図３】第１の実施の形態の処理を表したフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態の干渉計の画像の説明図である。
【図５】第２の実施の形態の処理を表したフローチャートである。
【図６】従来技術の干渉計の画像の説明図である。
【図７】従来技術の処理後の画像の説明図である。
【図８】従来技術の概略を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１  全画像領域
２  縞画像領域
３  参照光束領域
４  背景画像領域
【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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