(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維状粒子が重なり合っている画像において、それらの複数の繊維状粒子を一つ一つの繊維状粒子に分離する方法であって、
前記画像が映し出されている画面において、少なくとも２つの繊維状粒子が一定の長さを有する交差領域を共有するように交差している場合の前記交差領域を含む領域を指定する第一の過程と、
前記領域を前記画面からカットする第二の過程と、
前記領域外に残っている前記繊維状粒子の画像のうち、同じ方向を向いているものを連結する第三の過程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記第一の過程において、前記領域は、交差する繊維状粒子の太さ及び交差の角度に応じて決められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第三の過程において連結された繊維状粒子のうち、同じ方向の繊維状粒子を記憶媒体の同一の領域に格納する第四の過程を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の繊維状粒子が重なり合っている顕微鏡画像その他の画像において、それら複数の繊維状粒子を一つ一つの繊維状粒子に分離する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）などのプラスチック製品や紙パルプ製品は、素材としてプラスチックやパルプの細かい繊維状粒子を使用している。
【０００３】
これらの素材の品質管理や研究開発の段階においては、繊維状粒子の長さや幅がどのように分布しているかについてのデータが必要になる。現状では、繊維状粒子の顕微鏡画像を見ながら、人間が一本ずつ各繊維状粒子の長さや幅を測定している。
【０００４】
図８は、プラスチックの細かい繊維状粒子の顕微鏡写真を画像処理化したもの（以下、顕微鏡画像と呼ぶ）の一例を示す。
【０００５】
顕微鏡画像においては、各繊維状粒子を把握しやすくするため、図４に示すように、一定の太さを有する繊維状粒子１０を画像処理により、一本の線１１として表す。この線１１を骨格線と呼ぶ。
【０００６】
図４に示すように、２つの繊維状粒子１０が比較的大きな角度で交差している場合には、それらの繊維状粒子１０を骨格線１１に画像処理しても、各骨格線１１を明確に区別することができる。
【０００７】
これに対して、図５に示すように、２つの繊維状粒子１２が比較的小さな角度で交差している場合には、それらの繊維状粒子１２を骨格線１３に画像処理すると、骨格線１３の交点付近が実際の状態以上に重なり合ってしまい、２つの骨格線１３は一つの点で交差するものとしてではなく、ある一定の長さの領域１４を介して交差するものとして表されることとなる。
【０００８】
このため、領域１４内において、２つの骨格線１３を一つ一つの骨格線１３に分離する作業を行うことが必要となってくる。
【０００９】
図６は、相互に交差している骨格線を各骨格線に分離するための第一の従来の方法を示す。
【００１０】
図６においては、２つの骨格線１５、１６が相互に交差しているものとする。
【００１１】
先ず、各骨格線１５、１６の端子１５ａ、１５ｂ及び１６ａ、１６ｂを抽出する。
【００１２】
次いで、各端子１５ａ、１５ｂ及び１６ａ、１６ｂの中の任意の２つの端子を直線１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆで結ぶ。端子は４個あるので、任意の２つの端子を結ぶ直線（破線で示す）は６通りできる（4Ｃ2＝６）。
【００１３】
次いで、６個の直線のうち、どの直線が最も原画像と重なりの度合いが大きいかを判定する。
【００１４】
図６に示した例の場合では、直線１７ｅ、１７ｆが元の骨格線１５、１６の画像と重なり合う度合いが最も大きいので、直線１７ｅ、１７ｆが骨格線１５、１６として認定される。
【００１５】
図７は、相互に交差している骨格線を各骨格線に分離するための第二の従来の方法を示す。図６に示した例は２つの骨格線１５、１６が直線の場合の例であるが、図７に示した例は２つの骨格線１７、１８が曲線である場合の例である。
【００１６】
２つの骨格線１７、１８が曲線である場合には、各骨格線毎に一つ一つ追跡を行うことにより、各骨格線を分離している。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の方法には次のような問題点があった。
【００１８】
第一の従来の方法においては、各骨格線の端子を抽出することが必要であるが、顕微鏡画像においては、各骨格線の端子が全て表されているとは限らず、骨格線の端子を抽出することができない場合もある。このような場合には、上記の第一の従来の方法は適用することができなくなる。
【００１９】
また、第一の従来の方法においては、抽出した各骨格線の端子のうちの任意の２つを全て直線で結ぶため、処理時間が長時間となることを避けることができない。
【００２０】
第二の従来の方法においては、各骨格線毎に追跡が行われるが、図７に示すように、２つの骨格線１７、１８がある長さを有する領域１９を介して交差しているような場合には、各骨格線１７、１８毎に追跡を行っても、誤認識が極めて多くなり、正確性が保証されなくなる。
【００２１】
さらには、３以上の骨格線が交差している場合には、各骨格線毎に追跡を行うことはほぼ不可能になる。
【００２２】
本発明は、このような従来の方法における問題点に鑑みてなされたものであり、複数の繊維状粒子が重なり合っている画像において、それらの複数の繊維状粒子を一つ一つの繊維状粒子に正確に分離することができる方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、複数の繊維状粒子が重なり合っている画像において、それらの複数の繊維状粒子を一つ一つの繊維状粒子に分離する方法であって、画像が映し出されている画面において、少なくとも２つの繊維状粒子が一定の長さを有する交差領域を共有するように交差している場合の前記交差領域を含む領域を指定する第一の過程と、領域を画面からカットする第二の過程と、領域外に残っている繊維状粒子の画像のうち、同じ方向を向いているものを連結する第三の過程と、を備える方法を提供する。
【００２４】
第一の過程において指定される領域は、例えば、交差する繊維状粒子の太さ及び交差の角度に応じて決められる。
【００２５】
本方法は、第三の過程において連結された繊維状粒子のうち、同じ方向の繊維状粒子を記憶媒体の同一の領域に格納する第四の過程を備えることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第一の実施形態に係る繊維状粒子分離方法の各過程を示す概略図である。
【００２７】
第一の実施形態においては、図１（Ａ）に示すように、顕微鏡画像上において２つの直線状の繊維状粒子２０、２１が交差している場合に、それらの骨格線を一つ一つに分離するものとする。
【００２８】
先ず、図１（Ｂ）に示すように、２つの繊維状粒子２０、２１を画像処理し、それぞれの骨格線２２、２３を得る。この２つの骨格線２２、２３は一定の長さを有する交差領域２４を共有するようにして交差している。
【００２９】
次いで、図１（Ｃ）に示すように、交差領域２４を完全に含む領域２５を指定する。この領域２５は、繊維状粒子の太さや交差の角度に応じて、適宜決定される。
【００３０】
次いで、図１（Ｄ）に示すように、領域２５を顕微鏡画像上から削除する。これにより、領域２５の周囲に存在していた４個の線分２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂのみが残る。
【００３１】
次いで、これらの４個の線分２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂのうち、同一の方向を向いているものを検出する。
【００３２】
図１（Ｄ）においては、２つの線分２２ａ、２２ｂがほぼ同一の方向を向いており、また、２つの線分２３ａ、２３ｂがほぼ同一の方向を向いている。
【００３３】
このため、２つの線分２２ａ、２２ｂを相互に連結し、同様に、２つの線分２３ａ、２３ｂを相互に連結する。
【００３４】
この結果、図１（Ｅ）に示すように、２つの新たな骨格線２６、２７を得る。
この２つの骨格線２６、２７は図１（Ｂ）に示した２つの骨格線２２、２３を分離したものに相当する。
【００３５】
次いで、骨格線２６をメモリ（図示せず）の第一の記憶領域に格納し、骨格線２７を同じメモリの第二の記憶領域に格納する。
【００３６】
図２は、本発明の第二の実施形態に係る繊維状粒子分離方法の各過程を示す概略図である。
【００３７】
第二の実施形態においては、図２（Ａ）に示すように、顕微鏡画像上において４つの直線状の繊維状粒子３０、３１、３２、３３が交差している場合に、それらの骨格線を一つ一つに分離するものとする。
【００３８】
先ず、図２（Ｂ）に示すように、４つの繊維状粒子３０、３１、３２、３３を画像処理し、それぞれの骨格線３４、３５、３６、３７を得る。これら４つの骨格線３４、３５、３６、３７は一定の長さを有する交差領域を共有するようにして交差している。すなわち、骨格線３４と骨格線３６とは一定の長さを有する交差領域３８を共有するようにして交差し、骨格線３４と骨格線３７とは一定の長さを有する交差領域３９を共有するようにして交差し、骨格線３５と骨格線３６とは一定の長さを有する交差領域４０を共有するようにして交差し、骨格線３５と骨格線３７とは一定の長さを有する交差領域４１を共有するようにして交差している。
【００３９】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、４個の交差領域３８、３９、４０、４１をそれぞれ完全に含む４個の領域４２、４３、４４、４５を指定する。これら４個の領域４２、４３、４４、４５は、繊維状粒子の太さや交差の角度に応じて、適宜決定される。
【００４０】
次いで、図２（Ｄ）に示すように、４個の領域４２、４３、４４、４５を顕微鏡画像上から削除する。これにより、４個の領域４２、４３、４４、４５の周囲に存在していた１２個の線分３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃのみが残る。
【００４１】
次いで、これらの１２個の線分３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃのうち、同一の方向を向いているものを検出する。
【００４２】
図２（Ｄ）においては、３つの線分３０ａ、３０ｂ、３０ｃがほぼ同一の方向を向いており、また、３つの線分３１ａ、３１ｂ、３１ｃがほぼ同一の方向を向いている。同様に、３つの線分３２ａ、３２ｂ、３２ｃがほぼ同一の方向を向いており、また、３つの線分３３ａ、３３ｂ、３３ｃがほぼ同一の方向を向いている。
【００４３】
このため、３つの線分３０ａ、３０ｂ、３０ｃを相互に連結し、同様に、３つの線分３１ａ、３１ｂ、３１ｃを相互に連結する。さらに、３つの線分３２ａ、３２ｂ、３２ｃを相互に連結し、同様に、３つの線分３３ａ、３３ｂ、３３ｃを相互に連結する。
【００４４】
この結果、図２（Ｅ）に示すように、４つの新たな骨格線４６、４７、４８、４９を得る。これら４つの骨格線４６、４７、４８、４９は図２（Ｂ）に示した４つの骨格線３４、３５、３６、３７を分離したものに相当する。
【００４５】
次いで、骨格線４６及び４７をメモリ（図示せず）の第一の記憶領域に格納し、骨格線４８及び４９を同じメモリの第二の記憶領域に格納する。
【００４６】
従来の分離方法においては、これら４つの骨格線４６、４７、４８、４９をメモリに格納する場合、４つの記憶領域にそれぞれ別個に格納する必要があった。
【００４７】
これに対して、本実施形態に係る方法によれば、交点が重ならない骨格線４６及び４７を一つの記憶領域に、交点が重ならない骨格線４８及び４９を他の記憶領域にそれぞれ格納することにより、骨格線の記憶に必要なメモリの記憶領域を少なくすることが可能である。
【００４８】
図３は、本発明の第三の実施形態に係る繊維状粒子分離方法の各過程を示す概略図である。
【００４９】
第三の実施形態においては、図３（Ａ）に示すように、顕微鏡画像上において２つの曲線状の繊維状粒子５０、５１が交差している場合に、それらの骨格線を一つ一つに分離するものとする。
【００５０】
先ず、図３（Ｂ）に示すように、２つの曲線状繊維状粒子５０、５１を画像処理し、それぞれの骨格線５２、５３を得る。この２つの骨格線５２、５３は一定の長さを有する交差領域５４を共有するようにして交差している。
【００５１】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、交差領域５４を完全に含む領域５５を指定する。この領域５５は、繊維状粒子の太さや交差の角度に応じて、適宜決定される。
【００５２】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、領域５５を顕微鏡画像上から削除する。これにより、領域５５の周囲に存在していた４個の線分５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂのみが残る。
【００５３】
次いで、これらの４個の線分５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂのうち、同一の方向を向いているものを検出する。
【００５４】
この際、線分５２ａの方向は、屈曲点５２Ａを含まない直線部分５２ａａにおける方向として検出する。同様に、線分５２ｂの方向は、屈曲点５２Ｂを含まない直線部分５２ｂｂにおける方向として検出する。また、線分５３ａの方向は、屈曲点５３Ａを含まない直線部分５３ａａにおける方向として検出し、線分５３ｂの方向は、屈曲点５３Ｂを含まない直線部分５３ｂｂにおける方向として検出する。
【００５５】
図３（Ｃ）においては、２つの線分５２ａ、５２ｂがほぼ同一の方向を向いており、また、２つの線分５３ａ、５３ｂがほぼ同一の方向を向いている。
【００５６】
このため、２つの線分５２ａ、５２ｂを相互に連結し、同様に、２つの線分５３ａ、５３ｂを相互に連結する。
【００５７】
この結果、図３（Ｄ）に示すように、２つの新たな骨格線５６、５７を得る。
この２つの骨格線５６、５７は図３（Ｂ）に示した２つの骨格線５２、５３を分離したものに相当する。
【００５８】
次いで、骨格線５６をメモリ（図示せず）の第一の記憶領域に格納し、骨格線５７を同じメモリの第二の記憶領域に格納する。
【００５９】
なお、上記の実施形態においては、繊維状粒子を骨格線を用いて表したが、骨格線に限らず、繊維状粒子の特徴を抽出することができる線であれば、いかなる線をも用いることが可能である。例えば、骨格線に代えて、あるいは、骨格線とともに、繊維状粒子の外郭を示す輪郭線を用いることも可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る繊維状粒子分離方法によれば、複数の繊維状粒子が重なり合っている画像において、それらの複数の繊維状粒子を一つ一つの繊維状粒子に正確に分離することが可能になる。本発明に係る方法によれば、一旦分断した骨格線を再び連結する（例えば、図１（Ｅ）に示す操作）際の誤連結の確率は、図６及び図７に示した従来の方法と比較して、約２０乃至３０％である。
【００６１】
さらに、本発明に係る繊維状粒子分離方法によれば、上述の第一乃至第三の実施形態を組み合わせることにより、直線状の繊維状粒子と曲線状の繊維状粒子とが混合していても、各繊維状粒子毎に正確に分離することが可能である。
【００６２】
また、本発明に係る繊維状粒子分離方法においては、図６に示した第一の従来の方法とは異なり、各骨格線の端子を抽出し、それらを連結する過程を行う必要がないので、処理時間を大幅に短縮することが可能である。
【００６３】
また、本発明に係る繊維状粒子分離方法においては、各骨格線の交差領域を含む領域（例えば、図１（Ｃ）の領域２５）にのみ着目するため、着目する領域が狭い。この結果として、実施者が監視すべき領域が狭くなるため、実施者の作業負担を軽くすることができる。
【００６４】
さらに、図２に示した第二の実施形態のように、交点が重ならない一群の骨格線を一つの記憶領域に格納することができるため、骨格線の記憶に必要なメモリの記憶領域を少なくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施形態に係る繊維状粒子分離方法の各過程を示す概略図である。
【図２】  本発明の第二の実施形態に係る繊維状粒子分離方法の各過程を示す概略図である。
【図３】  本発明の第三の実施形態に係る繊維状粒子分離方法の各過程を示す概略図である。
【図４】  比較的大きな角度で相互に交差している繊維状粒子とその骨格線を示す平面図である。
【図５】  比較的小さな角度で相互に交差している繊維状粒子とその骨格線を示す平面図である。
【図６】  従来の第一の方法を示す概略図である。
【図７】  従来の第二の方法を示す概略図である。
【図８】  細かい繊維状粒子の顕微鏡写真を画像処理化した図である。
【符号の説明】
２０、２１  第一の実施形態における繊維状粒子
２２、２３  第一の実施形態における骨格線
２４  交差領域
２５  交差領域を含む領域
２６、２７  新たな骨格線
３０、３１、３２、３３  第二の実施形態における繊維状粒子
３４、３５、３６、３７  第二の実施形態における骨格線
３８、３９、４０、４１  交差領域
４２、４３、４４、４５  交差領域を含む領域
４６、４７  新たな骨格線
５０、５１  第三の実施形態における繊維状粒子
５２、５３  第三の実施形態における骨格線
５４  交差領域
５５  交差領域を含む領域
５６、５７  新たな骨格線
【図１】
0004571753.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004571753.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004571753.tif 000008
【図８】
0004571753.tif 000009