(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像された対象物の画像データを解析して寸法と形状のパラメータを求め、パラメータ分布図を作成して表示し、表示したパラメータ分布図において範囲が指定されると、その範囲内の対象物の画像の一覧を前記パラメータ分布図と同一画面上に表示し、表示した画像の一覧の中から適正な対象物の画像が選択されると、選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図を表示するとともに、該パラメータ分布図及び前記指定された範囲内の対象物の画像の一覧と同一画面上に、前記選択された対象物の画像の一覧を表示することを特徴とする誤検出物を除去する画像処理方法。
【請求項２】
撮像された対象物の画像データを解析して寸法と形状のパラメータを求め、パラメータ分布図を作成して表示し、表示したパラメータ分布図において範囲が指定されると、該指定された範囲内のプロット点の色を変えることにより範囲が指定されたことを明らかにし、その範囲内の対象物の画像の一覧を前記パラメータ分布図と同一画面上に表示し、表示した画像の一覧の中から適正な対象物の画像が選択されると、選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図を表示するとともに、該パラメータ分布図及び前記指定された範囲内の対象物の画像の一覧と同一画面上に、前記選択された対象物の画像の一覧を表示することを特徴とする誤検出物を除去する画像処理方法。
【請求項３】
対象物の画像を入力し画像処理する画像処理部と、画像処理部の出力を表示する表示部と、画像処理部に指示を与える入力部と、を備え、
前記画像処理部は、対象物の画像を記憶するメモリと、対象物の画像をメモリより読み出して解析し寸法と形状のパラメータを求める解析部と、求めたパラメータよりパラメータ分布図を作成する作図部とを備え、パラメータ分布図を表示部で表示し、表示したパラメータ分布図に入力部より範囲が指定されると、その範囲内の対象物の画像の一覧を表示部において前記パラメータ分布図と同一画面上に表示し、表示した画像の一覧の中から入力部より適正な対象物の画像が選択されると、作図部で選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図を作成して表示部に表示し、
前記画像処理部は、更に、前記選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図及び前記指定された範囲内の対象物の画像の一覧と同一画面上に、前記選択された対象物の画像の一覧を表示することを特徴とする誤検出物を除去する画像処理装置。
【請求項４】
対象物の画像を入力し画像処理する画像処理部と、画像処理部の出力を表示する表示部と、画像処理部に指示を与える入力部と、を備え、
前記画像処理部は、対象物の画像を記憶するメモリと、対象物の画像をメモリより読み出して解析し寸法と形状のパラメータを求める解析部と、求めたパラメータよりパラメータ分布図を作成する作図部とを備え、パラメータ分布図を表示部で表示し、表示したパラメータ分布図に入力部より範囲が指定されると、該指定された範囲内のプロット点の色を変えることにより範囲が指定されたことを明らかにし、その範囲内の対象物の画像の一覧を表示部において前記パラメータ分布図と同一画面上に表示し、表示した画像の一覧の中から入力部より適正な対象物の画像が選択されると、作図部で選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図を作成して表示部に表示し、
前記画像処理部は、更に、前記選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図及び前記指定された範囲内の対象物の画像の一覧と同一画面上に、前記選択された対象物の画像の一覧を表示することを特徴とする誤検出物を除去する画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は対象物の画像データに異物が含まれていたり、対象物が凝集していたりする場合、その画像データを除いて統計処理する画像処理方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属粉やトナー粒子などの粒子形状や数量の計測方法として、広く用いられるものに、粒子をプレパラートの上に載せ、顕微鏡を付けたテレビカメラで撮像し、画像解析することにより、粒子の大きさや数等を計測するものがある。またこのような粒子を電気的に計測する方法としてコールター法がよく知られており、図５はコールター法を用いた粒子計測装置を示す。コールター法は図５に示すように容器１に粒子が分散した電解液４を入れ、粒子５が通過できる開口３を設けたチューブ２を配置し、チューブ２の内側と外側にそれぞれ電極６、７を設け、チューブ２内も電解液４で満たし、上部より電解液４を吸引するようにする。開口３を通り電解液４とともに粒子５が開口３を通過してチューブ２内に入る。この時、開口３中の電解液４は粒子５の容積に相当する量だけ減少し、開口３の電気抵抗はこの排除された電解液量に比例して、より大きくなる。従って、粒子５の容積に比例した電気抵抗変化が開口部に生じる。両電極６，７間に一定電流を流すと、両電極６，７間の電圧変化量が開口３の電気抵抗の変化量に比例して大きくなる。この電圧変化量から粒子の体積が測定でき、電圧変化回数から粒子の開口３の通過数を計数することができる。これをコールターの原理と言い、この方法を用いて粒子を計測する装置をコールターカウンターと呼んでいる。
【０００３】
図５において、９は第１モニタを示し、１個の粒子５が通過した際の電圧の変動を示す。この波形の積分値が粒子５の体積に比例した値を表す。１０は第２モニタを示し、電圧変化回数と電圧波形の積分値から一定時間に通過した粒子の体積分布のヒストグラム（粒子の粒度分布）を示す。横軸は粒子の体積を示し、縦軸は粒子数を示す。
【０００４】
図６は液体中に分散した粒子をカメラで撮像し、画像解析することにより粒子の大きさや数を測定する装置の、試料と撮像装置を示す図である。シースフローセルと言う透明の流路の中央に粒子を含む液体よりなる試料を流し、この両側にシース液と言う透明の液を流して、試料が中央を流れるようにする。シースフローセルを挟んでストロボとＣＣＤカメラを配置し、ＣＣＤカメラの前には対物レンズを配置し粒子の拡大画像を得る。ストロボは一定時間間隔で発光し、このときの試料をＣＣＤカメラで撮影する。得られた画像は図示しない画像処理装置により画像解析し、粒子の二次元的形状や個数を測定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方法では粒子が重なっているとき、これを１つの粒子として形状や個数を計測してしまう場合が発生する。また図６に示す装置の場合、一定時間間隔、例えば１／３０秒毎にストロボを発光して撮影するため、粒子が存在しない画面や重なり過ぎた画像が得られ、このような重なり過ぎた画像では粒子の大きさや数を画像処理装置で解析できない場合が発生する。また、異物が存在する場合、これらも計測対象の粒子として処理される。従来このような異物や重なり合った粒子等を含めたデータを誤差を承知で受入れざるを得なかった。このため厳密な粒度分布などの統計データを得ることができなかった。
【０００６】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、画像データに異物が含まれていたり、対象物が凝集していたりする場合、その画像データを除いて統計処理する画像処理方法と装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するため、請求項１の発明は、撮像された対象物の画像データを解析して寸法と形状のパラメータを求め、パラメータ分布図を作成して表示し、表示したパラメータ分布図において範囲が指定されると、その範囲内の対象物の画像の一覧を前記パラメータ分布図と同一画面上に表示し、表示した画像の一覧の中から適正な対象物の画像が選択されると、選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図を表示するとともに、該パラメータ分布図及び前記指定された範囲内の対象物の画像の一覧と同一画面上に、前記選択された対象物の画像の一覧を表示する。
【０００８】
対象物の画像データを解析して寸法と形状のパラメータを求め、この分布図を表すことにより、粒度分布や形状の分布が得られる。これらの分布の所望の範囲を指定するとその範囲内のデータの対象物の画像が表示される。この対象物の画像を調べ異物や重なり等の画像データを除き適切な対象物の画像のみを選択し、この対象物の画像の寸法と形状のパラメータ分布図を表示する。これにより適切な対象物のみのパラメータ分布図が得られる。なお、所望の範囲で全分布データを選択してもよい。
【０００９】
請求項２の発明では、撮像された対象物の画像データを解析して寸法と形状のパラメータを求め、パラメータ分布図を作成して表示し、表示したパラメータ分布図において範囲が指定されると、該指定された範囲内のプロット点の色を変えることにより範囲が指定されたことを明らかにし、その範囲内の対象物の画像の一覧を前記パラメータ分布図と同一画面上に表示し、表示した画像の一覧の中から適正な対象物の画像が選択されると、選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図を表示するとともに、該パラメータ分布図及び前記指定された範囲内の対象物の画像の一覧と同一画面上に、前記選択された対象物の画像の一覧を表示する。
【００１０】
請求項３の発明では、対象物の画像を入力し画像処理する画像処理部と、画像処理部の出力を表示する表示部と、画像処理部に指示を与える入力部と、を備え、前記画像処理部は、対象物の画像を記憶するメモリと、対象物の画像をメモリより読み出して解析し寸法と形状のパラメータを求める解析部と、求めたパラメータよりパラメータ分布図を作成する作図部とを備え、パラメータ分布図を表示部で表示し、表示したパラメータ分布図に入力部より範囲が指定されると、その範囲内の対象物の画像の一覧を表示部において前記パラメータ分布図と同一画面上に表示し、表示した画像の一覧の中から入力部より適正な対象物の画像が選択されると、作図部で選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図を作成して表示部に表示し、前記画像処理部は、更に、前記選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図及び前記指定された範囲内の対象物の画像の一覧と同一画面上に、前記選択された対象物の画像の一覧を表示する。
【００１１】
請求項３の発明は請求項１の方法の発明を実施する装置を示す。メモリに記憶した対象物の画像を解析部で解析して寸法と形状のパラメータを求め、このパラメータより作図部でパラメータ分布図を作成し、表示部で表示する。操作者が入力部よりパラメータ分布図に範囲を指定すると、その範囲内の対象物の画像が表示部に表示されるので、操作者が異物とか重なりのある画像を指示すると、作図部はその画像のパラメータを除去したパラメータ分布図を作成して表示部に表示する。これにより適切な対象物のみのパラメータ分布図が得られる。更に、前記画像処理部は、前記選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図及び前記指定された範囲内の対象物の画像の一覧と同一画面上に、前記選択された対象物の画像の一覧を表示する。
【００１２】
請求項４の発明では、対象物の画像を入力し画像処理する画像処理部と、画像処理部の出力を表示する表示部と、画像処理部に指示を与える入力部と、を備え、前記画像処理部は、対象物の画像を記憶するメモリと、対象物の画像をメモリより読み出して解析し寸法と形状のパラメータを求める解析部と、求めたパラメータよりパラメータ分布図を作成する作図部とを備え、パラメータ分布図を表示部で表示し、表示したパラメータ分布図に入力部より範囲が指定されると、該指定された範囲内のプロット点の色を変えることにより範囲が指定されたことを明らかにし、その範囲内の対象物の画像の一覧を表示部において前記パラメータ分布図と同一画面上に表示し、表示した画像の一覧の中から入力部より適正な対象物の画像が選択されると、作図部で選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図を作成して表示部に表示し、前記画像処理部は、更に、前記選択された対象物のみに対応する寸法と形状のパラメータ分布図及び前記指定された範囲内の対象物の画像の一覧と同一画面上に、前記選択された対象物の画像の一覧を表示する。
【００１３】
前記画像処理部は、入力部よりパラメータ分布図の範囲が指定されると、その範囲のプロット点の色づけを行なうこととしても良く、これにより、指定した範囲が明確になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態の粒子解析装置の構成を示す図である。１は透明な容器で、粒子５が分散している電解液４を入れるものである。容器１内には透明なチューブ２が配置され、下部には粒子５が通る開口３が設けられ、上部は内部の電解液４を吸引するポンプにつながるホースに接続されている。なお、サイホンの原理で吸引するようにしてもよい。開口３の直径の大きさは計測する粒子５に応じた大きさとなっており、例えば、小さなもので１５μｍ，大きなもので２０００μｍと広い範囲の粒子に対応できるようになっている。開口３の径の２％〜６０％程度の径の粒子を測定することができる。
【００１６】
チューブ２内に＋の電極６、チューブ２外の容器１内に−の電極７が設けられ、一定電流を流している。電流は開口３を通り両電極６，７間を流れる。開口３は厚みがありそれのみで電気抵抗を有している。チューブ２上部より電解液４を吸引すると、粒子５は電解液４とともに開口３を通過する。このとき粒子５の容積に相当する量の電解液４が減少し、開口３の電気抵抗は減少した電解液４の量に比例して大きな値となる。電極６，７間には一定電流が流れており、この抵抗変化は電圧変化となって表れるので、この電圧変化量から粒子５の体積を計測することができ、電圧変化の回数から粒子５の数を計測する。なお、チューブ２内を−電極、外を＋電極としてもよい。
【００１７】
コールターカウンター８はコンピュータを有しており、両電極６，７の電圧変化信号を入力し、電圧変化波形を解析して粒子の体積を求め、電圧変化数を計数して一定時間に開口３を通過する粒子５の数や粒子５の粒度分布などを出力することができる。第１モニタ９には粒子５の電圧変化波形が示され、第２モニタ１０には粒子５の大きさ別の分布を示すヒストグラムが示されている。本装置は市販されている。
【００１８】
容器１を挟んで、その中心線がチューブ２の開口３を通るように、ストロボ１１と顕微鏡１３を装備したカメラ１２が配置されている。トリガー信号発生器１４は両電極６，７からの電圧変化信号を入力し、電圧パルスにして出力する。この電圧パルスがストロボ１１の発光信号となる。カメラコントローラ１５はカメラ１２の制御をするとともにカメラ１２で撮像した画像を画像処理装置１６へ出力する。
【００１９】
画像処理装置１６は、パーソナルコンピュータで構成されており、トリガー信号発生器１４に電圧パルスを入力し、ストロボ１１へストロボ発光信号として出力する。この際、電圧パルスの立ち上がり、立ち下がり、またはその中間で発光するようにストロボ発光信号を設定することにより、粒子５が開口３に入る前の状態、開口３を通過した状態、通過中の状態などを撮像することができる。
【００２０】
画像処理装置１６は、コールターカウンター８からの粒子解析信号とカメラ１２からの撮像データを入力してメモリに記憶し、これより読み出して画像解析する。画像処理装置１６にはソフトウエアで構成される解析部１８と作図部１９があり、解析部１８は粒子の画像より寸法と形状のパラメータを算出する。寸法のパラメータとして複数のものが用いられるが、例えば、最長径が用いられる。最長径は粒子の形状に外接する円の直径として算出される。形状のパラメータとしても複数のものが用いられるが、例えば、円形度が用いられる。円形度は粒子の面積と同じ面積を持つ円の周長を粒子の周長で割った値で、粒子の形状が円に近いほど１に近くなる。
【００２１】
作図部１９は統計処理機能を有し、寸法パラメータの頻度分布図や累積分布図を作成する。また、粒子の寸法パラメータを横軸にとり、形状パラメータを縦軸にとって表した形状分布図を作成する。頻度分布図や累積分布図および形状分布図をパラメータ分布図と称する。
【００２２】
画像処理装置１６には画像を表示する表示部１７と入力部２０が設けられている。入力部２０はマウスやキーボードが用いられる。画像処理装置１６は内蔵メモリと外部記憶装置を有しており、入出力するデターを記憶するようになっている。図２は表示部１７にパラメータ分布図と粒子の画像を表示した状態を示す。左側のパラメータ分布図は横軸に最長径、縦軸に粒子の個数を取った粒径累積分布図と、横軸に最長径、縦軸に円形度を取った形状分布図を示す。通常複数のパラメータが使用されるのでパラメータ分布図も複数作図され，画面を切り換えて表示される。右側上段にはパラメータ分布図に用いられた粒子の画像を示す。図では１６個の粒子画像が示され、スクロールすることによりパラメータ分布図で指定された範囲内にプロットされた粒子の全画像が示される。粒子画像の個数は１個から例えば２０個まで変えられ、粒子の画像を詳細に観察する場合は少なくして大きな画面にできるようになっている。右下段は選択された粒子の画像を表示するもので、操作者が右上段の各粒子画像を見て、異物や重なりのない適切な粒子画像と判定した画像を選択したものが示されている。パラメータ分布図での範囲指定は、図示のようにプロットされた点を四角に囲めはよい。これはマウス２０により行なう。図の場合プロット点の全数を指定している。範囲内のプロット点は色が変わり範囲が指定されたことを明らかにする。
【００２３】
図３はパラメーダ分布図の範囲を指定し、指定範囲の粒子の画像から異物や重なり画像を除いた適切な画像を選択した状態を示す。選択された適正な画像は図の右下段に示される。適切な粒子画像が選択されると、作図部１９部では適切な粒子画像のみに基づくパラメータ分布図を作成し、表示部１７に表示する。このようにして得られた適正な粒子の画像に基づくパラメータ分布図や粒子の画像はそれぞれファイルにして外部記憶装置に保存され読み出し可能になっている。なお、図２及び図３では範囲をプロット点の全数としたが、例えば適正な分布範囲のプロット点など任意の範囲としてよい。
【００２４】
図４はパラメータ分布図において、範囲を１個または数個にした場合を示す。プロットされた点が他から飛び離れているようなときその点を範囲に指定すると右上段にその点の粒子画像が示されるので、詳細に調べることができる。この場合、右上段の画像の数を１個とし倍率を大きくして調べることができる。
【００２５】
本実施形態では画像処理装置をコールターカウンター装置に取付けた場合を説明したが、粒子画像データを供給する装置であれば、いずれの装置にも取付け可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は、対象物の画像を統計処理する場合、対象物にごみなどの異物や対象物の重なり等があっても、それらを除去した適切な画像データに基づき統計処理するので、正確な統計データが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図である。
【図２】パラメータ分布図と指定範囲の粒子画像を示した表示画像例である。
【図３】パラメータ分布図と指定範囲の粒子画像と選択した粒子画像を示した表示画像例である。
【図４】パラメータ分布図で指定範囲を小さくした場合を示す表示画像例である。
【図５】従来のコールター法による粒子計測装置を説明する図である。
【図６】従来の画像処理解析法による粒子計測装置を説明する図である。
【符号の説明】
１  本体
２  チューブ
３  開口
４  電解液
５  粒子
６，７  電極
８  コールターカウンター
９  第１モニタ
１０  第２モニタ
１１  ストロボ
１２  カメラ
１３  顕微鏡
１４  トリガー信号発生器
１５  カメラコントローラ
１６  画像処理装置
１７  表示器
１８  解析部
１９  作図部
２０  入力部
【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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