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画像処理システム
カメラ入力の画像から輝度の分布に着目した対象物の検出
粒子解析による大きさ、面積、アスペクト比、主軸角の計測
照明むら補正、濃度変換、 疑似カラー表示
対象物の追跡



NTSC方式コンポジット映像信号の場合、カラー画像の取り込み時間は、カラー画像2mS、モノクロ画像1mS以下です。 マザーボードD915GAV、Pentuim4、3GHzのスペックで古いPCですが、画像処理を行う時間は十分の能力があります。 システムの構成は、画像処理システムを参照して下さい。

下記に画像処理の基本的な処理に関して、記載しています。


画素数

設定輝度レベル以上、以下の画素数を計測。領域別、輝度別の画素数を計測。
例えば、温度を疑似カラーで表示すると、温度が一定値以上のオレンジ色~白色の部分の面積を計算する事が可能です。

平均輝度

指定領域内の平均の輝度を求めます。

輝度変動量

定周期毎の輝度の変動量を求めます。

擬似カラー
表 示

擬似カラー画像

濃淡画像0~255の輝度をn分割し、n分割した輝度の範囲に特定の色を振り分けて表示します。 疑似カラー表示が温度を表すものとすると、右横の黒色が最も低い温度、緑色が中間の温度、赤~白色が高い温度を表します。

筋本数

筋の本数を数える。

筋幅

筋の幅を測定する。

ROIの設定

計測項目別の領域を設定する(Region of Interest)。
計測したい画面に表示される一部分の領域を、マウスにてドラッグして指定する、又、画面の座標を入力して指定する事が可能です。

濃度変換

濃度変換前画像
濃度変換前画像
濃度変換後画像
濃度変換後画像

濃度変換前輝度分布
濃度変換前 輝度分布画像
濃度変換後輝度分布
濃度変換後 輝度分布画像
濃度変換設定
コントラストの改善。
画像の明るさの度数分布を計測し、計測した分布の一部分の濃度を 拡大して10~250となるように、濃度変換を行い、フィルタ 処理を行いました。

フィルタ処理

平均空間フィルタ
/8
中央画素強調
/16
ラプラシアン(2次微分)
-4

ソーベルx方向微分
x= -1
-2
-1
ソーベルy方向微分
y=
-1-2-1
ソーベルエッジ強度


e=√(x2+y2

画像のノイズの除去、画像の鮮明化などに使用します。

移動平均

複数の画像フレームの濃淡を積算し、積算枚数で濃淡を割る処理をリアルタイムに行います。
ノイズの除去に有効。

二値化処理


二値化処理

カラー画像をグレースケール濃淡画像に変換し、ノイズフィルタを通した後、 濃淡画像の濃度が、ある閾値より以上のものは輝度255(白)とし、未満のものは輝度0(黒)とする処理。 閾値を領域別に指定することもあります。右ダイアログでは、各特徴量と濃度の明るさの分布を表示しています。

粒子解析

黄色の楕円を粒子と見なしています。
粒子解析特徴量1

粒子解析特徴量2
図上の粒子解析特徴量は、下記の通りです。
粒子に外接する四角で囲んだ領域のフェレ座標、フェレ水平長、フェレ垂直長、フェレ中心座標
重心、・で示す座標
粒子中心座標間水平距離、粒子中心座標間垂直距離
粒子重心座標間水平距離、粒子重心座標間垂直距離
外接粒子間水平距離、外接粒子間垂直距離、最短粒子間距離
面積、周囲長、複雑度、粒子内平均輝度、粒子内最高輝度、粒子内最低輝度
主軸角、主軸に沿う幅、主軸に沿う高さ、アスペクト比、占有率。

二値化画像のナンバープレートの面積を粒子解析処理にて求めました。上画面では、面積が385画素数となっています。 画像処理 寸法計測例を参照して下さい。

追跡
テンプレート
マッチング


テンプレートマッチング

マウスでクリックした座標を中心座標として、ある大きさで周辺の矩形領域をテンプレートとして登録します。 映像を左上から右下にサーチしながら入力映像の中に登録したテンプレート画像と一致する画像を見つけその座標を決定します。 テンプレートマッチングによる追跡処理、基準位置の検出。画像処理 追跡処理を参照して下さい。

二次元FFT
/IFFT

濃淡画像の高速フーリエ変換、高速逆フーリエ変換を行う。
1次元ですがFFT変換を参照して下さい。

アフィン変換

アフィン変換画像


対称画像の中心座標を中心に
画像を回転します。



座標変換

回転行列を使用して、座標系AのP点を別の座標系Bから見たP点の位置に変換します。


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