2021/04/23

画像の2値化(適応的2値化)

はじめに

新人ムラ太
新人ムラ太

前回は「画像のフィルタ処理(最小値・最大値フィルタ)」について学びました!
あれ?また、ファルコ先生ですか?

ファルコ先生
ファルコ先生

オチの都合で3連チャンよ!今回は2値化について説明しますよ。

新人ムラ太
新人ムラ太

はっはい。
ところで、2値化って3記事目4記事目ですでにやってますよね?

ファルコ先生
ファルコ先生

4記事目で部分的に明るさが変化する画像の2値化がうまくいかなかったと思うの。
今回は、その課題を解決する方法の適応的2値化について説明するわ。

適応的2値化とは

適応的2値化は、2値化しきい値を画素ごとに求める手法で、部分的に明るさが変化するような画像でも最適に2値化処理をすることができます。3記事目4記事目で紹介した2値化処理では画像1枚で1つのしきい値を使用しましたが、適応的2値化では画素ごとにしきい値を算出します。

適応的2値化_base_1

適応的2値化は、変換画素と周辺画素の画素値の平均値を2値化しきい値とします。画素Aのしきい値は周辺8画素と画素Aの平均値=127です。画素Aがしきい値127より大きいことから、結果は白(255)です。同様に画素Bのしきい値は153です。画素Bがしきい値153より小さいことから、結果は黒(0)です。この演算を画像の全画素に対して行います。

適応的2値化_base_2

2値化しきい値として平均値を使用しましたが、平均値ではなく中間値を2値化しきい値とする場合もあります。
また、周辺画素は5x5や7x7の領域を使用する場合もあります。

適応的2値化をやってみよう

比較のために色々な画像を大津の2値化と適応的2値化で処理してみます。
明るさが変動する画像の場合、大津の2値化ではうまく処理できませんが、適応的2値化では最適に処理できています。

適応的2値化_sample_1
適応的2値化_sample_2
適応的2値化_sample_3
適応的2値化_sample_4

まとめ

新人ムラ太
新人ムラ太

4記事目の大津の2値化もすごいと思ったんですが、適応的2値化もすごいですね~
「画像H」ではスポットライトを浴びた男前の顔がつぶれることなく見事に2値化されてますね。

ファルコ先生
ファルコ先生

そう、万能でしょう。撮像環境が安定しない画像検査とかでは有効かもね。

新人ムラ太
新人ムラ太

なるほど~そんな感じで使うんですね!ところで、ファルコさんの家庭環境は安定してきましたか?

ファルコ先生
ファルコ先生

あはははは、安定しないから適応的ファルコで処理してるわよ!

Point
  • 適応的2値化は画素ごとに2値化しきい値を求める。

  • 部分的に明るさが変化するような画像でも最適に2値化処理ができる。

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