２値化クラス(Sauvola法)

Namespace: FVIL.Conversion
Assembly: FVILbasic (in FVILbasic.dll) Version: 3.1.0.0 (3.1.0.17)

Syntax

C#
[SerializableAttribute]
public class CFviBinarizeSauvola : CFviConversion
Visual Basic
<SerializableAttribute>
Public Class CFviBinarizeSauvola
	Inherits CFviConversion

Remarks


マルチコア対応:

このクラスの Execute()()()() メソッドは、 SetParallelNum(Int32) によって設定されたスレッド数に従って、 自動的に処理を並列化します。 マルチコア環境においては、処理を並列化する事によりレーテンシを短縮できる場合があります。 詳しくは、 SetParallelNum(Int32) の説明をご参照ください。

局所平均値と標準偏差を用いてSauvola法により画像データの２値化を行うクラスです。
入力画像の注目画素の閾値を、その周辺画素の平均値と標準偏差を用いて決定し、 動的な２値化を行います。 周辺画素として統計値を計算する局所領域のサイズはパラメータにより変更することが出来ます。

閾値の計算は下式に従って行われます。

  • は、注目画素 周辺指定範囲内画素の平均値
  • は、注目画素 周辺指定範囲内画素の標準偏差
  • と はユーザ入力係数

Sauvola 法は、Niblack 法の改善手法です。 Niblack 法に比べると Sauvola 法は標準偏差の影響を重視し、 係数 の影響も小さくなっています。

CoefficientK と CoefficientR パラメータは 公式中の と に対応します。
は、入力画像の型により下記の通り許容値が異なります。

  • 入力画像の型が D64,F32 の場合は、係数 が 0 以外であること。
  • その他の型の場合は、係数 の絶対値が 1 以上であること。
CoefficientR プロパティは、 入力画像の型に関わらず常に 0 以外を受け付けますが、実行時は、上記の条件でなければエラーになります。
その他に CoefficientK と CoefficientR の値の制限は有りませんが、 CoefficientK は -1 と 1 の間の小数に、 CoefficientR は画素値の範囲内に設定することを推奨します。

AreaHorzSize と AreaVertSize パラメータは 注目画素周辺の平均値、標準偏差を計算する局所領域のサイズを指定するパラメータです。 局所領域のサイズは縦横別々に AreaHorzSize と AreaVertSize パラメータにて指定できます。
サイズは 1〜255 の間の奇数を指定しなければいけません。
但し AreaHorzSize と AreaVertSize に共に 1 が指定された場合はパラメータエラーとなりますので、必ずどちらかを 3 以上の値にしてください。
また、局所領域のサイズは処理範囲より小さくなければいけません。 指定された局所領域のサイズが処理範囲よりも大きい場合には、エラーになります。
局所領域のサイズは、２値化しようとしている画像内の目標物よりも大きく設定し、 且つ、局所領域内に前景と背景の両方が入るよう設定すると良い結果が得られます。

ボーダー拡張処理:

BorderMode はボーダー拡張処理モードを指定するパラメータです。
本関数では局所領域の情報を使って処理を行うため、ボーダー拡張処理をしないと 画像の周囲に処理できない領域が出来ます。 しかし、本パラメータにてボーダー拡張処理方法を 指定すると内部でボーダー拡張処理を行うため、画像の端まで結果を得ることが出来ます。

要求する入出力画像数:
項目数定数
入力画像1SrcImageCount フィールド
出力画像1DstImageCount フィールド
処理対象画像の条件:

処理対象の画像は下記の条件を満たしている必要が有ります。

初期値と範囲:
プロパティ初期値範囲
AreaHorzSize31~255 の奇数
AreaVertSize31~255 の奇数
BorderModeBorderMode.NoneBorderModeに定義された定数
CoefficientK0.0※-1~1 の間の小数を推奨
CoefficientR1.0絶対値が 1.0 以上。但し、入力画像の型が D64,F32 の場合は 0 以外を許容。

Examples

【入力画像】【出力画像】

ソースコード:
C# Copy imageCopy
//    $Revision: 1.3 $

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Drawing;
using fvalgcli;    // FvPluginXXXX attribute requires fvalgcli

namespace User.SampleCode
{
    public partial class Conversion
    {
        // ============================================================
        /// <summary>
        /// ２値化クラス(Sauvola法)    
        /// </summary>
        [FvPluginExecute]
        public void BinarizeSauvola()
        {
            // 1) インスタンスの準備.
            FVIL.Conversion.CFviBinarizeSauvola parser = new FVIL.Conversion.CFviBinarizeSauvola();
            FVIL.Data.CFviImage src = new FVIL.Data.CFviImage();
            FVIL.Data.CFviImage dst = new FVIL.Data.CFviImage();

            // 2) 処理対象画像の取り込み.
            FVIL.File.Function.LoadImageFile(Defs.TestImageDir + "/book3_UC8.png", src, FVIL.PixelMode.Unpacking);

            // 3) 処理対象画像の有効性検査.
            int valid = FVIL.Conversion.CFviBinarizeSauvola.CheckValidity(src);
            if (valid != FVIL.ErrorCode._SUCCESS)
                throw new FVIL.CFviException(valid, "FVIL.Conversion.CFviBinarizeSauvola.CheckValidity");

            // 4) 画像処理準備 (共通)
            parser.SrcImages[0] = src;
            parser.DstImages[0] = dst;
            if (!parser.IsValid())    // 有効性検査.
                parser.Validate();    // 有効化.

            // 5) パラメータ設定 (固有)
            parser.AreaHorzSize = 5;
            parser.AreaVertSize = 5;
            parser.CoefficientK = 0.02;
            parser.CoefficientR = 100;
            parser.BorderMode = FVIL.BorderMode.None;

            // 6) 画像処理実行.
            parser.Execute();

            // E) 処理結果画像の保存.
            FVIL.File.Function.SaveImageFile(Defs.ResultDir + "/Conversion.BinarizeSauvola.png", dst);
        }
    }
}

Visual Basic Copy imageCopy
'    $Revision: 1.1 $

Imports System.Collections.Generic
Imports System.Text
Imports System.Drawing
Imports fvalgcli
' FvPluginXXXX attribute requires fvalgcli
Namespace SampleCode
    Public Partial Class Conversion
        ' ============================================================
        ''' <summary>
        ''' ２値化クラス(Sauvola法)    
        ''' </summary>
        <FvPluginExecute> _
        Public Sub BinarizeSauvola()
            ' 1) インスタンスの準備.
            Dim parser As New FVIL.Conversion.CFviBinarizeSauvola()
            Dim src As New FVIL.Data.CFviImage()
            Dim dst As New FVIL.Data.CFviImage()

            ' 2) 処理対象画像の取り込み.
            FVIL.File.[Function].LoadImageFile(Defs.TestImageDir & "/book3_UC8.png", src, FVIL.PixelMode.Unpacking)

            ' 3) 処理対象画像の有効性検査.
            Dim valid As Integer = FVIL.Conversion.CFviBinarizeSauvola.CheckValidity(src)
            If valid <> FVIL.ErrorCode._SUCCESS Then
                Throw New FVIL.CFviException(valid, "FVIL.Conversion.CFviBinarizeSauvola.CheckValidity")
            End If

            ' 4) 画像処理準備 (共通)
            parser.SrcImages(0) = src
            parser.DstImages(0) = dst
            If Not parser.IsValid() Then
                ' 有効性検査.
                parser.Validate()
            End If
            ' 有効化.
            ' 5) パラメータ設定 (固有)
            parser.AreaHorzSize = 5
            parser.AreaVertSize = 5
            parser.CoefficientK = 0.02
            parser.CoefficientR = 100
            parser.BorderMode = FVIL.BorderMode.None

            ' 6) 画像処理実行.
            parser.Execute()

            ' E) 処理結果画像の保存.
            FVIL.File.[Function].SaveImageFile(Defs.ResultDir & "/Conversion.BinarizeSauvola.png", dst)
        End Sub
    End Class
End Namespace

Inheritance Hierarchy

System..::..Object
FVIL..::..CFviObject
FVIL..::..CFviImageParser
FVIL.Conversion..::..CFviConversion
FVIL.Conversion..::..CFviBinarizeSauvola

See Also