JP4366758B2 - 領域抽出装置および領域抽出方法、ならびに領域抽出プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は領域抽出装置および領域抽出方法、ならびに領域抽出プログラムを記録した記録媒体に関し、より詳細には、画像中から人物の顔、手、髪、唇などの特定の部分の領域を抽出する領域抽出装置および領域抽出方法、ならびに領域抽出プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像中に含まれる人物の顔の領域だけを抽出する研究がなされている。特開平９−４４６７０号公報には、入力された画像信号から色相値を計算し、導出された色相値を有する画素の数をカウントすることにより、画像中に含まれる人物の肌の色を判定し、判定された色相値の画素を抽出して、人物の顔の領域を抽出する技術が開示されている。より詳細には、入力された画像信号から画素ごとに色相値Ｈを次式（１）を用いて計算する。このとき、画像信号に含まれる画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つのデータを含んでいる。
【０００３】
【数１】

【０００４】
そして、色相値Ｈが所定の範囲内に含まれる画素の数をカウントし、入力された画像信号中に顔の領域が占める割合を考慮して、画像信号に含まれる人物の肌の色を決定する。決定された肌の色から色相値の範囲を特定し、特定した色相値の範囲に含まれる画素を入力された画像信号から抽出する。このようにして入力された画像信号から人物の顔の領域が抽出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−４４６７０号公報に記載の技術は、色相値が所定の範囲内にある画素を抽出することにより、画像中から顔が表わされた特定領域を抽出するようにしているので、顔に表われる影などの影響で特定領域の色相がある範囲で分布している場合には、特定領域を正確に抽出することができなかった。特に、顔の輪郭部分は、影が表われることが多いので、輪郭部分が抽出されない場合が多い。このため、抽出された画像から顔の輪郭を特定することができなかった。
【０００６】
また、特定領域で色相が分布する範囲を包含するまで抽出する色相値の範囲を拡げることにより、特定領域を抽出することができるけれども、特定領域以外の領域、たとえば、顔の色相と似通った色相を有する背景の領域も抽出されてしまうといった不都合があった。
【０００７】
この発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、画像中で抽出の対象となる特定領域中の画素値にばらつきがある場合であっても、特定領域を従来より正確に抽出することができる、領域抽出装置および領域抽出方法、ならびに領域抽出プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するためにこの発明のある局面に従うと領域抽出装置は、入力された画像を複数の領域に分割する分割手段と、分割された複数の領域ごとに所定の値の画素が占める割合を求める演算手段と、複数の領域のうち、演算手段で求めた割合が第１の値を超える領域を抽出する抽出手段とを備える。また、第１の値が、複数の領域の大きさにより異なることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは領域抽出装置の分割手段は、複数の領域のうち、割合が第１の値を超えない領域を新たな分割処理の対象の画像として入力することを特徴とする。
【００１０】
さらに好ましくは領域抽出装置の分割手段は、割合が第１の値を超えない領域のうち、所定の大きさより小さい領域は、新たな分割処理の対象の画像として入力しないことを特徴とする。
【００１１】
さらに好ましくは領域抽出装置の分割手段は、割合が第１の値を超えない領域のうち、割合が第２の値より小さい領域は、新たな分割処理の対象の画像として入力しないことを特徴とする。
【００１２】
さらに好ましくは領域抽出装置の分割手段は、入力された画像を４つの領域に分割することを特徴とする。
【００１４】
この発明の他の局面に従うと領域抽出方法は、制御部を備えた画像処理装置により実行される、画像から被写体の特定領域を抽出するための方法であって、制御部が、入力された画像を複数の領域に分割する分割ステップと、制御部が、分割された複数の領域ごとに所定の値の画素が占める割合を求める演算ステップと、制御部が、複数の領域のうち、演算手段で求めた割合が、複数の領域の大きさにより異なるしきい値を超える領域を特定領域として抽出する抽出ステップとを含む。
【００１５】
この発明のさらに他の局面に従うと領域抽出プログラムを記録した記録媒体は、入力された画像を複数の領域に分割する分割ステップと、分割された複数の領域ごとに所定の値の画素が占める割合を求める演算ステップと、複数の領域のうち、演算手段で求めた割合が、複数の領域の大きさにより異なるしきい値を超える領域を抽出する抽出ステップとをコンピュータに実行させるための領域抽出プログラムを記録する。
【００１６】
これらの発明に従うと、画像中で抽出の対象となる特定領域に含まれる画素値にばらつきがある場合であっても、特定領域を従来より正確に抽出することができる領域抽出装置および領域抽出方法、ならびに領域抽出プログラムを記録した記録媒体を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中同一符号は同一または相当する部材を示す。
【００１８】
［第１の実施の形態］
図１は、この発明における領域抽出装置が適用される画像処理装置のハード構成を示すブロック図である。図を参照して、画像処理装置は、画像処理装置全体を制御するための制御部１００と、肌色を表わすＲ，Ｇ，Ｂの値の複数の組を記憶するための色データベース１１２と、入力された画像または領域分割部１１０で分割された領域中に含まれる所定の画素値を有する画素の数を計数するための画素数計数部１０２と、画素数計数部１０２で計数の対象となった領域が抽出すべき条件に適合しているかどうかを判定するための適合判定部１０４と、適合判定部１０４で適合と判定された領域を抽出するための領域抽出部１０６と、適合判定部１０４で不適合と判定された領域を分割するか否かを判定するための分割判定部１０８と、分割判定部１０８で分割が必要と判定された領域を４分木画像分割法により分割するための領域分割部１１０とを含む。なお、図中の太線はデータの流れを示し、細線は制御信号の流れを示す。
【００１９】
画素数計数部１０２は、入力された画像について、色データベース１１２に記憶されているＲＧＢ値と一致する画素の数を計数する。画素数計数部１０２に入力される画像は、画像処理装置に最初に入力される画像である場合と、後述する領域分割部１１０で４つの領域に分割されたそれぞれの領域の画像である場合とがある。以下、説明のため画素数計数部１０２に入力される画像を処理画像という。処理画像は複数の画素を有し、それぞれの画素はＲ，Ｇ，Ｂの３つの値を有する。
【００２０】
色データベース１１２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの値の組を複数記憶している。記憶されている組は、肌色を表わすＲ，Ｇ，Ｂの値の組合せである。肌色は、色の白い人の肌の色を表わす肌色から、色の黒い人の肌の色を表わす肌色まで色相に違いがある。これらの色相の違いを考慮して、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの値の組合せが複数選択されて記憶されている。
【００２１】
適合判定部１０４は、処理画像が抽出するべき色相の画素を十分に含んでいるか否かを判定する。この判定は、色相占有率が所定のしきい値を超えるか否かにより行なう。色相占有率とは、処理画像が含む画素の数に対する画素数計数部１０２で計数された画素の数の割合をいう。
【００２２】
領域抽出部１０６は、適合判定部１０４で、処理画像が抽出するべき色相の画素を十分に含んでいると判定された処理画像を抽出する。抽出されるデータは、処理画像と、その処理画像に関する画像処理装置に入力される画像中の位置および大きさを表わすデータである。
【００２３】
分割判定部１０８は、適合判定部１０４で抽出すべき色相の画素を十分に含んでいないと判定された処理画像について、処理画像をさらに分割する必要があるか否かを判定する。この判定は、処理画像が所定の大きさよりも小さいか否かの判定、または、適合判定部１０４で求めた色相占有率が所定の値より小さいか否かの判定である。
【００２４】
領域分割部１１０は、分割判定部１０８で分割が必要と判定された処理画像を４分木画像分割法により４つの領域に分割する。分割された４つの画像は、新たな処理画像として画素数計数部１０２にそれぞれ入力される。
【００２５】
ここで、領域分割部１１０で行なわれる処理画像の分割について説明する。図２は、処理画像の分割を説明するための図である。図を参照して、画像処理装置に最初に入力された画像を処理画像Ｉとして示している。処理画像Ｉは、５１２画素×５１２ラインの画素からなる。処理画像の分割は、処理画像Ｉを４つの領域に分割する。具体的には、処理画像Ｉのそれぞれの画素の位置を、Ｉ（ｉ，ｊ）（ｉ＝0, 1, …，511 ；ｊ＝0, 1, …, 511 ）として表わすと、分割された４つの処理画像は、次のようにして表わすことができる。
【００２６】
（１） 処理画像Ｉ₀
Ｉ₀ （ｉ，ｊ）（ｉ＝0, 1, …，255 ；ｊ＝0, 1, …, 255 ）
（２） 処理画像Ｉ₁
Ｉ₁ （ｉ，ｊ）（ｉ＝256, 257，…，511 ；ｊ＝0, 1, …，255 ）
（３） 処理画像Ｉ₂
Ｉ₂ （ｉ，ｊ）（ｉ＝0, 1, …，255 ；ｊ＝256, 257，…，511 ）
（４） 処理画像Ｉ₃
Ｉ₃ （ｉ，ｊ）（ｉ＝256, 257，…，511 ；ｊ＝256, 257，…，511 ）
図３は、図２に示す処理画像Ｉ₀ ，Ｉ₃ をさらに分割した状態を示す図である。処理画像Ｉ₀ を４分割すると、新たに４つの処理画像Ｉ₀₀，Ｉ₀₁，Ｉ₀₂，Ｉ₀₃に分割される。また、処理画像Ｉ₃ を４分割すると、４つの処理画像Ｉ₃₀，Ｉ₃₁，Ｉ₃₂，Ｉ₃₃に分割される。
【００２７】
処理画像Ｉ₀ を４分割したときのそれぞれの処理画像Ｉ₀₀，Ｉ₀₁，Ｉ₀₂，Ｉ₀₃は次のように表わされる。
【００２８】
（１） 処理画像Ｉ₀₀
Ｉ₀₀（ｉ，ｊ）（ｉ＝0, 1, …, 127 ；ｊ＝0, 1, …，127 ）
（２） 処理画像Ｉ₀₁
Ｉ₀₁（ｉ，ｊ）（ｉ＝128, 129，…，255 ；ｊ＝0, 1, …，127 ）
（３） 処理画像Ｉ₀₂
Ｉ₀₂（ｉ，ｊ）（ｉ＝0, 1, …, 127 ；ｊ＝128, 129，…，255 ）
（４） 処理画像Ｉ₀₃
Ｉ₀₃（ｉ，ｊ）（ｉ＝128, 129，…，255 ；ｊ＝128, 129，…，255 ）
処理画像Ｉ₃ を４分割した処理画像Ｉ₃₀，Ｉ₃₁，Ｉ₃₂，Ｉ₃₃についても同様に表わすことができる。
【００２９】
このように、領域分割部１１０は、処理画像を４分木（quadtree）分割する。
図１に戻って、制御部１００は、外部記憶装置１１４と接続されている。外部記憶装置は、光磁気ディスク、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体１１６に記憶されたプログラムやデータを読込むためのドライバである。また、記録媒体１１６に記憶されている画像データを読込むこともできる。さらに、領域抽出部１０６で抽出された抽出データを記録媒体１１６に書込むこともできる。
【００３０】
なお、画素数計数部１０２、適合判定部１０４、領域抽出部１０６、分割判定部１０８および領域分割部１１０で行なう処理を実行するためのプログラムを記録媒体１１６に記録し、記録されたプログラムを外部記憶装置１１４で読込むことにより、制御部１００で実行するようにしてもよい。この場合には、画素数計数部１０２、適合判定部１０４、領域抽出部１０６、分割判定部１０８および領域分割部１１０は不要である。
【００３１】
次に、画像処理装置で行なわれる処理の流れについて具体的に説明する。図４は、画像処理装置で行なわれる領域抽出処理の流れを示すフローチャートである。図を参照して、画像処理装置に処理の対象となる画像が入力される（Ｓ０１）。入力される画像は、たとえば、Ｒ，Ｇ，Ｂの値がそれぞれ８ビットで量子化された５１２画素×５１２ラインの解像度の画像である。入力された画像は、処理画像として画素数計数部１０２に入力される。
【００３２】
次に画素数計数部１０２で、処理画像の画素のうち、色データベース１１２に記憶されているＲ，Ｇ，Ｂの３つの値のセットと一致する画素の数を計数する（Ｓ０２）。色データベース１１２には、抽出するべき色相、本実施の形態においては肌色のカテゴリに属する色相に該当するＲ，Ｇ，Ｂの３つの値のセットが複数登録されている。画素数計数部１０２は、色データベース１１２に記憶されている複数のＲ，Ｇ，Ｂの３つの値のセットを読込み、処理画像のすべての画素の値と比較する。そして、色データベース１１２に記憶されているＲ，Ｇ，Ｂの値のセットと一致する画素値を有する画素の数を計数し、計数値Ｃを求める。
【００３３】
次のステップＳ０３では、処理画像Ｉの色相占有率Ｒを計算する（Ｓ０３）。色相占有率Ｒは、ステップＳ０２で求めた計数値Ｃと、処理画像全体の画素数Ｎから、Ｒ＝Ｃ／Ｎの式に基づき計算される。
【００３４】
次に、求めた色相占有率Ｒがしきい値（０．９）以上か否かを判断する（Ｓ０４）。色相占有率Ｒがしきい値以上である場合には、ステップＳ０５に進み、そうでない場合にはステップＳ０７に進む。
【００３５】
ステップＳ０７では、処理画像を抽出する処理が行なわれる。ステップＳ０４で色相占有率がしきい値以上と判断された場合には、処理画像には抽出するべき色相の画素が十分に含まれている。すなわち、処理画像が肌色の領域であると判断される。
【００３６】
一方、色相占有率Ｒがしきい値未満と判断された場合には（ステップＳ０４でＮＯ）、処理画像を分割するか否かの判定を行なう（Ｓ０５）。ステップＳ０５で行なう分割判定処理については後で詳しく説明する。
【００３７】
ステップＳ０５で、分割する必要があると判断した場合にはステップＳ０６に進み、そうでない場合にはステップＳ０８に進む。ステップＳ０６では、上述した処理画像の分割が行なわれる。
【００３８】
ステップＳ０７で領域を抽出した後、またはステップＳ０５で分割が必要ないと判断された場合、もしくはステップＳ０６で処理画像分割処理をした場合には、ステップＳ０８に進む。ステップＳ０８では、次に処理するべき処理画像があるか否かが判断される。次に処理する画像がある場合には、上述したステップＳ０２〜ステップＳ０７の処理をその処理画像に対して行なう。処理画像がない場合には、処理を終了する。ここでの処理画像は、ステップＳ０６の処理画像分割処理で分割された後の処理画像を含む。たとえば、ステップＳ０６で、処理画像Ｉを分割した場合には、分割された４つの処理画像Ｉ₀ ，Ｉ₁ ，Ｉ₂ ，Ｉ₃ のそれぞれについて、ステップＳ０２〜ステップＳ０７の処理が施される。
【００３９】
次に、図４のステップＳ０５で行なわれる分割判定処理について説明する。図５は、図４のステップＳ０５で行なわれる分割判定処理の流れを示すフローチャートである。図を参照して、ステップＳ１１では、処理画像の一辺の画素数が４より大きいか否かが判断される。これは、処理画像の大きさが、その一辺の画素数が４になるまで図４のステップＳ０６で処理画像の分割を行なうことを可能とするものである。これにより、処理画像の大きさを画素の大きさにまでする必要がなく、処理速度を速めることができる。また、本実施の形態における画像処理装置で行なわれる領域抽出処理においては、一辺の画素数が４程度の大きさの領域が抽出できればよいからである。
【００４０】
ステップＳ１１で処理画像の一辺の画素数が４より大きいと判断された場合には、ステップＳ１２に進み、そうでない場合にはステップＳ１３に進む。
【００４１】
ステップＳ１２では、色相占有率Ｒがしきい値（０．２）より小さいか否かが判断される。これは、処理画像の一辺の画素数が４より大きい場合であっても、処理画像に含まれる抽出するべき色相の画素がほとんど含まれていない場合には、その処理画像を抽出の対象から削除するためである。このようにすることで、不必要な判定処理を行なうことがなく、処理速度を向上させることができる。なお、しきい値を０．０とするようにしてもよい。この場合には、ステップＳ１２の処理結果は、必ず「ＮＯ」となり、ステップＳ１４に進む。
【００４２】
ステップＳ１２で色相占有率Ｒがしきい値（０．２）より小さいと判断された場合にはステップＳ１３に進み、そうでない場合にはステップＳ１４に進む。
【００４３】
ステップＳ１３は「ＮＯ」でリターンし、ステップＳ１４は「ＹＥＳ」でリターンして、それぞれ図４のステップＳ０５に戻る。
【００４４】
本実施の形態においては、処理画像の大きさの条件と色相占有率Ｒの条件との２つの条件で処理画像を分割するか否かを判断しているが、いずれか一方のみの条件を用いてもよい。たとえば、処理画像の大きさが所定の大きさ（４×４）になるまで、分割するようにしてもよい。また色相占有率Ｒが所定のしきい値になるまで、分割するようにしてもよい。色相占有率のみを条件とする場合には、画素の単位まで処理画像が分割されるので、より詳細に特定領域を抽出することができる。
【００４５】
図６は、本実施の形態における画像処理装置で領域抽出処理を行なったときの処理画像の分割形態の一例を示す図である。画像処理装置に最初に入力された処理画像Ｉ中に抽出の対象となる領域２０６が含まれている。抽出処理の結果抽出された領域２０７をハッチングで示している。図中に示す四角形は、それぞれ分割された処理画像を示す。抽出の対象となる領域２０６の中心付近では、処理画像は大きな状態で抽出されており、抽出の対象となる領域２０６の輪郭付近では、最も小さい処理画像にまで分割されている。
【００４６】
図７は、本実施の形態における画像処理装置で領域抽出処理を行なったときの分割形態の一例を示す第２の図である。図を参照して、画像処理装置に最初に入力された処理画像Ｉ中に、抽出の対象となる領域２１１を含んでいる。抽出の対象となる領域２１１は、その内側に抽出の対象とならない領域２１３を含んでいる。抽出される領域２１２はハッチングで示されている。図を見て明らかなように、抽出の対象となる領域２１１は、外側の輪郭と内側の輪郭との間の中心付近においては、大きな処理画像が抽出されている。外側の輪郭または内側の輪郭近傍においては、最小の処理画像（４×４）にまで分割されて抽出されている。
【００４７】
図８および図９において、本実施の形態における画像処理装置で、領域抽出処理を行なった一例を示す。図８は、本実施の形態における画像処理装置に入力される処理画像Ｉを示す図である。図９は、図８に示す処理画像Ｉから抽出された特定領域を示す図である。図８は、中央部分に人物の顔を含む画像である。実際には、図８に示す処理画像Ｉは、カラー画像であり、人物の顔（額、鼻、頬、顎等の部分）は肌色で表わされ、眉や目などは黒色で、唇は赤色で表わされている。図８と図９とを比較するとわかるように、図８に示す処理画像Ｉ中の肌色の領域、すなわち人物の顔の部分が抽出されており、眉、目あるいは口といった肌色以外の領域が抽出されていないのがわかる。また、処理画像Ｉ中に表わされている人物の顔の輪郭を含む形で抽出されているのがわかる。
【００４８】
以上説明したとおり、本実施の形態における画像処理装置では、分割された処理画像のうち色相占有率が所定のしきい値を超える処理画像を特定領域として抽出するので、特定領域中の画素の値にばらつきがある場合であっても、そのばらつきに依存することなく特定領域を抽出することができる。
【００４９】
また、特定領域とそうでない非特定領域との境界付近においては、処理画像を４分割する処理を繰返し行ない、処理画像を徐々に小さくしていくので、特定領域の輪郭をできるだけ含めて抽出することができる。
【００５０】
＜領域抽出処理の変形例＞
上述の実施の形態においては、図４のステップＳ０４で色相占有率Ｒを比較する際に用いたしきい値と、図５のステップＳ１２で色相占有率Ｒを比較する際に用いたしきい値とを固定値とした。図４のステップＳ０４で用いるしきい値は、処理画像が抽出されるための条件として、色相占有率Ｒの下限値を示すしきい値であり、図５のステップＳ１２で用いられるしきい値は、処理画像を抽出しないと判断するための色相占有率Ｒの上限値を示すしきい値である。領域抽出処理の変形例においては、これらのしきい値を処理画像の大きさに応じて変更するようにしたものである。これらのしきい値についてその一例を以下に示す。
【００５１】
処理画像の一辺の画素数をＤとし、図４のステップＳ０４で用いられるしきい値をＴ１とし、図５のステップＳ１２で用いられるしきい値をＴ２としたとき、処理画像の大きさＤとしきい値Ｔ１，Ｔ２とは次のように設定することができる。
【００５２】
（１） Ｄ＝５１２のときＴ１＝０．７５，Ｔ２＝０．０５
（２） Ｄ＝２５６のときＴ１＝０．８，Ｔ２＝０．０５
（３） Ｄ＝１２８のときＴ１＝０．８，Ｔ２＝０．０７５
（４） Ｄ＝６４のときＴ１＝０．８，Ｔ２＝０．０７５
（５） Ｄ＝３２のときＴ１＝０．８５，Ｔ２＝０．１
（６） Ｄ＝１６のときＴ１＝０．８５，Ｔ２＝０．１
（７） Ｄ＝８のときＴ１＝０．９，Ｔ２＝０．１５
（８） Ｄ＝４のときＴ１＝０．９，Ｔ２＝０．２
（９） Ｄ＝２のときＴ１＝１．０，Ｔ２＝０．２５
（１０） Ｄ＝１のときＴ１＝１．０，Ｔ２＝０．５
このように、処理画像の大きさによりしきい値Ｔ１としきい値Ｔ２とを変更することによ０、処理画像の大きさを抽出するかしないかの判断のパラメータとすることができる。その結果、画像の局所的な領域の詳細な情報を考慮した判断を行なうことができ、特定領域をより正確に抽出することができる。
【００５３】
以上説明した本実施の形態においては、画像処理装置に入力される画像あるいは色データベース１１２で用いられる画像信号はＲ，Ｇ，Ｂの３つの信号であったが、画像信号はこれに限らず、輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｃｂ，Ｃｒを用いてもよく、あるいはＹ，Ｉ，Ｑ信号、Ｙ，Ｕ，Ｖ信号あるいはＭｕｎｓｅｌｌ空間のような均等視知覚空間上のＨ軸，Ｖ軸，Ｃ軸に変換した信号とを用いることができる。
【００５４】
さらに、ＲＧＢ信号の３つの信号すべてを使用するようにしたが、抽出処理に用いる信号はこれら３つのすべてを使用する必要はなく、それぞれの信号のみ、あるいは２つの信号を組合わせて用いてもよい。これは、上述のＹ，Ｃｂ，Ｃｒ信号、Ｙ，Ｉ，Ｑ信号、Ｙ，Ｕ，Ｖ信号、Ｈ軸，Ｖ軸，Ｃ軸に変換した信号においても同様である。
【００５５】
さらに、本実施の形態においては、画像から肌色の色相を有する特定領域を抽出する処理について述べたが、抽出する色相はこれに限られず、色データベース１１２に登録する色相を変えることにより、たとえば画像中から赤い花と緑色の葉の領域を抽出するようにすることができる。
【００５６】
［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態における領域抽出装置が適用される画像処理装置について説明する。第１の実施の形態における画像処理装置が、抽出の対象となる色相を多く含む領域を抽出したのに対して、第２の実施の形態における画像処理装置は、画像中に含まれるエッジ部分を多く含む領域を抽出するようにしたものである。
【００５７】
図１０は、第２の実施の形態における画像処理装置のハード構成を示すブロック図である。図を参照して、画像処理装置は、入力された画像をエッジ画像化するための処理を行なう画像エッジ化部２０１と、画像処理装置に入力された画像または領域分割部１１０で分割された画像（以下これらをまとめて処理画像という）に含まれるエッジ画素の数を計数するための画素数計数部２０２と、処理画像が抽出するべき条件に適合しているかどうかを判定するための適合判定部２０４と、適合判定部２０４で抽出するべき条件に適合していると判断された処理画像を抽出するための領域抽出部１０６と、適合判定部２０４で抽出するべき条件に適合していないと判定された処理画像を分割するかどうかを判定するための分割判定部１０８と、分割判定部１０８で分割が必要と判定された処理画像を４分木画像分割法により４つの処理画像に分割するための領域分割部１１０とを含む。
【００５８】
画像エッジ化部２０１では、入力された画像中のエッジとなる画素を抽出する。エッジとなる画素の抽出は、たとえば、微分フィルタを用いて抽出される。図１１は、画像エッジ化部２０１で用いられる微分フィルタの一例を示す図である。図を参照して、微分フィルタは、３×３のマトリックスであり、処理対象の画素（注目画素）とその上下左右に隣接する４つの画素との画素値を用いて求められる。具体的には、注目画素の画素値をＸとし、その上下および左右の４つの画素の画素値をＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４とすると、注目画素の微分値Ｚは、Ｚ＝４×Ｘ−（Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ３＋Ｙ４）で表わされる。
【００５９】
微分フィルタを用いて微分された画像から、微分値が所定のしきい値を超える画素を、エッジ画素として抽出する。
【００６０】
画素数計数部２０２は、処理画像中に含まれるエッジ画素の数を計数する。エッジ画素は、画像エッジ化部２０１で求められている。また、処理画像は、画像処理装置に最初に入力される画像である場合と、領域分割部１１０で分割された画像である場合とがある。
【００６１】
適合判定部２０４では、処理画像中に含まれるエッジ画素の割合（以下エッジ占有率という）をもとに、処理画像が抽出されるべき領域か否かを判定する。
【００６２】
領域抽出部１０６は、適合判定部２０４で抽出されるべき領域と判定された処理画像を抽出し、その処理画像の位置データと大きさを抽出データとして出力する。
【００６３】
分割判定部１０８は、適合判定部２０４で抽出するべき領域でないと判定された処理画像に対して、分割が必要か否かを判定する。この判定は、処理画像の大きさをもとに判定する。
【００６４】
領域分割部１１０は、分割判定部１０８で分割が必要と判定された処理画像を４分木画像分割法を用いて、４つの処理画像に分割する。領域分割部１１０で分割された処理画像は、それぞれ画素数計数部２０２に送られる。
【００６５】
次に、本実施の形態における画像処理装置で行なわれるエッジ領域抽出処理について説明する。図１２は、エッジ領域抽出処理の流れを示すフローチャートである。図を参照して、エッジ領域抽出処理は、処理の対象となる画像を入力する（Ｓ２１）。そして、画像エッジ化部２０１において、入力された画像からエッジ画素の抽出を行なう（Ｓ２２）。
【００６６】
そして、画素数計数部２０２において、ステップＳ２２で抽出されたエッジ画素をもとに、処理の対象となる処理画像に含まれるエッジ画素の数を計数し、計数値Ｃ１を取得する（Ｓ２３）。ステップＳ２３で処理の対象となる画像は、画像処理装置に最初に入力される画像である場合と、領域分割部１１０で分割された画像である場合とがある。ステップＳ２３で最初に行なわれる処理では、画像処理装置に最初に入力される画像が処理画像となり、２回目以降に処理の対象となる画像は、領域分割部１１０で分割された画像である。
【００６７】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３で求めた計数値Ｃ１をもとに、処理画像中の全画素数に対するエッジ画素の占める割合（以下エッジ占有率Ｑという）を計算する。エッジ占有率Ｑは、処理画像の全画素数をＮとした場合に、Ｑ＝Ｃ１／Ｎの式により計算される。
【００６８】
ステップＳ２５では、処理画像を抽出するべき領域として抽出するか否かを判断するため、エッジ占有率Ｑが所定のしきい値（０．５）以上か否かが判断する。エッジ占有率Ｑが所定のしきい値以上である場合にはステップＳ２８に進み、そうでない場合にはステップＳ２６に進む。ここでは、所定のしきい値を、０．５としている。このしきい値は、０．５に限定されるわけではなく、処理対象となる画像の種類により変えることができる。
【００６９】
ステップＳ２８では、処理画像を抽出するべき領域として抽出する。ステップＳ２８の後、ステップＳ２９に進む。
【００７０】
一方、エッジ占有率Ｑがしきい値以上でないと判断された場合には（Ｓ２５でＮＯ）、処理画像が分割可能か否かが判断される（Ｓ２６）。分割可能か否かは、処理画像の一辺の画素数が４より大きいか否かにより判断される。処理画像の一辺の画素数が４より大きい場合には、分割可能としてステップＳ２７に進む。処理画像の一辺の画素数が４より大きくない場合には、処理画像を分割不可としてステップＳ２９に進む。一辺の画素数が４より大きい処理画像のみを分割可能としたのは、処理速度の向上を図るためである。たとえば、分割可能な処理画像の大きさに制限を設けず、画素のレベルまで分割させることもできるが、所定の大きさまで分割することにより、エッジ画素を含む領域がほとんど抽出できるからである。
【００７１】
ステップＳ２７では、処理画像の分割処理が行なわれる。これについては、図４のステップＳ０６で行なわれる処理と同じであるのでここでの説明は繰返さない。
【００７２】
次のステップＳ２９では、処理対象の処理画像があるか否かを判断し、処理対象の処理画像がある場合には、その処理画像に対して上述のステップＳ２３〜ステップＳ２８までの処理を繰返して行なう。処理対象の処理画像がない場合には、処理を終了する。
【００７３】
以上説明したとおり、第２の実施の形態における画像処理装置では、画像中に含まれるエッジ領域を正確に抽出することができる。たとえば、文字などが描かれた紙を撮影した画像からは、文字の部分がエッジ画素として抽出されるので、文字などが描かれた領域だけを抽出することができる。
【００７４】
第１および第２の実施の形態においては、処理画像を分割する方法として４分木画像分割法を用いたが、処理画像を分割する方法はこれに限られず、たとえば、６等分、８等分等に分割する方法をとることができる。また、処理画像の形状を正方形としたが、処理画像の形状はこれに限られず、いかなる形状を用いてもよい。
【００７５】
さらに第１および第２の実施の形態においては、領域抽出処理を行なう画像処理装置について説明したが、図４および図５または図１２に示すフローチャートの処理を実行する領域抽出方法、または、これらのフローチャートに示す処理を実行するための領域抽出プログラムを記録した記録媒体として発明を捉えることができるのは言うまでもない。
【００７６】
なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における画像処理装置のハード構成を示すブロック図である。
【図２】処理画像の分割を説明するための図である。
【図３】図２の処理画像Ｉ₀ ，Ｉ₃ を分割した状態を示す図である。
【図４】領域抽出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ０５で行なわれる分割判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】領域抽出処理を施したときの処理画像の分割形態の一例を示す第１の図である。
【図７】領域抽出処理を施したときの処理画像の分割形態の一例を示す第２の図である。
【図８】画像処理装置に入力される処理画像の一例を示す図である。
【図９】図８に示す処理画像から抽出された特定領域を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態における画像処理装置のハード構成を示すブロック図である。
【図１１】２次微分フィルタの一例を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態におけるエッジ領域抽出処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００ 制御部
１０２ 画素数計数部
１０４ 適合判定部
１０６ 領域抽出部
１０８ 分割判定部
１１０ 領域分割部
１１２ 色データベース
１１４ 外部記憶装置
１１６ 記録媒体
２００ 制御部
２０１ 画像エッジ化部
２０２ 画素数計数部
２０４ 適合判定部

Claims (7)

1. 入力された画像を複数の領域に分割する分割手段と、
   分割された前記複数の領域ごとに所定の値の画素が占める割合を求める演算手段と、
   前記複数の領域のうち、前記演算手段で求めた前記割合が第１の値を超える領域を抽出する抽出手段とを備え、
   前記第１の値は、前記複数の領域の大きさにより異なることを特徴とする、領域抽出装置。
2. 前記分割手段は、前記複数の領域のうち、前記割合が前記第１の値を超えない領域を、新たな分割処理の対象の画像として入力することを特徴とする、請求項１に記載の領域抽出装置。
3. 前記分割手段は、前記割合が前記第１の値を超えない領域のうち、所定の大きさより小さい領域は、新たな分割処理の対象の画像として入力しないことを特徴とする、請求項２に記載の領域抽出装置。
4. 前記分割手段は、前記割合が前記第１の値を超えない領域のうち、前記割合が第２の値より小さい領域は、新たな分割処理の対象の画像として入力しないことを特徴とする、請求項２に記載の領域抽出装置。
5. 前記分割手段は、入力された画像を４つの領域に分割することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の領域抽出装置。
6. 制御部を備えた画像処理装置により実行される、画像から被写体の特定領域を抽出するための方法であって、
   前記制御部が、入力された画像を複数の領域に分割する分割ステップと、
   前記制御部が、分割された前記複数の領域ごとに所定の値の画素が占める割合を求める演算ステップと、
   前記制御部が、前記複数の領域のうち、前記演算ステップで求めた前記割合が、前記複数の領域の大きさにより異なるしきい値を超える領域を前記特定領域として抽出する抽出ステップとを含む、領域抽出方法。
7. 入力された画像を複数の領域に分割する分割ステップと、
   分割された前記複数の領域ごとに所定の値の画素が占める割合を求める演算ステップと、
   前記複数の領域のうち、前記演算ステップで求めた前記割合が、前記複数の領域の大きさにより異なるしきい値を超える領域を抽出する抽出ステップとをコンピュータに実行させるための領域抽出プログラムを記録した記録媒体。

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