JPH01131974A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は複雑な背景やランダムに積み重なった物体の中
から目的とする対象物体を認識するための画像処理装置
に関する。特に、濃淡画像において、輝度レベルが急変
するところを対象物体のエツジとして認識し、その対象
物体の輪郭を高速度で抽出することのできる画像処理装
置に関する。

【従来技術】

従来、濃淡画像中の対象物のエツジ稜線を輪郭として抽
出する方式及び装置は種々開発され、例えば、富田文明
「エツジを利用した領域抽出」情報処理学会第２３回合
国大会Ｐ、　７２３〜７２４．平岡晋他３名「高速画像
前処理装置の開発」住友電気Ｎａ　　１２６Ｐ、１８３
　〜１８９　　、　　Ｔ、口ｃｈｉｙａｍａ　　ｅｔ、
ａｌ　　ｒＡ　　Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ　Ｉｍａｇｅ　Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒ　ｗｉｔｈ　Ｔｗｏ　Ｃｏ’ｎｖｏｌ
ｕｔｉｏｎＦｉｌｔｅｒ　Ｍｏｄｕｌｅｓ　ａｎｄ　ａ
　Ｐｅａｋ　ｔ！ｘｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｍｏｄｕｌｅ　
ＪＲｏｂ、　Ｒｅｓ、Ｐ、　４０１〜４０９　（１９８
４）　、特開昭６０−２３５２７９号公報、特開昭６１
−８０３６４号公報等によって報告されている。 これらの従来技術は、第６図に示すように、例えば、文
献長尾真他１名「パターン認識における縁線ノ抽出」電
子通信学会誌ｖａｔ、　５５Ｎ（１１２Ｐ、　１６１８
〜１６２７　（１９７２）に示された公知の、ソーベル
・オペレータを使って濃淡画像のＸ方向とＹ方向の空間
１次微分値を求めるものである。そして、各画素におい
て、その微分値を成分とするグラジェントベクトルの大
きさ（以下「エツジ強度」ともいう）Ｅ（ｘ、　ｙ）と
そのグラジェントベクトルの方向角（以下「グラジェン
ト角」ともいう）Ｇ（ｘ、ｙ）を算出する。次に、係る
全画素におけるエツジ強度Ｅ　（ｘ。 ｙ）とグラジェント角Ｇ　（ｘ、　ｙ）のデータから、
例えば、第７図に示すように、現在、走査の対象となり
注目されている画素（以下、「走査画素」という）を中
心として３Ｘ３マトリツクスを考え、そのマ）　ＩＪソ
ックス素におけるエツジ強度Ｅ　（ｘ、　ｙ）とグラジ
ェント角Ｇ　（ｘ、　ｙ）とから走査画素に稜線が存在
するか否かを判定するものである。 その稜線の判定方式は、大別すると以下に説明する３つ
の方式に分類できる。 第１の方式は走査画素のエツジ強度Ｅと、４つの最近接
画素のエツジ強度Ｅ。、　Ｅ　２．　Ｅ　、、　Ｅ　６
との間の大小関係を判定するものであって、走査画素の
エツジ強度Ｅが予め設定されている閾値Ｅｔｈを超え且
つ、Ｅ、≦Ｅ＞Ｅ４又はＥ。くＥ≧Ｅ４又はＥ２≦Ｅ＞
Ｅｓ又はＥ２　＜Ｅ≧Ｅ６のいずれかの条件式を満足す
る時に、走査画素に稜線が存在すると判定する単純比較
方式である。この方式は高速処理を実現し易いが、稜線
判定が単純であるため真の稜線以外にも稜線と判定され
ることが多く、抽出される対象物体の輪郭線が太くなる
という欠点がある。従って、この欠点を解消するために
は、細線化処理などが必要となる。 次に、第２の方式は走査画素のグラジェント角Ｇから稜
線の延長する方向を推定し、その方向に直交する両側の
最近接画素を特定し、その最近接画素のエツジ強度Ｅｉ
、Ｅｊと走査画素のエツジ強度Ｅとの関係から稜線判定
を行う方式である。 即ち、走査画素のエツジ強度Ｅが予め設定されている閾
値Ｅｔｈを超え且つ、Ｅｉ　＜Ｅ≧Ｅｊを満足すれば、
走査画素に稜線が存在すると判定する稜線方向推定方式
である。本方式は比較的高速に処理し易く細い輪郭が得
られるという利点がある。 しかしながら、上記の最近接画素を特定するのに、グラ
ジェント角Ｇが１８０°異なるグラジェントベクトルは
同一とみなして、４５°毎の方向を示す２ビット構成の
方向コードを導入している。このため、稜線に直交する
方向に４在する画素を特定することができるが、何方の
画素が稜線の内側の画素で何方の画素が稜線の外側の画
素かを特定することができない。理論上では、稜線に垂
直な方向に対してグラジェントベクトルの絶対値がピー
クとなる画素を検出すれば、最も細い稜線を検出できる
。しかし、実際の画像処理ではグラジェントベクトルの
絶対値がピークとなる画素が一定の幅をもって存在する
場合が一部に常に含まれ、係る場合には一定幅を有する
稜線の外側又は内側のエツジが稜線として検出される。 即ち、上記Ｅｉ＜Ｅ≧Ｅｊの判定においては、画素ｊは
稜線の内側の画素となり、画素１は稜線の外側の画素と
なるため、一定幅を有する稜線の外部エツジだけが稜線
として検出されることになる。しかしながら、グラジェ
ントベクトルの向きが常に稜線の内側に向かうベクトル
とすれば、画素ｊは画素ｉに対してグラジェントベクト
ルの向いている側の画素として選択されなければならな
い。しかし、画ｓｊと画素ｊを特定するのに２ビット構
成の方向コードを使う上記方法では、グラジェントベク
トルの方向を考慮していても向きまで考慮していないた
め、画ｓｊと画素ｉの選択が反対となる場合があり、従
って、上記条件式を満足しないとして、稜線が検出され
なくなり、稜線が断線するという問題がある。このため
、輪郭線を用いたモデルマツチングには不向きであった
。 第３の方式は走査画素に対してエツジ強度Ｅとグラジェ
ント角Ｇを変数とする評価関数を設定し、その値が最大
となる方向に稜線を追跡する方式である。今、走査画素
のエツジ強度Ｅが予め設定された閾値Ｅｔｈを超えてい
る時、走査画素のまわりの８つの最近接画素のエツジ強
度Ｅｉ（ｉ＝ｏ〜７）ｆ（Ｅｉ）＝Ｅｉ２・ｃｏｓ（Ｇ
ｉ−Ｇ）　・１ｃｏｓ（ｙｒ−Ｇ）　１が最大となる１
を決定し、このｉによって特定された画素を次の走査画
素とし、係る処理を順次実行して走査画素を順次更新す
ることにより稜線を追跡する方法である。 しかし、本方式はＴＶなどのラスクー走査と前記評価関
数による稜線追跡走査とを組み合わせた複雑な方式であ
る。前２方式に比べれば装置は大型化し、処理時間も長
くかかる。

【発明が解決しようとする問題点】

以上に述べたように、これらの３方式では、いずれも全
画素について、雑音による稜線の誤抽出を防止するため
に、エツジ強度Ｅを一定の閾値（Ｅ　ｔｈ）と比較して
いる。このため、処理時間が長くなるという問題がある
。 一般に、濃淡画像では、テクスチュアや細い模様を除け
ば、人間力身忍識できる対象物体の稜線に当たる画素の
全画素に対する割合は１０分の１以下である。即ち、大
部分の画素は稜線判定をする必要がなく、上記方式は不
必要な稜線判定のために多大の演算時間を必要とした。 又、従来の方式では、抽出゛された輪郭線が太くなった
り、分断されたりするという問題があった。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、綾線判定画素を有効
かつ簡単に検出できるようにすることで、稜線検出速度
を向上させることである。 又、本発明の他の目的は、グラジェントベクトルの方向
データに、隣接する８方位の画素を特定できる３ビット
構成の方向ビットを設け、係る方向ビットを用いて稜線
の延長する方向を推定し、その方向に直交する両側の最
近接画素の特定順序を常に一定とすることにより、検出
された稜線の断線を防止することである。

【問題点を解決するための手段】

上記問題点を解決するための発明の構成は、濃淡画像デ
ータを画素の各座標変数で一次微分して得られる各画素
におけるグラジェントベクトルの２成分を入力データと
し、その入力データから前記グラジェントベクトルの大
きさを示す絶対値データとグラジェントベクトルの方向
を示す方向データを出力する画像処理装置において、第
１発明は前記絶対値データに前記グラジェントベクトル
の大きさが所定の閾値を越えるか否かを示す符号ビット
を設けたことを特徴とし、第２発明は１つの画素におけ
る前記方向データに、前記グラジェントベクトルがその
画素を中心として８方位に隣接した画素のうちどの方向
にある画素を指しているかを示す３ビット構成の方向ビ
ットを設けたことを特徴としている。 又、第３発明は、濃淡画像データを画素の各座標変数で
一次微分して得られる各画素におけるグラジェントベク
トルの大きさを示す絶対値データと、前記グラジェント
ベクトルの方向を示す方向データとから濃淡画像のエツ
ジ稜線に当たる画素を決定する画像処理装置において、
前記絶対値データに前記グラジェントベクトルの大きさ
が所定の閾値を越えるか否かを示す符号ビットを設け、
１つの画素における前記方向データに、前記グラジェン
トベクトルがその画素を中心として８方位に隣接した画
素のうちどの方向にある画素を指しているかを示す３ビ
ット構成の方向ビットを設け、走査画素における前記絶
対値データの符号ビットを判定する符号ビット判定手段
と、前記符号ビット判定手段により前記グラジェントベ
クトルの大きさが所定の閾値を越えないと判定された場
合には、直ちに前記走査画素を次の画素に更新する走査
画素更新手段と、前記符号ビット判定手段により前記走
査画素の前記グラジェントベクトルの大きさが所定の閾
値を越えると判定された場合には、前記方向データの方
向ビットから前記グラジェントベクトルの指す画素及び
その反対方向にある画素を決定する隣接画素決定手段と
、前記隣接画素決定手段により決定された２つの画素に
おける前記絶対値データと前記走査画素における前記絶
対値データとを比較して前記走査画素が濃淡画像におけ
る稜線に当たるか否かを判定する稜線判定手段とを備え
たことを特徴とする。 又、上記発明において、前記グラジェントベクトルの２
成分の入力データをアドレスデータとし、各アドレスに
前記アドレスデータに応じて決定される前記符号ビット
を含む前記絶対値データ又は／及び前記方向ビットを含
む前記方向データを記憶させ、前記アドレスデータによ
りアクセスされたアドレスに記憶されている前記絶対値
データ又は／及び前記方向データを出力するデータ記憶
装置で構成するのが望ましく、係るデータ記憶装置では
演算を実行する必要がないので処理速度の向上が図られ
る。

【発明の作用及び効果】

上記第１発明では、絶対値データにグラジェントベクト
ルの大きさが所定の閾値を越えるか否かを示す符号ビッ
トを設けているため、本画像処理装置に接続される他の
画像処理装置では、その符号ビットを判定するだけで、
複雑な稜線検出の処理を実行すべきか否かを判定できる
。従って、稜線検出の必要のない画素の場合には、次の
画素に直ちに移動できるので、処理速度が向上する。 又、上記第２発明では、１つの画素における方向データ
に、グラジェントベクトルが、その画素を中心として８
方位に隣接した画素のうちどの方向にある画素を指して
いるかを示す３ビット構成の方向ビットを設けているた
め、本画像処理装置に接続される他の画像処理装置では
、エツジの内側又は外側に当たる隣接画素を特定するこ
とが可能となるため、検出された稜線の断線が防止され
る。 又、上記第３発明では、符号ビット判定手段により走査
画素における絶対値データの符号ビットが判定され、グ
ラジェントベクトルの大きさが所定の閾値を越えている
か否かが判定され、グラジェントベクトルの大きさが所
定の閾値を越えていないと判定された場合には、走査画
素更新手段により直ちに走査画素は次の画素に更新され
る。又、符号ビット判定手段により走査画素のグラジェ
ントベクトルの大きさが所定の閾値を越えると判定され
た場合には、隣接画素決定手段が駆動され、方向データ
の方向ビットからグラジェントベクトルの指す画素及び
その反対方向にある画素が決定され、稜線判定手段によ
り、その２つの隣接画素における絶対値データと走査画
素における絶対値データとが比較され、走査画素がエツ
ジ稜線に当たるか否かが判定される。 係る、構成及び作用を有するため、本第３発明に係る画
像処理装置では、演算速度が向上すると共に検出された
稜線の断線が防止された良好な稜線画像が得られる。

【実施例】

以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。 第１図は本発明の第１実施例に係る画像処理装置を用い
た装置の構成を示すブロック図である。 同図において、１０は対象物の濃淡画像を撮像するため
の手段であり、通常ＣＣＤＴＶカメラ等が用いられる。 ２０は撮像手段１０により得たアナログ映像信号Ｓ１を
ディジタル画像信号Ｓ２に変換するためのアナログ／デ
ィジタル変換手段であり、３０はディジタル画像信号Ｓ
２の示すデータを一時記憶するための濃淡画像記憶手段
である。４０は濃淡画像記憶手段３０により出力された
濃淡画像データｆ（ｘ、ｙ）を入力し、グラジェントベ
クトルのＸ成分及びＹ成分を求める２台の積和演算手段
である。５０は積和演算手段４０から出力されたグラジ
ェントベクトルのＸ成分データｆｘとＹ成分データｒｙ
から符号ビットを有するグラジェントベクトルの絶対値
データ（以下「エツジ強度データ」ともいう。）Ｅ１グ
ラジェントベクトルの指す隣接画素の存在する８方位を
示す３ビット構成の方向ビットを有するグラジェントベ
クトルの方向データ（以下「グラジェント角データ」と
もいう。）Ｇを演算する手段である。エツジ強度データ
Ｅ及びグラジェント角データＧは第２図に示すデータ形
式を有する。 以下に、撮像手段１０とＡ／Ｄ変換手段２０と濃淡画像
記憶手段３０と積和演算手段４０及びエツジ強度／グラ
ジェント角演算手段５０とから構成される画像処理装置
の動作を説明する。 第１図において、撮像手段１０から出力された映像信号
Ｓ１はＡ／Ｄ変換手段２０によってディジタル画像信号
Ｓ２に変換され、その信号Ｓ２の示すデータは濃淡画像
記憶手段３０に一時記憶される。 そして、濃淡画像信号ｆ（ｘ、ｙ）は積和演算手段４０
に入力され、３×３のソーベルオペレータがその濃淡画
像データに施され、グラジェントベクトルのＸ成分ｆｘ
とＹ成分子ｙが求められる。次段のエツジ強度／グラジ
ェント角演算手段５０は通常ルックアップテーブルメモ
リで構成される。例えば８ビットの演算精度であれば８
ビット×８ビット×１６ビットのＲＯＭまたはＲＡＭが
使用される。′記憶されるデータは、第２図（ａ）、（
ｂ）に示すように　１１−＋＋′壱＜１Ｑビ５．、にプ
を鵡罰七りで七ｈＴ位バイトは符号ビットＥ　Ｔ　（ｘ
、　ｙ）を有するエツジ強度データＥ（ｘ、ｙ）であり
、上位バイトは方向ビットＱ　Ｇ　（ｘ、　ｙ）を有す
るグラジェント角データＧ（ｘ、　ｙ）である。従って
、２つの入力データのグラジェントベクトルのＸ成分子
ｘデータとＹ成分子ｙデータがアドレスデータとして入
力され、そのアドレスデータによりアクセスされたアド
レスに記憶されているエツジ強度データＥ及びグラジェ
ント角データＧが出力される。 第２図において、符号ビットＥ　Ｔ　（ｘ、　ｙ）には
、エツジ強度が一定の閾値以上の時は「１」が設定され
、エツジ強度が一定の閾値以下の時は「０」が設定され
る。そして、この閾値はノイズにより誤って稜線が検出
されることがないように、一定レベル以下のデータを稜
線検出の対象としないために設けられる。従って、符号
ビットＥ　Ｔ　（Ｘ、　ｙ）が「１」の画素についての
み稜線判定を実行し、符号ビットＥＴ（ｘ、ｙ）が「０
」ならば直ちに次の画素のデータをアクセスすることに
より飛躍的な高速動作が可能となる。 また、上位バイトにおける１３，１４．１５ビットの３
ビットで構成された方向ビットＱＧ（ｘ、ｙ）はグラジ
ェントベクトルの属する方位を示すビットで、４５度間
隔の０〜７の８方位を示している。この方向ビットによ
り画像が黒から白レベルに変わる境界の内エツジとその
反対の外エツジを区別することができる。従って、走査
画素のエツジ強度と最近接画素のエツジ強度との比較に
おいて、等号を含ませる画素をエツジ稜線の内側に存在
する画素に特定できる。よって、Ｅｉ　＜Ｅ≧ＥＪの判
定条件で画素ｉを稜線の外側画素に画素Ｊを稜線の内側
の画素に特定できるため、細くてとぎれのない稜線を抽
出することができる。 この方向ビットＱ　Ｇ　（ｘ、　ｙ）はグラジェント角
データＧ（ｘ、ｙ）の上位３ビットに該当するように構
成されている。即ち、グラジェント角Ｇ（ｘ、ｙ）は次
式により算出される。 Ｇ（ｘ、ｙ）＝　　　（ＡＴＡＮ２（ｆｘ、ｆｙ）＋　
ｙｒ）　＋　１６π また、以上に述べた４つの情報、即ち、符号ビットＥ　
Ｔ　（ｘ、　ｙ）を含むエツジ強度データＥ（ｘ、ｙ）
と方向ピッＩ−ＱＧ（ｘ、ｙ）を含むグラジェント角デ
ータＧ　（Ｘ、　ｙ）とを１６ビット構成の１ワードの
画像データに圧縮して表現したことにより、８ビットや
１６ビツ）ＣＰＵなどで容易に演算処理が実行され、メ
モリ等記憶手段の利用効率を向上させることができる。 第３図は本発明の第２実施例の構成を示したブロック図
である。同図において、１５０は第１実施例におけるエ
ツジ強度／グラジェント角演算手段５０からの出力デー
タ群を示す。２００は稜線抽出手段であり、最近接画素
エツジ強度選択手段２１０と稜線比較判定手段２２０に
より構成される。また、２３０は抽出された稜線画素の
記憶手段である。本実施例では、稜線抽出に必要なデー
タの形式は第１実施例で示されたものと全く同じである
。 本実施例はエツジ検出の対象となる画素（以下「対象画
素」という）のエツジ強度がまわりの８つの最近接画素
のエツジ強度に比べてピークになっているかどうかを判
定し、もしピークならばその対象画素にエツジ稜線が存
在すると判定する画像処理装置である。ここで対象画素
とは符号ビットＥＴ（Ｘ、Ｙ）が「１」である画素であ
る。 この符号ピッ）ＥＴ（ｘ、ｙ）が「０」ならば対象画素
ではないから、最近接画素エツジ強度選択手段２１０と
稜線比較判定手段２２０は駆動されずに、次の対象画素
が覗れるまで画素アドレスが更新される。符号ビットが
「１」である対象画素が現れると、最近接画素エツジ強
度選択手段２１０は、方向ピッ）ＱＧ（ｘ、ｙ）によっ
て対象画素のまわりの８つの最近接画素のエツジ強度デ
ータＥＯ〜Ｅ７のうちから、稜線方向に直交する両側の
画素のエツジ強度データＥｉ、Ｅｊを決定して、そのデ
ータを稜線比較判定手段２２０に出力する。 この時、方向ピッ）ＱＧ（ｘ、ｙ）は３ビット構成であ
るので、隣接する８つの画素の中からグラジェントベク
トルの方位及びその反対方位に存在する２つの画素を特
定できる。よって、エツジ強度データＥｉ、Ｅｊの選択
順序を常に一定にすることができる。従って、稜線比較
判定手段２２０はまず、対象画素のエツジ強度データＥ
と一方の選択された画素のエツジ強度データＥｉとの大
小関係を比較し、次に対象画素のエツジ強度データＥと
他方の選択された画素のエツジ強度データＥｊとの大小
関係を比較する。 ここで、同レベルのエツジ強度が稜線に垂直な方向の画
素で連続する場合でも、上記の比較の内、一方に等号を
含めることで、稜線方向と直交する方向に必ず一つの画
素だけを稜線として選択することが可能となる。従って
、細い輪郭線を抽出することができる。また、上述した
如く稜線の比較順序が８方向全てで決まっているので、
例えば方向ピッ）ＱＧ（ｘ、ｙ）が０と７の如き方向の
境界にある画像に対しても正しく稜線が判定され、稜線
のとぎれを防ぐことができる。かくして、稜線比較判定
手段２２０は対象画素のエツジ強度データＥが隣接画素
に対してピークと判定した時、稜線画素マーク信号Ｓ９
を出力し、その信号Ｓ９は稜線画素記憶手段２３０によ
って記憶される。↓上に述べた動作を全画累に亙って実
行するこ止により、稜線画素記憶手段２３０中に濃淡画
像のエツジ稜線すなわち輪郭を抽出することができる。 ′ｆ、４図は本発明の第３実施例の構成を示すブロック
図であり、第５図はその制御信号を表すタイミングチャ
ートである。本実施例において使われる稜線抽出に必要
なデータの形式は第１実施例と全く同じである。 第４図において、エツジ強度フレームメモリ３１０には
符号ピッ１−ＥＴを付加したエツジ強度データＥが記憶
され、グラジェント角フレームメモリ３１２には方向ビ
ットＱＧを有するグラジェント角データＧがそれぞれ記
憶されている。アドレス／タイミング発生器３２０から
は第５図に示す主走査アドレス信号ＡＤとタイミング信
号３３〜Ｓ６とが出力されている。このような構成の稜
線抽出画像処理装置において、まず、メモリ３１０から
出力された符号ピッ）ＥＴが「０」のとき、即ち走査画
素が対象画素でない場合の動作について以下に説明する
。 第４図において、主走査アドレス信号Ａｎはアドレス加
算器３２４に入力され、アドレス加算器３２４の出力信
号Ｓ８によりメモリ３１０がアクセスされる。主走査ア
ドレス信号ＡＤが更新された直後は、信号Ｓ３がＬレベ
ルの期間、稜線直交アドレス発生器３２２から出力され
る稜線直交アドレス信号Ｓ７は零に保たれているので、
アドレス信号ＡＤがアドレス加算器３２４の出力信号Ｓ
８となり、結局、このアドレス信号ＡＤに対応した画素
の符号ピッ）ＥＴを含むエツジ強度データＥがメモリ３
１０から出力される。そして、エツジ強度データＥは信
号Ｓ３のＬレベルからＨレベルへの立ち上がりのタイミ
ングで対象画素エツジ・ラッチ３３２にラッチされる。 ラッチされた符号ビットＥＴは直ちにアドレス／タイミ
ング発生器３２０を「０」モード即ち非対象画素モード
で制御し、主走査アドレス信号ＡＤを更新すると共に信
号Ｓ４．信号Ｓ５及び信号Ｓ６の発生を中止し、更に稜
線比較器２２１をも制御して稜線画素マーク信号Ｓ９を
出力しないようにする。 次に、符号ピッ）ＥＴが「ｌ」であるとき、即ち走査画
素が対象画素である場合の動作について説明する。 主走査アドレス信号ＡＤが更新されてから信号Ｓ３の立
ち上がりにより対象画素エツジ・ラッチ３３２が動作す
るまでは、上述の非対象画素モードと全く同様である。 対象画素エツジ・ラッチ３３２によりラッチされた符号
ビットＥＴは直ちにアドレス／タイミング発生器３２０
を「１」モード即ち対象画素モードで制御する。即ち、
第５図に示すタイミングで次々に信号Ｓ３．信号Ｓ４．
信号Ｓ５及び信号Ｓ６が発生されると同時に、その間主
走査アドレス信号ＡＤは一定に保たれる。信号Ｓ３の立
ち上がりによって、対象画素のエツジ強度データＥが対
象画素エツジ・ラッチ３３２にラッチされ、エツジ強度
信号ＳＩＯとしてラッチ３３２より稜線比較器２２１へ
出力されると共に、対象画素のグラジェント角データＧ
がグラジェント・ラッチ３３０にラッチされ、方向ピッ
）ＱＧは信号Ｓｌｌとしてラッチ３３０より稜線アドレ
ス発生器３２２へ出力される。その後、信号Ｓ４がＬレ
ベルとなって稜線アドレス発生器３２２を制御するので
、稜線アドレス発生器３２２は方向ビット信号Ｓｌｌに
従い、対象画素に対し稜線方向に直交した一方の側の最
近接画素の主走査アドレス信号ＡＤからの変化分に相当
するアドレス信号Ｓ７を、例えば　（−１，０）　、　
（−１，−１）　、　（０，−１）。 （１，−１）　、　（１，０）、　（１，１）、　（０
，１）及び（−１，１）の内から一つ選んで発生しアド
レス加算器３２４に出力する。すると、アドレス加算器
３２４は主走査アドレス信号ＡＤとアドレス信号Ｓ７と
を加えた加算信号Ｓ８をメモリ３１０へ出力する。これ
により、一方の側の最近接画素のエツジ強度データＥｉ
が呼び出され、信号Ｓ４の立ち上がりのタイミングで最
近接画素エツジ・ラッチ（１）　３３４にラッチされ、
選択最近接画素エツジ強度信号ＳＬ２として稜線比較器
２２１へ出力される。 次に、信号Ｓ５のＬレベルが発生器３２２を制御すると
、上述の手順と同様にして他方の側の最近接画素アドレ
ス信号を発生させることができる。 かくして、他方の側の最近接画素のエツジ強度ＥＪは、
信号Ｓ５の立ち上がりのタイミングで最近接画素エツジ
・ラッチ（２）　３３６にラッチされ、選択最近接画素
エツジ強度信号Ｓ１３として稜線比較器２２１へ出力さ
れる。稜線比較器２２１は符号ビ・ソ）ＥＴが「１」の
対象画素モードで制御されているので、稜線比較器２２
１は上述の３つの工・ソジ強度信号ＳＩＯ、Ｓ１２及び
Ｓ１３の大小関係を比較して、対象画素のエツジ強度信
号ＳＩＯが最も大きければ稜線画素マーク信号Ｓ９を稜
線画素メモリ２３０へ出力する。同メモリ２３０では、
これらの一連の走査画素モードの動作中、主走査アドレ
ス信号ＡＤが一定に保たれ、さらにライトイネーブルＷ
Ｅ端子を（Ｗ号Ｓ６のＬレベルで制御しているので対象
画素に対応したアシドレスに稜線であるか否かのマーク
が記憶されることになる。 このように、主走査アドレス信号Ａｎが全画素に亙って
順次アクセスされるように変化されれば、稜線画素メモ
リ２３０には濃淡画像の輪郭線を抽出することができる
。その際、第５図に示す如く、非対象画素モードは対象
画素モードの動作時間に比して数分の１であるから、本
発明の特徴とするデータ形式を用いた稜線抽出画像処理
装置の処理速度は高速化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る画像処理装置を用い
た装置の構成を示したブロック図。第２図はデータ構造
を示した説明図。第３図は第２実施例装置の構成を示し
たブロック図。第４図は第３実施例装置の構成を示した
ブロック図。第５図は同装置の作用を示したタイミング
チャート。第６図は空間−次微分値を求めるためのソー
ベル・オペレータを示した説明図。第７図は３Ｘ３マト
リツクスにおける各画素のグラジェントベクトルの絶対
値データとグラジェントベクトルの方向データを示した
説明図である。 １０　撮像手段　２０°Ａ／Ｄ変換手段　３０濃淡画像
記憶手段　４０　積和演算手段　５０°工ツジ強度／グ
ラジェント角演算手段　２００°稜線抽出手段　２１０
　最近接画素エツジ強度選択手段　２２０°゛−稜線比
較判定手段　２３０稜線画素記憶手段　３１０・・エツ
ジ強度フレームメモリ　３１２・−°°グラジェント角
フレームメモリ３２０−アドレス／タイミング発生器　
３２２・・−・稜線直交アドレス発生器　３２４゛゛°
アドレス加算器 特許出願人　　　株式会社豊田中央研究所同　　　　日
本電装株式会社

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）濃淡画像データを画素の各座標変数で一次微分し
   て得られる各画素におけるグラジェントベクトルの２成
   分を入力データとし、その入力データから前記グラジェ
   ントベクトルの大きさを示す絶対値データとグラジェン
   トベクトルの方向を示す方向データを出力する画像処理
   装置において、前記絶対値データに前記グラジェントベ
   クトルの大きさが所定の閾値を越えるか否かを示す符号
   ビットを設けたことを特徴とする画像処理装置。
2. （２）前記画像処理装置は、前記グラジェントベクトル
   の２成分の入力データをアドレスデータとし、各アドレ
   スに前記アドレスデータに応じて決定される前記符号ビ
   ットを含む前記絶対値データを記憶させ、前記アドレス
   データによりアクセスされたアドレスに記憶されている
   前記絶対値データを出力するデータ記憶装置で構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画
   像処理装置。
3. （３）濃淡画像データを画素の各座標変数で一次微分し
   て得られる各画素におけるグラジェントベクトルの２成
   分を入力データとし、その入力データから前記グラジェ
   ントベクトルの大きさを示す絶対値データとグラジェン
   トベクトルの方向を示す方向データを出力する画像処理
   装置において、１つの画素における前記方向データに、
   前記グラジェントベクトルがその画素を中心として８方
   位に隣接した画素のうちどの方向にある画素を指してい
   るかを示す３ビット構成の方向ビットを設けたことを特
   徴とする画像処理装置。
4. （４）前記画像処理装置は、前記グラジェントベクトル
   の２成分の入力データをアドレスデータとし、各アドレ
   スに前記アドレスデータに応じて決定される前記方向ビ
   ットを含む前記方向データを記憶させ、前記アドレスデ
   ータによりアクセスされたアドレスに記憶されている前
   記方向データを出力するデータ記憶装置で構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の画像処
   理装置。
5. （５）濃淡画像データを画素の各座標変数で一次微分し
   て得られる各画素におけるグラジェントベクトルの大き
   さを示す絶対値データと、前記グラジェントベクトルの
   方向を示す方向データとから濃淡画像のエッジ稜線に当
   たる画素を決定する画像処理装置において、 前記絶対値データに前記グラジェントベクトルの大きさ
   が所定の閾値を越えるか否かを示す符号ビットを設け、 １つの画素における前記方向データに、前記グラジェン
   トベクトルがその画素を中心として８方位に隣接した画
   素のうちどの方向にある画素を指しているかを示す３ビ
   ット構成の方向ビットを設け、 走査画素における前記絶対値データの符号ビットを判定
   する符号ビット判定手段と、 前記符号ビット判定手段により前記グラジェントベクト
   ルの大きさが所定の閾値を越えないと判定された場合に
   は、直ちに前記走査画素を次の画素に更新する走査画素
   更新手段と、 前記符号ビット判定手段により前記走査画素の前記グラ
   ジェントベクトルの大きさが所定の閾値を越えると判定
   された場合には、前記方向データの方向ビットから前記
   グラジェントベクトルの指す画素及びその反対方向にあ
   る画素を決定する隣接画素決定手段と、 前記隣接画素決定手段により決定された２つの画素にお
   ける前記絶対値データと前記走査画素における前記絶対
   値データとを比較して前記走査画素が濃淡画像における
   エッジ稜線に当たるか否かを判定する稜線判定手段と を備えたことを特徴とする画像処理装置。
6. （６）前記絶対値データ及び前記方向データを画素アド
   レスに対応して記憶するデータ記憶手段を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第５項記載の画像処理装置。
7. （７）前記稜線判定手段によりエッジ稜線と判定された
   画素に対応したアドレスに稜線検出データを記憶するデ
   ータ記憶手段を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の画像処理装置。
8. （８）前記走査画素更新手段は主走査アドレス信号によ
   り更新されるアドレスカウンタを有し、前記隣接画素決
   定手段は前記方向データの方向ビットの値に応じて前記
   アドレスカウンタの値を修飾するアドレス修飾手段を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の画像
   処理装置。