JPH02226378A - エッジ画像処理方式 - 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〕 この発明は、情景画像や人物画像等エツジ（線条を呈す
る連続した画素濃度の段差）を多く含むディジタル化さ
れた濃淡画像の特徴解析等において、画像特徴と１つと
して用いられるエツジ画像処理方式に関するものである
。

〔従来の技術〕

濃淡画像を特徴解析するには、まず、そのエツジ画像を
求めることがよく行われる。画像からのエツジ検出の手
法は既にいくつかのアルゴリズムが提案されてきており
、その内、　Ｐｒｅｗｉｔｔオベレタ、　　５ｏｂｅｌ
オペレータ、　Ｋｉｒｓｃｈオペレータ等が細部の情報
をもよく抽出することからしばしば用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、濃淡画像には物体表面等、本来はぼ滑らかな部
分に撮影条件の違い等により弱い陰領域（濃度の起伏が
少なく、周辺領域との濃度差がそれ程大きくない陰の部
分）が含まれることか多くあり、このような画像に従来
のエツジ画像算出法を適用すると、その部分において非
常に複雑な細かいエツジが多く抽出されることとなり、
画像解析等においては好ましくない。

この発明は、濃淡画像からのエツジ画像の算出において
、濃度値の段差の大きい部分からは強い（値の大きい）
エツジが抽出され、逆に濃度値の段差の小さい部分から
はエツジがほとんど抽出されないようにするために、そ
れぞれの場合に適したエツジ検出オペレータを用いると
ともに、それぞれのオペレータで得られるエツジ画像を
合成し、これにより上記難点の解決を図ることを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかるエツジ画像処理方式は、（ａ）　　原
画像上の濃度値の段差の大きい部分を強調する第１のエ
ツジ画像算出部と、 （ｂ）　　原画像上の濃度値の段差の小さい部分を抑制
する第２のエツジ画像算出部と、 （ｃ）　　前記第１のエツジ画像算出部で得られる第１
のエツジ画像と、前記第２のエツジ画像算出部で得られ
る第２のエツジ画像とに関し、前記第１のエツジ画像上
の画素値が大きければ大きい程、該画素値を優先させ、
該画素値が小さければ小さい程、前記第２のエツジ画像
上の画素値を優先させることにより前記第１と第２のエ
ツジ画像を合成し、１つのエツジ画像とするエツジ画像
合成部 とを有するものである。

〔作用） この発明においては、第１のエツジ画像算出部で原画像
上の濃度値の段差の大きい部分が強調され、第２のエツ
ジ画像算出部で原画像上の濃度値の段差の小さい部分が
抑制され、これらが合成することによりエツジ画像が保
たれる。

〔実施例〕

この発明の詳細な説明する前にこの発明の原理について
説明する。濃淡画像に関する最適エツジ画像の条件とし
て次の条件を考える。

（条件１）濃度値の段差の大きいステップエツジからは
強いエツジ（値の大きなエツジ）が得られること （条件２）濃度値の段差の小さいステップエツジからは
それなりの強さのエツジが得られること （条件３）濃度値の段差のほとんどない濃度値の連続し
た領域またはその領域に極めて細かいルーフエツジを多
く含むようなテクスチャ領域からはほとんどエツジが抽
出されないこと以上３つの条件を満たすエツジ検出オペ
レータは現時点では発表されていないが、各条件を満た
すエツジ検出オペレータとしては次のようなものが代表
的である。

（１）　　条件１．２を満足するエツジ検出オベレタと
しては、　Ｐｒｅｗｉｔｔオペレータ、　　５ｏｂｅｌ
オペレータ、に１ｒｓｃｈオペレータなどがよく用いら
れている。ただし、これらは条件３に対しては不十分で
ある。これらのオペレータをタイプＡのエツジ検出オペ
レータと呼ぶ。

（２）条件３を満たすエツジ検出オペレータとしては、
エントロピーオペレータ等が適切である。エントロピー
オペレータはエツジを単に濃度の不連続な部分と解釈す
るだけではなく、濃度分布の局所的隣接関係をも考慮す
るものである（参考文献：八ｋｉｒａ　５ｈｉｏｚａｋ
ｉ、　　”Ｅｄｇｅ　Ｅｘｔｒ−ａｃｔｊｏｎ　Ｌｌｓ
ｉｎｇ　Ｅｎｔｒｏｐｙ　０ｐｅｒａｔｏｒ　ｌｌＣｏ
ｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎ、　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　ａｎ
ｄ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、Ｖｏｌ。

３Ｂ、ｐｐ、１−９（１９８６）　）。これらのオペレ
ータをタイプＢのエツジ検出オペレータと呼ぶ。

上記３つの条件を満たすエツジ検出オペレータが、この
発明の方式で導入するオペレータである。この発明は、
タイプＡおよびタイプＢのそれぞれのオペレータで得ら
れる２種類のエツジ画像を合成して１つのエツジ画像を
出力するものである。以下、この方式についてその基本
原理を述べる。

タイプＡおよびタイプＢのオペレータによるエツジ画像
算出法は、どちらも各画素に対しその近傍画素の値を用
いて該画素のエツジ値を求めるものであるが、この内、
タイプＢの代表であるエン１−ロビーオペーレタによる
エツジ画像算出法を上記文献に基づいて述べる。

これは、近傍画素値のエントロピーに基づいてその画素
のエツジ値を求めるものであるが、具体的には、ある画
素Ｐの３×３画素の近傍領域に対して、その領域で正規
化された画素値をＰｉ（ｉ＝０．１．・・・・・・、８
）とするとき、画素Ｐの濃度のエントロピーＨは、 Ｈ＝−ΣＰｉ・　１ｏｇＰ　ｉ　／　ｌｏｇ９で定義さ
れ、この値Ｈをその画素のエツジ値とするものである。

タイプＡのエツジ検出オペレータは濃度の差分のみに基
づいているのに対して、エントロピーオペレータは濃度
の変化率のみならず近傍領域における濃度の平均値にも
基づいていることとなる。したがって、同オペーレタは
上記条件３を満たすエツジ検出オペレータとなりえるこ
とが原理的にも確認される。

次にエツジ画像合成法について述べる。

まず、エツジ画像上の各点（ｘ、ｙ）に対してタイプＡ
のオペレータによるエツジ画像（エツジ画像Ａ）をＥａ
、このエツジ画像Ｅａ上の画素値をＥａ　（ｘ、ｙ）、
タイプＢのオペレータによるエツジ画像（エツジ画像Ｂ
）をＥｂ、このエツジ画像Ｅｂ上の画素値をＥｂ　（ｘ
、ｙ）、エツジ画像Ｅａ上の画素値の最大値をＥ　ａｍ
ａｘと表記する。

次いで、画素（ｘ、ｙ）に対して次のような重みω（ｘ
、ｙ）を定義する。

ω（ｘ、ｙ）＝Ｅａ　（ｘ、ｙ）／Ｅａｍａｘこのとき
、２つのエツジ画像ＥａおよびＥｂを合成した画像（合
成エツジ画像）Ｅｃは重みω（ｘ、ｙ）を用いて次のよ
うに定義される。

ＥＣ（ｘ、ｙ） ＝ω（ｘ、ｙ）　　・Ｅａ　（ｘ、ｙ）＋（１−ω（ｘ
、　ｙ）　）・Ｅｂ　（ｘ、　ｙ）上式は各点（ｘ、ｙ
）に関しエツジ画像Ａ上での画素値Ｅａ　（ｘ、ｙ）の
大きい（エツジの強い）部分ではタイプＡのオペレータ
で求まる画素値を重んじ、Ｅａ　（ｘ、ｙ）の小さい部
分ではタイプＢのオペレータで求まる画素値を重んじる
ことを示している。

上記原理に基づくこの発明の実施例について説明する。

第１図はこの発明に係かるエツジ画像処理方式の一構成
例を示すブロック図である。同図で、１は人力対象とす
るディジタル濃淡画像（原画像）、２は第１のエツジ画
像算出部、３は第２のエツジ画像算出部であり、それぞ
れタイプＡおよびタイプＢのエツジ検出オペレータを用
いて原画像１からそれぞれのエツジ画像を求めるもので
ある。４および５はそれぞれ第１．第２のエツジ画像算
出部２および３から算出される第１および第２のエツジ
画像である。さらに、６は前記第１および第２のエツジ
画像４および５を合成して１つのエツジ画像にするエツ
ジ画像合成部、７は前記エツジ画像合成部６で求まる合
成エツジ画像であり、最終的に出力される画像である。

第２図はエツジ画像合成部６の詳細を示す構成図である
。同図で、６−１は前記第１と第２のエツジ画像４．５
および合成エツジ画像７の各画素を指定するためのアド
レスレジスタ、６−２は前記第１のエツジ画像４上の最
大画素値Ｅ　ａｍａｘを格納するための最大値レジスタ
、６−３は重みω（ｘ、ｙ）を格納する重みレジスタ、
６−４は前記第１のエツジ画像４上の最大画素値を求め
て最大値レジスタ６−２に格納する最大値検出回路、６
−５は画像上の各画素位置を指定する前記アドレスレジ
スタ６−１の内容をラスク走査形式で更新するためのア
ドレスレジスタ制御回路、６−６は重みω（ｘ、ｙ）を
計算して重みレジスタ６−３に格納するための重み計数
回路、６−７は上式に基づいて合成エツジ値を計算し前
記合成エツジ画像７に格納するエツジ値合成回路である
。

次に、この発明によるエツジ画像算出処理の例について
説明する。

ある画像があり、それを原画像とした場合、第３図は原
画像１のヒストグラムの例とする。Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄはエツジ部分を示している。第４図（ａ）、
（ｂ）は原画像１に対してそれぞれタイプＡのエツジ検
出オペレータ（例としてＫｉｒｓｃｈオベレータを使用
）およびタイプＢのエツジ検出オペレータ（例としてエ
ントロピーオペーレタを使用）を適用することにより求
められたエツジ画像のヒストグラムの例、第５図はこの
発明のエツジ画像処理方式に係る合成処理法により、原
画像１に対して最終的に求められたエツジ画像のヒスト
グラムの例である。ここで、これらのヒストグラムの例
は、画像の同じ位置から得たものである。

第４図におけるヒストグラムからタイプＢのエツジ検出
オペレータは、タイプＡのそれに比べて濃度変化の少な
い部分ではエツジ値が小さくなっていることが確認され
る。これにより、強いエツジは強く出、弱いエツジは殆
ど出なくなりでいる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、 （ａ）　　原画像上の濃度値の段差の大きい部分を強調
する第１のエツジ画像算出部と、 （ｂ）　　原画像上の濃度値の段差の小さい部分を抑制
する第２のエツジ画像算出部と、 （ｃ）　　前記第１のエツジ画像算出部で得られる第１
のエツジ画像と、前記第２のエツジ画像算出部で得られ
る第２のエツジ画像とに関し、前記第１のエツジ画像上
の画素値が大きければ大きい程、該画素値を優先させ、
該画素値が小さければ小さい程、前記第２のエツジ画像
上の画素値を優先させることにより前記第１と第２のエ
ツジ画像を合成し、１つのエツジ画像とするエツジ画像
合成部 とを有するので、情景画像や人物画素等、エツジを多く
含むディジタル化された濃淡画像の特徴解析等において
、画像特徴の１つとして用いられるエツジ画像を算出す
る場合、エツジ検出オペレタとして、　Ｐｒｅｗｉｔｔ
オペレータ、　５ｏｂｅｌオペレータ、Ｋｉｒｓｃｈオ
ペレータ等、従来のオペレータを適用すると画像上の弱
い陰領域（濃度の起伏が少なく周辺領域との濃度差がそ
れ程大きくない陰の部分）の部分において非常に複雑な
細かいエツジが多く抽出されるようなことがなくなり、
濃度値の段差の大きい部分からは強い（値の大きい）工
・ンジが抽出され、逆に濃度値の段差の小さい部分から
はエツジが殆ど抽出されないようにすることを可能とす
る利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるエツジ画像処理方式の一実施例
の構成を示すブロック図、第２図は、第１図中のエツジ
画像合成部の詳細を示すブロック図、第３図はある画像
の一部から得られたヒストグラムの例を示す図、第４図
（ａ）、（ｂ）は、第３図と同じ画像に従来の２種のエ
ツジ検出オペレータを適用して得られたエツジ画像から
、第３図のヒストグラムと同じ位置から得られたヒスト
グラムを示す図、第５図は同じ画像にこの発明で提案し
たエツジ画像処理方式を適用して得られたエツジ画像か
ら第３図のヒストグラムと同じ位置から得うえたヒスト
グラムを示す図である。 図中、１はディジタル濃淡画像（原画像）、２は第１の
エツジ画像算出部、３は第２のエツジ画像算出部、４．
５は第１．第２のエツジ画像、６はエツジ画像合成部、
７は合成エツジ画像である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディジタイズされた濃淡画像の原画像からのエッジ画像
   の処理方式において、 （ａ）原画像上の濃度値の段差の大きい部分を強調する
   第１のエッジ画像算出部と、 （ｂ）原画像上の濃度値の段差の小さい部分を抑制する
   第２のエッジ画像算出部と、 （ｃ）前記第１のエッジ画像算出部で得られる第１のエ
   ッジ画像と、前記第２のエッジ画像算出部で得られる第
   ２のエッジ画像とに関し、前記第１のエッジ画像上の画
   素値が大きければ大きい程、該画素値を優先させ、該画
   素値が小さければ小さい程、前記第２のエッジ画像上の
   画素値を優先させることにより前記第１と第２のエッジ
   画像を合成し、１つのエッジ画像とするエッジ画像合成
   部 とを有することを特徴とするエッジ画像処理方式。