JPH04335481A - カラー画像の領域抽出方法および領域抽出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像から指定領
域の画像データを抽出する領域抽出方法および領域抽出
装置に関し、特に、指定領域の色に注目して画像データ
の抽出を行う領域抽出方法および領域抽出装置に関する
。コンピュータによるデザインシステムでポスターや商
品などをデザインする際およびコンピュータグラフィク
スを作成する際には、作成したカラー画像や写真などの
原稿を読み取って得られるカラー画像の指定領域に、適
切な色を割り当てたり、割り当てた色を調整したりする
必要がある。このため、カラー画像から操作者が指定し
た領域を抽出する機能が必要とされている。

【０００２】

【従来の技術】従来は、抽出しようとする領域の画像上
の位置に着目して、領域抽出処理を行っていた。例えば
、操作者がライトペンなどの位置入力装置を用いて、カ
ラーモニタ上で抽出しようとする領域の輪郭をなぞって
指定し、これに応じて、指定された輪郭で囲まれた部分
を指定領域として抽出する方法がある。

【０００３】また、カラー画像の全体あるいはその一部
に対して輪郭抽出処理を行い、抽出された輪郭の中から
所望の領域を囲む輪郭を指定し、この輪郭に囲まれた画
像データを抽出する方法もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ライトペン
で輪郭をなぞる作業は非常に煩雑であるので、この方式
を用いた場合は、領域抽出処理における操作者の作業負
担が大きかった。また、ライトペンの位置精度はあまり
高くないので、抽出しようとする指定領域の輪郭を正確
になぞることは難しく、指定領域を過不足なく抽出する
ためには、輪郭をなぞる作業を何度も繰り返さなければ
ならなかった。

【０００５】また、カラー画像から輪郭を抽出する処理
は、カラー画像の全体あるいは一部に対するマスク処理
や細線化処理など時間のかかる処理を伴っており、また
、操作者が意図した指定領域を囲む輪郭が抽出されなか
った場合には、再び輪郭抽出処理を行わなければならな
いので、領域抽出処理に要する時間が長かった。一方、
抽出しようとする領域の色に着目し、その色を指定する
ことにより、該当する領域を抽出する方法も考えられる
。

【０００６】但し、この場合は、人間が同様の色として
知覚する色が、色空間において広がりを持っていること
を考慮して、色の範囲を例えば色相，彩度および明度の
３つのパラメータの範囲として指定する必要がある。し
かしながら、これらのパラメータの範囲と人間が知覚す
る色の範囲との対応関係を把握して、適切な範囲を指定
するためには、操作者に充分な経験が必要となる。

【０００７】また、上述したようにして抽出した領域が
、操作者が意図した指定領域と違っていた場合には、色
相，彩度，明度の各パラメータの範囲をそれぞれ変更す
る必要がある。しかし、このように、３つのパラメータ
をそれぞれ独立に指定するのでは、操作者が、これらの
各成分（パラメータ）の範囲の変更に伴う色の範囲の変
化を直観的に把握しにくいので、以前の結果を次回の抽
出処理にフィードバックさせて、指定領域を過不足なく
抽出することが困難である。

【０００８】このような困難を解決する技法として、本
出願人は、特願平３−４９９８１号『色抽出方法及び色
抽出装置』を既に出願している。この方法は、色空間に
おいて、指定領域の代表色を中心とする球体あるいは立
方体を抽出範囲とし、この抽出範囲の内部に分布する画
像データを指定領域に属する画像データとして抽出する
ものである。

【０００９】ここで、例えば、ＨＳＶ表色系においては
、彩度が低くなるに従って、異なる色相に属する色相互
間の色空間における距離が小さくなっている。従って、
このような彩度の低い色も含めて指定領域の全ての画素
を抽出しようとすると、上述した抽出範囲が大きくなり
過ぎて、指定領域の外側にある別の色相の白っぽい色の
画素や黒っぽい色の画素も一緒に抽出されてしまい、指
定領域の外側に点々と取り過ぎた画素が発生してしまう
。また、逆に、指定領域以外の画素を排除しようとする
と、上述した抽出範囲を小さくなり過ぎて、今度は、指
定領域の画素の一部が点々と抽出されずに残ってしまう
。このため、上述したような取りすぎ画素や取り残し画
素を除去するために、煩雑な修正作業が必要であった。

【００１０】本発明は、指定領域を過不足なく抽出する
領域抽出方法および領域抽出装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の領域抽
出方法の原理を示す図である。請求項１の発明は、カラ
ー画像の指定領域における代表的な色を示す代表色とカ
ラー画像の各画素の色との色空間における相対位置に基
づいて、指定領域に属する画素を選択して抽出し、得ら
れた抽出結果から周囲の画素と色が異なる孤立点を除去
することを特徴とする。

【００１２】図２は、本発明の領域抽出装置の原理ブロ
ック図である。請求項２の発明は、カラー画像の指定領
域における代表的な色を示す代表色とカラー画像の各画
素の色との色空間における相対位置に基づいて、指定領
域に属する画素を選択して抽出する領域抽出手段１１１
と、得られた抽出結果を平滑化して、周囲の画素と色が
異なる孤立点を除去する孤立点除去手段１１２とを備え
たことを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項２に記載の領域
抽出装置において、孤立点除去手段１１２が、予め、カ
ラー画像の全ての画素に対応して所定の色を表す画像デ
ータを格納しており、領域抽出手段１１１によって得ら
れた各画素の画像データをカラー画像における位置に応
じて保持する保持手段１２１と、保持手段１２１に保持
されたカラー画像の各画素の画像データをその画素と周
囲の複数の画素からなるブロックにおける画像データの
中間値で置き換えて、その画素の画像データとして出力
する中間値フィルタ１２２とを備えたことを特徴とする
。

【００１４】図３は、請求項４の領域抽出装置の構成を
示す図である。請求項４の発明は、請求項２に記載の領
域抽出装置において、孤立点除去手段１１２が、予め、
カラー画像の全ての画素に対応して所定の色を表す画像
データを格納しており、領域抽出手段１１１によって得
られた各画素の画像データをカラー画像における位置に
応じて保持する保持手段１２１と、保持手段１２１に保
持されたカラー画像から周囲の画素と色が異なる画素を
少なくとも１つ含む複数の画素からなるブロックを孤立
点を含むブロックとして検出する検出手段１３１と、検
出手段１３１による検出結果の入力に応じて、保持手段
１２１に保持された該当するブロックの中央の画素の画
像データをそのブロックにおける画像データの中間値で
置き換えて、中央の画素の画像データとして出力する中
間値フィルタ１３２とを備えたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明は、代表色との色空間における相対位置
に基づいて、指定領域に属する画素を抽出し、この抽出
結果から孤立点を除去するので、指定領域の外側から抽
出された画素や指定領域の内側に取り残された画素を除
去して、指定領域を過不足なく抽出することができる。

【００１６】請求項２の発明は、孤立点除去手段１１２
が、領域抽出手段１１１によって得られた抽出結果を平
滑化することにより、周囲の画素と色が異なる孤立点を
除去するので、指定領域の外側から抽出された画素や指
定領域の内側に取り残された画素を除去して、指定領域
を過不足なく抽出することができる。また、中間値フィ
ルタ１２２が、保持手段１２１に保持された各画素の画
像データを対応するブロックの画像データの中間値で置
き換えるので、孤立点除去処理による画質の劣化を小さ
くすることができる。

【００１７】更に、検出手段１３１が、保持手段１２１
に保持されたカラー画像から孤立点を含むブロックを検
出し、中間値フィルタ１３２が、検出されたブロックに
対して上述した置き換え処理を行うので、孤立点除去処
理による画質の劣化を最小限度に抑えることができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図４は、本発明の領域抽出装置を適
用した画像処理システムの実施例構成を示す。図４にお
いて、画像処理システムは、画像読取装置２０１が原稿
から読み取ったカラー画像や画像作成装置２０２で作成
したカラー画像の各画素の色をＲＧＢ表色系で表した画
像データを画像保持メモリ２０３に一旦保持し、この画
像保持メモリ２０３から表示用メモリ２０５に画像デー
タを転送してカラーモニタ２０６に表示する構成となっ
ている。

【００１９】また、領域抽出装置２１０は、座標変換部
２１１とメモリ２１２とを備えており、この座標変換部
２１１が、上述した画像保持メモリ２０３に格納された
ＲＧＢ表色系の画像データを例えばＨＳＶ表色系の画像
データ（以下、単に画像データと称する）に変換し、得
られた画像データをメモリ２１２に保持して、領域抽出
手段１１１による領域抽出処理とに供する構成となって
いる。また、領域抽出手段１１１によって抽出された画
像データは、孤立点除去手段１１２による孤立点除去処
理が施された後に、座標変換部２１３によってＲＧＢ表
色系の画像データに変換され、上述した表示用メモリ２
０５において、画像保持メモリ２０３に保持された元の
カラー画像と合成されてカラーモニタ２０６上に表示さ
れる。

【００２０】上述した座標変換部２１１，２１３は、例
えばルックアップテーブルを用いて構成すればよく、座
標変換部２１１としては、ＲＧＢ表色系で表された画像
データそれぞれに対応して、ＨＳＶ表色系の画像データ
を格納したルックアップテーブルを用意し、座標変換部
２１３としては、ＨＳＶ表色系の画像データに対応して
、ＲＧＢ表色系の画像データを格納したルックアップテ
ーブルを用意すればよい。また、ＲＧＢ表色系の画像デ
ータをＨＳＶ表色系の画像データに変換する変換式およ
びＨＳＶ表色系の画像データをＲＧＢ表色系の画像デー
タに変換する変換式をそれぞれ用いて演算処理を行って
、画像データの座標系を変換する構成としてもよい。

【００２１】また、図４において、領域抽出手段１１２
は、条件式作成部２２１と演算処理部２２２と判定処理
部２２３とから形成されており、条件式作成部２２１が
、操作者からの指示に応じて、指定領域に対応する抽出
範囲を示す色空間の立体を表す条件式を作成し、この条
件式に基づいて、演算処理部２２２と判定処理部２２３
とが、抽出範囲の内部に分布する画像データを選択して
抽出する構成となっている。

【００２２】操作者は、条件式作成部２２１への指示と
して、指定領域を示すために少なくとも１つの画素の位
置と抽出領域の大きさを示す数値（以下、指標ｒと称す
る）とを入力すればよい。これに応じて、条件式作成部
２２１は、指定された少なくとも１つの画素の画像デー
タの平均値を指定領域の代表色とし、代表色を中心とす
る球体や立方体を表す条件式を作成すればよい。また、
指標ｒの値に応じて上述した条件式の球体の半径や立方
体の辺の長さを決定する構成とすればよい。これにより
、領域抽出処理をやり直す際に、指標ｒの値を変えるこ
とにより、抽出範囲の大きさを制御することができるの
で、前回の抽出処理結果をフィードバックして、最適な
抽出範囲を指定することが可能となる。

【００２３】また、上述した条件式作成部２２１が、色
相方向の範囲を特に狭く限定し、例えば、彩度−明度方
向に長い直方体や球体と２つの色相一定の平面で表され
る色相方向の限定との交わりの部分のように、色相方向
よりも彩度−明度方向に大きく拡がる立体を抽出範囲と
してもよい。このようにして得られた条件式に、演算処
理部２２２が、メモリ２１２に格納された各画像データ
を代入して演算を行い、判定処理部２２３が、この演算
結果によって、上述した抽出範囲に含まれているとされ
た画像データを抽出し、孤立点除去手段１１２に送出す
る構成となっている。

【００２４】図４において、孤立点除去手段１１２は、
保持手段１２１と中間値フィルタ１２２とから構成され
ており、上述した領域抽出手段１１１によって抽出され
た画像データが、保持手段１２１にカラー画像における
位置に応じて保持され、この保持手段１２１の内容に対
して、中間値フィルタ１２２が中間値による置き換え処
理を行う構成となっている。

【００２５】この保持手段１２１には、予め、カラー画
像の全画素に対応して、白色を示す画像データを格納し
ておき、領域抽出手段１１１によって抽出された画像デ
ータを上書きすればよい。また、中間値フィルタ１２２
は、保持手段１２１に格納された各画素を中心とする３
×３画素からなるブロックの画像データを彩度パラメー
タの値に注目してその大きさ順に並べ、５番目の画像デ
ータを中央値として、この微小領域の中央の画素の画像
データを置き換える構成とすればよい。

【００２６】この場合は、ブロックに含まれる画素のう
ち５画素以上が白色である場合は、中央値は白色を表す
画像データとなるので、このブロックの中央の画素は白
色に置き換えられ、逆に、５画素以上が有彩色である場
合は、中央値はその有彩色を示す画像データとなり、こ
の画像データで中央の画素の画像データが置き換えられ
る。例えば、図５（ａ）　に示すように、周囲を白画素
に囲まれた少数の有彩色の画素（図において斜線を付し
て示す）はそれぞれ白画素に置き換えられ、また、図５
（ｂ）　に示すように、周囲を有彩色の画素に囲まれた
少数の白画素はそれぞれ周囲の有彩色に置き換えられる
。

【００２７】このように、保持手段１２１に格納された
画像データを中間値フィルタ１２２を用いて平滑化する
ことにより、指定領域の外側から抽出された少数の画素
や指定領域の内部で取り残された少数の画素を孤立点と
して除去することができる。また、中間値フィルタは、
平均化フィルタなどの他の平滑化フィルタに比べて画質
を損なうことが少ないので、孤立点除去手段１１２を中
間値フィルタ１２２を用いて構成した場合は、孤立点除
去処理による画質の劣化は小さい。

【００２８】ここで、取り過ぎ部分および取り残し部分
の大半は、少数の画素からなる島状の部分であるので、
上述したようにして、中間値フィルタを用いて孤立点を
除去することにより、大半の取り過ぎ部分および取り残
し部分を除去することができる。これにより、指定領域
を過不足なく抽出することが可能となるので、領域抽出
処理の精度を向上することができる。

【００２９】また、上述した孤立点除去処理で除去でき
なかった取り過ぎ部分や取り残し部分は極く少数であり
、また、比較的多数の画素が集まった部分であるので、
これらの部分を取り除く処理は容易であり、取り過ぎ部
分や取り残し部分を取り除くための修正処理の際の操作
者の負担を大幅に軽減することができる。ところで、中
間値フィルタは画質の劣化の少ないフィルタであるが、
指定領域の輪郭などにぼけなどの画質の劣化が生じるこ
とは避けられない。

【００３０】以下、このような画質の劣化を最小限度に
抑えながら、孤立点の除去を行う方法について説明する
。図６に、請求項４の領域抽出装置の孤立点除去手段の
実施例構成図を示す。図６において、検出手段１３１は
、微分処理部３１１と、孤立点判別部３１２とから形成
されており、微分処理部３１１が、保持手段１２１に保
持された抽出結果に対して、それぞれ所定の数の画素（
例えば８×８画素）からなるブロックごとに画像データ
の微分を求め、この微分結果に基づいて、孤立点判別部
３１２が、各ブロックに孤立点が含まれているか否かを
判定する構成となっている。上述した微分処理部３１１
は、例えば、各ブロックについて順次に、各行および各
列の画像データの彩度パラメータの微分を求めればよい
。また、孤立点判別部３１２は、例えば、各行および各
列の微分結果の少なくとも１つが、正の極値と負の極値
との対を含んでいる場合に、そのブロックが孤立点を含
んでいると判定し、判定結果を読出回路３２１に送出す
ればよい。

【００３１】読出回路３２１は、上述した検出手段１３
１に同期して、保持手段１２１から画像データをブロッ
クごとに順次に読み出して、孤立点判別部３１２からの
判定結果の入力に応じて、孤立点を含むとされたブロッ
クを中間値フィルタ１３２を介して座標変換部２１３に
送出し、孤立点を含まないとされたブロックをそのまま
座標変換部２１３に送出する構成となっている。

【００３２】また、中間値フィルタ１３２は、上述した
中間値フィルタ１２２と同様に構成し、入力されたブロ
ックの各画素を中心とする３×３画素の微小部分の画像
データの中間値で中央の画像データを置き換える処理を
行えばよい。この場合は、図７に矢印ａ，ｂで示すブロ
ックのように、抽出された有彩色の画素が白画素で囲ま
れているブロックや、矢印ｃで示すブロックのように、
白画素が抽出された有彩色の画素に囲まれているブロッ
クが、上述した検出手段１３１によって孤立点を含むブ
ロックとして検出され、これらのブロックに対して中間
値フィルタが適用される。一方、図７に矢印ｄで示すブ
ロックのように、指定領域（図において点線で囲んで示
す）の輪郭部分を含むブロックが孤立点を含むとされる
ことはない。

【００３３】このようにして、孤立点を含むブロックを
検出し、検出されたブロックのみに中間値フィルタを適
用することにより、孤立点を選択的に除去することが可
能となるので、カラー画像全体の画質の劣化を最小限度
に抑えることができる。なお、画像データを平滑化する
フィルタとしては、上述した中間値フィルタに限らず、
単純な局所平均フィルタや局所加重平均フィルタなどを
用いてもよい。例えば、局所平均フィルタは、単純に複
数画素からなるブロックごとに画像データの平均値を求
め、この平均値をそのブロックに含まれる画素の画像デ
ータとして平滑化し、孤立点を除去するものである。こ
の方法は、単純で計算量が少ないので、孤立点除去処理
を高速化できる利点があるが、画質を大きく劣化させて
しまう可能性がある。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、カラー画
像の各画素の色の色空間における位置に基づいて、指定
領域に属する画素を抽出し、得られた抽出結果から周囲
と色が異なる孤立点を除去することにより、指定領域を
過不足なく抽出することが可能となり、操作者による修
正処理の負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の領域抽出方法の原理を示す図である。

【図２】本発明の領域抽出装置の原理ブロック図である
。

【図３】請求項４の領域抽出装置の構成を示す図である
。

【図４】本発明の領域抽出装置を適用した画像処理シス
テムの実施例構成図である。

【図５】中間値フィルタによる孤立点除去処理の説明図
である。

【図６】請求項４の領域抽出装置の孤立点除去手段の実
施例構成図である。

【図７】請求項４の領域抽出装置の孤立点除去処理の説
明図である。

【符号の説明】

１１１　　領域抽出手段 １１２　　孤立点除去手段 １２１　　保持手段 １２２，１３２　　中間値フィルタ １３１　　検出手段 ２０１　　画像読取装置 ２０２　　画像作成装置 ２０３　　画像保持メモリ ２０５　　表示用メモリ ２０６　　カラーモニタ ２１０　　領域抽出装置 ２１１，２１３　　座標変換部 ２１２　　メモリ ２２１　　条件式作成部 ２２２　　演算処理部 ２２３　　判定処理部 ３１１　　微分処理部 ３１２　　孤立点判別部 ３２１　　読出回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　カラー画像の指定領域における代表的
   な色を示す代表色と前記カラー画像の各画素の色との色
   空間における相対位置に基づいて、前記指定領域に属す
   る画素を選択して抽出し、得られた抽出結果から周囲の
   画素と色が異なる孤立点を除去することを特徴とする領
   域抽出方法。
2. 【請求項２】　　カラー画像の指定領域における代表的
   な色を示す代表色と前記カラー画像の各画素の色との色
   空間における相対位置に基づいて、前記指定領域に属す
   る画素を選択して抽出する領域抽出手段（１１１）と、
   得られた抽出結果を平滑化して、周囲の画素と色が異な
   る孤立点を除去する孤立点除去手段（１１２）とを備え
   たことを特徴とする領域抽出装置。
3. 【請求項３】　　請求項２に記載の領域抽出装置におい
   て、前記孤立点除去手段（１１２）が、予め、カラー画
   像の全ての画素に対応して所定の色を表す画像データを
   格納しており、領域抽出手段（１１１）によって得られ
   た各画素の画像データをカラー画像における位置に応じ
   て保持する保持手段（１２１）と、前記保持手段（１２
   １）に保持されたカラー画像の各画素の画像データをそ
   の画素と周囲の複数の画素からなるブロックにおける画
   像データの中間値で置き換えて、その画素の画像データ
   として出力する中間値フィルタ（１２２）とを備えたこ
   とを特徴とする領域抽出装置。
4. 【請求項４】　　請求項２に記載の領域抽出装置におい
   て、前記孤立点除去手段（１１２）が、予め、カラー画
   像の全ての画素に対応して所定の色を表す画像データを
   格納しており、領域抽出手段（１１１）によって得られ
   た各画素の画像データをカラー画像における位置に応じ
   て保持する保持手段（１２１）と、前記保持手段（１２
   １）に保持されたカラー画像から周囲の画素と色が異な
   る画素を少なくとも１つ含む複数の画素からなるブロッ
   クを孤立点を含むブロックとして検出する検出手段（１
   ３１）と、前記検出手段（１３１）による検出結果の入
   力に応じて、前記保持手段（１２１）に保持された該当
   するブロックの中央の画素の画像データをそのブロック
   における画像データの中間値で置き換えて、前記中央の
   画素の画像データとして出力する中間値フィルタ（１３
   ２）とを備えたことを特徴とする領域抽出装置。