JPH05191649A

JPH05191649A - 画像二値化回路

Info

Publication number: JPH05191649A
Application number: JP4004074A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hasegawa; 淳長谷川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-01-13
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1993-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】ビデオ入力画像信号に含まれている、疑似光
源、背景ノイズ等の不要な情報を取り除いて、画像の二
値化を行うことが可能な、画像二値化回路を得ることを
目的とする。【構成】入力ビデオ輝度信号１をサンプリングし、Ｎ
ビットディジタルビデオ輝度について、ＲＡＭ１５と１
を加える回路１９とを用いて、１フィールド毎に輝度ヒ
ストグラムを作成した結果とあらかじめ指定した有意と
する信号の平均値をしきい値とし、輝度がこのしきい値
より大きい信号のみを有意とみなして入力画像信号を二
値化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオ入力画像信号
に含まれている、疑似光源、背景ノイズ等の不要な情報
を取り除いて、画像の二値化を行なうことが可能な、画
像二値化回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は例えば特開昭５８−８０５７３号
公報に示された従来の画像二値化回路の構成を示す図で
あって、図において、１は入力ビデオ信号、２はサンプ
リング回路、３はＮビット量子化回路、４はＮビットデ
ィジタルビデオ輝度信号、５はラインメモリ、６は平均
値計算回路、７は最大値検出回路、８はしきい値計算回
路、９は二値化回路、１０は二値化画像信号である。

【０００３】次に動作について説明する。サンプリング
回路２は入力ビデオ輝度信号１を、画素毎にサンプリン
グし、Ｎビット量子化回路３に出力する。Ｎビット量子
化回路３は、サンプリング回路２の出力をＡ／Ｄ化し
て、Ｎビット（Ｎは自然数）ディジタルビデオ輝度信号
４を出力する。このＮビットディジタルビデオ輝度信号
４はラインメモリ５、平均値計算回路６に入力され１ラ
イン分のＮビットディジタルビデオ輝度信号が記憶され
ている。この値をａとする。平均値計算回路６は１ライ
ン分のＮビットディジタルビデオ輝度信号４の平均値を
計算する。この値をｂとする。最大値検出回路７は１ラ
イン分のＮビットディジタルビデオ輝度信号４の最大値
を検出する。この値をｃとする。しきい値計算回路８
は”数１”に従ってしきい値ｄを計算する。二値化回路
９は、”数２”を満たす場合にのみ二値化画像信号１０
として１を出力し、その他の場合は０を出力する。

【０００４】

【数１】

【０００５】

【数２】

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４は従来技術の問題
点を示すための図であり、図４に於いて、入力画像の１
例１１はその輝度が０以上６３以下の整数値をとるもの
とし、そのサイズを１００×１００画素とする。また、
二値化によって抽出したい目標１２の輝度を２５、面積
を５００画素とする。さらに入力画像の１例１１のう
ち、二値化によって抽出したい目標１２を除いた部分の
輝度は、輝度３０のものが５００画素、輝度４０のもの
が４０００画素、輝度４５のものが５０００画素あるも
のとする。

【０００７】従来技術を用いて入力画像の１例１１を二
値化した場合、従来技術では１ライン毎の平均輝度ｂと
最大輝度ｃから、”数１”によってしきい値ｄを計算
し、”数２”によって二値化を行なっているため、図４
に於ける従来技術による二値化画像１３に示す様に、目
標以外の背景ノイズも有意とみなして二値化されてしま
う。すなわち、従来の画像二値化回路に於いては、入力
画像信号の１ライン分の平均値及び最大値からしきい値
を計算して画像の二値化を行なっているため、画像の二
値化のための情報が不足しており、背景ノイズや、疑似
光源等の不要な情報を効果的に除去する画像の二値化を
行なうことができないという問題点があった。

【０００８】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、背景ノイズや疑似光源などの不
要な情報を効果的に除去する画像の二値化を行なうこと
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る画像二値
化回路は、１フィールド分の入力ビデオ輝度信号の輝度
ヒストグラムを作成するＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）及び１を加える回路と、この輝度ヒストグラムから
あらかじめ指定した範囲の輝度順位を持つ信号のみを抽
出する加算回路及び有意判定回路と、この有意判定回路
の出力１フィールド分の平均値を計算する平均値計算回
路と、この平均値計算回路の出力をしきい値入力として
入力画像信号を二値化する二値化回路とを設けたもので
ある。

【００１０】

【作用】この発明に於いては入力ビデオ輝度信号をサン
プリングし、Ｎビットディジタルビデオ輝度について、
ＲＡＭと１を加える回路とを用いて、１フィールド毎に
輝度ヒストグラムを作成した結果とあらかじめ指定した
有意とする信号の平均値をしきい値とし、輝度がこのし
きい値より大きい信号のみを有意とみなして入力画像信
号を二値化する。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の１実施例の構成を示すもの
であって、１４はデータ選択器、１５はＲＡＭ、１６は
アドレス入力端子、１７はＲＡＭ出力データ、１８はＲ
ＡＭデータ入力端子、１９は１を加える回路、２０は加
算回路、２１はアドレス出力、２２は加算回路出力、２
３は有意判定回路、２４は有意とする信号の輝度順位の
範囲上限、２５は有意とする信号の輝度、２６は平均値
計算回路、２７は有意とする信号の輝度平均値、２８は
しきい値入力端子である。残りの番号は従来の画像二値
化回路の構成を示す図３と同じである。

【００１２】次に動作について説明する。図１におい
て、サンプリング回路２は入力ビデオ輝度信号１を、画
素毎にサンプリングし、Ｎビット量子化回路３に出力す
る。Ｎビット量子化回路３は、サンプリング回路２の出
力をＡ／Ｄ変換して、Ｎビット（Ｎは自然数）ディジタ
ルビデオ輝度信号４を出力する。ＲＡＭ１５の内容は、
各フィールドの最初に、０にクリアされるものとする。
上記ディジタルビデオ輝度信号４はデータ選択器１４に
よって選択され、ＲＡＭ１５のアドレス入力端子１６に
入力される。その結果、該当するアドレスにあるデータ
が、１を加える回路１９に出力され、１が加えられて、
もとのアドレスに格納される。以上の動作を、１フィー
ルド分の入力ビデオ輝度信号１について繰り返せば、Ｒ
ＡＭ１５のアドレス０〜２^N −１を輝度とし、これらの
アドレスにあるデータが度数を表し、１フィールド分の
輝度ヒストグラムが、ＲＡＭ１５上に作成される。

【００１３】１フィールド分の入力ビデオ輝度信号１が
入力され、１フィールド分の輝度ヒストグラムが、ＲＡ
Ｍ１５上に作成された後、次のフィールドの入力ビデオ
輝度信号１が入力されるまでの間に以下の「」でくくっ
た処理が行なわれる。

【００１４】「まず最初に、加算回路２０がアドレス出
力２１として０を出力し、これがデータ選択器１４によ
って選択され、ＲＡＭ１５へ出力される。加算回路出力
２２は各フィールドの最初に、０クリアされているもの
とする。｛ＲＡＭ１５から出力された、アドレス出力２
１に等しい輝度を持つ画素数は加算回路出力２に加算さ
れ、これが新たな加算回路出力２２となる。有意とする
信号の輝度の順位の範囲上限２４は１フィールド内の画
素を輝度の小さなものから順に並べたときに、Ｋ個目
（Ｋは自然数）までにある画素を有意とする意味を持
つ。有意判定回路２３はあらかじめ入力された、有意と
する信号の輝度順位の範囲上限２４と加算回路出力２２
とを比較し、加算回路出力２２が有意とする輝度順位の
範囲上限２４内にあった場合にのみ、そのときの加算回
路２０のアドレス出力２１を有意とする信号の輝度２５
として、平均値計算回路２６へ出力する。｝以上の｛｝
でくくった範囲の処理内容を処理Ａとする。［次に、ア
ドレス出力２１を１増加させてデータ選択器１４に入力
し、データ選択器１４が、このアドレス出力２１をＲＡ
Ｍ１５のアドレス入力端子１６に出力した後、処理Ａを
行なう。］以上の［］でくくった範囲の処理内容を、処
理Ｂとする。処理Ｂをアドレス出力が２^N −１になるま
で繰り返す。平均値計算回路２６はアドレス出力２１
が、０〜２^N −１まで変化する間の有意とする信号の輝
度の平均値２４を出力する。尚、有意判定回路２３の出
力である有意とする信号の輝度２５は、各フィールドの
最初にクリアされているものとする。」

【００１５】一方、二値化回路９は、各フィールドの最
初に、前で求められた、有意とする信号の輝度の平均値
２７を、しきい値入力端子２８に入力し、現フィールド
のＮビットディジタルビデオ輝度信号４を次の”数３”
によって二値化する。ただし、有意とする信号の輝度の
平均値２７をＭ，Ｎビットディジタルビデオ輝度信号の
大きさをＸ、二値化回路９の出力である二値化画素信号
１０をＹとする。以上の全ての処理を毎フィールドに行
なうことによって、画像の二値化を行なう。

【００１６】

【数３】

【００１７】図２は、この発明の効果を示すための図で
あって、２９はこの発明による二値化画像である。図２
に於ける入力画像の１例１１は図４のものと全く同一で
あるとする。今、二値化によって抽出したい目標１２の
輝度順位の範囲の上限を１０００とあらかじめ予測し
て、図１における有意とする信号の輝度順位の範囲上限
２４として入力したとする。その結果、平均値計算回路
２６によって計算される有意とする信号輝度の平均値
は”数４”となり、これが二値化回路９のしきい値入力
端子２９に入力される。すなわち”数３”に於いて、Ｍ
＝２７．５となり、入力画像の１例のうち、二値化によ
って抽出したい目標１２の部分のみＹ＝１となり、その
他の部分はＹ＝０となって、この発明による二値化画像
２９に示す様に、二値化によって抽出したい目標１２の
みが抽出できる。

【００１８】

【数４】

【００１９】

【発明の効果】このように、この発明によれば、有意と
する信号の範囲を、入力画像の１フィールド内での輝度
順位の範囲上限として指定でき、輝度がこの範囲内にあ
る信号の平均値をしきい値として画像の二値化を行なっ
ているので、この輝度順位の範囲を適切に設定すれば、
画面全体の輝度レベルの変化の影響を最小にし、かつ背
景ノイズや疑似光源などの影響を効率良く排除して、画
像の二値化を行なうことができる。したがってこの発明
は二値化画像処理の精度、信頼度の向上に大きく寄与す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例の全体の構成を示す図であ
る。

【図２】この発明の効果を示す図である。

【図３】従来の画像二値化回路の構成を示す図。

【図４】従来技術の問題点を示す図である。

【符号の説明】

１入力ビデオ信号２サンプリング回路３Ｎビット量子化回路４Ｎビットディジタルビデオ輝度信号５ラインメモリ６平均値計算回路７最大値検出回路８しきい値計算回路９二値化回路１０二値化画像信号１１入力画像の一例１２二値化によって抽出したい目標１３従来技術による二値化画像１４データ選択器１５ＲＡＭ１６アドレス入力端子１７ＲＡＭ出力データ１８ＲＡＭデータ入力端子１９１を加える回路２０加算回路２１アドレス出力２２加算回路出力２３有意判定回路２４有意とする信号の輝度順位の範囲上限２５有意とする信号の輝度２６平均値計算回路２７有意とする信号の輝度平均値２８しきい値入力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力ビデオ輝度信号を二値化する、画像
二値化回路に於いて、入力ビデオ輝度を画素毎にサンプ
リングするサンプリング回路と、このサンプリング回路
の出力を、Ｎ（Ｎは自然数）ビットに量子化するＮビッ
ト量子化回路と、このＮビット量子化回路の出力をアド
レス入力とするＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）と、
このＲＡＭの出力を１増加させて、その結果を上記ＲＡ
Ｍのデータ入力端子へ出力する、１を加える回路と、上
記入力ビデオ輝度信号の１フィールド分の入力終了後
に、上記ＲＡＭのアドレス端子に０から２^N −１の範囲
の値を１刻みで増加させた値をアドレス出力として出力
し、上記ＲＡＭの出力順番に加算する加算回路と、この
加算回路の出力をあらかじめ設定した、有意とする信号
の輝度順位の範囲と比較し、この範囲内に上記加算回路
の出力があった場合のみ、上記加算回路のアドレス出力
を、その出力として出力する有意判定回路と、この有意
判定回路の出力の１フィールド分の平均値を計算して出
力する平均値回路と、上記Ｎビット量子化回路の出力
が、１つ前のフィールドで計算された上記平均値計算回
路の出力より大きい場合のみ１を出力し、その他の場合
は０を出力する二値化回路とを備えたことを特徴とす
る、画像二値化回路。