JPH0658687B2 - エツジ強調装置 - Google Patents

エツジ強調装置

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JPH0658687B2
JPH0658687B2 JP62011406A JP1140687A JPH0658687B2 JP H0658687 B2 JPH0658687 B2 JP H0658687B2 JP 62011406 A JP62011406 A JP 62011406A JP 1140687 A JP1140687 A JP 1140687A JP H0658687 B2 JPH0658687 B2 JP H0658687B2
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JP62011406A
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保夫 本郷
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Fuji Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、対象物の濃淡画像からエツジ強調処理を行
つて輪郭を抽出する装置に関する。なお、かゝる装置は
対象物の輪郭から対象物の形状を認識したり、位置計測
を行うロボツト用視覚システムに用いて好適である。
〔従来の技術〕
濃淡画像からエツジを抽出する方法として、従来から各
種の微分オペレータ(Sobel,RobertsおよびRobinsonの
各オペレータなど)を用いるものが知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような方法によつても、微分値の小
さいエツジや背景のテキスチヤによるノイズなどが残る
と云う問題がある。また、輪郭を抽出する処理や認識処
理において、ノイズ除去やエツジ抽出が行われている
が、必ずしも十分ではない。つまり、ノイズ線分が残つ
たり、輪郭線分の一部が抽出できないことなどの問題が
ある。
したがつて、この発明は背景のノイズを除去し、微分値
の小さなエツジでも輪郭の一部分であればこれを正しく
抽出してエツジを強調することが可能なエツジ強調装置
を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
対象物を撮像し量子化して得られる濃淡画像を微分し、
エツジの傾き角とその強度を演算する演算手段と、有効
画面内を複数の小領域に分割し、各小領域毎に傾き角の
ヒストグラムを演算する演算手段と、有効画面を2種類
の分割態様で所定数の小領域からなる複数の中領域に分
割し、各中領域毎にそれぞれ傾き角ヒストグラムを演算
する演算手段と、各中領域の傾き角ヒストグラムからそ
のピーク値を検出し、傾き角の範囲を決定する決定手段
と、傾き角ピーク値と対応する方向に中領域を回転し、
エツジと直交する方向の投影分布を演算する演算手段
と、エツジの投影分布からエツジ強調処理を実行すべき
領域を決定する決定手段と、強調領域近傍のエツジは強
調し、それ以外のエツジ強度は零にする処理手段とを設
ける。
〔作用〕
対象物の濃淡画像を入力して微分演算し、エツジ傾き角
度とエツジ強度とを演算する。しかる後、画面を2N×
2Nの小領域に分割するとともにA分割とB分割との2
種類の中領域(2×2小領域)分割を行い、各分割ごと
に角度ヒストグラムを演算する。各中領域内に存在する
同一の傾き角度のエツジを、角度ヒストグラムのピーク
値から検出する。さらに、抽出した傾き角だけ中領域を
回転させて、その領域内でエツジ方向と直交方向に投影
分布を求めることで、対象物のエツジとノイズエツジと
を分離して、対象物のエツジのみを強調処理する。ま
た、A分割とB分割についてこの強度処理を行うこと
で、一方の分割で中領域の周辺部にあるエツジがノイズ
と判断されて強調されないことが起こつても、他方の分
割で強調できるようにする。
箇条書きにすると、以下のとおりである。
(1) 有効画面を2N×2Nの小領域に分割して2×2
小領域、つまり中領域内でエツジ傾き角ヒストグラムを
演算して、中領域内に存在する代表的なエツジ傾き角を
検出する。
(2) 中領域内の代表的な傾き角に対応する方向に中領
域を回転して、エツジと直交する方向にその投影分布を
演算し、同一傾き角のエツジの存在する領域(強調領
域)を決定する。
(3) 各中領域ごとの代表的なエツジについて求めたエ
ツジ強調領域内のエツジに対し、強調処理を行う。
(4) 同上の処理をA分割だけでなくてB分割について
も行うことで、すべてのエツジについて均一に強調処理
を実行する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示す構成図である。同図に
おいて、1は対象物、2はテレビカメラ等の撮像装置、
3はアナログ/デイジタル(A/D)変換器、4は画像
メモリ、5は微分演算部、6は微分画像メモリ、7はエ
ツジ傾き演算部、8はエツジ強度演算部、9はエツジ傾
きメモリ、10はエツジ強度メモリ、11はエツジ強調
演算部である。
対象物1をテレビカメラ2で撮像し、そのビデオ信号A
/D変換器3でデイジタル値として画像メモリ4に記憶
する。画像メモリ4は対象物画像の濃度値f(x,y)
を、例えば8ビツトデータとして記憶する。画像の座標
(x,y)は第2図に示すようなX,Y座標系で表現す
る。着目画素(x,y)の濃度値f(x,y)は、0≦f(x,
y)≦255である。この画像Aを微分演算部5で微分
し、その結果を画像メモリ6へ記憶する。微分にはX方
向およびY方向の2方向があり、それらの一次微分をそ
れぞれΔxf,Δyfと表現する。ここでは、第3図に示す
ようなSobel(ゾーベル)の微分オペレータを使つてい
る。同図(イ)に示すx方向微分Dと同図(ロ)に示
すy方向微分Dとを式で表わすと、 Δxf={f(x+1 ,y-1)+2・f(x+1,y) +f(x+1,y+1)}−{f(x-1,y-1) +2・f(x-1,y)+f(x-1,y+1)} ……(1a) Δyf={f(x+1,y+1)+2・f(x,y+1) +f(x-1,y+1)}−{f(x+1,y-1) +2・f(x,y-1)+f(x-1,y-1)} ……(1b) となる。
微分値(Δxf,Δyf)を図で説明すると、第4図の如く
なる。図からも明らかなように、着目画素Pe(x,y)
のエツジベクトルVの傾き角θと、強度wとは次式で表
現される。
ここで、微分値(Δxf,Δyf)の単位ベクトル(u,
v)から、傾き角度のテーブルを用いてθを求める。も
し、θを1度精度で求めようとするならば、(u,v)
の値を360組持つていれば十分である。単位ベクトル
は次式のとおりである。
エツジ傾き角演算部7は、単位ベクトル(u,v)から
角度テーブルにより傾き角θを演算し、その結果をエツ
ジ傾き角メモリ9に記憶する。エツジ強度演算部8は
(3)式により強度wを演算し、エツジ強度メモリ10に
記憶する。エツジ強調演算部11はエツジ傾き角メモリ
9と強度メモリ10とをアクセスして、エツジ強調処理
を行う。
いま、対象物1の有効画面を512(水平)×512(垂
直)画素とし、こゝでは第5図に示すように2N×2N
の小領域Rに分割する。各小領域(i,j)は(1≦
i≦2N,1≦j≦2N)で指定される。次いで、この
各小領域Rを、2×2の中領域に分割する。第5図で
実線により分割した中領域を第6図(イ)に示し、それ
をA分割と呼ぶことにする。破線で分割した領域は小領
域Rである。2N×2Nの小領域で、外側の小領域を
除く(2N−2)×(2N−2)領域を中領域に分割し
たものを、第6図(ロ)に示す。第6図(ロ)に示す分
割を、B分割と呼ぶことにする。次に、各小領域ごとに
エツジ傾き角θのヒストグラムを求める。さらに、A分
割およびB分割の中領域ごとのθヒストグラムHθを演
算すると第7図のように、輪郭に対応するピーク値(P
θ,Pθなど)が存在する。そして、各中領域ごと
に傾き角ヒストグラムのピーク値を求める。1個のピー
クのみを第8図にPθとして示す。次いで、θヒストグ
ラムのピーク値Pθに対応する傾き角θを求め、さら
に半値Pθ/2に対応する(θPL,θPU)を求め
て、半値幅Wθを求める。傾き角ヒストグラムと同じ中
領域について強度ヒストグラムHを求めると、第9図
のようになる。この中領域内のwヒストグラムはエツジ
の場所の情報がないために、ノイズとの区別ができな
い。そこで、第10図に示すように、着目している中領
域Rを検出したエツジの傾き角θだけ回転して、エ
ツジ方向Cと垂直方向Y′にエツジの投影分布S
求めると、このθ方向のエツジの投影分布から、輪郭
のエツジが存在する領域Rが分かる。θの投影分布
を第11図に示す。投影分布のピーク値Pに対し
てその位置Xが求まり、Pから決定されるPXB
り、強調領域〔XPL,XPU〕が決定できる。エツジの傾
角θが〔θPL,θPU〕の範囲にあつて、しかも回転した
中領域Rの中の強調領域Rにあるエツジについての
み、エツジ強度wをwの値にし、それ以外のエツジに
ついてはエツジ強度wを“0”とする。これにより、あ
る特定方向の輪郭のエツジ強調が完了する。
以上の強調処理をフローチヤートとして示すと、第12
図の如くなる。
(1) テレビカメラの画像を画像メモリ4に入力する
(参照)。
(2) 微分演算により原画の微分画像を演算して、微分
画像メモリ6に入力する(参照)。
(3) 微分画像からエツジ傾き角θと強度wとを演算し
て、エツジ傾き角メモリ9とエツジ強度メモリ10に記
憶する(,参照)。
(4) 各小領域ごとに、エツジ傾き角ヒストグラムを演
算する(参照)。
(5) A分割およびB分割の各中領域ごとに、傾き角ヒ
ストグラムを求める(参照)。
(6) 各中領域ごとに、傾き角ヒストグラムのいくつか
のピーク値を検出する(参照)。
(7) 各ピーク値θに対応して回転した中領域内で、
強度wの投影分布をθの半値幅内のエツジについて求
める(参照)。
(8) 投影分布から、ピーク値θに対応する強調領域
を決定する(参照)。
(9) エツジ傾き角のピーク値θに対して求めた強調
領域内のエツジを強調して、それ以外のエツジ強度をゼ
ロにする(参照)。
以上の処理により、ノイズエツジの除去ができ、しかも
全面を均一に強調することが可能となる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、有効画面を2N×2Nの小領域に分
割し、2×2小領域、つまり中領域ごとにエツジ傾き角
θのヒストグラムを演算し、そのピーク値から中領域内
に存在する輪郭の方向を検出するようにしているので、
弱いエツジでも検出することができる。さらに、検出し
たエツジ傾き角θから、回転した中領域内でθ近傍
のエツジの投影分布を演算して、エツジの存在領域を決
定するようにしているので同一方向のエツジでノイズの
エツジを除去することができる。さらに、以上をA分割
とB分割の両方の中領域について行うようにしているの
で、全領域を均一にエツジ強調することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図は撮像
画面内の対象物画像と微分処理との関係を説明するため
の説明図、第3図は微分オペレータを示す構成図、第4
図はエツジ強度とその傾きとを説明するための説明図、
第5図は有効画面の小領域分割方法の一例を説明するた
めの説明図、第6図は2種類の中領域分割方法を説明す
るための説明図、第7図は中領域内の傾き角ヒストグラ
ムを示すグラフ、第8図は傾き角ヒストグラムのピーク
値と半値幅を説明するための説明図、第9図は強度ヒス
トグラムを示すグラフ、第10図は中領域内強度分布を
説明するための説明図、第11図は強度の投影分布を説
明するための説明図、第12図はエツジ強調処理フロー
を示す流れ図である。 符号説明 1……対象物、2……テレビカメラ、3……A/D変換
器、4……画像メモリ、5……微分演算部、6……微分
画像メモリ、7……エツジ傾き演算部、8……エツジ強
度演算部、9……エツジ傾きメモリ、10……エツジ強
度メモリ、11……エツジ強調演算部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対象物を撮像し量子化して得られる濃淡画
    像を微分し、エツジの傾き角とその強度を演算する演算
    手段と、 有効画面内を複数の小領域に分割し、各小領域毎に傾き
    角のヒストグラムを演算する演算手段と、 有効画面を2種類の分割態様で所定数の小領域からなる
    複数の中領域に分割し、各中領域毎にそれぞれ傾き角ヒ
    ストグラムを演算する演算手段と、 各中領域の傾き角ヒストグラムからそのピーク値を検出
    し、傾き角の範囲を決定する決定手段と、 傾き角ピーク値と対応する方向に中領域を回転し、エツ
    ジと直交する方向の投影分布を演算する演算手段と、 エツジの投影分布からエツジ強調処理を実行すべき領域
    を決定する決定手段と、 強調領域近傍のエツジは強調し、それ以外のエツジ強度
    は零にする処理手段と、 を有してなることを特徴とするエツジ強調装置。
JP62011406A 1987-01-22 1987-01-22 エツジ強調装置 Expired - Lifetime JPH0658687B2 (ja)

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JP4898531B2 (ja) * 2007-04-12 2012-03-14 キヤノン株式会社 画像処理装置及びその制御方法、並びにコンピュータプログラム
CN103455996B (zh) * 2012-05-31 2016-05-25 富士通株式会社 边缘提取方法和设备

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