JPH0743420B2 - 画像多目標分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は目標を撮像して得られる画像を処理して多目
標を追尾する装置に係り，特に複数個の目標を分離して
番号付けを行う画像多目標分離装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特開昭59−135379号公報に示された従来
の画像多目標分離方法であり，第５図（ａ）は２値化画
像の例，第５図（ｂ）は番号付けされた画像の例，第５
図（ｃ）は目標検出窓，第５図（ｄ）は領域番号検出
窓，（１）はラスター走査で得られる２次元画像の処理
領域，（２）は処理領域（１）の内に２個の目標が存在
する時を仮定した場合の第１の２値化目標，（３）は第
２の２値化目標，（４）は第１の２値化目標に番号１を
番号付けした後の第１の分離目標，（５）は第２の２値
化目標に番号２を番号付けした後の第２の分離目標であ
る。

処理領域（１）の内に存在する複数個の目標（クラツタ
等も含めた意味）に番号付けを行い，連結しない目標に
異なる番号付けを行うことで複数個の目標を分離するわ
けであるが，ここでは，説明の便宜上２個の目標が存在
する場合について，番号付けの方法を説明する。

処理領域（１）内のデータはラスター走査により左上か
ら右下へと順次入力されて来る２値化ビデオ信号であ
る。

この２値化ビデオ信号内に存在する第１の２値化目標
（２）と第２の２値化目標（３）に番号付けを行って別
の固まりとして識別を行う。データがラスター走査で左
上から順次入力されて来ると，最初に第１の２値化目標
（２）が現れるので，この固まりに番号１を付けて第１
の分離目標（４）とし，次に２値化目標（２）が現れて
来るので番号２を付けて第２の分離目標（５）とする。

第５図（Ｃ）の第１の窓から第５の窓（図中ＡからＥで
表示し，以下ＡからＥで表す。）を第５図（ａ）の２値
化画像にかけて，第５の窓のかかった画素の番号付けを
コントロールしていく。そして，第５図（ｄ）の第１の
窓から第５の窓（図中ａからｅで表示し，以下ａからｅ
で表す。）を第５図（ｂ）の番号付けされた画像にかけ
て，第１の窓のかかった画素の番号を第２の窓から第５
の窓の内から選択して設定する。

例えばＡのみが１でB,C,D,Eが０の場合には，第５図
（ｄ）の窓のａの画素の番号としてそれまでに使用され
ていない新規の番号を取っていく。Ａの画素が１でB,C,
D,Eのうち１を取るものがある場合には,Aに連結した画
素が在り，そこには既に番号付けがされていることにな
るので，その画素に対応した第５図（Ｃ）の窓のb,c,d,
eの内に記憶された番号をａの画素の番号として使用す
る。第５図（Ｃ）の窓は第５図（ａ）の２値化画像にか
けられ，第５図（ｄ）の窓は第５図（ｂ）の番号付けさ
れた画像に対して同時にかけられる。

このようにして２個の目標は第１の分離目標（４）と第
２の分離目標（５）の如く番号付けは終了する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の画像多目標分離方法は，以上のように窓が５個よ
り構成されているので，目標の形状によつては分離する
ことが出来ず同一の番号付けになるものがあった。これ
を図により説明する。

第４図は従来の窓による番号付けの問題点を説明する図
であり，第４図（ａ）は従来発明による番号付けによる
結果を示す図であり，第４図（ｂ）はこの発明で行いた
い番号付けの結果を示す図である。目標が第４図のよう
に斜め方向に一点で接する目標を同一物として番号付け
するか，他の物として別の番号付けを行うようにするか
に関するが，用途においては，どちらの方法も意味はあ
るが，従来の方法では、第４図（ａ）のように同一番号
としてしか番号付けを行うことができず，第４図（ｂ）
のように別の目標としての番号付けが困難であった。

この発明は，上記の課題を解消するためになされたもの
で，斜め方向に一点で接する目標を他の目標としての番
号付けを可能にするとともに，実現する論理及びハード
ウェア等を簡略化できる画像多目標分離装置を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る画像多目標分離装置は，ラスター走査の
ビデオ信号を２値化して領域番号付けと番号付けされた
番号の書換えを，第１の窓を中心にして左側に第２の窓
を，真上に第３の窓を配置した，第１の窓から第３の窓
を使用して，斜め方向に一点で接する目標に別の番号付
けを行えるようにしたものである。

〔作用〕

この発明における第１の窓から第３の窓の配置により，
第１の窓の左斜め上及び右斜め上の窓を廃止することに
より，斜め方向に接する目標に別の番号付けが可能にな
ると共に，窓の数が従来の５個から３個になるために，
この発明では実現する回路が簡単になる。

〔実施例〕

以下，この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において，第１図（ａ）は目標検出窓，第１図（ｂ）
は領域番号検出窓であり，目標検出の第１の窓から第３
の窓（図中ＡからＣで表示し，以下ＡからＣで表す）と
領域番号検出の第１の窓から第３の窓（図中ａからｃで
表示し，以下ａからｃで表す）は各々の配置関係は第１
図の通りである。第１の窓と第２の窓は従来方法と同じ
働きを行い，第３の窓は従来方法の第４の窓と第５の窓
の働きを兼用させるものである。目標に対する最初の番
号付け方法は従来の方法と同じであるが，実際には１個
の目標の内でも凹凸が多い目標では異なった番号付けが
行われることになるが、これらを解決する詳細な方法に
ついて第２図を用いて説明する。

第２図は１つの目標に１個の番号付けを行う方法を説明
するための図であり，第２図（ａ）は２値化画像に目標
検出窓をかけた状態を説明するための図，第２図（ｂ）
は番号付けされた画像に領域番号検出窓をかけた状態を
説明するための図，（６）は領域番号１を最初に命名す
る番号１スタート点，（７）は領域番号２を最初に命名
する番号２スタート点，（８）は目標検出窓の内文字Ａ
で示される画素以前の水平走査線１ライン分の情報を記
憶しておく領域番号コントロールレジスタの内容，
（９）は領域番号検出窓の内文字ａで示される画素以前
の水平走査線１ライン分の情報を記憶しておく領域番号
ラインレジスタの内容，（10）は同一目標に番号１と番
号２が付けられていたことに気付き一方の番号を他方に
置換する必要が出てくる番号書換必要点（11）は１個の
目標に番号付けを完了したことを検出する領域終了検出
点である。

目標検出窓のＡで表される点が現時点の画素でＢは１画
素分過去の画素であり,CはＡの画素の１水平線分過去の
画素であり,AからＣまでの画素は各々の相対位置を固定
した関係で画面の左上から順次右下へ移動していく訳で
あるが，第２図（ａ）ではその１水平線期間中左から右
へ移動していく途中を示している。又，領域検出窓につ
いても，目標検出窓と同様の動きをする。目標検出窓と
領域検出窓は画面上の相対応する画素を同時に移動して
いく。

領域番号の書込みと書換えをコントロールするのは,2値
化画像の値を見て判断し，目標検出のＡ〜Ｃの３個の窓
の値によってコントロールされる。

領域番号検出窓のb,cの２個の窓の値によってａの窓の
値を決定していく。

番号付けの論理は下記の（１）〜（５）式で表現され
る。

Ｆ（Ａ）＝０→ｆ（ａ）＝０ …（１） Ｆ（Ａ）ΛＦ（Ｂ）ΛＦ（Ｃ）＝１→ｆ（ａ）＝ｆ
（ｂ） …（５） （５）式が成立した時 ｆ（ｘ）＝ｆ（ｃ）→ｆ（ｘ）＝ｆ（ａ） …（６） ここでＦ（Ａ）は目標検出窓Ａにおける領域番号コント
ロールレジスタの内容（８）であり０又は１の値をと
る。（Ｆ（Ｂ）,F（Ｃ）も同様である） ｎは領域番号を表し，正の整数である。

ｆ（ａ）は領域検出窓ａにおける領域番号ラインレジス
タの内容（９）であり０からｎまでの値をとりｎ＝０は
領域の無いことを表す。

また,f（ｘ）は領域番号ラインレジスタの内容（９）で
ある。

目標検出窓と領域検出窓（以下窓と呼ぶ）が画面上の目
標の無い所では（１）式で表現されるように領域番号は
０を書き込む。窓が番号１のスタート点（６）に来た時
は，（２）式で表されるように，領域番号として１を付
ける。次に窓が１画素進んだ点ではＦ（Ａ）とＦ（Ｂ）
の値のみが１でＦ（Ｃ）が０であるから，（３）式で表
されるようにｆ（ｂ）の値１をｆ（ａ）に割り付ける。
窓が番号２のスタート点（７）に来るとＦ（Ａ）のみが
１でＦ（Ｂ）,F（Ｃ）が０であるから（２）式により番
号をｆ（ａ）に割り付けるが，番号１は既に使用されて
いるので番号２を新規に採用する。領域番号を制御する
ために第２図（ａ）の斜線部のように，領域番号コント
ロールレジスタの内容（８）の如く，目標の存在する領
域では１をその他の所では０を記憶しておく。同様に領
域番号付けされた画像に関しても第２図（ｂ）の斜線部
の如く１水平ライン上の各画素の領域番号を領域番号ラ
インレジスタの内容（９）として記憶しておく。窓が番
号書換必要点（10）の点に来ると窓ａ〜ｃの内に領域番
号１と領域番号２が混在して来る。

この場合は,F（Ａ）＝Ｆ（Ｃ）＝Ｆ（Ｂ）＝１ であるから（５）式に従ってｆ（ｂ）＝２の値をｆ
（ａ）に書き込み，（６）式に従ってｆ（Ｃ）の値１と
等しいｆ（ｘ）｛領域番号ラインレジスタの内容
（９）｝の全てをｆ（ａ）の値２で置換える。この後は
番号１は未使用の番号として空き番号レジスタに記憶さ
れ新規番号付けを行う時には空き番号レジスタの内容を
調べ，空き番号が存在する場合は新規番号に優先させて
使用する。

領域終了検出点（11）において，領域が終了したことを
判断するわけであるが，この方法は，前ラインで使用さ
れた領域番号にフラグを立てておき今回ラインで使用さ
れた領域番号のフラグを比較することにより判断する。

第２図（ｂ）の場合は前回ラインで使用していた領域番
号は２のみであり，今回ラインで使用した領域番号は０
であるため，領域番号２で番号付けされた領域の番号付
けが終了したことになる。

次にこの発明の一実施例について説明する。第３図にお
いて，（12）は多値ビデオ信号を受け取り,2値化した後
の２値画像により目標の有無によって領域番号付けを制
御する領域番号コントロール部，（13）は窓Ａに目標が
存在して周囲に目標が無く新しい番号付けが必要になっ
た時に使用する新領域番号発生部，（14）は窓ａの画素
の領域番号を記憶しておく第１のレジスタ，（15）は窓
ａより過去の１水平走査線分の領域番号を記憶しておく
レジスタ列，（16）は領域番号の置換え判断用として使
用するための第２のレジスタ，（17）は１つの目標に２
種以上の領域番号付けを行った場合に１種の番号に置換
する必要があるが，その要否を判断するための書換要否
検出部，（18）は領域番号の書換えの必要が生じた場合
にレジスタ列（15）の内容の内に書換え必要な領域番号
と同一の領域番号を捜索する領域番号書換検出部，（1
9）は目標に領域番号付けを完了したことを検出するた
めの領域終了検出部である。

多値ビデオ信号を受け取った領域番号コントロール部
（12）では，スレッショルドにより２値化されたビデオ
信号は領域番号コントロールレジスタの内容（８）とし
て記憶され，これに目標検出窓Ａ〜Ｃをかけて，（１）
〜（５）式の論理に従って領域番号付けをコントロール
する。（２）式を満足する画素では新規番号を付ける必
要があるので，領域番号コントロール部（12）から新領
域番号発生部（13）へ指令を出して，新しい領域番号を
発生させて，第１のレジスタ（14）に転送し記憶すると
共に，第１のレジスタ（14）を経由して，レジスタ列
（15）に記憶すると共に，領域終了検出部（19）へ送
り，領域終了を検出するためのフラグを立てる。

第１のレジスタ（14）は窓b,cの内容をレジスタ列（1
5）から受けて必要な１個のデータを選択して窓ａの内
容として記憶する。

書換要否検出部（17）は窓（Ｃ）の内容をレジスタ列
（15）から第２のレジスタ（16）を経由して受け，第１
のレジスタからの窓ａの内容を比較することにより，領
域番号の書換の必要性を判断する。

領域番号書換検出部（18）は書換要否検出部から書換要
否の指令とデータを受けて，レジスタ列に記憶されてい
る全画素を観て，書換えの必要な画素の内容を置換え
る。領域番号書換検出部（18）はレジスタ列（15）に記
憶された領域番号の内容を１画素相当ずつ高速で呼び出
し，窓（Ｃ）の領域番号と等しいものを捜し窓ａの領域
番号で置換えて行く。置換えに要求される時間は１ライ
ン分全てを画面上の１画素に当たる時間である。

領域番号の置換えにより未使用になった領域番号のデー
タを，書換要否検出部（17）から新領域番号発生部（1
3）へ送り，その領域番号を再使用可能にする。同時
に，未使用領域番号のデータを領域終了検出部（19）へ
送り，領域番号フラグの変更を行う。領域終了検出部
（19）では水平線の終わりの時間，つまり画面の右端に
来ると，現在のラインで使用された領域番号のフラグと
前ラインで使用された領域番号のフラグを比較して，未
使用になつている領域番号が存在するかどうかを検出す
る未使用になった領域番号の目標が番号付けを完了した
ことを領域終了検出点（11）で判り，外部へその情報を
送る。

以上で領域分割のための領域の番号付けについて説明し
たが，これを多目標追尾装置等に組み込む場合は，領域
の番号付けの情報を各領域毎の特徴パラメータ（面積，
最大ビデオレベル，最大ビデオレベルの座標，重心座
標，縦横長さ等）の算出部へ送ると同時に，番号の置換
えが生じた場合には特徴パラメータの算出部において
も，領域番号毎のデータを置換えるように制御する。

そして，領域終了が検出されると，その終了した番号が
付けられていた目標の特徴パラメータが最終的な値にな
り，追尾目標の選択や追尾点の情報として使用される。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の画像多目標分離装置を使用すれ
ば斜め方向に接する目標にも別の番号付けが可能になる
と共に，窓の構成が少ないので安価なハードウェアが実
現可能となり，例えば複数個の目標でも同時に追尾可能
な火器管制装置やミサイル誘導装置が実現可能となり，
又，複数個の形状を実時間で測定したり理解する装置へ
の応用が考えられ，その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の窓の関係を説明する図，第２図は１
つの目標に１個の番号付けを行う方法を説明するための
図，第３図はこの発明の一実施例を説明するための図，
第４図は従来発明の窓による番号付けの問題点を説明す
る図，第５図は従来の方法を説明するための図であり，
（１）は処理領域（２）は第１の２値化目標，（３）は
第２の２値化目標（４）は第１の分離目標，（５）は第
２の分離目標，（６）は番号１のスタート点，（７）は
番号２のスタート点（８）は領域番号コントロールレジ
スタの内容，（９）は領域番号ラインレジスタの内容，
（10）は番号書換必要点，（11）は領域終了検出点，
（12）は領域番号コントロール部，（13）は新領域番号
発生部，（14）は第１のレジスタ，（15）はレジスタ
列，（16）は第２のレジスタ，（17）は書換要否検出
部，（18）は領域番号書換検出部，（19）は領域終了検
出部である。 なお図中，同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示してある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の窓を中心にして左側に第２の窓を、
   真上に第３の窓の位置関係に配置された第１の窓から第
   ３の窓を使用して目標を抽出するために、番号付けをコ
   ントロールする領域番号コントロール部、上記領域番号
   コントロール部からの指令により、第１の窓に書き込む
   領域番号の内容を選択し記憶する第１のレジスタと、前
   記第１のレジスタからの領域番号を１水平走査線の間記
   憶するレジスタ列と、前記レジスタ列からの第３の窓の
   領域番号の内容を記憶する第２のレジスタと、上記第１
   のレジスタと第２のレジスタからの内容を比較して領域
   番号の書換えの要否を判断する書換要否検出部と、前記
   書換要否検出部からの出力を受けて、上記レジスタ列の
   内容を第３の窓の値と等しい画素を全て置換える領域番
   号書換検出部と、目標の番号付けの終了したことを検出
   する領域終了検出部とを具備したことを特徴とする画像
   多目標分離装置。