JPH077455B2 - 部分画像領域分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、図形あるいは画像の一部分を、認識等のため
に自動的に分離・抽出する装置に関するものである。

従来の技術 近年、OA・FA等の実用化が進み、図形・画像を認識する
必要性が高まってきているが、その前処理として、入力
されたディジタルの図形・画像情報（以下画像情報とす
る）から、例えば文字の領域といったような認識対象と
する部分領域の画像だけを分離し、上記部分領域の構成
画素群の座標・画素値や外接矩形枠情報といった、部分
画像領域の情報を抽出する装置の重要性も増してきてい
る。

以下、図面を参照しながら従来の部分画像領域分離装置
の二例について説明する。

第５図は従来の部分画像領域分離装置の第１例の構成を
示すブロック図である。第５図において、１はエッジ抽
出部、７はエッジラベリング部、８は閉領域抽出部、５
は画像記憶部、６は画像領域情報記憶部である。

以下その動作について説明する。まず、画素の濃度差や
色情報、あるいはより高解像度の画像等の情報を用い
て、分離したい領域の輪郭部分、すなわちエッジ部分を
エッジ抽出部で抽出する。次に、上記エッジを構成する
各画素に、エッジを示すラベル（画素値）を第６図のよ
うに与える。第６図において、“〇”はエッジ構成画素
を表わすラベル、“・”は分離対象画像領域中でエッジ
以外の画素を表わすラベルであるが、エッジ以外の画素
は“〇”以外のラベルを持てば良く、一様に同じラベル
を持つ必要はない。また、分離対象画像領域外の画素も
“〇”以外のラベルを持っていれば良く、上記領域中の
画素のラベルと同じものでも良い。

このようにラベル付けされた画像を画像記憶部に格納し
ておき、対象とする部分画像領域及びその情報を得たい
時に、閉領域抽出部でエッジとその内側の画素の情報を
取り出して、画像領域情報記憶部に格納する。

また、第８図は従来の部分画像領域分離装置の第２例の
構成を示す図である。第８図において、９は領域抽出
部、10は領域ラベリング部、11はラベリング領域抽出
部、５は画像記憶部、６は画像領域情報記憶部である。

以下その動作について説明する。まず、第１例のエッジ
抽出部で用いたような各種の情報によって、分離したい
領域に属する画素を決定する。次に、上記領域を構成す
る画素すべてにその領域固有のラベルを与える。第９図
は、別々に分離したい２つの領域が隣接している際にラ
ベル付けした状態を表わしている。“”のラベルを持
つ画素が１つの領域に、“”のラベルを持つ画素がも
う１つの領域に属している。

このようにラベル付けされた画像を画像記憶部に格納し
ておき、対象とする部分画像領域及びその情報を得たい
時に、ラベリング領域抽出部でその領域のラベルを持つ
画素の情報を取り出して、画像領域情報記憶部に格納す
る。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、近年取り扱われる
ようになってきた大規模かつ複雑な画像を、高速にまた
経済的に処理できない、という問題点を有していた。

すなわち、従来例の第１例においては、第７図のように
分離・抽出したい２またはそれ以上の領域が隣接してい
ると、輪郭追跡型あるいはラスター・スキャン型のいず
れの手法を用いても各領域のエッジを正しく抽出するこ
とが困難である。また、この問題を避けるために、分離
・抽出したい各々の部分画像領域ごとにエッジに与える
ラベルを固有のものとすると、分離対象となる領域の数
が増加した場合に与えるラベルの種類も増加し、ラベル
付けのために必要な情報量も増えるので、１画素当りに
必要な記憶容量を大きくしなければならず、画像記憶部
全体の容量も大きくする必要が生じる。あるいは、第７
図の領域Ａをラベル付け・分離・抽出した後に、エッジ
のラベルを元に戻してから領域Ｂをラベル付け・分離・
抽出する手法も考えられるが、これではもう一度領域Ａ
の画像及びその情報が必要となった場合に、（膨大な記
憶容量を用いてすべての部分画像領域の画像と情報を画
像領域情報記憶部に格納しておくのでなければ）最初の
エッジ抽出からやり直さねばならない。

従来例第２例の場合には、隣接領域の問題と再処理の問
題は起らないが、上記第１例の課題に述べたのと同様、
分離対象領域の数が増加すれば大容量の画像記憶部が必
要になるほか、エッジ画素だけでなく領域内全画素に対
してラベル付けを行なうため、領域ラベリング部の処理
に多くの時間がかかってしまうという問題がある。

本発明は上記の課題に鑑み、複数の分離対象となる画像
領域が隣接していても各々の領域を正しく分離・抽出す
ることができ、一度ラベル付けされた画像からは何度で
も画像と情報の分離・抽出が可能であり、画像記憶部に
大容量を必要とせず、高速に処理を行なうことが可能な
部分画像領域分離装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために本発明の部分画像領域分離
装置は、分離対象画像領域のエッジ（輪郭）を検出する
エッジ抽出部と、エッジ構成画素にエッジであることを
示す画素値を付与する隣接エッジラベリング部と、上記
エッジ構成画素の外側に隣接する画素に画素値を付与す
るエッジ外縁ラベリング部と、上記エッジ構成画素及び
上記外側に隣接する画素の画素値から分離対象画像領域
を分離・抽出する隣接閉領域抽出部と、画像の画素値情
報を記憶する画像記憶部と、分離・抽出した部分画像領
域に関する情報を記憶する画像領域情報記憶部とを備
え、上記隣接エッジラベリング部及び上記エッジ外縁ラ
ベリング部は、複数の分離対象画像領域が隣接している
場合には、画素値を付与する時点で判明している上記隣
接している分離対象画像領域の個数に応じたエッジ及び
外縁を示す画素値を付与することを特徴としている。

作用 本発明は上記した構成によって、従来と同程度の処理の
高速性を維持しつつ、隣接エッジラベリング部とエッジ
外縁ラベリング部で複数の分離対象領域間の隣接状態を
考慮したラベル付けを行ない、隣接閉領域抽出部で上記
のようにラベル付けされた画像の内部領域を切り出すこ
とにより、分離対領域それぞれに固有のラベルを持たな
いので、画像記憶部に大容量を必要とせずに複数回の処
理が可能な部分画像領域の分離・抽出を行なう。

実施例 以下本発明の一実施例の部分画像領域分離装置につい
て、図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の一
実施例の構成を示すものである。第１図において、１は
エッジ抽出部、２は隣接エッジラベリング部、３はエッ
ジ外縁ラベリング部、４は隣接閉領域抽出部、５は画像
記憶部、６は画像領域情報記憶部である。

以下その動作を説明する。ディジタル画像は正方格子状
のものを仮定するが、六角格子状のものなどでもわずか
な変更で同様に動作させることが可能である。

エッジ抽出部は従来例第１例と同じもので、濃度情報や
高解像度画像情報などを用いて分離対象画像領域の輪郭
を抽出する。次に、隣接エッジラベリング部とエッジ外
縁ラベリング部によるラベル付けの様子を第２図を用い
て説明する。まず、領域Ａのエッジには、エッジを表わ
すラベル“”を与える。そして、領域Ａのエッジの外
側の画素（８連結でエッジの外側に隣接している画素）
には、外縁を表わすラベル“〇”を与える。もし、領域
Ａが単独で（隣接する他の分離対象領域がない状態で）
存在すれば、このままの形となり、従来例第１例と同様
に分離・抽出を行なえばよいことになる。第２図のよう
に、領域Ａに隣接して別の分離対象領域Ｂがある場合に
は以下のようになる。隣接エッジラベリング部は、実は
ただ機械的にエッジ画素に“”のラベルを与えている
のではない。エッジ画素のラベル付けを行なう前の画素
値（ラベル）をみて、与えるラベルの種類を決定する。
第２図では、領域Ｂのエッジ画素のうちの一部（領域Ａ
のエッジと隣接している部分）には、最初（領域Ａのラ
ベル付けの時に）外縁を表わすラベル“〇”が付けられ
ている。この場合には他の分離対象領域（ここでは領域
Ａ）のエッジに隣接しているということになるので、与
えるラベルを隣接エッジラベル“”とする。このと
き、エッジ外縁ラベリング部では、隣接エッジラベルの
領域外側８連結の画素に対して隣接エッジの外縁を表わ
すラベル“”を与える。但し、エッジ外縁ラベリング
部は、エッジ外縁の画素であっても、他の領域のエッジ
画素である場合はラベルを変更しない。このため、第２
図で領域Ａのエッジが切断されることはない。エッジが
斜め方向になっていてしかも隣接して別の分離対象領域
のエッジが存在する場合、現在着目している領域の内側
が隣接領域のラベル付け時に外縁のラベルを付けられて
いることがある。隣接エッジラベリング部はこのような
画素を検出し、ラベルをエッジあるいはエッジ外縁を表
さない画素値に変更する。第２図で領域Ｂの中の“×”
を付けた画素がこれに当る。また逆に、既にラベル付け
された領域の内側の画素が隣接する他の領域の外縁とな
ることがある。エッジ外縁ラベリング部はこのような画
素を検出すると、外縁を表わすラベルをつけることをし
ない。第２図で領域Ａの中の“△”を付けた画素がこれ
に当る。このように、隣接エッジラベリング部とエッジ
外縁ラベリング部は、周囲の画素のラベルも参照しなが
らラベル付けをすることもある。正方格子状のディジタ
ル画像の場合には、第３図のように１点に４領域までが
隣接することがあるので、エッジと外縁のラベルを３重
及び４重のものまで用意しておく。エッジ画素の元のラ
ベルが隣接エッジの外縁“”であった時に与えるのが
３重隣接エッジラベルであり、その外縁の画素に３重隣
接エッジの外縁を表わすラベルを与える。４重の時も同
様である。ディジタル画像が六角格子状のものなら、３
重のラベルまでで良い。実際のラベル付けでは、エッジ
画素とその外縁の画素とに同時に（並列的に）ラベルを
与えることができるので高速性を損なうことはない。

このようにラベル付けされた画像を画像記憶部に記憶さ
せておけば、隣接閉領域抽出部によって何度でも画像と
情報を分離・抽出することが可能となる。隣接閉領域抽
出部は、エッジを時計方向に追跡し、左側のエッジを進
んでいる間（すなわち進行方向の垂直成分が上方を向い
ている間）、その画素から水平方向右向きに境界画素ま
での一列の画素群を抽出する。境界画素は、スタート地
点のエッジ画素と隣接画像領域の異なった個数に対応し
たエッジ画素に突き当った時その１画素左の画素であ
り、またいずれかの種類の外縁を表わす画素に突き当っ
た時にもその１画素左の画素となる。これを領域のエッ
ジに沿って一周するまで（出発点に戻るまで）追跡しな
がら行なえば、領域内の全画素について分離・抽出が可
能となる。エッジの追跡は、着目エッジ画素の８連結方
向の８画素内で、１画素前の時点のエッジ画素（進んで
きた元の方向の画素）以外の方向に、同一種のエッジ画
素があればその方向へ、なければ隣接画像領域の異なっ
た個数に対応したエッジ画素があればその方向へ進み、
それもなければ前の画素の方向へ戻ることによって可能
となる。但し、第４図のように突き出した画素（これは
領域Ｃの画素）がある場合には、領域Ｄのエッジ画素の
方向へ進んでしまっては困るので、このような突き出し
の端点画素には、ラベル付けの際にあらかじめ（容易に
検出できるので）“”のラベルを付けておくことと
し、このラベルを持つ画素に進んだ時は、無条件に元の
方向へ戻ることにしておく。隣接エッジ画素及び３重・
４重の隣接エッジ画素にも同様の端点ラベルを用意す
る。これらの端点ラベルと、隣接画像領域の個数に対応
したエッジ画素，隣接エッジ画素等とは、エッジ追跡に
ついては同種であると考える（こうしないと、端点画素
の取り残しが出てしまう）。

このように、上記の12種類（六角格子状画像なら９種
類）のラベルを一部の画素に付加するだけで、隣接した
分離対象画像領域がある場合でも、各々の領域を正しく
分離・抽出することができる。なお、ここでは各画素に
ラベルを与える際、画素値を書き換えることにしている
が、元の画素値の情報を保持したい時などは、画素値に
上記の各ラベルをオフセットとして加える、等の方法を
取っても良い。

発明の効果 以上のように本発明は、隣接エッジラベリング部と、エ
ッジ外縁ラベリング部とを設け、上記隣接エッジラベリ
ング部及び上記エッジ外縁ラベリング部は、複数の分離
対象画像領域が隣接している場合には、画素値を付与す
る時点で判明している上記隣接している分離対象画像領
域の個数に応じたエッジ及び外縁を示す画素値を付与す
ることにより、分離対象画像領域が相互に隣接している
ことを許し、複数回の処理が可能で画像記憶部に大容量
を必要とせず、高速な部分画像領域分離を可能とするも
ので、各種図形・画像の処理・認識等において、高速か
つ柔軟な前処理を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における部分画像領域分離装
置の構成図、第２図は上記装置による画像のラベル付け
結果の例を示すデータ図、第３図はディジタル画像上で
の隣接領域数を説明するデータ図、第４図は上記装置に
よる突出した部分を持つ画像のラベル付け結果の例を示
すデータ図、第５図は従来例第１例の部分画像領域分離
装置の構成図、第６図は同装置による画像のラベル付け
結果の例を示すデータ図、第７図は同装置によるラベル
付けの課題を示すデータ図、第８図は従来例第２例の部
分画像領域分離装置の構成図、第９図は同装置による画
像のラベル付け結果を示すデータ図である。 １……エッジ抽出部、２……隣接エッジラベリング部、
３……エッジ外縁ラベリング部、４……隣接閉領域抽出
部、５……画像記憶部、６……画像領域情報記憶部、７
……エッジラベリング部、８……閉領域抽出部、９……
領域抽出部、10……領域ラベリング部、11……ラベリン
グ領域抽出部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分離対象画像のエッジを抽出するエッジ抽
   出部と、エッジ構成画素にエッジであることを示す画素
   値を付与する隣接エッジラベリング部と、上記エッジ構
   成画素の外側に隣接する画素に画素値を付与するエッジ
   外縁ラベリング部と、上記エッジ構成画素及び上記外側
   に隣接する画素の画素値から分離対象画像領域を分離・
   抽出する隣接閉領域抽出部と、画像の画素値情報を記憶
   する画像記憶部と、分離・抽出した部分画像領域に関す
   る情報を記憶する画像領域情報記憶部とを備え、上記隣
   接エッジラベリング部及び上記エッジ外縁ラベリング部
   は、複数の分離対象画像領域が隣接している場合には、
   画素値を付与する時点で判明している上記隣接している
   分離対象画像領域の個数に応じたエッジ及び外縁を示す
   画素値を付与することを特徴とする部分画像領域分離装
   置。