JPH08161521A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像の色や絵柄に応じた適切な場所に適切な
表現を付加することができるようにする。 【構成】 画像方向検出手段３９で、入力画像データｌ
から、入力画像の各画素についての画像方向を検出し
て、画像方向成分ｄ１を抽出する。領域分割手段４０
で、入力画像データｌ，ａ，ｂ、入力画像上の各画素の
座標値ｘ，ｙ、および画像方向成分ｄ１を用いて、入力
画像を領域分割する。領域統合手段５０で、その分割結
果の各分割領域のうちの指定された領域を統合する。表
現付加手段６０で、その統合後の各分割領域のうちの指
定された領域の画像部分に対して指示された表現を付加
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、写真などの画像のモ
チーフとなる部分の明るさや色を変えるなど、画像の一
部に表現を付加する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デスクトップパブリッシングは、小さな
オフィスや個人にも普及されつつあり、デスクトップパ
ブリッシングでの画像処理も、画像編集装置や画像レタ
ッチシステムなどの開発により、以前よりは容易に行え
るようになってきている。このデスクトップパブリッシ
ングでの画像処理の一つとして、写真などの画像のモチ
ーフとなる部分の明るさや色を変えるなど、画像の一部
に表現を付加する処理がある。

【０００３】このように画像の一部に表現を付加するに
は、従来、画像中のある画素を特定するとともに、その
特定した画素を丸や四角などの一定の図形で囲むことに
よって、表現を付加する領域を指定し、その指定した領
域の画像部分に表現を付加する方法や、画像中のある画
素を特定するとともに、その特定した画素に近接する画
素で、その特定した画素と近い色の画素は、その特定し
た画素と同じ領域に含めるように領域を拡大していくこ
とによって、表現を付加する領域を指定し、その指定し
た領域の画像部分に表現を付加する方法が、とられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法は、画像中の特定した画素を一定の図形で囲むこと
によって、表現を付加する領域を指定するので、表現を
付加する領域を画像の色や絵柄（テクスチャ）に応じた
適切なものとすることができず、適切な場所に適切な表
現を付加するのが難しい欠点がある。

【０００５】また、後者の方法も、画像中の特定した画
素、およびこれと位置および色が近い画素を、表現を付
加する領域とするので、表現を付加する領域を必ずしも
画像の絵柄に応じた適切なものとすることができず、適
切な場所に適切な表現を付加するのが難しい欠点があ
る。

【０００６】そこで、この発明は、写真などの画像のモ
チーフとなる部分の明るさや色を変えるなど、画像の一
部に表現を付加する画像処理装置において、画像の色や
絵柄に応じた適切な場所に適切な表現を付加することが
できるようにしたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明では、図１に示
して後述する実施例の参照符号を対応させると、画像入
力手段１０と、その画像入力手段１０からの入力画像を
領域分割する領域分割手段４０と、その領域分割手段４
０による分割結果を表示する表示手段８０と、その表示
手段８０に表示された複数の分割領域のうちの一部また
は全部を指定する領域指定手段９２と、その領域指定手
段９２により指定された領域の画像部分に付加する表現
を指示する表現指示手段９３と、その表現指示手段９３
による指示にもとづいて上記領域指定手段９２により指
定された領域の画像部分に表現を付加する表現付加手段
６０と、を設ける。

【０００８】

【作用】上記のように構成した、この発明の画像処理装
置においては、領域分割手段４０により入力画像が、そ
の色や絵柄に応じて領域分割されるとともに、オペレー
タが表示手段８０に表示された分割結果を見て領域指定
手段９２により一部の領域を指定することによって、入
力画像中の表現が付加される場所が指定されるので、表
現を付加する場所として入力画像の色や絵柄に応じた適
切な場所を確実かつ容易に指定することができ、適切な
場所に適切な表現を確実かつ容易に付加することができ
る。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明の画像処理装置の一例を示
す。この例の画像処理装置は、画像入力手段１０、画像
方向検出手段３９、領域分割手段４０、領域統合手段５
０、表現付加手段６０、表示処理手段７０、表示手段８
０、およびシステム制御部９０を備える。

【００１０】画像入力手段１０は、この例では、画像入
力部１１および画像バッファ２１，２２，２３を有す
る。画像入力部１１は、システム内の、原稿上の画像を
読み取るイメージスキャナ部、もしくはコンピュータ処
理により画像を生成する部分、またはシステム外で生成
された画像をシステム内に取り込む部分で、この例で
は、画像入力部１１からは、入力画像としてＣＩＥ（国
際照明委員会）が推奨するＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間で表現さ
れたフルカラー画像が得られる。

【００１１】ただし、その明度成分および２つの色度成
分の、それぞれ例えば８ビットの画像データは、それぞ
れ図面上ではｌ^＊，ａ^＊，ｂ^＊と表記し、明細書中では
＊を省略してｌ，ａ，ｂと表記する。

【００１２】画像バッファ２１，２２，２３は、それぞ
れ画像入力部１１からの入力画像データｌ，ａ，ｂが書
き込まれるものである。

【００１３】画像方向検出手段３９は、この例では、画
像方向検出部３０および画像バッファ３５を有する。画
像方向検出部３０は、画像バッファ２１から読み出され
た入力画像データｌから、入力画像の各画素についての
画像方向を検出して、画像方向成分ｄ１を抽出するもの
で、その具体例は後述する。画像バッファ３５は、画像
方向検出部３０からの画像方向成分ｄ１が書き込まれる
ものである。

【００１４】領域分割手段４０は、この例では、領域分
割部４１と分割領域バッファ４２および画像バッファ４
３を有する。領域分割部４１は、画像バッファ２１，２
２，２３から読み出された入力画像データｌ，ａ，ｂ、
システム制御部９０から画像バッファ２１〜２３に対す
る読み出しアドレスなどとして得られる、入力画像上の
各画素の座標値ｘ，ｙ、および画像バッファ３５から読
み出された画像方向成分ｄ１を用いて、後述するように
入力画像を領域分割する。

【００１５】領域分割部４１に対しては、システム制御
部９０の分割条件指定手段９１により、分割領域数や各
分割領域の画素数などの分割条件を指定することができ
る。

【００１６】分割領域バッファ４２は、領域分割部４１
での領域分割の過程および結果として形成された分割領
域テーブルが書き込まれるものであり、画像バッファ４
３は、領域分割部４１での領域分割の過程および結果と
して得られた、入力画像の各画素と各分割領域との対応
関係が書き込まれるものである。

【００１７】領域統合手段５０は、この例では、領域統
合部５１および領域統合マップ５２を有する。領域統合
部５１は、領域分割手段４０による分割結果の各分割領
域のうちのシステム制御部９０の領域指定手段９２によ
り指定された領域を統合するものである。領域統合マッ
プ５２は、領域統合部５１での領域統合の過程および結
果が書き込まれるものである。

【００１８】表現付加手段６０は、この例では、画像バ
ッファ２１，２２，２３から読み出された入力画像デー
タｌ，ａ，ｂ、画像バッファ４３から読み出された、入
力画像の各画素と各分割領域との対応関係、および分割
領域バッファ４２から読み出された分割領域テーブルか
ら、入力画像をそのまま出力するための画像データＩ
１、入力画像の分割結果を出力するための画像データＩ
２、および入力画像の分割結果の各分割領域のうちのシ
ステム制御部９０の領域指定手段９２により指定された
領域の画像部分に対してシステム制御部９０の表現指示
手段９３により指示された表現を付加した画像を出力す
るための画像データＩ３を生成し、出力するものであ
る。

【００１９】表示処理手段７０は、表現付加手段６０か
らの画像データＩ１，Ｉ２およびＩ３を、ＲＧＢ色空間
などで表現された表示用の画像データに変換し、かつそ
の変換後の画像データを、それぞれアナログ画像信号に
変換する。

【００２０】表示手段８０は、この例では、それぞれＣ
ＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどの３個のディ
スプレイ８１〜８３を有し、ディスプレイ８１は、入力
画像をそのまま表示し、ディスプレイ８２は、入力画像
の分割結果を表示し、ディスプレイ８３は、指定された
領域の画像部分に表現が付加された画像を表示するもの
である。

【００２１】システム制御部９０は、操作部を含むもの
で、図示していないが、ＣＰＵ、そのＣＰＵが実行すべ
きシステム制御プログラムなどが書き込まれたＲＯＭ、
およびそのＣＰＵの作業エリアとして用いられるＲＡＭ
などを有し、システム各部を制御する。システム制御部
９０は、上記の分割条件指定手段９１、領域指定手段９
２および表現指示手段９３を含むものとして構成され
る。

【００２２】図２は、画像方向検出部３０の一例で、電
子技術総合研究所研究報告第８３５号第８０頁に記載さ
れた方法を利用した場合である。

【００２３】すなわち、図１に示した画像バッファ２１
から読み出された入力画像データｌがブロック化回路３
１に供給されて、ブロック化回路３１から、入力画像の
図３（Ａ）に示すような注目画素Ｐｅを中心とする３×
３画素である画素Ｐａ〜Ｐｉからなる画素群Ｇｐについ
ての、図３（Ｂ）に示すような９個の画像データｌａ〜
ｌｉからなる画像データ群Ｇｄが取り出され、これが畳
み込み演算回路３２および３３に供給されて、それぞれ
画素群Ｇｐの画素Ｐａ〜Ｐｉに対する図示するような値
の係数からなる係数群ＫｈおよびＫｖにより畳み込み演
算されて、畳み込み演算回路３２および３３から、それ
ぞれ、 ＣＣ＝ｌａ・（−１）＋ｌｂ・（−１）＋……＋ｌｉ・１ …（１） ＬＬ＝ｌａ・（−１）＋ｌｂ・０＋……＋ｌｉ・１ …（２） で表される出力が得られる。

【００２４】入力画像の画像方向とは、入力画像の濃度
を等高線表示したときの等高線の方向で、この例は、入
力画像データｌの値を入力画像の濃度とするものであ
る。そして、係数群Ｋｈは水平方向の画像方向の検出用
であり、係数群Ｋｖは垂直方向の画像方向の検出用であ
る。

【００２５】さらに、画像方向検出部３０においては、
畳み込み演算回路３２および３３の出力ＣＣおよびＬＬ
が演算回路３４に供給されて、図４に示すように、 α＝ａｒｃｔａｎ（ＬＬ／ＣＣ） …（３） とするとき、それぞれ、 ｄａ＝１６（α＋π／２）／π ＝１６｛ａｒｃｔａｎ（ＬＬ／ＣＣ）＋π／２｝／π …（４） ｄｂ＝ｌｏｇ（ＣＣ・ＣＣ＋ＬＬ・ＬＬ＋１） …（５） で表される４ビット成分が算出される。

【００２６】成分ｄａは、入力画像データｌから抽出さ
れた画像方向成分の向き、すなわち入力画像の濃度を等
高線表示したときの等高線の方向を、ｄａ＝０からｄａ
＝１５までの１６段階で示すもので、等高線の方向は向
きを考える必要がないので、その等高線の方向、すなわ
ち入力画像の画像方向は、図５に示すように０からπま
での範囲として示されれば十分なものである。

【００２７】成分ｄｂは、入力画像データｌから抽出さ
れた画像方向成分の大きさ、すなわち入力画像の濃度を
等高線表示したときの注目画素における等高線とこれと
隣り合う等高線との間の濃度差を、ｄｂ＝０からｄｂ＝
１５までの１６段階で示すもので、出力ＣＣの２乗と出
力ＬＬの２乗の和に対して１を加えたものの対数値とす
ることによって、出力ＣＣおよびＬＬが小さいときでも
値を持つようにしたものである。

【００２８】具体的に、図３（Ｂ）に示した画像データ
群Ｇｄが図６（Ａ）または（Ｂ）に示すような値である
ときには、α＝−π／２またはα＝π／２となり、ｄａ
＝０となって、注目画素における画像方向が垂直方向で
あることが検出される。画像データ群Ｇｄが図６（Ｃ）
または（Ｄ）に示すような値であるときには、α＝−π
／４となり、ｄａ＝４となって、注目画素における画像
方向が左上から右下にかけてのπ／４の方向であること
が検出される。

【００２９】画像データ群Ｇｄが図６（Ｅ）または
（Ｆ）に示すような値であるときには、α＝０となり、
ｄａ＝８となって、注目画素における画像方向が水平方
向であることが検出される。画像データ群Ｇｄが図６
（Ｇ）または（Ｈ）に示すような値であるときには、α
＝π／４となり、ｄａ＝１２となって、注目画素におけ
る画像方向が右上から左下にかけての３π／４の方向で
あることが検出される。

【００３０】図２に示した演算回路３４からは、すなわ
ち画像方向検出部３０からは、成分ｄａおよびｄｂが全
体として８ビットの画像方向成分ｄ１として出力され
る。

【００３１】図１の例の画像処理装置により入力画像を
領域分割し、その分割結果の各分割領域を領域統合し、
さらにその統合後の各分割領域のうちの指定した領域の
画像部分に対して表現を付加する場合、画像入力部１１
からの入力画像データｌ，ａ，ｂが画像バッファ２１，
２２，２３に書き込まれた状態で、まずオペレータがシ
ステム制御部９０において入力画像をディスプレイ８１
上に表示させる操作をすることにより、またはシステム
制御部９０におけるシステム制御プログラムにより自動
的に、画像バッファ２１，２２，２３から入力画像デー
タｌ，ａ，ｂが読み出され、その読み出された入力画像
データｌ，ａ，ｂが表現付加手段６０から画像データＩ
１として導出され、その画像データＩ１が表示処理手段
７０により表示用アナログ画像信号に変換され、その画
像信号がディスプレイ８１に供給されて、ディスプレイ
８１上に入力画像がそのまま表示される。

【００３２】次いで、その表示を見てオペレータがシス
テム制御部９０において方向検出および領域分割の指示
をすることにより、またはシステム制御部９０における
システム制御プログラムにより自動的に、上述したよう
に画像方向検出部３０において画像バッファ２１からの
入力画像データｌから入力画像全体にわたって入力画像
の各画素についての画像方向が検出されて画像方向成分
ｄ１が抽出され、かつその画像方向成分ｄ１が画像バッ
ファ３５に書き込まれるとともに、領域分割部４１にお
いて入力画像全体が、その色および画像方向に応じて領
域の形状が変えられるように、例えばＫ平均アルゴリズ
ムにより領域分割される。

【００３３】Ｋ平均アルゴリズムは、入力画像に対して
Ｋ個の初期領域中心を設定する初期領域分割を含めて、
分割された領域が一定の状態に収束するまで数次にわた
って領域分割を繰り返し、初期領域分割後の各次の領域
分割後において各分割領域の領域中心を計算することに
より、分割された領域が一定の状態に収束したか否かを
判定するものである。その領域中心としては、一般には
各分割領域の重心および代表色値（代表画素値）が設定
または計算されるが、この発明の図１の例においては、
これに加えて各分割領域の代表画像方向成分を設定また
は計算する。

【００３４】以下においては、初期領域分割を含む各次
の領域分割の繰り返し順位をｉ（初期領域分割ではゼロ
の意味でｉ＝ｏ、その後の各次の領域分割ではｉ＝１，
２…）とし、各次の領域分割で分割された領域の番号を
ｊ（ｊ＝１，２，…Ｋ）として、初期領域分割を含む各
次の領域分割による各分割領域の領域中心をＣｉｊ、重
心をＸｉｊ，Ｙｉｊ、代表色値をＬｉｊ，Ａｉｊ，Ｂｉ
ｊ、代表画像方向成分をＤｉｊで、それぞれ示す。ただ
し、重心Ｘｉｊ，Ｙｉｊ、代表色値Ｌｉｊ，Ａｉｊ，Ｂ
ｉｊ、および代表画像方向成分Ｄｉｊの詳細は、後述す
る。

【００３５】以下、このような画像方向を考慮したＫ平
均アルゴリズムによる、領域分割部４１での領域分割の
具体的手順を、図７を用いて示す。ただし、図７は領域
分割部４１が実行する領域分割の全体的な手順を示し、
以下の例は領域分割数Ｋを１００とした場合である。

【００３６】まず、ステップＳ１において、入力画像に
対して１００個の初期領域中心を設定する。すなわち、
画像バッファ２１，２２，２３から読み出された入力画
像データｌ，ａ，ｂ、画像バッファ３５から読み出され
た画像方向成分ｄ１、およびシステム制御部９０から得
られた座標値ｘ，ｙから、例えば図８に示すように入力
画像１を互いに等しい画素数の縦横１０個ずつの合計１
００個の領域に分割し、その各分割領域の領域中心Ｃｏ
ｊとして、すなわち各分割領域の重心Ｘｏｊ，Ｙｏｊ、
代表色値Ｌｏｊ，Ａｏｊ，Ｂｏｊ、および代表画像方向
成分Ｄｏｊとして、各分割領域の中心画素の座標ｘｏ
ｊ，ｙｏｊ、中心画素についての入力画像データｌｏ
ｊ，ａｏｊ，ｂｏｊ、および中心画素についての画像方
向成分ｄ１ｏｊを求める。

【００３７】ただし、代表画像方向成分Ｄｏｊについて
は、これを５ビットデータとして、画像方向成分ｄ１中
の４ビット成分ｄｂの中心画素についてのそれｄｂｏｊ
が１以上であれば、その中心画素は画像方向を有するも
のとして、５ビット中の最上位ビットを０にするととも
に、下位４ビットとして画像方向成分ｄ１中の４ビット
成分ｄａの中心画素についてのそれｄａｏｊを取り込
み、成分ｄｂの中心画素についてのそれｄｂｏｊが０で
あれば、その中心画素は画像方向を持たないものとし
て、５ビット中の最上位ビットを１にするとともに、下
位４ビットをすべて０にして、全体として１６の値とす
る。

【００３８】次に、ステップＳ２において、上記のよう
に求めた各分割領域の領域中心Ｃｏｊ、すなわち各分割
領域の重心Ｘｏｊ，Ｙｏｊ（ｘｏｊ，ｙｏｊ）、代表色
値Ｌｏｊ，Ａｏｊ，Ｂｏｊ（ｌｏｊ，ａｏｊ，ｂｏ
ｊ）、および代表画像方向成分Ｄｏｊを、初期分割領域
テーブルとして分割領域バッファ４２に書き込む。

【００３９】図９は、この初期分割領域テーブルを含
む、各次の領域分割後に作成される分割領域テーブルを
示し、初期分割領域テーブルではｉ＝ｏと表現されるも
のである。

【００４０】次に、ステップＳ３において、分割領域バ
ッファ４２から初期分割領域テーブル、すなわち初期領
域中心Ｃｏｊを読み出し、これと、画像バッファ２１，
２２，２３から読み出された入力画像データｌ，ａ，
ｂ、画像バッファ３５から読み出された画像方向成分ｄ
１、およびシステム制御部９０から得られた座標値ｘ，
ｙとから、入力画像のすべての画素を順次、注目画素Ｐ
ｎとして、その注目画素Ｐｎとすべての初期領域中心Ｃ
ｏｊとの距離Ｈｏｊｎを、以下のように計算する。ｎ
は、入力画像の画素番号である。

【００４１】ただし、この距離計算と、これによる以下
のような入力画像の各画素の領域判定は、後述するよう
に、分割された領域が一定の状態に収束するまで、各次
の領域分割後に繰り返し行うものである。すなわち、各
次の領域分割後には、入力画像のすべての画素を順次、
注目画素Ｐｎとして、その注目画素Ｐｎと、その順位の
領域分割による新たなすべての領域中心Ｃｉｊとの距離
Ｈｉｊｎを計算する。

【００４２】そこで以下では、初期領域分割を含む各次
の領域分割後に共通の手順としての、距離Ｈｉｊｎの計
算、およびこれによる入力画像の各画素の領域判定につ
き示す。ただし、初期領域分割後の各次の領域分割によ
る各分割領域の重心Ｘｉｊ，Ｙｉｊは、各分割領域内の
全画素の座標値ｘ，ｙの平均値とされ、代表色値Ｌｉ
ｊ，Ａｉｊ，Ｂｉｊは、各分割領域内の全画素について
の入力画像データｌ，ａ，ｂの平均値とされ、代表画像
方向成分Ｄｉｊは、後述するように各分割領域が顕著な
画像方向を有するか否かにより０から１５までの値また
は１６の値とされるものである。

【００４３】距離Ｈｉｊｎを計算するために、まず、 Δｘｉｊｎ＝ｘｎ−Ｘｉｊ …（１１） Δｙｉｊｎ＝ｙｎ−Ｙｉｊ …（１２） Δｌｉｊｎ＝ｌｎ−Ｌｉｊ …（１３） Δａｉｊｎ＝ａｎ−Ａｉｊ …（１４） Δｂｉｊｎ＝ｂｎ−Ｂｉｊ …（１５） で表されるように、各分割領域の重心Ｘｉｊ，Ｙｉｊお
よび代表色値Ｌｉｊ，Ａｉｊ，Ｂｉｊと、注目画素Ｐｎ
の座標ｘｎ，ｙｎおよび注目画素Ｐｎについての入力画
像データｌｎ，ａｎ，ｂｎとの差を、個々に求める。

【００４４】画像方向成分については、図５に示したよ
うに画像方向が０からπまでの範囲の角度として１６段
階で表されることから、以下の３つの場合に分けて、各
分割領域の代表画像方向成分Ｄｉｊと画像方向成分ｄ１
中の４ビット成分ｄａの注目画素Ｐｎについてのそれｄ
ａｎとの差Δｄｉｊｎを求める。

【００４５】第１に、代表画像方向成分Ｄｉｊが１６
で、かつ画像方向成分ｄ１中の４ビット成分ｄｂの注目
画素Ｐｎについてのそれｄｂｎが０であるときには、領
域中心Ｃｉｊも注目画素Ｐｎも画像方向を持たないの
で、差Δｄｉｊｎはないものとして、 Δｄｉｊｎ＝０ …（１６） とする。

【００４６】第２に、代表画像方向成分Ｄｉｊが１５以
下で、かつ成分ｄｂｎが１以上であるときには、 Δｄｉｊｎ＝｜ｄａｎ−Ｄｉｊ｜ …（１７） とする。

【００４７】ただし、差Δｄｉｊｎは、図１０（Ａ）に
示すように領域中心Ｃｉｊにおける代表画像方向成分Ｄ
ｉｊが示す画像方向と注目画素Ｐｎにおける成分ｄａｎ
が示す画像方向との角度差βに相当し、その角度差βは
図１０（Ｂ）に示すようにπ／２より小さく、差Δｄｉ
ｊｎは７以下となるべきであるので、Δｄｉｊｎ＝｜ｄ
ａｎ−Ｄｉｊ｜≧８となるときには、 Δｄｉｊｎ＝１５−｜ｄａｎ−Ｄｉｊ｜ …（１８） とする。

【００４８】第３に、代表画像方向成分Ｄｉｊが１６
で、かつ成分ｄｂｎが１以上であるとき、または代表画
像方向成分Ｄｉｊが１５以下で、かつ成分ｄｂｎが０で
あるときには、すなわち、領域中心Ｃｉｊと注目画素Ｐ
ｎのいずれか一方のみが画像方向を有し、他方は画像方
向を持たないときには、領域中心Ｃｉｊと注目画素Ｐｎ
の画像方向が同じときよりは差Δｄｉｊｎは大きく、す
なわち差Δｄｉｊｎは０ではなく、しかも領域中心Ｃｉ
ｊと注目画素Ｐｎの画像方向がπ／２ずれるときよりは
差Δｄｉｊｎは小さい、すなわち差Δｄｉｊｎは８より
は小さいと考えて、０と７の中間をとって、 Δｄｉｊｎ＝３．５ …（１９） とする。

【００４９】以上の差Δｘｉｊｎ，Δｙｉｊｎ，Δｌｉ
ｊｎ，Δａｉｊｎ，Δｂｉｊｎ，Δｄｉｊｎの算出に加
えて、領域の大きさを制御する関数Ｆ（Δｘｉｊｎ，Δ
ｙｉｊｎ，Ｄｉｊ）を以下のように定義する。

【００５０】すなわち、図１１に示すように、 γ＝ａｒｃｔａｎ（Δｙｉｊｎ／Δｘｉｊｎ） …（２１） とし、 ｄｃｎ＝１６（γ＋π／２）／π ＝１６｛ａｒｃｔａｎ（Δｙｉｊｎ／Δｘｉｊｎ）＋π／２｝／π …（２２） とするとき、｜Ｄｉｊ−ｄｃｎ｜≦７のときには、 Ｆ（Δｘｉｊｎ，Δｙｉｊｎ，Ｄｉｊ） ＝１＋ｋｅ（｜Ｄｉｊ−ｄｃｎ｜／３．５−１） …（２３） とし、｜Ｄｉｊ−ｄｃｎ｜≧８のときには、 Ｆ（Δｘｉｊｎ，Δｙｉｊｎ，Ｄｉｊ） ＝１＋ｋｅ｛（１５−｜Ｄｉｊ−ｄｃｎ｜）／３．５−１｝ …（２４） とする。

【００５１】ただし、ｄｃｎは、図１１から明らかなよ
うに、領域中心Ｃｉｊ（重心Ｘｉｊ，Ｙｉｊ）に対する
注目画素Ｐｎの方向を、領域中心Ｃｉｊ（重心Ｘｉｊ，
Ｙｉｊ）を中心とするｘｙ座標のｙ軸に対する角（γ＋
π／２）として、ｄｃｎ＝０からｄｃｎ＝１５までの１
６段階で示すもので、方向のみで向きを考えないことに
よって、角（γ＋π／２）は、０からπまでの範囲とす
るものである。ｋｅは、後述するような係数である。

【００５２】式（２３）の｜Ｄｉｊ−ｄｃｎ｜、および
式（２４）の（１５−｜Ｄｉｊ−ｄｃｎ｜）は、それぞ
れ０以上、７以下となるので、関数Ｆ（Δｘｉｊｎ，Δ
ｙｉｊｎ，Ｄｉｊ）は、１を中心に±ｋｅの広がりを有
し、ｋｅ＝０では常に１となり、ｋｅ＝１では０になり
得る。そこで、係数ｋｅは、０＜ｋｅ＜１とする。

【００５３】このように係数ｋｅを定め、領域の大きさ
を制御する関数Ｆ（Δｘｉｊｎ，Δｙｉｊｎ，Ｄｉｊ）
を定義して、図７のステップＳ３においては、入力画像
のすべての画素を順次、注目画素Ｐｎとして、その注目
画素Ｐｎとすべての領域中心Ｃｉｊとの距離Ｈｉｊｎ
を、一般的にｚの２乗を「（ｚ）＊＊２」で示すとする
と、 Ｈｉｊｎ ＝ｋｘ・Ｆ（Δｘｉｊｎ，Δｙｉｊｎ，Ｄｉｊ） ×｛（Δｘｉｊｎ）＊＊２＋（Δｙｉｊｎ）＊＊２｝ ＋ｋｌ・（Δｌｉｊｎ）＊＊２ ＋ｋａ・（Δａｉｊｎ）＊＊２ ＋ｋｂ・（Δｂｉｊｎ）＊＊２ ＋ｋｄ・（Δｄｉｊｎ）＊＊２ …（２５） で定義して計算する。ただし、ｋｘ，ｋｌ，ｋａ，ｋ
ｂ，ｋｄは、それぞれ任意の係数である。

【００５４】次に、ステップＳ４に進んで、入力画像の
注目画素Ｐｎからみて直前の領域分割による各分割領域
の領域中心Ｃｉｊのうち上記の距離Ｈｉｊｎが最も小さ
い領域中心を有する分割領域に、その注目画素Ｐｎを含
めるように、入力画像を新たに領域分割する。

【００５５】すなわち、直前の領域分割の結果、例えば
１番目の分割領域に含められた、ある画素からみて、領
域中心Ｃｉｊとの距離Ｈｉｊｎが最も小さいのは２番目
の分割領域であるとすれば、その画素は２番目の分割領
域に含めるように、また例えば２番目の分割領域に含め
られた、ある画素からみて、領域中心Ｃｉｊとの距離Ｈ
ｉｊｎが最も小さいのは１番目の分割領域であるとすれ
ば、その画素は１番目の分割領域に含めるように、領域
分割を修正する。

【００５６】ここで、入力画像の注目画素Ｐｎと直前の
領域分割による各分割領域の領域中心Ｃｉｊとの相対位
置と、その領域中心Ｃｉｊの代表画像方向成分Ｄｉｊと
の関係を、図１２に示す。

【００５７】同図から明らかなように、式（２３）また
は（２４）で表される関数Ｆ（Δｘｉｊｎ，Δｙｉｊ
ｎ，Ｄｉｊ）は、領域中心Ｃｉｊ（重心Ｘｉｊ，Ｙｉ
ｊ）と注目画素Ｐｎを結ぶ直線の方向、すなわち式（２
２）で表される成分ｄｃｎが示す方向が、注目画素Ｐｎ
が点Ｐｎ（０）にあって成分ｄｃｎがｄｃｎ（０）で表
されるときのように代表画像方向成分Ｄｉｊが示す画像
方向と一致するとき、最小となり、上記の直線の方向、
すなわち、成分ｄｃｎが示す方向が、注目画素Ｐｎが点
Ｐｎ（π／２）にあって成分ｄｃｎがｄｃｎ（π／２）
で表されるときのように代表画像方向成分Ｄｉｊが示す
画像方向に対してπ／２ずれるとき、最大となる。

【００５８】すなわち、ステップＳ４においては、直前
の領域分割による領域中心Ｃｉｊに対して、その代表画
像方向成分Ｄｉｊが示す方向にある画素は、その領域中
心Ｃｉｊから離れているものも、その領域中心Ｃｉｊの
分割領域に含まれやすくなるが、その代表画像方向成分
Ｄｉｊが示す方向に対してπ／２ずれた方向にある画素
は、その領域中心Ｃｉｊに近いものも、その領域中心Ｃ
ｉｊの分割領域に含まれにくくなるように、入力画像が
領域分割される。

【００５９】そのため、ステップＳ４においては、直前
の領域分割による各分割領域の形状が、代表画像方向成
分Ｄｉｊが示す方向に沿う形状に変えられる。図１３
は、このように領域分割が修正され、各分割領域の形状
が変えられた状態を示す。

【００６０】次に、ステップＳ５において、入力画像の
注目画素Ｐｎと新たな領域分割による各分割領域との対
応関係、すなわち新たな領域分割により入力画像の注目
画素Ｐｎが属するとされた分割領域の番号を、画像バッ
ファ４３に書き込む。

【００６１】次に、ステップＳ６に進んで、新たな領域
中心を計算する。すなわち、画像バッファ２１，２２，
２３から読み出された入力画像データｌ，ａ，ｂ、画像
バッファ３５から読み出された画像方向成分ｄ１、画像
バッファ４３から読み出された分割領域番号、およびシ
ステム制御部９０から得られた座標値ｘ，ｙから、新た
に分割された領域ごとに、重心Ｘｉｊ，Ｙｉｊ、代表色
値Ｌｉｊ，Ａｉｊ，Ｂｉｊ、および代表画像方向成分Ｄ
ｉｊからなる領域中心Ｃｉｊを計算し直す。

【００６２】ここで、上述したように、重心Ｘｉｊ，Ｙ
ｉｊは、各分割領域内の全画素の座標値ｘ，ｙの平均値
とし、代表色値Ｌｉｊ，Ａｉｊ，Ｂｉｊは、各分割領域
内の全画素についての入力画像データｌ，ａ，ｂの平均
値とする。代表画像方向成分Ｄｉｊは、図１４に示す算
出手順に従って求める。

【００６３】すなわち、入力画像の画素には複数の画像
方向を有するものもあり得るが、はっきり観測できるの
は最大でも２方向であり、しかもはっきり観測できる第
２の方向があるなら、それは第１の方向に対してほぼπ
／２ずれていると考えられることから、まず、ステップ
Ｓ１１において、新たに分割された領域ごとに、ｄｂｎ
≧１の条件を満たす画素の中で上記の成分ｄａｎがそれ
ぞれ０，１，２…１５の値となる画素の数Ｎ０，Ｎ１，
Ｎ２…Ｎ１５を計算するとともに、ｄｂｎ＝０である画
素の数Ｎ１６を求める。

【００６４】次に、ステップＳ１２において、最も画素
数の多い成分値Ｄｍａｘと、その最も多い画素数Ｎｍａ
ｘを算出する。ただし、Ｎ１６が一番大きいときには、
Ｄｍａｘ＝１６とする。さらにステップＳ１３に進ん
で、Ｄｍａｘ＝１６であるか否かを判断し、Ｄｍａｘ＝
１６と判断したときには、その領域は画像方向を持たな
いとして、次にステップＳ１４において、その領域の代
表画像方向成分Ｄｉｊを１６とする。

【００６５】ステップＳ１３においてＤｍａｘ≠１６と
判断したときには、次にステップＳ１５において、図１
５（Ａ）または（Ｂ）に示すように最も画素数の多い成
分値Ｄｍａｘが示す方向に対してπ／２ずれた方向を示
す、すなわち成分値Ｄｍａｘに対して＋８または−８ず
れた成分値Ｄｍｉｄと、その成分値Ｄｍｉｄとなる画素
数Ｎｍｉｄを算出し、さらにステップＳ１６に進んで、
画素数Ｎｍａｘが画素数Ｎｍｉｄの２倍より多いか否か
を判断する。

【００６６】ステップＳ１６において画素数Ｎｍａｘが
画素数Ｎｍｉｄの２倍以下であると判断したときには、
その領域は顕著な画像方向を持たないとして、ステップ
Ｓ１３においてＤｍａｘ＝１６と判断したときと同様
に、次にステップＳ１４において、その領域の代表画像
方向成分Ｄｉｊを１６とする。

【００６７】ステップＳ１６において画素数Ｎｍａｘが
画素数Ｎｍｉｄの２倍より多いと判断したときには、そ
の領域は顕著な画像方向を有するが、近接した方向に２
つの方向成分が重なり合っているなど、方向成分が広が
って存在していることもあり得るとして、さらにステッ
プＳ１７に進んで、その領域につき以下のような加重平
均値Ｄａｖｅを算出して、その加重平均値Ｄａｖｅを、
その領域の代表画像方向成分Ｄｉｊとする。

【００６８】すなわち、図１６に示すように、最も画素
数の多い成分値Ｄｍａｘに対して±１，±２，±３，±
４ずれた成分値Ｄｐ１，Ｄｍ１…Ｄｐ４，Ｄｍ４と、そ
のそれぞれの成分値Ｄｐ１，Ｄｍ１…Ｄｐ４，Ｄｍ４と
なる画素数Ｎｐ１，Ｎｍ１…Ｎｐ４，Ｎｍ４を算出し、
加重平均値Ｄａｖｅとして、 Ｄａｖｅ＝（Ｎｍ４・Ｄｍ４＋Ｎｍ３・Ｄｍ３＋Ｎｍ２・Ｄｍ２＋Ｎｍ１・ Ｄｍ１＋Ｎｍａｘ・Ｄｍａｘ＋Ｎｐ１・Ｄｐ１＋Ｎｐ２・Ｄｐ2 ＋Ｎｐ３・ Ｄｐ３＋Ｎｐ４・Ｄｐ４）／（Ｎｍ４＋Ｎｍ３＋Ｎｍ２＋Ｎｍ１＋Ｎｍａｘ ＋Ｎｐ１＋Ｎｐ２＋Ｎｐ３＋Ｎｐ４） …（２６） を計算する。

【００６９】ステップＳ１４において代表画像方向成分
Ｄｉｊを１６とし、またはステップＳ１７において式
（２６）の加重平均値Ｄａｖｅを代表画像方向成分Ｄｉ
ｊとしたときは、さらにステップＳ１８に進んで、すべ
ての領域につき代表画像方向成分Ｄｉｊを求めたか否か
を判断し、いまだ代表画像方向成分Ｄｉｊを求めていな
い領域があると判断したときには、ステップＳ１１以下
に戻って、次の領域につき上述したように代表画像方向
成分Ｄｉｊを求める。

【００７０】このように、図７のステップＳ６において
は、新たに分割された領域ごとに、重心Ｘｉｊ，Ｙｉ
ｊ、代表色値Ｌｉｊ，Ａｉｊ，Ｂｉｊ、および代表画像
方向成分Ｄｉｊからなる領域中心Ｃｉｊを計算し直す。

【００７１】次に、ステップＳ７において、このように
求めた各分割領域の領域中心Ｃｉｊ、すなわち重心Ｘｉ
ｊ，Ｙｉｊ、代表色値Ｌｉｊ，Ａｉｊ，Ｂｉｊ、および
代表画像方向成分Ｄｉｊを、図９に示したような分割領
域テーブルとして、直前の領域分割についての分割領域
テーブルを残しておく状態で、分割領域バッファ４２に
書き込む。

【００７２】次に、ステップＳ８に進んで、分割領域バ
ッファ４２から、この新たな分割領域テーブル、すなわ
ち新たな領域中心と、その前の分割領域テーブル、すな
わちその前の領域中心を読み出して、分割領域の番号ｊ
が等しいもの同士の間で、それぞれ、新たな領域中心
の、その前の領域中心に対するずれ量を、以下のように
計算する。

【００７３】ただし、ここでは、新たな領域中心をＣｉ
ｊ、その重心をＸｉｊ，Ｙｉｊ、代表色値をＬｉｊ，Ａ
ｉｊ，Ｂｉｊ、代表画像方向成分をＤｉｊで、それぞれ
示すとともに、ｓ＝ｉ−１とおいて、その前の領域中心
をＣｓｊ、その重心をＸｓｊ，Ｙｓｊ、代表色値をＬｓ
ｊ，Ａｓｊ，Ｂｓｊ、代表画像方向成分をＤｓｊで、そ
れぞれ示し、新たな領域中心Ｃｉｊの、その前の領域中
心Ｃｓｊに対するずれ量をＨｓｉｊで示す。

【００７４】ずれ量Ｈｓｉｊを計算するために、まず、 ΔＸｓｉｊ＝Ｘｉｊ−Ｘｓｊ …（３１） ΔＹｓｉｊ＝Ｙｉｊ−Ｙｓｊ …（３２） ΔＬｓｉｊ＝Ｌｉｊ−Ｌｓｊ …（３３） ΔＡｓｉｊ＝Ａｉｊ−Ａｓｊ …（３４） ΔＢｓｉｊ＝Ｂｉｊ−Ｂｓｊ …（３５） で表されるように、新たな領域中心Ｃｉｊの重心Ｘｉ
ｊ，Ｙｉｊおよび代表色値Ｌｉｊ，Ａｉｊ，Ｂｉｊと、
その前の領域中心Ｃｓｊの重心Ｘｓｊ，Ｙｓｊおよび代
表色値Ｌｓｊ，Ａｓｊ，Ｂｓｊとの差を、個々に求め
る。

【００７５】代表画像方向成分については、上述したよ
うに領域中心Ｃｉｊ，Ｃｓｊの代表画像方向成分Ｄｉ
ｊ，Ｄｓｊが０から１６までの値をとり得ることから、
以下の３つの場合に分けて、代表画像方向成分Ｄｉｊと
代表画像方向成分Ｄｓｊとの差ΔＤｓｉｊを求める。

【００７６】第１に、代表画像方向成分ＤｉｊおよびＤ
ｓｊがともに１６であるときには、 ΔＤｓｉｊ＝０ …（３６） とする。

【００７７】第２に、代表画像方向成分ＤｉｊおよびＤ
ｓｊがともに１５以下であるときには、 ΔＤｓｉｊ＝｜Ｄｉｊ−Ｄｓｉ｜ …（３７） とする。

【００７８】ただし、差ΔＤｓｉｊは代表画像方向成分
Ｄｉｊが示す画像方向と代表画像方向成分Ｄｓｊが示す
画像方向との角度差に相当し、その角度差はπ／２より
小さく、差ΔＤｓｉｊは７以下となるべきであるので、
ΔＤｓｉｊ＝｜Ｄｉｊ−Ｄｓｊ｜≧８となるときには、 ΔＤｓｉｊ＝１５−｜Ｄｉｊ−Ｄｓｊ｜ …（３８） とする。

【００７９】第３に、代表画像方向成分ＤｉｊおよびＤ
ｓｊのいすれか一方のみが１６であるときには、代表画
像方向成分ＤｉｊおよびＤｓｊがともに１６であるとき
よりは差ΔＤｓｉｊは大きく、すなわち差ΔＤｓｉｊは
０ではなく、しかも代表画像方向成分Ｄｉｊが示す画像
方向と代表画像方向成分Ｄｓｊが示す画像方向との角度
差がπ／２となるときよりは差ΔＤｓｉｊは小さい、す
なわち差ΔＤｓｉｊは８より小さいと考えて、０と７の
中間をとって、 ΔＤｓｉｊ＝３．５ …（３９） とする。

【００８０】以上の差ΔＸｓｉｊ，ΔＹｓｉｊ，ΔＬｓ
ｉｊ，ΔＡｓｉｊ，ΔＢｓｉｊ，ΔＤｓｉｊを算出し
て、図７のステップＳ８においては、分割領域の番号ｊ
が等しいもの同士の間で、それぞれ、新たな領域中心Ｃ
ｉｊの、その前の領域中心Ｃｓｊに対するずれ量Ｈｓｉ
ｊを、一般的にＺの２乗を「（Ｚ）＊＊２」で示すとす
ると、 Ｈｓｉｊ ＝ｋｘ｛（ΔＸｓｉｊ）＊＊２＋（ΔＹｓｉｊ）＊＊２｝ ＋ｋｌ・（ΔＬｓｉｊ）＊＊２ ＋ｋａ・（ΔＡｓｉｊ）＊＊２ ＋ｋｂ・（ΔＢｓｉｊ）＊＊２ ＋ｋｄ・（ΔＤｓｉｊ）＊＊２ …（４０） で定義して計算する。ただし、ｋｘ，ｋｌ，ｋａ，ｋ
ｂ，ｋｄは、ぞれぞれ任意の係数である。

【００８１】次に、ステップＳ９に進んで、すべての分
割領域についてのずれ量Ｈｓｉｊが１より小さいか否か
を判断し、いずれかの分割領域についてのずれ量Ｈｓｉ
ｊが１以上であると判断したときには、各分割領域はい
まだ一定の状態に収束していないとして、ステップＳ３
以下に戻る。

【００８２】すなわち、ステップＳ３において、入力画
像のすべての画素を順次、注目画素Ｐｎとして、その注
目画素Ｐｎと新たなすべての領域中心Ｃｉｊとの距離Ｈ
ｉｊｎを式（２５）に従って計算し、次にステップＳ４
に進んで、注目画素Ｐｎからみて新たなすべての領域中
心Ｃｉｊのうち距離Ｈｉｊｎが最も小さい領域中心を有
する分割領域に、その注目画素Ｐｎを含めるように、入
力画像をさらに新たに領域分割し、次にステップＳ５に
おいて、入力画像の注目画素Ｐｎとさらに新たな領域分
割による各分割領域との対応関係を画像バッファ４３に
書き込み、次にステップＳ６に進んで、さらに新たな領
域中心Ｃｉｊを計算し、次にステップＳ７において、そ
の求めたさらに新たな領域中心Ｃｉｊを分割領域テーブ
ルとして分割領域バッファ４２に書き込み、次にステッ
プＳ８に進んで、各分割領域ごとに、そのさらに新たな
領域中心Ｃｉｊの、その前の領域中心Ｃｓｊに対するず
れ量Ｈｓｉｊを式（４０）に従って計算する、という一
連の手順を繰り返し実行する。

【００８３】そして、ステップＳ９において、すべての
分割領域についてのずれ量Ｈｓｉｊが１より小さいと判
断したときには、各分割領域は一定の状態に収束したと
して、領域分割を終了する。

【００８４】以上のように、領域分割部４１において入
力画像全体がその色および画像方向に応じて領域の形状
が変えられるように領域分割される。したがって、入力
画像中の人の髪の毛の部分や花びらの部分など、一定の
方向（流れ）を有する絵柄部分は、その方向に沿う例え
ば細長い形状の領域に分割され、領域分割の結果は入力
画像を人が認識したときのものに近いものとなる。

【００８５】領域分割が終了したときには、画像バッフ
ァ４３には、入力画像の各画素と最終的な各分割領域と
の対応関係、すなわち入力画像の各画素が最終的に属す
るとされた分割領域の番号が書き込まれているととも
に、分割領域バッファ４２には、最終的な各分割領域の
領域中心が書き込まれていることになる。

【００８６】そして、このように領域分割が終了した
後、オペレータがシステム制御部９０において分割結果
をディスプレイ８２上に表示させる操作をすることによ
り、またはシステム制御部９０におけるシステム制御プ
ログラムにより自動的に、画像バッファ４３から入力画
像の各画素と各分割領域との対応関係が、分割領域バッ
ファ４２から各分割領域の代表色値が、それぞれ読み出
され、その読み出された対応関係および代表色値から表
現付加手段６０において画像データＩ２として入力画像
の各分割領域を代表色で塗りつぶして表示するものが得
られ、その画像データＩ２が表示処理手段７０により表
示用アナログ画像信号に変換され、その画像信号がディ
スプレイ８２に供給されて、ディスプレイ８２上に入力
画像の分割結果が表示される。

【００８７】このとき、同時にディスプレイ８１上には
入力画像がそのまま表示され、オペレータはディスプレ
イ８１および８２上の入力画像およびその分割結果を見
比べることができる。

【００８８】その分割結果の分割領域数が多い場合や、
その分割結果がその分割された領域の画像部分に対して
そのまま表現を付加するのに適切でない場合には、次
に、オペレータがシステム制御部９０において領域統合
の指示をすることにより、領域統合部５１において領域
分割手段４０により分割された領域が統合される。

【００８９】この場合、システム制御部９０の領域指定
手段９２により「入力画像全体」と指定するときには、
以下に示すように分割結果の各分割領域が一定の手順に
従って統合され、分割結果の一部の複数の領域を指定す
るときには、後述するように、その複数の領域が１つの
分割領域として統合される。

【００９０】図１７は、入力画像全体にわたって分割結
果の各分割領域を領域統合する場合に領域統合部５１が
実行する領域統合の手順を示す。

【００９１】まず、ステップＳ２１において、領域分割
部４１を通じて分割領域バッファ４２から分割結果のす
べての分割領域の重心を読み出し、その１つを注目分割
領域の重心として、これと他のすべての分割領域の重心
との距離を計算する。

【００９２】次に、ステップＳ２２において、その距離
が小さい順に他のすべての分割領域のうちの８個の分割
領域を、その注目分割領域のグループに属すべきものと
してリストアップし、領域統合マップ５２に書き込む。

【００９３】次に、ステップＳ２３に進んで、分割結果
のすべての分割領域につき、それぞれのグループに属す
べき他の分割領域をリストアップしたか否かを判断し、
いまだすべての分割領域につきリストアップしていない
と判断したときには、すべての分割領域を順次、注目分
割領域とするように、ステップＳ２１およびＳ２２に戻
って、上記の距離計算およびリストアップを繰り返す。

【００９４】図１８（Ａ）は、このようにして領域統合
マップ５２に、すべての分割領域につき、それぞれのグ
ループに属すべき他の分割領域をリストアップした状態
を示し、例えば分割領域１のグループに属すべき他の分
割領域としては分割領域２，４，３，１７，５，１６，
１５がリストアップされたものである。

【００９５】ステップＳ２３において分割結果のすべて
の分割領域につきリストアップしたと判断したときに
は、次にステップＳ２４において、分割領域バッファ４
２から分割結果の１つの注目分割領域の代表色値を読み
出し、領域統合マップ５２からその注目分割領域のグル
ープに属すべきものとしてリストアップしたすべての他
の分割領域の番号を読み出すとともに、分割領域バッフ
ァ４２からそのリストアップしたすべての他の分割領域
の代表色値を読み出して、その注目分割領域の代表色値
とリストアップしたすべての他の分割領域の代表色値と
の差を計算する。

【００９６】次に、ステップＳ２５において、その差が
所定値より小さいか否かを判定し、所定値より小さい他
の分割領域はリストアップした分割領域として残すもの
の、所定値以上の他の分割領域はリストアップした分割
領域から除外するように、領域統合マップ５２を書き換
える。

【００９７】次に、ステップＳ２６に進んで、分割結果
のすべての分割領域につき、それぞれのグループに属す
べき他の分割領域のリストアップ更新をしたか否かを判
断し、いまだすべての分割領域につきリストアップ更新
をしていないと判断したときには、すべての分割領域を
順次、注目分割領域とするように、ステップＳ２４およ
びＳ２５に戻って、上記の差計算およびリストアップ更
新を繰り返す。

【００９８】図１８（Ｂ）は、このようにして、すべて
の分割領域につき領域統合マップ５２を更新した状態を
示し、例えば分割領域１のグループに属すべき他の分割
領域としては、分割領域２，４，１７，１６，１５が残
され、分割領域３，５が除外されたものである。

【００９９】ステップＳ２６において分割結果のすべて
の分割領域につきリストアップ更新をしたと判断したと
きには、次にステップＳ２７において、領域統合マップ
５２から重複したデータを削除する。

【０１００】すなわち、図１８（Ｂ）の状態では、例え
ば分割領域２および分割領域１が互いに相手のグループ
に属すべきものとして重複してリストアップされ、分割
領域４，１７，１６がそれぞれ分割領域１，２のグルー
プに属すべきものとして重複してリストアップされ、分
割領域６が分割領域２のグループに属すべきものとして
リストアップされ、分割領域１４が分割領域４のグルー
プに属すべきものとしてリストアップされ、分割領域１
５が分割領域１，４のグループに属すべきものとして重
複してリストアップされ、分割領域８が分割領域３，５
のグループに属すべきものとして重複してリストアップ
されていることから、図１８（Ｃ）に示すように、分割
領域１，２，４，６，１４，１７，１６，１５が分割領
域１のグループに属するものとされ、分割領域５，８，
７が分割領域３のグループに属するものとされて、分割
領域２，４，５のグループに属するものはないとされ
る。

【０１０１】次に、ステップＳ２８において、画像バッ
ファ４３から入力画像の各画素が属する分割領域の番号
を読み出し、その番号により領域統合マップ５２を参照
して、入力画像の各画素が属する分割領域が属するグル
ープを調べ、そのグループの番号を統合後の分割領域の
番号として、入力画像の各画素が属すべき統合後の分割
領域の番号を、すなわち入力画像の各画素と統合後の各
分割領域との対応関係を画像バッファ４３に書き込む。

【０１０２】次に、ステップＳ２９において、領域統合
マップ５２、および画像バッファ４３における上記の対
応関係をもとに、各分割領域を統合し、すなわち領域統
合マップ５２に１つのグループに属するものとしてリス
トアップされた複数の分割領域を統合後の１つの分割領
域として、統合後の各分割領域の重心、代表色値および
代表画像方向成分を計算し直し、その統合後の各分割領
域の領域中心を統合後の分割領域テーブルとして分割領
域バッファ４２に書き込んで、入力画像全体にわたる領
域統合を終了する。

【０１０３】システム制御部９０においてマウス操作な
どにより、ディスプレイ８２上に表示された分割結果の
一部の複数の領域を指定するときには、その複数の領域
を１つの分割領域とするように領域統合され、画像バッ
ファ４３が書き替えられるとともに、分割領域バッファ
４２の分割領域テーブルが書き替えられる。

【０１０４】そして、このように領域統合が終了した
後、オペレータがシステム制御部９０において統合後の
分割結果をディスプレイ８２上に表示させる操作をする
ことにより、またはシステム制御部９０におけるシステ
ム制御プログラムにより自動的に、画像バッファ４３か
ら入力画像の各画素と統合後の各分割領域との対応関係
が、分割領域バッファ４２から統合後の各分割領域の代
表色値が、それぞれ読み出され、その読み出された対応
関係および代表色値から表現付加手段６０において画像
データＩ２として入力画像の統合後の各分割領域を代表
色で塗りつぶして表示するものが得られ、その画像デー
タＩ２が表示処理手段７０により表示用アナログ画像信
号に変換され、その画像信号がディスプレイ８２に供給
されて、ディスプレイ８２上に入力画像の統合後の分割
結果が表示される。

【０１０５】このとき、同時にディスプレイ８１上には
入力画像がそのまま表示され、オペレータはディスプレ
イ８１および８２上の入力画像およびその統合後の分割
結果を見比べることができる。

【０１０６】ディスプレイ８１および８２上の入力画像
およびその統合後の分割結果を見て、次に、オペレータ
がシステム制御部９０の領域指定手段９２により統合後
の分割領域を指定し、かつ、その指定した分割領域の画
像部分に対して付加する表現の種別と、それに伴う各種
パラメータをシステム制御部９０の表現指示手段９３に
より指示することによって、表現付加手段６０におい
て、統合後の指定された分割領域の画像部分に対して以
下に示すような各種の表現が付加される。

【０１０７】第１に、ドラマチックフィルタ処理と呼ぶ
ことのできる表現である。この表現が指示された場合に
は、表現付加手段６０において、統合後の指定された分
割領域については、その分割領域の代表色値Ｌｒ，Ａ
ｒ，Ｂｒ中の明度成分Ｌｒと、その分割領域の各画素に
ついての画素値ｌｎ，ａｎ，ｂｎ中の明度成分ｌｎとの
差Ｌｒ−ｌｎに係数ｋ１を乗じたものを明度成分ｌｎに
加える、 ｌｒ＝ｌｎ＋ｋ１（Ｌｒ−ｌｎ） ＝（１−ｋｌ）ｌｎ＋ｋｌ・Ｌｒ …（５１） で表される処理がなされる。

【０１０８】このように指定された分割領域の各画素に
ついては明度成分ｌｎが式（５１）で表される明度成分
ｌｒに置き換えられた画像データＩ３が表示処理手段７
０により表示用アナログ画像信号に変換され、その画像
信号がディスプレイ８３に供給されて、ディスプレイ８
３上に表現付加後の画像が表示される。

【０１０９】ここで、係数ｋ１を１にすると、指定され
た分割領域の各画素については明度成分ｌｎがその分割
領域の平均値の明度成分Ｌｒに置き換えられ、係数ｋ１
を０から１までの間で調整することによって、指定され
た分割領域の明度分布を、その分割領域の平均明度を中
心として、広げたり、縮めたりすることができ、画像に
異なる印象を与えることができる。特に、この表現を入
力画像のモチーフとなる画像部分に対してのみ付加する
ときは、そのモチーフとなる画像部分をドラマチックに
強調することができる。

【０１１０】係数ｋ１を１に近い値にすると、出力画像
にはマッハバンドのような筋が見えるようになるが、単
純に色数を減少させる場合に生じるマッハバンドとは異
なり、目ざわりとなるようなことはない。

【０１１１】第２に、切り絵フィルタ処理と呼ぶことの
できる表現である。この表現が指示された場合には、表
現付加手段６０において、統合後の指定された分割領域
については、その分割領域の代表色値Ｌｒ，Ａｒ，Ｂｒ
と、その分割領域の各画素についての画素値ｌｎ，ａ
ｎ，ｂｎとの差Ｌｒ−ｌｎ，Ａｒ−ａｎ，Ｂｒ−ｂｎに
それぞれ係数ｋ２を乗じたものを画素値ｌｎ，ａｎ，ｂ
ｎにそれぞれ加える、 ｌｔ＝ｌｎ＋ｋ２（Ｌｒ−ｌｎ）＝（１−ｋ２）ｌｎ＋ｋ２・Ｌｒ…（５２） ａｔ＝ａｎ＋ｋ２（Ａｒ−ａｎ）＝（１−ｋ２）ａｎ＋ｋ２・Ａｒ…（５３） ｂｔ＝ｂｎ＋ｋ２（Ｂｒ−ｂｎ）＝（１−ｋ２）ｂｎ＋ｋ２・Ｂｒ…（５４） で表される処理がなされる。

【０１１２】ここで、係数ｋ２を１にすると、指定され
た分割領域の各画素がその分割領域の代表色で塗りつぶ
されて切り絵のような効果が得られ、係数ｋ２を０から
１までの間で調整することによって、指定された分割領
域の色分布を、その分割領域の代表色を中心として、広
げたり、縮めたりすることができ、画像に異なる印象を
与えることができる。特に、この表現を入力画像のモチ
ーフとなる画像部分に対してのみ付加するときは、その
効果が大きい。

【０１１３】第３に、覆い焼きフィルタ処理と呼ぶこと
のできる表現である。この表現が指示された場合には、
表現付加手段６０において、統合後の指定された分割領
域については、例えば図１９（Ａ）に示す分割領域Ｃ１
０，Ｃ１４，Ｃ１５，Ｃ１９については、その分割領域
の各画素についての明度成分ｌｎに対して、図１９
（Ｂ）（Ｃ）に示すように一定値ｋ３の明度成分ｌｐを
加え、指定された分割領域と接する分割領域について
は、例えば図１９（Ａ）に示す分割領域Ｃ８，Ｃ９，Ｃ
１３，Ｃ１６については、その分割領域の各画素につい
ての明度成分ｌｎに対して、図１９（Ｂ）（Ｃ）に示す
ように、指定された分割領域と接する位置の画素につい
ては一定値ｋ３となり、反対側に位置する画素について
は０となり、その間に位置する画素については指定され
た分割領域と接する位置の画素からの距離に応じてｋ３
から０までの値となる明度成分ｌｑを加える処理がなさ
れる。

【０１１４】写真画像では部分的に画像がつぶれたり、
飛んだりすることがあり、そのような部分では明度を修
正する必要があるが、この発明において上記の覆い焼き
フィルタ処理をするときは、覆い焼きが必要な部分を領
域指定手段９２によって分割領域の単位で確実かつ容易
に指定することができるとともに、その指定された領域
からその周辺の領域にかけては明度がなだらかに変化す
るので、覆い焼き後の画像に不自然さを生じることがな
い。

【０１１５】第４に、ウェット・オン・ウェット・フィ
ルタ処理と呼ぶことのできる表現である。この表現が指
示された場合には、表現付加手段６０において、統合後
の指定された複数の分割領域の境界付近に存在する画素
については、その複数の分割領域の代表色を、その画素
の位置に応じた混合比で混合した結果の色を、その画素
の色とする処理がなされ、濡れた絵の具同士を画像上で
隣同士に塗ったような効果が得られる。

【０１１６】図示していないが、表現付加手段６０から
の画像データＩ３を印刷出力用の画像信号に変換してプ
リンタに供給することにより、上述した各種の表現を付
加した画像を印刷することができる。

【０１１７】上述した例は、Ｋ平均アルゴリズムによっ
て入力画像を領域分割する場合であるが、Ｋ平均アルゴ
リズムでは一般に、入力画像のすべての画素と新たなす
べての領域中心との距離を計算するなどのために、入力
画像サイズが大きい場合には、作業エリアや分割領域バ
ッファとしてサイズの大きいものが必要になるととも
に、領域分割処理に長時間を要することになる。

【０１１８】そこで、発明者は先に、一般に、大きなサ
イズの入力画像を、小さいサイズの作業エリアや分割領
域バッファにより、高速に領域分割することのできる、
分割Ｋ平均アルゴリズムと呼ぶべき方法を発明し、特願
平６−９６３２８号によって提案した。

【０１１９】この分割Ｋ平均アルゴリズムは、入力画像
を複数の中領域に分けて、それぞれの中領域をＫ平均ア
ルゴリズムにより領域分割するものであるが、入力画像
を単純に複数の中領域に分けて、それぞれの中領域を領
域分割したのでは、それぞれの中領域の境界で最終的に
分割された領域のつながりが悪くなることから、それぞ
れの中領域の間に境界領域を設けて、それぞれの中領域
の領域分割にあたっては、その中領域と接するすべての
境界領域を一緒に領域分割するものである。

【０１２０】この発明の図１に示した例においても、こ
の分割Ｋ平均アルゴリズムによって入力画像を領域分割
することができる。ただし、その分割Ｋ平均アルゴリズ
ムは、上述したＫ平均アルゴリズムと同様に、入力画像
データｌから抽出した画像方向成分ｄ１を用いるもので
あることが望ましい。

【０１２１】なお、画像方向検出部３０の画素サイズ
は、図２および図３に示したような３×３画素に限る必
要はない。また、入力画像データｌのみからではなく、
例えば入力画像データｌ，ａ，ｂを加算し、その加算結
果の入力画像データから入力画像の画像方向を検出し、
画像方向成分ｄ１を抽出することもできる。さらに、こ
の発明は、入力画像がＬａｂ色空間以外の例えばＲＧＢ
色空間などで表現されたフルカラー画像の場合にも適用
することができるとともに、白黒画像などの単色画像の
場合にも適用することができる。

【０１２２】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、画
像の色や絵柄に応じた適切な場所に適切な表現を付加す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像処理装置の一例を示す機能ブロ
ック図である。

【図２】その画像方向検出部の一例を示す機能ブロック
図である。

【図３】画像方向の検出の説明に供する図である。

【図４】画像方向の検出の説明に供する図である。

【図５】画像方向成分の値と画像方向との関係を示す図
である。

【図６】入力画像データの値と画像方向との関係を示す
図である。

【図７】領域分割部における領域分割の全体的な手順を
示すフローチャートである。

【図８】初期領域分割の態様の一例を示す図である。

【図９】領域分割テーブルの一例を示す図である。

【図１０】領域分割における距離計算の説明に供する図
である。

【図１１】領域分割における距離計算の説明に供する図
である。

【図１２】新たな領域分割の説明に供する図である。

【図１３】新たな領域分割により各分割領域の形状が変
えられた状態を示す図である。

【図１４】新たな領域中心の代表画像方向成分の算出手
順を示すフローチャートである。

【図１５】代表画像方向成分の算出の説明に供する図で
ある。

【図１６】代表画像方向成分の算出の説明に供する図で
ある。

【図１７】領域統合部における領域統合の手順を示すフ
ローチャートである。

【図１８】領域統合マップが順次更新される様子を示す
図である。

【図１９】覆い焼きフィルタ処理の説明に供する図であ
る。

【符号の説明】

１０ 画像入力手段 ３９ 画像方向検出手段 ４０ 領域分割手段 ５０ 領域統合手段 ６０ 表現付加手段 ８０ 表示手段 ９０ システム制御部 ９２ 領域指定手段 ９３ 表現指示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像入力手段と、 その画像入力手段からの入力画像を領域分割する領域分
   割手段と、 その領域分割手段による分割結果を表示する表示手段
   と、 その表示手段に表示された複数の分割領域のうちの一部
   または全部を指定する領域指定手段と、 その領域指定手段により指定された領域の画像部分に付
   加する表現を指示する表現指示手段と、 その表現指示手段による指示にもとづいて上記領域指定
   手段により指定された領域の画像部分に表現を付加する
   表現付加手段と、 を備えることを特徴とする画像処理装置。