JPS603060A - 画像輪郭線収集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 カメラ等の光１ｉ変換装置で物体をとらえて，その濃淡
画像を白黒２１的化画像をこ変換した後ｉ１ｉｉ積。

周囲艮等を泪４１１シ物体の形状の良否判定や識別　゛
を行なう装置に関するものである。この装置の原理はＩ
　ｉ’　Ｖカメラ等てとらえた画面に写った物体と背景
の境界，すなわち物体の輪郭を画面内ｌｉｐ標系てｉｌ
ｌｌｌ定し面積，周囲長，等のｄＩ算を行ないこれらに
基いて良否判定や識別を行なうものである。従東の方式
ては，画像人力部は第２図に示す如く走査線１００を画
面−に端から下端に向って左から右一、順々に水平走査
してゆくラスター走査方式のＩ　ｉ’　Ｖカメラである
事か多く。

これに合せて輪郭点の付層テータの収集は，ラスター走
査に従って行なっていた。このため。

輪郭線テークの収四結果は，ラスクー走査の１６系列舶
に並び−（＋ｊ＋ｉ面分の走査ですへての輪郭線のＩ！
Ｖ標が得らイシるがその欠点は，　９ｐ標テータがＧ１
？ｌ４ｌＩすべき物体の対象別に分子．ｉｐ　Ｌ／て品
別しなげればならない点一二ある。第１（χ（ｉこ一般
的なｉｉｌｉｉ像輪郭線収集装置に関する１ｌＵｔ略フ
ロラフロックし説明する。

２１は幻象物、２２は列象！ｌｊ２＋を水甲走ｆ「線で
とらえるＩＴＶカメラ、２３はモニタテレヒ、２４は同
期信号発生器、２５は同Ｊ９Ｊ　’７０ツク発生Ｒ］（
，２６は対象物２Ｊの輪郭点を抽出する機能をイｊする
エッチ抽出部、２７は輪郭点座標、メモリ、てあり。

第２図は２３のモニタテレヒの画商において、走査線１
００と対象物２１の画像３０との交点をそれぞれ１から
１６て示し輪郭ｖ１・標か番は順に発見されることを示
し２７の輪郭点座標のメモリに（：（この舶てｘｚｙ＋
　・・・Ｘ１１ｉ　＋　）’＋６の［！］６標テーテー
格納される。第２図で明らかなように、最初は、１，２
区間、３，４区間、５，６区間は各々３つの独立の物体
と判定せさるをｉｌ、Ｊない。しかし判定が進むにつれ
１，２，８，４，５，６，７，８゜９　、１０．１１．
、１．２．　ＩＪ　１．４が１つの物体で５□　６゜１
１、１２．１５．１６か１つの物体であることかイつか
る。このようにこわらを判定するためには輪郭点近辺の
座標を用いて複雑な判定をしなければならない欠点があ
った。

木ｙＪと明は−１，記の複利な判定を軒減するためにな
されたもので、物体を光電変換装置ｉ”１゛て水平走ｎ
ｆ線に」′りとらえて１淡画像を画素に細分し２ｆｌｉ
’ｒ　化テノタル信弓化するコノパレータと、コンパレ
ータの出力な１水平走査線に相当する時間を遅延する１
水゛１′−走査線借り遅延手段と、水平走存線の１１ｉ
ｌｌｌ素分に相当する時間を遅延する１画素部シ号遅延
−Ｆ段と、コノパレータの出力１．）　オよひ１）を１
画素ＬＴ　”ｊ遅延手段で遅延した信号゛ＣおよびＩＪ
を１水゛Ｉ′走査信号遅延手段で遅延した信号Ａおよび
Ａを１画素信号遅延手段−Ｃ遅延した信号Ｉ３の４借り
を同時に人力し画像輪郭線のｊＩＡ跡方内方向■マす５
前化信号に７′３：換する出力Ｗ換手段とをｆｌｉｉｉ
えたことを１４徴とする画像輪郭線収集装置７’″１て
７輪郭線に接する４コの画素の組合せを作りこれら４コ
の信号を同１１４に出力変換部に人力してこれに輪郭点
の追跡方向を示す５値コードを割何けることにより輪郭
点のつながりを容易に判定できることを目的としたもの
である。

本発明による画像輪郭線収集装置について図面を参照し
詳しく説明する。

第３図において縦Ｉｎ点（１１１１１１点で構成される
画１ｉｉｉ　５０に物体５１か写っており物体５１は「
ｌ」背型は「０」の２値化レヘルのイ、″ｉ弓をもつも
のとして示しである。このような画像から物体５１の輪
郭線のみを抽出した画像を作る）Ｊ法を説明する、ある
１、ｙ定の点（ｉ、ｊ）点か輪郭線（以下エッヂと略称
する）か否かを、隣接する他の３画素（ｉ−１，ｊ−１
）、（ｉ−１，、ｉ　）、（ｉ、　ｊ−１）点の値と合
せて判定する。すなイつち、縦２コ×構２コー４コの画
素を切り出すと各画素は２通りの働、「Ｏｊ又は「１」
シかもたないので第４図の左端の２値化画像４１１■に
示すように１６ｘｉｌりの組合せかできこれらの糾合せ
かあれば物体の輪郭線の追跡か可能となる。例えば第３
図における６０は物体５１の存在しない状態、第４図に
示す６１は物体５１の内ＩＸ１〜の状態てあり５２は物
体５１の右下端部、５３は左Ｉ：端の状態を各々示して
いる。これらのうち４コの画素ともすへて「０」又はす
へて［−１］以外はすべて当該点かエッチであることを
示している。ｒシ（に（ｉ、、ｉ）画素の１直をｉｔ　
ｉ　、ｉ−０表４つし４つの画素の値ａｉ、ｉ、　ａｉ
−１，ｊ＋ｌｌ１−１．、ｉ−１＋１１１、、ｉ　ｌに
各々２，４，８．１の市み伺はを行ないこれらを川けて
加算した値は１６】ｍりの絹合せに１つずつｍｌ　−１
：を割当てることができる。これら（、ｔ２２通示の絹
合せが１０進表示で１６種あることを示している。−１
１１１の重み伺は加坤は次式％式％ 第５図で１例を説明すると、＋２０は画素の拉ｉ＋’ｒ
による爪みを内ぐし５３は第３図における輪郭７Ｘ１（
。

の画素て］２０と５３の各々対応する数値を掛は加ｔｚ
１すると１のｆ的となる。なお、】２０の爪みイ１けｉ
、ｔ　１６　進のコートに変換するためのもので、１゜
２．４．８の各数字の位置は他の組合せとすることもて
きる。

このようにしてｌ二１．２．・＋１　Ｈ、ｉ　＝＝　１
　＋２、・・・ｍ、すへてに対し−ＣＥ’ｆみ仁Ｊけ言
１親、をすれば画面全体に亘って、１６種コートか作ら
れる。

次に１６種の各々に刻してエッチ迫１６／＋、を（Ｊな
うための変換を行なう。すなわち１６の鎖をもつ１６種
のコード１０，１を５種のコ−１’ｃ！ｉ、ｉに変換す
る。

この変換はエッチの追跡方向を示すためのもので第４図
に示すように例えば物体を右にみてエッチの追跡を右方
向に〕Ｄ跡できるよう次のエッチがある点の方向を上、
下、ノ、、る４！Ｔ！と、追跡方向なし１種合せて５種
を次の表の通り裔こ設定−に記のコード変換による結果
は第４図にまとめて５己市（しである。

このように、２イ的化画像から５値化画像コーｊ−缶号
を作すメセリ装置ｉ！ｆに格納しておけば、−担「０」
でない画素、即ちエッチ点をメモリートて開院すれば、
そのメモリ内容が次に続くエッチ点の方向を示し物体の
輪郭線を１本の閉曲線としていもづる式にひろい出せる
。

次に本発明による方法を第６図から第１１図に〒ｉｆｌ
って具体例で説明する。なお本例では縦４画素横６画素
の物体５１を人力し、第１．１図の’％ｆｉ郭追跡１１
１す像１１０ではＩ縦５描７画素になって０るが：れは
原理的に４（発明による］ｎ動力法では１画素ずつふく
らむためである。

第６図におけるＩ（ｊ！！　１ｆ１１５０　Ｈこ右右す
る物体５］が走Ｉ４１８線により走査されると物体５１
の存在する画素は第７図に示す如（数値［１ｊ−ｂ′；
与えられ物体５１のない部分の画素は数値「０」が与え
られずへての画素は２値化される。次に第８図に示す如
（２値化された画素のうち「１」の部分は第４図の６１
て示す２値化画像に４１１当するため「１５」の数値に
変換され１６進化される。次に第９図におけるエッチ部
分の画素において５４で示す４コの画素は第４図より「
２」、ζ２（の５５で示す４コの画素は「６」と順々（
１６進コーｉ・化て１１′ｖき斐るか看端および下端の
エッヂ部分は木／−ｊ法によれは５６の４コの画素によ
り「４」か一画素分余分に、’：ｌＩ　ｆｌけられ同様
に５２．５７と順次進♂ノ５３の４コの１ｔｌｉｉ　Ｘ
により左下端部まで余分に一画素分の１６進コートかＪ
ｖえられるが本方法による（次能を何んら］（１うもの
てはない。次に第１０図て示す如くエッチ１ＸＩＸの１
］１１コードがＣＩＩの５値コート゛化され＞′＋　＋
　＋　（ン１ｔ、−おいて１１０の矢印て示す如（輪郭
線部を１本の閉ループとして迫ｈす）・することが１ｊ
丁能となる。なお、第１０図および第１１図てエラン１
Ｘｉ（以外の１−＋５Ｊが与えられた画素は「０」と表
示しであるかこれは「１５」をそのまま残しておいても
何／しら障：、１ｆとはならない。

θ（に」−記に説明した方法に↑〕ｒつだ本発明にょる
画像輪郭線収集装置について説明する。第１２図におい
て７１は物体、７２はＩ　ｌ”　Ｖカメラ等の光゛ζ；
ｉ変換部、７３はモニタ表示用テレヒ、７４はＩ　ＴＶ
カメラ７２に幻する水５１７−同期、垂直同Ｊ’ＪＪ信
りをイ′ｌる同期信’−Ｊ　’＋ｌ　イー１　閤１７５
は装置全体の同期をとるための−７スタークロツタ発生
部である。

７６はコンパレータでアナロク画像信号を１０」。

１”＋Ｊの２１１ｉＴ化ナックル信号ｌこ変換する。

７７はテレビ画商の１水平走査線に相当する時間を遅延
する１水゛１′〜走査線信月遅延部である。

これにより７７の出力は人力に比へ、テレヒ画向のＪラ
スクー分を６３５μＳ（マイクロ　秒）とすれは６　Ｂ
、５　／／　８ｉｌｌれたものとなる。

７８は同じく（、−７秒、Ｉ！ｆ延ｉ’９１へであるが
画面水゛Ｉ′方向を１１１１１１１素に分ける１１４１
画素分に相当する時間を遅延するＩ　ｊｉｉｊ素イ１１
弓遅延部て６３５二ｎ／ｌｓの遅延を行なうものである
。

７９は、出力変換ｆｆ１（、で１６値コー１〜（ｂｊｉ
　）を５Ｍｉ＆コー１で（Ｃ！ｉ、ｉ　）に変換するも
ので７６、７７、７８から出力されるＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの
４木の信号人力を零出力変換部７９のアドレスに入れ、
そのアドレスが示すメモリ内容を出力する。／′Ｒに本
発明の中心をなす信号遅延部７７、７８．出力変換用メ
モリ７９の機能について、′；Ｙ細に、説明する。

７６の出力である２値化画像はラスター走査に従い瞬時
、　Ｉｎ時にＩｎ　Ｘ　ｎコのｉ”＋ｉ　諌；のうち１
点のテークを出力する。本発明による方法ではこの特定
の１点のテークとその４５’７置がドア右、十右のもの
を４画素間時にｉｌＱり出す必要かある、例えば７第１
３図に示す如く２木の走査線１．　ＯＯて走査した４コ
の画素５４を同）時に取り出す必要かある。１水平走査
線信号遅延７゛τｌＸ７７は両面水平方向画素を２５６
コとすれば２５６段のンフトレノスタ又はカラス遅延線
からなり一走査線時間、すなわち第１４図に示すＬ２だ
けｌｌ！１］素信号を１ＪＸ延する。

１１ＩＩ１１素信号遅延部７８はＪ）型フリップフロッ
プで１画素分の遅延部てあり両面水平方向画素を２５６
コとすればむ２÷２５６＝ｔｌたけ信号を遅延する。二
ｌンバレータ７Ｇの出力に対して、Ａは１，２゜１（は
１．２　＋　（、ｌ二１３．（冒；ｔｔｌ、Ｄは０（遅
延されない）だけ遅延さ４’ｔた信けてあり出力変換部
７９に１１ｐ列的に人力される。よっでラスタ走査のあ
る］（、１点における走Ｉｌ「イヘソｉ１”？が牢標（
ｉ、、ｉ）にきた時には、　りに（Ｊ、　（ｉ　、、ｉ
　）点の２値テータ＋”＋ｊ＋Ｃには（ｉ−１，、ｉ　
）点の２１直テークａ１−１，１．　Ｈに！、：１．　
（ｉ　、、ｉ−１）点の２幀テータａｉ、、ｉｌ＋　Ａ
には（ｉ　−１、、ｉ−１）点の２ｆ直テークｌ１ｌ−
１＋１−１かそれぞれ得られる。］ｉ＋４図に１例とし
て２木１・１と３木目の走査線と画像什；シ号１０１．
クロック信号１０２゜第１３図の画素５４の信号ｌｏ３
．　１０４の関係を示す。

この同時に人力された４コの信号Ａ、ＩＪ、Ｃ。

Ｄは出力ゆ換部７９て目、ず次のように４ヒ、１・１６
進テータにｌ＋ｉ１１当てられる。

”ｉ、　、ｉ　−１（Ｂ）　を　、　２０　ヒ　ッ　ト
　−１ｎ　１．　、Ｈ（１＋）　を　２１　と　、１へ
　＝　２ａ　＋　］、、」（Ｃ）　を　、　２２　ヒ　
ッ　１−＝４”ｉ　１．　ｊ−１（Ａ）　を　、　２８
　Ｌ　、ｌ−−８すなわち、前述のｌ　Ｉｌｌ　Ｊ−Ｉ
Ｘａ　ｉ、　Ｊ−］−１−２Ｘ＋ｉ　ｉ、　、１−１−
４Ｘｎ　；　１．　Ｊ＋８Ｘａ　；　−１，ｊ−１の式
で重みイミ］けされ１６コのコードに識別されたことに
なる。この「０」から「１５」の４ヒツト１６進コード
を次に５値コード（Ｏｉ、ｉ　）に変換する。この変換
部はＩｔ、　ＯＭよりなり第４図に示すようにｂ　ｉ　
、ｉとＣｉ　、ｉの対応１イ・］けを行い５値コードｃ
ｉｊの出力は画像メモリ８１に格納されエッチ追跡でき
る画像が作られる。

８０は画像メモリ８１のための；ＩＦ込アドレス発仕部
て第３図のｍ　ｘ、　ｎコのテークを時系列順にｊｊｊ
ｉｊ像メモ１Ｊ８１へ格納するためのものである。なお
。

この時のｍｘｎコのテークの内容は第１０図で示すエッ
チ追跡用５値テータである。８３は第１図に示される２
７のメモリと同様のメモリて輪郭り１疋標を収集格納す
る。

画像メモリ８１に１画＋ｒ＋ｉ　’のエッチ追跡画像が
作成されたら、８２のコンピユータによ０エツヂ牢標の
収集が行なオっれる。これは８１の画面を端がらチ・ツ
クし、各ｕ１１累の１０」でない部分７すなわち工、ヂ
をさかす。−用エノチが選択されればその工、デー］−
−−りが５値コード（（、：’、ｉ、ｉ　）により次の
エッチのＪｊ向を示しており、メモリ内のとこをアクセ
スすべきかがすくにわかる。発見時の、アドレスまでも
とってくれば輪郭線をＩＪ、’ｉｌすることになり、こ
こで追跡は終−γすることになる。

以ト説明した本発明の画像輪郭線収集装置に、ｌ：れば
１輪郭線に接する４コの画素信号の絹合せを作りこれら
を同時に出力変換部に人力し追跡方向を示す５値化伝り
に変換し画像メモリに収納しておけば物体の輪郭線を物
体毎に連続的（いもづる式に）抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な画像輪郭線収集装置１′７＋“のフロ
ック図、εｉ％　２図は第１図に示すモニタテレビ２３
０１例説明図、第３図はＩＩＩ　Ｘ　Ｉｔコに細分した
画面と物体の２値化画像の説明図、第４図は４コの画素
における２値化画像と５値化画像の糾合せとそのコート
の説明ｒンｊ、第５図は「ｎみ（−Ｊけの１例説明図、
第６図から第１１図は物体の各画素のコート変換と輪郭
線追跡の一連の説明図７第１２図は本発明による画像輪
郭線収集装置ｉｊｊの構成図、第１３図は走ぞ「線と物
体の画素との関係説明〉１．第１４図は第１３図のり−
（ｉンクチャー１〜である。 １．２．・１６・・走デ「線と物体輪郭線との叉点。 ２１・・・物体、２２・・Ｉ　Ｔ　Ｖカメラ、２３・モ
ニタテレヒ、２４・・・同期信号発生器、２５・・同期
クロ２、り発生部、２６・エッチ抽１１０！（（，２７
輪郭点１東標メモリ、８０・・・画像、５０・・画面、
５１・・・物体、　５２．５３゜５４、５５．５６．５
７・・輪郭線１の４コの１＋ｌｉｉ素（２齢化画像）、
６０・・・物体のイＩ在しない４コの画素。 ６１・・物体の内部に存在する４コの画素、７１　物体
、７２・・光電変換部２７３　モニタ表示用テレヒ。 ７４・・・同期信す発生７Ｈ＋７５・マスタークロ、り
発生部、７６・・・コンパ１ノータ、７７・・・１水平
走査線時間相当の信号遅延部、７８・　１画素分時間相
当の（ハリ遅延８１（，７９・・出力変換用メモリ、８
０・・・書込アドレス発生ｊＩＸ、８］・・画像メモリ
、８２・・コ、ビ３−タ、８３・輪郭ｐ（・・標収集格
納用メモリ、＋００・・走査線、１０１・・画像信け、
１０２・　クロ、り（（’１弓、１０３．　１０４　・
ｊｌｉｊ素信号、］１０・・輪郭線部画素、１２０・・
重み 第４図 ／２０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 物体を光電変換装置ｒ１て水３Ｆ走査線によりとらえて
   濃淡画像を１ｉｊｊｊ素に１ｌｌ１分し２値化テンタル
   信号化するコンパレータと、コンパレータの出力を１水
   ３１２走査線に相当する時間を遅延する１水３走査線信
   号遅延手段と、水″１′走査線の１＋１ｌｉｉ素分に相
   当する時間を遅延する１画素信じ・遅延手段と、コンパ
   レータの出力Ｉ〕およびＩ）をｌ１ｉｊｉｉ　諧信号遅
   延手段で遅延した信号ＣおよＵ−Ｄを１水平走査信号遅
   延手段で遅延した伯けＡおよａ＜　Ａを１画素信号遅延
   手段で遅延した信号Ｉ５の４信弓を同時に人力し両像輪
   郭線の追跡方向を示す５値化信号に変換する出力変換手
   段とを備えたことを特徴とする画像輪郭線収集装置。