JPS6073792A - 色コ−ド化装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は色を認識する手段に係り、２色以上の色で書か
れた設計図面を自動入力する上で好適な色コード化装置
に関する。

〔発明の背景〕

色分けして描かれたぬりつぶし領域の色種を判別する方
式については、いくつかの発表がある。

しかし、多色図面の認識に有効な色コード化方式につい
ての発表は見ていない。従来方式では、各色の領域と背
景との境界で混色が起こるために正しい色コード化がで
きない欠点があった。また、色の確定しない異色線の交
差部についての処理は考慮されていない問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の問題点を解決して、指定された
色の領域には対応する色コードを与え、指定されない色
の領域には、色不明を意味する不確定コードを与えるこ
とにある。ここで、色コード化して得られる画像データ
は、図形などの幾何的特徴を自動認識するために使用で
きる。

〔発明の概要〕

色の差は第１図に示すような、光の波長に対する吸光度
の差として観測される。同一の色で、濃さが異なる場合
の吸光度曲線１０，１ｌｆｄ、相似形になり、波長ごと
の吸光度の比は一定値になる。

それに対し、異なる色の吸光度曲線１０．１２について
は、この比は異なった値になる。ここで、波長λ量　に
おける色α、色βの吸光度ｋＡａ（Ｊ＋）、Ａβ（λＩ
）と表わす。色αと色βが同色Ｒ，（Ｉ）であれば、次
式に示す比Ｃ（λＩ）はλ１によらず一定値０Ｒ（１）
になる。

ＣＲ（１）　＝　Ａ　ａ　（λ１）／Ａρ（λＩ）この
ことは、任意の２つのλ１．λｊについて、次式が成り
立つことと同価である。

Ａ、（λ＋）／Ａ−（λｊ） ＝Ａβ（λ＋）／Ａβ（λｊ）＝Ｃａ（ｇさらに、次式
は容易に導びくことかできる。

Ａ、（λ＋）／Σλヶ（λｊ） ｊ■！ ＝ＣＲ（１） と観測している波長によって決まる定数である。

と比較することによって、未知の色Ｘが色Ｒ（Ｉ）色Ｘ
ｔ−色Ｒ（Ｉ）と見なすことができる。そこで、あらか
じめ設定した２色以上の色ごとにまる標を比較し、全波
長について、指標が一致する色Ｒ（Ｉ）をめることによ
って、色Ｘが、何色に属するかを判定することができる
。ここで、■は、１〜Ｎの整数であり、Ｎは色の数に相
当する。ここで、限定された色を識別する場合には、そ
の中の任意の色の間で少なくとも１つの指標が異なる特
定の波長λｉ　（ｉ＝１〜ｎ）についてだけ指標の一致
を判定すれば良い。

画像を入力する場合は第２図に示すように着目している
点を中心に一定の領域２０を参照することになる。その
ために、特定の色の境界の領域２１においては隣接の領
域と混色を起こした濃度値を入力することになる。ここ
で、隣接領域が、背景領域、つまシ、図面などのように
図形が書かれていない白領域である場合には、見かけ上
包が薄いことと同じになり、境界領域の入力状況に応じ
て、吸光度Ａ、（λＩ）が小さな値になる。入力対象の
図面などには、方眼が印刷されていたり、よごれていた
りする。また、画像入力装置を通して得られる各点の観
測値も多少変動する。そこで、吸光度Ａ、（λＩ　）が
指定値り、より小さい場合に、白領域（背景）と見なす
ことによって、色の決めにくい境界領域でも安定な識別
ができる。本処理によって入力画像で色の薄くなる領域
を白領域（背景）とするため、色領域の境界を鮮明にす
ることもできる。この指定値Ｄ１は、色の種類と観測波
長とで決まる値である。第１図の色Ｒ（Ｉ）について、
吸光度曲線１４以下を白領域と見なすとすれば、ＤＲ（
Ｉ）は、吸光度曲線１４の波長λ量における吸光度にな
る。この白領域との境界になる吸光度曲線は、色Ｒ（Ｉ
）（Ｉ＝１〜Ｎ）について個別に定める。また、各色に
ついて最も濃い場合の吸光度曲線から、各波長における
上限の値を表わす指標ＥＲ（ｒ）（ｉ＝１〜ｎ、Ｉ＝１
〜Ｎ）を得ることができる。

従って、未知の色Ｘが色Ｒ（Ｉ）と判定されるｌｃｘ　
−Ｃ：Ｒ（ｒ）ｌ＜ＣＲ（１）ここで、吸光度の観測値
は、画像入力装置の状態、被写体の図面の状態によって
多少変動するたメ、判定には、εＲ（Ｉ）（ｉ＝１〜ｎ
、■＝１〜Ｎ）の許容範囲を設ける。この許容範囲を大
きくとれば色の変化が大きくても、同一色と見なすこと
になり、色変動に強くなる。反面、色の判別力は劣って
くる。この値としては、複数の色、たとえば（ｉ＝１〜
ｎ）で共通部分を持たない範囲で、判別すべき色の種類
と識別度合の要求に応じて値を選ぶことができる。

各判定において判別結果ごとに、条件を満せば値１を、
満たさない場合には、値０を返すようにすれば、全条件
を満たすか否かの判定は、それらの値の積ないし、論理
積をめることによって実現できる。また、各判定におい
て、判別結果で確度に応じた値（たとえば、確実に条件
を満たす場合に値１を、確実に条件からはずれる場合に
値０を、中間領域については、０〜１の間の埴）を与え
るようにすれば全条件を満たすか否かの判定の指標は、
それらの値の積によってまる。その場合、得られた積が
、許容値より大きい色ないし、積が最大になる色を、識
別結果とする。

このようにして、色のまった領域は、白領域（背景）と
区別して、色の領域と見なすことができる。

図面などでは、描かれている図形を構成する線が交差し
ている場所がある。第３図に示すように２種類以上の異
なった色の線３４．３５が交差した場合、交差部３６で
の吸光度は、各線の吸光度３０．３１の和に準じた値３
２になる。この値は、混色の状態によって様々に変化す
る。しかし、混色の状態によらず、少なくとも１つの観
測波長λ１で、この吸光度以下になるような閾値Ｔｌ（
ｉ＝１〜ｎ）３３を設定することができる。従って、色
の領域（背景以外の領域）は（１）色が定まった領域、
（２）少なくとも１つの閾値で閾値以上の吸光度を持つ
領域、の和となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第４図の実施例で説明する。なお、本実
施例は、前記の波長の数ｎ　ｆ：３としたものである。

入力対象図面４１は、回転ドラム４０の表面に固定され
、回転が加えられる。光の信号を電気信号に変換するた
めの光学ヘッド４２は、回転ドラム４０が１回転するご
とに一定ピッチだけ移動させる。この回転ドラム４０の
回転と、光学ヘッド４２の移動によって、図面４１は、
２次元的に走査され、一定ピツチごとの画素データとし
て電気信号に変換される。ここで、照明ランプ４４、レ
ンズ４３０を通して照明された図面上の点の濃淡情報は
、レンズ４３１、特定波長の光だけを透過するダイクロ
イックミラー４５０，４５１、全反射ミラー４５２、特
定波長の光だけを透過するトリミングフィルタ４６０，
４６１，４６２を通して特定波長の光に分解した上で、
光電子増倍管などの光電変換器４７０，４７１，４７２
に当てられる。光電変換器の出力は、それぞれ、Ａ／Ｄ
変換器４８０，４８１，４８２で、光の強さに応（９） じたディジタル化した入力値に変換される。加算器４９
ではこれらの値が加算され、前記Ｃｘ　の分母がまる。

割算器５ｆ）０，５０１，５０２で、この加算値と入力
値の比、つまＪ）Ｃｘ　がまる。

この割算器の出力、および、入力値は、それぞれ波長ご
とにＲＯＭ５２０，５２１，５２２，５３０゜５３１．
５３２に入力される。ここで、ＲＯＭは入力値が、それ
ぞれ標準値の許容範囲に入っていた場合、値１を出力し
、範囲外の場合に値Ｏを出力するものとする。各ＲＯＭ
の出力値は乗算器、または論理積回路５４に入力され、
積が出力される。この値として、１ないしＯだけをとる
場合、閾値回路５５は実質上、不要である。ＲＯＭの出
力値として、値１．０以外の中間値をとる場合は、指定
の閾値で、閾値処理する必要がある。ここで、各ＲＯＭ
５２０，５２１，５２２，５３０，５３１゜５３２、乗
算機５４、閾値回路５５は、識別したい色の数、つまり
、Ｎの数だけ設け、Ｒ，ＯＭの各層にＲ（Ｉ）（Ｉ＝１
〜Ｎ）の情報を格納する。

閾値回路５５の出力は、プライオリテイエンコー（１０
） ダ５６を通すことによってコード化してビットを圧縮す
ることもできるが、必須ではない。ただし、色の判定結
果で２つ以上の候補がでる場合には、このプライオリテ
ィエンコーダ５６を通すことによって１つの候補を容易
に選択できる。

閾値回路５１０，５１１，５１２によって色が不明な色
の領域と白領域（背景）とを区別する。

つまり、入力値の少なくとも１つが閾値を越えた場合、
または、色が確定し、閾値回路５５の少なくとも１つの
出力結果が１になる場合に、論理和回路５７の出力は１
になり、色の領域であることを表わす。この論理和回路
５７の出力と、閾値回路５５（プライオリティエンコー
ダ５６を省略した場合）ないしプライオリティエンコー
ダ５６の出力は、画像メモリ５８に入力され一時記憶さ
れる。この画像メモリ５８は、各種認識装置に結合され
、色コード化された画像データは、後段の認識処理など
で使われる。

第４図の実施例のＲＯＭ５２０，５２１，５２２゜５３
０．５３１，５３２、乗算器５４、閾値回路（１１） ５５の部分に関する他の実施例を第５図に示す。

この実施例の特徴は、ＲＯＭ、乗算器、閾値回路を１組
だけ設ければ良いことにあり、回路規模を小さくできる
。また、回路構成を識別する色の数によって変える必要
がなくなる。この実施例では、ＲＯＭ６００，６０１，
６０２，６０３，６０４゜６０５はそれぞれ、ＲＯＭ５
２２，５２１，５２０゜５３２．５３１，５３０に対応
し、乗算器６１、閾値回路６２は、それぞれ、５４．５
５に対応する。この部分の回路構成は、第４図の実施例
で、識別する色の数を１色（Ｎ＝１）とした時と同じで
ある。第５図の実施例ではリングカウンタ６４の出力を
各ＲＯＭの入力に入れて、各１１．ＯＭの中に入ってい
るＮ色分の標準値の中から特定のものを選択するように
なっている。図面上の各点が入力されるごとに、リング
カウンタ６４には、識別すべき色の数Ｎに相当するクロ
ックパルスが制御線６５全通して与えられる。このクロ
ックパルスは同時にシフトレジスタ６３（識別すべき色
の数Ｎ以上のビット数を有する）のシフトクロックと（
１２） しても使われ、Ｎ色分の各判定結果が、シフトレジスタ
に順次格納されてゆく。従って、Ｎ色分の判定結果は、
シフトレジスタ６３の出力として得られ、データ線６６
全通してエンコーダ５６に送られる。

第６図に、第４図、第５図のＲＯＭ５２０゜５２１．５
２２，５３０，５３１，５３２，６００゜６０１．６０
２，６０３，６０４，６０５の部分を改良した実施例を
示す。この実施例では、ＲＯＭの代シに、書き込みの可
能なメモリ６８を使用し、識別したい色ごとに与える標
準値を容易に変更できるようにしである。セレクタ６７
では、色の識別をする（識別モード）か、標準値の格納
をする（セット・モード）かによって、入力内容を選択
出力する。このモードの切シ換え指示は計算機などから
制御線６９７を介して与えられる。

（１）識別モード 配線６９０，６９１を介して与えられる画像の入力値と
リングカウンタ６４の値が、セレクタ（・６７で選択さ
れ配線６９４に出力される。メモリ（１３） ６８は制御線６９６を介して読出し状態にする。

メモリ６８の出力として、ＲＯＭを使用した場合と同じ
出力結果が配線６９５全通して得られる。

（２）セット・モード 配線６９２を介して計算機などから与えられるメモリの
設定アドレスがセレクタ６７で選択され配線６９４に出
力される。メモリ６８は制御線６９６を通して与える制
御信号によって書込み状態にする。書き込むべき標準値
は、データ線６９３を通して計算機などから供給される
。

第７図に色コードの一例を示す。色コードは、色の領域
と白領域（背景）とを識別するビット７０、および、色
の種類を表わす色種ビット（複数ビットから成る）７１
で構成する。この色コードは、全画素データについて得
られ、画像メモリなどに格納される。

ＲＯＭ６００，６０１，６０２，６０３，６０４゜６０
５の入力として数ビット分の選択信号を与えることによ
ってあらかじめ登録しである複数組の標準値のセットか
ら任意の１つを選択することは（１４） 容易に実現できる。たとえば選択信号にスイッチを接続
すれば、簡単な操作で、識別する色の組合せを変えるこ
とができるようＫなる。

ここで提示した実施例は、回転ドラムに固定した図面の
入力例であるが、画像入力スキャナとしてはテレビカメ
ラなどを使って波長ごとの画像信号を得ることもできる
。また、被写体は図面に限定されないため、本装置は色
を判別する必要のある用途に広く適用できる。

ｊ 標準値として、ＣＲ（工）を使わずに、ＣＲ（１）を使
う回路は、第４図の実施例から、加算器４９を除き、割
算器５００，５０１，５０２の入力を変更することによ
って容易に実現できる。

閾値回路５５を最大値検出回路におきかえて、複数の候
補がでる場合に、乗算器の出力結果が最大の値をとる候
補を選ぶようにする変更は容易である。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく、本発明によれば、図面に書かれた
図形の色などを識別することができ、色（１５） の種類を数値化できる。さらに、識別できない色につい
ては、色が書かれているか否かの判定をし色の領域と背
景とを区別することができる。これらの効果によって、
線の交差がある図形の誓かれた多色図の認識が可能にな
った。また、色分けして書かれたアニメ原画の認識２色
柄の認識、電子部品につけられたカラーコードの認識に
も利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は色の波長特性、第２図は画像入力時の参照領域
、第３図は異色の線の交差部にお・ける色の状態、第４
図は色コード化装置の実施例、第５図は標準値格納部の
改良方式、第６図は標準値格納メモリの改良方式、第７
図は色コードの一例。 １０．１１，１２，１３，１４，３０，３１゜３２・・
・吸光度曲線、２０．２１・・・画素の参照領域、３６
・・・線の交差部、４０・・・回転ドラム、４１・・・
入力対象図面、４２・・・光学ヘッド、４４・・・照明
ランプ、４３０，４３１・・・レンズ、４５０，４５１
・・・グイクロイックミラー、４５２・・・全反射ミラ
ー、（１６） ４６０．４６１，４６２・・・トリミングフィルタ、４
７０．４７１，４７２・・・光電変換素子、４８０゜４
８１．４８２・・・Ａ／Ｄ変換器、４９・・・加算器、
５００．５０１，５０２・・・割算器、５１０，５１１
゜５１２．５５．６２・・・閾値回路、５２０，５２１
゜５２２．５３０，５３１，５３２，６００，６０１゜
６０２．６０３，６０４，６０５・・・標準値格納用Ｒ
ＯＭ、５４．６１・・・乗算器、５６・・・プライオリ
ティエンコーダ、５７・・・論理和回路、５８・・・画
像メモリ、６３・・・シフトレジスタ、６４・・・リン
グカウンタ、６５，６９６，６９７・・・制御線、６６
゜６９３・・・データ線、６７・・・セレクタ、６８・
・・メモリ、６９０，６９１，６９２，６９４，６９５
・・・配線、７０・・・色の領域と白領域の識別ビット
、（１７） 第　ｌ　目 第　２　口 第５図 伯　６　国 第　７　ロ アｏ　７／ −！’１１！：１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被写体を２つ以上の光の波長帯域に分けて走査入力
   する手段と、識別する色の特性にもとづいて与える標準
   値を格納する手段と、各波長帯域ごとの入力値、入力値
   間の比または複数個の入力値の和に対する各入力値の比
   とについて、標準値と比較し一致の度合に応じて決まる
   評価値を与える手段と、それらの評価値の積をめる乗算
   器ないし論理積回路とを主要構成要素とする色コード化
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項の装置に閾値回路を付加し、
   評価値の積をさらに評価できるようにしたことを特徴と
   する色コード化装置。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項の装置に複数の候
   補から１つの候補を選ぶ手段を付加したことを特徴とす
   る色コード化装置。 ４、特許請求の範囲第１項から第３項のいずれかの装置
   において、標準値を変更するための手段との接続手段を
   付加したことを特徴とする色コード化装置。 ５、特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかの装置
   に、入力信号の少なくとも１つを閾値処理する手段と、
   閾値処理の結果で色の領域と判定された領域と色コード
   のまった領域とを統合する手段と、統合された領域と背
   景領域とを区別する手段とを付加し、色の種類が識別で
   きない場合には少なくとも色の領域であるか否かを判別
   する機能を具備したことを特徴とする色コード化装置。