JPS62107384A - 線分抽出装置 - Google Patents

線分抽出装置

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JPS62107384A
JPS62107384A JP60247778A JP24777885A JPS62107384A JP S62107384 A JPS62107384 A JP S62107384A JP 60247778 A JP60247778 A JP 60247778A JP 24777885 A JP24777885 A JP 24777885A JP S62107384 A JPS62107384 A JP S62107384A
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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】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段(第1図)作用 実施例 (α)一実施例の構成の説明(第2図、第3図。
第4図) (6)一実施例の動作の説明(第5図、第6図。
第7図) (C)他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 画像の輪郭点座標に対する写像関数を計算し、ヒストグ
ラムを作成して線分情報を抽出する線分抽出装置におい
て、写像関数の計算部と、バッファき、ヒストグラム作
成部を直列に接続することによって、写像関数の計算と
ヒストグラムの作成を並列に行な・えるようにしたもの
である。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、原画像から写像によって線分情報を抽出する
ための線分抽出装置に関し、特に高速にヒストグラムの
作成を行なうことのできる線分抽出装置に関する。
近年、人間の眼と同様の機能を機械によって実現するた
めlζ物体の認識技術か盛んに開発さnている。
この様な物体の認識においては、物体を画像として把え
、この画像から物体の特徴等の情報を抽出して物体を認
識する方法が用いられている。
このため、一般に物体をテレビカメラ等の撮像手段によ
って撮像し、原画像を取入み、この画像を元に電気的処
理を行って情報抽出を行なう必要かある。
一方、このような原画像は背景や照明条件に強い制限の
ある2値画像処理主体のものでは、比較的原画像の構造
線の抽出が容易であるが、制限の少ない通常反射光下で
は原画像自体が濃淡画像々なり、このため濃淡画像から
輪郭抽出処理を行な−う必要が生じてくる。
この輪郭抽出処理における問題として、原画fに輪郭の
途切れや輪郭成分以外のものか含まn、ていることにあ
り、このような不明確な原画像かン・いかに輪郭を抽出
するかの解決策が望まれている、。
この様な輪郭の抽出方法として従来よりハフ(HOμy
h)変換による4像を用いるものや球面写像を用いるも
のがある。ハフ変換は、入力画像についての直線あるい
は線分の抽出等において、確かさを濃縮させる手法とし
て用いられるものである。第8図はハフ変換の説明図を
示す。いわゆ・′ハフ変換においては、第8図(A)図
示の如き画像ブレーン上の点(xi、yi)が、第8図
(B)図示の如きパラメータプレーンlζおいて、 ρ;、汎cos’θ+yiハルθ ・・・・・・・・・
・・・(1)で表わされる正弦波(写像関数)に変換さ
iする。
ここで、第8図(〜図示の距き]直線上の各点に対応す
る正弦波を、パラメータプレーン・−ンにプロットし、
ヒストグラムを作成すると、第8図(B)図示の如く、
2点(ρが正のものだけ考えれば1点)で交れる。この
点の回転角θ。・高さρOは、第8図(5)の各点が構
成する直線に対し原点から垂直な線を下ろした時の垂直
線の長さρ。と回転点θ。
を示すことになるから、ここによって幽該各点の構成す
る直線の情報を抽出出来る。即ち、直線あるいは線分の
抽出、途切n1歪みのある線分の再生等が可能となる。
〔従来の技術〕
このような写像による輪郭、即ち線分の抽出を行なう装
宜七して、従来第9図(へに示す如く、原画像より得ら
れ、た輪郭点座標(xi、yi)から前述の写像関数値
ρを計算し、ヒストグラムを作成するプロセッサCPU
と、ヒストグラムが書込まれるヒストグラムメモリHM
で構成していた。
このプロセッサCPUは、第9図(B)に示す如く、ハ
フ変換においては、輪郭点座標(3co−y++)から
対応する一連の写像関数値ρ。〜ρ、、を計算し、計算
した関数値からとストグラムメモリHMにヒストグラム
を作成書込みする処理を交互に行なってヒストグラムメ
モ’JHMに1つの座標に対するヒストグラムを完成さ
せるものであった。
〔発明が解決しようさする問題点〕
このような線分抽出装置においては、輪郭点座標に対応
する写像関数ρを細かに分割して関数値を発生すnはす
る程ヒストグラムの精度が上かり、従って正確なヒスト
グラムメモリ上の極大点検出力3可能となる。
例えば、第9図の例の如く一つの写像関数ρ−2512
分割すれば、256X256画素の入力画像に対し1画
素以内の精度で線分検出が行C,′える。
このような高精度の極大点検出を可能上するlとは、1
つの輪郭点に対し、512回の関数値の部算七杉 ヒストグラムの作成をり、、tqばならず、従来の如く
プロセッサCPUによって関数値計算とヒストグラム作
成の両方を交互に行なうものでは、】′つの座標に対し
分オーダの時間がかかり、線分抽出に要する時間が長く
なるという問題があった。
従って、本発明は輪郭点座標力)らヒストグラムの作成
を高速に行なうことのできる線分抽出装置を提供するこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理説明図である。
図中、1は関数値計算部であり、輪郭点座標(xi、y
i)から対応する写像関数の関数値を計′算するもの、
2はバッファであり、関数値計算部1で計算された関数
値を蓄えておくもの、3はヒストグラム作成部であり、
バッファ2に蓄えらnた関数値からヒストグラム作成計
算を行ない、ヒストグラムメモリに書込むものである。
従って、本発明では、関数値計算部1とヒストグラム作
成部3とか別個に存在し、バッファ2を介して直列に接
続さn、て構成されている。
〔作用〕
本発明では、関数値計算部Iとヒストグラム作成部3(
!:が別個に設けられているので、関数値計算とヒスト
グラム計算を並列に実行できる。
又、バッファ2を介して計算@1と作成部3が接続され
ているので計算時間の差かあっても、計算部1と作成部
3の並列動作が可能となる。
このため、輪郭点座標からヒストグラム作成部での過程
を高速化することかできる。
〔実施例〕
(α)一実施例の構成の説明 第2図は本発明の一実施例構成図である。
図中、第1図で示したものと同一のものは同一の記号で
示してあり、4はテレビカメラであり、対象画像を撮傳
、シ、画像信号に変換するもの、5は輪郭抽出部であり
、テレビカメラ4からの画像信号から輪郭点を抽出し、
輪郭点アドレスを発生するものであり、テレビカメラ4
の画像信号をアナログ/デジタル変換して8ビツトの画
1象データに変換するA/Dコンバータ50と、A/D
コンバータ50の出力を空間微分して輪郭(エツジ)以
外を除去する空間微分回路51と、空間微分回路51の
出力を細線処理する極値処理回路52と、甑値処理回路
52の出力によって輪郭点のアドレスを発生する輪郭ア
ドレス発生回路53とで構成さnている。6は速度調整
バッファであり、輪郭抽出部5からの輪郭点アドレスを
一時蓄えておくもの、7はヒストグラムメモリであり、
ヒストグラム作成部3によってヒストクラムが書込まれ
るものであり、例えば256KBttの容量を有するも
の、8はホストプロセッサであり、速度調整バッファ6
、関数値計算部1、バッファ2及びヒストグラム作成部
3を制御するとともに、ヒストグラムメモリ7の内容を
分析して線分抽出するものである。
第3図は第2図構成における関数値ρ計算部の構成図で
ある。
図中、10はアドレスカウンタであり、クロックを計数
してハフ変換におけるθ方向10〜πのアドレスルを発
生するもの、1】はcotθテーブルであり、各アドレ
スルに対応するCOりθの値をテーブルとして有してい
るもの、12はsinθテーブルであり、各アドレスル
に対応するsinθの値をテーブルとして有しているも
の、13cL、13A、I3C,13dは入力レジスタ
であり、入力レジスタ13αはバッファ釦からの輪郭点
座標xLを格納するもの、入力レジスタ13bはCQJ
?θテーブル】1からのCO2θル値を格納するもの、
入力レジスタ13Cはバッファ6からの輪郭点座標yt
 を格納するもの、入力レジスタ13dはsinθテー
ブル12からのJ′tnθル値を格納するものである。
14.15は各々乗算器であり、乗算614は入力レジ
スタ13αの座標・τi♂入カシカレジスタbのcap
θル値を乗算し、(xi ? cosθn)を出力する
もの、乗算器15は入力レジスタ13cの・座標ytと
入力レジスタJ3d−の、?in On値を乗算し、(
yimsiルθル)を出力するもの、16α、16bは
各々出力レジスタであり、出力レジスタ16αはクロッ
クに応じて乗算器J4の出力(xi * CosθrL
)がセットされるもの、出力しラスタl5hctクロツ
クに応じて乗算器15の出力(yi−目ルθn、)がセ
ットされるもの、17は加算器であり、各出力17・、
″スタ16α、16hの内容を力n算し、ρ7+、= 
 (、TL* COJ’θn+yisinθn、 )を
JJ3力するもの、18(才書込レジスタであり、クロ
゛ツク(こ応じて加算器17の出力ρルかセットさrt
、データバツ−7ア2に書込むためのものである。
従って、1■数値計1:部1は〕′・フ変換関数ρルを
計算するよ“)構成されており、入力された輪郭点座標
(、r:i 、 yi )に対]21.、各アドレスn
(=Q〜511)何)′)フ変換関数値ρルをハードウ
ェアによって計算・j−るよう(r、構成さn、アドレ
スルと関数値ρ・Z七ll!m次゛〈ラフ)”2に書込
むものである。
第4図は第2図構成におけるヒストグラム作成部3の構
成図である。
図中、3014ノ゛ドレス生成部であり、バッファ2か
らのアドレスルと関数値ρnをヒストグラムメモ11;
”(7)アドレスきしで生成し、ヒストグラムメモリ7
・4.・アクセスするもの、31はインクリメント回路
であり、ヒストグラムメモリ7からアドレス生成部30
のアドレスによって読出された8ビットのデータに1加
算し、ヒストグラムメモリ7ヘデータ々(,7て出力す
るもの、32はメモリコントローラであり、アドレスク
ロックに応じてヒストグラムメモリ7のリード/ライト
を制御するとともにインクリメント回路31の動作を制
御するものである。
従って、i−ストダラム作成部3′は、ヒストグラムメ
モリ7をアドレスn、七関数値β3七をアドレス(!ニ
ジて対応する位置のデータを醗出し、この−1′−タに
11h゛を加算して再び同一位置に書込みを行なうまう
構成さnており、ヒストグラムメモリ7は8ビットのデ
ータが縦512.横512コ収容できるメモリで構成さ
nている。
(b)一実施例の動作の説明 第5図は第3図構成にょるρ計算動作の説明[!に+、
第6図は第4図構成によるヒストグラム作成動作の説E
A図、第7図は全体動作説明図である。
テレビカメラ4から入力された原画像(濃淡画像)(オ
、輪郭抽出部5に人力さnl、輪郭抽出部51こおいて
、聞知の如く輪郭点アドレス(xi、yi)が油出x、
冑、速度調整バッファ6に出力さnる。
!、度、$8バッフ了6はファーストイン拳ファースト
了つドメモリで構成さn抽出さnた輪郭点アドレス(γ
’+y’)を順次格納する。一方、関数値計算部i i
71速度調整バッファ6から輪郭点アドレス(xi、y
i)を受け、第5図の如く動作する。
先づ、り1]ツクの周部Tを乗算器14.15の乗算時
間(こ合F、)せてe定する。こnは同一素子技術の条
・タトQ、、、) (、とて(A、第3図構成のもので
は、乗算時間と1I3j〕I′I算時間、テーブルアク
セス時間より長いため、最大の乗算時間に合わせて設定
する。
そ11.て、ハフ変換のベラメータθの0〜πを5.1
2対・分(9,て各関数値ρルを計算する。
従つ了゛%第1.i式は、 ρ71 − で: 7. c o 、11−−i−y 
t、 5 tル□ ・・・・・・(2)tこ変形さイ゛
7□、cosθデープルl 】、 xiミルθテーブル
1)1こ(2大アドレスn、に対応して512個のco
sθ、5ine値が格納されている。
第5図に示ス如く、バッファ6から輪郭点アドレス(x
i、yi)を受けると、クロックによってレジスタ13
α5】3Cにこれらかセットされるとさも?ζ、co、
tθテーブル1】からcosf)aか、sinθテーブ
ル12から、pin−θ。か各々レジスタ] 3 b 
、 I 3 d、にセットされる。
従って各乗算器14.15は、(xi * cosθ。
)(yi会、qiミル。)を演算(7、次のクロックで
乗算出力は出力レジスタ16α、16bにセットされる
。
更にレジスタ16α、16zにセットさnた乗算出力は
加算器17で加算され、更に次のクロックで書込1、・
ラスタ18Iζセツトされる。
従って3ノロツクで、(:c↓、yL)に対するアドレ
ス気Oツノの関数値ρ、か得らnる。
このρ計算部1(・ばアドレスカウンタの歩進により順
次直列的に演算か行なわれるので、クロック毎に関数値
がρ。9ρ1 。り、・・・ρ61iと出力さn1従っ
て1つの@郭点アドレス(xi、 、 yL)に対し一
連の512個の関数値を発生する時間は(512+3)
xTで済む。この計算さ7゛した関数値ρルは第7図に
示す様1こ、データバッファ2にアドレスルと共に格納
されていく。一方、ヒストグラム作成部3では、アドレ
スクロックの到来毎にアドレス生成部30よりデータバ
ッファ2のル。
ρルか読出さvl、こわをアドレスとしてヒストクラム
メモリ7をアクセスする。メモリコントローラ32はこ
のアドレスクロックに応じて第6図のライトイネーブル
信号WEを発生するから、ヒストグラムメモリ7からは
第6図のメモリI10データの如くアクセスされたアト
L/スのデータDn、が先づ読出さn、インクリ、lン
ト回路31へ与えられ、インクリメント回路31で−J
〃加算さ;「1て、ライトイネーブル信号WEのローレ
ベルとでまってインクリメント回路31の出力データD
yi+1が同一アドレスに書込まれる。
従って、第7図の如く、ρ計算部Jで512個のρルが
計算された後、ヒストグラム作成部3で512個のρ1
1がヒストグラムメモリ71こ書込まnる。この書込み
の間にρ計算部Jは、次の輪郭点座標(:c+、yy)
に対するρnの計算か行なわn1従って関数値計算々ピ
ズトダラム作成が並列動作する。
このため、従来のヒストグラム作成までに要する時間は
ρ計算時間Tρとヒストグラム作成時間Tかの和である
のに対1,4本発明ではTρとT+zの大きい方の時間
で済むことになる。
又、ρ計算部1の計算時間も、大幅(ζ短縮される。即
ち、従来の計算時間(4、テーブルアクセス2回、乗算
2回、加算1回の5回であり、乗算時間を加算、テーブ
ルアクセス時間Tαの2倍々設定すると、512×、 
7 X T a々なり、本発明で(ゴ前述の如< 5 
] 5 X、 2 X Tαの1こめ、3,5倍早くな
る。
このようにピストグラムメモリ7にヒストグラムが書込
まれると、ホストプロセッサ8(よヒスj・クラムメモ
リ7の内容を絖出し、その極大値のアドレスを交点とし
て探索し、極大値のアトI/スによって前述の線分の角
度θ。2距離β。を再生抽出する。
(C)他の実施例の説明 前述の実施例は写像関数としてハフ変換関数を例に説明
したが他の変換関数を用いることもできる。
以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形か可能であり、本発明からこわ
らを排除するものではない。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば、写像関数の計算と
、ヒストグラムの作成が並列に行なえるため、線分抽出
におけるヒストグラム作成に要する時間を短縮でも、高
速な線分抽出か可能きなる七いう効果を奏する。特に高
精度の、検出4行なうため、多数の写像関数値を発生す
る場合にその効果が大きく、線分抽出処理の高速化に寄
与するところか大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の一実施例構成図、 第3図は第2図構成の関数値計算部の内部構成図、 第4図は第2図中4成のヒストグラム作成部の構成図、 第5図は本発明の一実施例による関数′lla計−a動
作説明図、 第6図は本発明の一実施例によるヒストクラム作成動作
説明図、 第7図は本発明の一実施例全体:’Nj1作説明図、第
8図はハフ変換の説明図、 第9図は従来技術の説、明図である。 図中、1・・・関数値計算部、 2・・・バッファ、 3・・・ヒストグラム作成部、 5・・・輪郭抽出部、 7・・・ヒストグラムメモリ。 本発明の原理謂朗図 −寅オ色イ列オ去Lfflじd 第2図 第4図 戸計算動作言免朗図 第5図 (A )            (B )ハフ叉挟の
説明図 第8図 (A> (む礼技材゛丁の説明図 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 画像の輪郭点座標に対し写像関数値を計算し、該計算さ
    れた写像関数値に従つてヒストグラムを作成して該ヒス
    トグラムから該輪郭点座標の示す線分情報を抽出する線
    分抽出装置において、該輪郭点座標から写像関数値を計
    算する写像関数値計算部と、 該写像関数値計算部で計算された写像関数値を記憶する
    バッファと、 該バッファの写像関数値からヒストグラムメモリにヒス
    トグラムを作成するヒストグラム作成部とを含むことを 特徴とする線分抽出装置。
JP60247778A 1985-11-05 1985-11-05 線分抽出装置 Expired - Fee Related JPH0799544B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60205782A (ja) * 1984-03-30 1985-10-17 Fujitsu Ltd 直線抽出処理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60205782A (ja) * 1984-03-30 1985-10-17 Fujitsu Ltd 直線抽出処理方法

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