JP2002117402A - 画像処理方法及びその装置 - Google Patents

画像処理方法及びその装置

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JP2002117402A
JP2002117402A JP2000310892A JP2000310892A JP2002117402A JP 2002117402 A JP2002117402 A JP 2002117402A JP 2000310892 A JP2000310892 A JP 2000310892A JP 2000310892 A JP2000310892 A JP 2000310892A JP 2002117402 A JP2002117402 A JP 2002117402A
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Osamu Nakayama
修 中山
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ORISU KK
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  • Image Analysis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然環境や植物植生状態の解析を画像処理で
行う際に、簡単に色基準で判別する手法を提供する。 【解決手段】 処理対象となる色彩画像を形成する各画
素毎にRGB値を求めて(画像出力部1)、各画素のR
GB三次元座標上の色ベクトルから当該画素の色度平面
座標位置を求め、前記色度平面における何れかの頂点か
らの距離を基準として当該画素の色識別を行い(色度座
標算出手段21)、当該画素が前記基準以内であるかを
判別して(判別手段23及び結果出力手段24)、判別
結果を表示する(表示部3)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、色分布例えば「緑分
布」で植物植生状態の解析を行う等、画像の色分布に基
づいて各種解析に使用する画像処理方法並び画像処理装
置に関するものである。
【0002】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】解析対象
物や判別対象物を撮取して所定の画像を得ると共に、当
該画像の色彩を判別して、所定の目的を達成することは
周知のことで、前記の色彩判別手法は、画像を形成する
画素の色彩を色値(RGB:赤、緑、青の三原色値)に
分解し、適宜な処理を行い目的に応じた色識別を行って
いる。
【0003】例えば色相及び色調によるカラー画像の領
域抽出法としては、色値を色相(マンセル色相、PCC
S色相)のみの色値に変換して、色相頻度分布を求め、
色相頻度分布で色値のクラスタリングにより、当該領域
の色相名の割り当て、更に色相名で分けたり領域の色調
分布のクラスタリングを行い、色調分布名を付与し、色
相名と色調名で領域分類を行う手段が知られている(特
許第2725602号公報参照)。また特開平11−9
6369号公報には、画像データベースとして色特徴を
抽出する手段として、RGB値をHLS(色相、明度、
彩度)値に変換して、人間の間隔に近い判別データとす
ることが開示されており、更にRGB値の三次元座標空
間を所定の領域で区分けして、色識別とする手段も提案
されている(特開平10−58755号公報)。
【0004】ところで植物植生の状態を上空から撮取し
た画像に基づいた解析を行う場合に、単に従前のとおり
色値から色相を判別し、色相で分析しても、植物はその
種別によって必ずしも一定した色彩ではない。更に撮取
した画像は、雲が介在していたりして、画像の画素色デ
ータは一定していない。
【0005】そこで本発明は、主として植物の植生状態
の解析に最適な画像処理方法並びに画像処理装置を提案
したものである。
【0006】
【課題を解決する手段】本発明に係る画像処理方法は、
処理対象となる色彩画像を形成する各画素毎にRGB値
を求め、各画素のRGB三次元座標上の色ベクトルから
当該画素の色度平面座標位置を求め、前記色度平面にお
ける何れかの頂点からの距離を基準として、当該画素の
色識別を行うことを特徴とするもので、更に当該画素が
前記基準以内であるかを判別して設定基準以内の画素を
一律に表示してなることを特徴とするものである。
【0007】また本発明に係る画像処理装置は、解析処
理対象物の撮取手段及び撮取画像を形成する多数の画素
を各光量に対応した各RGB値に分解して出力する出力
手段を備えた画像出力部と、画像出力部からのRGB値
信号に基づくRGB三次元座標上の当該画素の色ベクト
ルにおける色度平面座標位置を求める手段、及び前記平
面座標と色度平面の何れかの頂点からの距離を算出する
手段、及び前記距離の判別基準値の設定手段並びに設定
基準値以内であるか否の判別手段、及び画像の全ての色
ドットの判別結果を出力する出力手段を備えた演算処理
部と、判別結果を撮取画像と対応して表示する表示手段
を備えた表示部とで構成されることを特徴とするもので
ある。
【0008】而して画像出力部から画像出力データの各
画素を、演算処理部で、RGBの色値に基づいてRGB
三次元座標における色ベクトルを特定し、更に前記色ベ
クトルの色度平面における位置を特定する。全ての画素
において色度平面上の座標位置(以下「色度座標」とい
う)を特定した後、例えば「緑分布」を解析するとした
場合には、色度平面の緑頂点(G頂点)からの各画素の
色座標までの座標上の距離を算出し、前記距離が一定の
設定基準範囲内の画素数比率(前画素数に対する基準無
い画素数の比率)を算出したり、当該画素の画面表示や
印刷表示を行う。
【0009】従って例えば植物の植生状態の解析におい
て、画素数比率で、当該地域の緑比率で植物の植生状態
を把握できるし、画像表示などで植物の分布状態を把握
できる。特に色度平面上の座標(輝度を一定とした場合
のRGB座標:色度座標)を判別基準として設定してい
るものであるから、撮取時の気象状態に左右されること
なく色判別がなされるものである。しかも設定基準を変
更したデータ(画素数比率並びに分布状態)の対比で更
なる分析も可能である。
【0010】
【実施の形態】次に本発明の実施の形態について説明す
る。実施形態に示した画像処理装置は、画像出力部1
と、演算処理部2と、表示部3から構成される。
【0011】画像出力部1は、解析処理対象物の撮取手
段11、及び撮取画像を形成する多数の画素を各光量に
対応した各RGB値に分解して出力する出力手段12を
備えてなるもので、例えばデジタルビデオカメラ01で
は、撮取手段11及び出力手段12を共に備えている
し、撮取手段としてカメラ02を採用し、出力手段とし
てはイメージスキャナー03を採用することでも構成で
きる。
【0012】演算処理部2は、色度座標算出手段21
と、判別基準設定手段22と、判別手段23と、結果出
力手段24とを備えてなる。色度座標算出手段21は、
画像出力部1の出力信号は、画像を形成する各画素毎の
RGB値からなり、前記RGB値は、一般に三原色光量
に応じて0〜255階調のデータ値となる。即ち各画素
は、全て図3に例示するRGB三次元座標で最大値25
5の座標空間内に位置する。原点Oから当該画素の座標
位置C(R,G,B)のベクトルが、当該画素の色ベク
トルとなる。
【0013】更に前記色ベクトルと色度平面(輝度:R
+G+B=255となる平面)との交叉する座標c
(r,g,b)即ち色度座標を算出し、次に前記色度座
標cの色度平面(図3の実線の三角形:図4の正三角
形)の頂点G(0,255,0)からの距離glを算出
する。距離glの算出は、[式1]で求められる。
【0014】
【式1】
【0015】判別基準設定手段22は、前記距離gl値
に基づく判別基準、例えば「gl<40」とか、「0<
gl<50」というような基準を設定するもので、判別
手段23は、各画素のgl値が設定基準を満たすか否か
の判別を行うものである。また結果出力手段24は、前
記判別を行った画素比率を演算して出力したり、当該画
素を「0,1」出力して画像を形成する画像出力を行う
ものである。
【0016】前記の演算処理部2はパソコン04で実現
でき、判別基準設定はキーボード05からの入力で実現
できる。
【0017】表示部3は、前記演算処理部2の判別結果
である「画素数比率」や画素分布画像を表示するもの
で、パソコンのCRTディスプレー06やプリンター0
7で実現される。
【0018】前記の画像処理装置並びに処理手法によっ
て、例えば植物の植生状況の解析を行う場合には、植物
のクロロフィルに注目し、撮取画像の緑色を基準とした
分析判別を行う。
【0019】具体的には解析対象である地域を上空より
撮取し、撮取画像をスキャナー03で読み取りパソコン
04に入力し、或いはデジタルカメラ01で撮取した画
像を直接パソコン04に入力すると、所定の演算処理が
なされ判別結果が出力されるものである。
【0020】特に前記演算処理に際して、予め判別基準
値を設定する必要があるが、判別基準の設定を、種々試
みた結果、植物の健全繁殖の判別基準として最適と認め
られる「120<gl値<165」を採用すると、例え
ば肥料αを採用した地域の撮取画像ロを解析すると、解
析画像ハと画素比率47%の結果が得られ、また肥料β
を採用した地域の撮取画像ニを解析すると、解析画像ホ
と画素比率35%の結果が得らるとすると、画素比率の
対比から肥料の効果を客観的に対比できる。更に各解析
画像からは植物の繁殖分布の状態を把握できる。
【0021】更に判別基準の設定を変えて解析画像ヘを
得、これを解析画像ハと対比することで、植物の種類に
対応した詳細な解析が可能となると推定される。
【0022】前記実施形態は、植物植生状態の解析のた
めに、緑色を基準とした例を示したが、本発明の使用用
途は前記実施形態に限定されるものではなく、色基準に
基づく分析や解析に利用できるものである。
【0023】
【発明の効果】以上の通り本発明は、処理対象となる色
彩画像を形成する各画素毎にRGB値を求め、各画素の
RGB三次元座標上の色ベクトルから当該画素の色度平
面座標位置を求め、前記色度平面における何れかの頂点
からの距離を基準として当該画素の色識別を行い、当該
画素が前記基準以内であるかを判別して判別結果を表示
する画像処理方法並びに処理装置で、解析対象画像を、
同一輝度における色相の一原色のみを基準とする解析結
果を得るもので、地域の緑地分布、紅葉分布、湖沼の汚
染状態など、簡単な演算処理で簡単な解析を可能とした
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の実施形態のブロック図。
【図2】同装置構成例の説明図。
【図3】本発明方法の実施形態の三原色座標説明図。
【図4】同色度平面座標の説明図。
【図5】同解析例の説明図。
【符号の説明】
1 画像出力部 11 撮取手段 12 出力手段 2 演算処理部 21 色度座標算出手段 22 判別基準設定手段 23 判別手段 24 結果出力手段 3 表示部 01 デジタルビデオカメラ 02 カメラ 03 イメージスキャナー 04 パソコン 05 キーボード 06 CRTディスプレー 07 プリンター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 AA14 AA15 BA02 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB06 CB12 CB16 CC01 CE17 DB02 DB06 DB09 DC25 5C077 MP08 PP32 PQ12 PQ20 SS01 5C079 HB01 LA01 LA02 MA11 MA17 NA27 5L096 AA02 AA06 DA01 DA02 FA15 GA40 GA51

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理対象となる色彩画像を形成する各画
    素毎にRGB値を求め、各画素のRGB三次元座標上の
    色ベクトルから当該画素の色度平面座標位置を求め、前
    記色度平面における何れかの頂点からの距離を基準とし
    て、当該画素の色識別を行うことを特徴とする画像処理
    方法。
  2. 【請求項2】 各画素の色度平面座標位置と色度平面の
    何れかの頂点からの距離を基準として、当該画素が前記
    基準以内であるかを判別して設定基準以内の画素を一律
    に表示してなる請求項1記載の画像処理方法。
  3. 【請求項3】 解析処理対象物を撮取する手段及び撮取
    画像を形成する多数の画素を各光量に対応した各RGB
    値に分解して出力する出力手段を備えた画像出力部と、
    画像出力部からのRGB値信号に基づくRGB三次元座
    標上の当該画素の色ベクトルにおける色度平面座標位置
    を求める手段、及び前記平面座標と色度平面の何れかの
    頂点からの距離を算出する手段、及び前記距離の判別基
    準値の設定手段並びに設定基準値以内であるか否の判別
    手段、及び画像の全ての色画素の判別結果を出力する出
    力手段を備えた演算処理部と、判別結果を撮取画像と対
    応して表示する表示手段を備えた表示部とで構成される
    ことを特徴とする画像処理装置。
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