JP2867197B2 - 多階調画像のエッジ抽出装置 - Google Patents
多階調画像のエッジ抽出装置Info
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- JP2867197B2 JP2867197B2 JP4147630A JP14763092A JP2867197B2 JP 2867197 B2 JP2867197 B2 JP 2867197B2 JP 4147630 A JP4147630 A JP 4147630A JP 14763092 A JP14763092 A JP 14763092A JP 2867197 B2 JP2867197 B2 JP 2867197B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、多階調画像のエッジ
抽出装置に関するものであり、特にその抽出精度の向上
に関するものである。
抽出装置に関するものであり、特にその抽出精度の向上
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】画像のエッジを検出するため、種々の方
法が用いられている。例えば、隣接する画素の濃度差を
演算し、濃度差がしきい値を越えていれば画像のエッジ
であると判断し、しきい値を越えていなければ画像のエ
ッジでないと判断する方法がある。例えば、図１０に示
すような人物画像において、線α上での濃度をグラフで
示すと、図１１のようになる。これを一次微分すると、
図１２に示すように、エッジ部分βのみ、微分値の絶対
値が大きくなる。したがって、所定のしきい値γを設け
れば、これより微分値の絶対値が大きい部分をエッジで
あると判定することができる。これを１次微分法と呼
ぶ。
法が用いられている。例えば、隣接する画素の濃度差を
演算し、濃度差がしきい値を越えていれば画像のエッジ
であると判断し、しきい値を越えていなければ画像のエ
ッジでないと判断する方法がある。例えば、図１０に示
すような人物画像において、線α上での濃度をグラフで
示すと、図１１のようになる。これを一次微分すると、
図１２に示すように、エッジ部分βのみ、微分値の絶対
値が大きくなる。したがって、所定のしきい値γを設け
れば、これより微分値の絶対値が大きい部分をエッジで
あると判定することができる。これを１次微分法と呼
ぶ。
【０００３】また、ある画素に注目し（注目画素）、こ
の注目画素の濃度と注目画素の周囲にある画素（周囲画
素）の平均濃度とを比較して、画像のエッジであるか否
かを判定する方法もある（２次微分法）。この２次微分
法においては、注目画素の濃度と周囲画素の平均濃度と
の差が、しきい値を越えていれば画像のエッジであると
判断し、越えていなければエッジでないと判断する。
の注目画素の濃度と注目画素の周囲にある画素（周囲画
素）の平均濃度とを比較して、画像のエッジであるか否
かを判定する方法もある（２次微分法）。この２次微分
法においては、注目画素の濃度と周囲画素の平均濃度と
の差が、しきい値を越えていれば画像のエッジであると
判断し、越えていなければエッジでないと判断する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のエッジ抽出においては、次のような問題点
があった。
ような従来のエッジ抽出においては、次のような問題点
があった。
【０００５】従来のエッジ抽出は、濃度差がしきい値を
越えているか否かに基づいてエッジの判定を行ってい
る。このため、しきい値を小さくしすぎると、ノイズま
でもエッジであると判断してしまうおそれがある。逆
に、しきい値を大きくしすぎると、ノイズによる誤判断
はなくなるが、本来のエッジを判定できなくなるおそれ
がある。
越えているか否かに基づいてエッジの判定を行ってい
る。このため、しきい値を小さくしすぎると、ノイズま
でもエッジであると判断してしまうおそれがある。逆
に、しきい値を大きくしすぎると、ノイズによる誤判断
はなくなるが、本来のエッジを判定できなくなるおそれ
がある。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解決し
て、画像のエッジ判定を正確に行うことのできる装置を
提供することを目的とする。
て、画像のエッジ判定を正確に行うことのできる装置を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る多階調画
像のエッジ抽出装置は、注目画素の等濃度方向を演算す
る第１の等濃度方向演算手段、注目画素から前記算出さ
れた等濃度方向に所定の距離離れた位置に存在する比較
画素を少なくとも１以上選択する比較画素選択手段、選
択された比較画素の等濃度方向を演算する第２の等濃度
方向演算手段、注目画素の等濃度方向と比較画素の等濃
度方向とを比較して、両方向の角度差を演算する角度差
演算手段、算出された角度差に基づき、前記注目画素が
画像のエッジに含まれるか否かを判別するエッジ判別手
段、を備えたことを特徴としている。
像のエッジ抽出装置は、注目画素の等濃度方向を演算す
る第１の等濃度方向演算手段、注目画素から前記算出さ
れた等濃度方向に所定の距離離れた位置に存在する比較
画素を少なくとも１以上選択する比較画素選択手段、選
択された比較画素の等濃度方向を演算する第２の等濃度
方向演算手段、注目画素の等濃度方向と比較画素の等濃
度方向とを比較して、両方向の角度差を演算する角度差
演算手段、算出された角度差に基づき、前記注目画素が
画像のエッジに含まれるか否かを判別するエッジ判別手
段、を備えたことを特徴としている。
【０００８】請求項２の多階調画像のエッジ抽出装置
は、さらに第１の等濃度方向演算手段の演算結果を各画
素毎に記憶しておき、選択された比較画素の演算結果を
取り出すことによって等濃度方向を得るように第２の等
濃度方向演算手段を構成したことを特徴としている。
は、さらに第１の等濃度方向演算手段の演算結果を各画
素毎に記憶しておき、選択された比較画素の演算結果を
取り出すことによって等濃度方向を得るように第２の等
濃度方向演算手段を構成したことを特徴としている。
【０００９】請求項３に係る多階調画像のエッジ抽出装
置は、注目画素の濃度最大勾配方向を演算する第１の濃
度最大勾配方向演算手段、注目画素から前記算出された
濃度最大勾配方向にほぼ垂直な方向に所定の距離離れた
位置に存在する比較画素を少なくとも１以上選択する比
較画素選択手段、選択された比較画素の濃度最大勾配方
向を演算する第２の濃度最大勾配方向演算手段、注目画
素の濃度最大勾配方向と比較画素の濃度最大勾配方向と
を比較して、両方向の角度差を演算する角度差演算手
段、算出された角度差に基づき、前記注目画素が画像の
エッジに含まれるか否かを判別するエッジ判別手段、を
備えたことを特徴としている。
置は、注目画素の濃度最大勾配方向を演算する第１の濃
度最大勾配方向演算手段、注目画素から前記算出された
濃度最大勾配方向にほぼ垂直な方向に所定の距離離れた
位置に存在する比較画素を少なくとも１以上選択する比
較画素選択手段、選択された比較画素の濃度最大勾配方
向を演算する第２の濃度最大勾配方向演算手段、注目画
素の濃度最大勾配方向と比較画素の濃度最大勾配方向と
を比較して、両方向の角度差を演算する角度差演算手
段、算出された角度差に基づき、前記注目画素が画像の
エッジに含まれるか否かを判別するエッジ判別手段、を
備えたことを特徴としている。
【００１０】請求項４の多階調画像のエッジ抽出装置
は、さらに第１の濃度最大勾配方向演算手段の演算結果
を各画素毎に記憶しておき、選択された比較画素の演算
結果を取り出すことによって濃度最大勾配方向を得るよ
うに第２の濃度最大勾配方向演算手段を構成したことを
特徴としている。
は、さらに第１の濃度最大勾配方向演算手段の演算結果
を各画素毎に記憶しておき、選択された比較画素の演算
結果を取り出すことによって濃度最大勾配方向を得るよ
うに第２の濃度最大勾配方向演算手段を構成したことを
特徴としている。
【００１１】請求項５の多階調画像のエッジ抽出装置
は、さらに前記注目画素における濃度勾配を演算する濃
度勾配演算手段を設けるとともに、前記エッジ判別手段
が、前記角度差だけでなく、演算された濃度勾配を含め
て、前記注目画素が画像のエッジに含まれるか否かを判
別するようにしたことを特徴としている。
は、さらに前記注目画素における濃度勾配を演算する濃
度勾配演算手段を設けるとともに、前記エッジ判別手段
が、前記角度差だけでなく、演算された濃度勾配を含め
て、前記注目画素が画像のエッジに含まれるか否かを判
別するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
【作用】第１の等濃度（濃度最大勾配）方向演算手段と
第２の等濃度（濃度最大勾配）方向演算手段により、注
目画素の等濃度方向（濃度最大勾配方向）と比較画素の
等濃度方向（濃度最大勾配方向）が演算される。角度差
演算手段は、両方向の角度差を演算する。エッジ判別手
段は、算出された角度差に基づいて、注目画素が画像の
エッジに含まれるか否かを判定する。このように、注目
画素と比較画素の等濃度方向（濃度最大勾配方向）の角
度差に基づいてエッジの判定を行うので、濃度差の小さ
なエッジを正確に抽出する。
第２の等濃度（濃度最大勾配）方向演算手段により、注
目画素の等濃度方向（濃度最大勾配方向）と比較画素の
等濃度方向（濃度最大勾配方向）が演算される。角度差
演算手段は、両方向の角度差を演算する。エッジ判別手
段は、算出された角度差に基づいて、注目画素が画像の
エッジに含まれるか否かを判定する。このように、注目
画素と比較画素の等濃度方向（濃度最大勾配方向）の角
度差に基づいてエッジの判定を行うので、濃度差の小さ
なエッジを正確に抽出する。
【００１３】また、第１の等濃度方向演算手段の演算結
果を各画素毎に記憶しておき、選択された比較画素の演
算結果を取り出すことによって等濃度方向を得るように
すれば、構成を簡素にすることができ、演算速度も向上
する。
果を各画素毎に記憶しておき、選択された比較画素の演
算結果を取り出すことによって等濃度方向を得るように
すれば、構成を簡素にすることができ、演算速度も向上
する。
【００１４】さらに、上記のような角度差に加えて、注
目画素における濃度勾配をエッジ判定の基準にすれば、
さらによく誤判定を防止することができる。
目画素における濃度勾配をエッジ判定の基準にすれば、
さらによく誤判定を防止することができる。
【００１５】
【実施例】図１に、この発明の一実施例によるエッジ抽
出装置のブロック図を示す。画像読取装置２は、原稿の
濃淡を電気信号に変換して、画素毎の多階調の濃度信号
として出力するものである。具体的には、ドラムスキャ
ナーや平面走査型スキャナー等を用いる。画像読取装置
２からの濃度信号は、画像メモリ４に与えられ、濃度デ
ータとして記憶される。例えば、画像メモリ４には、図
２に示すように、原稿の各画素に対応する濃度データが
記憶される。この実施例においては、主走査方向に対し
ては、全画素のデータを記憶し、副走査方向に対して
は、特定の画素数、例えば３２画素分のデータを記憶す
るようにしている。
出装置のブロック図を示す。画像読取装置２は、原稿の
濃淡を電気信号に変換して、画素毎の多階調の濃度信号
として出力するものである。具体的には、ドラムスキャ
ナーや平面走査型スキャナー等を用いる。画像読取装置
２からの濃度信号は、画像メモリ４に与えられ、濃度デ
ータとして記憶される。例えば、画像メモリ４には、図
２に示すように、原稿の各画素に対応する濃度データが
記憶される。この実施例においては、主走査方向に対し
ては、全画素のデータを記憶し、副走査方向に対して
は、特定の画素数、例えば３２画素分のデータを記憶す
るようにしている。
【００１６】濃度を高さで表わして、濃度データを表現
すると、図３のようになる（なお、図３は図２のデータ
とは対応していない）。図において、濃度の落込んでい
る部分が検出したい画像のエッジである。
すると、図３のようになる（なお、図３は図２のデータ
とは対応していない）。図において、濃度の落込んでい
る部分が検出したい画像のエッジである。
【００１７】図１において、濃度勾配演算手段である濃
度勾配演算回路６および第１の等濃度方向演算手段であ
る等濃度方向演算回路８は、画像メモリ４から濃度デー
タを読み出し、濃度勾配および等濃度方向を演算する。
度勾配演算回路６および第１の等濃度方向演算手段であ
る等濃度方向演算回路８は、画像メモリ４から濃度デー
タを読み出し、濃度勾配および等濃度方向を演算する。
【００１８】ここで、等濃度方向と濃度勾配について説
明する。まず、図６に示すように、濃度データにおい
て、同じ濃度を結んだ曲線６０（等濃度曲線とよぶ）を
考えてみる。ここで、注目画素ｍを通る等濃度曲線６０
3の接線方向を等濃度方向と呼ぶ。また、濃度勾配が最
大となる方向（矢印６２参照）を濃度最大勾配方向と呼
ぶ。等濃度方向と、濃度最大勾配方向は垂直に交わる。
明する。まず、図６に示すように、濃度データにおい
て、同じ濃度を結んだ曲線６０（等濃度曲線とよぶ）を
考えてみる。ここで、注目画素ｍを通る等濃度曲線６０
3の接線方向を等濃度方向と呼ぶ。また、濃度勾配が最
大となる方向（矢印６２参照）を濃度最大勾配方向と呼
ぶ。等濃度方向と、濃度最大勾配方向は垂直に交わる。
【００１９】濃度最大勾配方向θは、次のようにして求
められる。図５に示すように、注目画素ｍの周囲にある
４つの画素の濃度をＡ〜Ｄとしたとき、 θ＝tan-1(A-B)/(C-D)・・・・・(1) で求められる。
められる。図５に示すように、注目画素ｍの周囲にある
４つの画素の濃度をＡ〜Ｄとしたとき、 θ＝tan-1(A-B)/(C-D)・・・・・(1) で求められる。
【００２０】このようにして、濃度最大勾配方向θが算
出されると、等濃度方向ψは ψ'＝θ＋π/2・・・・・・・・・(2) ψ＝ψ'．modπ ・・・・・・・・(2') で求められる。(2')式は、等濃度方向ψを０〜πに制限
するためである。
出されると、等濃度方向ψは ψ'＝θ＋π/2・・・・・・・・・(2) ψ＝ψ'．modπ ・・・・・・・・(2') で求められる。(2')式は、等濃度方向ψを０〜πに制限
するためである。
【００２１】また、濃度勾配とは、注目画素ｍにおける
濃度変化の大きさをいうものである。この実施例におい
ては、主走査方向、副走査方向への濃度勾配ベクトルを
合成したベクトルの長さを求めることにより、濃度勾配
を算出している。すなわち、濃度勾配Ｌを、 Ｌ＝((A-B)2+(C-D)2)1/2・・・・(3) で求めている。
濃度変化の大きさをいうものである。この実施例におい
ては、主走査方向、副走査方向への濃度勾配ベクトルを
合成したベクトルの長さを求めることにより、濃度勾配
を算出している。すなわち、濃度勾配Ｌを、 Ｌ＝((A-B)2+(C-D)2)1/2・・・・(3) で求めている。
【００２２】濃度勾配演算回路６および等濃度方向演算
回路８は、画像メモリ４の濃度データに基づいて、上記
の演算を行う。図４に、濃度勾配演算回路６および等濃
度方向演算回路８のブロック図を示す。各ラッチ42,44,
46,48には、アドレスコントロール回路１４からの指令
により、注目画素ｍの周囲の画素の濃度データＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄが保持される。減算回路５０は、Ａ−Ｂの演算を
行い結果を出力する。減算回路５２は、Ｃ−Ｄの演算を
行い結果を出力する。両演算結果は、勾配ＲＯＭ５４お
よび方向ＲＯＭ５６の双方に与えられる。
回路８は、画像メモリ４の濃度データに基づいて、上記
の演算を行う。図４に、濃度勾配演算回路６および等濃
度方向演算回路８のブロック図を示す。各ラッチ42,44,
46,48には、アドレスコントロール回路１４からの指令
により、注目画素ｍの周囲の画素の濃度データＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄが保持される。減算回路５０は、Ａ−Ｂの演算を
行い結果を出力する。減算回路５２は、Ｃ−Ｄの演算を
行い結果を出力する。両演算結果は、勾配ＲＯＭ５４お
よび方向ＲＯＭ５６の双方に与えられる。
【００２３】勾配ＲＯＭ５４は、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄに対応
する(3)式の演算を行った結果をテーブルとして記憶し
ている。したがって、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄに対応する濃度勾
配Ｌを出力する。
する(3)式の演算を行った結果をテーブルとして記憶し
ている。したがって、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄに対応する濃度勾
配Ｌを出力する。
【００２４】方向ＲＯＭ５６は、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄに対応
する(1)、(2)、(2')式の演算を行った結果をテーブルと
して記憶している。したがって、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄに対応
する等濃度方向ψを出力する。
する(1)、(2)、(2')式の演算を行った結果をテーブルと
して記憶している。したがって、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄに対応
する等濃度方向ψを出力する。
【００２５】図１において、出力された濃度勾配Ｌは、
メモリ１０の画素毎に定められた領域に記憶される。同
様に、等濃度方向ψも、メモリ１２の画素毎に定められ
た領域に記憶される。以下同様にして、全ての注目画素
について、濃度勾配Ｌと等濃度方向ψが演算され、メモ
リ１０、１２に記憶される。なお、濃度勾配の代りに２
次微分値を算出し、メモリ１０に格納するようにしても
よい。また、メモリ１０、１２は、画像メモリ４と同様
に、主走査方向には全画素のデータ、副走査方向には３
２画素分のデータを記憶する。画像メモリ４、メモリ１
０、１２にいては、判定が終了したメモリ領域に順次新
しいデータを更新する循環的なメモリ方式が適用され、
これによってメモリ容量を減少させている。
メモリ１０の画素毎に定められた領域に記憶される。同
様に、等濃度方向ψも、メモリ１２の画素毎に定められ
た領域に記憶される。以下同様にして、全ての注目画素
について、濃度勾配Ｌと等濃度方向ψが演算され、メモ
リ１０、１２に記憶される。なお、濃度勾配の代りに２
次微分値を算出し、メモリ１０に格納するようにしても
よい。また、メモリ１０、１２は、画像メモリ４と同様
に、主走査方向には全画素のデータ、副走査方向には３
２画素分のデータを記憶する。画像メモリ４、メモリ１
０、１２にいては、判定が終了したメモリ領域に順次新
しいデータを更新する循環的なメモリ方式が適用され、
これによってメモリ容量を減少させている。
【００２６】メモリ１０からは、注目画素の濃度勾配Ｌ
が読み出され、レジスタ１８に保持される。判別回路２
０は、レジスタ１８に保持されている濃度勾配Ｌとしき
い値とを比較し、濃度勾配Ｌがしきい値より大きけれ
ば、エッジであると判断し「１」を出力する。
が読み出され、レジスタ１８に保持される。判別回路２
０は、レジスタ１８に保持されている濃度勾配Ｌとしき
い値とを比較し、濃度勾配Ｌがしきい値より大きけれ
ば、エッジであると判断し「１」を出力する。
【００２７】一方、メモリ１２からは、注目画素の等濃
度方向ψが読み出されレジスタ２６に記憶される。これ
を、ψMとする。メモリ１２の出力は、比較画素選択手
段であるオフセットアドレス発生回路１６にも与えられ
ている。オフセットアドレス発生回路１６は、注目画素
から等濃度方向ψに向かって所定距離離れた位置にある
比較画素のアドレスを示すための回路であり、等濃度方
向ψに対応するオフセットアドレスが予め格納されたテ
ーブルメモリにより構成される。オフセットアドレス発
生回路１６は、図７に示す関係となるように、オフセッ
トアドレスを発生する。例えば、注目画素の等濃度方向
ψが、tan-1(3/10)からtan-1(5/10)までの範囲内であれ
ば、主走査方向に５画素、副走査方向に２画素移動した
画素Ｇ、Ｈを比較画素とする。すなわち、オフセットア
ドレス発生回路１６は、主走査方向「５」、副走査方向
「２」および主走査方向「−５」、副走査方向「−２」
のオフセットアドレスを出力する。
度方向ψが読み出されレジスタ２６に記憶される。これ
を、ψMとする。メモリ１２の出力は、比較画素選択手
段であるオフセットアドレス発生回路１６にも与えられ
ている。オフセットアドレス発生回路１６は、注目画素
から等濃度方向ψに向かって所定距離離れた位置にある
比較画素のアドレスを示すための回路であり、等濃度方
向ψに対応するオフセットアドレスが予め格納されたテ
ーブルメモリにより構成される。オフセットアドレス発
生回路１６は、図７に示す関係となるように、オフセッ
トアドレスを発生する。例えば、注目画素の等濃度方向
ψが、tan-1(3/10)からtan-1(5/10)までの範囲内であれ
ば、主走査方向に５画素、副走査方向に２画素移動した
画素Ｇ、Ｈを比較画素とする。すなわち、オフセットア
ドレス発生回路１６は、主走査方向「５」、副走査方向
「２」および主走査方向「−５」、副走査方向「−２」
のオフセットアドレスを出力する。
【００２８】これを受けて、アドレスコントロール回路
１４は、メモリ１２から比較画素Ｇ、Ｈの等濃度方向ψ
を読み出す。読み出された比較画素Ｇの等濃度方向ψ
は、レジスタ２４に記憶される。これを、ψGとする。
また、読み出された比較画素Ｈの等濃度方向ψは、レジ
スタ２２に記憶される。これを、ψHとする。上記のよ
うに、この実施例では、メモリ１２に記憶された等濃度
方向をアドレスを変えて読み出すことにより、第２の等
濃度方向演算手段を実現している。なお、他の実施例に
おいては、比較画素のための等濃度方向演算回路を別途
設けてもよい。
１４は、メモリ１２から比較画素Ｇ、Ｈの等濃度方向ψ
を読み出す。読み出された比較画素Ｇの等濃度方向ψ
は、レジスタ２４に記憶される。これを、ψGとする。
また、読み出された比較画素Ｈの等濃度方向ψは、レジ
スタ２２に記憶される。これを、ψHとする。上記のよ
うに、この実施例では、メモリ１２に記憶された等濃度
方向をアドレスを変えて読み出すことにより、第２の等
濃度方向演算手段を実現している。なお、他の実施例に
おいては、比較画素のための等濃度方向演算回路を別途
設けてもよい。
【００２９】以上のようにして、レジスタ２２、２４、
２６には、それぞれψH、ψG、ψMが保持される。角度
差検出回路２８は、ψHとψMの角度差を演算し、ψMHと
して判別回路３２に与える。以下にその演算工程を示
す。
２６には、それぞれψH、ψG、ψMが保持される。角度
差検出回路２８は、ψHとψMの角度差を演算し、ψMHと
して判別回路３２に与える。以下にその演算工程を示
す。
【００３０】まず、 Δψ＝ψM−ψH を求める。次に、負数およびπ以上の値を排除するた
め、 Δψ'＝Δψ．modπ を算出する。なお、ここで、「Ｘ．modπ」は、Ｘをπ
で割った時の余りを表わす。さらに、０〜π/2までの値
とするため、Δψ'が、π/2以下の場合には、 ψMH＝Δψ' とし、Δψ'が、π/2より大きい場合には、 ψMH＝π−Δψ' とする。このようにして、ψMHを算出する。
め、 Δψ'＝Δψ．modπ を算出する。なお、ここで、「Ｘ．modπ」は、Ｘをπ
で割った時の余りを表わす。さらに、０〜π/2までの値
とするため、Δψ'が、π/2以下の場合には、 ψMH＝Δψ' とし、Δψ'が、π/2より大きい場合には、 ψMH＝π−Δψ' とする。このようにして、ψMHを算出する。
【００３１】同様にして、角度差検出回路３０は、ψG
とψMの角度差を演算し、ψMGとして判別回路３２に与
える。
とψMの角度差を演算し、ψMGとして判別回路３２に与
える。
【００３２】なお、上記演算を各ψM、ψG、ψHについ
て予め行い、演算結果をＲＯＭにテーブルとして記憶し
ておき、これを読み出すようにしてもよい。
て予め行い、演算結果をＲＯＭにテーブルとして記憶し
ておき、これを読み出すようにしてもよい。
【００３３】判別回路３２は、角度差ψMHとψMGに基づ
いて、エッジであるか否かの判別を行う。その判別方法
は、次のとおりである。例えば図３において、エッジ上
にある注目画素Ｍ1の等濃度方向ψMは、矢印６４の方向
である。したがって、これに対応する比較画素Ｇ1が選
択される。この比較画素Ｇ1における等濃度方向ψGは、
矢印６６の方向である。したがって、等濃度方向ψMと
等濃度方向ψGはほぼ等しく、角度差ψMGはほぼ０とな
る。このように、画像のエッジにおいては、注目画素Ｍ
1と比較画素Ｇ1の等濃度方向の角度差ψMGは、小さくな
る傾向にある。
いて、エッジであるか否かの判別を行う。その判別方法
は、次のとおりである。例えば図３において、エッジ上
にある注目画素Ｍ1の等濃度方向ψMは、矢印６４の方向
である。したがって、これに対応する比較画素Ｇ1が選
択される。この比較画素Ｇ1における等濃度方向ψGは、
矢印６６の方向である。したがって、等濃度方向ψMと
等濃度方向ψGはほぼ等しく、角度差ψMGはほぼ０とな
る。このように、画像のエッジにおいては、注目画素Ｍ
1と比較画素Ｇ1の等濃度方向の角度差ψMGは、小さくな
る傾向にある。
【００３４】これに対して、エッジでない部分において
は、注目画素Ｍ2の等濃度方向ψMと比較画素Ｇ2の等濃
度方向ψGは、矢印６８、７０に示すように異なる。し
たがって、エッジでない部分においては、角度差ψMGが
大きくなる傾向にある。これは、エッジでない部分にお
いては、ノイズにより濃度がランダムに波打っているか
らである。
は、注目画素Ｍ2の等濃度方向ψMと比較画素Ｇ2の等濃
度方向ψGは、矢印６８、７０に示すように異なる。し
たがって、エッジでない部分においては、角度差ψMGが
大きくなる傾向にある。これは、エッジでない部分にお
いては、ノイズにより濃度がランダムに波打っているか
らである。
【００３５】判別回路３２は、上記の考え方に基づき、
ψMH、ψMGから、次のようにして、エッジ判定を行う。
まず、下式に基づき、直線性Ｒを算出する。
ψMH、ψMGから、次のようにして、エッジ判定を行う。
まず、下式に基づき、直線性Ｒを算出する。
【００３６】Ｒ＝MAX(ψMH,ψMG) これにより、ψMH、ψMGのうち、大きい方が直線性Ｒと
して選択される。ψMH、ψMGはともに、０〜π/2までの
値であるから、直線性Ｒも０〜π/2までの範囲をとる。
判別回路３２は、これをしきい値（この実施例では、π
/20程度）と比較し、しきい値より小さければエッジで
あると判定して、「１」を出力する。大きければ「０」
を出力する。
して選択される。ψMH、ψMGはともに、０〜π/2までの
値であるから、直線性Ｒも０〜π/2までの範囲をとる。
判別回路３２は、これをしきい値（この実施例では、π
/20程度）と比較し、しきい値より小さければエッジで
あると判定して、「１」を出力する。大きければ「０」
を出力する。
【００３７】なお、直線性Ｒは、ψMH、ψMGの平均値と
してもよく、あるいは最小値を選択するようにしてもよ
い。
してもよく、あるいは最小値を選択するようにしてもよ
い。
【００３８】以上のようにして、判別回路２０からは濃
度勾配に基づくエッジ判定値が出力され、判別回路３２
からは等濃度方向に基づくエッジ判定値が出力される。
両出力は、アンド回路３４に与えられる。したがって、
判別回路２０および判別回路３２の双方がエッジである
と判断した場合（すなわち「１」を出力した場合）に、
アンド回路３４から出力が出され、最終的にエッジであ
るとの判定がなされる。
度勾配に基づくエッジ判定値が出力され、判別回路３２
からは等濃度方向に基づくエッジ判定値が出力される。
両出力は、アンド回路３４に与えられる。したがって、
判別回路２０および判別回路３２の双方がエッジである
と判断した場合（すなわち「１」を出力した場合）に、
アンド回路３４から出力が出され、最終的にエッジであ
るとの判定がなされる。
【００３９】アンド回路３４の出力は、メモリ３６に注
目画素ごとに、エッジである部分は「１」、エッジでな
い部分は「０」として記憶される。メモリ３６の内容
は、表示装置３８において表示され、エッジを確認する
ことができる。
目画素ごとに、エッジである部分は「１」、エッジでな
い部分は「０」として記憶される。メモリ３６の内容
は、表示装置３８において表示され、エッジを確認する
ことができる。
【００４０】濃度差のみでエッジ判定を行う従来の方法
では、図８に示すような濃度差の小さいエッジ８０は検
出することができなかった。これは、エッジ判定のしき
い値をあまり小さくすると、ノイズの影響を受けてしま
うためである。これに対し、この実施例では、等濃度方
向によるエッジ判定を行ってノイズによる誤判定を軽減
している。したがって、濃度差の小さいエッジ８０であ
っても検出することができる。
では、図８に示すような濃度差の小さいエッジ８０は検
出することができなかった。これは、エッジ判定のしき
い値をあまり小さくすると、ノイズの影響を受けてしま
うためである。これに対し、この実施例では、等濃度方
向によるエッジ判定を行ってノイズによる誤判定を軽減
している。したがって、濃度差の小さいエッジ８０であ
っても検出することができる。
【００４１】なお、他の実施例においては、判別回路２
０、３２を、図９に示すように、１つの判別回路７２と
してまとめてもよい。この実施例において、判別回路７
２は、次のような演算を行って、エッジ判定をしてい
る。すなわち、ＷL・Ｌ−ＷR・Ｒ≧０であればエッジで
あると判断して「１」を出力し、ＷL・Ｌ−ＷR・Ｒ＜０
であればエッジでないと判断して「０」を出力するよう
にしている。ここで、Ｌはレジスタ１８の出力（濃度勾
配）であり、Ｒは角度差ψMH、ψMGのうち大きい方の値
である。さらに、ＷL、ＷRは、濃度勾配と角度差のどち
らにウエイトを置くかを決める定数である。なお、Ｒは
角度差ψMH、ψMGの小さい方もしくは平均値等であって
もよい。上記の演算を予め行っておいて、結果をＲＯＭ
に記憶し、これを判別回路７２として用いてもよい。
０、３２を、図９に示すように、１つの判別回路７２と
してまとめてもよい。この実施例において、判別回路７
２は、次のような演算を行って、エッジ判定をしてい
る。すなわち、ＷL・Ｌ−ＷR・Ｒ≧０であればエッジで
あると判断して「１」を出力し、ＷL・Ｌ−ＷR・Ｒ＜０
であればエッジでないと判断して「０」を出力するよう
にしている。ここで、Ｌはレジスタ１８の出力（濃度勾
配）であり、Ｒは角度差ψMH、ψMGのうち大きい方の値
である。さらに、ＷL、ＷRは、濃度勾配と角度差のどち
らにウエイトを置くかを決める定数である。なお、Ｒは
角度差ψMH、ψMGの小さい方もしくは平均値等であって
もよい。上記の演算を予め行っておいて、結果をＲＯＭ
に記憶し、これを判別回路７２として用いてもよい。
【００４２】なお、上記実施例においては、１つの注目
画素に対して２つの比較画素を選択して等濃度方向の比
較を行っている。しかし、他の実施例においては、１つ
の比較画素を選択してもよく、３以上の比較画素を選択
するようにしてもよい。
画素に対して２つの比較画素を選択して等濃度方向の比
較を行っている。しかし、他の実施例においては、１つ
の比較画素を選択してもよく、３以上の比較画素を選択
するようにしてもよい。
【００４３】また、上記実施例においては等濃度方向を
比較するようにしている。しかし、等濃度方向と濃度最
大勾配方向が垂直に交わることを考慮して、濃度最大勾
配方向を比較して直線性Ｒを算出するようにしてもよ
い。なお、この場合においても、比較画素は、注目画素
から等濃度方向（濃度最大勾配方向に垂直な方向）にあ
る画素を選択する必要がある。
比較するようにしている。しかし、等濃度方向と濃度最
大勾配方向が垂直に交わることを考慮して、濃度最大勾
配方向を比較して直線性Ｒを算出するようにしてもよ
い。なお、この場合においても、比較画素は、注目画素
から等濃度方向（濃度最大勾配方向に垂直な方向）にあ
る画素を選択する必要がある。
【００４４】さらに、上記実施例では、濃度勾配と角度
差の双方によってエッジ判定を行ったが、角度差のみに
基づいてエッジ判定を行うようにしてもよい。
差の双方によってエッジ判定を行ったが、角度差のみに
基づいてエッジ判定を行うようにしてもよい。
【００４５】上記実施例においては、モノクロ画像デー
タについて説明したが、カラー画像データにも適用でき
る。この場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のい
ずれかの信号またはこれらの混合信号を使用して、上記
のエッジ判定を行うとよい。
タについて説明したが、カラー画像データにも適用でき
る。この場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のい
ずれかの信号またはこれらの混合信号を使用して、上記
のエッジ判定を行うとよい。
【００４６】
【発明の効果】請求項１、３の多階調画像のエッジ抽出
装置は、注目画素の等濃度（濃度最大勾配）方向と比較
画素の等濃度（濃度最大勾配）方向の角度差に基づいて
エッジ判定を行っている。したがって、濃度差の小さい
エッジであっても正確に判定を行うことができる。
装置は、注目画素の等濃度（濃度最大勾配）方向と比較
画素の等濃度（濃度最大勾配）方向の角度差に基づいて
エッジ判定を行っている。したがって、濃度差の小さい
エッジであっても正確に判定を行うことができる。
【００４７】請求項２、４の多階調画像のエッジ抽出装
置は、第１の等濃度（濃度最大勾配）方向演算手段の演
算結果を各画素毎に記憶しておき、選択された比較画素
の演算結果を取り出すことによって等濃度（濃度最大勾
配）方向を得るようにしている。したがって、構成を簡
素にすることができ、演算速度も向上させることができ
る。
置は、第１の等濃度（濃度最大勾配）方向演算手段の演
算結果を各画素毎に記憶しておき、選択された比較画素
の演算結果を取り出すことによって等濃度（濃度最大勾
配）方向を得るようにしている。したがって、構成を簡
素にすることができ、演算速度も向上させることができ
る。
【００４８】請求項５の多階調画像のエッジ抽出装置
は、角度差に加えて、注目画素における濃度勾配をエッ
ジ判定の基準にしている。したがって、さらに正確にエ
ッジ判定を行うことができる。
は、角度差に加えて、注目画素における濃度勾配をエッ
ジ判定の基準にしている。したがって、さらに正確にエ
ッジ判定を行うことができる。
【図１】この発明の一実施例による多階調画像のエッジ
抽出装置を示すブロック図である。
抽出装置を示すブロック図である。
【図２】画像メモリ４に記憶された各画素の濃度データ
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図３】濃度データを模式的に表わした図である。
【図４】濃度勾配演算回路６、等濃度方向演算回路８の
詳細を示すブロック図である。
詳細を示すブロック図である。
【図５】注目画素ｍとその周囲の画素を示す図である。
【図６】等濃度方向および濃度最大勾配方向を説明する
ための図である。
ための図である。
【図７】オフセットアドレス発生回路１６の動作を説明
するための図である。
するための図である。
【図８】エッジの濃度差が小さい場合の濃度データを模
式的に表わした図である。
式的に表わした図である。
【図９】判別回路２０、３２を一つの判別回路７２とし
た場合のブロック図である。
た場合のブロック図である。
【図１０】画像の一例を示す図である。
【図１１】図１０の画像の線αにおける濃度を示す図で
ある。
ある。
【図１２】図１１の濃度の変化率を示す図である。
４・・・画像メモリ ６・・・濃度勾配演算回路 ８・・・等濃度方向演算回路 １６・・・オフセットアドレス発生回路 ２０、３２・・・判別回路 ２８、３０・・・角度差検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 7/00
Claims (5)
- 【請求項１】画像に対応するように縦方向、横方向に関
係づけられた各画素の濃度信号を入力して、画像のエッ
ジを抽出する装置であって、 注目画素の等濃度方向を演算する第１の等濃度方向演算
手段、 注目画素から前記算出された等濃度方向に所定の距離離
れた位置に存在する比較画素を少なくとも１以上選択す
る比較画素選択手段、 選択された比較画素の等濃度方向を演算する第２の等濃
度方向演算手段、 注目画素の等濃度方向と比較画素の等濃度方向とを比較
して、両方向の角度差を演算する角度差演算手段、 算出された角度差に基づき、前記注目画素が画像のエッ
ジに含まれるか否かを判別するエッジ判別手段、 を備えたことを特徴とする多階調画像のエッジ抽出装
置。 - 【請求項２】請求項１の多階調画像のエッジ抽出装置に
おいて、 第２の等濃度方向演算手段は、第１の等濃度方向演算手
段の演算結果を各画素毎に記憶しておき、選択された比
較画素の演算結果を取り出すことによって等濃度方向を
得るものであることを特徴とするもの。 - 【請求項３】画像に対応するように縦方向、横方向に関
係づけられた各画素の濃度信号を入力して、画像のエッ
ジを抽出する装置であって、 注目画素の濃度最大勾配方向を演算する第１の濃度最大
勾配方向演算手段、 注目画素から前記算出された濃度最大勾配方向にほぼ垂
直な方向に所定の距離離れた位置に存在する比較画素を
少なくとも１以上選択する比較画素選択手段、 選択された比較画素の濃度最大勾配方向を演算する第２
の濃度最大勾配方向演算手段、 注目画素の濃度最大勾配方向と比較画素の濃度最大勾配
方向とを比較して、両方向の角度差を演算する角度差演
算手段、 算出された角度差に基づき、前記注目画素が画像のエッ
ジに含まれるか否かを判別するエッジ判別手段、 を備えたことを特徴とする多階調画像のエッジ抽出装
置。 - 【請求項４】請求項３の多階調画像のエッジ抽出装置に
おいて、 第２の濃度最大勾配方向演算手段は、第１の濃度最大勾
配方向演算手段の演算結果を各画素毎に記憶しておき、
選択された比較画素の演算結果を取り出すことによって
濃度最大勾配方向を得るものであることを特徴とするも
の。 - 【請求項５】請求項１または３の多階調画像のエッジ抽
出装置において、 前記注目画素における濃度勾配を演算する濃度勾配演算
手段を設けるとともに、 前記エッジ判別手段が、前記角度差だけでなく、演算さ
れた濃度勾配を含めて、前記注目画素が画像のエッジに
含まれるか否かを判別するようにしたことを特徴とする
もの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4147630A JP2867197B2 (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 多階調画像のエッジ抽出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4147630A JP2867197B2 (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 多階調画像のエッジ抽出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05342352A JPH05342352A (ja) | 1993-12-24 |
| JP2867197B2 true JP2867197B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=15434676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4147630A Expired - Fee Related JP2867197B2 (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 多階調画像のエッジ抽出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867197B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4143916B2 (ja) | 2003-02-25 | 2008-09-03 | ソニー株式会社 | 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
| JP4144374B2 (ja) * | 2003-02-25 | 2008-09-03 | ソニー株式会社 | 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
| JP4502645B2 (ja) * | 2004-01-20 | 2010-07-14 | 富士通株式会社 | 人物画像抽出装置、及びコンピュータプログラム |
| JP4611212B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2011-01-12 | 京セラ株式会社 | 画像データ処理方法および画像データ処理装置 |
-
1992
- 1992-06-08 JP JP4147630A patent/JP2867197B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05342352A (ja) | 1993-12-24 |
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