JP2940419B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP2940419B2
JP2940419B2 JP6286786A JP28678694A JP2940419B2 JP 2940419 B2 JP2940419 B2 JP 2940419B2 JP 6286786 A JP6286786 A JP 6286786A JP 28678694 A JP28678694 A JP 28678694A JP 2940419 B2 JP2940419 B2 JP 2940419B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力された濃淡画像を
2値化することにより対象物領域を抽出することを目的
とする画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】入力された濃淡画像を2値化する場合、
一般に閾値処理が行われるが、入力画像中の対象物領域
が必ずしも一定の閾値で他の領域と識別できる画素値を
持っているとは限らない。したがって、2値化後の2値
画像には対象物領域以外にノイズが検出されたり、対象
物領域に欠落部分が生じる場合がある。
【0003】そこで、従来よりこの問題を解決するため
に、ノイズ除去や穴埋めによる2値画像の整形処理が考
案されてきた。
【0004】例えば、特開昭62−075775号公報
に記載の画像処理装置では、物質の気孔を検出するため
に、2種類の閾値を用いて2種類の2値画像を生成し、
一方を穴埋め処理により気孔部分も穴埋めし、他方を穴
埋めしないままにし、両方の2値画像を比較することに
より気孔領域を検出している。
【0005】また、特開平5−282443号公報に記
載の画像処理手法では、まず2つの閾値を用いて入力画
像を2値化する。このため、本発明のように入力画像を
検出領域、非検出領域、未確定領域に領域分割する方法
とは異なる。そして、2値化された画像のx座標方向お
よびy座標方向に対するヒストグラムを用いて対象物画
像を取り出し、前記対象物画像のx軸およびy軸に直交
する直線上で画素値1の画素の最小座標と最大座標の間
の全画素を1にすることにより穴埋め処理を行ってい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図3を用いて発明が解
決しようとする課題について説明する。ここで、図3は
従来技術の処理を示す説明図であり、2値化の一例とし
て、暗い背景の中に人の手が撮影された入力画像から人
の手の領域を1、それ以外の領域を0とする2値画像を
生成することにより、人の手を検出する処理を示してい
る。図3の(a)が入力画像、(b)が閾値処理による
2値化処理画像を示している。ここで、図3(b)の2
値化処理画像には手の領域の中央部分に欠落部分を生じ
ており、整形処理によりこの欠落部分を補う必要があ
る。また、図3の(c)が特開昭62−075775号
公報に記載の画像処理装置による処理の説明図、(d)
が特開平5−282443号公報に記載の画像処理手法
による処理の説明図を示している。
【0007】まず2値画像の穴埋め処理の例として、予
め画素数nを指定しておき、画素値1の領域をn画素だ
け拡張し、欠落部分が潰れた後にn画素だけ縮小すると
いう操作があげられる。対象物領域内の欠落部分が大き
くなれば、この部分を画素値1で埋めるためにnに大き
な値を与える必要がある。このように、一般に穴埋め操
作には、欠落部分が大きいほど参照する必要のある画素
が多くなり、処理量が極端に増えるという特徴がある。
したがって、特開昭62−075775号公報に記載の
画像処理装置では、気孔の大きさが一定値以下であるこ
とを仮定できるために有効な手法であり、任意の大きさ
の欠落部分を埋める手法には不適当である。例えば、大
きな欠落部分が存在する場合に、n画素の拡張操作とn
画素の縮小操作におり穴埋めを行おうとすると、nに十
分大きな値を与えなければ図3の(c)のように欠落部
分を埋めることができず、nが大きい値ならば膨大な処
理を必要とするという問題がある。
【0008】特開平5−282443号公報に記載の画
像処理手法では、対象物が画像内で凸領域として撮影さ
れていることが仮定されている。したがって、図3
(a)のようにくびれた部分を持つ対象物を検出する場
合、対象物領域内に生じた欠落部分だけを穴埋めし、対
象物領域のくびれ部分を残すことが望ましいが、上記手
法では図3(d)のようにくびれ部分も欠落部分同様に
画素値1で埋めてしまうという問題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明の画像処理装
置は、画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手
段により入力された画像を記憶する入力画像記憶手段
と、前記入力画像を各画素の輝度値によって検出領域と
非検出領域と不確定領域の3種類の領域に分割する領域
分割手段と、前記領域分割手段により生成された領域分
割画像を記憶する領域分割画像記憶手段と、前記領域分
割画像を参照しながら検出領域あるいは非検出領域との
位置関係によって不確定領域に属する各画素を検出領域
および非検出領域に分割し、それぞれ前記領域分割画像
の検出領域および非検出領域と融合する不確定領域分割
手段と、前記不確定領域分割手段によって生成された不
確定領域分割画像を格納する不確定領域画像記憶手段
と、前記不確定領域分割画像を参照し、検出領域および
非検出領域をそれぞれ検出確定領域および非検出確定領
域と融合することにより、融合後の検出確定領域を1、
非確定領域を0とする2値画像を生成する2値化手段
と、前記2値化手段により生成された2値画像を記憶す
る2値画像記憶手段とを有している。
【0010】第2の発明の画像処理装置は、画像を入力
する画像入力手段と、前記画像入力手段により入力され
た画像を記憶する入力画像記憶手段と、前記入力画像を
各画素の輝度値によって検出領域と非検出領域と不確定
領域の3種類の領域に分割する領域分割手段と、前記領
域分割手段により生成された領域分割画像を記憶する領
域分割画像記憶手段と、前記領域分割画像を参照しなが
ら検出領域あるいは非検出領域との位置関係によって不
確定領域に属する各画素を検出領域および非検出領域に
分割し、それぞれ前記領域分割画像の検出領域および非
検出領域と融合する不確定領域分割手段と、前記不確定
領域分割手段によって生成された不確定領域分割画像を
格納する不確定領域画像記憶手段と、前記不確定領域分
割画像を参照し、検出領域および非検出領域をそれぞれ
検出確定領域および非検出確定領域と融合することによ
り、融合後の検出確定領域を1、非確定領域を0とする
2値画像を生成する2値化手段と、前記2値化手段によ
り生成された2値画像を記憶する2値画像記憶手段と、
前記2値画像の穴領域を画素値1で埋めた画像を生成す
る穴埋め手段と、前記穴埋め手段により生成された穴埋
め画像を記憶する穴埋め画像記憶手段と、前記穴埋め画
像のうち小領域を消去した画像を生成する小領域消去手
段と、前記小領域消去手段により生成された小領域消去
画像を記憶する小領域消去画像記憶手段と、前記小領域
消去画像を出力する画像出力手段とを有している。
【0011】
【作用】本発明の画像処理装置では、入力された濃淡画
像を検出領域および非検出領域および不確定領域に分割
し、領域分割画像を参照しながら不確定領域を検出領域
および非検出領域に再分割することにより、検出領域の
画素値を1、非検出領域の画素値を0とする2値画像を
生成する。
【0012】このため、閾値を小さく設定することによ
り生ずるノイズのような過剰な抽出部分が存在する場合
や、逆に閾値を大きく設定することにより生ずる対象物
領域内の欠落部分が存在する場合には、2つの閾値を利
用することによりこれらの部分を不確定領域に属するも
のと判断し、不確定領域分割手段により周囲が検出領域
か非検出領域かを調べることにより、改めて不確定領域
内の各画素が非検出領域あるいは検出領域に所属すると
判断することが可能である。また、対象物領域がくびれ
部分を持つ場合には、領域分割手段によりこの部分を非
検出領域と判断することが可能である。
【0013】
【実施例】まず、第1の発明の画像処理装置の一実施例
について、図1および図4を用いて説明する。ここで、
図1は第1の発明の一実施例を示す構成図である。ま
た、図4は第1および第2の発明の処理の過程を示す説
明図であり、2値化の一例として、暗い背景の中に人の
手が撮影された入力画像から、人の手の領域を1、それ
以外の領域を0とする2値画像を生成することにより人
の手の領域を検出する処理を示している。
【0014】まず、画像入力手段100により、図4
(a)に示される入力画像のような濃淡画像を入力し、
入力画像記憶手段101に記憶する。ここで、図4
(a)の入力画像は、背景の画素値が小さく、人の手の
領域の画素値が大きくなっている。
【0015】領域分割手段102は、入力画像記憶手段
101の内容である入力画像を参照し、例えば予め指定
された2つの閾値T1 とT2 (T1 <T2 )を用いて、
各画素値につき、T1 未満ならば検出すべきではない領
域に属する画素と判断して0、T1 以上T2 未満ならば
検出すべきか検出すべきでないか不確定な領域に属する
画素と判断して1、T2 以上ならば検出すべき領域に属
する画素と判断して2となる3値の領域分割画像を生成
し、領域分割画像記憶手段103に記憶する。すなわ
ち、前記領域分割画像において、画素値0の画素からな
る領域は非検出領域、画素値1の画素からなる領域は不
確定領域、画素値2の画素からなる領域は検出領域であ
る。したがって、特開平5−282443号公報に記載
の実施例に記載の2値化手法のように、2つの閾値を用
いて、これらの閾値で挟まれる部分を1、それ以外の部
分を0として2値化する手法とは異なる。図4の例では
(b)の領域分割画像に示されるように、背景に属する
画素が0、手の領域の中央部分やノイズに対応する画素
が1、人の手の指を含む領域が2となっている。
【0016】不確定領域分割手段104は、前記領域分
割画像を参照し、不確定領域に所属する画素を検出すべ
き領域に属するかどうかを判断する。例えば、画素値1
の各画素の8近傍に画素値2の画素が存在する場合には
2に変更し、それ以外の場合には変更を加えないという
処理を考え、前記領域分割画像に対して上記処理を指定
された回数だけ実行して得られた不確定領域分割画像を
不確定領域分割画像記憶手段105に記憶する。このと
き、前記領域分割画像で画素値1を与えられた不確定領
域は、不確定領域分割画像において検出領域に属する画
素には2、非検出領域に属する画素には1が与えられて
いる。
【0017】2値化手段106は、前記不確定領域分割
画像の各画素について、画素値2ならば検出領域に属す
ると判断して1、画素値0または1ならば非検出領域に
属すると判断して0となる2値画像を生成し、2値画像
記憶手段107に記憶する。図4の例では(c)の2値
化処理画像に示されるように、前記領域分割画像で画素
値1が与えられた不確定領域に所属する画素のうち、ノ
イズに対応する画素は非検出領域に、手の領域の中央部
分の画素は検出領域に属すると判断され、人の手の領域
はほぼ全て検出領域になっている。
【0018】画像出力手段108は、2値画像記憶手段
107に記憶されている2値画像を参照し、出力画像と
して出力する。
【0019】上記実施例の領域分割手段102では、2
つの閾値T1 とT2 (T1 <T2 )を用いて、入力画像
の各画素値につき、T1 未満ならば0、T1 以上T2
満ならば1、T2 以上ならば2となる3値の領域分割画
像を生成したが、背景が小さな輝度値と大きな輝度値を
持つ画素を含み、対象物領域が中間の値を持つ場合に
は、4つの閾値T1 、T2 、T3 、T4 (T1 <T2
3 <T4 )を用いて入力画像の各画素値につき、T1
未満またはT4 以上ならば0、T1 以上T2 未満または
3 以上T4 未満ならば1、T2 以上T3 未満ならば2
となる3値の領域分割画像を生成するという方法に置き
換えてもよい。
【0020】次に、第2の発明の画像処理装置の一実施
例について、図2および図4を用いて説明する。ここ
で、図2は第2の発明の一実施例を示す構成図であり、
図4は第1および第2の発明の処理の過程を示す説明図
である。
【0021】画像入力手段200から2値画像記憶手段
207までは、第1の発明の実施例にある画像入力手段
100から2値画像記憶手段107までと同様の動作を
する。
【0022】穴埋め手段208は、前記2値化成形画像
を参照し、例えば画素値1の領域の指定された大きさに
満たない穴領域に属する全ての画素に画素値1を与える
ことにより穴埋め画像を生成し、穴埋め画像記憶手段2
09に記憶する。
【0023】小領域消去手段210は、前記穴埋め画像
を参照し、例えば指定された大きさに満たない画素値1
の領域に属する全ての画素に画素値0を与えることによ
り出力画像を生成し、小領域消去画像記憶手段211に
記憶する。図4の例では、穴埋め処理および小領域消去
処理による整形処理により、手の領域内にわずかに残っ
ていた非検出領域の画素が検出領域に属するものと判断
されている。
【0024】画像出力手段212は、小領域消去手段2
11に記憶されている小領域消去画像を参照し、出力画
像として出力する。
【0025】上記実施例の穴埋め手段208では、画素
値1の領域の指定された大きさに満たない穴領域に属す
る全ての画素に画素値1を与えることにより穴埋め画像
を生成したが、予め画素数nを与えておき、画素値1の
領域をn画素だけ拡張して欠落部分を埋め、画素値1の
領域をn画素だけ縮小することにより欠落部分以外の輪
郭を元にもどすという方法に置き換えてもよい。
【0026】また、上記実施例の小領域消去手段210
では、指定された大きさに満たない画素値1の領域に属
する全ての画素に画素値0を与えることにより出力画像
を生成したが、予め画素数nを与えておき、画素値1の
領域をn画素だけ縮小して小領域を消去し、画素値1の
領域をn画素だけ拡張することにより小領域以外の輪郭
を元にもどすという方法に置き換えてもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明の画像処理装置を適用すると、入
力された濃淡画像から、ノイズの影響を受けることな
く、従来の手法では復旧できない対象物領域の大きな欠
落部分を補うことが可能であり、また、対象物領域のく
びれ部分を欠落部分と区別して埋めないことが可能であ
り、安定して対象物領域を2値化して抽出できるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の画像処理装置の一実施例を示すブ
ロック図。
【図2】第2の発明の画像処理装置の一実施例を示すブ
ロック図。
【図3】従来の手法の処理の過程を示す説明図。
【図4】第1および第2の発明の処理の過程を示す説明
図。
【符号の説明】
100,200 画像入力手段 101,201 入力画像記憶手段 102,202 領域分割手段 103,203 領域分割画像記憶手段 104,204 不確定領域分割手段 105,205 不確定領域分割画像記憶手段 106,206 2値化手段 107,207 2値画像記憶手段 208 穴埋め手段 209 穴埋め画像記憶手段 210 小領域消去手段 211 小領域消去画像記憶手段 108,212 画像出力手段

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像を入力する画像入力手段と、前記画像
    入力手段により入力された画像を記憶する入力画像記憶
    手段と、前記入力画像を各画素の輝度値によって検出領
    域と非検出領域と不確定領域の3種類の領域に分割する
    領域分割手段と、前記領域分割手段により生成された領
    域分割画像を記憶する領域分割画像記憶手段と、前記領
    域分割画像を参照しながら検出領域あるいは非検出領域
    との位置関係によって不確定領域に属する各画素を検出
    領域および非検出領域に分割し、それぞれ前記領域分割
    画像の検出領域および非検出領域と融合する不確定領域
    分割手段と、前記不確定領域分割手段によって生成され
    た不確定領域分割画像を格納する不確定領域画像記憶手
    段と、前記不確定領域分割画像を参照し、検出領域を
    1、非検出領域を0とする2値画像を生成する2値化手
    段と、前記2値化手段により生成された2値画像を記憶
    する2値画像記憶手段とを具備し、入力画像から2値画
    像を生成する画像処理装置。
  2. 【請求項2】画像を入力する画像入力手段と、前記画像
    入力手段により入力された画像を記憶する入力画像記憶
    手段と、前記入力画像を各画素の輝度値によって検出領
    域と非検出領域と不確定領域の3種類の領域に分割する
    領域分割手段と、前記領域分割手段により生成された領
    域分割画像を記憶する領域分割画像記憶手段と、前記領
    域分割画像を参照しながら検出領域あるいは非検出領域
    との位置関係によって不確定領域に属する各画素を検出
    領域および非検出領域に分割し、それぞれ前記領域分割
    画像の検出領域および非検出領域と融合する不確定領域
    分割手段と、前記不確定領域分割手段によって生成され
    た不確定領域分割画像を格納する不確定領域画像記憶手
    段と、前記不確定領域分割画像を参照し、検出確定領域
    を1、非確定領域を0とする2値画像を生成する2値化
    手段と、前記2値化手段により生成された2値画像を記
    憶する2値画像記憶手段と、前記2値画像の穴領域を画
    素値1で埋めた画像を生成する穴埋め手段と、前記穴埋
    め手段により生成された穴埋め画像を記憶する穴埋め画
    像記憶手段と、前記穴埋め画像のうち小領域を消去した
    画像を生成する小領域消去手段と、前記小領域消去手段
    により生成された小領域消去画像を記憶する小領域消去
    画像記憶手段と、前記小領域消去画像を出力する画像出
    力手段とを具備し、入力画像から2値画像を生成する画
    像処理装置。
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