JP3304381B2 - 輪郭抽出機能を有する画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は濃度情報を持つ多色画像
から輪郭抽出を行う画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に輪郭抽出は２値画像から行なわれ
ている。濃度画像とは、Ｎ階調の濃度情報を持つ画像
で、色情報を持つものと持たないモノクロ画像がある。
濃度画像から輪郭抽出を行うには、各画像の特質に合せ
た方法を選び各画像ごとに適した抽出方法を選択して行
っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】濃度画像から輪郭抽出
する場合、操作者が処理対象画像と処理後の画像を比較
しながら、経験的に方法や種々のパラメータを指定する
ことによって輪郭抽出を行うため、経験と各方法に対す
る深い知識が必要であった。また、濃度画像の中でも色
情報を持つ画像から輪郭抽出を行う際には、一般的には
抽出工程で２値化もしくは、モノクロ化してしまうため
に色情報が欠落してしまった。例えば、色付地図から道
路などを輪郭線として抽出する際にベクトル情報は残さ
れるが、各道路の色情報は欠落していた。

【０００４】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、色付けは画像から色情報を残しながら輪郭抽出
を行う画像処理装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、対象画素とその周辺画素の色差が所定値以上であれ
ば前記対象画素を輪郭構成画素とする輪郭抽出手段２
と、描画色を指定する色指定手段４と、前記輪郭構成画
素から構成される輪郭部と輪郭部以外の両方について前
期色指定手段で指定された描画色に基づき画像を描画す
る描画手段５とを備えたものである。

【０００６】

【０００７】また、前記色差演算手段１が、色度座標に
おける色差の特性により色差特性を２つの場合に分け、
いずれかの色差特性を有する色差のみ採用するようにし
たものである。

【０００８】また、前記色指定手段４が輪郭部と輪郭部
以外の色をそれぞれ指定するようにしたものである。

【０００９】また、前記色指定手段４が輪郭部と輪郭部
以外の色を指定する際に、元の画像の色を指定色として
指定するようにしたものである。

【００１０】また、前記輪郭抽出手段２が輪郭を抽出す
る際の前記所定値を入力する手段として、画面上に対象
画像と、該対象画像上で指示された対象画素に対する複
数の周囲画素の色差値の情報として色差値テーブルとを
表示し、この色差値テーブルとして表示された色差値の
中から前記所定値を選択させるようにしたものである。

【００１１】

【作用】対象画素と、この対象画素の周囲画素の色差を
演算する。この色差が所定値以上であれば、対象画素を
輪郭構成画素とし、この輪郭構成画素をつないで、輪郭
線を輪郭描画手段３で描画する。輪郭抽出を画素間の色
差により行うので、色彩情報は失なわれない。

【００１２】また、上述のようにして得られた輪郭構成
画素と、色指定手段４より入力された色情報により輪郭
部や輪郭部以外の部分の色を定めて描画手段５で描画す
る。

【００１３】画素の色情報は、例えばＲＧＢ（赤，緑，
青）で表わされている場合、Ｒ，Ｇ，Ｂを直交軸とする
空間でベクトル表現される。ここで、色差を、この空間
における２つの画素の距離とし表わす。このようにする
と、例えば３つの画素がＡ，Ｂ，Ｃとして並んでいる場
合、ＢがＡ，Ｃに対して所定値より大きな色差を有して
いる場合、各画素Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ隣接する画素に
対して所定値以上の色差を有することから輪郭構成画素
となり輪郭線はこの３つの画素の太さで表わされる。

【００１４】このように輪郭線が太い方が目的に適合す
る場合もあるが、もっと細くしたい場合もある。そこで
色差に特性を持たす。つまり色差の特性により色差を２
つに分け、一方の特性を有する色差のみ輪郭を形成する
画素の色差とし、一方の特性を有し、かつ所定値以上の
大きさを持つ色差を備えた画素のみ輪郭構成画素とす
る。

【００１５】図３は色差の特性により色差を２つに分け
る一例を示す図である。２つの画素の色差が斜線で示さ
れる空間に存在する場合を一方の特性とし、これ以外の
空間に存在する場合を他方の特性とする。これにより、
例えば一方の特性の斜線を有する色差の場合のみ輪郭構
成画素とすることにより、先のＡ，Ｂ，Ｃの画素の例を
とれば、Ｂだけを輪郭構成画素とすることができ細い輪
郭線を得ることができる。なお、色差特性により２分す
る方法は、この外にも種々考えられる。

【００１６】また、色指定手段４で輪郭部と輪郭部以外
の色を指定することにより輪郭部を明示したり、または
目立たないようにしたりすることができる。

【００１７】また、色指定手段４で輪郭部と輪郭部以外
の色を指定する際に、元の画像の色を描画色として指定
できるようにすることにより、輪郭線を目立つようにし
たり目立たないようにしたりすることが可能となる。

【００１８】また、対象画像の１画素を指示することに
より、その画素の周囲画素のその画素に対する色差の値
を示すテーブルを画面に表示するようにすると、対象画
像を見ながら、どの程度の色差のものを輪郭とするかが
わかり輪郭を形成するに適した色差を決定するのが容易
になる。

【００１９】図４（ａ）は上述した所定値指定方法を示
す図で左図が対象画像を示し、右図が指定した画素ａの
周囲点の色差を表わすテーブルである。このテーブルよ
り例えば10を所定値として指定することにより、適切な
輪郭線が容易に求められる。図４（ｂ）はよく用いられ
ているスクロールバーにより所定値を示す方法である。
スクロールバーとはグラフィックスが操作画面に表示さ
れマウスカーソルでａ部をクリックするか、又はｃ部を
ドラックすることでｃ部が移動しｄ部にその移動に対応
した数値が示される。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図５は本発明の実施例の装置構成図である。本装置
は入力部10、記憶部11、処理部12、表示部13より構成さ
れ、入力部10では、輪郭を構成する画素であるかを判定
する基準値としての限界色差を指定する限界色差指定
ａ、輪郭を描く領域を指定する処理領域指定ｂ、輪郭部
を表示する色を指定する輪郭表示色指定ｃ、この輪郭表
示色指定を実施する場合はON、実施しない場合はOFF を
指示する輪郭色ON／OFF 指定ｅ、輪郭部以外の領域の表
示色を指定する輪郭外表示色指定ｄ、この輪郭外表示色
指定を実施する場合はON、実施しない場合はOFF を指示
する輪郭外色ON／OFF 指定ｆを入力する。

【００２１】記憶部11は、入力部10より入力したデータ
を記憶する入力データ領域とこの入力データに基づき画
像処理する処理領域を有する。入力データ領域は入力部
10の各指定ａ〜ｆに対応した領域ａ〜ｆを有する。処理
領域には、処理前の画像の記憶領域ｇ、領域の位置、色
を記憶する輪郭記憶領域ｈ、輪郭を抽出した画像を記憶
する画像記憶領域ｉが設けられている。

【００２２】処理部12は、図７に示すように判定点の周
囲点を計算する周囲点計算処理ｍ、比較する２つの画素
の色差を計算する色差計算処理ｎ、この計算した色差に
より輪郭部であるか否かを判定する輪郭部判定処理ｐ、
このようにして求めた輪郭を表現したり、色付けなどを
行う画像変換処理ｑを行う。

【００２３】表示部13は入力部10で指定したａ〜ｄに応
じて限界色差表示ａ、処理領域表示ｂ、輪郭色表示ｃ、
輪郭部以外の領域の色表示ｄと元の画像や処理画像など
の画像表示ｒを行う。

【００２４】図６は表示部13の表示内容を示す図で、元
の画像や輪郭処理中の画像など編集中の画像ｒと、入力
部10で入力したデータａ，ｃ〜ｆをウィンドウで示して
いる。限界色差指定は図４（ｂ）で示したスクロールバ
ー方式のものが示されているが、図４（ａ）で示したも
のを用いてもよい。

【００２５】次に輪郭抽出操作について説明する。図６
に示す画面に向って操作者の操作は次のように行う。 処理前画像が編集画像部ｒに表示される。 処理前画像を見ながら、操作者は輪郭抽出を行う処理
範囲、処理後の輪郭色と輪郭外色（輪郭部以外の領域の
色）を入力指定する。 輪郭色と輪郭外色をそれぞれ元色（元の画像の色）の
ままにするかしないかをon／off 変換フラグで指定す
る。

【００２６】図８は変換フラグによる輪郭部と輪郭部以
外の部分に色塗りの指示と、その結果を示す図である。
輪郭変換フラグは図５の入力部10のｅのon／off により
設定され、輪郭外変換フラグは入力部10のｆのon／off
により設定される。両変換フラグがonのときは、入力部
10のｃ，ｄで指示した色に輪郭部と輪郭部以外が色付け
される。またoff のときは指示した色付けはされず、元
の画像の色のままとなる。

【００２７】処理前画像を見ながら経験的に限界色差
を指定する。 処理の開始を指定し、処理後画像を見て処理を再度す
る場合は〜の変更箇所のみを再度指定する。

【００２８】図９は上述の処理によって輪郭抽出処理し
た図を示す。（ａ）は元画像を示す。（ｂ）は輪郭部以
外を指定色Ｂに色付けした場合で、図８の輪郭変換フラ
グoff 、輪郭外変換フラグonの場合である。（ｃ）は
（ｂ）の反対で輪郭のみ指定色Ａとし、他は元の画像の
ままで、図８の輪郭変換フラグon、輪郭外変換フラグof
f の場合である。（ｄ）は輪郭部、輪郭部以外をそれぞ
れ指定色に変換した場合で、図８の両変換フラグonの場
合である。

【００２９】次に第１実施例の基本処理フローについて
図10を用いて説明する。まず画像データより図７の判定
点とａ〜ｈのＬＵＴ番号を判定周囲点色テーブルに格納
する（ステップ20）。

【００３０】ここで、ＬＵＴとは、表示装置にある色を
表示するとき、その色の輝度（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を指示する
代りに、輝度（Ｒ，Ｇ，Ｂ）情報を順に変えて、その１
つづつに番号を割り付けてテーブル形式とし、このテー
ブルの番号を指定することにより、その色の表示を指定
するテーブルである。このテーブルの使用方法として、
各画素にこの番号を割り付けておき、この番号の輝度
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を変える方式（本実施例で採用）や、各
画素に上述のように色を指定する度にテーブルの番号を
割り付ける方法などがある。

【００３１】判定周囲点テーブルとは、図12に示すよう
に、図７の判定点とその周囲点のＬＵＴの番号を表わし
たテーブルである。

【００３２】次に図10に戻り、判定周囲点色テーブルに
格納したＬＵＴの各番号間の色差を色度座標テーブルに
より計算し、色差判定テーブルに格納する（ステップ2
1）。ここで色度座標とは、例えばＲ，Ｇ，Ｂを三軸と
する座標とか、ＣＩＥ色度座標などであり、色差判定テ
ーブルとは、ＬＵＴの各番号間の色差を計算し、この色
差が入力した限界色差を越えているか否かを表わすテー
ブルである。

【００３３】またＬＵＴの番号P1，P2間の色差とは次式
で表わされる。 色差（P2，P1）＝√（（R2−R1）² ＋（G2−G1）² ＋（B2−B1）² ）…（１） ここで（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）は番号P1の輝度（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）、（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）は番号P2の輝度（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）である。

【００３４】図10に戻り、判定周囲点色テーブル内のａ
〜ｈについて、判定点との色差を色差判定テーブルより
引き出し（ステップ22）、ａ〜ｈのどれか１点が操作者
が入力した限定色差を越えていれば、判定点は輪郭部構
成画素として記憶する（ステップ23）。次に図８で説明
した各変換ON／OFF フラグの指定に従って、輪郭色と輪
郭外色を変更して記憶すると共にこの結果を画面に表示
する（ステップ24）。表示された画面を見て輪郭が適切
に抽出されているか調べ、不適切であれば限界色差の値
を変更して再び同じ処理を行い、適切な輪郭を有する画
像が得られるまで繰り返す（ステップ25）。

【００３５】以下、第１実施例の詳細フローについて説
明する。図11は本実施例で使用する変数と定数を説明す
る図である。図13は全体のフロー図である。図13におい
てまず画像データP （X ，Y ）、LUTR（N ）、LUTG（N
）、LUTB（N ）にデータをロードする（ステップ3
0）。ここでＮはＬＵＴの番号を表わし、０よりＰｍａ
ｘの数である。

【００３６】次に初期値設定処理を図14に示すように行
う（ステップ31）。まず処理範囲を設定し、輪郭色ＬＵ
Ｔ番号と輪郭外色ＬＵＴ番号、限界色差、図８に示した
変換フラグのON／OFF の設定をする。

【００３７】次にこの設定値や変換前画像を表示する
（ステップ32）。次に入力処理を図15に示すように行う
（ステップ33）。これはユーザから入力されたそれぞれ
の値を図５に示す記憶部11に取り込む処理である。

【００３８】次に色差判定テーブル作成処理を行う（ス
テップ34）。図16はこの色差判定テーブル作成フロー図
で、色差を（１）式に示したように常に正の値として取
り扱う場合である。この場合を処理ａとし、図３で説明
したように色差特性を設け輪郭線の太さを細く表わす方
法を処理ｂとする。

【００３９】図16は、ＬＵＴの任意の２つの番号P1，P2
についての色差を求めて、この色差が入力した限界色差
LIM 以上であるか否か判別し、このP1，P2としてＬＵＴ
の全体の半分の番号を対象にして色差判別テーブルを作
成するフローを表わす。

【００４０】図17は図16の処理２の内容を示し、正の色
差を限界色差LIM と比較し、LIM より大きい場合はCD
（P1，P2）は１，小さいときは０として色差判別テーブ
ルの各構成要素となるCD（P1，P2）を決めてゆく。図18
は図16の処理３の内容を示す。色差は全て正の値となっ
ているのでCD（P2，P1）とCD（P1，P2）とは同じ値であ
る。このため図16，図17ではCD（P1，P2）の値の半分の
み計算し、図18のフローで残り半分を、図17で求めた値
を複写して、ＬＵＴの全体の番号につき任意の２つのP
1，P2の色差判別テーブルを作成する。

【００４１】図19は、図３で説明した色差特性を設け輪
郭線の太さを細くする場合で、処理ｂとする。図19はＬ
ＵＴの任意の２つの番号P1，P2について図３で示したよ
うに２つの特性を有する色差を求め、この色差が入力し
た限界色差LIM 以上であるか否か判別し、このP1，P2と
して、図16と異なり、ＬＵＴの全体の番号を対象にし色
差判別テーブルを作成するフロー図である。

【００４２】図20は図19の処理２の内容を示す。まず各
Ｒ，Ｇ，Ｂの差を求め、次に限界色差LIM が正か負か調
べ、負の場合はLIM を正とし、かつＲ，Ｇ，Ｂの符号を
反転する。次にＲ，Ｇ，Ｂのいずれか２つが正であるか
否かの判別をする。この判別が図３に対応し、Ｒ，Ｇ，
Ｂのいずれか２つが正の場合が図３で斜線で示した空間
に存在する場合を示し、残りの斜線のない空間は、Ｒ，
Ｇ，Ｂのうち２つ以上が負の場合を示す。Ｒ，Ｇ，Ｂが
２つ以上正の場合、以降の処理は図17と同じである。ま
たＲ，Ｇ，Ｂが２つ以上負の場合は輪郭線を構成しない
として処理される。

【００４３】次に図13に戻り、変換処理を行う（ステッ
プ35）。図21は変換処理の内容を示すフロー図で初期設
定で設定した処理範囲内の各画素Ｐ（Ｘ，Ｙ）につい
て、図12に示す方法により周辺点計算をし、判別周辺点
色テーブルを用いて輪郭構成画素であるかを判定する。

【００４４】図22は判別周辺点色テーブルを用いて、判
定点について、その周辺点との色差が限界色差以上ある
か否かを調べ、限界色差以上であれば、輪郭構成画素と
し、それ以外は輪郭外画素とし、かつ図８で示す変換フ
ラグに従って輪郭部を指定色または元画の色、輪郭外色
を指定色または元画の色にする。

【００４５】次に第２実施例について説明する。図23は
本実施例の基本処理フロー図であり、第１実施例の図10
との主な相違は、図23では、最初に色差テーブルを作成
し、処理ごとには作成しない点と、この色差テーブルは
第１実施例の色差判定テーブルとは異なり、単に色差の
みであり判定は変換処理中の判定処理で実施する点であ
る。本実施例は第１実施例に比べ、一般には実行速度が
速いことが多いが、処理対象によっては必ずしも速いと
は限らず、処理対象に応じて、第１または第２実施例を
用いる。

【００４６】図24は本実施例で使用する変数と定数を説
明する図である。図25は第２実施例の全体フロー図で、
第１実施例の図13に対応する。図25において、ステップ
50〜52は図12のステップ30〜32と同じ内容である。ステ
ップ53で色差テーブル作成処理をする。この処理は図16
と同じである。

【００４７】第２実施例における図16の処理２、処理３
は、第１実施例の場合と同じく２通りあり、色差に図３
で示した特性を設けない場合を処理ａ，特性を設ける場
合を処理ｂとする。図26は処理２ａで、正の色差を求
め、図27は処理２ｂで、図３に示す斜線で示す空間にあ
るときは色差を正とし、斜線以外の空間にあるときは色
差を負としている。

【００４８】図28は図16の処理３ａの処理フロー図を示
し、図18と同様に対称な残り半分を複写して色差テーブ
ルを完成している。図29は処理３ｂの処理フロー図で、
残り半分は前半のデータに負の符号を付けたものを複写
して色差テーブルを完成している。

【００４９】次に図25に戻り、入力処理を行う（ステッ
プ54）。入力処理は図15と同じ処理である。入力処理
後、変換処理を行うが（ステップ55）、この手順は図21
と同じである。ただし、図21中の判定処理は異なり、図
３に示す色差に特性を付けない場合（処理ａ）と、色差
に特性を付ける場合（処理ｂ）の処理が異なる。

【００５０】図30は色差に特性を設けない場合の判定処
理で、輪郭線は太くなる。本判定は図７に示す判定点と
その周囲点の正の色差が、入力した限界色差以上か調
べ、以上であれば、判定点を輪郭構成画素と判定し、図
８に示す変換フラグに従って輪郭部、輪郭部以上の領域
に色付けを行う。

【００５１】図31は処理ｂの場合の判定処理フロー図
で、図30と異なり、限界色差LIM が負の場合もあるの
で、負の場合はLIM と色差Ｌに負を付けて符号を反転し
て、限界色差と色差を比較しており、これ以外は図30と
同じである。

【００５２】以上の動作を処理が全て終了するまで繰り
返し（ステップ57) 、終了後、画像データをセーブする
( ステップ38) 。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、色情報を有する濃度画像から輪郭抽出を行う際に、
各画面毎に輪郭抽出手法を変更することなく、同一の手
法で、操作者が対話形式で繰り返し限界色差を指定する
ことにより、各画像に適合した輪郭抽出が可能となる。
さらに輪郭部もしくは、輪郭部以外の領域の色情報を残
しながら輪郭抽出を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理１を示す図である。

【図２】本発明の原理２を示す図である。

【図３】色差特性を説明する図である。

【図４】本発明の色差表示例と従来の色差表示例を示し
た図である。

【図５】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】輪郭抽出処理をする場合の編集画面を示す図で
ある。

【図７】判定点説明図である。

【図８】変換フラグによる色指定を説明する図である。

【図９】輪郭抽出処理例を示す図である。

【図１０】第１実施例の基本処理フロー図である。

【図１１】第１実施例の変数・定数の説明図である。

【図１２】判定点の周辺点計算を説明する図である。

【図１３】第１実施例主処理フロー図である。

【図１４】第１実施例の初期設定処理フロー図である。

【図１５】第１実施例の入力処理フロー図である。

【図１６】第１実施例の色差判定テーブルの作成処理フ
ロー図である。

【図１７】図16の処理２のフロー図である。

【図１８】図16の処理３のフロー図である。

【図１９】第１実施例の色差判定テーブルの他の作成処
理フロー図である。

【図２０】図19の処理２のフロー図である。

【図２１】第１実施例の変換処理フロー図である。

【図２２】第１実施例の判定処理フロー図である。

【図２３】第２実施例の基本処理フロー図である。

【図２４】第２実施例の変数・定数の説明図である。

【図２５】第２実施例の主処理フロー図である。

【図２６】第２実施例の色差算出説明図である。

【図２７】第２実施例の別の方法による色差算出説明図
である。

【図２８】第２実施例の色差テーブルの作成フロー図で
ある。

【図２９】第２実施例の色差テーブルの別の方法による
作成フロー図である。

【図３０】第２実施例の判定処理フロー図である。

【図３１】第２実施例の別の方法による判定処理フロー
図である。

【符号の説明】

10 入力部 11 記憶部 12 処理部 13 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 7/00 - 7/60

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色度座標における色差の特性により色差特
   性を２つの場合に分ける手段と、 対象画素とその周辺画素の色差が、前記手段により２つ
   に分けられたいずれかの色差特性を有する色差であれ
   ば、前記対象画素を輪郭構成画素とする輪郭抽出手段と
   を備えたことを特徴とする輪郭抽出機能を有する画像処
   理装置。
2. 【請求項２】対象画像と、該対象画像上で指示された対
   象画素に対する複数の周囲画素の色差値の情報とを画面
   上に表示する手段と、 前記複数の周囲画素の色差値の情報の中から所定値を選
   択させる手段と、 対象画素とその周辺画素の色差を演算する色差演算手段
   と、 前記色差演算手段で演算された色差が前記所定値以上で
   あれば、前記対象画素を輪郭構成画素とする輪郭抽出手
   段と を備えたことを特徴とする輪郭抽出機能を有する画
   像処理装置。
3. 【請求項３】更に、描画色を指定する色指定手段と、 前記輪郭構成画素から構成される輪郭部と輪郭部以外と
   の両方について前記色指定手段で指定された描画色に基
   づき画像を描画する描画手段とを備えたことを特徴とす
   る請求項１または２記載の輪郭抽出機能を有する画像処
   理装置。