JP3458972B2

JP3458972B2 - 画像領域分割方法

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Publication number: JP3458972B2
Application number: JP12812394A
Authority: JP
Inventors: 良隆古久保; 淳村山; 龍男新橋
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Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-05-18
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Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。産業上の利用分野従来の技術発明が解決しようとする課題（図１０及び図１３）課題を解決するための手段（図３〜図９）作用（図３〜図９）実施例（図１〜図１０）発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は画像領域分割方法に関
し、画像を限られた伝送容量の伝送媒体で伝送したりテ
ープレコーダ等へ記録し及び又は再生するために、画像
中の物体の輪郭線を重点的に保存する高能率符号化方法
を用いる場合の輪郭線抽出方法に適用し得る。

【０００３】

【従来の技術】従来、画像信号の高能率符号化方法は、
画像信号の持つ相関の高さを利用して冗長性を削減する
ものであり、画像信号の伝送や記録の際に必要不可欠な
ものである。従来の画像信号の高能率符号化方法とし
て、予測符号化のような画像を画素単位に扱う符号化方
法や、離散コサイン変換（ＤＣＴ（Discrete Cosine Tr
ansform ））に代表される直交変換符号化やウエーブレ
ツト変換のようなサブバンド符号化等が存在する。

【０００４】予測符号化は、代表的な手法としてフレー
ム内ＤＰＣＭ（Differential PulseCode Modulation）
等があり、原画素と復号化した近傍画素の差分を量子化
して符号化するものである。このような予測符号化方法
は、必要な圧縮率が１／２〜１／４程度とそれほど高く
ない場合には有効であるが、それ以上の高圧縮率符号化
には適さない。一方、直交変換符号化やサブバンド符号
化は、圧縮率が１／１０以上と高い場合に用いられてお
り、現在はＤＣＴを用いた符号化方法が一般的に多く用
いられている。これはＤＣＴが高速アルゴリズムを有
し、ハード化が容易である等の理由によるものであり、
国際標準（ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ）にも採用されている。

【０００５】ＤＣＴを用いた画像信号符号化方法の基本
原理は、画像信号の低周波成分の電力がきわめて大きい
という特徴を利用し、ＤＣＴによつて求められた画像信
号の周波数成分を量子化する際に、低周波成分の量子化
ステツプサイズは小さく、高周波成分のステツプサイズ
は大きくすることによつて、全体として情報量を圧縮す
る方法である。しかし量子化を行うことによつてブロツ
ク歪みとモスキート雑音が生じてしまうという問題があ
り、特にマクロブロツクを単位とした処理であることに
起因するブロツク歪みは、符号化速度が低い場合に顕著
になる。このため、超低ビツトレートの画像符号化を行
うためには新たな高能率符号化方法が必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで超低ビツトレー
トでの伝送や記録を目的とした画像符号化方法として、
人間の視覚特性が物体の輪郭線に特に敏感であるという
ことを考慮し、原画像中の輪郭線部分を重点的に保存す
ることにより、低ビツトレートでも視覚的に優れた復元
性を実現しようとする方法が提案されている。このよう
な原画像中の輪郭線部分を重点的に保存する画像信号符
号化方法においては、いかに効率良く物体の輪郭線を抽
出するかが重要になる。

【０００７】原画像から輪郭線部分を抽出するエツジ領
域抽出手順を図１０に示す。すなわち入力される原画像
の画像信号ＡＤ０は、ソーベルフイルタ等のエツジ検出
オペレータを用いてエツジ抽出を行うエツジ強度算出処
理部ＡＰ１、ＡＰ２に入力され、この結果エツジ強度信
号ＡＤ１、ＡＤ２を得る。このエツジ強度算出処理部Ａ
Ｐ１、ＡＰ２では、図１１に示す３×３のタツプ係数の
ソーベルフイルタが用いられ、それぞれ水平方向のエツ
ジ強度を示すエツジ強度信号ＡＤ１と、垂直方向のエツ
ジ強度を示すエツジ強度信号ＡＤ２を求める。

【０００８】このエツジ強度信号ＡＤ１、ＡＤ２は、注
目画素のエツジ強度の絶対値和を得るため、それぞれ乗
算器ＡＰ４、ＡＰ５において自乗され、水平方向のエツ
ジ強度信号電力ＡＤ４、垂直方向のエツジ強度信号電力
ＡＤ５となる。次に水平方向のエツジ強度信号電力ＡＤ
４と垂直方向のエツジ強度信号電力ＡＤ５は、加算器Ａ
Ｐ７によつて加算され注目画素のエツジ強度を示す信号
ＡＤ７を得る。

【０００９】ここで、物体の輪郭や物体間の境界線など
のエツジ領域と、テクスチヤ内のエツジ領域の特性の違
いを考慮に入れた場合、エツジ領域とテクスチヤ領域を
分離するための特徴量として、局所的な階調値の変化特
性と、大局的な変化特性を示す指標値を用いる手法が有
効である。

【００１０】そこでまず、階調値の局所的な変化特性を
表す特徴量として、エツジ領域か否かを判定する際に用
いる重要な特徴量として注目画素のエツジ強度がある。
またその他に、物体の輪郭や物体間の境界とテクスチヤ
領域内のエツジの特性の違いとして、注目画素周辺の空
間周波数の変化が上げられ、ハイパスフイルタ（ＨＰ
Ｆ）等の出力値が用いられる。このエツジ領域抽出に用
いるハイパスフイルタの例としては、図１１に上述した
３×３のソーベルフイルタなどがあるが、この他に５×
５、７×７等、タツプ数やタツプ係数が異なるフイルタ
も適用できる。

【００１１】また大局的な特性を表す特徴量として、局
所的な変化特性を表す特徴量であるハイパスフイルタの
出力値の一定領域内における平均値などを用いる。そこ
で、このような大局的な変化特性を示す特徴量を求める
際に必要な局所的特徴量を得るためのマスク領域を、注
目領域周辺に設定する。このマスク領域の種類として、
図１２に示されるような窓領域がある。このマスク領域
ＭＳＫ１、ＭＳＫ２は、注目画素ＰＬが持つエツジ強度
の法線方向にある注目画素ＰＬを境とする注目画素ＰＬ
の両側の１次元の領域であり、片側の１次元の領域をそ
れぞれ第１、第２のマスク領域ＭＳＫ１、ＭＳＫ２とす
る。これは、エツジ領域を境として大きく変わる階調値
の変化をエツジの両側の特徴量の関係から得ようとする
ものである。

【００１２】このような各種の特徴量を用いたエツジ領
域抽出のためのしきい値決定の処理手順は、図１０にお
いて、処理部ＡＰ３、ＡＰ６、ＡＰ８を用いて表され
る。まず、原画像の画素信号ＡＤ０がフイルタリング処
理部ＡＰ３に入力されて得られる出力信号ＡＤ３を、マ
スク領域設定処理部ＡＰ６に入力する。ここで設定され
たマスク領域内から求められる特徴量ＡＤ６を算出し、
しきい値決定処理部ＡＰ８においてエツジ強度を示す信
号ＡＤ７と特徴量ＡＤ６をパラメータとするしきい値関
数Ｆ（）に応じてしきい値ＡＤ８が求められる。

【００１３】なお関数Ｆ（）はテクスチヤ領域とエツジ
領域を分離するために最適だと思われるしきい値を取れ
るようにシミユレーシヨンによつて決定される。しきい
値決定処理部ＡＰ８において用いられるしきい値関数の
例を図１３に示す。しきい値関数の例として図１３に示
されるような注目画素のエツジ強度Ｅと２つのマスク領
域内の平均値Ｍ₁、Ｍ₂の関係を示す関数Ｆ₁（）が用
いられる。しきい値関数Ｆ₁（）は、次式

【数１】で示され、マスク領域内の平均値Ｍ₁、Ｍ₂の値によ
り、しきい値Ｔとなるエツジ強度Ｅが得られるものであ
る。

【００１４】しきい値が決定された後、エツジ強度を示
す信号ＡＤ７としきい値決定処理部ＡＰ８から出力され
るしきい値信号ＡＤ８を比較器ＡＰ９に入力することに
よつて、注目画素がテクスチヤ領域か、エツジ領域かを
判断する。比較器ＡＰ９からの出力信号ＡＤ９として、
注目領域がテクスチヤ領域のとき０を、エツジ領域のと
き１を得る。従つて、比較器ＡＰ９からの出力信号ＡＤ
９を各画素の画素値として得られる画像は、エツジ領域
抽出によつて抽出されたエツジ領域を示す画像であり、
以下これをマスク画像と呼ぶ。

【００１５】しかし図１０のエツジ領域抽出手順では、
輝度変化の少ない領域内において、物体の輪郭や物体間
の境界を抽出することが困難である。したがつて、エツ
ジ領域とそれ以外の領域を分離する際に、輝度信号だけ
でなく色差信号からもエツジ情報を得ることが必要にな
つてくる。そこで、輝度情報からだけでなく、色差情報
からもエツジ領域を求め、それらを合成する新たなエツ
ジ領域分割方法が必要となつた。

【００１６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、カラー画像信号よりエツジ領域でなるマスク画像を
得る際に、確実かつ効率良くエツジ領域とそれ以外の領
域に分割し得る画像領域分割方法を提案しようとするも
のである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め第１の発明においては、複数の成分（ＤＤ１、ＤＤ
２、ＤＤ３）を有するカラー信号を入力画像信号とし、
その入力画像信号のエツジ領域を抽出してマスク画像を
生成する画像領域分割方法において、複数の成分（ＥＤ
１、ＥＤ２、ＥＤ３）それぞれに対して個別にエツジ領
域を抽出して複数のマスク画像（ＥＤ６、ＥＤ７、ＥＤ
８）を生成し、当該複数のマスク画像（ＥＤ６、ＥＤ
７、ＥＤ８）それぞれが有するマスク画素の論理和を取
ることにより、入力画像信号に対する合成マスク画像
（ＥＤ９）を生成し、合成マスク画像（ＥＤ９）におけ
るエツジ領域の水平方向の幅が一定値以下の場合は、当
該エツジ領域における中央のマスク画素か、複数の成分
（ＤＤ１、ＤＤ２、ＤＤ３）のうちの特定の一つに属す
るマスク画素のみを合成マスク画像（ＥＤ９）として用
いるようにした。

【００１８】また、第２の発明においては、複数の成分
（ＤＤ１、ＤＤ２、ＤＤ３）を有するカラー信号を入力
画像信号とし、その入力画像信号のエツジ領域を抽出し
てマスク画像を生成する画像領域分割方法において、複
数の成分（ＥＤ１、ＥＤ２、ＥＤ３）それぞれに対して
個別にエツジ領域を抽出して複数のマスク画像（ＥＤ
６、ＥＤ７、ＥＤ８）を生成し、複数のマスク画像（Ｅ
Ｄ６、ＥＤ７、ＥＤ８）それぞれが有するマスク画素の
論理和を取ることにより入力画像信号に対する合成マス
ク画像（ＥＤ９）を生成し、合成マスク画像（ＥＤ９）
のエツジ領域における第１の成分のマスク画素を辿つて
いくことによりマスク画素チエーンを形成していくとと
もに、当該マスク画素チエーンの先頭の周囲に第１の成
分のマスク画素が存在しない場合は、当該マスク画素チ
エーンの進行方向にある他の成分のマスク画素を辿つて
いくことによりマスク画素チエーンを形成していき、形
成したマスク画素チエーンを構成するマスク画素を合成
マスク画像（ＥＤ９）として用いるようにした。

【００１９】

【００２０】

【作用】複数のマスク画像それぞれが有するマスク画素
の論理和を取つて合成マスク画像を生成することによ
り、従来の方法では抽出できなかつた輝度変化の少ない
領域内に対してもエツジ領域を確実に抽出して合成マス
ク画像を生成することができるとともに、合成マスク画
像におけるエツジ領域の水平方向の幅が一定値以下の場
合、当該エツジ領域における中央のマスク画素か、複数
の成分のうちの特定の一つに属するマスク画素のみを用
いるようにしたことにより、複数のマスク画像を合成し
たことによつて合成マスク画像のエツジ領域が実際より
も太くなることを防止することができる。

【００２１】また、合成マスク画像のエツジ領域におけ
る第１の成分のマスク画素を辿つていくことによりマス
ク画素チエーンを形成するとともに、当該マスク画素チ
エーンの先頭の周囲に第１の成分のマスク画素が存在し
ない場合、当該マスク画素チエーンの進行方向にある他
の成分のマスク画素を辿つていくことによりマスク画素
チエーンを形成し、当該マスク画素チエーンを構成する
マスク画素を用いて合成マスク画像を生成するようにし
たことにより、複数のマスク画像を合成したことによつ
て合成マスク画像のエツジ領域が実際よりも太くなるこ
とを防止することができる。

【００２２】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００２３】図１〜図９に、本発明の実施例について述
べる。本発明は画像中から対象物体のエツジ領域の抽出
を効率良く行うための一手法であり、超低ビツトレート
における画像信号符号化手法の一部として用いられる。
この実施例においては、サンプリング周波数が異なる複
数の成分を有するカラー信号として、ＹＵＶ成分から構
成されるカラー信号を、原画像として用いたエツジ抽出
処理について述べる。

【００２４】物体の輪郭線の保存に重点を置いた画像信
号符号化方法の代表的なものとして、３ＣＣ（3 Compon
ent Coding）がある。３ＣＣとは原画像を画像のもつ視
覚的重要度に応じて局所輝度情報、エツジ情報及びテク
スチヤ情報に分割し、それぞれ情報の重要度に応じて符
号化を行うものである。３ＣＣのエンコード処理手順を
図１に、デコード処理手順を図２に示す。

【００２５】３ＣＣのエンコード処理は、図１におい
て、まず入力画像信号ＢＤ０から画像の大局的な輝度情
報を表す局所輝度（Local Luminance ）成分を求めて符
号化する局所輝度発生及び符号化処理部ＢＰ１から出力
される局所輝度信号ＢＤ１と、画像の輪郭線すなわちエ
ツジ情報（Edge Informatoin）部分を抽出して符号化す
るエツジ情報検出及び符号化処理部ＢＰ２から出力され
るエツジ情報信号ＢＤ２をそれぞれ得る。

【００２６】さらに局所輝度信号ＢＤ１とエツジ情報信
号ＢＤ２から、エツジ画像を再構成するエツジ情報復号
化及び再構成処理部ＢＰ３において得られた再構成エツ
ジ画像信号ＢＤ３と、入力画像信号ＢＤ０との差分を求
めることによりテクスチヤ画像信号ＢＤ４を得る。テク
スチヤ画像信号ＢＤ４は、エントロピー符号化を行うテ
クスチヤ情報符号化処理部ＢＰ４によつて符号化され出
力信号ＢＤ５となる。従つて入力画像信号ＢＤ０は最終
的に、符号化された局所輝度信号ＢＤ１、符号化された
エツジ情報信号ＢＤ２及び符号化されたテクスチヤ信号
ＢＤ５に変換される。

【００２７】一方３ＣＣのデコード処理は、図２におい
て、まず符号化された局所輝度信号ＣＤ１が、局所輝度
復号化及び再構成処理部ＣＰ１に入力され、復元された
信号ＣＤ４を得る。符号化されたエツジ情報信号ＣＤ２
と局所輝度を復元した信号ＣＤ４をエツジ情報復号化及
び再構成処理部ＣＰ２に入力することにより、エツジ再
構成画像信号ＣＤ５を得る。また符号化されたテクスチ
ヤ信号ＣＤ３もテクスチヤ情報復号化処理部ＣＰ３にお
いて復号化され、テクスチヤ画像信号ＣＤ６となる。最
後にエツジ再構成画像信号ＣＤ５とテクスチヤ画像信号
ＣＤ６を加算することにより再構成画像信号ＣＤ７を得
る。

【００２８】従つて３ＣＣではエンコード処理部中のエ
ツジ情報検出及び符号化処理部ＢＰ２において、図１０
について上述した処理部ＡＰ１〜ＡＰ９に相当する画像
のエツジ領域の抽出処理と、エントロピー符号化処理を
行つている。

【００２９】ここで３ＣＣでは、物体の輪郭線の保存に
重点をおいて画像の符号化を行つており、画像中の細か
な模様などの高周波成分はテクスチヤ画像信号ＢＤ５に
含まれるが、輪郭線などの画像情報の大部分は、局所輝
度情報信号ＢＤ１とエツジ情報信号ＢＤ２に含まれるこ
とが望ましい。しかし、エンコード処理部中のエツジ画
像のエツジ情報検出及び符号化処理部ＢＰ２において、
物体の輪郭線抽出が十分になされなかつた場合、エツジ
画像を再構成するエツジ情報復号化及び再構成処理部Ｂ
Ｐ３において得られたエツジ画像信号ＢＤ３は原信号Ｂ
Ｄ０との誤差が大きくなり、テクスチヤ成分の符号化効
率が悪化する結果となる。

【００３０】従来のエツジ領域抽出手順のように、画像
の輝度信号のみのエツジ情報を抽出した場合、輝度変化
が少ない領域における物体の輪郭や物体間の境界を抽出
することは困難である。このような場合、輝度変化が少
ない領域におけるエツジ領域抽出を行うことができる新
たなエツジ抽出手法が必要になる。そこでこの実施例で
は、対象画像のエツジ領域を抽出する際に輝度信号（Ｙ
成分）だけでなく、色差信号（ＵＶ成分）を併せて用い
るエツジ領域抽出手順について述べる。

【００３１】エツジ領域抽出に輝度信号だけでなく色差
信号を併せて用い、色差信号のエツジ情報を輝度信号の
エツジ情報に加えることにより、再構成後のエツジ画像
信号ＢＤ３と原信号ＢＤ０との誤差を少なくすることが
できる。しかしＹＵＶ成分の画像を用いてエツジ領域を
抽出する際の問題として、４:２:２フオーマツト画像の
場合、Ｙ成分の画像とＵＶ成分の画像では、サイズが
２:１:１となつており、ＹＵＶ成分の画像に対して、一
様にエツジ領域の抽出を行つただけでは、輝度情報と色
差情報のエツジ領域をそのまま加えることはできない。

【００３２】このため、この実施例では以下に示す方法
を用いて、輝度信号と色差信号とから得られるエツジ領
域を合成する。この実施例で用いるエツジ領域抽出手順
は、色差信号（ＵＶ成分）や輝度信号（Ｙ成分）などの
各成分に対し行うエツジ領域抽出手順は、図１０に上述
した従来の手順と同じだが、輝度信号と色差信号から得
られるエツジ領域情報を併せてエツジ領域を決定するよ
うになされている。

【００３３】輝度信号と色差信号を用いたエツジ領域抽
出手順に付いて図３〜図９を用いて説明する。ＹＵＶ信
号併用エツジ領域抽出手順として、ＹＵＶ各成分の原信
号を加算した画像からマスク画像を作成する方法と、Ｙ
ＵＶ成分の各成分に対し個別にマスク画像を作成し、３
成分のマスク画像を合成して、原画像に対する合成マス
ク画像を得る方法がある。

【００３４】まずＹＵＶ各成分の原信号を加算した画像
からマスク画像を作成する方法を図３に示す。すなわち
ＹＵＶ各成分の原信号をＤＤ１、ＤＤ２、ＤＤ３とする
と、ＵＶ成分の信号ＤＤ２、ＤＤ３はアツプサンプル回
路ＤＰ１、ＤＰ２において１：２にアツプサンプルさ
れ、Ｙ成分の画像信号と同じ画像サイズのＵＶ成分信号
ＤＤ４、ＤＤ５を得る。Ｙ成分信号ＤＤ１とＵＶ成分信
号ＤＤ４、ＤＤ５はそれぞれ乗算器ＤＰ３、ＤＰ４、Ｄ
Ｐ５に入力され、重み付け係数ａ、ｂ、ｃを示す信号Ｄ
Ｄ６、ＤＤ７、ＤＤ８と掛け合わされ、乗算器ＤＰ３〜
ＤＰ５からの出力信号ＤＤ９、ＤＤ１０、ＤＤ１１とな
る。

【００３５】乗算器ＤＰ３〜ＤＰ５からの出力信号ＤＤ
９、ＤＤ１０、ＤＤ１１は、加算器ＤＰ６に入力されＹ
ＵＶの合成画像信号ＤＤ１２を得る。合成画像信号ＤＤ
１２は、マスク画像生成処理部ＤＰ７に入力され合成マ
スク画像信号ＤＤ１３を得る。但し、マスク画像生成処
理部ＤＰ７は図１０について上述した従来のエツジ領域
抽出手順と同様の処理を行う。これは、原画像がＹＵＶ
成分のエツジ領域が互いに異なる領域に存在する画像で
ある場合、有効なエツジ領域抽出手順となる。

【００３６】またもう一方のエツジ領域抽出手法とし
て、ＹＵＶ成分の各成分に対し個別にマスク画像作成を
行い、３成分のマスク画像を合成してその原画像に対す
る合成マスク画像を得る方法について、図４〜図９に示
す。この方法におけるエツジ領域抽出手順は２段階から
構成されており、その第１段階としてＹＵＶの各成分に
対してマスク画像を作成する処理があり、第２段階とし
てＹＵＶの各マスク画像を合わせて合成マスク画像を作
成する処理がある。

【００３７】第１段階のＹＵＶ成分の各マスク画像の作
成を行う方法として、ＵＶ成分に対するマスク画像の作
成方法の違いにおいて２通りの生成方法がある。まず第
１のマスク画像の生成方法は、図４に示すように、ＵＶ
成分の原画像をアツプサンプルしてからエツジ領域抽出
手順を行う。すなわちＹＵＶの原信号ＥＤ１、ＥＤ２、
ＥＤ３の内、ＵＶ成分の信号ＥＤ２、ＥＤ３はアツプサ
ンプル回路ＥＰ１、ＥＰ２に入力され１：２にアツプサ
ンプルされ、Ｙ成分の画像信号と同じ画像サイズのＵＶ
成分信号ＥＤ４、ＥＤ５を得る。Ｙ成分の原信号ＥＤ１
とＵＶ成分のアツプサンプル画像信号ＥＤ４、ＥＤ５
は、マスク画像生成処理部ＥＰ３、ＥＰ４、ＥＰ５に入
力され、ＹＵＶの各成分に対するマスク画像信号ＥＤ
６、ＥＤ７、ＥＤ８が得られる。その後、マスク画像信
号ＥＤ６、ＥＤ７、ＥＤ８は、マスク画像合成処理部Ｅ
Ｐ６に入力され、合成マスク画像信号ＥＤ９となる。

【００３８】これに対し第２のマスク画像の生成方法
は、図５に示すように、ＹＵＶ成分の原画像に対しマス
ク画像生成処理を行つた後に、ＵＶ成分のマスク画像を
アツプサンプルする方法である。すなわちＹＵＶの原信
号ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３をマスク画像生成処理部ＦＰ
１、ＦＰ２、ＦＰ３に入力し、各成分に対するマスク画
像信号ＦＤ４、ＦＤ５、ＦＤ６を得る。ＵＶ成分のマス
ク画像信号ＦＤ５、ＦＤ６は、Ｙ成分に対するマスク画
像信号ＦＤ４の半分のサイズであるため、アツプサンプ
ル回路ＦＰ４、ＦＰ５において１：２にアツプサンプル
され、Ｙ成分のマスク画像信号と同サイズのマスク画像
信号ＦＤ７、ＦＤ８を得る。ＹＵＶのマスク画像信号Ｆ
Ｄ４、ＦＤ７、ＦＤ８は、マスク画像合成処理部ＦＰ６
において合成マスク画像信号ＦＤ９となる。これらの処
理方法により、ＹＵＶ各成分に対する同じサイズのマス
ク画像を生成することができる。

【００３９】次にこのエツジ領域抽出手順における第２
段階であるマスク画像の合成処理は、図４及び図５中に
示されるマスク画像合成処理部ＥＰ６、ＦＰ６において
実行されるものであり、３つの異なる方法がある。まず
第１の合成方法としてＹＵＶ成分の３つのマスク画像中
に存在するマスク画素の論理和により合成マスク画像を
得る手法がある。この合成方法の処理を図６及び図７を
用いて説明する。ＹＵＶ成分の各成分に対するマスク画
像作成処理により図６に示すＹＵＶの各成分に対するマ
スク画像（図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ））を得
たとする。画像中の任意の位置において、ＹＵＶ成分の
各マスク画像のいずれかにマスク画素がある場合、合成
マスク画像の同じ位置の画素はマスク画素となる。

【００４０】従つてこの合成方法により、図７（Ａ）に
示すマスク画像が得られる。しかし、このマスク画像の
合成処理手法における問題として、ＵＶ成分のマスク画
像を生成する際にアツプサンプルすることによるエツジ
領域の位置ずれが合成マスク画像にそのまま影響してし
まうことがある。ＵＶ成分のエツジ領域とＹ成分のエツ
ジ領域が異なつた領域に存在する場合には問題は生じに
くいが、Ｙ成分とＵＶ成分のいずれの画像からも同じ領
域でエツジが抽出される場合、Ｙ成分のマスク画素とＵ
Ｖ成分のマスク画素の横方向の位置がずれることによ
り、実際のエツジ領域よりも幅広いマスク画像となつて
しまう恐れがある。

【００４１】そこで第２の合成方法では、第２の合成方
法と同様にＹＵＶ成分のマスク画像の論理和をとつた
後、マスク領域の水平方向の幅が２又は３の場合、マス
ク領域の水平方向の幅が１になるように細線化を行う。
ここで用いる細線化の手法としては、マスク領域の水平
方向の幅が３の場合は、中央の画素のみをマスク画素と
し、水平方向の線幅が２の場合は、２つのマスク画素の
内どちらか一方のみがＹ成分のマスク画素のときはＹ成
分のマスク画素のみを残し、両方の画素がＹ成分のマス
ク画素であつたりＵＶ成分のマスク画素であるときは左
側の画素のみをマスク画素として残す。

【００４２】図６におけるＹＵＶのマスク画像を処理す
る場合、図７（Ａ）に示される各成分の論理和を取つた
マスク画像に対し、上述した第３の合成方法を行う。図
７（Ａ）において、水平方向のマスク画素の線幅が４以
上である０ライン目と７ライン目のマスク画素は、すべ
ての画素をマスク画素とし、線幅が３である４、５、６
ライン目のマスク画素は中央のマスク画素のみを残す。
さらに、線幅が２である１、２、３ライン目の内、同じ
ラインの両方の画素がＵＶ成分のマスク画素である場
合、左の画素のみをマスク画素として残し、同じライン
の画素の一方がＹ成分のマスク画素である場合、Ｙ成分
のマスク画素のみを残す。このようにして得られた合成
マスク画像を、図７（Ｂ）に示す。

【００４３】また第３の合成方法は、チエーンコーデイ
ングを用いてＹＵＶのマスク画像を生成する方法であ
り、その処理について図８及び図９を用いて述べる。マ
スク画像を合成する際に用いるチエーンコーデイングの
軌跡は、画像の左上を始点として、Ｙ成分のマスク画素
や直進方向に位置するマスク画素を優先するなどの拘束
条件を満たしながら決定される。図８におけるＹＵＶの
マスク画像（図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ））を
処理する場合、図９（Ａ）に示されるＹＵＶ成分の各マ
スク画像の論理和をとつた画像の、左上の画素である
（ｘ、ｙ）＝（２、０）に位置する画素がチエーンの始
点となる。

【００４４】始点からは、Ｙ成分のマスク画素を優先し
てたどるため、（２、０）→（２、１）→（２、２）→
（２、３）→（２、４）→（２、５）→（３、５）に位
置する画素の順にチエーンが構成される。さらに、
（３、５）のマスク画素の隣にはＹ成分のマスク画素が
存在しないので、隣接するＵＶ成分のマスク画素の内、
チエーンの進行方向に位置する（４、５）の画素がチエ
ーンを構成する次の画素となる。同様に、（４、５）→
（５、５）→（６、５）→（７、５）に位置する画素が
チエーンとなる。従つて、チエーンの軌跡は図９（Ｂ）
中のａ〜ｋで表される順になる。

【００４５】ａ〜ｅの画素をたどる際に、Ｙ成分のマス
ク画素の隣に位置するＵ成分のマスク画素（３、０）、
（３、１）、（３、２）、（３、４）は、その片側のみ
にしかマスク画素が存在しないため削除される。また、
ｆ〜ｋの画素をたどる際には、Ｙ成分のマスク画素の隣
に位置するＶ成分のマスク画素（４、５）、（５、５）
は、その両側にマスク画素が存在するため削除されな
い。この結果、図９（Ｃ）に示すように、垂直方向に伸
びるエツジ領域（ａ〜ｆ）におけるＵＶ成分のマスク画
像の位置ずれの影響を抑えると共に、水平方向に伸びる
エツジ領域（ｆ〜ｋ）を保存することができる。

【００４６】以上の方法によれば、画像中のエツジ領域
とテクスチヤ領域の分離処理を、輝度情報からだけでな
く色差情報からもエツジ領域を求め、それらを合成して
エツジ領域を抽出するようにしたことにより、従来の方
式では抽出できなかつた輝度変化の少ない領域内のエツ
ジ領域を抽出することができ、かくして、原信号により
近いエツジ再構成画像を得ることができる。

【００４７】なお上述の実施例においては、ＹＵＶ成分
からなるカラー信号について、輝度情報に加えて色差情
報からもエツジ領域を求めるようにしたが、本発明はこ
れに限らず、複数の成分からなるあらゆる画像信号に対
して適用できるものであり、その際、各成分のサンプリ
ング周波数は同一であつても、異なつていても上述の実
施例と同様の効果を実現できる。

【００４８】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、複数のマ
スク画像それぞれのマスク画素の論理和を取つて合成マ
スク画像を生成することにより、従来の方法では抽出で
きなかつた輝度変化の少ない領域内に対してもエツジ領
域を確実に抽出して合成マスク画像を生成することがで
きるとともに、合成マスク画像におけるエツジ領域の水
平方向の幅が一定値以下の場合、当該エツジ領域におけ
る中央のマスク画素か、複数の成分のうちの特定の一つ
に属するマスク画素のみを用いるようにしたことによ
り、複数のマスク画像を合成したことによつて合成マス
ク画像のエツジ領域が実際よりも太くなることを防止す
ることができる。

【００４９】また本発明によれば、合成マスク画像のエ
ツジ領域における第１の成分のマスク画素を辿つていく
ことによりマスク画素チエーンを形成するとともに、当
該マスク画素チエーンの先頭の周囲に第１の成分のマス
ク画素が存在しない場合、当該マスク画素チエーンの進
行方向にある他の成分のマスク画素を辿つていくことに
よりマスク画素チエーンを形成し、当該マスク画素チエ
ーンを構成するマスク画素を用いて合成マスク画像を生
成するようにしたことにより、複数のマスク画像を合成
したことによつて合成マスク画像のエツジ領域が実際よ
りも太くなることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像領域分割方法の前提となる３
ＣＣのエンコード処理手順を示すブロツク図である。

【図２】３ＣＣのデコード処理手順を示すブロツク図で
ある。

【図３】ＹＵＶの各成分の合成画像からマスク画像を生
成するマスク画像生成方法を示すブロツク図である。

【図４】ＹＵＶの各成分毎の各マスク画像を合成してマ
スク画像を生成するマスク画像生成方法を示すブロツク
図である。

【図５】図４と同様にＹＵＶの各成分毎の各マスク画像
を合成してマスク画像を生成するマスク画像生成方法を
示すブロツク図である。

【図６】マスク画像合成方法の説明としてＹＵＶ成分の
各マスク画像を示す略線図である。

【図７】ＹＵＶ成分の各マスク画像よりマスク画像を生
成するマスク画像合成方法の説明に供する略線図であ
る。

【図８】マスク画像合成方法の説明としてＹＵＶ成分の
各マスク画像を示す略線図である。

【図９】ＹＵＶ成分の各マスク画像よりマスク画像を生
成するマスク画像合成方法の説明に供する略線図であ
る。

【図１０】従来の画像信号中のエツジ領域抽出手順を示
すブロツク図である。

【図１１】水平方向と垂直方向のエツジ領域抽出に用い
るソーベルフイルタのタツプ係数を示す略線図である。

【図１２】階調値の大局的な特性を得るために用いる１
次元のマスク領域の説明に供する略線図である。

【図１３】適応型しきい値処理のためのしきい値決定関
数の説明に供する特性曲線図である。

【符号の説明】

ＢＰ１……局所輝度発生及び符号化処理部、ＢＰ２……
エツジ情報検出及び符号化処理部、ＢＰ３……エツジ情
報復号化及び再構成処理部、ＢＰ４……テクスチヤ情報
符号化処理部、ＣＰ１……局所輝度復号化及び再構成処
理部、ＣＰ２……エツジ情報復号化及び再構成処理部、
ＣＰ３……テクスチヤ情報復号化処理部、ＤＰ１、ＤＰ
２、ＥＰ１、ＥＰ２、ＦＰ４、ＦＰ５……アツプサンプ
ル回路、ＤＰ３、ＤＰ４、ＤＰ５……乗算器、ＤＰ６…
…加算器、ＤＰ７、ＥＰ３、ＥＰ４、ＥＰ５、ＦＰ１、
ＦＰ２、ＦＰ３……マスク画像生成処理部、ＥＰ６、Ｆ
Ｐ６……マスク画像合成処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−230694（ＪＰ，Ａ) 特開平５−336346（ＪＰ，Ａ) 特開平２−292988（ＪＰ，Ａ) 正木利行，ベクトル場理論に基づくカラー画像の符号化，電子情報通信学会技術研究報告，1990年10月19日，Ｖｏｌ．90 Ｎｏ．251，ｐ．21−26 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 9/00 - 9/78 H04N 11/00 - 11/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の成分を有するカラー信号を入力画像
信号とし、当該入力画像信号のエツジ領域を抽出してマ
スク画像を生成する画像領域分割方法において、複数の上記成分それぞれに対して個別に上記エツジ領域
を抽出して複数の上記マスク画像を生成し、複数の上記マスク画像それぞれが有するマスク画素の論
理和を取ることにより、上記入力画像信号に対する合成
マスク画像を生成し、上記合成マスク画像におけるエツジ領域の水平方向の幅
が一定値以下の場合は、当該エツジ領域における中央の
上記マスク画素か、複数の上記成分のうちの特定の一つ
に属する上記マスク画素のみを上記合成マスク画像とし
て用いることを特徴とする画像領域分割方法。
【請求項２】複数の成分を有するカラー信号を入力画像
信号とし、当該入力画像信号のエツジ領域を抽出してマ
スク画像を生成する画像領域分割方法において、複数の上記成分それぞれに対して個別に上記エツジ領域
を抽出して複数の上記マスク画像を生成し、複数の上記マスク画像それぞれが有するマスク画素の論
理和を取ることにより、上記入力画像信号に対する合成
マスク画像を生成し、上記合成マスク画像のエツジ領域における第１の上記成
分のマスク画素を辿つていくことによりマスク画素チエ
ーンを形成するとともに、当該マスク画素チエーンの先
頭の周囲に上記第１の成分のマスク画素が存在しない場
合は、当該マスク画素チエーンの進行方向にある他の上
記成分のマスク画素を辿つていくことにより上記マスク
画素チエーンを形成し、上記形成したマスク画素チエーンを構成するマスク画素
を上記合成マスク画像として用いることを特徴とする画
像領域分割方法。