JP5223133B2 - 画像分割装置および画像分割方法 - Google Patents

Description

この発明は、画像分割装置および画像分割方法に関するものである。

従来、彩度と色相差とを用いて入力画像を無彩色領域と有彩色領域とに分割する画像領域分割装置が知られている（特許文献１）。

この画像領域分割装置は、画像入力部と、正規化処理部と、彩度検出部と、色相差検出部と、特徴量算出部と、２値化処理部とを備える。画像入力部は、カラー画像を取り込み、その取り込んだ画像から領域分割の対象となる対象画像を生成し、対象画像のＲ（赤）成分、Ｇ（緑）成分およびＢ（青）成分をそれぞれ示すＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像を正規化処理部へ出力する。

正規化処理部は、画像入力部から出力された３枚のＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像を取り込み、対象画像の各画素について、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分を明るさで正規化したＸ成分とＹ成分とに変換する。そして、正規化処理部は、対象画像の各画素値がＸ成分であるＸ画像と、対象画像の各画素値がＹ成分であるＹ画像とを生成し、その生成したＸ画像およびＹ画像を彩度検出部および色相差検出部へ出力する。

彩度検出部は、正規化処理部から出力されたＸ画像およびＹ画像を取り込み、対象画像の各画素の彩度をＸ成分およびＹ成分から求め、対象画像の各画素の値を、求めた彩度とする彩度画像を特徴量算出部へ出力する。対象画像の画素Ｐ_ｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）の彩度Ｓ_ｋは、Ｐ_ｋのＸ成分をｘ_ｋとし、Ｙ成分をｙ_ｋとすると、Ｓ_ｋ＝（ｘ_ｋ ^２＋ｙ_ｋ ^２）^１／２によって求められる。

色相検出部は、正規化処理部から出力されたＸ画像およびＹ画像を取り込み、対象画像の各画素の色相をＸ成分およびＹ成分から求め、有彩色領域の色相θ_ｃとの色相差を算出する。そして、色相検出部は、対象画像の各画素の値を、算出した色相差とする色相差画像を特徴量算出部へ出力する。対象画素Ｐ_ｋの色相θ_ｋは、θ_ｋ＝ｔａｎ^−１（ｙ_ｋ／ｘ_ｋ）によって求められる。

特徴量算出部は、彩度検出部から彩度画像を受け取り、色相検出部から色相差画像を受け取ると、各画素の彩度と色相差とから特徴量を算出する。たとえば、特徴量算出部は、Ｆ_ｋ＝Ｓ_ｋｃｏｓ（θ_ｋ−θ_ｃ）によって対象画像の画素Ｐ_ｋの特徴量Ｆ_ｋを算出する。そして、特徴量算出部は、対象画像の各画素の値を、算出した特徴量Ｆ_ｋとする特徴量画像を２値化処理部へ出力する。

２値化処理部は、特徴量算出部から特徴量画像を受けると、特徴量画像を２値化する。そして、２値化処理部は、２値化により分割された２つの領域のうち、特徴量の小さい方を無彩色領域として出力し、特徴量の大きい方を有彩色領域として出力する。

このように、従来の画像領域分割装置は、入力画像の各点における彩度と、入力画像の各点での色相と有彩色領域の色相との色相差とを用いて入力画像を無彩色領域と有彩色領域とに分割するための特徴量を求め、その求めた特徴量を用いて入力画像を無彩色領域と有彩色領域とに分割する。

特開平６−２５９５４９号公報

しかし、従来の画像領域分割装置は、入力画像の各画素の彩度と、各画素の色相と有彩色領域の色相との色相差とを用いて画像を分割するため、分割の対象となる対象物が無彩色からなる場合、入力画像を各対象物の画像に正確に分割することが困難であるという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、カラー画像からなる入力画像を各対象物の画像に正確に分割可能な画像分割装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、カラー画像からなる入力画像を各対象物の画像に正確に分割可能な画像分割方法を提供することである。

この発明によれば、画像分割装置は、しきい値決定部と、結合重み決定部と、画像分割部とを備える。しきい値決定部は、１つのフレームに含まれる複数の画素の彩度と画素数との関係を示す彩度分布において画素数が最小になる彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定する。結合重み決定部は、しきい値決定部によって決定されたしきい値を用いて２つの画素が無彩色および有彩色のいずれに属するかを判定し、２つの画素の両方が無彩色からなると判定したとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、２つの画素の一方が無彩色からなると判定したとき、第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定し、２つの画素の両方が有彩色からなると判定したとき、第１の結合重み以上の第３の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する。画像分割部は、結合重み決定部によって決定された第１から第３の結合重みに基づいて、１つのフレームを各対象物の画像に分割する。

好ましくは、しきい値決定部は、しきい値の初期値を予め保持しており、１つのフレームを受けると、彩度分布を検出し、その検出した彩度分布に基づいて初期値における第１の画素数と彩度を初期値から変化させたときの第２の画素数とを検出し、その検出した第１および第２の画素数に基づいて最小の画素数を検出し、最小の画素数が検出されたときの彩度をしきい値として決定する。

また、この発明によれば、画像分割装置は、結合重み決定部と、画像分割部と、分割判定部とを備える。結合重み決定部は、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値を用いて２つの画素が無彩色および有彩色のいずれに属するかを判定し、２つの画素の両方が無彩色からなると判定したとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、２つの画素の一方が無彩色からなると判定したとき、第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定し、２つの画素の両方が有彩色からなると判定したとき、第１の結合重み以上の第３の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する。画像分割部は、結合重み決定部によって決定された第１から第３の結合重みに基づいて、１つのフレームを各対象物の画像に分割する。分割判定部は、画像分割部による画像の分割結果に基づいて対象物の画像の再分割が必要であるか否かを判定する。そして、結合重み決定部は、分割判定部が分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、２つの画素の両方が有彩色からなるときの２つの画素間の結合重みとして第１の結合重みと異なる第４の結合重みを決定する。画像分割部は、分割判定部が分割結果に基づ再分割が必要であると判定したとき、第４の結合重みに基づいて、対象物の画像を再分割する。

好ましくは、結合重み決定部は、２つの画素の両方が有彩色からなると判定したとき、２つの画素の色相差に基づいて第３の結合重みを決定し、分割判定部が分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、色相差と異なる指標に基づいて第４の結合重みを決定する。

好ましくは、結合重み決定部は、分割判定部が分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、２つの画素の明度差に基づいて第４の結合重みを決定する。

好ましくは、分割判定部は、画像分割部が第３の結合重みを用いて分割した対象物の画像における明度と画素数との関係を示す明度分布に基づいて、画素数が基準数以上になるときの明度幅を検出し、その検出した明度幅が基準幅以上であるとき、対象物の画像の再分割が必要であると判定する。

さらに、この発明によれば、画像分割装置は、しきい値決定部と、結合重み決定部と、画像分割部と、分割判定部とを備える。しきい値決定部は、１つのフレームに含まれる複数の画素の彩度と画素数との関係を示す彩度分布において画素数が最小になる彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定する。結合重み決定部は、しきい値決定部によって決定されたしきい値を用いて２つの画素が無彩色および有彩色のいずれに属するかを判定し、２つの画素の両方が無彩色からなると判定したとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、２つの画素の一方が無彩色からなると判定したとき、第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定し、２つの画素の両方が有彩色からなると判定したとき、第１の結合重み以上の第３の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する。画像分割部は、結合重み決定部によって決定された第１から第３の結合重みに基づいて、１つのフレームを各対象物の画像に分割する。分割判定部は、画像分割部による画像の分割結果に基づいて対象物の画像の再分割が必要であるか否かを判定する。そして、結合重み決定部は、分割判定部が分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、２つの画素の両方が有彩色からなるときの２つの画素間の結合重みとして第１の結合重みと異なる第４の結合重みを決定する。また、画像分割部は、分割判定部が分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、第４の結合重みに基づいて、対象物の画像を再分割する。

好ましくは、しきい値決定部は、しきい値の初期値を予め保持しており、１つのフレームを受けると、彩度分布を検出し、その検出した彩度分布に基づいて初期値における第１の画素数と彩度を初期値から変化させたときの第２の画素数とを検出し、その検出した第１および第２の画素数および彩度に基づいて最小の画素数からなる彩度を検出し、その検出した彩度をしきい値として決定する。

好ましくは、結合重み決定部は、２つの画素の両方が有彩色からなると判定したとき、２つの画素の色相差に基づいて第３の結合重みを決定し、分割判定部が分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、色相差と異なる指標に基づいて第４の結合重みを決定する。

好ましくは、結合重み決定部は、分割判定部が分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、２つの画素の明度差に基づいて第４の結合重みを決定する。

好ましくは、分割判定部は、画像分割部が第３の結合重みを用いて分割した画像における明度と画素数との関係を示す明度分布に基づいて、画素数が基準数以上になるときの明度幅を検出し、その検出した明度幅が基準幅以上であるとき、再分割が必要であると判定する。

さらに、この発明によれば、画像分割方法は、１つのフレームに含まれる複数の画素のＲＧＢ値を受付ける第１のステップと、受付けられた複数の画素のＲＧＢ値に基づいて、複数の画素の彩度を演算する第２のステップと、演算された複数の画素の彩度に基づいて、彩度と画素数との関係を示す彩度分布を求める第３のステップと、求められた彩度分布に基づいて、画素数が最小になる彩度を検出し、その検出した彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定する第４のステップと、受付けられた複数の画素のＲＧＢ値のうちの２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、２つの画素の第１および第２の色相を演算する第５のステップと、受付けられた複数の画素のＲＧＢ値のうちの２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、２つの画素の第１および第２の彩度を演算する第６のステップと、第１および第２の彩度の両方が決定されたしきい値以下であるか否かを判定する第７のステップと、第７のステップにおいて、第１および第２の彩度の両方がしきい値以下であると判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値のみを用いて２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定する第８のステップと、第７のステップにおいて、第１および第２の彩度の一方がしきい値以下であると判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値と、第１および第２の彩度とを用いて第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する第９のステップと、第７のステップにおいて、第１および第２の彩度の両方がしきい値よりも大きいと判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値と、第１および第２の色相とを用いて第１の結合重み以上の第３の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する第１０のステップと、第５のステップから第１０のステップを１つのフレームに含まれる全ての画素間について実行する第１１のステップと、第１１のステップを実行して決定された第１から第３の結合重みに基づいて、１つのフレームを各対象物の画像に分割する第１２のステップとを備える。

さらに、この発明によれば、画像分割方法は、２つの画素のＲＧＢ値を受付ける第１のステップと、受付けられた２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、２つの画素の第１および第２の色相を演算する第２のステップと、受付けられた２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、２つの画素の第１および第２の彩度を演算する第３のステップと、第１および第２の彩度の両方が有彩色と無彩色との境界を示すしきい値以下であるか否かを判定する第４のステップと、第４のステップにおいて、第１および第２の彩度の両方がしきい値以下であると判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値のみを用いて２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定する第５のステップと、第４のステップにおいて、第１および第２の彩度の一方がしきい値以下であると判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値と、第１および第２の彩度とを用いて第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する第６のステップと、第４のステップにおいて、第１および第２の彩度の両方がしきい値よりも大きいと判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値と、第１および第２の色相とを用いて第１の結合重み以上の第３の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する第７のステップと、第１のステップから第７のステップを１つのフレームに含まれる全ての画素間について実行する第８のステップと、第８のステップを実行して決定された第１から第３の結合重みに基づいて、１つのフレームを各対象物の画像に分割する第９のステップと、第９のステップにおいて分割された画像の分割結果に基づいて、対象物の画像の再分割が必要であるか否かを判定する第１０のステップと、第１０のステップにおいて画像の再分割が必要であると判定されたとき、第１および第２の彩度の両方がしきい値よりも大きいと判定されたときの２つの画素間の結合重みとして第１および第２の色相と異なる指標を用いて第１の結合重みと異なる第４の結合重みを対象物の画像に含まれる全ての画素間について決定する第１１のステップと、第１１のステップにおいて決定された第４の結合重みに基づいて対象物の画像を再分割する第１２のステップとを備える。

好ましくは、第１１のステップにおいて、２つの画素の明度差に基づいて第４の結合重みを決定する。

好ましくは、第１０のステップは、第９のステップにおいて第３の結合重みを用いて分割された画像における明度と画素数との関係を示す明度分布に基づいて、画素数が基準数以上になるときの明度幅を検出する第１のサブステップと、第１のサブステップにおいて検出された明度幅が基準幅以上であるとき、再分割が必要であると判定する第２のサブステップとを含む。

さらに、この発明によれば、画像分割方法は、１つのフレームに含まれる複数の画素のＲＧＢ値を受付ける第１のステップと、受付けられた複数の画素のＲＧＢ値に基づいて、複数の画素の彩度を演算する第２のステップと、演算された複数の画素の彩度に基づいて、彩度と画素数との関係を示す彩度分布を求める第３のステップと、求められた彩度分布に基づいて、画素数が最小になる彩度を検出し、その検出した彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定する第４のステップと、受付けられた複数の画素のＲＧＢ値のうちの２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、２つの画素の第１および第２の色相を演算する第５のステップと、受付けられた複数の画素のＲＧＢ値のうちの２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、２つの画素の第１および第２の彩度を演算する第６のステップと、第１および第２の彩度の両方が決定されたしきい値以下であるか否かを判定する第７のステップと、第７のステップにおいて、第１および第２の彩度の両方がしきい値以下であると判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値のみを用いて２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定する第８のステップと、第７のステップにおいて、第１および第２の彩度の一方がしきい値以下であると判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値と、第１および第２の彩度とを用いて第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する第９のステップと、第７のステップにおいて、第１および第２の彩度の両方がしきい値よりも大きいと判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値と、第１および第２の色相とを用いて第１の結合重み以上の第３の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する第１０のステップと、第５のステップから第１０のステップを１つのフレームに含まれる全ての画素間について実行する第１１のステップと、第１１のステップを実行して決定された第１から第３の結合重みに基づいて、１つのフレームを各対象物の画像に分割する第１２のステップと、第１２のステップにおいて分割された画像の分割結果に基づいて、対象物の画像の再分割が必要であるか否かを判定する第１３のステップと、第１３のステップにおいて画像の再分割が必要であると判定されたとき、第１および第２の彩度の両方がしきい値よりも大きいと判定されたときの２つの画素間の結合重みとして第１および第２の色相と異なる指標を用いて第１の結合重みと異なる第４の結合重みを対象物の画像に含まれる全ての画素間について決定する第１４のステップと、第１４のステップにおいて決定された第４の結合重みに基づいて対象物の画像を再分割する第１５のステップとを備える。

好ましくは、第１４のステップにおいて、２つの画素の明度差に基づいて第４の結合重みを決定する。

好ましくは、第１３のステップは、第１２のステップにおいて第３の結合重みを用いて分割された画像における明度と画素数との関係を示す明度分布に基づいて、画素数が基準数以上になるときの明度幅を検出する第１のサブステップと、第１のサブステップにおいて検出された明度幅が基準幅以上であるとき、再分割が必要であると判定する第２のサブステップとを含む。

さらに、この発明によれば、画像分割装置は、しきい値決定部と、結合重み決定部と、画像分割部とを備える。しきい値決定部は、１つのフレームに含まれる複数の画素の彩度と画素数との関係を示す彩度分布において画素数が最小になる彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定する。結合重み決定部は、しきい値決定部によって決定されたしきい値を用いて２つの画素が無彩色および有彩色のいずれに属するかを判定し、２つの画素の両方が無彩色からなると判定したとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、２つの画素のいずれか一方が無彩色からなると判定したとき、２つの画素のＲＧＢ値と２つの画素の彩度値を用いて決定する第２の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定し、２つの画素の両方が有彩色からなると判定したとき、２つの画素のＲＧＢ値と２つの画素の色相値を用いて第３の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する。画像分割部は、結合重み決定部によって決定された第１から第３の結合重みに基づいて、１つのフレームを各対象物の画像に分割する。

好ましくは、画像分割装置は、分割判定部をさらに備える。分割判定部は、画像分割部による画像の分割結果に基づいて対象物の画像の再分割が必要であるか否かを判定する。そして、結合重み決定部は、分割判定部が分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、２つの画素の両方が有彩色からなるときの２つの画素間の結合重みとして２つの画素のＲＧＢ値と２つの画素の明度値を用いて第４の結合重みを２つの画素間の結合重みとして決定する。また、画像分割部は、分割判定部が分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、第４の結合重みに基づいて、対象物の画像を再分割する。

好ましくは、しきい値決定部は、しきい値の初期値を予め保持しており、１つのフレームを受けると、彩度分布を検出し、その検出した彩度分布に基づいて初期値における第１の画素数と彩度を初期値から変化させたときの第２の画素数とを検出し、その検出した第１および第２の画素数に基づいて最小の画素数を検出し、最小の画素数が検出されたときの彩度をしきい値として決定する。

さらに、この発明によれば、画像分割装置は、結合重み決定部と、画像分割部とを備える。結合重み決定部は、無彩色と有彩色との間に存在する中間領域と無彩色との境界を示す第１のしきい値と、中間領域と有彩色との境界を示す第２のしきい値とを用いて２つの画素が無彩色、中間領域および有彩色のいずれに属するかを判定し、２つの画素の両方が無彩色からなると判定したとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、２つの画素の一方が無彩色からなり、かつ、２つの画素の他方が中間領域からなるとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて決定した第１の要素結合重みと２つの画素の彩度を用いて決定した第２の要素結合重みとのうちの最小の結合重みを２つの画素の第２の結合重みとして決定し、２つの画素の両方が中間領域からなるとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて決定した第３の要素結合重みと２つの画素の色相を用いて決定した第４の要素結合重みとのうちの最小の結合重みを２つの画素の第３の結合重みとして決定し、２つの画素の一方が中間領域からなり、かつ、２つの画素の他方が有彩色からなるとき、２つの画素の彩度を用いて決定した第５の要素結合重２つの画素の色相を用いて決定した第６の要素結合重みとのうちの最小の結合重みを２つの画素の第４の結合重みとして決定し、２つの画素の一方が無彩色からなり、かつ、２つの画素の他方が有彩色からなるとき、２つの画素の色相を用いて決定した第７の要素結合重みと２つの画素の彩度を用いて決定した第８の要素結合重みと２つの画素のＲＧＢ値を用いて決定した第９の要素結合重みとのうちの最小の結合重みを２つの画素の第５の結合重みとして決定し、２つの画素の両方が有彩色からなるとき、２つの画素の色相を用いて２つの画素間の結合重みである第６の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する。画像分割部は、結合重み決定部によって決定された第１から第６の結合重みに基づいて、１つのフレームを各対象物の画像に分割する。そして、結合重み決定部は、１つのフレームにおけるＲＧＢ値分布幅を用いた結合重みの調整が行なわれるとき、ＲＧＢ値分布幅を用いて２つの画素のＲＧＢ値差に対する減少割合がＲＧＢ値分布幅の逆数倍になるように結合重みを調整することによって第１の結合重みを決定するとともに、ＲＧＢ値分布幅を用いて２つの画素のＲＧＢ値差に対する減少割合がＲＧＢ値分布幅の逆数倍になるように第１、第３および第９の要素結合重みを調整することによって第２、第３および第５の結合重みを決定する第１の処理を実行し、１つのフレームにおける彩度分布幅を用いた結合重みの調整が行なわれるとき、彩度分布幅を用いて２つの画素の彩度差に対する減少割合が彩度分布幅の逆数倍になるように第２、第５および第８の要素結合重みを調整することによって第２、第４および第５の結合重みを決定する第２の処理を実行し、１つのフレームにおける色相分布幅を用いた結合重みの調整が行なわれるとき、色相分布幅を用いて２つの画素の色相差に対する減少割合が色相分布幅の逆数倍になるように第４、第６および第７の要素結合重みを調整することによって第３、第４および第５の結合重みを決定するとともに、色相分布幅を用いて２つの画素の色相差に対する減少割合が色相分布幅の逆数倍になるように結合重みを調整することによって第６の結合重みを決定する第３の処理を実行し、ＲＧＢ値分布幅、彩度分布幅および色相分布幅の少なくとも２つを用いた結合重みの調整が行なわれるとき、第１から第３の処理の少なくとも２つを実行する。

好ましくは、画像分割装置は、しきい値決定部をさらに備える。しきい値決定部は、彩度と累積画素率との関係を示す曲線において、彩度を第１のしきい値から彩度の上限値まで変化させたときの曲線の各彩度における傾きを演算し、その演算した複数の傾きのうち、最初に基準値を超える傾きが得られたときの彩度を第２のしきい値として決定する。

好ましくは、画像分割装置は、しきい値決定部をさらに備える。しきい値決定部は、ＲＧＢ値と累積画素率との関係を示す曲線において、ＲＧＢ値を第１のしきい値からＲＧＢ値の上限値まで変化させたときの曲線の各ＲＧＢ値における傾きを演算し、その演算した複数の傾きのうち、最初に基準値を超える傾きが得られたときのＲＧＢ値を第２のしきい値として決定する。

この発明においては、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値は、彩度分布において画素数が最小になる彩度に決定される。そして、その決定されたしきい値を用いて２つの画素が無彩色および有彩色のいずれに属するかが判定される。２つの画素間の結合重みは、２つの画素の両方が無彩色からなると判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて第１の結合重みに決定され、２つの画素の一方が無彩色からなると判定されたとき、第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みに決定され、２つの画素の両方が有彩色からなると判定されたとき、第１の結合重み以上の第３の結合重みに決定される。そして、その決定された結合重みに基づいて画像分割が行なわれる。その結果、同一物体を示す画素の領域において、画像分割における領域成長を促進しながら、結合重みが第２の結合重みからなる画像では、画像分割において領域成長が抑制され、結合重みが第３の結合重みからなる画像では、画像分割において領域成長が促進される。そして、画像分割において、同一物体を示す画素の領域が同一領域として抽出され、彩度差のある領域が識別されて抽出され、同一色相を有する領域が同一領域として抽出される。

したがって、カラー画像からなる入力画像を各対象物の画像に正確に分割できる。また、１つの物体の画像を正確に分割できる。

また、この発明によれば、２つの画素間の結合重みは、２つの画素の両方が無彩色からなるとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて第１の結合重みに決定され、２つの画素の一方が無彩色からなるとき、第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みに決定され、２つの画素の両方が有彩色からなるとき、第１の結合重み以上の第３の結合重みに決定される。そして、その決定された結合重みに基づいて画像分割が行なわれる。その後、分割結果である分割画像に基づいて画像の再分割が必要であるか否かが判定され、再分割が必要であるとき、２つの画素の両方が有彩色からなるときの画素間の結合重みが第１の結合重み以上の第４の結合重みに決定される。そして、その決定された第４の結合重みを用いて分割画像が再分割される。その結果、最初の画像分割において、結合重みが第２の結合重みからなる画像では、画像分割における領域成長が抑制され、結合重みが第３の結合重みからなる画像では、画像分割における領域成長が促進される。また、再分割において、有彩色からなる２つの物体間に跨った領域成長が抑制される。そして、画像分割において、彩度差のある領域が識別されて抽出され、同一色相を有する領域が同一領域として抽出される。また、再分割において、有彩色からなる２つの物体が個別に抽出される。

したがって、カラー画像からなる入力画像を各対象物の画像に正確に分割できる。また、有彩色からなる２つの物体の画像を各物体の画像に正確に分割できる。

さらに、この発明によれば、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値は、彩度分布において画素数が最小になる彩度に決定される。そして、その決定されたしきい値を用いて２つの画素が無彩色および有彩色のいずれに属するかが判定される。２つの画素間の結合重みは、２つの画素の両方が無彩色からなると判定されたとき、２つの画素のＲＧＢ値を用いて第１の結合重みに決定され、２つの画素の一方が無彩色からなると判定されたとき、第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みに決定され、２つの画素の両方が有彩色からなると判定されたとき、第１の結合重み以上の第３の結合重みに決定される。そして、その決定された結合重みに基づいて画像分割が行なわれる。その後、分割結果である分割画像に基づいて画像の再分割が必要であるか否かが判定され、再分割が必要であるとき、２つの画素の両方が有彩色からなるときの画素間の結合重みが第１の結合重みと異なる第４の結合重みに決定される。そして、その決定された第４の結合重みを用いて分割画像が再分割される。その結果、最初の画像分割において、同一物体を示す画素の領域において、画像分割における領域成長を促進しながら、結合重みが第２の結合重みからなる画像では、画像分割において領域成長が抑制され、結合重みが第３の結合重みからなる画像では、画像分割において領域成長が促進される。また、再分割において、有彩色からなる２つの物体間に跨った領域成長が抑制される。そして、画像分割において、同一物体を示す画素の領域が同一領域として抽出され、彩度差のある領域が識別されて抽出され、同一色相を有する領域が同一領域として抽出される。また、再分割において、有彩色からなる２つの物体が個別に抽出される。

したがって、カラー画像からなる入力画像を各対象物の画像に正確に分割できる。また、１つの物体の画像を正確に分割できる。さらに、有彩色からなる２つの物体の画像を各物体の画像に正確に分割できる。

さらに、この発明によれば、画像分割装置は、無彩色領域と有彩色領域との間に中間領域を新たに設け、結合重みの決定の対象となる２つの画素が無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれに属するかによって結合重みを計算するときの要素を変更するとともに、各領域の境界において領域成長が抑制されるように結合重みを決定する。そして、画像分割装置は、その決定した結合重みを用いて１つのフレームを各対象物の画像に分割する。

したがって、この発明によれば、物体間の境界領域が中間領域を設けないときの無彩色領域と有彩色領域との境界に存在する場合でも、１つの入力画像を各対象物の画像に精度良く分割できる。

この発明の実施の形態１による画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す結合重み決定回路の構成を示す概略図である。 図２に示す結合重み決定回路が結合重みを決定するときの概念図である。 図２に示す結合重み決定回路が結合重みを決定するときの他の概念図である。 ＨＳＶ色空間の概念図である。 色相および彩度による画像評価に用いた画像を示す図である。 色相および彩度による画像評価に用いた他の画像を示す図である。 図６に示す領域Ｘの分割結果および図７に示す領域Ｙの分割結果を示す図である。 従来の画像分割における問題を説明するための図である。 図６に示すサンプル画像のＲＧＢ値から式（１）を用いてＨｕｅ値に変換した値（０〜３６０度）を２５６階調に正規化して８ビットグレー画像とした図である。 図７に示すサンプル画像のＲＧＢ値から式（１）を用いてＨｕｅ値に変換した値（０〜３６０度）を２５６階調に正規化して８ビットグレー画像とした図である。 図６に示すサンプル画像のＲＧＢ値から式（２）を用いてＳ値に変換した値（０〜１の範囲）を２５６階調に規格化して８ビットグレー画像とした図である。 図７に示すサンプル画像のＲＧＢ値から式（２）を用いてＳ値に変換した値（０〜１の範囲）を２５６階調に規格化して８ビットグレー画像とした図である。 彩度（Ｓ）値が０．２よりも小さい画素を無彩色、彩度（Ｓ）値が０．２以上である画素を有彩色として扱ったときの分割結果を示す他の図である。 彩度ヒストグラムの例を示す図である。 しきい値の変更パターンを示す概念図である。 色相（Ｈｕｅ）のビンの構成図である。 図２に示すＨＳ変換回路に含まれる色相変換回路の構成を示す概略図である。 彩度（Ｓ）のビンの構成例を示す構成図である。 彩度（Ｓ）のビンの一般的な構成を示す構成図である。 図２に示すＨＳ変換回路に含まれる彩度変換回路の構成を示す概略図である。 結合重みを決定する方法を説明するための図である。 反射による画素値への影響を示す図である。 彩度境界を変化させたときの無彩色画素値の変化を示す図である。 Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分の乱反射による影響を示す図である。 赤の車のボディーのＨｕｅ値のヒストグラムを示す図である。 青の車のボディーのＨｕｅ値のヒストグラムを示す図である。 図２に示す重み計算ユニットの構成図である。 画像の分割方法を説明するための図である。 実施の形態１による画像分割方法を説明するためのフローチャートである。 図３０に示すステップＳ２の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 図３０に示すステップＳ３の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 図３２に示すステップＳ３７の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 図３０に示すステップＳ４の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 無彩色と有彩色との境界を示すしきい値の調整の有無による分割結果を示す図である。 実施の形態２による画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。 １回目の分割結果と色相ヒストグラムとを示す図である。 １回目の分割結果と明度ヒストグラムとを示す図である。 明度ヒストグラムの幅を説明するための図である。 画像の再分割の判定基準を示す図である。 図３６に示す結合重み決定回路の構成を示す概略ブロック図である。 図４１に示す重み決定回路の構成を示す概略ブロック図である。 実施の形態２による画像分割方法を説明するためのフローチャートである。 図４３のステップＳ１１の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 図４３のステップＳ１５の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２による分割方法を用いて分割した分割結果を示す図である。 実施の形態３による画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。 実施の形態３による画像分割方法を説明するためのフローチャートである。 色相ヒストグラムの変更例を示す図である。 幅が異なる色相ヒストグラムを示す図である。 結合重みと画素間距離との関係を示す図である。 実施の形態４による画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。 実施の形態４における色空間の概念図である。 図５２に示すしきい値決定回路の構成を示す概略ブロック図である。 図５２に示す分布幅検出回路の構成を示す概略ブロック図である。 累積ピクセル率と彩度との関係を示す図である。 図５２に示す結合重み決定回路の構成を示す概略図である。 図５７に示す重み計算ユニットの構成を示す概略図である。 結合重みと画素値差（＝彩度差）との関係を示す図である。 彩度分布幅による結合重みの調整の概念図である。 色相を計算しない領域の概念図である。 図５２に示す画像分割装置における画像分割の動作を説明するためのフローチャートである。 図６２に示すステップＳ６５の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 図６３に示すステップＳ３７Ａの詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 図５２に示す画像分割装置を用いた画像分割の例を示す図である。 結合重みと画素値差との関係を示す図である。 実施の形態４における色空間の他の概念図である。 図５２に示すしきい値決定回路の他の構成を示す概略ブロック図である。 実施の形態４による他の画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。 図６９に示す分布幅検出回路の構成を示す概略ブロック図である。 図６９に示す画像分割装置の結合重み決定回路の構成を示す概略ブロック図である。 図７１に示す重み計算ユニットの構成を示す概略図である。 色相分布幅による結合重みの調整の概念図である。 実施の形態４によるさらに他の画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。 図７４に示す分布幅検出回路の構成を示す概略ブロック図である。 図７４に示す画像分割装置の結合重み決定回路の構成を示す概略ブロック図である。 図７６に示す重み計算ユニットの構成を示す概略図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による画像分割装置１０は、画素値検出回路１と、しきい値決定回路２と、結合重み決定回路３と、画像分割回路４とを備える。

画素値検出回路１は、１フレームの入力画像を受け、その受けた入力画像の各画素のＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分を検出し、その検出したＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分をＲＧＢ値としてしきい値決定回路２および結合重み決定回路３へ出力する。

しきい値決定回路２は、入力画像を構成する複数の画素のＲＧＢ値を画素値検出回路１から受け、その受けたＲＧＢ値に基づいて、入力画素を構成する複数の画素の彩度を後述する方法によって求める。そして、しきい値決定回路２は、その求めた複数の画素の彩度に基づいて、画素数と彩度との関係を示す彩度ヒストグラムを求め、その求めた彩度ヒストグラムに基づいて、後述する方法によって、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値を決定する。そうすると、しきい値決定回路２は、その決定したしきい値を結合重み決定回路３へ出力する。

結合重み決定回路３は、画素値検出回路１からＲＧＢ値を受け、しきい値決定回路２からしきい値を受ける。そして、結合重み決定回路３は、その受けたＲＧＢ値およびしきい値に基づいて、後述する方法によって、１つのフレームを構成する複数の画素における各画素間の結合重みを決定し、その決定した結合重みを画像分割回路４へ出力する。

画像分割回路４は、外部から入力画像を受け、結合重み決定回路３から結合重みを受ける。そして、画像分割回路４は、その受けた結合重みを用いて、領域成長型画像分割方法によって、１つのフレームからなる入力画像を各対象物の画像に分割する。この領域成長型画像分割方法は、たとえば、３×３の画素からリーダセルを決定し、その決定したリーダセルの領域から相対的に大きい結合重みを有する周囲の画素の領域へ領域を成長させて行く処理をリーダセルが存在しなくなるまで繰り返して画像を分割する方法である。

図２は、図１に示す結合重み決定回路３の構成を示す概略図である。図２を参照して、結合重み決定回路３は、Ｄラッチ回路３１，３２，３４，３６，３７，３９と、ＦＩＦＯ回路３３，３８と、ＨＳ変換回路３５と、選択器４０，４１と、重み計算ユニット４２〜４５とを含む。

Ｄラッチ回路３１は、画素値検出回路１からＲＧＢ値を受け、その受けたＲＧＢ値をラッチし、そのラッチしたＲＧＢ値をＤラッチ回路３２、重み計算ユニット４３，４５へ出力する。

Ｄラッチ回路３２は、Ｄラッチ回路３１からＲＧＢ値を受け、その受けたＲＧＢ値をラッチし、そのラッチしたＲＧＢ値をＦＩＦＯ回路３３、重み計算ユニット４２および選択器４０，４１へ出力する。

ＦＩＦＯ回路３３は、Ｄラッチ回路３２からＲＧＢ値を受け、その受けたＲＧＢ値を入力画像の画素の横一列分のクロック分だけ、保持し、その後、ＲＧＢ値をＤラッチ回路３４、重み計算ユニット４２および選択器４０，４１へ出力する。

Ｄラッチ回路３４は、ＦＩＦＯ回路３３から受けたＲＧＢ値をラッチし、そのラッチしたＲＧＢ値を重み計算ユニット４３，４４へ出力する。

ＨＳ変換回路３５は、画素値検出回路１からＲＧＢ値を受け、しきい値決定回路２からしきい値Ｓ_ｔｈを受け、その受けたＲＧＢ値を後述する方法によって色相に変換するとともに、しきい値Ｓ_ｔｈを用いてＲＧＢ値を後述する方法によって彩度に変換する。そして、ＨＳ変換回路３５は、その変換した色相および彩度をＤラッチ回路３６へ出力する。

Ｄラッチ回路３６は、色相および彩度をＨＳ変換回路３５から受け、その受けた色相および彩度をラッチし、そのラッチした色相および彩度をＤラッチ回路３７および重み計算ユニット４３，４５へ出力する。

Ｄラッチ回路３７は、色相および彩度をＤラッチ回路３６から受け、その受けた色相および彩度をラッチし、そのラッチした色相および彩度をＦＩＦＯ回路３８、重み計算ユニット４２および選択器４０，４１へ出力する。

ＦＩＦＯ回路３８は、色相および彩度をＤラッチ回路３７から受け、その受けた色相および彩度を入力画像の画素の横一列分のクロック分だけ、保持し、その後、色相および彩度をＤラッチ回路３９、重み計算ユニット４２および選択器４０，４１へ出力する。

Ｄラッチ回路３９は、色相および彩度をＦＩＦＯ回路３８から受け、その受けた色相および彩度をラッチし、そのラッチした色相および彩度を重み計算ユニット４３，４４へ出力する。

選択器４０は、外部から制御信号ＣＴＬを受け、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８から色相および彩度を受ける。制御信号ＣＴＬは、選択器４０，４１の０端子に入力されたＲＧＢ値、色相および彩度を選択するための制御信号ＣＴＬ０と、選択器４０，４１の１端子に入力されたＲＧＢ値、色相および彩度を選択するための制御信号ＣＴＬ１とのいずれかからなる。そして、選択器４０は、制御信号ＣＴＬ０を受けると、ＦＩＦＯ回路３３から受けたＲＧＢ値と、ＦＩＦＯ回路３８から受けた色相および彩度とを選択して重み計算ユニット４４へ出力し、制御信号ＣＴＬ１を受けると、Ｄラッチ回路３２から受けたＲＧＢ値と、Ｄラッチ回路３７から受けた色相および彩度とを選択して重み計算ユニット４４へ出力する。

選択器４１は、外部から制御信号ＣＴＬを受け、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８から色相および彩度を受ける。そして、選択器４１は、制御信号ＣＴＬ０を受けると、Ｄラッチ回路３２から受けたＲＧＢ値と、Ｄラッチ回路３７から受けた色相および彩度とを選択して重み計算ユニット４５へ出力し、制御信号ＣＴＬ１を受けると、ＦＩＦＯ回路３３から受けたＲＧＢ値と、ＦＩＦＯ回路３８から受けた色相および彩度とを選択して重み計算ユニット４５へ出力する。

重み計算ユニット４２は、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８から色相および彩度を受ける。そして、重み計算ユニット４２は、Ｄラッチ回路３２から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３７から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）とし、ＦＩＦＯ回路３３から受けたＲＧＢ値と、ＦＩＦＯ回路３８から受けた色相および彩度とを別の１つの画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とする。そうすると、重み計算ユニット４２は、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とに基づいて、後述する方法によって、画素ＧＥ２と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路４へ出力する。

重み計算ユニット４３は、Ｄラッチ回路３１，３４からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３６，３９から色相および彩度を受ける。そして、重み計算ユニット４３は、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３６から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ４に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）とし、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値と、Ｄラッチ回路３９から受けた色相および彩度とを別の１つの画素ＧＥ１に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）とする。そうすると、重み計算ユニット４３は、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）とに基づいて、後述する方法によって、画素ＧＥ１と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路４へ出力する。

重み計算ユニット４４は、Ｄラッチ回路３４からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３９から色相および彩度を受け、選択器４０からＲＧＢ値、色相および彩度を受ける。そして、重み計算ユニット４４は、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３９から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ１に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）とし、選択器４０から受けたＲＧＢ値、色相および彩度を別の１つの画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とする。そうすると、重み計算ユニット４４は、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とに基づいて、後述する方法によって、画素ＧＥ１と画素ＧＥ２との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路４へ出力する。

重み計算ユニット４５は、Ｄラッチ回路３１からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３６から色相および彩度を受け、選択器４１からＲＧＢ値、色相および彩度を受ける。そして、重み計算ユニット４５は、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３６から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ４に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）とし、選択器４１から受けたＲＧＢ値、色相および彩度を別の１つの画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）とする。そうすると、重み計算ユニット４５は、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）とに基づいて、後述する方法によって、画素ＧＥ３と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路４へ出力する。

なお、重み計算ユニット４４は、選択器４０から画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）を受けるとき、画素ＧＥ１と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路４へ出力し、重み計算ユニット４５は、選択器４１から画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）を受けるとき、画素ＧＥ２と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路４へ出力する。

図３は、図２に示す結合重み決定回路３が結合重みを決定するときの概念図である。また、図４は、図２に示す結合重み決定回路３が結合重みを決定するときの他の概念図である。

結合重み決定回路３は、２行２列に配列された画素ＧＥ１〜ＧＥ４における結合重みを１サイクルで決定する。画素ＧＥ１〜ＧＥ４におけるＲＧＢ値ＲＧＢ１〜ＲＧＢ４が結合重み決定回路３へ順次入力されると、重み計算ユニット４２は、ＦＩＦＯ回路３３から画素ＧＥ２のＲＧＢ値ＲＧＢ２を受け、ＦＩＦＯ回路３８から画素ＧＥ２の色相および彩度ＨＳ２を受け、Ｄラッチ回路３２から画素ＧＥ３のＲＧＢ値ＲＧＢ３を受け、Ｄラッチ回路３７から画素ＧＥ３の色相および彩度ＨＳ３を受ける。

また、重み計算ユニット４３は、Ｄラッチ回路３４から画素ＧＥ１のＲＧＢ値ＲＧＢ１を受け、Ｄラッチ回路３９から画素ＧＥ１の色相および彩度ＨＳ１を受け、Ｄラッチ回路３１から画素ＧＥ４のＲＧＢ値ＲＧＢ４を受け、Ｄラッチ回路３６から画素ＧＥ４の色相および彩度ＨＳ４を受ける。

さらに、重み計算ユニット４４は、Ｄラッチ回路３４から画素ＧＥ１のＲＧＢ値ＲＧＢ１を受け、Ｄラッチ回路３９から画素ＧＥ１の色相および彩度ＨＳ１を受け、選択器４０から画素ＧＥ２のＲＧＢ値ＲＧＢ２と、画素ＧＥ２の色相および彩度ＨＳ２とを受ける。

さらに、重み計算ユニット４５は、Ｄラッチ回路３１から画素ＧＥ４のＲＧＢ値ＲＧＢ４を受け、Ｄラッチ回路３６から画素ＧＥ４の色相および彩度ＨＳ４を受け、選択器４１から画素ＧＥ３のＲＧＢ値ＲＧＢ３と、画素ＧＥ３の色相および彩度ＨＳ３とを受ける。

すなわち、重み計算ユニット４２〜４５は、同期して、それぞれ、画素ＧＥ２，ＧＥ３のＲＧＢ値、色相および彩度、画素ＧＥ１，ＧＥ４のＲＧＢ値、色相および彩度、画素ＧＥ１，ＧＥ２のＲＧＢ値、色相および彩度、および画素ＧＥ３，ＧＥ４のＲＧＢ値、色相および彩度を受ける。そして、重み計算ユニット４２は、画素ＧＥ２と画素ＧＥ３との結合重みを決定して出力し、重み計算ユニット４３は、画素ＧＥ１と画素ＧＥ４との結合重みを決定して出力し、重み計算ユニット４４は、画素ＧＥ１と画素ＧＥ２との結合重みを決定して出力し、重み計算ユニット４５は、画素ＧＥ３と画素ＧＥ４との結合重みを決定して出力する。

つまり、重み計算ユニット４２〜４５は、図３に示す４個の結合重みを１サイクルで決定して出力する。

なお、選択器４０が画素ＧＥ３のＲＧＢ値ＲＧＢ３と色相および彩度ＨＳ３とを選択し、選択器４１が画素ＧＥ２のＲＧＢ値ＲＧＢ２と色相および彩度ＨＳ２とを選択した場合、重み計算ユニット４２〜４５は、図４に示す４個の結合重みを１サイクルで決定して出力する。

このように、結合重み決定回路３は、２行２列に配列された４個の画素のＲＧＢ値、色相および彩度を用いて、１サイクルで２行２列に配列された４個の画素間における４個の結合重みを決定する。

上述したように、結合重み決定回路３は、各画素のＲＧＢ値、色相および彩度を用いて２つの画素間の結合重みを決定するが、以下、その理由について説明する。

この発明においては、画素間の結合重みを決定するために、ＲＧＢ値のみならず、色相および彩度を用いるために、ＲＧＢ色空間に加え、色相（Ｈ：Ｈｕｅ）、彩度（Ｓ：Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）および明度（Ｖ：Ｖａｌｕｅ）からなるＨＳＶ色空間を導入する。

ここで、色相（Ｈ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂなどの色の種類を表す要素である。また、彩度（Ｓ）は、色の鮮やかさを表す要素であり、無彩色（黒―灰色―白）では、“０”となる。さらに、明度（Ｖ）は、明るさを表す要素である。

図５は、ＨＳＶ色空間の概念図である。図５を参照して、ＨＳＶ色空間は、円錐形状からなる。そして、色相（Ｈ）は、円錐形状の底面における円環ＣＲＣに描かれ、０度〜３６０度の範囲で表される。そして、図５においては、赤を基準（０度）とした色相を表しており、ＲＧＢ色空間における赤（２５５，０，０）、緑（０，２５５，０）および青（０，０，２５５）は、それぞれ、色相０度、色相１２０度および色相２４０度に対応する。

彩度（Ｓ）は、円錐の円形の半径として表され、０〜１の範囲の値を取る。また、明度（Ｖ）は、円錐の頂点からの距離として表され、０〜１の範囲の値を取る。

図５から解るように、無彩色は、色相（Ｈ）および彩度（Ｓ）を持たない。

ＲＧＢ値から色相（Ｈ）への変換には、次式が用いられる。

なお、式（１）において、ＭＡＸは、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値の最大値を表し、ＭＩＮは、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値の最小値を表す。

ＭＡＸ＝ＭＩＮであるとき、色相（Ｈ）は、定義されない。これは、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値が全て等しいときであり、無彩色を表すため、円錐の中央のグレーの直線の周囲にあるため、その時のＨｕｅ値は、意味を持たないからである。

ＲＧＢ値から彩度（Ｓ）への変換には、次式が用いられる。

なお、ＭＡＸ＝０であるとき、彩度（Ｓ）は、未定義となる。これは、ＭＡＸ＝０であるときの色は、完全な黒を表すため、色相も彩度も存在しないからである。

ＲＧＢ値から明度（Ｖ）への変換には、次式が用いられる。

引き続いて、色相（Ｈｕｅ）および彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）による画像評価について説明する。図６は、色相および彩度による画像評価に用いた画像を示す図である。また、図７は、色相および彩度による画像評価に用いた他の画像を示す図である。

図６は、コントラストが低い領域を含む画像を示し、図７は、外乱的な反射を含む画像を示す。

図８は、図６に示す領域Ｘの分割結果および図７に示す領域Ｙの分割結果を示す図である。また、図９は、従来の画像分割における問題を説明するための図である。

従来の画像分割においては、２つの画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}は、各画素のＲＧＢ値のみを用いて次の式（４），（５）によって演算される。

すなわち、従来の画像分割方法は、隣接画素間のＲＧＢ値の差から結合重みと定義される画素間の類似度を求め、その求めた類似度を指標として領域を成長させていく。結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}は、式（４）を用いて赤、緑および青に対して演算された３個の結合重みを式（５）に代入して、赤、緑および青に対する３個の結合重みのうち、最も小さいものを画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}として決定する。

したがって、図９に示すように、たとえば、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５０，０，０）と、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１２５，０，０）との結合重みと、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５０，０，０）と、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１２５，１２５，１２５）との結合重みとは、無彩色と有彩色との関係にありながら、同じ値となり、ＲＧＢ色空間を用いた結合重みでは、画素の色合いを考慮していない。

また、図９の（ａ）は、グラデーション変化を持つ領域を画素単位で示したものと、横軸をｘ軸、縦軸を結合重みに取ったときのグラデーション領域の結合重みの変化をグラフとして表した図である。

グラデーション変化のある領域では、画素間のＲＧＢ値の差が等しいため、結合重みも等しくなっている。仮に、近傍画素の結合重みが領域成長に用いるしきい値φｚ以上であれば、領域は、矢印の方向に広がり続けてしまう。

しかし、図９の（ａ）に示すグラデーションに関する問題に対しては、どこまでを同一領域として扱うかは、アプリケーションに依存する面が強く、しきい値を一意に決定することは難しい。

図６に示すサンプル画像は、コントラストが低く、机と人間の重なりにより境界に陰が生じ、机領域と人物領域との間に明確なエッジが現れず、色が２つの領域間で滑らかに変化する（グラデーション）画像である。そのため、従来のＲＧＢ色空間による結合重みを利用する画像分割法では、机と人物との分割が難しい（図８参照）。

また、図７に示すサンプル画像では、反射が原因でＲＧＢ値が変化し、ボディー領域の成長が進まずに、複数の領域に分かれたり、未分割領域として残ってしまう（図８参照）。

これらの結果から、画像分割精度を向上させるためには、ＲＧＢ色空間による明度を用いた方法に加えて、黒い、赤い、青いと言った色合いを考慮することが必要である。色合いを考慮すれば、図６に示すサンプル画像であれば、人物は、黒（無彩色）であり、机は、茶色（有彩色）であり、２つの領域の分離が可能である。また、図７に示すサンプル画像であれば、車は、赤色の領域として抽出可能である。

そこで、色相（Ｈｕｅ）および彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）による画像評価について説明する。

まず、色相（Ｈｕｅ）による画像評価について説明する。図１０は、図６に示すサンプル画像のＲＧＢ値から式（１）を用いてＨｕｅ値に変換した値（０〜３６０度）を２５６階調に正規化して８ビットグレー画像とした図である。また、図１１は、図７に示すサンプル画像のＲＧＢ値から式（１）を用いてＨｕｅ値に変換した値（０〜３６０度）を２５６階調に正規化して８ビットグレー画像とした図である。

なお、図１０および図１１においては、図６および図７に示す２つのサンプル画像の場合、緑および青といったＨｕｅ値が高い画素値が存在しないため、無彩色を最大値の２５５（白）で表している。

図１０および図１１を参照して、人間と机の境界、および道路と車両の境界がはっきりと区別できていることが解るが、背景や人間の領域にノイズ画素が目立つ。このＨｕｅ画像の画像分割への適用を想定した場合、ノイズ画素による分割精度への影響が予想される。

そこで、ノイズ画素の低減のために、次の方法を採用した。式（１）から解るように、厳密には、ＭＡＸ−ＭＩＮ＝０のときのみ、無彩色として扱われるが、人間は、実際、目視により色を認識する場合、ＭＡＸ−ＭＩＮ＝０を正確に満たしていなくても無彩色として画素を認識する。そのため、ノイズ画素を除去するために、パラメータＤ_{ＭＡＸ−ＭＩＮ}を設定した。

図１０および図１１におけるＤ_{ＭＡＸ−ＭＩＮ}は、Ｄ_{ＭＡＸ−ＭＩＮ}＝ＭＡＸ−ＭＩＮを表し、Ｄ_{ＭＡＸ−ＭＩＮ}より誤差の小さい画素を無彩色（白−灰色−黒）と見なすことにする。Ｄ_{ＭＡＸ−ＭＩＮ}値を“０”から“５”ずつ増加させていったときの画像への影響について評価した結果が図１０および図１１に示す結果である。

Ｄ_{ＭＡＸ−ＭＩＮ}値を大きくしていくと、無彩色は、取り除かれていき、カラー領域（有彩色領域）とグレー領域（無彩色領域）とをある程度分離できることがわかった。これは、グレー領域とカラー領域との識別におけるロバスト性が向上したからである。また、カラー領域同士も、Ｈｕｅ値の差によって識別できる。

次に、彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）による画像評価について説明する。図１２は、図６に示すサンプル画像のＲＧＢ値から式（２）を用いてＳ値に変換した値（０〜１の範囲）を２５６階調に規格化して８ビットグレー画像とした図である。また、図１３は、図７に示すサンプル画像のＲＧＢ値から式（２）を用いてＳ値に変換した値（０〜１の範囲）を２５６階調に規格化して８ビットグレー画像とした図である。

彩度の場合、ＭＡＸ−ＭＩＮ＝０またはＭＡＸ＝０のときのみ、無彩色として扱っているため、道路の領域なども彩度を持っている。

そこで、図５から解るように、彩度（Ｓ）が低い領域は、色相（Ｈ）による色の識別が非常に困難であることに注目し、各画素の彩度（Ｓ）を基準にして、無彩色領域と有彩色領域とを２値化することを考える。

図１２および図１３は、しきい値としての彩度（Ｓ）を０〜０．２まで０．０４刻みで変化させたときの画像への影響を示す。そして、図１２および図１３に示す画像は、しきい値よりも小さい彩度（Ｓ）を持つ画素を白（２５５）、しきい値以上の彩度を持つ画素を黒（０）として２値化した画像である。

図１２および図１３を参照して、彩度（Ｓ）値が０．２よりも小さい画素を無彩色、彩度（Ｓ）値が０．２以上である画素を有彩色として扱うことにより、無彩色領域と有彩色領域との識別に関して良い結果が得られた。他のサンプル画像に対しても評価を行なったが、彩度のしきい値を０．２付近に設定すると、良い結果が得られた。

図１４は、彩度（Ｓ）値が０．２よりも小さい画素を無彩色、彩度（Ｓ）値が０．２以上である画素を有彩色として扱ったときの分割結果を示す他の図である。なお、図１４においては、無彩色を白色で表している。

図１４を参照して、１つの物体である道路が複数の物体として分割されている。このように、物体の途中に、無彩色と有彩色との境界が存在すると、同一物体であるにも拘わらず、結合重みの決定基準が変化してしまい、分割を失敗することがある。

境界の判定の失敗例と成功例における彩度のヒストグラム（＝画素数と彩度との関係を示す図）を比較すると、失敗例においては、無彩色と有彩色との境界付近に複数の画素が存在することがわかった。

そこで、この発明の実施の形態１においては、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値の初期値Ｓ_ｔｈ０を“０．２”とし、１つのフレームからなる入力画像の各画素の彩度に基づいて、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値を無彩色と有彩色との境界の判定があいまいな領域（Ｓ＝０．２〜０．４）において最適化することにした。

したがって、図１に示すしきい値決定回路２は、１つのフレームに含まれる複数の画素の複数のＲＧＢ値を画素値検出回路１から受け、その受けた複数のＲＧＢ値を式（２）によって複数の彩度（Ｓ）に変換する。そして、しきい値決定回路２は、その変換した複数の彩度に基づいて、画素数と彩度との関係を示す彩度ヒストグラムを求める。

図１５は、彩度ヒストグラムの例を示す図である。図１５において、縦軸は、画素数を表し、横軸は、彩度を表す。

しきい値決定回路２は、しきい値の初期値Ｓ_ｔｈ０＝０．２を予め保持しており、彩度ヒストグラムを求めると、彩度Ｓを０．２〜０．４の範囲で変化させたときの各彩度における画素数を検出し、その検出した画素数に基づいて画素数が最も小さくなる彩度を後述する方法によって検出し、その検出した彩度をしきい値Ｓ_ｔｈとして決定する。そして、しきい値決定回路２は、その決定したしきい値Ｓ_ｔｈを結合重み決定回路３へ出力する。

図１６は、しきい値の変更パターンを示す概念図である。図１６の（ａ），（ｂ）は、彩度Ｓを変化させる０．２〜０．４の範囲内にヒストグラムの谷（ヒストグラムの極小値を示す。以下、同じ。）が存在する場合を示し、図１６の（ｃ），（ｄ）は、彩度Ｓを変化させる０．２〜０．４の範囲内にヒストグラムの谷が存在しない場合を示す。

図１６の（ａ），（ｂ）を参照して、ヒストグラムの複数の谷が彩度Ｓを変化させる０．２〜０．４の範囲内に存在する場合、しきい値Ｓ_ｔｈは、画素数がより少ない谷に相当する彩度に決定される。

また、図１６の（ｃ）を参照して、画素が無彩色に偏っている場合、しきい値Ｓ_ｔｈは、彩度Ｓを変化させる０．２〜０．４の範囲内において画素数が最小になる彩度Ｓ＝０．４に決定される。

さらに、図１６の（ｄ）を参照して、画素が有彩色に偏っている場合、しきい値Ｓ_ｔｈは、彩度Ｓを変化させる０．２〜０．４の範囲内において画素数が最小になる彩度Ｓ＝０．２に決定される。この場合、しきい値Ｓ_ｔｈは、初期値（Ｓ_ｔｈ０＝０．２）から変更されない。

このように、この発明の実施の形態においては、しきい値Ｓ_ｔｈは、後述する方法によって、彩度Ｓを変化させる０．２〜０．４の範囲内において画素数が最小になる彩度Ｓに決定される。

上述したように、ＨＳＶ色空間について検討した結果、ＲＧＢ色空間では、画像分割が難しかった画像（たとえば、図６に示す人と机の分離、および図７に示す車のボディー部分の抽出）に対して、ＨＳＶ色空間を用いることによって、有彩色領域と、人間の目から見て無彩色に近い色とを分離したり、色合いは同じでも光の当たり具合で明度や彩度に違いが生じる領域を同一領域として分割できることが解った。

しかし、ＨＳＶ色空間は、無彩色領域の画像分割には適していない。それは、図５から解るように、彩度が低くなると、色合いを殆ど識別することができず、Ｈｕｅ値が意味を持たなくなるからである。

そこで、この発明においては、ＲＧＢ値と、ＨＳＶ値との両方の色空間を用いて、画素間の結合重みを決定し、それぞれの色空間が苦手とする色領域をお互いが補うことにしたのである。

そして、結合重み決定回路３がＲＧＢ値、色相および彩度を用いて結合重みを決定する場合、ＨＳ変換回路３５は、一般的には、式（１）および式（２）を用いて、ＲＧＢ値を色相（Ｈ）および彩度（Ｓ）に変換する。

しかし、式（１）および式（２）を用いてＲＧＢ値を色相（Ｈ）および彩度（Ｓ）に変換する場合、ＨＳ変換回路３５を除算器を用いて構成する必要があり、除算器を用いたＨＳ変換回路３５の実現方法は、演算に複数のサイクルを要するため、１サイクルでの処理の要求を満たすことができない。また、回路面積が大きくなるという問題もある。

そこで、テーブルマッピングによる方法が考えられる。すなわち、ＲＧＢ値に基づいて式（１）および式（２）を用いて予め計算したＨ値およびＳ値をメモリに保存しておき、それぞれのＲＧＢ値に対応するアドレスから計算結果を読み出すことで使用時の処理を削減する。

しかし、Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ、８ビットのデータであるため、（（２^８）^３×９）ビットの大容量のメモリが必要であり、デコーダの回路面積が大きくなるという問題がある。

そこで、この発明においては、好ましくは、Ｈ（０〜３６０度）およびＳ（０〜１）を複数のビン（領域）に分けることで計算結果をビンの数に限定し、その上でテーブルを参照して色相（Ｈ）および彩度（Ｓ）を求める。この方法によれば、除算器を一切使用せず、回路面積を抑えたＲＧＢ値からＨＳＶ値への変換回路を実現できる。

図１７は、色相（Ｈｕｅ）のビンの構成図である。図１７を参照して、色相（Ｈｕｅ）のビン構成は、３段構成からなり、３６０度のＨｕｅ値を９０個のビンで構成する。

Ｈｕｅ値の決定方法について説明する。まず、１段目（最も内側の円）で、注目画素が赤（０１）、緑（１０）、および青（１１）のどのカテゴリに属するかをＭＡＸに基づいて決定する。

次に、ＭＩＮを決定し、式（１）からＭＡＸの条件に対応した式の分数部分が正か負かを決定する。分数部分が負である場合、“０”となり、分数部分が正である場合、“１”となる（２段目）。

最後に、１５個のビンのうちのどのビンに対応するかを決定すれば、注目画素が９０個のビンで構成されたＨｕｅ値のどのビンに対応するかが解る（３段目）。

上述したＨｕｅ値の決定方法においては、２段目までは、Ｒ，Ｇ，Ｂ値の大小関係から容易に決定できる。そこで、３段目の１〜１５のビンの決定方法について説明する。

式（１）の分数部分を取出し、次の関係式を作成する。

式（６）において、ＭＥＤは、ＭＡＸおよびＭＩＮ以外のＲ，Ｇ，Ｂのいずれかの値、すなわち、中間値を表す。

式（６）を変形すると、次式が得られる。

そして、式（７）におけるＸの値を１から１４まで変化させたときに生成される１４個の不等式の成立結果（１，０）からビン番号を決定する。

図１８は、図２に示すＨＳ変換回路３５に含まれる色相変換回路の構成を示す概略図である。ＨＳ変換回路３５は、図１８に示す色相変換回路３５０を含む。図１８を参照して、色相変換回路３５０は、決定回路３５１と、データ生成回路３５２，３５３と、スイッチ３５４と、比較回路３５５〜３６８と、エンコーダ３６９とを含む。

決定回路３５１は、画素値検出回路１から各画素のＲＧＢ値を受け、その受けたＲＧＢ値の最大値ＭＡＸ、最小値ＭＩＮおよび中間値ＭＥＤを決定する。そして、決定回路３５１は、その決定した最大値ＭＡＸをデータ生成回路３５２へ出力し、中間値ＭＥＤをデータ生成回路３５３へ出力し、最小値ＭＩＮをデータ生成回路３５２，３５３へ出力する。

データ生成回路３５２は、決定回路３５１から最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを受け、その受けた最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮに基づいて、Ｘを１から１４まで変化させた１４個のＸ×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を順次演算し、その演算した１４個のＸ×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）（Ｘ＝１〜１４）をスイッチ３５４へ出力する。すなわち、データ生成回路３５２は、式（７）の右辺のＢを演算し、その演算したＢをスイッチ３５４へ出力する。

また、データ生成回路３５３は、決定回路３５１から中間値ＭＥＤおよび最小値ＭＩＮを受け、その受けた中間値ＭＥＤおよび最小値ＭＩＮに基づいて、１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）を演算し、その演算した１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）をスイッチ３５４へ出力する。すなわち、データ生成回路３５３は、式（７）の左辺のＡを演算し、その演算したＡをスイッチ３５４へ出力する。

スイッチ３５４は、１４個のＸ×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）（Ｘ＝１〜１４）をデータ生成回路３５２から受け、１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）をデータ生成回路３５３から受ける。そしてスイッチ３５４は、１×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）および１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）を比較回路３５５へ出力し、２×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）および１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）を比較回路３５６へ出力し、以下、同様にして、１４×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）および１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）を比較回路３６８へ出力する。

比較回路３５５は、１×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）および１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）をスイッチ３５４から受け、１×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）と比較する。そして、比較回路３５５は、その比較結果をエンコーダ３６９へ出力する。より具体的には、比較回路３５５は、１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）＜１×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）が成立するとき、“１”をエンコーダ３６９へ出力し、１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）＜１×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）が成立しないとき、“０”をエンコーダ３６９へ出力する。

比較回路３５６は、２×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）および１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）をスイッチ３５４から受け、２×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）と比較する。そして、比較回路３５６は、その比較結果（１または０）をエンコーダ３６９へ出力する。

以下、同様にして、比較回路３６８は、１４×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）および１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）をスイッチ３５４から受け、１４×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）と比較する。そして、比較回路３６８は、その比較結果（１または０）をエンコーダ３６９へ出力する。

なお、比較回路３５５〜３６８は、平行してＸ×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）と比較し、その比較結果をエンコーダ３６９へ出力する。したがって、エンコーダ３６９は、比較結果を示す１４ビットのデータを比較回路３５５〜３６８から受ける。

エンコーダ３６９は、１４ビットからなる比較結果を比較回路３５５〜３６８から受け、その受けた１４ビットの比較結果に基づいて、ビン番号を決定する。より具体的には、エンコーダ３６９は、［０１００００００００００００］の比較結果を比較回路３５５〜３６８から受けたとき、ビン番号を“２”と決定し、［０００００００００１００００］の比較結果を比較回路３５５〜３６８から受けたとき、ビン番号を“１０”と決定する。なお、エンコーダ３６９は、全てが“０”からなる［００００００００００００００］の比較結果を比較回路３５５〜３６８から受けたとき、ビン番号を“１５”と決定する。

そして、エンコーダ３６９は、その決定したビン番号をＨｕｅビン番号としてＤラッチ回路３６へ出力する。

上述したように、データ生成回路３５２は、Ｘ×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を演算し、データ生成回路３５３は、１５×（ＭＥＤ−ＭＩＮ）を演算するので、データ生成回路３５２，３５３の各々を加算器とシフト器とを用いた簡単な回路により実現できる。

次に、ＲＧＢ値から彩度（Ｓ）への変換について説明する。図１９は、彩度（Ｓ）のビンの構成例を示す構成図である。また、図２０は、彩度（Ｓ）のビンの一般的な構成を示す構成図である。なお、図１９の（ａ）は、彩度境界（＝彩度のしきい値）が０．２である場合における彩度とビンとの対応関係を示し、図１９の（ｂ）は、彩度境界（＝彩度のしきい値）が０．３である場合における彩度とビンとの対応関係を示し、図１９の（ｃ）は、彩度境界（＝彩度のしきい値）が０．４である場合における彩度とビンとの対応関係を示す。

図１９の（ａ）を参照して、彩度境界Ｓ_ｔｈが０．２である場合、０〜０．１の範囲の彩度（Ｓ）は、１のビンに割り当てられ、０．１〜０．１５の範囲の彩度（Ｓ）は、２のビンに割り当てられ、０．１５〜０．１６２５の範囲の彩度（Ｓ）は、３のビンに割り当てられ、０．１６２５〜０．１７５０の範囲の彩度（Ｓ）は、４のビンに割り当てられ、０．１７５０〜０．１８７５の範囲の彩度（Ｓ）は、５のビンに割り当てられ、０．１８７５〜０．２の範囲の彩度（Ｓ）は、６のビンに割り当てられる。また、０．２〜０．２１２５の範囲の彩度（Ｓ）は、７のビンに割り当てられ、０．２１２５〜０．２２５０の範囲の彩度（Ｓ）は、８のビンに割り当てられ、０．２２５０〜０．２３７５の範囲の彩度（Ｓ）は、９のビンに割り当てられ、０．２３７５〜０．２５の範囲の彩度（Ｓ）は、１０のビンに割り当てられ、０．２５〜０．３０の範囲の彩度（Ｓ）は、１１のビンに割り当てられ、０．３〜１．０の範囲の彩度（Ｓ）は、１２のビンに割り当てられる。

図１９の（ｂ）を参照して、彩度境界Ｓ_ｔｈが０．３である場合、０〜０．２の範囲の彩度（Ｓ）は、１のビンに割り当てられ、０．２〜０．２５の範囲の彩度（Ｓ）は、２のビンに割り当てられ、０．２５〜０．２６２５の範囲の彩度（Ｓ）は、３のビンに割り当てられ、０．２６２５〜０．２７５０の範囲の彩度（Ｓ）は、４のビンに割り当てられ、０．２７５０〜０．２８７５の範囲の彩度（Ｓ）は、５のビンに割り当てられ、０．２８７５〜０．３の範囲の彩度（Ｓ）は、６のビンに割り当てられ、０．３〜０．３１２５の範囲の彩度（Ｓ）は、７のビンに割り当てられ、０．３１２５〜０．３２５０の範囲の彩度（Ｓ）は、８のビンに割り当てられ、０．３２５０〜０．３３７５の範囲の彩度（Ｓ）は、９のビンに割り当てられ、０．３３７５〜０．３５の範囲の彩度（Ｓ）は、１０のビンに割り当てられ、０．３５〜０．４の範囲の彩度（Ｓ）は、１１のビンに割り当てられ、０．４〜１．０の範囲の彩度（Ｓ）は、１２のビンに割り当てられる。

図１９の（ｃ）を参照して、彩度境界Ｓ_ｔｈが０．４である場合、０〜０．３の範囲の彩度（Ｓ）は、１のビンに割り当てられ、０．３〜０．３５の範囲の彩度（Ｓ）は、２のビンに割り当てられ、０．３５〜０．３６２５の範囲の彩度（Ｓ）は、３のビンに割り当てられ、０．３６２５〜０．３７５０の範囲の彩度（Ｓ）は、４のビンに割り当てられ、０．３７５０〜０．３８７５の範囲の彩度（Ｓ）は、５のビンに割り当てられ、０．３８７５〜０．４の範囲の彩度（Ｓ）は、６のビンに割り当てられ、０．４〜０．４１２５の範囲の彩度（Ｓ）は、７のビンに割り当てられ、０．４１２５〜０．４２５０の範囲の彩度（Ｓ）は、８のビンに割り当てられ、０．４２５０〜０．４３７５の範囲の彩度（Ｓ）は、９のビンに割り当てられ、０．４３７５〜０．４５の範囲の彩度（Ｓ）は、１０のビンに割り当てられ、０．４５〜０．５の範囲の彩度（Ｓ）は、１１のビンに割り当てられ、０．５〜１．０の範囲の彩度（Ｓ）は、１２のビンに割り当てられる。

このように、彩度（Ｓ）は、彩度境界Ｓ_ｔｈである０．２，０．３，０．４付近にある程、細分されたビンに割り当てられる。

そして、図２０を参照して、彩度境界Ｓ_ｔｈが０．２〜０．４の範囲内の任意の値からなる場合、一般的に、０〜（Ｓ_ｔｈ−０．１）の範囲の彩度（Ｓ）は、１のビンに割り当てられ、（Ｓ_ｔｈ−０．１）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．０５）の範囲の彩度（Ｓ）は、２のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．０５）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．０６２５）の範囲の彩度（Ｓ）は、３のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．０６２５）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．０７５０）の範囲の彩度（Ｓ）は、４のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．０７５０）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．０８７５）の範囲の彩度（Ｓ）は、５のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．０８７５）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１）の範囲の彩度（Ｓ）は、６のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１１２５）の範囲の彩度（Ｓ）は、７のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１１２５）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１２５０）の範囲の彩度（Ｓ）は、８のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１２５０）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１３７５）の範囲の彩度（Ｓ）は、９のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１３７５）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１５０）の範囲の彩度（Ｓ）は、１０のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．１５０）〜（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．２）の範囲の彩度（Ｓ）は、１１のビンに割り当てられ、（（Ｓ_ｔｈ−０．１）＋０．２）〜１．０の範囲の彩度（Ｓ）は、１２のビンに割り当てられる。

ＲＧＢ値から彩度（Ｓ）への変換も、ＲＧＢ値から色相（Ｈ）への変換と同様な方法を用いる。彩度（Ｓ）の計算が必要になるのは、２つの画素のうちの一方の画素が無彩色領域に属し、他方の画素が有彩色領域に属する場合である。すなわち、２つの画素が彩度境界（Ｓ_ｔｈ＝０．２〜０．４）を間に挟んだ関係にある場合である。

そこで、図１９，２０に示すように、彩度境界（Ｓ_ｔｈ＝０．２〜０．４）の付近に限定して細かいビンに分ける。彩度のビンは、次の２つの式（８），（９）の成立結果を元に１２個のビンへ彩度を割り当てる。

なお、式（８），（９）において、Ｓ_ｔｈは、０．２〜０．４の範囲の任意の値からなる。

式（８）および式（９）の分母を払うと、それぞれ、式（１０）および式（１１）が得られる。

図２１は、図２に示すＨＳ変換回路３５に含まれる彩度変換回路の構成を示す概略図である。ＨＳ変換回路３５は、図２１に示す彩度変換回路３７０を含む。図２１を参照して、彩度変換回路３７０は、決定回路３７１と、データ生成回路３７２〜３７５と、スイッチ３７６と、比較回路３７７〜３８８と、エンコーダ３８９とを含む。

決定回路３７１は、画素値検出回路１からＲＧＢ値を受け、その受けたＲＧＢ値の最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを決定する。そして、決定回路３７１は、その決定した最大値ＭＡＸをデータ生成回路３７２〜３７５へ出力し、その決定した最小値ＭＩＮをデータ生成回路３７４，３７５へ出力する。

データ生成回路３７２は、決定回路３７１から最大値ＭＡＸを受け、しきい値決定回路２からしきい値Ｓ_ｔｈを受け、その受けた最大値ＭＡＸおよびしきい値Ｓ_ｔｈを用いて、ＹをＹ_１＝２０Ｓ_ｔｈ−２，Ｙ_２＝２０Ｓ_ｔｈ−１，Ｙ_３＝２０Ｓ_ｔｈ＋２と変化させたＹ×ＭＡＸを順次演算し、その演算した３個のＹ×ＭＡＸ（Ｙ＝Ｙ_１，Ｙ_２，Ｙ_３）をスイッチ３７６へ出力する。すなわち、データ生成回路３７２は、式（１０）の右辺のＤを演算し、その演算したＤをスイッチ３７６へ出力する。

データ生成回路３７３は、決定回路３７１から最大値ＭＡＸを受け、しきい値決定回路２からしきい値Ｓ_ｔｈを受け、その受けた最大値ＭＡＸおよびしきい値Ｓ_ｔｈを用いて、Ｚを（８０Ｓ_ｔｈ−４）から（８０Ｓ_ｔｈ＋４）まで変化させたＺ×ＭＡＸを順次演算し、その演算した９個のＺ×ＭＡＸ（Ｚ＝（８０Ｓ_ｔｈ−４）〜（８０Ｓ_ｔｈ＋４））をスイッチ３７６へ出力する。すなわち、データ生成回路３５３は、式（１１）の右辺のＦを演算し、その演算したＦをスイッチ３７６へ出力する。

データ生成回路３７４は、決定回路３７１から最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを受け、その受けた最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを用いて２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を演算し、その演算した２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６へ出力する。すなわち、データ生成回路３７４は、式（１０）の左辺のＣを演算し、その演算したＣをスイッチ３７６へ出力する。

データ生成回路３７５は、決定回路３７１から最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを受け、その受けた最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを用いて８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を演算し、その演算した８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６へ出力する。すなわち、データ生成回路３７５は、式（１１）の左辺のＥを演算し、その演算したＥをスイッチ３７６へ出力する。

スイッチ３７６は、データ生成回路３７２から３個のＹ×ＭＡＸ（Ｙ＝Ｙ_１，Ｙ_２，Ｙ_３）を受け、データ生成回路３７３から９個のＺ×ＭＡＸ（Ｚ＝（８０Ｓ_ｔｈ−４）〜（８０Ｓ_ｔｈ＋４））を受け、データ生成回路３７４から２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を受け、データ生成回路３７５から８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を受ける。

そして、スイッチ３７６は、Ｙ_１×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３７７へ出力し、Ｙ_２×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３７８へ出力し、Ｙ_３×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３７９へ出力する。

また、スイッチ３７６は、（８０Ｓ_ｔｈ−４）×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３８０へ出力し、（８０Ｓ_ｔｈ−３）×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３８１へ出力し、以下、同様にして、（８０Ｓ_ｔｈ＋４）×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３８８へ出力する。

比較回路３７７は、Ｙ_１×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、Ｙ_１×ＭＡＸを２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、その比較結果をエンコーダ３８９へ出力する。より具体的には、比較回路３７７は、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜Ｙ_１×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜Ｙ_１×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

また、比較回路３７８は、Ｙ_２×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、Ｙ_２×ＭＡＸを２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜Ｙ_２×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜Ｙ_２×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

同様にして、比較回路３７９は、Ｙ_３×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、Ｙ_３×ＭＡＸを２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜Ｙ_３×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜Ｙ_３×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

比較回路３８０は、（８０Ｓ_ｔｈ−４）×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、（８０Ｓ_ｔｈ−４）×ＭＡＸを８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、その比較結果をエンコーダ３８９へ出力する。より具体的には、比較回路３８０は、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜（８０Ｓ_ｔｈ−４）×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜（８０Ｓ_ｔｈ−４）×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

比較回路３８１は、（８０Ｓ_ｔｈ−３）×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、（８０Ｓ_ｔｈ−３）×ＭＡＸを８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜（８０Ｓ_ｔｈ−３）×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜（８０Ｓ_ｔｈ−３）×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

以下、同様にして、比較回路３８８は、（８０Ｓ_ｔｈ＋４）×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、（８０Ｓ_ｔｈ＋４）×ＭＡＸを８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜（８０Ｓ_ｔｈ＋４）×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜（８０Ｓ_ｔｈ＋４）×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

なお、比較回路３７７〜３８８は、上述した比較を平行して行ない、その比較結果を平行してエンコーダ３８９へ出力する。したがって、エンコーダ３８９は、１２ビットのデータを比較回路３７７〜３８８から受ける。

エンコーダ３８９は、１２ビットからなる比較結果を比較回路３７７〜３８８から受け、その受けた１２ビットの比較結果に基づいて、ビン番号を決定する。より具体的には、エンコーダ３８９は、［１０００００００００００］の比較結果を比較回路３７７〜３８８から受けたとき、ビン番号を“１”と決定し、［００００００１０００００］の比較結果を比較回路３７７〜３８８から受けたとき、ビン番号を“７”と決定する。エンコーダ３８９は、その他の１２ビットの比較結果を受けたときも、同様にしてビン番号を決定する。

そして、エンコーダ３８９は、その決定したビン番号をＳビン番号としてＤラッチ回路３６へ出力する。

しきい値Ｓ_ｔｈが０．２である場合について、彩度変換回路３７０の動作を具体的に説明する。

決定回路３７１は、画素値検出回路１からＲＧＢ値を受け、その受けたＲＧＢ値の最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを決定する。そして、決定回路３７１は、その決定した最大値ＭＡＸをデータ生成回路３７２〜３７５へ出力し、その決定した最小値ＭＩＮをデータ生成回路３７４，３７５へ出力する。

データ生成回路３７２は、決定回路３７１から最大値ＭＡＸを受け、しきい値決定回路２からしきい値Ｓ_ｔｈ＝０．２を受け、その受けた最大値ＭＡＸおよびしきい値Ｓ_ｔｈ＝０．２を用いて、ＹをＹ_１＝２０Ｓ_ｔｈ−２＝２，Ｙ_２＝２０Ｓ_ｔｈ−１＝３，Ｙ_３＝２０Ｓ_ｔｈ＋２＝６と変化させたＹ×ＭＡＸを順次演算し、その演算した３個のＹ×ＭＡＸ（Ｙ＝２，３，６）をスイッチ３７６へ出力する。

データ生成回路３７３は、決定回路３７１から最大値ＭＡＸを受け、しきい値決定回路２からしきい値Ｓ_ｔｈ＝０．２を受け、その受けた最大値ＭＡＸおよびしきい値Ｓ_ｔｈ＝０．２を用いて、Ｚを１２から２０まで変化させたＺ×ＭＡＸを順次演算し、その演算した９個のＺ×ＭＡＸ（Ｚ＝１２〜２０）をスイッチ３７６へ出力する。

データ生成回路３７４は、決定回路３７１から最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを受け、その受けた最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを用いて２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を演算し、その演算した２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６へ出力する。

データ生成回路３７５は、決定回路３７１から最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを受け、その受けた最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを用いて８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を演算し、その演算した８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６へ出力する。

スイッチ３７６は、データ生成回路３７２から３個のＹ×ＭＡＸ（Ｙ＝２，３，６）を受け、データ生成回路３７３から９個のＺ×ＭＡＸ（Ｚ＝１２〜２０）を受け、データ生成回路３７４から２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を受け、データ生成回路３７５から８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を受ける。

そして、スイッチ３７６は、２×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３７７へ出力し、３×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３７８へ出力し、６×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３７９へ出力する。

また、スイッチ３７６は、１２×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３８０へ出力し、１３×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３８１へ出力し、以下、同様にして、２０×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を比較回路３８８へ出力する。

比較回路３７７は、２×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、２×ＭＡＸを２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、その比較結果をエンコーダ３８９へ出力する。より具体的には、比較回路３７７は、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜２×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜２×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

また、比較回路３７８は、３×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、３×ＭＡＸを２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜３×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜３×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

同様にして、比較回路３７９は、６×ＭＡＸおよび２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、６×ＭＡＸを２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜６×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜６×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

比較回路３８０は、１２×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、１２×ＭＡＸを８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、その比較結果をエンコーダ３８９へ出力する。より具体的には、比較回路３８０は、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜１２×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜１２×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

比較回路３８１は、１３×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、１３×ＭＡＸを８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜１３×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜１３×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

以下、同様にして、比較回路３８８は、２０×ＭＡＸおよび８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）をスイッチ３７６から受け、２０×ＭＡＸを８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）と比較し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜２０×ＭＡＸが成立するとき、“１”をエンコーダ３８９へ出力し、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）＜２０×ＭＡＸが成立しないとき、“０”をエンコーダ３８９へ出力する。

エンコーダ３８９は、１２ビットからなる比較結果を比較回路３７７〜３８８から受け、その受けた１２ビットの比較結果に基づいて、ビン番号を決定する。そして、エンコーダ３８９は、その決定したビン番号をＳビン番号としてＤラッチ回路３６へ出力する。

なお、しきい値Ｓ_ｔｈが０．２〜０．４の範囲において０．２以外の値からなる場合も、彩度変換回路３７０は、上述した動作と同じ動作によってＲＧＢ値を彩度（ビン番号）に変換し、その変換した彩度（ビン番号）をＤラッチ回路３６へ出力する。

上述したように、データ生成回路３７２は、Ｙ×ＭＡＸを演算し、データ生成回路３７３は、Ｚ×ＭＡＸを演算し、データ生成回路３７４は、２０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を演算し、データ生成回路３７５は、８０×（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を演算するので、データ生成回路３７２〜３７５の各々を加算器とシフト器とを用いた簡単な回路により実現できる。

結合重みの決定方法について説明する。図２２は、結合重みを決定する方法を説明するための図である。図２２を参照して、外側の円は、色相（Ｈｕｅ）を表しており、また、中心から円周方向へ彩度をとっている。

内側の円は、しきい値Ｓ_ｔｈを表し、しきい値Ｓ_ｔｈよりも彩度が低い領域は、ほぼ無彩色に近い色であり、しきい値Ｓ_ｔｈよりも彩度が高い領域は、有彩色として扱う。また、図中の×は、画素を表している。

２つの画素についてそれぞれ彩度Ｓ１，Ｓ２を演算し、その演算した２つの彩度Ｓ１，Ｓ２をしきい値Ｓ_ｔｈと比較する。

そして、２つの彩度Ｓ１，Ｓ２の両方がしきい値Ｓ_ｔｈ以下であるとき、２つの画素は、無彩色領域に属すると判定し（図２２の（ａ）の場合）、ＲＧＢ値のみに基づいて、式（４），（５）を用いて２つの画素間の結合重みを決定する。

また、２つの彩度Ｓ１，Ｓ２のうち、いずれか一方がしきい値Ｓ_ｔｈ以下であるとき、２つの画素のうち、一方が無彩色領域に属し、他方が有彩色領域に属すると判定し（図２２の（ｂ）の場合）、ＲＧＢ値および彩度（Ｓ）を用いて２つの画素間の結合重みを決定する。

さらに、２つの彩度Ｓ１，Ｓ２の両方がしきい値Ｓ_ｔｈよりも大きいとき、２つの画素の両方が有彩色領域に属すると判定し（図２２の（ｃ）の場合）、ＲＧＢ値および色相（Ｈ）を用いて２つの画素間の結合重みを決定する。

このように、この発明においては、実験的に求められた０．２の彩度をしきい値Ｓ_ｔｈの初期値として用いて、０．２〜０．４の彩度の範囲において画素数が最も少なくなるようにしきい値Ｓ_ｔｈを最適化し、その最適化したしきい値Ｓ_ｔｈを用いて２つの画素が無彩色領域および有彩色領域のいずれに属するかを決定する。これによって、しきい値Ｓ_ｔｈが同一物体を表す画素の領域内に設定されるのを抑制して２つの画素がどの領域に属するかを正確に決定できる。

また、０．２のしきい値Ｓ_ｔｈは、人間が目視によって色合いを殆ど識別できない無彩色に近い色と、カラー領域とを分離するために実験的に求められたので、しきい値Ｓ_ｔｈとして０．２が用いられた場合、人間の実際の識別に沿って２つの画素がどの領域に属するかを正確に決定できる。

図２２の（ａ）に示す場合、結合重みをＨＳＶ色空間の色相（Ｈ）を用いて計算しても、無彩色領域では、色相が意味を持たないため、領域の分割精度の向上を期待できない。ＨＳＶ色空間の明度成分（Ｖ）を用いることも可能であるが、シミュレーションによりＲＧＢ値を用いた方が精度が向上するので、図２２の（ａ）に示す領域では、ＲＧＢ値のみを用いて結合重みを決定する。

また、図２２の（ｂ）に示す場合、図６に示すサンプル画像の人物の領域でリーダセルが見つかり、机の領域に領域が成長しており、無彩色領域からカラー領域へ領域が広がったために生じた分割ミスである。逆に、カラー領域から無彩色領域へ成長する場合もある。サンプル画像のように、人物と机の重なりによって発生する影の影響で色が徐々に変化し、はっきりとしたエッジが領域境界に現れない場合、ＲＧＢ値だけでは、分割は難しい。

この問題を解決するために、しきい値Ｓ_ｔｈを用いて、カラー領域（机領域）と無彩色領域（人物領域）との境界を検出することにした。

そして、２つの画素が無彩色領域と有彩色領域とに属する場合、彩度（Ｓ）を用いて無彩色領域と有彩色領域との境界を決定し、境界面に属する２つの画素間の結合重みを、ＲＧＢ値の計算で求めた結合重みの値よりも小さく設定することで、有彩色領域から無彩色領域へ、または無彩色領域から有彩色領域へ領域の成長を抑制する方向に結合重みを決定する。これによって、画像分割において、有彩色領域から無彩色領域へ、または無彩色領域から有彩色領域への領域の成長が抑制され、コントラストが低い入力画像に対しても、画像を正確に分割できる。

さらに、図２２の（ｃ）に示す場合、ＲＧＢ値を元に決定した画素間の結合重みでは、光の反射などにより明度および彩度に変化が生じた場合、画素間の各成分の差は大きくなるため、結合重みは小さい値になる。そのため、図７に示すサンプル画像では、同一領域をまとめて抽出することが困難であった。

そこで、明度および彩度が変化しても、色合いそのものは、さほど変化しないことに注目し、色相（Ｈ）を用いた色相判定を取り入れる。有彩色領域に属する画素同士の結合重みの決定には、まず、２つの画素の色相比較を行ない、色相の差があるしきい値以内であるか否か、つまり、２つの画素が同一色相とみなせる範囲であるか否かの判定を行なう。そして、同一色相であると判定した場合、ＲＧＢ値から決定した結合重みが小さいときは（つまり、反射などの影響でＲＧＢ色空間では差が大きいとき）、領域を助長する方向へ、より大きい結合重みを与える。これにより、類似色相に属する有彩色領域の画素同士は、領域が成長し易くなり、反射などにより明度および彩度が変化する領域を１領域としてまとめて抽出することができる。

図２２の（ａ），（ｂ），（ｃ）の各場合における具体的な結合重みの決定方法について説明する。

図２２の（ａ）に示す場合、結合重みは、式（４），（５）によりＲＧＢ値のみを用いて決定されるが、式（４），（５）を用いて結合重みを演算する回路をディジタル回路として実装する場合、除算器は、回路面積が大きく、複数のクロックサイクルを必要とすることから、この発明においては、デコーダを用いてテーブルマッピングによって結合重みを決定する。表１は、ＲＧＢ値のみを用いて結合重みを決定するときの変換テーブルを示す。

表１に示す変換テーブルは、注目画素（ｉ，ｊ）と近傍画素（ｋ，ｌ）との２画素のＲＧＢ値を用いて演算した明度Ｉ_ｉ，ｊと明度Ｉ_ｋ，ｌとの差の絶対値｜Ｉ_ｉ，ｊ−Ｉ_ｋ，ｌ｜と、結合重みとの対応関係を示す。

したがって、この発明においては、図２２の（ａ）に示す場合、２つの画素（ｉ，ｊ），（ｋ，ｌ）のＲＧＢ値に基づいて、２つの明度Ｉ_ｉ，ｊ，Ｉ_ｋ，ｌを演算し、その演算した２つの明度Ｉ_ｉ，ｊ，Ｉ_ｋ，ｌの差の絶対値｜Ｉ_ｉ，ｊ−Ｉ_ｋ，ｌ｜を演算し、その演算した絶対値｜Ｉ_ｉ，ｊ−Ｉ_ｋ，ｌ｜に対応する結合重みを表１を参照して抽出することにより、２つの画素（ｉ，ｊ），（ｋ，ｌ）の結合重みを決定する。

次に、図２２の（ｂ）に示す場合、領域が広がるのを抑制するために、ＲＧＢ色空間から表１の変換テーブルを用いて得られた結合重みよりも小さい結合重みを与える。

この場合、彩度境界をしきい値Ｓ_ｔｈとして無彩色と有彩色との２値に分別したとき、彩度境界付近の画素間の結合重みと、彩度境界から完全に離れた彩度の全く異なる画素間の結合重みとを同様の基準で扱わないように、結合重みを決定する。

図２３は、反射による画素値への影響を示す図である。また、図２４は、彩度境界を変化させたときの無彩色画素値の変化を示す図である。

図２３の（ａ）は、入力画像を示し、図２３の（ｂ）は、図２３の（ａ）に示す道路の画像を、彩度境界（Ｓ＝０．２）をしきい値Ｓ_ｔｈとして無彩色（０）と有彩色（１）とに２値化した画像を示し、図２３の（ｃ）は、画像分割の結果を示す。

図２３の（ｂ）から解るように、画像の道路部分は、実験的に求めた彩度境界（Ｓ＝０．２）を無彩色領域と有彩色領域との分別のしきい値Ｓ_ｔｈとして用いると、画像中央を境に同一領域が有彩色領域と無彩色領域とに分かれて分類されてしまう。その結果、図２３の（ｃ）に示すように、道路は、彩度境界を境に領域の成長が抑制され、分割画像は、ＲＧＢ色空間を用いた場合よりも精度が低下してしまう。

図２４を参照して、曲線ｋ１は、画像中にカラー領域を含む画像に対する無彩色画素数の変化を示し、曲線ｋ２は、画像中にカラー領域を含まないグレー画像に対する無彩色画素数の変化を示す。

図２４から解るように、カラー領域を含む画像は、彩度境界が５０〜６０付近（Ｓ＝０．２）を境に無彩色画素数が飽和している。一方、グレー画像の場合、無彩色画素数は、線形的に変化し続ける。

この結果から、彩度境界を挟む２つの画素間の結合重みを領域が成長しない領域まで急激に下げてしまうと、彩度境界によってうまく無彩色領域と有彩色領域とを分けることができなかった場合、グレー領域の分割精度が低下する。

そこで、彩度境界に近い画素同士に対しては、結合重みの下げ幅を小さくし、彩度境界から離れるに従って結合重みの下げ幅を大きくする。これによって、グレー領域の分割精度を向上できる。

図２２の（ｂ）に示す場合における結合重みの変換テーブルを表２に示す。

表２から解るように、絶対値｜Ｉ_ｉ，ｊ−Ｉ_ｋ，ｌ｜が００１ｘ＿ｘｘｘｘ，００００＿１ｘｘｘ，００００＿０１ｘｘ，００００＿００１ｘ，００００＿０００ｘである場合、結合重みは、彩度差｜Ｓ_ｉ，ｊ−Ｓ_ｋ，ｌ｜が大きくなるに従って、ＲＧＢ値のみを用いて決定した結合重み（表１参照）からの下げ幅を大きくして決定される。

最後に、図２２の（ｃ）に示す場合の具体的な結合重みの決定方法について説明する。カラー画像では、反射などの影響がない場合、ＲＧＢ色空間による結合重みの決定によって精度の高い領域分割結果が得られることが解っている。そのため、反射の影響を受けた画素間の結合重みに対してのみ、ＨＳＶ色空間を用いて結合重みを最適化することが好ましい。

そこで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分が乱反射の影響によって連続画素間でどの程度変化するかをサンプル画像を用いて調べた。図２５は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分の乱反射による影響を示す図である。

図２５の（ａ）は、評価に用いたサンプル画像を示し、図２５の（ｂ）は、図２５の（ａ）に示す線分Ａ−Ｂ間上の画素のＲ，Ｇ，Ｂ値の変化を示し、図２５の（ｃ）は、図２５の（ａ）に示す線分Ｃ−Ｄ間上の画素のＲ，Ｇ，Ｂ値の変化を示す。すなわち、図２５の（ｂ）は、光の反射の影響を受ける車のボディー領域の画素値の変化を示し、図２５の（ｃ）は、光の反射の影響を受けていない道路領域の画素値の変化を示す。

図２５を参照して、ボディー領域は、道路領域に比べ、連続画素間で画素値の変化が大きい。そして、光の反射による画素間の変化量は、３０から１００の間に集中していることが反射領域を持つサンプル画像から解った。つまり、画素値の差が非常に小さい領域、または、逆に画素値の差が非常に大きい領域は、光の反射による影響を受けていないと判定することにする。

そこで、この発明においては、色相（Ｈ）の評価結果を利用した結合重みの最適化を表１に示す０１ｘｘ＿ｘｘｘｘ，００１ｘ＿ｘｘｘｘ，０００１＿ｘｘｘｘに限定することで、ＲＧＢ値によるカラー領域の分割精度を保持しつつ、色相（Ｈ）によって精度を向上させることができる。

次に、２画素のＨｕｅ値の差を元に、表１の０１ｘｘ＿ｘｘｘｘ，００１ｘ＿ｘｘｘｘ，０００１＿ｘｘｘｘにおける結合重みをどの値まで引き上げるかを検討する。色相（Ｈ）の幅を大きく取り過ぎると、異なる色まで領域が成長してしまう。たとえば、色相の近い赤と橙色の画素値が同一色相として扱われると、２領域を分離することが困難になる。

逆に、色相（Ｈ）の幅を小さくし過ぎると、ＲＧＢ値から色相（Ｈ）への変換計算には、除算が必要であるため、回路面積が大きくなる。

そこで、実装面積と分割精度との両方を考慮してシミュレーションした結果、色相（Ｈ）の最小単位を４度に設定した場合、色相の近い色も分割できることが解った。

図２６は、赤の車のボディーのＨｕｅ値のヒストグラムを示す図である。また、図２７は、青の車のボディーのＨｕｅ値のヒストグラムを示す図である。

図２６および図２７を参照して、ヒストグラムの山を中心にして±１０度幅に殆どの画素が集中して抽出されている。また、画素間のＨｕｅ値の差は、同一領域（同一色）中では、約１０度以内と非常に変化量が小さい。

したがって、上述した実験の結果を考慮して、２画素間のＨｕｅ値の差｜Ｈ_ｉｊ−Ｈ_ｋｌ｜に対して、４度以下、５度以上８度以下、およびそれ以外の３つの判定条件を設けて、図２２の（ｃ）に示す場合の結合重みの変換テーブルを表３に示すように決定した。

このように、２つの画素の色相差が４度変化するごとに２つの画素間の結合重みを変化させる。そして、色相差が小さい程、大きな結合重みが与えられる。

図２８は、図２に示す重み計算ユニット４２の構成図である。図２８を参照して、重み計算ユニット４２は、結合重み演算回路４２０と、色相差計算回路４３０と、彩度差計算回路４４０と、結合重み修正回路４５０，４６０と、セレクタ信号生成回路４７０と、セレクタ４８０とを含む。

結合重み演算回路４２０は、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３から受けた２つのＲＧＢ値に基づいて、表１を用いて２つの画素間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを結合重み修正回路４５０，４６０およびセレクタ４８０へ出力する。

結合重み演算回路４２０は、絶対値演算器４２１，４２３，４２５と、エンコーダ４２２，４２４，４２６と、最小値選択回路４２７とを含む。

絶対値演算器４２１は、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３から受けた２つのＲ値Ｒ_Ａ，Ｒ_Ｂに基づいて、明度Ｉ_Ａ（Ｒ），Ｉ_Ｂ（Ｒ）を演算し、その演算した明度Ｉ_Ａ（Ｒ），Ｉ_Ｂ（Ｒ）の差の絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｒ）−Ｉ_Ｂ（Ｒ）｜を演算する。そして、絶対値演算器４２１は、その演算した絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｒ）−Ｉ_Ｂ（Ｒ）｜をエンコーダ４２２へ出力する。

エンコーダ４２２は、表１を保持しており、絶対値演算器４２１から絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｒ）−Ｉ_Ｂ（Ｒ）｜を受けると、表１を参照して、絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｒ）−Ｉ_Ｂ（Ｒ）｜に対応する結合重みＷ_Ａ，Ｂ（Ｒ）を抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ（Ｒ）を最小値選択回路４２７へ出力する。

絶対値演算器４２３は、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３から受けた２つのＧ値Ｇ_Ａ，Ｇ_Ｂに基づいて、明度Ｉ_Ａ（Ｇ），Ｉ_Ｂ（Ｇ）を演算し、その演算した明度Ｉ_Ａ（Ｇ），Ｉ_Ｂ（Ｇ）の差の絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｇ）−Ｉ_Ｂ（Ｇ）｜を演算する。そして、絶対値演算器４２３は、その演算した絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｇ）−Ｉ_Ｂ（Ｇ）｜をエンコーダ４２４へ出力する。

エンコーダ４２４は、表１を保持しており、絶対値演算器４２３から絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｇ）−Ｉ_Ｂ（Ｇ）｜を受けると、表１を参照して、絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｇ）−Ｉ_Ｂ（Ｇ）｜に対応する結合重みＷ_Ａ，Ｂ（Ｇ）を抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ（Ｇ）を最小値選択回路４２７へ出力する。

絶対値演算器４２５は、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３から受けた２つのＢ値Ｂ_Ａ，Ｂ_Ｂに基づいて、明度Ｉ_Ａ（Ｂ），Ｉ_Ｂ（Ｂ）を演算し、その演算した明度Ｉ_Ａ（Ｂ），Ｉ_Ｂ（Ｂ）の差の絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｂ）−Ｉ_Ｂ（Ｂ）｜を演算する。そして、絶対値演算器４２５は、その演算した絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｂ）−Ｉ_Ｂ（Ｂ）｜をエンコーダ４２６へ出力する。

エンコーダ４２６は、表１を保持しており、絶対値演算器４２５から絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｂ）−Ｉ_Ｂ（Ｂ）｜を受けると、表１を参照して、絶対値｜Ｉ_Ａ（Ｂ）−Ｉ_Ｂ（Ｂ）｜に対応する結合重みＷ_Ａ，Ｂ（Ｂ）を抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ（Ｂ）を最小値選択回路４２７へ出力する。

最小値選択回路４２７は、エンコーダ４２２，４２４，４２６からそれぞれ結合重みＷ_Ａ，Ｂ（Ｒ），Ｗ_Ａ，Ｂ（Ｇ），Ｗ_Ａ，Ｂ（Ｂ）を受け、その受けた３個の結合重みＷ_Ａ，Ｂ（Ｒ），Ｗ_Ａ，Ｂ（Ｇ），Ｗ_Ａ，Ｂ（Ｂ）の中から最小の結合重みＷ_Ａ，Ｂを選択する。そして、最小値選択回路４２７は、その選択した結合重みＷ_Ａ，Ｂを結合重み修正回路４５０，４６０およびセレクタ４８０へ出力する。

色相差計算回路４３０は、図１７に示すＨｕｅビン番号の割当図を保持しており、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８からそれぞれＨｕｅビン番号_ＡおよびＨｕｅビン番号_Ｂを受ける。そして、色相差計算回路４３０は、図１７に示すＨｕｅビン番号の割当図を参照して、その受けたＨｕｅビン番号_ＡおよびＨｕｅビン番号_Ｂに対応するＨｕｅ値Ｈ_Ａ，Ｈ_Ｂを検出する。そうすると、色相差計算回路４３０は、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜を演算し、その演算した色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜を結合重み修正回路４５０へ出力する。

彩度差計算回路４４０は、図２０に示すＳビン番号の割当図を保持しており、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８からそれぞれＳビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ｂを受け、しきい値決定回路２からしきい値Ｓ_ｔｈを受ける。そして、彩度差計算回路４４０は、その受けたしきい値Ｓ_ｔｈに基づいて、図２０に示すＳビン番号の割当図における彩度Ｓ_ｔｈ，Ｓ_ｔｈ−０．１，Ｓ_ｔｈ＋０．１等の具体値を演算する。

そうすると、彩度差計算回路４４０は、図２０に示すＳビン番号の割当図を参照して、その受けたＳビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ｂに対応するＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂを検出する。その後、彩度差計算回路４４０は、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜を演算し、その演算した彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜を結合重み修正回路４６０へ出力する。

結合重み修正回路４５０は、表３を保持しており、結合重み演算回路４２０から結合重みＷ_Ａ，Ｂを受け、色相差計算回路４３０から色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜を受ける。そして、結合重み修正回路４５０は、表３を参照して、結合重みＷ_Ａ，Ｂに一致する絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜を抽出する。

その後、結合重み修正回路４５０は、その抽出した絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜が表３に示す１ｘｘｘ＿ｘｘｘｘ，００００＿１ｘｘｘ，００００＿０１ｘｘ，００００＿００１ｘ，００００＿０００ｘのいずれかである場合、１ｘｘｘ＿ｘｘｘｘ，００００＿１ｘｘｘ，００００＿０１ｘｘ，００００＿００１ｘ，００００＿０００ｘに対応する結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを表３から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈをセレクタ４８０へ出力する。

また、結合重み修正回路４５０は、その抽出した絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜が表３に示す０１ｘｘ＿ｘｘｘｘである場合、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“４°”以下であるか否かを判定し、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“４°”以下である場合、１６からなる結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを表３から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ（＝１６）をセレクタ４８０へ出力する。一方、結合重み修正回路４５０は、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“４°”以下でない場合、４からなる結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを表３から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ（＝４）をセレクタ４８０へ出力する。

さらに、結合重み修正回路４５０は、その抽出した絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜が表３に示す００１ｘ＿ｘｘｘｘである場合、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“４°”以下であるか否かを判定し、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“４°”以下である場合、３２からなる結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを表３から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ（＝３２）をセレクタ４８０へ出力する。一方、結合重み修正回路４５０は、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“４°”以下でない場合、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“８°”以下であるか否かをさらに判定し、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“８°”以下である場合、１６からなる結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを表３から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ（＝１６）をセレクタ４８０へ出力する。一方、結合重み修正回路４５０は、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“８°”以下でない場合、８からなる結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを表３から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ（＝８）をセレクタ４８０へ出力する。

さらに、結合重み修正回路４５０は、その抽出した絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜が表３に示す０００１＿ｘｘｘｘである場合、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“４°”以下であるか否かを判定し、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“４°”以下である場合、３２からなる結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを表３から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ（＝３２）をセレクタ４８０へ出力する。一方、結合重み修正回路４５０は、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が“４°”以下でない場合、１６からなる結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを表３から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ（＝１６）をセレクタ４８０へ出力する。

結合重み修正回路４６０は、表２を保持しており、結合重み演算回路４２０から結合重みＷ_Ａ，Ｂを受け、彩度差計算回路４４０から彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜を受ける。そして、結合重み修正回路４６０は、表２を参照して、結合重みＷ_Ａ，Ｂに一致する絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜を抽出する。

また、結合重み修正回路４６０は、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜が“６”以下であるか否かを判定し、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜が“６”以下である場合、結合重みＷ_Ａ，Ｂに一致する絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜と、“ｉｆ≦６”とに対応する結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを表２から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓをセレクタ４８０へ出力する。

一方、結合重み修正回路４６０は、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜が“６”以下でない場合、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜が“９”以下であるか否かをさらに判定し、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜が“９”以下である場合、結合重みＷ_Ａ，Ｂに一致する絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜と、“ｅｌｓｅ ｉｆ≦９”とに対応する結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを表２から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓをセレクタ４８０へ出力する。

一方、結合重み修正回路４６０は、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜が“９”以下でない場合、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜が“１２”以下であるか否かをさらに判定し、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜が“１２”以下である場合、結合重みＷ_Ａ，Ｂに一致する絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜と、“ｅｌｓｅ ｉｆ≦１２”とに対応する結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを表２から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓをセレクタ４８０へ出力する。

一方、結合重み修正回路４６０は、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜が“１２”以下でない場合、結合重みＷ_Ａ，Ｂに一致する絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜と、“ｅｌｓｅ”とに対応する結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを表２から抽出し、その抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓをセレクタ４８０へ出力する。

セレクタ信号生成回路４７０は、図２０に示すＳビン番号の割当図を保持しており、しきい値Ｓ_ｔｈをしきい値決定回路２から受け、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８からそれぞれＳビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ｂを受ける。そして、セレクタ信号生成回路４７０は、図２０に示すＳビン番号の割当図を参照して、その受けたＳビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ｂに対応するＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂを検出する。

そうすると、セレクタ信号生成回路４７０は、その検出した２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂをしきい値Ｓ_ｔｈと比較する。そして、セレクタ信号生成回路４７０は、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂの両方がしきい値Ｓ_ｔｈ以下であるとき、結合重み演算回路４２０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂを選択するためのセレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢをセレクタ４８０へ出力する。

また、セレクタ信号生成回路４７０は、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂのいずれか一方がしきい値Ｓ_ｔｈ以下であるとき、結合重み修正回路４６０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを選択するためのセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｓを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｓをセレクタ４８０へ出力する。

さらに、セレクタ信号生成回路４７０は、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂの両方がしきい値Ｓ_ｔｈよりも大きいとき、結合重み修正回路４５０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを選択するためのセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈをセレクタ４８０へ出力する。

セレクタ４８０は、結合重み演算回路４２０から結合重みＷ_Ａ，Ｂを受け、結合重み修正回路４５０，４６０からそれぞれ結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓを受ける。そして、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０からセレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢを受けると、結合重みＷ_Ａ，Ｂを選択し、その選択した結合重みＷ_Ａ，Ｂを結合重みＣＷとして出力する。また、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０からセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｓを受けると、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを選択し、その選択した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを結合重みＣＷとして出力する。さらに、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０からセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈを受けると、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを選択し、その選択した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを結合重みＣＷとして出力する。

図２に示す重み計算ユニット４３は、図２８に示す重み計算ユニット４２と同じ構成からなり、Ｄラッチ回路３１，３４から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ａ，ＲＧＢ_Ｂと、Ｄラッチ回路３６，３９から受けたＨｕｅビン番号_Ａ、Ｈｕｅビン番号_Ｂ、Ｓビン番号_Ａ、およびＳビン番号_Ｂに基づいて、重み計算ユニット４２と同じ方法によって、結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓを演算し、その演算した結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓのいずれかを結合重みＣＷとして選択して出力する。

また、図２に示す重み計算ユニット４４は、図２８に示す重み計算ユニット４２と同じ構成からなり、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ａと、Ｄラッチ回路３９から受けたＨｕｅビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ａと、選択器４０から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ｂ、Ｈｕｅビン番号_ＢおよびＳビン番号_Ｂとに基づいて、重み計算ユニット４２と同じ方法によって、結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓを演算し、その演算した結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓのいずれかを結合重みＣＷとして選択して出力する。

さらに、図２に示す重み計算ユニット４５は、図２８に示す重み計算ユニット４２と同じ構成からなり、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ａと、Ｄラッチ回路３６から受けたＨｕｅビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ａと、選択器４１から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ｂ、Ｈｕｅビン番号_ＢおよびＳビン番号_Ｂとに基づいて、重み計算ユニット４２と同じ方法によって、結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓを演算し、その演算した結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓのいずれかを結合重みＣＷとして選択して出力する。

画像分割回路４における画像の分割方法について説明する。図２９は、画像の分割方法を説明するための図である。画像分割回路４は、領域成長型画像分割方法によって１つのフレームを各対象物の画像に分割する。

この領域成長型画像分割方法は、ＬＥＧＩＯＮモデル（D. L. Wang, and D. Terman,
“Image segmentation based on oscillator correlation,” Neural Computation, Volume 9(4), pp. 805-836(1997).）の振動子ネットワークの各画素に対する振動子の振る舞
いを自己発火（Ｓｅｌｆ−Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）、自己発火可能（Ｓｅｌｆ−Ｅｘｃｉｔａｂｌｅ）、発火（Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）および鎮火（Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ）という４つの状態で取り扱うものである。そして、この領域成長型画像分割方法は、初期化、自己発火、発火、および鎮火の４つのステップからなる。

画像分割回路４は、図２９の（ａ）に示す３×３の構成からなる入力画像を受ける。そして、画像分割回路４は、入力画像を構成する９個の画素における画素間の８個の結合重みＣＷ１〜ＣＷ８を結合重み決定回路３から受け、その受けた８個の結合重みＣＷ１〜ＣＷ８を各画素間に対応付けてメモリに保持する。なお、図２９の（ｂ）においては、（２，２）の画素と周囲の画素との８個の結合重みが図示されている。

そうすると、画像分割回路４は、メモリに保持された８個の結合重みＣＷ１〜ＣＷ８を読み出し、その読み出した８個の結合重みＣＷ１〜ＣＷ８の和ＳＵＭ（ＣＷ）を演算する。そして、画像分割回路４は、その演算した和ＳＵＭ（ＣＷ）がリーダセルを決定するためのしきい値φ_Ｐよりも大きいか否かを判定する。なお、この出願においては、ＳＵＭは、数学におけるシグマ記号によって表される和を演算することを意味する。

画像分割回路４は、和ＳＵＭ（ＣＷ）がしきい値φ_Ｐよりも大きいと判定したとき、結合重みの計算の中心となった画素をリーダセルに設定し、リーダセルフラグｐ_ｉｊ＝１を設定する。一方、画像分割回路４は、和ＳＵＭ（ＣＷ）がしきい値φ_Ｐ以下であると判定したとき、結合重みの計算の中心となった画素をリーダセルに設定せず、リーダセルフラグｐ_ｉｊ＝０を設定する。

画像分割回路４は、この処理を入力画像の９個の画素の各々を結合重みの計算の中心となる画素に設定して実行し、リーダセルを決定する（図２９の（ｃ）参照）。

その後、画像分割回路４は、リーダセルの１つを自己発火させる（発火フラグｘ_ｉｊ＝１）（図２９の（ｄ）参照）。そして、画像分割回路４は、各セル（ｉ，ｊ）に隣接する８個の画素に対応するセル（ｋ，ｌ）∈Ｎ_ｉｊが発火していれば、セル（ｉ，ｊ）とセル（ｋ，ｌ）との間の結合重みの和ＳＵＭ_{（ｋ，ｌ）∈Ｎｉｊ∧ｘｋｌ＝１}Ｗ_{ｉｊ；ｋｌ}を演算し、その演算した和ＳＵＭ_{（ｋ，ｌ）∈Ｎｉｊ∧ｘｋｌ＝１}Ｗ_{ｉｊ；ｋｌ}がしきい値φ_Ｚよりも大きく、かつ、まだ、セル（ｉ，ｊ）がどの分割領域にも属していない（ラベルフラグｌ_ｉｊ＝０）場合に、自動的に発火（ｘ_ｉｊ＝１）させる（引火・領域成長）（図２９の（ｅ）参照）。この引火処理によって、領域が広がっていき、図２９の（ｆ）に示すように、新たに発火するセルが存在しなくなると、１領域の分割が終了する。

その後、画像分割回路４は、この分割された領域を保存するために、図２９の（ｇ）に示すように、発火しているセルへ分割領域識別のためのラベル番号を書き込み、発火したセルが既に分割されたセルであることを示すラベルフラグをセットし（ｌ_ｉｊ＝１）、鎮火処理（ｘ_ｉｊ＝０，ｐ_ｉｊ＝０）を行なう。

画像分割回路４は、鎮火処理が終了すると、再び、次の領域の分割のための自己発火の処理に戻る。そして、画像分割回路４は、リーダセルが存在しなくなるまで、上述した処理を繰り返し実行し、各領域を分割する。そして、画像分割回路４は、全てのリーダセルが発火した後、全ての領域にラベル付けを行ない、１フレームの画像の分割を終了する（図２９の（ｈ）参照）。

図３０は、実施の形態１による画像分割方法を説明するためのフローチャートである。図３０を参照して、一連の動作が開始されると、画素値検出回路１は、ｎ×ｎ（ｎは、２以上の整数）からなる入力画像の各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を検出し（ステップＳ１）、その検出した各画素のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊをしきい値決定回路２および結合重み決定回路３へ出力する。

しきい値決定回路２は、画素値検出回路１から各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を受け、その受けた各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を上述した方法によって彩度Ｓ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）に変換し、その変換した彩度Ｓ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）の彩度ヒストグラム（画素数と彩度との関係を示す）を求める。そして、しきい値決定回路２は、その求めた彩度ヒストグラムに基づいて、画素数が最小になる彩度をしきい値Ｓ_ｔｈとして決定し（ステップＳ２）、その決定したしきい値Ｓ_ｔｈを結合重み決定回路３へ出力する。

結合重み決定回路３は、画素値検出回路１から各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を受け、しきい値決定回路２からしきい値Ｓ_ｔｈを受ける。そして、結合重み決定回路３は、その受けた各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を上述した方法によって色相Ｈ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）および彩度Ｓ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）に変換し、ＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）、色相Ｈ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）、彩度Ｓ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）およびしきい値Ｓ_ｔｈに基づいて、各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ，１≦ｋ≦ｎ，１≦ｌ≦ｎ）を決定する（ステップＳ３）。そうすると、結合重み決定回路３は、その決定した各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ，１≦ｋ≦ｎ，１≦ｌ≦ｎ）を画像分割回路４へ出力する。

画像分割回路４は、外部から入力画像を受け、結合重み決定回路３から各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ，１≦ｋ≦ｎ，１≦ｌ≦ｎ）を受ける。そして、画像分割回路４は、その受けた各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ，１≦ｋ≦ｎ，１≦ｌ≦ｎ）を用いて１フレームの画像を分割する（ステップＳ４）。そして、一連の動作は、終了する。

図３１は、図３０に示すステップＳ２の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。なお、図３１においては、しきい値決定回路２は、しきい値Ｓ_ｔｈの初期値Ｓ＝０．２と、図１９の（ａ）に示す彩度とビン番号との対応関係とを予め保持していることを前提として図３０に示すステップＳ２の詳細な動作を説明する。

図３０に示すステップＳ１の後、しきい値決定回路２は、画素値検出回路１から各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を受け、その受けた各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を上述した方法によって彩度Ｓ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）に変換する（ステップＳ２１）。

そして、しきい値決定回路２は、その変換した彩度Ｓ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）に基づいて、画素数と彩度との関係を示す彩度ヒストグラムを求める（ステップＳ２２）。

その後、しきい値決定回路２は、彩度ヒストグラムに基づいて、予め保持しているしきい値Ｓ_ｔｈの初期値Ｓ＝０．２における画素数を検出して記憶する（ステップＳ２３）。

引き続いて、しきい値決定回路２は、予め保持している彩度とビン番号との対応関係（図１９の（ａ）参照）に基づいて、隣りのビン番号における画素数を検出し（ステップＳ２４）、その検出した画素数が、記憶している画素数よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５において、検出した画素数が、記憶している画素数よりも小さいと判定されたとき、しきい値決定回路２は、記憶している画素数を、検出した画素数によって更新する（ステップＳ２６）。

一方、ステップＳ２５において、検出した画素数が、記憶している画素数よりも小さくないと判定されたとき、またはステップＳ２６の後、しきい値決定回路２は、Ｓ＝０．２〜０．４の範囲を調べ終わったか否かを判定する（ステップＳ２７）。

ステップＳ２７において、Ｓ＝０．２〜０．４の範囲を調べ終わっていないと判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ２４へ戻り、ステップＳ２７において、Ｓ＝０．２〜０．４の範囲を調べ終わったと判定されるまで、上述したステップＳ２４〜ステップＳ２７が繰返し実行される。

そして、ステップＳ２７において、Ｓ＝０．２〜０．４の範囲を調べ終わったと判定されると、しきい値決定回路２は、最終的に記憶している画素数が得られたときの彩度をしきい値Ｓ_ｔｈとして決定する（ステップＳ２８）。その後、一連の動作は、図３０に示すステップＳ３へ移行する。

なお、しきい値決定回路２は、ステップＳ２４が１回目に実行される場合、Ｓ＝０．２の右隣のビン番号における画素数を検出し、ステップＳ２４が２回目に実行される場合、Ｓ＝０．２から右へ２個目のビン番号における画素数を検出し、以下、同様にして、Ｓ＝０．２から右へ順次ずらせたビン番号における画素数を検出する。

このように、しきい値決定回路２は、無彩色と有彩色との境界判定があいまいな彩度Ｓ＝０．２〜０．４の範囲において、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値Ｓ_ｔｈを画素数が最小になる彩度に決定する。

図３２は、図３０に示すステップＳ３の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。なお、図３２においては、図３に示す画素ＧＥ１を画素ＧＥ_ｉｊとし、画素ＧＥ２を画素ＧＥ_ｋｌとし、画素ＧＥ３を画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}とし、画素ＧＥ４を画素ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}としてステップＳ３の詳細な動作を説明する。

図３２を参照して、図３０に示すステップＳ２の後、結合重み決定回路３は、画素値検出回路１から複数の画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）の複数のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を順次受け、しきい値決定回路２からしきい値Ｓ_ｔｈを受ける。そして、結合重み決定回路３は、ｉ＝１，ｊ＝１，ｋ＝１，ｌ＝１を設定する（ステップＳ３１）。

そして、結合重み決定回路３は、入力画像の複数の画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のうち、画素値検出回路１から順次入力される隣接する２つの画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_ｋｌ（１≦ｋ≦ｎ，１≦ｌ≦ｎ）を選択する（ステップＳ３２）。

その後、結合重み決定回路３は、ＨＳ変換回路３５によって、画素ＧＥ_ｉｊのＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊを上述した方法によって色相Ｈ_ｉｊおよび彩度Ｓ_ｉｊに変換し（ステップＳ３３）、画素ＧＥ_ｋｌのＲＧＢ値ＲＧＢ_ｋｌを上述した方法によって色相Ｈ_ｋｌおよび彩度Ｓ_ｋｌに変換する（ステップＳ３４）。

そして、結合重み決定回路３において、４組の隣接画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}のＲＧＢ値が色相および彩度に変換されたか否かが判定される（ステップＳ３５）。

ステップＳ３５において、４組の隣接画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}のＲＧＢ値が色相および彩度に変換されていないと判定されたとき、ｉ，ｋのいずれかまたは両方が“１”だけ変化される（ステップＳ３６）。その後、一連の動作は、ステップＳ３２へ戻り、ステップＳ３５において、４組の隣接画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}のＲＧＢ値が色相および彩度に変換されたと判定されるまで、ステップＳ３２〜ステップＳ３６が繰り返し実行される。

そして、ステップＳ３５において、４組の隣接画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}のＲＧＢ値が色相および彩度に変換されたと判定されると、結合重み決定回路３の４個の重み計算ユニット４２〜４５は、平行して隣接画素間の結合重みを決定する（ステップＳ３７〜ステップＳ４０）。

この場合、重み計算ユニット４２は、画素ＧＥ_ｋｌ，ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}間の結合重みＷ_{ｋ，ｌ；ｉ＋１，ｊ}を決定し、重み計算ユニット４３は、画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋ＋１，ｌ}を決定し、重み計算ユニット４４は、画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_ｋｌ間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}を決定し、重み計算ユニット４５は、画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}間の結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋ＋１，ｌ}を決定する。

ステップＳ３７〜ステップＳ４０の後、結合重み決定回路３において、ｉ＝ｎ、かつ、ｊ＝ｎであるか否かが判定され（ステップＳ４１）、ｉ＝ｎ、かつ、ｊ＝ｎでないとき、ｉ，ｊのいずれかまたは両方が“１”だけ変化され（ステップＳ４２）、ｋ＝１およびｌ＝１が設定される（ステップＳ４３）。

その後、一連の動作は、ステップＳ３２へ戻り、ステップＳ４１において、ｉ＝ｎ、かつ、ｊ＝ｎであると判定されるまで、ステップＳ３２〜ステップＳ４３が繰り返し実行される。

そして、ステップＳ４１において、ｉ＝ｎ、かつ、ｊ＝ｎであると判定されると、一連の動作は、図３０のステップＳ４へ移行する。

図３３は、図３２に示すステップＳ３７の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図３３を参照して、図３２のステップＳ３５の“ＹＥＳ”の後、重み計算ユニット４２の結合重み演算回路４２０は、ＦＩＦＯ回路３３から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_ｋｌと、Ｄラッチ回路３２から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_{ｉ＋１，ｊ}とに基づいて、上述した方法によって、画素ＧＥ_ｋｌ，ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}間の結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを決定し、その決定した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを結合重み修正回路４５０，４６０およびセレクタ４８０へ出力する。

また、色相差計算回路４３０は、ＦＩＦＯ回路３８から画素ＧＥ_ｋｌのＨｕｅビン番号_Ａを受け、Ｄラッチ回路３７から画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}のＨｕｅビン番号_Ｂを受ける。そして、色相差計算回路４３０は、図１７に示すＨｕｅビン番号の割当図を参照して、Ｈｕｅビン番号_Ａに対応する色相Ｈ_ｋｌを抽出し、Ｈｕｅビン番号_Ｂに対応する色相Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}を抽出する。

そうすると、色相差計算回路４３０は、色相Ｈ_ｋｌと色相Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}との色相差｜Ｈ_ｋｌ−Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}｜を演算し、その演算した色相差｜Ｈ_ｋｌ−Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}｜を結合重み修正回路４５０へ出力する。

結合重み修正回路４５０は、色相差計算回路４３０から色相差｜Ｈ_ｋｌ−Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}｜を受け、結合重み演算回路４２０から結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを受ける。そして、結合重み修正回路４５０は、表３を参照して、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢおよび色相差｜Ｈ_ｋｌ−Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}｜に基づいて、上述した方法によって結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈを抽出し、その抽出した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈをセレクタ４８０へ出力する。

さらに、彩度差計算回路４４０は、ＦＩＦＯ回路３８から画素ＧＥ_ｋｌのＳビン番号_Ａを受け、Ｄラッチ回路３７から画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}のＳビン番号_Ｂを受ける。

そして、彩度差計算回路４４０は、しきい値Ｓ_ｔｈおよび図２０に示すＳビン番号の割当図に基づいて、Ｓビン番号_Ａに対応する彩度Ｓ_ｋｌを抽出し、Ｓビン番号_Ｂに対応する彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}を抽出する。

そうすると、彩度差計算回路４４０は、彩度Ｓ_ｋｌと彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}との彩度差｜Ｓ_ｋｌ−Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}｜を演算し、その演算した彩度差｜Ｓ_ｋｌ−Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}｜を結合重み修正回路４６０へ出力する。

結合重み修正回路４６０は、彩度差計算回路４４０から彩度差｜Ｓ_ｋｌ−Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}｜を受け、結合重み演算回路４２０から結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを受ける。そして、結合重み修正回路４６０は、表２を参照して、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢおよび彩度差｜Ｓ_ｋｌ−Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}｜に基づいて、上述した方法によって結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓを抽出し、その抽出した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓをセレクタ４８０へ出力する。

一方、重み計算ユニット４２のセレクタ信号生成回路４７０は、ＦＩＦＯ回路３８から画素ＧＥ_ｋｌのＳビン番号_Ａを受け、Ｄラッチ回路３７から画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}のＳビン番号_Ｂを受ける。

そして、セレクタ信号生成回路４７０は、しきい値Ｓ_ｔｈおよび図２０に示すＳビン番号の割当図に基づいて、Ｓビン番号_Ａに対応する彩度Ｓ_ｋｌを抽出し、Ｓビン番号_Ｂに対応する彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}を抽出する。

そうすると、セレクタ信号生成回路４７０は、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}がしきい値Ｓ_ｔｈ以下であり、かつ、彩度Ｓ_ｋｌがしきい値Ｓ_ｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３７１）。

ステップＳ３７１において、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}がしきい値Ｓ_ｔｈ以下であり、かつ、彩度Ｓ_ｋｌがしきい値Ｓ_ｔｈ以下であると判定されたとき、セレクタ信号生成回路４７０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢをセレクタ４８０へ出力する。

セレクタ４８０は、結合重み演算回路４２０から結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを受け、結合重み修正回路４５０から結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈを受け、結合重み修正回路４６０から結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓを受ける。そして、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０からセレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢを受けると、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢに応じて、３個の結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓから結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを選択し、その選択した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}と決定する。つまり、重み計算ユニット４２は、ＲＧＢ値ＲＧＢ_{ｉ＋１，ｊ}，ＲＧＢ_ｋｌによって結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}を決定する（ステップＳ３７２）。そして、重み計算ユニット４２は、その決定した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}を画像分割回路４へ出力する。

一方、ステップＳ３７１において、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}がしきい値Ｓ_ｔｈ以下であり、かつ、彩度Ｓ_ｋｌがしきい値Ｓ_ｔｈ以下でないと判定されたとき、セレクタ信号生成回路４７０は、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋｌの一方のみがしきい値Ｓ_ｔｈ以下であるか否かをさらに判定する（ステップＳ３７３）。

そして、ステップＳ３７３において、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋｌの一方のみがしきい値Ｓ_ｔｈ以下であると判定されたとき、セレクタ信号生成回路４７０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿Ｓを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｓをセレクタ４８０へ出力する。

セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０からセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｓを受けると、セレクタ信号ＳＥＬ＿Ｓに応じて、３個の結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓから結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓを選択し、その選択した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}と決定する。つまり、重み計算ユニット４２は、ＲＧＢ値ＲＧＢ_{ｉ＋１，ｊ}，ＲＧＢ_ｋｌおよび彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋｌによって結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}を決定する（ステップＳ３７４）。そして、重み計算ユニット４２は、その決定した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}を画像分割回路４へ出力する。

一方、ステップＳ３７３において、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋｌの一方のみがしきい値Ｓ_ｔｈ以下でないと判定されたとき、セレクタ信号生成回路４７０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈをセレクタ４８０へ出力する。

セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０からセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈを受けると、セレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈに応じて、３個の結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓから結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈを選択し、その選択した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}と決定する。つまり、重み計算ユニット４２は、ＲＧＢ値ＲＧＢ_{ｉ＋１，ｊ}，ＲＧＢ_ｋｌおよび色相Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｈ_ｋｌによって結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}を決定する（ステップＳ３７５）。そして、重み計算ユニット４２は、その決定した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}を画像分割回路４へ出力する。

そうすると、ステップＳ３７２，Ｓ３７４，Ｓ３７５のいずれかの後、一連の動作は、図３２のステップＳ４１へ移行する。

なお、ステップＳ３７４は、ＲＧＢ値ＲＧＢ_{ｉ＋１，ｊ}，ＲＧＢ_ｋｌのみによって結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを決定するステップと、その決定した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋｌの彩度差｜Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}−Ｓ_ｋｌ｜に応じて小さくするステップとからなる。

また、ステップＳ３７５は、ＲＧＢ値ＲＧＢ_{ｉ＋１，ｊ}，ＲＧＢ_ｋｌのみによって結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを決定するステップと、その決定した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＲＧＢを色相Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｈ_ｋｌの色相差｜Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}−Ｈ_ｋｌ｜に応じて大きくするステップとからなる。

さらに、図３２に示すステップＳ３８〜ステップ４０の各々における詳細な動作も、図３３に示すステップＳ３７１〜ステップＳ３７５によって実行される。

図３４は、図３０に示すステップＳ４の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図３４を参照して、図３０に示すステップＳ３の後、画像分割回路４は、結合重み決定回路３から１フレームを構成する複数の画素における各画素間の結合重みを受けるとともに、上述した方法によって、リーダセルを決定する（ステップＳ５１）。

そして、画像分割回路４は、自己発火可能なセルを検出したか否かを判定し（ステップＳ５２）、自己発火可能なセルを検出したと判定したとき、上述した方法によって自己発火を行なう（ステップＳ５３）。

その後、画像分割回路４は、発火セルが存在するか否かを判定し（ステップＳ５４）、発火セルが存在するとき、上述した方法によって周囲へ引火（領域成長）を行なう（ステップＳ５５）。そして、一連の動作は、ステップＳ５４へ戻り、ステップＳ５４において、発火セルが存在しなくなるまで、ステップＳ５４，Ｓ５５が繰り返し実行される。

ステップＳ５４において、発火セルが存在しないと判定されると、画像分割回路４は、上述した方法によって、引火終了・領域決定を行なうとともに、ラベル付け（鎮火）を行なう（ステップＳ５６）。その後、一連の動作は、ステップＳ５２へ戻り、ステップＳ５２において、自己発火可能なセルが検出されないと判定されるまで、ステップＳ５２〜ステップＳ５６が繰り返し実行される。

そして、ステップＳ５２において、自己発火可能なセルが検出されないと判定されると、一連の動作は、図３０の“終了”へ移行する。

なお、画像分割装置１０は、図３０（図３１〜図３４）に示すフローチャートを繰り返し実行し、各フレームを各対象物の画像に分割する。

図３５は、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値の調整の有無による分割結果を示す図である。なお、図３５において、「変更前」は、しきい値Ｓ_ｔｈを０．２に固定した場合を示し、「変更後」は、しきい値Ｓ_ｔｈを上述した方法によって調整した場合を示す。

図３５を参照して、しきい値Ｓ_ｔｈを０．２に固定した場合（「変更前」参照）、かご内の果物とかご外のにんにくとが同一の物体として分割されており、象と草原とが同一の物体として分割されており、空とピラミッドおよび砂漠との境界がぼやけて分割されている。

一方、しきい値Ｓ_ｔｈを調整した場合（「変更後」参照）、かご内の果物だけが同一物体として分割されており、象だけが同一物体として分割されており、ピラミッドおよび砂漠が同一物体として分割され、空が同一物体として分割されている。

したがって、画素数が最小になる彩度にしきい値Ｓ_ｔｈを調整することにより、各対象物の画像に正確に分割できることが実証された。

上述したように、この発明においては、隣接する２つの画素の２つの彩度の両方がしきい値Ｓ_ｔｈ以下であるとき、２つの画素のＲＧＢ値のみによって２つの画素間の結合重みを決定し（ステップＳ３７２参照）、２つの彩度の一方のみがしきい値Ｓ_ｔｈ以下であるとき、２つの画素のＲＧＢ値および彩度によって２つの画素間の結合重みを決定し（ステップＳ３７４参照）、２つの画素の２つの彩度の両方がしきい値Ｓ_ｔｈよりも大きいとき、２つのＲＧＢ値および色相によって結合重みを決定する（ステップＳ３７５参照）。

そして、ステップＳ３７４において決定される結合重みは、ステップＳ３７２において決定される結合重みよりも小さく、ステップＳ３７５において決定される結合重みは、ステップＳ３７２において決定される結合重み以上である。

このように、２つの画素の２つの彩度の少なくとも一方の彩度がしきい値Ｓ_ｔｈよりも大きいとき、彩度または色相を用いて２つの画素間の結合重みを決定する。

したがって、コントラストの低いカラー画像または光の反射による影響があるカラー画像における画素間の結合重みを正確に決定できる。

また、２つの画素が無彩色領域と有彩色領域とに属するとき、結合重みが、ＲＧＢ値のみによって決定した結合重みよりも小さく決定されるので（ステップＳ３７４参照）、画像分割において領域成長が抑制され、２つの画素の両方が有彩色領域に属するとき、結合重みが、ＲＧＢ値のみによって決定した結合重み以上に決定されるので（ステップＳ３７５参照）、画像分割において領域成長が促進される。

したがって、コントラストの低いカラー画像または光の反射による影響があるカラー画像を正確に分割できる。

さらに、画素数が最小になる彩度にしきい値Ｓ_ｔｈを調整するので（ステップＳ２１〜Ｓ２８参照）、しきい値Ｓ_ｔｈが同一物体内に設定されるのを防止して、各対象物ごとの画像に分割できる。

上記においては、ＲＧＢ値から彩度（Ｓ）または色相（Ｈ）への変換は、加算器およびシフト器を用いて行なわれると説明したが、この発明においては、これに限らず、回路面積が問題とならない等の特別な制約がない場合、除算器を用いた回路によってＲＧＢ値を彩度（Ｓ）または色相（Ｈ）へ変換してもよい。

また、上記においては、しきい値Ｓ_ｔｈは、画素数が最小になる彩度に調整されると説明したが、この発明においては、これに限らず、しきい値Ｓ_ｔｈは、１つのフレームを構成する複数の画素を９０％の画素数が存在する領域と、１０％の画素数が存在する領域とに分けるように調整されてもよい。すなわち、しきい値Ｓ_ｔｈは、１つのフレームを構成する複数の画素を基準数以上の画素数が存在する領域と、基準数よりも少ない画素数が存在する領域とに分けるように調整されてもよい。

さらに、上記においては、しきい値決定回路２は、彩度のみに基づいて、しきい値Ｓ_ｔｈを彩度Ｓ＝０．２〜０．４の範囲で調整すると説明したが、この発明においては、これに限らず、しきい値決定回路２は、彩度および明度に基づいて、しきい値Ｓ_ｔｈを調整するようにしてもよい。この場合、しきい値決定回路２は、彩度Ｓの初期値としてＳ＝０．２を予め保持しており、明度Ｖの初期値としてＶ_ｔｈ０＝０．３を予め保持している。そして、しきい値決定回路２は、画素値検出回路１から１フレーム分の複数の画素の複数のＲＧＢ値を受けると、その受けた複数のＲＧＢ値を式（２），（３）に従ってそれぞれ複数の彩度Ｓおよび複数の明度Ｖに変換し、その変換した複数の彩度Ｓに基づいて彩度ヒストグラムを生成し、複数の明度Ｖに基づいて、明度ヒストグラムを生成する。そうすると、しきい値決定回路２は、彩度ヒストグラムおよび明度ヒストグラムに基づいて、彩度Ｓを０．２〜０．４の範囲、明度Ｖを０．３〜０．５の範囲でそれぞれ変化させ、画素数が最小になる彩度および明度をしきい値として決定する。したがって、この場合、無彩色と有彩色との境界は、彩度および明度によって決定される。その結果、図３３のステップＳ３７１においては、画素（ｉ＋１，ｊ）の彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}≦Ｓ_ｔｈ、かつ、画素（ｋ，ｌ）の彩度Ｓ_ｋ，ｌ≦Ｓ_ｔｈの判定に加え、画素（ｉ＋１，ｊ）の明度Ｖ_{ｉ＋１，ｊ}≦Ｖ_ｔｈ、かつ、画素（ｋ，ｌ）の明度Ｖ_ｋ，ｌ≦Ｖ_ｔｈの判定が実行され、ステップＳ３７３においては、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方のみがしきい値Ｓ_ｔｈ以下の判定に加え、明度Ｖ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｖ_ｋ，ｌの一方のみがしきい値Ｖ_ｔｈ以下の判定が実行される。

さらに、上記においては、画像分割は、領域成長型画像分割方法を用いて行なわれると説明したが、この発明においては、これに限らず、画像分割は、“B. Jaehne, “Digital
Image Processing 5th revised and extended edition,” Springer-Verlag, pp. 427-440, 2001.”の文献、“J. C. Russ, “The Image Processing Handbook,” CRC PRESS, pp. 371-429, 1999.36”の文献、“T. Braeunl, S. Feyrer, W. Rapf, and M. Reinhardt,
“Parallel Image Processing,”Springer-Verlag, 2000.”の文献、および“W. Y. Ma,
and B. S. Manjunath, “Edgeflow: a technique for boundary detection and segmentation,” IEEE Transactions on Image Processing, vol. 9 (8), pp. 1375-1388, 2004.”の文献のいずれかに記載された方法を用いて行なわれてもよい。

なお、この発明の実施の形態１においては、ＲＧＢ値のみによって決定された結合重みは、「第１の結合重み」を構成し、ＲＧＢ値および彩度（Ｓ）によって決定される結合重みは、第１の結合重みよりも小さい「第２の結合重み」を構成し、ＲＧＢ値および色相（Ｈ）によって決定される結合重みは、第１の結合重み以上である「第３の結合重み」を構成する。

また、表３に示す画素値の差０１ｘｘ＿ｘｘｘｘは、「第１の値」を構成し、画素値の差０００１＿ｘｘｘｘは、第１の値よりも大きい「第２の値」を構成する。

さらに、上述した実施の形態１においては、画像分割装置１０は、ソフトウェアまたはハードウェアによっても実現可能である。画像分割装置１０がソフトウェアによって実現される場合、上述した画素値検出回路１、しきい値決定回路２、結合重み決定回路３および画像分割回路４の各機能は、典型的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）がコンピュータプログラムを実行することによって実現される。そして、このコンピュータプログラムは、携帯端末内のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に予め格納されているか、外部からダウンロードされて携帯端末内の不揮発メモリに格納される。

また、画像分割装置１０がハードウェアによって実現される場合、上述した画素値検出回路１、しきい値決定回路２、結合重み決定回路３および画像分割回路４の機能は、ＣＰＵ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭおよび不揮発性メモリ等のハードウェア資源と組み合わせることによって、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）によって実現される。そして、画素値検出回路１、しきい値決定回路２、結合重み決定回路３および画像分割回路４の機能は、個別に１チップ化されてもよいし、いくつかのまとまった単位で１チップ化されてもよい。また、集積回路は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサによって実現されてもよい。さらに、集積回路は、ＬＳＩの製作後にプログラムを格納可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、またはＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成することが可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが利用されてもよい。さらに、画素値検出回路１、しきい値決定回路２、結合重み決定回路３および画像分割回路４の機能は、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術（バイオ技術、有機化学技術等）が登場すれば、当然、その技術を用いて集積化されてもよい。なお、集積回路は、その集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩおよびウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。

このように、画像分割装置１０は、ソフトウェアまたはハードウェアによっても実現可能であるので、実施の形態１においては、上述した画素値検出回路１は、「画素値検出部」を構成し、しきい値決定回路２は、「しきい値決定部」を構成し、結合重み決定回路３は、「結合重み決定部」を構成し、画像分割回路４は、「画像分割部」を構成する。

［実施の形態２］
図３６は、実施の形態２による画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。図３６を参照して、実施の形態２による画像分割装置１０Ａは、画素値検出回路１１と、結合重み決定回路１２と、画像分割回路１３と、分割判定回路１４とを備える。

画素値検出回路１１は、１フレームの入力画像を外部から受け、その受けた入力画像の各画素のＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分を検出し、その検出したＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分をＲＧＢ値として結合重み決定回路１２へ出力する。また、画素値検出回路１１は、画像分割回路１３から各分割画像を受け、その受けた分割画像のＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分を検出し、その検出したＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分をＲＧＢ値として結合重み決定回路１２および分割判定回路１４へ出力する。

結合重み決定回路１２は、実験的に求められたＳ＝０．２からなるしきい値Ｓ_ｔｈを予め保持しており、画素値検出回路１１から入力画像のＲＧＢ値を受ける。そして、結合重み決定回路１２は、その受けた入力画像のＲＧＢ値と、しきい値Ｓ_ｔｈ（＝０．２）とに基づいて、結合重み決定回路３においてしきい値Ｓ_ｔｈを０．２に設定した場合の結合重みの決定方法と同じ方法によって、１つのフレームを構成する複数の画素における各画素間の結合重みを決定し、その決定した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。また、結合重み決定回路１２は、画素値検出回路１１から分割画像のＲＧＢ値を受け、分割判定回路１４から画像の再分割を指示する再分割信号ＲＤＩＶを受けると、分割画像のＲＧＢ値に基づいて、後述する方法によって、分割画像を構成する複数の画素における各画素間の結合重みを決定し、その決定した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

画像分割回路１３は、入力画像を外部から受け、入力画像の各画素間の結合重みを結合重み決定回路１２から受けると、入力画像および入力画像の各画素間の結合重みに基づいて、画像分割回路４と同じ方法によって、入力画像を分割する。そして、画像分割回路１３は、その分割した各分割画像を画素値検出回路１１へ出力する。また、画像分割回路１３は、各分割画像の結合重みを結合重み決定回路１２から受けると、その受けた各分割画像の結合重みと、各分割画像とに基づいて、画像分割回路４と同じ方法によって、画像を再分割する。

分割判定回路１４は、各分割画像のＲＧＢ値を画素値検出回路１１から受けると、その受けたＲＧＢ値を式（３）に従って明度Ｖに変換し、その変換した明度Ｖに基づいて、画素数と明度との関係を示す明度ヒストグラムを生成する。そして、分割判定回路１４は、明度ヒストグラムに基づいて、後述する方法によって、画像を再分割する必要があるか否かを判定する。

分割判定回路１４は、画像を再分割する必要があると判定したとき、再分割信号ＲＤＩＶを生成し、その生成した再分割信号ＲＤＩＶを結合重み決定回路１２へ出力する。一方、分割判定回路１４は、画像を再分割する必要がないと判定したとき、結合重み決定回路１２へ何も出力しない。

図３７は、１回目の分割結果と色相ヒストグラムとを示す図である。また、図３８は、１回目の分割結果と明度ヒストグラムとを示す図である。

図３７を参照して、かご内の複数種類の果物は、共に、有彩色領域に属するため、実施の形態１における方法によって元画像を分割する場合、果物の領域における各画素間の結合重みは、ＲＧＢ値および色相値に基づいて決定される（図３３のステップＳ３７５参照）。

したがって、色相の近い物体が隣接していると、結合重みが大きくなり、物体同士が分割され難くなる（図３７の（ｂ）参照）。

そこで、色相の分布図および色相ヒストグラムを調べてみると、色相の近い部分に画素が集中していることが解る（図３７の（ｃ），（ｄ）参照）。

一方、図３７に示す元画像と同じ元画像の分割画像における明度の分布図および明度ヒストグラムを調べてみると、画素が明度の全体に分布していることが解った（図３８の（ｃ），（ｄ）参照）。

そこで、１回目の分割に失敗した各種の分割画像について明度ヒストグラムを調べてみると、分割に失敗した画像においては、画素が明度の全体に分布していることが解った。

図３９は、明度ヒストグラムの幅を説明するための図である。また、図４０は、画像の再分割の判定基準を示す図である。

図３９を参照して、明度ヒストグラムの幅は、明度ヒストグラムにおいて、画素数が１０個以上の部分の内、最小の明度をｈｉｓｔ＿ｍｉｎｉとし、最大の明度をｈｉｓｔ＿ｍａｘとすると、ｈｉｓｔ＿ｍａｘ−ｈｉｓｔ＿ｍｉｎｉによって定義される。

ここで、画素数を１０個以上としたのは、ノイズを除き、かつ、画素数の少なすぎる画像を再分割しないためである。

再分割が必要な画像と、再分割が必要でない画像に対して、明度ヒストグラムの幅を調べた結果、図４０に示すようになった。図４０に示す結果から、再分割が必要な画像は、明度ヒストグラムの幅（＝明度幅）が０．６以上に存在し、再分割が必要でない画像は、明度ヒストグラムの幅（＝明度幅）が０．６よりも小さいことが解った。

そこで、この発明の実施の形態においては、再分割が必要であるか否かを判定する判定基準を、０．６の明度ヒストグラムの幅に設定することにした。

したがって、分割判定回路１４は、明度ヒストグラムに基づいて、明度ヒストグラムの幅を検出し、その検出した明度ヒストグラムの幅が０．６以上であれば、再分割が必要であると判定し、明度ヒストグラムの幅が０．６よりも小さければ、再分割が必要でないと判定する。

図４１は、図３６に示す結合重み決定回路１２の構成を示す概略ブロック図である。図４１を参照して、結合重み決定回路１２は、重み決定回路１２１，１２２からなる。重み決定回路１２１は、図２に示す結合重み決定回路３と同じ構成からなる。そして、重み決定回路１２１は、しきい値Ｓ_ｔｈ＝０．２を予め保持しており、画素値検出回路１１から入力画像の各画素のＲＧＢ値を受けると、その受けたＲＧＢ値およびしきい値Ｓ_ｔｈ＝０．２に基づいて、結合重み決定回路３においてしきい値Ｓ_ｔｈを０．２に設定した場合の結合重み決定方法と同じ方法によって結合重みＣＷを決定し、その決定した結合重みＣＷを画像分割回路１３へ出力する。

重み決定回路１２２は、画素値検出回路１１から分割画像のＲＧＢ値を受け、分割判定回路１４から再分割信号ＲＤＩＶを受けると、ＲＧＢ値を明度Ｖに変換し、その変換した明度Ｖに基づいて、結合重みＣＷを決定し、その決定した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。この場合、重み決定回路１２２は、分割画像のＲＧＢ値のみを受けただけでは、動作せず、分割画像のＲＧＢ値および再分割信号ＲＤＩＶの両方を受けると、動作する。

図４２は、図４１に示す重み決定回路１２２の構成を示す概略ブロック図である。図４２を参照して、重み決定回路１２２は、Ｖ変換回路１２２１と、Ｄラッチ回路１２２２，１２２３，１２２５と、ＦＩＦＯ回路１２２４と、選択器１２２６，１２２７と、重み計算ユニット１２２８〜１２３１とを含む。

Ｖ変換回路１２２１は、分割画像のＲＧＢ値および再分割信号ＲＤＩＶの両方を受けると、式（３）に従ってＲＧＢ値を明度Ｖに変換し、その変換した明度ＶをＤラッチ回路１２２２へ出力する。

Ｄラッチ回路１２２２は、Ｖ変換回路１２２１から明度Ｖを受け、その受けた明度Ｖをラッチし、そのラッチした明度ＶをＤラッチ回路１２２３、および重み計算ユニット１２２９，１２３１へ出力する。

Ｄラッチ回路１２２３は、Ｄラッチ回路１２２２から明度Ｖを受け、その受けた明度Ｖをラッチし、そのラッチした明度ＶをＦＩＦＯ回路１２２４、重み計算ユニット１２２８および選択器１２２６，１２２７へ出力する。

ＦＩＦＯ回路１２２４は、Ｄラッチ回路１２２３から明度Ｖを受け、その受けた明度Ｖを１クロック分、保持し、その後、明度ＶをＤラッチ回路１２２５、重み計算ユニット１２２８および選択器１２２６，１２２７へ出力する。

Ｄラッチ回路１２２５は、ＦＩＦＯ回路１２２４から受けた明度Ｖをラッチし、そのラッチした明度Ｖを重み計算ユニット１２２９，１２３０へ出力する。

選択器１２２６は、外部から制御信号ＣＴＬを受け、Ｄラッチ回路１２２３およびＦＩＦＯ回路１２２４から明度Ｖを受ける。そして、選択器１２２６は、制御信号ＣＴＬ０を受けると、ＦＩＦＯ回路１２２４から受けた明度Ｖを選択して重み計算ユニット１２３０へ出力し、制御信号ＣＴＬ１を受けると、Ｄラッチ回路１２２３から受けた明度Ｖを選択して重み計算ユニット１２３０へ出力する。

選択器１２２７は、外部から制御信号ＣＴＬを受け、Ｄラッチ回路１２２３およびＦＩＦＯ回路１２２４から明度Ｖを受ける。そして、選択器１２２７は、制御信号ＣＴＬ０を受けると、Ｄラッチ回路１２２３から受けた明度Ｖを選択して重み計算ユニット１２３１へ出力し、制御信号ＣＴＬ１を受けると、ＦＩＦＯ回路１２２４から受けた明度Ｖを選択して重み計算ユニット１２３１へ出力する。

重み計算ユニット１２２８は、Ｄラッチ回路１２２３およびＦＩＦＯ回路１２２４から明度Ｖを受ける。そして、重み計算ユニット１２２８は、Ｄラッチ回路１２２３から受けた明度Ｖを１つの画素ＧＥ３に対応する明度Ｖ３とし、ＦＩＦＯ回路１２２４から受けた明度Ｖを別の１つの画素ＧＥ２に対応する明度Ｖ２とする。そうすると、重み計算ユニット１２２８は、明度Ｖ３と、明度Ｖ２とに基づいて、後述する方法によって、画素ＧＥ２と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

重み計算ユニット１２２９は、Ｄラッチ回路１２２２から明度Ｖを受け、Ｄラッチ回路１２２５から明度Ｖを受ける。そして、重み計算ユニット１２２９は、Ｄラッチ回路１２２２から受けた明度Ｖを１つの画素ＧＥ４に対応する明度Ｖ４とし、Ｄラッチ回路１２２５から受けた明度Ｖを別の１つの画素ＧＥ１に対応するＶ１とする。そうすると、重み計算ユニット１２２９は、明度Ｖ４と、明度Ｖ１とに基づいて、後述する方法によって、画素ＧＥ１と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

重み計算ユニット１２３０は、Ｄラッチ回路１２２５から明度Ｖを受け、選択器１２２６から明度Ｖを受ける。そして、重み計算ユニット１２３０は、Ｄラッチ回路１２２５から受けた明度Ｖを１つの画素ＧＥ１に対応する明度Ｖ１とし、選択器１２２６から受けた明度Ｖを別の１つの画素ＧＥ２に対応する明度Ｖ２とする。そうすると、重み計算ユニット１２３０は、明度Ｖ１と、明度Ｖ２とに基づいて、後述する方法によって、画素ＧＥ１と画素ＧＥ２との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

重み計算ユニット１２３１は、Ｄラッチ回路１２２２から明度Ｖを受け、選択器１２２７から明度Ｖを受ける。そして、重み計算ユニット１２３１は、Ｄラッチ回路１２２２から受けた明度Ｖを１つの画素ＧＥ４に対応する明度Ｖ４とし、選択器１２２７から受けた明度Ｖを別の１つの画素ＧＥ３に対応する明度Ｖ３とする。そうすると、重み計算ユニット１２３１は、明度Ｖ４と、明度Ｖ３とに基づいて、後述する方法によって、画素ＧＥ３と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

なお、重み計算ユニット１２３０は、選択器１２２６から画素ＧＥ３に対応する明度Ｖ３を受けるとき、後述する方法によって、画素ＧＥ１と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３へ出力し、重み計算ユニット１２３１は、選択器１２２７から画素ＧＥ２に対応する明度Ｖ２を受けるとき、後述する方法によって、画素ＧＥ２と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

重み計算ユニット１２２８〜１２３１の各々は、画素（ｉ，ｊ）の明度Ｉ_ｉｊと、画素（ｋ，ｌ）の明度Ｉ_ｋｌとの差の絶対値｜Ｉ_ｉｊ−Ｉ_ｋｌ｜と、結合重みとの対応関係を示す表４を予め保持している。

表４から明らかなように、画像を再分割するときの結合重みは、２つの画素の明度差の絶対値が大きくなるに従って小さくなるように決定される。

重み計算ユニット１２２８は、Ｄラッチ回路１２２３から明度Ｖ３を受け、ＦＩＦＯ回路１２２４から明度Ｖ２を受けると、明度Ｖ２と明度Ｖ３との差の絶対値｜Ｖ２−Ｖ３｜を演算し、表４を参照して、絶対値｜Ｖ２−Ｖ３｜に対応する結合重みを画素ＧＥ２，ＧＥ３間の結合重みとして検出し、その検出した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

また、重み計算ユニット１２２９は、Ｄラッチ回路１２２２から明度Ｖ４を受け、Ｄラッチ回路１２２５から明度Ｖ１を受けると、明度Ｖ１と明度Ｖ４との差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ４｜を演算し、表４を参照して、絶対値｜Ｖ１−Ｖ４｜に対応する結合重みを画素ＧＥ１，ＧＥ４間の結合重みとして検出し、その検出した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

さらに、重み計算ユニット１２３０は、Ｄラッチ回路１２２５から明度Ｖ１を受け、選択器１２２６から明度Ｖ２を受けると、明度Ｖ１と明度Ｖ２との差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜を演算し、表４を参照して、絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜に対応する結合重みを画素ＧＥ１，ＧＥ２間の結合重みとして検出し、その検出した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

さらに、重み計算ユニット１２３１は、Ｄラッチ回路１２２２から明度Ｖ４を受け、選択器１２２７から明度Ｖ３を受けると、明度Ｖ３と明度Ｖ４との差の絶対値｜Ｖ３−Ｖ４｜を演算し、表４を参照して、絶対値｜Ｖ３−Ｖ４｜に対応する結合重みを画素ＧＥ３，ＧＥ４間の結合重みとして検出し、その検出した結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

このように、重み決定回路１２２は、重み決定回路１２１が画素間の結合重みの決定に用いるＲＧＢ値、色相Ｈおよび彩度Ｓと異なる明度Ｖに基づいて、画像を再分割するときの結合重みを決定する。

図４３は、実施の形態２による画像分割方法を説明するためのフローチャートである。図４３を参照して、画像分割の動作が開始されると、画像分割装置１０Ａは、１回目の画像分割を行なう（ステップＳ１１）。

そして、画像分割装置１０Ａの画像分割回路１３は、分割された複数の分割画像のうちの１つの分割画像を画素値検出回路１１へ出力し、画素値検出回路１１は、画像分割回路１３から受けた分割画像のＲＧＢ値を検出し、その検出したＲＧＢ値を結合重み決定回路１２および分割判定回路１４へ出力する。

その後、分割判定回路１４は、画素値検出回路１１から受けたＲＧＢ値を式（３）に従って明度Ｖに変換し、その変換した明度Ｖに基づいて、明度ヒストグラムを作成する（ステップＳ１２）。そして、分割判定回路１４は、その作成した明度ヒストグラムに基づいて、上述した方法によって、明度ヒストグラムの幅を検出し（ステップＳ１３）、その検出した明度ヒストグラムの幅が基準幅（＝０．６）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において、明度ヒストグラムの幅が基準幅（＝０．６）以上であると判定されたとき、分割判定回路１４は、再分割信号ＲＤＩＶを生成し、その生成した再分割信号ＲＤＩＶを結合重み決定回路１２へ出力する。

そして、結合重み決定回路１２は、画素値検出回路１１から分割画像のＲＧＢ値を受け、分割判定回路１４から再分割信号ＲＤＩＶを受けると、その受けた分割画像のＲＧＢ値を式（３）に従って分割画像の明度Ｖに変換し、その変換した分割画像の明度Ｖに基づいて、上述した方法によって分割画像の各画素間の結合重みを決定する。その後、結合重み決定回路１２は、その決定した分割画像の各画素間の結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

画像分割回路１３は、分割画像の各画素間の結合重みを結合重み決定回路１２から受け、その受けた分割画像の各画素間の結合重みを用いて画像を再分割する（ステップＳ１５）。

そして、ステップＳ１４において、明度ヒストグラムの幅が基準幅（＝０．６）以上でないと判定されたとき、またはステップＳ１５の後、画像分割回路１３は、複数の分割画像の全てを画素値検出回路１１へ出力したか否かを判定することによって、全ての対象物の再分割を判定したか否かを判定する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１６において、全ての対象物の再分割を判定していないと判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ１２へ戻り、ステップＳ１６において、全ての対象物の再分割を判定したと判定されるまで、上述したステップＳ１２〜ステップＳ１６が繰返し実行される。

そして、ステップＳ１６において、全ての対象物の再分割を判定したと判定されると、一連の動作は、終了する。

図４４は、図４３のステップＳ１１の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。

図４４を参照して、画像分割の動作が開始されると、画素値検出回路１１は、ｎ×ｎ（ｎは、２以上の整数）からなる入力画像の各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を検出し（ステップＳ１１１）、その検出した各画素のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊを結合重み決定回路１２へ出力する。

結合重み決定回路１２は、画素値検出回路１１から各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を受け、その受けた各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を上述した方法によって色相Ｈ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）および彩度Ｓ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）に変換し、ＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）、色相Ｈ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）および彩度Ｓ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）に基づいて、各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ，１≦ｋ≦ｎ，１≦ｌ≦ｎ）を決定する（ステップＳ１１２）。そして、結合重み決定回路１２は、その決定した各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ，１≦ｋ≦ｎ，１≦ｌ≦ｎ）を画像分割回路１３へ出力する。

画像分割回路１３は、外部から入力画像を受け、結合重み決定回路１２から各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ，１≦ｋ≦ｎ，１≦ｌ≦ｎ）を受ける。そして、画像分割回路１３は、その受けた各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ，１≦ｋ≦ｎ，１≦ｌ≦ｎ）を用いて１フレームの画像を分割する（ステップＳ１１３）。そして、一連の動作は、図４３のステップＳ１２へ移行する。

なお、図４４のステップＳ１１２の詳細な動作は、図３２に示すステップＳ３１〜ステップＳ４３および図３３のステップＳ３７１〜ステップＳ３７５に従って実行される。また、図４４のステップＳ１１３の詳細な動作は、図３４のステップＳ５１〜ステップＳ５６に従って実行される。

図４５は、図４３のステップＳ１５の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。

図４３のステップＳ１４において、明度ヒストグラムの幅が基準幅以上であると判定されると、分割判定回路１４は、再分割信号ＲＤＩＶを生成して結合重み決定回路１２へ出力する。

結合重み決定回路１２は、画素値検出回路１１から分割画像のＲＧＢ値を受け、分割判定回路１４から再分割信号ＲＤＩＶを受けると、分割画像のＲＧＢ値を式（３）に従って明度Ｖに変換し（ステップＳ１５１）、その変換した明度Ｖを用いて上述した方法によって分割画像の各画素間の結合重みを決定する（ステップＳ１５２）。そして、結合重み決定回路１２は、その決定した分割画像の各画素間の結合重みを画像分割回路１３へ出力する。

画像分割回路１３は、分割画像の各画素間の結合重みを結合重み決定回路１２から受けると、その受けた分割画像の各画素間の結合重みを用いて分割画像を再分割する（ステップＳ１５３）。その後、一連の動作は、図４３のステップＳ１６へ移行する。

なお、図４５のステップＳ１５３の詳細な動作は、図３４のステップＳ５１〜ステップＳ５６に従って実行される。

上述したように、結合重み決定回路１２は、１回目の画像分割においては、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値Ｓ_ｔｈを実験的に求められた彩度Ｓ＝０．２に固定して、ＲＧＢ値、色相Ｈおよび彩度Ｓに基づいて、入力画像の各画素間の結合重みを決定し、２回目の画像分割（再分割）においては、ＲＧＢ値、色相Ｈおよび彩度Ｓと異なる明度Ｖに基づいて、分割画像の各画素間の結合重みを決定する。そして、画像分割回路１３は、１回目の画像分割においては、ＲＧＢ値、色相Ｈおよび彩度Ｓに基づいて決定された各画素間の結合重みを用いて入力画像を分割し、２回目の画像分割においては、明度Ｖに基づいて決定された結合重みを用いて分割画像を再分割する。

図４６は、実施の形態２による分割方法を用いて分割した分割結果を示す図である。なお、図４６における「変更前」は、１回の画像分割のみを用いて分割したことを表し、「変更後」は、２回の画像分割を用いて分割したことを表す。

図４６を参照して、１回の画像分割のみを用いた場合（「変更前」参照）、花と背景の一部が分離されていない。一方、２回の画像分割を用いた場合（「変更後」参照）、花だけが分割されている。

したがって、分割画像を再分割することによって、各対象物の画像に正確に分割できることが実証された。

なお、上記においては、画像を再分割するとき、１回目の画像分割における結合重みの決定に用いたＲＧＢ値、色相Ｈおよび彩度Ｓと異なる指標として明度Ｖを用いると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、画像を再分割するとき、１回目の画像分割における結合重みの決定に用いたＲＧＢ値、色相Ｈおよび彩度Ｓと異なる指標であれば、どのような指標を用いてもよく、たとえば、複眼カメラによる物体までの距離、および温度センサーによる物体の温度等を指標として用いてもよい。

また、再分割が必要であるか否かを判定するための判定基準である基準幅は、０．６に設定されると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、再分割が必要であるか否かを判定するための判定基準である基準幅は、０．６と異なる値に設定されてもよく、入力画像の明度ヒストグラムに応じて決定されてもよい。さらに、判定基準に明度を用いなくてもよい。

さらに、上記においては、再分割は、１回であると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、再分割は、２回以上行なわれてもよい。

さらに、実施の形態２においては、明度Ｖに基づいて決定された結合重みは、「第４の結合重み」を構成する。

さらに、上述した実施の形態２においては、画像分割装置１０Ａは、ソフトウェアまたはハードウェアによっても実現可能である。画像分割装置１０Ａがソフトウェアによって実現される場合、上述した画素値検出回路１１、結合重み決定回路１２、画像分割回路１３および分割判定回路１４の各機能は、典型的には、ＣＰＵがコンピュータプログラムを実行することによって実現される。そして、このコンピュータプログラムは、携帯端末内のＲＯＭに予め格納されているか、外部からダウンロードされて携帯端末内の不揮発メモリに格納される。

また、画像分割装置１０Ａがハードウェアによって実現される場合、上述した画素値検出回路１１、結合重み決定回路１２、画像分割回路１３および分割判定回路１４の機能は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび不揮発性メモリ等のハードウェア資源と組み合わせることによって、集積回路であるＬＳＩによって実現される。そして、画素値検出回路１１、結合重み決定回路１２、画像分割回路１３および分割判定回路１４の機能は、個別に１チップ化されてもよいし、いくつかのまとまった単位で１チップ化されてもよい。また、集積回路は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサによって実現されてもよい。さらに、集積回路は、ＬＳＩの製作後にプログラムを格納可能なＦＰＧＡ、またはＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成することが可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが利用されてもよい。さらに、画素値検出回路１１、結合重み決定回路１２、画像分割回路１３および分割判定回路１４の機能は、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術（バイオ技術、有機化学技術等）が登場すれば、当然、その技術を用いて集積化されてもよい。なお、集積回路は、その集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩおよびウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。

このように、画像分割装置１０Ａは、ソフトウェアまたはハードウェアによっても実現可能であるので、実施の形態２においては、上述した画素値検出回路１１は、「画素値検出部」を構成し、結合重み決定回路１２は、「結合重み決定部」を構成し、画像分割回路１３は、「画像分割部」を構成し、分割判定回路１４は、「分割判定部」を構成する。

［実施の形態３］
図４７は、実施の形態３による画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。図４７を参照して、実施の形態３による画像分割装置１０Ｂは、図３６に示す画像分割装置１０Ａの画素値検出回路１１を画素値検出回路１１Ａに代え、結合重み決定回路１２を結合重み決定回路１２Ａに変え、しきい値決定回路２を追加したものであり、その他は、画像分割装置１０Ａと同じである。

画素値検出回路１１Ａは、入力画像を外部から受けると、その受けた入力画像の各画素のＲＧＢ値を検出し、その検出したＲＧＢ値をしきい値決定回路２および結合重み決定回路１２Ａへ出力する。画素値検出回路１１Ａは、その他、画素値検出回路１１と同じ機能を果たす。

結合重み決定回路１２Ａは、入力画像の各画素のＲＧＢ値を画素値検出回路１１Ａから受け、しきい値Ｓ_ｔｈをしきい値決定回路２から受けると、入力画像の各画素のＲＧＢ値およびしきい値Ｓ_ｔｈに基づいて、結合重み決定回路３と同じ方法によって、入力画像の各画素間の結合重みを決定し、その決定した入力画像の各画素間の結合重みを画像分割回路１３へ出力する。結合重み決定回路１２Ａは、その他は、結合重み決定回路１２と同じ機能を果たす。

なお、しきい値決定回路２については、実施の形態１において説明したとおりであり、しきい値決定回路２は、上述した方法によって、しきい値Ｓ_ｔｈを決定すると、その決定したしきい値Ｓ_ｔｈを結合重み決定回路１２Ａへ出力する。

図４８は、実施の形態３による画像分割方法を説明するためのフローチャートである。なお、図４８に示すフローチャートは、図４３に示すフローチャートのステップＳ１１をステップＳ１１Ａに代えたものであり、その他は、図４３に示すフローチャートと同じである。

図４８を参照して、画像分割の動作が開始されると、画像分割装置１０Ｂは、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値Ｓ_ｔｈを調整し、その調整したしきい値Ｓ_ｔｈを用いて入力画像を分割する（ステップＳ１１Ａ）。

その後、上述したステップＳ１２〜ステップＳ１６が順次実行され、画像分割の動作が終了する。

なお、図４８のステップＳ１１Ａの詳細な動作は、図３０〜図３４に示すフローチャートに従って実行される。

上述したように、実施の形態３においては、無彩色と有彩色との境界を示すしきい値Ｓ_ｔｈを調整し、その調整したしきい値Ｓ_ｔｈを用いて入力画像の各画素間の結合重みを決定して入力画像を分割するとともに、再分割する必要がある分割画像を再分割する。その結果、同一物体の分離が抑制されるとともに、色相が近い２つの物体が正確に分離される。

したがって、入力画像を各対象物の画像に正確に分割できる。その他は、実施の形態１，２と同じである。

上述した実施の形態３においては、画像分割装置１０Ｂは、ソフトウェアまたはハードウェアによっても実現可能である。画像分割装置１０Ｂがソフトウェアによって実現される場合、上述したしきい値決定回路２、画素値検出回路１１Ａ、結合重み決定回路１２Ａ、画像分割回路１３および分割判定回路１４の各機能は、典型的には、ＣＰＵがコンピュータプログラムを実行することによって実現される。そして、このコンピュータプログラムは、携帯端末内のＲＯＭに予め格納されているか、外部からダウンロードされて携帯端末内の不揮発メモリに格納される。

また、画像分割装置１０Ｂがハードウェアによって実現される場合、上述したしきい値決定回路２、画素値検出回路１１Ａ、結合重み決定回路１２Ａ、画像分割回路１３および分割判定回路１４の機能は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび不揮発性メモリ等のハードウェア資源と組み合わせることによって、集積回路であるＬＳＩによって実現される。そして、しきい値決定回路２、画素値検出回路１１Ａ、結合重み決定回路１２Ａ、画像分割回路１３および分割判定回路１４の機能は、個別に１チップ化されてもよいし、いくつかのまとまった単位で１チップ化されてもよい。また、集積回路は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサによって実現されてもよい。さらに、集積回路は、ＬＳＩの製作後にプログラムを格納可能なＦＰＧＡ、またはＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成することが可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが利用されてもよい。さらに、しきい値決定回路２、画素値検出回路１１Ａ、結合重み決定回路１２Ａ、画像分割回路１３および分割判定回路１４の機能は、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術（バイオ技術、有機化学技術等）が登場すれば、当然、その技術を用いて集積化されてもよい。なお、集積回路は、その集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩおよびウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。

このように、画像分割装置１０Ｂは、ソフトウェアまたはハードウェアによっても実現可能であるので、実施の形態３においては、上述したしきい値決定回路２は、「しきい値決定部」を構成し、画素値検出回路１１Ａは、「画素値検出部」を構成し、結合重み決定回路１２Ａは、「結合重み決定部」を構成し、画像分割回路１３は、「画像分割部」を構成し、分割判定回路１４は、「分割判定部」を構成する。

上述した実施の形態１〜実施の形態３においては、画像分割装置１０，１０Ａ，１０Ｂは、領域成長型アルゴリズムを用いて画像を分割するが、この領域成長型アルゴリズムを用いた場合、最適な分割結果を得るためには、入力画像ごとにしきい値φ_Ｐ，φ_Ｚを最適なしきい値に調整する必要がある。

そこで、この発明の実施の形態においては、以下の画像処理を画像を分割する前に施してもよい。

（処理１）
図４９は、色相ヒストグラムの変更例を示す図である。図４９を参照して、色相が近い部分に画素数が集中していると、画像の分割が難しくなる（図４９の（ａ）参照）。

そこで、レンジを変更することによって、図４９の（ａ）に示す色相ヒストグラムを図４９の（ｂ）に示す色相ヒストグラムへ変更する。これによって、色相が全体的に分布するようになり、画像を分割し易くなる。

また、ヒストグラムを均等化して、図４９の（ａ）に示す色相ヒストグラムを図４９の（ｃ）に示す色相ヒストグラムへ変更する。これによって、色相が全体的に分布するようになり、画像を分割し易くなる。

（処理２）
図５０は、幅が異なる色相ヒストグラムを示す図である。また、図５１は、結合重みと画素間距離との関係を示す図である。

図５０を参照して、サンプル画像Ａにおける色相ヒストグラムは、サンプル画像Ｂにおける色相ヒストグラムよりも幅が広い。

このような場合、色相ヒストグラムの幅が広いサンプル画像Ａに対しては、結合重みを曲線ｋ３に従って決定する。また、色相ヒストグラムの幅が狭いサンプル画像Ｂに対しては、結合重みを曲線ｋ４に従って決定する。

ヒストグラムの幅が広いと、結合重みが小さくなり易いので、結合重みの重みづけをゆるやかにするために、サンプル画像Ａに対しては、結合重みを曲線ｋ３に従って決定する。

また、ヒストグラムの幅が狭いと、結合重みが大きくなり易いので、結合重みの重みづけを急にするために、サンプル画像Ｂに対しては、結合重みを曲線ｋ４に従って決定する。

処理１が行なわれる場合、上述した画像分割装置１０，１０Ａ，１０Ｂの結合重み決定回路３，１２，１２Ａは、上述した方法によってＲＧＢ値を色相Ｈに変換すると、その変換した色相Ｈに基づいて色相ヒストグラムを作成し、その作成した色相ヒストグラムに対してレンジの変更または均等化を施し、その後、上述した方法によって各画素間の結合重みを決定する。

また、処理２が行なわれる場合、上述した画像分割装置１０，１０Ａ，１０Ｂの結合重み決定回路３，１２，１２Ａは、上述した方法によってＲＧＢ値を色相Ｈに変換すると、その変換した色相Ｈに基づいて色相ヒストグラムを作成する。また、結合重み決定回路３，１２，１２Ａは、ＲＧＢ値および色相Ｈに基づいて、上述した方法によって各画素間の結合重みを決定する。その後、結合重み決定回路３，１２，１２Ａは、作成した色相ヒストグラムの幅によって、曲線ｋ３，ｋ４のいずれかを選択し、その選択した曲線に従って、既に決定した結合重みを変更する。

このように、処理１または処理２を用いることによって、領域成長型アルゴリズムを用いた画像分割をさらに容易に行なうことができる。

［実施の形態４］
図５２は、実施の形態４による画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。図５２を参照して、実施の形態４による画像分割装置１０Ｃは、画素値検出回路１１Ｂと、結合重み決定回路１２Ｂと、画像分割回路１３Ａと、しきい値決定回路１５と、分布幅検出回路１６とを備える。

図５３は、実施の形態４における色空間の概念図である。図５３を参照して、実施の形態４においては、中間領域が無彩色領域と有彩色領域との間に新たに設けられる。この中間領域は、彩度の２つのしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２によって規定される。そして、しきい値Ｓ_ｔｈ１は、無彩色領域と中間領域との境界を表し、しきい値Ｓ_ｔｈ２は、中間領域と有彩色領域との境界を表す。

このように、実施の形態４においては、彩度Ｓによって規定される中間領域が無彩色領域と有彩色領域との間に新たに設けられる。

再び、図５２を参照して、画素値検出回路１１Ｂは、入力画像を外部から受けると、その受けた入力画像の各画素のＲＧＢ値を検出し、その検出したＲＧＢ値を結合重み決定回路１２Ｂ、しきい値決定回路１５および分布幅検出回路１６へ出力する。

しきい値決定回路１５は、しきい値Ｓ_ｔｈ１（＝０．２）を予め保持するとともに、画素値検出回路１１Ｂから各画素のＲＧＢ値を受ける。そして、しきい値決定回路１５は、その受けた各画素のＲＧＢ値と、しきい値Ｓ_ｔｈ１（＝０．２）とに基づいて、後述する方法によって、しきい値Ｓ_ｔｈ２を決定する。そうすると、しきい値決定回路１５は、しきい値Ｓ_ｔｈ１（＝０．２）およびしきい値Ｓ_ｔｈ２を結合重み決定回路１２Ｂへ出力する。

分布幅検出回路１６は、画素値検出回路１１Ｂから各画素のＲＧＢ値を受ける。そして、分布幅検出回路１６は、その受けた各画素のＲＧＢ値に基づいて、後述する方法によって、１つのフレームに含まれる複数の画像における彩度分布幅ｗ_ｓを検出する。そうすると、分布幅検出回路１６は、その検出した彩度分布幅ｗ_ｓを結合重み決定回路１２Ｂへ出力する。

結合重み決定回路１２Ｂは、画素値検出回路１１Ｂから各画素のＲＧＢ値を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１（＝０．２）およびしきい値Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６から彩度分布幅ｗ_ｓを受ける。そして、結合重み決定回路１２Ｂは、各画素のＲＧＢ値、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２および彩度分布幅ｗ_ｓに基づいて、後述する方法によって、各画素間の結合重みを決定し、その決定した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

画像分割回路１３Ａは、外部から入力画像を受け、結合重み決定回路１２Ｂから結合重みを受ける。そして、画像分割回路１３Ａは、その受けた結合重みを用いて、領域成長型画像分割方法（＝画像分割回路４（図１参照）における分割方法）によって、１つのフレームからなる入力画像を各対象物の画像に分割する。

図５４は、図５２に示すしきい値決定回路１５の構成を示す概略ブロック図である。図５４を参照して、しきい値決定回路１５は、彩度変換回路１５１と、累積値演算回路１５２と、決定回路１５３とを含む。

彩度変換回路１５１は、実施の形態１における彩度変換回路３７０（図２１参照）と同じ構成からなる。彩度変換回路１５１は、画素値検出回路１１Ｂから各画素のＲＧＢ値を受け、しきい値Ｓ_ｔｈ１をしきい値決定回路１５の記憶部（図示せず）から受ける。そして、彩度変換回路１５１は、ＲＧＢ値およびしきい値Ｓ_ｔｈ１に基づいて、彩度変換回路３７０（図２１参照）と同じ方法によって、各画素のＲＧＢ値を彩度Ｓに変換する。そうすると、彩度変換回路１５１は、その変換した彩度Ｓを累積値演算回路１５２へ出力する。

累積値演算回路１５２は、彩度変換回路１５１から各画素の彩度Ｓを受ける。そして、累積値演算回路１５２は、１つのフレームに含まれる各画素の彩度Ｓに基づいて、各彩度Ｓにおける累積画素数と各彩度Ｓとの関係を示す累積画素数分布を演算する。そうすると、累積値演算回路１５２は、その演算した累積画素数分布を決定回路１５３へ出力する。

決定回路１５３は、累積値演算回路１５２から累積画素数分布を受け、しきい値Ｓ_ｔｈ１をしきい値決定回路１５の記憶部（図示せず）から受ける。そして、決定回路１５３は、その受けた累積画素数分布およびしきい値Ｓ_ｔｈ１に基づいて、後述する方法によって、しきい値Ｓ_ｔｈ２を決定する。そうすると、決定回路１５３は、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を結合重み決定回路１２Ｂへ出力する。

図５５は、図５２に示す分布幅検出回路１６の構成を示す概略ブロック図である。図５５を参照して、分布幅検出回路１６は、彩度変換回路１６１と、累積値演算回路１６２と、決定回路１６３とを含む。

彩度変換回路１６１は、実施の形態１における彩度変換回路３７０（図２１参照）と同じ構成からなる。彩度変換回路１６１は、画素値検出回路１１Ｂから各画素のＲＧＢ値を受け、しきい値Ｓ_ｔｈ１を分布幅検出回路１６の記憶部（図示せず）から受ける。そして、彩度変換回路１６１は、ＲＧＢ値およびしきい値Ｓ_ｔｈ１に基づいて、彩度変換回路３７０（図２１参照）と同じ方法によって、各画素のＲＧＢ値を彩度Ｓに変換する。そうすると、彩度変換回路１６１は、その変換した彩度Ｓを累積値演算回路１６２へ出力する。

累積値演算回路１６２は、彩度変換回路１６１から各画素の彩度Ｓを受ける。そして、累積値演算回路１６２は、１つのフレームに含まれる各画素の彩度Ｓに基づいて、各彩度Ｓにおける累積画素数と各彩度Ｓとの関係を示す累積画素数分布を演算する。そうすると、累積値演算回路１６２は、その演算した累積画素数分布を決定回路１６３へ出力する。

決定回路１６３は、累積値演算回路１６２から累積画素数分布を受ける。そして、決定回路１６３は、その受けた累積画素数分布に基づいて、後述する方法によって、１つのフレームに含まれる複数の画素における彩度の分布幅である彩度分布幅ｗ_ｓを決定する。そうすると、決定回路１６３は、その決定した彩度分布幅ｗ_ｓを結合重み決定回路１２Ｂへ出力する。

図５６は、累積ピクセル率と彩度との関係を示す図である。図５６において、縦軸は、累積ピクセル率を表し、横軸は、彩度Ｓを表す。また、曲線ｋ５は、累積ピクセル率と彩度Ｓとの関係を示す。

図５６を参照して、累積ピクセル率は、彩度Ｓの増加とともに増加し、所定の彩度Ｓ以上の領域において１００％で飽和する（曲線ｋ５参照）。

しきい値決定回路１５の累積値演算回路１５２は、各彩度Ｓにおける累積ピクセル率を演算する。そして、累積値演算回路１５２は、各彩度Ｓにおける累積ピクセル率と、各彩度Ｓとに基づいて、累積ピクセル率と、彩度Ｓとの関係を示す累積画素数分布（＝曲線ｋ５）を演算する。

しきい値決定回路１５の決定回路１５３は、累積値演算回路１５２から累積画素数分布（＝曲線ｋ５）を受け、しきい値決定回路１５の記憶部（図示せず）からしきい値Ｓ_ｔｈ１を受ける。

そうすると、決定回路１５３は、累積画素数分布（＝曲線ｋ５）およびしきい値Ｓ_ｔｈ１に基づいて、彩度Ｓをしきい値Ｓ_ｔｈ１（＝Ｓｔｈ＿ｍｉｎ）から彩度Ｓの上限値（＝０．９）まで変化させたときの各彩度Ｓにおける累積画素数分布（＝曲線ｋ５）の傾きＲＧｋを順次演算する。

そして、決定回路１５３は、その演算した傾きＲＧｋが最初に基準値ＲＧｋ＿ｔｈ以下になったときの彩度Ｓｔｈ＿ｍａｘをしきい値Ｓ_ｔｈ２として決定する。基準値ＲＧｋ＿ｔｈは、例えば、彩度Ｓが０．０４だけ変化したときの累積ピクセル率の変化率が１．３％となる値である。なお、この基準値は、実験的に求められた値である。

分布幅検出回路１６の累積値演算回路１６２は、累積値演算回路１５２と同じように、累積画素数分布（＝曲線ｋ５）を演算する。そして、分布幅検出回路１６の決定回路１６３は、累積値演算回路１６２から累積画素数分布（＝曲線ｋ５）を受け、その受けた累積画素数分布（＝曲線ｋ５）に基づいて、累積ピクセル率が５〜９５％の範囲になる彩度Ｓの分布幅を彩度分布幅ｗ_ｓ（０＜ｗ_ｓ≦１）として決定する。

図５７は、図５２に示す結合重み決定回路１２Ｂの構成を示す概略図である。図５７を参照して、結合重み決定回路１２Ｂは、図２に示す結合重み決定回路３の重み計算ユニット４２〜４５をそれぞれ重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａに代えたものであり、その他は、結合重み決定回路３と同じである。

重み計算ユニット４２Ａは、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８から色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６から彩度分布幅ｗ_ｓを受ける。そして、重み計算ユニット４２Ａは、Ｄラッチ回路３２から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３７から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）とし、ＦＩＦＯ回路３３から受けたＲＧＢ値と、ＦＩＦＯ回路３８から受けた色相および彩度とを別の１つの画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とする。また、重み計算ユニット４２Ａは、画素ＧＥ２の彩度と、画素ＧＥ３の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ２，ＧＥ３が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ２，ＧＥ３間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４２Ａは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）と、彩度分布幅ｗ_ｓとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ２と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

重み計算ユニット４３Ａは、Ｄラッチ回路３１，３４からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３６，３９から色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６から彩度分布幅ｗ_ｓを受ける。そして、重み計算ユニット４３Ａは、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３６から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ４に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）とし、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値と、Ｄラッチ回路３９から受けた色相および彩度とを別の１つの画素ＧＥ１に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）とする。また、重み計算ユニット４３Ａは、画素ＧＥ１の彩度と、画素ＧＥ４の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ１，ＧＥ４が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ１，ＧＥ４間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４３Ａは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）と、彩度分布幅ｗ_ｓとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ１と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

重み計算ユニット４４Ａは、Ｄラッチ回路３４からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３９から色相および彩度を受け、選択器４０からＲＧＢ値、色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６から彩度分布幅ｗ_ｓを受ける。そして、重み計算ユニット４４Ａは、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３９から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ１に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）とし、選択器４０から受けたＲＧＢ値、色相および彩度を別の１つの画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とする。また、重み計算ユニット４４Ａは、画素ＧＥ１の彩度と、画素ＧＥ２の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ１，ＧＥ２が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ１，ＧＥ２間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４４Ａは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）と、彩度分布幅ｗ_ｓとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ１と画素ＧＥ２との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

重み計算ユニット４５Ａは、Ｄラッチ回路３１からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３６から色相および彩度を受け、選択器４１からＲＧＢ値、色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６から彩度分布幅ｗ_ｓを受ける。そして、重み計算ユニット４５Ａは、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３６から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ４に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）とし、選択器４１から受けたＲＧＢ値、色相および彩度を別の１つの画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）とする。また、重み計算ユニット４５Ａは、画素ＧＥ３の彩度と、画素ＧＥ４の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ３，ＧＥ４が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ３，ＧＥ４間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４５Ａは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）と、彩度分布幅ｗ_ｓとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ３と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

なお、重み計算ユニット４４Ａは、選択器４０から画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）を受けるとき、画素ＧＥ１と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力し、重み計算ユニット４５Ａは、選択器４１から画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）を受けるとき、画素ＧＥ２と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

図５８は、図５７に示す重み計算ユニット４２Ａの構成を示す概略図である。図５８を参照して、重み計算ユニット４２Ａは、図２８に示す重み計算ユニット４２の結合重み修正回路４６０およびセレクタ信号生成回路４７０をそれぞれ結合重み修正回路４６０Ａおよびセレクタ信号生成回路４７０Ａに代えたものであり、その他は、重み計算ユニット４２と同じである。

結合重み修正回路４６０Ａは、２つの画素ＧＥ２，ＧＥ３の２つのＲＧＢ値に基づいて演算された結合重み（＝表１を用いて演算された結合重み：Ｗ_Ａ，Ｂ）を結合重み演算回路４２０から受け、２つの画素ＧＥ２，ＧＥ３間の彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜を彩度差計算回路４４０から受け、彩度分布幅ｗ_ｓを分布幅検出回路１６から受ける。

また、結合重み修正回路４６０Ａは、表２を保持している。

結合重み修正回路４６０Ａは、表２、結合重み：Ｗ_Ａ，Ｂおよび彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜に基づいて、結合重み修正回路４６０と同じ方法によって、結合重みＷ_Ａ，Ｂを修正して結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを抽出する。

その後、結合重み修正回路４６０Ａは、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓおよび彩度分布幅ｗ_ｓに基づいて、後述する方法によって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを調整し、その調整した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳをセレクタ４８０へ出力する。

セレクタ信号生成回路４７０Ａは、図１９の（ａ）に示すＳビン番号の割当図を保持しており、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２をしきい値決定回路１５から受け、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８からそれぞれＳビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ｂを受ける。そして、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、図１９の（ａ）に示すＳビン番号の割当図を参照して、その受けたＳビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ｂに対応するＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂを検出する。

そうすると、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、その検出した２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂをしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２と比較する。そして、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂの両方がしきい値Ｓ_ｔｈ１以下であるとき、結合重み演算回路４２０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂを選択するためのセレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢをセレクタ４８０へ出力する。

また、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂのいずれか一方がしきい値Ｓ_ｔｈ１以下であり、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂのいずれか他方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下であるとき、結合重み演算回路４２０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂと、結合重み修正回路４６０Ａから受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳとのうち、最小の結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれか）を選択するためのセレクタ信号ＳＥＬ＿ＳＶを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＳＶをセレクタ４８０へ出力する。

さらに、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂの両方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下であるとき、結合重み演算回路４２０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂと、結合重み修正回路４５０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈとのうち、最小の結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈのいずれか）を選択するためのセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＶを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＶをセレクタ４８０へ出力する。

さらに、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂのいずれか一方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下であり、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂのいずれか他方がしきい値Ｓ_ｔｈ２よりも大きいとき、結合重み修正回路４５０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈと、結合重み修正回路４６０Ａから受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳとのうち、最小の結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれか）を選択するためのセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳをセレクタ４８０へ出力する。

さらに、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂのいずれか一方がしきい値Ｓ_ｔｈ１以下であり、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂのいずれか他方がしきい値Ｓ_ｔｈ２よりも大きいとき、結合重み演算回路４２０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂと、結合重み修正回路４５０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈと、結合重み修正回路４６０Ａから受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳとのうち、最小の結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれか）を選択するためのセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳＶを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳＶをセレクタ４８０へ出力する。

さらに、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、２つのＳ値Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂの両方がしきい値Ｓ_ｔｈ２よりも大きいとき、結合重み修正回路４５０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを選択するためのセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈをセレクタ４８０へ出力する。

セレクタ４８０は、結合重み演算回路４２０から結合重みＷ_Ａ，Ｂを受け、結合重み修正回路４５０，４６０Ａからそれぞれ結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳを受ける。そして、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０Ａからセレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢを受けると、結合重みＷ_Ａ，Ｂを選択し、その選択した結合重みＷ_Ａ，Ｂを結合重みＣＷとして出力する。また、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０Ａからセレクタ信号ＳＥＬ＿ＳＶを受けると、結合重みＷ_Ａ，Ｂと、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳとのうち、最小の結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれか）を選択し、その選択した結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれか）を結合重みＣＷとして出力する。

さらに、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０Ａからセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＶを受けると、結合重みＷ_Ａ，Ｂと、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈとのうち、最小の結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈのいずれか）を選択し、その選択した結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈのいずれか）を結合重みＣＷとして出力する。

さらに、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０Ａからセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳを受けると、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈと、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳとのうち、最小の結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれか）を選択し、その選択した結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれか）を結合重みＣＷとして出力する。

さらに、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０Ａからセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳＶを受けると、結合重みＷ_Ａ，Ｂと、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈと、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳとのうち、最小の結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれか）を選択し、その選択した結合重み（＝Ｗ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれか）を結合重みＣＷとして出力する。

さらに、セレクタ４８０は、セレクタ信号生成回路４７０Ａからセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈを受けると、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを選択し、その選択した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを結合重みＣＷとして出力する。

図５９は、結合重みと画素値差（＝彩度差）との関係を示す図である。図５９において、縦軸は、彩度Ｓを用いて演算された結合重みＷｓ（Ｓ）を表し、横軸は、画素値差（＝彩度差）を表す。そして、曲線ｋ６は、結合重みＷｓ（Ｓ）と画素値差（＝彩度差）との関係を示す。

図５９を参照して、結合重み修正回路４６０Ａは、結合重み演算回路４２０から受けた結合重みＷ_Ａ，Ｂと、彩度差計算回路４４０から受けた彩度差ｓ＝｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜と、表１（＝曲線ｋ６）とに基づいて、彩度差ｓ＝｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜に対応する結合重みＷｓ（Ｓ）（＝Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓ）を抽出する。

そして、結合重み修正回路４６０Ａは、分布幅検出回路１６から受けた彩度分布幅ｗ_ｓによって彩度差ｓ＝｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜を除算してｓ／ｗ_ｓを演算する。すなわち、結合重み修正回路４６０Ａは、ある彩度の画素値差ｓをｓ／ｗ_ｓに変更する。この操作によって、結合重み変換テーブル（＝表１および曲線ｋ６）は、彩度分布幅ｗ_ｓに合わせて規格化される。これは、あらゆる入力画像のコントラストを均一に調整することに等しい操作である。

結合重み修正回路４６０Ａは、画素値差ｓをｓ／ｗ_ｓに変更すると、表１（＝曲線ｋ６）を参照して、ｓ／ｗ_ｓに対応する結合重みＷｓ（ｓ／ｗ_ｓ）（＝Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳ）を抽出する。

このように、結合重み修正回路４６０Ａは、彩度差ｓ＝｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜を用いて抽出した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを彩度分布幅ｗ_ｓを用いて調整する。

そして、結合重み修正回路４６０Ａは、彩度分布幅ｗ_ｓを用いて調整した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳをセレクタ４８０へ出力する。

なお、結合重み修正回路４６０Ａは、１つのフレームに含まれる各画素間の結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓ（＝彩度差ｓ＝｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜を用いて抽出した結合重み）を彩度分布幅ｗ_ｓを用いて調整するので、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを彩度分布幅ｗ_ｓを用いて調整することは、彩度を用いて結合重みを決定するための結合重み変換テーブルを彩度分布幅ｗ_ｓを用いて調整することに相当する。

図６０は、彩度分布幅による結合重みの調整の概念図である。図６０において、縦軸は、結合重みを表し、横軸は、彩度差を表す。また、曲線ｋ７は、調整前の結合重み変換テーブルを示し、曲線ｋ８は、調整後の結合重み変換テーブルを示す。

図６０を参照して、曲線ｋ８は、曲線ｋ７の傾きに対して１／ｗ_ｓ倍の傾きを有する。そして、彩度分布幅ｗ_ｓは、０＜ｗ_ｓ≦１の範囲の値からなる。したがって、曲線ｋ８は、曲線ｋ７の傾き以上の傾きを有する。

その結果、彩度分布幅ｗ_ｓを用いて結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを調整することによって、２つの画素間の結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳは、２つの画素間の彩度差ｓが大きくなるに従って急激に小さくなる。つまり、２つの画素間の彩度差ｓが大きくなるに従って画像分割における領域成長が抑制されるように２つの画素間の結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳが決定される。

図５７に示す重み計算ユニット４３Ａは、図５８に示す重み計算ユニット４２Ａと同じ構成からなり、Ｄラッチ回路３１，３４から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ａ，ＲＧＢ_Ｂと、Ｄラッチ回路３６，３９から受けたＨｕｅビン番号_Ａ、Ｈｕｅビン番号_Ｂ、Ｓビン番号_Ａ、およびＳビン番号_Ｂと、しきい値決定回路１５から受けたしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２と、分布幅検出回路１６から受けた彩度分布幅ｗ_ｓとに基づいて、重み計算ユニット４２Ａと同じ方法によって、結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳを演算し、その演算した結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれかを結合重みＣＷとして選択して出力する。

また、図５７に示す重み計算ユニット４４Ａは、図５８に示す重み計算ユニット４２Ａと同じ構成からなり、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ａと、Ｄラッチ回路３９から受けたＨｕｅビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ａと、選択器４０から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ｂ、Ｈｕｅビン番号_ＢおよびＳビン番号_Ｂと、しきい値決定回路１５から受けたしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２と、分布幅検出回路１６から受けた彩度分布幅ｗ_ｓとに基づいて、重み計算ユニット４２Ａと同じ方法によって、結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳを演算し、その演算した結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれかを結合重みＣＷとして選択して出力する。

さらに、図５７に示す重み計算ユニット４５Ａは、図５８に示す重み計算ユニット４２Ａと同じ構成からなり、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ａと、Ｄラッチ回路３６から受けたＨｕｅビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ａと、選択器４１から受けたＲＧＢ値ＲＧＢ_Ｂ、Ｈｕｅビン番号_ＢおよびＳビン番号_Ｂと、しきい値決定回路１５から受けたしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２と、分布幅検出回路１６から受けた彩度分布幅ｗ_ｓとに基づいて、重み計算ユニット４２Ａと同じ方法によって、結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳを演算し、その演算した結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＳＳのいずれかを結合重みＣＷとして選択して出力する。

上述した重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々は、表５に従って結合重みを演算する。

なお、表５において、Ｗｖ（Ｖ）は、ＲＧＢ値に基づいて決定された結合重みＷ_Ａ，Ｂを表し、Ｗｓ（Ｓ）は、彩度Ｓに基づいて決定された結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳを表し、Ｗｈ（Ｈ）は、色相Ｈに基づいて決定された結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを表す。

重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々は、２つの画素の両方が無彩色領域にある場合、ＲＧＢ値に基づいて決定された結合重みＷｖ（Ｖ）を結合重みＣＷとして出力する。

また、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々は、２つの画素の一方が無彩色領域にあり、２つの画素の他方が中間領域にある場合、結合重みＷｓ（Ｓ）と結合重みＷｖ（Ｖ）とのうち、最小の結合重み（Ｗｓ（Ｓ），Ｗｖ（Ｖ）のいずれか）を結合重みＣＷとして出力する。

さらに、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々は、２つの画素の両方が中間領域にある場合、結合重みＷｈ（Ｈ）と結合重みＷｖ（Ｖ）とのうち、最小の結合重み（Ｗｈ（Ｈ），Ｗｖ（Ｖ）のいずれか）を結合重みＣＷとして出力する。

さらに、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々は、２つの画素の一方が中間領域にあり、２つの画素の他方が有彩色領域にある場合、結合重みＷｈ（Ｈ）と結合重みＷｓ（Ｓ）とのうち、最小の結合重み（Ｗｈ（Ｈ），Ｗｓ（Ｓ）のいずれか）を結合重みＣＷとして出力する。

さらに、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々は、２つの画素の一方が無彩色領域にあり、２つの画素の他方が有彩色領域にある場合、結合重みＷｈ（Ｈ）と結合重みＷｓ（Ｓ）と結合重みＷｖ（Ｖ）とのうち、最小の結合重み（Ｗｈ（Ｈ），Ｗｓ（Ｓ），Ｗｖ（Ｖ）のいずれか）を結合重みＣＷとして出力する。

さらに、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々は、２つの画素の両方が有彩色領域にある場合、結合重みＷｈ（Ｈ）を結合重みＣＷとして出力する。

このように、結合重みの計算の対象となる画素が属する領域の組合せにより、結合重みを計算する要素を変更する。そして、２つの画素のうち、一方の画素が中間領域または有彩色領域に属している場合、複数の要素を用いて計算した結合重みのうち、最小の結合重みが用いられる。これによって、画素に合った結合重みが選択され、画像の分割が柔軟に行なわれる。

図６１は、色相を計算しない領域の概念図である。図６１において、縦軸は、ＭＡＸ−ＭＩＮを表し、横軸は、ＭＡＸを表す。そして、線分１は、次の式（１２）によって表され、線分２は、次の式（１３）によって表される。

なお、図６１は、色相Ｈが０度の赤色である場合を示したものである。

図６１を参照して、色相Ｈが無いと判断するためには、ＭＡＸ−ＭＩＮの値のみならず、ＭＡＸの値も考慮する必要がある。

そこで、次の式（１４），（１５）を満たす範囲を色相Ｈが意味を持たない無彩色領域として設定する。

実際の画像サンプルにおいて、色味が無いと判断できる領域を考慮し、図６１の線分１よりも左側の黒みがかかった部分と、線分２よりも右側の白みがかかった部分とを色相Ｈを計算しない無彩色領域と設定した。この範囲では、Ｗｈ（Ｈ）は、Ｗｈ（Ｈ）＝０と定義される。

上述した方法によって、無彩色領域を設定することによって、色相Ｈが意味を持たないとする無彩色領域の範囲を人の目による認識を考慮した範囲に設定できる。そして、しきい値Ｓ_ｔｈ１を“０．２”に設定することにより、無彩色領域の範囲を人の目による認識を考慮した範囲に設定できる。

図６２は、図５２に示す画像分割装置１０Ｃにおける画像分割の動作を説明するためのフローチャートである。

図６２を参照して、一連の動作が開始されると、画像分割装置１０Ｃの画素値検出回路１１Ｂは、ｎ×ｎ（ｎは、２以上の整数）からなる入力画像の各画素ＧＥ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ（１≦ｉ≦ｎ，１≦ｊ≦ｎ）を検出し（ステップＳ６１）、その検出した各画素のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊを結合重み決定回路１２Ｂ、しきい値決定回路１５および分布幅検出回路１６へ出力する。

しきい値決定回路１５は、画素値検出回路１１Ｂから受けた各画素のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊを彩度Ｓ_ｉｊに変換し、その変換した各彩度Ｓ_ｉｊにおける累積ピクセル率と各彩度Ｓ_ｉｊとの関係を示す累積画素数分布を演算する。分布幅検出回路１６も、しきい値決定回路１５と同様にして、累積画素数分布を演算する（ステップＳ６２）。

そして、しきい値決定回路１５は、彩度Ｓをしきい値Ｓ_ｔｈ１から彩度Ｓの上限値まで変化させたときの累積画素数分布の各彩度における傾きを演算し、その演算した傾きが最初に基準値以下になったときの彩度をしきい値Ｓ_ｔｈ２と決定する（ステップＳ６３）。その後、しきい値決定回路１５は、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を結合重み決定回路１２Ｂへ出力する。

また、分布幅検出回路１６は、累積画素数分布に基づいて、累積ピクセル率が５〜９５％の範囲になるときの彩度Ｓの分布幅を彩度分布幅ｗ_ｓとして検出する（ステップＳ６４）。そして、分布幅検出回路１６は、彩度分布幅ｗ_ｓを結合重み決定回路１２Ｂへ出力する。

結合重み決定回路１２Ｂは、画素値検出回路１１Ｂから各画素のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊを受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６から彩度分布幅ｗ_ｓを受ける。そして、結合重み決定回路１２Ｂは、各画素のＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊを色相Ｈ_ｉｊおよび彩度Ｓ_ｉｊに変換する。そうすると、結合重み決定回路１２Ｂは、ＲＧＢ値ＲＧＢ_ｉｊ、色相Ｈ_ｉｊ、彩度Ｓ_ｉｊ、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２および彩度分布幅ｗ_ｓに基づいて、各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}を決定する（ステップＳ６５）。そして、結合重み決定回路１２Ｂは、その決定した結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}を画像分割回路１３Ａへ出力する。

画像分割回路１３Ａは、外部から１フレームの画像を受け、結合重み決定回路１２Ｂから各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}を受ける。そして、画像分割回路１２Ｂは、その受けた各画素間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}を用いて１フレームの画像を分割する（ステップＳ６６）。そして、一連の動作は、終了する。

図６３は、図６２に示すステップＳ６５の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。

図６３に示すフローチャートは、図３２に示すフローチャートのステップＳ３７〜ステップＳ４０をそれぞれステップＳ３７Ａ〜ステップＳ４０Ａに代えたものであり、その他は、図３２に示すフローチャートと同じである。

図６３を参照して、上述したステップＳ３１〜ステップＳ３６が順次実行され、ステップＳ３５において、４組の隣接画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_ｋｌ；ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}；ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}のＲＧＢ値が色相および彩度に変換されたと判定されると、結合重み決定回路１２Ｂの４個の重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａは、平行して隣接画素間の結合重みを決定する（ステップＳ３７Ａ〜ステップＳ４０Ａ）。

この場合、重み計算ユニット４２Ａは、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２および彩度分布幅ｗ_ｓを用いて画素ＧＥ_ｋｌ，ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}間の結合重みＷ_{ｋ，ｌ；ｉ＋１，ｊ}を決定し、重み計算ユニット４３Ａは、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２および彩度分布幅ｗ_ｓを用いて画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋ＋１，ｌ}を決定し、重み計算ユニット４４Ａは、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２および彩度分布幅ｗ_ｓを用いて画素ＧＥ_ｉｊ，ＧＥ_ｋｌ間の結合重みＷ_{ｉｊ；ｋｌ}を決定し、重み計算ユニット４５Ａは、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２および彩度分布幅ｗ_ｓを用いて画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_{ｋ＋１，ｌ}間の結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋ＋１，ｌ}を決定する。

その後、上述したステップＳ４１〜ステップＳ４３が順次実行され、ステップＳ４１において、ｉ＝ｎ、かつ、ｊ＝ｎであると判定されると、一連の動作は、図６２のステップＳ６６へ移行する。

そして、図６２のステップＳ６６において、画像分割回路１３Ａは、図３４に示すステップＳ５１〜ステップＳ５６を順次実行し、ステップＳ６５において決定された結合重みＷ_{ｋ，ｌ；ｉ＋１，ｊ}，Ｗ_{ｉｊ；ｋ＋１，ｌ}，Ｗ_{ｉｊ；ｋｌ}，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋ＋１，ｌ}を用いて１つのフレームの画像を分割する。

図６４は、図６３に示すステップＳ３７Ａの詳細な動作を説明するためのフローチャートである。

図６３のステップＳ３５の“ＹＥＳ”の後、重み計算ユニット４２Ａの結合重み演算回路４２０は、画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}のＲＧＢ値ＲＧＢ_{ｉ＋１，ｊ}と、画素ＧＥ_ｋ，ｌのＲＧＢ値ＲＧＢ_ｋ，ｌとによって画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_ｋ，ｌ間の結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｖを決定する（ステップＳ３７１Ａ）。そして、重み計算ユニット４２Ａの結合重み演算回路４２０は、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｖを重み修正回路４５０，４６０Ａおよびセレクタ４８０へ出力する。

その後、重み計算ユニット４２Ａの結合重み修正回路４６０Ａは、画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}のＲＧＢ値ＲＧＢ_{ｉ＋１，ｊ}および彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}と、画素ＧＥ_ｋ，ｌのＲＧＢ値ＲＧＢ_ｋ，ｌおよび彩度Ｓ_ｋ，ｌとによって画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_ｋ，ｌ間の結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓを決定する（ステップＳ３７２Ａ）。そして、重み計算ユニット４２Ａの結合重み修正回路４６０Ａは、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓをセレクタ４８０へ出力する。

引き続いて、重み計算ユニット４２Ａの結合重み修正回路４６０Ａは、彩度分布幅ｗ_ｓによって結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＳＳに調整する（ステップＳ３７３Ａ）。そして、重み計算ユニット４２Ａの結合重み修正回路４６０Ａは、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿ＳＳをセレクタ４８０へ出力する。

その後、重み計算ユニット４２Ａの結合重み修正回路４５０は、画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}のＲＧＢ値ＲＧＢ_{ｉ＋１，ｊ}および色相Ｈ_{ｉ＋１，ｊ}と、画素ＧＥ_ｋ，ｌのＲＧＢ値ＲＧＢ_ｋ，ｌおよび色相Ｈ_ｋ，ｌとによって画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}，ＧＥ_ｋ，ｌ間の結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈを決定する（ステップＳ３７４Ａ）。そして、重み計算ユニット４２Ａの結合重み修正回路４５０は、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈをセレクタ４８０へ出力する。

引き続いて、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、画素ＧＥ_{ｉ＋１，ｊ}の彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}がしきい値Ｓ_ｔｈ１以下であり、かつ、画素ＧＥ_ｋ，ｌの彩度Ｓ_ｋ，ｌがしきい値Ｓ_ｔｈ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ３７５Ａ）。

ステップＳ３７５Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}がしきい値Ｓ_ｔｈ１以下であり、かつ、彩度Ｓ_ｋ，ｌがしきい値Ｓ_ｔｈ１以下であると判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢをセレクタ４８０へ出力する。そして、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ４８０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢに応じて、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｖを選択し、その選択した結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｖを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}として決定する（ステップＳ３７６Ａ）。

一方、ステップＳ３７５Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの両方がしきい値Ｓ_ｔｈ１以下でないと判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方がしきい値Ｓ_ｔｈ１以下であり、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下であるか否かをさらに判定する（ステップＳ３７７Ａ）。

ステップＳ３７７Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方がしきい値Ｓ_ｔｈ１以下であり、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下であると判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＳＶを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＳＶをセレクタ４８０へ出力する。そして、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ４８０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＳＶに応じて、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｖのうち、最小の結合重みを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}として決定する（ステップＳ３７８Ａ）。

一方、ステップＳ３７７Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方がしきい値Ｓ_ｔｈ１以下でなく、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下でないと判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの両方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下であるか否かをさらに判定する（ステップＳ３７９Ａ）。

ステップＳ３７９Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの両方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下であると判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＶを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＶをセレクタ４８０へ出力する。そして、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ４８０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＶに応じて、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｖのうち、最小の結合重みを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}として決定する（ステップＳ３８０Ａ）。

一方、ステップＳ３７９Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの両方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きくなく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下でないと判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方がしきい値Ｓ_ｔｈ２よりも大きく、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下であるか否かをさらに判定する（Ｓ３８１Ａ）。

ステップＳ３８１Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方がしきい値Ｓ_ｔｈ２よりも大きく、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｓ_ｔｈ２以下であると判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳをセレクタ４８０へ出力する。そして、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ４８０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳに応じて、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓのうち、最小の結合重みを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}として決定する（ステップＳ３８２Ａ）。

一方、ステップＳ３８１Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方がしきい値Ｓ_ｔｈ２よりも大きくなく、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方がＳ_ｔｈ１＜Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方≦Ｓ_ｔｈ２を満たさないと判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方がしきい値Ｓ_ｔｈ２よりも大きく、かつ、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも小さいか否かをさらに判定する（ステップＳ３８３Ａ）。

ステップＳ３８３Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方がしきい値Ｓ_ｔｈ２よりも大きく、かつ、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも小さいと判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳＶを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳＶをセレクタ４８０へ出力する。そして、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ４８０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳＶに応じて、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｓ，Ｗ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｖのうち、最小の結合重みを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}として決定する（ステップＳ３８４Ａ）。

一方、ステップＳ３８３Ａにおいて、彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの一方がしきい値Ｓ_ｔｈ２よりも大きくなく、または彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋ，ｌの他方がしきい値Ｓ_ｔｈ１よりも小さくないと判定されたとき、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ信号生成回路４７０Ａは、セレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈを生成し、その生成したセレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈをセレクタ４８０へ出力する。そして、重み計算ユニット４２Ａのセレクタ４８０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈに応じて、結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}＿Ｈを結合重みＷ_{ｉ＋１，ｊ；ｋｌ}として決定する（ステップＳ３８５Ａ）。

そして、ステップＳ３７６Ａ，Ｓ３７８Ａ，Ｓ３８０Ａ，Ｓ３８２Ａ，Ｓ３８４Ａ，Ｓ３８５Ａのいずれかの後、一連の動作は、図６３のステップＳ４１へ移行する。

なお、図６３のステップＳ３８Ａ，Ｓ３９Ａ，Ｓ４０Ａの各々の詳細な動作も、図６４に示すステップＳ３７１Ａ〜Ｓ３８５Ａによって実行される。

図６５は、図５２に示す画像分割装置１０Ｃを用いた画像分割の例を示す図である。また、図６６は、結合重みと画素値差との関係を示す図である。

図６５において、「提案手法使用前の分割結果」とは、中間領域を用いず、彩度分布幅ｗ_ｓによる結合重みの調整も行なわない方法で画像を分割したときの分割結果を言う。また、「提案手法使用後の分割結果」とは、実施の形態４による方法を用いて画像を分割したときの分割結果を言う。

また、入力画像に用いたサンプルは、車・標識・人・風景などの様々な対象を撮影したＱＶＧＡ（Ｑｕａｄ Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ）サイズの７２枚の画像からなる。

さらに、リーダセル閾値φｐは、１０００に設定され、領域成長閾値φｚは、１００に設定され、結合重み変換テーブルは、図６６に示すものが使用された。

図６５の（ａ）は、入力画像を示し、図６５の（ｂ）は、提案手法使用前の分割結果を示し、図６５の（ｃ）は、提案手法使用後の分割結果を示し、図６５の（ｄ）は、提案手法を使用したときの各ピクセルが有彩色領域、中間領域および無彩色領域のどの領域に属しているかを示す。ここで、図６５の（ｂ），（ｃ）は、分割結果について、同一領域を同色、異なる領域を異なる色で示す。

図６５を参照して、提案手法（実施の形態４による手法）を用いることによって、背景慮域と建物とが分割されたことがわかる。これは、主に、結合重み変換テーブルの調整により、物体境界で領域が成長し過ぎて領域がくっついていた部分の成長が抑制されたためである。

また、図６５の果物の画像（１）および人の集合画像（３）について、提案手法（実施の形態４による手法）を用いることによって、背景領域と目的物体とが分割されたことがわかる。これは、主に、目的物体が中間領域に設定されることによって、背景との境界での結合重みの計算要素が最適化されたためである。このことは、図６５の（ｄ）の結合重み種類マップからも分かることである。

上述したように、実施の形態４による分割方法を用いることによって、画像分割の精度を向上することができた。

図６７は、実施の形態４における色空間の他の概念図である。上記においては、中間領域は、彩度Ｓによって規定されると説明したが、実施の形態４においては、これに限らず、中間領域は、明度Ｖによって規定されてもよい。

図６７を参照して、中間領域は、明度Ｖの２つのしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２によって規定されてもよい。そして、しきい値Ｖ_ｔｈ１は、無彩色領域と中間領域との境界を表し、しきい値Ｖ_ｔｈ２は、中間領域と有彩色領域との境界を表す。なお、しきい値Ｖ_ｔｈ１は、０．３に固定される。

このように、実施の形態４においては、明度Ｖによって規定される中間領域が無彩色領域と有彩色領域との間に新たに設けられてもよい。

図６８は、図５２に示すしきい値決定回路１５の他の構成を示す概略ブロック図である。中間領域が明度Ｖの２つのしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２によって規定される場合、しきい値決定回路１５は、図６８に示すしきい値決定回路１５Ａからなる。

図６８を参照して、しきい値決定回路１５Ａは、明度変換回路１５１Ａと、累積値演算回路１５２Ａと、決定回路１５３Ａとを含む。

明度変換回路１５１Ａは、画素値検出回路１１Ｂから各画素のＲＧＢ値を受ける。そして、明度変換回路１５１Ａは、各画素のＲＧＢ値（＝Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）のうち、最大の値からなる成分を検出することにより、ＲＧＢ値を明度Ｖ（＝ＭＡＸ）に変換する。その後、明度変換回路１５１Ａは、その変換した明度Ｖを累積値演算回路１５２Ａへ出力する。

累積値演算回路１５２Ａは、明度変換回路１５１Ａから各画素の明度Ｖを受ける。そして、累積値演算回路１５２Ａは、１つのフレームに含まれる各画素の明度Ｖに基づいて、各明度Ｖにおける累積画素数と各明度Ｖとの関係を示す累積画素数分布を演算する。そうすると、累積値演算回路１５２Ａは、その演算した累積画素数分布を決定回路１５３Ａへ出力する。

決定回路１５３Ａは、累積値演算回路１５２Ａから累積画素数分布を受け、しきい値Ｖ_ｔｈ１をしきい値決定回路１５Ａの記憶部（図示せず）から受ける。そして、決定回路１５３Ａは、その受けた累積画素数分布およびしきい値Ｖ_ｔｈ１に基づいて、決定回路１５３（図５４参照）と同じ方法によって、しきい値Ｖ_ｔｈ２を決定する。そうすると、決定回路１５３Ａは、しきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２を結合重み決定回路１２Ｂへ出力する。

中間領域が明度Ｖの２つのしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２によって規定される場合、結合重み決定回路１２Ｂの重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々は、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２に代えてしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２をしきい値決定回路１５Ａから受ける（図５７参照）。

そして、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、Ｓビン番号_ＡおよびＳビン番号_Ｂに代えて明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂを受け、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２に代えてしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２をしきい値決定回路１５Ａから受ける。

この場合、明度Ｖ_Ａは、結合重みの決定の対象となる一方の画素の明度であり、明度Ｖ_Ｂは、結合重みの決定の対象となる他方の画素の明度である。

重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂをしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２と比較し、その比較結果に応じて、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢ，ＳＥＬ＿ＳＶ，ＳＥＬ＿ＨＶ，ＳＥＬ＿ＨＳ，ＳＥＬ＿ＨＳＶ，ＳＥＬ＿Ｈのいずれかを生成してセレクタ４８０へ出力する。

すなわち、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂの両方がしきい値Ｖ_ｔｈ１以下であるとき、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢを生成してセレクタ４８０へ出力する。

また、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂの一方がしきい値Ｖ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｖ_ｔｈ２以下であり、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂの他方がしきい値Ｖ_ｔｈ１以下であるとき、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＳＶを生成してセレクタ４８０へ出力する。

さらに、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂの両方がしきい値Ｖ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｖ_ｔｈ２以下であるとき、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＶを生成してセレクタ４８０へ出力する。

さらに、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂの一方がしきい値Ｖ_ｔｈ１よりも大きく、かつ、しきい値Ｖ_ｔｈ２以下であり、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂの他方がしきい値Ｖ_ｔｈ２よりも大きいとき、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳを生成してセレクタ４８０へ出力する。

さらに、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂの一方がしきい値Ｖ_ｔｈ１以下であり、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂの他方がしきい値Ｖ_ｔｈ２よりも大きいとき、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＨＳＶを生成してセレクタ４８０へ出力する。

さらに、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、明度Ｖ_Ａ，Ｖ_Ｂの両方がしきい値Ｖ_ｔｈ２よりも大きいとき、セレクタ信号ＳＥＬ＿Ｈを生成してセレクタ４８０へ出力する。

なお、この場合も、重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａの各々においては、彩度Ｓを用いて決定された結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓが彩度分布幅ｗ_ｓによって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＳＳに調整される。

これによって、中間領域が明度Ｖの２つのしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２によって規定される場合も、画像分割装置１０Ｃは、図６２から図６４に示すフローチャートに従って入力画像を各対象物の画像に分割する。この場合、図６４のステップＳ３７５Ａ，Ｓ３７７Ａ，Ｓ３７９Ａ，Ｓ３８１Ａ，Ｓ３８３Ａにおいては、明度Ｖ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｖ_ｋｌが彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋｌの代わりに用いられ、しきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２がしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２の代わりに用いられる。

図６９は、実施の形態４による他の画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。実施の形態４による画像分割装置は、図６９に示す画像分割装置１０Ｄであってもよい。

図６９を参照して、画像分割装置１０Ｄは、図５２に示す画像分割装置１０Ｃの結合重み決定回路１２Ｂを結合重み決定回路１２Ｃに代え、分布幅検出回路１６を分布幅検出回路１６Ａに代えたものであり、その他は、画像分割装置１０Ｃと同じである。

結合重み決定回路１２Ｃは、画素値検出回路１１Ｂから受けた各画素のＲＧＢ値と、しきい値決定回路１５から受けたしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２と、分布幅検出回路１６Ａから受けた色相分布幅ｗ_Ｈとに基づいて、各画素間の結合重みを決定する。

より具体的には、結合重み決定回路１２Ｃは、各画素のＲＧＢ値を色相Ｈおよび彩度Ｓに変換する。そして、結合重み決定回路１２Ｃは、ＲＧＢ値を用いて結合重みＷ_Ａ，Ｂを決定する。また、結合重み決定回路１２Ｃは、隣接する２つの画素間の彩度差が大きくなるに従って結合重みＷ_Ａ，Ｂからの減少量を大きくして結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを決定する。さらに、結合重み決定回路１２Ｃは、隣接する２つの画素間の色相差が大きくなるに従って結合重みＷ_Ａ，Ｂからの減少量を大きくして結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを決定し、その決定した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを色相分布幅ｗ_Ｈによって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＨＨに調整する。

このように、結合重み決定回路１２Ｃは、ＲＧＢ値、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２、および色相分布幅ｗ_Ｈに基づいて、結合重みＷ_Ａ，Ｂ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿ＨＨ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓを決定する。

分布幅検出回路１６Ａは、各画素のＲＧＢ値を画素値検出回路１１Ｂから受ける。そして、分布幅検出回路１６Ａは、各画素のＲＧＢ値に基づいて、後述する方法によって、色相分布幅ｗ_Ｈを検出し、その検出した色相分布幅ｗ_Ｈを結合重み決定回路１２Ｃへ出力する。

図７０は、図６９に示す分布幅検出回路１６Ａの構成を示す概略ブロック図である。図７０を参照して、分布幅検出回路１６Ａは、色相変換回路１６１Ａと、累積値演算回路１６２Ａと、決定回路１６３Ａとを含む。

色相変換回路１６１Ａは、実施の形態１における色相変換回路３５０（図１８参照）と同じ構成からなる。色相変換回路１６１Ａは、画素値検出回路１１Ｂから各画素のＲＧＢ値を受ける。そして、色相変換回路１６１Ａは、ＲＧＢ値に基づいて、色相変換回路３５０（図１８参照）と同じ方法によって、各画素のＲＧＢ値を色相Ｈに変換する。そうすると、色相変換回路１６１Ａは、その変換した色相Ｈを累積値演算回路１６２Ａへ出力する。

累積値演算回路１６２Ａは、色相変換回路１６１Ａから各画素の色相Ｈを受ける。そして、累積値演算回路１６２Ａは、１つのフレームに含まれる各画素の色相Ｈに基づいて、各色相Ｈにおける累積画素数と各色相Ｈとの関係を示す累積画素数分布を演算する。そうすると、累積値演算回路１６２Ａは、その演算した累積画素数分布を決定回路１６３Ａへ出力する。

決定回路１６３Ａは、累積値演算回路１６２Ａから累積画素数分布を受ける。そして、決定回路１６３Ａは、その受けた累積画素数分布に基づいて、決定回路１６３と同じ方法によって、１つのフレームに含まれる複数の画素における色相の分布幅である色相分布幅ｗ_Ｈを決定する。そうすると、決定回路１６３Ａは、その決定した色相分布幅ｗ_Ｈを結合重み決定回路１２Ｃへ出力する。

図７１は、図６９に示す画像分割装置１０Ｄの結合重み決定回路１２Ｃの構成を示す概略ブロック図である。

図７１を参照して、結合重み決定回路１２Ｃは、図５７に示す結合重み決定回路１２Ｂの重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａをそれぞれ重み計算ユニット４２Ｂ〜４５Ｂに代えたものであり、その他は、結合重み決定回路１２Ｂと同じである。

重み計算ユニット４２Ｂは、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８から色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６Ａから色相分布幅ｗ_Ｈを受ける。そして、重み計算ユニット４２Ｂは、Ｄラッチ回路３２から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３７から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）とし、ＦＩＦＯ回路３３から受けたＲＧＢ値と、ＦＩＦＯ回路３８から受けた色相および彩度とを別の１つの画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とする。また、重み計算ユニット４２Ｂは、画素ＧＥ２の彩度と、画素ＧＥ３の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ２，ＧＥ３が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ２，ＧＥ３間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４２Ｂは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）と、色相分布幅ｗ_Ｈとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ２と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

重み計算ユニット４３Ｂは、Ｄラッチ回路３１，３４からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３６，３９から色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６Ａから色相分布幅ｗ_Ｈを受ける。そして、重み計算ユニット４３Ｂは、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３６から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ４に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）とし、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値と、Ｄラッチ回路３９から受けた色相および彩度とを別の１つの画素ＧＥ１に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）とする。また、重み計算ユニット４３Ｂは、画素ＧＥ１の彩度と、画素ＧＥ４の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ１，ＧＥ４が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ１，ＧＥ４間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４３Ｂは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）と、色相分布幅ｗ_Ｈとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ１と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

重み計算ユニット４４Ｂは、Ｄラッチ回路３４からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３９から色相および彩度を受け、選択器４０からＲＧＢ値、色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６Ａから色相分布幅ｗ_Ｈを受ける。そして、重み計算ユニット４４Ｂは、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３９から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ１に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）とし、選択器４０から受けたＲＧＢ値、色相および彩度を別の１つの画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とする。また、重み計算ユニット４４Ｂは、画素ＧＥ１の彩度と、画素ＧＥ２の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ１，ＧＥ２が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ１，ＧＥ２間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４４Ｂは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）と、色相分布幅ｗ_Ｈとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ１と画素ＧＥ２との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

重み計算ユニット４５Ｂは、Ｄラッチ回路３１からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３６から色相および彩度を受け、選択器４１からＲＧＢ値、色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６Ａから色相分布幅ｗ_Ｈを受ける。そして、重み計算ユニット４５Ｂは、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３６から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ４に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）とし、選択器４１から受けたＲＧＢ値、色相および彩度を別の１つの画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）とする。また、重み計算ユニット４５Ｂは、画素ＧＥ３の彩度と、画素ＧＥ４の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ３，ＧＥ４が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ３，ＧＥ４間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４５Ｂは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）と、色相分布幅ｗ_Ｈとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ３と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

なお、重み計算ユニット４４Ｂは、選択器４０から画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）を受けるとき、画素ＧＥ１と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力し、重み計算ユニット４５Ｂは、選択器４１から画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）を受けるとき、画素ＧＥ２と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

図７２は、図７１に示す重み計算ユニット４２Ｂの構成を示す概略図である。図７２を参照して、重み計算ユニット４２Ｂは、図２８に示す重み計算ユニット４２の結合重み修正回路４５０およびセレクタ信号生成回路４７０をそれぞれ結合重み修正回路４５０Ａおよびセレクタ信号生成回路４７０Ａに代えたものであり、その他は、重み計算ユニット４２と同じである。

結合重み修正回路４５０Ａは、２つの画素ＧＥ２，ＧＥ３の２つのＲＧＢ値に基づいて演算された結合重み（＝表１を用いて演算された結合重み：Ｗ_Ａ，Ｂ）を結合重み演算回路４２０から受け、２つの画素ＧＥ２，ＧＥ３間の色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜を色相差計算回路４３０から受け、色相分布幅ｗ_Ｈを分布幅検出回路１６Ａから受ける。

また、結合重み修正回路４６０Ａは、表３を保持している。

結合重み修正回路４５０Ａは、表３、結合重みＷ_Ａ，Ｂおよび色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜に基づいて、結合重み修正回路４５０と同じ方法によって、結合重みＷ_Ａ，Ｂを修正して結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを抽出する。

その後、結合重み修正回路４５０Ａは、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈおよび色相分布幅ｗ_Ｈに基づいて、後述する方法によって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを調整し、その調整した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＨＨをセレクタ４８０へ出力する。

なお、重み計算ユニット４２Ｂにおいては、セレクタ４８０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢ，ＳＥＬ＿ＳＶ，ＳＥＬ＿ＨＶ，ＳＥＬ＿ＨＳ，ＳＥＬ＿ＨＳＶ，ＳＥＬ＿Ｈに応じて、結合重みＷ_Ａ，Ｂ，結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＨＨ，結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓのいずれかを選択する。

重み計算ユニット４３Ｂ〜４５Ｂの各々も、図７２に示す重み計算ユニット４２Ｂと同じ構成からなる。そして、重み計算ユニット４３Ｂ〜４５Ｂの各々は、重み計算ユニット４２Ｂと同じ方法によって結合重みを決定する。

図７３は、色相分布幅による結合重みの調整の概念図である。図７３において、縦軸は、結合重みを表し、横軸は、色相差を表す。また、曲線ｋ９は、調整前の結合重み変換テーブルを示し、曲線ｋ１０は、調整後の結合重み変換テーブルを示す。

図７３を参照して、曲線ｋ１０は、曲線ｋ９の傾きに対して２（＝１／ｗ_Ｈ）倍の傾きを有する。そして、色相分布幅ｗ_Ｈは、０＜ｗ_Ｈ≦１の範囲の値からなる。したがって、曲線ｋ１０は、曲線ｋ９の傾き以上の傾きを有する。

その結果、色相分布幅ｗ_Ｈを用いて結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＨＨに調整することによって、２つの画素間の結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＨＨは、２つの画素間の色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が大きくなるに従って急激に小さくなる。つまり、２つの画素間の色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜が大きくなるに従って画像分割における領域成長が抑制されるように２つの画素間の結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＨＨが決定される。

結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈが色相分布幅ｗ_Ｈによって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿ＨＨに調整される場合、重み計算ユニット４２Ｂ〜４５Ｂの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を用いて、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢ，ＳＥＬ＿ＳＶ，ＳＥＬ＿ＨＶ，ＳＥＬ＿ＨＳ，ＳＥＬ＿ＨＳＶ，ＳＥＬ＿Ｈを生成してもよく、しきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２を用いて、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢ，ＳＥＬ＿ＳＶ，ＳＥＬ＿ＨＶ，ＳＥＬ＿ＨＳ，ＳＥＬ＿ＨＳＶ，ＳＥＬ＿Ｈを生成してもよい。

画像分割装置１０Ｄにおける画像分割の動作は、図６２から図６４に示すフローチャートに従って実行される。

この場合、図６２のステップＳ６４においては、色相分布幅ｗ_Ｈが検出され、ステップＳ６５においては、彩度分布幅ｗ_ｓに代えて色相分布幅ｗ_Ｈが用いられて結合重みが決定される。

また、図６３のステップＳ３７Ａ〜Ｓ４０Ａおよび図６４のステップＳ３７３Ａにおいては、色相分布幅ｗ_Ｈが彩度分布幅ｗ_ｓの代わりに用いられる。

さらに、中間領域が明度Ｖの２つのしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２によって規定される場合も、画像分割装置１０Ｄは、図６２から図６４に示すフローチャートに従って入力画像を各対象物の画像に分割する。この場合、図６４のステップＳ３７５Ａ，Ｓ３７７Ａ，Ｓ３７９Ａ，Ｓ３８１Ａ，Ｓ３８３Ａにおいては、明度Ｖ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｖ_ｋｌが彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋｌの代わりに用いられ、しきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２がしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２の代わりに用いられる。

図７４は、実施の形態４によるさらに他の画像分割装置の構成を示す概略ブロック図である。実施の形態４による画像分割装置は、図７４に示す画像分割装置１０Ｅであってもよい。

図７４を参照して、画像分割装置１０Ｅは、図５２に示す画像分割装置１０Ｃの結合重み決定回路１２Ｂを結合重み決定回路１２Ｄに代え、分布幅検出回路１６を分布幅検出回路１６Ｂに代えたものであり、その他は、画像分割装置１０Ｃと同じである。

結合重み決定回路１２Ｄは、画素値検出回路１１Ｂから受けた各画素のＲＧＢ値と、しきい値決定回路１５から受けたしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２と、分布幅検出回路１６Ｂから受けた明度分布幅ｗ_Ｖとに基づいて、各画素間の結合重みを決定する。

より具体的には、結合重み決定回路１２Ｄは、各画素のＲＧＢ値を色相Ｈおよび彩度Ｓに変換する。そして、結合重み決定回路１２Ｄは、ＲＧＢ値を用いて結合重みＷ_Ａ，Ｂを決定し、その決定した結合重みＷ_Ａ，Ｂを明度分布幅ｗ_Ｖによって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖに調整する。また、結合重み決定回路１２Ｄは、隣接する２つの画素間の彩度差が大きくなるに従って結合重みＷ_Ａ，Ｂからの減少量を大きくして結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓを決定する。さらに、結合重み決定回路１２Ｄは、隣接する２つの画素間の色相差が大きくなるに従って結合重みＷ_Ａ，Ｂからの減少量を大きくして結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈを決定する。

このように、結合重み決定回路１２Ｄは、ＲＧＢ値、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２、および明度分布幅ｗ_Ｖに基づいて、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，Ｗ_Ａ，Ｂ＿Ｓを決定する。

分布幅検出回路１６Ｂは、各画素のＲＧＢ値を画素値検出回路１１Ｂから受ける。そして、分布幅検出回路１６Ｂは、各画素のＲＧＢ値に基づいて、後述する方法によって、明度分布幅ｗ_Ｖを検出し、その検出した明度分布幅ｗ_Ｖを結合重み決定回路１２Ｄへ出力する。

図７５は、図７４に示す分布幅検出回路１６Ｂの構成を示す概略ブロック図である。図７５を参照して、分布幅検出回路１６Ｂは、明度変換回路１６１Ｂと、累積値演算回路１６２Ａと、決定回路１６３Ａとを含む。

明度変換回路１６１Ｂは、画素値検出回路１１Ｂから各画素のＲＧＢ値を受ける。そして、明度変換回路１６１Ｂは、ＲＧＢ値の各成分のうち、最大の成分を検出することにより、ＲＧＢ値を明度Ｖに変換する。そうすると、明度変換回路１６１Ｂは、その変換した明度Ｖを累積値演算回路１６２Ａへ出力する。

累積値演算回路１６２Ａは、明度変換回路１６１Ｂから各画素の明度Ｖを受ける。そして、累積値演算回路１６２Ａは、１つのフレームに含まれる各画素の明度Ｖに基づいて、各明度Ｖにおける累積画素数と各明度Ｖとの関係を示す累積画素数分布を演算する。そうすると、累積値演算回路１６２Ａは、その演算した累積画素数分布を決定回路１６３Ａへ出力する。

決定回路１６３Ａは、累積値演算回路１６２Ａから累積画素数分布を受ける。そして、決定回路１６３Ａは、その受けた累積画素数分布に基づいて、決定回路１６３と同じ方法によって、１つのフレームに含まれる複数の画素における明度の分布幅である明度分布幅ｗ_Ｖを決定する。そうすると、決定回路１６３Ａは、その決定した明度分布幅ｗ_Ｖを結合重み決定回路１２Ｄへ出力する。

図７６は、図７４に示す画像分割装置１０Ｄの結合重み決定回路１２Ｄの構成を示す概略ブロック図である。

図７６を参照して、結合重み決定回路１２Ｄは、図５７に示す結合重み決定回路１２Ｂの重み計算ユニット４２Ａ〜４５Ａをそれぞれ重み計算ユニット４２Ｃ〜４５Ｃに代えたものであり、その他は、結合重み決定回路１２Ｂと同じである。

重み計算ユニット４２Ｃは、Ｄラッチ回路３２およびＦＩＦＯ回路３３からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３７およびＦＩＦＯ回路３８から色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６ＢＡから明度分布幅ｗ_Ｖを受ける。そして、重み計算ユニット４２Ｃは、Ｄラッチ回路３２から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３７から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）とし、ＦＩＦＯ回路３３から受けたＲＧＢ値と、ＦＩＦＯ回路３８から受けた色相および彩度とを別の１つの画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とする。また、重み計算ユニット４２Ｃは、画素ＧＥ２の彩度と、画素ＧＥ３の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ２，ＧＥ３が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ２，ＧＥ３間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４２Ｃは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）と、明度分布幅ｗ_Ｖとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ２と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

重み計算ユニット４３Ｃは、Ｄラッチ回路３１，３４からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３６，３９から色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６Ｂから明度分布幅ｗ_Ｖを受ける。そして、重み計算ユニット４３Ｃは、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３６から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ４に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）とし、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値と、Ｄラッチ回路３９から受けた色相および彩度とを別の１つの画素ＧＥ１に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）とする。また、重み計算ユニット４３Ｃは、画素ＧＥ１の彩度と、画素ＧＥ４の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ１，ＧＥ４が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ１，ＧＥ４間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４３Ｃは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）と、明度分布幅ｗ_Ｖとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ１と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

重み計算ユニット４４Ｃは、Ｄラッチ回路３４からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３９から色相および彩度を受け、選択器４０からＲＧＢ値、色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６Ｂから明度分布幅ｗ_Ｖを受ける。そして、重み計算ユニット４４Ｃは、Ｄラッチ回路３４から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３９から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ１に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）とし、選択器４０から受けたＲＧＢ値、色相および彩度を別の１つの画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）とする。また、重み計算ユニット４４Ｃは、画素ＧＥ１の彩度と、画素ＧＥ２の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ１，ＧＥ２が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ１，ＧＥ２間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４４Ｃは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ１，ＨＳ１）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）と、明度分布幅ｗ_Ｖとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ１と画素ＧＥ２との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

重み計算ユニット４５Ｃは、Ｄラッチ回路３１からＲＧＢ値を受け、Ｄラッチ回路３６から色相および彩度を受け、選択器４１からＲＧＢ値、色相および彩度を受け、しきい値決定回路１５からしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を受け、分布幅検出回路１６Ｂから明度分布幅ｗ_Ｖを受ける。そして、重み計算ユニット４５Ｃは、Ｄラッチ回路３１から受けたＲＧＢ値とＤラッチ回路３６から受けた色相および彩度とを１つの画素ＧＥ４に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）とし、選択器４１から受けたＲＧＢ値、色相および彩度を別の１つの画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）とする。また、重み計算ユニット４５Ｃは、画素ＧＥ３の彩度と、画素ＧＥ４の彩度と、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２とに基づいて、画素ＧＥ３，ＧＥ４が属する領域（無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれか）を判別し、その判別結果に応じて、画素ＧＥ３，ＧＥ４間の結合重みを決定するためのパラメータ（明度、彩度および色相の少なくとも１つ）を決定する。そうすると、重み計算ユニット４５Ｃは、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ４，ＨＳ４）と、ＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）と、明度分布幅ｗ_Ｖとに基づいて、その決定したパラメータを用いて画素ＧＥ３と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

なお、重み計算ユニット４４Ｃは、選択器４０から画素ＧＥ３に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ３，ＨＳ３）を受けるとき、画素ＧＥ１と画素ＧＥ３との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力し、重み計算ユニット４５Ｃは、選択器４１から画素ＧＥ２に対応するＲＧＢ値、色相および彩度（ＲＧＢ２，ＨＳ２）を受けるとき、画素ＧＥ２と画素ＧＥ４との間の結合重みを演算し、その演算した結合重みを画像分割回路１３Ａへ出力する。

図７７は、図７６に示す重み計算ユニット４２Ｃの構成を示す概略図である。図７７を参照して、重み計算ユニット４２Ｃは、図２８に示す重み計算ユニット４２のセレクタ信号生成回路４７０をセレクタ信号生成回路４７０Ａに代え、結合重み修正回路４９０を追加したものであり、その他は、重み計算ユニット４２と同じである。

セレクタ信号生成回路４７０Ａについては、上述したとおりである。

結合重み修正回路４９０は、２つの画素ＧＥ２，ＧＥ３の２つのＲＧＢ値に基づいて演算された結合重み（＝表１を用いて演算された結合重み：Ｗ_Ａ，Ｂ）を結合重み演算回路４２０から受け、明度分布幅ｗ_Ｖを分布幅検出回路１６Ｂから受ける。

結合重み修正回路４９０は、結合重みＷ_Ａ，Ｂおよび明度分布幅ｗ_Ｖに基づいて、結合重み修正回路４５０Ａ，４６０Ａと同じ方法によって結合重みＷ_Ａ，Ｂを調整し、その調整した結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖを結合重み修正回路４５０，４６０およびセレクタ４８０へ出力する。

なお、重み計算ユニット４２Ｃにおいては、結合重み修正回路４５０は、色相差｜Ｈ_Ａ−Ｈ_Ｂ｜によって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖを結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈに修正し、、結合重み修正回路４６０は、彩度差｜Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ｜によって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖを結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓに修正する。また、重み計算ユニット４２Ｃにおいては、セレクタ４８０は、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢ，ＳＥＬ＿ＳＶ，ＳＥＬ＿ＨＶ，ＳＥＬ＿ＨＳ，ＳＥＬ＿ＨＳＶ，ＳＥＬ＿Ｈに応じて、結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖ，結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｈ，結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｓのいずれかを選択する。

重み計算ユニット４３Ｃ〜４５Ｃの各々も、図７７に示す重み計算ユニット４２Ｃと同じ構成からなる。そして、重み計算ユニット４３Ｃ〜４５Ｃの各々は、重み計算ユニット４２Ｃと同じ方法によって結合重みを決定する。

重み計算ユニット４２Ｃ〜４５Ｃの各々において、結合重みＷ_Ａ，Ｂを明度分布幅ｗ_Ｖによって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖに調整するときの概念図は、図６０の横軸を彩度差から明度差に代えた概念図と同じである。

その結果、明度分布幅ｗ_Ｖを用いて結合重みＷ_Ａ，Ｂを結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖに調整することによって、２つの画素間の結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖは、２つの画素間の明度差｜Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ｜が大きくなるに従って急激に小さくなる。つまり、２つの画素間の明度差｜Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ｜が大きくなるに従って画像分割における領域成長が抑制されるように２つの画素間の結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖが決定される。

結合重みＷ_Ａ，Ｂが明度分布幅ｗ_Ｖによって結合重みＷ_Ａ，Ｂ＿Ｖに調整される場合、重み計算ユニット４２Ｃ〜４５Ｃの各々において、セレクタ信号生成回路４７０Ａは、しきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２を用いて、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢ，ＳＥＬ＿ＳＶ，ＳＥＬ＿ＨＶ，ＳＥＬ＿ＨＳ，ＳＥＬ＿ＨＳＶ，ＳＥＬ＿Ｈを生成してもよく、しきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２を用いて、セレクタ信号ＳＥＬ＿ＲＧＢ，ＳＥＬ＿ＳＶ，ＳＥＬ＿ＨＶ，ＳＥＬ＿ＨＳ，ＳＥＬ＿ＨＳＶ，ＳＥＬ＿Ｈを生成してもよい。

画像分割装置１０Ｅにおける画像分割の動作は、図６２から図６４に示すフローチャートに従って実行される。

この場合、図６２のステップＳ６４においては、明度分布幅ｗ_Ｖが検出され、ステップＳ６５においては、彩度分布幅ｗ_ｓに代えて明度分布幅ｗ_Ｖが用いられて結合重みが決定される。

また、図６３のステップＳ３７Ａ〜Ｓ４０Ａおよび図６４のステップＳ３７３Ａにおいては、明度分布幅ｗ_Ｖが彩度分布幅ｗ_ｓの代わりに用いられる。

さらに、中間領域が明度Ｖの２つのしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２によって規定される場合も、画像分割装置１０Ｅは、図６２から図６４に示すフローチャートに従って入力画像を各対象物の画像に分割する。この場合、図６４のステップＳ３７５Ａ，Ｓ３７７Ａ，Ｓ３７９Ａ，Ｓ３８１Ａ，Ｓ３８３Ａにおいては、明度Ｖ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｖ_ｋｌが彩度Ｓ_{ｉ＋１，ｊ}，Ｓ_ｋｌの代わりに用いられ、しきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２がしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２の代わりに用いられる。

さらに、実施の形態４において、彩度分布幅ｗ_ｓ、色相分布幅ｗ_Ｈ、および明度分布幅ｗ_Ｖの２以上を用いて結合重みを調整してもよく、一般的には、彩度分布幅ｗ_ｓ、色相分布幅ｗ_Ｈ、および明度分布幅ｗ_Ｖの少なくとも１つを用いて結合重みを調整してもよい。

この場合、中間領域は、彩度Ｓの２つのしきい値Ｓ_ｔｈ１，Ｓ_ｔｈ２によって規定されてもよいし、明度Ｖの２つのしきい値Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２によって規定されてもよい。

また、この場合の加増分割装置の構成は、上述した図５２，５４，５５，５７，５８，６８、図６９〜７２および図７４〜７７の各構成を適宜組み合わせることによって実現される。

上述したように、実施の形態４においては、画像分割装置１０Ｃ〜１０Ｅは、無彩色領域と有彩色領域との間に中間領域を新たに設け、結合重みの決定の対象となる２つの画素が無彩色領域、中間領域および有彩色領域のいずれに属するかによって結合重みを計算するときの要素を変更するとともに、各領域の境界において領域成長が抑制されるように結合重みを決定する。そして、画像分割装置１０Ｃ〜１０Ｅは、その決定した結合重みを用いて１つのフレームを各対象物の画像に分割する。

したがって、この発明によれば、物体間の境界領域が中間領域を設けないときの無彩色領域と有彩色領域との境界に存在する場合でも、１つの入力画像を各対象物の画像に精度良く分割できる。

実施の形態４による画像分割装置は、上述した実施の形態２，３における分割判定回路１４をさらに備え、分割判定回路１４による判定結果に応じて、分割画像をさらに分割するようにしてもよい。

なお、上述した実施の形態１〜実施の形態４による画像分割装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅは、入力画像の各画素のＲＧＢ値、色相Ｈおよび彩度Ｓに基づいて各画素間の結合重みを決定し、その決定した結合重みに基づいて入力画像を分割するという新規な技術的特徴を用いて入力画像を分割するものである。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、カラー画像からなる入力画像を各対象物の画像に正確に分割可能な画像分割装置に適用される。また、この発明は、カラー画像からなる入力画像を各対象物の画像に正確に分割可能な画像分割方法に適用される。

１ 画素値検出回路、２ しきい値決定回路、３ 結合重み決定回路、４ 画像分割回路。

Claims (24)

1. １つのフレームに含まれる複数の画素の彩度と画素数との関係を示す彩度分布において画素数が最小になる彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定するしきい値決定部と、
   前記しきい値決定部によって決定されたしきい値を用いて２つの画素が前記無彩色および前記有彩色のいずれに属するかを判定し、前記２つの画素の両方が前記無彩色からなると判定したとき、前記２つの画素のＲＧＢ値を用いて前記２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、前記２つの画素の一方が前記無彩色からなると判定したとき、前記第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定し、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなると判定したとき、前記第１の結合重み以上の第３の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する結合重み決定部と、
   前記結合重み決定部によって決定された第１から第３の結合重みに基づいて、前記１つのフレームを各対象物の画像に分割する画像分割部とを備える画像分割装置。
2. 前記しきい値決定部は、前記しきい値の初期値を予め保持しており、前記１つのフレームを受けると、前記彩度分布を検出し、その検出した彩度分布に基づいて前記初期値における第１の画素数と前記彩度を前記初期値から変化させたときの第２の画素数とを検出し、その検出した第１および第２の画素数に基づいて最小の画素数を検出し、前記最小の画素数が検出されたときの彩度を前記しきい値として決定する、請求項１に記載の画像分割装置。
3. 無彩色と有彩色との境界を示すしきい値を用いて２つの画素が前記無彩色および前記有彩色のいずれに属するかを判定し、前記２つの画素の両方が前記無彩色からなると判定したとき、前記２つの画素のＲＧＢ値を用いて前記２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、前記２つの画素の一方が前記無彩色からなると判定したとき、前記第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定し、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなると判定したとき、前記第１の結合重み以上の第３の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する結合重み決定部と、
   前記結合重み決定部によって決定された第１から第３の結合重みに基づいて、前記１つのフレームを各対象物の画像に分割する画像分割部と、
   前記画像分割部による画像の分割結果に基づいて対象物の画像の再分割が必要であるか否かを判定する分割判定部とを備え、
   前記結合重み決定部は、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて前記再分割が必要であると判定したとき、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなるときの前記２つの画素間の結合重みとして前記第１の結合重みと異なる第４の結合重みを決定し、
   前記画像分割部は、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて前記再分割が必要であると判定したとき、前記第４の結合重みに基づいて、前記対象物の画像を再分割する、画像分割装置。
4. 前記結合重み決定部は、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなると判定したとき、前記２つの画素の色相差に基づいて前記第３の結合重みを決定し、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、前記色相差と異なる指標に基づいて前記第４の結合重みを決定する、請求項３に記載の画像分割装置。
5. 前記結合重み決定部は、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、前記２つの画素の明度差に基づいて前記第４の結合重みを決定する、請求項４に記載の画像分割装置。
6. 前記分割判定部は、前記画像分割部が前記第３の結合重みを用いて分割した対象物の画像における明度と画素数との関係を示す明度分布に基づいて、画素数が基準数以上になるときの明度幅を検出し、その検出した明度幅が基準幅以上であるとき、前記対象物の画像の再分割が必要であると判定する、請求項３に記載の画像分割装置。
7. １つのフレームに含まれる複数の画素の彩度と画素数との関係を示す彩度分布において画素数が最小になる彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定するしきい値決定部と、
   前記しきい値決定部によって決定されたしきい値を用いて２つの画素が前記無彩色および前記有彩色のいずれに属するかを判定し、前記２つの画素の両方が前記無彩色からなると判定したとき、前記２つの画素のＲＧＢ値を用いて前記２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、前記２つの画素の一方が前記無彩色からなると判定したとき、前記第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定し、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなると判定したとき、前記第１の結合重み以上の第３の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する結合重み決定部と、
   前記結合重み決定部によって決定された第１から第３の結合重みに基づいて、前記１つのフレームを各対象物の画像に分割する画像分割部と、
   前記画像分割部による画像の分割結果に基づいて対象物の画像の再分割が必要であるか否かを判定する分割判定部とを備え、
   前記結合重み決定部は、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて前記再分割が必要であると判定したとき、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなるときの前記２つの画素間の結合重みとして前記第１の結合重みと異なる第４の結合重みを決定し、
   前記画像分割部は、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて前記再分割が必要であると判定したとき、前記第４の結合重みに基づいて、前記対象物の画像を再分割する、画像分割装置。
8. 前記しきい値決定部は、前記しきい値の初期値を予め保持しており、前記１つのフレームを受けると、前記彩度分布を検出し、その検出した彩度分布に基づいて前記初期値における第１の画素数と前記彩度を前記初期値から変化させたときの第２の画素数とを検出し、その検出した第１および第２の画素数および彩度に基づいて最小の画素数からなる彩度を検出し、その検出した彩度を前記しきい値として決定する、請求項７に記載の画像分割装置。
9. 前記結合重み決定部は、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなると判定したとき、前記２つの画素の色相差に基づいて前記第３の結合重みを決定し、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて前記再分割が必要であると判定したとき、前記色相差と異なる指標に基づいて前記第４の結合重みを決定する、請求項７に記載の画像分割装置。
10. 前記結合重み決定部は、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて再分割が必要であると判定したとき、前記２つの画素の明度差に基づいて前記第４の結合重みを決定する、請求項９に記載の画像分割装置。
11. 前記分割判定部は、前記画像分割部が前記第３の結合重みを用いて分割した画像における明度と画素数との関係を示す明度分布に基づいて、画素数が基準数以上になるときの明度幅を検出し、その検出した明度幅が基準幅以上であるとき、前記再分割が必要であると判定する、請求項７に記載の画像分割装置。
12. １つのフレームに含まれる複数の画素のＲＧＢ値を受付ける第１のステップと、
    前記受付けられた複数の画素のＲＧＢ値に基づいて、前記複数の画素の彩度を演算する第２のステップと、
    前記演算された複数の画素の彩度に基づいて、彩度と画素数との関係を示す彩度分布を求める第３のステップと、
    前記求められた彩度分布に基づいて、画素数が最小になる彩度を検出し、その検出した彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定する第４のステップと、
    前記受付けられた複数の画素のＲＧＢ値のうちの２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、前記２つの画素の第１および第２の色相を演算する第５のステップと、
    前記受付けられた複数の画素のＲＧＢ値のうちの２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、前記２つの画素の第１および第２の彩度を演算する第６のステップと、
    前記第１および第２の彩度の両方が前記決定されたしきい値以下であるか否かを判定する第７のステップと、
    前記第７のステップにおいて、前記第１および第２の彩度の両方が前記しきい値以下であると判定されたとき、前記２つの画素のＲＧＢ値のみを用いて前記２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定する第８のステップと、
    前記第７のステップにおいて、前記第１および第２の彩度の一方が前記しきい値以下であると判定されたとき、前記２つの画素のＲＧＢ値と、前記第１および第２の彩度とを用いて前記第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する第９のステップと、
    前記第７のステップにおいて、前記第１および第２の彩度の両方が前記しきい値よりも大きいと判定されたとき、前記２つの画素のＲＧＢ値と、前記第１および第２の色相とを用いて前記第１の結合重み以上の第３の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する第１０のステップと、
    前記第５のステップから前記第１０のステップを前記１つのフレームに含まれる全ての画素間について実行する第１１のステップと、
    前記第１１のステップを実行して決定された第１から第３の結合重みに基づいて、前記１つのフレームを各対象物の画像に分割する第１２のステップとを備える画像分割方法。
13. ２つの画素のＲＧＢ値を受付ける第１のステップと、
    前記受付けられた２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、前記２つの画素の第１および第２の色相を演算する第２のステップと、
    前記受付けられた２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、前記２つの画素の第１および第２の彩度を演算する第３のステップと、
    前記第１および第２の彩度の両方が有彩色と無彩色との境界を示すしきい値以下であるか否かを判定する第４のステップと、
    前記第４のステップにおいて、前記第１および第２の彩度の両方が前記しきい値以下であると判定されたとき、前記２つの画素のＲＧＢ値のみを用いて前記２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定する第５のステップと、
    前記第４のステップにおいて、前記第１および第２の彩度の一方が前記しきい値以下であると判定されたとき、前記２つの画素のＲＧＢ値と、前記第１および第２の彩度とを用いて前記第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する第６のステップと、
    前記第４のステップにおいて、前記第１および第２の彩度の両方が前記しきい値よりも大きいと判定されたとき、前記２つの画素のＲＧＢ値と、前記第１および第２の色相とを用いて前記第１の結合重み以上の第３の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する第７のステップと、
    前記第１のステップから前記第７のステップを１つのフレームに含まれる全ての画素間について実行する第８のステップと、
    前記第８のステップを実行して決定された第１から第３の結合重みに基づいて、前記１つのフレームを各対象物の画像に分割する第９のステップと、
    前記第９のステップにおいて分割された画像の分割結果に基づいて、対象物の画像の再分割が必要であるか否かを判定する第１０のステップと、
    前記第１０のステップにおいて前記画像の再分割が必要であると判定されたとき、前記第１および第２の彩度の両方が前記しきい値よりも大きいと判定されたときの前記２つの画素間の結合重みとして前記第１および第２の色相と異なる指標を用いて前記第１の結合重みと異なる第４の結合重みを前記対象物の画像に含まれる全ての画素間について決定する第１１のステップと、
    前記第１１のステップにおいて決定された前記第４の結合重みに基づいて前記対象物の画像を再分割する第１２のステップとを備える画像分割方法。
14. 前記第１１のステップにおいて、前記２つの画素の明度差に基づいて前記第４の結合重みを決定する、請求項１３に記載の画像分割方法。
15. 前記第１０のステップは、
    前記第９のステップにおいて前記第３の結合重みを用いて分割された画像における明度と画素数との関係を示す明度分布に基づいて、画素数が基準数以上になるときの明度幅を検出する第１のサブステップと、
    前記第１のサブステップにおいて検出された明度幅が基準幅以上であるとき、前記再分割が必要であると判定する第２のサブステップとを含む、請求項１３に記載の画像分割方法。
16. １つのフレームに含まれる複数の画素のＲＧＢ値を受付ける第１のステップと、
    前記受付けられた複数の画素のＲＧＢ値に基づいて、前記複数の画素の彩度を演算する第２のステップと、
    前記演算された複数の画素の彩度に基づいて、彩度と画素数との関係を示す彩度分布を求める第３のステップと、
    前記求められた彩度分布に基づいて、画素数が最小になる彩度を検出し、その検出した彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定する第４のステップと、
    前記受付けられた複数の画素のＲＧＢ値のうちの２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、前記２つの画素の第１および第２の色相を演算する第５のステップと、
    前記受付けられた複数の画素のＲＧＢ値のうちの２つの画素のＲＧＢ値に基づいて、前記２つの画素の第１および第２の彩度を演算する第６のステップと、
    前記第１および第２の彩度の両方が前記決定されたしきい値以下であるか否かを判定する第７のステップと、
    前記第７のステップにおいて、前記第１および第２の彩度の両方が前記しきい値以下であると判定されたとき、前記２つの画素のＲＧＢ値のみを用いて前記２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定する第８のステップと、
    前記第７のステップにおいて、前記第１および第２の彩度の一方が前記しきい値以下であると判定されたとき、前記２つの画素のＲＧＢ値と、前記第１および第２の彩度とを用いて前記第１の結合重みよりも小さい第２の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する第９のステップと、
    前記第７のステップにおいて、前記第１および第２の彩度の両方が前記しきい値よりも大きいと判定されたとき、前記２つの画素のＲＧＢ値と、前記第１および第２の色相とを用いて前記第１の結合重み以上の第３の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する第１０のステップと、
    前記第５のステップから前記第１０のステップを前記１つのフレームに含まれる全ての画素間について実行する第１１のステップと、
    前記第１１のステップを実行して決定された第１から第３の結合重みに基づいて、前記１つのフレームを各対象物の画像に分割する第１２のステップと、
    前記第１２のステップにおいて分割された画像の分割結果に基づいて、対象物の画像の
    再分割が必要であるか否かを判定する第１３のステップと、
    前記第１３のステップにおいて前記画像の再分割が必要であると判定されたとき、前記第１および第２の彩度の両方が前記しきい値よりも大きいと判定されたときの前記２つの画素間の結合重みとして前記第１および第２の色相と異なる指標を用いて前記第１の結合重みと異なる第４の結合重みを前記対象物の画像に含まれる全ての画素間について決定する第１４のステップと、
    前記第１４のステップにおいて決定された前記第４の結合重みに基づいて前記対象物の画像を再分割する第１５のステップとを備える画像分割方法。
17. 前記第１４のステップにおいて、前記２つの画素の明度差に基づいて前記第４の結合重みを決定する、請求項１６に記載の画像分割方法。
18. 前記第１３のステップは、
    前記第１２のステップにおいて前記第３の結合重みを用いて分割された画像における明度と画素数との関係を示す明度分布に基づいて、画素数が基準数以上になるときの明度幅を検出する第１のサブステップと、
    前記第１のサブステップにおいて検出された明度幅が基準幅以上であるとき、前記再分割が必要であると判定する第２のサブステップとを含む、請求項１６に記載の画像分割方法。
19. １つのフレームに含まれる複数の画素の彩度と画素数との関係を示す彩度分布において画素数が最小になる彩度を無彩色と有彩色との境界を示すしきい値として決定するしきい値決定部と、
    前記しきい値決定部によって決定されたしきい値を用いて２つの画素が前記無彩色および前記有彩色のいずれに属するかを判定し、前記２つの画素の両方が前記無彩色からなると判定したとき、前記２つの画素のＲＧＢ値を用いて前記２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、前記２つの画素のいずれか一方が前記無彩色からなると判定したとき、前記２つの画素のＲＧＢ値と前記２つの画素の彩度値を用いて決定する第２の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定し、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなると判定したとき、前記２つの画素のＲＧＢ値と前記２つの画素の色相値を用いて第３の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する結合重み決定部と、
    前記結合重み決定部によって決定された第１から第３の結合重みに基づいて、前記１つのフレームを各対象物の画像に分割する画像分割部とを備える画像分割装置。
20. 前記画像分割部による画像の分割結果に基づいて対象物の画像の再分割が必要であるか否かを判定する分割判定部をさらに備え、
    前記結合重み決定部は、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて前記再分割が必要であると判定したとき、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなるときの前記２つの画素間の結合重みとして前記２つの画素のＲＧＢ値と前記２つの画素の明度値を用いて第４の結合重みを前記２つの画素間の結合重みとして決定し、
    前記画像分割部は、前記分割判定部が前記分割結果に基づいて前記再分割が必要であると判定したとき、前記第４の結合重みに基づいて、前記対象物の画像を再分割する、請求項１９に記載の画像分割装置。
21. 前記しきい値決定部は、前記しきい値の初期値を予め保持しており、前記１つのフレームを受けると、前記彩度分布を検出し、その検出した彩度分布に基づいて前記初期値における第１の画素数と前記彩度を前記初期値から変化させたときの第２の画素数とを検出し、その検出した第１および第２の画素数に基づいて最小の画素数を検出し、前記最小の画素数が検出されたときの彩度を前記しきい値として決定する、請求項２０に記載の画像分
    割装置。
22. 無彩色と有彩色との間に存在する中間領域と前記無彩色との境界を示す第１のしきい値と、前記中間領域と前記有彩色との境界を示す第２のしきい値とを用いて２つの画素が前記無彩色、前記中間領域および前記有彩色のいずれに属するかを判定し、前記２つの画素の両方が前記無彩色からなると判定したとき、前記２つの画素のＲＧＢ値を用いて前記２つの画素間の結合重みである第１の結合重みを決定し、前記２つの画素の一方が前記無彩色からなり、かつ、前記２つの画素の他方が前記中間領域からなるとき、前記２つの画素のＲＧＢ値を用いて決定した第１の要素結合重みと前記２つの画素の彩度を用いて決定した第２の要素結合重みとのうちの最小の結合重みを前記２つの画素の第２の結合重みとして決定し、前記２つの画素の両方が前記中間領域からなるとき、前記２つの画素のＲＧＢ値を用いて決定した第３の要素結合重みと前記２つの画素の色相を用いて決定した第４の要素結合重みとのうちの最小の結合重みを前記２つの画素の第３の結合重みとして決定し、前記２つの画素の一方が前記中間領域からなり、かつ、前記２つの画素の他方が前記有彩色からなるとき、前記２つの画素の彩度を用いて決定した第５の要素結合重みと前記２つの画素の色相を用いて決定した第６の要素結合重みとのうちの最小の結合重みを前記２つの画素の第４の結合重みとして決定し、前記２つの画素の一方が前記無彩色からなり、かつ、前記２つの画素の他方が前記有彩色からなるとき、前記２つの画素の色相を用いて決定した第７の要素結合重みと前記２つの画素の彩度を用いて決定した第８の要素結合重みと前記２つの画素のＲＧＢ値を用いて決定した第９の要素結合重みとのうちの最小の結合重みを前記２つの画素の第５の結合重みとして決定し、前記２つの画素の両方が前記有彩色からなるとき、前記２つの画素の色相を用いて前記２つの画素間の結合重みである第６の結合重みとして決定する結合重み決定処理を１つのフレームの各画素間について実行する結合重み決定部と、
    前記結合重み決定部によって決定された第１から第６の結合重みに基づいて、前記１つのフレームを各対象物の画像に分割する画像分割部とを備え、
    前記結合重み決定部は、
    前記１つのフレームにおけるＲＧＢ値分布幅を用いた結合重みの調整が行なわれるとき、前記ＲＧＢ値分布幅を用いて前記２つの画素のＲＧＢ値差に対する減少割合が前記ＲＧＢ値分布幅の逆数倍になるように結合重みを調整することによって前記第１の結合重みを決定するとともに、前記ＲＧＢ値分布幅を用いて前記２つの画素のＲＧＢ値差に対する減少割合が前記ＲＧＢ値分布幅の逆数倍になるように前記第１、第３および第９の要素結合重みを調整することによって前記第２、第３および第５の結合重みを決定する第１の処理を実行し、
    前記１つのフレームにおける彩度分布幅を用いた結合重みの調整が行なわれるとき、前記彩度分布幅を用いて前記２つの画素の彩度差に対する減少割合が前記彩度分布幅の逆数倍になるように前記第２、第５および第８の要素結合重みを調整することによって前記第２、第４および第５の結合重みを決定する第２の処理を実行し、
    前記１つのフレームにおける色相分布幅を用いた結合重みの調整が行なわれるとき、前記色相分布幅を用いて前記２つの画素の色相差に対する減少割合が前記色相分布幅の逆数倍になるように前記第４、第６および第７の要素結合重みを調整することによって前記第３、第４および第５の結合重みを決定するとともに、前記色相分布幅を用いて前記２つの画素の色相差に対する減少割合が前記色相分布幅の逆数倍になるように結合重みを調整することによって前記第６の結合重みを決定する第３の処理を実行し、
    前記ＲＧＢ値分布幅、前記彩度分布幅および前記色相分布幅の少なくとも２つを用いた結合重みの調整が行なわれるとき、前記第１から第３の処理の少なくとも２つを実行する、画像分割装置。
23. 彩度と累積画素率との関係を示す曲線において、前記彩度を前記第１のしきい値から前記彩度の上限値まで変化させたときの前記曲線の各彩度における傾きを演算し、その演算した複数の傾きのうち、最初に基準値を超える傾きが得られたときの彩度を前記第２のしきい値として決定するしきい値決定部を更に備える、請求項２２に記載の画像分割装置。
24. ＲＧＢ値と累積画素率との関係を示す曲線において、前記ＲＧＢ値を前記第１のしきい値から前記ＲＧＢ値の上限値まで変化させたときの前記曲線の各ＲＧＢ値における傾きを演算し、その演算した複数の傾きのうち、最初に基準値を超える傾きが得られたときのＲＧＢ値を前記第２のしきい値として決定するしきい値決定部を更に備える、請求項２２に記載の画像分割装置。