JPH01303580A - 連結領域のヒストグラム算出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔°目　　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術と発明が解決しようとする課題課題を解決す
るための手段 作用 実施例 発明の効果 〔概要〕 画像処理装置に係り、特に、画像中に存在する複数個の
連結領域について、その領域の面積を算出する連結領域
のヒストグラム算出回路に関し、画像中に存在する連結
領域のヒストグラムを、該連結領域のラベル処理と同時
に算出する回路を提供することを目的とし、 パイプライン方式で処理される画像処理システムにおい
て、各画像に対して順次暫定ラベルを付与すると共に、
既にラベル付けされた近傍画素との接続関係を検出する
暫定ラベル付け部と、該検出された接続関係を整理して
重複を除く接続関係整理部と、上記付与された暫定ラベ
ル間の接続関係を格納するラベル接続関係格納部と、該
暫定ラベル間の接続関係を追跡し、直接９間接を問わず
、互いに接続している暫定ラベルを検出するクラスタリ
ング部と、該クラスタリングの結果より暫定ラベルを更
新するラベル更新部と、ディレィ用バッファとを備えた
ラベル付け部に、上記暫定ラベル付け部において付与さ
れた暫定ラベル画像から、該暫定ラベル毎のヒストグラ
ムを算出する暫定ラベルヒストグラム算出部と、該暫定
ラベルヒストグラム算出部の算出結果と、上記クラスタ
リング部の結果である「暫定ラベル−更新ラベル」の対
情報とから、各連結領域毎のヒストグラムを累積加算す
る更新ラベルヒストグラム算出部とを設け、連結領域の
ラベル付け処理と同時に、各連結領域のヒストグラムを
算出するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、画像処理装置に係り、特に、画像中に存在す
る複数個の連結領域について、その領域の面積を算出す
る連結領域のヒストグラム算出回路に関する。

最近の計算機システムの処理能力の向上と、画像処理技
術の進歩に伴い、工場における部品検査や、医療分野に
おける血球の検査、細胞診等において、該画像処理技術
を利用して、検査対象の画像中に散在する複数個の部品
の数や、血球、細胞の数や面積を算出することが行われ
るようになってきた。

この場合、該対象画像中に存在する複数個の物体のそれ
ぞれを識別する必要があり、該物体を特定する領域の各
々に対して、所謂ラベル付け処理と、各領域中の画素の
濃度毎に、その出現個数を計数するヒストグラム算出処
理が行われる。

これらの画像中の特定の領域に対するラベル付け処理と
、該ラベル画像に対するヒストグラム算出処理は、該画
像中の複数個の物体を分離し、各々の物体毎に、その面
積を算出する為に必須な技術であり、連結領域のラベル
付けと共に、該連結領域のヒストグラム算出を高速に行
うことができる回路の実現が強（望まれている。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕第３図は
従来の連結領域のヒストグラム算出回路を説明する図で
あり、（ａ）は全体の構成例を示し、（ｂｏ、　ｂｌ　
、　ｂ２）は暫定ラベル付け部の論理を説明しており、
（ｃ）は暫定ラベル付け処理後のラベル画像の例を示し
、（ｄＯ，ｄｌ）は接続関係整理部での処理例を示して
いる。

（ａ）図の構成例の内、ラベル付部９の詳細については
、例えば、本願出願人が先願している特開昭６１−３０
１３１７号公報、特開昭６２−２１９１７７号公報等に
開示しているので、ここでは、その要点だけを以下に説
明する。

先ず、画像データが暫定ラベル付け部３に入力されると
、（ｂＯ）図に示した、逆り型のウィンドウで走査し、
（ｂｌ）図に示した暫定ラベル付け、の論理で暫定ラベ
ルの発生、及び延長を行い、個々の画素に暫定ラベルを
付与すると共に、既に、ラベル付けされている近傍の画
素との接続関係を（ｂ２）図に示した論理で検出する。

該（ｂｌ）図に示した暫定ラベル付けの論理を簡単に要
約すると、隣接画素にラベル値が付加されている場合は
、該暫定ラベル値を上記走査方向に優先して延長し、該
隣接画素に暫定ラベル値が付加されていなくて、上の画
素にラベル値が付加されている場合には、縦方向に延長
して暫定ラベル値を付与し、上、及び左の隣接画素に該
暫定ラベルが付加されていない時には、新たな暫定ラベ
ルを付与するというものである。

次に、（ｂ２）図の論理で示した接続関係を検出する論
理を要約すると、上、及び左の隣接画素に該暫定ラベル
が付加されているときのみ、謹上、及び左の画素間が接
続されているとするものである。

このようにして暫定ラベル付け処理が行われた後のラベ
ル画像の例が（ｃ）図に示しである。

該暫定ラベル値の連結領域内での接続関係を上記暫定ラ
ベル付け部３において、上記（ｂ２）の論理で検出した
ものの例が（ｄＯ）に示しである。

このような接続関係に対して、次の接続関係整理部６に
おいて、該（ｄＯ）図で、例えば、波線を付加した重複
関係を除いて整理すると、（ｄｌ）図に示した接続関係
が得られる。

該整理された接続関係が、次のクラスタリング処理の為
に、ラベル接続関係格納部７に格納される。

そして、該クラスタリング部８においては、上記ラベル
接続関係格納部７に格納されている接続関係に基づいて
、直接１間接を問わず、互いに接続し合っている暫定ラ
ベル値のグループ化を行う。

このグループ化処理では、上記暫定ラベルの接続の様子
を、該暫定ラベル値をノードで表し、接続関係を該暫定
ラベル値（ノード）間のアークで表してグラフ化し、そ
のグラフを探索して同じ領域に属する暫定ラベル値を抽
出する。

ラベル更新部５においては、該グループ分けの結果を基
に、上記暫定ラベル付け部３において付与された暫定ラ
ベル値を、上記画像中の各々の連結領域に一意に対応し
たラベル値に更新することで、該入力画像に対するラベ
ル画像が得られる。

従来の連結領域のヒストグラム算出回路は、上記のよう
にしてラベル付けを行った後のラベル画像に対して、濃
度ヒストグラム算出部１０でヒストグラムを算出（具体
的には、各更新ラベル値を持つ画素の数を算出する）し
ていた為、該ラベル画像が得られてから各連結領域のヒ
ストグラムを算出することになり、該ヒストグラムの算
出に時間的な遅れを生じるという問題があった。

本発明は上記従来の欠点に鑑み、画像中に存在する複数
個の連結領域について、その領域の面積を算出する連結
領域のヒストグラム算出回路において、該画像中に存在
する連結領域のヒストグラムを、該連結領域のラベル付
け処理と同時に算出する回路を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の連結領域のヒストグラム算出回路の原
理構成図である。

上記の問題点は下記の如くに構成された連結領域のヒス
トグラム算出回路によって解決される。

パイプライン方式で処理される画像処理システムにおい
て、 各画像に対して順次暫定ラベルを付与すると共に、既に
ラベル付けされた近傍画素との接続関係を検出する暫定
ラベル付け部３と、 該検出された接続関係を整理して重複を除く接続関係整
理部６と、 上記付与された暫定ラベル間の接続関係を格納するラベ
ル接続関係格納部７と、 該暫定ラベル間の接続関係を追跡し、直接１間接を問わ
ず、互いに接続している暫定ラベルを検出するクラスタ
リング部８と、 該クラスタリングの結果より暫定ラベルを更新するラベ
ル更新部５と、 ディレィ用バッファ４とを備えたラベル付け部９に、 上記暫定ラベル付け部３において付与された暫定ラベル
画像から、該暫定ラベル毎のヒストグラムを算出する暫
定ラベルヒストグラム算出部１と、該暫定ラベルヒスト
グラム算出部１の算出結果と、上記クラスタリング部８
の結果である「暫定ラベル−更新ラベル」の対情報とか
ら、各連結領域毎のヒストグラムを累積加算する更新ラ
ベルヒストグラム算出部２とを設け、 連結領域のラベル付け処理と同時に、各連結領域のヒス
トグラムを算出するように構成する。

〔作用〕

即ち、本発明によれば、画像中に存在する複数個の連結
領域について、その領域の面積を算出する連結領域のヒ
ストグラムを算出するのに、ラベル付け部内の暫定ラベ
ル付け部において、暫定的にラベル付けされたラベル画
像に基づいて、暫定ラベルヒストグラム算出部で、該暫
定ラベル値毎に、そのヒストグラム（各暫定ラベル値を
持つ画素の個数）を算出し、テーブルに格納する。

前述のように、暫定ラベル付け部では異なった暫定ラベ
ル値が付与された画素が接続関係にある場合、該暫定ラ
ベル値同士の直接接続関係を抽出する。

そして、クラスタリング部では、該暫定ラベル値の先頭
からラベル値の分類処理（グループ化）を行い、上記の
直接接続関係情報を参照しながら、各暫定ラベル値毎に
、〔暫定ラベル、更新ラベル〕の対を生成して、ラベル
更新部、及び本発明の更新ラベルヒストグラム算出部に
出力する。

該更新ラベルヒストグラム算出部では、上記〔暫定ラベ
ル、更新ラベル〕の対によって、対応する暫定ラベル値
のヒストグラムを上記テーブルから読み出し、同時に、
更新ラベルのヒストグラムをテーブルから読み出し、両
者を加算して再び、更新ラベルヒストグラムのテーブル
に格納する。

上記の処理を各フレーム毎に行うことにより、各ラベル
毎のヒストグラムをラベル付け処理と同時に算出するこ
とができる。

このように、本発明によれば、暫定ラベル画像のヒスト
グラムを算出しておき、該暫定ラベル値のクラスタリン
グを行うと同時に、同一の更新ラベル値に統合される暫
定ラベル値のヒストグラムを累積加算していく為、連結
領域のラベル付けと。

各連結領域のヒストグラムの算出とを同時に行うことが
できる効果がある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

前述の第１図が本発明の連結領域のヒストグラム算出回
路の原理構成図であり、第２図は本発明の更新ラベルヒ
ストグラム算出部の一実施例を示した図であり、第１図
に示した暫定ラベルヒストグラム算出部ｌにおいて、暫
定ラベル付け部３で付与された暫定ラベル値毎にヒスト
グラムを算出しておき、該暫定ラベル値のクラスタリン
グを行う時に同時に、同一の更新ラベル値に統合される
暫定ラベル値のヒストグラムを累積加算する手段２が本
発明を実施するのに必要な手段である。尚、全図を通し
て同じ符号は同じ対象物を示している。

以下、第１図を参照しながら、第２図によって本発明の
連結領域のヒストグラム算出回路の構成と動作を説明す
る。

本発明を実施しても、連結領域のラベル付けの回路とそ
の動作は従来方式と特に変わることはなく、又、暫定ラ
ベルヒストグラム算出部ｌの動作も、通常のヒストグラ
ム算出処理と変わることはない（但し、濃度値の代わり
に、暫定ラベル値毎るヒストグラムを算出する所が異な
る）ので省略し、ここでは、更新ラベルヒストグラム算
出部２での構成と動作を中心にして説明する。

第２図において、暫定ラベルヒストグラム格納テーブル
１１．１２は、前述の暫定ラベルヒストグラム算出部１
において算出されたヒストグラムを暫定ラベル値毎に格
納しておくテーブルである。又、更新ラベルヒストグラ
ム格納テーブル１３．１４は連Ｖ３領域毎のヒストグラ
ムの算出結果を格納するテーブルである。

先ず、計数回路（ＣＴＲＱ）　２５はフレーム同期信号
を計数し、その最下位ビットから、フレーム同期信号が
到達する毎に“１１　、　ＩＱＩを交互に出力してセレ
クタ（ＳＥＬ）　１５１６及び１７．１９をイネーブル
し、該出力が°１”のときには、図中の上側の信号を選
択し、０°の時には、その下側を選択するように機能す
る。

又、計数回路（ＣＴＲ１）　２６は常時クロックを計数
しており、上記計数回路（ＣＴＲＯ）　２５が“ｌ”の
ときで、且つ上記フレーム同期信号がインアクティブ期
間にセレクタ（ＳＥＬ）　１７に入力され、上記計数回
路（ＣＴＲＯ）　２５が°０″のときで、且つ上記フレ
ーム同期信号がインアクティブ期間にセレクタ（ＳＥＬ
）１９に入力され、上記更新ラベルヒストグラム格納テ
ーブル１３．１４をクリアする為のアドレスを発生する
。このフレームの同期信号がインアクティブ期間のとき
、−１＝　ｌｚ　フタ（ＳＥＬ）　１８．２０は上側ノ
’ｏ’信号が選択されることにより、該更新ラベルヒス
トグラム格納テーブル１３．１４をフレーム単位に交互
にクリアする。

このようにして、暫定ラベルヒストグラム格納テーブル
１１．１２は、フレーム単位に、交互に、上記暫定ラベ
ルヒストグラム算出部１から、各暫定ラベル値毎のヒス
トグラムを格納する動作と、クラスクリング部８から入
力される〔暫定ラベル。

更新ラベル〕の対情報により、該暫定ラベルのヒストグ
ラム値を出力する動作を繰り返している。

更新ラベルヒストグラム格納テーブル１３．１４も同様
に、フレーム単位に、交互に、１つの更新ラベルに統合
されるべき暫定ラベル値のヒストグラムを累積加算して
格納する動作（計数回路（ＣＴＲＯ）２５が“１゛、又
は“０゛のとき）と、図示していないマイクロプロセッ
サ（ＭＰＵ）にヒストグラム算出結果を出力する動作（
計数回路（ＣＴＲＯ）　２５が“０゛、又は１゛のとき
）を繰り返している。

上記フレーム交互の動作の切り換えは、前述のように、
画像データの同期信号であるフレーム同期信号を計数回
路（ＣＴＲＯ）　２５へ入力し、該計数回路（ＣＴＲＯ
）　２５の出力の下位１ビツトをセレクタ（ＳＥＬ）　
１５．１６．１７，１８，１９．２０へ入力することで
制御している。

加算回路（＋）　２３．２４は、上記計数回路（ＣＴＲ
０）２５の出力値が°１゛のとき、セレクタ（ＳＥＬ）
　１６と。

セレクタ（ＳＥＬ）　１９の上側に入力されている〔暫
定ラベル、更新ラベル〕の対情報を、該計数回路（ＣＴ
ＲＯ）　２５品出力値が０゛のとき、セレクタ（ＳＥＬ
）１５と、セレクタ（ＳＥＬ）　１７の下側に入力され
ている〔暫定ラベル、更新ラベル〕の対情報を選択し、
暫定ラベルヒストグラム格納テーブル１２．又は１１の
出力である暫定ラベル値のヒストグラムと、対応する更
新ラベルヒストグラム格納テーブル１４゜又は１３の出
力とを累積加算し、その加算結果は、再び、更新ラベル
ヒストグラム格納テーブル１４゜又は、１３の同じアド
レスに格納される。このとき、セレクタ（ＳＥＬ）　２
１．２２はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）からのリード
イネーブル（ＲＥ）信号が出力されていない時には、下
側の情報、即ち、セレクタ（ＳＥＬ）　１７．１９を選
択している。

従って、該ヒストグラムの算出結果は、上記マイクロプ
ロセッサ（ＭＰＵ）から発行される上記リードイネーブ
ル（ＲＥ）信号を、論理積回路２７　、２８で、計数回
路（ＣＴＲＯ）　２５の出力、及び、その反転出力と論
理積をとり、該セレクタ（ＳＥＬ）　２１．２２への制
御信号として入力し、該マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）
からの更新ラベル値を更新ラベルヒストグラム格納テー
ブル１３．１４の何れか、即ち、該更新ラベルヒストグ
ラム格納テーブル１４．又は１３ニ対する累積加算格納
動作が行われていない側にアドレスとして入力すること
で得ることができる。

今、暫定ラベルヒストグラム格納テーブル１１がクラス
タリング部８の入力によりヒストグラム値を出力する動
作モード、即ち、上記計数回路（ＣＴＲ）　２５が°０
′を出力しているときには、その０”に対応するフレー
ム同期信号がインアクティブの時に、該更新ラベルヒス
トグラム格納テーブル１３はクリアされているので、ク
ラスタリング部８から分類処理の結果である〔暫定ラベ
ルａ、更新ラベルＡ〕の対が入力されると、該暫定ラベ
ルａはアドレスとして暫定ラベルヒストグラム格納テー
ブル１１へ入力され、該暫定ラベルａのヒストグラム値
を加算器（＋）　２３に出力する。

一方、更新ラベルヒストグラム格納テーブル１３では該
更新ラベルＡのヒストグラム値（但し、その初期値は°
０゛）を読み出し、上記加算器（＋）２３に入力される
。

該加算器（＋）　２３では両者を加算し、その加算結果
を再び更新ラベルＡのヒストグラム値として更新ラベル
ヒストグラム格納テーブル１３へ入力する。

該更新ラベルヒストグラム格納テーブル１３の出力は、
フレームの始めでは、上記初期値の°０゛であるが、ク
ラスタリング部８から分類結果が入力される度に、１つ
の更新ラベル値に統合されるべき暫定ラベルのヒストグ
ラム値を累積した値が格納され、該フレーム期間の最終
では、画像中の各連結領域のヒストグラム値がセントさ
れることになり、次のフレーム期間中保持（この期間の
フレームに対するヒストグラム値の累積動作は、暫定ラ
ベルヒストグラム格納テーブル１２と、更新ラベルヒス
トグラム格納テーブル１４との間で行われている）され
た後、次のフレームの開始前の上記インアクティブ期間
で初期化され、そのアクティブ期間において、同じ累積
処理が繰り返される。

このように、本発明は、画像中に存在する複数個の連結
領域について、その領域の面積を算出する連結領域のヒ
ストグラム算出回路において、該連結領域のヒストグラ
ム値を算出するのに、２組の暫定ラベルヒストグラム格
納テーブルと、更新ラベルヒストグラム格納テーブルと
を備え、フレーム同期信号に同期して、一方の暫定ラベ
ルヒストグラム格納テーブルに、暫定ラベルヒストグラ
ム算出部からの各暫定ラベル値毎のヒストグラム値を格
納している時、他の暫定ラベルヒストグラム格納テーブ
ルと、更新ラベルヒストグラム格納テーブルとの間では
、クラスタリング部でのラベル付け処理で生成された〔
暫定ラベル、更新ラベル〕の対情報に基づいて、１つの
更新ラベル値に統合されるべき暫定ラベル値のヒストグ
ラム値を累積し、更新ラベルヒストグラム格納テーブル
の対応する更新ラベルの領域に設定することを上記２組
のテーブル内で交互に行って、ラベル付け処理と、連結
領域のヒストグラム算出処理とが同時に行われるように
した所に特徴がある。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明の連結領域のヒス
トグラム算出回路は、パイプライン方式で処理される画
像処理システムにおいて、各画像に対して順次暫定ラベ
ルを付与すると共に、既にラベル付けされた近傍画素と
の接続関係を検出する暫定ラベル付け部と、該検出され
た接続関係を整理して重複を除く接続関係整理部と、上
記付与された暫定ラベル間の接続関係を格納するラベル
接続関係格納部と、該暫定ラベル間の接続関係を追跡し
、直接１間接を問わず、互いに接続している暫定ラベル
を検出するクラスタリング部と、該クラスタリングの結
果より暫定ラベルを更新するラベル更新部と、ディレィ
用バッファとを備えたラベル付け部に、上記暫定ラベル
付け部において付与された暫定ラベル画像から、該暫定
ラベル毎のヒストグラムを算出する暫定ラベルヒストグ
ラム算出部と、該暫定ラベルヒストグラム算出部の算出
結果と、上記クラスタリング部の結果である「暫定ラベ
ル−更新ラベル」の対情報とから、各連結領域毎のヒス
トグラムを累積加算する更新ラベルヒストグラム算出部
とを設け、連結領域のラベル付け処理と同時に、各連結
領域のヒストグラムを算出するようにしたものであるの
で、暫定ラベル画像のヒストグラムを前取て算出してお
き、該暫定ラベルのクラスタリングを行うと同時に、同
一の更新ラベル値に統合される暫定ラベル値のヒストグ
ラムを累積加算していく為、連結領域のラベル付けと、
各連結領域のヒストグラムの算出とを同時に行うことが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図が本発明の連結領域のヒストグラム算出回路の原
理構成図。 第２図は本発明の更新ラベルヒストグラム算出部の一実
施例を示した図。 第３図は従来の連結領域のヒストグラム算出回路を説明
する図。 である。 図面において、 ｌは暫定ラベルヒストグラム算出部。 ２は更新ラベルヒストグラム算出部。 ３は暫定ラベル付け部、４はディレィ用バッファ。 ５はラベル更新部、　　６は接続関係整理部。 ７はラベル接続関係格納部。 ８はクラスタリング部。 １１．１２は暫定ラベルヒストグラム格納テーブル。 １３、１４は更新ラベルヒストグラム格納テーブル。 １５〜２２はセレクタ（ＳＥＬ）　。 ２３．２４は加算器（＋）。 ２５．２６は計数回路（ＣＴＲＯ，１）。 ＭＰＵはマイクロプロセンサー。 Ｒ’ｔはリードイネーブル信号。 をそれぞれ示す。 （Ｇ）ｖ、ｔう■ル付け、処理穐の画像Ｃａｂ）　　出
力ざ札へｔＬ陸Ｍイ呆 即冊習■ｎ （，３７）　　　　才１１純　凸ｎイ＊ｆ）　　椙【　
理従来の達］百領域のヒスドグ弓ム葎出固訪２言え明ず
ろ同第　３　図　（干／１３）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パイプライン方式で処理される画像処理システムにおい
   て、 各画像に対して順次暫定ラベルを付与すると共に、既に
   ラベル付けされた近傍画素との接続関係を検出する暫定
   ラベル付け部（３）と、 該検出された接続関係を整理して重複を除く接続関係整
   理部（６）と、 上記付与された暫定ラベル間の接続関係を格納するラベ
   ル接続関係格納部（７）と、 該暫定ラベル間の接続関係を追跡し、直接、間接を問わ
   ず、互いに接続している暫定ラベルを検出するクラスタ
   リング部（８）と、 該クラスタリングの結果より暫定ラベルを更新するラベ
   ル更新部（５）と、 ディレィ用バッファ（４）とを備えたラベル付け部（９
   ）に、 上記暫定ラベル付け部（３）において付与された暫定ラ
   ベル画像から、該暫定ラベル毎のヒストグラムを算出す
   る暫定ラベルヒストグラム算出部（１）と、 該暫定ラベルヒストグラム算出部（１）の算出結果と、
   上記クラスタリング部（８）の結果である「暫定ラベル
   −更新ラベル」の対情報とから、各連結領域毎のヒスト
   グラムを累積加算する更新ラベルヒストグラム算出部（
   ２）とを設け、 連結領域のラベル付け処理と同時に、各連結領域のヒス
   トグラムを算出することを特徴とする連結領域のヒスト
   グラム算出回路。