JPH0137788B2

JPH0137788B2 -

Info

Publication number: JPH0137788B2
Application number: JP6368484A
Authority: JP
Inventors: Yukio Urushibata
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1984-03-31
Publication date: 1989-08-09
Also published as: US4624013A; JPS60207971A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は、図形処理装置に係り、２次元画像
メモリ内に格納された“１”、“０”の値を持つ２
値図形において、“１”の値を持つ画素の連結の
具合を調べて順に番号（ラベル）付けを行なつて
出力画像とする連結成分抽出回路に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］図形処理においては図形の特定の部分の性質を
調べるという要求がしばしば起る。例えば医学図
形でいくつかの細胞が含まれている画像があつた
とき、特定の１個の細胞画像の性質を調べるとい
う要求がある。このとき第１図に示すように、画
面中の細胞に対応する領域毎に順に番号（ラベ
ル）付けされていれば、番号を指定するだけでそ
れに対応する細胞の領域を抽出することができ
る。

従来、この種の処理に好適する回路として、例
えば、特公昭57−6620号公報に記載されているよ
うに、「２値図形が格納された２次元画像メモリ
と、上記画像メモリから順次画素データを読出
し、上記２値図形の連結成分を抽出し、抽出され
た連結成分に対して予め定められた順序で番号を
割当てる連結成分検出部と、上記２値図形と同じ
大きさを持つ２次元の多値メモリと、上記連結成
分検出部で画素データ毎に割当てられた番号をそ
の画素位置に対応する上記多値メモリの番地に格
納する手段と、上記連結成分検出部で異なる番号
が割当てられた連結成分が同一の連結成分である
場合にこれら２つの番号が同一の連結成分である
ことを指示するテーブルモメモリとを備えた連結
成分抽出回路」などが知られている。この種の連
結成分抽出回路では、図形が複雑な場合には、同
一連結成分でも画素により異なる番号が割付けら
れることがある。この場合、同一連結成分の構成
画素に同一の番号が割付けられるようにするため
のデータ変換が必要であり、そのためにはテーブ
ルメモリの書換えを行なう必要がある。このテー
ブルメモリの書換えは一般に図形が複雑であるほ
ど煩雑となり、この間、次の画素の処理には移れ
ないため処理速度が低下する欠点があつた。ま
た、連結成分検出が一定の速度で行なえないこと
からデータ転送のためにハンドシエーク等が必要
となるため一層処理速度が低下する。

［発明の目的］この発明は上記事情に鑑みてなされたものでそ
の目的は、連結成分検出と、テーブルメモリの書
換えとが並列に行なえ、且つ連結成分検出が一定
の速度で行なえる連結成分抽出回路を提供するこ
とにある。

［発明の概要］この発明では、２値図形が格納された２次元画
像メモリと、上記画像メモリから順次画素データ
を読出し、上記２値図形の連結成分を抽出し、抽
出された連結成分に対して予め定められた順序で
番号を割当てる連結成分検出部と、上記２値図形
と同じ大きさを持つ２次元の多値メモリと、上記
連結成分検出部で画素データ毎に割当てられた番
号をその画素位置に対応する上記多値メモリの番
号に格納する手段と、上記連結成分検出部で異な
る番号が割当てられた連結成分が同一の連結成分
である場合にこれら２つの番号が同一の連結成分
であることを指示するテーブルメモリとを備えた
連結成分抽出回路が提供されている。

この連結成分抽出回路には、上記２つの番号の
情報対を順次格納し、出力可状態においてその時
点で最も古い情報対を出力するFIFOメモリが更
に設けられている。読出し／書込み手段は、
FIFOメモリから出力された上記情報対の一方ま
たはテーブルメモリからの読出し出力情報で示さ
れるテーブルメモリのその番号の記憶情報を読出
し、且つ読出し後のその番地に上記情報対の他方
を書込む。この読出し／書込み手段によつてテー
ブルメモリから読出された情報は、比較手段によ
り当該情報の格納先番地と比較され、一致／不一
致が検出される。上記読出し／書込み手段の動作
は、比較手段によつて一致が検出されるまで繰返
される。比較手段によつて一致が検出されると次
の処理（テーブルメモリ書換え処理）が可能とな
り、FIFOメモリから次の情報対が出力される。

［発明の実施例］以下、この発明の一実施例を図面を参照して説
明する。第２図はこの発明が適用される図形処理
装置の全体構成を示し、第３図は第２図に示す連
結成分抽出回路１５の内部構成を示す。第２図に
おいて、１１は装置全体を制御するCPUである。
CPU１１には、２値図形が格納される入力画像
メモリ（原画メモリ）１２、ワークメモリ１３、
出力画像メモリ１４、および連結成分抽出回路１
５が制御バス１６を介して接続されている。入力
画像メモリ１２、ワークメモリ１３、および連結
成分抽出回路１５は画像データバス１７（８ビツ
ト）を介して相互接続されている。またワークメ
モリ１３、出力画像メモリ１４、および連結成分
抽出回路１５は画像データバス１８（８ビツト）
を介して相互接続されている。メモリ１２〜１４
は例えば512×512画素（１画素８ビツト）の容量
を有する。但し、ここでは第４図ａ〜ｃに示すよ
うに便宜上８×８画素のメモリ１２〜１４である
ものとして説明する。なお、第４図ａはラベル付
け対象入力画像の一例、第４図ｂは第４図ａに示
す画像に対するラベル付け処理後の画像、第４図
ｃはデータ変換後の出力画像を示す。ところで、
メモリ１２については、１画素１ビツトでもよ
い。

ラベル付け処理においては、第２図に示す
CPU１１の指示により、入力画像メモリ１２か
ら画素が一定速度で読出される。この画素読出し
は、第４図ａにおいて画素の位置を（ｘ、ｙ）と
すると（０、０）、（１、０）、…（７、０）、（０、
１）、（１、１）…（７、１）、（０、２）、（１、
２）…（７、７）の順となる。メモリ１２から読
出された画素データは画素データバス１７を介し
て第３図の連結成分抽出回路１５に導かれ、当該
回路１５内の入力レジスタ（以下、単にレジスタ
と称する）２１にラツチされる。レジスタ２１に
ラツチされた（入力画像メモリ１２からの読出
し）画素データは、信号線２２を介して連結成分
検出部２３に導かれる。この連結成分検出部２３
は３×２のマスク構成（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｓ、
Ｅ）となつており、このＥに信号線２２からの画
素データがセツトされる。周知のように、連結成
分検出部２３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｓの内容は、Ｅ
の内容が画素位置（ｘ＋１、ｙ）の画素データで
ある場合、（ｘ−１、ｙ−１）、（ｘ、ｙ−１）、
（ｘ＋１、ｙ−１）、（ｘ−１、ｙ）、（ｘ、ｙ）の
画素データとなつている。この状態を第５図に示
す。

連結成分検出部２３のＡ〜Ｅの各画素データは
図示せぬ信号線群を介して制御部２４に導かれ
る。制御部２４は、これらＡ〜Ｅの画素データを
調べ、連結成分の判定の対象となるＳの画素に対
するラベル付けを行なう。このラベル付けの基本
動作を、上、下、左、または右の少なくともいず
れか一方に連結している成分を検出する、いわゆ
る４連結検出方式を例にとつて説明する。まず、
第６図ａに示すようにＳのラベル付け対象データ
が“０”の場合、制御部２４は制御部２４内のセ
レクタ２５を制御し、当該ラベル付け対象データ
（Ｓの画素）を出力画素（ラベル付けされた画素）
として信号線２６上に選択出力せしめる。また、
第６図ｂに示すようにＳの画素が“１”で、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの各画素が“０”の場合、制御部２４
は当該制御部２４のラベルカウンタ（以下、単に
カウンタと称する）２７のカウント値をＳの画素
のラベルとしてセレクタ２５から信号線２６上に
選択出力せしめる。このカウンタ２７は、出力画
素として選択されるごとに＋１される。なお、カ
ウンタ２７の初期値は、ラベル付けされていない
データと区別するために“２”となつている。ま
た、第６図ｃに示すように、Ｓの画素が“１”
で、Ｂの画素が“０”でない（具体的には“２”
以上の）場合には、Ｂの画素が選択される。この
ときＤの画素が“０”でなければ、原理的にはＤ
を選択してもよい。また、第６図ｄに示すよう
に、Ｓの画素が“１”、Ｂの画素が“０”、そして
Ｄの画素が“０”でない場合には、Ｄの画素が選
択される。このとき第６図ｅに示すようにＣ、Ｅ
の各画素が“０”でなければ、制御部２４は、連
結された図形でありながら異なるラベルを割当て
たものと判断する。そして制御部２４は、後述す
るテーブルメモリ２８の書換えを可能とするため
に、信号線２６上の出力画素（Ｄの画素）をレジ
スタ２９にセツトし、Ｃの画素を信号線３０経由
でレジスタ３１にセツトする。なお、第６図ａ〜
ｅにおいて、記号Ｘは“０”あるいは“１”以上
の値のいずれでもよいことを示す。

制御部２４の制御によつて信号線２６上に出力
された出力画素は、上記したレジスタ２９のほか
に、連結成分検出部２６のＤ、セレクタ３２、お
よび画素バツフア３３に導かれる。この画像バツ
フア３３は信号線２６上の出力画素、即ちラベル
付けされた画素データを１ライン分記憶するの
で、メモリ１２〜１４のｘ方向と同じ長さを持つ
シフトバツフア構造となつている。また、セレク
タ３２は、信号線２６上のデータ、またはテーブ
ルメモリ２８のデータライン３４上のデータのい
ずれか一方を選択出力するものである。このセレ
クタ３２は、ラベル付け処理の場合、CPU１１
の指示により信号線２６上のデータを選択するよ
うになつている。セレクタ３２からの選択出力デ
ータは信号線３５経由で出力レジスタ（以下、単
にレジスタと称する）３６に導かれる。画像バツ
フア３３および連結成分検出部２３では、画像デ
ータバス１７からの画素データの入力周期に同期
して（即ち入力画像メモリ１２からの画素読出し
周期に同期て）１画素シフトが行なわれる。この
結果、連結成分検出部２３において、Ｂの内容は
Ａに、Ｃの内容はＢに、Ｅの内容はＳにそれぞれ
セツトされる。また、Ｄには、信号線２６上のデ
ータ、即ちＳの内容のラベル付け後のデータ（出
力画素データ）がセツトされる。これと同時に、
Ｅにはレジスタ２１から信号線２２経由で供給さ
れる新たな画素データがセツトされ、Ｃには画像
バツフア３３からのデータがセツトされる。ま
た、画像バツフア３３の最終位置には信号線２６
上のデータがセツトされる。これにより、ラベル
付け処理が可能となる。一方、セレクタ３２から
の選択出力データ（即ち信号線２６上のデータ）
は、上記した１画素シフトのタイミングでレジス
タ３６にラツチされる。レジスタ３６にラツチさ
れたデータ（出力画素データ）は、画像データ１
８を介してワークメモリ１３に転送され、当該メ
モリ１３の対応する位置、例えば第５図の場合で
あれば（ｘ、ｙ）の位置に書込まれる。

以上のラベル付け処理が繰返されることによ
り、第４図ａに示されている２値図形は、第４図
ｂに示される多値図形に変換される。

次に、この発明の要旨に直接関係する、テーブ
ルメモリ書換え処理について説明する。今、連結
成分検出部２３のＥに、第４図ａに示す２値図形
における画素位置（５、２）の画素データ“１”
がセツトされたものとする。この場合、連結成分
検出部２３のＡ〜Ｅの内容は第７図ａに示すよう
になる。第７図ａの状態は、第６図ｅのタイプに
属する。この場合、制御部２６は出力画素として
Ｄの画素データ（この例では“３”）を選択し、
信号線２６経由でレジスタ２９にセツトせしめ
る。また、このＤのデータは、同じＤ、画像バツ
フア３３の最終位置、およびレジスタ３６に、レ
ジスタ２９へのセツトタイミングと同じタイミン
グでセツトされる。また、制御部２４は、レジス
タ２９へのセツトタイミングと同じタイミング
で、連結成分検出部２３のＣの画素データ（この
例では“２”）を信号線３０経由でレジスタ３１
にセツトせしめる。レジスタ２９，３１にセツト
されたデータ（Ｄ、Ｃの各内容）は、信号線３
７，３８経由でFIFO（フアースト・イン・フアー
スト・アウト）メモリ３９に導かれ、次の画素が
処理されるまでに（即ち次のラベル付け処理サイ
クルの間に）当該メモリ３９に書込まれる。

FIFOメモリ３９は、テーブルメモリ２８に対
する書換え処理が行なわれていない場合に出力可
状態となる。FIFOメモリ３９が出力可状態にな
ると、その格納データのうち、その時点で最も古
いデータが当該メモリ３９から読出される。した
がつて、この例のようにFIFOメモリ３９に最初
のデータが書込まれた場合には、当該データは直
ちに読出される。メモリ３９からの読出しデータ
のうちＤの内容に相当するデータは信号線４０経
由でセレクタ４１に導かれる。セレクタ４１は、
メモリ３９からのデータ読出し時には、制御部２
４の指示により信号線４０上のデータを選択する
ようになつている。しかして信号線４０上のデー
タ、即ちＤの内容に相当するデータはセレクタ４
１により選択される。セレクタ４１からの選択出
力データは信号線４２経由でレジスタ４３に導か
れ、当該レジスタ４３にセツトされる。、一方、
メモリ３９からの読出しデータのうちＣの内容に
相当するデータは信号線４４経由でレジスタ４５
に導かれ、当該レジスタ４５にセツトされる。

レジスタ４３からの出力データは信号線４６経
由でセレクタ４７に導かれる。セレクタ４７は、
ラベル付け処理の期間中、CPU１１の指示によ
り信号線４６上のデータを選択するようになつて
いる。このため、信号線４６上のデータ、即ちＤ
の内容に相当するデータはセレクタ４７により選
択され、アドレスライン４８経由でテーブルメモ
リ２８に導かれる。しかしてテーブルメモリ２８
がリードアクセスされ、アドレスライン４８上の
データの示すその番地の記憶データがデータライ
ン３４に読出される。この実施例では、テーブル
メモリ２８には初期値として各番地にその番地と
等しいデータが書込まれている。したがつてＤに
相当する内容が“３”であるこの例では、“３”
が読出される。テーブルメモリ２８からの読出し
データ“３”はデータライン３４経由でレジスタ
４９に導かれ、当該レジスタ４９にセツトされ
る。ここで、テーブルメモリ２８はライトアクセ
スモードとなる。このモードでは、レジスタ４５
の内容がデータライン３４経由でテーブルメモリ
２８に導かれ、上記データが読出されたその番地
に書込まれる。したがつて、レジスタ４３，４５
の内容が“３”、“２”であるこの例では、テーブ
ルメモリ２８の３番地の内容が、第７図ｂに示す
ように“３”から“２”に書換えられる。この３
番地の値“２”は、ラベル値“３”の画素がラベ
ル値“２”の画素と連結しており、ラベル値
“２”への変換が必要であることを示す。

レジスタ４９の内容は、信号線５０を介してセ
レクタ４１および比較器５１に導かれる。この比
較器５１には、信号線４６経由でレジスタ４３か
らの出力データも導かれる。比較器５１はこれら
両データ、即ちテーブルメモリ２８からの読出し
データと、その番地とを比較し、一致／不一致を
検出する。読出しデータが“３”、その番地が
“３”であるこの例では、一致が検出される。比
較器５１の検出結果は信号線５２経由で制御部２
４に通知される。制御部２４は、この例のように
一致が検出された場合、１画素についてのテーブ
ルメモリ書換え処理が終了したものと判断し、
FIFOメモリ３９に対し次のデータの出力許可を
与える。したがつて、FIFOメモリ３９に未処理
データが残つていれば、その中で最も古いデータ
がFIFOメモリ３９から出力され、このデータを
用いたテーブルメモリ書換え処理が行なわれる。
これに対し、不一致が検出された場合、制御部２
４の指示によりセレクタ４１が切替えられ、今度
は信号線５０上のデータがレジスタ４３にセツト
される。そして上記した一連の動作が、比較器５
１で一致が検出されるまで繰返される。

一方、連結成分検出部２３側においては、上記
したテーブル書換え処理とは無関係に一定の速度
でラベル付け処理が行なわれる。このラベル付け
処理において第６図ｅのタイプが検出されると、
信号線２６，３０上の各データ（Ｄ、Ｃの各画素
データ）がその都度FIFOメモリ３９に格納され
る。このため、たとえテーブルメモリ書換え処理
に長時間を要しても、FIFIFOメモリ３９が満杯
とならない限り、一定速度でラベル付け処理を行
なうことに何等不都合は生じない。

第４図の例では、次にFIFOメモリ３９への書
込みが生じるのは、第８図ａに示すように、連結
成分検出部２３のＥに、第４図ａに示す２値図形
における画素位置３，４の画素データ“１”がセ
ツトされた場合である。この場合、FIFOメモリ
３９への書込みデータ（Ｄ、Ｃの画素データ）は
“４”、“３”となる。したがつて、このデータを
用いたテーブルメモリ書換え処理では、第８図ｂ
に示すようにテーブルメモリ２８の４番地の内容
“４”が“３”に書換えられる。

第４図の例において、更に次にFIFOメモリ３
９への書込みが生じるのは、第９図ａに示すよう
に、連結成分検出部２３のＥに、第４図ａに示す
２値図形における画素位置（６、６）の画素デー
タ（“１”）がセツトされた場合である。この場
合、FIFOメモリ３９への書込みデータ（Ｄ、Ｃ
の画素データ）は、“４”、“５”となる。したが
つて、このデータを用いたテーブルメモリ書換え
処理では、第９図ｂに示すように、まずテーブル
メモリ２８の４番地の内容“３”が“５”に書換
えられる。この４番地の旧内容“３”は、その番
地に一致していない。したがつて今度は、上記旧
内容“３”の示すテーブルメモリ２８のその番地
（３番地）の内容も第９図ｂに示すように“５”
に書換えられる。この３番地の旧内容“２”は、
その番地に一致していない。したがつて、上記旧
内容“２”の示すテーブルメモリ２８のその番地
（２番地）の内容も第９図ｂに示すように“５”
に書換えられる。この２番地の旧内容“２”は、
その番地に一致している。そして、このことが比
較器５１によつて検出され、その旨が制御部２４
に通知されることにより、１画素についてのテー
ブルメモリ書換え処理が終了する。

前記したラベル付け処理およびこれに伴うテー
ブルメモリ書換え処理が１つの画面について終了
すると、第２図の装置はデータ変換モードとな
る。このモードでは、ワークメモリ１３に格納さ
れたデータ、即ちラベル付けされた画素データ
が、前記した入力画像メモリ１２からのデータ読
出しと同じ速度、同じ順序で、順に画像データバ
ス１７に読出される。バス１７に順次出力された
データは、連結成分抽出回路１５のレジスタ２１
に一定周期でラツチされる。レジスタ２１にラツ
チされたデータ（ワークメモリ１３からの読出し
データ）は、信号線２２経由でセレクタ４７に導
かれる。データ変換モードでは、セレクタ４７
は、CPU１１の指示により信号線２２上のデー
タを選択するように切替えられる。これにより、
信号線２２上のデータはセレクタ４７によつて選
択され、アドレスライン４８経由でテーブルメモ
リ２８に導かれる。しかしてテーブルメモリ２８
がリードアクセスされ、アドレスライン４８上の
データの示すその番地の記憶データ読出される。
テーブルメモリ２８からの読出しデータはデータ
ライン３４を介してセレクタ３２に導かれる。デ
ータ変換モードでは、セレクタ３２は、CPU１
１の指示によりデータライン３４上のデータを選
択するように切替えられる。これにより、データ
ライン３４上のデータはセレクタ３２によつて選
択され、レジスタ３６にラツチされる。レジスタ
３６にラツチされたデータは、画像データバス１
８経由で出力画像メモリ１４に転送され、当該メ
モリ１４の対応する位置、例えばワークメモリ１
２の（ｘ、ｙ）からのラベル付けデータに対する
変換データであれば同じ（ｘ、ｙ）の位置に書込
まれる。以上の動作がワークメモリ１３の全ての
ラベル付けデータについて繰返されることによ
り、出力画像メモリ１４には、第４図ｃに示され
るように、正しくラベル付けされた画素データが
格納される。

なお、前記実施例では、テーブルメモリ書換え
処理において、信号線２６からのデータをテーブ
ルメモリ２８のアドレスとし、信号線３０からの
データをテーブルメモリ２８へ書込みデータとし
ているが、その逆であつてもよい。また、連結成
分検出論理は、特公昭57−6620号公報にも記載さ
れているように前記実施例に限定されるものでは
ない。更にこの発明は、４連結検出方式に限ら
ず、例えば斜め方向も連結検出の対象とする８連
結方式にも応用することができる。

［発明の効果］以上詳述したようにこの発明によれば、連結成
分検出と、テーブルメモリの書換えとが並列に行
なえる。このためテーブルメモリ書換え処理の
間、連結成分検出が待たされることはなく、ラベ
ル付け処理の高速化が図れる。また、連結成分検
出が一定の速度で行なえるため、入力画像メモリ
からの画素データ読出し並びにデータ転送が一定
速度で行なえる。このため、データ転送のための
ハンドシエーク等が不要となり、処理の一層の高
速化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はラベル付けを説明する図、第２図はこ
の発明が適用される図形処理装置の構成図、第３
図は第２図に示す連結成分抽出回路の内部構成
図、第４図乃至第９図は動作説明図である。１１……CPU、１２……入力画像メモリ、１
３……ワークメモリ、１４……出力画像メモリ、
１５……連結成分抽出回路、２３……連結成分検
出部、２４……制御部、２５，３２，４１，４７
……セレクタ、２８……テーブルメモリ、３９…
…FIFOメモリ、５１……比較器。

Claims

【特許請求の範囲】

１２値図形が格納された２次元画像メモリと、
上記画像メモリから順次画素データを読出し、上
記２値図形の連結成分を抽出し、抽出された連結
成分に対して予め定められた順序で番号を割当て
る連結成分検出部と、上記２値図形と同じ大きさ
を持つ２次元の多値メモリと、上記連結成分検出
部で画素データ毎に割当てられた番号をその画素
位置に対応する上記多値メモリの番地に格納する
手段と、上記連結成分検出部で異なる番号が割当
てられた連結成分が同一の連結成分である場合に
これら２つの番号が同一の連結成分であることを
指示するテーブルメモリとを備えた連結成分抽出
回路において、上記２つの番号の情報対を順次格
納し、出力可状態においてその時点で最も古い情
報対を出力するFIFOメモリと、このFIFOメモリ
から出力された上記情報対の一方または上記テー
ブルメモリからの読出し出力情報で示される上記
テーブルメモリのその番号の記憶情報を読出すと
共に、当該番地に上記FIFOメモリから出力され
た上記情報対の他方を書込む読出し／書込み手段
と、この読出し／書込み手段によつて上記テーブ
ルメモリから読出された情報と対応する番地との
一致／不一致を検出する比較手段とを具備し、上
記比較手段によつて一致が検出されるまで上記読
出し／書込み手段の動作を繰返すことを特徴とす
る連結成分抽出回路。