JPH04117090A - 領域抽出装置 - Google Patents
領域抽出装置Info
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- JPH04117090A JPH04117090A JP2230669A JP23066990A JPH04117090A JP H04117090 A JPH04117090 A JP H04117090A JP 2230669 A JP2230669 A JP 2230669A JP 23066990 A JP23066990 A JP 23066990A JP H04117090 A JPH04117090 A JP H04117090A
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Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は画像から特定の色の領域を効率良く抽出する
ことを可能にした領域抽出装置に関する。
ことを可能にした領域抽出装置に関する。
（従来の技術）
画像から特定の対象物を抽出する有効な手法のひとつと
して、画像の色情報を用いる手法かある。特に選果シス
テムにおける果物や、工場ラインにおける色のついた部
品等をＴＶカメラにより入力される画像を用いて識別す
る場合、特定の色領域を画像中から抽出する事により、
容易に対象物を切り出すことができる。カラー撮像装置
により得られる色情報は、主として、３原色であるＲｌ
Ｇ、Ｂの値として得られるが、色を識別する際にはこれ
らの値を人間の色感覚である、明度、彩度、色相に変換
し、色の種類を示す色相の値を用いる場合が多い。
して、画像の色情報を用いる手法かある。特に選果シス
テムにおける果物や、工場ラインにおける色のついた部
品等をＴＶカメラにより入力される画像を用いて識別す
る場合、特定の色領域を画像中から抽出する事により、
容易に対象物を切り出すことができる。カラー撮像装置
により得られる色情報は、主として、３原色であるＲｌ
Ｇ、Ｂの値として得られるが、色を識別する際にはこれ
らの値を人間の色感覚である、明度、彩度、色相に変換
し、色の種類を示す色相の値を用いる場合が多い。
色相値は、第２図に示すＲＧＢ空間において、主対角軸
ＯＡとＲ軸により作られる基準平面と、色を表す３次元
環点Ｐより主対角軸ＯＡに下ろした垂線との間の成す角
θとして求まるがこの色相値θはＲ，Ｇ、Ｂ値に対し非
線形に変化するため、ＲＧＢ空間中のＰの位置により、
色の変化に対する色相値の変化量が大きい部分と小さい
部分が存在し、抽出し易い色と抽出し難い色か現れると
いう問題点かあった。
ＯＡとＲ軸により作られる基準平面と、色を表す３次元
環点Ｐより主対角軸ＯＡに下ろした垂線との間の成す角
θとして求まるがこの色相値θはＲ，Ｇ、Ｂ値に対し非
線形に変化するため、ＲＧＢ空間中のＰの位置により、
色の変化に対する色相値の変化量が大きい部分と小さい
部分が存在し、抽出し易い色と抽出し難い色か現れると
いう問題点かあった。
（発明か解決しようとする課題）
上述のように、従来この種の領域抽出装置では、色相算
出の際の基準平面が固定されているため、ＲＧＢ空間中
の色を表す３次元頂点の位置Ｐによって、色の変化（Ｒ
，Ｇ、Ｂ値の変化）に対応する色相値θの変化量が大き
く異なる。このため、色の種類によっては隣合う色相値
開の差が非常に小さくなる場合があり、抽出すべき色の
領域を画像中から正しく切り出すことか難しいという問
題点があった。
出の際の基準平面が固定されているため、ＲＧＢ空間中
の色を表す３次元頂点の位置Ｐによって、色の変化（Ｒ
，Ｇ、Ｂ値の変化）に対応する色相値θの変化量が大き
く異なる。このため、色の種類によっては隣合う色相値
開の差が非常に小さくなる場合があり、抽出すべき色の
領域を画像中から正しく切り出すことか難しいという問
題点があった。
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、抽出すべき色に応して色相
計算の際の基準平面を随時設定することにより、抽出す
べき色の色相値と他の色の色相値との間の差を大きくし
、容易に指定した色の領域が抽出できる領域抽出装置を
提供することにある。
、その目的とするところは、抽出すべき色に応して色相
計算の際の基準平面を随時設定することにより、抽出す
べき色の色相値と他の色の色相値との間の差を大きくし
、容易に指定した色の領域が抽出できる領域抽出装置を
提供することにある。
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
本発明に係わる領域抽出装置では、抽出したい色のＲ，
Ｇ、Ｂ値に応じて色相計算における基準平面を随時設定
することにより、抽出したい色の色相値と他の色の色相
値との間の差を大きくし、容易に抽出したい色を画像中
から切り出すことかできる。
Ｇ、Ｂ値に応じて色相計算における基準平面を随時設定
することにより、抽出したい色の色相値と他の色の色相
値との間の差を大きくし、容易に抽出したい色を画像中
から切り出すことかできる。
具体的にはＲ，Ｇ、Ｂ空間の主対角軸回りの回転角の始
点を抽出したい色に応じて変えるのである。
点を抽出したい色に応じて変えるのである。
（作 用）
抽出したい色のＲ，Ｇ、Ｂ値に応じて色相計算における
基準面を随時設定することにより、色の種類によらす、
抽出したい色の色相値と他の色の色相値との間の差が大
きくなり、抽出したい色領域が画像中から容易に切り出
されることとなる。
基準面を随時設定することにより、色の種類によらす、
抽出したい色の色相値と他の色の色相値との間の差が大
きくなり、抽出したい色領域が画像中から容易に切り出
されることとなる。
（実施例）
以下に図面を用いて本発明の一実施例について説明する
。
。
第１図は、本発明の一実施例に係わる領域抽出装置の構
成を示すブロック図である。この装置はカラー Ｉ Ｔ
Ｖカメラ１と、カラーＩＴＶカメラ１により入力され
たＲ、、Ｇ、８画像をそれぞれ記憶する３枚の画像メモ
リ（画像メモリＲ２、画像メモリＧ３、画像メモリＢ４
）と、この３枚の画像メモリから色相値を算出する色相
算出部６と、この色相算出部６に抽出したい色を示すＲ
，Ｇ、Ｂ値を入力する抽出色入力部５と、色相演算部６
により得られた色相値を用いて抽出色を画像中から切り
出す領域抽出部７から構成されている。
成を示すブロック図である。この装置はカラー Ｉ Ｔ
Ｖカメラ１と、カラーＩＴＶカメラ１により入力され
たＲ、、Ｇ、８画像をそれぞれ記憶する３枚の画像メモ
リ（画像メモリＲ２、画像メモリＧ３、画像メモリＢ４
）と、この３枚の画像メモリから色相値を算出する色相
算出部６と、この色相算出部６に抽出したい色を示すＲ
，Ｇ、Ｂ値を入力する抽出色入力部５と、色相演算部６
により得られた色相値を用いて抽出色を画像中から切り
出す領域抽出部７から構成されている。
色相算出部６では、画像メモリＲ，Ｇ、Ｂに蓄えられた
画像中の各点の値が第３図に示すＲＧＢ空間中の点Ｐで
あるとし、Ｐから主対角軸ＯＡに下ろした垂線Ｐ’ Ｐ
とＲＧＢ空間中に設定した基準平面との成す角θを算出
する。Ｐ’ Ｐは第３図を用い、以下のように得られ
る。
画像中の各点の値が第３図に示すＲＧＢ空間中の点Ｐで
あるとし、Ｐから主対角軸ＯＡに下ろした垂線Ｐ’ Ｐ
とＲＧＢ空間中に設定した基準平面との成す角θを算出
する。Ｐ’ Ｐは第３図を用い、以下のように得られ
る。
ＯＡ−（１，１，１）
ＯＰ−（Ｒ，Ｇ、Ｂ）
１０Ａ＋
ｐ’ ｐ−ｏｐ−ｏｐ’
点０．Ａ、Ｐｒ （Ｒｒ、Ｇｒ、Ｂｒ）を含む平面の法
線ベクトルＨは Ｈ＝ （Ｂｒ−Ｇｒ、Ｒｒ−Ｂｒ、Ｇｒ−Ｒｒ）となる
ため、Ｐ′ ＰとＨとの成す角ψは、ＨＩＩＰ’Ｐ Ｈｌ ＝ Ｉ（Ｂｒ−Ｏｒ） ＋（Ｒｒ−Ｂｒ）
＋（Ｇｒ−Ｒｒ）” ｌ ’／２Ｐ ’ Ｐ ｌ
＝ Ｊ−ｆ）ｆＲ（Ｒ−Ｇ）＋Ｇ（Ｇ−Ｂ）＋Ｂ（Ｂ
−Ｒ）ｌ”２より求めることができる。
線ベクトルＨは Ｈ＝ （Ｂｒ−Ｇｒ、Ｒｒ−Ｂｒ、Ｇｒ−Ｒｒ）となる
ため、Ｐ′ ＰとＨとの成す角ψは、ＨＩＩＰ’Ｐ Ｈｌ ＝ Ｉ（Ｂｒ−Ｏｒ） ＋（Ｒｒ−Ｂｒ）
＋（Ｇｒ−Ｒｒ）” ｌ ’／２Ｐ ’ Ｐ ｌ
＝ Ｊ−ｆ）ｆＲ（Ｒ−Ｇ）＋Ｇ（Ｇ−Ｂ）＋Ｂ（Ｂ
−Ｒ）ｌ”２より求めることができる。
ＲＧＢ空間中の点Ｐの色相θは
θ−π／２−ψ
として得られるため、（１）式のｃｏｓψの値がψの値
に対して大きく変動する部分、すなわちｃｏｓψ−０の
近傍になるよう基準平面を設定すれば点Ｐの色を表す色
相値と他の色を表す色相値との差が大きくなり、領域抽
出部７におけるしきい値処理による領域抽出が容易にな
る。よって、抽出色入力部５により入力された色をＰｒ
として基準平面を設定する。これにより、ＲＧＢ空間に
おいて、基準平面の近傍に抽出したい色が投影され、こ
れらの点から算出されるＣＯＳψの値が０に近くなる。
に対して大きく変動する部分、すなわちｃｏｓψ−０の
近傍になるよう基準平面を設定すれば点Ｐの色を表す色
相値と他の色を表す色相値との差が大きくなり、領域抽
出部７におけるしきい値処理による領域抽出が容易にな
る。よって、抽出色入力部５により入力された色をＰｒ
として基準平面を設定する。これにより、ＲＧＢ空間に
おいて、基準平面の近傍に抽出したい色が投影され、こ
れらの点から算出されるＣＯＳψの値が０に近くなる。
領域抽出部７は、色相算出部６により得られた画像中の
各点のｃｏｓψの値を調べ、０に近い点を抽出すべき色
の領域として出力する。
各点のｃｏｓψの値を調べ、０に近い点を抽出すべき色
の領域として出力する。
次に移動ロボットを用いて目標物へ移動追跡する具体的
方法について第４図を用いて説明する。
方法について第４図を用いて説明する。
移動ロボットに設けられたカメラから入力されたＲ、Ｇ
、８画像の各画素（ｉ、ｊ）対しくステップ１） 、
ｗａｘ（Ｒ，、、Ｇ、、、 Ｂ、、） −ｍｉｎ（Ｒ，
、、Ｇ、、。
、８画像の各画素（ｉ、ｊ）対しくステップ１） 、
ｗａｘ（Ｒ，、、Ｇ、、、 Ｂ、、） −ｍｉｎ（Ｒ，
、、Ｇ、、。
ＩＪ ｌｊ ＩＪ
ＩＪ ＩｊＢｌ、）なる演算を施して彩
度画像を求める。Ｒ１，。
ＩＪ ＩｊＢｌ、）なる演算を施して彩
度画像を求める。Ｒ１，。
１３
１ＪＧ、、、Ｂ、
、は各画素（ｉ、ｊ）のＲ，Ｇ、Ｂの輝度でＩＪ
ＩＪ ある。演算は、画像処理ハードウェアの持つ３画像間及
び２画像間演算機能により高速に実行することができる
。彩度の低い領域は色相値の誤差が大きく信頼性に欠け
るため、彩度画像を予め設定しておいたしきい値で２値
化して彩度の高い領域のみをＲｃとして抽出する（ステ
ップ２）。
１ＪＧ、、、Ｂ、
、は各画素（ｉ、ｊ）のＲ，Ｇ、Ｂの輝度でＩＪ
ＩＪ ある。演算は、画像処理ハードウェアの持つ３画像間及
び２画像間演算機能により高速に実行することができる
。彩度の低い領域は色相値の誤差が大きく信頼性に欠け
るため、彩度画像を予め設定しておいたしきい値で２値
化して彩度の高い領域のみをＲｃとして抽出する（ステ
ップ２）。
ステップ３では、ステップ２で求めた高彩度領域Ｒｃに
含まれる画素の色相値を算出する。画素ＰのＲ，Ｇ、Ｂ
値か第２図に示すＲＧＢ空間空間段Ｐであるとすると、
Ｐから主対角軸ＯＡに下ろした垂線Ｐ’ ＰとＲＧＢ空
間空間段定した基準平面との成す角θかＰの色相値とな
る。Ｐ’ Ｐ及び法線ベクトルＨは上述したように計算
できる。
含まれる画素の色相値を算出する。画素ＰのＲ，Ｇ、Ｂ
値か第２図に示すＲＧＢ空間空間段Ｐであるとすると、
Ｐから主対角軸ＯＡに下ろした垂線Ｐ’ ＰとＲＧＢ空
間空間段定した基準平面との成す角θかＰの色相値とな
る。Ｐ’ Ｐ及び法線ベクトルＨは上述したように計算
できる。
又ｐ’ ｐとＨとの成す角４．ＩＨ
Ｐ’ Ｐｌ、（Ｈ，Ｐ’ Ｐ）についても上述したよう
に求めることができる。よって、ＲＧＢ空間空間段Ｐの
色相θは θ−π／２−ψ として得られる。
に求めることができる。よって、ＲＧＢ空間空間段Ｐの
色相θは θ−π／２−ψ として得られる。
ψの値は基準平面の取り方により変化する。
ｃｏｓψの値がψの値に対して大きく変動する部分、す
なわちＣＯＳψ−０の近傍になるよう基準平面を設定す
れば、点Ｐの色か表す色相値と他の色を表す色相値との
差か大きくなり、点Ｐの色の抽出が容易になる。よって
、抽出したい色をＲＧＢ空間空間段ｒとして基準平面を
設定する（ステップ５）。これにより、ＲＧＢ空間にお
いて基準平面の近傍に抽出したい色の点が集まり、これ
らの点から算出されるＣＯＳψの値がＯに近くなる。
なわちＣＯＳψ−０の近傍になるよう基準平面を設定す
れば、点Ｐの色か表す色相値と他の色を表す色相値との
差か大きくなり、点Ｐの色の抽出が容易になる。よって
、抽出したい色をＲＧＢ空間空間段ｒとして基準平面を
設定する（ステップ５）。これにより、ＲＧＢ空間にお
いて基準平面の近傍に抽出したい色の点が集まり、これ
らの点から算出されるＣＯＳψの値がＯに近くなる。
以上のように色相値θを算出すると、θがＯに近い値を
持つＲｃ中の領域が抽出すべき色領域Ｒｈとなる。この
ため、５ｔｅｐ４では、θ−〇の色相値を持つ画素をＲ
ｃ中から選択してＲｈを求める（ステップ４）。
持つＲｃ中の領域が抽出すべき色領域Ｒｈとなる。この
ため、５ｔｅｐ４では、θ−〇の色相値を持つ画素をＲ
ｃ中から選択してＲｈを求める（ステップ４）。
Ｒｈは、画像のノイズによる多くの微小領域を含んでい
るため、ステップ６においてこれらの微小領域を除去す
る。今回の手法では、追随する色領域は常にＲｈ中で最
大面積を占めると仮定しているため、微小領域除去後の
領域Ｒｈに対し、ステップ７において最大面積を持つ領
域Ｒｍを抽出し、ステップ８においてその外接長方形の
重心を求めて追跡すべき領域の画像中の位置りとしてい
る。
るため、ステップ６においてこれらの微小領域を除去す
る。今回の手法では、追随する色領域は常にＲｈ中で最
大面積を占めると仮定しているため、微小領域除去後の
領域Ｒｈに対し、ステップ７において最大面積を持つ領
域Ｒｍを抽出し、ステップ８においてその外接長方形の
重心を求めて追跡すべき領域の画像中の位置りとしてい
る。
ステップ９では、まず、画像中心を原点とした際のＬの
Ｘ方向の位置Ｌｘを求める。Ｌｘの値が０に近ければロ
ボットは追跡領域に向かって進んでいるためそのまま直
進すれば良いか、Ｌｘの値が大きくなるとロボットの進
行方向と追跡領域との間のずれが大きくなるためＬｘが
正の値の時には右方向、負の値の時には左方向にコント
ロールをする必要がある。
Ｘ方向の位置Ｌｘを求める。Ｌｘの値が０に近ければロ
ボットは追跡領域に向かって進んでいるためそのまま直
進すれば良いか、Ｌｘの値が大きくなるとロボットの進
行方向と追跡領域との間のずれが大きくなるためＬｘが
正の値の時には右方向、負の値の時には左方向にコント
ロールをする必要がある。
このように上述した方法によれば移動ロボットの追跡に
おいても目標とする色の抽出精度を向上した追跡が行え
る。
おいても目標とする色の抽出精度を向上した追跡が行え
る。
［発明の効果コ
以上のように、この発明によれば、色相計算における基
準平面として、抽出したい色を含む平面を選択すること
により、抽出したい色の周辺の色相値が他の色の色相値
と比較して色の変化に対し敏感に変動するよう設定する
ことができ、抽出したい色の領域を容易にかつ確実に切
り出すことができる。
準平面として、抽出したい色を含む平面を選択すること
により、抽出したい色の周辺の色相値が他の色の色相値
と比較して色の変化に対し敏感に変動するよう設定する
ことができ、抽出したい色の領域を容易にかつ確実に切
り出すことができる。
第１図は、−船釣な色相計算法を説明する図、第２図は
この発明の一実施例のシステム構成図、第３図は、上記
実施例における色相計算手法を説１・・・カラーＩＴＶ
カメラ、２・・画像メモリＲ１３２，１画像メモリＧ、
４・・・画像メモリＢ、５・・・抽出色入力部、６・・
・色相算出部、７・・・領域抽出部。
この発明の一実施例のシステム構成図、第３図は、上記
実施例における色相計算手法を説１・・・カラーＩＴＶ
カメラ、２・・画像メモリＲ１３２，１画像メモリＧ、
４・・・画像メモリＢ、５・・・抽出色入力部、６・・
・色相算出部、７・・・領域抽出部。
Claims (1)
- （１）カラー画像を入力するための撮像手段と、この撮
像手段により入力されたカラー画像から色相を所定の基
準平面を基に算出する色相算出手段と、この色相算出手
段により算出された色相値を用いて色領域を抽出する領
域抽出手段とを備え、前記色相算出手段抽出すべき色に
応じて色相の算出のための基準平面を変化させることを
特徴とする領域抽出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230669A JPH04117090A (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 領域抽出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230669A JPH04117090A (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 領域抽出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04117090A true JPH04117090A (ja) | 1992-04-17 |
Family
ID=16911446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2230669A Pending JPH04117090A (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 領域抽出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04117090A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011152123A1 (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | ヤマハ発動機株式会社 | 残留応力測定装置および残留応力測定方法 |
-
1990
- 1990-09-03 JP JP2230669A patent/JPH04117090A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011152123A1 (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | ヤマハ発動機株式会社 | 残留応力測定装置および残留応力測定方法 |
| JP2011252839A (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Yamaha Motor Co Ltd | 残留応力測定装置および残留応力測定方法 |
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