JPH04123278A - 連結領域のオイラー数演算装置 - 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（第６図〜第７図） 従来の技術　（第８図〜第１３図） 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　（第１図）作用（第１図） 実施例 本発明の一実施例（第２図〜第５図） ・全体の構成（第２図） ・暫定ラベルパターン数算出部（第３図）・暫定ラベル
パターン数算出部の動作 （第３図） ・更新ラベルオイラー数演算部（第４図）・更新ラベル
オイラー数演算部の動作 （第４図） ・全体の動作（第５図） 発明の効果 ［概要］ 画像処理において有用な連結領域のオイラー数を高速に
演算できる連結領域のオイラー数演算装置に関し、 連結領域のラベル付けと連結領域のオイラー数の算出を
同時に行え、高速にオイラー数を演算できる連結領域の
オイラー数演算装置を提供することを目的とし、 画像をスキャンし、連結しているｕｉｕ画素あるいは＋
＋　Ｏ＋＋画素に同一値の暫定ラベルを付加すると共に
、異なった値を有する暫定ラベル同士の接続関係を調べ
る暫定ラベル付け部と、暫定ラベル値毎に、該暫定ラベ
ル値を有する画素の集合である暫定ラベル領域に含まれ
るオイラー数の算出に必要な各種パターン数を算出する
暫定ラベルパターン数算出部と、接続関係のある暫定ラ
ベルに更新ラベルを付すと共に、更新ラベルと暫定ラベ
ルの組を出力するクラスタリング部と、接続関係のある
各暫定ラベルの各画素に同一の更新ラベルを付して更新
ラベル画像を発生するラベル更新部と、同一値の更新ラ
ベルを付された前記各暫定ラベル領域のオイラー数を前
記パターン数を用いて計算すると共に、累積して該更新
ラベルを付された連結領域のオイラー数を算出する更新
ラベルオイラー数演算部を有するように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は連結領域のオイラー数演算装置に係わり、特に
画像処理において有用な連結領域のオイラー数を高速に
演算できる連結領域のオイラー数演算装置に関する。

画像処理において、連結領域のオイラー数とは、「数値
１から連結領域に含まれる孔の個数を引いたものである
」。連結領域には、例えば４一連結領域と８一連結領域
があり、２値画像において４一連結あるいは８一連結し
ている＋＋１＋＋画素＋＋りをｔｒ１ｐｚ画素の４一連
結領域あるいは８一連結領域という。第６図は４一連結
、８一連結の説明図であり、真中の画素Ｘ。に対して画
素Ｘ工、Ｘ、。

ｘ９．ｘ７は４一連結しており、画素Ｘ工〜Ｘａは８連
結している。すなわち、左、右、上、下のいずれかの態
様で隣接している場合４一連結しているといい、左、右
、上、下、右斜め上、下、左斜め上、下のいずれかの態
様で隣接している場合、８一連結しているという。又、
ｌ＋１１１画素の連結領域内に存在するｐｐｏｐｐ画素
の連結領域を孔という。

かかるオイラー数は４一連結領域の場合は次式Ｇ＝Ｖ−
Ｅ＋Ｆ　　　　・・・（１） により、８一連結領域の場合には次式 ０式％（２） により求まる。尚、Ｇはオイラー数、■は連結領域の総
画素数、Ｅは連結領域における横２バタン（第７図（ａ
）参照）と縦２パターン（第７図（ｂ）参照）の総数、
Ｄは連結領域における傾斜２パターン（第７図（Ｃ）参
照）の総数、Ｔは連結領域における５字パターン（第７
図（ｄ）参照）の総数、Ｆは連結領域における田の字パ
ターン（第７図（ｅ）参照）の総数である。

画像処理を利用した部品検査や医療分野における血球検
査、細胞診などにおいては、画像中に散在する複数の物
体を識別し、物体毎にその大きさ。

位置、周囲長などの図形的特徴を算出する処理が必要で
ある。前記オイラー数はこれらの処理に利用でき、特に
粒子画像の解析において粒子間の重なりが多い場合、粒
子の重なりの程度を表す特徴量として用いられる。また
、オイラー数は印刷文字の認識においで、文字のＦ潰れ
」やＦ欠けｊなどを検知する場合に非常に有用である。

以上から高速に連結領域のオイラー数を算出することの
できる回路が望まれている。

［従来の技術］ 第８図は従来のオイラー数演算装置の構成図であり、１
は画像中に散在する各連結領域の画素に異なった値を有
するラベルをパイプライン処理により付与してラベル画
像を出力するラベル付け部であり、２はラベル毎に該ラ
ベルが付与された連結領域に含まれる各種パターンの総
数Ｖ、Ｅ、’Ｆ。

Ｄ、Ｔを算出し、（１）式または（２）式よりオイラー
数を算出する連結領域オイラー数算出部である。

ラベル付け部１は、１ラインのスキャン毎に各画素に対
して順次暫定的に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１ａと、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１ｂと、暫定ラベル間の接続関係を格
納する暫定ラベル接続関係格納部１ｃと、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し、接続関係のある暫定ラベル
に新ラベル（更新ラベル）を付すと共に、更新ラベルと
暫定ラベルの組を出力するクラスタリング部１ｄと、各
画素に暫定ラベルを付与された暫定ラベル画像を記憶す
るデイレイバッファ１ｅと、接続関係のある暫定ラベル
の各画素に同一の更新ラベルを付して更新ラベル画像を
発生するラベル更新部１ｆを有している。

暫定ラベル付け部１ａは２値画像が人力されると、１ス
キヤンライン毎に、各画素（１１１１１の画素）に暫定
ラベルを付与して暫定ラベル画像を生成する。すなわち
、第１スキヤンライン５ＬＩ（第９図）上で”１″′が
連続する場合には同一の値を有する暫定ラベルを付し、
０”になった後、再び１１１７１が連続すると別の値を
有する暫定ラベルを付し、以下同様に第１スキヤンライ
ンＳＬＩの各画素に暫定ラベルを付し、以後第２スキヤ
ンラインＳＬ２、第３スキヤンラインＳＬ３・・・の各
スキャンラインの７１１７１画素に暫定ラベルを付与す
る。これにより、第９図に示すように、暫定ラベル画像
が出来上がり、デイレイバッファー１ｅに格納される。

又、暫定ラベル付け部１ａは。

各暫定ラベルの接続関係を調べ、暫定ラベルと該暫定ラ
ベルシコ連結される別の暫定ラベルとの接続を示す暫定
ラベル接続関係テーブル（第１ｏ図参照）を作成する。

接続関係整理部１ｂは、暫定ラベル接続関係テーブルを
参照して暫定ラベル間の接続関係を２次元グラフで表現
しく第１２図参照）、これにより接続の重複を除き、暫
定ラベル間の接続情報を暫定ラベル接続関係格納部１ｃ
に格納する。

クラスタリング部１ｄは、この接続情報を用いて、直接
、間接を問わず互いに接続している暫定ラベルに更新ラ
ベルを付し、暫定ラベルと更新ラベルの対応テーブル（
第１２図参照）を作成すると共に、更新ラベルと暫定ラ
ベルの組 更新ラベル１：暫定ラベル１，２，４，５，７゜１０．
１１ 更新ラベル２：暫定ラベル３，６．９ を出力する。

ラベル更新部１ｆは、更新ラベルと暫定ラベルの組が人
力されると、デイレイバッファー１ｅに格納されている
暫定ラベル画像（第９図）を更倉ラベルに従って更新し
、更新ラベル画像（第１３図）を連結領域オイラー数算
出部２に入力する。

連結領域オイラー数算出部２は２更新ラヘル匝像が入力
されると、更新ラベルが付与された各連結領域３　ａ　
ｒ　３　ｂに含まれる各種パターンの総数Ｖ、Ｅ、Ｆ、
Ｄ、Ｔを算出し、（１）式または（２）式よりオイラー
数を算出する ［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来は暫定ラベル画像を求め、該暫定ラ
ベル画像をその接続関係に基づいて更新ラベル画像に更
新し、しかる後更新ラベル画像に基づいてオイラー数を
算出するものであるため、暫定ラベル画像が得られてか
ら各連結領域のオイラー数を算出するまでに相当の時間
的な遅れが生じ、高速処理ができないという問題があっ
た。

以上から本発明の目的は、連結領域のラベル付けと連結
領域のオイラー数の算出を同時に行え、高速にオイラー
数を演算できる連結領域のオイラ数演算装置を提供する
ことである。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

１１ａは画像をスキャンし、１スキヤシライン毎に互い
に連結しているｌ＋１１＋画素に同一値の暫定ラベルを
付加すると共に、異なった値を有する暫定ラベル同士の
接続関係を調へる暫定ラベル付け部、１１ｄは接続関係
のある暫定ラベルに更新ラベルを付し、更新ラベルと暫
定ラベルの組を出力するクラスタリング部、１１ｅは各
画素に所定の暫定ラベルを付した暫定ラベル画像を記憶
するデイレイ用バッファ、１１ｆは接続関係のある各暫
定ラベルの各画素に同一の更新ラベルを付して更新ラベ
ル画像を発生するラベル更新部、１２は同一の暫定ラベ
ル値を有する画素の集まりである暫定ラベル領域に含ま
れるオイラー数の算出に必要な各種パターン数を算出す
る暫定ラベルパターン数算出部であり、パターン数算出
回路１２ｂと、暫定ラベル毎に各種パターン数を記憶す
るパターン数記憶部１．２　ｃを有している。１３は更
新ラベルオイラー数演算部であり、各暫定ラベル領域の
オイラー数を前記パターン数を用いて演算するオイラー
数演算回路１３ａと、演算された暫定ラベルのオイラー
数を累積して更新ラベルを付された連結領域のオイラー
数を求めるオイラー数累積部１３ｂと、更新ラベルを付
された各連結領域のオイラー数を記憶するオイラー数記
憶部１３ｃを有している。

［作用］ １フレームの２値画像が入力されると、暫定ラベル付け
部１１ａは１スキヤンライン毎に、互いに連結している
１１１１１画素に同一値の暫定ラベルを付加しく連結し
てない時には別の暫定ラベルを付す）、同時に前後スキ
ャンラインにおける暫定ラベルとの接続関係を調べる。

そして、１フレムの画像に対して、１スキヤンライン毎
に上記処理を施して得られる暫定ラベル画像をデイレイ
用バッファ、１１ｅに記憶すると共に、暫定ラベルの接
続の有無を示す接続テーブルを作成して記憶すかかる暫
定ラベル画像の生成処理と並行して、暫定ラベルパター
ン数算出部１２のパターン数算出回路１２ｂは、同一の
暫定ラベル値を有する画素の集まりである暫定ラベル領
域毎に、オイラー数算出に必要な画素数（１ドツトパタ
ーンの総数）、横２パターンの総数、縦２パターンの総
数、田の字パターンの総数等各種パターンの総数を算出
して、パターン数記憶部１２ｃに記憶する。

又、クラスタリング部１１ｄは１フレームの暫定ラベル
付けが終わると前記接続テーブルを用いて互いに接続関
係のある暫定ラベルに更新ラベルを付し、更新ラベルと
暫定ラベルの対応関係テーブルを作成して記憶する。

そして、次のフレームの２値画像が入力されると暫定ラ
ベル付け部１１ａ及び暫定ラベルパターン数算畠部１２
は上記と同様な処理を実行する。

又、クラスタリング部１１ｄはかかる処理と並行して、
前フレーム画像の更新ラベルと暫定ラベルの対応関係を
出力する。これにより、ラベル更新部１１ｆは該対応関
係に基づいて前フレームの暫定ラベル画像を更新ラベル
に基づいた更新ラベル画像にして出力する。

暫定ラベルパターン数算出部１２は、呪フレム画像のパ
ターン数を算出するのと並行して、前フレーム画像の各
暫定ラベルのパターン数を更新ラベル毎に更新ラベルオ
イラー数演算部１３に入力し、更新ラベルオイラー数演
算部１３のオイラー数演算回路１３ａは入力されたパタ
ーン数を用いて各暫定ラベル領域のオイラー数を計算し
、オイラー数累積部　１３ｂは演算された暫定ラベル領
域のオイラー数を更新ラベル毎に累積して更新ラベル領
域のオイラー数を求め、オイラー数記憶部１３ｃに記憶
する。

尚、暫定ラベルパターン数算出部１２は／＜ターン数記
憶部１２ｃに、現フレーム画像における各暫定ラベルの
各種パターン数を記憶する第１記憶部と、前フレーム画
像における各暫定ラベルの各種パターン数を記憶する第
２記憶部を有し、現フレーム画像の暫定ラベル毎に各種
パターン数を求めて第１記憶部に記憶するのと並行して
、第２記憶部から前フレーム画像の暫定ラヘル毎の各種
パターン数を読出して更新ラベルオイラー数演算部１３
に入力する。

又、更新ラベルオイラー数演算部１３はオイラーａ記憶
部１３ｃに、現フレームより１つ前のフレーム画像にお
ける更新ラベル毎のオイラー数を記憶する第１の記憶部
と、２フレーム前のフレーム画像における更新ラベル毎
のオイラー数を記憶する第２の記憶部を有し、１フレー
ム前の画像における各更新ラベル領域のオイラー数を計
算して第１記憶部に記憶するのと並行して、第２記憶部
から２フレーム前の画像における各更新ラベル領域のオ
イラー数を読出して処理装置に入力する。

以上により、本発明によれば、ラベル付けとオイラー数
算出処理を同時に行えるため高速にオイラー数を演算す
ることができる。

［実施例］ 木造１度し二基流あ□ ・全体的構成 第２図は本発明のオイラー数演算装置の一実施例構成図
であり、第１図と同一部分には同一符号を付している。

１１は２値画像の各連結領域にラベルを付すラベル付け
部、１２は暫定ラベルパターン数算出部、１３は更新ラ
ベルオイラー数演算部、１４は算出されたオイラー数に
基づいて所定の画像処理を行うコンピュータ構成の処理
装Ｍ　（ＭＰＵ）である。

ラベル付け部１１は従来と同様の構成を有し、１ライン
のスキャン毎に各画素に対して順次暫定的にラベルを付
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１１ａと、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１１ｂと
、暫定ラベル間の接続関係を格納する暫定ラベル接続関
係格納部１１ｃと、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
出し、接続関係のある暫定ラベルに更新ラベルを付すと
共に、更新ラベルと暫定ラベルの組を出力するクラスタ
リング部１１ｄと、暫定ラベルを付与された暫定ラベル
画像を記憶するデイレイバッファ１１ｅと、接続関係の
ある暫定ラベルの各画素に同一の更新ラベルを付して更
新ラベル画像を発生するラベル更新部１１ｆを有してい
る。

暫定ラベルパターン数算出部１２は、暫定ラベル領域の
総画素数を算出する暫定ラベル画素数算出部１２−１と
、暫定ラベル領域に含まれる横２パターン（第７図（ａ
））の総数を算出する暫定ラベル横２パターン数算出部
１２−２と、暫定ラベル領域に含まれる縦２パターン（
第７図（ｂ））の総数を算出する暫定ラベル縦２パター
ン数算出部１２−３と、暫定ラベル領域に含まれる傾斜
２パターン（第７図（Ｃ））の総数を算出する暫定ラベ
ル傾斜２パターン数算出部１２−４と、暫定ラベル領域
に含まれる５字パターン（第７図（ｄ））の総数を算出
する暫定ラベルＬ字パターン数算出部１２−５と、暫定
ラベル領域に含まれる田の字パターン（第７図（ｅ））
の総数を算出する暫定う・＼ル田の字パターン数算出部
１２−６を有している。各パターン数算出部１２−１〜
１２−６は、パターン数算出回路１２　ｂとパターン数
記憶部１２ｃ等を有している。尚、連結領域が４一連結
領域の場合。

暫定ラベルパターン数算出部１２は、暫定ラベル画素数
算出部１２−１と、暫定ラベル横２パターン数算出部１
２−２と、暫定ラベル縦２パターン数算出部１２−３と
、暫定ラベル田の字パターン数算出部１２−６を有する
だけでよい。

更新ラベルオイラー数算出部１３は、クラスタリング１
−１ｄにより同一の更新ラベルを付された暫定ラベル領
域毎にオイラー数を計算するオイラー数演算回路１３ａ
と、演算された暫定ラベル領域のオイラー数を更新ラベ
ル毎に累積し、更新ラベルを付された連結領域のオイラ
ー数を求めるオイラー数累積部１３ｂと、更新ラベルを
付された各連結領域のオイラー数を記憶するオイラー数
記憶部１３ｃを有している。

・’ＩＩ　　＝−＜ｔｖｙ＜５〒ン数算出部暫定ラベル
パターン算出部１２における暫定ラベル画素数算出部１
．２−．１．−暫定ラベル横２バタン数算出部１２−２
．暫定ラベル縦２パターン数算出部１２−３．暫定ラベ
ル傾斜２パターン数算呂部１２−４．暫定ラベルＬ字パ
ターン数算出部１２−５　、暫定ラベル田の字パターン
数算出部１２−６はそれぞれ路間−の構成を有している
。

第３図は暫定ラベル画素数算出部１２−１の構成図であ
り、＋＋　Ｉ　ＴＴ　Ｆニットパターン検出部１２ａと
、パターン数算出回路（画素数算出回路）１２ｂと、パ
ターン数記憶部（画素数記憶部）１２Ｃと、偶数・奇数
フレーム判別部１２ｄと、アドレス発生部１２ｅと、ク
リア用書込イネーブル信号発生部１２ｆと、メモリ制御
用セレクタ部１２ｇと、画素数出力部１２ｈを有し、機
能的には現フレーム画像における暫定ラベル毎の総画素
数を算出して記憶する機能と、前フレーム画像において
算出、記憶しである暫定ラベルの総画素数を順次更新ラ
ベルオイラー数演算部１３に出力する機能を有している
。

ｕｉｕドツトパターン検出部 ＋＋　１．　ＩＩ　ｈニットパターン検出部１２ａは１
１１１１の画素が検出された時、ローレベルｊＴ　Ｏ＋
＋を出力するものであり、４つのラッチ回路２７〜３０
と１スキャンライン分遅延させる遅延回路３１と、論理
回路２６を有している。ランチ回路２７には現スキャン
ラインの走査画素の”１′″又は＋＋　Ｏ＋＋が記憶さ
れ、ラッチ回路２８には走査画素より１つ前の画素の１
”又は”０３１が記憶され、ラッチ２９には１つ前のス
キャンラインにおける画素であって、現走査画素と同一
水平位置における画素の１１１１１又はＮ　Ｏ”が記憶
され、ラッチ３ｏにはその１つ前の画素の′ｌ″又はｕ
　ＯＩＩが記憶される。

論理回路２６は、ラッチ３０の出力が７１１１Ｈの場合
にのみＴＩ　Ｏ＋＋を出力し、その他の場合には１″を
出力する。この＋＋　０　＋＋は別途＋１カウントアツ
プしである暫定ラベルの画素数を後述するメモリに書き
込むイネーブル信号となる。

すなわち、１つ前のスキャンラインにおける暫定ラベル
毎に画素数分書込イネーブル信号を発生し、該暫定ラベ
ルの画素数をメモリに記憶する構成になっている。尚、 （ａ）ラッチ２９．３０が１１１１１の時のみ、論理回
路２６よりＩＴ　Ｏ＋＋を出力し、他の時は１１１１１
を出力するようにすれば、１２ａは横２パターン検出部
となり、 （ｂ）ラッチ２７．２９が共に”１″の時のみ。

論理回路２６より７８０７７を出力し、他の時は＋１１
１７を出力するようにすれば、１２ａは縦２パターン数
検出部となり、 （ｃ）ラッチ２７．３ｏまたはラッチ２８．２９が共に
１″″の時のみ論理回路２６よりＩＩ　Ｏｕを出力し、
他の時は１１１１１を出力するようにすれば、１２ａは
傾斜２パタ一ン検出部となり、（ｄ）ラッチ２８．２９
．３０又は２７．２８．３０又は２７．２８．２９又は
２７．２９．３０が共に１”の時のみ論理回路２６より
１１０１１を出力し、他の時はｔＴＶ＋を出力するよう
にすれば、１２ａはＬ字パターン検出部となり、 （ｅ）全ラッチ２７〜３０が＋＋１＋Ｔの時のみ論理回
路２６から＋＋　Ｏ＋＋を出力し、他の時はｎｉｕを出
力するようにすれば、１２ａは田の字パターン検出部と
なる。

・パターン数算出回路 パターン数算出回路（画素数算出回路）１２ｂは暫定ラ
ベル毎に画素数を累積するもので、偶数フレーム画像に
おける暫定ラベル毎の画素数をカウントアツプする＋１
回路３２と奇数フレーム画像における暫定ラベル毎の画
素数をカウントアツプする＋１回路３３を有している。

・パターン数記憶部 パターン数記憶部（画素数記憶部）１２ｃは各暫定ラベ
ルの画素数を記憶するもので、偶数フレムにおける画像
の各暫定ラベルの画素数を記憶する第１暫定ラベル画素
数格納メモリ（以後第１メモリという）１６と、奇数フ
レームにおける画像の各暫定ラベルの画素数を記憶する
第２暫定ラベル画素数格納メモリ（以後第２メモリとい
う）１７を有している。

・偶数・奇数フレーム判別部 偶数・奇数フレーム判別部１２ｄはフレーム毎に発生す
る垂直同期信号ＶＳ（第５図参照）により交互にＩＩ　
１１ｌ　、　ＩＩ　Ｑ＋＋を出力するものであり、カウ
ンタ３４で構成され、最下位ビットがＩＩ　Ｏ＋７の時
は偶数フレーム、１′″の時は奇数フレームである。尚
、垂直同期信号ｖＳが１１１１１の期間は画像信号とし
て有効なデータが出力されている期間（有効データ出力
期間）、垂直同期信号がＩＩ　Ｏ＋＋の期間はブランク
期間（垂直帰線期間）である。

・アドレス発生部 アドレス発生部１２ｅは前フレーム画像の暫定ラベル毎
の画素数を記憶する第１又は第２メモリ１６．１７のア
ドレスを発生するものであり、セレクタ２５と、カウン
タ３５を備えている。このアドレス発生部１２ｅは、垂
直同期信号■Ｓの″１″′期間中（有効データ出力期間
中）は、アドレスとしてクラスタリング部１１ｄから出
力される更新ラベル毎の各暫定ラベル値を順次出力し、
第１又は第２メモリ１６．１７から該暫定ラベルの画素
数を読み出させ、垂直同期信号ＶＳの１１０１１期間中
（垂直帰線期間中）は、アドレスとして画素同期信号（
画素クロック）ＰＣＬを計数するカウンタ３５の計数値
を順次出力し、第１又は第２メモリ１６．１７の内容を
クリアさせる。

・クリア用書込イネーブル信号発生部 りリア用書込イネーブル信号発生部１２ｆは、前フレー
ム画像における暫定ラベルの画素数を記憶する第１又は
第２メモリ１６．１７をクリアするためにｔｊ　Ｏ１１
データの書込イネーブル信号を出力するもので、垂直同
期信号■Ｓと画素クロックＰＣＬが入力されるオアゲー
ト３６で構成され、垂直帰線時に画素クロックＰＣＬが
発生する毎に、ｎｏｌｊデータ書込イネーブル信号を出
力する。

・メモリ制御用セレクタ部 メモリ制御用セレクタ部１２ｇは、偶数フレーム側の第
１メモリ用セレクタ１８〜２０、奇数フレーム側の第２
メモリ用セレクタ２１〜２３を有している。これらセレ
クタは、ＳＬ端子に”０”信号が入力されているとＡ端
子に入力されている信号を出力し、１１１１１信号が入
力されているとＢ端子に入力されている信号を出力する
。

セレクタ１８はデータ選択用のセレクタであり、偶数フ
レーム時には＋１加算器３２の演算結果を出力し、奇数
フレーム時にはメモリ内容をクリアするための１７０１
１（アースレベル）を出力する。

セレクタ１９は書込イネーブル用のセレクタであり、偶
数フレーム時には、７７１７１画素が検出される毎に、
書込イネーブル状態にし、奇数フレーム時には画素クロ
ックＰＣＬが発生する毎に書込イネーブル状態にする。

セレクタ２０はアドレス選択用のセレクタであり、偶数
フレーム時、暫定ラベル付け部１１ａから出力される暫
定ラベルをアドレスとして出力して第１メモリ１６の該
アドレスに記憶されている画素数を読出させると共に＋
１された画素数を同一アドレスに格納させ、奇数フレー
ム時にはアドレス発生部１２ｅから出力されるデータを
アドレスとして出力する。尚、奇数フレーム時、ＶＳ＝
”１”であれば前フレーム画像における更新ラベル毎の
各暫定ラベルの画素数をｊ順次読出させ、ｖｓ＝”ｏ”
であればクリア用アドレスを出力して該アドレスに′″
０″０″データ込んでクリアさせる。

セレクタ２１はデータ選択用のセレクタであり、奇数フ
レーム時には＋１加算器３３の演算結果を出力し、偶数
フレーム時にはメモリ１７の内容をクリアするための１
１０１１（アースレベル）を出力する。セレクタ２２は
書込イネーブル用のセレクタであり、奇数フレーム時に
は、Ｆ１１ｌ＋画素が検出される毎に書込イネーブル状
態にし、偶数フレーム時には画素クロックＰＣＬが発生
する毎に書込イネーブル状態にする。セレクタ２３はア
ドレス選択用のセレクタであり、奇数フレーム時、暫定
ラベル付け部１１ａから出力される暫定ラベルをアドレ
スとして出力して、第２メモリ１７の該アドレスに記憶
されている画素数を読出させると共に＋１された画素数
を同一アドレスに格納させ、偶数フレーム時にはアドレ
ス発生部１２ｅから出力されるデータをアドレスとして
出力する。尚、偶数フレーム時、ＶＳ＝”１”であれば
前フレーム画像における更新ラベル毎の各暫定ラベルの
画素数を順次読出させ、ｖｓ＝”ｏ”であればクリア用
アドレスを出力して該アドレスに“Ｏｕデータを書き込
んでクリアさせる。

・画素数出力部 画素数出力部１２ｈは前フレーム画像における暫定ラベ
ル毎の画素数を更新ラベルオイラー数演算部１３に出力
するもので、セレクタ２４により構成されている。偶数
フレームの場合には、第１メモリ１６から読出された前
フレーム画像の各暫定ラベルの画素数を出力し、奇数フ
レームの場合には、第２メモリ１７から読出された前フ
レーム画像の各暫定ラベルの画素数を出力する。

・暫定ラベル画素数算出部の動作 偶数・奇数フレーム判別部１２ｄから偶数フレムを示す
＋ｌ　Ｏ″′が出力され、これによりセレクタ１８〜２
４から六入力信号が出力されている場合について、暫定
ラベル画素数算出部１２の動作を説明する。尚、第１メ
モリ１６の内容が画像の始めではＩＩ　ＯＩ＋クリアさ
れている。

第１メモリ１６のアドレス端子には、暫定ラベル付け部
１１ａから出力される暫定ラベル値がアドレスとして入
力され、又、第１メモリ１６の書込イネーブル端子（本
ＷＥ）にはセレクタ１９を通して論理回路２６の出力が
書込イネーブル信号として入力され、更に第１メモリ１
６のデータ入力端子には該メモリの前記アドレスから読
出されたデータを＋１加算器３２で＋１した結果が入力
される。

以上から、暫定ラベル毎に画素数が第１メモリ１６に記
憶され、１フレームが終了した時、各暫定ラベル値（ア
ドレス）が示す第１メモリ１６の記憶域には該暫定ラベ
ル値が付与された画素の個数が格納される。

一方、第２メモリ１７のアドレス端子には、画像の垂直
同期信号ＶＳが＋１１＋＋の期間中（有効データ出力期
間中）、クラスタリング部１１ｄから更新ラベルと対応
の付いた暫定ラベルが入力され、画像の垂直同期信号Ｖ
ＳがＩＩ　ＯＩＩの期間中（垂直帰線期間中）、カウン
タ３５のクリア用アドレス（画素クロックＰＣＬに同期
して１カウントアツプされるデータ）が入力される。又
、第２メモリ１７のデータ入力端子には、垂直帰線期間
中のみクリア用の１７０″′　（アースレベル）が入力
され、書込イネーブル端子（＊ＷＥ）には垂直帰線期間
中のみ、画素クロックＰＣＬが書込イネーブル信号とし
て入力される。

以上により、第１メモリ１６に現フレーム画像の暫定ラ
ベル毎の画素数を格納するのと並行して、有効データ出
力期間中（ＶＳ＝”１’″）、第２メモリ１７からは１
フレーム前の画像に対して付与されている暫定ラベル値
を有する画素数が、更新ラベル単位で順次読出されセレ
クタ２４を通して更新ラベルオイラー数演算部１３へ出
力され、そこで更新ラベルを付ぎわだ連結領域のオイラ
ー数が演算される。尚、垂直帰線期間では第２メモリ１
７のクリアが行われる。

そして、以後法のフレームでは、第１メモリ１６より更
新ラベルオイラー数演算部１３への暫定ラベル毎の画素
数の出力と第１メモリ１６のメモリクリアとが行われ、
第２メモリ１７で現フレーム画像の暫定ラベル毎の画素
数算出を行う。

以上では、暫定ラベルパターン数算出部１２の例として
暫定ラベル画素数算出部１２−１につし）で説明したが
、第３図の１ドツト検出部１２ａを。

横２パターン検出部、縦２パターン検出部、傾斜２パタ
一ン検出部、Ｌ字パターン検出部、田の字パターン検出
部で置き換えることにより、第３図の構成をそれぞれ暫
定ラベル横２パターン数算出部１２−２．暫定ラベル縦
２パターン数算出部１２−３、暫定ラベル傾斜２パター
ン数算出部１２−４、暫定ラベルＬ字パターン数算出部
１２−５、暫定ラベル田の字パターン数算出部１２−６
とすることができる。

・　新ラベルオイラー　゛ 第４図は更新ラベルオイラー数演算部１３の構成図であ
り、オイラー数演算回路１３ａ、オイラー数累積部１３
ｂ、オイラー数記憶部１３ｃ、偶数・奇数フレーム判別
部１３ｄ、アドレス発生部１３ｅ、クリア用書込イネー
ブル信号発生部１３ｆ、メモリ制御用セレクタ部１３ｇ
、論理回路１３ｈを有している。

・オイラー数演算回路 オイラー数演算回路１３ａは、暫定ラベルパターン数算
出部１２から出力される暫定ラベル毎の各種パターン数
Ｎ、〜Ｎ、（総画素数、横２パターン数、縦２パターン
数、傾斜２パターン数、５字パターン数、田の字パター
ン数）を入力されて暫定ラベル毎のオイラー数を演算す
るもので、（１）式又は（２）式の演算を行なう加算回
路４７で構成されている。

・オイラー数累積部 オイラー数累積部１３ｂは、更新ラベルを構成する暫定
ラベル毎のオイラー数を累積するもので、第１又は第２
メモリ３７．３８から読出された累積値を出力するセレ
クタ４５と、累積値とオイラー数演算回路１３ａから出
力されるオイラー数を加算する加算回路４８を有してい
る。

・オイラー数記憶部 オイラー数記憶部１３ｃは更新ラベルを付された連結領
域毎にオイラー数を記憶するもので、偶数フレーム画像
における更新ラベル毎のオイラー数を記憶する第１更新
ラベルオイラー数格納メモリ（第１メモリという）３７
と奇数フレーム画像における更新ラベル毎のオイラー数
を記憶する第２更新ラベルオイラー数格納メモリ（第２
メモリという）３８を有している。

・偶数・奇数フレーム判別部 偶数・奇数フレーム判別部１３ｄはフレーム毎に発生す
る垂直同期信号ｖＳにより交互に＃ｊｌｊｌ”０”を出
力するもので、カウンタ４９により構成され、最下位ビ
ットが”Ｏ”の時は偶数フレーム、”１”の時は奇数フ
レームである。

・アドレス発生部 アドレス発生部１３ｅは、２フレーム前の画像の更新ラ
ベル毎のオイラー数を記憶する第１又は第２メモリ３７
．３８のアドレスを発生するもので、セレクタ４６と、
カウンタ５ｏを備えている。

このアドレス発生部１３ｅは、垂直同期信号■Ｓの１１
１７１期間中（有効データ出力期間中）は、アドレスと
して処理装置（ＭＰＵ）から入力されるアドレスを出力
して第１又は第２メモリ３７，３８から所定更新ラベル
のオイラー数を読み出させ、垂直同期信号ｖＳの１１０
１１期間中（垂直帰線期間中）は、アドレスとして画素
クロックＰＣＬを計数するカウンタ５０の計数値を順次
出力し、第１又は第２メモリ３７．３８の内容をクリア
させる。

・クリア用書込イネーブル信号発生部 りリア用書込イネーブル信号発生部１３ｆは垂直帰線時
に画素クロックＰＣＬが発生する毎にクリア用書込イネ
ーブル信号を発生し、２フレーム前の画像における更新
ラベル毎のオイラー数を記憶する第１又は第２メモリ３
７，３８にクリアデータ（アースレベル）を書込ませる
もので、垂直同期信号ｖＳと画素クロックＰＣＬが入力
されるオアゲート５２で構成されている。

・メモリ制御用セレクタ部 メモリ制御用セレクタ部１３ｇは、偶数フレーム側の第
１メモリ用セレクタ３９〜４１、奇数フレーム側の第２
メモリ用セレクタ４２〜４４を有している。これらセレ
クタは、ＳＬ端子にＩＩ　ＯＩ＋倍信号人力されている
とＡ端子に人力されている信号を出力し、Ｂ　］−ＩＩ
信号が入力されているとＢ端子に人力されている信号を
出力する。

セレクタ３９はデータ選択用のセレクタであり、偶数フ
レーム時、加算回路４８の演算結果（オイラー数の累積
値）を出力し、奇数フレーム時にメモリ内容をクリアす
るために＋＋　Ｏ＋＋　　（アースし・ヘル）を出力す
る。

セレクタ４０は書込イネーブル用のセレクタであり、偶
数フレーム時には、クラスタリング部１１ｄから出力さ
れている［暫定ラベル値、更新ラベル］の組が変化する
毎に書込イネーブル状態にし、奇数フレーム時には垂直
帰線期間中、画素クロックＰ　ＣＬが発生する毎に書込
イネーブル状態にする。

セレクタ４ユはアドレス選択用のセレクタであり、偶数
フレーム時、クラスタリング部１１ｄから出力される更
新ラベルをアドレスとして出力して第１メモリ３７の該
アドレスに記憶されている累積オイラー数を読出させる
と共に累積されたオイラー数を同一アトレスに書き込ま
せ、奇数フレーム時にはアドレス発生部１３ｅから出力
されろデータをアドレスとして出力する。尚、奇数フレ
ム時、垂直同期信号■Ｓ　＝　ＩＩ　ｌ　＋＝であれば
処理装置（ＭＰＵ）から指定された２フレーム前の画像
における更新ラベル毎のオイラー数を第１メモリ３７か
ら読出させ、奇数フレーム時、垂直同期信号ｖｓ＝”ｏ
”であればクリア用アドレスを出力して該アドレスに＋
＋　０　＋＋データを書き込んで第１メモリ３７をクリ
アさせる。

セレクタ４２はデータ選択用のセレクタであり、奇数フ
レーム時、加算回路・１８の演算結果（オイラー数の累
積値）を出力し、偶数フレーム時にメモリ内容をクリア
するために＋＋　Ｏ″′　（アースレベル）を出力する
。

セレクタ４３は書込イネーブル用のセレクタであり、奇
数フレーム時クラスタリング部］、　１　ｄから出力さ
れている［暫定ラベル値、更新ラベルコの組が変化する
毎に、第２メモリ３８を書込イネーブル状態にし、偶数
フレーム時には垂直・帰線期間中、画素クロックＰ　Ｃ
Ｌが発生する毎に書込イネーブル状態にする。

セレクタ４４はアドレス選択用のセレクタであり、奇数
フレーム時、クラスタリング部１．１　ｄから出力され
る更新ラベルをアドレスとして出力して第２メモリ３８
の該アドレスに記憶さ１１ている累積オイラー数を読出
させると共に累積されたオイラー数を同一アドレスに書
き込ませ、偶数フレーム時にはアドレス発生部１３ｅか
ら出力されるデータをアドレスとして出力する。尚、偶
数フレーム時、垂直同期信号ＶＳ＝”１’″であわば処
理装置（ＭＰＵ）から指定された２フレーム前の画像に
おける更新ラベル毎のオイラー数を第２メモリ３８から
読出させ、偶数フレーム時、垂直同期信号ｖｓ＝”ｏ”
であればクリア用アドレスを出力して該アドレスに＋＋
　ＯＩ＋データを書き込んで第２メモリ３８をクリアさ
せる。

・論理回路 論理回路１３ｈはクラスタリング部１Ｌｄから入勾され
るが変化する毎に、ローレベルの書込イネーブル信号を
出力する。

・更新ラベルオイラー数演算部の動作 偶数・奇数フレーム判別部１３ｄから偶数フレムを示す
ＩＩ　Ｑ　＋＋が出力され、これによりセレクタ３９〜
４６からへ入力端子の信じが出力されている場合につい
て、更新ラベルオイラー数演算部１３の動作を説明する
。尚、第１メモリ：３７の内容は画像の始めではＯクリ
アされている。

第１メモリ３７のアドレス入力端子には、クラスタリン
グ部１１ｄから入力される［暫定ラベル値と更新ラベル
］の組における更新ラベルが人力される。又、書込イネ
ーブル端子（＊　Ｗ　Ｅ　）には、［暫定ラベル値と更
新ラベル］の組が変化した時に一定期間（１クロツクの
間）だけ論理回路］３ｈを介して書込イネーブル信号が
入力される。更に、第１メモリ３７のデータ入力端子に
は、加算回路４８で累積された更新ラベルのオイラー数
が入力される。

オイラー数演算回路１３ａは暫定ラベルパターン数算畠
部１２から、更新ラベルを構成する暫定ラベルの各種パ
ターン数Ｎ□〜ＮＧが入力されると、（１）式又は（２
）式の演算を行って暫定ラベルのオイラー数を演算し、
オイラー数累積部１３ｂの加算回路４８に入力する。又
、加算回路４８にはセレクタ４５を介して更新ラベルの
オイラー数累積値が入力される。

従って、加算回路４８は更新ラベルのオイラー数に該更
新ラベルを構成する暫定レベルのオイラー数を足し込ん
で累積し、第１メモリ３７に格納する。

以後、同様にして１つの更新ラベルに応じた全暫定ラベ
ルのオイラー数を累積すれば、該更新ラベルのオイラー
数が第１メモリ３７に記憶されたことになる。そして、
他の更新ラベルのオイラー数を同様にして求めて第１メ
モリ３７に記憶する。

この結果、１フレームが終了した時点では、第１メモリ
３７には全更新ラベルのオイラー数が記憶されることに
なる。

一方、第２メモリ３８のアドレス端子にはセレクタ４６
を介して、垂直同期信号ｖＳのｕｌ＋＋期間中（有効デ
ータ出力期間中）は処理袋！（ＭＰＵ）から入力される
アドレスが印加され、垂直同期信号ＶＳの″○″期間中
（垂直帰線期間中）は画素クロックＰＣＬを計数するカ
ウンタ５０の計数値（クリアアドレス）が印加される。

又、第２メモリ３８のデータ入力端子には、垂直帰線期
間中のみクリア用の”０′″　（アースレベル）が入力
され、書込イネーブル端子（本ＷＥ）には垂直帰線期間
中のみ、画素クロックＰＣＬのローレベルが書込イネー
ブル信号として入力される。

以上により、第１メモリ３７に前フレーム画像における
更新ラベル毎のオイラー数を算出して格納するのと並行
し、垂直同期信号が３１１１１の間、第２メモリ３８か
ら２フレーム前の画像における所定更新ラベル（処理装
置が指定）の連結領域のオイラー数が読出されて処理装
置（ＭＰＵ）に入力される。又、垂直帰線期間では第２
メモリ３８のクリアが行われる。

そして、次のフレームでは、第１メモリ３７で連結領域
毎のオイラー数の処理装置（ＭＰＵ）への出力とメモリ
クリアを、第２メモリ３８で更新ラベル毎のオイラー数
の算出・記憶を行なう。

・塗ｊ張慎１作□ 第５図は暫定ラベル画素数算出部１２と更新ラベルオイ
ラー数演算部１３の動作を説明するためのタイムチャー
トであり、ｖＳは垂直同期信号、Ｓｌはカウンタ３４（
第３図）の出力信号（偶数・奇数フレーム信号）、Ｓ２
は第１暫定ラベル画素数格納メモリ１６の動作タイムチ
ャート、Ｓ３は第２暫定ラベル画素数格納メモリ１７の
動作タイムチャート、Ｓ４は第１更新ラベルオイラー数
格納メモリ３７の動作タイムチャート、Ｓ５は第２更新
ラベルオイラー数格納メモリ３８の動作タイムチャート
である。又、 Ａは暫定ラベル毎に画素数を計数するステップ、Ｂは暫
定ラベル毎にその暫定ラベル領域に含まれる画素数を更
新ラベルオイラー数演算部１３へ送出するステップ、 Ｃはメモリクリアステップ、 Ｄは処理袋ｆｉ　（ＭＰＵ）へ更新ラベル別のオイラー
数を出力するステップ、 Ｅはメモリクリアステップ。

Ｆは各種パターン数に基づいて更新ラベル別のオイラー
数を算出するステップである。

例えば、ｎ番目のフレームにおいて第１暫定ラベル画素
数格納メモリ１６の側で暫定ラベル毎の画素数を算出、
記憶している場合（ステップＡ）、第２暫定ラベル画素
数格納メモリ１７の側では、（ｎ−１）番目のフレーム
について算出された暫定ラベル毎の画素数を更新ラベル
オイラー数算出部１３へ出力すると共に（ステップＢ）
、メモリクリアを行っている（ステップＣ）。

一方、更新ラベルオイラー数算出部１３では、ｎ番目の
フレームにおいて、第１更新ラベルオイラー数格納メモ
リ３７の側が上記第２暫定ラベル画素数格納メモリ１７
からの出力に基づいて（ｎ−１）番目のフレーム画像に
ついて更新ラベル毎のオイラー数を算出、記憶している
（ステップＦ）。又、第２更新ラベルオイラー数格納メ
モリ３８の側では、処理装置（ＭＰＵ）へ（ｎ−２）番
目のフレーム画像について求めた更新ラベル毎のオイラ
ー数を出力すると共に（ステップＤ）、メモリクリアを
行なっている（ステップＥ）。

以上１本発明を実施例により説明したが、本発明は請求
の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能
であり、本発明はこれらを排除するものではない。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、現フレーム画像について暫定ラベ
ル付け処理と該暫定ラベル毎の各種パターン数の算出処
理を行い、しかる後、暫定ラベルのクラスタリングによ
る更新ラベル付け処理を行い、これと並行して、１フレ
ーム前の画像について、既に算出しである各種パターン
数を用いて、各更新ラベルのオイラー数を求めるように
構成したから、連結領域のラベル付け処理と各領域毎の
オイラー数の算出処理を同時に行なうことができ、高速
にオイラー数を演算することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明のオイラー数演算装置の一実施例構成図
、 第３図は暫定ラベル画素数算出部の構成図、第４図は更
新ラベルオイラー数演算部の構成図、第５図は全体の動
作タイミングを示すタイムチャート、 第６図は４一連結、８一連結の説明図、第７図はオイラ
ー数算出に必要なパターン説明図、 第８図は従来のオイラー数演算装置の構成図、第９図は
暫定ラベル画像説明図、 第１０図は暫定ラベル接続関係テーブル第１１図は暫定
ラベル間接続グラフ、 第１２図は暫定ラベルと更新ラベルの対応テーブル、 第１３図は更新ラベル画像説明図である。 １１ａ・・暫定ラベル付け部 １１ｄ・・クラスタリング部 １１ｅ・・デイレイ用バッファ １１ｆ・・ラベル更新部 １２・・暫定ラベルパターン数算出部 １２ａ・・パターン数算出部 １２ｂ・・パターン数記憶部 １３・・更新ラベル更新ラベル １３ａ・・オイラー数演算回路 １３ｂ・・オイラー数累積部 １３ｃ・・オイラー数記憶部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像をスキャンし、連結している”１”画素ある
   いは”０”画素に同一値の暫定ラベルを付加すると共に
   、異なった値を有する暫定ラベル同士の接続関係を調べ
   る暫定ラベル付け部（１１ａ）と、暫定ラベル値毎に、
   該暫定ラベル値を有する画素の集合である暫定ラベル領
   域に含まれるオイラー数の算出に必要な各種パターン数
   を算出する暫定ラベルパターン数算出部（１２）と、 接続関係のある暫定ラベルに更新ラベルを付すと共に、
   更新ラベルと暫定ラベルの組を出力するクラスタリング
   部（１１ｄ）と、 接続関係のある各暫定ラベルの各画素に同一の更新ラベ
   ルを付して更新ラベル画像を発生するラベル更新部（１
   １ｆ）と、 同一値の更新ラベルを付された前記各暫定ラベル領域の
   オイラー数を前記パターン数を用いて計算すると共に、
   累積して該更新ラベルを付された連結領域のオイラー数
   を算出する更新ラベルオイラー数演算部（１３）を有す
   ることを特徴とする連結領域のオイラー数演算装置。
2. （２）前記暫定ラベルパターン数算出部（１２）は、現
   フレーム画像における各暫定ラベルの各種パターン数を
   記憶する第１記憶部（１６）と、前フレーム画像におけ
   る各暫定ラベルの各種パターン数を記憶する第２記憶部
   （１７）を有し、 現フレーム画像の暫定ラベル毎に各種パターンの数を求
   めて第１記憶部に記憶するのと並行して、第２記憶部か
   ら前フレーム画像の暫定ラベル毎の各種パターン数を更
   新ラベルオイラー数演算部に入力し、 更新ラベルオイラー数演算部は入力された各種パターン
   数に基づいて暫定ラベルのオイラー数を演算すると共に
   、更新ラベルを付された暫定ラベルのオイラー数を累積
   して、更新ラベルを付された各連結領域のオイラー数を
   演算することを特徴とする請求項１記載の連結領域のオ
   イラー数演算装置。
3. （３）前記更新ラベルオイラー数演算部は、現フレーム
   より１つ前のフレーム画像における更新ラベル毎のオイ
   ラー数を記憶する第１の記憶部（３７）と、２フレーム
   前のフレーム画像における更新ラベル毎のオイラー数を
   記憶する第２の記憶部（３８）を有し、 １フレーム前の画像における更新ラベル毎にオイラー数
   を計算して第１記憶部に記憶するのと並行して、第２記
   憶部から２フレーム前の画像における更新ラベル毎のオ
   イラー数を処理装置に入力することを特徴とする請求項
   ２記載の連結領域のオイラー数演算装置。