JPH0512441A - エツジ画像生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】空間量子化の影響を受けず、適正なエッジ画像
を安定して生成することを可能とする。 【構成】撮像装置２より濃淡画像信号がエッジ画像生成
装置１へ与えられ、１次微分演算部４が濃淡画像の画像
データの１次微分値を、また２次微分演算部５が２次微
分値を、それぞれ算出する。２値化処理部７は１次微分
値を所定のしきい値で２値化する。ゼロクロス検出部９
はマスク処理により２次微分値のゼロクロス点を検出す
る。エッジ抽出部６のアンド回路８には２値化処理部７
からの２値データとゼロクロス検出部９からの検出デー
タとが入力され、各入力データがともに「１」のとき、
アンド出力としてのエッジ画像データは「１」となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、対象物を撮像して得
られた濃淡画像より対象物の画像部分のエッジのみを抽
出してエッジ画像を生成するエッジ画像生成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、対象物を撮像して得られた濃淡画
像より対象物の形状などを認識するのに、対象物の画像
部分のエッジのみを抽出してエッジ画像を生成した後、
そのエッジ画像を用いて認識処理を行う方法が採用され
ている。

【０００３】図６（１）は濃淡画像１の一例を示すもの
で、図中、１ａが対象物の画像部分であり、また１ｂが
背景の画像部分である。図６（２）は図６（１）の濃淡
画像１より生成されたエッジ画像２を示しており、図
中、２ａが対象物の画像部分１ａのエッジであり、２ｂ
が背景１ｂの画像部分であり、２ｃが対象物の画像部分
１ａの内部である。

【０００４】このようなエッジ画像２を生成するのに、
従来は、濃淡画像の画像データを入力して微分演算を行
い、１次微分値と２次微分値の絶対値とを算出した後、
１次微分値が所定のしきい値ＴＨ１より大きくかつ２次
微分値が他の所定のしきい値ＴＨ２より小さい画素を、
前記エッジ２ａを構成する画素として抽出している。

【０００５】図７は、このエッジ抽出方法の原理を示す
もので、図７（１）は図６（１）の直線Ａに沿う点線領
域ａの濃度分布である。図７（２）は図７（１）の画像
データについての１次微分値を、図７（３）は２次微分
値を、図７（４）は２次微分値の絶対値を、それぞれ示
している。

【０００６】従来のエッジ抽出方法では、前記１次微分
値が所定のしきい値ＴＨ１より大きくかつ前記２次微分
値の絶対値が所定のしきい値ＴＨ２より小さい値をとる
画素を前記エッジ２ａを構成する画素として抽出するも
のである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のエ
ッジ抽出方法によれば、空間量子化の影響により、特に
前記しきい値ＴＨ２より小さい値となる２次微分値の絶
対値（図７（４）においてｐで示す）をサンプリングで
きない場合がある。特にこの空間量子化の影響は、対象
物の画像部分１ａと背景の画像部分１ｂとの境界部分の
濃度分布が急峻に変化する濃淡画像について大きくな
り、本来、コントラストが良好な濃淡画像であるにもか
かわらず、適正なエッジ画像を安定して生成できないと
いう問題がある。

【０００８】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、空間量子化の影響を受けず、適正なエッジ画像
を安定して生成できるエッジ画像生成装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明のエッジ画像生
成装置は、対象物を撮像して得られた濃淡画像より対象
物の画像部分のエッジのみを抽出してエッジ画像を生成
するのに、前記濃淡画像の画像データを入力して１次微
分演算を実行する１次微分演算部と、前記濃淡画像の画
像データを入力して２次微分演算を実行する２次微分演
算部と、前記２次微分演算部により算出された２次微分
値のゼロクロス点をマスク処理により検出するゼロクロ
ス検出部と、前記ゼロクロス検出部により検出されたゼ
ロクロス点の１次微分値が所定のしきい値より大きいと
き、そのゼロクロス点を前記エッジを構成する点として
抽出するエッジ抽出部とを具備させたものである。

【００１０】

【作用】対象物の画像部分のエッジについては、その画
像データを入力したとき、２次微分値にゼロクロス点が
生じ、しかもそのゼロクロス点の１次微分値が所定のし
きい値より大きな値をとるので、そのゼロクロス点をエ
ッジを構成する点として容易に抽出することができる。
この発明のエッジ生成装置では、従来例のように２次微
分値の絶対値をエッジ抽出に用いていないから、空間量
子化の影響を受けず、適正なエッジ画像が安定して生成
される。

【００１１】

【実施例】図１は、この発明の一実施例にかかるエッジ
画像生成装置１の構成例を示す。図中、撮像装置２は対
象物を撮像して濃淡画像を生成するためのもので、その
濃淡画像信号はエッジ画像生成装置１のＡ／Ｄ変換部３
に与えられてディジタル量の画像データに変換される。

【００１２】１次微分演算部４は、前記Ａ／Ｄ変換部３
より画像データを入力して１次微分演算を実行するもの
で、この実施例の場合、１次微分値を算出するのにソー
ベルオペレータが用いてある。この１次微分演算部４に
より算出された１次微分値はエッジ抽出部６の２値化処
理部７に与えられて２値化処理され、その２値データは
アンド回路８へ与えられる。

【００１３】２次微分演算部５は、前記Ａ／Ｄ変換部３
より画像データを入力して２次微分演算を実行するもの
で、この実施例の場合、２次微分値を算出するのにラプ
ラシアンオペレータが用いてある。

【００１４】この２次微分演算部５により算出された２
次微分値はゼロクロス検出部９へ出力され、このゼロク
ロス検出部９は２次微分値のゼロクロス点を後記するマ
スク処理によって検出し、ゼロクロス点であれば「１」
の検出データを、それ以外は「０」の検出データを、そ
れぞれ出力する。

【００１５】前記エッジ抽出部６は、前記ゼロクロス点
に相当する画素につきその画像データの１次微分値が所
定のしきい値より大きいか否かを判別し、もし大きけれ
ば、そのゼロクロス点に相当する画素をエッジを構成す
る画素として抽出する。

【００１６】この実施例の場合、前記しきい値を前記２
値化処理部７の２値化しきい値として設定し、１次微分
演算部４により算出された１次微分値がこの２値化しき
い値以上であれば「１」の２値データに変換し、それよ
り小さければ「０」の２値データに変換する。この２値
化処理部７からの２値データとゼロクロス検出部９から
の検出データとは前記アンド回路８の２入力として与え
られ、両者が「１」であれば、着目画素はエッジを構成
する画素であるとして「１」のエッジ画像データＤＴ
が、また少なくとも一方が「０」であれば、着目画素は
エッジを構成しない画素であるとして「０」のエッジ画
像データＤＴが、それぞれ出力される。

【００１７】なお上記の構成において、１次微分演算部
４および２値化処理部７を設けて２値化処理部７の出力
をアンド回路８の一方の入力として与えるのは、濃淡画
像に含まれるノイズと対象物の画像部分のエッジとを区
別するためである。

【００１８】前記ゼロクロス検出部９は、前記２次微分
演算部５による演算出力に対し、縦横３×３の画素より
成るマスクを走査し、中心の着目画素の２次微分値とそ
の周辺画素の２次微分値とのデータ配列状態が、図２
（１）〜（８）に示す８種類のデータ配列に一致するか
否か判別し、もしいずれかデータ配列に一致するとき、
前記着目画素は前記ゼロクロス点であると判断する。な
お図２において、「＋」は正の２次微分値を、「−」は
負の２次微分値を、それぞれ示し、また「×」は正また
は負のいずれの２次微分値でもよいことを示す。２次微
分値がゼロの場合は、正の２次微分値または負の２次微
分値のいずれかに含ませる。

【００１９】図３は、この発明のエッジ画像生成装置１
の他の実施例を示している。この実施例は、前記マスク
処理をルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて行うこ
とを可能としたもので、前記２次微分演算部５とゼロク
ロス検出部９との間に２値化処理部１０を介在させてあ
る。

【００２０】この２値化処理部１０は、２次微分演算部
５により算出された２次微分値をゼロを２値化しきい値
として２値データに変換するもので、前記２次微分値が
ゼロ以上であれば「１」の２値データに変換し、それよ
り小さければ「０」の２値データに変換する。

【００２１】この実施例におけるゼロクロス検出部９
は、前記２値化処理部１０より出力された２値データに
対し、同様に縦横３×３の画素より成るマスクを走査
し、中心の着目画素の２値データとその周辺画素の２値
データとのデータ配列が、図４（１）〜（８）に示す８
種類のデータ配列に一致するか否か判別し、もしいずれ
かデータ配列に一致するとき、前記着目画素は前記ゼロ
クロス点であると判断する。

【００２２】図５は、ＬＵＴ１１を用いたゼロクロス検
出部９の原理を示す。図中、１２は前記マスクであっ
て、このマスク１２内のデータ配列が空間オペレータ１
３を用いて９ビットのデータ１４にコード化されてい
る。同図の〜は図４（１）〜（８）に示す８種類の
データ配列を同様にコード化した９ビットのデータであ
って、これらデータに対応するＬＵＴ１１のアドレス領
域には「１」の検出データが、それ以外のアドレス領域
には「０」の検出データが、それぞれ書き込まれてい
る。

【００２３】このＬＵＴ１１に対し、前記９ビットのデ
ータ１４がアドレスとして与えられると、そのデータ配
列が図４（１）〜（８）のいずれかデータ配列と一致す
るときは対応するアドレス領域から「１」の検出データ
が、一致しないときは「０」の検出データが、それぞれ
出力される。

【００２４】なお上記の各実施例では、１次微分および
２次微分の各微分演算を実行する手段としてソーベルオ
ペレータやラプラシアンオペレータを用いたが、これに
限らず、ロバーツオペレータ，プレビットオペレータ，
ガウス型ラプラシアンオペレータなどを用いることもで
きる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は上記の如く、濃淡画像の画像
データを２次微分して２次微分値のゼロクロス点をマス
ク処理により検出すると共に、そのゼロクロス点の１次
微分値が所定のしきい値より大きいとき、そのゼロクロ
ス点を前記エッジを構成する点として抽出するようにし
たから、空間量子化の影響を受けず、適正なエッジ画像
を安定して生成できるという、発明目的を達成した顕著
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるエッジ画像生成装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】ゼロクロス点を判別するためのデータ配列を示
す説明図である。

【図３】この発明の他の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図４】ゼロクロス点を判別するためのデータ配列を示
す説明図である。

【図５】ＬＵＴを用いたゼロクロス検出部の原理を示す
説明図である。

【図６】濃淡画像とエッジ画像とを対比して示す説明図
である。

【図７】エッジ画像の抽出方法を示す説明図である。

【符号の説明】 １ エッジ画像生成装置 ２ 撮像装置 ４ １次微分演算部 ５ ２次微分演算部 ６ エッジ抽出部 ７ ２値化処理部 ８ アンド回路 ９ ゼロクロス検出部 １０ ２値化処理部 １１ ＬＵＴ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】対象物を撮像して得られた濃淡画像より対
   象物の画像部分のエッジのみを抽出してエッジ画像を生
   成するエッジ画像生成装置であって、 前記濃淡画像の画像データを入力して１次微分演算を実
   行する１次微分演算部と、 前記濃淡画像の画像データを入力して２次微分演算を実
   行する２次微分演算部と、 前記２次微分演算部により算出された２次微分値のゼロ
   クロス点をマスク処理により検出するゼロクロス検出部
   と、 前記ゼロクロス検出部により検出されたゼロクロス点の
   １次微分値が所定のしきい値より大きいとき、そのゼロ
   クロス点を前記エッジを構成する点として抽出するエッ
   ジ抽出部とを備えて成るエッジ画像生成装置。