JPH05165963A - Extraction of image contour - Google Patents
Extraction of image contourInfo
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- JPH05165963A JPH05165963A JP3351428A JP35142891A JPH05165963A JP H05165963 A JPH05165963 A JP H05165963A JP 3351428 A JP3351428 A JP 3351428A JP 35142891 A JP35142891 A JP 35142891A JP H05165963 A JPH05165963 A JP H05165963A
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- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多値ディジタル動画像
データの圧縮符号化方式に必要とされる動きベクトル検
出手段及びブロック符号化手段や、コンピュータ視覚な
どの分野において、画像の輪郭線などで分割された非矩
形領域を処理単位とする場合に利用することのできる画
像の輪郭を抽出することに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion vector detecting means and a block coding means required for a compression coding method of multi-valued digital moving image data, and a contour line of an image in the fields such as computer vision. The present invention relates to extracting the contour of an image that can be used when a non-rectangular region divided by is used as a processing unit.
【0002】[0002]
【従来の技術】物体の境界を示す輪郭線情報として画像
中から抽出する試みは、画像認識などの分野で数多くの
先例が示されている。これら公知の方法では、エッジの
強調を行う空間フィルタの出力を、あるしきい値で2値
化する手続きによって行われている。しかし好ましい結
果を得るためには画像条件によりしきい値を操作する必
要がある。そのため特定のシーンで最適となるしきい値
などのパラメータを経験的な値から選択して用いるか、
または様々なシーンの発生が想定される自然画像を対象
とする場合には、処理パラメータ決定のための補助的な
ヒストグラム解析などの画像解析を必要とするため、オ
ペレータの対話的操作を加える必要があった。2. Description of the Related Art A number of precedents have been shown in the field of image recognition and the like in an attempt to extract contour line information indicating an object boundary from an image. In these known methods, the output of a spatial filter that emphasizes edges is binarized by a certain threshold. However, it is necessary to manipulate the threshold according to the image condition to obtain the desired result. Therefore, select parameters such as thresholds that are optimal for specific scenes from empirical values, or use
Alternatively, when a natural image in which various scenes are expected to occur is targeted, image analysis such as auxiliary histogram analysis for determining processing parameters is required, so it is necessary to add an interactive operation of the operator. there were.
【0003】画像の圧縮符号化などで、画像中の輪郭線
などの境界情報に基づくブロック処理を行うことを目的
とした2値輪郭信号の発生には、処理時間による制約の
ために、従来より行われている方法でパラメータを決定
することはできない。実時間または準実時間で処理する
手段を構成するには、最適なパラメータを簡易な方法で
自動決定でき、且つ、その2値出力が境界を指し示すも
のとして好適であり、また、その出力がおおよそ一定幅
の線による画像を示す2値情報である必要がある。Generation of a binary contour signal for the purpose of performing block processing based on boundary information such as a contour line in an image in image compression coding or the like is more difficult than in the past because of a limitation of processing time. It is not possible to determine the parameters in the way they are done. In order to configure a means for processing in real time or quasi-real time, it is preferable that the optimum parameters can be automatically determined by a simple method, and its binary output indicates a boundary, and its output is approximately It must be binary information indicating an image with a line of constant width.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】2値の輪郭画像を抽出
する場合に単純なしきい値処理を用いたのでは、目的と
する輪郭線の抽出にフィルタ、しきい値などのパラメー
タの調整が必要であり、実時間での高速処理が実現し難
いという点であった。If a simple threshold value process is used when extracting a binary contour image, it is necessary to adjust parameters such as a filter and threshold value to extract a target contour line. That is, it is difficult to realize high-speed processing in real time.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、画像内の物体
の境界を表す輪郭線を抽出するしきい値処理において、
そのしきい値設定に細かな調整を用いなくても、目的と
なる輪郭情報をエッジ周辺の雑音を分離可能にするた
め、画像エッジ成分から画像の精細成分を減算した信号
を利用する。また、入力画像データの2次微分成分の絶
対値を画像の精細成分として用いることにより、輪郭と
して抽出を行うことによってエッジの周辺の雑音に対し
て十分なマージンのあるしきい値処理が行える。その結
果得た信号値の強度分布によりしきい値を補正すること
で、境界情報として必要な2値信号を画像エッジの強度
に影響されず抽出することが可能となる。これらの処理
を行えば、輪郭抽出処理が実時間で実現できる。According to the present invention, there is provided thresholding processing for extracting a contour line representing a boundary of an object in an image,
A signal obtained by subtracting the fine component of the image from the image edge component is used in order to make it possible to separate the noise around the edge from the target contour information without using fine adjustment for the threshold setting. Further, by using the absolute value of the second-order differential component of the input image data as the fine component of the image, extraction as a contour enables threshold processing with a sufficient margin against noise around the edge. By correcting the threshold value based on the intensity distribution of the signal values obtained as a result, it becomes possible to extract the binary signal required as the boundary information without being affected by the intensity of the image edge. By performing these processes, the contour extraction process can be realized in real time.
【0006】[0006]
【実施例】図1は、本発明装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。多値の入力画像データ19を1画面分格納
するフレームメモリ1からラスタースキャン(走査線順
次)読み出しで読み出されてくるデータを1ライン分遅
延させるブロックディレイ素子2〜4を介して画像エッ
ジを検出する第1の空間フィルタ8、同じくブロックデ
ィレイ素子4〜7を介し画像の精細成分を検出する第2
の空間フィルタ9を設け、この2つのフィルタの出力の
差分を減算手段10によって求め絶対値を出力する絶対
値手段11を介し1フレーム分遅延させるためのフレー
ムメモリ12と出力される1フレーム分のデータから平
均値を算出し、フレームリセット信号21によりその値
を保持する平均値算出保持手段13に入力される。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the device of the present invention. Image edges are transferred via block delay elements 2 to 4 which delay data read out by raster scan (scan line sequential) read from the frame memory 1 storing multi-valued input image data 19 for one screen by one line. The first spatial filter 8 for detecting, and the second spatial filter 8 for detecting fine components of the image through the block delay elements 4 to 7 as well.
The spatial filter 9 is provided, and the difference between the outputs of these two filters is obtained by the subtracting means 10 and the frame memory 12 for delaying by one frame via the absolute value means 11 for outputting the absolute value and one frame for output. The average value is calculated from the data and is input to the average value calculation holding means 13 which holds the value by the frame reset signal 21.
【0007】フレームメモリ12から読み出されるデー
タを必要とする複数のライン数の1ライン分ディレイ素
子を縦続したマルチタップ・ブロックディレイ素子15
を介して近傍画素の中央値を求めるメディアン・フィル
タ16に入力し、メディアン・フィルタの出力と平均値
算出保持手段13の出力からしきい値決定手段17で2
値化のしきい値を決めフレームメモリ12の出力をブロ
ックディレイ素子14を介してしきい値判別器18に入
力し2値の輪郭情報を生成し出力信号20として出力す
る。また空間フィルタの具体例を挙げると、第1の空間
フィルタ8にはRobert勾配演算器もしくはSobel 演算器
を用い、第2の空間フィルタ9には隣接画素に対してフ
ィルタ係数を持つ高域通過形フィルタを用いて実現する
ことができる。請求項3の場合には、第2の空間フィル
タ9に前記の高域通過形フィルタと絶対値を出力するフ
ィルタのカスケード接続とする。A multi-tap block delay element 15 in which delay elements for one line of a plurality of lines which require data read from the frame memory 12 are cascaded
It is input to the median filter 16 for obtaining the median value of the neighboring pixels via the, and from the output of the median filter and the output of the average value calculation holding means 13, the threshold value determining means 17 outputs 2
The threshold of binarization is determined and the output of the frame memory 12 is input to the threshold discriminator 18 via the block delay element 14 to generate binary contour information and output as an output signal 20. As a specific example of the spatial filter, a Robert gradient calculator or a Sobel calculator is used for the first spatial filter 8, and a high-pass filter having a filter coefficient for an adjacent pixel is used for the second spatial filter 9. It can be realized by using a filter. In the third aspect, the second spatial filter 9 is a cascade connection of the high-pass filter and a filter that outputs an absolute value.
【0008】図2は図1で実現される手段の作用を説明
するための図で、垂直方向に同じ値の画像データを処理
する場合を想定している。図1のフレームメモリ1より
読み出される画像データを図2-aの波形で表される値を
持つものとすると、第1の空間フィルタ8のエッジ検出
出力、及び第2の空間フィルタ9の高域通過形フィルタ
出力はそれぞれ図2-b及びcのような波形となる。ここ
で第1の空間フィルタ8のエッジ検出は、次の式で表さ
れる値を出力する。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the means realized in FIG. 1, and it is assumed that image data of the same value is processed in the vertical direction. Assuming that the image data read from the frame memory 1 of FIG. 1 has a value represented by the waveform of FIG. 2-a, the edge detection output of the first spatial filter 8 and the high frequency band of the second spatial filter 9 are high. The output of the pass filter has waveforms as shown in FIGS. 2B and 2C, respectively. Here, the edge detection of the first spatial filter 8 outputs a value represented by the following equation.
【0009】 S={(Sx)2 +(Sy)2 }1/2 /8 ただしSx=(I3 +2I6 +I9 )−(I1 +2I4 +I7 ) Sy=(I7 +2I8 +I9 )−(I1 +2I2 +I3 )S = {(Sx) 2 + (Sy) 2 } 1/2 / 8 where Sx = (I3 + 2I6 + I9)-(I1 + 2I4 + I7) Sy = (I7 + 2I8 + I9)-(I1 + 2I2 + I3)
【0010】上記の式において、Sx,Syは画像標本
を構成する正方格子(図4)のそれぞれの方向における
局所的変化分(勾配)を表す。Sは勾配の強度を表す値
となる。またI1 からI4 及びI6 からI9 はエッジ検
出位置に隣接する画素の値を表す。In the above equation, Sx and Sy represent local changes (gradients) in the respective directions of the square lattice (FIG. 4) which constitutes the image sample. S is a value representing the strength of the gradient. I1 to I4 and I6 to I9 represent the values of the pixels adjacent to the edge detection position.
【0011】図2-dは図2-cの絶対値を図2-bから減算
したもので、図1の10の出力に相当する。このため、
この波形を輪郭抽出処理に用いた場合には、図2-bを処
理に用いた場合よりも、しきい値をラフに決定してもよ
い結果を得ることができる。FIG. 2-d is the subtraction of the absolute value of FIG. 2-c from FIG. 2-b, which corresponds to the output of 10 of FIG. For this reason,
When this waveform is used for the contour extraction processing, it is possible to obtain a result in which the threshold value may be roughly determined as compared with the case where FIG. 2B is used for the processing.
【0012】図2-dの波形の画面平均値及び最大値か
ら、しきい値を動的に決定することにより、単一のしき
い値で2値化した場合に検出されにくいエッジ情報を検
出することが可能となる。前述の処理により得られた1
画面分のデータに対して平均値を求め、しきい値として
用いている。これによって生成された多値輪郭信号は、
自然画像を原データとする場合、図5に代表されるよう
な信号分布を示す。図5において、Mdは中央値、MAは平
均値、Lは最大値を表す。図5のMAをしきい値とした処
理により、簡易的に人間の視覚特性に類似した輪郭情報
を抽出する手段を構成することができる。By dynamically determining the threshold value from the screen average value and maximum value of the waveform of FIG. 2D, edge information that is difficult to detect when binarized with a single threshold value is detected. It becomes possible to do. 1 obtained by the above process
An average value is calculated for the screen data and used as a threshold value. The multilevel contour signal generated by this is
When a natural image is used as the original data, a signal distribution represented by FIG. 5 is shown. In FIG. 5, Md represents the median value, MA represents the average value, and L represents the maximum value. By using the MA in FIG. 5 as a threshold value, it is possible to easily configure a means for extracting contour information similar to human visual characteristics.
【0013】また、局所的にエッジを表す画素の割合が
一定以上を超す場合、輪郭情報として適した2値データ
でない場合が多く、しきい値の補正を必要とする。しき
い値として処理該当画素の近傍における中央値を用いれ
ば、領域内における2値の発生割合をおおよそ50%付
近とすることができ、前記問題点を解決した手段とする
ことができる。Further, when the ratio of pixels that locally represent an edge exceeds a certain level, it is often not binary data suitable as contour information, and threshold correction is required. If the median value in the vicinity of the pixel to be processed is used as the threshold value, the generation ratio of binary values in the area can be set to about 50%, and the means for solving the above problems can be achieved.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上に説明した本発明によれば、比較的
簡単な構成で、画像中の境界情報として利用するのに適
した2値画像を生成することができる。According to the present invention described above, a binary image suitable for use as boundary information in an image can be generated with a relatively simple structure.
【図1】本発明の一実施例を示したブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】各部の波形の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a waveform of each part.
【図3】フィルタの係数を画面上の標本位置にあわせて
表示したものである。FIG. 3 is a diagram in which filter coefficients are displayed according to sample positions on a screen.
【図4】エッジ検出に用いられる画素の位置とその値を
表したものである。FIG. 4 shows the positions of pixels used for edge detection and their values.
【図5】実施例による信号処理の結果得られる多値輪郭
信号の頻度分布図の一例を示したものである。FIG. 5 is a diagram showing an example of a frequency distribution diagram of multilevel contour signals obtained as a result of signal processing according to the embodiment.
1,12 フレームメモリ 2〜7,14 ブロックディレイ素子 8 第1の空間フィルタ 9 第2の空間フィルタ 10 減算手段 11 絶対値手段 13 平均値算出保持手段 15 マルチタップブロックディレイ素子 16 メディアンフィルタ 17 しきい値決定手段 18 しきい値判別器 19 入力画像データ 20 出力信号 21 フレームリセット信号 1, 12 Frame memory 2 to 7, 14 Block delay element 8 First spatial filter 9 Second spatial filter 10 Subtracting means 11 Absolute value means 13 Average value calculation holding means 15 Multi-tap block delay element 16 Median filter 17 Threshold Value determining means 18 Threshold discriminator 19 Input image data 20 Output signal 21 Frame reset signal
Claims (3)
生成する手段において、原信号である多値画像データよ
り画像エッジを抽出する第1の空間フィルタと、原信号
より画像の精細成分を抽出する第2の空間フィルタと、
上記第1及び第2の空間フィルタの出力信号の差分を生
成する差分手段と、差分出力の絶対値を求める手段を介
して多値の輪郭信号を生成し、しきい値処理することに
より輪郭の有無を表す2値の信号を決定する手段を具備
し、生成される信号の画面の平均値によりしきい値を動
的に決定することを特徴とする画像輪郭抽出。1. A means for generating a binary contour image from a multivalued digital image, wherein a first spatial filter for extracting an image edge from multivalued image data which is an original signal and a fine component of an image from the original signal are extracted. A second spatial filter that
A multivalued contour signal is generated through a difference means for generating a difference between the output signals of the first and second spatial filters and a means for obtaining an absolute value of the difference output, and threshold processing is performed to generate a contour Image contour extraction, comprising means for determining a binary signal indicating presence / absence and dynamically determining a threshold value based on an average value of a screen of generated signals.
信号の当該画素を含む矩形領域ブロックにおける中央値
MIがMAと比較して大きい場合にはしきい値をMIに、それ
以外の場合にはしきい値をMAに定めるしきい値判別手段
を有することを特徴とする請求項1の画像輪郭抽出。2. A median value in a rectangular area block including the pixel of the same signal, where MA is a screen average value of multivalued contour information.
The image contour extraction according to claim 1, further comprising a threshold discriminating means for setting a threshold value to MI when MI is larger than MA, and a threshold value to MA in other cases. ..
に2次の微分係数を算出する高域通過形フィルタとし、
更にその絶対値を出力することを特徴とする請求項1の
画像輪郭抽出。3. A high-pass filter for calculating a second-order differential coefficient is used as a second spatial filter for extracting a fine component,
The image contour extraction according to claim 1, further comprising outputting the absolute value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3351428A JPH05165963A (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Extraction of image contour |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3351428A JPH05165963A (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Extraction of image contour |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05165963A true JPH05165963A (en) | 1993-07-02 |
Family
ID=18417220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3351428A Withdrawn JPH05165963A (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Extraction of image contour |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05165963A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6674904B1 (en) * | 1999-12-14 | 2004-01-06 | Intel Corporation | Contour tracing and boundary detection for object identification in a digital image |
JP2014106328A (en) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | Image analysis device and optical fiber fusion connection system |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP3351428A patent/JPH05165963A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6674904B1 (en) * | 1999-12-14 | 2004-01-06 | Intel Corporation | Contour tracing and boundary detection for object identification in a digital image |
JP2014106328A (en) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | Image analysis device and optical fiber fusion connection system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |