JPH0528266A - テクスチヤ解析方法及び装置 - Google Patents

テクスチヤ解析方法及び装置

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JPH0528266A
JPH0528266A JP3178235A JP17823591A JPH0528266A JP H0528266 A JPH0528266 A JP H0528266A JP 3178235 A JP3178235 A JP 3178235A JP 17823591 A JP17823591 A JP 17823591A JP H0528266 A JPH0528266 A JP H0528266A
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JP
Japan
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block
texture
feature
analysis
matrix
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JP3178235A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Tsuchiya
徹雄 土屋
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来法では分類・識別できないテクスチャ画
像をも分類・識別できるような、画像の大局的な構造を
反映した特徴量を抽出し、解析を行う。 【構成】 ステップ1で画像をブロックに分割し、ステ
ップ2においてブロック内で特徴量を計算し、ステップ
3でこの特徴量の統計量を構成する。この統計量はブロ
ック内で求めた特徴量が画像でどのように分布している
かの情報を含むので、画像の大局的な構造を反映してい
る。ステップ4でこの統計量から計算した特徴量によっ
て、テクスチャ解析を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はテクスチャ画像の解析方
法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のテクスチャ解析方法において、濃
度同時生起行列や濃度差分統計量や濃度ランレングス行
列を用いて解析を行う方法があり、これらの手法の中で
も濃度同時生起行列を用いる手法が有効であることが知
られている。濃度同時生起行列、濃度差分統計量は画素
濃度の2次統計量、濃度ランレングス行列は画素濃度の
高次統計量である。これらの統計量から計算できる特徴
量が定義されていて、この特徴量を用いて分類・識別な
どの解析が行われている。
【0003】さらに濃度同時生起行列の拡張として一般
化同時生起行列という概念がある。これはエッジなどの
局所特徴量によって同時生起行列を構成する方法で、局
所特微の実現例としては、画素のエッジ方向とエッジラ
インがあげられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の濃度同時生起行
列や濃度差分統計量や濃度ランレングス行列を用いて解
析を行う方法では、画素の濃度に関する統計量しか利用
していない。最も有効と考えられている濃度同時生起行
列は画素濃度の2次元確率密度に基づいて構成されるて
いる。しかし2次元確率密度関数が等しいが、人間には
識別可能なテクスチャが存在しており、これらに対して
は濃度同時生起行列も有効でなくなる。一方テクスチャ
解析に有効な特徴量は他にも考えられ、また今後定義さ
れる可能性もある。これらは一定の領域を必要とする特
徴であることも考えられるが、従来の方法では利用でき
る形にはなっていない。このような他の特徴量を画素濃
度の代わりに利用できたら、濃度同時生起行列や濃度差
分統計量や濃度ランレングス行列を用いる方法では分類
・識別ができないテクスチャ画像にたいして分類・識別
が行える。
【0005】上記の課題の1つの解決策として一般化同
時生起行列という概念がある。これは、局所特徴量によ
る同時生起行列と定義されているが、実際に用いられて
いる特徴量は画素のエッジ方向及びエッジラインであ
る。画素のエッジ方向は画素濃度と同様に画素単位の特
徴量であり、大局的な構造を抽出しにくい。すなわち画
素単位での相関関係では広い範囲の構造を反映できな
い。
【0006】またエッジラインは画素単位ではないが、
その個数をあらかじめ規定できず、同時生起行列を構成
するのに十分なエッジラインがないことが多い。その結
果行列を用いての分類・識別はうまくいっていない。
【0007】本発明は以上の問題を解決するものであ
り、その目的はテクスチャ解析において、画素濃度の統
計量では分類・識別できないテクスチャ画像にたいして
も分類・識別を行えるような、画像の大局的な構造を反
映したテクスチャ特徴を抽出し、解析を行う方法を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明のテクスチャ
解析方法は、2次元格子状の配列上に多値化されたディ
ジタル図形として表されたテクスチャ画像に対するテク
スチャ解析方法において、一定の領域で計算して意味を
持つ特徴量を選び、その特徴量を計算するのに必要な領
域のサイズを考慮して、重複を許す任意の大きさのブロ
ックにテクスチャ画像を分割し、ブロック内で求めるこ
との可能な特徴量を計算し、ブロック内で求めた特徴量
の統計量を用いて解析を行うことを特徴とする。
【0009】第2の発明のテクスチャ解析装置は、2次
元格子状の配列上に多値化されたディジタル図形として
表されたテクスチャ画像に対するテクスチャ解析装置に
おいて、テクスチャ画像を格納する画像記憶手段と、重
複を許す定めた大きさのブロックにテクスチャ画像を分
割し、ブロック内で特徴量を計算するブロック特徴抽出
手段と、ブロック内で求めた特徴量を格納するブロック
特徴記憶手段と、ブロック内で求めた特徴量を用いて同
時生起行列を構成する行列構成手段と、その構成した同
時生起行列を用いて解析をおこなう解析手段とからなる
ことを特徴とする。
【0010】第3の発明のテクスチャ解析装置は、2次
元格子状の配列上に多値化されたディジタル図形として
表されたテクスチャ画像に対するテクスチャ解析装置に
おいて、テクスチャ画像を格納する画像記憶手段と、重
複を許す定めた大きさのブロックにテクスチャ画像を分
割し、ブロック内で特徴量を計算するブロック特徴抽出
手段と、ブロック内で求めた特徴量を格納するブロック
特徴記憶手段と、ブロック内で求めた特徴量を用いて差
分統計量を構成する差分統計量構成手段と、その構成し
た差分統計量を用いて解析をおこなう解析手段とからな
ることを特徴とする。
【0011】第4の発明のテクスチャ解析装置は、2次
元格子状の配列上に、多値化されたディジタル図形とし
て表されたテクスチャ画像に対するテクスチャ解析装置
において、テクスチャ画像を格納する画像記憶手段と、
重複を許す定めた大きさのブロックにテクスチャ画像を
分割し、ブロック内で特徴量を計算するブロック特徴抽
出手段と、ブロック内で求めた特徴量を格納するブロッ
ク特徴記憶手段と、ブロック内で求めた特徴量を用いて
ランレングス行列を構成するランレングス行列構成手段
と、その構成したランレングス行列を用いて解析をおこ
なう解析手段とからなることを特徴とする。
【0012】
【実施例】図1は、第1の発明のテクスチャ解析方法の
1実施例を示す流れ図である。図中のステップ1〜ステ
ップ4は、流れ図の各ステップを示す。ステップ1にお
いて、2次元格子状の配列上に、多値化されたディジタ
ル図形を正方形状のブロックに分割する。この際に、こ
の後のステップ2で計算する特徴量が十分に性質を表す
のに必要とする領域のサイズによって、ブロックの重複
の度合いを調節し分割を行う。この分割の仕方として具
体的には、ブロックの重複を許さない場合、ブロックサ
イズの1/2の重複を許す場合、ブロックサイズの3/
4の重複を許す場合、などが考えられる。ステップ2に
おいて、ステップ1で分割された各ブロック内で、一定
の領域で計算して意味を持つ特徴量を計算する。これを
ブロック特徴量と呼ぶ。このブロック特徴量としてフラ
クタル次元、フーリエ変換画像の強度分布、などが考え
られる。ステップ3において、ステップ2で計算された
ブロック特徴量の統計量を構成する。この統計量として
2次元確率密度に基づいた同時生起行列、差分統計量、
高次統計量であるランレングス行列、などが考えられ
る。ステップ4において、ステップ3で構成された統計
量に従ってテクスチャの解析を行う。各統計量を用いて
解析を行う方法は従来の技術で行える。ステップ3で構
成された統計量が同時生起行列であれば、この行列から
定義される特徴量、例えば角2次モーメント、コントラ
スト、エントロピーなどを計算し、それらを用いて解析
を行う。解析の方法は通常の方法で実現される。
【0013】図2は、第2の発明のテクスチャ解析装置
の1実施例の構成を示すブロック図である。
【0014】このテクスチャ解析装置は、画像記憶手段
1、ブロック特徴抽出手段2、ブロック特徴記憶手段
3、行列構成手段4、解析手段5を有している。
【0015】画像記憶手段1は、ディジタル化された画
像信号を格納する通常の記憶手段である。
【0016】ブロック特徴抽出手段2は、画像記憶手段
1からテクスチャ画像信号10を読み込み、テクスチャ
画像を重複を許す定めたブロックに分割し、ブロック内
で特徴量を抽出し、信号11として出力する。
【0017】ブロック特徴記憶手段3は、ブロック特徴
抽出手段2で抽出され、信号11として出力されたブロ
ック特徴量を格納する通常の記憶手段である。
【0018】行列構成手段4は、ブロック特徴記憶手段
3からブロック特徴量を信号12として読み込み、これ
らのブロック特徴量から同時生起行列を構成し、同時生
起行列を信号13として出力する。
【0019】解析手段5は、行列構成手段4から同時生
起行列を信号13として読み込み、行列及び行列から計
算される特徴量を用いてテクスチャ解析を行う手段で、
従来の濃度同時生起行列を用いる解析方法において、行
列及び行列から計算される特徴量を用いて解析を行う手
段と同様にして実現できる。
【0020】図3は、ブロック特徴抽出手段2の構成の
1例を示すブロック図である。このブロック特徴抽出手
段はブロック分割手段21とフラクタル特徴抽出手段2
2により構成される。
【0021】ブロック分割手段21は、テクスチャ画像
を信号10として読み込み、8×8画素を1ブロックと
して、重複しないで分割、4画素重複して分割、6画素
重複して分割の3通りの分割手段を有し、それぞれ分割
したブロックの画像信号を出力101として出力する。
8×8画素ブロックはフラクタル次元を計算するのに必
要と思われるサイズであり、総ブロック数を増やすため
に重複を許す分割を行っている。
【0022】フラクタル次元特徴抽出手段22は、分割
された画像信号101を読み込み、それぞれのブロック
に対してフラクタル次元を計算し、信号11として出力
するもので、通常の技術で容易に実現できる。
【0023】図4は、第4の発明のテクスチャ解析装置
の1実施例の構成を示すブロック図である。
【0024】このテクスチャ解析装置は、画像記憶手段
1、ブロック特徴抽出手段2、ブロック特徴記憶手段
3、差分統計量構成手段6、解析手段7を有している。
【0025】画像記憶手段1、ブロック特徴抽出手段
2、ブロック特徴記憶手段3は、第2の発明のテクスチ
ャ解析装置の1実施例で説明されているものと同じもの
である。差分統計量構成手段6は、ブロック特徴記憶手
段3からブロック特徴量を信号12として読み込み、こ
れらのブロック特徴量から差分統計量を構成し、差分統
計量を信号14として出力する。
【0026】解析手段7は、差分統計量構成手段6から
差分統計量を信号14として読み込み、差分統計量及び
差分統計量から計算される特徴量を用いてテクスチャ解
析を行う手段で、従来の濃度差分統計量を用いる解析方
法において、差分統計量及び差分統計量から計算される
特徴量を用いて解析を行う手段と同様にして実現でき
る。
【0027】図5は、第4の発明のテクスチャ解析装置
の1実施例の構成を示すブロック図である。 このテク
スチャ解析装置は、画像記憶手段1、ブロック特徴抽出
手段2、ブロック特徴記憶手段3、ランレングス行列構
成手段8、解析手段9を有している。
【0028】画像記憶手段1、ブロック特徴抽出手段
2、ブロック特徴記憶手段3は、第2の発明のテクスチ
ャ解析装置の1実施例で説明されているものと同じもの
である。
【0029】ランレングス行列構成手段8は、ブロック
特徴記憶手段3からブロック特徴量を信号12として読
み込み、これらのブロック特徴量からランレングス行列
を構成し、ランレングス行列を信号15として出力す
る。
【0030】解析手段9は、ランレングス行列構成手段
8からランレングス行列を信号15として読み込み、ラ
ンレングス行列及びランレングス行列から計算される特
徴量を用いてテクスチャ解析を行う手段で、従来の濃度
ランレングス行列を用いる解析方法において、ランレン
グス行列及びランレングス行列から計算される特徴量を
用いて解析を行う手段と同様にして実現できる。
【0031】以上、実施例をもって本発明を詳細に説明
したが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。
【0032】
【発明の効果】テクスチャ画像をブロック分割して、特
徴量を得る単位を画素単位からブロック単位へ拡張する
ことにより、画素濃度以外に、ある一定の範囲で計算し
て意味を持つような特徴量を用いて同時生起行列、差分
統計量、ランレングス行列を構成することができる。こ
れにより画素濃度の統計量に基づいた濃度同時生起行
列、濃度差分統計量、濃度ランレングスによる方法では
分類・識別できなかったテクスチャ画像にたいしても、
分類・識別ができるようになる。
【0033】またブロック内で求めた特徴量(これをA
とする)の統計量(これをBとする)を利用するという
ことは、ブロックという一定の範囲の性質を表した特徴
の、相互関係が使われることになり、画像の大局的な構
造を反映したBの特徴量が得られる。すなわち画像全体
にAの特徴量がどのように分布しているかという情報を
利用できるので、画像全体にたいしてAの特徴量を計算
して得られる解析能力よりも、本発明によって得られた
構造を反映したBの特徴量は高い識別能力を持つ。さら
にブロックの大きさを変えることにより、あらかじめ得
られる総ブロック数を規定できる。一般化同時生起行列
では特徴が出現する数が少なすぎて十分な解析能力が得
られなかったが、本発明の方法では、ブロック内で計算
する特徴量が十分にその性質を表すのに必要な領域のサ
イズを考慮してブロック分割を行うことによって、総ブ
ロック数を調節することができ、同時生起行列、差分統
計量、ランレングス行列を構成する特徴量の数が少なす
ぎることをふせぐことができる。その結果得られた特徴
量は高い解析能力を持つ。
【0034】以上のように本発明によれば、従来法では
用いられなかった画素単位でない特徴量を使用して解析
を行える。一定の範囲でもって計算できる特徴量はブロ
ック特徴量として用いることができる。更に、ブロック
特徴量の統計量を利用することになるので、使用したブ
ロック特徴量の2次元的な構造を反映した、新たな特徴
量を得る事ができる。またブロックの大きさを変更して
やることにより、総ブロック数を変化させられるので、
使用するブロック特徴量の個数自体が少なくて、有効な
特徴量が得られないような事態はおきない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明のテクスチャ解析方法の1実施例を
説明する流れ図
【図2】第2の発明のテクスチャ解析装置の1実施例の
構成を示すブロック図
【図3】図2のブロック特徴抽出手段の構成の1例を示
すブロック図
【図4】第3の発明のテクスチャ解析装置の1実施例の
構成を示すブロック図
【図5】第4の発明のテクスチャ解析装置の1実施例の
構成を示すブロック図である
【符号の説明】
1 画像記憶手段 2 ブロック特徴抽出手段 3 ブロック特徴記憶手段 4 行列構成手段 5 解析手段 6 差分統計量構成手段 7 解析手段 8 ランレングス行列構成手段 9 解析手段 21 ブロック分割手段 22 フラクタル次元特徴抽出手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2次元格子状の配列上に、多値化された
    ディジタル図形として表されたテクスチャ画像に対する
    テクスチャ解析方法において、一定の領域で計算して意
    味を持つ特徴量を選び、その特徴量を計算するのに必要
    な領域のサイズを考慮して、重複を許す任意の大きさの
    ブロックにテクスチャ画像を分割し、ブロック内でその
    特徴量を計算し、ブロック内で求めた特徴量の統計量を
    用いて解析を行うことを特徴とするテクスチャ解析方
    法。
  2. 【請求項2】 2次元格子状の配列上に、多値化された
    ディジタル図形として表されたテクスチャ画像に対する
    テクスチャ解析装置において、テクスチャ画像を格納す
    る画像記憶手段と、重複を許す定めた大きさのブロック
    にテクスチャ画像を分割し、ブロック内で特徴量を計算
    するブロック特徴抽出手段と、ブロック内で求めた特徴
    量を格納するブロック特徴記憶手段と、ブロック内で求
    めた特徴量を用いて同時生起行列を構成する行列構成手
    段と、その構成した同時生起行列を用いて解析をおこな
    う解析手段とからなることを特徴とするテクスチャ解析
    装置。
  3. 【請求項3】 2次元格子状の配列上に、多値化された
    ディジタル図形として表されたテクスチャ画像に対する
    テクスチャ解析装置において、テクスチャ画像を格納す
    る画像記憶手段と、重複を許す定めた大きさのブロック
    にテクスチャ画像を分割し、ブロック内でその特徴量を
    計算するブロック特徴抽出手段と、ブロック内で求めた
    特徴量を格納するブロック特徴記憶手段と、ブロック内
    で求めた特徴量を用いて構成する差分統計量構成手段
    と、その構成した差分統計量を用いて解析をおこなう解
    析手段とからなることを特徴とするテクスチャ解析装
    置。
  4. 【請求項4】 2次元格子状の配列上に、多値化された
    ディジタル図形として表されたテクスチャ画像に対する
    テクスチャ解析装置において、テクスチャ画像を格納す
    る画像記憶手段と、重複を許す定めた大きさのブロック
    にテクスチャ画像を分割し、ブロック内で特徴量を計算
    するブロック特徴抽出手段と、ブロック内で求めた特徴
    量を格納するブロック特徴記憶手段と、ブロック内で求
    めた特徴量を用いてランレングス行列を構成するランレ
    ングス行列構成手段と、その構成したランレングス行列
    を用いて解析をおこなう解析手段とからなることを特徴
    とするテクスチャ解析装置。
JP3178235A 1991-07-18 1991-07-18 テクスチヤ解析方法及び装置 Pending JPH0528266A (ja)

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Cited By (8)

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