JPH0535868A - 画像切り抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、レイアウトスキャナ等において必要
な部分の画像の抽出を自動的に行うことができる画像切
り抜き装置をを提供することを目的とする。 【構成】画像入力手段１から入力された画像データか
ら、演算処理手段５によって局所領域の空間周波数特徴
データを生成し、空間周波数の変化の強弱の類似性によ
ってクラスタリングを行う。そして、このクラスタリン
グ結果から、空間周波数特徴データの類似する局所領域
をまとめて領域分割画像データを作成し、表示手段３に
表示する。入力手段４により、表示された領域分割画像
データの中から抽出すべき領域が指示されると、このデ
ータをもとに演算処理手段５によってマスクデータが作
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データから必要と
する画像領域のみを抽出するための、画像切り抜き装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレイアウトスキャナー等の画像処
理装置においては、画像データ内から必要とする画像領
域を切り抜くための切り抜き装置として、作業者がディ
スプレイ上に表示された画像を参照しながら、切り抜き
たい領域の輪郭部分をデジタイザ、あるいはマウス等の
ポインティング・デバイスを用いてトレースすることに
より、切り抜き領域を指示する装置や、切り抜きたい領
域と背景領域の色差や濃度差等を検出して、両者を分割
できるように、色信号や濃度信号の閾値を設定して、背
景領域を切り抜く装置があった。また、本出願人による
特願平２−２５６２８０号には、画像データの色量子化
とエッジ抽出とから領域分割を行って、切り抜き領域を
指示する装置が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切り抜
きたい領域の輪郭部分をトレースする方法においては、
複雑な形状の領域を切り抜こうとすると、トレース作業
が複雑になって作業者の負担が増大し、作業時間も非常
にかからざるを得ない。また、トレースにより読みとら
れた点情報をつないで線情報とする際に、スムージング
処理を施したり、ベクトル化処理を施す必要があり、装
置に複雑な処理機構を組み込まなければならなくなって
しまう。一方、色信号や濃度信号から自動的に画像を切
り抜く装置においても、作業者が画像を確認しながら、
最適な閾値をその都度設定する必要があるうえ、切り抜
きを行う対象となる画像データは千差万別であり、野外
などの自然環境のもとで撮られた写真画像から、特定の
領域を切り抜こうとする場合、切り抜きたい領域内にあ
る色と同じ色が、背景領域に存在しているような場合に
は、うまく切り抜けないという課題があった。さらに、
画像データの色量子化とエッジ情報とから領域分割を行
う装置においては、様々な色や絵柄の組合せでできた模
様からなる領域（例えば、複雑な格子模様や花柄のセー
ター、洋服等）をまとめて切り抜こうとした場合、エッ
ジが細かく抽出されすぎるため一括して領域分割できな
いという課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたもので、画像データの入力手段ａ
と、該画像データから局所領域の空間周波数特徴データ
を生成する空間周波数変換手段ｂと、該空間周波数特徴
データを空間周波数特徴の類似性によってクラスタリン
グするクラスタリング手段ｃと、前記クラスタリング結
果を用いて前記画像データから領域分割画像データを生
成する領域分割画像生成手段ｄと、該領域分割画像デー
タの表示手段ｅと、前記領域分割画像データから、抽出
すべき領域を設定する領域設定手段ｆと、該抽出された
領域分割画像データからマスクデータを作成するマスク
作成手段ｇと、上記各データを記憶する記憶手段ｈとを
具備することを特徴とする画像の切り抜き装置である。
尚、前記マスクデータと前記画像データとから切り抜き
画像データを生成する場合には切り抜き画像生成手段ｉ
を、該作成した切り抜き画像データを他の装置等へ出力
する場合は、画像出力手段ｊを設ければよい。

【０００５】

【作用】本発明による画像切り抜き装置では、画像入力
手段ａから入力された画像データは、空間周波数変換手
段ｂにより、画像の局所領域毎の空間周波数の強弱の変
化の様子が検出され、局所領域ごとの空間周波数特徴デ
ータが生成される。クラスタリング手段ｃは、空間周波
数特徴データから空間周波数の強弱の変化の類似性を検
出して空間周波数特徴データのクラスタリングを行う
（パターンの類似性の評価基準の下での類似したパター
ンのグループはクラスタとよばれ、パターンの分布から
クラスタをさがすことをクラスタリングという）。そし
て、領域分割画像生成手段ｄは、局所領域の空間周波数
特徴データのクラスタリング結果から、空間周波数特徴
の類似する局所領域をまとめることにより、領域分割画
像データを生成し、これが表示手段ｅによって表示され
る。領域設定手段ｆにより、表示された領域分割画像デ
ータの中から抽出すべき領域が指示されると、マスク作
成に必要な領域分割画像データが選び出され、このデー
タをもとに、マスク作成手段ｇによってマスクデータが
作成される。なお、上記各データは記憶手段ｈによって
その都度記憶されるものである。

【０００６】

【実施例】本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明
する。図２は、本発明による画像の切り抜き装置の構成
例を示すブロック図である。本実施例による切り抜き装
置は、外部システムから画像データを入力する画像入力
手段１と、半導体メモリ、磁気ディスクなどよりなる記
憶手段２と、カラーディスプレイ等よりなる表示手段３
と、マウス等のポインティングデバイスを備えた入力手
段４、コンピュータなどよりなる演算処理手段５、他の
システムへデータを送るためのデータ送信装置などから
なる出力手段６とから概略構成されている。

【０００７】画像入力手段１は、画像データをＲ（レッ
ド）Ｇ（グリーン）Ｂ（ブルー）、Ｙ（イエロー）Ｍ
（マゼンタ）Ｃ（シアン）又はモノトーン信号等のデジ
タル階調データとして取り込むためのもので、カラー原
稿あるいはモノクロ原稿の画像データを取り込むための
スキャナ、あるいは外部システムからの画像データを取
り込むためのデータ通信装置等である。記憶手段２は、
画像入力手段１からの画像データを格納しておくととも
に、後述する局所領域の空間周波数特徴データ、領域分
割画像データ、マスクデータ、切り抜き画像データ等の
各種画像データを格納するものである。表示手段３は、
演算手段５によりその動作が制御されており、記憶手段
２からの各種画像データを表示するものである。入力手
段４は、表示手段３に表示された領域分割画像データか
ら、抽出したい領域を指示または設定するものである。

【０００８】演算処理手段５は、画像データを局所領域
毎（一定面積や一定間隔毎のサンプリング点ごと）に画
像データをサンプリングして局所領域の空間周波数特徴
データを生成する。そして、局所領域の空間周波数特徴
データから空間周波数の変化の強弱の類似性を検出しな
がら局所領域空間周波数特徴データのクラスタリングを
行う。このクラスタリング結果を用いて類似する空間周
波数特徴をもつ局所領域をまとめることによって、画像
データを領域分割する。分割された各領域にはラベル付
け、例えば同じグループに属する画像領域毎に特定の色
を付与することによって領域分割画像データを生成し
て、表示手段３に表示する。そして、入力手段４によ
り、表示された領域分割画像データの中から、切り抜き
たい領域分割画像内の一座標点を指定することによっ
て、マスク作成に必要な領域を必要なだけ選び出す。最
後に選びだされた画像をマスクデータとし切り抜き画像
を生成する。出力手段６は、マスクデータあるいは切り
抜き画像データを他の装置等へ出力するためのものであ
る。

【０００９】次に、図３に示すフローチャートを参照し
て、この実施例の作用について説明する。 （ａ）局所領域空間周波数特徴データの生成 まず、画像入力手段１により画像データがデジタル階調
データとして入力され、記憶手段２に格納される（ステ
ップＳＰ１）。格納された画像データは、表示手段３に
より表示され（ステップＳＰ２）、ディスプレイ上で確
認することができる。表示手段３上の画像データが確認
され（ステップＳＰ３）、不備がなければ画像データが
Ｇａｂｏｒ変換により変換されて局所領域ごとの空間周
波数特徴を表現した局所領域空間周波数特徴データが生
成され（ステップＳＰ４）、記憶手段２に格納される。
Ｇａｂｏｒ変換は、画像の一定間隔毎のサンプリング点
を中心とした周波数成分を求め、この周波数成分を図５
のように、中心を直流成分とした各周波数成分の分布と
して表すことができるものである。

【００１０】このようにして求められた各局所領域にお
ける空間周波数データは、例えば図５において実線で区
分された２９個の、ほぼ同じ周波数成分を有する複数の
領域に分割して、それぞれの区分内における空間周波数
の強さの平均値を求める。この平均値を要素とするベク
トルによって、局所領域の特徴を表す空間周波数特徴デ
ータを作成することができる。例えば、ある局所領域に
ついて、各区分１〜２９の平均値をそれぞれe1、e2、─
─、e29 とすれば、この値を要素とするベクトル、即ち
局所領域の空間周波数特徴データは、ベクトルｅ (e1 e
2 e3── e28 e29) として表すことができる。尚、空間
周波数データの区分のしかたは、この例に限定されるも
のではなく、任意に決定できるものである。また、Ｇａ
ｂｏｒ変換を施す対象となるデータは、モノクロ画像の
場合はその階調データをそのまま利用し、カラー画像の
場合は輝度信号のみを対象とすればよい。従って、カラ
ー信号が輝度・色差信号として入力される場合は輝度信
号のみを採用すれはよいが、Ｒ・Ｇ・Ｂ（又はＹ・Ｍ・
Ｃ）の３原色データとして入力される場合は、予めデー
タの座標変換を行って輝度信号を求めておく必要があ
る。

【００１１】（ｂ）領域分割画像データの作成 ついで、局所領域空間周波数特徴データをＫｏｈｏｎｅ
ｎのｆｅａｔｕｒｅｍａｐと呼ばれるニューラルネット
を用いてクラスタリングを行い、類似した特徴を持つ局
所的な空間周波数特徴データのグループ分けを行う（ス
テップＳＰ５）。ｆｅａｔｕｒｅ ｍａｐは、Ｋｏｈｏ
ｎｅｎにより提案された自己組織化ニューラルネットで
あり、図６のように２層からなり、入力されたベクトル
群をその類似性によって分類することができるという特
徴を有する。細かな格子模様の洋服などは、様々な色、
絵柄、模様が存在しているがその周波数成分、即ち濃淡
の規則性は洋服のどの部分でもほぼ一様であり（この場
合は高周波成分が多く含まれることになる）、周波数成
分の類似する領域を集めることで同じ模様の画像部分、
即ち洋服の部分を全て抽出することが可能となる。ま
た、単色の洋服や人間の肌などは、同じ色が連続すが、
やはり濃淡の規則性は一様なものであり（この場合は低
周波成分が多く含まれることになる）、このような周波
数成分の画像部分を集めることで、洋服や肌の画像を抽
出することが可能となる。以上のように空間周波数特徴
データのクラスタリングを行うことによって、周波数成
分の類似する局所領域、即ち濃淡の規則性が類似してい
る領域をまとめることができる。

【００１２】ｆｅａｔｕｒｅ ｍａｐによりグループ分
けされた結果を用いて、類似の空間周波数特徴を持つ画
像データ中の局所領域に同じラベルを付けていくことに
より領域分割を行い、領域分割画像データを生成する
（ステップＳＰ６）。具体的には同じグループに属する
データには（同じ）特定の色を付加する等によって、オ
ペレータが簡単に区別できるような処理を施す。この領
域分割画像データは表示手段３に表示されるとともに
（ステップＳＰ７）、記憶手段２に格納される。図４
は、人間の像を切り抜く場合であるが、図４（ａ）のよ
うな画像データから図４（ｂ）に示すような領域分割さ
れた画像データを得ることができる。

【００１３】（ｃ）マスクデータの作成 この領域分割画像データを参照して、入力手段４により
切り抜きたい画像の部分を指定する（ステップＳＰ
８）。抽出したい領域がうまく一つの領域として領域分
割されているとは限らないため、複数の領域を選択でき
るようになっており、領域の指示が終了がどうかを待機
する（ステップＳＰ９）。指示が終了したならば、領域
分割画像データをマッピングすることで、指示された領
域を切り抜くためのマスクデータを生成する（ステップ
ＳＰ１０）。図４（ｂ）のように領域分割された画像デ
ータを、図４（ｃ）に示すように切り抜きたい領域ａ〜
ｉを複数指定することで、図４（ｄ）に示すようなマス
クデータを生成することができる。

【００１４】（ｄ）切り抜き画像データの作成 表示手段３に生成された領域抽出マスクが表示されると
ともに（ステップＳＰ１１）、記憶手段２にこのデータ
が格納される。抽出された領域の形状と、表示された領
域抽出マスクの形状を比較確認し（ステップＳＰ１
２）、画像データと領域抽出マスクデータを掛け合わせ
る（ＡＮＤ演算する）ことにより、図４（ｅ）に示すよ
うな切り抜き画像データが生成される（ステップＳＰ１
３）この切り抜き画像データは記憶手段２に記憶される
とともに、表示手段３に表示される（ステップＳＰ１
４）。表示手段３に表示された切り抜き画像データを確
認して（ステップＳＰ１５）ＯＫであれば、出力手段６
からデータを出力する（ステップＳＰ１６）。

【００１５】うまく切り抜き画像を抽出できなかった場
合には、領域分割画像データを抽出し直すためにステッ
プＳＰ８へ戻るループが用意されている。以上説明した
ように、本発明によれば、濃淡の規則性が類似している
領域では空間周波数が類似しているという性質を用い
て、局所的な領域の空間周波数の特徴の類似性を基に画
像を自動的に領域分割しているため、従来のように、人
手によるトレース作業は不要であり、色の違いによって
領域分割を行っていないため背景領域の一部と領域内に
同じ色が存在している場合や、様々な色や絵柄の組合せ
でできた模様からなる領域（例えば、複雑な格子模様や
花柄のセーター、洋服等）を切り抜こうとする場合で
も、人手のかかわる切り抜き作業を短時間で容易に行う
ことが可能となる。

【００１６】本実施例で、レイアウトスキャナー等で画
像の切抜きを行う場合について説明したが、通常の印刷
の写真製版の集版工程において、分解フィルムの特定部
分を切り抜き製版する際に用いるピールオフフィルム切
り抜き機のデータを、本発明のマスクデータからマスク
の輪郭線のデータを抽出することで容易に得ることがで
きる。

【００１７】尚、本発明は上記の実施例に限定されるも
のではない。画像入力手段として、外部システムからデ
ータを受信する受信装置を用いて画像データを入力して
もよいし、スキャナにより、写真原稿から直接に画像デ
ータを取り込むようにしてもよい。また、画像の出力手
段として、外部システムへデータを送信する通信装置を
用いて切り抜き画像データを出力してもよいし、レイア
ウトスキャナに出力したり、ハードコピー機等へ出力し
てもよい。局所領域ごとに空間周波数特徴を得るための
空間周波数変換手段は、上記実施例に限定されるもので
はなく、局所領域毎の空間周波数の特徴を表現できるも
のであればよく、例えばＷｉｇｎｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂ
ｕｔｉｏｎ等の方法を用いてもよい。局所的な空間周波
数データのクラスタリング方法は、上記実施例に限られ
るものではなく、同等の能力を備えた他のクラスタリン
グ法あるいはベクトル量子化法、例えばＭＡＸＮＥＴ
（ニューラルネットモデルの一種）等の方法を用いても
よい。さらに、入力される画像データはＲ，Ｇ，Ｂ色空
間あるいはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色空間で記述されたデータで
なく、他の色空間、例えばＬａｂ空間等の均等色空間で
記述されたデータであっても、モノクロの濃淡データで
あってもよい。局所領域の設定は、画像の性質や切り抜
きの精度等を考慮して適宜の間隔で設定することができ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像切り
抜き装置は、画像データの入力手段と、該画像データか
ら局所領域の空間周波数特徴データを生成する空間周波
数変換手段と、該空間周波数特徴データを空間周波数特
徴の類似性によってクラスタリングするクラスタリング
手段と、前記クラスタリング結果を用いて前記画像デー
タから領域分割画像データを生成する領域分割画像生成
手段と、該領域分割画像データの表示手段と、前記領域
分割画像データから抽出すべき領域を設定する領域設定
手段と、領域分割画像データからマスクデータを作成す
るマスク作成手段と、上記各データを記憶する記憶手段
とを具備しているので面倒な切り抜き条件の設定を行う
ことなく、画像の切り抜きを容易に行え、作業時間の著
しい短縮化を図ることができる。特に、自然環境の下で
撮られた写真による、画像データからの切り抜きが可能
であり、様々な色や絵柄の組合せでできた模様からなる
画像領域をも切り抜くことができる。また、色情報のな
いモノクロ画像データからも画像領域を切り抜くことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像切り抜き装置の構成を示す機能ブ
ロック図である。

【図２】本発明の画像切り抜き装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図３】本発明の作用を説明するためのフローチャート
図である。

【図４】（ａ）〜（ｅ）は本発明の作用を説明するため
の説明図である。

【図５】局所領域の空間周波数の分布を表す説明図であ
る。

【図６】Ｋｏｈｏｎｅｎのｆｅａｔｕｒｅ ｍａｐの説
明図である。

【符号の説明】

１ 画像入力手段 ２ 記憶手段 ３ 表示手段 ４ 入力手段 ５ 演算処理手段 ６ 出力手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】画像データの入力手段と、 該画像データから局所領域の空間周波数特徴データを生
   成する空間周波数変換手段と、 該空間周波数特徴データを空間周波数特徴の類似性によ
   ってクラスタリングするクラスタリング手段と、 前記クラスタリング結果を用いて前記画像データから領
   域分割画像データを生成する領域分割画像生成手段と、 該領域分割画像データの表示手段と、 前記領域分割画像データから抽出すべき領域を設定する
   領域設定手段と、 該抽出された領域分割画像データからマスクデータを作
   成するマスク作成手段と、 上記各データを記憶する記憶手段と、 を具備することを特徴とする画像切り抜き装置。