JPH057752B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 発明の技術分野 本発明は、画像処理装置に係り、特に画像の特
徴として角度ヒストグラムをノイズなしに求める
ことのできる画像処理装置に関する。

(B) 技術の背景 画像認識の一応用分野である印鑑照合において
は、通常、照合の対象する印影すなわち被認識画
像と予め辞書等に記憶する登録印鑑すなわち基準
画像とを、パターンマツチング等の技法を用い比
較照合するという処理がよく用いられているが、
被認識画像と基準画像との間に回転角度差がある
場合には照合が困難であり、したがつて、このよ
うな場合には、一般に、認識に先立つ前処理にお
いて前記回転角度差を除くための処理を行つてい
る。

その他、画像処理あるいは画像認識においては
合同あるいは類似する二つの画像間に回転角度差
を求めるという処理が比較的頻繁に用いられてい
る。

この画像の回転角度を求める方法としては、画
像の角度ヒストグラムを求め、この角度ヒストグ
ラムにより回転角度を求める方法がある。

第１図は、従来一般に行なわれている角度ヒス
トグラムを求める方法を説明するための図であ
る。

図において１は画素毎に量子化された一方の画
像の濃度値を格納する画像メモリ、２は画像メモ
リ１の内容を読み取つて２行分の画素の濃度値と
３画素の濃度値とを順次に格納するパイプライン
処理用のバツフア、３と４と５と６は一方の画像
に対し濃度が淡濃または濃から淡に変化する濃度
変化方向の角度を画素毎に求め該角度のヒストグ
ラムを生成するヒストグラム生成回路を構成し、
３はバツフア２のうち図中に斜線によつて示す３
×３の画素の各々の濃度値を読み取つて行方向
（ｘ方向）の差分dxを計算する差分計算回路、４
はバツフア２のうち図中に斜線によつて示す３×
３の画素の各々の濃度値を読み取つて列方向（ｙ
方向）の差分dyを計算する差分計算回路、５は
差分計算回路４によつて得られた差分dyいと差
分計算回路３によつて得られた差分dxとから濃
度が淡から濃または濃から淡に変化する濃度変化
方向の角度arctan（dy／dx）を画素毎に計算する
角度計算回路、６は角度計算回路５の出力のヒス
トグラムを格納するメモリである。

また第２図は差分計算回路３差分計算回路４に
おいて差分dxおよび差分dyを計算するために用
いる３×３の演算オペレータの一般形式を示し、
差分dxおよび差分dyはそれぞれ dx＝（P3＋P6＋P9）−（P1＋P4＋P7） dy＝（P7＋P8＋P9）−（P1＋P2＋P3） として得られる。

たとえば、第３図に例示するような10×10画素
からなる２値画像のｘ方向およびｙ方向に対し、
それぞれ、第４図ａおよびｂのような３×３の演
算オペレータを用い、差分dxおよび差分dyを計
算し、arctan（dy／dx）から、各画素における濃
度変化方向が求められ、その結果を図解的に示す
と第５図のようになる。ただし、矢印の方向が濃
度変化方向を表し、・印は濃度変化方向が求めら
れない画素を表す。

このようにして、第３図のような画像に対し第
６図のような濃度変化方向の角度のヒストグラム
が得られる。

(C) 従来技術と問題点 従来、濃淡画像の濃度値は、第３図に示すよう
な“０”と“１”の２値ではなく、例えば128階
調、あるいは512階調等の高い階調値となつてい
る。このため、濃淡画像の中には、対象とする画
像の濃淡値ばかりでなく、対象画像以外のしみに
相当する部分にも濃度値の変化している部分が存
在している。

従つて、濃淡画像の中のある画像の角度ヒスト
グラムを求める場合、対象としないしみに相当す
る部分から抽出される角度をヒストグラムの値と
して抽出してしまい、対象とする画像の角度ヒス
トグラムを求めることができないという欠点があ
つた。

このため、従来において、角度ヒストグラムを
求める際のノイズを極力抑制する方法として、各
画素の濃度が変化する方向を求める時に算出する
各画素毎の差分値を利用して、各画素毎の強度Ｋ
を以下の式 強度Ｋ＝√（）²＋（）² あるいは、 Ｋ＝｜dx｜＋｜dy｜ により求め、この強度に閾値を設け、閾値より小
さい強度の画素をヒストグラムに数えない方法が
あるがこの求めた強度は相対値であるためノイズ
の影響がかなり残ると共に濃度変化がゆるやかな
場合、輪郭点の正確な検出ができず、対象とする
画像の正確な角度ヒストグラムを求めることがで
きないという欠点があつた。

以下、ノイズ抑制のために強度Ｋを閾値として
用いた場合について説明する。

第７図において面積の大きな黒部分を角度ヒス
トグラムを求める対象とし、小さな黒部分をノイ
ズとする。簡単のため直線Ａ−Ｂ上の濃度変化を
みると第８図の様であつたとする。

この線上でのエツジの検出を考えると、A′付
近で大きな強度をもつエツジが、B′付近及びノ
イズのある部分で小さな強度をもつエツジが検出
される。

本来角度ヒストグラムを求めるには、第９図に
示すように、A′、B′おのおのの付近で１個ずつ
エツジが検出されれば良い。（１個とする理由は、
例えば第１図の対象と角度ヒストグラムを比較し
たい画像のＡ−Ｂ断面の濃度分布が第１０図のよ
うであると、左側にはほぼ同数のエツジが検出さ
れるが、右側で検出されるエツジの数が異なるか
らである。即ちこのような場合には角度ヒストグ
ラムの総度数がかなり異なることになる。） 強度に閾値を適用すると、閾値が小さい場合に
は第１１図の様に右側にたくさんのエツジが求ま
り、閾値が大きな場合には第１２図の様に左側に
しかエツジが求まらない。

(D) 発明の目的 本発明の目的は、前述した欠点に鑑み、濃淡画
像の中から対象とする画像のみの角度ヒストグラ
ムをノイズの影響なしに求めることができる画像
処理装置を提供することにある。

(F) 発明の構成 そして、この目的は、物体を直交する２方向に
走査して得られた濃淡画像に対し、直交する２方
向の各画素毎に周囲の画素との差分値を求める手
段と、 得られた差分値に基いて前記濃淡画像における
濃度が変化する方向の角度を算出する手段と、 前記角度算出手段が求めた角度の数を各角度毎
に格納して角度ヒストグラムを作成する手段と、 前記濃淡画像を各画素毎に２値化する２値化手
段と、 該２値化手段によつて得られら２値信号から前
記物体と背景との境界を検する出手段とを備え、 前記境界検出手段の検出信号に応じて前記角度
算出手段が算出した角度の格納の有無を決定する
ように構成したことを特徴とする画像処理装置を
提供することにより達成される。

(F) 発明の実施例 以下、本発明の画像処理装置の実施例を図面を
用いて詳細に説明する。

第１３図に示す様に第８図に閾値THを適用し
て２値化すると、A′、B′付近におのおのA″、
B″が求まるのでこの２点においてのみ角度ヒス
トグラムを取れば本来求めたい角度ヒストグラム
を得ることができる。

第１０図について同様に閾値TH′を適用すると
第１４図の様にＡ、Ｂが求まる。

以下に一般的な２値化の手法（mode法）を示
す。

第７図の様な画像の濃度ヒストグラムを考える
と、第１５図の様な双峰性をもつ。第１５図にお
ける左側の（濃度レベルが低い方の）峰は第７図
における背景部分を第１５図における中程の谷は
第７図におけるノイズや対象と背景の境界を、第
１５図における右側の（濃度レベルが高い方の）
峰は第７図における対象を表わすと考えられる。

そこでノイズの抑制を行なうには、第１５図の
様に濃度ヒストグラム上の谷よりやや高めにTH
を設定すれば良い。THより濃度が低ければ濃度
を“０”に、高ければ濃度“１”とする。

第１６図は本発明の一実施例である角度ヒスト
グラム抽出回路のブロツク図である。７，８は画
像メモリでおのおの角度ヒストグラムを求めたい
原画像及びその２値画像が格納される。

９は２値化回路で、データ線ａを介して画像メ
モリ７の内容を読み込み濃度ヒストグラムを作成
し２値化の閾値を決定する。その後再びデータ線
ａを介して画像メモリ７の内容を順次読み込みそ
の濃度と閾値を比較し閾値未満（以下）であれば
“０”を、閾値以上（超過）であれば“１”を画
像メモリ８の同じアドレスに格納する。

１０は角度ヒストグラム生成回路で、２値画像
が作成された後データ線ｃ、ｄを介しておのおの
画像メモリ７と８の内容を順次同時に読み込み画
像メモリ７の内容からはその画素におけるエツジ
の角度を求め、画像メモリ８の内容からはその画
素が２値画像中の“０”と“１”の境界かどうか
を検出する。

もし境界にあれば角度ヒストグラムに加算し、
境界になければ加算しない。第１７図は角度ヒス
トグラム生成回路である。

１１〜１９はデイレイ回路であり、２０，２１
はラインバツフアである。２２〜２６はアダー回
路でｙ方向の差分を、２７〜３１もアダー回路で
ｘ方向の差分を計算する。３２はコンバータで
dxとdyの値から４７のメモリ（角度ヒストグラ
ムが格納される）のアドレスを出力する。

３３〜４１はデイレイ回路であり、４２，４３
はラインバツフアである。４４のアンド回路はデ
イレイ回路３３〜３６および３８〜４１のうち１
つでも“０”があれば“０”となるので、インバ
ータ４５の出力はデイレイ回路３３〜３６および
３８〜４１がすべて“１”のときのみ“０”に１
つでも“０”があれば“１”になる。

４６のアンド回路の出力はデイレイ回路３７の
出力が“１”でデイレイ回路３３〜３６、３８〜
４１の出力が“１”のとき即ちデイレイ回路３３
〜３６，３８〜４１のうち１つでも“０”がある
場合のみ“１”となり、デイレイ回路３３〜４１
が全て“０”あるいは全て“１”のときは“０”
となる。（“０”と“１”の境界検出） ４８はアダー回路でコンバータ３２の出力によ
つて指定されるアドレスの内容とアンド回路４６
の出力を加算し再びそのアドレスに格納する。

(G) 発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、濃淡画
像に対して２値化を施し、この２値信号に基いて
得られた角度の格納の有無を決定しているので、
例えば濃淡画像の中のしみ等の濃度値の低いもの
から得られた角度はヒストグラムの対象とならな
い。従つて、濃淡画像の中から対象とする画像の
み角度ヒストグラムをノイズの影響なしに求める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は角度ヒストグラムを求める方法を説明
する図、第２図は演算オペレータの一般形式を示
す図、第３図は10×10画素の画像を示す図、第４
図は演算オペレータの具体例を示す図、第５図は
濃度変化方向を示す図、第６図は角度ヒストグラ
ムを示す図、第７図乃至第１２図は強度Ｋを閾値
とした場合を説明する図、第１３図乃至第１５図
は本発明の原理を説明する図、第１６図、第１７
図は本発明の実施例を説明する図である。 図において、７，８は画像メモリ、９は２値化
回路、１０は角度ヒストグラム生成回路、１１〜
１９，３３〜４１はデイレイ回路、２０，２１，
４２，４３はラインバツフア、２２〜３１，４８
はアダー回路、３２はコンバータ、４４，４６は
アンド回路、４５はインバータ、４７はメモリで
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体を直交する２方向に走査して得られた濃
   淡画像に対し、直交する２方向の各画素毎に周囲
   の画素との差分値を求める手段と、 得られた差分値に基いて前記濃淡画像における
   濃度が変化する方向の角度を算出する手段と、 前記角度算出手段が求めた角度の数を各角度毎
   に格納して角度ヒストグラムを作成する手段と、 前記濃淡画像を各画素毎に２値化する２値化手
   段と、 該２値化手段によつて得られた２値信号から前
   記物体と背景との境界を検出する手段とを備え、 前記境界検出手段の検出信号に応じて前記角度
   算出手段が算出した角度の格納の有無を決定する
   ように構成したことを特徴とする画像処理装置。