JPH0644290B2 - 連結領域のラベル付け回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術と発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 作用 実施例 発明の効果 〔概要〕 画像中に存在する複数個の連結領域について、それぞれ
の領域を構成する各画素に、その連結領域に固有なラベ
ル値を付与する連結領域のラベル付け回路に係り、特
に、該回路中のラベル接続関係格納部の構成法に関し、 上記ラベル付け回路の接続関係格納部における各種テー
ブルのサイズを小さくし，且つ、テーブル全体の構成を
簡単にして、ラベル付け処理を高速化することを目的と
し、 画像中に存在する複数個の連結領域に対するラベル付け
回路において、特定の接続関係（例えば、逆Ｌ型）にあ
る画素からなるウィンドウにより走査して暫定のラベル
付けを行い、該ラベル付けされた各暫定ラベル値につい
て、接続関係にある「ラベル対」を抽出し、ラベル接続
関係格納部に格納する際、上記「ラベル対」を順次格納
する中間テーブルと、該中間テーブルに格納された暫定
ラベル値の各暫定ラベル値が他のいくつの暫定ラベル値
と接続しているかを、該「ラベル対」が抽出される毎に
計数して各暫定ラベル値毎に、例えば、昇順に記憶して
おくラベルカウント部とを設け、上記中間テーブルとラ
ベルカウント部との出力情報に基づいて、該付与されて
いる暫定ラベル値の昇順に、各暫定ラベル値に接続され
ている相手先の暫定ラベル値を連続してラベル格納部に
格納し、該ラベル格納部において、各暫定ラベル値に対
応して接続されている最後の上記相手先の暫定ラベルが
格納されているアドレスをアドレスポインタとして持つ
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、画像中に存在する複数個の連結領域につい
て、それぞれの領域を構成する各画素に、その連結領域
に固有なラベル値を付与する連結領域のラベル付け回路
に係り、特に、該回路中のラベル接続関係格納部の構成
法に関する。

最近の計算機システムの処理能力の向上と、画像処理技
術の進歩に伴い、工場における部品検査や，医薬分野に
おける血球の検査，細胞診等において、該画像処理技術
を利用して、検査対象の画像中の部品の数や、血球，細
胞の数を計数することが行われるようになってきた。

この場合、該対象画像中に存在する複数個の物体のそれ
ぞれを識別する必要があり、該物体を特定する領域の各
々に対して所謂ラベル付けが行われる。

この画像中の特定の領域に対するラベル付け処理は、画
像中の複数個の物体を分離する為の必須技術であり、そ
のラベル付け処理の高速化が必要とされる。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕

第５図は従来の連結領域のラベル付け回路を説明する図
であって、(a)は全体の構成例を示し、(b0,b1,b2)は暫
定ラベル付け部の論理を説明しており、(c0,c1,c2)は接
続関係整理部の動作例を示し、(d0,d1,d2)はラベル接続
関係格納部での格納状況の具体例を示している。又、第
６図は従来のラベル接続関係格納部の構成例を示した図
である。

本従来例の詳細については、例えば、本願出願者が先願
している特開昭62-219177号公報，特願昭61-164955号，
特願昭61-301317号等で開示しているので、以下におい
ては、その要点だけを説明する。

先ず、画像データが暫定ラベル付け部１に入力される
と、(b0)図に示した、逆Ｌ型のウィンドウで走査し、(b
1)図に示した暫定ラベル付けの論理で暫定ラベルの発
生，及び延長を行い、個々の画素に暫定ラベル値を付与
すると共に、既に、ラベル付けされている近傍の画素と
の接続関係を(b2)図に示した論理で検出する。

このようにして暫定ラベル付け処理された後の画像の例
が本図の(c0)に示してある。

該暫定ラベル値の連結領域内での接続関係を上記(b2)の
論理で検出したものの例が本図の(c1)に示してある。

このような接続関係に対して、次の接続関係整理部２に
おいて、該(c1)図で、例えば、波線を付加した重複接続
を除いて整理する。｛本図(c2)参照｝ 該整理された接続関係が、クラスタリング処理の為に、
次のラベル接続関係格納部３に格納される。

次のクラスタリング部４においては、上記検出され、ラ
ベル接続関係格納部に格納されている接続関係に基づい
て、直接，間接を問わず、互いに接続し合っている暫定
ラベル値のグループ化を行う。

このグループ化処理では、該暫定ラベル値の接続の様子
を、該暫定ラベル値をノードで表し、又接続関係を暫定
ラベル値間のアークで表してグラフ化し、そのグラフを
探索して同じ領域に属する暫定ラベル値を抽出する。

ラベル更新部５においては、該グループ分けの結果を基
に、上記暫定ラベル付け部１において付与された暫定ラ
ベル値を更新し、上記画像中の各々の領域に一意に対応
したラベル値を付与し、該入力画像に対するラベル付け
された画像を得る。

上記従来方式においては、ラベル接続関係格納部３にお
いて、本図の(d1)に示したように、１つの暫定ラベル値
が他のいくつの暫定ラベル値と接続されているかを記憶
する接続ラベルカウントテーブル31′と、上記暫定ラベ
ル値が接続している相手の暫定ラベル値を記憶するラベ
ル接続テーブル33′と、各暫定ラベル値と，ラベル接続
テーブルにおいて、相手の暫定ラベル値を格納するアド
レスとの対応付けを記憶するアドレス変換テーブル32′
とを備えている。

本図の(d0)では、暫定ラベル値の接続関係が示されてい
るが、この例においては、例えば、(1-2)〜(1-6)迄の接
続関係が、(d1)図に示すように格納され、(1-7)の接
続関係は(d2)図に示すように格納される。

このような従来方式の接続関係の格納方式においては、
第６図に示すように、予想される暫定ラベル値の最大値
をLmとし、上記ラベル接続テーブル33′の行方向へ格納
できる個数を‘Ｗ’とすると、最悪のケースを想定した
場合、アドレス変換テーブル32′は「Lm×(Lm/W)」のア
ドレス空間が必要である。

又、公知のグラフ理論によると、暫定ラベル値の接続関
係の最大個数は“3Lm-6”となるので、第６図に示すよ
うに、上記ラベル接続テーブル33′中“2Lm-6”個迄の
接続関係がメモリ幅一杯に詰まり、残りの“Lm”個の接
続関係が各暫定ラベル値に１つ宛検出されるような状態
のとき、該ラベル接続テーブルの大きさが、上記グラフ
理論の示す最大の大きさ（“3Lm-6”）となる。

従って、このラベル接続テーブルの容量は、 (3Lm-6)＋(W-1)Lm＝2Lm-6+W*Lm となる。

このように、従来方式においては、上記アドレス変換テ
ーブル32′が‘Lm²/W’であり、ラベル接続テーブル3
3′が上記‘2Lm-6+W*Lm’のアドレス空間を必要とする
為、理論上の接続関係の最大数‘3Lm-6’よりはるかに
大きく、且つテーブル全体の構成が接続ラベルカウント
テーブル31′，アドレス変換テーブル32′，ラベル接続
テーブル33′の３つで構成されていて複雑となる為、該
暫定ラベル付け処理が遅くなると云う問題があった。

本発明は上記従来の欠点に鑑み、画像中に存在する複数
個の連結領域について、それぞれの領域を構成する各画
素に、その連結領域に固有なラベル値を付与する連結領
域のラベル付け回路において、ラベル接続関係格納部の
構成を簡単にして、該暫定ラベル付け処理の高速化を図
ることができる連結領域のラベル付け回路を提供するこ
とを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明のラベル接続関係格納部の原理ブロック
図である。

上記の問題点は下記の如くに構成されたラベル接続関係
格納部によって達成される。

画像中に存在する複数個の連結領域に対するラベル付け
回路であって、 対象画面を走査して得られる画像データの各画素に対し
て、暫定ラベル付けを行う際、隣接画素に付加されてい
る暫定ラベル値を該走査方向に優先して延長し、該隣接
画素に該暫定ラベル値が付加されていないときには、縦
方向に延長して暫定ラベル値を付加し、上左の隣接画素
に該暫定ラベルが付加されていない時には、新たな暫定
ラベルを付加し、既に、ラベル付けされた近傍画素との
接続関係を検出する暫定ラベル部１と、 該ラベル付けされた暫定ラベル値を順次保持し、一定時
間後に出力するディレイ用バッファ６と、 上記検出された接続関係を整理して重複を無くする接続
関係整理部２と、 該接続関係整理部２の出力を格納するラベル接続関係格
納部３と、 上記検出された接続関係に基づいて、直接，間接を問わ
ず、互いに接続している暫定ラベル値を検出してグルー
プ化するクラスタリング部４と、 該クラスタリングの結果により、暫定ラベル値を更新す
るラベル更新部５とを備え、 上記ラベル接続関係格納部３を、上記接続関係整理部２
の出力である「ラベル対」を順次蓄積する中間テーブル
31と、 ある暫定ラベル値が他のいくつの暫定ラベル値と接続し
ているかを、上記「ラベル対」が出力される毎に計数し
て、該暫定ラベル値毎に記憶しておくラベルカウント部
32と、 各暫定ラベル値が接続している他の暫定ラベル値を連続
的に記憶するラベル格納部33と、 該ラベル格納部33において、各暫定ラベル値に接続され
ている最後の暫定ラベル値が格納されているアドレス
を、上記各暫定ラベル値毎に順に記憶するアドレスポイ
ンタ格納部34とから構成する。

〔作用〕

即ち、本発明によれば、画像中に存在する複数個の連結
領域に対するラベル付け回路において、特定の接続関係
（例えば、逆Ｌ型）にある画素からなるウィンドウによ
り走査して暫定のラベル付けを行い、該ラベル付けされ
た各暫定ラベル値について接続関係にある「ラベル対」
を抽出したものに対して、先ず、接続関係整理部で重複
した「ラベル対」が除かれ、本発明のラベル接続関係格
納部に送られる。

該ラベル接続関係格納部においては、上記ウィンドウが
１画面を走査している間、中間テーブルに上記「ラベル
対」を順次蓄積し、同時に、各「ラベル対」の各暫定ラ
ベル値毎に、他のいくつの暫定ラベル値と接続している
かをラベルカウント部に記憶する。

次に、該ラベルカウント部に記憶されている計数値を最
初の暫定ラベル値から、例えば、昇順に順次読出し、累
積加算してアドレスポインタ格納部に、各暫定ラベル値
毎に格納する。

次に、該中間テーブルの内容（「ラベル対」）を読出
し、各「ラベル対」の上下の暫定ラベル値に対応して、
上記アドレスポインタ格納部において生成されている各
暫定ラベル値毎の格納領域の開始アドレスに基づいて、
該格納開始アドレスから各暫定ラベル値に接続されてい
る相手の暫定ラベル値を連続して格納していく。

具体的に、第５図(d0)に示した接続関係が抽出された場
合について考えると、上記の中間テーブルは第４図(a)
に示すものとなり、ラベルカウント部には、同図(b)に
示すように、暫定ラベル値‘１’については、接続先の
暫定ラベル値‘2,4,5,6,7’の５個が、暫定ラベル値
‘２’については、接続先の暫定ラベル値‘3,1’の２
個がセットされる。

そして、アドレスポインタ格納部では、同図(c)に示す
ように、上記暫定ラベル値‘１’については‘５’が、
暫定ラベル値‘２’については、累積値である‘5+2＝
７’が、該暫定ラベル値の昇順に、順次格納される。

このアドレスポインタ値と、上記中間テーブルの「ラベ
ル対」に基づいて、同図(d)に示したように、各暫定ラ
ベル値毎に、連続して、接続先の暫定ラベル値が格納さ
れる。

このラベル接続関係格納方式の概念については、前述の
本願出願者が先願している特願昭61-301317号に開示し
ているが、本発明は、その格納を具体的に行う為の手段
を提供するものである。

上記のように機能する結果、ラベル接続関係格納部での
テーブル構成がアドレスポインタテーブルと接続関係テ
ーブルの２つと簡単になると共に、記憶容量が小さくな
る為、当該連結領域のラベル付け処理が高速化される効
果がある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

前述の第１図が本発明のラベル接続関係格納部の原理図
であり、第２図は本発明の一実施例をブロック図で示し
た図であり、第３図は本発明のラベル接続関係格納部の
テーブル構成を説明する図であって、第１図における中
間テーブル31，ラベルカウント部32，ラベル格納部33，
アドレスポインタ格納部34が本発明を実施するのに必要
な手段である。尚、全図を通して同じ符号は同じ対象物
を示している。

以下、第１図を参照しながら第２図，第３図によって本
発明の連結領域のラベル付け回路、特にラベル接続関係
格納部の構成と，その動作を説明する。

本発明を実施しても、連結領域ラベル付け処理の基本的
な動作は特に変わることはないので省略し、ここでは、
接続関係整理部２から出力された「ラベル対」を接続関
係テーブルに効率良く格納する為の具体回路を中心にし
て説明する。

先ず、接続関係整理部２の出力である「ラベル対」（ラ
ベル１，ラベル２で示す）が順次中間テーブル311,313
に格納されていく。

セレクタ320は、接続関係整理部２が「ラベル対」を出
力している１フレームの間は、接続ラベル対の同期信号
を出力し、計数手段317は該同期信号をトリガにしてカ
ウントアップし、上記中間テーブル311,313にアドレス
(ADDR)を供給する。

又、セレクタ318,319は、上記セレクタ320と同様に、該
１フレームの間は接続関係整理部２の出力する暫定ラベ
ル値（ラベル１，２）を出力し、ラベルカウントテーブ
ル312,314へアドレス(ADDR)として供給する。

上記ラベルカウントテーブル312,314は、入力されてく
る‘ラベル１’，‘ラベル２’のそれぞれにおいて、１
つの暫定ラベル値が他のいくつの暫定ラベル値と接続し
ているかを計数する為のテーブルであって、上記セレク
タ318,319の出力である各暫定ラベル値（上記‘ラベル
１’，‘ラベル２’）の個数を出力し、その値は同じ暫
定ラベル値が入力される毎に加算手段315,316によっ
て、順次‘+1’され、該ラベルカウントテーブル312,31
4の同一のアドレスに格納される。

接続関係整理部２が「ラベル対」を出力している１フレ
ームが終了すると、上記セレクタ320はシステムの同期
信号‘０’を出力し、上記計数手段317は該‘０’信号
でクリアされ、初期値から再びカウントアップするよう
に機能する。

又、セレクタ318,319は該計数手段317の出力を通すよう
に切り替えられ、ラベルカウントテーブル312,314か
ら、各暫定ラベル値の接続カウント値をシーケンシャル
に読み出す。

該読み出された接続カウント値は加算手段322におい
て、レジスタ323の値と共に、各暫定ラベル値毎に、例
えば、昇順に、上記レベルカウントテーブル312,314か
ら読み出された接続カウント値を加算する。

従って、該加算手段322によって加算された値は、各暫
定ラベル値に接続されているラベル数の累積値であり、
接続関係テーブル329において、各暫定ラベル値に接続
されている暫定ラベル値が記憶される最後の暫定ラベル
値が格納されるアドレスとして、アドレスポインタテー
ブル328，及びワーク用アドレスポインタテーブル327に
格納される。

このとき、予想される最大の暫定ラベル値迄、該累積値
を該アドレスポインタテーブル328,327に格納した後、
上記計数手段317は再び初期値からカウントを始める。

該計数手段317の出力によって、セレクタ321を介して中
間テーブル311,313から接続「ラベル対」を順次読み出
し、その値は交互に接続関係テーブル329，及びセレク
タ324へ出力される。

上記セレクタ324はセレクタ321の出力をその儘通し、そ
の値をアドレス(ADDR)としてワーク用のアドレスポイン
タテーブル327に供給する。

該ワーク用のアドレスポインタテーブル327は、その暫
定ラベル値(ADDR)に対するポインタアドレス(D0)を出力
し、接続関係テーブル329では、該ワーク用のアドレス
ポインタテーブル327の出力したポインタアドレス(D0)
に、上記「ラベル対」の他の一方であるセレクタ321の
出力データ（相手先暫定ラベル値）をそれぞれ格納す
る。

ここで、該ワーク用のアドレスポインタテーブル327の
出力するアドレスポインタ(D0)は加算手段326によって
‘-1’され、セレクタ325を通って、再びワーク用のア
ドレスポインタテーブル327の同一暫定ラベル値の所
（即ち、同一アドレス）(ADDR)に格納される。

以上のようにして、接続関係テーブル329には、上記
「ラベル対」の各暫定ラベル値が互いに接続している暫
定ラベル値を、上記ポインタアドレス(D0)から降順に、
連続して密に記憶することができる。

該記憶された暫定ラベル値情報は、当該連結領域ラベル
付け回路のクラスタリング部４に送出され、クラスタリ
ング処理に使用される。

この結果、本発明の接続関係格納部においては、第３図
に示すように、アドレスポインタテーブル328として‘L
m’、接続関係テーブル329として‘3Lm-6’のアドレス
空間を持つメモリがあればよく、作業用も含めて‘9Lm-
6’の領域で済む為、テーブル類の構成が簡単となり、
当該連結領域のラベル付け処理が高速化できることにな
る。

このように、本発明は、画像中に存在する複数個の連結
領域について、それぞれの領域を構成する各画素に、そ
の連結領域に固有なラベル値を付与する連結領域のラベ
ル付け回路において、該画像中の同じ領域に属する暫定
ラベル値を抽出するクラスタリング処理で使用する、互
いに接続関係にある暫定ラベル値の「ラベル対」情報を
記憶するのに、各暫定ラベル値が他のいくつの暫定ラベ
ル値と接続しているかを計数し、その計数値を該暫定ラ
ベル値の、例えば、昇順に累積した値をアドレスポイン
タとして、例えば、該ポインタが示すアドレスから降順
に、接続先の暫定ラベル値を隙間なく格納するようにし
た所に特徴がある。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明の連結領域ラベル
付け回路、画像中に存在する複数個の連結領域に対する
ラベル付け回路において、特定の接続関係（例えば、逆
Ｌ型）にある画素からなるウィンドウにより走査して暫
定のラベル付けを行い、該ラベル付けされた各暫定ラベ
ル値について、接続関係にある「ラベル対」を抽出し、
ラベル接続関係格納部に格納する際、上記「ラベル対」
を順次格納する中間テーブルと、該中間テーブルに格納
された暫定ラベル値の各暫定ラベル値が他のいくつの暫
定ラベル値と接続しているかを、該「ラベル対」が抽出
される毎に計数して各暫定ラベル値毎に、例えば、昇順
に記憶しておくラベルカウント部とを設け、上記中間テ
ーブルとラベルカウント部との出力情報に基づいて、該
付与されている暫定ラベル値の昇順に、各暫定ラベル値
に接続されている相手先の暫定ラベル値を連続してラベ
ル格納部に格納し、該ラベル格納部において、各暫定ラ
ベル値に対応して接続されている最後の上記相手先の暫
定ラベル値が格納されているアドレスをアドレスポイン
タとして持つように構成したものであるので、ラベル接
続関係格納部でのテーブル構成がアドレスポインタテー
ブルと接続関係テーブルの２つと簡単になると共に、そ
れぞれの記憶容量が小さくなる為、当該連結領域のラベ
ル付け処理が高速化される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図が本発明のラベル接続関係格納部の原理ブロック
図， 第２図は本発明の一実施例をブロック図で示した図， 第３図は本発明のラベル接続関係格納部のテーブル構成
を説明する図， 第４図は本発明のラベル接続関係格納状況の具体例を示
した図， 第５図は従来の連結領域のラベル付け回路を説明する
図， 第６図は従来のラベル接続関係格納部の構成例を示した
図， である。 図面において、 １は暫定ラベル付け部，２は接続関係整理部， ３はラベル接続関係格納部， 317は計数手段， 31,311,313は中間テーブル， 32はラベルカウント部， 312,314はラベルカウントテーブル， 322は加算手段， 33はラベル格納部， 329は接続関係テーブル， 34はアドレスポインタ格納部， 328はアドレスポインタテーブル， 327はワーク用のアドレスポインタテーブル， ４はクラスタリング部， ５はラベル更新部， 図中の‘1,2,3,…’は暫定ラベル値， ，，…はポインタアドレス， をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像中に存在する複数個の連結領域に対す
   るラベル付け回路であって、 対象画面を走査して得られる画像データの各画素に対し
   て、暫定ラベル付けを行う際、隣接画素に付加されてい
   る暫定ラベル値を該走査方向に優先して延長し、該隣接
   画素に該暫定ラベル値が付加されていないときには、縦
   方向に延長して暫定ラベル値を付加し、上，及び左の隣
   接画素に該暫定ラベルが付加されていない時には、新た
   な暫定ラベルを付加し、既に、ラベル付けされた近傍画
   素との接続関係を検出する暫定ラベル部(1)と、 該ラベル付けされた暫定ラベル値を順次保持し、一定時
   間後に出力するディレイ用バッファ(6)と、 上記検出された接続関係を整理して重複を無くする接続
   関係整理部(2)と、 該接続関係整理部(2)の出力を格納するラベル接続関係
   格納部(3)と、 上記検出された接続関係に基づいて、直接，間接を問わ
   ず、互いに接続している暫定ラベル値を検出してグルー
   プ化するクラスタリング部(4)と、 該クラスタリングの結果により、暫定ラベル値を更新す
   るラベル更新部(5)とを備え、 上記ラベル接続関係格納部(3)を、上記接続関係整理部
   (2)の出力である「ラベル対」を順次蓄積する中間テー
   ブル(31)と、 ある暫定ラベル値が他のいくつかの暫定ラベル値と接続
   しているかを、上記「ラベル対」が出力される毎に計数
   して、該暫定ラベル値毎に記憶しておくラベルカウント
   部(32)と、 各暫定ラベル値が接続している他の暫定ラベル値を連続
   的に記憶するラベル格納部(33)と、 該ラベル格納部(33)において、各暫定ラベル値に接続さ
   れている最後の暫定ラベル値が格納されているアドレス
   を、上記各暫定ラベル値毎に順に記憶するアドレスポイ
   ンタ格納部(34)とから構成することを特徴とする連結領
   域のラベル付け回路。