JPH07129773A - 画像処理方法および装置 - Google Patents

画像処理方法および装置

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JPH07129773A
JPH07129773A JP5274222A JP27422293A JPH07129773A JP H07129773 A JPH07129773 A JP H07129773A JP 5274222 A JP5274222 A JP 5274222A JP 27422293 A JP27422293 A JP 27422293A JP H07129773 A JPH07129773 A JP H07129773A
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JP
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straight line
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image
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JP5274222A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Tsuchiya
徹雄 土屋
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像中の直線成分の検出を行う画像処理方法
及び装置において、検出した直線成分の画像上での位置
や形状を、画像を再走査することなしに知ることのでき
る画像処理方法及び装置を提供する。 【構成】 位置−幾何多次元分布生成手段1は、画像中
の直線成分の検出を行う画像処理装置において、直線成
分構成候補点を通過する直線のパラメータと前記候補点
の位置パラメータで多次元分布を生成し出力する。直線
決定手段2は、前記多次元分布より直線成分を検出し、
前記直線成分のパラメータを出力する。分布解析手段3
は、前記多次元分布と前記直線成分のパラメータを入力
とし、前記多次元分布から前記直線成分に対応する部分
分布を抽出し、前記部分分布を解析し、直線の位置及び
形状情報を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像中の直線成分を検出
し、同時に前記直線成分の位置及び形状に関する情報を
検出する画像処理方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】画像中の直線成分の検出を行う方法にお
いて、例えば特開平3-142576号公報の従来技術で説明さ
れているように、ハフ(Hough )変換という方法があ
る。[森俊二、板倉栂子:画像認識の基礎II、オーム
社、pp.3-19 、1990]。以下、ハフ変換で直線を検出す
る方法を説明する。画像中のある抽出点を通る直線をそ
の抽出点を中心として回転させ、単位回転角度毎にその
抽出点を通る直線に画面上のx−y座標原点から垂線を
引く。この垂線の長さをρ、垂線のx軸からの傾き角を
θとし、ρ−θ平面上に抽出点を通る全ての直線に対応
する点をプロットし、ρ−θ平面上にハフ曲線を得る。
以後、ρ−θ平面上にプロットすることをパラメータ空
間への投票と呼ぶ。なお、ρ、θと抽出点の座標x、y
の間にはρ=xcosθ+ysinθなる関係があり、
ρは計算により求めることができる。
【0003】ある直線上に存在する複数の抽出点につい
てのハフ曲線は、ρ−θ平面上において一点で交わるか
ら、この交点からその直線を検出することができる。す
なわち、一直線上に複数の抽出点が存在する場合、各抽
出点に対応するハフ曲線は一点で交わり、その交差回数
はその抽出点の数に対応する。したがって、ハフ曲線の
交差回数について、ρ−θ平面上で局所的にピークとな
る点を求めればそのθ、ρから直線が特定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ハフ変換において、出
力されるのは直線成分のパラメータであり、検出した直
線成分が画像上のどの位置にあるか、どのような形状
(直線、点線、etc )なのかは不明である。直線成分の
位置及び形状を知るためには、直線成分を検出した後
で、再び画像を直線成分の方向に走査する必要がある
が、一般にその処理は複雑であり、必ずしも望ましい結
果が得られないという問題がある。
【0005】本発明は、以上の問題を解決するものであ
り、あらかじめ直線成分を表すパラメータと直線成分を
構成する点の位置情報により多次元分布(以後、位置−
幾何多次元分布と呼ぶ)を生成し、検出した直線成分に
対応する部分分布を解析することにより、再度画像を走
査することなしに、検出した直線成分の位置及び形状に
関する情報を得るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明の画像処理方
法は、直線成分構成候補点を抽出し、前記候補点を通過
する直線のパラメータと前記候補点の位置で多次元分布
を生成し、前記多次元分布より直線成分のパラメータを
検出し、検出した前記パラメータの位置に関する分布を
前記多次元分布より抽出して解析することにより、前記
直線成分を検出すると共に前記直線成分の画像上での位
置及び形状も検出することを特徴とする。
【0007】第2の発明の画像処理装置は、直線成分構
成候補点を通過する直線のパラメータと前記候補点の位
置で多次元分布を生成し出力する、位置−幾何多次元分
布生成手段と、前記多次元分布より直線成分を検出し、
前記直線成分のパラメータを出力する、直線決定手段
と、前記多次元分布と前記直線成分のパラメータを入力
とし、前記多次元分布から前記直線成分に対応する部分
分布を抽出し、前記部分分布を解析し、直線の位置及び
形状情報を出力する、分布解析手段とからなることを特
徴とする。
【0008】
【作用】本発明の画像処理方法では、直線成分を表すパ
ラメータと直線成分を構成する点の位置情報を対応づけ
て記憶することにより、再走査することなしに直線成分
の位置及び形状情報が計算できる。以下、直線成分を表
すパラメータを従来技術の例と同様にρ、θとし、直線
成分を構成する点の位置情報を前記点のx座標の値とし
て、本発明の原理を説明する。
【0009】画像中のある抽出点を通る直線を前記抽出
点を中心として回転させ、単位回転角度毎に前記抽出点
を通る直線に画面上のx−y座標原点から垂線を引く。
前記垂線の長さをρ、前記垂線のx軸からの傾き角をθ
とし、ρ−θ平面上に前記抽出点を通り単位回転角度毎
に引いた全ての直線に対応する点をプロットし、前記抽
出点のx座標値をρ−θ平面上にプロットされた各点に
対応させて、ρ、θ、xの3次元分布として記憶する。
この操作を画像中のすべての抽出点に対して行う。
【0010】前記3次元分布をρ−θ平面に射影した2
次元分布は、従来技術で得られるρ−θ平面上の分布と
同一であり、従って、前記2次元分布上で局所的にピー
クとなる点を求めることにより、直線成分を決定するこ
とができる。
【0011】前記3次元分布から、決定された前記直線
成分のρ、θに対応する部分分布を抽出する。前記部分
分布は前記直線成分を構成する点のx座標値の分布であ
る。従って、前記部分分布を解析することにより、前記
直線成分のx軸方向に関する位置及び形状情報を得るこ
とができる。
【0012】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0013】図1は本発明の画像処理装置の一実施例の
構成を示すブロック図である。この実施例は、点線を検
出するものであり、位置−幾何多次元分布生成手段1
と、直線決定手段2と、分布解析手段3を有しており、
位置−幾何多次元分布を構成し、この位置−幾何多次元
分布を解析して直線を決定し、位置−幾何多次元分布か
ら、決定した直線に対応する部分分布を抽出し、その分
布の周期性を調べて点線であるかどうかを判定すること
により、画像を再走査することなく点線を検出するもの
である。
【0014】入力画像として、図2に例示するような点
線101を含む2値画像があり、これを入力画像21と
する。入力画像21としては、1画素分の画像を複数の
画素に分割し、これらの画素のそれぞれについて0か1
の値をとる2値画像であることを想定して以後の説明を
行うが、通常の2値化の手法で前記濃淡画像を2値化し
て2値画像とすれば良い。入力画像21の画素の位置を
座標(x,y)で表し、前記座標(x,y)の画素の値
をf0 (x,y)で表す。
【0015】位置−幾何多次元分布生成手段1は、入力
画像21を入力とする。まず、直線ρ=xcosθ+y
sinθのパラメータ(ρ,θ)で構成されるρ−θ平
面をメッシュ状に分割する。メッシュの大きさは、例え
ばρ方向には1画素、θ方向には1°とし、図3のよう
に行う。
【0016】次に(r,s,x)及び(r,s,y)を
引き数とする3次元配列Hx22とHy23を用意す
る。配列Hx22とHy23の大きさは、例えば、引き
数rに関しては入力画像21の対角線の画素数、引き数
sに関しては180、引き数xに関しては入力画像21
のx軸方向の大きさ、引き数yに関しては入力画像21
のy軸方向の大きさとする。
【0017】ここで配列Hx,Hyの引き数r、sを、
(r,s)=(0,0)はメッシュ102に、(r,
s)=(0,1)はメッシュ103に、(r,s)=
(1,0)はメッシュ104に、というように前記ρ−
θ平面上のメッシュに1対1に対応させておく。
【0018】f(x,y)=1となる点を直線成分構成
候補点とし、前記点を通る直線を、前記点を中心とし、
先に定めたメッシュのθ方向の大きさを単位回転角度と
して回転させ、各直線に対応するパラメータの値を前記
ρ−θ平面にプロットする。プロットされた点を含むメ
ッシュに対応する(r,s)を(rj ,sj )とすると
き、配列Hx22の要素(rj ,sj ,xj )と配列H
y23の要素(rj ,sj ,yj )の値を1インクリメ
ントする。全てのf(x,y)=1となる点に関して同
様に処理した後、得られた配列Hx22とHy23を出
力する。
【0019】直線決定手段2は配列Hx22を入力と
し、配列Hx22に対して引き数xに関して式(1) のよ
うにサーメーションをとり、2次元配列H(r,s)を
計算する。ただし、XSIZE は入力画像21のx方向の大
きさとする。
【0020】 配列Hは通常のハフ変換で得られる2次元配列と同一で
あり、ハフ変換と同様にして、配列Hの要素値の中から
極大値をとるピークを検出し、直線成分のパラメータ群
(rp 、sp ){p=1,・・,P}24として、分布解析手段
3へ出力する。ただしP は検出されたピークの数であ
る。なお、入力として配列Hy23でも良く、その場合
は引き数yに関してサーメーションとり、配列Hを得
る。
【0021】ここで、位置−幾何多次元分布生成手段1
は配列Hx22及びHy23を出力し、直線決定手段2
は配列Hx22もしくはHy23を入力とするように構
成したが、位置−幾何多次元分布生成手段1で配列Hx
22とHy23を生成する時に、同時に配列Hも生成し
て出力し、直線決定手段2では配列Hを入力とすること
によって、サーメーションをとる処理を省略する構成も
考えられる。
【0022】分布解析手段3は配列Hx22とHy23
と前記直線成分のパラメータ群(rp 、sp ){p=1,・
・,P}24を入力とする。配列Hx22及びHy23か
ら前記直線成分のパラメータ群(rp 、sp ){p=1,・
・,P}に対応する1次元配列Gx(rp 、sp 、x){p
=1,・・,P}及びGy(rp 、sp 、y){p=1,・・,P}を
抽出して、その周期性を解析し、直線成分が点線である
かどうかを判定して、点線であると判定されたパラメー
タ群だけを点線信号25として出力する。図4に、点線
101に対応するGx及びGyのグラフを示す。判定の
方法としては、例えば、Gx及びGyに対して、Fx及
びFyを次式で計算する。
【0023】 Fx(x)=1 if Gx(rp ,sp ,x)=1 =−1 other (2) Fy(y)=1 if Gy(rp ,sp ,y)=1 =−1 other (3) Fx、Fyに対して、(4)式、(5)式で自己共分散
関数Rx(k){k=1,・・,K}、Ry(h){l=1,・・,H}
を計算する。ただし、K=XSIZE ×0.2 、H=YSIZE ×0.2
とし、YSIZE は入力画像21のy方向の大きさとする。 Rx,Ryに対して、(6)式、(7)式でパワースペ
クトル密度Sx(f)、Sy(f){0<f<=0.5}を計算
する。
【0024】 ただし、λk 及びκh は、例えば、Tukey のウインドウ
[中溝高好:信号解析とシステム同定、コロナ社、pp.3
8 、1988]とし、(8)式で与えるとする。 λk =(1+cos(πk/K))/2 、k=0,1,・・、K (8) κh =(1+cos(πh/H))/2 、h=0,1,・・、H (9) 次の(条件1)か(条件2)が満たされるとき、点線で
あると判定する。ただし、Tは点線と判定される直線成
分が持つべき最低の周期成分の強さで、あらかじめ設定
しておく。
【0025】(条件1) max Sx(f) > T 0<f<=0.5 (条件2) max Sy(f) > T 0<f<=0.5 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く、例えば、直
線成分を構成する点の位置情報として、直線成分を含む
直線に原点から下ろした垂線と前記直線との交点から前
記点までの距離を用いることによって、実施例では2つ
必要であった多次元分布の配列を1つ生成するだけで、
同様の効果が得られる実施例を構成できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
あらかじめ位置−幾何多次元分布を生成し、位置−幾何
多次元分布から、検出した直線成分に対応する部分分布
を抽出し解析することにより、再度画像を走査すること
なしに、検出した直線成分の位置及び形状情報を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】入力に用いる画像の1例を表す図である。
【図3】図1中の位置−幾何多次元分布生成手段におけ
るρ−θ平面の分割の仕方の1例を表す図である。
【図4】図2の点線に対応する部分分布をグラフ化した
図である。
【符号の説明】
1 位置−幾何多次元分布生成手段 2 直線決定手段 3 分布解析手段 21 入力画像 22 配列Hx 23 配列Hy 24 直線成分のパラメータ群 25 点線信号 101 点線 102,103,104 分割されたρ−θ平面にお
けるメッシュ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9061−5L 350 J

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像中の直線成分の検出を行う画像処理
    方法において、直線成分構成候補点を抽出し、前記候補
    点を通過する直線のパラメータと前記候補点の位置パラ
    メータで多次元分布を生成し、前記多次元分布より直線
    成分のパラメータを検出し、前記パラメータの位置に関
    する分布を前記多次元分布より抽出して解析することに
    より、前記直線成分を検出すると共に前記直線成分の画
    像上での位置及び形状も検出することを特徴とする画像
    処理方法。
  2. 【請求項2】 画像中の直線成分の検出を行う画像処理
    装置において、直線成分構成候補点を通過する直線のパ
    ラメータと前記候補点の位置パラメータで多次元分布を
    生成し出力する位置−幾何多次元分布生成手段と、前記
    多次元分布より直線成分を検出し、前記直線成分のパラ
    メータを出力する直線決定手段と、前記多次元分布と前
    記直線成分のパラメータを入力とし、前記多次元分布か
    ら前記直線成分に対応する部分分布を抽出し、前記部分
    分布を解析し、直線の位置及び形状情報を出力する分布
    解析手段とからなることを特徴とする画像処理装置。
  3. 【請求項3】 直線成分を構成する点の位置情報とし
    て、直線成分を含む直線に原点から下ろした垂線と前記
    直線との交点から前記点までの距離を用いることを特徴
    とする請求項1記載の画像処理方法。
  4. 【請求項4】 直線成分を構成する点の位置情報とし
    て、直線成分を含む直線に原点から下ろした垂線と前記
    直線との交点から前記点までの距離を用いることを特徴
    とする請求項2記載の画像処理装置。
JP5274222A 1993-11-02 1993-11-02 画像処理方法および装置 Pending JPH07129773A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010009501A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Fujitsu Ltd 画像処理装置およびその方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61121183A (ja) * 1984-11-19 1986-06-09 Fujitsu Ltd 不連続線分図形識別方式
JPH04205681A (ja) * 1990-11-30 1992-07-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 線分抽出装置

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970204