JPH07225847A

JPH07225847A - 画像抽出方法

Info

Publication number: JPH07225847A
Application number: JP6037614A
Authority: JP
Inventors: Norio Niitsuma; 規夫新妻
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1994-02-10
Filing date: 1994-02-10
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】【目的】抽出対象画像領域を囲む大まかな粗輪郭線２
２を入力するだけで、境界に細かい凹凸があっても、対
象画像を正確、確実に抽出できること。【構成】粗輪郭線２２を入力して、図（ｂ）に示すよ
うに原画像１２に粗輪郭線２２を重畳表示し、この粗輪
郭線２２に含まれる画素のエッジ強度とエッジ勾配方向
（エッジ連続性）とを求め、このエッジ勾配方向に基づ
いて図（ｄ）に示すような連続性を有する複数の画素３
３を求め、この連続画素３３について、エッジ強度が最
大の画素（例えばピーク画素）を追跡の開始点Ｔ₀と
し、追跡点Ｔｉの近傍画素のうちのエッジ強度が最大の
画素を次の追跡点Ｔｉ（ｉ＝ｉ＋１）とする追跡を繰り
返すことによって図の（ｆ）に示すような細線化輪郭線
４０を求める。このため、ピーク画素に沿った正確な細
線化輪郭線４０が得られ、この細線化輪郭線４０で囲ま
れた対象画像１２ａを正確、確実に抽出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、景観シミュレーション
やデザインシミュレーション等のイメージシミュレーシ
ョン、画像データベースシステムまたは電子カタログ等
の展示システム等で用いられる画像抽出方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像抽出方法には、抽出
対象領域の輪郭線を求め、その内部を抽出する方法や、
いわゆるクロマキー手法を用いた方法が知られている。

【０００３】前者の輪郭線を求めて画像を抽出するもの
には、図７に示すような装置を用いて図８に示すような
方法で画像を抽出するものが知られている。すなわち、
画像入力部（例えばテレビカメラやイメージスキャナ）
１０を用いて取り込んだ図８の（ａ）に示すような原画
像（または元画像ともいう）１２を、画像処理部として
のマイクロプロセッサ１４で画像処理してＲＡＭ（例え
ばＶＲＡＭ）１６内の原画像記憶部１６ａに記憶すると
ともに画像表示部としてのＣＲＴディスプレイ１８で表
示する。

【０００４】ついで、ポインティングデバイスの一例と
してのタブレット２０からの位置情報入力によって、Ｃ
ＲＴディスプレイ１８が表示中の原画像１２の中に図８
の（ｂ）に示すような粗輪郭線（例えば線幅が数画素の
輪郭線）２２を描くとともに、マイクロプロセッサ１４
内の内部メモリ（図示省略）やＲＡＭ１６内の輪郭線記
憶部１６ｂに同図の（ｃ）に示すような粗輪郭線画像情
報２３を書き込む。すなわち、粗輪郭線２２の存在する
領域の画素のデータを全て論理「１」とし、その他の領
域の画素のデータを論理「０」として表したパターン情
報としての粗輪郭線画像情報２３を書き込む。

【０００５】ついで、ＲＯＭ２５に格納された細線化処
理用プログラムを実行するマイクロプロセッサ１４の細
線化処理機能によって、原画像１２の中の粗輪郭線２２
を図８の（ｄ）に示すような細線化処理された細線化輪
郭線（例えば線幅が１画素の輪郭線）２４にするととも
に、マイクロプロセッサ１４の内部メモリや輪郭線記憶
部１６ｂ内の粗輪郭線画像情報２３を細線化処理し、つ
いで同図の（ｅ）に示すようなラベル付けをする。

【０００６】すなわち、細線化輪郭線２４の存在する領
域の画素にはラベル「１」を付与し、細線化輪郭線２４
で囲まれた領域内の画素にはラベル「２」を付与し、そ
の他の領域の画素にはラベル「０」を付与した、図８の
（ｅ）に示す細線化輪郭線情報２７を輪郭線記憶部１６
ｂに記憶する。

【０００７】ついで、ＲＯＭ２５に格納された画像抽出
処理用プログラムを実行するマイクロプロセッサ１４の
画像抽出機能によって、原画像１２の中から細線化輪郭
線２４内に含まれる画像（すなわち抽出対象画像）を抽
出し、ＣＲＴディスプレイ１８は図８の（ｆ）に示すよ
うな抽出画像１２ａを表示する。すなわち、図８の
（ｅ）にラベル付けして表した細線化輪郭線情報２７の
ラベル「２」の部分に対応した領域を、同図の（ａ）ま
たは（ｄ）に示した原画像１２の中から切り出して抽出
し、その抽出画像１２ａを表示する。

【０００８】また、後者のクロマキー手法を用いて画像
を抽出するものには、予め抽出すべき対象を特定の色
（例えば青色）の背景に置いた画像を作っておき、その
画像から色情報に基づいて対象画像を切り出すようにし
たものが知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の輪郭線を求めて画像を抽出するものは、タブレ
ット２０を用いた手入力で表示中の原画像１２の中に粗
輪郭線２２を描いてしまえば、後はマイクロプロセッサ
１４の細線化処理機能によって自動的に画像抽出用の細
線化輪郭線２４が得られ、パラメータの調整が不要であ
るという特徴を有るが、手入力の手間と時間を省くため
に線幅の広い粗輪郭線２２を入力し、この粗輪郭線２２
の中心線を残す方法や、エッジ強度の小さい順に連続性
を考慮して不要画素を削除していく方法によって、自動
的に細線化するようにしていたので、次のような問題点
があった。

【００１０】図９の（ａ）に示すような原画像の抽出対
象領域２８ａを、真の輪郭線２９ａを境界として抽出す
るときに、入力した粗輪郭線２２ａの中心線３０の位置
が、同図の（ｂ）に示すように真の輪郭線２９ａからず
れた場合に、同図の（ｃ）に示すように、細線化した輪
郭線２４ａと真の輪郭線３０との間にずれＤができて、
両者が一致しないことがあるという問題点があった。

【００１１】また、図１０の（ａ）に示すような、原画
像の抽出対象領域２８ｂのエッジ形状が複雑なときに真
の輪郭線２９ｂを境界として抽出する場合に、同図の
（ｂ）に示すように、入力した粗輪郭線２２ｂの中心線
を真の輪郭線２９ｂと一致させたとしても、同図の
（ｃ）に示すように、角部において細線化した輪郭線２
４ｂと真の輪郭線２９ｂが一致せず、角部分を忠実に抽
出できないという問題点があった。

【００１２】なお、上述の粗輪郭線の細線化法による画
像抽出において、手入力による粗輪郭線の線幅を細くす
ればするほど、結果として得られる細線化輪郭線を真の
輪郭線に近ずけることができるが、手入力に手間と時間
がかかり過ぎるという問題点があった。

【００１３】また、従来のクロマキー手法を用いて画像
を抽出するものは、対象と背景の色空間での分布が完全
に分離していれば、細かい部分の抽出も問題なく行なう
ことができるが、予め対象を特定の背景においた画像を
作っておく必要があり、自然画像に適用できないという
大きな問題点があった。

【００１４】本発明は上述の問題点に鑑みなされたもの
で、抽出対象画像領域の境界に大まかな粗輪郭線を入力
するだけで、境界に細かい凹凸領域があっても、対象画
像を正確、確実に抽出することのできる画像抽出方法を
提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の画像抽出方法
は、抽出対象画像領域を囲むとともに前記抽出対象画像
領域の内側と外側に跨る線幅の粗輪郭線を入力し、この
粗輪郭線に含まれる画素（粗輪郭画素）のエッジ強度と
エッジ勾配方向とを求め、このエッジ勾配方向に基づい
て前記粗輪郭画素の中から連続性を有する複数の画素
（連続画素）を求め、この連続画素について、エッジ強
度が最大の画素を追跡の開始点とし、追跡点の近傍画素
のうちのエッジ強度が最大の画素を次の追跡点とする追
跡を繰り返すことによって細線化した輪郭線を求め、こ
の細線化輪郭線で囲まれた画素にラベル付けして対象画
像を抽出してなることを特徴とするものである。

【００１６】請求項２の画像抽出方法は、請求項１の発
明において、粗輪郭画素のエッジ強度とエッジ勾配方向
を、画像自体の濃度とその近傍画素の濃度とを用いたエ
ッジ検出オペレータによって求めてなるものである。

【００１７】請求項３の画像抽出方法は、請求項１の発
明において、エッジ追跡の追跡中において、次の追跡点
が複数のときはその直前の追跡点を分岐点として記録す
るとともに、予め設定した選択順序によって複数の追跡
点のうちから１つを選択して追跡を行い、次の追跡点が
端点のときは直前の分岐点まで戻り設定選択順序によっ
て次の追跡点を選択して追跡を行い、次の追跡点が追跡
開始点に至ったときに追跡を終了してなるものである。

【００１８】請求項４の画像抽出方法は、請求項２の発
明において、エッジ追跡の追跡中において、次の追跡点
が複数のときはその直前の追跡点を分岐点として記録す
るとともに、予め設定した選択順序によって複数の追跡
点のうちから１つを選択して追跡を行い、次の追跡点が
端点のときは直前の分岐点まで戻り設定選択順序によっ
て次の追跡点を選択して追跡を行い、次の追跡点が追跡
開始点に至ったときに追跡を終了してなるものである。

【００１９】

【作用】請求項１の画像抽出方法では、まず手入力によ
って粗輪郭線を入力する。ついで、この粗輪郭線に含ま
れる画素（粗輪郭画素）のエッジ強度とエッジ勾配方向
とを求め、エッジ勾配方向に基づいて粗輪郭画素の中か
ら連続性を有する複数の画素（連続画素）を求める。つ
いで、この連続画素について、エッジ強度が最大の画素
を追跡の開始点とし、追跡点の近傍画素のうちのエッジ
強度が最大の画素を次の追跡点とする追跡を繰り返すこ
とによって細線化した輪郭線を求める。ついで、この細
線化輪郭線で囲まれた画素にラベル付けし、そのラベル
に従って対象画像を切り出し抽出画像とする。

【００２０】請求項２の画像抽出方法では、請求項１の
発明において、粗輪郭画素の各画素についてのエッジ強
度とエッジ勾配方向を、画素自体の濃度とその近傍画素
の濃度とを用いたエッジ検出オペレータ（例えばＲｏｂ
ｉｎｓｏｎのエッジ検出オペレータ）によって求める。

【００２１】請求項３の画像抽出方法では、請求項１の
発明において、エッジ追跡中において、次の追跡点が複
数のときはその直前の追跡点を分岐点として記録すると
ともに、予め設定した選択順序によって複数の追跡点の
うちから１つを選択して追跡を行い、次の追跡点が端点
のときは直前の分岐点まで戻り設定選択順序によって次
の追跡点を選択して追跡を行い、次の追跡点が追跡開始
点に至ったときに追跡を終了する。

【００２２】請求項４の画像抽出方法では、請求項２の
発明において、エッジ追跡中において、次の追跡点が複
数のときはその直前の追跡点を分岐点として記録すると
ともに、予め設定した選択順序によって複数の追跡点の
うちから１つを選択して追跡を行い、次の追跡点が端点
のときは直前の分岐点まで戻り設定選択順序によって次
の追跡点を選択して追跡を行い、次の追跡点が追跡開始
点に至ったときに追跡を終了する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明による画像抽出方法の一実施例
を図１から図６までを用いて説明する。これらの図にお
いて図７、図８と同一部分は同一符号とする。図２は本
発明方法を実施する装置の概略構成図を示すもので、こ
の図において、１０はテレビカメラやイメージスキャナ
等を主体としてなる画像入力部で、この画像入力部１０
は、図３の（ａ）に示すような原画像を取り込んで、対
応した画像データを出力するように構成されている。

【００２４】１４は画像処理部の一例としてのマイクロ
プロセッサで、このマイクロプロセッサ１４には、画像
表示部としてのＣＲＴディスプレイ１８と、ポインティ
ングデバイスとしてのタブレット２０とが結合されると
ともに、ＲＡＭ（例えばＶＲＡＭ）３４が結合されてい
る。このＲＡＭ３４内には、原画像記憶部３４ａ、粗輪
郭線記憶部３４ｂ、細線化輪郭線記憶部３４ｃ、エッジ
強度記憶部３４ｄ、エッジ勾配方向記憶部３４ｅおよび
分岐点記憶部３４ｆが設けられている。

【００２５】３８は前記マイクロプロセッサ１４に結合
したＲＯＭで、このＲＯＭ３８内には、前記マイクロプ
ロセッサ１４によって従来例と同様な処理（例えば画像
デ−タの読み書き処理、抽出処理など）を行なわせるた
めのプログラムが格納されている。前記ＲＯＭ３８内に
は、さらに、前記マイクロプロセッサ１４によって、本
発明に特有の処理を行なわせるためのプログラムが格納
されている。

【００２６】つぎに、図２の装置の作用を図１、図３、
図４〜図６を併用して説明する。まず、従来例と同様に
して、マイクロプロセッサ１４は、ＲＯＭ３８の対応し
たプログラムに基づく機能によって、画像入力部１０で
取り込んだ原画像１２についての画像情報をＲＡＭ３４
内の原画像記憶部３４ａに書き込み、図３の（ａ）に示
すように、ＣＲＴディスプレイ１８で原画像１２を表示
せしめる。

【００２７】（イ）ついで、従来例と同様にして、マイ
クロプロセッサ１４は、ＲＯＭ３８の対応したプログラ
ムに基づく機能によって、タブレット２０からの入力に
基づく粗輪郭線２２を、図３の（ｂ）に示すように、Ｃ
ＲＴディスプレイ１８で原画像１２に重畳表示せしめ
る。この粗輪郭線２２は、タブレット２０によって、抽
出対象画像の領域を囲み、真の輪郭線と思われる部分を
含み、かつ抽出対象画像領域の内側と外側に跨る線幅を
有するように入力される。また、粗輪郭線画像情報２３
は、図３の（ｃ）に示すように、粗輪郭線記憶部３４ｂ
に書き込まれる。

【００２８】（ロ）ついで、マイクロプロセッサ１４
は、ＲＯＭ３８の演算処理用プログラムに基づく演算処
理機能によって、粗輪郭線２２に含まれる画素（粗輪郭
画素）のエッジ強度Ｇとエッジ勾配方向Ｋとを求め、エ
ッジ強度記憶部３４ｄとエッジ勾配方向記憶部３４ｅに
記憶する。この演算は、例えば、ＲｏｂｉｎｓｏｎやＫ
ｉｒｓｃｈのエッジ検出オペレータによって行われる。

【００２９】（ハ）ついで、マイクロプロセッサ１４
は、ＲＯＭ３８の連続画素処理用プログラムに基づく処
理機能により、前記（ロ）で求めたエッジ勾配方向Ｋに
基づいて粗輪郭画素の中からエッジ連続性のある画素
（連続画素）３３を求める。この連続画素３３に関する
連続画素情報３５は、図３の（ｄ）に示すように、粗輪
郭線記憶部３４ｂに書き込まれる。例えば、図３の
（ｃ）に示す粗輪郭線画像情報２３の識別用ラベル
「１」に対応する複数の画素のうち、エッジ連続性のな
い画素（すなわち不連続となる画素）を除去することに
よって、粗輪郭線記憶部３４ｂに連続画素情報３５が残
る。

【００３０】（ニ）ついで、マイクロプロセッサ１４
は、ＲＯＭ３８のエッジ追跡処理用プログラムの処理機
能によって、連続画素３３について、図３の（ｅ）に示
すような、エッジ強度が最大の画素を追跡の開始点Ｔ₀
とし、追跡点Ｔｉ（ｉ＝１、２、３、…、ｎ）の近傍画
素のうちのエッジ強度が最大の画素を次の追跡点Ｔｉ
（ｉ＝ｉ＋１）とする追跡を繰り返すエッジ追跡によっ
て、図３の（ｆ）に示すような細線化輪郭線４０を求め
る。例えば、図３の（ｄ）に示す連続画素情報３５のラ
ベル「１」に対応する複数の画素のうち、エッジ追跡処
理で不適格な画素を除去することによって、粗輪郭線記
憶部３４ｂに細線化輪郭線情報４２が残る。

【００３１】（ホ）ついで、マイクロプロセッサ１４
は、ＲＯＭ３８のラベル付け処理および画像抽出処理用
のプログラムに基づく処理機能によって、図３の（ｆ）
に示すように、前記（ニ）で求めた細線化輪郭線４０で
囲まれた領域内の画素に識別用ラベル「２」を付与し、
このラベル付けした画素を抽出対象画像として抽出し、
同図の（ｇ）に示すように、ＣＲＴディスプレイ１８で
抽出画像１２ａを表示する。

【００３２】つぎに、前記（ロ）のエッジ強度Ｇとエッ
ジ勾配方向Ｋを求める作用を、図４を併用して詳述す
る。説明の便宜上、粗輪郭線２２に含まれる画素（粗輪
郭画素）のうち、エッジ強度Ｇとエッジ勾配方向Ｋを求
める画素を、図４の（ａ）に示すＸ₀とし、その周辺の
（近傍の）８個の画素をＸ₁〜Ｘ₈とし、対応する画素濃
度を同図の（ｂ）に示すｘ₀、ｘ₁〜ｘ₈とし、Ｒｏｂｉ
ｎｓｏｎのエッジ検出オペレータＯｅを、同図の（ｃ）
に示すように、９個の画素に対応してＡ、ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈであるとする。

【００３３】すると、対象となる画素Ｘ₀のエッジ強度
Ｇ（Ｘ₀）は次のようにして求められる。まず、予め所
定のエッジ勾配方向（エッジ方向に垂直な方向）（例え
ば８方向）毎に決められたエッジ検出オペレータＯｅ
（Ａ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ）を用いた次式
（１）の演算が行われ、ついで、複数（例えば８）の演
算結果のうちから最大値を選択することによって求めら
れる。この最大値を与えるＯｅに対応した方向が対象画
素Ｘ₀のエッジ勾配方向Ｋである。Ｇ（Ｘ₀）＝Ａｘ₀＋ａｘ₁＋ｂｘ₂＋ｃｘ₃＋ｄｘ₄＋ｅｘ
₅＋ｆｘ₆＋ｇｘ₇＋ｈｘ₈…（１）

【００３４】前述の予め決められたエッジ勾配方向は、
Ｒｏｂｉｎｓｏｎのエッジ検出オペレータＯｅの場合に
は、例えば、図４の（ｄ）に示すような８方向となる。
すなわち、エッジ勾配方向が上向き（０°）の場合（Ｋ
＝０で表わす）には、エッジ検出オペレータＯｅのＡ、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈは、０、０、１、２、
１、０、−１、−２、−１で与えられる。また、エッジ
勾配方向が４５°左回転した左斜め上向き（４５°）の
場合（Ｋ＝１で表わす）には、エッジ検出オペレータＯ
ｅのＡ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈは、０、−
１、０、１、２、１、０、−１、−２で与えられる。以
下、左横向き（９０°）（Ｋ＝１で表わす）の場合、
…、右斜め上向き（３１５°）（Ｋ＝７で表わす）の場
合にも、同様にして与えられる。

【００３５】つぎに、前記（ロ）で求めたエッジ勾配方
向Ｋに基づいて、前記（ハ）の連続画素を求める作用を
詳述する。図３の（ｃ）に示すような粗輪郭画素情報２
３に対応した粗輪郭線２２の画素について、そのうちの
任意の画素（例えばエッジ強度最大の画素）Ｘ₀に注目
し、その画素Ｘ₀のエッジ勾配方向をＫ₀（例えばＫ＝
２）とすると、Ｘ₀のＫ₀に対応した方向に隣接する２つ
の画素（例えばＸ₁とＸ₅）の少なくとも一方がＫ₀＋１
（例えばＫ＝３）、Ｋ₀、Ｋ₀−１、のいずれかのエッジ
勾配方向をもてば、その画素Ｘ₀を連続性のある画素と
して残し、そうでなければ画素Ｘ₀を削除するという操
作を繰り返すことによって、連続画素３３が求められ
る。

【００３６】つぎに、前記（ニ）のエッジ追跡作用を、
図５及び図６を併用して詳述する。（１）粗輪郭線記憶部３４ｂに記憶された、図３の
（ｄ）に示すような連続画素３３について、エッジ強度
記憶部３４ｄのエッジ強度を用いて、エッジ強度が最大
の画素を求め、これを追跡点Ｔｉの開始点Ｔ₀（ｉ＝
０）とする。

【００３７】例えば、連続画素Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘ
ｄ、Ｘｅ、Ｘｆ、Ｘｇ、Ｘｈ、Ｘｉ、…が、図６の
（ａ）に示すように画素Ｘｄで分岐して連続し、全ての
連続画素の中で画素Ｘｇのエッジ強度が最大であるとす
ると、この画素Ｘｇを、同図の（ｂ）に示すように、追
跡の開始点Ｔ₀として対応したラベル付けをする。

【００３８】（２）ついで、開始点Ｔ₀の近傍の連続画
素３３のうちにエッジ強度がピーク（局所的な最大）の
画素が有るか否かを判断する。ピークの画素が２以上有
れば、「Ｔ₀の近傍の連続画素中にエッジ強度がピーク
の画素有か？」が「ＹＥＳ」、「ピーク画素１つか？」
が「ＮＯ」となって、Ｔ₀を分岐点として分岐点記憶部
３４ｆに記録するとともに、予めピーク画素用に設定し
た選択基準（例えばエッジ強度が大きい方の画素を優先
させる選択基準）に基づいて複数のピーク画素の中から
１つを選択する。そして、この選択画素を次の追跡点Ｔ
₁（ｉ＝１）とする。

【００３９】例えば、図６の場合には、開始点Ｔ₀（Ｔ
ｇ）の近傍の画素Ｘｄ、Ｘｈがいずれもピーク画素であ
るとすると、ピーク画素用に設定した選択基準、例え
ば、両者を比較してエッジ強度の大きい方を選択すると
いう選択基準に従って、一方を選択する。便宜上、ピー
ク画素Ｘｄのエッジ強度の方がピーク画素Ｘｈのエッジ
強度より大きいものとすると、図６の（ｂ）に示すよう
に、Ｘｄを次の追跡点Ｔ₁（ｉ＝１）として追跡を続け
る。

【００４０】（３）前記（２）において、ピークの画素
が１つの場合には、「ピーク画素１つか？」が「ＹＥ
Ｓ」となり、このピーク画素を次の追跡点Ｔ₁（ｉ＝
１）とする。

【００４１】（４）前記（２）において、ピーク画素が
存在しない場合には、「Ｔ₀の近傍の連続画素中にエッ
ジ強度がピークの画素有か？」が「ＮＯ」となる。この
ときには、Ｔ₀の近傍の連続画素についてエッジ強度が
最大の画素を求める。このエッジ強度最大の画素が１つ
のときには、「強度最大画素１つか？」が「ＹＥＳ」と
なって、その画素を追跡点Ｔ₁（ｉ＝１）とする。

【００４２】（５）前記（４）において、エッジ強度最
大の画素が複数のときには、「強度最大画素１つか？」
が「ＮＯ」となって、Ｔ₀を分岐点として分岐点記憶部
３４ｆに記録するとともに、予め強度最大画素用に設定
した選択基準（例えばエッジ方向がＴ₀に近い画素を優
先させる選択基準）に基づいて複数の強度最大画素の中
から１つを選択する。そして、この選択画素を次の追跡
点Ｔ₁（ｉ＝１）とする。

【００４３】（６）前記（２）〜（５）によって次の追
跡点Ｔ₁（ｉ＝１）が決まったら、この追跡点Ｔ₁を基に
して前記（２）〜（５）と同様の追跡処理（Ｔ₀をＴ₁で
置き換えたと同様の追跡処理を行う）を行うことによっ
て、次の追跡点Ｔ₂（ｉ＝２）を求める。すなわち、Ｔ₁
は端点や開始点Ｔ₀でないので、「Ｔｉは端点か？」が
「ＮＯ」、「Ｔｉ＝Ｔ₀か？」が「ＮＯ」となって、前
記（２）〜（５）と同様の追跡処理を行う。以下、同様
の追跡を繰り返すことによって追跡点Ｔ₃、Ｔ₄、…を求
める。

【００４４】例えば、図６の場合、追跡点Ｔ₁（Ｔｄ）
の近傍の画素Ｘｃ、Ｘｅ（Ｘｇは既に追跡点Ｔ₀として
対応したラベル付けされているので対象から除外す
る。）がいずれもピーク画素であるとすると、前記
（２）の追跡処理と同様にして、このＴ₁を分岐点とし
て分岐点記憶部３４ｆに記録するとともに、ピーク画素
用に設定した選択基準に従って、エッジ強度の大きいＸ
ｃを選択して次の追跡点Ｔ₂（ｉ＝２）とする。以下、
同様にして連続画素中の画素Ｘｂ、Ｘａを追跡点Ｔ₃、
Ｔ₄とする。

【００４５】（７）前記（６）の追跡中において、追跡
点Ｔｉが端点の場合には、「Ｔｉは端点か？」が「ＹＥ
Ｓ」となり、分岐点記憶部３４ｆを用いて直前の分岐点
に戻って、予め設定した選択基準（この分岐点の近傍の
画素が複数のピーク画素のときにはピーク画素用の、複
数の強度最大画素のときには強度最大画素用の選択基
準）に基づいて対象画素の中から１つを選択する。そし
て、この選択画素を次の追跡点Ｔｉ（ｉ＝ｉ＋１）とす
る。

【００４６】例えば、図６の場合、追跡点Ｔ₄（Ｘａ）
が端点なので、直前の分岐点Ｔ₁に戻り、既に追跡点と
してラベル付けした追跡点Ｔ₂〜Ｔ₄をエッジ追跡から削
除し、設定選択基準に基づいて未選択画素の中から画素
Ｘｅを選択し、このＸｅを改めて分岐点Ｔ₁の次の追跡
点Ｔ₂とする。以下、前記（２）〜（５）と同様の追跡
処理を行うことによって、連続画素中の画素Ｘｆ、…を
追跡点Ｔ₃、…とする。

【００４７】（８）前記（６）の追跡中において、追跡
点Ｔｉが追跡の開始点Ｔ₀に至ったら、追跡が途中で終
わらないようにするために、この追跡点Ｔｉの次の追跡
点Ｔｉ（ｉ＝ｉ＋１）が追跡点Ｔ₁に等しいか否かを調
べる。すなわち、「Ｔｉ＝Ｔ₀か？」が「ＹＥＳ」とな
ったら、「Ｔｉ（ｉ＝ｉ＋１）＝Ｔ₁か？」を調べ、
「ＮＯ」ならば前記（２）〜（５）と同様の追跡処理に
戻り、「ＹＥＳ」ならばエッジ追跡を終了する。

【００４８】例えば、図６の場合、追跡点Ｔｉ（ｉ＝
ｎ）で追跡の開始点Ｔ₀に至ったものとすると、その次
の追跡点Ｔｉ（ｉ＝ｎ＋１）が追跡点Ｔ₁に等しいか否
かを調べる。等しければエッジ追跡を終了する。

【００４９】前記実施例では、粗輪郭画素の各画素につ
いてのエッジ強度とエッジ勾配方向を、画素自体の濃度
とその周辺の８個の画素の濃度とを用いたエッジ検出オ
ペレータによって求めるようにしたが、本発明はこれに
限るものでなく、画素自体の濃度とその近傍の８個以外
の複数の画素の濃度とを用いたエッジ検出オペレータに
よって求めるようにしてもよい。

【００５０】前記実施例では、粗輪郭画素のエッジ強
度、エッジ勾配方向をＲｏｂｉｎｓｏｎのエッジ検出オ
ペレータによる演算で求めるようにしたが、本発明はこ
れに限るものでない。例えば、Ｋｉｒｓｃｈのエッジ検
出オペレータによる演算で求めるようにしてもよい。ま
たは、ＲｏｂｉｎｓｏｎやＫｉｒｓｃｈ以外のエッジ検
出オペレータによる演算で求めるようにしてもよい。

【００５１】前記実施例では、近傍画素のうちから次の
追跡点を選択する場合に、まずピーク画素を、ついでエ
ッジ強度を優先させるエッジ追跡を行い、このエッジ追
跡中において、次の追跡点の候補が複数あるときの設定
選択基準を、複数のピーク画素が候補のときはエッジ強
度の大きい方を優先させ、エッジ強度最大の候補画素が
複数のときは設定順番を優先させて細線化輪郭線を求め
るようにしたが、本発明はこれに限るものでない。エッ
ジ強度とエッジ勾配方向を用いて「エッジ追跡」によっ
て細線化輪郭線を求めるものであればよい。

【００５２】前記実施例では、ポインティングデバイス
はタブレットとしたが、本発明はこれに限るものでな
く、タブレット以外のポインティングデバイス（例えば
マウス、トラックボール）であってもよい。

【００５３】前記実施例では、画像表示部をＣＲＴディ
スプレイで形成するようにしたが、本発明はこれに限る
ものでなく、画像表示部を液晶ディスプレイ、プラズマ
ディスプレイまたはエレクトロルミネッセントディスプ
レイ等で形成するようにしてもよい。

【００５４】前記実施例では、ＲＯＭに各種処理用のプ
ログラムを格納し、これらのプログラムを実行すること
によって対応した機能を達成させるようにしたが、本発
明はこれに限るものでなく、ＲＯＭ以外の記憶媒体（例
えばハードディスク、フロッピーディスクなど）に各種
処理用のプログラムを格納し、これらのプログラムの実
行で対応した機能を達成させるようにしてもよい。

【００５５】

【発明の効果】請求項１の画像抽出方法は、粗輪郭画素
（粗輪郭線に含まれる画素）のエッジ強度とエッジ勾配
方向とを求め、このエッジ勾配方向に基づいて粗輪郭画
素の中から連続画素を求め、この連続画素について、エ
ッジ強度が最大の画素を追跡の開始点とし、追跡点の近
傍画素のうちのエッジ強度が最大の画素を次の追跡点と
する追跡を繰り返すことによって細線化した輪郭線を求
め、この細線化輪郭線で囲まれた画素にラベル付けし、
そのラベルに従って対象画像を切り出し抽出画像とする
ようにしたので、入力の手間が簡単な粗輪郭線入力を用
いて、複雑なエッジ形状を有する抽出対象画像を正確、
確実に抽出することができる。

【００５６】また、請求項２の画像抽出方法は、請求項
１の発明において、粗輪郭画素の各画素についてのエッ
ジ強度とエッジ勾配方向を、画素自体の濃度とその近傍
画素の濃度とを用いたエッジ検出オペレータ（例えばＲ
ｏｂｉｎｓｏｎのエッジ検出オペレータ）によって求め
るようにしたので、請求項１の発明の効果を有するとと
もに、エッジ強度とエッジ勾配方向を簡単かつ確実に求
めることができる。

【００５７】また、請求項３の画像抽出方法は、請求項
１の発明において、エッジ追跡中に、次の追跡点が複数
のときはその直前の追跡点を分岐点として記録するとと
もに、予め設定した選択順序によって複数の追跡点のう
ちから１つを選択して追跡を行い、次の追跡点が端点の
ときは直前の分岐点まで戻り設定選択順序によって次の
追跡点を選択して追跡を行い、次の追跡点が追跡開始点
に至ったときに追跡を終了するようにしたので、請求項
１の発明の効果を有するとともに、さらに正確、確実な
エッジ追跡を行うことができる。

【００５８】また、請求項４の画像抽出方法は、請求項
２の発明において、エッジ追跡中に、次の追跡点が複数
のときはその直前の追跡点を分岐点として記録するとと
もに、予め設定した選択順序によって複数の追跡点のう
ちから１つを選択して追跡を行い、次の追跡点が端点の
ときは直前の分岐点まで戻り設定選択順序によって次の
追跡点を選択して追跡を行い、次の追跡点が追跡開始点
に至ったときに追跡を終了するようにしたので、請求項
２の発明の効果を有するとともに、さらに正確、確実な
エッジ追跡を行うことができる。

【００５９】請求項１、２、３または４の画像抽出方法
において、近傍画素のうちから次の追跡点を選択する場
合に、第１にピーク画素を、第２にエッジ強度を優先さ
せるようにした場合には、エッジ強度のピーク（局所的
な最大点）の部分（尾根線）に沿った形で細線化輪郭線
（例えば線幅１画素の輪郭線）を得ることができるの
で、抽出対象画像境界の細かい形状部分にそれほど忠実
に粗輪郭線を入力する必要がなくなり、大まかな粗輪郭
線の入力で、さらに正確、確実な画像抽出が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像抽出方法の一実施例を示すフ
ローチャートである。

【図２】本発明方法を実施する装置の概略構成図であ
る。

【図３】図２の作用を説明する説明図で、（ａ）はＣＲ
Ｔディスプレイで原画像を表示している状態を説明する
説明図、（ｂ）は（ａ）の表示画像中に粗輪郭線を重畳
表示した状態を説明する説明図、（ｃ）はマイクロプロ
セッサの内部メモリや輪郭線記憶部に記憶された粗輪郭
線情報（パターン情報）を説明する説明図、（ｄ）は
（ｃ）の粗輪郭画素の中から求めた連続画素情報（パタ
ーン情報）を説明する説明図、（ｅ）は（ｄ）の連続画
素を対象としたエッジ追跡を説明する説明図、（ｆ）は
（ｅ）のエッジ追跡で求めた細線化輪郭線にラベル付け
したパターン情報を説明する説明図、（ｇ）は最終的な
抽出画像をＣＲＴディスプレイで表示している状態を説
明する説明図である。

【図４】図１のエッジ強度、エッジ勾配方向を求めるた
めの演算に用いるエッジ検出オペレータを説明する説明
図で、（ａ）は画素の配置を説明する説明図、（ｂ）は
（ａ）の各画素に対応する画素の濃度を説明する説明
図、（ｃ）はＲｏｂｉｎｓｏｎのエッジ検出オペレータ
を説明する説明図である。

【図５】図１のエッジ追跡の一例を示すフローチャート
である。

【図６】図５のエッジ追跡の具体的な一例を説明するも
ので、（ａ）はエッジ追跡前の連続画素の一部を表示し
ている状態を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）の連続画
素を対象とするエッジ追跡を行った後の画素を表示して
いる状態を説明する説明図である。

【図７】従来の画像抽出方法を実施する装置の概略構成
図である。

【図８】図７を用いた従来の画像抽出方法を説明する説
明図で、（ａ）は原画像を表示している状態を説明する
説明図、（ｂ）は原画像上に画像抽出用の粗輪郭線を重
畳表示している状態を説明する説明図、（ｃ）は粗輪郭
線情報（パターン情報）を説明する説明図、（ｄ）は
（ｂ）の粗輪郭線を細線化した状態を説明する説明図、
（ｅ）は（ｃ）の粗輪郭線を細線化しラベル付けしたパ
ターン情報を説明する説明図、（ｆ）は抽出画像を表示
している状態を説明する説明図である。

【図９】図７の装置を用いた従来の画像抽出方法の実施
において、粗輪郭線の中心線と真の輪郭線との間にずれ
が生じた場合の説明図で、（ａ）は原画像を表示してい
る状態を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）の原画像に粗
輪郭線を重畳表示した状態を説明する説明図、（ｃ）は
（ｂ）の粗輪郭線を細線化した状態を説明する説明図で
ある。

【図１０】図７の装置を用いた従来の画像抽出方法の実
施において、抽出対象画像の境界部に複雑な形状を有す
るエッジがある場合の説明図で、（ａ）は原画像を表示
している状態を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）の原画
像に粗輪郭線を重畳して表示した状態を説明する説明
図、（ｃ）は（ｂ）の粗輪郭線を細線化した状態を説明
する説明図である。

【符号の説明】１０…画像入力部、１２…原画像、１２ａ…抽出画
像、１４…マイクロプロセッサ、１６、３４…ＲＡ
Ｍ、１６ａ、３４ａ…原画像記憶部、１６ｂ…輪郭線
記憶部、１８…ＣＲＴディスプレイ２０…タブレッ
ト、２２、２２ａ、２２ｂ…粗輪郭線、２３…粗輪郭線
情報（パターン情報）、２４、４０…細線化輪郭線、
２５…ＲＯＭ、３３…連続画素、３４ｂ…粗輪郭線記
憶部、３４ｃ…細線化輪郭線記憶部、３４ｄ…エッジ
強度記憶部、３４ｅ…エッジ勾配方向記憶部、３４ｆ
…分岐点記憶部、３５…連続画素情報（パターン情
報）、３８…ＲＯＭ、４２…細線化輪郭線にラベル付
けしたパターン情報、Ｇ（Ｘ）…エッジ強度、Ｋ…エ
ッジ勾配方向、Ｏｅ…エッジ検出オペレータ、Ｔ₀…
追跡の開始点、Ｔ₁〜Ｔ₄、Ｔｉ（ｉ＝１、２、３、…、
ｎ）…追跡点、Ｘ₀〜Ｘ₈、Ｘａ〜Ｘｉ…画素、ｘ₀〜ｘ₈
…画素の濃度（例えば階調）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抽出対象画像領域を囲むとともに前記抽出
対象画像領域の内側と外側に跨る線幅の粗輪郭線を入力
し、この粗輪郭線に含まれる画素（粗輪郭画素）のエッ
ジ強度とエッジ勾配方向とを求め、このエッジ勾配方向
に基づいて前記粗輪郭画素の中から連続性を有する複数
の画素（連続画素）を求め、この連続画素について、エ
ッジ強度が最大の画素を追跡の開始点とし、追跡点の近
傍画素のうちのエッジ強度が最大の画素を次の追跡点と
する追跡を繰り返すことによって細線化した輪郭線を求
め、この細線化輪郭線で囲まれた画素にラベル付けして
対象画像を抽出してなることを特徴とする画像抽出方
法。
【請求項２】抽出対象画像領域を囲むとともに前記抽出
対象画像領域の内側と外側に跨る線幅の粗輪郭線を入力
し、この粗輪郭線に含まれる画素（粗輪郭画素）につい
て、画素自体の濃度とその近傍画素の濃度とを用いたエ
ッジ検出オペレータによってエッジ強度とエッジ勾配方
向とを求め、このエッジ勾配方向に基づいて前記粗輪郭
画素の中から連続性を有する複数の画素（連続画素）を
求め、この連続画素について、エッジ強度が最大の画素
を追跡の開始点とし、追跡点の近傍画素のうちのエッジ
強度が最大の画素を次の追跡点とする追跡を繰り返すこ
とによって細線化した輪郭線を求め、この細線化輪郭線
で囲まれた画素にラベル付けして対象画像を抽出してな
ることを特徴とする画像抽出方法。
【請求項３】抽出対象画像領域を囲むとともに前記抽出
対象画像領域の内側と外側に跨る線幅の粗輪郭線を入力
し、この粗輪郭線に含まれる画素（粗輪郭画素）のエッ
ジ強度とエッジ勾配方向とを求め、このエッジ勾配方向
に基づいて前記粗輪郭画素の中から連続性を有する複数
の画素（連続画素）を求め、この連続画素について、エ
ッジ強度が最大の画素を追跡の開始点とし、追跡点の近
傍画素のうちのエッジ強度が最大の画素を次の追跡点と
する追跡を繰り返し、この追跡中において、前記次の追
跡点が複数のときはその直前の追跡点を分岐点として記
録するとともに、予め設定した選択順序によって複数の
追跡点のうちから１つを選択して追跡を行い、前記次の
追跡点が端点のときは直前の分岐点まで戻り前記設定選
択順序によって次の追跡点を選択して追跡を行い、前記
次の追跡点が追跡開始点に至ったときに追跡を終了する
エッジ追跡によって細線化した輪郭線を求め、この細線
化輪郭線で囲まれた画素にラベル付けして対象画像を抽
出してなることを特徴とする画像抽出方法。
【請求項４】抽出対象画像領域を囲むとともに前記抽出
対象画像領域の内側と外側に跨る線幅の粗輪郭線を入力
し、この粗輪郭線に含まれる画素（粗輪郭画素）につい
て、画素自体の濃度とその近傍画素の濃度とを用いたエ
ッジ検出オペレータによってエッジ強度とエッジ勾配方
向とを求め、このエッジ勾配方向に基づいて前記粗輪郭
画素の中から連続性を有する複数の画素（連続画素）を
求め、この連続画素について、エッジ強度が最大の画素
を追跡の開始点とし、追跡点の近傍画素のうちのエッジ
強度が最大の画素を次の追跡点とする追跡を繰り返し、
この追跡中において、前記次の追跡点が複数のときはそ
の直前の追跡点を分岐点として記録するとともに、予め
設定した選択順序によって複数の追跡点のうちから１つ
を選択して追跡を行い、前記次の追跡点が端点のときは
直前の分岐点まで戻り前記設定選択順序によって次の追
跡点を選択して追跡を行い、前記次の追跡点が追跡開始
点に至ったときに追跡を終了するエッジ追跡によって細
線化した輪郭線を求め、この細線化輪郭線で囲まれた画
素にラベル付けして対象画像を抽出してなることを特徴
とする画像抽出方法。