JPH0754550B2 - 連結図形の面積分類方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば物体断面または投影面の情報に基づきそ
の立体的構造が解析または検査される場合に用いられる
連結図形の面積分類方法に関し、更に詳述すれば２値画
像における図形の解析に用いられる連結図形の面積分類
方法に関する。

〔従来技術〕

２値画像中に含まれる図形画素にラベル付けして連結図
形の面積を分類する方法については以下に述べる方法が
知られていた。

まず１つの図形画素を検出して、その画素をラベル付け
する。そして、その検出画素に連結する画素であって図
形である画素には、その検出画素と同一のラベルをラベ
ル付けする。すべての連結図形について、この方法にて
夫々同一のラベル付けを行い、各ラベル（各連結図形）
毎に図形点数を計数して、その計数値を連結図形の面積
とし、各ラベル毎にその計数値と各画素のラベルとを保
存する。そして抽出すべき図形面積を設定し、その設定
した図形面積に該当する連結図形のラベルがラベル付け
された画素のみを検出する。以下、設定する図形面積を
変化させていけば各連結図形を面積ごとに分類出来る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上述した方法では、全画素の内容（図形か図形
でないか）及び付けられた各画素のラベルを保存しなけ
ればならず、同一ラベル付け処理用及び各画素のラベル
保存用として大量のメモリが必要であるという難点があ
った。また各画素のラベル保存の効率的な方法として、
各連結図形の始点及び終点の画素についてのみ付けられ
たラベルを保存する方法もある。しかしこの方法におい
ても、孤立点（図形が連結せず単独にて存在）が多数点
在する場合には、ラベル保存用のメモリが大量にいると
いう問題点があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものでありその目
的とするところは、各画素のラベル付けは２値画像を走
査しながら、直前の画素並びに１ライン前の走査ライン
における直上及び次順の画素のみのラベルに基づいて行
い、このラベル付けの際に、付けられたラベル毎にその
ラベルに連結する図形画素のラベルとそのラベルの図形
点数とを保存し、保存された連結する図形画素のラベル
を参照して連結するラベルの図形点数を合計して連結図
形の面積とし、次に適当な点数を設定してその設定点数
に合致する連結図形のラベルを調査し、再び同一画像を
走査し、前回のラベル付けと同様のラベル付けを行いな
がら前記調査ラベルにラベル付けされた図形を抽出する
ことにより、各画素毎のラベルの保存を必要とせず、ラ
ベル付け用及びラベル保存用のメモリが小容量で済む連
結図形の面積分類方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る連結図形の面積分類方法は図形及び背景の
画素からなる２値画像の図形画素を連結して構成される
連結図形の面積を、各図形画素にラベルを付けて分類す
る方法において、前記２値前記２値画像の各画素をラス
タ走査しながら、直前の画素並びに１ライン前の走査ラ
インにおける直上及び次順の画素のみのラベルを調べる
ことにより順次各画素をラベル付けし、また前記直上の
画素が図形、ラベル付け対象画素が背景である場合には
前記直上の画素のラベルをラベル付け対象画素のものと
して記憶し、この記憶内容をラベル付けに用いることと
し、付けられた各ラベル間の連結関係を各ラベルの画素
点数とを保存し、保存された連結関係に基づき連結する
ラベルの合計画素点数を計数し、予め設定した点数に合
致した合計画素点数を有する連結図形を構成するラベル
を選定し、次に再び前記２値画像の各画素をラスタ走査
しながら同様にラベル付けし、先に選定されたラベルに
ラベル付けされる画素を抽出することを特徴とする。

〔作用〕

本発明にあっては２値画像をラスタ走査しながら、直前
の画素、並びに１ライン前の走査ラインにおける直上及
び次順の画素のみのラベルを調べて各画素のラベル付け
を実時間的に順次行い、付けられたラベル毎に連結する
ラベル及び図形点数を保存し、その保存された連結ラベ
ルを参照して連結図形の図形点数（面積）を求め、次に
抽出すべき面積を設定してその面積に該当する連結図形
を構成するラベルを調査し、再び同一のラベル付けを行
ってその調査したラベルのみを抽出する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき説明する。
第１図は２値画像の一部を模式図であって、図中黒い画
素が図形画素、白い画素が背景の画素であり、第１図に
おいては（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ）の６個の連結図形が存在する。

まず図中各ラインずつ最上ラインから水平方向（左から
右）に逐次走査して図形の画素にラベル付けを行う。最
上ラインは図形がないのでどの画素をラベル付けされな
い。そして各画素はラベル付けが済むと同時に、付けら
れたラベルがラベルバッファに記憶される。第２図は最
上ライン走査終了後の最上ラインのラベルバッファの内
容を示したものである。尚FFはラベル付けされない画素
のラベルバッファの内容を表しており、最上ラインの画
素は何れもラベル付けされないので、第２図に示すラベ
ルバッファの内容はすべての画素がFFとなる。

第３図は画素をラベル付けする際に調べる隣接画素の位
置関係を表した模式図であり、図中オの画素をラベル付
け処理対象の画素とする。本発明では処理対象画素オの
ラベル付けに参照するのはエ，イ，ウの3.画素のラベル
のみであるが、以下本発明の理解を容易にするために画
素アのラベルも参照する基本的な方法についてまず説明
する。走査方向を考慮すれば画素ア，イ，ウ，エは走査
が終了してラベル付けが済んでおり、その付けられたラ
ベルがラベルバッファに記憶される。

そして画素オが図形であり、近傍の４画素（ア，イ，
ウ，エ）の何れかについて、FF以外のラベルがラベルバ
ッファに記憶されていれば、そのラベルを画素オのラベ
ルとして画素オにラベル付けする。ここで画素オのラベ
ル付けの際に参照するラベルバッファの優先画素順位は
エ，ア，イ，ウの順であり、画素エ，ア，イ，ウの順に
そのラベルバッファの内容を参照して、FF以外のラベル
が記憶されていればそのラベルを画素オのラベルとす
る。一方画素オが図形であって４画素のラベルバッファ
の内容が何れもFFであれば、未使用の新しいラベルを画
素オのラベルとして画素オにラベル付けする。そして画
素オに付けられたラベルを画素オのラベルとしてラベル
バッファに記憶する。勿論画素オが背景の画素であれば
画素オにラベル付けは行わない。そして画素オが背景で
あって、画素イが図形であれば、画素イのラベルバッフ
ァの内容を画素オのラベルバッファの内容として保存す
る。また画素オが背景であって、画素ィも背景であれば
画素オのラベルバッファの内容はFFとなる。

つまり各画素のラベルはラベル付け処理後の隣接図形の
ラベルとし、無い場合は未使用ラベルとする。そしてラ
ベル付けされた画素について、そのラベルがラベルバッ
ファに記憶され、此のラベルバッファに記憶されたラベ
ルを、前述のラベル付けの際のラベルとする。

尚、ここで隣接図形のラベル調べは、前走査の３個の画
素及び１個前の画素の計４画素必要であるが、左斜め上
方の画素（第３図で画素オをラベル付け対象とした場合
のアの画素）のラベルバッファの内容を、画素エがラベ
ル付けされていない場合、画素エのラベルバッファの内
容として保存するようにすれば、参照する画素は実質３
画素（画素イ，ウ，エ）で良い。即ち画素アが図形，画
素エが背景であった場合、１画素前の処理の際（画素エ
がラベル付け対象画素である際）に、前述したように、
当該ラベル付け対象画素（前回のオ、現在のエ）のラベ
ルバッファに直上の画素（前回のイ、現在のア）のラベ
ルバッファの内容が記憶されているから、画素オのラベ
ル付けの際にはイ，ウ，エの参照のみで足り、アの参照
は不要となるのである。つまり画素エのラベルバッファ
の内容で画素アのラベルが解るからである。また画素
ア，エが共に背景であった場合、画素エの参照のみで足
りる。つまり画素エが背景であれば画素アも背景であ
り、結局画素オのラベル付けに両画素とも無関係とな
る。画素ア，エが共に図形であった場合も画素ア，エが
別ラベルではあり得ないから、画素エのみの参照で足り
るのである。

本発明はこのようにラベル付け対象画素が背景、その直
上の画素が図形である場合に、この直上のラベルを記憶
しておくことでイ，ウ，エの３画素のみを用いての実時
間的ラベル付けをするのである。

一方このラベル付け処理に並行して、ラベルの連結状態
（既出のどのラベルと連結しているか）が調べられ、そ
の内容はメモリ（図示せず）に記憶される、また各画素
がラベル付けされる度に、各ラベルの図形点数が計数さ
れてその内容は前記連結状態の内容と同じくメモリに記
憶される。

第４図、第５図は第１図第７ラインまで走査，ラベル付
けを終了した際のラベルの模式図及び第７ラインのラベ
ルバッファの内容の模式図である。また第６図は第１図
第７ラインまで走査，ラベル付けを終了した際のメモリ
に記憶されている内容（ラベルの連結状態及びラベルの
図形点数）を表す模式図である。

そして第８ライン以降も上述したラベル付け処理，連結
状態保存処理及び図形点数計数処理が各画素を走査する
ごとに順次行われる。

第７図は第１図の全画素を走査，ラベル付けした際のラ
ベル状態を表す模式図である。このラベル付けは第６頁
第５行〜第８頁第３行に説明したルールによる。第２ラ
インの最左の図形画素にＡをラベル付けすると、その右
隣の画素におけるラベル付けは、注目画素の左隣エに既
にＡがラベル付けされているのでＡとなる。その右隣の
画素も同様である。次に第３ラインでは同様にBBBとラ
ベル付けされる。その右方の図形画素はまずＣにラベル
付けされる。その右隣の図形画素が注目画素になるとエ
がＣ、ウがＡにラベル付けされていることになるが、優
先順位がエアイウであるのでＣがラベル付けされる。そ
の右隣の図形画素ではエがＣ、イ，ウがＡであるが上記
優先順位に従いＣとなる。つまりCCCとラベル付けされ
る。次のラインの最左の図形画素はア，イがＢであるの
でＢにラベル付けされる。右隣の図形画素もエがＢであ
るのでＢにラベル付けされる。その右隣も同様であり、
結局BBBとなる。

その右方の図形画素はCCCと同様にDDDとラベル付けされ
る。つまり連結図形（ａ）のように右下がりに図形画素
が連結していく場合又は連結図形（ｅ）のように下方へ
図形画素が連結していく場合は同じラベルが付されるが
連結図形（ｂ），（ｄ）のように２画素以上離れて左下
がりで連結するものにおいてはライン毎に別ラベルが付
される。第８図は同じくメモリに記憶されている内容を
表す模式図である。あるラベルについて連結関係にある
ラベルを知ること、例えばラベルＣがＡの連結ラベルで
あることは前述したラベル付けと同時的に判定される。
即ちラベルＣの２つ目の図形画素が注目画素であるとす
るとエがＣ、ウがＡであり、前述した優先関係からＣと
ラベル付けされる、ここでウがＡであることでＡとの連
結関係は明らかになっているのである。

次に第８図に示す如きメモリの内容を参照して６個の連
結図形の図形点数を求めると、（ａ）がラベルＢからな
り８点であり、以下同じく（ｂ）・ラベルA,C,D・計９
点，（ｃ）・ラベルＥ・９点，（ｄ）・ラベルG,H,I・
計10点，（ｅ）・ラベルJ,K・計９点，（ｆ）・ラベル
L,M・計７点となり、夫々の点数が連結図形の面積を示
している。ここで抽出すべき連結図形の面積を例えば９
点と設定する。すると面積が９点に該当するのは連結図
形（ｂ），（ｃ），（ｅ）であり、ラベルとしてはラベ
ルA,C,D,E,J,Kが相当する。

次に再び第１図の最上ラインの画素から走査して前回と
全く同様のラベル付けを行い、ラベルA,C,D,E,J,Kにラ
ベル付けされる画素（図形）のみを抽出する。すると９
点の連結図形（ｂ），（ｃ），（ｅ）のみが抽出され
る。

また設定する連結図形の面積を９点でなく例えば８点に
すれば、面積が８点である連結図形（ａ）のみが抽出さ
れることは勿論である。

以下設定点数を変化させて上述の如き処理を繰返せば有
限回（第１図では計４回）で連結図形の面積分類が行え
る。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明では、連結状態保存及び図形点
数計数のためのラベル付け処理と面積分類のためのラベ
ル付け処理とは全く同一のラベル付けであるので、全画
素のラベルを保存する必要がない。

またラベル付けは直前の画素、並びに１ライン前の走査
ラインにおける直上及び次順の画素のみのラベルバッフ
ァの内容を参照して行うので実時間的に行えると共に、
ラベル付け用のメモリが小容量で済む。更に各ラベル毎
に連結状態を保存するので、ラベル保存用のメモリが小
容量で済む。また以上のようなラベル付け及び連結状態
の保存を行うので、ラベル統合更には面積分類を実時間
で行うことができる等本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は２値画像の模式図、第２図は第１図最上ライン
のラベルバッファの内容の模式図、第３図は本発明方法
におけるラベル付けを説明するための画像の模式図、第
４図は第１図第７ラインまでのラベルの模式図、第５図
は第１図第７ラインのラベルバッファの内容の模式図、
第６図は第１図第７ライン走査終了時のメモリの内容を
表す模式図、第７図は第１図の全画素を走査終了した際
のラベルの模式図、第８図は第１図の全画素を走査終了
した際のメモリの内容を表す模式図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】図形を表す画素及び背景を表す画素からな
   る２値画像のうちの図形を表す画素を連結して構成され
   る連結図形の面積を、各画素にラベルを付けて分類する
   方法において、 前記２値画像の各画素をラスタ走査しながら、直前の画
   素並びに１ライン前の走査ラインにおける直上及び次順
   の画素のみのラベルを調べることにより順次各画素をラ
   ベル付けし、また前記直上の画素が図形、ラベル付け対
   象画素が背景である場合には前記直上の画素のラベルを
   ラベル付け対象画素のものとして記憶し、この記憶内容
   をラベル付けに用いることとし、付けられた各ラベル間
   の連結関係と各ラベルの画素点数とを保存し、保存され
   た連結関係に基づき連結するラベルの合計画素点数を計
   数し、予め設定した点数に合致した合計画素点数を有す
   る連結図形を構成するラベルを選定し、次に再び前記２
   値画像の各画素をラスタ走査しながら同様にラベル付け
   し、先に選定されたラベルにラベル付けされる画素を抽
   出することを特徴とする連結図形の面積分類方法。