JPH08210811A - 円ないし楕円の検出方法およびその装置 - Google Patents
円ないし楕円の検出方法およびその装置Info
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- JPH08210811A JPH08210811A JP1707095A JP1707095A JPH08210811A JP H08210811 A JPH08210811 A JP H08210811A JP 1707095 A JP1707095 A JP 1707095A JP 1707095 A JP1707095 A JP 1707095A JP H08210811 A JPH08210811 A JP H08210811A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 入力画像を細線化して得られる入力線画を含
む画面を１方向に走査して該入力線画と各走査線との交
点を求め、次いで同一走査線上の交点間の中点の座標を
各走査線について求めることに基づいて、入力画像中の
円ないし楕円を検出する場合に、処理時間の短縮と処理
の信頼性の向上を図る。 【構成】 画面Ｕ上の同一走査線上の交点ｘ1 ，ｘ2 間
の中点Ｃ12の座標と上記交点間の距離ｄ12とを含む中点
情報を算出し、上記交点間の距離ｄ12の値を投票値と
し、かつ上記入力線画と同一座標系を有する所定の二次
元平面を投票平面Ｖとして、該投票平面Ｖを表す二次元
配列の上記中点の座標に対応する配列要素に加点する態
様で、上記投票平面Ｖを表す二次元配列に投票する処理
を複数の走査方向について行ない、上記投票平面Ｖを表
す二次元配列において得票値が極大を示す配列要素に対
応する座標を上記円ないし楕円の中心座標とする。
む画面を１方向に走査して該入力線画と各走査線との交
点を求め、次いで同一走査線上の交点間の中点の座標を
各走査線について求めることに基づいて、入力画像中の
円ないし楕円を検出する場合に、処理時間の短縮と処理
の信頼性の向上を図る。 【構成】 画面Ｕ上の同一走査線上の交点ｘ1 ，ｘ2 間
の中点Ｃ12の座標と上記交点間の距離ｄ12とを含む中点
情報を算出し、上記交点間の距離ｄ12の値を投票値と
し、かつ上記入力線画と同一座標系を有する所定の二次
元平面を投票平面Ｖとして、該投票平面Ｖを表す二次元
配列の上記中点の座標に対応する配列要素に加点する態
様で、上記投票平面Ｖを表す二次元配列に投票する処理
を複数の走査方向について行ない、上記投票平面Ｖを表
す二次元配列において得票値が極大を示す配列要素に対
応する座標を上記円ないし楕円の中心座標とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力画像から円ないし
楕円を検出する方法およびその装置に関する。
楕円を検出する方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、入力画像を処理して、入力画
像の中から円ないし楕円パタンを検出する方法として、
パタン境界と走査線との交点の中点を利用する技術が知
られている（特開平５−１０７０３０号公報参照）。
像の中から円ないし楕円パタンを検出する方法として、
パタン境界と走査線との交点の中点を利用する技術が知
られている（特開平５−１０７０３０号公報参照）。
【０００３】図８は、このような従来の円ないし楕円の
検出方法の一例における処理の流れを示すフローチャー
トであり、ステップＳ１〜Ｓ８の工程からなる。
検出方法の一例における処理の流れを示すフローチャー
トであり、ステップＳ１〜Ｓ８の工程からなる。
【０００４】（１）画像入力〜細線化（Ｓ１〜Ｓ４） 入力画像に微分フィルタを適用してエッジ画像を得、こ
のエッジ画像に対して、２値化および細線化処理を施
し、線幅が１の線画を得る。
のエッジ画像に対して、２値化および細線化処理を施
し、線幅が１の線画を得る。
【０００５】（２）中点画像の作成（Ｓ５） 入力画像に図９（ａ）に示すような座標系を設定する。
原点ｏは画面左下にとり、水平右向きにｘ軸を、垂直上
向きにｙ軸をとる。また、画面の大きさをＸMAX （横）
×ＹMAX （縦）とし、入力線画を水平方向（ｘ方向）に
走査して、入力線画と各走査線との交点の座標を求め
る。
原点ｏは画面左下にとり、水平右向きにｘ軸を、垂直上
向きにｙ軸をとる。また、画面の大きさをＸMAX （横）
×ＹMAX （縦）とし、入力線画を水平方向（ｘ方向）に
走査して、入力線画と各走査線との交点の座標を求め
る。
【０００６】すなわち、図９（ｂ）に示すように、走査
線ｙ＝ｋと入力線画Ａ，Ｂとの交点をｘ1 ，ｘ2 ，…，
ｘn とし、この中の２つの交点［ｘi ，ｘj ］の中点の
座標をＣij（( ｘi ＋ｘj )/２，ｋ）、２点間の距離を
ｄij＝｜ｘi −ｘj ｜とする。そして、全ての交点の組
合わせについて中点の座標と距離とを求め、それを中点
図面の（( ｘi ＋ｘj )/２，ｋ）の位置に重みｄijとし
てプロットする。この処理をｙ＝０からｙ＝ＹMAX まで
繰り返し、図９（ｃ）に示すような中点図面を得る。
線ｙ＝ｋと入力線画Ａ，Ｂとの交点をｘ1 ，ｘ2 ，…，
ｘn とし、この中の２つの交点［ｘi ，ｘj ］の中点の
座標をＣij（( ｘi ＋ｘj )/２，ｋ）、２点間の距離を
ｄij＝｜ｘi −ｘj ｜とする。そして、全ての交点の組
合わせについて中点の座標と距離とを求め、それを中点
図面の（( ｘi ＋ｘj )/２，ｋ）の位置に重みｄijとし
てプロットする。この処理をｙ＝０からｙ＝ＹMAX まで
繰り返し、図９（ｃ）に示すような中点図面を得る。
【０００７】中点図面では、円ないし楕円は直線に変換
され、同時に、平行線および長方形等も直線に変換され
る。
され、同時に、平行線および長方形等も直線に変換され
る。
【０００８】（３）円ないし楕円の検出（Ｓ６） 中点図面中の線分を抽出することにより、円ないし楕円
を検出する。線分の検出はハフ（Hough ）変換法を用い
る。この場合、上記重みを参照することにより、円ない
し楕円と長方形との区別が可能になる。すなわち、長方
形の場合、重みは線分に沿って一定の値を示すが、円な
いし楕円の場合、重みは線分の両端で最小値を、線分の
中央付近で最大値をとる。
を検出する。線分の検出はハフ（Hough ）変換法を用い
る。この場合、上記重みを参照することにより、円ない
し楕円と長方形との区別が可能になる。すなわち、長方
形の場合、重みは線分に沿って一定の値を示すが、円な
いし楕円の場合、重みは線分の両端で最小値を、線分の
中央付近で最大値をとる。
【０００９】（４）円ないし楕円のパラメータ推定（Ｓ
７） 検出した線分と重みとから円ないし楕円のパラメータ
（中心座標、半径、軸の傾き）を推定する。検出された
線分を構成する中点について、この中点から所定距離だ
け離れた位置にウインドウを設け、このウインドウない
に存在する点を候補点とする。そして、これら候補点に
対して最小二乗法を適用することにより、円ないし楕円
のパラメータを決定する。
７） 検出した線分と重みとから円ないし楕円のパラメータ
（中心座標、半径、軸の傾き）を推定する。検出された
線分を構成する中点について、この中点から所定距離だ
け離れた位置にウインドウを設け、このウインドウない
に存在する点を候補点とする。そして、これら候補点に
対して最小二乗法を適用することにより、円ないし楕円
のパラメータを決定する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の円ないし楕円の検出方法には下記に示すような種々
の問題点が存在する。
来の円ないし楕円の検出方法には下記に示すような種々
の問題点が存在する。
【００１１】（イ）従来方法では、中点検出はエッジ画
像中で所定のしきい値よりも大きな値を持つ点である特
徴点の全てについて中点を作成していた。しかしなが
ら、例えば図９（ｂ）に示すように、全ての点に対して
中点を作成すると、図９（ｃ）に示すように、作成する
中点の数が画像中の特徴点の数の二乗のオーダーで増加
するため、莫大な演算時間を必要とし、計算コストが増
大するする。
像中で所定のしきい値よりも大きな値を持つ点である特
徴点の全てについて中点を作成していた。しかしなが
ら、例えば図９（ｂ）に示すように、全ての点に対して
中点を作成すると、図９（ｃ）に示すように、作成する
中点の数が画像中の特徴点の数の二乗のオーダーで増加
するため、莫大な演算時間を必要とし、計算コストが増
大するする。
【００１２】（ロ）図１０（ａ）および図１１（ａ）に
示すように、画像を微分して２値化かつ細線化した入力
線画にノイズが含まれていると、図１０（ｂ）および図
１１（ｂ）に示すように不必要な中点が抽出されるた
め、処理時間の増大や検出精度および信頼性の低下を招
く。
示すように、画像を微分して２値化かつ細線化した入力
線画にノイズが含まれていると、図１０（ｂ）および図
１１（ｂ）に示すように不必要な中点が抽出されるた
め、処理時間の増大や検出精度および信頼性の低下を招
く。
【００１３】例えば、図１１（ａ）に示す入力線画の円
に対する中点画像は、図１１（ｂ）に示すように線分と
して検出できるが、入力線画に含まれている直線状のノ
イズは、余分な楕円として抽出されることになる。
に対する中点画像は、図１１（ｂ）に示すように線分と
して検出できるが、入力線画に含まれている直線状のノ
イズは、余分な楕円として抽出されることになる。
【００１４】（ハ）線分の検出に用いられるハフ変換処
理は、莫大な演算時間を要するため、これによっても計
算コストが増大する。
理は、莫大な演算時間を要するため、これによっても計
算コストが増大する。
【００１５】そこで、本発明は、入力画像を細線化して
得られる入力線画を含む画面を１方向に走査して該入力
線画と各走査線との交点の座標を求め、次いで同一走査
線上の交点間の中点の座標を各走査線について求めるこ
とに基づいて、円ないし楕円を検出する場合に、処理時
間の短縮と処理の信頼性の向上を図った円ないし楕円を
検出する方法およびその装置を提供することを目的とす
る。
得られる入力線画を含む画面を１方向に走査して該入力
線画と各走査線との交点の座標を求め、次いで同一走査
線上の交点間の中点の座標を各走査線について求めるこ
とに基づいて、円ないし楕円を検出する場合に、処理時
間の短縮と処理の信頼性の向上を図った円ないし楕円を
検出する方法およびその装置を提供することを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明による円ないし楕
円の検出方法は、請求項１に記載したように、上記同一
走査線上の交点間の中点の座標と上記交点間の距離とを
含む中点情報を算出し、上記交点間の距離の値を投票値
とし、かつ上記入力線画と同一座標系を有する所定の二
次元平面を投票平面として、該投票平面を表す二次元配
列の上記中点の座標に対応する配列要素に加点する態様
で、上記投票平面を表す二次元配列に投票する処理を複
数の走査方向について行ない、上記投票平面を表す二次
元配列において得票値が極大を示す配列要素に対応する
座標を上記円ないし楕円の中心座標とすることを特徴と
する。
円の検出方法は、請求項１に記載したように、上記同一
走査線上の交点間の中点の座標と上記交点間の距離とを
含む中点情報を算出し、上記交点間の距離の値を投票値
とし、かつ上記入力線画と同一座標系を有する所定の二
次元平面を投票平面として、該投票平面を表す二次元配
列の上記中点の座標に対応する配列要素に加点する態様
で、上記投票平面を表す二次元配列に投票する処理を複
数の走査方向について行ない、上記投票平面を表す二次
元配列において得票値が極大を示す配列要素に対応する
座標を上記円ないし楕円の中心座標とすることを特徴と
する。
【００１７】その場合に、請求項２に記載したように、
入力画像を含む画面にｘｙ直交座標系を設定し、上記走
査線をｙ＝ｋ，ｘ＝ｋ，ｙ＝ｘ＋ｋ，ｙ＝−ｘ＋ｋ（ｋ
＝１，２，…，ｎ）として、上記入力線画を水平方向、
垂直方向、右上がり４５°の方向および右下がり４５°
の方向の４方向から走査することが好ましい。
入力画像を含む画面にｘｙ直交座標系を設定し、上記走
査線をｙ＝ｋ，ｘ＝ｋ，ｙ＝ｘ＋ｋ，ｙ＝−ｘ＋ｋ（ｋ
＝１，２，…，ｎ）として、上記入力線画を水平方向、
垂直方向、右上がり４５°の方向および右下がり４５°
の方向の４方向から走査することが好ましい。
【００１８】また、請求項３に記載したように、上記入
力線画と走査線との交点の座標を求める処理に先立っ
て、上記入力線画に対しラベル付けを行ない、同一ラベ
ルの付された２つの交点間の距離の値のみを上記投票平
面を表す二次元配列に投票することが好ましい。
力線画と走査線との交点の座標を求める処理に先立っ
て、上記入力線画に対しラベル付けを行ない、同一ラベ
ルの付された２つの交点間の距離の値のみを上記投票平
面を表す二次元配列に投票することが好ましい。
【００１９】さらに、本発明による円ないし楕円の検出
方法は、請求項４に記載したように、上記投票平面を表
す二次元配列における得票値が極大を示す配列要素に対
応する座標を上記円ないし楕円の中心座標とした後、該
円ないし楕円の中心座標から放射状に候補点を探索し、
最初に発見された候補点に対して概略の楕円パラメータ
を求め、該概略の楕円パラメータで描かれる楕円周から
所定距離以内にある点を新たな候補点として正確な楕円
パラメータを算出することを特徴とする。
方法は、請求項４に記載したように、上記投票平面を表
す二次元配列における得票値が極大を示す配列要素に対
応する座標を上記円ないし楕円の中心座標とした後、該
円ないし楕円の中心座標から放射状に候補点を探索し、
最初に発見された候補点に対して概略の楕円パラメータ
を求め、該概略の楕円パラメータで描かれる楕円周から
所定距離以内にある点を新たな候補点として正確な楕円
パラメータを算出することを特徴とする。
【００２０】本発明による円ないし楕円の検出装置は、
請求項５に記載したように、上記同一走査線上の交点間
の中点の座標と上記交点間の距離とを含む中点情報を算
出し、上記交点間の距離の値を投票値として、かつ上記
入力線画と同一座標系を有する所定の二次元平面を投票
平面として、該投票平面を表す二次元配列の上記中点の
座標に対応する配列要素に加点する態様で、上記投票平
面を表す二次元配列に投票する処理を複数の走査方向に
ついて行なう中点情報算出・投票処理手段と、上記投票
平面を表す二次元配列において得票値が極大を示す配列
要素に対応する座標を検出する極大点検出手段手段とを
備えていることを特徴とする。
請求項５に記載したように、上記同一走査線上の交点間
の中点の座標と上記交点間の距離とを含む中点情報を算
出し、上記交点間の距離の値を投票値として、かつ上記
入力線画と同一座標系を有する所定の二次元平面を投票
平面として、該投票平面を表す二次元配列の上記中点の
座標に対応する配列要素に加点する態様で、上記投票平
面を表す二次元配列に投票する処理を複数の走査方向に
ついて行なう中点情報算出・投票処理手段と、上記投票
平面を表す二次元配列において得票値が極大を示す配列
要素に対応する座標を検出する極大点検出手段手段とを
備えていることを特徴とする。
【００２１】また、本発明による円ないし楕円の検出装
置は、請求項６に記載したように、請求項５に記載した
構成に加えて、上記円ないし楕円の中心座標から放射状
に候補点を探索し、最初に発見された候補点に対して概
略の楕円パラメータを求め、該概略の楕円パラメータで
描かれる楕円周から所定距離以内にある点を新たな候補
点として正確な楕円パラメータを算出する楕円パラメー
タ算出手段を備えていることを特徴とする。
置は、請求項６に記載したように、請求項５に記載した
構成に加えて、上記円ないし楕円の中心座標から放射状
に候補点を探索し、最初に発見された候補点に対して概
略の楕円パラメータを求め、該概略の楕円パラメータで
描かれる楕円周から所定距離以内にある点を新たな候補
点として正確な楕円パラメータを算出する楕円パラメー
タ算出手段を備えていることを特徴とする。
【００２２】
【作用および発明の効果】請求項１および５に記載した
発明によれば、投票平面を表す二次元配列に中点情報を
投票する処理を複数の走査方向について行ない、上記投
票平面を表す二次元配列における得票値が極大を示す配
列要素に対応する座標を上記円ないし楕円の中心座標と
しているから、入力線画に長方形等が混在していても、
円ないし楕円の中心座標を容易かつ速やかにに求めるこ
とができる。
発明によれば、投票平面を表す二次元配列に中点情報を
投票する処理を複数の走査方向について行ない、上記投
票平面を表す二次元配列における得票値が極大を示す配
列要素に対応する座標を上記円ないし楕円の中心座標と
しているから、入力線画に長方形等が混在していても、
円ないし楕円の中心座標を容易かつ速やかにに求めるこ
とができる。
【００２３】特に、請求項３に記載したように、上記入
力線画と走査線との交点の座標を求める処理に先立っ
て、上記入力線画に対しラベル付けを行ない、同一ラベ
ルの付された２つの交点間の距離の値のみを上記投票平
面を表す二次元配列に投票するようにした場合、複雑な
線画やノイズが含まれる画像に対しても、高速な処理が
可能になる。
力線画と走査線との交点の座標を求める処理に先立っ
て、上記入力線画に対しラベル付けを行ない、同一ラベ
ルの付された２つの交点間の距離の値のみを上記投票平
面を表す二次元配列に投票するようにした場合、複雑な
線画やノイズが含まれる画像に対しても、高速な処理が
可能になる。
【００２４】また、請求項４および６に記載した発明に
よれば、円ないし楕円の中心位置の座標のみでなく、円
の半径、軸の傾き等を容易に検出することができる。
よれば、円ないし楕円の中心位置の座標のみでなく、円
の半径、軸の傾き等を容易に検出することができる。
【００２５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００２６】図１は、本発明による円ないし楕円を検出
する装置の１実施例の構成を示すブロック図である。
する装置の１実施例の構成を示すブロック図である。
【００２７】図１の装置は、画像を入力する撮像部１
と、撮像部１からのアナログ信号をデジタル信号へ変換
するＡ／Ｄ変換部２と、デジタル画像データを格納する
画像メモリ３と、画像メモリ３に格納されている画像を
微分してエッジ画像を得るエッジ検出部４と、エッジ画
像を２値化する２値化処理部５と、２値化画像を細線化
する細線化処理部６と、細線化された画像にラベル付け
を行なうラベル付け処理部７と、ラベル付けされた線画
の中点情報を抽出し、この中点情報を、投票平面メモリ
９に投票する中点情報算出・投票処理部８と、上記投票
平面を表す二次元配列を格納する投票平面メモリ９と、
該投票平面メモリ９から得票極大点を検出する極大点検
出部１０と、投票平面上の極大点を持つ配列要素に対応
する座標と２値化画像とから楕円パラメータを算出する
楕円パラメータ算出部１１とによって構成されている。
と、撮像部１からのアナログ信号をデジタル信号へ変換
するＡ／Ｄ変換部２と、デジタル画像データを格納する
画像メモリ３と、画像メモリ３に格納されている画像を
微分してエッジ画像を得るエッジ検出部４と、エッジ画
像を２値化する２値化処理部５と、２値化画像を細線化
する細線化処理部６と、細線化された画像にラベル付け
を行なうラベル付け処理部７と、ラベル付けされた線画
の中点情報を抽出し、この中点情報を、投票平面メモリ
９に投票する中点情報算出・投票処理部８と、上記投票
平面を表す二次元配列を格納する投票平面メモリ９と、
該投票平面メモリ９から得票極大点を検出する極大点検
出部１０と、投票平面上の極大点を持つ配列要素に対応
する座標と２値化画像とから楕円パラメータを算出する
楕円パラメータ算出部１１とによって構成されている。
【００２８】画面座標系は、図９（ａ）と同様であり、
原点ｏは画面左下にとり、水平右向きにｘ軸を、垂直上
向きにｙ軸をとる。また、画面の大きさをＸｍａｘ
（横）×Ｙｍａｘ（縦）とする。
原点ｏは画面左下にとり、水平右向きにｘ軸を、垂直上
向きにｙ軸をとる。また、画面の大きさをＸｍａｘ
（横）×Ｙｍａｘ（縦）とする。
【００２９】図２は、図１の装置における処理の流れを
示すフローチャートであり、図３は、図２のＳ１６にお
ける中点情報算出・投票処理ルーチンの内容を示すフロ
ーチャートである。また、図４〜図７は、作用の説明に
供する説明図である。以下、各図を参照しながら、図１
の装置における各部の機能について説明する。
示すフローチャートであり、図３は、図２のＳ１６にお
ける中点情報算出・投票処理ルーチンの内容を示すフロ
ーチャートである。また、図４〜図７は、作用の説明に
供する説明図である。以下、各図を参照しながら、図１
の装置における各部の機能について説明する。
【００３０】（１）撮像部１〜ラベル付け処理部７ 撮像装置によって撮像した入力画像に対して、エッジ検
出、２値化、細線化およびラベル付けの各処理を行なっ
て（図２のＳ１１〜Ｓ１５）、画面Ｕ上に図４に示すよ
うなラベル付けされた線画を得る。このラベル付けは、
入力線画中の個々の連結成分に対して異なるラベルを割
り当てる処理で、例えば図４においては、左方の円に対
してラベル１が、右方の直線に対してはラベル２が付さ
れている。
出、２値化、細線化およびラベル付けの各処理を行なっ
て（図２のＳ１１〜Ｓ１５）、画面Ｕ上に図４に示すよ
うなラベル付けされた線画を得る。このラベル付けは、
入力線画中の個々の連結成分に対して異なるラベルを割
り当てる処理で、例えば図４においては、左方の円に対
してラベル１が、右方の直線に対してはラベル２が付さ
れている。
【００３１】（２）中点情報算出・投票処理部８ 図５（ａ）に示すように、水平方向の走査線ｙ＝ｋ（ｋ
＝１，２，…，ｎ）と入力線画との交点を求め（図３の
Ｓ２１）、これら交点をｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘn とする。
そして、これら交点群の中から２つの交点の組［ｘi ，
ｘj ］を選び、点ｘi とｘj とに同一ラベルが付されて
いるか否かを調べ（Ｓ２２）、同一ラベルが付されてい
れば（Ｓ２２：ＹＥＳ）、２点ｘi ，ｘj 間の距離ｄij
＝｜ｘi -ｘj ｜を求める（Ｓ２３）。例えば、図５
（ａ）においては、交点ｘ1 とｘ2 とにラベル１が付さ
れ、交点ｘ3 にはラベル２が付されているから、この場
合は、２点ｘ1 ，ｘ2 間の距離ｄ12＝ｘ2 −ｘ1 のみを
求める。
＝１，２，…，ｎ）と入力線画との交点を求め（図３の
Ｓ２１）、これら交点をｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘn とする。
そして、これら交点群の中から２つの交点の組［ｘi ，
ｘj ］を選び、点ｘi とｘj とに同一ラベルが付されて
いるか否かを調べ（Ｓ２２）、同一ラベルが付されてい
れば（Ｓ２２：ＹＥＳ）、２点ｘi ，ｘj 間の距離ｄij
＝｜ｘi -ｘj ｜を求める（Ｓ２３）。例えば、図５
（ａ）においては、交点ｘ1 とｘ2 とにラベル１が付さ
れ、交点ｘ3 にはラベル２が付されているから、この場
合は、２点ｘ1 ，ｘ2 間の距離ｄ12＝ｘ2 −ｘ1 のみを
求める。
【００３２】このように、入力線画にラベル付けを行な
った後に、中点情報を求めることにより、複雑な線画に
おける円ないし楕円の検出性能および耐ノイズ性能を向
上させることができる。
った後に、中点情報を求めることにより、複雑な線画に
おける円ないし楕円の検出性能および耐ノイズ性能を向
上させることができる。
【００３３】次に、点ｘ1 とｘ2 との中点Ｃij（( ｘi
＋ｘj )/２，ｋ）を求めるが（Ｓ２５）、抽出する円な
いし楕円の最大直径Ｄｍａｘが既知であれば、上記中点
Ｃijを求める処理に先立って、点ｘi とｘj との間の距
離ｄijが上記最大直径Ｄｍａｘ以内であるか否かを調べ
（Ｓ２４）、ｄij＞Ｄｍａｘであれば（Ｓ２４：Ｎ
Ｏ）、点ｘi ，ｘj のうちの少なくとも一方は円ないし
楕円の周上にないことが明らかであるから、中点Ｃijを
求める処理は行なわず、これによって、不要な中点を求
めることを防止することができる。
＋ｘj )/２，ｋ）を求めるが（Ｓ２５）、抽出する円な
いし楕円の最大直径Ｄｍａｘが既知であれば、上記中点
Ｃijを求める処理に先立って、点ｘi とｘj との間の距
離ｄijが上記最大直径Ｄｍａｘ以内であるか否かを調べ
（Ｓ２４）、ｄij＞Ｄｍａｘであれば（Ｓ２４：Ｎ
Ｏ）、点ｘi ，ｘj のうちの少なくとも一方は円ないし
楕円の周上にないことが明らかであるから、中点Ｃijを
求める処理は行なわず、これによって、不要な中点を求
めることを防止することができる。
【００３４】次に、距離ｄijの値を、図５（ｂ）に示す
投票平面Ｖを表す二次元配列の上記中点Ｃijの座標（(
ｘi ＋ｘj )/２，ｋ）に対応する配列要素に点数ｄijと
して加点（投票）する（Ｓ２６）。投票平面を表す二次
元配列の座標は、図４に示す画面Ｕの座標に対応してい
る。例えば図５（ａ）において、２点ｘ1 ，ｘ2 間の距
離ｄ12＝ｘ2 −ｘ1 ＝６（画素）であったとすると、図
５（ｂ）に示す投票平面Ｖを表す二次元配列の座標（(
ｘ1 ＋ｘ2 )/２，ｋ）の配列要素に６点を加点する。投
票結果は投票平面メモリ９に記憶される。
投票平面Ｖを表す二次元配列の上記中点Ｃijの座標（(
ｘi ＋ｘj )/２，ｋ）に対応する配列要素に点数ｄijと
して加点（投票）する（Ｓ２６）。投票平面を表す二次
元配列の座標は、図４に示す画面Ｕの座標に対応してい
る。例えば図５（ａ）において、２点ｘ1 ，ｘ2 間の距
離ｄ12＝ｘ2 −ｘ1 ＝６（画素）であったとすると、図
５（ｂ）に示す投票平面Ｖを表す二次元配列の座標（(
ｘ1 ＋ｘ2 )/２，ｋ）の配列要素に６点を加点する。投
票結果は投票平面メモリ９に記憶される。
【００３５】このような処理を１本の走査線上における
同一ラベルが付されているすべての交点について行な
い、全交点が終了しない間は（Ｓ２７：ＮＯ）、Ｓ２２
に戻る。１本の走査線についての上記処理が終了したな
らば（Ｓ２７：ＹＥＳ）、次の走査線について同様の処
理を反復し（Ｓ２８：ＮＯ）、１方向の走査線による画
面全体の走査が終了したならば（Ｓ２８：ＹＥＳ）、こ
のサブルーチンの処理を終了する。図５（ｃ）は水平方
向の走査線による走査に基づく投票平面を表す二次元配
列のの加点状態を示す。
同一ラベルが付されているすべての交点について行な
い、全交点が終了しない間は（Ｓ２７：ＮＯ）、Ｓ２２
に戻る。１本の走査線についての上記処理が終了したな
らば（Ｓ２７：ＹＥＳ）、次の走査線について同様の処
理を反復し（Ｓ２８：ＮＯ）、１方向の走査線による画
面全体の走査が終了したならば（Ｓ２８：ＹＥＳ）、こ
のサブルーチンの処理を終了する。図５（ｃ）は水平方
向の走査線による走査に基づく投票平面を表す二次元配
列のの加点状態を示す。
【００３６】以上のような手順で、１方向の走査線によ
る画面全体の走査が終了したならば（図２のＳ１６）、
走査方向を変更して、図３の処理を反復する（Ｓ１７，
Ｓ１８）。本実施例では、水平方向の走査線ｙ＝ｋの他
に、垂直方向の走査線ｘ＝ｋと、右上がり４５°の方向
の走査線ｙ＝ｘ＋ｋと、右下がり４５°の方向の走査線
ｙ＝−ｘ＋ｋを用い、４方向から走査している。
る画面全体の走査が終了したならば（図２のＳ１６）、
走査方向を変更して、図３の処理を反復する（Ｓ１７，
Ｓ１８）。本実施例では、水平方向の走査線ｙ＝ｋの他
に、垂直方向の走査線ｘ＝ｋと、右上がり４５°の方向
の走査線ｙ＝ｘ＋ｋと、右下がり４５°の方向の走査線
ｙ＝−ｘ＋ｋを用い、４方向から走査している。
【００３７】（３）極大点検出部１０ 投票が終了すると、円ないし楕円の中心位置で得点が最
大となるから、この点を極大点として抽出できる（Ｓ１
９）。すなわち、極大点を持つ配列要素に対応する座標
が（ｐc ，ｑc ）であれば、円ないし楕円の中心位置の
画面座標は（ｐc ，ｑc ）である。例えば図５の場合で
は、４方向から走査した結果、図６に示すような得票結
果が投票平面を表す二次元配列に得られ、円の中心位置
における得点が８×４＝３２点になっている。この点が
円ないし楕円の中心位置である。
大となるから、この点を極大点として抽出できる（Ｓ１
９）。すなわち、極大点を持つ配列要素に対応する座標
が（ｐc ，ｑc ）であれば、円ないし楕円の中心位置の
画面座標は（ｐc ，ｑc ）である。例えば図５の場合で
は、４方向から走査した結果、図６に示すような得票結
果が投票平面を表す二次元配列に得られ、円の中心位置
における得点が８×４＝３２点になっている。この点が
円ないし楕円の中心位置である。
【００３８】（４）楕円パラメータ算出部１１ 円ないし楕円の中心座標が決定できれば、楕円パラメー
タ算出部１１で、図７に示す手順に従って楕円パラメー
タ（中心、半径、軸の傾き）を求める（Ｓ２０）。
タ算出部１１で、図７に示す手順に従って楕円パラメー
タ（中心、半径、軸の傾き）を求める（Ｓ２０）。
【００３９】（イ）円ないし楕円の中心座標を入力する （ロ）図７（ａ）に示すように、２値画像を中心座標か
ら放射状に候補点を探索する （ハ）図７（ｂ）に示すように、初めに発見された点を
候補点とする （ニ）候補点に対して、最小二乗法を適用して周知の楕
円式を当てはめ、パラメータの概略値を求める （ホ）図７（ｃ）に示すように、求めたパラメータの概
略値で描かれる楕円周から所定距離Δｒ以内にある点を
新たな候補点とする （ヘ）再び最小二乗法を適用して楕円式を当てはめ、正
確なパラメータを求める。
ら放射状に候補点を探索する （ハ）図７（ｂ）に示すように、初めに発見された点を
候補点とする （ニ）候補点に対して、最小二乗法を適用して周知の楕
円式を当てはめ、パラメータの概略値を求める （ホ）図７（ｃ）に示すように、求めたパラメータの概
略値で描かれる楕円周から所定距離Δｒ以内にある点を
新たな候補点とする （ヘ）再び最小二乗法を適用して楕円式を当てはめ、正
確なパラメータを求める。
【００４０】このような楕円パラメータ算出部１１を設
けることにより、円ないし楕円の中心座標のみでなく、
半径および軸の傾きも容易に求めることができる。
けることにより、円ないし楕円の中心座標のみでなく、
半径および軸の傾きも容易に求めることができる。
【図１】本発明による円ないし楕円の検出装置の１実施
例置の構成を示すブロック図
例置の構成を示すブロック図
【図２】図１の装置における処理の流れを示すフローチ
ャート
ャート
【図３】中点情報算出・投票ルーチンを示すフローチャ
ート
ート
【図４】入力線画の１例を示す図
【図５】中点情報の算出・投票処理の説明図
【図６】投票終了後の投票平面を示す図
【図７】楕円パラメータ算出処理の説明図
【図８】従来の円ないし楕円の検出方法の一例における
処理の流れを示すフローチャート
処理の流れを示すフローチャート
【図９】同 中点図面の作成方法を示す説明図
【図１０】従来の方法の問題点の説明図
【図１１】従来の方法の問題点の説明図
５ ２値化処理部 ６ 細線化処理部 ７ ラベル付け処理部 ８ 中点情報算出処理部 ９ 投票平面メモリ １０ 極大点検出部 １１ 楕円パラメータ算出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 博行 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 高橋 弘行 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 入力画像を細線化して得られる入力線画
を含む画面を１方向に走査して該入力線画と各走査線と
の交点を求め、次いで同一走査線上の交点間の中点の座
標を各走査線について求めることに基づいて、入力画像
中の円ないし楕円を検出する方法において、 上記同一走査線上の交点間の中点の座標と上記交点間の
距離とを含む中点情報を算出し、上記交点間の距離の値
を投票値とし、かつ上記入力線画と同一座標系を有する
所定の二次元平面を投票平面として、該投票平面を表す
二次元配列の上記中点の座標に対応する配列要素に加点
する態様で、上記投票平面を表す二次元配列に投票する
処理を複数の走査方向について行ない、上記投票平面を
表す二次元配列において得票値が極大を示す配列要素に
対応する座標を上記円ないし楕円の中心座標とすること
を特徴とする円ないし楕円の検出方法。 - 【請求項２】 入力画像を含む画面にｘｙ直交座標系を
設定し、上記走査線をｙ＝ｋ，ｘ＝ｋ，ｙ＝ｘ＋ｋ，ｙ
＝−ｘ＋ｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ）として、上記入力線
画を４方向から走査することを特徴とする請求項１に記
載の円ないし楕円の検出方法。 - 【請求項３】 上記入力線画と走査線との交点の座標を
求める処理に先立って、上記入力線画に対しラベル付け
を行ない、同一ラベルの付された２つの交点間の距離の
値のみを上記投票平面を表す二次元配列に投票すること
を特徴とする請求項１または２に記載の円ないし楕円の
検出方法。 - 【請求項４】 上記円ないし楕円の中心座標から放射状
に候補点を探索し、最初に発見された候補点に対して概
略の楕円パラメータを求め、該概略の楕円パラメータで
描かれる楕円周から所定距離以内にある点を新たな候補
点として正確な楕円パラメータを算出することを特徴と
する請求項１ないし３の１つに記載の円ないし楕円の検
出方法。 - 【請求項５】 入力画像を細線化して得られる入力線画
を含む画面を１方向に走査して該入力線画と各走査線と
の交点を求め、次いで同一走査線上の交点間の中点の座
標を各走査線について求めることに基づいて、入力画像
中の円ないし楕円を検出する装置において、 上記同一走査線上の交点間の中点の座標と上記交点間の
距離とを含む中点情報を算出し、上記交点間の距離の値
を投票値として、かつ上記入力線画と同一座標系を有す
る所定の二次元平面を投票平面として、該投票平面を表
す二次元配列の上記中点の座標に対応する配列要素に加
点する態様で、上記投票平面を表す二次元配列に投票す
る処理を複数の走査方向について行なう中点情報算出・
投票処理手段と、 上記投票平面を表す二次元配列において得票値が極大を
示す配列要素に対応する座標を検出する極大点検出手段
手段と、 を備えていることを特徴とする円ないし楕円の検出装
置。 - 【請求項６】 上記円ないし楕円の中心座標から放射状
に候補点を探索し、最初に発見された候補点に対して概
略の楕円パラメータを求め、該概略の楕円パラメータで
描かれる楕円周から所定距離以内にある点を新たな候補
点として正確な楕円パラメータを算出する楕円パラメー
タ算出手段を備えていることを特徴とする請求項５に記
載の円ないし楕円の検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01707095A JP3460356B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 円ないし楕円の検出方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01707095A JP3460356B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 円ないし楕円の検出方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210811A true JPH08210811A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3460356B2 JP3460356B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=11933730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01707095A Expired - Fee Related JP3460356B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 円ないし楕円の検出方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3460356B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001344607A (ja) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | 楕円形の検出方法、検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体および検出装置 |
| JP2003065729A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Seiko Instruments Inc | フェルール孔等の内径測定方法および装置 |
| JP2006252400A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Keyence Corp | 画像処理装置及び画像処理における登録データ生成方法 |
| JP2007164518A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Denso Corp | 楕円検出方法、画像認識装置、制御装置 |
| JP2010256053A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Visco Technologies Corp | 形状欠損検査装置、形状モデリング装置および形状欠損検査プログラム |
| CN109214256A (zh) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 深圳市保千里电子有限公司 | 一种交通图标的检测方法、装置及车辆 |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP01707095A patent/JP3460356B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001344607A (ja) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | 楕円形の検出方法、検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体および検出装置 |
| JP2003065729A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Seiko Instruments Inc | フェルール孔等の内径測定方法および装置 |
| JP2006252400A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Keyence Corp | 画像処理装置及び画像処理における登録データ生成方法 |
| JP2007164518A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Denso Corp | 楕円検出方法、画像認識装置、制御装置 |
| JP4635857B2 (ja) * | 2005-12-14 | 2011-02-23 | 株式会社デンソー | 楕円検出方法、画像認識装置、制御装置 |
| JP2010256053A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Visco Technologies Corp | 形状欠損検査装置、形状モデリング装置および形状欠損検査プログラム |
| CN109214256A (zh) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 深圳市保千里电子有限公司 | 一种交通图标的检测方法、装置及车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3460356B2 (ja) | 2003-10-27 |
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Legal Events
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