JPH0844852A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２値化された画像データについて画像の周辺
部分から孤立した画像領域を抽出する。 【構成】 フレームメモリに蓄積された画像データのう
ち所定の矩形領域の画像を２値化回路によって２値化し
た画像データを第１の画像メモリに記憶する。第１およ
び第２の連結変換部によって白または黒のうち予め設定
された一方の値が矩形領域の端部から連続して存在する
画像領域を検出し、その部分の画像データの値を反転し
た画像を第４の画像メモリに記憶する。たとえば黒い物
体を抽出する場合、周辺部分から連続して存在する黒部
分を白に置き換えているので、周辺部から孤立した黒部
分だけの画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＴＶカメラによ
って入力した画像をフレームメモリに蓄積して処理する
画像処理装置に係わり、特に画像内の目標物体の位置を
検出する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶカメラによって入力した画像データ
をフレームメモリに蓄積し、その画像内にある目標物体
の位置座標を検出する画像処理装置が従来から種々提案
されている。たとえば、フレームメモリに蓄積した各画
素の濃度をそれぞれ判定して、目標物体の中心座標を求
めることが行われている。この方法は背景に比べて目標
とする物体が明るい場合には、最も明るい画素の位置座
標（最明点）を物体の中心座標と判定している。逆に背
景に比べて目標とする物体が暗い場合には、最も暗い画
素の位置座標（最暗点）を物体の中心座標と判定してい
る。

【０００３】目標物体の位置座標を求める他の方法とし
ては、物体の面積重心の位置座標を算出する方法があ
る。この方法は、フレームメモリに蓄積された画像デー
タを適当な閾値レベルで２値化し、２値化した画像を基
にその面積重心点を演算によって求めている。たとえ
ば、目標物体が暗い場合には、画像内の黒画素全てにつ
いて位置座標を求め、それらの面積重心位置を演算する
ことが行われている。そして求めた面積重心位置を目標
物体の中心座標としている。

【０００４】また、ＴＶカメラから入力された画像のう
ち、画像処理を行うエリアを限定して目標物体の位置を
求めることが行われている。このような限定エリアはト
ラッキングウィンドウとも呼ばれている。この限定エリ
アは円形の場合もあるが、通常は方形に採られている。
限定することによって、画像全体について画像処理を施
す場合に比べて処理時間を短縮することができる。さら
に、目標物体以外の物体がＴＶカメラから入力された画
像に含まれていても、目標物体の周辺部分だけを限定し
て画像処理を行うことによって、他の物体を目標物体で
あると誤認することを防ぐことができる。目標物体が移
動する場合には、限定エリアの位置を物体の移動に伴っ
て変化させることが行われている。特開平４ー１０２９
０７号公報には、限定エリア内での目標物体の位置の変
化量を検出し、目標物体が限定エリアの中心位置になる
ように限定エリアの位置を変化させることが提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最明点や最暗点を目標
物体の中心位置と判定する方法では、限定エリア内に２
以上の最明点や最暗点が存在する場合は、目標物体の位
置を正確に検出することができない。また、２値化した
画像の面積重心を求めて目標物体の位置を演算する方法
では、２値化後の画像に背景部分が残っている場合に
は、これを含めた面積重心位置を求めてしまい、目標物
体の正確な位置を求めることができなかった。さらに移
動体を追尾する場合には、限定エリア内の２値化した画
像に背景部分が残っていると、目標物体の位置自体を正
確に求められないので、限定エリアを目標物体に合わせ
て的確に移動することができなかった。このように２値
化しても背景部分が残ってしまう場合について、空港で
航空機を誘導するためにその位置を求めるケースを例に
説明する。

【０００６】図９はＴＶカメラによって昼間に航空機を
正面から撮影した画像を表わしている。航空機１０１の
位置はそのエンジンポットの吸気孔１０２の位置を基に
求めるものとする。図９の中央付近の四角で囲った部分
１０３は、画像処理を行う限定エリアを表わしている。
図９の限定エリア１０３内の画像は、適当な閾値で２値
化した後のようすを表わしている。昼間は航空機および
その背景部分が明るく、暗い部分はエンジンポットの吸
気孔１０２だけである。そこで、適当な閾値レベルで２
値化することによって航空機および背景部分を除去した
吸気孔１０２だけの画像を抽出することができる。した
がって、２値化後の限定エリアの画像について黒い部分
の面積重心を求めれば、エンジンポットの中心座標を求
めることができ、これを基に航空機の位置を知ることが
できる。

【０００７】図１０は夜間にＴＶカメラによって航空機
を正面から撮影した場合における２値化後の限定エリア
内の画像を表わしている。航空機は夜間照明によって照
らされているので、エンジンポットの周辺１１１は明る
くなっている。しかし、背景部分１１２は夜間であるの
で暗い。また、エンジンポットの吸気孔１１３は夜間照
明による光が到達しないため暗くなっている。したがっ
て、最暗点は背景の部分にも存在し、最暗点によって吸
気孔１１３の中心位置を求めることはできない。また、
限定エリア内の黒い部分は背景部分にも存在しているの
で、画像内の黒部分について面積重心座標を求めると、
その座標は吸気孔１１３の中心座標と相違してしまう。

【０００８】このように、背景部分と目標物体が共に暗
い場合には、従来のように単に画像内の最暗点を求めた
り、画像内の黒部分の全てを含めた面積重心座標を求め
る方法では目標物体の中心座標を正確に求めることがで
きなかった。これは、背景部分と目標物体が共に明るい
場合も同様に発生する問題である。

【０００９】そこで本発明の目的は、目標物体と背景が
共に暗い場合あるいは共に明るい場合であっても、目標
物体の位置を正確に求めることができる画像処理装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）画像データを入力する画像データ入力手段
と、（ロ）この画像データ入力手段から入力された１画
面分の画像データを蓄積するフレームメモリと、（ハ）
このフレームメモリによって蓄積された画像データを２
値化する２値化手段と、（ニ）この２値化手段によって
２値化された画像データについて２値のうち予め設定さ
れた一方の値が画面の端部から連続する画像領域を検出
する連続画像領域検出手段と、（ホ）この連続画像領域
検出手段によって検出された画像領域の画像データの値
を反転する画像データ反転手段とを画像処理装置に具備
させている。

【００１１】すなわち請求項１記載の発明では、２値化
後の画像データについて画像の端部から２値のうちの予
め設定された値の連続する領域を検出し、その領域の画
像データの値を反転させている。たとえば、黒い部分の
画像を抽出する場合には、画像の周辺部分から連続して
存在する黒部分を白に置き換えている。これにより、周
辺部分と孤立した黒部分だけを抽出することができる。

【００１２】請求項２記載の発明では、（イ）画像デー
タを入力する画像データ入力手段と、（ロ）この画像デ
ータ入力手段から入力された１画面分の画像データを蓄
積するフレームメモリと、（ハ）このフレームメモリに
よって蓄積された１画面分の画像データのうち画像処理
を行うべき矩形領域を設定する処理領域設定手段と、
（ニ）この処理領域設定手段によって設定された矩形領
域の画像データを２値化する２値化手段と、（ホ）この
２値化手段によって２値化された画像データについて２
値のうち予め設定された一方の値が矩形領域の端部から
連続する画像領域を検出する連続画像領域検出手段と、
（ヘ）この連続画像領域検出手段によって検出された画
像領域の画像データの値を反転する画像データ反転手段
とを画像処理装置に具備させている。

【００１３】すなわち請求項２記載の発明では、フレー
ムメモリに蓄積された画像データのうち画像処理を施す
べき領域を所定の矩形領域に限定している。これによ
り、必要とされる部分についてだけ画像処理をを行えば
よいので、孤立した画像を抽出するまでに要する処理時
間を短縮することができる。

【００１４】請求項３記載の発明では、（イ）画像デー
タを入力する画像データ入力手段と、（ロ）この画像デ
ータ入力手段から入力された１画面分の画像データを蓄
積するフレームメモリと、（ハ）このフレームメモリに
よって蓄積された１画面分の画像データのうち画像処理
を行うべき矩形領域を設定する処理領域設定手段と、
（ニ）この処理領域設定手段によって設定された矩形領
域の画像データを２値化する２値化手段と、（ホ）この
２値化手段によって２値化された画像データについて矩
形領域のそれぞれ異なる端辺から２値のうち予め設定さ
れた一方の値の連続する画像領域を検出する複数の連続
画像領域検出手段と、（ヘ）これら連続画像領域検出手
段によって検出された画像領域の画像データの値をそれ
ぞれ反転する複数の画像データ反転手段と、（ト）これ
ら画像データ反転手段によって連続画像領域検出手段の
検出した画像領域の画像データの値がそれぞれ反転され
た矩形領域の画像データを記憶する複数の１次処理画像
記憶手段と、（チ）これら１次処理画像記憶手段にそれ
ぞれ記憶されている矩形領域の画像データの値がいずれ
も予め設定された値と等しい共通の画像領域を検出する
共通画像領域検出手段と、（リ）この共通画像領域検出
手段によって検出された画像領域の画像データの値を予
め設定された値に設定し、これ以外の画像領域の画像デ
ータの値を他方の値に設定して矩形領域についての画像
データを形成する共通画像形成手段と、（ヌ）この共通
画像形成手段によって形成された矩形領域についての画
像データを記憶する２次処理画像記憶手段とを画像処理
装置に具備させている。

【００１５】すなわち請求項３記載の発明によれば、複
数の連続画像領域検出手段は、矩形領域のそれぞれ異な
る端辺から予め設定された値の画像データが連続する領
域を検出している。これらの連続画像領域検出手段によ
って検出された画像領域の画像データの値は反転手段に
よって個々に反転されて、それぞれ１次処理画像記憶手
段に記憶されている。これら１次処理画像記憶手段にそ
れぞれ記憶されている矩形領域の画像データの値がいず
れも予め設定された値と等しい共通の画像領域を検出
し、矩形領域のうちその領域だけが予め設定された値に
なっている画像データを形成している。１つの連続画像
領域検出手段によって検出された連続領域の画像データ
の値を反転させた後の画像には、この連続画像領域検出
手段が検出した端辺とは連続していないが他の端辺と連
続している画像部分が残る場合がある。複数の連続画像
領域検出手段によって互いに異なる端辺から連続する画
像領域を検出することによって、１つ連続領域検出手段
では残ってしまう領域を他の連続領域検出手段によって
検出している。これら複数の連続領域検出手段によって
検出された領域の画像データを反転した後、共通に残っ
ている部分を検出することによって、周辺部分から孤立
した画像領域を抽出している。

【００１６】請求項４記載の発明では、連続画像領域設
定手段に、黒い孤立物体を抽出するときは黒に対応する
値を、白い孤立物体の抽出するときは白に対応する値を
２値のうち予め設定すべき一方の値としてそれぞれ設定
している。これにより、周辺部分と２値化後の値が同一
の孤立した領域を抽出することができる。

【００１７】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施例における画像処
理装置の構成の概要を表わしたものである。この画像処
理装置は所定の領域内にある孤立した目標物体以外の背
景部分を取り除くことを行うようになっている。たとえ
ば、エンジンポットの吸気孔を目標物体としたときに、
夜間の黒い背景部分を取り除き、吸気孔の黒い部分のみ
を抽出するものである。図１に示したフレームメモリ１
１には図示しないＴＶカメラから入力した画像データが
記憶されている。フレームメモリ１１は画像データを多
値データとして記憶している。フレームメモリ１１には
２値化回路１２が接続されている。２値化回路１２は予
め設定されている限定エリア内の多値の画像データをフ
レームメモリ１１から順次読み出し、これを予め設定さ
れた閾値を基準に“０”と“１”に２値化することを行
う。ここでは、閾値よりも暗い部分は黒画素として
“０”に閾値よりも明るい部分は白画素として“１”に
２値化されるようになっている。

【００１９】第１の画像メモリ１３は２値化された画像
データを一時的に記憶するものである。第１の画像メモ
リ１３には第１の連結変換部１４および第２の連結変換
部１５がそれぞれ接続されている。これらは第１の画像
メモリ１３から２値化された画像データを読み出して、
所定の画像処理をそれぞれ行うようになっている。第１
の連結変換部１４によって処理された画像データは第２
の画像メモリ１６に一時的に記憶されるようになってい
る。第２の連結変換部１５によって処理された画像デー
タは第３の画像メモリ１７に一時的に記憶されるように
なっている。

【００２０】第２の画像メモリ１６と第３の画像メモリ
１７から読み出された画像データはともにオア回路１８
に入力されている。オア回路１８は限定エリアの同一画
素に対応する第２の画像メモリ１６に記憶されている画
像データと第３の画像メモリ１７に記憶されている画像
データの論理和をとるようになっている。オア回路１８
の出力する画像データは第４の画像メモリ１９に記憶さ
れるようになっている。第４の画像メモリ１９に記憶さ
れた画像データを基に、孤立した目標物体の中心位置の
検出を、たとえばその面積重心点を求めることによって
行うようになっている。

【００２１】図２は図１に示したフレームメモリに限定
エリアを設定した場合の一例を表わしたものである。図
中の斜線の部分が画像処理の対象となる限定エリア２１
を表わしている。限定エリア２１はＸ軸方向がＸ₁ から
Ｘ₂ まで、Ｙ軸方向がＹ₁ からＹ₂ までの方形の領域で
ある。また、限定エリア２１は図示しない限定エリア設
定部によって任意の矩形領域を設定できるようになって
いる。

【００２２】図３は図２に示した限定エリアについて画
像処理を行う際の走査方向を表わしたものである。図３
（ａ）は図１に示した第１の連結変換部１４が画像処理
を行う際の走査方向を表わしている。第１の連結変換部
１４は第１の画像メモリ１３に格納された２値化後の限
定エリア２１の画像データについてＸ₁ 〜Ｘ₂ 方向への
走査をＹ₁ 〜Ｙ₂ に向かって順に行うようになってい
る。図３（ｂ）は第２の連結変換部１５が画像処理を行
う際の走査方向を表わしている。第２の連結変換部１５
は第１の画像メモリ１３に格納された画像データについ
てＸ₂ 〜Ｘ₁ 方向への走査をＹ₂ 〜Ｙ₁ に向かって順に
行うようになっている。

【００２３】図４は第１の連結変換部の回路構成の概要
を表わしたものである。この回路は図２に示した限定エ
リア２１の上端部あるいは左端部から連続する黒画素部
分を白画素に置き換えるものである。すなわち、黒い背
景部分を白に変えて黒い目標物体のみの画像を抽出する
ものである。逆に白い目標物体に対して、白い背景部分
を除去する場合には、この回路へ入出力する画像データ
の値を反転すればよい。

【００２４】第１の画像メモリ１３に格納された画像デ
ータは、図示しないアドレス制御部の制御のもと図３
（ａ）に示した走査方向にしたがって１画素ずつ信号線
３１を通じて第１の連結変換部に入力されるようになっ
ている。入力される画像データを以後入力画像データと
呼ぶことにする。入力画像データ３１は第１のアンド回
路３２と第２のアンド回路３３の反転入力側に入力され
ている。第１のアンド回路３２の他方の入力には画像デ
ータの走査位置のＸ座標がＸ₁ のときだけ“１”に、こ
れ以外のときは“０”になる信号３４が入力されてい
る。また第２のアンド回路３３には走査位置のＹ座標が
Ｙ₁ のときだけ“１”に、これ以外のときは“０”にな
る信号３５が入力されている。したがって、第１のアン
ド回路３２の出力３６は図３（ａ）に示した限定エリア
における左端の縦一列の位置にある画素を入力している
ときその画素が黒（０）の場合だけ“１”になる。また
第２のアンド回路３３の出力３７は図３（ａ）の限定エ
リアおける上端の横一列の位置にある画素を入力してい
るときその画素が黒（０）の場合にだけ“１”になる。

【００２５】信号３５は限定エリアの上端の画素を処理
するときにその前ラインが黒画素であることを擬似的に
作り出すものである。また信号３４は左端の画素を処理
するとき１画素前が黒である状態を擬似的に作り出すも
のである。第１および第２のアンド回路３２、３３の出
力３６、３７は第１のオア回路３８に入力されている。
第１のオア回路３８の出力３９はフリップフロップ回路
４１のセット端子に接続されている。したがって、限定
エリアの上端および左端の一列についての入力画像デー
タ３１が黒（０）のときフリップフロップ回路４１はセ
ットされるようになっている。

【００２６】入力画像データ３１は第２のオア回路４２
に入力されている。第２のオア回路４２の出力４３はフ
リップフロップ回路４１のリセット端子に接続されてい
る。入力画像データ３１が白（１）のときフリップフロ
ップ回路４１はリセットされるようになっている。ただ
し、フリップフロップ回路４１はリセット優先になって
おり、セット信号３９とリセット信号４３の双方が
“１”のときはリセットされるようになっている。画像
処理の行われる１ライン目については、フリップフロッ
プ回路４１は入力画像データ３１が黒画素（０）のとき
セットされ白画素（１）のときリセットされる。つま
り、１ライン目の画像データについてはフリップフロッ
プ回路４１は入力画像データ３１の値を反転した値を出
力する。すなわち、入力画像データ３１が黒画素（０）
のとき“１”を出力するようになっている。

【００２７】フリップフロップ回路４１の出力４４はラ
インメモリ４５に入力されている。ラインメモリ４５は
１ライン分の画像データを記憶するようになっている。
ラインメモリ４５の出力４６は第１のオア回路３８を通
じてフリップフロップ回路４１にセット信号として入力
されている。ラインメモリ４５は記憶しておいた１ライ
ン分のデータを、次のラインの画像データの入力に合わ
せて順次出力するようになっている。したがって、次の
ラインを走査するときに１ライン前にフリップフロップ
回路４１が出力した値がセット信号として入力されるよ
うになっている。第２ライン目以降は第２のアンド回路
３３の出力３７は“０”になっている。また、第１のア
ンド回路３２は各ラインの１画素目が黒画素のときだけ
“１”を出力する。このため第２ライン目以降はフリッ
プフロップ回路４１のセット信号としてラインメモリ４
５の出力４６と第１のアンド回路３２の出力３６が入力
されるようになっている。たとえば、ラインメモリ４５
の内容が全て“０”の場合であっても、現ラインの第１
画素目が黒であれば、フリップフロップ回路４１はセッ
トされ、現ラインに白画素が現われた時点でリセットさ
れる。これにより、限定エリアの左端からＸ軸方向に黒
画素が連結している間は、フリップフロップ回路４１は
“１”を出力するようになっている。

【００２８】また、ラインメモリ４５の出力４６が
“１”の場合もフリップフロップ回路４１はセットされ
る。一方現ラインの入力画像データ３１が白（１）の場
合にはフリップフロップ回路４１はリセットされる。フ
リップフロップ回路４１はリセット優先になっているの
で、走査位置のＸ座標が同一の前ラインの画素と現ライ
ンの画素が共に黒のときにフリップフロップ回路４１の
出力は“１”になる。このようにラインメモリ４５を用
ることによってＹ軸方向に黒画素が連結しているときも
フリップフロップ回路４１はセットされ、その出力が
“１”になるようになっている。

【００２９】第３のオア回路４７にはフリップフロップ
回路４１の出力４４と入力画像データ３１が入力されて
いる。第３のオア回路４７の出力４８は図１に示した第
２の画像メモリ１６にその値が記憶されるようになって
いる。第３のオア回路は入力画像データ３１とフリップ
フロップ回路４１の出力の論理和をとることによって、
前ラインと現ラインが共に黒の画素の部分および黒画素
が左端から連続している部分について“１”を出力する
ようになっている。すなわち、これらの部分について現
ラインの黒画素を白画素に置き換えた画像信号が出力さ
れるようになっている。

【００３０】第２のオア回路４２には信号５１と信号５
２が入力されている。信号５１は入力画像データの走査
位置のＸ座標がＸ₂ ＋１のとき“１”に、これ以外のと
き“０”になるようになっている。信号５１によって１
ラインの連結変換処理が終了したとき、フリップフロッ
プ回路４１がリセットされ、次のラインの処理に備える
ようになっている。また信号５２は入力画像データの走
査位置のＹ座標がＹ₂＋１のとき“１”に、これ以外の
とき“０”になる信号が入力されるようになっている。
信号５２によって、限定エリアについての連結変換処理
が終了したとき、ラインメモリ４５の内容をすべて
“０”に初期化し、次回の連結変換処理に備えるように
なっている。

【００３１】第２の連結変換部１５の回路構成は図４に
示した第１の連結変換部のそれと同一である。ただし、
第２の連結変換部１５の第１のアンド回路３２には、入
力画像データの走査位置のＸ座標がＸ₂ のときだけ
“１”が、これ以外のときは“０”が入力されるように
なっている。また第２のアンド回路３３にはＹ座標がＹ
₂のときだけ“１”が、これ以外のときは“０”が入力
されるようになっている。また、第２のオア回路４２に
はＸ座標がＸ₁ −１のとき“１”に、これ以外のとき
“１”になる信号と、Ｙ座標がＹ₁ −１のとき“１”
に、これ以外のとき“０”になる信号がそれぞれ入力さ
れてるようになっている。これらの信号の働きは第１の
連結変換部の信号５１、５２と同じであり、その説明は
省略する。

【００３２】図５は第１の連結変換部によって画像処理
を施す前後の画像の一例を表わしたものである。これら
の画像を例にとって第１の連結変換部１４の動作を説明
する。説明の便宜上、限定エリアは５×５画素の領域に
設定してある。第１の連結変換部１４で画像処理する前
の画像（同図ａ）は図１に示した２値化回路１２によっ
て２値化された後第１の画像メモリ１３に記憶されてい
るものである。第１の連結変換部１４によって画像処理
が行われた後の画像（図５ｂ）は図１に示した第２の画
像メモリ１６に記憶されるようになっている。

【００３３】図６は第１の連結変換部が図５ａに示した
画像の処理を行う際の各部の波形を表わしたものであ
る。入力画像データ３１（同図ａ）はローレベル（０）
が黒画素に対応し、ハイレベル（１）が白画素に対応し
ている。まず、第１ライン６１の処理について説明す
る。第１ライン６１は全て黒画素であるので、入力画像
データ３１は時刻Ｔ₁₁からＴ₁₃までの間“０”になる。
第２のアンド回路３３の反転入力には入力画像データ３
１が、他方の入力には第１ライン６１の間だけ“１”に
なる信号３５（同図ｃ）が入力されている。これらによ
り第２のアンド回路３３の出力３７（同図ｅ）は時刻Ｔ
₁₃まで“１”になっている。一方ラインメモリ４５は１
ライン分全て“０”に初期化されているので、第１ライ
ン６１の処理中はラインメモリ４５の出力４６（同図
ｋ）は“０”になっている。このため第１のオア回路３
８を介してフリップフロップ回路４１に入力されるセッ
ト信号３９（同図ｈ）は第１ライン６１の処理の間（時
刻Ｔ₁₃まで）は第２のアンド回路３３の出力３７が反映
されて“１”になる。

【００３４】第１ライン６１は入力画像データが全て
“０”であるので、フリップフロップ回路４１に入力さ
れるリセット信号４３（同図ｉ）は時刻Ｔ₁₂まで“０”
になる。第２ライン６２の処理に備えてフリップフロッ
プ回路４１をリセットするための信号５１（同図ｆ）は
時刻Ｔ₁₂に“１”になる。したがって、フリップフロッ
プ回路４１の出力４４（同図ｊ）は時刻Ｔ₁₁からＴ₁₂ま
で“１”となり時刻Ｔ₁₂時刻Ｔ₁₃まで“０”になる。

【００３５】フリップフロップ回路４１の出力４４はラ
インメモリ４５に記憶されるとともに、第３のオア回路
４７によって入力画像データ３１と論理和がとられる。
入力画像データ３１が時刻Ｔ₁₃まで継続して“０”であ
るので第３のオア回路４７の出力４８（同図ｌ）はフリ
ップフロップ回路４１の出力４４と同じ波形になる。こ
こで、入力画像データ３１と第３のオア回路４７の出力
４８を比較してみると、黒画素（０）の部分が全て白画
素（１）に変換されていることが分かる。第１ライン６
１は限定エリアの上端から黒画素（０）が連続している
のでこれらは白画素（１）に置き換えられている。

【００３６】次に、第２ライン６２の処理について説明
する。第２ライン６２の処理以降はラインメモリ４５に
よって前ラインの情報が得られるので、擬似的に前ライ
ンの状態を作り出す信号３５は“０”になる。このため
第２のアンド回路３３の出力は“０”になる。一方、第
２ライン目以降も、左端の画素の前の画素が黒画素であ
ることを擬似的に作り出す信号３４（同図ｂ）は各ライ
ンの第１画素において“１”になっている。第２ライン
６２の第１画素が黒（０）であるので、第１のアンド回
路３２の出力３６（同図ｄ）は第１画素の期間（時刻Ｔ
₁₃から時刻Ｔ₁₄）に“１”になる。また、第２ライン６
２の第１画素が黒であるのでリセット信号４３は時刻Ｔ
₁₃〜Ｔ₁₄の間“０”である。したがって、フリップフロ
ップ回路４１の出力４４はこの間“１”になる。ライン
メモリ４５からは２画素目以降も“１”が出力されてい
るのでセット信号３９は“１”になっているが、第２ラ
イン６２の入力画像データ３１は２画素目以後は白
（１）になる。フリップフロップ回路４１はリセット優
先であるので、第２画素目（時刻Ｔ₁₄）以後はリセット
される。このように、２ライン目以降はラインメモリ４
１によって供給される前ラインの情報を基に、Ｙ軸方向
の連結状態が判断されている。

【００３７】第５ライン目６３が終了した後、次回の画
像処理に備えてラインメモリの内容を“０”に初期化す
ることが行われる。時刻Ｔ₁₅〜時刻Ｔ₁₆の間、そのため
の信号５２（同図ｇ）が第２のオア回路４２を介してフ
リップフロップ回路４１のリセット信号４３として入力
されている。これによりフリップフロップ回路４１の出
力４４は“０”になりラインメモリ４５の記憶内容は
“０”に初期化される。

【００３８】このように第１の連結変換部１４で処理さ
れた画像は図５（ｂ）に示したように、図５（ａ）の画
像に比べて上端から連続する黒画素部分と、左端から連
続する黒画素部分とが白画素に置き換わっている。第２
の連結変換部１５は限定エリアの下端と右端から連続す
る黒画素部分を白画素に置き換えるようになっているの
で、第２の画像メモリ１６と第３の画像メモリ１７の内
容の論理和をとれば、画素７１も白に置き換わる。

【００３９】図７は図１０に示した夜間のエンジンポッ
トの画像に対してこの画像処理装置によって画像処理を
施したときに各画像メモリ記憶される画像の一例を表わ
したものである。フレームメモリ１１の画像データを２
値化回路１２によって２値化した後の画像（同図ａ）は
第１の画像メモリ１３に蓄積されている。第１の連結変
換部１４によって処理された後の画像（同図ｂ）は第２
の画像メモリ１６に記憶されている。同図ｂの画像は、
第１の連結変換部１４によって限定エリアの上端から黒
画素が連続する部分と、左端から黒画素が連続する部分
を白画素に置き換えられている。第２の連結変換部１５
によって処理された後の画像（同図ｃ）は第３の画像メ
モリ１７に記憶されている。同図ｃの画像は、第２の連
結変換部１５によって限定エリアの下端から黒画素が連
続する部分と、右端から黒画素が連続する部分とが白画
素に置き換えられている。

【００４０】第２の画像メモリ１６の画像と第３の画像
メモリ１７の画像はオア回路１８によって論理和がとら
れる。論理和がとられた後の画像（同図ｄ）は第４の画
像メモリ１９に記憶されている。黒画素が“０”で白画
素が“１”であるので、第４の画像メモリ１９には第２
の画像メモリ１６と第３の画像メモリ１７の画像が共に
黒画素の部分だけが黒画素として残っている。このよう
に、画像の端部から黒画素の連続する部分を白画素に置
き換えることによって、画像の端部と連続していない部
分、すなわち孤立した画像部分を抽出することができ
る。

【００４１】図８は図９に示した昼間における航空機の
エンジンポット周辺の限定エリアの画像について同様の
画像処理を施したときに各画像メモリに記憶される画像
の一例を表わしたものである。第１の画像メモリ１３に
記憶されている２値化された後の画像（同図ａ）では、
航空機の翼の部分やエンジンポットの周辺部分および背
景部分は適当な閾値の設定によってすべて白画素になっ
ている。黒画素の部分はエンジンポットの吸気孔の部分
だけである。この画像に第１および第２の連結変換部１
４、１５によって画像処理を行った後、論理和をとった
画像（同図ｂ）では、やはりエンジンポットの吸気孔部
分が黒画素として残っている。限定エリアの端部に連続
した黒画素がないのでこの場合は第１の画像メモリ１３
に記憶された画像（同図ａ）と第４の画像メモリ１９に
記憶された画像（同図ｂ）は同一になっている。このよ
うに昼の画像と夜の画像のいずれにおいても、本実施例
の画像処理装置を用いれば、エンジンポットの吸気孔部
分だけの画像を抽出することができる。

【００４２】以上説明した実施例では、連結変換を行う
処理部が２系統であるので、複雑な画像を処理した場合
には、目標とする黒い孤立物体以外に黒点がいくつか残
る場合がある。処理後の画像に対して面積重心を求める
場合には、これら黒点の影響はわずかであるので、極め
て正確な面積重心位置を求める場合以外はこれで十分で
ある。しかし、より正確に面積重心位置を求めたい場合
には、図３に示した走査方向と直角方向に走査する２系
統の連結変換部を追加し、４系統で連結変換を行うよう
にすればよい。

【００４３】また、実施例では黒い孤立物体を抽出する
場合を例に説明したが、白い孤立物体を抽出する場合に
は、信号の白黒を反転させれば、同一の回路によって抽
出することができることは言うまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、２値化後の画像データについて画像の端部か
ら２値のうちの予め設定された値の画像データが連続す
る領域を検出し、その領域の画像データの値を反転させ
ている。たとえば、黒い部分の画像を抽出する場合、画
像の周辺部分から連続して存在する黒部分が白に置き換
えられるので、周辺部分と孤立した黒部分だけを抽出す
ることができる。したがって、抽出された孤立した黒部
分についてその面積重心を求めれば、正確に目標物体の
位置を検出することができる。

【００４５】また請求項２記載の発明によれば、フレー
ムメモリに蓄積された画像データのうち画像処理を施す
べき領域を所定の矩形領域に限定したので、必要とされ
る部分についてだけ画像処理をを行うことができる。こ
れにより、孤立した画像の抽出に必要な処理時間を短縮
することができる。

【００４６】さらに請求項３記載の発明によれば、各連
続画像領域検出手段は矩形領域の全ての端辺からの画像
処理を行う必要がないので、それぞれの連続画像領域検
出手段の回路構成を簡略化することができる。しかも、
複数の連続画像領域検出手段によって矩形領域の４辺か
らの検出を行えば、周辺部分から孤立した領域を精度よ
く検出することができる。

【００４７】また請求項４記載の発明によれば、黒い孤
立物体を抽出するときは端部から連続する黒い領域を白
に変換している。一方白い孤立物体を抽出するときは端
部から連続する白い領域を黒に変換している。これによ
り、２値化後の画像において抽出すべき物体と同一色の
周辺部分の画像を消去するとができ、目的とする孤立物
体部分を抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像処理装置の構成
の概要を表わしたブロック図である。

【図２】フレームメモリに限定エリアを設定した様子を
表わした説明図である。

【図３】第１および第２の連結変換部が限定エリアの画
像データを走査する走査方向を表わした説明図である。

【図４】図１に示した第１の連結変換部の回路構成の概
要を表わした回路図である。

【図５】第１の連結変換部によって処理される前後にお
ける限定エリアの画像データの一例を表わした説明図で
ある。

【図６】図５ａに示した画像データを処理する場合にお
ける第１の連結変換部の各部の波形を表わした各種波形
図である。

【図７】図１に示した画像処理装置によって夜間におけ
る航空機のエンジンポット部分の画像が処理される過程
での限定エリアの画像の一例を表わした説明図である。

【図８】図１に示した画像処理装置によって昼間におけ
る航空機のエンジンポット部分の画像が処理される過程
での限定エリアの画像の一例を表わした説明図である。

【図９】ＴＶカメラによって航空機を正面から昼間に撮
影した画像の一例を表わした説明図である。

【図１０】ＴＶカメラによって航空機を正面から夜間に
撮影した場合における限定エリアについて２値化後の画
像の一例を表わした説明図である。

【符号の説明】

１１ フレームメモリ １２ ２値化回路 １３、１６、１７、１９ 画像メモリ １４、１５ 連結変換部 １８ オア回路

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０１Ｃ 15/00 Ａ Ｇ０６Ｔ 7/00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを入力する画像データ入力手
   段と、 この画像データ入力手段から入力された１画面分の画像
   データを蓄積するフレームメモリと、 このフレームメモリによって蓄積された画像データを２
   値化する２値化手段と、 この２値化手段によって２値化された画像データについ
   て２値のうち予め設定された一方の値が画面の端部から
   連続する画像領域を検出する連続画像領域検出手段と、 この連続画像領域検出手段によって検出された画像領域
   の画像データの値を反転する画像データ反転手段とを具
   備することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 画像データを入力する画像データ入力手
   段と、 この画像データ入力手段から入力された１画面分の画像
   データを蓄積するフレームメモリと、 このフレームメモリによって蓄積された１画面分の画像
   データのうち画像処理を行うべき矩形領域を設定する処
   理領域設定手段と、 この処理領域設定手段によって設定された矩形領域の画
   像データを２値化する２値化手段と、 この２値化手段によって２値化された画像データについ
   て２値のうち予め設定された一方の値が前記矩形領域の
   端部から連続する画像領域を検出する連続画像領域検出
   手段と、 この連続画像領域検出手段によって検出された画像領域
   の画像データの値を反転する画像データ反転手段とを具
   備することを特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 画像データを入力する画像データ入力手
   段と、 この画像データ入力手段から入力された１画面分の画像
   データを蓄積するフレームメモリと、 このフレームメモリによって蓄積された１画面分の画像
   データのうち画像処理を行うべき矩形領域を設定する処
   理領域設定手段と、 この処理領域設定手段によって設定された矩形領域の画
   像データを２値化する２値化手段と、 この２値化手段によって２値化された画像データについ
   て前記矩形領域のそれぞれ異なる端辺から２値のうち予
   め設定された一方の値の連続する画像領域を検出する複
   数の連続画像領域検出手段と、 これら連続画像領域検出手段によって検出された画像領
   域の画像データの値をそれぞれ反転する複数の画像デー
   タ反転手段と、 これら画像データ反転手段によって前記連続画像領域検
   出手段の検出した画像領域の画像データの値がそれぞれ
   反転された前記矩形領域の画像データを記憶する複数の
   １次処理画像記憶手段と、 これら１次処理画像記憶手段にそれぞれ記憶されている
   前記矩形領域の画像データの値がいずれも前記予め設定
   された値と等しい共通の画像領域を検出する共通画像領
   域検出手段と、 この共通画像領域検出手段によって検出された画像領域
   の画像データの値を前記予め設定された値に設定し、こ
   れ以外の画像領域の画像データの値を他方の値に設定し
   て前記矩形領域についての画像データを形成する共通画
   像形成手段と、この共通画像形成手段によって形成され
   た前記矩形領域についての画像データを記憶する２次処
   理画像記憶手段とを具備することを特徴とする画像処理
   装置。
4. 【請求項４】 前記連続画像領域設定手段は、黒い孤立
   物体を抽出するときは黒に対応する値が、白い孤立物体
   の抽出するときは白に対応する値が前記２値のうち予め
   設定すべき一方の値として設定されることを特徴とする
   請求項１、請求項２または請求項３記載の画像処理装
   置。