JPH087099A - 領域分割装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】異なる種類の複数のセンサで取得された各画像
を同時に処理し、１つの領域分割画像を生成する。 【構成】標準偏差算出回路７-1，７-2は、フレームメモ
リ５-1，５-2に記憶されたデジタル画像データ６-1，６
-2を基に、それぞれ画像についての全画面の輝度標準偏
差８-1，８-2を算出する。分割しきい値決定回路９は、
この標準偏差８-1，８-2を基に分割しきい値１０を算出
する。領域分割回路１１は、各デジタル画像データ６-
1，６-2の８隣接画素の輝度値の差の絶対値がデジタル
画像データ６-1，６-2の両方ともそれぞれに対応する分
割しきい値１０以内なら同一領域とし、それ以外は別領
域として領域領域分割画像データ１２を生成し、同画像
データ１２を領域分割メモリ１３に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、リモートセンシン
グ、画像理解等の前処理として使用される画像内の構成
物を単位とする領域に画像を分割するのに好適な領域分
割装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の領域分割装置の構成の一
例を示す図である。図において、３１は撮像装置、３２
はアナログビデオ信号、３３はＡ／Ｄ変換器（アナログ
／デジタル変換器）、３４は第１のデジタル画像デー
タ、３５はフレームメモリ、３６は第２のデジタル画像
データ、３７は分割しきい値決定回路、３８は分割しき
い値データ、３９は領域分割回路、４０は領域分割画像
データ、４１は領域分割画像メモリ、４２は出力領域分
割画像データである。

【０００３】図４において、外界の画像が撮像装置３１
によって撮像されることで、アナログのビデオ信号３２
が得られる。この信号３２は、Ａ／Ｄ変換器３３により
アナログ／デジタル変換され、第１のデジタル画像デー
タ３４として出力される。以後、説明を簡単にするため
に図５に示すように正方形のデジタル画像入力として考
え、第１のデジタル画像データ３４をＦ（Ｘ，Ｙ）とし
て表記する。ここでＸおよびＹは１からＮまでの自然数
であり、Ｘ座標およびＹ座標はそれぞれ画像の水平方向
および垂直下方向と定め、Ｆ（Ｘ，Ｙ）の値は輝度に対
するＬビットデータであるとする。

【０００４】Ｆ（Ｘ，Ｙ）はフレームメモリ３５に記憶
される。同時にこのＦ（Ｘ，Ｙ）は分割しきい値決定回
路３７に入力される。分割しきい値決定回路３７はこの
Ｆ（Ｘ，Ｙ）を基に全画面の輝度標準偏差σを求める。
ここで、Ｆ（Ｘ，Ｙ）を第２のデジタル画像データ３６
として表記する。

【０００５】分割しきい値３８は、ｋσ（ｋ：定数）と
して出力され、領域分割回路３９に入力される。領域分
割回路３９では第２のデジタル画像データ３６と分割し
きい値３８を入力し、画像内の隣接する点の中で、その
輝度差の絶対値が分割しきい値３８以内の点を統合して
領域を拡張していく。分割しきい値３８より大きいと別
の領域とする。つまり、図５に示すような正方形のデジ
タル画像であれば、 ｜Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆ（ｉ，ｊ）｜≦ｋσなら 同一領域 ｜Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆ（ｉ，ｊ）｜＞ｋσなら 別領域 となる。ただし（ｉ，ｊ）は（ｘ，ｙ）の隣接座標であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の領域分割装置で
は、単一の画像に対する領域分割しかできないため、例
えば、１つの外界シーンから種類の異なるセンサにより
得られた複数の画像（入力画像）に対する領域分割で
は、それぞれの画像に対して領域分割を行っていた。そ
の結果、同一シーンを種類の異なる複数のセンサで画像
取得した場合、センサ数と同じ数だけ領域分割画像がで
きてしまう。つまり、図６に示すように、４つの領域
（領域＃Ａ２２，領域＃Ｂ２３，領域＃Ｃ２４，領域＃
Ｄ２５）からなる外界シーン２１が種類の異なる２つの
センサで画像取得された場合、それぞれのセンサにより
取得された画像２６-1，２６-2に対してそれぞれ独立に
領域分割を行っていた。このため、１つの外界シーン２
１に対して、２分割された２つの領域分割画像２７-1，
２７-2が得られるが、元の外界シーン２１の４つの領域
に分割された画像は得られない。

【０００７】このように各センサに依存した領域分割画
像が得られるため、実際のシーンとの対応付けが難しく
なるという問題があった。この発明はかかる問題点を解
決するためになされたもので、その目的は異なる種類の
センサで取得された複数の画像を同時に処理し、１つの
領域分割画像を生成する領域分割装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数の種類
の異なるセンサでそれぞれ撮像された各アナログ画像の
各ビデオ信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器でデジタル化し、
それぞれフレームメモリに一時記憶させた後に画像処理
して、画像内の構成物の領域に分割する領域分割装置で
あって、上記各フレームメモリに記憶された各デジタル
画像を基に、各画像それぞれについて全画面の輝度の標
準偏差を算出する標準偏差算出手段と、算出された各輝
度標準偏差を基に、上記各フレームメモリに記憶されて
いる各デジタル画像毎に領域分割の分割しきい値を決定
する分割しきい値決定手段と、決定された各分割しきい
値を、上記各フレームメモリに記憶されたそれぞれのデ
ジタル画像の隣接する画素間の輝度値の差の絶対値と比
較し、当該各絶対値がいずれも対応するデジタル画像の
分割しきい値以内であれば、その画素を同一領域として
統合し、それ以外は別領域にして１枚の領域分割画像を
生成する領域分割手段と、領域分割された上記領域分割
画像を記憶するための領域分割画像メモリとを設けた構
成としたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記した構成によれば、種類の異なる複数のセ
ンサによって、同一のシーンがそれぞれ撮像される。撮
像されたシーンはそれぞれアナログ画像なので、各アナ
ログ画像の各ビデオ信号はそれぞれＡ／Ｄ変換器によっ
てデジタル化された後、それぞれフレームメモリに一時
的に記憶される。

【００１０】続いて、各標準偏差算出手段によって、上
記各フレームメモリに記憶された各デジタル画像データ
基に、全画面の輝度の標準偏差が算出される。分割しき
い値決定手段によって、これら標準偏差算出手段により
算出された各輝度標準偏差を基に上記各フレームメモリ
に記憶されている各デジタル画像毎に領域分割の分割し
きい値が決定される。領域分割手段によって、これら各
デジタル画像毎に決定されたそれぞれの分割しきい値
が、上記各フレームメモリに記憶されたそれぞれのデジ
タル画像の隣接する画素間の輝度値の差の絶対値と比較
される。この比較の結果、当該各絶対値がいずれも対応
するデジタル画像の分割しきい値以内であれば、領域分
割手段によってその画素は同一領域として統合され、そ
れ以外は別領域とされて１枚の領域分割画像が生成され
る。領域分割画像メモリには、上記領域分割手段により
領域分割された上記領域分割画像が記憶される。

【００１１】このように、異なる種類のセンサにより取
得された複数の画像のそれぞれの全画面輝度標準偏差を
基にそれぞれの分割しきい値を設定し、さらに各画像の
コントラストの差異を補正するようにしたことにより、
複数画像の領域分割を１度に行い、１枚の領域分割画像
を生成することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は同実施例に係る領域分割装置の回路構
成を示す図である。図１において、領域分割装置は、撮
像装置１-1，１-2、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル
変換器）３-1，３-2、フレームメモリ５-1，５-2、標準
偏差算出回路７-1，７-2、分割しきい値決定回路９、領
域分割回路１１および領域分割画像メモリ１３から構成
される。

【００１３】撮像装置１-1，１-2は、互いに異なる種類
のセンサであって、例えばそれぞれ赤外線センサおよび
可視センサなどである。一般に、外界のシーンの画像を
検出する場合、単一のセンサでは検出範囲に限界があ
る。よって、その検出範囲を広げるためにセンサの複数
化、マルチセンサ化が取られている。しかし、図２に示
すように、屋外で日射のある場合の金属物の見え方な
ど、赤外線センサと可視センサとでは取得される画像で
それぞれ輝度の特徴が異なる。この撮像装置１-1，１-2
は撮像したアナログのビデオ信号２-1，２-2を出力す
る。

【００１４】Ａ／Ｄ変換器３-1，３-2は、ビデオ信号２
-1，２-2をデジタル化し、デジタル化した画像データ
（デジタル画像データ）４-1，４-2を出力する。フレー
ムメモリ５-1，５-2は、デジタル画像データ４-1，４-2
を１画面単位で記憶するためのメモリである。デジタル
画像データ６-1，６-2は、フレームメモリ５-1，５-2か
ら読出された画像データである。

【００１５】標準偏差算出回路７-1，７-2は、それぞれ
フレームメモリ５-1，５-2からデジタル画像データ６-
1，６-2を読み出し、読出したデジタル画像データ６-
1，６-2を基に全画面の輝度の標準偏差８-1，８-2をそ
れぞれ算出する。

【００１６】分割しきい値決定回路９は、各輝度標準偏
差８-1，８-2を基に領域分割のしきい値１０を算出す
る。領域分割回路１１は、分割しきい値１０を基にデジ
タル画像データ６-1，６−２を領域分割する。領域分割
画像１２は領域分割回路１１で領域分割された画像であ
る。

【００１７】領域分割画像メモリ１３は、領域分割画像
１２を記憶するためのメモリである。つぎに、上記した
構成の領域分割装置の動作を説明する。

【００１８】外界の同一シーンは異なる種類のセンサで
ある撮像装置１−１および撮像装置１-2により撮像さ
れ、アナログビデオ信号２-1，２-2としてそれぞれＡ／
Ｄ変換器３-1，３-2に出力される。ビデオ信号２-1，２
-2は、それぞれＡ／Ｄ変換器３-1，３-2によって所定の
サンプリングクロック、量子化ビット数でデジタル変換
されて、デジタル画像データ４-1，４-2としてそれぞれ
フレームメモリ５-1，５-2に記憶される。

【００１９】すると、各標準偏差算出回路７-1，７-2
は、それぞれ対応するフレームメモリ５-1，５-2からデ
ジタル画像データ６-1，６-2を読み出して、読み出した
デジタル画像データ６-1，６-2を基にそれぞれ画像につ
いての全画面の輝度標準偏差８-1，８-2（σ1 、σ2 ）
を算出する。各標準偏差算出回路７-1，７-2は、それぞ
れ算出した輝度標準偏差８-1，８-2（σ1 、σ2 ）を分
割しきい値決定回路９に出力する。

【００２０】分割しきい値決定回路９は、各標準偏差算
出回路７-1，７-2で算出された各標準偏差８-1，８-2
（σ1 、σ2 ）を基に次のような分割しきい値１０を算
出する。

【００２１】ここで、分割しきい値１０の値Ｋi （ｉ＝
１，２，…，Ｎ）は、一般にσi ／ｋで与えられる。た
だし、σi ：撮像装置１-iで取得された画像の全画面輝
度標準偏差、ｋ：任意定数である。よって、 デジタル画像データ６-1の分割しきい値Ｋ1 ： σ1 ／ｋ デジタル画像データ６-2の分割しきい値Ｋ2 ： σ2 ／ｋ となる。

【００２２】分割しきい値決定回路９は、このようにし
て算出した分割しきい値１０を領域分割回路１１に出力
する。領域分割回路１１は、デジタル画像データ６-1に
対してはデジタル画像データ６-1の分割しきい値１０
（Ｋ1 ＝σ1 ／ｋ）により、またデジタル画像データ６
-2に対してはデジタル画像データ６-2の分割しきい値１
０（Ｋ2 ＝σ2 ／ｋ）により分割を行う。その際、領域
分割回路１１は、８隣接画素の輝度値の差の絶対値がデ
ジタル画像データ６-1，６-2の両方ともそれぞれの分割
しきい値１０（Ｋ1 ，Ｋ2 ）以内なら同一領域とし、そ
れ以外は別領域とする。こうして領域分割回路１１は、
領域分割画像データ１２を生成する。図３は、以上の領
域分割の様子の一例を簡単に図示したものである。図の
例では、領域＃Ａ１５，領域＃Ｂ１６，領域＃Ｃ１７お
よび領域＃Ｄ１８からなる外界シーン１４の画像を、異
なる種類の２つのセンサによってそれぞれ取得し、この
取得した２枚の画像データ（入力画像）１９-1，１９-2
の領域分割を一度に行って外界シーン１４に対応する１
枚の領域分割画像２０を得る様子が示されている。

【００２３】領域分割回路１１は、このようにして領域
分割した領域分割画像データ１２を領域分割メモリ１３
に格納する。メモリ１３内では、例えば画像がＭ個（Ｍ
＝１，２，３，…）の領域に分割された場合、１からＭ
の領域番号が各領域の画像データに付与された形でデー
タは格納される。

【００２４】上記実施例では、赤外線センサ、可視セン
サでそれぞれ単独に取得した画像内の隣接する（８隣
接）画素の輝度差の絶対値が分割しきい値決定回路９で
決定された分割しきい値１０以内の場合に、その分割し
きい値１０以内の部分を統合し領域を形成していき、さ
らに赤外線センサおよび可視センサで取得された画像の
両方の画素の輝度差がいずれも、対応する分割しきい値
より小さい場合に同一領域とみなすようにしている。こ
のように赤外線センサ、可視センサのように異なる種類
のセンサで取得された複数の画像データを使って判定す
ることにより、領域統合の誤りを防ぐことができる。

【００２５】上記実施例では、撮像装置が２つの場合で
の領域分割について説明したが、３つ以上の場合には、
それに対応する数だけＡ／Ｄ変換器、フレームメモリ、
標準偏差算出回路を設け、各撮像装置で取得されたそれ
ぞれの画像に対応する分割しきい値をＫi ＝σi ／ｋ
（ｉ＝１，２，３，４，…）として、領域分割回路１１
での領域分割処理を行えばよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳記した如くこの発明によれば、同
一のシーンを異なる種類のセンサで撮像することで取得
された複数の画像毎に分割しきい値を決定し、この分割
しきい値を、それぞれ画像の隣接する画素間の輝度値の
差の絶対値と比較し、当該各絶対値がいずれも対応する
画像の分割しきい値以内であれば、その画素を同一領域
として統合し、それ以外は別領域にして１枚の領域分割
画像を生成するようにしたことにより、同一のシーンを
異なる種類のセンサで撮像することで取得された複数の
画像の領域分割を１度に実施でき、さらに１枚の領域分
割画像として領域分割の結果を出力することができる。
よって、実際のシーンと得られた領域分割画像との対応
付けが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る領域分割装置の構成
を示すブロック図。

【図２】種類の異なるセンサによって屋外で取得される
画像の輝度の特性を示す図。

【図３】図１の領域分割装置による領域分割の様子を示
す図。

【図４】従来の領域分割装置の構成を示すブロック図。

【図５】従来の領域分割装置による領域分割を説明する
ための図。

【図６】従来の領域分割装置により多画像を同時に領域
分割した場合の様子を示す図。

【符号の説明】

１-1，１-2…撮像装置、２-1，２-2…ビデオ信号、３-
1，３-2…Ａ／Ｄ変換器、４-1，４-2…デジタル画像デ
ータ、５-1，５-2…フレームメモリ、６-1，６-2…デジ
タル画像データ、７-1，７-2…標準偏差算出回路、８-
1，８-2…輝度標準偏差、９…分割しきい値決定回路、
１０…分割しきい値、１１…領域分割回路、１２…領域
分割画像、１３…領域分割画像メモリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の種類の異なるセンサでそれぞれ撮
   像された各アナログ画像の各ビデオ信号をそれぞれＡ／
   Ｄ変換器でデジタル化し、それぞれフレームメモリに一
   時記憶させた後に画像処理して、画像内の構成物の領域
   に分割する領域分割装置であって、 前記各フレームメモリに記憶された各デジタル画像を基
   に、各画像それぞれについて全画面の輝度の標準偏差を
   算出する標準偏差算出手段と、 前記標準偏差算出手段により算出された各輝度標準偏差
   を基に、前記各フレームメモリに記憶されている各デジ
   タル画像毎に領域分割の分割しきい値を決定する分割し
   きい値決定手段と、 前記分割しきい値決定手段により決定された各分割しき
   い値を、前記各フレームメモリに記憶されたそれぞれの
   デジタル画像の隣接する画素間の輝度値の差の絶対値と
   比較し、当該各絶対値がいずれも対応するデジタル画像
   の分割しきい値以内であれば、その画素を同一領域とし
   て統合し、それ以外は別領域にして１枚の領域分割画像
   を生成する領域分割手段と、 前記領域分割手段により領域分割された前記領域分割画
   像を記憶するための領域分割画像メモリとを備えたこと
   を特徴とする領域分割装置。