JPH0877364A - 画像抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力に僅かな手間をかけるだけで、形状が複
雑な抽出対象画像についても適切な粗輪郭線を作成で
き、対象に忠実な画像抽出に寄与できること。 【構成】 原画像１２のうちの抽出画像を粗輪郭線４８
で囲み、この粗輪郭線４８を細線化処理し、細線化輪郭
線で囲まれた画像を抽出する方法において、原画像１２
を平滑化処理し、この平滑化画像にエッジ検出処理をし
てエッジ画素を求めて原画像１２と重畳表示し、不要な
エッジ画素４２ｆを削除するとともに、不足領域４４に
必要なエッジ画素４２ｈを付加する修正を行い、修正後
のエッジ画素４２ｈに膨張処理をして粗輪郭線４８を作
成する。入力のための人手による手間がエッジ画素の修
正（削除や付加）個所を指定するだけで済むので、粗輪
郭線４８を人手で入力していた従来例と比べ、入力にか
かる手間を少なくできる。

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の
ような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】この種の画像抽出方法にはいくつかの方
法が知られているが、その中でも、抽出対象領域を粗輪
郭線で指定し、この粗輪郭線を細線化し、この細線化輪
郭線で囲まれた画像を抽出する方法がよく用いられてい
る。

【０００３】この粗輪郭線を細線化して画像を抽出する
方法は、従来、図５に示すような装置を用いて図６示す
ような方法で行われていた。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６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）１
６内の原画像記憶部１６ａに記憶するとともにＣＲＴデ
ィスプレイ１８で表示する。

【０００４】ついで、タブレット２０からの位置情報入
力によって、ＣＲＴディスプレイ１８が表示中の原画像
１２の中に図６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ＲＡＭ１
６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
理用プログラムをマイクロプロセッサ１４が実行するこ
とによって、原画像１２の中の粗輪郭線２２を図６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６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マイクロプロセッサ１４が実行する
ことによって、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、Ｃ
ＲＴディスプレイ１８は図６の（ｆ）に示すような抽出
画像１２ａを表示する。すなわち、図６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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の画像抽出方法は、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する
が、次のような問題点があった。

【０００９】抽出対象領域を指定するためには、その領
域を完全に閉じた粗輪郭線で囲む必要があり、抽出対象
画像の形状が複雑な場合に入力に手間がかかるという問
題点があった。特に、抽出対象画像に細かい凹凸がある
場合に、これを忠実に抽出しようとすると、粗輪郭線の
入力にかなりの時間と注意力が必要になるという問題点
があった。

【００１０】本発明は上述の問題点に鑑みなされたもの
で、入力のための人手による手間を少なくして、形状が
複雑な抽出対象画像についても適切な粗輪郭線を作成す
ることができ、ひいては対象に忠実な画像抽出に寄与す
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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、原画
像のうちの抽出対象画像領域を粗輪郭線で囲み、この粗
輪郭線を細線化処理して細線化輪郭線を求め、この細線
化輪郭線で囲まれた画像を抽出する方法において、前記
原画像にエッジ検出処理を施してエッジ画素を求め、こ
のエッジ画素を前記原画像と重畳表示し、不要なエッジ
画素を指定して削除するとともに必要なエッジ画素を指
定して付加する修正を行い、修正後のエッジ画素に膨張
処理を施して前記粗輪郭線を作成してなることを特徴と
するものである。

【００１２】請求項２の発明は、原画像のうちの抽出対
象画像領域を粗輪郭線で囲み、この粗輪郭線を細線化処
理して細線化輪郭線を求め、この細線化輪郭線で囲まれ
た画像を抽出する方法において、前記原画像に平滑化処
理とエッジ検出処理を施してエッジ画素を求め、このエ
ッジ画素を前記原画像と重畳表示し、不要なエッジ画素
を指定して削除するとともに必要なエッジ画素を指定し
て付加する修正を行い、修正後のエッジ画素に膨張処理
を施して前記粗輪郭線を作成してなることを特徴とする
ものである。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の発明において、エッジ画素を求めるために原画像に施
すエッジ検出処理は、エッジ部分で計算値が零または符
号の変換点となる２次微分オペレータを適用してなるも
のである。

【００１４】

【作用】請求項１の発明は、入力した原画像にエッジ検
出処理を施してエッジ画素を求め、このエッジ画素を原
画像と重畳表示し、不要なエッジ画素を指定して削除す
るとともに必要なエッジ画素を指定して付加する修正を
行い、修正後のエッジ画素に膨張処理を施して粗輪郭線
を作成する。この粗輪郭線を従来例と同様に細線化処理
し、得られた細線化輪郭線で囲まれた画像を抽出する。

【００１５】請求項２の発明は、入力した原画像に平滑
化処理（例えば単純平均処理や加重平均処理）とエッジ
検出処理を施してエッジ画素を求め、このエッジ画素を
原画像と重畳表示し、不要なエッジ画素を指定して削除
するとともに必要なエッジ画素を指定して付加する修正
を行い、修正後のエッジ画素に膨張処理を施して粗輪郭
線を作成する。この粗輪郭線を従来例と同様に細線化処
理し、得られた細線化輪郭線で囲まれた画像を抽出す
る。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明において、原画像に施すエッジ検出処理を、エッジ部
分で計算値が零または符号の変換点となる２次微分オペ
レータ（例えばラプラシアン（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）ま
たはガウス形ラプラシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｌａｐ
ｌａｃｉａｎ））を適用した処理として、エッジ画素を
求める。

【００１７】

【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４までを用いて説明する。これらの図にお
いて図５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１２を取り込んで、対応
した画像情報を出力するように構成されている。

【００１８】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、平滑
化画像記憶部３４ｂ、エッジ画素記憶部３４ｃおよび輪
郭線記憶部３４ｄが設けられている。

【００１９】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、細線化処理、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Ｒ
ＯＭ３８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実行せしめるためのプ
ログラムが格納されている。

【００２０】つぎに、図２の装置の作用を図１、図３お
よび図４を併用して説明する。 （イ）まず、従来例と同様にして、マイクロプロセッサ
１４がＲＯＭ３８の対応したプログラムを実行（演算処
理）することによって、画像入力部１０で取り込んだ原
画像１２の画像情報をＲＡＭ３４内の原画像記憶部３４
ａ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。

【００２１】（ロ）ついで、マイクロプロセッサ１４
は、ＲＯＭ３８の平滑化処理用プログラムを実行するこ
とによって、原画像記憶部３４ａから読み出した原画像
１２を平滑化処理し、得られた平滑化画像４０の画像情
報を平滑化画像記憶部３４ｂに記憶させ、図３の（ｂ）
に示すように、ＣＲＴディスプレイ１８で平滑化画像４
０を表示せしめる。

【００２２】この平滑化画像４０は、例えば、原画像１
２をブロック（例えば６４画素（８×８）を１ブロック
とする）に区切り、このブロック毎に構成する画素の強
度（例えば輝度）を単純平均化処理することによって、
またはブロック毎に構成する画素の強度に所定の重み付
けをして平均化処理することによって求められる。この
平滑化によって画像化の過程で重畳された雑音が除去な
いし低減される。

【００２３】（ハ）ついで、マイクロプロセッサ１４
は、ＲＯＭ３８のエッジ検出用プログラムを実行するこ
とによって、平滑化画像記憶部３４ｂの平滑化画像４０
の画像情報の中からエッジ画素の画像情報を検出する。
このエッジ検出処理は、図４の（ａ）に示すようなラプ
ラシアン（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）をエッジ検出用のオペ
レータとして用い、平滑化画像４０の各画素の画像情報
について計算を行い、計算値が零または符号の変換点
（両側に隣接する画素の計算値の符号が異なる場合）と
なる画素をエッジ画素であるとして求める。

【００２４】すなわち、エッジ部分の画素（エッジ画
素）の検出は、閾値処理等でのパラメータの指定を避け
るために、エッジ部分で値が零または符号の変換点にな
るような操作を用いて行うのが好ましく、これに適合す
るのが２次微分オペレータであり、ラプラシアンはその
一例である。

【００２５】（ニ）ついで、マイクロプロセッサ１４
は、ＲＯＭ３８の所定のプログラムを実行することによ
って、検出したエッジ画素をエッジ画素記憶部３４ｃに
記憶させ、図３の（ｃ）に示すようなエッジ画素を、Ｃ
ＲＴディスプレイ１８で原画像１２と重畳表示せしめ
る。図３の（ｃ）では、表示の煩雑を避けるため、原画
像１２の表示を省略してある。

【００２６】（ホ）ついで、前記（ニ）のＣＲＴディス
プレイ１８で重畳表示された原画像１２とエッジ画素を
見て、後述する「膨張」処理で閉じた粗輪郭線（線幅が
数十画素程度の輪郭線）が得られるように、次の
（ａ）、（ｂ）に記述するような、エッジ画素の削除と
付加の修正を行う。

【００２７】（ａ）タブレット２０によって、所定の閉
曲線を形成するためのエッジ画素４２ｈ、…以外の不要
なエッジ画素４２ｆ、４２ｆ、４２ｆを指示し、その削
除を指令すると、マイクロプロセッサ１４は、ＲＯＭ３
８のエッジ画素削除用プログラムを実行するによって、
指示したエッジ画素４２ｆ、４２ｆ、４２ｆを削除し、
エッジ画素記憶部３４ｃの記憶内容を書き換えるととも
に、ＣＲＴディスプレイ１８で原画像１２と重畳表示せ
しめる（図示省略）。

【００２８】（ｂ）タブレット２０によって所定の閉曲
線を形成するためにエッジ画素４２ｈ、…の不足領域４
４を指示し、その付加を指令すると、マイクロプロセッ
サ１４は、ＲＯＭ３８のエッジ画素付加用プログラムを
実行するによって、指示した不足領域４４にエッジ画素
４２ｈ、…を付加し、エッジ画素記憶部３４ｃの記憶内
容を書き換えるとともに、図３の（ｄ）に示すように、
必要なエッジ画素４２ｈ、…で形成された閉曲線４６
を、ＣＲＴディスプレイ１８で原画像１２と重畳表示せ
しめる。図３の（ｄ）では、原画像１２の表示を省略し
てある。

【００２９】（ヘ）ついで、タブレット２０等によって
膨張処理を指令すると、マイクロプロセッサ１４は、Ｒ
ＯＭ３８の膨張処理用プログラムを実行することによっ
て、前記（ホ）の閉曲線４６を形成するエッジ画素４２
ｈ、…を膨張処理し、閉じた粗輪郭線４８を作成し、そ
の画像情報を輪郭線記憶部３４ｄに記憶するとともに、
図３の（ｅ）に示すように、ＣＲＴディスプレイ１８で
原画像１２と重畳表示せしめる。図３の（ｅ）では、原
画像１２の表示を省略してある。

【００３０】前記（ヘ）の膨張処理は、例えば次のよう
にして行われる。（ｉ，ｊ）が画素の位置を表し、エッ
ジ画像が２値画像であるとし、出力画像をｇ（ｉ，ｊ）
としたときに、画素（ｉ，ｊ）または画素（ｉ，ｊ）に
隣接する画素のいずれかが１の画素の時はｇ（ｉ，ｊ）
＝１とし、その他の時はｇ（ｉ，ｊ）＝０とする操作を
必要な線幅（例えば数十画素の線幅）の粗輪郭線４８が
得られるまで繰り返すことによって行われる。

【００３１】（ト）ついで、マイクロプロセッサ１４
は、図６の（ｄ）〜（ｆ）の従来例の場合と同様にし
て、次の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に記述するような細線
化処理、ラベル付け処理、画像抽出処理を行う。

【００３２】（ａ）マイクロプロセッサ１４は、ＲＯＭ
３８の細線化処理用プログラムを実行することによっ
て、輪郭線記憶部３４ｄの粗輪郭線４８の画像情報を細
線化して輪郭線記憶部３４ｄの内容を書き換えるととも
に、図６の（ｄ）と同様にして、細線化輪郭線（線幅が
１画素の輪郭線）をＣＲＴディスプレイ１８で原画像１
２と重畳表示せしめる（図示省略）。

【００３３】（ｂ）マイクロプロセッサ１４は、ＲＯＭ
３８のラベル付け用プログラムを実行することによっ
て、図６の（ｅ）と同様にして、細線化輪郭線の画素に
はラベル「１」を付与し、細線化輪郭線で囲まれた領域
内の画素にラベル「２」を付与するなどのラベル付けを
する。

【００３４】（ｃ）マイクロプロセッサ１４は、ＲＯＭ
３８の画像抽出処理用プログラムを実行することによっ
て、図６の（ｆ）と同様にして、原画像の中から細線化
輪郭線内に含まれる画像（すなわちラベル「２」を付与
された抽出対象画像）を切り出し、図６の（ｆ）と同様
にして、これを抽出対象画像として、ＣＲＴディスプレ
イ１８で表示せしめる。

【００３５】前記実施例では、原画像の平滑化処理を行
った後に、エッジ検出処理を行ってエッジ画素を求める
ようにしたが、本発明はこれに限るものでなく、平滑化
処理を省略したエッジ検出処理でエッジ画素を求めるよ
うにしてもよい。

【００３６】前記実施例では、エッジ検出用のオペレー
タとしてラプラシアンを用いるようにしたが、本発明は
これに限るものでなく、ラプラシアンと同様な２次微分
オペレータのガウス形ラプラシアンを用いるようにして
もよく、または２次微分オペレータ以外のオペレータを
用いたエッジ検出処理でエッジ画素を求めるようにして
もよい。

【００３７】例えば、図４の（ｂ）に示すように、エッ
ジ検出用のオペレータとしてガウス形ラプラシアン（Ｇ
ａｕｓｓｉａｎ Ｌａｐｌａｓｉａｎ）を用いるように
してもよい。このガウス形ラプラシアンは、画像の平滑
化処理を含んでいるような２次微分オペレータなので、
前段で画像の平滑化処理を行わなくても、ガウス形ラプ
ラシアンを用いた演算で平滑化処理およびエッジ検出処
理をしてエッジ画素を求めることができる。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】

【発明の効果】請求項１、２の発明は、入力した原画像
にエッジ検出処理を施してエッジ画素を求め、このエッ
ジ画素を原画像と重畳表示し、不要なエッジ画素を指定
して削除するとともに必要なエッジ画素を指定して付加
する修正を行い、修正後のエッジ画素に膨張処理を施し
て粗輪郭線を作成することによって、エッジ画素の修正
（削除や付加）のためにだけ人手による手間がかかるよ
うにしたので、粗輪郭線を人手で入力していた従来例と
比べて、入力のための人手による手間を少なくして、形
状が複雑な抽出対象画像についても適切な粗輪郭線を作
成することができ、ひいては対象に忠実な画像抽出に寄
与することができる。

【００４２】さらに、請求項２の発明は、エッジ画素を
求めるためのエッジ検出処理の前に、原画像の平滑化処
理を行うようにしたので、画像化の過程で重畳した雑音
を除去ないし低減させることができる。

【００４３】また、請求項３の発明は、請求項１または
２の発明において、エッジ画素を求めるために原画像に
施すエッジ検出処理は、エッジ部分で計算値が零または
符号の変換点となる２次微分オペレータを適用するよう
にしたので、請求項１または２の発明の効果を有すると
ともに、閾値処理等でのパラメータ指定を不要にするこ
とができる。

【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）の原画像に平滑化処理をして得
られた平滑化画像を表示している状態を説明する説明
図、（ｃ）は（ｂ）の平滑化画像にエッジ検出処理をし
て得られたエッジ画素を表示している状態（重畳表示さ
れている原画像の表示を省略）を説明する説明図、
（ｄ）は（ｃ）のエッジ画素に削除や付加の修正をした
状態（重畳表示されている原画像の表示を省略）を説明
する説明図、（ｅ）は（ｄ）の修正エッジ画素を膨張処
理して得られた粗輪郭線を表示している状態（重畳表示
されている原画像の表示を省略）を説明する説明図であ
る。

【図４】２次微分オペレータの一例を示すもので、
（ａ）はラプラシアンを示し、（ｂ）はガウス形ラプラ
シアンを示す説明図である。

【図５】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６】図５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。

【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、３４ｄ
…輪郭線記憶部、１８…ＣＲＴディスプレイ ２０…タ
ブレット、２２、４８…粗輪郭線、 ２３…粗輪郭線情
報（パターン情報）、２４…細線化輪郭線、 ２５、３
８…ＲＯＭ、３４ｂ…平滑化画像記憶部、 ３４ｃ…エ
ッジ画素記憶部、４０…平滑化画像、 ４２ｆ…不要な
エッジ画素、４２ｈ…必要なエッジ画素、 ４４…必要
なエッジ画素の不足領域、４６…必要なエッジ画素４２
ｈで形成された閉曲線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原画像のうちの抽出対象画像領域を粗輪郭
   線で囲み、この粗輪郭線を細線化処理して細線化輪郭線
   を求め、この細線化輪郭線で囲まれた画像を抽出する方
   法において、前記原画像にエッジ検出処理を施してエッ
   ジ画素を求め、このエッジ画素を前記原画像と重畳表示
   し、不要なエッジ画素を指定して削除するとともに必要
   なエッジ画素を指定して付加する修正を行い、修正後の
   エッジ画素に膨張処理を施して前記粗輪郭線を作成して
   なることを特徴とする画像抽出方法。
2. 【請求項２】原画像のうちの抽出対象画像領域を粗輪郭
   線で囲み、この粗輪郭線を細線化処理して細線化輪郭線
   を求め、この細線化輪郭線で囲まれた画像を抽出する方
   法において、前記原画像に平滑化処理とエッジ検出処理
   を施してエッジ画素を求め、このエッジ画素を前記原画
   像と重畳表示し、不要なエッジ画素を指定して削除する
   とともに必要なエッジ画素を指定して付加する修正を行
   い、修正後のエッジ画素に膨張処理を施して前記粗輪郭
   線を作成してなることを特徴とする画像抽出方法。
3. 【請求項３】エッジ画素を求めるために原画像に施すエ
   ッジ検出処理は、エッジ部分で計算値が零または符号の
   変換点となる２次微分オペレータを適用してなる請求項
   １または２記載の画像抽出方法。