JPH10149441A

JPH10149441A - 画像処理方法、及びその装置

Info

Publication number: JPH10149441A
Application number: JP8309780A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ota; 聡太田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】変換テーブルを原画像毎に用意することな
く、変換後の画像の視認性の低下を回避する。【解決手段】ステップ４０１では、微分オペレータを
用いて原画像上に存在するエッジを検出する処理を行
う。続くステップ４０２では、検出したエッジによって
分割される各領域毎に、濃度値の平均値（代表値）を算
出する。その後に行うステップ４０３では、変換テーブ
ルを参照して、各領域毎にその濃度値の平均値に対応す
るカラーコードを選択し、各領域内の各画素の濃度値
を、選択したカラーコードに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原画像を、画素毎
のデータ値に応じた表示色の変換を行って表示する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】画像
の強調手法の一つとして、疑似カラー表示方式が知られ
ている。この疑似カラー表示方式は、モノクロ画像を構
成する各画素のデータ値（濃度値）域を複数個の小区間
に分割し、各小区間に適当な色を割り当てることでカラ
ー化した変換画像を得る手法である。濃度値に対する表
示色の割り当てかたによって、濃淡が微妙に変化する領
域を異なる表示色で表現することができる。それによっ
て、画像がもつ定性的・定量的な性質や情報の把握を容
易、且つ的確にさせることができるという特徴を持って
いる。例えば、医療分野では、その特徴を生かして、撮
像した人体の断面を表示するといったことに広く用いら
れている。

【０００３】なお、濃度値に対する表示色の割り当て
（対応関係）はテーブル形式で作成（定義）されること
が多いことから、以降、その定義された濃度値に対する
表示色の対応関係を変換テーブルと呼ぶことにする。

【０００４】医療においては、人体の組成や成分などと
いったことが既知であるように、検査診断の対象は既知
である。このため、変換テーブルは、画像に合わせて
（ここでは、どの部分を強調させるかといった目的を含
む）、例えば人体を構成する部分毎に表示色を異ならせ
るといったように予め設定しておくことができる。

【０００５】これに対して、例えば風景画像のように、
濃度値が様々な値を取り、また、各画像毎にその特性等
が異なるような一般の画像においては、それに合った変
換テーブルを予め設定しておくことができない。変換テ
ーブルの作成法として、均等分割法、ヒストグラム平滑
法、自動しきい値決定法等の幾つかの種類が知られてい
る。しかし、何れの作成法を採用して変換テーブルを作
成したとしても、その変換テーブルはカラー化の対象と
する画像（原画像）に必ずしも合ったものとはならな
い。原画像に合ったものにするには、試行錯誤しながら
濃度値域の分割等を行うのが実際である。

【０００６】変換テーブルが原画像に合っていない場
合、濃度値の勾配が全体的には僅かな領域を複数の表示
色で表現するようなことが発生する。図７を参照してそ
のことを具体的に説明する。

【０００７】図７は、従来における疑似カラー表示例を
説明するための図である。この表示例は、モノクロの風
景画像（原画像）に対して疑似カラー表示を行った場合
の例である。その風景画像は、大別して、空７０１、雲
７０２、山と平原からなる陸地７０３、及び湖７０４の
実線で分割した４つの領域から構成されている。ここで
は、理解を容易とするために、７０１〜７０４の各領域
内では濃度値が極めて狭い範囲に収まっていると仮定す
る。

【０００８】変換テーブルが画像に合っていない場合、
図７に示すように、各領域７０１〜７０４で濃度値が極
めて狭い範囲に収まっていても、濃度値の僅かな違いに
より、１つの領域が複数の表示色で表現されることが発
生する。図７中に示す破線は表示色によって分割された
小領域を表しており、空７０１は２つの小領域７０１
ａ、７０１ｂに表示色によって分割され、陸地７０３
は、３つの小領域７０３ａ〜７０３ｃに表示色によって
分割されている。

【０００９】領域７０２、７０４、小領域７０１ａ、７
０１ｂ、７０３ａ〜７０３ｃは、変換テーブルで定義さ
れている濃度値と表示色の対応関係に従って表示色が選
択される。しかし、図７に示すように、領域７０１、７
０４が表示色によって分割された場合、カラー表示した
変換後の画像は、変換テーブルに定義されている対応関
係によっては非常に見難くなる。例えば、隣接している
空７０１ａと陸地７０３ｂが類似した表示色で表現され
た場合には、小さい方の領域である陸地７０３ａが空７
０１の領域の一部分として認識し易くなる。この場合に
は、観察者は原画像のもつ情報を的確に理解することが
非常に困難となる。換言すれば、視認性が著しく低下す
るという問題が発生する。

【００１０】また、変換テーブルによっては、僅かな濃
度値の違いを強調して、例えば陸地７０３全体を複数の
表示色の点（画素）が混ざり合ったような状態で表現す
るようなことも発生する。このような場合、領域の境界
が分かり難くなる。

【００１１】画像上で最も目につくのは境界（エッジ）
や線である。それらによって画像の構造が形作られ、認
識が容易になっていると考えられている。上述した後者
の場合、境界の認識が困難であるため、上記の問題点が
発生することになる。隣り合う領域がそのような状態で
表現された場合には、当然のことながら、その問題点は
より深刻となる。

【００１２】このようなことから、原画像のカラー化を
行う場合には、視認性が低下するという問題を回避する
ために、それに合った変換テーブルを用いることが望ま
しい。しかし、そのためには、例えば濃度値域の複数の
小区間への分割や各小区間に割り当てる表示色といった
変換テーブルの内容を試行錯誤しながら設定していくと
いった非常に面倒な手間をかけなければならない。それ
を各原画像毎に行う必要があることを考えれば、原画像
毎に変換テーブルを用意することは、様々な原画像をカ
ラー化の対象として想定しているような場合には現実的
ではない。

【００１３】本発明の課題は、変換テーブルを原画像毎
に用意することなく、変換後の画像の視認性の低下を回
避することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様の画
像処理方法は、原画像を、画素毎のデータ値に応じて表
示色の変換を行うことを前提としており、原画像上に存
在するエッジを検出して該原画像を複数の領域に分割
し、領域毎に、該領域内に存在する画素のデータ値を用
いて代表とするデータ値を算出し、予め設定されている
データ値と表示色の対応関係から、代表とするデータ値
に対応している表示色を領域毎に選択し、原画像上の各
領域を、選択した表示色に設定する。

【００１５】本発明の第２の態様の画像処理方法は、原
画像を、画素毎のデータ値に応じて表示色の変換を行う
ことを前提としており、原画像を予め定められた手法で
複数の領域に分割し、複数の領域に対して個別に、該領
域上に存在するエッジを検出して複数の小領域に分割
し、領域毎、或いは小領域毎に、その域内に存在する画
素のデータ値を用いて代表とするデータ値を算出し、予
め設定されているデータ値と表示色の対応関係から、代
表とするデータ値に対応している表示色を領域毎、或い
は小領域毎に選択し、原画像上の各領域、或いは小領域
を、選択した表示色に設定する。

【００１６】本発明の第１の態様の画像処理装置は、原
画像を、画素毎のデータ値に応じて表示色の変換を行う
ことを前提とし、原画像上に存在するエッジを検出して
該原画像を複数の領域に分割する分割手段と、分割手段
が分割した領域毎に、該領域内に存在する画素のデータ
値を用いて代表とするデータ値を算出するデータ値算出
手段と、予め設定されている濃淡値と表示色の対応関係
から、データ値算出手段が算出したデータ値に対応する
表示色を選択する表示色選択手段と、原画像上の各領域
を、表示色選択手段が選択した表示色に設定する設定手
段と、を具備する。

【００１７】本発明の第２の態様の画像処理装置は、原
画像を、画素毎のデータ値に応じて表示色の変換を行う
ことを前提とし、原画像を予め定められた手法で複数の
領域に分割する第１の分割手段と、複数の領域に対して
個別に、該領域上に存在するエッジを検出して複数の小
領域に分割する第２の分割手段と、領域毎、或いは小領
域毎に、その域内に存在する画素のデータ値を用いて代
表とするデータ値を算出する算出手段と、予め設定され
ているデータ値と表示色の対応関係から、算出手段が算
出したデータ値に対応している表示色を、領域毎、或い
は小領域毎に選択する表示色選択手段と、原画像上の各
領域、及び各小領域を、表示色選択手段が選択した表示
色に設定する設定手段と、を具備する。

【００１８】本発明の第１の態様の記憶媒体は、原画像
上に存在するエッジを検出して該原画像を複数の領域に
分割する機能と、領域毎に、該領域内に存在する画素の
データ値を用いて代表とするデータ値を算出する機能
と、予め設定されているデータ値と表示色の対応関係か
ら、代表とするデータ値に対応している表示色を領域毎
に選択する機能と、原画像上の各領域を、選択した表示
色に設定する機能と、を備えたプログラムを記憶してい
る。

【００１９】本発明の第２の態様の記憶媒体は、原画像
を予め定められた手法で複数の領域に分割する機能と、
複数の領域に対して個別に、該領域上に存在するエッジ
を検出して複数の小領域に分割する機能と、領域毎、或
いは小領域毎に、その域内に存在する画素のデータ値を
用いて代表とするデータ値を算出する機能と、予め設定
されているデータ値と表示色の対応関係から、代表とす
るデータ値に対応している表示色を領域毎、或いは小領
域毎に選択する機能と、原画像上の各領域、或いは小領
域を、選択した表示色に設定する機能と、を備えたプロ
グラムを記憶している。

【００２０】本発明は、原画像を視覚的に異なると認識
される複数の領域に分割して、領域単位で表示色を選択
し設定する。これにより、変換後の画像は、各領域の境
界が強調されたようなかたちとなる。このことから、観
察者（ユーザ）は、変換後の画像からの情報把握が容
易、且つ的確に行えるようになり、変換後の画像の視認
性は常に高い水準に維持されるようになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態につき詳細に説明する。＜第１の実施の形態＞図１は、本実施の形態が適用され
た画像表示装置（画像処理装置）のブロック図である。

【００２２】画像表示装置は、図１に示すように、不図
示の各種スイッチやポインティングデバイス等からなる
入力部１０１と、装置全体の制御を行うＣＰＵ１０２
と、各種プログラムや制御用データを格納したＲＯＭ１
０３と、ＣＰＵ１０２が作業用に使用するＲＡＭ１０４
と、外部機器とのデータのやりとりを行うＩ／Ｆ１０５
と、ＣＰＵ１０２から受け取った画像データをＶＲＡＭ
１０６に格納し、その画像データをＣＲＴ１０７に表示
するＶＤＰ１０８と、フロッピーディスク（ＦＤ）１１
０や不図示の磁気ディスク（ハードディスク）にアクセ
スするファイル制御部（ハードディスク装置やフロッピ
ーディスクドライブ等をまとめて表したものである）１
０９とを備えて構成されている。

【００２３】なお、画像、及び画像データといった用語
は状況に応じて使い分けるが、ここでは特に断らない限
り、基本的にはこれらの用語は同じ意味であるとして使
用する。

【００２４】以上の構成において、その動作の概略を説
明する。ＣＰＵ１０２は、装置の電源がオンされると、
ＲＯＭ１０３に格納されているプログラムを読み出し、
それを実行することで装置全体の制御を開始する。その
後は、ユーザが入力部１０１を操作することで指示した
内容を解釈しながら、ユーザの指示に従って動作する。

【００２５】プログラムの大部分は、ハードディスクに
格納されている。ＣＰＵ１０２は、ユーザの指示に応じ
て、ファイル制御部１０９を介して実行すべきプログラ
ムをハードディスクから随時読み出し、それをＲＡＭ１
０４に格納して実行する。なお、ＦＤ１１０に格納され
ているプログラム、更にはＩ／Ｆ１０５を介して外部機
器等から受け取ったプログラムも実行することができ
る。

【００２６】本実施の形態において、モノクロの原画像
（画像データ）を各画素のデータ値（濃度値）に応じて
カラー化する機能を備えたプログラムは、ハードディス
クに格納している。この本発明に特に関わるプログラム
（以降、他のプログラムと区別するためにカラー化プロ
グラムと呼ぶ）をＣＰＵ１０２が実行した場合には、以
下のような動作を行うことで原画像のカラー化を行う。

【００２７】ＣＰＵ１０２は、画像データを始めとする
各種のデータを、ファイル制御部１０９を介してハード
ディスクやＦＤ１１０といった記憶媒体から、更にはＩ
／Ｆ１０５を介して外部機器等から取得する。上記のプ
ログラムを実行する場合には、取得した画像データをビ
ットマップパターンに展開してＲＡＭ１０４に格納し、
ＲＡＭ１０４を作業領域として利用しながら処理を行
う。

【００２８】上記のようにしてＲＡＭ１０４に格納した
画像データに対しては、先ず、微分操作を行い、画像上
に存在するエッジを検出する。そのエッジの検出は、例
えば図２に示すような微分オペレータを、画像（デー
タ）上を移動させて各画素毎にその位置における微分値
を算出し（微分画像を求め）、その算出した微分値に基
づいて行う。より具体的には、例えば以下のようにして
エッジを検出する。

【００２９】図２に示す微分オペレータは、例えばＡ〜
Ｈの各パラメータ（重み）の値が１、注目画素のパラメ
ータ（重み）であるＸの値が８のラプラス演算子であ
る。このような微分オペレータを採用した場合には、先
ず、その微分オペレータを用いて各画素毎に微分値を算
出し、それによって得た微分画像のヒストグラムを作成
する。

【００３０】領域の境界では、微分値の絶対値は他の部
分と比較して大きくなる。このことから、ヒストグラム
を参照し、ヒストグラム上で微分値の絶対値が大きいほ
うに存在する谷を見つけ、その谷に対応する微分値をし
きい値としてエッジを検出する。

【００３１】エッジを検出した後は、原画像をエッジに
沿って複数の領域に分割し、各領域毎に、その領域内に
おける濃度値の平均値（代表値）を算出する。その平均
値は、例えば各領域内に存在する全画素の濃度値を用い
て算出した値である。なお、平均値は、予め決められた
規則に従って抽出した幾つかの画素の濃度値を用いて算
出した値であっても良い。また、平均値の替わりに、各
領域毎に濃度ヒストグラムを作成し、そのヒストグラム
から検出したピークとなっている濃度値、或いは中央の
濃度値を代表値としても良い。

【００３２】上記のようにして平均値を各領域毎に取得
した後は、変換テーブルを参照して、各代表値に対応す
る表示色を決定する。その変換テーブルは、例えばプロ
グラム内、或いはファイル制御部１０９がアクセスする
記憶媒体上に用意されているデータである。

【００３３】図３は、その変換テーブルの具体例を示す
図である。本実施の形態のシステムは、１画面上で表示
できる表示色を２５６種類であるため、表示色をカラー
コードで表現している。このことから、変換テーブル
も、濃度値に対してカラーコードを割り当てている。そ
の変換テーブルは、基本的には等分割法を用いて、２５
６階調の濃度値を８個の小区間に分け、各小区間にそれ
ぞれ異なる表示色（カラーコード）を割り当てた場合の
例である。

【００３４】図３に示すような変換テーブルを参照し
て、各代表値に対応するカラーコード（表示色）を決定
した後は、各領域のカラーコードを、その代表値に対応
するカラーコードに設定する。具体的には、エッジによ
って分割された各領域内に存在する各画素のデータを、
その領域の代表値に対応するカラーコードに設定する。
そのカラーコードの設定の終了により、原画像のカラー
化が完了し、そのカラー化した原画像をＣＲＴ１０７に
表示させる。

【００３５】このようにしてカラー化した画像データ
は、ファイル形式で管理する。このため、ファイル制御
部１０９を介してハードディスク、或いはＦＤ１１０に
格納したり、更には、Ｉ／Ｆ１０５を介して外部機器に
伝送して、その外部機器でそれを表示させることができ
る。

【００３６】図１に示す構成において、カラー化した画
像データを含む画像データの表示は、以下のようにして
行われる。ＣＰＵ１０２は、画像データを表示させる場
合、その画像データをＶＤＰ１０８に送出する。このと
きＶＤＰ１０８に送出する画像データは、ユーザの指示
等に応じて、例えば表示させる大きさに拡大、或いは縮
小させる処理を施した後のデータである。

【００３７】ＶＲＡＭ１０６は、複数画面分の画像デー
タを格納できる容量を備えている。画面は、各種のアイ
コン等を配置したシステム用の画面と、画像や文字等を
配置した画面とに大別される。ＶＤＰ１０８は、ＣＰＵ
１０２から送られた画像データを、画面の種類に応じて
異なる領域に格納する。

【００３８】ＣＰＵ１０２はＶＤＰ１０８に、ＶＲＡＭ
１０６の各領域に格納されている画像データの表示方
法、例えば各画像データの表示における優先度を指示す
る。ＶＤＰ１０８は、ＣＰＵ１０２から指示された内容
に従って、各領域に格納した画像データを重ね合わせて
合成し、その合成後の画像データをＣＲＴ１０７に出力
する。

【００３９】ＣＰＵ１０２から送られた画像データはカ
ラーコードで構成されている。ＶＤＰ１０８は、カラー
コードをＲＧＢデータに変換するために、その内部にカ
ラールックアップテーブルを備えている。そのテーブル
を参照することにより、各画素のカラーコードをそれに
対応したＲＧＢデータに変換してＣＲＴ１０７に出力す
る。

【００４０】以上が、動作の概略である。次に、図４に
示す動作フローチャートを参照して、上述した本発明に
特に関わるプログラム（カラー化プログラム）を実行し
た場合のＣＰＵ１０２の動作について詳細に説明する。

【００４１】なお、そのプログラムは、ユーザが、例え
ばハードディスク上にそれを格納したファイル名を指定
するか、或いはそれを実行させる機能が割り当てられた
アイコンをクリックすることで起動される。

【００４２】プログラムを起動すると、特には図示して
いないが、画像処理の対象とする画像データをユーザの
指示に応じてＲＡＭ１０４内に取得（格納）する処理が
行われる。図４に示す動作フローチャートは、画像デー
タを取得した後の処理動作を表している。先ず、ステッ
プ４０１では、その画像データを対象として、エッジ検
出処理を行う。そのエッジ検出処理は、上述したよう
に、図２に示すような微分オペレータを用いて各画素
（位置）の微分値を算出し、それによって得た微分画像
のヒストグラムを作成し、そのヒストグラムからしきい
値を決定し、そのしきい値以上となっている画素をエッ
ジとして検出する処理である。

【００４３】エッジ検出処理で検出したエッジを境界と
して、画像データ（原画像）は複数の領域に分割するこ
とができる。エッジ検出処理に続いて実行されるステッ
プ４０２では、その各領域毎に、濃度値の平均値（代表
値）を算出する。その後は、ステップ４０３に移行す
る。

【００４４】ステップ４０３では、図３に示すような変
換テーブルを参照して、各領域毎に算出した濃度値の平
均値に対応するカラーコードを求め、各領域内に存在し
ている画素データを、各領域毎に求めたカラーコードに
設定する。これにより、画像データのカラー化が完了
し、カラー化した画像データを、ファイル制御部１０９
を介して、ユーザが予め指示した記憶媒体上に、原画像
のデータとは別に格納するとともに、それをＶＤＰ１０
８に転送してＣＲＴ１０７上に表示させる。それが終了
した後、一連の処理も終了する。

【００４５】このようにして表示色を設定した（カラー
化した）場合、検出したエッジによって分割される各領
域は色分けされて表現されることになる。図７を参照し
て説明すれば、例えば各領域７０１〜７０４は、アニメ
ーション画像のように、それぞれ異なる一つの表示色で
表現される。各領域が色分けして表現されるようにな
る。このため、各領域の境界が強調されたようなかたち
となり、画像（原画像）に合った変換テーブルを用いな
くとも、境界が不明確になるといった理由から視認性が
低下するのを確実に回避することができる。

【００４６】なお、本実施の形態では、領域毎に色分け
することで境界（エッジ）を強調しているが、その境界
をより強調するために、境界を輪郭線（カラーコードは
０、図３参照）で表現するようにしても良い。それは、
エッジを検出した位置に輪郭線に割り当てたカラーコー
ドを配置していくことで実現することができる。当然の
ことながら、境界（エッジ）を輪郭線で表現するか否か
を、ユーザが選択できるようにしても良い。

【００４７】＜第２の実施の形態＞上述した第１の実施
の形態は、検出したエッジ（境界）に沿って原画像を複
数の領域に分割している。しかし、周知のように、画像
は、例えば明るさが位置によって変化しているといった
ように、部分（領域）毎に特性が異なっていることが多
いのが実情である。画像を構成する各部分（領域）の特
性の違いから、第１の実施の形態では、より細かく分割
すべき領域を一つの表示色で表現してしまうことが考え
られる。第２の実施の形態は、このようなことを回避し
た画像のカラー化を実現するようにしたものである。

【００４８】第２の実施の形態の構成は、第１の実施の
形態のそれと基本的に同じである。カラー化プログラム
はハードディスク上に格納されている。また、各部の動
作も基本的に同じである。このため、カラー化プログラ
ムを実行した場合のＣＰＵ１０２の動作についてのみ説
明する。

【００４９】先ず、上記カラー化プログラムを実行した
場合のＣＰＵ１０２の概略動作について説明する。その
プログラムを起動した場合、ＣＰＵ１０２は最初に、ユ
ーザの指示に従って画像データを取得し、それをビット
マップパターンに展開してＲＡＭ１０４に格納する。以
降は、ＲＡＭ１０４を作業領域として使用しながらカラ
ー化のための処理を行う。

【００５０】上記のようにしてＲＡＭ１０４に格納した
画像データに対しては、先ず、微分操作を行い、画像上
に存在するエッジを検出する。そのエッジの検出は、第
１の実施の形態と同様に、例えば図２に示すような微分
オペレータを、画像（データ）上を移動させて各画素毎
に微分値を算出し（微分画像を求め）、その算出した微
分値に基づいて行う。

【００５１】ＣＰＵ１０２は、エッジを検出すると、次
は検出したエッジに沿って原画像を複数の領域に分割す
る。その後は、各領域別に、その領域を必要に応じてよ
り細かい領域（小領域）に分割する。第２の実施の形態
では、領域を小領域に分割すべき必要性の有無を、領域
内に存在する画素の濃度値がとる範囲（幅）の大きさか
ら判定し、その範囲（幅）が所定値（濃度値の量子化数
を考慮して設定した値）より大きかった場合に、その領
域は複数の小領域から構成されているとしてそれの分割
を行う。

【００５２】このようにして原画像を階層的に分割して
いくことにより、領域内、或いは小領域内に存在する画
素の濃度値が確実により狭い範囲内に収まるようにな
る。ＣＰＵ１０２は、より狭い範囲内に収まるように原
画像を分割すると、領域（小領域に分割していない領域
である）、或いは小領域毎に、その域内に存在する画素
の濃度値を用いて平均値（代表値）を算出し、領域、或
いは小領域単位でカラーコード（表示色）を設定する。

【００５３】第２の実施の形態では、上記のようにして
カラー化を行う。次に、図５、及び図６に示す動作フロ
ーチャートを参照して、ＣＰＵ１０２がカラー化プログ
ラムを実行した場合の動作をより詳細に説明する。

【００５４】図５は、第２の実施の形態による画像のカ
ラー化処理の動作フローチャートである。この図５は、
ユーザがカラー化プログラムを起動させた後、画像処理
の対象とする画像データをユーザの指示に応じてＲＡＭ
１０４内に取得（格納）した後の処理の流れを表したも
のである。始めに、この図５を参照して、カラー化処理
について詳細に説明する。

【００５５】先ず、ステップ５０１では、ＲＡＭ１０４
に格納した画像データを対象として、エッジ検出処理を
行う。そのエッジ検出処理は、第１の実施の形態と同様
に、図２に示すような微分オペレータを用いて各画素
（位置）の微分値を算出し、それによって得た微分画像
のヒストグラムを作成し、そのヒストグラムからしきい
値を決定し、そのしきい値以上となっている画素をエッ
ジとして検出する処理である。

【００５６】ステップ５０１に続くステップ５０２で
は、検出したエッジを境界として、画像データ（原画
像）を複数の領域に分割して抽出する。その領域の抽出
は、例えば原画像、及びそれの微分画像の少なくとも一
方から、エッジに沿って分割した複数の領域を、画像を
ラスタスキャンして順次抽出していくことで行う。第２
の実施の形態では、原画像、及びそれの微分画像の両方
から領域の抽出を行っている。それが終了した後は、ス
テップ５０３において、抽出した各領域毎にその域内の
エッジを検出する処理（各領域毎のエッジ検出処理）を
実行する。この処理の詳細については後述する。

【００５７】ステップ５０３に続くステップ５０４で
は、ステップ５０１及び５０３の各エッジ検出処理を実
行することで分割された各領域毎に、その域内に存在す
る画素の濃度値の平均値（代表値）を算出する。ここで
の領域とは、ステップ５０１のエッジ検出処理で検出し
たエッジによって分割された領域、及びステップ５０３
のエッジ検出処理で検出したエッジによって領域を更に
分割した小領域の両方の領域を意味する。そのステップ
５０４の処理を終了した後、ステップ５０５に移行す
る。

【００５８】ステップ５０５では、図３に示すような変
換テーブルを参照して、各領域毎に算出した濃度値の平
均値に対応するカラーコードを求め、各領域内に存在し
ている画素データを、各領域毎に求めたカラーコードに
設定する。これにより、画像データのカラー化が完了
し、カラー化した画像データを、ファイル制御部１０９
を介して、ユーザが予め指示した記憶媒体上に、原画像
のデータとは別に格納するとともに、それをＶＤＰ１０
８に転送してＣＲＴ１０７上に表示させる。それが終了
した後、一連の処理を終了する。

【００５９】このようにして表示色を設定した（カラー
化した）場合、第１の実施の形態と比較すると、原画像
をより細かく領域に分割し色分けして表現することがで
きるようになる。図７を参照して説明すれば、例えば陸
地７０３を構成する３つの小領域７０３ａ〜７０３ｃ間
で濃度値が比較的に大きく異なっている場合には、それ
らの小領域７０３ａ〜７０３ｃを異なる色で表現するこ
とができるようになる。このため、第１の実施の形態が
有する効果を維持しつつ、画像の持つ情報をより大量、
且つ容易に観察者に伝えることができる。

【００６０】なお、第２の実施の形態においても、境界
（エッジ）を輪郭線で表現していないが、それを輪郭線
で表現するようにしても良い。或いは、境界を輪郭線で
表現するか否かをユーザに選択させるようにしても良
い。

【００６１】図６は、図５に示すカラー化処理内でステ
ップ５０３として実行される各領域毎のエッジ検出処理
の動作フローチャートである。次に、この図６を参照し
て、そのエッジ検出処理について詳細に説明する。

【００６２】エッジを検出して原画像を複数の領域に分
割しても、領域内の画素の濃度値がとる範囲は、例えば
ある領域ではその範囲は極めて小さく、他のある領域で
はそれが比較的に大きいといったように、領域毎に異な
るのが普通であると予想される。濃度値のとる範囲が極
めて小さいのであれば、その領域を分割する必要はない
と言える。このことから、各領域毎のエッジ検出処理で
は、領域を更に分割する必要性の有無を判定して、領域
内に存在するエッジの検出を行うようにしている。

【００６３】先ず、ステップ６０１では、例えば、図５
のステップ５０２で領域を抽出した順序に従って対象と
する領域を特定する。対象とする領域を特定した後は、
ステップ６０２において、原画像のその領域内から、複
数の異なる画素（点）の濃度値をランダムに抽出する。

【００６４】ステップ６０２に続くステップ６０３で
は、抽出した濃度値間の最大値、即ち抽出した濃度値が
とる範囲（幅）が所定値以下か否か判定する。その最大
値が所定値以下に収まっていなかった場合、その判定は
ＮＯとなってステップ６０４に移行する。そうでない場
合には、その判定はＹＥＳとなり、対象としている領域
を更に分割する必要はないとしてステップ６０１に戻
る。

【００６５】なお、ステップ６０２において領域内から
全画素の濃度値を抽出しないのは、濃度値がほぼ同じ画
素は集まって存在していることが多いことから、位置を
変えて抽出した複数の画素（点）の濃度値からでもほぼ
正確にその領域における濃度値の範囲が把握できると考
えられるためである。また、それにより、計算時間を短
縮することができる。

【００６６】対象としている領域内で濃度値がとる範囲
が比較的に大きい場合、その領域は複数の小領域から構
成されている可能性が高いと考えられる。このことか
ら、ステップ６０４〜６１２では、領域の特性に応じ
て、それを複数の小領域への分割を行う。

【００６７】先ず、ステップ６０４では、微分画像のそ
の領域のヒストグラムを作成する。そのヒストグラムの
横軸は、微分値の絶対値である。続くステップ６０５で
は、そのヒストグラムを参照して、ヒストグラム上で微
分値の絶対値が大きいほうに谷が存在しているか否か判
定する。

【００６８】領域の境界（エッジ）は他の部分よりも微
分値の絶対値が大きくなることから、目につくような境
界が存在していた場合には、ヒストグラム上に谷を見つ
けることができ、ステップ６０５の判定がＹＥＳとな
る。その場合には、ステップ６０６に移行して、ステッ
プ６０６で谷に対応する微分値の絶対値をしきい値に設
定し、続くステップ６０７でそのしきい値以上の点（画
素）をエッジとして検出する。その後は、ステップ６０
８に移行する。

【００６９】ステップ６０８では、図５のステップ５０
２で抽出した全領域に対する処理が終了したか否か判定
する。画像全体に対する処理が終了した場合、その判定
はＹＥＳとなって一連の処理が終了する。そうでない場
合には、ステップ６０１に戻る。

【００７０】一方、領域全体が比較的になだらかな勾配
だけが存在しているといったように、領域内に目につく
ような境界が存在していなかった場合には、ステップ６
０５の判定がＮＯとなってステップ６０９に移行する。
この場合は、急激な濃度値の変化からエッジ（境界）を
検出することが困難であることから、領域（小領域）毎
にその域内に存在している濃度値の傾向の違いに着目し
た分割を行う。

【００７１】ステップ６０９では、原画像の領域のヒス
トグラムを作成する。続くステップ６１０では、そのヒ
ストグラムを参照して、ヒストグラム上に谷が存在して
いるか否か、即ちモード法が適用できるか否か判定す
る。

【００７２】モード法では、周知のように、局所的最大
値となっている濃度値が互いに離れた位置に複数有り、
それらの濃度値との間に存在している十分小さい極小値
が谷であると判断される。そのような谷が存在していた
場合、ステップ６１０の判定はＹＥＳとなってステップ
６１１に移行する。そうでない場合には、その判定はＮ
Ｏとなってステップ６１２に移行する。

【００７３】ステップ６１１では、谷に対応する濃度値
をしきい値にして領域を分割する。より具体的には、例
えば見つかった谷が一つであった場合、領域内をしきい
値で２値化して、その領域を小領域に分割し、小領域の
境界をエッジとして検出する。それが終了した後、ステ
ップ６０８に移行する。

【００７４】なお、領域内の２値化は一例であり、ヒス
トグラムが谷によって区切られたピーク（局所的最大
値）を幾つか持つ場合には、全部の谷の濃度値をしきい
値として領域を分割することも可能である。

【００７５】ステップ６１２では、ステップ６０４で作
成したヒストグラム上で微分値の絶対値の大きい部分を
原画像上から取り出して濃度ヒストグラムを作成し、そ
のヒストグラムを基にしきい値を設定して領域を小領域
に分割する。境界（エッジ）は、そのようにして分割し
た小領域から検出する。

【００７６】微分値（絶対値）の大きいところは濃度値
変化の激しいところである。このため、そのような部分
だけを対象として濃度ヒストグラムを作成すると、殆ど
の場合には鋭い双峰性の曲線が得られ、しきい値を設定
することができる。このようにして領域を分割して境界
（エッジ）を検出した後は、ステップ６０８に移行す
る。

【００７７】このように、第２の実施の形態では、領域
を小領域に分割するための手法を幾つか用意し、領域に
応じて手法を選択して分割を行っている。このようにす
ることで、領域をより的確に分割することができる。

【００７８】なお、第２の実施の形態では、画像を領域
に分割し、その領域を小領域に分割する２段階で画像の
分割を行っているが、それよりも階数を多くして画像の
分割を行っても良い。例えば領域を小領域に分割して
も、濃度値の範囲（幅）が所定値内に収まっていない小
領域に対してはそれをより細かく分割しても良い。この
ような分割を、濃度値の範囲（幅）が所定値内に収まる
まで繰り返し行うようにしても良い。

【００７９】また、１段階目での画像の分割は、画像上
の位置による特性の変化を理由とする悪影響を低減する
ために、エッジを検出して行っているが、階層的に画像
を分割していく場合には、後段ではより高精度な分割を
行えることから、そのような手法に限定しなくとも良
い。例えば画像を予め定められた大きさの領域に分割
し、その領域をより細かく分割していくようにしても良
い。

【００８０】この他にも、画像の分割においては、様々
な手法の適用や変形を行うことが可能である。しかし、
画像を分割する工程は、階数、画像の分割方法等に関わ
らず、画像を大まかに領域に分割する工程と、その領域
を高精度に小領域（同一の表示色を設定する領域）に分
割する工程との２工程に大別することができる。

【００８１】画像の分割は、同一の表示色を設定する領
域を特定するのが目的である。この目的だけに着目すれ
ば、上述した画像の分割は、同一の表示色を設定する領
域を特定するための工程のみであるということもでき
る。

【００８２】また、本実施の形態では、モノクロ画像を
カラー化しているが、本発明は、カラー画像に対しても
適用することができる。カラー画像に対しては、例えば
ＲＧＢといった色情報に分解し、各色情報毎に本発明を
適用すれば良い。

【００８３】また、カラー化プログラムについては、本
実施の形態ではハードディスクに格納しているが、それ
をＦＤ１１０といった携帯性に優れた他の記憶媒体上に
格納しても良い。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、原画像を
視覚的に異なると認識される複数の領域に分割して、領
域単位で表示色を選択し設定する。それによって得られ
る変換後の画像は、各領域の境界が強調されたようなか
たちとなる。このため、観察者（ユーザ）は、変換後の
画像からの情報把握を容易、且つ的確に行うことがで
き、変換後の画像の視認性を常に高い水準に維持させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態が適用された画像表示装置のブロ
ック図である。

【図２】微分オペレータ例を示す図である。

【図３】変換テーブル例を示す図である。

【図４】画像のカラー化処理の動作フローチャートであ
る。

【図５】画像のカラー化処理の動作フローチャートであ
る（第２の実施の形態）。

【図６】各領域毎のエッジ検出処理の動作フローチャー
トである。

【図７】従来における疑似カラー表示例を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１０１入力部１０２ＣＰＵ１０３ＲＯＭ１０４ＲＡＭ１０５Ｉ／Ｆ１０７ＣＲＴ１０９ファイル制御部１１０ＦＤ（記憶媒体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原画像を、画素毎のデータ値に応じて表
示色の変換を行う方法であって、前記原画像上に存在するエッジを検出して該原画像を複
数の領域に分割し、前記領域毎に、該領域内に存在する画素のデータ値を用
いて代表とするデータ値を算出し、予め設定されているデータ値と表示色の対応関係から、
前記代表とするデータ値に対応している表示色を前記領
域毎に選択し、前記原画像上の各領域を、前記選択した表示色に設定す
る、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】原画像を、画素毎のデータ値に応じて表
示色の変換を行う方法であって、前記原画像を予め定められた手法で複数の領域に分割
し、前記複数の領域に対して個別に、該領域上に存在するエ
ッジを検出して複数の小領域に分割し、前記領域毎、或いは小領域毎に、その域内に存在する画
素のデータ値を用いて代表とするデータ値を算出し、予め設定されているデータ値と表示色の対応関係から、
前記代表とするデータ値に対応している表示色を前記領
域毎、或いは小領域毎に選択し、前記原画像上の各領域、或いは小領域を、前記選択した
表示色に設定する、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】原画像を、画素毎のデータ値に応じて表
示色の変換を行う装置であって、前記原画像上に存在するエッジを検出して該原画像を複
数の領域に分割する分割手段と、前記分割手段が分割した領域毎に、該領域内に存在する
画素のデータ値を用いて代表とするデータ値を算出する
データ値算出手段と、予め設定されている濃淡値と表示色の対応関係から、前
記データ値算出手段が算出したデータ値に対応する表示
色を選択する表示色選択手段と、前記原画像上の各領域を、前記表示色選択手段が選択し
た表示色に設定する設定手段と、を具備したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】原画像を、画素毎のデータ値に応じて表
示色の変換を行う装置であって、前記原画像を予め定められた手法で複数の領域に分割す
る第１の分割手段と、前記複数の領域に対して個別に、該領域上に存在するエ
ッジを検出して複数の小領域に分割する第２の分割手段
と、前記領域毎、或いは小領域毎に、その域内に存在する画
素のデータ値を用いて代表とするデータ値を算出する算
出手段と、予め設定されているデータ値と表示色の対応関係から、
前記算出手段が算出したデータ値に対応している表示色
を、前記領域毎、或いは小領域毎に選択する表示色選択
手段と、前記原画像上の各領域、及び各小領域を、前記表示色選
択手段が選択した表示色に設定する設定手段と、を具備したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】原画像上に存在するエッジを検出して該
原画像を複数の領域に分割する機能と、前記領域毎に、該領域内に存在する画素のデータ値を用
いて代表とするデータ値を算出する機能と、予め設定されているデータ値と表示色の対応関係から、
前記代表とするデータ値に対応している表示色を前記領
域毎に選択する機能と、前記原画像上の各領域を、前記選択した表示色に設定す
る機能と、を備えたプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒
体。
【請求項６】原画像を予め定められた手法で複数の領
域に分割する機能と、前記複数の領域に対して個別に、該領域上に存在するエ
ッジを検出して複数の小領域に分割する機能と、前記領域毎、或いは小領域毎に、その域内に存在する画
素のデータ値を用いて代表とするデータ値を算出する機
能と、予め設定されているデータ値と表示色の対応関係から、
前記代表とするデータ値に対応している表示色を前記領
域毎、或いは小領域毎に選択する機能と、前記原画像上の各領域、或いは小領域を、前記選択した
表示色に設定する機能と、を備えたプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒
体。