JPH10510072A - 物体の冗長同定を解消するための方法 - Google Patents

物体の冗長同定を解消するための方法

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JPH10510072A JP8517628A JP51762896A JPH10510072A JP H10510072 A JPH10510072 A JP H10510072A JP 8517628 A JP8517628 A JP 8517628A JP 51762896 A JP51762896 A JP 51762896A JP H10510072 A JPH10510072 A JP H10510072A
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Abstract

(57)【要約】 画像における物体を識別する時、物体の冗長な識別が、非常に頻繁に発生する。本発明は、物体のそのような冗長な識別を解消するための画像分析の方法に関する。さらに具体的には、本発明は、同一物体の多重表現を獲得する物体識別体系に関する。加えて、そのような識別体系は、画像の単一探索又は多重探索が行われる時、中空又はドーナッツ状物体を識別する。さらに、本発明は、単一又は多重探索を使用する他の識別体系が、単一凝集物体として幾つかの異なる物体を識別した場合に、これらの異なる物体を解消する際に有益である。本発明は、例えば、小さな物体が別の大きな物体内に含まれるかを判定するために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 冗長同定(細菌コロニーの画像における人為物に起因)を避けるための方法 本願は、1991年9月27日付け出願第07/767,339号の一部継続 出願である1992年12月31日付け出願第07/999,702号の一部継 続出願である1993年11月30日付け出願第08/159,641号の一部 継続出願である。 発明の背景 発明の分野 本発明は、物体の冗長同定を解消するための画像分析方法に関する。さらに詳 細には、本発明は、同一画像の多重探索が行われる時、同一物体の多重表現を獲 得する物体識別体系に関する。代替的に、物体識別体系は、画像の単一又は多重 探索が行われる時、中空又はドーナツ状物体を識別する。さらに、本発明は、同 一物体の単一又は多重探索が行われる時、幾つかの別個の物体を解像する際に有 益であり、この場合、他の識別体系は、これらの別個の物体を、単一凝集物体と して識別していた。そのような物体識別体系は、一つ以上の所定属性を有し、物 体の一つの表現から得られた物体の識別が、所定の属性の少なくとも一つを有し 、物体の異なる走査から得られた物体の別の識別に関して冗長性があるかを判定 する。本発明は、例えば、小さな物体が前に識別されたより大きな物体内に包含 されるかを判定するために使用される。 関連技術の説明 画像分析方法は、背景における物体を識別するために公知である。例えば、B acusへの米国特許No.4,453,266を参照せよ。 しかし、そのような画像分析方法は、互いに重なり合う物体を区別することがで きない。例えば、物体識別体系において、物体の2次元表現である像を見る時、 互いに便乗する、即ち、画像において同一の2次元空間に重なる、物体の幾つか の表現がある。これらの幾つかの表現は、唯一の物体として出現するが、実際に は、幾つかの物体として識別される。他の画像識別体系において、複数の重なり 合う物体は、単一の凝集物体として識別され、幾つかの別個の物体に解像されな い。 発明の要約 本発明は、同一画像が識別体系においてただ一度計数される如く、物体の冗長 同定を解消するための画像分析方法を提供する。本発明は、画像の多重走査が、 単一物体の多重識別を生ずる識別体系に対して特に有益である。 ここで具現され、広く記載された発明の目的により、画像における識別物体の 冗長同定を解消するための方法が、提供される。本発明の方法の第1及び第4実 施態様は、画像における潜在的に冗長性の物体のグループを識別する段階と、物 体のソートリストを創成するために、所定の順序で識別物体をソートする段階で あり、リストにおける最初の物体は、初期特性値を有し、リストにおける最終物 体は最終特性値を有する段階と、物体状態変数が第1及び第2値の一方を有する 場合に、物体状態変数を定義する段階と、物体状態変数の第1値をソートリスト における最終の物体へ割り当てる段階と、初期物体に続く各個の物体を、それぞ れの続く物体の特性値よりも小さな特性値を有し、物体状態変数の第1値を有す る各物体と比較する段階であり、各個の続く物体は、第1物体として規定され、 第1物体の特性値よりも小さな特性値を有する各物体は、各比較のための第2物 体として規定される段階と、各個の第2物体が、 第1物体の特性値の所定範囲内に含まれる特性値を有するかを判定し、物体状態 変数の第1及び第2状態値の一方を、各個の第1物体と各個の第2物体に割り当 て、画像における物体の冗長同定を解消する段階と、物体状態変数の第1値を有 する物体を、非冗長物体として識別し、非冗長物体を保持する段階とを具備する 。 発明の第2実施態様により、画像における物体の識別を解消する方法が、提供 される。方法は、潜在的に冗長性の物体のグループを識別する段階と、2つの識 別物体の面積を比較し、物体の一方を、他方の物体よりも相対的に大きな物体と して、物体の他方を大きな物体と比較して相対的に小さな物体として指定する段 階と、各極点が行位置座標値と列位置座標値を有する場合に、大きな方の物体の 4つの極点を決定することにより、小さい方の物体が大きな方の物体内に含まれ るかを判定する段階と、4つの極点の行位置座標値と列位置座標値を使用するこ とにより、大きな方の物体を境界付ける矩形を構成する段階と、小さな方の物体 において、所定の行位置座標値と所定の列位置座標値を有する所定点を決定する 段階と、大きな方の物体を境界付ける矩形に関して小さな方の物体の所定点の位 置を決定する段階と、小さな方の物体の所定点が、矩形内に含まれるならば、小 さな方の物体を大きな方の物体内に含まれるとして指定し、これにより、画像に おける各識別物体の冗長同定を解消する段階とを具備する。 さらに、本発明の第3実施態様により、背景において少なくとも一つの所定の 属性値を有する妥当物体を識別し、妥当物体の冗長同定を解消する方法が、提供 される。方法は、物体と背景の像を生成する段階と、複数の副空間を含む多次元 データ空間を規定する段階と、少なくとも一つの副空間を選択する段階と、少な くとも一つの候補物体の属性値を有 する候補物体の少なくとも一つの表現に対して、選択された副空間を用いて、画 像を多重に探索する段階と、妥当物体の面積を比較し、妥当物体の一方を他方の 妥当物体よりも相対的に大きな妥当物体として、妥当物体の他方を大きな方の物 体と比較して相対的に小さな妥当物体として指定することにより、妥当物体を識 別するために、妥当物体の所定属性値を有する候補物体を妥当化する段階と、大 きな方の妥当物体の周囲点を決定する段階と、行位置座標値と列位置座標値を有 する、大きな方の妥当物体の周囲点を含む周囲バッファーを生成する段階と、大 きな方の妥当物体の4つの極点を決定する段階と、4つの極点の行位置座標値と 列位置座標値を使用することにより、大きな方の妥当物体を境界付ける矩形を構 成する段階と、小さな方の物体において、所定の行位置座標値と所定の列位置座 標値を有する所定点を決定する段階と、大きな方の物体を境界付ける矩形に関し て小さな方の物体の所定点の位置を決定する段階と、小さな方の物体の所定点が 、矩形内に含まれるならば、小さな方の物体を大きな方の物体内に含まれるとし て指定し、これにより、画像における各識別妥当物体の冗長同定を解消する段階 とを具備する。 図面の簡単な説明 明細書に取り入れられ、その一部を構成する添付の図面は、発明の幾つかの実 施態様を例証し、説明とともに、発明の原理を説明するために役立つ。 第1図は、本発明の第1及び第4実施態様による全方法の段階を示すブロック 図である。 第2A図と第2B図は、画像の多重探索を通して識別された2つの物体の概略 図である。 第3A図と第3B図は、画像の多重探索を通して識別された3つの物 体の概略図である。 第4A〜4E図は、第1及び第2実施態様における物体の冗長同定を解消する ための主モジュールであるモジュールFILTER OBJECTSの段階を示 す流れ図である。 第5図は、本発明の第1、第2及び第3実施態様で使用される如く、包含検査 又は「ボックステスト」の第1段階を例証する物体の概略図である。 第6図は、相対的に大小の物体を比較する、FILTER OBJECTSに よって呼び出されるモジュールSET STATUSの段階を示す流れ図である 。 第7図は、時計回り方向においてトレースされた単純物体の行及び列位置座標 値を表現する、行と列を指定した概略図である。 第8図は、第7図において例証された13個の点に対する行位置座標値、列位 置座標値及び方向符号値を示すチャートである。 第9図は、時計回り方向においてトレースされた物体に対する方向符号値を例 証する概略図である。 第10図は、逆時計回り方向においてトレースされた物体に対する方向符号値 を例証する概略図である。 第11図は、物体の各周囲点の座標を決定するためのモジュールGET PE RIMの段階を示す流れ図である。 第12図は、第1実施態様の包含検査の第2段階を例証する物体の概略図であ る。 第13A〜13B図は、物体の周囲点を具備する周囲バッファーを生成する、 モジュールLOAD BUFFERの段階を示す流れ図である。 第14図は、時計回り方向においてトレースされた物体に対するFILL索引 テーブルである。 第15図は、逆時計回り方向においてトレースされた物体に対するFILL索 引テーブルである。 第16図は、第1実施態様に対して、相対的に小さな物体が大きな物体に含ま れるかの検査を行う、SET STATUSによって呼び出されるモジュールC HECK CONTAINの段階を示す流れ図である。 第17A〜17B図は、第1実施態様に対して、小さな物体が大きな物体に含 まれるかの検査の一部を行う、CHECK CONTAINによって呼び出され るモジュールCONTAIN STATUSの段階を示す流れ図である。 第18図は、本発明の第1及び第4実施態様の相似性検査を例証する、物体の 概略図である。 第19図は、第1実施態様に対して、小さな物体の色相が大きな物体の色相に 類似するかを判定する検査の別の部分を行う、SET STATUSによって呼 び出されるモジュールCHECK SIMILARITYの段階を示す流れ図で ある。 第20A〜20B図は、小さな物体の内点を決定し、それらに所定のグレーレ ベル値をラベル付ける 第21A〜21B図は、第1実施態様による物体の内部色相及び色相振幅を算 出するモジュールREAD COLORの段階を示す流れ図である。 第22図は、画像のグレーレベルヒストグラムを発生するために使用されるモ ジュールHISTOGRAMの段階を示す流れ図である。 第23図は、ヒストグラムのエントロピー関数が最大化される如く、しきいグ レーレベルをエントロピー的に選択するために使用されるモジュールENTRO PYの段階を示す流れ図である。 第24図は、変化する背景における単一の単純物体の画像のグレーレベルヒス トグラムである。 第25図は、第1実施態様において少なくとも一つの候補物体に対して画像を 探索するために使用されるモジュールSEARCH IMAGEの段階を示す流 れ図である。 第26図は、第1実施態様において画像を探索するために同様に使用されるモ ジュールFIND OBJECTの段階を示す流れ図である。 第27A〜27B図は、第1実施態様において物体をトレースするために使用 されるモジュールTRACE OBJECTの段階を示す流れ図である。 第28A〜28C図は、画像のそれぞれ、原、上側及び下側グレーレベルヒス トグラムである。 第29図は、第1実施態様において候補物体に対して画像を再帰的に探索する ために使用されるモジュールANALYZEの段階を示す流れ図である。 第30図は、本発明の第1、第2及び第4実施態様で使用されるシステムの構 成要素を示す概略図である。 第31図は、本発明の第2実施態様による全方法の段階を示すブロック図であ る。 第32図は、本発明の第3実施態様による全方法の段階を示すブロック図であ る。 第33図は、第3及び第4実施態様において物体の縁コントラストを算出する ために使用されるモジュールEDGE CONTRASTの段階を例証する流れ 図である。 第34A〜34D図は、第3実施態様において非均質物体の冗長度を解消する ために使用されるモジュールCHK LISTの段階を示す流れ図である。 第35図は、第34A図〜第34D図に示された如く、モジュールCHK L ISTで使用されるモジュールSET STATの段階を示す流れ図である。 第36A〜36B図は、第3実施態様において均質物体の冗長度を解消するた めに使用されるモジュールCHK LISTの段階を示す流れ図である。 第37図は、第36A〜36B図に示された如く、モジュールCHK LIS Tで使用されるモジュールSET STATの段階を示す流れ図である。 第38A〜38B図は、第3実施態様において非均質及び均質物体の冗長度を 解消するために最終チェックを行うために使用されるモジュールFINAL C HKの段階を示す流れ図である。 第39図は、第38A〜38B図に示された如く、モジュールFINAL C HKで使用されるモジュールINT STATの段階を示す流れ図である。 第40図は、本発明の第3実施態様で使用されたシステムの構成要素を示す概 略図である。 第41図は、本発明の第4実施態様による物体の冗長同定を解消する ための方法の全段階を行う、モジュールLOCATEの段階を例証する流れ図で ある。 第42図は、第4実施態様に関して記載された如く、物体間の関係を示す概略 図である。 第43図は、冗長物体を識別するための主モジュールであるモジュールIDE NTの段階を例証する流れ図である。 第44図は、第4実施態様により行われる二重しきい化法の段階を示す流れ図 である。 第45図は、所与のしきい対を使用して物体を検出するIDENTによって呼 び出されるモジュールの段階を例証する流れ図である。 第46図は、モジュールIDENTがランされた後、物体間の関係を示す概略 図である。 第47図は、第4実施態様の包含検査を行うモジュールCONTAINの段階 を示す流れ図である。 第48図は、本発明の第4実施態様で使用される如く、包含検査又は「ボック ステスト」の第1段階を例証する物体の概略図である。 第49図は、すべての物体の族順序付けを発生するモジュールLINK FA MILYの段階を示す流れ図である。 第50図は、第4実施態様の包含検査の第2段階を例証する物体の概略図であ る。 第51図は、物体が特定の物体を包含するかを判定する、LINK FAMI LYによって呼び出されるモジュールCONTAIN TESTである。 第52A〜52E図は、LINK FAMILYがランされる時、物 体の族順序付けに発生するものを例証する概略図である。 第53図は、独立な物体に対して各物体を検査するモジュールHETEROG ENEOUS DECLUMPの段階を例証する流れ図である。 第54図は、独立な物体に対して物体を復位させるモジュールSEPARAT E HETEROGENEOUS CHILDRENの段階を例証する流れ図で ある。 第55A〜55F図は、モジュールHETEROGENEOUS DECLU MPとSEPARATE HETEROGENEOUS CHILDRENがラ ンされる時、物体が分類される方法を例証する概略図である。 第56図は、物体の異なる世代を使用して、物体の冗長事例を識別するモジュ ールREMOVE REDUNDANCIESの段階を例証する流れ図である。 第57A〜57B図は、物体の異なる世代の冗長同定を除去するモジュールC HECK REDUNDANCYの段階を例証する流れ図である。 第58A〜58D図は、モジュールREMOVE REDUNDANCIES がランされる時、物体が分類される方法を例証する概略図である。 第59図は、第4実施態様により、モジュールLOCATEが物体を識別する ために使用される全体プロセスを示す流れ図である。 第60図は、実施例1において記載された如く、本発明の方法によって識別さ れた人為物と細菌コロニーのパーセント分布を示すプロットである。 第61図は、実施例1において記載された如く、本発明の方法によっ て識別された人為物とコロニーのカウント分布を示すプロットである。 第62図は、実施例2において記載された如く、本発明の方法によって識別さ れた物体(コロニーと人為物)の回帰値を示すプロットである。 第63図は、実施例2において記載された如く、本発明の方法によって識別さ れた人為物とコロニーのカウント分布を示すプロットである。 好ましい実施態様の詳細な説明 添付の図面に示された発明の好ましい実施態様は、以下で詳細に参照される。 本発明の第1及び第4実施態様により、画像における物体の冗長同定を解消す るための方法が、提供される。第1実施態様の方法は、画像が、複数回探索又は 走査される時、及び単一物体の多重表現が識別される時、特に有益である。本発 明はまた、画像が一度走査されるか、又は、画像の唯一の表現が作成されるなら ば、効用がある。特に、本発明は、画像の単一探索が行われる時、中空又は「ド ーナッツ状」物体を識別するために役立つ。さらに、本発明はまた、他の画像分 析方法が、単一探索又は画像の多重探索を通して単一凝集物体を識別した時、幾 つかの別個の物体を解消する際に貴重であることがわかった。 第1及び第4実施態様の方法の全段階は、第1図のブロック図において例証さ れる。第1実施態様の方法は、画像において潜在的に冗長な物体のグループを識 別する段階を具備する。この段階は、第1図のブロックAにおいて示される。潜 在的に冗長な物体のグループは、第1実施態様の好ましい実現に関して後述され る如く、エントロピーしきい化の如く、画像を探索するしきい化法を使用して、 識別される。そのようなしきい化法は、第28A〜28C図に関して以下で説明 される如く、手動 算出しきいと自動算出しきいを含む。 第1及び第4実施態様の好ましい実現は、第2A〜2B図、及び第3A〜3B 図に関して例証され、この場合、容易な可視化の目的のために、冗長度判定は、 大きさ属性の特性値、即ち、小さな方の物体が大きな方の物体内に含まれるかに 基づく。第2A図と第2B図は、画像の多重探索を通して識別される2つの物体 の概略図である。第2A図において、画像の第1探索又は走査が行われ、そして 物体fが、識別される。第2B図において、画像の第2探索又は走査が、行われ 、そして物体gが、識別される。物体fの点線の外形はまた、物体gに関するそ の相対的大きさ及び位置を示すために、第2B図において例証される。第2A図 と第2B図において、物体fは、物体gよりも小さく、物体g内に含まれる。本 発明の方法により、物体fは、物体gに関して冗長であると判定される。こうし て、物体gは、保持され、そして物体fは、削除され、又は保持されない。 小さな方の物体が大きな方の物体に包含されるかの判定はまた、画像の多重探 索を通して識別される3つの物体の概略図である、第3A図と第3B図に関して 例証される。第3A図に対して、画像の第1探索又は走査が行われ、そして物体 hが、識別される。第3B図において、画像の第2探索又は走査が行われ、そし て物体iと物体jが、識別される。物体hの点線の外形は、物体iとjに関する その相対的大きさ及び位置を示すために、第3B図において例証される。第3A 図と第3B図の概略図において、物体iとjは、物体hよりも小さく、そして物 体h内に含まれる。本発明の方法により、物体hは、物体iとjに関して冗長で あると判定される。こうして、物体hは、削除され、又は保持されず、 そして物体iとjは、保持される。 第1及び第4実施態様の物体の冗長同定を解消する方法はまた、物体のソート リストを生成するために、所定の順序で識別物体をソートする段階を具備する。 この段階は、第1図のブロックBにおいて示される。リストの最初の物体は、初 期特性値を有し、そしてリストの最終物体は、最終特性値を有する。第1及び第 4実施態様の好ましい実現において、特性値は、大きさを指示し、その結果、リ ストの第1物体は、最小物体であり、そしてリストの最終物体は、最大物体であ る。しかし、特性値は、物体の他の属性を指示するかもしれない。2つの形式の 属性は、(1)大きさと形状等の形態属性、及び(2)色相と縁コントラストを 含むグレーレベル属性である。色相の場合に、同一物体の多重表現は、異なる物 体間の色相差よりも狭い色相範囲を有することが可能である。この事例において 、色相範囲に基づいて、冗長同定を解消することができる。 第1及び第4実施態様の物体の冗長同定を解消する方法はまた、物体状態変数 を定義する段階を具備する。この段階は、第1図のブロックCにおいて示される 。物体状態変数は、第1及び第2値の一方を有する。状態変数の第1値は、「R ETAIN」又は「KEEP BOTH」である。第1実施態様において、状態 変数の第2値は、「DELETE」である。 第1及び第4実施態様の物体の冗長同定を解消する方法はまた、物体状態変数 の第1値を、リストの最初の物体に割り当てる段階を具備する。この段階はまた 、第1実施態様に対して、第4A図のブロックAにおいて示される。冗長度判定 が大きさに基づいた、第1及び第4実施態様の 好ましい実現において、「RETAIN」の状態値は、潜在的に冗長であるとし て識別された物体のグループの最小物体へ割り当てられる。 第1及び第4実施態様の物体の冗長同定を解消する方法はまた、第1物体に続 く各個の物体をそれぞれの続く物体の特性値よりも小さな特性値と状態変数の第 1値を有する各物体と比較する段階を具備する。この段階は、第1図のブロック Eに示される。例えば、第1及び第4実施態様の好ましい実現において、リスト の最小物体に続くより大きな各物体が、RETAINの状態値を有するそれぞれ の続く各物体よりも小さな各物体と比較される。各比較のために、それぞれの続 く各物体は、第1物体として規定され、そして第1物体の特性値よりも小さな特 性値を有する各物体は、第2物体として規定される。例えば、第1実施態様の好 ましい実現において、最小物体よりも大きな続く物体は、第1物体であり、そし て続く物体よりも小さな各物体は、比較目的のための第2物体である。 第1及び第4実施態様の物体の冗長同定を解消する方法はまた、各個の第2物 体が、第1物体の特性値の所定範囲内に含まれた特性値を有するかを判定し、こ れにより、物体状態変数の第1及び第2状態値を、各個の第1物体と各個の第2 物体に割り当てる段階を具備する。このように、画像における物体の冗長同定は 、解消される。この段階は、第1図のブロックFに示されるされる。第1及び第 4実施態様の冗長同定を解消する方法は、さらに、物体状態変数の第1値を有す る物体を非冗長物体として識別する段階と、非冗長物体を保持する段階とを具備 する。この段階は、第1図のブロックGに示される。第1実施態様の好ましい実 現において、特性値が、大きさに基づいて冗長度を検査する大きさ属性 である時、第2物体は、小さな方の物体であり、第1物体内に含まれる。冗長度 の場合に、第2物体の色相は、第1物体の色相の所与範囲内に色相を有する。形 状の場合に、第2物体の形状因子は、第1物体の形状因子の所与範囲内にある。 加えて、多重属性は、特性値を構成するために使用される。本発明を概念化する 能力のために、第1及び第4実施態様の最も広い実現を越えたすべての流れ図は 、特性値が大きさ属性である好ましい実現に対して例証される。こうして、次の 説明と添付の図において、第1物体は、(第2物体と比較して)大きな物体とし て例証され、そして第2物体は、(第1又は大きな方の物体と比較して)小さな 物体として例証される。こうして、容易に認められる如く、各個の第2物体が第 1物体の特性値の所定範囲内に含まれた特性値を有するかを判定する段階は、小 さな方の物体が大きな方の物体内に含まれるかを判定することを含む。 各個の第2物体が、第1物体の特性値の所定範囲内に含まれた特性値を有する かを判定する段階は、選択規則と呼ばれる下位段階を具備する。第1実施態様に おいて、選択規則により、1)第2物体が第1物体の特性値の所定範囲内に特性 値を有さないならば、第1物体は、保持され、そして第1物体状態属性変数は、 第1値RETAINに設定される。また、選択規則により、1)ただ一つの第2 物体が、第1物体の特性値の所定範囲内に特性値を有するならば、第1物体は保 持され、そして第1物体状態変数は、第1値に設定され、そして2)第2物体は 、削除される。また、選択規則により、1)第1物体は削除され、そして2)2 つ以上の第2物体が、第1物体の特性値の所定範囲内に特性値を有するならば、 第2物体の物体状態変数は、第1値RETAINに設定される。 モジュールFILTER OBJECTSは、第1実施態様に対する冗長検査 を行う主モジュールであり、第4A〜4E図において記載される。FILTER OBJECTSは、第6図に関して以下に記載される如く、モジュールSET STATUSを呼び出す。SET STATUSは、包含検査の第1段階であ るボックステスト、即ち、第5図に関して以下に記載される、小さな物体が大き な物体に含まれるかのテスト、を初期的に行う。ボックステストが満足されるな らば、SET STATUSは、第16図に関して以下に記載される如く、モジ ュールCHECK CONTAINを行う。モジュールCHECK CONTA INは、包含検査の第2段階を行う。CHECK CONTAINが満足される ならば、SET STATUSは、第19図に関して以下に記載される如く、モ ジュールCHECK SIMILARITYを行う。モジュールCHECK S IMILARITYは、以下に説明される如く、包含検査の別の部分を行う。 モジュールFILTER OBJECTSの段階は、第4A〜4E図の流れ図 において示される。第1実施態様の好ましい実現に対して行われた時、FILT ER OBJECTSの第1段階は、大きさの特性値によってグループのすべて の物体をソートし、リストを形成することである。リストの第1物体は、最小物 体であり、そしてリストの最終物体は、最大物体である。第4A図のブロックB に示された如く、リストのすべてのソートされた物体に対して、物体状態変数の 値は、RETAINに設定され、そしてその物体内に含まれた小さな物体の数は 、1に設定される。2つの物体の比較において、親物体は、他の物体を含む物体 である。含まれた物体は、子と呼ばれる。第4A図のブロックCに示さ れた如く、各物体の第1又は大きな方の物体と呼ばれる親は、それ自身に設定さ れる。ヘッド物体、即ち、最初の物体に続く各物体になる第1物体は、第4A図 のブロックDに示された如く、リストの最初の物体に初期化される。ヘッド物体 は、リストの次の物体、例えば、ブロックEに示された如く、次に大きなサイズ のリストの物体へ進められる。第4A図に示された如く判断記号Fは、ヘッド物 体がリストの終端であるかを判断する。そうでないならば、テール物体は、ブロ ックGに示された如く、リストの最初の物体に設定される。それから、判断記号 Hは、テール物体がヘッド物体に等しいかを判断する。そうでないならば、第4 A図の判断記号Iは、テール物体の物体状態変数の値がRETAINであるかを 判断する。そうならば、第6A図と第6B図に関して以下に記載された如く、S ET STATUSモジュールは、ブロックJにおいて示された如く、包含に対 してヘッド及びテール物体を比較するために呼び出され、そしてテール物体は、 第4A図のブロックKに示された如く、進められる。モジュールFILTER OBJECTSは、判断記号Hへ返り、そしてH、I、JとKのループが、テー ル物体がヘッド物体に等しくなるまで、継続する。 第4B図において、L、M、N、OとPは、上記の如く、選択規則を行う。具 体的に、テール物体がヘッド物体に等しい時、第4B図の判断記号Lは、大きな 物体内に含まれた小さな物体の数が1に等しいか、もしくは、ヘッド物体の子の 数が1に等しいかを判断する。そうならば、ヘッド物体内に含まれた小さな物体 の物体状態変数の値は、ブロックMに示された如く、第2値又はDELETEに 設定され、そしてヘッド物体は、第4A図のブロックNに示された如く、進めら れる。 モジュールFILTER OBJECTSは、第4A図の判断記号Fに返り、 そしてF−Lのループは、ヘッド物体の状態値が1に不等になるまで、継続する 。それから、第4B図の判断記号Oは、ヘッド物体の子の数が、1よりも大きい かを判断する。そうならば、ヘッド物体の物体状態変数の値は、ブロックPに示 された如く、DELETEに設定され、そしてヘッド物体は、第4B図のブロッ クNに示された如く進められる。モジュールFILTER OBJECTSは、 判断記号Fへ返り、そしてF−Oのループが、ヘッド物体の状態値が1よりも大 きくならなくなるまで、継続する。ヘッド物体は、第4B図のブロックNに示さ れた如く、もう一度、進められる。 モジュールFILTER OBJECTSは、第4A図の判断記号Fに返り、 ヘッド物体がリストの終端であるかを判断する。そうならば、ヘッド物体は、第 4C図のブロックQに示された如く、リストの最初の物体に初期化される。それ から、判断記号Rは、ヘッド物体がリストの終端であるかを判断する。そうでな いならば、判断記号Sは、ヘッド物体の履歴値が、「CHILD」に等しく、か つ、ヘッド物体の面積が、所定最小値よりも小さいかを判断する。物体の履歴値 は、その物体が、他の物体の子であることが見いだされたかを表記し、このため 、物体の履歴を記述する。判断記号Sの両質問への回答が、肯定であるならば、 ヘッド物体の物体状態変数の値は、ブロックTに示された如く、DELETEに 設定され、そしてヘッド物体は、第4C図のブロックUに示された如く進められ る。それから、モジュールFILTER OBJECTSは、第4C図の判断記 号Rに返り、そしてR−Uのループは、ヘッド物体がリストの終端になるまで、 継続する。 ヘッド物体がリストの終端である時、モジュールFILTER OBJECT Sは、第4D図のブロックVへ行き、そしてヘッド物体は、第4D図のブロック Vに示された如く、最初の物体を指すように初期化される。それから、第4D図 の判断記号Wは、ヘッド物体がリストの終端であるかを判断する。そうでないな らば、判断記号Xは、ヘッド物体の親(即ち、ヘッド物体が含まれた大きな物体 )がヘッド物体であるかを判断する。そうでないならば、判断記号Yは、ヘッド 物体の親の物体状態変数の値が、DELETEであるかを判断する。判断記号X の回答が肯定であるならば、ヘッド物体は、進められ、そしてW−Zのループは 、ヘッド物体がリストの最終物体になるまで、継続する。判断記号Yの回答が、 肯定であるならば、ヘッド物体の親は、ブロックZに示された如く、ヘッド物体 へ設定され、そしてヘッド物体は、第4D図にブロックAAに示された如く、進 められる。モジュールFILTER OBJECTSは、判断記号Wへ返り、そ してW−Zのループが、ヘッド物体が、リストの最終物体になるまで、継続する 。 ヘッド物体が最終物体である時、ヘッド物体は、第4E図のブロックBBに示 された如く、リストの最初のブロックへ初期化される。それから、判断記号CC は、ヘッド物体がリストの終端であるかを判断する。そうでないならば、テール 物体は、ブロックDDに示された如く、ヘッド物体の次の物体に設定される。そ れから、判断記号EEは、ヘッド物体の物体状態変数の値が、DELETEであ るかを判断する。そうならば、ヘッド物体は、ブロックFFに示された如く、削 除され、そしてヘッド物体は、第4E図のブロックGGに示された如く、テール 物体に設定される。判断記号EEに返り、ヘッド物体の物体状態変数の値がDE L ETEに等しいならば、非冗長物体が、保持され、そしてヘッド物体は、ブロッ クGGに示された如く、テール物体に設定される。それから、モジュールFIL TER OBJECTSは、判断記号CCに返り、そしてCC、DD、EE、F FとGGのループは、ヘッド物体がリストの終端になるまで、継続する。判断記 号Xの回答が肯定であるならば、ヘッド物体は、進められ、そしてW−Zのルー プは、ヘッド物体がリストの最終物体になるまで、継続する。そうである時、モ ジュールFILTER OBJECTSは、第4F図の長円形IIに示された如く 、終了される。 上記の如く、モジュールSET STATUSは、3つのテストを行う。即ち 、ボックステスト、CHECK CONTAIN、及びCHECK SIMIL ARITYである。ボックステストは、小さな物体が大きな物体内に含まれるか を判定するために行われる、包含検査の第1段階である。第5図は、ボックステ ストを例証する概略図である。第5図において、物体lと物体kが、識別され、 この場合、物体lは、物体kよりも大きい。第1実施態様の方法により、各小さ な物体が各大きな物体内に含まれるかを判定する段階は、大きな方の物体の4つ の極点を判定する下位段階を含む。第5図において例証された如く、物体lに対 する4つの極点L、T、RとBが、決定される。各極点は、行位置座標値と列位 置座標値を有する。4つの極点は、第27A〜27B図に関して以下に記載され る如く、モジュールTRACE OBJECTSによって決定される。各極点は 、第6〜9図に関して以下に記載される、行位置座標値と列位置座標値を有する 。4つの各極点の行位置座標値と列位置座標値は、モジュールTRACE OB JECTSを使用して、獲得 される。判定段階は、さらに、4つの極点の行位置座標値と列位置座標値を使用 することにより、大きな方の物体を境界付ける矩形を構成する下位段階を含む。 ボックステストを行うことにより、第5図に示された矩形Xは、物体lの4つの 極点L、T、RとBの行位置座標値と列位置座標値を使用して、構成される。判 定段階は、さらに、小さな方の物体において所定点を決定する下位段階を含む。 この点は、第5図において点cとして示される。所定点は、モジュールTRAC E OBJECTを使用して獲得された行位置座標値と列位置座標値を有する。 判定段階は、さらに、大きな方の物体を境界付ける矩形に関して小さな方の物体 の所定点の位置を決定する下位段階を含む。第1実施態様の好ましい実現におい て、所定点は、質量中心である。しかし、所定点は、小さな方の物体における任 意の点である。 ボックステストの第1段階を行うために、モジュールFILTER OBJE CTSは、第6図に関して下記された如く、モジュールSET STATUSを 呼び出す。SET STATUSは、モジュールTRACE OBJECTから 導出された物体における周囲点についての情報を使用する。モジュールSET STATUSは、第5図に関して上述された如く、ボックステストを行う。第6 図は、モジュールSET STATUSの段階を示す流れ図である。第6図の判 断記号Aに示された如く、SET STATUSの第1段階は、小さい物体が、 ボックステストからの大きな物体内に含まれるかを判断することである。そうで ないならば、モジュールSET STATUSは、長円形Bに示された如く、終 了される。小さい物体が、ボックステストによって判定された如く、大きな物体 内に含まれるならば、判断記号Cは、小さい物体が、 大きな物体内に含まれるかを判断し、この判定は、下記の第17A図と第17B 図において記載されるモジュールCONTAIN STATUSを使用して為さ れる。そうでないならば、モジュールSET STATUSは、長円形Dに示さ れた如く、終了される。モジュールCONTAIN STATUSを使用して判 定された結果、小さい物体が、大きな物体内に含まれるならば、判断記号Eは、 小さな物体と大きな物体の色相が類似であるかを判断する。この判定は、第19 図において後述される如く、モジュールCHECK SIMILARITYを使 用して、行われる。小さな物体と大きな物体の色相が類似しないならば、モジュ ールSET STATUSは、長円形Fに示された如く、終了される。 小さな物体と大きな物体の色相が類似するならば、第6図の判断記号Gは、大 きな物体の子の数が、1に等しいかを判断する。そうならば、大きな物体の子( 即ち、大きな物体内に含まれた小さな物体)は、第6図のブロックHに示された 如く、小さな物体に設定され、そして子の数は、ブロックIに示された如く、増 分される。代替的に、大きな物体の子の数が、1に等しくないならば、大きな物 体の子の数は、ブロックIに示された如く、増分される。いずれにせよ、子の数 が増分された後、小さな物体のHISTORY状態値は、第6図のブロックJに 示された如く、CHILDに設定される。モジュールSET STATUSは、 長円形Kに示された如く、終了される。 包含検査の第1段階により、次の両条件が満たされるならば、所定点は、大き な物体を境界付ける矩形内に含まれる。最初に、小さな物体の所定点の行位置座 標値が、大きな物体を境界付ける矩形の行位置座標値に対する最小及び最大値の 間にある。第2に、小さな物体の所定点の列 位置座標値は、大きな物体を境界付ける矩形の列位置座標値に対する最小及び最 大値の間にある。好ましい実施態様において、所定点は、質量中心である。しか し、所定点は、小さな物体における任意の点である。 第12図は、第16図に関して後述される如く、モジュールCHECK CO NTAINによって行われる第1実施態様の包含検査の第2段階を例証する。包 含検査の第2段階により、各個の小さな物体が、大きな物体の特性値の所定範囲 内に含まれる特性値を有するかを判定する段階は、さらに、次の下位段階を含む 。大きな物体の周囲点が、決定される。これは、第11図に関して記載された如 く、モジュールGET PERIMを使用して、第1実施態様に対して行われる 。物体の周囲点についての情報を獲得するために、物体は、まず、時計回り又は 反時計回り方向において順次にトレースされる。モジュールGET PERIM は、各周囲点の行位置座標値と列位置座標値を決定するために使用される。GE T PERIMモジュールの基本原理は、Rafael C.Gonzalez and Paul Winz著の”Digital Image Proce ssing”,Second Ed.,Addison−Wesley Pub lishing Company,Reading,Massachusett s(1987)において記載されたものと同様である。 第7図は、時計回り方向においてトレースされた単純物体に対する概略を示す 。例証の目的のために、13個の周囲点が示される。各周囲点は、行位置座標値 、列位置座標値と方向符号ベクトルを有する。この文脈において、行と列は、水 平行と垂直列である必要はないことが注目される。むしろ、物体を通った任意の 線セグメントは、適正な座標軸を指 定することにより行又は列に変換される。方向符号ベクトルは、各周囲点に対し て第1及び第2方向符号値を具備する。第1方向符号値は、GET PERIM モジュールによって決定される如く、各個の周囲点の次の周囲点に対する関係を 記述し、そして第2方向符号値は、GET PERIMモジュールによって決定 される如く、各個の周囲点の前周囲点に対する関係を記述する。下記の如く、「 次又は前点」の定義は、物体がトレースされる方向による。周囲バッファーの第 i部材は、方向符号記述子(xi、yi、vectori)によって表記され、こ こで、xiは行位置座標値、yiは列位置座標値、そしてvectoriは、次の 情報を含む方向符号ベクトルである。 (i)nextiは、次の周囲点への方向符号値である。 (ii)previは、前点から現点への方向符号値である。 第8図は、第7図に示された13個の点に対する行位置座標値、列位置座標値 と第1及び第2方向符号値を示す図である。例えば、点13は、2の行位置座標 値、1の列位置座標値、及び1の第1方向符号値と7の第2方向符号値を有する として表記される。 本発明において、方向符号値は、一周囲点の隣接周囲点(次周囲点又は前周囲 点)への方向により、0〜7の範囲を取る。本発明に対する方向符号値は、第9 図と第10図に示される。第10図の方向符号値は、第9図に示された値を90 °だけ回転させることにより導出される。第9図に示された方向符号値のセット の適用は、第10図に示された方向符号値と反対に、以下に議論される周囲バッ ファーをソートする方法による。第9図から見られる如く、nextiがゼロに 等しいならば、次周囲点は、現周囲点の垂直上、かつ同一列にある。一周囲点か ら次周囲 点への方向符号の値が、物体がモジュールGET PERIMによってトレース される向きによることを認識することは重要である。物体が時計回り方向にトレ ースされるならば、周囲点に関連した方向符号は、物体が反時計回り方向におい てトレースされる場合とは異なる。 モジュールGET PERIMの段階は、第11図に示される。第11図に示 された如く、ブロックAは、物体における第1点に現点をセットする。それから 、判断記号Bは、次周囲点が検出されたか判断する。そうでなければ、トレース 物体は無効であり、そしてモジュールは、ブロックCに示された如く終了される 。次周囲点が検出されたならば、行及び列位置座標値が、第11図のブロックD に示された如く周囲バッファーに記憶される。現点は、第11図のブロックEに 示された如く、次周囲点にセットされる。それから、判断記号Fは、現点が第1 周囲点であるかを判断する。そうでなければ、判断記号B、ブロックC−Eと判 断記号Fによるループが、現点が第1周囲点になるまで反復される。判断記号F の回答が肯定であるならば、モジュールGET PERIMが終了される。 モジュールGET PERIMをランした後、周囲バッファーが、生成される 。これは、第13A図と第13B図に関して記載される如く、モジュールLOA D BUFFERによって行われる。周囲バッファーは、大きな方の物体の周囲 点を具備する。各周囲点は、行位置座標値、列位置座標値、及び方向符号ベクト ルを有する。方向符号ベクトルは、各周囲点に対して第1及び第2方向符号値を 具備する。第1方向符号値は、各個の周囲点の次の周囲点に対する関係を記述し 、そして第2方向符号値は、各個の周囲点の前周囲点に対する関係を記述する。 周囲バッ ファーの周囲点は、行列ソートされた周囲バッファーを生成するために、所定の 順序でソートされる。周囲点状態変数は、バッファーの各周囲点に割り当てられ る。この段階は、第17A図と第17B図に関して以下に記載される如く、モジ ュールCONTAIN STATUSによって行われる。周囲点状態変数は、第 1及び第2値の一方を有する。周囲点状態変数の値は、第1及び第2方向符号値 によって決定される。小さな物体の所定点の列位置座標値が、周囲点状態変数の 第1値を有する周囲点の列位置座標値とソートされた周囲バッファーの次周囲点 の列位置座標値の間にあるならば、小さな物体は、大きな物体内に含まれるとし て指定され、この場合、周囲点は、小さな物体の周囲点と同一の行位置座標値を 有する。第1実施態様の好ましい実現において、所定点は、質量中心である。し かし、所定点は、小さな物体における任意の点でも良い。 これらの下位段階について第12図を参照すると、物体m、n、oが、識別さ れる。物体nの所定点vと物体oの所定点wは、矩形X’の境界内にあると判定 される。包含検査の第2段階を適用することにより、物体nの所定点vは、物体 mの2つの周囲点の列位置座標値の間にある列位置座標間を有すると判定され、 両周囲点は、点vと同一の行位置座標値を有する。物体nは、物体m内に含まれ ると判定される。物体nは、物体m内に含まれる単一の小さな物体であり、ある 基準が満たされるならば、後に削除される、即ち、保持されない。包含検査の第 2段階を適用することにより、物体oの点wは、点wと同一の行位置座標値を有 する物体mの2つの周囲点の列位置座標値の間にある列位置座標値を有しない。 このため、物体oは、物体m内に含まれないと判定される。物体oは、物体mの 親でも子でもなく、このため、保持される。 包含検査の第2段階は、第1段階(即ち、ボックステスト)を最初に適用する ことなく、すべての識別された物体に適用されることが注目される。しかし、第 1及び第2段階を順次に適用することにより、第1段階は、包含検査に対する初 期画面として役立つ。それから、第2段階は、物体が矩形ボックス内に位置する ことがわかった時に限って適用される。第1及び第2段階のこの順次使用は、あ まり計算的に集約されず、冗長判定を高速度で行うことを可能にする。 周囲バッファーを生成するモジュールLOAD BUFFERの段階は、第1 3A図と第13B図に示される。ブロックAに示された如く第1段階において、 現点は、周囲バッファーにおける第1点にセットされる。それから、判断記号B は、現点がバッファーにおける最終点を越えるかを判断する。そうならば、LO AD BUFFERモジュールが、第13A図のブロックCにおいて示された如 く完了される。現点がバッファーにおける最終点を越えないならば、判断記号D は、現点がバッファーにおける第1点であるかを判断する。そうならば、ブロッ クEは、バッファーにおける最終点として前点をセットする。現点がバッファー における第1点でないならば、判断記号Fは、現点がバッファーにおける最終点 であるかを判断する。そうならば、ブロックGは、バッファーにおける第1点と して次点をセットする。前点が周囲バッファーにおける最終点としてセットされ た後、現点が周囲バッファーにおける第1点出あるか又は次点が周囲バッファー における第1点としてセットされたならば、及び現点が周囲バッファーにおける 最終点であるならば、次点と現点の間の行座標値の差が、第13A図のブロック Hにおいて示された如く、算出され、バッファーに記憶される。この差は、△R OWNEXTとし て指定される。次点と現点の間の列座標値の差は、第13A図のブロックIに示 された如く、算出され、バッファーに記憶される。この差は、△COLNEXTとし て指定される。現点と前点の間の行座標値の差が、第13B図のブロックJにお いて示された如く、算出され、バッファーに記憶される。この差は、△ROWPR EV として指定される。次に、現点と前点の間の列座標値の差が、ブロックKに示 された如く、算出され、バッファーに記憶される。この差は、△COLPREVとし て指定される。それから、現点は、ブロックLに示された如く、バッファーにお ける次周囲点に移動され、そしてモジュールは、第13A図の判断記号Bに復帰 する。BとD〜Lによるループは、現点がバッファーにおける最終点を越えるま で継続し、この点において、LOAD BUFFERモジュールが、長円形Cに 示された如く完了される。 周囲点は、行列周囲バッファーを生成するために、最初に行により、それから 列により、ソートされる。このソート段階は、時計回り又は反時計回り方向のい ずれかにおいて物体をトレースするために行われる。このソート段階は、Rob ert Sedgewickによって教科書Algorithms in C、 Addison Wesley、1990において記載された標準「シェルソー ト」技術によって行われる。各周囲点に関連した「vectori」情報は、ソ ート中、点に関して移動することが注目される。行と列は、任意に選択される2 つの基準軸に関して画像の各点に付随する2つの直交する独立な座標値を表現す ることが注目される。こうして、代替的に、周囲点は、以下に明確に説明される 如く、最初に、行と伝統的に考えられる方向(水平方向)において、次に、この 方向に直交する方向(垂直方向)においてソートされる。 第1又は第4実施態様の一バージョンにおいて、物体は、時計回り方向におい てトレースされ、そして周囲点は、少なくとも一つの行ソート周囲点を具備する 行ソート周囲バッファーを生成するために、最初に行によりソートされる。周囲 点は、最小行位置座標値を有する点が、バッファーの先頭(バッファーのシーケ ンスの第1要素を意味する)に置かれる如く、昇順にソートされる。代替的に、 周囲点は、最大行位置座標値を有する点が、バッファーの先頭に置かれる如く、 降順にソートされる。 この一バージョンにおいて、行ソートされた周囲バッファーにおける周囲点は 、それから、少なくとも一つの行列ソート周囲点を具備する行列ソート周囲バッ ファーを生成するために、列によりソートされる。列により周囲点をソートする 段階は、昇順に周囲点をソートすることを含む。バッファーが昇順に行により、 続いて列によりソートされた場合に、最小列位置座標値と最小行位置座標値を有 する点が、バッファーの先頭に置かれる。バッファーが降順に行により、続いて 列によりソートされた場合に、最小列位置座標値と最大行位置座標値を有する点 が、バッファーの先頭に置かれる。 第1又は第4実施態様の第2バージョンにおいて、物体は、反時計回り方向に おいてトレースされ、そして周囲バッファーにおける周囲点は、少なくとも一つ の行ソート周囲点を具備する行ソート周囲バッファーを生成するために、行によ りソートされる。行により周囲点をソートする段階は、最小行位置座標値を有す る点が、バッファーの先頭に置かれる如く、昇順に周囲点をソートすることを含 む。代替的に、行により周囲点をソートする段階は、最大行位置座標値を有する 点が、バッファーの 先頭に置かれる如く、降順に周囲点をソートすることを含む。 この第2バージョンにおいて、行ソート周囲バッファーにおける周囲点は、少 なくとも一つの行列ソート周囲点を具備する行列ソート周囲バッファーを生成す るために、列によりソートされる。列により行ソート周囲点をソートする段階は 、降順に周囲点をソートすることを含む。バッファーが昇順に最初に行により、 続いて列によりソートされた場合に、最大列位置座標値と最小行位置座標値を有 する点が、バッファーの先頭に置かれる。バッファーが降順に最初に行により、 続いて列によりソートされた場合に、最大列位置座標値と最大行位置座標値を有 する点は、バッファーの先頭に置かれる。 第1又は第4実施態様の第3バージョンにおいて、物体は、時計回り方向にお いてトレースされ、そして周囲バッファーにおける周囲点は、少なくとも一つの 列ソート周囲点を具備する列ソート周囲バッファーを生成するために、列により ソートされる。列により周囲点をソートする段階は、最小列位置座標値を有する 点が、バッファーの先頭に置かれる如く、昇順に周囲点をソートすることを含む 。代替的に、列により周囲点をソートする段階は、最大列位置座標値を有する点 が、バッファーの先頭に置かれる如く、降順に周囲点をソートすることを含む。 この第3バージョンにおいて、列ソートバッファーにおける周囲点は、それか ら、少なくとも一つの列行ソート周囲点を具備する列行ソート周囲バッファーを 生成するために、行によりソートされる。行により周囲点をソートする段階は、 降順に列ソート周囲点をソートすることを含む。バッファーが昇順に列により、 続いて降順に行によりソートされた場合に、最大行位置座標値と最小列位置座標 値を有する点が、バッファーの 先頭に置かれる。バッファーが降順に列により、続いて降順に行によりソートさ れた場合に、最大行座標値と最大列座標値を有する点が、バッファーの先頭に置 かれる。 第1又は第4実施態様の第4バージョンにおいて、物体は、反時計回り方向に おいてトレースされ、そして周囲バッファーにおける周囲点は、少なくとも一つ の列ソート周囲点を具備する列ソート周囲バッファーを生成するために、列によ りソートされる。列により周囲点をソートする段階は、最小列位置座標値を有す る点が、バッファーの先頭に置かれる如く、昇順に周囲点をソートすることを含 む。代替的に、列により周囲点をソートする段階は、最大列位置座標値を有する 点が、バッファーの先頭に置かれる如く、降順に周囲点をソートすることを含む 。 第1実施態様の第4バージョンにおいて、列ソート周囲バッファーにおける周 囲点は、少なくとも一つの列行ソート周囲点を具備する列行ソート周囲バッファ ーを生成するために、行によりソートされる。列ソートバッファーにおいて行に より周囲点をソートする段階は、昇順に周囲点をソートすることを含む。バッフ ァーが昇順に最初に列により、続いて昇順に行によりソートされた場合に、最小 行位置座標値と最小列位置座標値を有する点が、バッファーの先頭に置かれる。 バッファーが降順に最初に列により、続いて昇順に行によりソートされた場合に 、最小行位置座標値と最大列位置座標値を有する点は、バッファーの先頭に置か れる。 第1及び第2値の一方を有する周囲点状態変数は、各周囲点に割り当てられる 。この段階は、モジュールCONTAIN STATUSにおいて行われ、この 流れ図は、第17A図と第17B図に関して以下に記 載される。周囲点状態変数の第1値は、「FILL」であり、そして周囲点状態 変数の第2値は、「NO FILL」である。状態変数の値は、第1及び第2方 向符号値nextiとpreviによって決定される。方向符号値は、使用される 周囲バッファーをソートするバージョンにより、第9図と第10図に従い決定さ れる。第1実施態様の第1バージョンと同様に、周囲バージョンの点が、最初に 行により、次に列によりソートされるならば、第9図の方向符号値が、使用され る。第1実施態様の第2バージョンと同様に、周囲バージョンの点が、最初に列 により、次に行によりソートされるならば、第10図において示された方向符号 値が使用される。nextiとpreviをFILL又はNO FILLに写像す るための規則は、第14図に示された如く、FILL索引テーブル(LUT)に おいて時計回り方向にトレースされた物体に対して要約される。nextiとp reviをFILL又はNO FILLに写像するための規則は、第15図に示 された如く、FILL索引テーブル(LUT)において反時計回り方向にトレー スされた物体に対して要約される。第14図と第15図の索引テーブルにおいて 、Fは、FILLを表象し、そしてNFは、NO FILLを表象する。第14 図と第15図の索引テーブルは、物体の局所凹所又は凸所に基づいて、経験的に 導出される。 モジュールCHECK CONTAINの段階は、第16図の流れ図において 示される。モジュールCHECK CONTAINは、被包含性に対して判定テ ストを行う。モジュールCHECK CONTAINは、第11図に示されたモ ジュールGET PERIMを呼び出し、第16図のブロックAに示された如く 、大きな物体の周囲点の座標を決定し、それらを周囲バッファーにおいて記憶す る。第13A図と第13B 図に具体的に示され、上述されたモジュールLOAD BUFFERは、各周囲 点から周囲バッファーの前及び次周囲点への方向符号ベクトルを含むことにより 、周囲バッファーを拡張する。これは、実際に、第6図に関して上述された如く 、SET STATUSモジュールの第2段階である。 第16図に関して上述された如く、モジュールCHECK CONTAINは 、モジュールCONTAIN STATUSを呼び出し、小さな物体が大きな物 体内に含まれるかを判定する。モジュールCONTAIN STATUSの段階 は、第17A図と第17B図において示される。第17A図のブロックAAに示 された如く、CONTAIN STATUSの第1段階は、行と列により周囲バ ッファーをソートすることである。それから、第17A図のブロックAに示され た如く、現点は、大きな方の物体の周囲バッファーの第1点にセットされる。そ れから、判断記号Bは、現点が周囲バッファーの最終点を越えるかを判断する。 そうならば、FALSEが、ブロックCに示された如く返され、小さな物体が、 大きな物体内に含まれないことを意味し、モジュールは、長円形Dで示された如 く終了される。現点が最終点を越えないならば、判断記号Eは、現点の行位置座 標値が、小さな物体の質量中心の行位置座標値に等しいかを判断する。判断記号 Eの回答が肯定であるならば、判断記号Fは、現点が、周囲バッファーの次点と 同一点であるかを判断する。そうならば、現点は、ブロックGに示された如く、 冗長として標識付けされる。冗長周囲点は、物体の順次トレース中、2度以上ア クセス又は横断されたものである。例えば、これは、トレース段階中、2度以上 交差された点である交差点において発生する。この冗長点検査が行われる 時、各冗長周囲点と物体の内点と同一線セグメント上の次周囲点の間にあるすべ ての点を指定する段階は、各冗長周囲点のすべての事例が、周囲点状態変数の第 1値(FILL)を割り当てられた時のみ、行われる。 判断記号Hは、現点と次点の状態変数がFILLに等しいかを判断する。回答 が肯定であるならば、CONTAIN STATUSは、第17B図の判断記号 Iへ行く。第17B図の判断記号Iは、小さな物体の質量中心の列位置座標値が 、現点の質量中心の列位置座標値以上であり、周囲バッファーの次周囲点の列位 置座標値以下であるかを判断する。これらの質問のいずれか又は両方への回答が 否定であるならば、現点は、第17A図のブロックJに示された如く、周囲バッ ファーの次点にセットされ、そしてB、E、F、G、H、IとJのループが、現 点が最終点を越えるまで継続する。それから、FALSEが、ブロックCに示さ れた如く返され、そしてモジュールCONTAIN STATUSが、長円形D において示された如く、終了される。 判断記号Eに戻って、現点の行位置座標値が、小さな物体の質量中心の行位置 座標値に等しくないならば、モジュールCONTAIN STATUSは、ブロ ックJへ移動し、そしてB、EとJによるループが、現点が最終点を越えるまで 継続する。それから、FALSEが返され、そしてモジュールCONTAIN STATUSは、長円形Dで示された如く、終了される。 判断記号Fに戻って、現点が、周囲バッファーの次点と同一点でないならば、 判断記号Kは、現点の状態値がFILLに等しいかを判断する。そうならば、モ ジュールCONTAIN STATUSは、判断記号Iへ継続する。判断記号I の回答が否定であるならば、B、E、F、K、 IとJによるループが、現点が最終点を越えるまで継続する。この時点において 、FALSEが返され、そしてモジュールCONTAIN STATUSが、長 円形Dで示された如く、終了される。 判断記号Hに戻って、現点と次点の状態値が、FILLに等しくないならば、 モジュールCONTAIN STATUSは、ブロックJに示された如く、現点 を周囲バッファーの次点にセットする。B、E、F、G、HとJによるループは 、現点が最終点を越えるまで継続する。この時点において、FALSEが返され 、そしてモジュールCONTAIN STATUSが、長円形Dで示された如く 、終了される。 判断記号Kに戻って、現点の状態値が、FILLに等しくないならば、現点が 、ブロックJに示された如く、周囲バッファーの次点にセットされ、そしてモジ ュールは、判断記号Bに返る。B、E、FとKによるループは、現点が最終点を 越えるまで継続し、この時点において、FALSEが返され、そしてCONTA IN STATUSは、長円形Dで示された如く、終了される。 判断記号Iに戻って、小さな物体の質量中心の列位置座標値が、現点の列位置 座標値以上であり、かつ、周囲バッファーの次周囲点の列位置座標値以下である ならば、TRUEが、ブロックLに示された如く、返される。モジュールCON TAIN STATUSは、長円形Mで示された如く、終了される。 以下に議論された理由のために「ピギーバック方式」と呼ばれる本発明の第1 及び第4実施態様の別の修正は、空間的に重なる異なる色を弁別する。第18図 は、相似性検査とも呼ばれるピギーバック方式の物体の検査を示す概略図である 。第18図は、物体q、pとrを例証する。 第5図と第12図に関して上述された包含検査を使用することにより、両物体q とrは、物体p内に含まれると判定される。しかし、画像分析技術を用いて物体 を識別する場合に、物体は、同一空間の二次元座標を占めるように見えるが、そ れらは、実際に異なる物体である。そのような事例は、第2有機体とは完全に異 なる一有機体が、第2有機体における部分又は「ピギーバック」により成長する 生きた有機体の場合である。こうして、相似性検査は、異なる物体があるかを判 定するために行われる。 例示のために、第18図に示された物体qの所定点sは、物体pの内点の色相 値の所定範囲内にある特性属性例えば色相を有すると判定される。物体qは、相 似性であり、物体pに関して冗長であると判定される。物体qは、削除される。 第18図に示された物体rの所定点tは、物体pの内点の色相値の所定範囲外に ある特性色相値を有すると判定される。物体rは、物体pとは異なると判定され る。両物体rとpは、保持される。 第1実施態様のピギーバック方式により、第1物体に関して冗長である各第2 物体の少なくとも一つの所定点の特性属性が、判定される。こうして、第1実施 態様の一実現において、大きな物体内に含まれた各小さな物体の所定点の特性属 性が、判定される。所定点は、質量中心であるが、必ずしもそうである必要はな い。特性属性は、例えば、色相であるか、もしくは、他のテクスチャー又は色パ ラメータである。好ましいそれから、実現における第1物体又は大きな物体の同 一特性属性が、判定される。第1及び第4実施態様の好ましい実現において、そ れぞれ、大きな物体と小さな物体である第1物体と第2物体は、保持され、そし て大きな物体と小さな物体の物体状態変数は、第1値にセットされ、この値は、 小さな物体に関する大きな物体の所定点の特性属性の差が、所定最小数を超える ならば、「RETAIN BOTH」である。第1実施態様の好ましい実現にお いて、判定段階は、大きな物体の内点を判定し、小さな物体の内点を除外するこ とを含む。 第1実施態様において、ピギーバック方式は、モジュールCHECK SIM ILARITYによって行われ、この段階は、第19図において示される。明確 性の目的のために、CHECK SIMILARITYの段階は、第1物体が大 きな物体であり、そして第2物体が小さな物体である場合に例証されるが、第1 及び第2物体は、上記の如く空間的な重なりとは別の様式で冗長である場合があ ることが理解される。第19図のブロックAに示された如く、CHECK SI MILARITYの第1段階は、モジュールWRITE BUFを呼び出し、第 20A図と第20B図に関して下記された如く、小さな物体の内点に対応するバ ッファー画像のピクセルに「CENTER」として指定された所定グレーレベル 値を割り当てることである。これらの点を所定グレーレベル値で標識付けること により、モジュールは、小さな物体の外点を含むことなく、大きな物体の正確な 色相判定を可能にする。 上記の例示において、物体の点が、指定され、物体の平均色相よりもむしろ、 その色相が、判定される。所定点は、小さな物体と大きな物体の間の色相比較を 行うための質量中心である。しかし、平均色相を算出することにより、より強壮 な比較が行われる。この場合、大きな物体内に含まれる各小さな物体の平均特性 属性が、使用される。 第19図のブロックBに示された如く、CHECK SIMILAR ITYの第2段階は、小さな物体の平均色相であるHUESMALLを算出する ことである。それから、大きな物体の平均色相HUELARGEは、第19図の ブロックCに示された如く、算出される。HUELARGE−HUESMALL に等しい値DELTAが、ブロックDに示された如く、算出される。それから、 判断記号Eは、DELTAが「DELTAHUE」よりも小さいかを判断する。 「DELTAHUE」は、相似性が存在するための色相の接近度を指示する所定 値である。回答が否定であるならば、小さい物体の親は、第19図のブロックF に示された如く、大きな物体であるようにセットされ、そして小さい物体の物体 形式は、第19図のブロックGに示された如く、CHILDであるようにセット される。それから、DELETEが、ブロックHに示された如く返され、そして モジュールCHECK SIMILARITYが、第19図の長円形Iに示され た如く、終了される。判断記号Eに戻って、DELTAがDELTAHUEより も小さいならば、小さい物体の親は、ブロックJに示された如く、大きな物体で あるようにセットされ、そして小さい物体の物体形式は、ブロックKに示された 如く、相似の子であるようにセットされる。RETAINが、ブロックLに示さ れた如く、返され、そしてモジュールが、Mで示された如く終了される。 ピギーバック方式の一実現において、各第2物体、例えば、各小さい物体、の 各内点の平均特性属性が、判定される。平均特性属性を使用するこの実現は、特 性属性を使用するピギーバック方式の実現よりも良い比較を与える。それから、 各第1物体の各内点の同じ平均特性属性が、判定される。好ましい実現において 、第1物体は、大きな物体であり、第2物体は、小さい物体であり、そして平均 特性属性は、平均内部色相、 即ち、すべての内点の平均色相である。各物体の物体状態変数は、第1物体に関 して冗長な少なくとも一つの第2物体の内点の平均特性属性に関する第1物体の 内点の平均特性属性の差が、所定最小数を超えるならば、上記の如く、第1値、 即ち、RETAIN BOTH、にセットされる。こうして、好ましい実施態様 において、大きな物体内に含まれた少なくとも一つの小さな物体の平均内部色相 に関する大きな物体の平均内部色相の差が、所定最小数を超えるならば、第1及 び第2物体の両方が、保持される。 第20A図と第20B図を参照すると、CENTERとして指定された所定グ レーレベル値を、小さな物体の内点に対応するバッファー画像のピクセルに割り 当てるためのWRITE BUFの段階が、示される。ブロックAAに示された 如く、WRITE BUFの第1段階は、行と列により周囲バッファーをソート することである。第20A図のブロックAに示された如く、現点は、周囲バッフ ァーの第1点にセットされ、そしてFILLPREV状態が、FALSEにセッ トされる。FILLPREVは、現周囲点の直前の点のFILL状態値を指示す る状態変数である。FILLPREV状態変数の状態値とFILL状態値は、現 点の方向符号ベクトルと、トレースの方向により、第14図と第15図のLUT によって決定される。それから、判断記号Bは、現点が周囲バッファーの最終点 を超えるかを判断する。そうならば、モジュールは、長円形Cで示された如く、 終了される。現点が、最終点を超えないならば、判断記号Dは、現点のFILL PREV状態がFALSEであるかを判断する。そうならば、バッファー画像の 対応点は、第20A図のブロックEに示された如く、所定グレーレベル値CEN TERを標識付けされ る。 モジュールは、判断記号Fに進む。現点のFILLPREV状態がFALSE に等しくないならば、モジュールは、判断記号Fに直接に進む。判断記号Fは、 現点が、周囲バッファーの次点と同一であるかを判断する。そうならば、現点は 、ブロックGに示された如く、冗長点として標識付けされる。それから、判断記 号Hは、現点と次点の状態値が、FILLに等しいかを判断する。そうでないな らば、現点は、ブロックMに示された如く、バッファーの次点にセットされ、そ してモジュールWRITE BUFは、第20A図の判断記号Bへ復帰する。B −Mのループは、現点が、周囲バッファーの最終点を越えるまで継続し、この点 において、モジュールは、第20A図の長円形Cで示された如く、終了される。 判断記号Hに戻ると、現点の状態値がFILLに等しいならば、モジュールは 、ブロックJに進み、そして現点と同一行の次点へ移動する。それから、判断記 号Kは、次点の列位置座標値が、バッファーにおける次周囲点の列位置座標値以 下であるかを判断する。そうならば、バッファー画像の対応点は、ブロックLに 示された如く、値CENTERを標識付けされる。それから、モジュールWRI TE BUFは、ブロックJに示された如く、現点と同一行の次点に移動し、そ してJ、KとLによるループが、次点の列位置座標値が、バッファーにおける次 周囲点の列位置座標値以下にならなくなるまで継続する。 判断記号Fに戻ると、現点が周囲バッファーの次点と同一でないならば、モジ ュールは、判断記号Iへ進む。判断記号Iは、現点の状態値がFILLに等しい かを判断する。そうでないならば、現点は、ブロック Mに示された如く、バッファーの次点にセットされ、モジュールは、第20A図 の判断記号Bに返り、そしてB−Iのループが、現点が周囲バッファーの最終点 を越えるまで継続する。この点において、モジュールは、長円形Cに示された如 く、終了される。 判断記号Iに戻ると、現点の状態値が、FILLに等しいならば、モジュール は、ブロックJに進み、現点と同一行の次点へ移動する。それから、判断記号K は、次点の列位置座標値が、バッファーにおける次周囲点の列位置座標値以下で あるかを判断する。そうならば、バッファー画像の対応点は、ブロックLに示さ れた如く、値CENTERを標識付けされる。それから、モジュールWRITE BUFは、ブロックJに示された如く、現点と同一行の次点へ移動し、そして J、KとLのループが、次点の列位置座標値が、バッファーにおける次周囲点の 列位置座標値以下にならなくなるまで継続する。 モジュールWRITE BUFは、判断記号Fに進み、現点が行における最終 周囲点であるかを判断する。それが、行における最終周囲点でないならば、FI LLPREV状態変数の値が、ブロックQに示された如く、現点のFILL状態 値にセットされる。それから、現点は、ブロックRに示された如く、周囲バッフ ァーの次点にセットされ、そしてB−Fのループが、現点が行における最終周囲 点になるまで継続する。それが行における最終周囲点であるならば、現点は、ブ ロックPに示された如く、周囲バッファーの次点にセットされ、そしてB−Pの ループは、現点が周囲バッファーの最終点を越えるまで継続する。この点におい て、モジュールWRITE BUFは、長円形Cで示された如く、終了される。 第21A図と第21B図は、上記の如く、物体の平均色相を計算するモジュー ルREAD COLORを記述する。第21A図のブロックAAに示された如く 、READ COLORの第1段階は、行と列により周囲バッファーをソートす ることである。第21A図のブロックAに示された如く、現点は、周囲バッファ ーの第1点にセットされ、そしてFILLPREV状態が、FALSEにセット される。FILLPREVは、現周囲点の直前の点のFILL状態値を指示する 状態変数である。FILLPREV及びFILL状態変数の状態値は、現点の方 向符号ベクトルと、トレースの方向により、第14図と第15図のLUTによっ て決定される。それから、判断記号Bは、現点が周囲バッファーの最終点を超え るかを判断する。そうならば、モジュールは、長円形Cで示された如く、終了さ れる。現点が、最終点を超えないならば、判断記号Dは、現点のFILLPRE V状態がFALSEであるかを判断する。そうならば、現点は、内点として標識 付けされ、そして色パラメータは、ブロックEに示された如く、算出される。そ れから、モジュールは、判断記号Fに進む。現点のFILLPREV状態が、F ALSEに等しくないならば、モジュールは、判断記号Fに直接に進む。 判断記号Fは、現点が、周囲バッファーの次点と同一であるかを判断する。そ うならば、現点は、ブロックGに示された如く、冗長点として標識付けされる。 それから、判断記号Hは、現点と次点の状態値が、FILLに等しいかを判断す る。そうでないならば、現点は、ブロックOに示された如く、バッファーの次点 にセットされ、そしてモジュールREAD COLORは、第21A図の判断記 号Bへ復帰する。B−Oのループは、現点が、周囲バッファーの最終点を越える まで継続し、この 点において、モジュールは、第21A図の長円形Cで示された如く、終了される 。 判断記号Hに戻ると、現点の状態値がFILLに等しいならば、モジュールは 、ブロックJに進み、そして現点と同一行の次点へ移動する。それから、判断記 号Kは、次点の列位置座標値が、バッファーにおける次周囲点の列位置座標値以 下であるかを判断する。そうならば、判断記号Lは、現物体の物体形式が、好ま しい実施態様において、この物体が大きな物体であることを意味する、「PAR ENT」であるかを判断する。そうならば、判断記号Mは、バッファー画像の対 応点が、CENTERと呼ばれる所定グレーレベル値を標識付けされたかを判断 する。バッファー画像の対応点がCENTERと標識付けされたならば、モジュ ールREAD COLORは、ブロックJに示された如く、現点と同一行の次点 に移動し、そしてJ、K、LとMによるループが、バッファー画像の対応点が、 CENTERと標識付けされなくなるまで継続する。 モジュールREAD COLORは、それから、第21B図のブロックNに行 く。次点は、内点として標識付けされ、そして色パラメータが、算出される。モ ジュールは、それから、ブロックJに進み、そしてJ、KとLによるループが、 現物体の物体形式がPARENTに等しくない(即ち、それが大きな物体でない )ようになるまで、継続する。N、JとKのループは、判断記号Kに示された如 く、次点の列位置座標値が、バッファーの次周囲点の列位置座標値よりも大きく なるまで、継続する。モジュールREAD COLORは、判断記号Pに進み、 現点が行の最終周囲点であるかを判断する。行の最終周囲点でないならば、ブロ ックQは、FILLPREV状態変数の値を、現点のFILL状態値にセッ トする。現点は、ブロックRに示された如く、周囲バッファーの次点にセットさ れ、そしてB−Pのループは、現点が行の最終周囲点になるまで、継続する。現 点が、行の最終周囲点であるならば、現点は、ブロックRに示された如く、周囲 バッファーの次点にセットされ、そしてB−Pのループが、現点が周囲バッファ ーの最終点を越えるまで継続する。この点において、モジュールは、長円形Cで 示された如く、終了される。 判断記号Fに戻ると、現点が周囲バッファーの次点と同一でないならば、モジ ュールREAD COLORは、判断記号Iへ進む。判断記号Iは、現点の状態 値がFILLに等しいかを判断する。そうでないならば、現点は、ブロックOに 示された如く、バッファーの次点にセットされ、モジュールは、第21A図の判 断記号Bに返る。B−Iのループは、現点が周囲バッファーの最終点を越えるま で継続する。この点において、モジュールは、長円形Cに示された如く、終了さ れる。 判断記号Iに戻ると、現点の状態値が、FILLに等しいならば、モジュール は、ブロックJに進み、現点と同一行の次点へ移動する。それから、判断記号K は、次点の列位置座標値が、バッファーにおける次周囲点の列位置座標値以下で あるかを判断する。そうならば、判断記号Lは、現物体の物体形式がPAREN Tであるかを判断する。そうならば、判断記号Mは、バッファー画像の対応点が 、CENTERと呼ばれる所定グレーレベル値を標識付けされるかを判断する。 バッファー画像の対応点が、CENTERと標識付けされるならば、モジュール READ COLORは、ブロックJに示された如く、現点と同一行の次点へ移 動し、そしてJ、K、LとMのループが、画像バッファーの対応点が、CENT ERと標識付けされなくなるまで、継続する。 モジュールREAD COLORは、第21B図のブロックNに行く。次点は 、内点として標識付けされ、そして色パラメータが、算出される。モジュールは 、それから、ブロックJに進み、そしてJ、KとLによるループが、現物体の物 体形式がPARENTに等しくない(即ち、それが大きな物体でない)ようにな るまで、継続する。N、JとKのループは、判断記号Kに示された如く、次点の 列位置座標値が、バッファーの次周囲点の列位置座標値よりも大きくなるまで、 継続する。モジュールREAD COLORは、判断記号Pに進み、現点が行の 最終周囲点であるかを判断する。行の最終周囲点でないならば、ブロックQは、 FILLPREV状態変数の値を、現点のFILL状態値にセットする。現点は 、ブロックRに示された如く、周囲バッファーの次点にセットされ、そしてB− Pのループは、現点が行の最終周囲点になるまで、継続する。現点が、行の最終 周囲点であるならば、現点は、ブロックRに示された如く、周囲バッファーの次 点にセットされ、そしてB−Pのループが、現点が周囲バッファーの最終点を越 えるまで継続する。この点において、モジュールは、長円形Cで示された如く、 終了される。 第1及び第4実施態様の特定の実現において、画像において潜在的に冗長な物 体のグループを識別する段階は、物体と背景の像を発生する下位段階を含む。背 景は、一定又は可変である。第1及び第4実施態様の方法を実現するために使用 されたハードウェアは、像が発生される時、最初に初期化されなければならない 。物体と背景の像は、カメラによって発生される。CCDカメラが、一般に、本 発明で使用されるが、任意の形式のカメラが、本発明の一般原理に反することな く使用される。像は、それから、フレームグラバー又はビデオデジタイザーによ ってデジ タル化及び記憶される。 本発明の方法はまた、複数の副空間を含む、像を表現するデータ空間を規定す る段階を具備する。データ空間は、妥当物体の少なくとも一つの所定の属性値に 基づく。代替的に、データ空間は、前に識別された物体の少なくとも一つの所定 の属性値に基づく。さらに、データ空間は、画像のグレーレベル値を具備する。 ヒストグラムは、像の各点に関連したグレーレベル値を構成する一次元データ空 間の例である。この例は、下記の好ましい実現としてさらに詳細に説明される。 代替的に、データ空間は、像の色空間を具備する。この色空間は、R、G、B色 空間、または、LAB色空間である。そのような色空間は、3次元データ空間の 例である。代替的に、データ空間は、像のグレーレベル値の変換から生ずる空間 を具備する。この合成空間は、例えば、コントラスト、色相の大きさ、又は縁強 度である。この段落において記載されたデータ空間は、例示のみであり、本発明 の範囲は、これらの例に限定されない。 第1及び第4実施態様の好ましい実現において、画像において潜在的に冗長な 物体のグループを識別する段階はまた、全画像を表現するヒストグラムを発生す る下位段階を具備し、この場合、グレーレベルヒストグラムは、エントロピー関 数を有する。しきいグレーレベル値は、ヒストグラムのエントロピー関数が最大 化される如く、エントロピー的に選択される。モジュールHISTOGRAMは 、像の対象領域のグレーレベルヒストグラムを発生するために使用される。グレ ーレベルヒストグラムを発生するための段階は、第22図の流れ図において示さ れる。第22図のブロックAに示された如く、HISTOGRAMは、まず、画 像の対象領域のヒストグラムを算出する。それから、第22図のブロッ クBに示された如く、各グレーレベルsに対して、エントロピー関数Hsの算出 において続いて使用される値を算出する。この算出の結果は、ブロックCに示さ れた如く、メモリに記憶される。これは、エントロピーしきいグレーレベルの続 く算出のために、単純な索引作業のみが要求されることを保証する。 第1及び第4実施態様の方法はまた、少なくとも一つの副空間を選択する段階 を含む。この段階は、第1図のブロックCに示される。副空間は、データ空間の 有界部分である。即ち、それは、全データ空間にわたらない。副空間は、一対の グレーレベル値か、または、グレーレベル値の範囲である。さらに、副空間は、 例えば、グレーレベル値又はカラーパラメータがそれぞれの空間において集群す る方法に基づいて、選択されるが、副空間が、これらの例に限定されないことが 注目される。 第1及び第4実施態様の好ましい実現において、方法はまた、ヒストグラムの エントロピー関数が、最大化される如く、しきいグレーレベル値をエントロピー 的に選択することを含む。画像のグレーレベルヒストグラムを分析するためにエ ントロピーを使用する思想は、元来、論文”Entropic Thresho lding,a New Approach”,Comp.Graphics and Image Proc.,Vol.16,1981,pp.210−2 39においてPunによって提案された。Punのエントロピー分析は、論文” A New Method for Grey−Level Picture Thresholding Using the Entropy of th e Histogram”,Comp.Graphics and Image .Proc.29,1985,pp.273−285 においてKapur他によってさらに洗練された。代替的に、自動計算エントロ ピーしきいは、論文”Entropic Thresholding”,Sig nal Processing,Vol.16,1989,pp.97−108 においてPal and Palによって記載された如く、共発生マトリックス から決定される。本発明で使用されたようなしきいグレーレベルをエントロピー 的に選択する段階は、第23図に示された如く、ENTROPYモジュールによ って行われる。第23図のブロックAに示された如く、ヒストグラムのエントロ ピー関数を最大化する第1段階は、最大エントロピー関数を最小値に初期化する ことである。 第1及び第4実施態様の好ましい実現において、画像の複数のグレーレベル上 側及び下側ヒストグラムを発生する段階が、提供される。各グレーレベル上側及 び下側ヒストグラムは、それぞれのエントロピー関数を有する。しきいグレーレ ベルをエントロピー的に選択する段階は、各グレーレベル値におけるグレーレベ ルヒストグラムを第1区分と第2区分に順次に区分化する下位段階を含む。変化 する背景における単一の単純物体が識別される単純な場合を示すために、画像の グレーレベルヒストグラムが、第24図に示される。第1及び第2区分が、第2 4図のヒストグラムにおいて示され、この場合、背景のグレーレベル値は、第1 区分Aによって表現され、そして妥当物体のグレーレベルは、第2区分Bによっ て表現される。ENTROPYモジュールにおいて、区分化しきいグレーレベル 値は、第23図のブロックBに示された如く、最小値に初期化される。 画像において潜在的に冗長な物体のグループを識別する段階はまた、 各ヒストグラムのエントロピー関数が最大化される如く、各上側及び下側ヒスト グラムに対して複数のしきいグレーレベル値をエントロピー的に選択する下位段 階を具備する。しきいグレーレベルをエントロピー的に選択する段階はまた、各 区分に対してエントロピー関数を計算する下位段階を含み、この場合、ヒストグ ラムの全エントロピー関数は、第1区分Aのエントロピー関数Hs(A)と第2 区分Bのエントロピー関数Hs(B)の合計として定義される。この段階は、第 23図のブロックCに示され、そして次の如く数学的に表現される。 所与のしきいグレーレベル値sに対して、 こうして、 そのため、 同様に、 ここで、 そして 合計Hs(A)+Hs(B)は、画像のグレーレベルヒストグラムの全エントロ ピー関数を表現する。最大エントロピーしきいグルーレベルは、 全エントロピー関数を最大にするsの値である。 第23図の判断記号Dは、ヒストグラムのエントロピー関数が、ブロックAに おいて初期化された最大エントロピー関数よりも大きいかを判断する。そうなら ば、最大エントロピー関数は、第23図のブロックEに示された如く、区分化し きいグレーレベルを使用して更新される。それから、最大エントロピーしきいグ レーレベル値は、ブロックFに示された如く、区分化しきいグレーレベル値にセ ットされる。最大エントロピーしきいグレーレベル値がセットされた後、又はヒ ストグラムのエントロピー関数が最大エントロピー関数よりも大きくないならば 、第23図に示された如く、ENTROPYモジュールの判断記号Gは、区分化 しきいグレーレベル値が、最大しきいグレーレベル値に等しいかを判断する。そ うならば、最大エントロピーしきいグレーレベル値が、第23図のブロックHに 示された如く返される。そうでないならば、区分化しきいグレーレベル値が、第 23図のブロックIに示された如く増分され、そして増分された区分化しきいグ レーレベル値が、ブロックCに返され、ここで、増分された区分化しきいグレー レベル値のエントロピー関数が計算される。C−Gによるループは、区分化しき いグレーレベル値が最大しきいグレーレベル値に等しくなり、この点において、 最大エントロピーしきいグレーレベル値がブロックHに示された如く返されるま で反復される。 確率分布は、各区分内にグレーレベル値のみを含むようにHs(A)とHs(B )において再正規化される。この再正規化により、最大エントロピー関数は、第 24図においてTで示された如く、グレーレベルヒストグラムにおける物体ピー ク縁においてちょうど発生する。こうして、 新しきいグレーレベル値が、ヒストグラムのエントロピー関数が最大化される如 く選択される。第24図に示された単純な場合に対するしきい値のこの最大選定 により、背景の再正規化分布は、最低ピークになり、最も一様になる。背景区分 におけるグレーレベル値の数は物体区分におけるグレーレベル値の数よりもずっ と大きいために、ヒストグラムの全エントロピー関数は、背景のエントロピー関 数によって支配される。 第1及び第4実施態様の方法はまた、各選択副空間を使用して、候補物体の少 なくとも一つの表現に対して画像を多重に走査する段階を含む。この段階は、副 空間の各々を同時に使用して、画像を一度走査するか、または、各走査に対して 選択副空間を使用して、多重回、画像を走査することを具備する。 第1及び第4実施態様の好ましい実現において、画像において潜在的に冗長な 物体のグループを識別する段階はまた、少なくとも一つの候補物体に対して自動 的に選択されたしきいグレーレベル値を使用して、画像を探索する下位段階を具 備する。候補物体は、少なくとも一つの候補物体属性値を有する。探索段階は、 さらに、エントロピー的に選択されたしきいグレーレベル値を使用して、少なく とも一つの物体に対して画像を走査する下位段階を含む。さらに具体的には、走 査された画像の部分は、複数のピクセルを具備し、各ピクセルは、上限と増分の 合計よりも小さなグレーレベル値を有する。幾つかの応用において、増分は、ゼ ロにセットされる。上限はまた、表記MAXを有する。増分は、探索される領域 の最大グレーレベル値MAXと探索される領域の最小グレーレベル値MINの間 の差に等しく、新最大グレーレベル値Gray leVelmaxに帰着する。 Gray levelmax=2×MAX−MIN (7) グレーレベル値がgray levelmaxを超える画像の領域は、探索におい て無視される。 探索段階は、さらに、エントロピー的に選択されたしきいグレーレベル値によ って決定された境界グレーレベル値を有する候補物体をトレースする下位段階を 具備する。第1実施態様の探索段階は、第25図に示されたモジュールSEAR CH IMAGE、第26図に示されたモジュールFIND OBJECTと第 27A〜27B図に示されたモジュールTRACE OBJECTによって行わ れる。 第25図のブロックAによって示された如く、SEARCH IMAGEの第 1段階は、探索位置を初期化することである。モジュールSEARCH IMA GEは、エントロピー的に選択された現しきいグレーレベル値により、対象領域 を探索する。それから、第25図の判断記号Bは、探索位置が走査の終端である かを判断する。そうならば、SEARCH IMAGEは、終了される。 探索位置が、走査の終端でないならば、モジュールSEARCH IMAGE は、モジュールFIND OBJECTを使用して、エントロピー的に選択され たしきいグレーレベル値を越えるグレーレベル値を有する点を見つけるまで、現 在のエントロピー的に選択されたしきいグレーレベルを有する対象領域を探索す る。背景よりも暗い物体を識別するために、画像は、発生された直後に反転され る。そのような点は、新物体の第1点である。第25図の判断記号Dは、新物体 が、モジュールFIND OBJECTを使用して見つけられたかを判断する。 物体が、現探索においてまだ探索されていないならば、モジュールSEARCH IMAGEは、第25図のブロックEによって示された如く、モジュールTR ACE OBJECTをランさせることにより、物体をトレースすることに進む 。 物体が、トレースされた後、探索位置は、第25図のブロックFに示された如 く、増分される。B−Fによるループは、モジュールSEARCH IMAGE が判断記号Bによって示された如く探索の終端になるまで継続される。代替的に 、新物体が判断記号Dによって示された如く検出されないならば、探索位置は、 ブロックFにおいて示された如く増分され、こうして、トレース段階をバイパス し、そしてB−Iによるループが、SEARCH IMAGEが探索の終端にな るまで継続される。 モジュールFIND OBJECTの段階は、第26図に示される。FIND OBJECTにおける第1段階は、ブロックAに示された如く、探索される画 像の現位置に探索位置を初期化することである。それから、判断記号Bは、探索 位置が物体の内側にあるかを判断する。そうならば、探索位置が、ブロックCに よって示された如く増分され、そして判断記号Dは、FIND OBJECTが その探索の終端にあるかを判断する。そうならば、新物体はブロックEにおいて 示された如く検出されない。そうでないならば、判断記号Bは、増分された探索 位置が物体の内側にあるかを判断する。B−Eによるループのプロセスは、探索 位置が物体の内側になくなるまで継続する。この点において、判断記号Fは、次 物体が検出されたかを判断する。そうでないならば、探索位置は、第26図のブ ロックGにおいて示された如く増分され、そして判断記号Hは、SEARCH IMAGEモジュールが探索の終端にあるかを判断する。そうならば、新物体非 検出が、ブロックIによって示され た如く返される。そうでないならば、判断記号Fは、次物体が増分探索位置を使 用して検出されたかを再び判断する。F−Iによるループのプロセスは、次物体 が検出されるまで継続する。判断記号Jは、検出された物体がすでにトレースさ れたかを判断する。そうならば、新物体検出が、ブロックKによって示された如 く返される。検出された物体がまだトレースされていないならば、探索位置が、 ブロックLによって示された如く更新され、そして新物体検出が、第26図のブ ロックMによって示された如く返される。上記の如く、SEARCH IMAG E、FIND OBJECTとTRACE OBJECTをランさせることによ り、第26図のブロックMにおいて返された物体は、第26図の判断記号Dに返 される。 TRACE OBJECTモジュールの基本原理は、”Digital Im age Processing” by Rafael C.Gonzalez and Paul Wintz、Second Ed.、Addison−W esley Publishing Company、Reading、Mas sachusetts(1987)において記載されたものに類似する。第27 A図のブロックAに示された如く、TRACE OBJECTモジュールにおけ る第1段階は、候補物体属性値を初期化することである。それから、TRACE OBJECTモジュールは、近隣周囲点が検出されたかを判断記号Bにおいて 判断する。そうでないならば、トレースされた物体は、ブロックCによって示さ れた如く、無効である。近隣周囲点が検出されたならば、判断記号Dは、TRA CE OBJECTモジュールが候補物体の第1周囲点にあるかを判断する。そ うでないならば、候補物体属性値は、第27A 図のブロックEに示された如く更新される。それから、B−Eによるループが、 TRACE OBJECTモジュールが候補物体の第1周囲点になるまで、更新 された候補物体属性値を使用して、反復される。それから、質量中心座標と極点 の行位置及び列位置座標値が、第27A図のブロックFにおいて示された如く算 出される。それから、判断記号Gは、質量中心が内点であるかを判断する。そう ならば、トレースされた物体は、ブロックHに示された如く無効である。判断記 号Gの回答が肯定であるならば、モジュールは、判断記号Iへ行き、候補物体面 積が大きすぎるかを判断する。そうならば、トレースされた物体は、第27A図 のブロックJに示された如く、無効である。 候補物体面積が大きすぎないならば、形状因子が、第27B図のブロックKに おいて示された如く算出される。形状因子の定義は、識別される物体の幾何形状 により、変化する。例えば、円形物体に対する形状因子の定義は、 形状因子=1−p2/4πA (8) である。ここで、pは候補物体の周囲長であり、Aは候補物体の面積である。そ れから、TRACE OBJECTは、形状因子が第27B図の判断記号Lにお いて示された如くドライバーに含められる所定範囲内にあるかをチェックする。 形状因子が所定範囲内に入らないならば、トレースされた物体は、第27B図の ブロックMによって示された如く無効である。形状因子が所定範囲内に入るなら ば、候補物体は、ブロックNに示された如く、カーネルによって維持される妥当 物体リストに追加される。 第1及び第4実施態様の画像において潜在的に冗長な物体のグループ を識別する段階はまた、潜在的に冗長な物体を識別するために、妥当物体の所定 属性値を有する候補物体を妥当化する下位段階を具備する。この下位段階は、潜 在的に冗長な物体を識別するために行われる。妥当化段階は、候補物体の属性値 を算出する下位段階と、候補物体を妥当化するために、候補物体の属性値を妥当 物体の所定属性値と比較する下位段階とを含む。算出下位段階は、さらに、候補 物体の属性値を記憶する下位段階を含む。妥当化下位段階の一部は、TRACE OBJECTモジュールによって行われる。ここで記載された本発明の第1実 施態様において、TRACE OBJECTは、妥当物体の所定属性値として、 大きさ及び形状因子のみを使用する。一般に、他の属性値も、妥当物体の所定属 性値に対して使用される。 候補物体を妥当化するために、本発明の方法は、ドライバーと、候補物体を妥 当化するためのカーネルを使用する。ドライバーは、妥当物体の属性値を記憶し 、この場合、各値は、例えば、色、縁コントラスト、面積、形状等の妥当物体の 定義を表現する。本発明のドライバーは、所与の応用に特定である。オブジェク ト指向環境において、大きさ、形状、色等の、属性リストを介して物体を記述す ることは、多くの事例において直接的である。簡単なパラメータ記述が可能でな い複雑な物体に対して、物体を識別するために、ドライバーにおいて神経網を使 用することができる。候補物体から導出されたパラメータは、特定物体を認識す るように養成された神経網へ送られる。この点において、本発明のアーキテクチ ャーは、脳と眼の間にフィードバックループがある神経視覚アーキテクチャーに 類似し始める。本発明において、高次ドライバーは、低次カーネルと織り合わさ れる。この場合、物体のより複雑な記述は、さ らに多くの候補物体を識別する探索プロセスを駆動するために使用される。 ドライバーは、カーネルを駆動する。カーネルは、幾つかの機能を行う。それ は、エントロピー的に選択されたしきいグレーレベル値を算出し、画像を探索し 、候補物体に対して属性値を算出する。さらに、それは、上記の如く、ドライバ ーにおいて含まれた妥当物体の所定の属性値と候補物体の属性値を比較すること により、候補物体について妥当性検査を行う。 こうして今まで記載されたエントロピーしきい方法は、スクリーニングプロセ スと呼ばれる。例えば、それは、食料又は血液又は土壌試料において病原菌の存 在を調べるために使用される。スクリーニングプロセスは、肯定否定回答に帰着 する。絶対数量化は必要ではない。この場合、本発明の方法は、非中空物体内に 含まれた中空物体の如く、相互に包含された物体を識別するために使用される。 より厳格な識別プロセスに対して、エントロピーしきい化を再帰的に適用するこ とが、必要である。そうすることにより、探索と妥当化は、再帰的に行われる。 これらの段階が行われる時、第1実施態様の方法は、すべての物体に対する再帰 的探索が完了した後、物体の多重識別を解消する。 エントロピーしきい化の再帰バージョンは、さらに、上限と下限としてヒスト グラムのエントロピー関数を最大化するように選択されたエントロピーしきいグ レーレベルを使用して、グレーレベルヒストグラムを上側ヒストグラムと下側ヒ ストグラムに細分する段階を具備する。選択、探索、妥当化及び細分段階は、上 側及び下側ヒストグラムの各々に対して再帰的に繰り返される。選択段階の反復 は、次に連続するエントロピ ーしきいグレーレベルを選択し、これにより、所定最小数の新妥当物体が識別さ れるまで、妥当物体を識別するためにグレーレベルヒストグラムを再帰的に区分 化する。この応用の好ましい実現において、所定最小数はゼロである。しかし、 完全な識別が必要ではない時の如く、所定数がゼロよりも大きい場合がある。さ らに、最小グレーレベル区分幅の如く、他の基準も、再帰を停止させるために選 択される。 第28A〜28C図は、ヒストグラムを上側ヒストグラムと下側ヒストグラム に細分する概念を示す。原ヒストグラムは、第28A図に示される。第28A図 においてTで示されたTHRESHは、探索される最小グレーレベルと探索され る最大グレーレベルの間のグレーレベル領域に対応する、グレーレベルヒストグ ラムのエントロピー的に選択されたしきいグレーレベルである。第28A図に示 された如く原ヒストグラムに対して、探索される最小グレーレベルは、ゼロであ り、そして探索される最大グレーレベルはMAXである。Bにおいて示されたT HRESH HIは、THRESHとMAXの間のグレーレベル領域に対応する 、グレーレベルヒストグラムのエントロピー的に選択されたしきいグレーレベル である。Aにおいて示されたTHRESH LOは、ゼロとTHRESHの間の グレーレベル領域に対応するグレーレベルヒストグラムのエントロピー的に選択 されたしきいグレーレベルである。 エントロピーしきい方法の再帰バージョンにより、細分、選択、探索及び妥当 性段階が、再帰的に反復される。再帰とは、ヒストグラムを上側及び下側ヒスト グラムに連続的に分割し、各上側ヒストグラムを探索し、上側ヒストグラムは、 それ自体、上側ヒストグラムにおいて検出された新妥当物体の数が所定最小数以 下になるまで、新妥当物体に対して 上側及び下側ヒストグラムに連続的に分割され、そして続いて、最も最近に探索 された上側ヒストグラムに対応する各下側ヒストグラムを探索し、下側ヒストグ ラムは、それ自体、下側ヒストグラムにおいて検出された新妥当物体の数が、所 定最小数以下になるまで、上側及び下側ヒストグラムに連続的に分割されるプロ セスを意図する。 上側ヒストグラムは、第28B図に示される。細分段階の反復は、上側ヒスト グラムを第28B図に示された次に連続する上側及び下側ヒストグラムに細分す る。上側ヒストグラムの選択段階の反復は、第28B図においてBで示された如 く、次に連続する上側エントロピーしきいグレーレベル値を選択する。こうして 、原ヒストグラムにおいてTHRESH HIであった点Bは、上側ヒストグラ ムのしきい値又はNEXT UPPER THRESHになる。第28B図にお いて、探索される最小グレーレベル値は、今、THRESHであり、そして探索 される最大グレーレベル値は、今、MAXである。Cで示されたNEXT UP PER THRESH HIは、Bと5MAXの間のグレーレベル領域に対応す る、グレーレベルヒストグラムのエントロピー的に選択されたしきいグレーレベ ル値である。Dにおいて示されたNEXT UPPER THRESH LOは 、THRESHとBの間のグレーレベル領域に対応する、グレーレベルヒストグ ラムのエントロピー的に選択されたしきいグレーレベル値である。それから、選 択、操索及び妥当化段階が、エントロピーしきいグレーレベル値として、次に連 続する上側エントロピーしきいグレーレベル値Bを使用して再帰的に反復される 。 第28C図は、下側ヒストグラムを示す。細分段階の反復は、第28C図に示 された如く、下側ヒストグラムを次に連続する上側及び下側ヒ ストグラムに細分する。下側ヒストグラムに対する選択段階の反復は、第28C 図においてAで示された如く、次に連続する下側エントロピーしきいグレーレベ ル値を選択する。こうして、原ヒストグラムにおいてTHRESH LOであっ た点Aは、区分化下側ヒストグラムのしきい値、即ちNEXT LOWER T HRESHになる。第28C図において、探索される最小グレーレベル値は、今 、ゼロであり、そして探索される最大グレーレベル値は、今、THRESHであ る。Eで示されたNEXT LOWER THRESH HIは、AとTHRE SHの間のグレーレベル領域に対応する、グレーレベルヒストグラムのエントロ ピー的に選択されたしきいグレーレベル値である。Fで示されたNEXT LO WER THRESH LOは、ゼロとAの間のグレーレベル領域に対応する、 グレーレベルヒストグラムのエントロピー的に選択されたしきいグレーレベル値 である。それから、選択、探索及び妥当化段階が、エントロピーしきいグレーレ ベル値として、次の連続する下側エントロピーしきいグレーレベル値Aを使用し て、下側ヒストグラムに対して再帰的に反復される。 第29図に示された如くANALYZEモジュールは、第1実施態様に対して 使用された如く、エントロピーしきい方法の再帰バージョンのコア再帰カーネル を構成する。ANALYZEモジュールは、候補物体の事例を探索するために、 グレーレベル空間における特定領域に有効にズームインし、ヒストグラムを再帰 的に区分化する。第29図に示された如く、ANALYZEモジュールにおける 第1段階は、第29図のブロックAにおいて示された如く、上記のエントロピー 的に選択されたしきいグレーレベル値THRESH、THRESH HIとTH RESH LOを算出することである。ブロックBに示された如く、モジュールSEAR CH IMAGEは、上側ヒストグラムに含められたグレーレベル値を使用して ランされる。それから、判断記号Cは、新妥当物体の数が、所定最小数よりも大 きいかを判断する。そうならば、モジュールANALYZEは、上側ヒストグラ ムにおいて再帰的にランされる。検出された妥当物体数が、所定最小数よりも大 きくないならば、モジュールSEARCH IMAGEが、ブロックEにおいて 示された如く、下側ヒストグラムに含められたグレーレベル値を使用して、再び ランされる。それから、判断記号Fは、検出された新妥当物体の数が所定最小数 よりも大きいかを判断する。そうならば、ANALYZEは、ブロックGにおい て示された如く、下側ヒストグラムにおいて再帰的にランされる。そうでないな らば、ANALYZEは、ランを停止し、そして妥当物体が、第29図のブロッ クHに示された如く返される。本発明により、再帰的プロセス中、妥当化段階に おいてチェックされる属性の数の範囲の選択には、許容性がある。 本発明の第1及び第4実施態様により、画像において物体の冗長同定を解消す るための画像分析システムが提供される。本発明のシステムのブロック図が、第 30図において示される。画像において物体の冗長同定を解消するためのシステ ムは、第30図において一般に10で示される。 第1及び第4実施態様のシステムは、物体と背景の像を発生するための手段を 具備する。第30図に示された如く、物体と背景の像を発生するための手段は、 カメラ12を具備する。CCDカメラが、一般に本発明で使用されるが、任意の 形式のカメラが、上記の如く、本発明の一般 原理に反することなく使用される。 第1及び第4実施態様のシステムはまた、画像をデジタル化し、記憶するため の手段を具備する。画像をデジタル化し、記憶するための手段は、第30図に示 された如く、フレームグラバー14を具備する。フレームグラバーは、画像処理 技術において当業者には公知な如く、一つのフレームにおいてビデオ画像をデジ タル化し、記憶する。代替的に、画像をデジタル化し記憶するための手段は、必 ずしも一フレームではないが、画像をデジタル化し記憶するビデオデジタイザー を具備する。本発明のシステムは、さらに、画像を表示するための手段を具備す る。画像を表示するための手段は、第30図に示された如く、モニター16を具 備する。 第1及び第4実施態様のシステムはまた、コンピュータ手段を具備する。コン ピュータ手段は、第30図に示された如く、コンピュータシステム18を具備す る。コンピュータシステムは、中央演算処理装置(CPU)とメモリを具備する 。コンピュータ手段はまた、第30図に示された如く、ドライバー20、カーネ ル22と後走査フィルター26を含む。ドライバー20は、非冗長物体の定義を 記憶する。エントロピーカーネル22は、エントロピーしきいを算出し、少なく とも一つの潜在的に冗長な物体に対して画像を探索し、そして冗長な物体を識別 する。非冗長物体は、第30図において箱24で表現される。ドライバーとカー ネルは、メモリに組み込まれたソフトウェアを具備する。代替的に、ドライバー とカーネルは、ソフトウェアが検索されるプログラマブル読み取り専用メモリ( PROM)にプログラムされる。箱28は、第4A〜4E図に関して上述された 如く、モジュールFILTER OBJEC TSによって行われる冗長検査体系を指定する。後走査フィルターは、第30図 において26で示され、非冗長物体のいっそうの妥当化を行う。 本発明の第2実施態様により、画像において各識別物体の冗長同定を解消する 方法が、提供される。この方法は、冗長度をチェックするための迅速かつ簡単な 手段を提供する。第2実施態様の方法は、画像が多重回探索される時、及び単一 物体の多重表現が識別される時、特に有益である。第2実施態様の方法は、すべ ての物体の再帰探索が完了された後、物体の多重識別を解消する。第1実施態様 と同様に、第2実施態様の方法は、代替的に、画像の単一探索のみが行われる時 、中空又はドーナッツ状物体に対して有益である。さらに、第2実施態様の方法 は、他の画像分析方法が単一物体を識別した幾つかの物体を解消する際に貴重で あることが判明した。 第30図において使用された如くシステムは、第2実施態様の方法を実施する ために使用される。第2実施態様の方法の段階は、一般に第31図において示さ れる。方法は、潜在的に冗長な物体のグループを識別する段階を具備する。この 段階は、第31図のブロックAに示される。この段階は、第1実施態様に関して 上述された如く、様々な仕方において行われる。 第2実施態様の方法はまた、2つの識別された物体の面積を比較する段階を具 備する。この段階は、第31図のブロックBに示される。物体の一方は、他方の 物体に比較して相対的に大きな物体として指定され、そして他方の物体は、大き な物体に比較して、相対的に小さな物体として指定される。方法はまた、小さな 物体が大きな物体内に含まれるかを判定する段階を具備する。この段階は、第3 1図のブロックCに示され る。この段階は、第5図に関して上述された如くボックステストと、第6図に関 して上述されたモジュールSET STATUSによって行われる。具体的には 、この判定段階は、大きな物体の4つの極点を決定することにより行われ、この 場合、各極点は、行位置座標値と列位置座標値を有する。この段階は、上記の第 27A〜27B図に関して記載された如く行われる。判定段階はまた、4つの極 点の行位置座標値と列位置座標値を使用して、大きな物体を境界付ける矩形を構 成することにより行われる。この段階は、上記の如く、第5図と第6図に関して 記載された如く行われる。 第2実施態様の方法は、さらに、小さな物体の所定点が矩形内に含まれるなら ば、小さな物体を、大きな物体内に含まれるとして指定し、これにより、画像に おいて各識別物体の冗長同定を解消する段階を具備する。この段階は、上記の第 5図と第6図に関して記載された如く行われる。所定点は、次の両条件が満たさ れるならば、大きな物体を境界付ける矩形内に含まれる。まず、小さな物体の所 定点の行位置座標値は、大きな物体を境界付ける矩形の行位置座標値の最小値と 最大値の間にある。第2に、小さな物体の所定点の列位置座標値は、大きな物体 を境界付ける矩形の列位置座標値の最小値と最大値の間にある。これは、第7図 と第13図に関して記載された如く判定される。 さらに、本発明の第3実施態様により、背景において少なくとも一つの所定属 性値を有する妥当物体の冗長同定を解消するための方法が、提供される。第3実 施態様の方法は、多重探索の終端において冗長検査を行う第1及び第2実施態様 と対照的に、再帰の如く多重探索の各段において妥当化を行うことで、冗長検査 を行う。第3実施態様の方法は、画 像が多重回探索される時、及び単一物体の多重表現が識別される時、特に有益で ある。代替的に、第1及び第2実施態様と同様に、第3実施態様の方法は、画像 の単一探索のみが行われる時、中空又はドーナッツ状物体を識別するために有益 である。さらに、第3実施態様の方法は、第1実施態様と同様に、他の画像分析 方法が単一物体を識別した幾つかの物体を解消する際に貴重であることが判明し た。 第32図は、本発明の第3実施態様の全方法を示すブロック図である。第32 図のブロックAに示された如く、第3実施態様の方法の第1段階は、物体と背景 の画像を発生することである。この段階は、第1実施態様に関して記載された如 く、行われる。 第3実施態様の冗長解消方法はまた、画像のグレーレベルヒストグラムを発生 する段階を具備し、この場合、グレーレベルヒストグラムは、エントロピー関数 を有する。この段階は、第32図のブロックBに示され、第22図に関して記載 された如く、行われる。 第3実施態様の冗長解消方法はまた、ヒストグラムのエントロピー関数が最大 化される如く、しきいグレーレベル値のエントロピー的に選択する段階を具備す る。この段階は、第32図のブロックCに示され、第23図に関して記載された 如く行われる。 第3実施態様の冗長解消方法はまた、少なくとも一つの候補物体に対してエン トロピー的に選択されたしきいグレーレベル値を使用して、画像を探索する段階 を具備し、この場合、候補物体は、少なくとも一つの候補物体属性値を有する。 この段階は、第32図のブロックDに示され、第25〜27図に関して記載され た如く行われる。 第3実施態様の冗長解消方法はまた、妥当物体を識別するために、妥 当物体の所定属性値を有する候補物体を妥当化することを含む。この段階は、第 32図のブロックDに示され、第25〜27図に関して記載された如く行われる 。 第3実施態様の方法において、再帰プロセス中、各走査の後、冗長検査を行う 。各走査の後に冗長検査下位段階を行うために、妥当物体は、均質又は非均質と して分類される。ここで、均質性は、内点のグレーレベル値の一様性を言う。非 均質物体は、カラーコロニーが識別される下記の例において記載される。妥当物 体はまた、さらに、比較的大きな妥当物体又は小さな妥当物体として分類される 。加えて、妥当物体は、別の妥当物体に含まれる(内部妥当物体)か、又は別の 妥当物体に含まれない(外部妥当物体)として分類される。 本発明の第3実施態様により、妥当化段階は、非均質物体の冗長同定を解消す るために行われる。その時、妥当化段階は、大きな物体が、2つ以上の小さな物 体を含む時、大きな物体を削除する下位段階を含む。また、冗長検査下位段階が 、非均質妥当物体を削除するために行われる時、妥当物体を識別する方法はまた 、大きな妥当物体と小さな妥当物体の平均縁コントラストを算出する下位段階を 含む。大きな物体と小さな物体の平均縁コントラストを算出する下位段階は、第 33図において以下に記載された如く、モジュールEDGE CONTRAST によって行われる。大きな物体がただ一つの小さな物体を含む時、小さな縁コン トラストを有する物体を削除する下位段階は、非均質妥当物体に対して、第34 A〜34D図において示された如く、モジュールCHK LISTによって行わ れる。 小さな物体と大きな物体の縁コントラストを算出するために、極点が、 まず、算出されなければならない。これは、第27A〜27B図に関して例証さ れたモジュールTRACE OBJECTによって行われる。各極点に対して、 極点と近隣極点の間の局所グレーレベル値差が、算出される。小さくても大きく ても、物体の縁コントラストが、極点の各々のグレーレベル差の合計であるよう に算出される。これらの段階は、第33図の流れ図において例証された如く、モ ジュールEDGE CONTRASTによって行われる。 縁コントラストを算出するために、第5図と第12図において例証された如く 、物体の4つの極点は、第11図に関して上述された如く、モジュールGET PERIMによって決定される。第33図のブロックAに示された如く、現極点 は、第1極点にセットされ、そして縁コントラストは、ゼロにセットされる。判 断記号Bは、現極点が最終極点を越えるかを判断する。そうならば、モジュール EDGE CONTRASTは、長円形Cで示された如く、終了される。現極点 と局所外部の間の局所グレーレベル値差が、ブロックDに示された如く算出され る。縁コントラストは、ブロックEに示された如く、縁コントラストとグレーレ ベル値差の合計に等しいようにセットされる。それから、現極点は、ブロックF に示された如く、増分される。それから、モジュールEDGE CONTRAS Tは、判断記号Bに返り、そしてB、D、EとFによるループが、現極点が最終 極点を越えるまで継続する。この点において、モジュールEDGE CONTR ASTは、長円形Cに示された如く、終了される。 第34A〜34D図に例証されたモジュールCHK LISTは、第33図に 示された如く算出された縁コントラスト情報を使用し、大きな 物体が唯一の小さな物体を含む時、小さな縁コントラストを有する物体を削除す る。第34A図のブロックAに示された如く、非均質物体を削除するためのCH K LISTモジュールの第1段階は、現探索の前に検出された妥当物体の数と して前カウントを規定することである。それから、テール物体が、ブロックBに 示された如く、現探索において検出された初期候補物体として規定される。物体 カウントは、ブロックCに示された如く、1に初期化され、そしてヘッド物体が 、ブロックDに示された如く、全物体リスト(即ち、現在までに検出された全物 体のリスト)における初期物体として規定される。判断記号Eは、物体カウント が前カウントよりも大きいかを判断する。 物体カウントが前カウントよりも大きいならば、CHK LISTは、第34 B図のブロックAに示された如く、全物体リストにおける第1物体へ進む。第3 4B図の判断記号Bは、CHK LISTが最終物体であるかを判断する。そう でないならば、判断記号Cは、妥当物体が別の妥当物体内に含まれるかを判断す る。そうならば、物体状態は、ブロックDに示された如く、それが含まれた物体 の状態にセットされ、そしてCHK LISTが、ブロックEに示された如く、 次物体へ進む。また、物体が別の物体内に含まれないならば、CHK LIST は、ブロックEに示された如く、次物体へ進む。B−Eによるループは、物体E の次物体が最終物体になるまで継続し、この点において、CHK LISTは、 ブロックFに示された如く、全物体リストの第1物体へ進む。すべての物体に対 する物体状態属性値は、ブロックGに示された如く、「TRUE」にセットされ る。この文脈において、「TRUE」は、妥当を意味し、そして「FALSE」 は、不当を意味する。判断記号Hは、C HK LISTが最終物体であるかを判断する。 そうならば、CHK LISTは、第34C図のブロックAに示された如く、 第1物体へ進む。それから、判断記号Bは、CHK LISTが最終物体である かを再び判断する。そうならば、物体の総数が、ブロックCに示された如くカウ ントされ、そして物体の総数と前カウントの間の差が、ブロックDに示された如 く返される。CHK LISTが最終物体でないならば、判断記号Eは、物体状 態属性値が偽であるかを判断する。そうならば、物体が、ブロックFに示された 如く削除される。そうでないならば、CHK LISTは、ブロックGに示され た如く物体を進め、そしてCHK LISTは、再び、判断記号Bに示された如 く、最終物体であるかを判断する。B、E、FとGによるループは、ブロックG の進められた物体が最終物体になるまで継続する。この点において、物体の総数 が、ブロックCに示された如くカウントされ、そして物体の総数と前カウントの 間の差が、ブロックDに示された如く返される。 第34B図における判断記号Hに戻って、CHK LISTが、この点におい て最終物体でないならば、それは、判断記号Iへ行き、物体が、2つ以上の妥当 物体を含むかを判断する。そうならば、物体状態属性値は、ブロックJに示され た如く、偽にセットされ、そしてCHK LISTは、ブロックKに示された如 く、次物体へ進む。それから、CHK LISTは、判断記号Hへ復帰し、最終 物体であるかを判断し、そして物体が2つ以上の妥当物体を含まなくなるまで、 このプロセスを継続する。それから、第34D図の判断記号Aは、物体が、別の 物体内に含まれた唯一の物体であるかを判断する。そうでないならば、CHK LISTは、第34B図のブロックKに示された如く、次物体へ進み、そ して第35B図のH−Kと第34D図のAによるループが、物体が別の物体内に 含まれた唯一の物体になるまで、反復される。物体が、別の物体内に含まれた唯 一の物体であるならば、判断記号Bは、物体を含む物体の状態属性値が偽である かを判断する。そうならば、CHK LISTは、第34B図のブロックKに示 された如く、次物体へ進み、そして第34B図のH−Kと第34D図のA−Bに よるループが、物体を含む物体の状態属性値が偽でなくなるまで、反復される。 この点において、判断記号Nは、別の物体を含む物体の縁コントラストが物体の 縁コントラストよりも大きいかを判断する。そうならば、CHK LISTは、 ブロックDに示された如く、物体状態属性値を偽にセットし、第34B図のブロ ックKに示された如く、次物体へ進み、そして第34B図のH−Kと第34D図 のA−Cによるループが、別の物体を含む物体の縁コントラストが、別物体に含 まれた物体の縁コントラストよりも大きくなくなるまで反復される。それから、 CHK LISTは、第34D図のブロックEに示された如く、物体を含む物体 の状態を偽にセットし、そして最終物体になるまで、第34D図のブロックKに 示された如く、次物体へ進む。 第34A図の判断記号Eに戻って、物体カウントが前カウントよりも大きくな いならば、判断記号Fは、ヘッド物体が別の物体内に含まれるかを判断する。そ うならば、ヘッド物体は、ブロックGに示された如く進められ、そして物体カウ ントが、ブロックHに示された如く増分される。判断記号Eは、増分された物体 カウントが前カウントよりも大きいかを再び判断する。そうならば、CHK L ISTは、上記の如く、第34B図のブロックAへ進む。増分されたカウントが 、前カウントより も大きくないならば、第34A図のF、G、HとEによるループが、ヘッド物体 が別の物体内に含まれなくなるまで反復される。それから、CHK LISTは 、第34A図の判断記号Iへ進み、テール物体が最終物体であるか、又はヘッド 物体が別の物体内に含まれるかを判断する。テール物体が最終物体であるか、又 はヘッド物体が別の物体内に含まれるならば、CHK LISTは、ブロックG に示された如く、ヘッド物体を進め、そしてカウントが、ブロックHに示された 如く増分される。E、F、I、GとHによるループは、テール物体が最終物体で なく、又はヘッド物体が別の物体内に含まれなくなるまで、反復される。それか ら、判断記号Jは、テール物体が別の物体内に含まれるかを判断する。そうなら ば、テール物体は、第34A図のブロックKに示された如く進められ、そしてI 、JとKによるループが、テール物体が別の物体内に含まれなくなるまで、反復 される。それから、CHK LISTは、第35図に示された如く、モジュール SET STATUSへ行き、第34A図のブロックLに示された如く、ヘッド 及びテール物体の状態をセットする。 冗長検査下位段階は、さらに、複数の妥当物体の面積を比較する下位段階と、 妥当物体の一方を大きな妥当物体として、第1及び第2妥当物体の他方を小さな 妥当物体として指定する下位段階と、小さな妥当物体が、大きな妥当物体に含ま れるかを判定する下位段階とを含む。 第35図に示された如く、モジュールSET STATは、非均質物体に対し て、複数の妥当物体の面積を比較する下位段階と、妥当物体の一方を大きな妥当 物体として、第1及び第2妥当物体の他方を小さな妥当物体として指定する下位 段階と、小さな妥当物体が、大きな妥当物体に含まれるかを判定する下位段階と を行う。小さな妥当物体が大きな妥 当物体に含まれるかの判定は、上記の如く、ボックステストによって行われる。 第35図に示された如く、モジュールSET STATの細部に戻って、判断 記号Aに示されたSET STATの第1段階は、ヘッド物体がテール物体より も大きいかを判断することである。そうならば、ブロックBに示された如く,ヘ ッド物体は、大きな妥当物体として規定され、そしてテール物体は、小さな妥当 物体として規定される。ヘッド物体がテール物体よりも大きくないならば、ブロ ックCに示された如く、ヘッド物体は、小さな妥当物体として規定され、そして テール物体は、大きな妥当物体として規定される。それから、判断記号Dは、小 さな物体が大きな物体内に包含されるかを判断する。そうでないならば、SET STATは、END長円形Eによって示された如く、終了される。小さな物体 が大きな物体内に包含されるならば、大物体形式属性値が、ブロックFに示され た如く小さな物体を包含することを示す値にセットされる。形式属性値は、物体 が別の物体内に包含されるか、又は物体が別の物体を包含するかをSET ST ATに通知する。また、小物体形式属性値は、ブロックGに示された如く、大き な物体内に包含されることを示す値にセットされる。最後に、大物体状態属性値 が、ブロックHに示された如く増分される。それから、SET STATが、E ND長円形Iによって示された如く終了され、そして第34A図のブロックLに 復帰する。 本発明の第3実施態様により、冗長検査下位段階が、代替的に、均質物体にお ける冗長性を解消するために行われる。それが行われる時、第3実施態様は、さ らに、大及び小妥当物体の縁コントラストを算出する 下位段階と、大きな物体の平均縁コントラストが小さな物体の平均縁コントラス トよりも小さく、かつ所定の最小縁コントラストよりも小さい場合に大きな物体 を削除する下位段階とを含む。冗長性を解消するための冗長検査下位段階はまた 、大及び小妥当物体の縁コントラストを算出する下位段階と、大きな物体の平均 縁コントラストが小さな物体の平均縁コントラストよりも大きく、所定の最小コ ントラストよりも大きい場合に小さな物体を削除する下位段階とを含む。平均縁 コントラストを算出する下位段階は、第33図に関して記載された如く、モジュ ールEDGE CONTRASTによって行われる。削除下位段階は、第36A 図と第36B図の流れ図によって示された如く、均質物体に対してモジュールC HK LISTを使用して行われる。 第36A図のブロックAに示された如く、CHK LISTモジュールの第1 段階は、均質物体を削除するためにランされた時、現探索の前に検出された妥当 物体の数として前カウントを規定することである。それから、テール物体が、ブ ロックBに示された如く、現探索において検出された初期候補物体として規定さ れる。物体カウントは、ブロックCに示された如く1に初期化され、そしてヘッ ド物体が、ブロックDに示された如く、全物体リストにおける初期物体として規 定される。それから、物体状態属性値が、ブロックEに示された如く、すべての 物体に対して真にセットされる。判断記号Fは、物体カウントが前カウントより も大きいかを判断する。 物体カウントが前カウントよりも大きいならば、CHK LISTは、第36 B図のブロックAに示された如く、全物体リストにおける初期物体へ進む。第3 6B図の判断記号Bは、CHK LISTが最終物体で あるかを判断する。そうならば、物体の総数が、ブロックCに示された如くカウ ントされ、そして物体の総数と前カウントの間の差が、ブロックDに示された如 く返される。CHK LISTが最終物体でないならば、判断記号Eは、物体状 態属性値が偽であるかを判断する。そうならば、物体が、ブロックFに示された 如く削除される。物体状態が偽でないならば、物体は、ブロックGに示された如 く進められ、そしてCHK LISTモジュールは、再び、判断記号Bに示され た如く、最終物体であるかを判断する。このプロセスは、CHK LISTが最 終物体に達するまで継続し、この点において、物体の総数がブロックCに示され た如くカウントされ、そして物体の総数と前カウントの間の差がブロックDに示 された如く返される。 第36A図における判断記号Fに戻ると、物体カウントが前カウントよりも大 きくないならば、第36A図の判断記号Gは、ヘッド物体の状態属性値が偽であ るかを判断する。そうならば、ヘッド物体が、ブロックHに示された如く進めら れ、そしてカウントが、ブロックIに示された如く増分される。それから、判断 記号Fは、増分された物体カウントが前カウントよりも大きいかを判断する。そ うならば、CHK LISTは、上記の如く、第36B図のブロックAへ進む。 第36A図のG、HとIによるループは、物体の状態が偽でなくなるまで反復さ れる。それから、CHK LISTは、第36A図の判断記号Jへ進み、テール 物体が最終物体でなく、かつヘッド物体状態属性値が真であるかを判断する。こ れらの両質問への回答は、肯定でなければならない。そうでないならば、CHK LISTは、ブロックHに示された如くヘッド物体を進め、そしてカウントが 、ブロックIに示された如く増分される。F、 G、H、IとJによるループは、テール物体が最終物体になり、かつヘッド物体 状態属性値が真になるまで反復される。それから、判断記号Kは、テール物体状 態属性値が真であるかを判断する。そうならば、ヘッド及びテール物体の縁状態 が、第36A図のブロックLに示され、かつ第37図に詳細に示された如く、モ ジュールSET STATによってセットされる。それから、CHK LIST は、ブロックMに示された如くテール物体を進め、そしてJ、K、LとMによる ループが反復される。テール物体状態が真でないならば、CHK LISTは、 ブロックMに示された如くテール物体を進め、そしてJ、KとMによるループが 反復される。 第37図に示されたモジュールSET STATは、複数の妥当物体の面積を 比較する下位段階と、妥当物体の一方を大きな妥当物体として、第1及び第2妥 当物体の他方を小さな妥当物体として指定する下位段階と、小さな妥当物体が、 均質物体に対して大きな物体の4つの極点によって規定される如く大きな妥当物 体に包含されるかを判定する下位段階とを行う。第37図の判断記号Aに示され た如く、SET STATの第1段階は、ヘッド物体がテール物体よりも大きい かを判断することである。そうならば、ブロックBに示された如く、ヘッド物体 は大きな妥当物体として規定され、そしてテール物体が、小さな妥当物体として 規定される。ヘッド物体がテール物体よりも大きくないならば、ヘッド物体は、 小さな妥当物体として規定され、そしてテール物体は、大きな妥当物体として規 定される。それから、SET STATの判断記号Dは、小さな物体が大きな物 体内に包含されるかを判断する。そうでないならば、SET STATは、長円 形Eによって示された如くランを停止す る。小さな物体が大きな物体内に包含されるならば、判断記号Fは、大きな物体 の縁コントラストが小さな物体の縁コントラストよりも大きく、かつ大きな物体 の縁コントラストが所定の最小縁コントラストよりも大きいかを判断する。これ らの両質問への回答が肯定であるならば、ブロックGによって示された如く、大 物体状態属性値が、真にセットされ、そして小物体状態属性値が、偽にセットさ れ、そしてモジュールは、長円形Hによって示された如くランを停止する。判断 記号Fにおける質問の少なくとも一方への回答が否定であるならば、ブロックI に示された如く、小物体状態属性値が真にセットされ、大物体状態属性値は偽に セットされ、そしてモジュールは、長円形Jによって示された如くランを停止す る。 本発明の第3実施態様は、さらに、妥当物体の冗長性に対する最終チェックを 行い、妥当物体の冗長同定を防止するために冗長性を解消する段階を含む。最終 冗長検査段階は、さらに、複数の妥当物体の面積を比較する下位段階と、妥当物 体の一方を大きな妥当物体として、第1及び第2妥当物体の他方を小さな妥当物 体として指定する下位段階と、小さな妥当物体と大きな妥当物体が重なる時大き な妥当物体を除去する下位段階とを含む。最終冗長検査段階は、第38A図と第 38B図の流れ図によって示された如く、モジュールFINAL CHKと、第 39図の流れ図によって示された如くモジュールINT STATによって行わ れる。モジュールFINAL CHKとINT STATは、均質及び非均質物 体の両方に対して同一であり、こうして、一度だけ示される。 FINAL CHKの第1段階は、第38A図のブロックAに示された如く、 物体属性値をすべての物体に対して真に初期化することである。 妥当物体をカウントするためのカウント指数は、ブロックBに示された如く1に 初期化される。ヘッド物体は、ブロックCにおいて示された如く、状態属性値リ ストにおける初期物体として規定される。それから、判断記号Dは、カウント指 数が物体の総数よりも小さいかを判断する。そうでないならば、モジュールFI NAL CHKは、第38B図のブロックAに行く。 第38B図のブロックAに示された如く、FINAL CHKは、第1物体に 進む。判断記号Bは、FINAL CHKが最終物体であるかを判断する。そう でないならば、判断記号Cは、物体状態属性値が偽であるかを判断する。そうで ないならば、FINAL CHKは、ブロックEに示された如く、次の物体へ進 み、そして判断記号Bは、再び、FINAL CHKが最終物体にあるかを判断 する。B、CとEによるループは、FINAL CHKが次の物体になるまで継 続する。物体状態属性値が偽であるならば、物体は、ブロックDに示された如く 削除される。それから、FINAL CHKは、ブロックEに示された如く次の 物体へ進み、そして判断記号Bは、FINAL CHKが最終物体にあるかを判 断する。B−Eによるループは、次の物体が最終物体になるまで継続し、この点 において、FINAL CHKは、ブロックFに示された如く第1物体へ進む。 それから、カウントが、ブロックGに示された如く1に初期化される。それから 、判断記号Hは、FINAL CHKが最終物体にあるかを判断する。そうでな いならば、カウントが、ブロックIに示された如く増分され、そしてFINAL CHKは、ブロックJに示された如く次の物体へ進む。判断記号Hは、再び、 FINAL CHKが最終物体にあるか判断し、そしてH、IとJによるループ が、 FINAL CHKが最終物体になるまで継続する。それから、カウントに含め られた妥当物体の総数が、第38B図のブロックKによって示された如く返され る。 第38A図の判断記号Dに戻ると、カウント指数が物体の総数よりも小さいな らば、テール物体が、ブロックEに示された如く、ヘッド物体の次の物体として 規定される。それから、判断記号Fは、ヘッド物体の状態属性値が真であるかを 判断する。そうでないならば、FINAL CHKは、ブロックGに示された如 く、ヘッド物体を進め、そしてブロックHに示された如くカウント指数を増分さ せる。それから、FINAL CHKは、判断記号Dに復帰し、そしてD−Iに よるループが、ヘッド物体の状態属性値が真になるまで継続する。それから、判 断記号Iは、テール物体が最終物体でなく、かつヘッド物体状態属性値が真であ るかを判断する。これらの条件の少なくとも一方が満たされないならば、FIN AL CHKは、ブロックGに示された如くヘッド物体を進め、そしてブロック Hに示された如く指数を増分させる。それから、FINAL CHKは、判断記 号Dへ復帰し、そしてD−Iによるループは、判断記号Iにおける両質問への回 答が肯定になるまで継続する。それから、判断記号Jは、テール物体状態属性値 が真であるかを判断する。そうでないならば、FINAL CHKは、第38A 図のブロックLに示された如くテール物体を進め、そしてI、JとLによるルー プが、テール物体状態属性値が真になるまで反復される。それから、FINAL CHKは、第38A図のブロックKに示された如くモジュールINT STA Tをランさせ、そしてブロックLに示された如くテール物体を進める。 第38A図のブロックKに示された如くモジュールINT STAT の段階は、第39図に詳細に示される。第39図の判断記号Aは、ヘッド物体が テール物体よりも大きいかを判断する。そうならば、ブロックBに示された如く 、ヘッド物体は、大きな妥当物体として規定され、そしてテール物体は、小さな 妥当物体として規定される。ヘッド物体がテール物体よりも大きくないならば、 ブロックCに示された如く、ヘッド物体は、小さな妥当物体として規定され、そ してテール物体は、大きな妥当物体として規定される。それから、判断記号Dは 、小さな妥当物体が大きな妥当物体に包含されるかを判断する。そうでないなら ば、INT STATは、長円形Eによって示された如く、終了する。小さな妥 当物体が大きな妥当物体に包含されるならば、大物体状態属性値が、ブロックF に示された如く偽にセットされ、そしてINT STATは、長円形Gによって 示された如く終了する。 ドライバーにおいて含まれたより厳格な基準を使用して最終妥当化を行う後走 査フィルターは、冗長性の最終検査を行う段階の後に行われる。 本発明の第3実施態様により、画像において物体の冗長同定を解消するための 画像分析システムが、提供される。本発明の第3実施態様のシステムのブロック 図が、第40図において示される。画像において物体の冗長同定を解消するため のシステムは、第40図において一般に10’で示される。 本発明の第3実施態様のシステムは、物体と背景の像を発生するための手段を 具備する。第40図に示された如く、物体と背景の像を発生するための手段は、 カメラ12’を具備する。CCDカメラが、一般に本発明で使用されるが、任意 の形式のカメラが、上記の如く、本発明の一般原理に反することなく使用される 。 本発明のシステムはまた、画像をデジタル化し、記憶するための手段を具備す る。画像をデジタル化し、記憶するための手段は、第40図に示された如くフレ ームグラバー14’を具備する。上記の第1及び第2実施態様と同様に、フレー ムグラバーは、一つのフレームにおいてビデオ画像をデジタル化し、記憶する。 代替的に、画像をデジタル化し記憶するための手段は、必ずしも一フレームでは ないが、画像をデジタル化し記憶するビデオデジタイザーを具備する。本発明の システムは、さらに、画像を表示するための手段を具備する。画像を表示するた めの手段は、第40図に示された如くモニター16’を具備する。 本発明の第3実施態様のシステムはまた、コンピュータ手段を具備する。コン ピュータ手段は、第40図に示された如く、コンピュータシステム18’を具備 する。コンピュータシステムは、中央演算処理装置(CPU)とメモリを具備す る。コンピュータ手段はまた、第40図に示された如く、ドライバー20’、カ ーネル22’と後走査フィルター26’を含む。ドライバー20’は、妥当物体 の定義を記憶する。エントロピーカーネル22’は、画像のグレーレベルヒスト グラムを発生させ、そしてヒストグラムのエントロピー関数が最大にされる如く 、しきいグレーレベルをエントロピー的に選択する。エントロピーカーネル22 ’はまた、少なくとも一つの候補物体に対して画像を探索し、妥当物体を識別す るために、妥当物体所定属性値を有する候補物体を妥当化する。カーネルにおけ る妥当化は、第34〜39図に関して記載された如く、冗長検査を含む。妥当化 物体は、第40図において箱24’によって表現される。ドライバーとカーネル は、メモリに組み込まれたソフトウェアを具備する。代替的に、ドライバーとカ ーネルは、ソフトウェア が検索されるプログラマブル読み取り専用メモリ(PROM)にプログラムされ る。後走査フィルターは、第40図において26’で示され、そして冗長物体が 削除された後、いっそうの妥当化を行う。 第4実施態様の方法は、第1実施態様において記載された方法に概念的に同様 であるが、方法のアーキテクチャーにおいて幾つかの差異がある。第41図は、 画像における物体の冗長同定を位置付け、解消するためのアンブレラモジュール であるモジュールLOCATEの全段階を記述する。LOCATEは、第41図 において長円形Aで示された如く、開始し、ブロックBに示された如く、入力を 初期化する。ブロックCに示された如く、モジュールLOCATEは、第44図 に関して後述される如く、冗長物体を識別するための主モジュールであるモジュ ールIDENTをランさせる。ブロックDに示された如く、モジュールLOCA TEは、第48図に関して後述される如く、モジュールCONTAINをランさ せ、第5図と第12図に関してそれぞれ上述された如く、包含検査の2つの段階 と同様の包含検査の段階を行う。それから、モジュールLOCATEは、第59 図に関して後述される如く、出力を行い、ブロックEに示された如く、クリーン アップを行う。その後、モジュールLOCATEは、長円形Fで示された如く、 終了される。 第4実施態様の好ましい実現は、第42図に関して例証され、この場合、容易 な視覚化の目的のために、冗長度判定は、大きさの特性値、即ち、小さな物体が 大きな物体内に含まれるかに基づく。こうして、第42図に示された物体の左側 に、次の小さな物体がある。逆に、第42図に示された物体の右側に、次の小さ な物体がある。さらに、第4実施態様の冗長度判定体系において、物体は、包含 性に基づいて、「親」又は 「子」として、相互に関連される。即ち、物体は、その子又は子達を含み、その 親によって含まれる。こうして、第42図に示された物体の上に、親物体があり 、第42図に示された物体の下に、物体の子又は子達がある。 潜在的に冗長な物体のグループを識別するために、第43図に関して記載され た如く、モジュールIDENTが、ランされる。モジュールIDENTは、第4 3図の長円形Aで示された如く、開始し、ブロックBに示された如く、少なくと も一つのしきい対を規定する。これは、特に、第44図に関して、以下に記載さ れる如く、「二重しきい」方法を使用して、行われる。しきい対は、第43図の ブロックCに示された如く、選択される。モジュールIDENTは、しきいグレ ーレベル値の選択対を使用して、物体を検出する。これは、第25〜27図に関 して上述された如く、モジュールSEARCH IMAGE、FIND OBJ ECT及びTRACE OBJECTと同様のモジュールによって行われ、特に 、第28A〜28C図と第29図に関して記載された如く、再帰的に行われる。 第4実施態様において、第28A図のグレーレベルヒストグラムは、初期的に、 A、THRESH HIとB、THRESH LOの間で探索され、そのグレー レベル空間にわたる候補物体を識別する。第43図の判断記号Eは、IDENT が最終しきい対であるかを判断する。そうならば、モジュールは、長円形Fで示 された如く、終了される。そうでないならば、モジュールIDENTは、ブロッ クCへ戻り、そしてC−Eのループが、長円形Fで示された如く、モジュールが 終了するまで、各付加的しきい対に対して継続する。 第1〜第3実施態様に関して上述された如く、妥当物体を識別するた めに使用されたエントロピーしきい化の方法は、すべての物体を最適に検出する ために、画像に含まれた情報を使用することにおいて理想的である。しかし、こ の方法では、望ましくない多数の物体、即ち、人為物が検出される。しばしば、 人為物の数は、所望の物体の数を一桁分超過する。この方法では、利用可能な先 験的情報があるが、使用されない。上記の如く、妥当物体を識別する方法を行っ た後、前に処理された画像の集塊についての情報が得られる。こうして、この情 報を使用する方法は、先験的情報がない画像に対して特に有益である。そのよう な方法では、第41図に関して記載されたLOCATEモジュールによって行わ れる如く、例えば、位置付け機能を行うための条件の最適化と同様に、どの条件 が所望の物体を生じさせ、どの条件が他の非所望の物体を生じさせるかを判定す ることができる。第4実施態様で実現される二重しきい方法は、エントロピーし きい化を使用し、前に処理された画像から得られた先験的情報に基づいて、所望 のしきい対を選択する一定しきいリストを発生する。 こうして、第4実施態様の好ましい実現において、多次元データ空間は、全画 像を表現するグレーレベルヒストグラムである。それぞれのエントロピー関数を 有する複数のグレーレベル上側及び下側ヒストグラムが、ヒストグラムから発生 される。少なくとも一つの副空間が、各上側及び下側ヒストグラムに対する複数 のしきいグレーレベル値対である。一対のしきいグレーレベル値が、各上側及び 下側ヒストグラムのエントロピー関数が最大化される如く、選択される。画像は 、少なくとも一つの候補物体に対して各上側及び下側ヒストグラムのしきいグレ ーレベル値の選択対を使用して、多重探索される。 簡単には、二重しきい方法は、一組の画像を処理し、各物体を検出するために 使用されたしきい対を追跡する。このデータは、所望又は非所望として物体の分 類に対して、各物体トレースを得るために使用されたしきい対を相関させるため に使用される。各しきい対に対して、二重しきい方法は、検出物体の大部分が所 望クラスか否かを判定する。それから、二重しきい方法は、所望の物体を優先的 に識別するしきい対のリストを構成する。この新しきいリストは、物体を識別し 、他の画像においてそのような物体の冗長度を解消するために、将来に使用され る。できる限り多数の所望の物体と、できる限り少数の非所望の物体を獲得する ために、画像の処理に対してしきい対の組を固定することが、望ましい。例えば 、第44図において示された如く、グレーレベル空間のバイナリ分割、代表画像 からエントロピー的に決定されたしきい対の組の使用、もしくは、画像の組の組 合せヒストグラムを構成し、その組合せヒストグラムから組をエントロピー的に 決定すること等の幾つかの方法が、これを行うために使用される。 第44図は、二重しきい方法の段階を示す流れ図である。第44図のブロック Aに示された如く、すべての「養成画像」の組合せヒストグラムが、発生される 。養成画像の組は、この方法の適用が望まれる画像を表現する画像の組を具備す る。これらの画像は、マークされなければならない。組合せヒストグラムは、第 4実施態様に関して上述された如く、グレーレベルヒストグラムが、A、THR ESH LOとB、THRESH HIの間で初期的に探索され、そのグレーレ ベル空間にわたる候補物体を識別することを除いて、第28A〜28C図に関し て記載された如く処理される。組合せヒストグラムの処理は、ブロックBにおい て 示され、この場合、しきい対リストは、組合せヒストグラムから発生される。こ れは、例えば、エントロピーしきい化を使用して、行われるが、上記の如く、他 の方法も、しきい対の組を決定するために使用される。それから、養成画像は、 処理される、即ち、ブロックCに示された如く、物体リストを獲得するために、 発生されたしきい対リストを使用して、候補物体に対して探索される。リストは 、物体トレースを発生するしきい対を含む。それから、物体は、ブロックDに示 された如く、画像毎に、所望の物体を識別するために使用された項類マークと整 合される。各画像は、ブロックCからの独自のリストを有する。各々は、ブロッ クDにおいて整合される。それから、これらの物体リストは、ブロックEに示さ れた如く、組み合わされる。それから、各しきい対で検出された所望及び非所望 物体の数が、同様にブロックEに示された如くカウントされる。所望のしきい対 は、ブロックFに示された如く、縮小しきい対リストを創設するために選択され る。ブロックGに示された如く、縮小しきい対リストは、実際の性能、もしくは 、物体分類が望まれる新画像を確認するために、「テスト画像」を処理するため に使用される。テスト画像の組は、再び、養成画像の組ではなく、この方法の適 用が望まれる画像を表現する画像を具備する。これらのテスト画像は、この方法 の精度を審査する際に役立つように手動でカウントされる。 第45図は、所与のしきい対を使用して、物体に対して探索するIDENTに よって呼び出されるモジュールの流れ図である。上記の如く、探索下位段階は、 しきいグレーレベル値を使用して、少なくとも一つの物体に対して画像を走査す る下位段階を含む。さらに具体的には、走査された画像の部分は、複数のピクセ ルを具備し、各ピクセルは、第1〜 第3実施態様に関して上述された如く、上限と増分の和よりも小さなグレーレベ ル値を有する。第4実施態様において、この増分は、ゼロにセットされる。この 走査下位段階は、第45図のブロックBにおいて例証される。具体的に、モジュ ールが、ブロックAに示された如く開始した後、マスク付き画像、即ち、画像の ある部分を処理させないように切り取られた画像が、しきい対範囲内の次ピクセ ルに対して走査される。第45図の判断記号Cは、しきい対範囲内の次ピクセル が検出されるかを判断する。そうならば、モジュールは、長円形Dで示された如 く、終了される。しきい対範囲内の次ピクセルが検出されるならば、物体は、ブ ロックEに示された如く、検出されたピクセルから始めて、トレースされる。判 断記号Fは、妥当物体がトレースされたかを判断する。妥当物体が、トレースさ れたならば、それは、ブロックGに示された如く、「活動リスト」、即ち、大き さによりソートされた順序における妥当物体のリストに追加される。それから、 トレースされた物体は、ブロックHに示された如く、他の物体に含まれないとし てマークされ、そしてモジュールは、ブロックBへ復帰する。また、判断記号F から、非妥当物体が、トレースされたならば、モジュールは、ブロックBへ復帰 する。B−CとE−Hによるループは、次ピクセルが検出されないまで継続し、 検出されない時点で、モジュールは、長円形Dで示された如く、終了される。第 43図のブロックDに関して上述された如く、モジュールIDENTは、選択さ れたしきい対を使用して、物体を検出する。これは、上記の如く、グレーレベル ヒストグラムが、第4実施態様においてAとBの間で初期的に探索されることを 除いて、第28A〜28C図のヒストグラムを参照して上述されたものと同様な 方法で再帰的に行われる。 第4実施態様において、妥当物体がトレースされたかを判定するために、ある 基準が適用される。周囲ピクセルの数は、最大限界よりも小さくなければならな い。物体は、時計回り方法においてトレースされた。また、物体面積は、最小限 界よりも大きくなければならない。形状因子は、最大限界よりも小さくなければ ならない。加えて、物体「中心点」は、物体の内部でなければならない。第1実 施態様に関して算出された如く、中心点は、それを内点にするために移動される ことが、注目される。第4実施態様の冗長検査の実現は、内点を必要とする。中 心点は、通常、内部であり、他の目的のために必要とされないために、それは、 この内点として使用される。それが内部でないならば、それは、そのように移動 される。こうして、物体「中心点」は、内点である限り、真に中心点ではない。 上記の如く、第4実施態様の好ましい実現において、特性値は、大きさを指示 し、その結果、リストの第1物体は、最小物体であり、そしてリストの最終物体 は、最大物体である。第4実施態様において、ソート段階は、第45図に示され た如く、所与のしきい対を使用して、妥当物体を検出する文脈内で、行われる。 特に、第45図のブロックGにおいて注記された如く、トレースされた妥当物体 は、大きさ順序において活動リストへ追加される。IDENTがランされた後、 トレースされた妥当物体の活動リストは、第46図において示される。第46図 の物体Aは、最小物体であり、そして物体Zは、最大物体である。第46図の左 側において、「SA」は、最小物体を参照する。第46図の右側において、「L A」は、最大物体を参照する。 第27図に関して記載されたモジュールCONTAINは、第4実施 態様の包含性検査を行う。第47図の長円形Aに示された如く、開始した後、C ONTAINは、3つのモジュールを呼び出す。ブロックBに示された如く、C ONTAINは、まず、第49図に関して以下に記載されたLINK FAMI LYを呼び出す。LINK FAMILYは、包含性検査を行い、第42図に関 して上述された如く、すべての物体のリストと各物体の他の物体への族関係(即 ち、親又は子)を発生させる。第47図のブロックCに示された如く、CONT AINは、第53図に関して以下に記載されたHETEROGENEOUS D ECLUMPを呼び出す。モジュールHETEROGENEOUS DECLU MPは、独立な物体に対して各物体を検査する。物体は、その特性が、所定度だ けその親とは異なるならば、独立と考えられる。その時、第47図のブロックD に示された如く、CONTAINは、第56図に関して以下に記載されたREM OVE REDUNDANCIESを呼び出す。モジュールREMOVE RE DUNDANCIESは、物体の様々な世代を使用して、物体の冗長事例を識別 する。一つの子を有する親の場合が、第56図に関して記載されるが、モジュー ルREMOVE REDUNDANCIESはまた、2つ以上の子を有する親と 、子のない物体に対して冗長度を取り除く。第4実施態様の好ましい実現におい て、物体事例の各組から最大縁コントラストを有する物体が、第58C図に関し て以下に例証された如く、保持される。 第49図において例証されたLINK FAMILYの第1段階は、長円形A に示された如く、「開始」し、それから、ブロックBに示された如く、親を、親 としてまだ選択されない活動リストからの最小物体にする。第49図のブロック Cに示された如く、LINK FAMILY は、「テスト」を、この親物体に対してテスト物体としてまだ選択されない親よ りも小さな最大物体にする。判断記号Dは、テストが、他の物体に含まれるかを 判断する。そうならば、LINK FAMILYは、下記の如く、判断記号Hに 行く。テストが他の物体に含まれないならば、判断記号Eは、親がテストを含む かを判断する。そうでないならば、LINK FAMILYは、下記の如く、判 断記号Hへ行く。判断記号Eに戻って、親がテストを含むならば、LINK F AMILYは、ブロックFに示された如く、テストを子として親に追加し、そし てテストは、ブロックGに示された如く、別の物体に含まれるとして、マークさ れる。判断記号Hは、テストが親よりも小さな最終物体であるかを判断する。そ うでないならば、C−Hによるループは、テストが親よりも小さな最終物体にな るまで、継続する。それから、判断記号Iは、親が活動リストにおける最大物体 であるかを判断する。そうでないならば、B−Iによるループは、親が活動リス トにおける最大物体になるまで継続する。それから、別の物体に含まれたすべて の物体は、ブロックJに示された如く、活動リストから除去され、そしてモジュ ールは、第49図の長円形Kに示された如く終了される。 第48図は、本発明の第4実施態様で使用された如く、包含性検査、又はより 強力な「二重ボックステスト」の第1段階を例証する、物体の概略図である。こ のボックステストは、本発明の第1実施態様で使用されたボックステストと同様 に実施される。しかし、第4実施態様のボックステストは、破線箱Xkの如く、 仮説箱が、大きな物体とともに、小さな含まれた物体kの周りに引かれることに おいて、実際に、「二重ボックステスト」である。この箱は、小さな物体kの4 つの極点を示すため にのみ使用される。二重ボックステストの利点は、単純なボックステストよりも 、別の物体内に含まれないより多くの物体を判定することができ、こうして、全 包含性テストは、頻繁に行われる必要はない。二重ボックステストは、第51図 のブロックBとDにおいて示された如く行われる。 第48図において、物体lと物体kが、識別され、この場合、物体lは、物体 kよりも大きい。第4実施態様の方法により、各小さな物体が、各大きな物体内 に含まれるかを判定する段階は、大きな物体の4つの極点をけっていする下位段 階を含む。第48図に示された如く、物体lに対する4つの極点Ll、Tl、Rl とBlが、決定される。第4実施態様において、4つの極点は、第27A〜27 B図に関して上述された如く、TRACE OBJECTと同様のモジュールに よって決定される。各極点は、第7〜10図に関して上述された行位置座標値と 列位置座標値を有する。判定段階は、さらに、4つの極点の行位置座標値と列位 置座標値を使用することにより、大きな物体を境界付ける矩形を構成する下位段 階を含む。第48図に示された如く、矩形Xlは、物体lの4つの極点Ll、Tl 、RlとBlの行位置座標値と列位置座標値を使用して構成される。第1実施態様 と同様に、判定段階は、さらに、小さな物体において所定点を決定する下位段階 を含む。所定点は、第1実施態様において上述されたものと同様の方法で得られ る行位置座標値と列位置座標値を有する。判定段階は、さらに、大きな物体を境 界付ける矩形に関して、小さな物体の所定点の位置を決定する下位段階を含む。 二重ボックステストを行う時、4つの極点Lk、Tk、RkとBkは、物体kに対し て決定され、そして大きな物体の対応する極点と比較され、これにより、小さ な物体の極点が矩形Xl内に含まれるかを判定する。矩形Xkは、極点を例証する 目的のためにのみ、極点を使用して、物体kの周りに構成される。第4実施態様 の好ましい実現において、所定点は、質量中心である。しかし、所定点は、小さ な物体における任意の点でも良い。 上記の如く、全包含性検査は、二重ボックステストの使用のために、頻繁に行 われる必要はない。しかし、物体が二重ボックステストに合格するが、全包含性 検査に落ちる時がある。そのような事例において、全包含性検査の実施は、有益 である。第50図は、第4実施態様においてモジュールCONTAINによって 行われる全包含性検査を例証する、物体の概略図である。全包含性検査は、第5 0図の物体oの如く、物体が、矩形箱内に位置することが判明した時のみ、適用 される。第1実施態様と同様に、全包含性検査の頻繁でない使用は、計算集約的 でなく、冗長判定を高速度で行うことを可能にする。第4実施態様の全包含性検 査は、ボックステストを最初に適用することなく、すべての識別された物体へ適 用される。しかし、全包含性検査を適用することにより、ボックステストは、包 含性検査のための初期画面として役立つ。全包含性検査は、第51図のブロック Hによって行われる。 第50図において、物体m、nとoが、識別される。物体nの極点Ln、Tn、 Bn、Rnと、物体oの極点Lo、To、Bo、Roは、境界Xm内にあることが判定 される。全包含性検査を適用することにより、物体nの極点は、物体mの周囲点 の列位置座標値と行位置座標値の間にある列位置座標値と行位置座標値を有する ことが判定される。物体nは、物体m内に含まれると判定される。物体nは、物 体m内に含まれた単一の小さな物体であり、ある基準が満たされるならば、続い て削除される、 即ち、保持されない。全包含性検査を適用することにより、物体oの極点は、物 体mの周囲点の列位置座標値と行位置座標値の間にある列位置座標値と行位置座 標値を有さない。このため、物体oは、物体m内に含まれないと判定される。物 体oは、物体mの親でも子でもなく、このため保持される。 第48図と第50図において例示された如く、二重ボックステストは、モジュ −ルCONTAIN TESTによって行われ、その段階は、第51図において 示される。モジュ−ルCONTAIN TESTは、第49図のブロックDに示 された如く、モジュ−ルLINK FAMILYによって呼び出される。モジュ −ルCONTAIN TESTは、一物体が別の物体内に含まれるかを判定する 。第51図の長円形Aに示された如く、CONTAIN TESTは、開始し、 それから、ブロックBに示された如く、二重ボックステストを行う。判断記号C は、検査される物体がテストにパスするかを判断する。そうでないならば、親物 体は、ブロックDに示された如く、テスト物体を含まず、モジュ−ルCONTA IN TESTは、長円形Eに示された如く、終了される。判断記号Cに戻って 、物体が、ブロックBに示された如く、二重ボックステストにパスするならば、 トレース包含性テストが、ブロックFに示された如く行われる。それから、判断 記号Gは、テストされる物体が、テストにパスするかを判断する。そうならば、 ブロックHは、親物体はテスト物体を含むことを示す。テストされる物体が、テ ストにパスしないならば、ブロックDは、親がテスト物体を含まないことを示す 。親物体がテスト物体を含む又は含まないという判定の後、モジュ−ルCONT AIN TESTは、長円形Eに示された如く、終了される。 明瞭性のために、モジュ−ルLINK FAMILYは、第52A〜 52E図を参照して説明される。第52A図は、大きさでソートされた物体A、 B、C、D、EとFの活動リストを図示し、この場合、Aは、リストにおける最 小物体であり、そしてFは、リストにおける最大物体である。初期的に、活動リ ストにおけるすべての物体は、親であると考えられる。活動リストにおける各親 物体は、その他すべての物体と比較され、各小さな物体が、大きな物体内に含ま れるか、即ち、小さな物体は親を有するかを判定する。この包含性テストは、第 51図において例証された如くモジュ−ルCONTAIN TESTによって行 われる。小さな物体が、大きな物体内に含まれると判定されるならば、小さな物 体は、子として参照される。大きな物体は、親として参照される。 包含性テストは、活動リストにおける最小物体、この例において、物体Aで始 まり、連続的に大きな各親物体に移動する。物体Aを考える際に、比較する小さ な物体はなく、このため、Aは、活動リストにおける親として保持される。物体 Bを考える際に、小さな物体Aが物体B内に含まれるかの質問が為される。この 例証の物体のために、モジュ−ルCONTAIN TESTは、物体Aは物体B 内に含まれず、このため、物体AとBは親物体であることを判定する。 第52B図は、活動リストにおける物体CとDが、小さな物体BとAに関して 考察された後の族リンク関係を示す。物体Cを考える際に、小さな物体Bは親の 現状態を有するために、包含性テストが行われる。ここで例証された如く、モジ ュ−ルCONTAIN TESTは、物体Bが物体C内に含まれ、そして物体B が子の状態を与えられることを判定する。第52B図において、活動リストへの 直接リンクを保存する物体Bから物体Cへの従属リンクが、示される。小さな物 体Aは親の現状態を有するために、物体Aが物体C内に含まれるかのテストがま た、行わ れる。包含性テストは、物体Aが物体C内に含まれず、物体Aは、親であり、活 動リストに残ることを示す。 物体Dを考察する際に、小さな物体Cは親の現状態を有するために、包含性テ ストが、行われる。ここで例証された如く、モジュ−ルCONTAIN TES Tは、物体Cが物体D内に含まれないことを判定する。物体Cは、活動リストに おいて親としてその状態を保持する。小さな物体Bは子の現状態を有するために 、物体Dに関する包含性テストは、行われない。小さな物体Aは親の現状態を有 するために、包含性テストは、物体Dに関して行われる。ここで例証された如く 、CONTAIN TESTは、物体Aが物体D内に含まれず、こうして、物体 Aは親であり、活動リストに残ることを判定する。第52B図において、物体E とFは、まだ考察されず、親の初期化状態を保持する。 第52C図は、物体Eが小さな物体Dに関して考察された後の族リンク関係を 示す。物体Eを考察する際に、小さな物体Dは親の現状態を有するために、包含 性検査が行われる。ここで例証された如く、モジュ−ルCONTAIN TES Tは、物体Dが物体E内に含まれ、物体Dが子であることを判定する。第52C 図において、活動リストへの物体Dの直接リンクを保存する物体Dから物体Eへ の従属リンクが、示される。 第52D図は、物体Eが小さな物体CとAに関して考察され、かつ、物体Fが 小さな物体EとAに関して考察された後の族リンク関係を示す。物体Eを考察す る際に、小さな物体Cは親の現状態を有するために、包含性テストが行われる。 ここで例証された如く、モジュ−ルCONTAIN TESTは、物体Cが物体 E内に含まれ、物体Cが子であることを判定する。第52D図において、活動リ ストにおける物体Cの直接リンクとその親物体Cへの物体Bの従属リンクを保存 する物体Cから物体 Eへの従属リンクが、示される。小さな物体Bは子の現状態を有するために、物 体Eに関する包含性テストは、行われない。小さな物体Aは親の現状態を有する ために、物体Aが物体E内に含まれるかに関するテストが、行われる。ここで例 証された如く、モジュ−ルCONTAIN TESTは、物体Aが物体E内に含 まれず、物体Aは親であり、活動リストに残ることを判定する。 物体Fを考察する際に、物体Eは親の現状態を有するために、包含性テストが 、行われる。ここで例証された如く、モジュ−ルCONTAIN TESTは、 物体Eが物体F内に含まれないことを判定する。物体Eは、活動リストにおける 親として保存され、すべての子への従属リンクを示す。物体D、CとBは、子達 の現状態を有し、Fに関する包含性テストは、行われない。小さな物体Aは親の 現状態を有するために、物体Aが物体F内に含まれるかに関するテストが、行わ れる。ここで例証された如く、モジュ−ルCONTAIN TESTは、物体A が物体F内に含まれず、親であり、活動リストに残ることを判定する。 第52E図は、この例において直接リンクの除去により、図示された如く、物 体B、CとDが活動リンクから取り除かれた、LINK FAMILYモジュ− ルの完了における物体A、B、C、D、EとFの族リンク関係を示す。 第4実施態様は、第18図に関して第1実施態様に対して図示された如く、相 似性検査を行うことができる。本発明のピギーバック方式により、第1物体に関 して冗長な各第2物体の少なくとも一つの所定点の特性的属性が、判定される。 特に、第4実施態様において、少なくとも一つの所定点は、小さな物体の4つの 極点である。この段階は、第47図、ブロックCにおいて示され、以下に詳細に 議論される如く、第53図に 例示されたモジュ−ルHETEROGENEOUS DECLUMPにおいて展 開される。明瞭性のために、HETEROGENEOUS DECLUMPの段 階が、例示され、この場合、第1物体は大きな物体であり、第2物体は小さな物 体であり、第1及び第2物体は、上記の如く、空間的な重なり以外で冗長になる 場合があることが理解される。 第4実施態様の好ましい実現において、各第1及び第2物体の各内点の平均特 性的属性は、第1実施態様に関して議論された如く判定される。平均特性的属性 を使用するこの実現は、特性的属性を使用するピギーバック方式の実現よりも良 い比較を与える。各第1物体の各内点の同一の平均特性的属性が、それから、判 定される。好ましい実現において、第1物体は、大きな物体であり、第2物体は 、小さな物体であり、平均特性的属性は、平均内部色相、即ち、大きな物体と小 さな物体の内点の平均色相、である。 第4実施態様に関して図示された如く、親(大)物体と子(小)物体に対して 、 または (ap−ac2+(bp−bc2>d2 t (10) ここで、 Hは色相である。 Hは色相平均値である。 aとbはカラー画像におけるRGBグレーレベル値である。 pは親を指す。 cは子を指す。 dは所定の距離を指す。 tは所定の距離しきい値を指す。 であるならば、子は異種である。即ち、子は親とは異なる。第4実施態様の好ま しい実現において、小さな物体の内点を除く、大きな物体の内点が、決定される 。 モジュ−ルHETEROGENEOUS DECLUMPは、第53図の長円 形Aに示された如く、開始する。このモジュ−ルは、物体が異種子を有するかを 判定する。「異種子」により、子が親とは異なることを意味する。モジュ−ルは 、親物体を、親物体としてすでに選択されていない活動リストからの最小物体に する。判断記号Cは、物体が、子又は子達を有するかを判断する。そうならば、 モジュ−ルHETEROGENEOUS DECLUMPは、ブロックDに示さ れた如く、モジュ−ルSEPARATE HETEROGENEOUS CHI LDRENを呼び出す。このモジュ−ルは、第54図に関して以下で議論される 。それから、判断記号Eは、親物体が活動リストにおける最大物体であるかを判 断する。そうならば、モジュ−ルHETEROGENEOUS DECLUMP は、長円形Fに示された如く、終了される。そうでないならば、B−Eによるル −プは、親物体が活動リストにおける最大物体になるまで継続し、この点におい て、モジュ−ルは終了される。判断記号Cに戻って、親物体が子達を有さないな らば、モジュ−ルHETEROGENEOUS DECLUMPは、判断記号E に即時に行き、B−Eによるル−プは、親物体が活動リストにおける最大物体に なるまで継続し、この点において、モジュ−ルは、長円形Fに示された如く終了 される。 上記の如く、モジュ−ルHETEROGENEOUS DECLUMPは、第 54図において図示の如く、モジュ−ルSEPARATE H ETEROGENEOUS CHILDRENを呼び出す。このモジュ−ルは、 独立物体として物体を復位させる。モジュールが長円形Aに示された如く開始し た後、モジュールは、ブロックBに示された如く、子を、子としてすでに選択さ れていない親の次の子物体にする。ブロックCは、以下でさらに詳しく議論され た如く、モジュ−ルSEPARATE HETEROGENEOUS CHIL DRENが、異種物体の比較を行うことを示す。判断記号Dは、親と子が異なる かを判断する。そうならば、ブロックEに示された如く、子は、親の子の状態か ら活動リストにおける独立物体に移動され、モジュ−ルは、ブロックFに進む。 親と子が異ならないならば、モジュ−ルは、ブロックFへ直接に進む。ブロック Fに示された如く、モジュ−ルは、子物体に対してモジュ−ルSEPARATE HETEROGENEOUS CHILDRENを再帰的に実行する。判断記 号Gは、子が親の最後の子であるかを判断する。そうでないならば、モジュ−ル SEPARATE HETEROGENEOUS CHILDRENは、ブロッ クBに戻り、B−Gによるル−プは、子が親の最後の子になるまで継続する。こ の点において、モジュ−ルは、長円形Hに示された如く、終了される。 第4実施態様の選択規則は、続く比較に対して保存、削除及び保存を区別する ことが注目される。物体は、リストから冗長な物体として取り除かれるが、その 物体の周囲点は、続く比較に対して保存される。例えば、複数の子達、又は小さ な物体が、親物体内に検出される時、最も外側の親物体の周囲点は保存される。 明瞭性のために、モジュ−ルHETEROGENEOUS DECLUMPは 、第55A〜55F図を参照して説明される。第55A図は、モジュ−ルLin k Familyによって決定された族関係を有する 物体A、B、C、D、EとFのグループを示す。物体A、EとFは、親の状態を 有し、活動リストにおいて含まれる。物体CとDは、物体Eの子達である。物体 Bは、物体Cの子である。モジュ−ルHETEROGENEOUS DECLU MPは、子物体が親に対して不同(又は異種)であるかを判定する。モジュ−ル は、活動リストにおける最小の親物体、この場合、物体Aから始まる。物体Aは 、子達を有さず、そのため、モジュールは、次に最も大きい親物体、物体Eへ移 動する。物体Eは、異種非凝集のために考慮されなければならない子達を有する 。物体Fは、子達を有さず、このため、モジュ−ルHETEROGENEOUS DECLUMPによって処理される必要はない。 第55B図は、物体Cが親物体Eとは不同又は異種である時の、異種非凝集の 結果を示す。物体Cを考察する際に、モジュ−ルHeterogeneous Declumpは、物体Cが異種であると判定し、物体Cは、親の状態で活動リ ストに再リンクされる。 第55C図は、物体Bが次に考察され、その親物体Cに対して異種であると判 定される時の異種非凝集の結果を示す。物体Bはまた、親の状態で活動リストに 再リンクされる。 第55D図は、物体Dが考察され、その親物体Eに対して異種であると判定さ れた時の異種非凝集の結果を示す。物体Dはまた、親の状態で活動リストに再リ ンクされる。物体Dが考察され、異種ではないと判定されたならば、第55図に 示された如く、族リンク関係が、適用可能である。 第55E図は、物体Cがその親物体Eに対して異種でないと判定された時の、 異種非凝集の結果を示す。それ自身の子、物体Bへの従属リンクを含む、親物体 Eへの物体Cの従属リンクは、保存される。 第55F図は、物体Bがその親物体Cに対して異種であると判定された時の異 種非凝集の結果を示す。物体Bは、親の状態で活動リストに再リンクされる。 第56図に示された如く、モジュ−ルREMOVE REDUNDANCIE Sは、物体事例の各組から最大縁コントラストを有する物体のみを保存するため にランされる。長円形Aに示された如く、REMOVE REDUNDANCI ESは、開始し、その後、すべての物体に対して、縁コントラストの如く、パラ メータを算出する。第56図のブロックBに示された如く、縁コントラストは、 第33図に関して記載された如く、算出される。それから、REMOVERE DUNDANCIESは、ブロックCに示された如く、親を、親物体としてすで に選択されていない活動リストからの最小物体にする。それから、REMOVE REDUNDANCIESは、モジュールCHECK REDUNDANCY を呼び出し、ブロックDに示された如く、親物体に対してこのモジュ−ルをラン させる。判断記号Eは、親が最大活動物体であるかを判断する。そうでないなら ば、B−Eによるル−プは、親が最大活動物体になるまで継続する。この点にお いて、モジュ−ルは、長円形Fに示された如く、終了される。 第4実施態様において、第57A〜57B図に示された如く、モジュ−ルCH ECK REDUNDANCYは、物体のいろいろな世代の冗長な同定を除去す る。モジュ−ルCHECK REDUNDANCYは、第57A図の長円形Aに 示された如く、開始する。CHECK REDUNDANCYは、親物体を処理 するために呼び出される。ブロックBに示された如く、CHECK REDUN DANCYは、親の各子に対して再帰的に呼び出される。それから、他の物体に 含まれていない各物 体、即ち、親物体、に対して、モジュ−ルCHECK REDUNDANCYは 、第57A図のブロックBに示された如く、親物体の各子物体を再帰的に処理す る。この再帰呼出しは、例えば、第55A図に示された如く、最初に、族木の最 も下から物体を処理する。即ち、曾孫が、孫の前に処理され、そして孫が、子の 前に処理される等である。判断記号Cは、親の子の数がいくつかを判断する。子 がいないならば、モジュ−ルは、長円形Dに示された如く、終了する。親の子の 数が、1であるならば、判断記号Eは、子の縁コントラストが、親の縁コントラ ストよりも大きいかを判断する。そうでないならば、親は、ブロックEに示され た如く保持され、子は、ブロックFに示された如く無視され、そしてモジュ−ル は、長円形Dに示された如く、終了される。判断記号Eに戻って、親の縁コント ラストが、子の縁コントラストよりも良いならば、判断記号Gは、親が親を有す るかを判断する。そうでないならば、子は、ブロックHにおいて示された如く、 他の物体に含まれない物体として保持される。親は、ブロックJに示された如く 、無視され、そしてモジュ−ルは、第56B図の長円形Dに示された如く、終了 される。判断記号Gに戻って、親が親を有するならば、子は、ブロックIに示さ れた如く、保持される。親は、ブロックJに示された如く、無視され、そしてモ ジュ−ルは、長円形Dに示された如く、終了される。 判断記号Cに戻って、子の数が、1よりも大きいならば、モジュ−ルCHEC K REDUNDANCYは、判断記号Lに進み、親が親を有するかを判断する 。有さないならば、親は、ブロックMに示された如く保持される。親は、周囲点 の如く親の特性を子達に割り当てる目的のためにのみ保持される。例えば、親の 各内点は、子達の一つに割り当てられ、その結果、すべての親の領域は、最終分 析において子達によって表 現される。すべての子達は、ブロックNに示された如く、保持され、そしてモジ ュ−ルは、長円形Dに示された如く、終了される。親が親を有するならば、親は 、ブロックOに示された如く無視される。すべての子達は、ブロックNに示され た如く保持され、そしてモジュ−ルは、長円形Dに示された如く、終了される。 明瞭性のために、モジュ−ルRemoving Redundanciesは 、第58A〜58D図を参照して説明される。第58A図は、モジュ−ルLIN K FAMILYとHeterogeneous Declumpがランされた 後、物体A、B、C、D、E、F、GとHの族リンク関係の引例である。モジュ −ルREMOVE REDUNDANCIESの目的は、均質又は類似の子達を それらの親と比較し、これにより、冗長性を判定することである。このプロセス において、現親の各子は、再帰的に処理される。本例において、親物体Aは、子 達を有さず、このため、考察されない。次の親物体Gを考察すると、各子と同族 の子は、再帰的に処理されなければならない。モジュ−ルは、まず、族木の最も 下の子から処理する。この例示において、物体Gの玄孫であり、それ自信、子達 を有さない物体Bが、処理される。 第58B図は、その親物体Cに関して子物体Bの冗長性を解消する結果を示す 。物体Bとその親物体Cは、以前に異種非凝集テストにパスしたために、類似( 又は均質)物体であることが公知である。親物体Cの子の数及び/又は物体Bと Cの縁コントラストに基づいて、CHECK REDUNDANCYは、物体B とCのいずれが、保持され、他方が無視されるかを判定する。この例証の目的の ために、第58B図において例示された如く、物体Cは、保持され、物体Bは、 無視される。 モジュ−ルは、子物体Dを考慮するために再帰的に復帰する。物体D は子を有さないために、モジュ−ルは、第58図に示された如く、物体Dの親で ある物体Eに木を上る。親物体が複数の子達を有するならば、親の親が、考察さ れる。物体Eは親物体Fを有するために、物体Eは、無視され、生ずる族リンク 関係が、第58C図において示される。 モジュ−ルは、第58C図における物体Fを考慮するために再帰的に復帰する 。物体Fは複数の子達を有し、親物体Gを有するために、物体Fは無視され、生 ずる族リンク関係は、第58D図において示される。モジュ−ルは、第58C図 における物体Gを考慮するために、再帰的に復帰する。物体Gは、複数の子達を 有し、親物体を有さないために、物体Gとその子達は保持され、そして族関係は 、第58D図によって表現される。 モジュ−ルは、物体Hを考慮するために再帰的に復帰する。物体Hは、子達を 有さない。第58D図に示された如く、族リンク関係が、確立される。 実施例I この実施例において、本発明の方法及びシステムが、2つの物体クラスを弁別 するために、上記の如くLOCATEモジュ−ルを用いて、調査された。この実 施例は、ブドウ状球菌アウレウス(S.aureus)のBaird Park er選択性寒天において準備され、48時間37℃において培養された拡散プレ ートの画像を使用した。23個のプレートが、像を形成され、手動計数された2 245個のコロニーを含んだ。この実施例において、典型的なブドウ状球菌アウ レウスのみが、識別対象であり、すべての他の物体は人為物と見なされた。 LOCATEモジュールは、ブドウ状球菌アウレウスに対して微生物学者のマ ークと一致した2061個の物体と、約4280個の人為物と を検出した。各物体に対して、第59F図に示された如く、物体を記述する多数 のパラメータが、画像から抽出された。下記の表1は、この実施例において使用 されたパラメータをリストする。William H.Press、Brian P.Flannery、Saul A.Teukolsky and Wil liam T.Vetterlingにより、教科書”Numerical R ecipes in C”、Cambridge University Pr ess(1988)において記載された如く、(回帰あてはめにおいて人為物と コロニーの数を平衡させるために)、線形回帰あてはめが、人為物の50%を使 用して、第59N図に示された如く行われた。回帰値は、第59H図に示された 如く、回帰あてはめから決定された回帰係数を用いて、すべての物体に対して生 成された。 第4実施態様を使用する物体同定及び計数のためのシステムは、第59図にお いて示される。このシステムは、分析される場面の視覚特徴において検出された 潜在的に冗長な物体を解消するための上記の方法を使用し、下記された如く、物 体のクラス(又は部類)と各クラスにおける物体の数の自動決定を獲得する。 第59図は、2つの別個の情報の流れを考察することにより理解される。第1 の情報の流れは、図の左側に完全に示された画像処理用である。この流れの目的 は、場面を考慮して、一つ以上の部類における所望の物体のカウントを決定する ことである。この流れは、第2の流れによって得られた情報を使用する。第2の 情報の流れは、第59図において完全に示された養成処理である。この流れの目 的は、2つ以上の部類を設けるために使用された物体分類方法に対して適正なセ ットアップデータを決定することであり、第1の流れにおいて使用される場面を 表現する画 像場面の組に基づく。 次は、第1の情報の流れ、画像処理を記載する。所望の場面の画像が、第59 図のブロックAに示された如く、取得される。長円形Bの画像は、それぞれ、赤 、緑、青及び中性濃度フィルターを使用して取得された赤、緑、青及び灰色平面 から成る全色画像であり、等価の適正なカラーバランスに対して整合される。こ の画像は、ブロックCに示された如く切取られ、全画像場面の一部のみの分析を 可能にする。この切取りプロセスは、例えば、画像に円形ペトリ皿の縁を位置付 け、所定のオフセットでそれを切取ることにより、完全自動である。切取りプロ セスはまた、例えば、所定の矩形マスクを使用することにより、手動でもある。 いずれにせよ、マスクデータは、長円形Dに示された如く、セーブされる。画像 データ(長円形B)とマスクデータ(長円形D)は、第4実施態様において記載 され、ブロックEに示された如く、位置付け方法によって使用されるが、他の実 施態様も使用される。位置付け方法の結果は、長円形Fに示された如く、物体の リストと関連記述データである。このデータは、ブロックGに示された如く、分 類段階を使用して、長円形Hに示された線形回帰係数と組み合わされ、長円形I に示された如く存在する各クラス(又は部類)における物体のカウントを提供す る。 次は、第2の情報の流れ、養成プロセスを記載する。上記の如く、画像が、取 得され(ブロックA)、切取られ(ブロックC)、そして物体が位置付けられ( ブロックE)、画像データ(長円形B)、マスクデータ(長円形D)、及び物体 記述データ(長円形F)を生ずる。画像データ(長円形B)はまた、ブロックJ に示された如くマークされ、長円形Kで表された、一つ以上の部類において所望 の物体の位置を提供するデータリストを生成する。マーカー位置のこのリストは 、ブロックLに示 された如く、マッチング段階によって位置付けられた物体(長円形F)と整合さ れる。このマッチング段階は、すべての物体が正しい部類に割る当てられること を保証するために、確認段階を含む。マッチング段階は、長円形Mに示されたマ ーク付き物体リストを生ずる。長円形Kのマーカーリストにおけるマークの一つ と非関連(不整合)の長円形Fの物体リストにおけるすべての物体は、特殊な人 為物部類に割り当てられる。これらの段階は、多数の画像に対して繰り返され、 これらの画像は、養成の組を具備する。養成の組における各画像に対するマーク 付き物体リストは、組み合わされ、(多数の画像からの物体を表現する以外にリ ストは同一であるために長円形Mによって表現された)組合せマーカー物体リス トを生成する。 長円形Mのこの組合せマーク付き物体リストは、養成の組におけるすべての画 像に対して、長円形Fの物体リストに含まれた各物体のすべての記述データと、 各物体に割り当てられる正しい部類の指示を含む。この時、この新リストは、ブ ロックNに示された如く、線形回帰方法(又は他の適切な線形又は非線形分類方 法)によって使用され、長円形Hで示された如く、物体(ブロックF)を2つ以 上のクラスに分類するために必要な係数としきい値を集合的に生成する。 上記の方法の使用は、通常、次の段階から成る。自動処理が望まれる場面を表 現する場面の養成組が、選択される。上記のプロセス養成段階は、その組におい て行われる。それから、自動処理が望まれる付加的場面が、選択される。画像処 理段階は、これらの画像の各々において行われ、所望の如く、各画像に対する各 所望クラスの物体のカウントを生ずる。 第60図は、回帰係数の関数として、人為物(左曲線)とコロニー (右曲線)のパーセント分布を示す。回帰しきい値(中心における垂直線)は、 全誤差(しきい値の右側に対して左曲線のテールによって表された正誤差としき い値の左側に対して右曲線のテールによって表された負誤差の合計)を最小にす るように設定される。 第61図は、人為物(左ピーク、ここで、最大値は、0.01回帰値幅当たり 200物体のプロット最大値よりも大きい)とカウント(右ピーク)のカウント 分布を示す。人為物とコロニーの間の明確な分離が、見られる。 実施例2 この実施例において、本発明の方法及びシステムの能力が、幾つかの物体クラ スを区別するために、上記の如くLOCATEモジュールを用いて、調査された 。この実施例は、ブドウ状球菌アウレウスのためのBaird Parker選 択性寒天において準備され、48時間37℃において培養された拡散プレートの 画像を使用した。しかし、この実施例において、示差能力は、典型的なブドウ状 球菌アウレウスコロニー(第62図と第63図において”2”の標識)、異型又 は他のブドウ状球菌コロニー(第62図と第63図において”1”の標識)、他 の背景コロニー(第62図と第63図の”0”の標識)、及び人為物又は非コロ ニー物体(第62図と第63図において”x”の標識)を弁別することにより、 検査された。 この実施例に対して、96枚のプレートが、結像された。次の表2は、微生物 学者のマークに一致した検出された各形式物体の数を示す。 各物体に対して、物体を記述する多数のパラメータが、画像から抽出された。 下記の如く、表3は、この実施例において使用されたパラメータをリストする。 すべての物体は、回帰あてはめを決定するために使用された。あてはめ係数から 、回帰値は、第62図においてプロットされた、各物体に対して決定された。こ のプロットは、人為物と背景コロニーの間の明確な分離、並びに、背景コロニー と2つのブドウ状球菌個数の間の良好な分離を示す。 第63図は、実施例2のデータに対するカウント分布を与える。 実施例3 この実施例において、本発明の方法及びシステムが、上記の如くLOCATE モジュールを用いて、細菌コロニーを計数した。この実施例は、Brain H eart Infusion(BHI)非選択性栄養素寒天において準備され、 24時間37℃において培養された拡散プレートの画像を使用した。プレートは 、熟練した微生物学者によって手動で計数され、本発明の方法及びシステムを使 用して結像された。 画像の第1組(養成組)がまた、微生物学者によって、本発明のシステムにお いてマークされ、システムにコロニーの位置を知らせた。この組は、74枚のプ レートから成り、その内の25枚は、プレート当たり25〜250コロニーの計 数範囲にあり、残りの大部分は、プレート当たり25コロニーよりも少数であっ た。総数3459コロニーが、手動で計数され、第2手動カウントを表現する3 572個のマークが、作ら れた。 LOCATEモジュールは、これらの74枚のプレートの画像において994 1個の物体を検出した。これらの内で、3084個が、微生物学者のマークと一 致した。不一致は、別のマーク(即ち、自動的に検出された単一物体に対する多 重マーク)に割り当てられた317個の物体と、適切な物体が自動的に検出され ない171個のマークと、同様に適切な2つ以上の物体が自動的に検出され、そ の内一つは無秩序に選択された6個のマークであった。残りの6857個の非コ ロニー又は人為物の中で、約45%又は3157個の物体の無秩序の選択が為さ れ、線形回帰あてはめに対してコロニー及び人為物のほぼ等しい数を与えた。 線形回帰あてはめ(第1実施例の表1に掲げたものと同一のパラメータの使用 )は、係数の組としきい値を生成し、プレート当たり25〜250コロニーの計 数範囲内の、33画像の独立な組に適用された。LOCATEモジュールは、こ れらのプレートの画像において9850個の物体を検出した。回帰係数としきい 値を適用した後、3048個が、コロニーとして自動的に識別され、5.6%の 計数マイナス誤差に対して、手動で計数された3220個のコロニーと比較され た。これは、プレートの組に対して予期された性能の評価であり、即ち、平均5 .6%の計数誤差が予期される。 各プレートに対する自動的に決定されたカウントは、そのプレートに対する手 動計数と比較され、各プレートに対するパーセント誤差を与えた。これらの誤差 の平均は、5.0%の計数誤差であった。これは、5.6%の上記の誤差評価と 比較され、プレートの組に対して予期された誤差の最良の評価である。値差は、 組におけるプレートの間の計数の分布により、プレート間で異なる単一計数のパ ーセント誤差効果における差 分に変換される。 プレート毎パーセント誤差の絶対値はまた、個別プレートにおいて予期された 誤差の評価を与えるために平均化された。これらの33枚のプレートに対して、 この平均絶対値は、13.6%であった。こうして、所与のプレートに対して、 自動的に決定されたカウントは、平均して、手動カウントの13.6%以内であ ることが予期された。 上記の実施例における誤差率は、手動カウントに基づいた。手動計数は、完全 には正確ではないことが知られる。他のデータは、手動計数が、5〜30%の誤 差であることを示唆した。このデータの組に対して、プレートの養成組における 2つの手動計数の間の不一致は、約3%であり、この場合、第2計数は、第1計 数を既知として行われた。これは、本発明の自動システムの性能は、極めて受容 されたことを示す。 発明の他の実施態様は、ここで開示された発明の明細書及び実施の考察から、 技術における当業者には明らかになるであろう。明細書と実施例は、例示として のみ考慮され、発明の真の範囲及び精神は、次のクレイムから示されることが意 図される。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年5月30日 【補正内容】 明細書 物体の冗長同定を解消するための方法 発明の背景 発明の分野 本発明は、物体の冗長同定を解消するための画像分析方法に関する。さらに詳 細には、本発明は、同一画像の多重探索が行われる時、同一物体の多重表現を獲 得する物体識別体系に関する。代替的に、物体識別体系は、画像の単一又は多重 探索が行われる時、中空又はドーナツ状物体を識別する。さらに、本発明は、同 一物体の単一又は多重探索が行われる時、幾つかの別個の物体を解像する際に有 益であり、この場合、他の識別体系は、これらの別個の物体を、単一凝集物体と して識別していた。そのような物体識別体系は、一つ以上の所定属性を有し、物 体の一つの表現から得られた物体の識別が、所定の属性の少なくとも一つを有し 、物体の異なる走査から得られた物体の別の識別に関して冗長性があるかを判定 する。本発明は、例えば、小さな物体が前に識別されたより大きな物体内に包含 されるかを判定するために使用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),AL,AM,AU,BB,BG,BR,BY,C A,CN,CZ,EE,FI,GE,HU,IS,JP ,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LT,LV, MD,MG,MK,MN,MX,NO,NZ,PL,R O,RU,SG,SI,SK,TJ,TM,TT,UA ,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.画像における物体の冗長な識別を解消するための方法において、 (a)画像において潜在的に冗長な物体のグループを識別する段階と、 (b)物体のソートリストを生成するために、所定の順序で識別された物体をソ ートする段階であり、リストにおける初期物体は、初期特性値を有し、リストに おける最終物体は、最終特性値を有する段階と、 (c)第1及び第2値の一方を有する物体状態変数を定義する段階と、 (d)ソートリストにおける初期物体に物体状態変数の第1値を割り当てる段階 と、 (e)初期物体に続く各個の物体を、続く各個の物体の特性値よりも小さい特性 値を有し、物体状態変数の第1値を有する各物体と比較する段階であり、各比較 に対して、続く各個の物体は、第1物体として規定され、第1物体の特性値より も小さい特性値を有する各物体は、第2物体として規定される段階と、 (f)各個の第2物体が、第1物体の特性値の所定範囲内に含まれた特性値を有 するかを判定し、これにより、物体状態変数の第1及び第2状態値の一つを、各 個の第1物体と各個の第2物体に割り当て、画像における物体の冗長な識別を解 消する段階と、 (g)段階(f)の物体状態変数の第1値を有する物体を、非冗長物体として識 別し、非冗長物体を保持する段階とを具備する方法。 2.判定段階が、 (i)第1物体の特性値の所定範囲内の特性値を有する第2物体がないならば、 第1物体を保持し、第1物体の物体状態変数を第1値に設定する下位段階と、 (ii)第2物体が第1物体の特性値の所定範囲内の特性値を有するなら ば、第1物体を保持し、第1物体の物体状態変数を第1値に設定し、第2物体を 削除する下位段階と、 (iii)2つ以上の第2物体が、第1物体の特性値の所定範囲内の特性値を有す るならば、第1物体を削除し、第2物体の物体状態変数を第1値に設定する下位 段階とを具備する請求の範囲1に記載の方法。 3.判定段階が、 (i)第1物体の特性値の所定範囲内の特性値を有する第2物体がないならば、 第1物体を保持し、第1物体の物体状態変数を第1値に設定する下位段階と、 (ii)第2物体が第1物体の特性値の所定範囲内の第1特性値を有し、第1物体 が、第1物体のより大きな第2特性値を有するならば、第1物体を保持し、第1 物体の物体状態変数を第1値に設定し、第2物体を削除する下位段階と、 (iii)第2物体が第1物体の特性値の所定範囲内の第1特性値を有し、第1物 体が、より小さな第2特性値を有するならば、第2物体を保持し、第2物体の物 体状態変数を第1値に設定し、第1物体を削除する下位段階と、 (iv)2つ以上の第2物体が、第1物体の第1特性値の所定範囲内の第1特性値 を有するならば、第1物体を削除し、第2物体の物体状態変数を第1値に設定す る下位段階とを具備する請求の範囲1に記載の方法。 4.第1物体が、第2物体と比較して大きな物体であり、第2物体が、第1物 体と比較して小さな物体であり、そして判定段階が、小さな物体が、大きな物体 内に含まれるかを判定することを含み、さらに、 (iv)大きな物体の周囲点を決定する下位段階と、 (v)周囲バッファーを生成し、周囲バッファーは、大きな物体の周囲 点を具備し、各周囲点は、行位置座標値、列位置座標値、及び方向符号ベクトル を有し、方向符号ベクトルは、各周囲点に対して第1及び第2方向符号値を具備 し、第1方向符号値は、次の周囲点に対する各個の周囲点の関係を記述し、そし て第2方向符号値は、前の周囲点に対する各個の周囲点の関係を記述する下位段 階と、 (vi)行列ソート周囲バッファーを生成するために、所定の順序で周囲バッファ ーにおける周囲点をソートする下位段階と、 (vii)バッファーにおける各周囲点に、第1及び第2値の一方を有する周囲点 状態変数を割り当て、周囲点状態変数の値は、第1及び第2方向符号値によって 決定される下位段階と、 (Viii)小さな物体の所定点の列位置座標値が、周囲点状態変数の第1値を有す る周囲点の列位置座標値とソート周囲バッファーにおける次の周囲点の列位置座 標値の間にあるならば、大きな物体内に含まれるとして小さな物体を指定する段 階であり、周囲点は、小さな物体の所定点と同一の行位置座標値を有する下位段 階とを含む請求の範囲2に記載の方法。 5.第1物体が、第2物体と比較して大きな物体であり、第2物体が、第1物 体と比較して小さな物体であり、そして判定段階が、小さな物体が、大きな物体 内に含まれるかを判定することを含み、さらに、 (v)大きな物体の周囲点を決定する下位段階と、 (vi)周囲バッファーを生成し、周囲バッファーは、大きな物体の周囲点を具備 し、各周囲点は、行位置座標値、列位置座標値、及び方向符号ベクトルを有し、 方向符号ベクトルは、各周囲点に対して第1及び第2方向符号値を具備し、第1 方向符号値は、次の周囲点に対する各個の周囲点の関係を記述し、そして第2方 向符号値は、前の周囲点に対する各個の周囲点の関係を記述する下位段階と、 (vii)行列ソート周囲バッファーを生成するために、所定の順序で周囲バッフ ァーにおいて周囲点をソートする下位段階と、 (viii)バッファーにおける各周囲点に、第1及び第2値の一方を有する周囲点 状態変数を割り当て、周囲点状態変数の値は、第1及び第2方向符号値によって 決定される下位段階と、 (ix)小さな物体の所定点の列位置座標値が、周囲点状態変数の第1値を有する 周囲点の列位置座標値とソート周囲バッファーにおける次の周囲点の列位置座標 値の間にあるならば、大きな物体内に含まれるとして小さな物体を指定する段階 であり、周囲点は、小さな物体の所定点と同一の行位置座標値を有する下位段階 とを含む請求の範囲3に記載の方法。 6.大きな物体内に含まれるとして小さな物体を指定する下位段階が、さらに 、下位段階(iv)〜(viii)の前に、 (ix)大きな物体の4つの極点を決定する段階であり、各極点は、行位置座標値 と列位置座標値を有する下位段階と、 (x)4つの極点の行及び列位置座標値を使用することにより、大きな物体を境 界付ける矩形を構成する下位段階と、 (xi)小さな物体における所定点を決定する段階であり、所定点は、行位置座標 値と列位置座標値を有する下位段階と、 (xii)大きな物体を境界付ける矩形に関して小さな物体の所定点の位置を決定 する下位段階と、 (xiii)小さな物体の所定点が、大きな物体を境界付ける矩形内に含まれる時に 限り、段階(iv)〜(viii)を行う下位段階と、 (xiv)小さな物体の所定点が、大きな物体を境界付ける矩形内に含まれないな らば、大きな物体内に含まれないとして、小さな物体を指定する下位段階とを含 む請求の範囲4に記載の方法。 7.第1物体が、第2物体と比較して大きな物体であり、第2物体が、第1物 体と比較して小さな物体であり、そして判定段階が、小さな物体が、大きな物体 内に含まれるかを判定することを含み、さらに、判定段階が、 (ix)大きな物体の4つの極点を決定する段階であり、各極点は、行位置座標値 と列位置座標値を有する下位段階と、 (x)4つの極点の行及び列位置座標値を使用することにより、大きな物体を境 界付ける矩形を構成する下位段階と、 (xi)小さな物体における所定点を決定する段階であり、所定点は、所定の行位 置座標値と所定の列位置座標値を有する下位段階と、 (xii)大きな物体を境界付ける矩形に関して小さな物体の所定点の位置を決定 する下位段階と、 (xiii)小さな物体の所定点が、矩形内に含まれるならば、大きな物体内に含ま れるとして小さな物体を指定する下位段階とを含む請求の範囲2に記載の方法。 8.第1物体が、第2物体と比較して大きな物体であり、第2物体が、第1物 体と比較して小さな物体であり、そして判定段階が、小さな物体が、大きな物体 内に含まれるかを判定することを含み、さらに、下位段階(v)〜(ix)の前に 、 (x)大きな物体の4つの極点を決定する段階であり、各極点は、行位置座標値 と列位置座標値を有する下位段階と、 (xii))4つの極点の行及び列位置座標値を使用することにより、小さな物体 を境界付ける矩形を構成する下位段階と、 (xiii)小さな物体の4つの極点を決定する段階と、 (xiv)小さな物体の極点が、矩形の境界内に含まれないならば、小さ な物体を無視する下位段階とを含む請求の範囲2に記載の方法。 9.第1物体が、第2物体と比較して大きな物体であり、第2物体が、第1物 体と比較して小さな物体であり、そして判定段階が、小さな物体が、大きな物体 内に含まれるかを判定することを含み、さらに、 (iv)大きな物体の4つの極点を決定する段階であり、各極点は、行位置座標値 と列位置座標値を有する下位段階と、 (v)4つの極点の行及び列位置座標値を使用することにより、小さな物体を境 界付ける矩形を構成する下位段階と、 (vi)小さな物体の4つの極点を決定する下位段階と、 (vii)小さな物体の極点が、矩形の境界内に含まれないならば、小さな物体を 無視する下位段階とを含む請求の範囲7に記載の方法。 10.次の両条件 (A)小さな物体の所定点の行位置座標値は、大きな物体を境界付ける矩形の行 位置座標値の最小値と最大値の間にあり、 (B)小さな物体の所定点の列位置座標値は、大きな物体を境界付ける矩形の列 位置座標値の最小値と最大値の間にある、 が満たされるならば、所定点が、大きな物体を境界付ける矩形内に含まれる請求 の範囲6に記載の方法。 11.所定点が、小さな物体の質量中心である請求の範囲5、6又は10の一 つに記載の方法。 12.(h)大きな物体内に含まれた小さな物体の少なくとも一つの所定点の 特性的属性を決定する段階と、 (i)大きな物体の特性的属性を決定する段階と、 (j)大きな物体内に含まれた小さな物体の所定点の特性的属性に関する大きな 物体の少なくとも一つの所定点の特性的属性の差分が、所定の 最小数を超過するならば、大きな物体と小さな物体を保持し、大きな物体と小さ な物体の各々の物体状態変数を第1値に設定する段階とをさらに含む請求の範囲 5、6又は10に記載の方法。 13.(k)小さな物体の内点の少なくとも一つの平均特性的属性を決定する 段階と、 (l)大きな物体の内点の平均特性的属性を決定する段階と、 (m)大きな物体内に含まれた小さな物体の内点の平均特性的属性に関する大き な物体の内点の平均特性的属性の差分が、所定の最小数を超過するならば、大き な物体と小さな物体を保持し、大きな物体と小さな物体の各々の物体状態変数を 第1値に設定する段階とをさらに含む請求の範囲12に記載の方法。 14.判定段階(k)が、小さな物体の内点を除いて、大きな物体の内点を決 定することを具備する請求の範囲13に記載の方法。 15.特性的属性が、色相である請求の範囲12に記載の方法。 16.平均特性的属性が、大きな物体と小さな物体の各々の内点の平均色相で ある請求の範囲13に記載の方法。 17.画像における潜在的に冗長な物体のグループを識別する段階が、 (i)物体と背景の画像を発生する下位段階と、 (ii)複数の副空間を含む多次元データ空間を定義する下位段階と、 (iii)少なくとも一つの候補物体の属性に基づいて、少なくとも一つの副空間 を選択する下位段階と、 (iv)各選択副空間を使用して、候補物体の少なくとも一つの表現に対して画像 を多重探索する下位段階であり、候補物体は、少なくとも一つの所定の属性値を 有する下位段階と、 (v)妥当物体を識別するために、所定の属性値を有する候補物体を妥 当化する下位段階とを具備する請求の範囲1に記載の方法。 18.(A)多次元データ空間が、全画像を表現するグレーレベルヒストグラ ムであり、グレーレベルヒストグラムは、エントロピー関数を有し、それぞれの エントロピー関数を有する複数のグレーレベル上側及び下側ヒストグラムが、ヒ ストグラムから発生され、 (B)少なくとも一つの副空間が、各上側及び下側ヒストグラムのエントロピー 関数が最大化される如く各上側及び下側ヒストグラムの複数のしきいグレーレベ ル値対であり、画像は、候補物体の少なくとも一つの表現に対して各上側及び下 側ヒストグラムの選択しきいグレーレベル対を使用して多重探索される請求の範 囲17に記載の方法。 19.画像における物体の冗長な識別を解消する方法において、 (a)潜在的に冗長な物体のグループを識別する段階と、 (b)2つの識別された物体の面積を比較し、物体の一方を、他方の物体と比較 して大きな物体として、他方の物体を、大きな物体と比較して小さな物体として 指定する段階と、 (c)(i)行位置座標値と列位置座標値を有する大きな物体の4つの極点を決 定することと、 (ii)4つの極点の行及び列位置座標値を使用することにより、大きな物体を境 界付ける矩形を構成することと、 (iii)所定の行位置座標値と所定の列位置座標値を有する小さな物体における 所定点を決定することと、 (iv)大きな物体を境界付ける矩形に関して小さな物体の所定点の位置を決定す ることと、 (v)小さな物体の所定点が、矩形内に含まれるならば、大きな物体内に含まれ るとして小さな物体を指定し、これにより、画像における各識 別物体の冗長な識別を解消することとにより、小さな物体が大きな物体内に含ま れるかを判定する段階とを具備する方法。 20.次の両条件 (A)小さな物体の所定点の行位置座標値は、大きな物体を境界付ける矩形の行 位置座標値の最小値と最大値の間にあり、 (B)小さな物体の所定点の列位置座標値は、大きな物体を境界付ける矩形の列 位置座標値の最小値と最大値の間にある、 が満たされるならば、所定点が、大きな物体を境界付ける矩形内に含まれる請求 の範囲19に記載の方法。 21.背景において少なくとも一つの所定属性値を有する妥当物体を識別し、 妥当物体の冗長な識別を解消する方法において、 (a)物体と背景の画像を発生する段階と、 (b)エントロピー関数を有する画像のグレーレベルヒストグラムを発生する段 階と、 (c)ヒストグラムのエントロピー関数が最大化される如く、しきいグレーレベ ル値をエントロピー的に選択する段階と、 (d)候補物体の少なくとも一つの表現に対してエントロピー的に選択されたし きいグレーレベル値を使用して画像を探索する段階であり、候補物体は、少なく とも一つの候補物体属性値を有する段階と、 (e)(i)2つの妥当物体の面積を比較し、妥当物体の一方を、他方の妥当物 体と比較して大きな妥当物体として、他方の妥当物体を、大きな物体と比較して 小さな妥当物体として指定することと、 (ii)行位置座標値と列位置座標値を有する大きな物体の4つの極点を決定する ことと、 (iii)4つの極点の行及び列位置座標値を使用することにより、大きな 物体を境界付ける矩形を構成することと、 (iv)行位置座標値と列位置座標値を有する小さな物体における所定点を決定す ることと、 (v)大きな物体を境界付ける矩形に関して小さな物体の所定点の位置を決定す ることと、 (vi)小さな物体の所定点が、大きな物体を境界付ける矩形内に含まれるならば 、大きな物体内に含まれるとして小さな物体を指定することとにより、妥当物体 を識別するために、妥当物体の所定属性値を有する候補物体を妥当化する段階と を具備する方法。 22.妥当化段階が、非均質物体の冗長な識別を解消するために行われ、そし てさらに、大きな物体が2つ以上の小さな物体を含む時、大きな物体を削除する 下位段階を含む請求の範囲21に記載の方法。 23.妥当化段階が、非均質物体の冗長な識別を解消するために行われ、そし てさらに、 (vi)大きな妥当物体と小さな妥当物体の平均縁コントラストを算出する下位段 階と、 (vii)大きな妥当物体が、ただ一つの小さな妥当物体を含む時、小さな縁コン トラストを有する物体を削除する下位段階とを含む請求の範囲21に記載の方法 。 24.妥当化段階が、均質物体の冗長な識別を解消するために行われ、そして さらに、 (vi)大きな妥当物体と小さな妥当物体の平均縁コントラストを算出する下位段 階と、 (vii)大きな物体の平均縁コントラストが、小さな物体の平均縁コントラスト よりも小さく、かつ、所定の最小縁コントラストよりも小さい場 合に大きな物体を削除する下位段階とを含む請求の範囲21に記載の方法。 25.妥当化段階が、非均質物体の冗長な識別を解消するために行われ、そし てさらに、 (vi)大きな妥当物体と小さな妥当物体の縁コントラストを算出する下位段階と 、 (vii)大きな妥当物体の平均縁コントラストが、小さな妥当物体の平均縁コン トラストよりも大きく、かつ、所定の最大縁コントラストよりも大きい場合に小 さな妥当物体を削除する下位段階とを含む請求の範囲22に記載の方法。
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