JPH1145345A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２次元画像の加工処理において、一部分の像
をマウスなどによって輪郭をなぞって像を指定する場
合、複雑に入り組んだ像の場合、輪郭を正確になぞるこ
とは困難であり、また、像を含むように完全に包含して
指定する方式においても、所望の画像領域を特定して抽
出することが困難な場合がある。 【解決手段】 画素を分割領域する分割手段と、抽出す
べき抽出領域を含む初期領域を指定する指定手段と、分
割領域と処理領域の位置関係から、分割領域の各画素が
抽出領域に含まれるかどうか判定する判定手段と、判定
手段によって抽出領域に含まれると判断された画素デー
タを抽出する抽出手段により上記問題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，２次元画像内の一
部分を抽出する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スキャナ、デジタルスチルカメ
ラ、およびビデオカメラであるような撮像装置を用いて
物体を撮像して得られる２次元画像は、２値のデジタル
データ信号である画像信号として記録媒体に記憶され
る。このように記憶される２次元画像は、後日コンピュ
ータ等の電子機器を用いて電子的に加工する事ができ
る。

【０００３】このような２次元画像の加工処理には、た
とえば２次元画像内の一部分の像を電子機器の操作者が
選択して抽出するものがある。このとき、操作者は、た
とえばマウスを操作して、２次元画像内の所望の領域の
輪郭を、マウスに連動して画像内を移動するマウスカー
ソルによってなぞることで、所望の領域を指定する。

【０００４】このような手法では、所望の領域の輪郭形
状が複雑に入組むとき、輪郭を正確になぞることが困難
である。このため、所望の領域の指定のための作業時間
が長くなり、また操作者の手間も増加する。

【０００５】このような２次元画像の加工に関する従来
技術としては、対象となる２次元画像を、画素データが
類似する１または複数の画素を含む複数の分割領域に分
割し、装置の操作者に所望の抽出領域を内包する輪郭領
域を指定させ、指定手段で指定された輪郭領域の各画素
と輪郭領域以外の位置関係から、分割された領域の重み
演算を行ない、それに従い抽出領域を判定するものがあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの上記の方法
では、操作者は所望の抽出領域を完全に内包するように
輪郭領域を指定する必要があり、輪郭領域を指定する方
法及び指定の精度によっては、操作者が抽出領域を完全
に内包するように輪郭領域を指定することが出来ない場
合に対応することが出来ない。また操作者が所望の領域
を完全に内包するように指定しようとするために、操作
者が指定する輪郭領域が所望する抽出領域より過大に大
きくなり、初期領域として利用する輪郭領域が、より不
正確な情報にしかなりえず、所望の画像領域を抽出する
ことが困難になる場合がある。

【０００７】前述の方法においては、抽出すべき領域を
完全に内包するように輪郭領域を指定する必要があった
が、本発明は、操作者の輪郭領域の指定方法に柔軟に対
応し、かつ、画像抽出の精度の向上を計り、確実に所望
の画像を抽出することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１によれ
ば、複数の画素からなる２次元画像を処理する画像処理
装置において、２次元画像を画素データが類似する１ま
たは複数の画素を含む複数の分割領域に分割する分割手
段と、２次元画像から、抽出すべき抽出領域を全部また
は一部含む初期領域を指定する初期領域指定手段と、分
割手段によって分割された各分割領域と初期領域指定手
段で指定された初期領域との位置関係から、各分割領域
の各画素が抽出領域に含まれるか否かを判定する抽出判
定手段と、抽出判定手段によって抽出領域に含まれると
判定された分割領域の画素データを、画像信号から抽出
する手段とを備えることにより上記課題を解決する。

【０００９】本発明の請求項１に従えば、画像処理装置
は、まず処理対象の２次原画像を複数の分割領域に分割
する。次いで、操作者に、抽出すべき抽出領域の輪郭近
傍を指定させる。

【００１０】この指定は、必ずしも抽出領域を全て含む
必要はない。続いて、画像処理装置は指定された輪郭領
域を初期領域として、この初期領域の輪郭から輪郭領域
外部、及び内部にある分割領域内の各画素との位置関係
を調べ、各画素の位置関係を基準として各分割領域の各
画素が抽出領域に含まれるか否かを判定し、該当する画
素データを抽出する。

【００１１】これにより、装置の操作者は、所望の抽出
領域の輪郭近傍を指定するだけで、抽出領域を含む分割
領域の画素データを抽出させることが出来る。指定する
初期領域は必ずしも抽出領域を全て含む必要はないた
め、操作者が操作ミスや、指定デバイスの精度により、
抽出領域を内包するように輪郭領域を指定できない場合
にも抽出処理を行なうことができ、操作者の指定する初
期領域に対し、柔軟に対応することが可能になる。

【００１２】本発明の請求項２によれば、前記分割手段
は、前記２次元画像内の画素と周囲の複数の画素の、個
々の表示特性の数値、または各該画素近傍の表示特性の
数値を累積し重み演算を行なった数値の差分値を算出す
る差分値演算手段を備え、差分値演算手段により得られ
る差分値と比較すべき基準差分値を設定し、その基準差
分値を越える差分値を持つ２次元画像内の画素で、か
つ、その差分値が周囲の画素の差分値より大きい場合に
は、該画素と周囲の画素とが異なる領域に含まれ、それ
以外の場合には同一領域に含まれると判定し、各分割領
域が同一領域に含まれる画素だけを含むように２次元画
像を分割することにより上記課題を解決する。

【００１３】本発明の請求項２に従えば、前記画素デー
タは組み合わせの異なる色彩光の輝度を表す輝度データ
信号であるような、複数の表示特性を含み、分割手段は
これら表示特性のうちのいずれか一特性の数値の画素間
における差分値を基準として、前記領域分割を行なう。
ここで、差分値は対象画素の各数値の差分とは限らな
い。

【００１４】たとえば、対象画素の近傍の画素の表示特
性数値を平均化して、対象画素の特性数値とし、この差
分値を用いても良い。これにより、対象とする画素間で
の表示特性の差分値は、単一画素間での関係を表すので
はなく、周囲の画素データの特性を含ませることが出来
る。更に、対象画素の差分値が指定された基準差分値を
越え、かつ周囲の画素の差分値より大きい場合に該画素
が周囲と違う領域に含まれると判定するため、画素の表
示特性がノイズなどにより連続的に変動している場合で
も、領域を過度に分割し過ぎることなく、安定した領域
分割処理を行なうことができる。

【００１５】本発明の請求項３によれば、前記初期領域
指定手段において指定された輪郭領域の輪郭位置から、
輪郭領域外部及び内部の各画素までの距離を算出する距
離算出手段と、算出された輪郭位置からの距離値によっ
て、前記分割手段によって分割された分割領域が抽出す
べき抽出領域内に含まれるかどうかを判定する抽出判定
手段を備え、抽出すべき領域内に含まれるかどうかの判
定を、判定対象となる分割領域の、輪郭領域の外部に含
まれる面積値と内部に含まれる面積値の割合から判定す
ることにより上記課題を解決する。

【００１６】本発明の請求項３に従えば、初期領域の輪
郭の外部にある前記分割手段により分割された分割領域
の画素が初期領域の輪郭外にある場合でも、分割領域の
初期領域内部に含まれる面積値が基準値より大きけれ
ば、抽出対象領域であると判定する。また逆に初期領域
内部に含まれる面積値が基準値より小さければ、初期領
域の輪郭内にある分割領域の画素でも、非抽出対象領域
であると判定する。これにより、背景と対象の像を判別
し、所望の対象の像を得ることができる。

【００１７】また、本発明の請求項４によれば、前記抽
出判定手段において、判定対象となる領域の各画素を初
期領域の輪郭位置から輪郭外部、及び内部への距離値に
よって領域を区分けする区分け手段と、区分け手段によ
り、初期領域の輪郭から外部、及び内部へ区分けされた
各領域に含まれる面積値をそれぞれ演算する面積演算手
段を備え、判定対象領域の各画素が抽出すべき領域内に
含まれるかどうかの判定を、区分けされた領域に含まれ
る面積値、及び各画素が含まれる区分け領域によって判
定することにより上記課題を解決する。

【００１８】本発明の請求項４に従えば、まず初期領域
内外にある分割領域を、初期領域の輪郭線を中心とした
位置関係により区分けを行なう。次いで複数の区分け領
域にまたがる分割領域に関しては、各区分け領域に含ま
れる面積値を基準値として抽出領域に含まれるかどうか
の判定を行なう。

【００１９】初期領域の輪郭線から中心方向に向かって
より内側にある区分け領域内に含まれる画素ほど抽出対
象により近いとし、逆に輪郭線からより外側にある区分
け領域内に含まれる画素ほど非抽出対象に近いとする。

【００２０】この輪郭線を中心とした区分け領域の重み
づけと、その区分け領域に含まれる面積値をもとに抽出
判定を行なうことで、より正確な抽出処理を行なうこと
ができる。

【００２１】更に、分割領域の抽出判定を行なう際に、
分割領域全体としての抽出判定とは別に、各画素ごと
に、該画素が含まれる区分け領域に応じて判定を行な
う。すなわち初期領域の輪郭線から外側にある一定以上
の距離がある区分け領域内に含まれる画素に関しては、
分割領域全体が抽出対象であるとみなされた場合でも、
非抽出対象とする。逆に輪郭線から内側にある一定以上
の距離がある区分け領域内に含まれる画素に関しては、
分割領域全体が非抽出対象であるとみなされた場合で
も、抽出対象とする。

【００２２】これにより、画像の分割処理が十分正確に
行なえなかった場合でも、操作者の指定する初期領域の
輪郭形状に沿った領域を抽出するため、操作者の意図を
ある程度反映した抽出画像を得ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明による画像処理装置
の一笑施例を説明するための構成図である。１は処理対
象となる２次元画像を入力するための画像入力装置であ
る。２は操作者が対象画像に対応する初期領域を指定す
るための領域指定装置である。

【００２４】３〜５は処理対象画像と、初期領域入力装
置２で指定された初期領域座標、および抽出処理を行な
った結果得た抽出領域座標を格納するための記憶装置で
ある。６は３〜５に記憶された画像もしくは座標を、画
面上に表示するための表示装置である。また表示装置６
は記憶装置４〜５から得た座標列をもとに、画面上に座
標間を連続してつなげた単一の輪郭線分として表示を行
なう。また同装置はこの輪郭線分内部に対応する入力画
像を抽出して抽出画像の表示を行なう。

【００２５】７は本発明の主要な処理を行なう演算処理
装置であり、後述の画像分割部８、領域区分処理部９、
抽出判定部１０、抽出処理部１１により構成される。さ
らに画像分割部８は、画像特性取得部８ａ、平滑化部８
ｂ、差分計算部８ｃ、近傍比較部８ｄからなり、また領
域区分処理部９は、初期領域輪郭抽出部９ａ、輪郭内外
距離算出部９ｂ、区分領域決定部９ｃからなり、また抽
出判定部１０は、面積計算部１０ａ、抽出画素判定部１
０ｂから構成されている。

【００２６】画像入力装置１は、対象となる画像信号を
本画像処理装置に入力するための装置である。この画像
信号は複数の画素が行列状に配列されて構成される２次
元画像であり、各画素を表す画素データを有するデジタ
ル信号である。

【００２７】各画素データには、２次元画像内の画素の
位置を表す位置データ、および画素の表示特性を表す数
値データが含まれる。表示特性を表す数値データは、２
次元画像がカラー画像であるならば、たとえば赤青緑の
各単色光毎の輝度を表す輝度データを含む。

【００２８】画像入力装置１は、たとえばハードディス
ク、フロッピーディスク、光ディスクおよびビデオテー
プであるような記憶媒体からの信号読みだし装置であ
る。読みだされた信号は記憶装置３に格納される。この
とき、これらの記憶媒体には、たとえば撮像装置によっ
て物体からの画像光を撮像して得られた画像信号が記憶
されている。撮像装置には、たとえばスキャナ、デジタ
ルカメラ、およびビデオカメラが含まれる。また画像入
力装置１自体が撮像装置を有し、得られた画像信号を記
憶媒体を経ずに、直接本画像処理装置の記憶装置３に導
入しても良い。さらに、画像信号は、上述の撮像装置以
外の装置および手法によって生成されてもよい。また、
たとえばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体を用いて配布さ
れるような、本画像処理装置の操作者以外の第三者が作
成された画像の画像信号であってもよい。これらの画像
信号の取得動作は、後述の本画像処理装置の画像処理動
作の事前にあらかじめ準備されていても良いし、処理動
作の直前に行なわれても良い。

【００２９】領域位置指定装置２は、たとえばマウスや
トラックボール、ペンなどのポインティングデバイスを
含んでおり、操作者は後述する表示装置６に表示される
画像入力装置１によって導入された原画像を見ながら、
抽出処理を実行させたい領域を含むように前記ポインテ
ィングデバイスによって初期領域の輪郭座標位置を指定
する。

【００３０】指定された輪郭座標位置は記憶装置４に格
納される。また指定された輪郭座標位置は表示装置６に
反映され、たとえば、各座標間を結ぶ線分として表示さ
れる。

【００３１】表示装置６は、記憶装置３〜５に格納され
た画像データもしくは座標データを、たとえば陰極線管
や液晶表示装置などに表示する。画面上でには、入力さ
れた原画像が表示され、かつ、操作者が領域位置指定装
置２によって入力した座標を前記の原画像上に各座標間
を結ぶ線分として表示する。また、後述の画像処理動作
によって生成される抽出領域の輪郭座標列をもとに、輪
郭座標列内部の原画像を抽出し表示する。

【００３２】図２は、後述する画像処理動作の初期段階
で、表示装置６に表示される画像を示す。２１は画像入
力装置１によって読みだされた原画像であり、物体を表
す物体像を複数個含む。２１は、煙突のある三角屋根の
家２２、ビル２３、樹木２４、空２５、地面２６からな
る。

【００３３】この原画像２１上に重ねて、操作者が入力
した初期領域２７が表示される。ここで三角屋根の家２
２を抽出するべき対象物とし、それ以外の２３、２４、
２５、２６を背景とする。初期領域２７は、操作者が抽
出するべき対象物である三角屋根の家２２を含むように
単一の線分で指定した領域である。

【００３４】図２では、対象物である三角屋根の家２２
の煙突、屋根のひさしの一部が初期領域２７内に含まれ
ていない。また逆に、背景であるビル２３、樹木２４、
空２５、地面２６の一部が初期領域２７に含まれてい
る。

【００３５】図３は図１に示す画像処理装置によって実
施される画像処理動作を説明するためのフローチャート
である。このフローチャートを用いて、図２に示す原画
像２１に対し、操作者が初期領域２７を指定した場合
に、原画像２１から抽出対象物２２を抽出する画像処理
動作を説明する。

【００３６】まず、画像入力画像入力装置１は、対象と
なる原画像２１を記憶装置３に格納する（ステップＳ
１）。次に表示装置６は、記憶装置３に格納された原画
像２１を画面上に表示する（ステップＳ２）。続けて記
憶装置３に格納された原画像２１を分割処理部８の画像
特性取得部８ａが読み込み、画像の表示特性を取得する
（ステップＳ３）。ここで画像の表示特性は、格納され
ていた特性値をそのまま用いても良いし、必要ならば読
み込まれた画素の表示特性を別の表示特性値に変換して
も良い。たとえば、単色光の組合せ赤、緑、青の輝度値
から、ＨＳＶ値に変換を行ない、その特性値を用いても
良い。

【００３７】次いで、この画像特性値を用いて領域分割
処理を行なう（ステップＳ４）。このステップＳ４では
平滑化部８ｂ、差分計算部８ｃ、近傍比較部８ｄを用い
て、画像の特性値が類似する画素が連続する領域を、単
一の領域として原画像から分割する。原画像２１の各物
体像２２〜２６では、２２ａ〜２２ｄ、２３ａ〜２３
ｂ、２４ａ〜２４ｂ、２５、２６が単一領域として分割
される。ステップＳ４の詳細に関しては後述する。

【００３８】ここまでの処理が終ると本画像処理装置は
初期状態となる。この後、操作者が後述の初期領域指定
操作を終了しないかぎり、この初期状態を保つ。なお、
画像処理動作が終った後に再度処理をやり直す場合は、
この初期状態に戻れば良い。

【００３９】またステップ３による領域分割結果を表示
装置６に表示し、操作者の初期領域指定の際の参考情報
としても良い。またステップＳ３、Ｓ４は、次に示すス
テップＳ５、Ｓ６と並行して実施されても良い。

【００４０】次いで、操作者が領域位置指定装置２を用
いて初期領域を指定する（ステップＳ５）。この初期領
域は、初期領域の情報、たとえば、座標列、または２次
元画像データ（マスク画像）として記憶装置４に格納さ
れる。操作者が初期領域の指定を終えた後で、次のステ
ップＳ６へ移る。

【００４１】ステップＳ６では、領域区分処理部９によ
り、ステップＳ５により生成された初期領域の情報か
ら、原画像を初期領域の輪郭を中心に輪郭内外の領域を
複数の領域に区分し、原画像内の全ての画素がどの区分
領域に含まれるかを決定する。具体的には、領域区分処
理部９では初期領域輪郭抽出部９ａ、輪郭内外距離算出
部９ｂ、区分領域決定部９ｃを順に用いて、上記処理を
実施する。

【００４２】まず最初に初期領域輪郭抽出部９ａを用い
て、記憶装置４に格納された初期領域の情報から、初期
領域の輪郭を抽出する。たとえば、操作者が初期領域と
して初期領域の最外縁部上の座標を指定し、記憶装置４
にその座標列が順に格納されている場合ならば、その座
標列を順に結ぶ線分上の全ての座標を、初期領域輪郭と
して抽出する。

【００４３】次に、輪郭内外距離算出部９ｂを用いて、
初期領域輪郭から輪郭外部、および内部の各画素までの
距離値を算出する。距離値を算出する手法としては、た
とえば、輪郭線上の全ての画素を０とし、次に距離未確
定の画素の周囲８近傍の画素で距離が確定している画素
がある場合に、確定された距離値を調べ、この最小値に
「１」を加算した値を該画素の距離値として確定する。

【００４４】最後に、区分領域決定部９ｃを用いて、原
画像内の全ての画素について、どの区分領域に属するか
を決定する。区分領域は、あらかじめ設定された距離範
囲内に収まる距離値をもつ画素の集合である。距離範囲
は後述する領域判定処理に対応するように、事前に適当
な値に設定されているとする。この値は事前に操作者が
設定しておいても良い。区分領域決定部９ｃは原画像内
の全ての画素について輪郭内外距離算出部９ｂによって
得られた距離値を調べ、該当する区分領域を決定する。

【００４５】区分領域の様子を図４に模式的に示す。４
１は操作者が指定した初期領域の輪郭を示す。この輪郭
から外側に一定距離離れた画素を結んだ閉曲線が４２、
４３である。この閉曲線は、すなわち初期領域の輪郭を
外側に膨張させたものに同じである。また逆に、初期領
域の輪郭から内側に一定距離離れた画素を結んだ閉曲線
が４４、４５である。この閉曲線は、すなわち初期領域
の輪郭を内側に縮小させたものに同じである。つまり、
図４における区分領域は、閉曲線４５より内側、閉曲線
４５より外側で閉曲線４４の内側、閉曲線４４より外側
で閉曲線４１の内側、閉曲線４１より外側で閉曲線４３
の内側、閉曲線４３より外側で閉曲線４２の内側、閉曲
線４２より外側、の計６つの領域に区分けされる。

【００４６】上述のステップＳ６の動作が終ると、動作
はステップＳ７に進む。ステップＳ７では、ステップＳ
３で生成された分割領域の各画素を、ステップＳ６で生
成された各区分け領域に含まれる分割領域の面積の割合
と各画素が含まれる区分け領域に応じて、各画素が抽出
すべき対象であるかを判定する。

【００４７】ステップＳ３で生成された原画像２１の単
一領域領域２２ａ〜２６は、２２ａ〜２２ｄが抽出対象
であると判定される。ここで、初期領域２７に一部含ま
れていなかった家の煙突２２ａや、家の屋根２２ｂは、
ステップＳ６で生成された初期領域輪郭外側の区分領域
と輪郭内部の区分領域の両方にまたがって含まれている
が、外部に含まれる区分領域に比べて内部の区分領域に
含まれる割合が高いため、２２ａおよび２２ｂのすべて
の画素が抽出対象として判定される。ステップＳ７の詳
細に関しては後述する。

【００４８】なお、ステップＳ６で区分けされる領域数
は原画像、および操作者の初期領域指定方法に応じて変
更しても良い。たとえば、原画像が自然画像ではなく、
各対象物に使用されている色数が少ない場合は、区分け
領域は２つでも十分な場合がある。このとき区分け領域
は、輪郭線の内側の領域と外側の領域となるため、ステ
ップＳ７の処理は請求項３に示す輪郭領域の外部に含ま
れる面積値と内部に含まれる面積値の割合から、抽出領
域を判定する処理を実現することに同じである。

【００４９】続いて、ステップＳ７で抽出対象として選
択された画素領域から抽出輪郭座標列を生成し、記憶装
置５に格納する（ステップＳ８）。ここで抽出輪郭座標
列は、たとえば原画像がいわゆる自然画像である場合、
抽出対象となる画素領域の輪郭部分が色ずれやリンギン
グなどのノイズの影響により、背景部分の画素を含んで
いる可能性がある。したがって、このステップ８で、た
とえば、Ｓｎａｋｅ法と称される手法で対象物の抽出輪
郭座標を生成しても良い。なお、Ｓｎａｋｅ法は「M.Ea
ss.:Snakes:ActiveContourModels,Int.J.Comput.Visio
n,P.321,1988」に示されている。

【００５０】最後にステップＳ９で記憶装置５に格納さ
れた抽出輪郭座標列をもとに、原画像の抽出対象画像領
域部分を抜き出し、表示装置６に表示する。

【００５１】図５は、図３に示したフローチャートのス
テップＳ４の原画像領域分割処理の詳細を表すフローチ
ャートである。このフローチャートを用いて、画像分割
部８の動作を説明する。また図６はこの処理動作を、簡
単のために原画像の横方向の画素の並び、すなわち１次
元画像に関して適応した場合に、得られる結果を表した
図である。

【００５２】図３のフローチャートでステップＳ３が終
了すると、処理対象である原画像の画像特性値が原画像
内の全ての画素について求まる。図６の６１は、ステッ
プＳ３によって生成された画像特性値の例を示す。この
結果をもとに図４のフローチャートのステップＳ４の原
画像領域分割処理が開始され、図５のフローチャートで
示すステップＳ５１に進むことになる。

【００５３】まずステップＳ５１では、同一領域かどう
かを判定する原画像内の２画素を選択する。通常これら
の画素は隣り合った２画素であり、たとえば、図６に示
すような１次元方向に順に画素特性値を取り出す場合な
らば、左右に隣り合った２画素である。図６の６１では
６３と６４を判定対象としている。ただし、処理速度向
上のために処理をはぶく場合などは、必ずしも隣り合っ
ている必要はない。

【００５４】次にステップＳ５２では、各画素の画像特
性値を、対象画素近傍の特性値を参照することにより、
近傍の画素特性値も組み入れた新しい特性値として算出
する。具体的には、平滑化部８ｂを用いて対象画素と近
傍の複数の画素とを平滑化し、その結果を対象画素の画
像特性値とする。近傍の画素は対象画素の８近傍の画素
でも良いし、対象の左右数画素を用いても良い。

【００５５】平滑化は、各要素の画像特性値の単純な加
算とその結果を要素数により除算する、いわゆる平均化
でも良いし、近傍位置による重みづけ係数を設定し、各
要素に乗算し結果を加算する方法でも良い。図６の６３
と６４を判定対象としたときに、平滑化の方法として、
６３より左３画素を平均した値と６４より右３画素を平
均した値を用いた場合についての結果を６２に示す。

【００５６】次にステップＳ５３では、差分計算部Ｓ８
ｃを用いて、ステップＳ５２で求めた対象画素の画像特
性値を減算し、その差分値の絶対値を求める。図６の６
１に対してこの処理を適応した結果を図６の６に示す。

【００５７】続いてステップＳ５４では、この差分値が
あらかじめ設定された基準値より大きいか小さいかを判
定する。もし大きい場合はステップＳ５５へ進む。それ
以外の場合はステップＳ５７へ進む。図６では、比較す
る基準値を８と設定し、それを越える差分値を図６の６
６に示す。

【００５８】ステップＳ５５では、近傍比較部８ｄを用
いて、ステップＳ５３で算出された差分値が対象画素の
周囲の差分値より大きいかを調べる。ここで周囲の差分
値とは、２次元画像では、たとえば対象画素の８近傍に
おいて上記のステップＳ５１とＳ５２の処理を行なった
結果の差分値を指す。ここで、もし差分値が周囲の画素
より大きければ、ステップＳ５６に進む。それ以外であ
ればステップＳ５７へ進む。

【００５９】ステップＳ５６では、対象となる画素は異
なる領域であると判断し、たとえば別々のラベル番号を
付けることにより、異なる領域であることを明示する。

【００６０】ステップＳ５７では、対象となる画素は同
じ領域であると判断し、同一領域として、たとえば同一
ラベル番号を付けることにより、同じ領域であることを
明示する。ステップＳ５６、Ｓ５７が終ると、ステップ
Ｓ５８へ移り、まだ処理していない画素があるかを調べ
る。もし未処理の画素がないなならば、当該フローチャ
ートの動作を終了する。そうでなければステップＳ５１
に戻り、再び次の２画素を選択して上記の動作を続行す
る。ここで、図６に示す１次元画像の場合、ステップ５
３で求められた、基準差分値より大きい差分値６６の中
で周囲の差分値より差分値が大きいのは、図６の６７で
あり、結局６７より左側と右側の領域に画像が分割され
ることが分かる。

【００６１】なお、上記分割処理は必ずしも全ての画素
間で行なわれなくても良く、対象となる原画像の横方向
の画素の並びに関してのみ行ない、上下方向に関しては
別の方式、たとえば、画素間の色差値のみを用いて分割
処理を実施しても良い。

【００６２】このように上記分割処理により、いわゆる
自然画像を原画像とした場合に、各対象物間の境目部分
が原画像撮像時のノイズなどの影響で画像特性値が乱れ
て連続的に変動している場合でも、境目部分で領域を過
度に分割し過ぎるることなく、安定した領域分割を行な
うことができる。

【００６３】図７は、図３に示したフローチャートのス
テップＳ７の領域判定処理の詳細を表すフローチャート
である。このフローチャートを用いて、抽出判定部１０
の動作を説明する。

【００６４】また図８は区分領域を表す図である。この
図では、フローチャート図３のステップＳ６により領域
が４つに区分けされた場合について示している。図８に
は初期領域の輪郭線８１、輪郭線内側の閉曲線８２、輪
郭線外側の開曲線８３、および領域判定対象の分割領域
８４を含み、輪郭線内側の閉曲線８２より更に内側の領
域を対象領域（図中８５）、輪郭線内側の閉曲線８２か
ら輪郭線までにある領域を準対象領域（図中８６）、輪
郭線から輪郭線外側の閉曲線８３までにある領域を準背
景領域（図中８８）、輪郭線外側の閉曲線８３より更に
外側にある領域を背景領域（図中８８）と定義する。

【００６５】図３のフローチャートでステップＳ６が終
了すると、ステップＳ７の領域判定処理が開始され、図
７のフローチャートで示すステップＳ７０１に進むこと
になる。

【００６６】最初にステップＳ７０１では、図３のステ
ップＳ４で生成された各分割領域について、面積計算部
１０ａを用いて、図３のステップＳ６で生成された各区
分領域内に含まれる面積を計算する。具体的には、原画
像内の全ての画素に対応する区分領域が区分領域決定部
９ｃにより決定されているため、各分割領域内の全ての
画素について該画素がどの区分領域に含まれるかが分か
り、これに基づき区分領域ごとに含まれる画素総数を算
出すれば良い。

【００６７】以降背景領域に含まれる面積値をＺ１、準
背景領域に含まれる面積値をＺ２、準対象領域に含まれ
る面積をＺ３、対象領域に含まれる面積をＺ４とする。

【００６８】以降のステップは、抽出画素判定部１０ｂ
を用いて実施される。まずステップＳ７０２では、各分
割領域内の抽出判定を行なう画素を、分割領域内のまだ
抽出判定されていない画素の中から任意に選ぶ。この画
素を判定対象画素と定義する。

【００６９】次いで、ステップＳ７０３では、判定対象
画素がどの区分領域に含まれているかを距離値に基づい
て調べる。ステップＳ７０３の結果、判定対象画索が、
背景領域に含まれている場合はステップＳ７０４へ、準
背景領域に含まれている場合はステップＳ７０５へ、準
対象領域に含まれる場合はステップＳ７０６へ、対象領
域に含まれる場合はステップＳ７０７へ進む。

【００７０】ステップＳ７０４では、判定対象画素は無
条件に非抽出対象と決定し、ステップＳ７１２へ進む。
ステップＳ７０５は、判定対象画素が準背景領域に含ま
れている場合であり、この時点では抽出の判断できない
とし、続いてステップＳ７０８へ進む。ステップ７０８
では、Ｚ１〜Ｚ４の面積値を比較し、その中の最大値を
調べる。最大値が準対象、または対象領域の面積値であ
るＺ３またはＺ４である場合は、ステップＳ７〜０９へ
進む。それ以外の場合は、判定対象画素は非抽出対象と
決定し、ステップＳ７１２へ進む。

【００７１】ステップＳ７０９では、準背景、および背
景領域の面積値であるＺ１とＺ２を加算した面積値Ｚ１
＋Ｚ２が、基準値Ｉ１より大きい場合は、判定対象画素
は非抽出対象と決定し、ステップ７１２へ進む。それ以
外の場合は、判定対象画素は抽出対象領域と決定し、ス
テップＳ７１３へ進む。

【００７２】ステップＳ７０６は、判定対象画素が準対
象領域に含まれている場合であり、この時点では抽出の
判断はできないとし、続いてステップＳ７１０へ進む。
ステップ７１０では、Ｚ１〜Ｚ４の面積値を比較し、そ
の中の最大値を調べる。最大値が準背景、または背景領
域の面積値であるＺ１またはＺ２である場合は、ステッ
プＳ７１１へ進む。それ以外の場合は、判定対象画素は
抽出対象と決定し、ステップＳ７１３へ進む。

【００７３】ステップＳ７１１では、対象領域の面積値
であるＺ４が基準値Ｉ２より大きい場合、または、準背
景および背景領域の面積値であるＺ１とＺ２を加算した
面積値Ｚ１＋Ｚ２が、基準値Ｉ３より小さく、かつ、準
対象および対象領域の面積値であるＺ３とＺ４を加算し
た面積値Ｚ３＋Ｚ４が、基準値Ｉ４より大きい場合は、
判定対象画素は抽出対象と決定し、ステップ７１３へ進
む。それ以外の場合は、判定対象画素は非抽出対象領域
と決定し、ステップＳ７１２へ進む。

【００７４】ステップＳ７０７では、判定対象画素は無
条件に抽出対象と決定し、ステップＳ７１３へ進む。ス
テップ７１２は、判定対象画素が非抽出対象と判断され
た場合である。ここで判定対象画素に対し、判定結果を
表す情報を付与する。たとえば、非抽出としてラベル
「０」を定義し、該画素の座標の情報とともに格納して
おく。この後、ステップ７１４へ進む。

【００７５】ステップ７１３は、判定対象画素が抽出対
象と判断された場合である。ここで判定対象画素に対
し、判定結果を表す情報を付与する。たとえば、抽出と
してラベル「１」を定義し、該画素の座標の情報ととも
に格納しておく。この後、ステップ７１４へ進む。

【００７６】ステップＳ７１４では、すべての画素に関
して抽出判定が行なわれたならば、当該フローチャート
の動作を終了し、図３のステップＳ８へ進む。まだ判定
が行なわれていない画素がある場合には、ステップＳ７
０２へ戻る。

【００７７】なお、ステップＳ７０９、Ｓ７１１で使用
される基準値Ｉ１〜Ｉ４は、あらかじめ任意に設定した
値を用いる。この値は区分領域の範囲を考慮して設定さ
れる。また、操作者が原画像、および操作者の初期領域
指定方法に応じて適宜変更できるようにしても良い。

【００７８】ここでステップＳ７０５以降のステップ動
作から分かるように、判定対象画素が初期領域の輪郭外
部にある場合でも、判定対象画素が属する分割領域の、
輪郭内部の面積が十分に大きく、かつ輪郭外部の面積が
それに対し十分小さければ、抽出対象とみなされること
が分かる。逆にステップＳ７０６以降の動作から分かる
ように、判定対象画素が初期領域の輪郭内部にある場合
も、対象画素が属する分割領域の、輪郭外部の面積が十
分に大きく、かつ輪郭内部の面積がそれに対し十分に小
さければ、非抽出対象とみなされることが分かる。これ
により、初期領域の輪郭外であっても抽出すべき抽出対
象を取り込み、また、輪郭内であっても非抽出対象、す
なわち背景を取り除くことができる。

【００７９】また、ステップＳ７０４、Ｓ７０７から
は、ある一定距離以上初期領域の輪郭から離れている画
素は、その判定対象画素の属する分割領域によらず、画
素の位置が初期領域の輪郭の内か外によって抽出対象の
決定がなされることが分かる。これにより、画像分割処
理が十分正確に行なえなかった場合でも、操作者の指定
する初期領域の輪郭形状に沿った抽出処理が行なえるた
め、操作者の意図をある程度反映した抽出像を得ること
ができる。

【００８０】

【発明の効果】本発明の請求項１により、複数の画素か
らなる２次元画像を、画素データが類似する１または複
数の画素を含む複数の分割領域に分割した領域と、操作
者が指定した抽出すべき抽出領域を全部または一部含む
初期領域から、原画像の各画素が抽出領域に含まれるか
否かを判定し、操作者が所望する領域の画素データを、
画像信号から抽出することができる。操作者が指定する
初期領域は必ずしも抽出対象をすべて含む必要はなく、
操作者の操作ミスや、指定デバイスの精度が悪い場合に
対しても、抽出処理を安定して実施しすることができ
る。またこれにより、操作者の指定処理動作の負担を減
らすことができる。

【００８１】また本発明の請求項２により、画像分割手
段は、２次元画像内の画素と周囲の複数の画素の、個々
の表示特性の数値、または各該画素近傍の表示特性の数
値を累積し重み演算を行なった数値の差分値を算出し、
得た差分値とあらかじめ設定した比較すべき基準差分値
を越える差分値を持つ２次元画像内の画素で、かつ、そ
の差分値が周囲の画素の差分値より大きい場合には、該
画素と周囲の画素とが異なる領域に含まれ、それ以外の
場合には、周辺の画素と同一領域に含まれると判定し、
各分割領域が同一領域に含まれる画素だけを含むように
２次元画像を分割する。これにより、いわゆる自然画像
を原画像とした場合に、各対象物間の境目部分が原画像
撮像時のノイズなどの影響で画像特性値が乱れて連続的
に変動している場合でも、境目部分で領域を過度に分割
し過ぎることなく、安定した領域分割を行なうことがで
きる。

【００８２】また本発明の請求項３によれば、初期領域
の輪郭の外部にある前記分割手段により分割された分割
領域の画素が指定された初期領域の輪郭外にある場合で
も、分割領域の初期領域内部に含まれる面積値が基準値
より大きければ、抽出対象領域であると判定する。また
逆に初期領域内部に含まれる面積値が基準値より小さけ
れば、初期領域の輪郭内にある分割領域の画素でも、非
抽出対象領域であると判定する。これにより、背景と対
象の像を判別し、所望の対象の像を得ることができる。

【００８３】さらに本発明の請求項４によれば、前記抽
出判定手段において、判定対象となる領域の各画素を初
期領域の輪郭位置から輪郭外部、及び内部への距離値に
よって領域を区分けすることにより、判定対象領域の各
画素が抽出すべき領域内に含まれるかどうかの判定を、
区分けされた領域に含まれる面積値、及び各画素が含ま
れる区分け領域によって判定する。この輪郭線を中心と
した区分け領域の重みづけと、その区分け領域に含まれ
る面積値をもとに抽出判定を行なうことで、より正確な
抽出処理を行なうことができる。また、分割領域の抽出
判定を行なう際に、分割領域全体としての抽出判定とは
別に、各画素ごとに、該画素が含まれる区分け領域に応
じて判定を行なうことにより、画像分割処理が十分正確
に行なえなかった場合でも、操作者の指定する初期領域
の輪郭形状に沿った領域を抽出するため、操作者の意図
をある程度反映した抽出画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における画像処理装置の一実施形態を示
すブロック図である。

【図２】表示装置６に表示される画像の具体例を示す図
である。

【図３】本発明における画像処理装置の処理動作を示す
フローチャートである。

【図４】本発明における領域区分処理を示す模式図であ
る。

【図５】本発明における原画像領域分割処理の詳細を示
すフローチャートである。

【図６】本発明における原画像領域分割処理を、原画像
の横方向の画素の並びに適応した場合の結果を示す模式
図である。

【図７】本発明における領域判定処理の詳細を示すフロ
ーチャートである。

【図８】本発明における領域判定処理を示す模式図であ
る。

【符号の説明】 １ 画像入力装置 ２ 領域指定装置 ３〜５ 記憶装置 ６ 表示装置 ７ 演算処理装置 ８ 画像分割部 ９ 領域区分処理部 １０ 抽出判定部 １１ 抽出処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紺矢 峰弘 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 斗谷 充宏 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素からなる２次元画像を処理す
   る画像処理装置において、 ２次元画像を画素データが類似する１または複数の画素
   を含む複数の分割領域に分割する分割手段と、 ２次元画像から、抽出すべき抽出領域を全部または一部
   含む初期領域を指定する初期領域指定手段と、 分割手段によって分割された各分割領域と初期領域指定
   手段で指定された初期領域との位置関係から、各分割領
   域の各画素が抽出領域に含まれるか否かを判定する抽出
   判定手段と、 抽出判定手段によって抽出領域に含まれると判定された
   分割領域の画素データを、画像信号から抽出する手段と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記分割手段は、前記２次元画像内の画
   素と周囲の複数の画素の、個々の表示特性の数値、また
   は各該画素近傍の表示特性の数値を累積し重み演算を行
   なった数値の差分値を算出する差分値演算手段を備え、 差分値演算手段により得られる差分値と比較すべき基準
   差分値を設定し、その基準差分値を越える差分値を持つ
   ２次元画像内の画素で、かつ、その差分値が周囲の画素
   の差分値より大きい場合には、該画素と周囲の画素とが
   異なる領域に含まれ、それ以外の場合には同一領域に含
   まれると判定し、 各分割領域が同一領域に含まれる画素だけを含むように
   ２次元画像を分割することを特徴とする請求項１記載の
   画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記初期領域指定手段において指定され
   た輪郭領域の輪郭位置から、輪郭領域外部及び内部の各
   画素までの距離を算出する距離算出手段と、 算出された輪郭位置からの距離値によって、前記分割手
   段によって分割された分割領域が抽出すべき抽出領域内
   に含まれるかどうかを判定する抽出判定手段を備え、 抽出すべき領域内に含まれるかどうかの判定を、判定対
   象となる分割領域の、輪郭領域の外部に含まれる面積値
   と内部に含まれる面積値の割合から判定することを特徴
   とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記抽出判定手段において、判定対象と
   なる領域の各画素を初期領域の輪郭位置から輪郭外部、
   及び内部への距離値によって領域を区分けする区分け手
   段と、 区分け手段により、初期領域の輪郭から外部、及び内部
   へ区分けされた各領域に含まれる面積値をそれぞれ演算
   する面積演算手段を備え、 判定対象領域の各画素が抽出すべき領域内に含まれるか
   どうかの判定を、区分けされた領域に含まれる面積値、
   及び各画素が含まれる区分け領域によって判定すること
   を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。