JPS59212981A - 画像の特徴抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像の特徴抽出方法に係り、特に産業用ロボッ
トや文字認識の目としてのカメラなどによる画像を２値
化画像として画像記憶部に記憶させである場合にこの画
像の輪郭の特徴を短時間で正確に抽出するのに好適な画
像の特徴抽出方法に関する。

〔発明の背景〕

第１図は２値化画像処理装置の一例を示すブロック図で
、この装置は２値化画像記憶部１と、この記憶部１を制
御するコンピュータを用いたディジタル制御部２とから
構成され、画像記憶部１とディジタル制御部２とはイン
ターフェイス３を介しで接続されている。そして、画像
記憶部ｌは、画像のアナログ信号を２値化する２値化部
４，２値化設定部５．主メモリ部６．沓きこみ部７．読
み出し部８１画像表示部９などからなシ、これらの各部
は、インターフェース３を介して与えられるディジタル
制御部２のコンピュータの指令にょシ制御されている。

例えば、コンピュータノ指令により、テレビカメラ１０
によシ撮像された物体１１のアナログ信号を２値化部４
で２値化画像に変換して主メモリ部６に記憶させるとど
もに、画像表示部９に表示させたシ、またはコンピュー
タソフトによって与えられた任意画像の表示あるいは主
メモリ部６に記憶された画像情報のコンピュータへの読
み出しを読み田し部８で行ったシする。

ところで、産業用ロボットの作業の１つに物体の輪郭を
検出して研摩するなどの作業があるが、この場合、物体
の画像から輪郭を抽出し、輪郭データを円滑な作業がで
きるよう、あるいは画像の特徴を認識できるよう配列す
る処理が必要になる。

画像の輪郭を得る方法としては、従来から多くの提案が
なされており、例えば画像情報の明るさの変化を検出し
、明るさの変化が最も大きくなる部分をその画像の輪郭
と見なす、いわゆる空間微分法といわれる方法があり、
多用されている。しかし、２値化画像の場合に空間微分
法によって輪郭を抽出する従来の方法では、平面画像の
横方向からの１回の輪郭抽出走査の場合、輪郭上に１ビ
ット以上の不連続を生じるので、これを補うため画面た
て方向からの処理が必要である。また、抽出された輪郭
データを利用し、作業あるいは物体認識に供するために
は輪郭データをその形に沿って滑らかに配列する処理が
必要になる。この場合、冗長で、不完全な輪郭処理であ
る場合、配列処理などの後処理が複雑になり、処理時間
が長くなるなどの欠点を有している。

〔発明の目的〕

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、その目的
とするところは、１回の画像走査で正確な輪郭の特徴を
抽出するとともに、輪郭特徴の形状に沿った滑らかな輪
郭データを得る配列処理を、輪郭の特徴の抽出と平行し
て同時に、短時間に行おうとするものである。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、物体の画像を２値化画像として記憶し
ている画像記憶部のメモリ上の任意の点とこの点に隣接
する８点からなる３×３の輪郭抽出用マートリクスのデ
ータを読み出し、このマトリクスの０と１とからなるデ
ータの総和Ｎが所定の・範囲内にあるときは、この中心
点を輪郭としてそれのアドレスを輪郭データ用バッファ
メモリに記憶させるとともに、周囲８点のうちの任意の
１点を周囲中心点とし、周囲中心点まわシの３×３デー
タ箋トリクスの総和Ｎが前記輪郭抽出マトリクスと同様
、所定の範囲にあれば周囲中心点を新しい輪郭抽出マト
リクスの中心点とすることにより、輪郭データを輪郭形
状に沿って滑らかな配列の状態でバッファメモリに記憶
させるようにした点にある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第２図および第３図に示した実施例を用い
て詳細に説明する。

第２図は本発明の詳細な説明するための輪郭抽出用マト
リクスの一実施例を示す説明図である。

第１図の主メモリ部６のメモリ上に記載された２値化画
像パターンよ°シ輪郭を抽出するときは、第２図に示す
ように、ａｚｚ’ｅ中心として、ａ２２と８２２に隣接
するａｌｌ　”””１３＋　ａ２１＋　ａ２３ａ　ａ３
１””２３２の８点からなる３Ｘ３のマトリクスを輪郭
抽出用マトリクスとして用いる。この場合、Ｏと１の値
からなるマトリクス要素ａ＋ｊ（ｉ：＝ｌ〜３゜ｊ＝１
〜３）の総和Ｎが、 の条件を満足する場合は、このマトリクスの中心点ａ２
２に相当するメモリ番地が輪郭になる。

例えば第３図に示す２値化画像について考える。

第３図において、黒丸ドツトで示すイ印は画像を示す１
ビツトメモリを示してお、９、Ａ−Ｄに示しである実線
の正方形の部分はそれぞれ第２図に示すマトリクスであ
り、そのうち、Ａ、Ｂ、Ｃのマトリクスのデータ総和Ｎ
はＡが５．Ｂが６．Ｃが４となり、Ａ、Ｂ、Ｃの中心点
はいずれも輪郭上の一定になっている。Ｄの場合、Ｎ−
３でありその中心点は輪郭から除外される。

輪郭抽出用３×３マトリクスに（１）式を適用すると複
雑なコーナ処理で１ビット程度の欠落あるいは付加が生
じ、コーナを丸める作用をするが、この程度の誤差は実
用的にｅ′Ｊ、とんど問題なく、また、そのことが特長
の１つと言える。

ところで、輪郭を抽出する場合、画面上の任意の位置よ
シ輪郭抽出用３×３マトリクスを走置する。

この場合、画面上の３ドツト程度のノイズに相当する画
像はフィルタリングされて除去される。

次に、第３図のＡに示す如く、画像上の輪郭の一点を抽
出した場合を考える。この場合、輪郭抽出用マトリクス
Ａの中心（Ａ２２）は輪郭の一点となり、輪郭データと
してそのアドレスが図示しない輪郭データ用バッファメ
モリに記憶される。

次に、マトリクスＡの中心点Ａ２２と隣接する８個の周
囲点の中から輪郭点を探す。この場合、輪郭点周シの１
点が輪郭であるかどうかはその周囲点を中心とする３Ｘ
３のマトリクスのデータを取出し、その総和Ｎが（１）
式の条件になるかどうかで求めることができる。

周囲点の輪郭チェックは８個周囲点に１から８の適当な
順番を与えて行なわれ、通常これら周囲点のうち２点が
輪郭点になる。

第３図の例で説明すると、その中心が輪郭であるＡ、Ｂ
、Ｃの輪郭マトリクスの周囲点のうち、矢印で示した方
向の周囲点が点線マトリクスで示すごとく（１）式の条
件を満足し、輪郭点となる。

したがって、Ａマトリクスで最初に輪郭点Ａ２２を検出
した場合、輪郭抽出マトリクスの進む方向を次の輪郭で
ある矢印方向のいずれかに選べば連続的に輪郭のみを抽
出し、輪郭の形状に沿った滑らかな輪郭データを抽出で
きる。

この場合、最初の輪郭点抽出時に輪郭抽出マトリクスが
進む方向は通常２通りあシ、これは上記周囲点につけら
れた順番の早い方へ進むようにするやシ方が自然である
。

最初の輪郭点の進む方向は２通りあるが、その後は２通
シの周囲輪郭点のうち一方はすでに輪郭点として通って
きたアドレスに相当するため、とれを進行禁止方向とし
、新しい輪郭アドレスを輪郭記憶用バッファメモリに記
憶してゆけば、この輪郭抽出マトリクスは連続的に輪郭
に沿って滑らかに進行し、遂には最初の輪郭点へと戻シ
、輪郭の閉曲線がバッファメモリ上に形成される。

なお、実際の画像の輪郭では輪郭追跡方向が２通シ以上
生医髭秋分岐点先端で輪郭抽出、トレース処理が停止し
、輪郭の閉曲線を形成しない場合も生じるが、この場合
は輪郭記憶用バッファメモリ上の輪郭データｆ：１つず
つ消去しながら後方にだどシ、バックアメモリ消去する
画像メモリ上の輪郭アドレスまわシに新しい輪郭が存在
するかどうかをチェックする。

画像メモリ上に新しい輪郭データが存在する位置は、上
記画像分岐点に相当し、この分岐点よシ画像上の新しい
輪郭の抽出トレースが再開され、画像メモリ上の輪郭ア
ドレスが、再びバッファメモリ上に蓄積される。この処
理を自１ｌＩＪ的に行う場合は１個の輪郭データは通常
閉曲線で与えられ、認識、特徴抽出等に用いられる。

本発明の場合、目的とする輪郭は処理開始時点で１つに
限定し、輪郭の抽出、トレースを同時に行っているため
、無駄がなく、処理を効率的に行える。また、目的とす
る輪郭を１つに限定していることから、切シ出される輪
郭は認識などの作業と直結して使用されるなど、実用性
が高い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、画像メモリに記憶
された画像の輪郭の特徴を、輪郭の形状に沿った、欠落
のない滑らかなデータとして短時間に抽出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２値化画像処理装置の一例を示すブロック図、
第２図は本発明の抽出方法を説明するだめの輪郭抽出、
トレース用マトリクスの一実施例を示す説明図、第３図
は本発明の抽出方法を説明するだめの２値化画像と輪郭
抽出、トレース用マトリクスとの関係の一実施例を示す
説明図である。 １・・・２値化画像記憶部、２・・・ディジタル制御部
、３・・・インタフェース、４・・・２値化部、５・・
・２値化設定部、６・・・主メモリ部、７・・・書きこ
み部、８・・・読み出し部、９・・・画像表示部、Ａ−
Ｄ・・・輪郭抽出■１図 拓　２　図 第　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ディジタル制御部と画像記憶部から構成され、前
   記ディジタル制御部によって前記画像記憶部への二値化
   画像の書き込みと前記画像記憶部からの二値化画像の読
   み出しを制御する画像処理装置において、前記画像記憶
   部に記憶されている前記二値化画伊の輪郭を抽出すると
   きに、前記画像記憶部のメモリ上の任意の点と該任意の
   点に隣接する８点からなる３Ｘ’３の輪郭抽出用マトリ
   クスのデータを読み出し、０と１からなる該データの総
   和Ｎが所定の範囲内にあるときは、該中心点を輪郭とし
   てそれのアドレスを輪郭データ用バッファメモリに記憶
   させるとともに、該中心点の周囲の８点のうちの任意の
   一点を該周囲中心点とし、該周囲中心点とその隣接８点
   からなる３×３マトリクスデータの総和Ｎが該所定の範
   囲内にあるとき、その該周囲中心点を該輪郭抽出用マト
   リクスの新しい中心点とすることを特徴とする画像の特
   徴抽出方法。 ２、前記３×３の輪郭抽出用マトリックスのデータの総
   和Ｎの所定の範囲を４≦Ｎ≦７とする特許請求の範囲第
   １項記載の画像の特徴抽出方法。