JPS60207971A - 連結成分抽出回路 - Google Patents

連結成分抽出回路

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JPS60207971A
JPS60207971A JP59063684A JP6368484A JPS60207971A JP S60207971 A JPS60207971 A JP S60207971A JP 59063684 A JP59063684 A JP 59063684A JP 6368484 A JP6368484 A JP 6368484A JP S60207971 A JPS60207971 A JP S60207971A
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memory
data
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table memory
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
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    • G06V10/40Extraction of image or video features
    • G06V10/44Local feature extraction by analysis of parts of the pattern, e.g. by detecting edges, contours, loops, corners, strokes or intersections; Connectivity analysis, e.g. of connected components
    • G06V10/457Local feature extraction by analysis of parts of the pattern, e.g. by detecting edges, contours, loops, corners, strokes or intersections; Connectivity analysis, e.g. of connected components by analysing connectivity, e.g. edge linking, connected component analysis or slices

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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】 [発明の技術分野] この発明は、図形1理装置に係り、2次元画像メモリ内
に格納されたl i 11.“°O゛の値を持つ2If
i図形において、1°°の賄を持つ画素の連結の具合を
調べて順に番号(ラベル)付けを行なって出力画像とす
る連結成分抽出回路に関する。
[発明の技術的背望とその問題点1 図形処理においては図形の特定の部分の性質を調べると
いう要求がしばしば起る。例えば医学図形でいくつかの
細胞が含まれている画像があったとき、特定の1個のI
ll両画像性質を調べるという要求がある。このとき第
1図に示すように、画面中の細胞に対応する領域毎に順
に番号(ラベル)付けされていれば、番号を指定するだ
けでそれに対応する細胞の領域を抽出することができる
従来、この種の処理に好適する回路として、例えば、特
公昭57−6620号公報に記載されているように、「
2値図形が格納された2次元画像メモリと、上記画像メ
モリから順次画素データを読出し、上記2値図形の連結
成分を抽出し、抽出された連結成分に対して予め定めら
れた順序で番号を割当てる連結成分検出部と、上記2値
図形と同じ大きさを持つ2次元の多値メモリと、上記連
結成分検出部で画素データ毎に割当てられた番号をその
画素位置に対応する上記多値メモリの番地に格納する手
段と、上記連結成分検出部で異なる番号が割当てられた
Mc!i成分が同一の連結成分である場合にこれら2つ
の番号が同一の連結成分であることを指示するテーブル
メモリとを備えた連結成分抽出回路Jなどが知られてい
る。この種の連結成分抽出回路では、図形が?!雑な場
合には、同一連結成分でも画素により異なる番号が割付
けられることがある。この場合、同一連結成分の構成画
素に同一の番号が割付けられるようにするためのデータ
変換が必要であり、そのためにはテーブルメモリの書換
えを行なう必要がある。このテーブルメモリの書換えは
一般に図形が複雑であるほど煩雑となり、この間、次の
画素の処理には移れないため処理速度が低下する欠点が
あった。また、連結成分検出が一定の速度で行なえない
ことからデータ転送のためのハンドシェーク等が必要と
なるため一層処理速度が低下する。
[発明の目的コ この発明は上記事情に鑑みてなされたものでその目的は
、連結成分検出と、テーブルメモリの書換えとが並列に
行なえ、且つ連結成分検出が一定の速度で行なえる連結
成分抽出回路を提供することにある。
[発明の概要] この発明では、2値図形が格納された2次元画像メモリ
と、上記画19メモリから順次画素データを読出し、上
記2値図形の連結成分を抽出し、抽出された連結成分に
対して予め定められた順序で′ti号を割当てる連結成
分検出部と、上記2([図形と同じ大きさを持つ2次元
の多値メモリと、上記連結成分検出部で画素データ毎に
割当てられた番号をその画素位置に対応する上記多端メ
モリの番地に格納する手段と、上記連結成分検出部で異
なる番号が割当てられた連結成分が同一の連結成分であ
る場合にこれら2つの番号が同一の連結成分であること
を指示するテーブルメモリとを備えた連結成分抽出回路
が提供されている。
この連結成分抽出回路には、上記2つの番号の情報対を
順次格納し、出力可状態においてその時点で最も古い情
報対を出力するFIFOメモリが更に設けられている。
読出し/回込み手段は、FIFOメモリから出ツノされ
た上記情報対の一方またはテーブルメモリからの読出し
出力情報で示されるテーブルメモリのその番地の記憶情
報を続出し、且つ読出し後のその番地に上記情報対の他
方を書込む。この読出し/書込み手段によってテーブル
メモリから読出された情報は、比較手段により当該情報
の格納先番地と比較され、一致/不一致が検出される。
上記読出し/I込み手段の動作は、比較手段によって一
致が検出されるまで繰返される。比較手段によって一致
が検出されると次の処理(テーブルメモリ書換え処理)
が可能どなり、FIFOメモリから次の情報対が出力さ
れる。
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第2図はこの発明が適用される図形処理装置の全体構成
を示し、第3図は第2図に示す連結成分抽出回路15の
内部構成を示す。第2図において、11は装置全体を制
御するCPUである。Cpuiiには、2値図形が格納
される入力画像メモリ(原画メモリ)12、ワークメモ
リ13、出力画像メモリ14、および連結成分抽出回路
15がI制御バス1Gを介して接続されている。入力画
像メモリ12、ワークメモリ13、および連結成分抽出
回路15は画像データバス11(8ビツト)を介して相
互接続されている。またワークメモリ13、出力画像メ
モリ14、および連結成分抽出回路15は画像データバ
ス18(8ビツト)を介して相互接続されている。メモ
リ12〜14は例えば512X512画素(1画素8ビ
ツト)の容量を有する。但し、ここでは第4図(a)〜
(C)に示すように便宜上8×8画素のメモリ12〜1
4であるものとして説明する。なお、第4図(a)はラ
ベル付は対象入力画像の一例、第4図(b)は第4図(
a)に示す画像に対するラベル付は処理後の画像、第4
図(C)はデータ変[2の出力画像を示す。ところで、
メモリ12については、1画素1ビツトでもよい。
ラベル付は処理においては、第2図に示すCPU11の
指示により、入力画像メモリ12から画素が一定速度で
読出される。この画素読出しは、第4図(a)において
画素の位置を<x、y>とすると(0,0)、 (1,
0)、・・・(7,0)、 (0゜1)、(1,1>・
・・(7,1)、(0,2)。
(1,2>・・・(7,7)の順となる。メモリ12か
ら読出された画素データは画像データバス17を介して
第3図の連結成分抽出回路15に導かれ、当該回路15
内の入力レジスタ(以下、単にレジスタと称する)21
にラッチされる。レジスタ21にランチされた(入力画
像メモリ12からの読出し)画素データは、信号線22
を介して連結成分検出部23に導かれる。この連結成分
検出部23は3×2のマスク構成(A、B、C,D、S
、E)となっており、このEに信号線22からの画素デ
ータがセラ1へされる。周知のように、連結成分検出部
23のA、B。
C,D、Sの内容は、Eの内容が画素位M(x+1、y
)の画素データである場合、(x−1,7−1>、(x
、y−1)、(x+1.y−1)。
(x−1,y)、(x、y)の′#J素データとなって
いる。この状態を第5図に示す。
連結成分検出部23のA〜Eの各画素データは図示せぬ
信号線群を介して制御Ii部24に導かれる。制御部2
4は、これらA〜Eの画素データを調べ、連結成分の判
定の対象となるSの画素に対するラベル角けを行なう。
このラベル付けの基本動作を、上、下、左、または右の
少なくともいずれか一方に連結している成分を検出する
、いわゆる4連結検出力式を例にとって簡単に説明する
。まず、第61in(a)に示すようにSのラベル付は
対象データが0′°の場合、制御部24は制御部24内
のセレクタ25を制御し、当該ラベル付は対象データ(
Sの画素)を出力画素(ラベル付けされた画素)として
信号線26上に選択出力せしめる。また、第6図(b)
に示すようにSの画素がII I IIで、A。
B、C,Dの各画素が゛0パの場合、制御部24は当該
制御部24内のラベルカウンタ(以下、単にカウンタと
称する)27のカウント値をSの画素のラベルとしてセ
レクタ25から信号線26上に選択出力せしめる。この
カウンタ27は、出力画素として選1尺されるごとに+
1される。なお、カウンタ27の初期値は、ラベル付け
されていないデータと区別するために°2”となってい
る。また、第6図(C)に示すように、Sの画素が″1
″で、Bの画素が0″でない(具体的には゛2″以上の
)場合には、Bの画素が選択される。このときDの画素
が′0″でなければ、原理的にはDを選択してもよい。
また、第6図(d)に示すように、Sの画素が111Z
E3の画素がI Q II、そしてDの画素がO”でな
い場合には、Dの画素が選択される。このとき第6図(
e)に示すようにC,Eの各画素が0″でなければ、i
II即部24は、連結された図形でありながら異なるラ
ベルを割当てたものと判断する。そしてIII Iff
部24は、後述するテーブルメモリ28の書換えを可能
とするために、信号線2G上の出力画素(Dの画素)を
レジスタ29にセットし、Cの画素を信号線30経出で
レジスタ31にセットする。なお、第6図(a)〜(e
)において、記号×は0″あるいは゛1゛以上の値のい
ずれでもよいことを示す。
制御部24の制御によって信号線2G上に出力された出
力画素は、上記したレジスタ29のほかに、連結成分検
出部23の01セレクタ32、および画像バッファ33
に導かれる。この画像バッフ133は信号線2G上の出
力画素、即ちラベル付けされた1ii素データを1ライ
ン分記憶するもので、メモリ12〜14のX方向と同じ
長さを持つシフトバッファ構造となっている。また、セ
レクタ32は、信号線26上のデータ、またはテーブル
メモリ28のデータライン34上のデータのいずれか一
方を選択出力するものである。このセレクタ32は、ラ
ベル付は処理の場合、CP U 11の指示により信号
12G上のデータを選択するようになっている。セレク
タ32からの選択出力データは信号線35経出で出力レ
ジスタ(以下、単にレジスタと称する)36に導かれる
。画像バッファ33および連結成分検出部23では、画
像データバス17からの画素データの入力周期に同期し
て(即ら入力画像メモリ12からの画素読出し周期に同
期して)1画素シフトが行なわれる。この結果、連結成
分検出部23において、Bの内容はAに、Cの内容はB
に、Eの内容はSにそれぞれセットされる。また、Dに
は、信号線26上のデータ、即ちSの内容のラベル付は
後のデータ(出力画素データ)がセットされる。これと
同時に、Eにはレジスタ21から信号線22経由で供給
される新たな画素データがセットされ、Cには画像バッ
ファ33からのデニタがセットされる。また、画像バッ
ファ33の最終位置には信号線2G上のデータがセット
される。これにより、ラベル付は処理が可能となる。
一方、セレクタ32からの選択出力データ(即ち信号線
26上のデータ)は、上記した1画素シフトのタイミン
グでレジスタ36にラッチされる。レジスタ36にラッ
チされたデータ(出力画素データ)は、画像データバス
18を介してワークメモリ13に転送され、当該メモリ
13の対応する位置、例えば第5図の場合であれば(x
、y)の位置に回込まれる。
以上のラベル付は処理が繰返されることにより、第4図
(a)に示されている2(In図形は、第4図(b)に
示される多値図形に変換される。
次に、この発明の要旨に直接関係する、テーブルメモリ
書換え処理について説明する。今、連結成分検出部23
のEに、第4図(a)に示す211図形における画素位
置(5,2)の画素データ〈パ1”)がセットされたも
のとする。この場合、連結成分検出部23のA−Eの内
容は第7図(a)に示すようになる。第7図(a)の状
態は、第6図(e)のタイプにaする。この場合、制御
部26は出力画素としてDの画素データ(この例では”
 3 ” )を選択し、信号線2G経由でレジスタ29
にセットせしめる。また、このDのデータは、同じD、
画像バッファ33の最終位置、およびレジスタ36に、
レジスタ29へのセットタイミングと同じタイミングで
セットされる。また、制御部24は、レジスタ29への
セットタイミングと同じタイミングで、連結成分検出部
23のCの画素データ(この例では2°′)を信号線3
0経出でレジスタ31にセットせしめる。レジスタ29
.31にセットされたデータ(D、Cの各内容)は、信
号線37.38経由でFIFO(ファースl〜・イン・
ファースト・アウト)メモリ39に導かれ、次の画素が
処理されるまでに(即ち次のラベル付は処理サイクルの
間に)当該メモリ39に書込まれる。
FIFOメモリ39は、テーブルメモリ28に対する書
換え処理が行なわれていない場合に出力可状態となる。
FIFOメモリ39が出力可状態になると、その格納デ
ータのうら、その時点で最も古いデータが当該メモリ3
9から読出される。したがって、この例のようにFIF
Oメモリ39に最初のデータが書込まれた場合には、当
該データは直ちに読出される。メモリ39からの読出し
データのうらDの内容に相当するデータは信号線40経
出でセレクタ41に導かれる。セレクタ41は、メモリ
39からのデータ読出し時には、制御部24の指示によ
り信号線40上のデータを選択するようになっている。
しかして信号線40上のデータ、即ちDの内容に相当す
るデータはセレクタ41により選択される。セレクタ4
1からの選択出力データは信号線42経出でレジスタ4
3に導かれ、当該レジスタ43にセラ1〜される。一方
、メモリ39からの読出しデータのうちCの内容に相当
するデータは信号線44経出でレジスタ45に導かれ、
当該レジスタ45にセットされる。
レジスタ43からの出力データは信号線4G経由でセレ
クタ47に導かれる。セレクタ47は、ラベル付は処理
の期間中、c p u tiの指示により信号線46上
のデータを選択するようになっている。このため、信号
線4G上のデータ、即ちDの内容に相当するデータはセ
レクタ47により選択され、アドレスライン48経由で
テーブルメモリ28に導かれる。しかしてテーブルメモ
リ28がリードアクセスされ、アドレスライン48上の
データの示すその番地の記憶データがデータライン34
に読出される。この実施例では、テーブルメモリ28に
は初期値として各番地にその番地と等しいデータが書込
まれている。
したがってDに相当する内容が3″であるこの例では、
” 3 ”が読出される。テーブルメモリ28からの読
出しデータ(”3”)はデータライン34経出でレジス
タ49に導かれ、当該レジスタ49にセットされる。こ
こで、テーブルメモリ28はライトアクセスモードとな
る。このモードでは、レジスタ45の内容がデータライ
ン34経出でテーブルメモリ28に導かれ、上記データ
が読出されたその番地に書込まれる。したがって、レジ
スタ43.45の内容が13+Zli2°゛であるこの
例では、テーブルメモリ28の3番地の内容が、第7図
(b)に示すように3″から2”に11換えられる。こ
の3番地の値゛2″は、ラベル値II 3 ITの画素
がラベル値“2”の画素と連結しており、ラベル値++
 2 ++への変換が必要であることを示す。
レジスタ49の内容は、信号線50を介してセレクタ4
1および比較器51に導かれる。この比較器51には、
信号線46経由でレジスタ43からの出力データも導か
れる。比較器51はこれら両データ、即ちテーブル層換
り28からの読出しデータと、その番地とを比較し、一
致/不一致を検出する。読出しデータが1311、その
番地が3゛であるこの例では、一致が検出される。比較
器51の検出結果は信号線52経出で制御部24に通知
される。制御部24は、この例のように一致が検出され
た場合、1画素についてのテーブルメモリ書換え処理が
終了したものと判断し、FIFOメモリ39に対し次の
データの出力許可を与える。したがって、FIFOメモ
リ39に未処理データが残っていれば、その中で最も古
いデータがFIFOメモリ39から出力され、このデー
タを用いたテーブルメモリIJAえ処理が行なわれる。
これに対し、不一致が検出された場合、制御部24の指
示によりセレクタ41が切替えられ、今度は信号!!5
0上のデータがレジスタ43にセットされる。そして上
記した一連の動作が、比較器51で一致が検出されるま
で繰返される。
一方、連結成分検出部23側においては、上記したテー
ブル層換え処理とは無関係に一定の速度でラベル付は処
理が行なわれる。このラベル付は処理において第6図(
el)のタイプが検出されると、信号線26.30上の
各データ(D、Cの各画素データ)がその都度FIFO
メモリ39に格納される。
このため、たとえテーブルメモリ書換え処理に長時間を
要しても、FIFIFOメモリ39が満杯とならない限
り、一定速度でラベル付は処理を行なうことに同等不都
合は生じない。
第4図の例では、次にFIFOメモリ39への書込みが
生じるのは、第8図(a)に示すように、連結成分検出
部23のEに、第4図(a)に示す21a図形における
画素位111(3,4)の画素データ(” 1 ” )
がセットされた場合である。この場合、FIFOメモリ
39への書込みデータCD、Cの画素データ)は、II
 411 、 113 ++となる。したがつて、この
データを用いたテーブルメモリ書換え処理では、第8図
(b)に示すようにテーブルメモリ28の4番地の内容
II 411が3′′に!lFAえられる。
第4図の例において、更に次にFIFOメモリ39への
書込みが生じるのは、第9図(a)に示すように、連結
成分検出部23のEに、第4図(a>に示す2値図形に
おける画素位置(6,6>の画素データ(’1”)がセ
ラ]−された場合である。
この場合、FIFOメモリ39への書込みデータ(D、
Cの画素データ)は、4°’ 、115 IIとなる。
したがって、このデータを用いたテーブルメモリ書換え
処理では、第9図(b)に示すように、まずテーブルメ
モリ28の4番地の内容u 3 Nが″5″に書換えら
れる。この4番地の同内容11311は、その番地に一
致していない。したがって今度は、上記同内容113 
++の示すテーブルメモリ28のその番地(3番地)の
内容も第9図(b)に示すように5″に書換えられる。
この3番地の同内容L42 ++は、その番地に一致し
ていない。しだがつで、上記旧内容112 I+の示す
テーブルメモリ28のその番地(2番地)の内容も第9
図(b)に示すように5″にlB換えられる。この2番
地の旧内容112 I+は、その番地に一致している。
そして、このことが比較器51によって検出され、その
旨が制御部24に通知されることにより、1画素につい
てのテーブルメモリ書換え処理が終了する。
前記したラベル付は処理およびこれに伴うテーブルメモ
リ書換え処理が1つの画面について終了すると、第2図
の装置はデータ変換モードとなる。
このモードでは、ワークメモリ13に格納されたデータ
、即ちラベル付けされた画素データが、前記した入力画
像メモリ12からのデータ読出しと同じ速度、同じ順序
で、順に画像データバス17に読出される。バス17に
順次出力されたデータは、連結成分抽出回路15のレジ
スタ21に一定周期でラッチされる。レジスタ21にラ
ッチされたデータ(ワークメモリ13からの読出しデー
タ)は、信号線22経出でセレクタ47に導かれる。デ
ータ変換モードでは、セレクタ47は、CP U 11
の指示により信号線22上のデータを選択するように切
替えられる。これにより、信号線22上のデータはセレ
クタ47によって選択され、アドレスライン48経由で
テーブルメモリ28に導かれる。しかしてテーブルメモ
リ28がリードアクセスされ、アドレスライン48上の
データの示すその番地の記憶データが読出される。
テーブルメモリ28からの読出しデータはデータライン
34を介してセレクタ32に導かれる。データ変換モー
ドでは、セレクタ32は、CPU11の指示によりデー
タライン34上のデータを選択するように切替えられる
。これにより、データライン34上のデータはセレクタ
32によって選択され、レジスタ36にラッチされる。
レジスタ36にラッチされたデータは、画像データバス
18経由で出力画像メモリ14に転送され、当該メモリ
14の対応する位置、例えばワークメモリ12の(x、
y)からのラベル付はデータに対する変換データであれ
ば同じ(X。
y)の位置に書込まれる。以上の動作がワークメモリ1
3の全てのラベル付はデータについて繰返されることに
より、出力画像メモリ14には、第4図(C)に示され
るように、正しくラベル付けされた画素データが格納さ
れる。
なお、前記実施例では、テーブルメモリ書換え処理にお
いて、信号線2Gからのデータをテーブルメモリ28の
アドレスとし、信号線3oがらのデータをテーブルメモ
リ28への自込みデータとしているが、その逆であって
もよい。また、連結成分検出論理は、特公昭57−66
20号公報にも記載されているように前記実施例に限定
されるものではない。更にこの発明は、4連結検出力式
に限らず、例えば斜め方向も連結検出の対象とする8連
結力式にも応用づることかできる。
[発明の効果〕 以上詳述したようにこの発明によれば、連結成分検出と
、テーブルメモリの書換えとが並列に行なえる。このた
めテーブルメモリ書換え処理の間、連結成分検出が持た
されることはなく、ラベル付は処理の高速化が図れる。
また、連結成分検出が一定の速度で行なえるため、入力
画像メモリからの画素データ読出し並びにデータ転送が
一定速度で行なえる。このため、データ転送のためのハ
ンドシェーク等が不要となり、処理の一層の高速化が図
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図はラベル付けを説明する図、第2図はこの発明が
適用される図形処理装置の構成図、第3図は第2図に示
す連結成分抽出回路の内部構成図、第4図乃至第9図は
動作説明図である。 11・・・CPU、12・・・入力画像メモリ、13・
・・ワークメモリ、14・・・出力画像メモリ、15・
・・連結成分抽出回路、23・・・連結成分検出部、2
4・・・制御部、25.32゜41、47・・・セレク
タ、28・・・テーブルメモリ、39・・・FIFOメ
モリ、51・・・比較器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第4図 (a) (b) (C) 第6図 D5ヒ 第7図 第8図 (a)(a) 第9図 (a)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2値図形が格納された2次元画像メモリと、上記画像メ
    モリから順次画素データを読出し、上記2値図形の連結
    成分を抽出し、抽出された連結成分に対して予め定めら
    れた順序で番号を割当てる連結成分検出部と、上記2随
    図形と同じ大きさを持つ2次元の多値メモリと、上記連
    結成分検出部で画素データ毎に割当てられた番号をその
    画素位置に対応する上記多値メモリの番地に格納する手
    段と、上記連結成分検出部で異なる番号が割当てられた
    連結成分が同一の連結成分である場合にこれら2つの番
    号が同一の連結成分であることを指示するテーブルメモ
    リとを備えた連結成分抽出回路において、上記2つの番
    号の情報対を順次格納し、出力可状態においてその時点
    で最も古い情報対を出力するFIFOメモリと、このF
    IFOメモリから出力された上記情報対の一方または上
    記テーブルメモリからの読出し出力情報で示される上記
    テーブルメモリのその番地の記憶情報を読出すと共に、
    当該番地に上記FIFOメモリから出力された上記情報
    対の他方を書込む読出し/書込み手段と、この読出し/
    書込み手段によって上記テーブルメモリから読出された
    情報と対応する番地との一致/不一致を検出する比較手
    段とを具備し、上記比較手段によって一致が検出される
    まで上記読出し/書込み手段の動作を繰返すことを特徴
    とする連結成分抽出回路。
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