JPS6032815B2 - 色彩画像解析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は色彩画像をメモリ中にディジタル的に蓄えこの
値によって各画素の色彩を解析しその結果を表示する色
彩画像解析装置に関する。

リモートセンシング技術において人工衛星により取得さ
れる画像や、レントゲン、断層写真等医療関係の画像の
処理においては、画素間のコントラストが比較的低く、
例えば、ある色の領域をディスプレイ装置上で見ようと
する場合に、その境界は非常に区別し‘こくいことが多
い。

したがってこのように対話的に見ようとする場合には境
界のコントラストを何らかの方法で明確にすることが要
求される。この要求には、その色の領域に対し、閥値を
設定し、画素毎に色彩を解析し、その閥値を満足した画
素と、そうでない画素に対して明らかに異なった任意の
色を割り当てて表示することによって答えることができ
る。

従釆、色彩画像の色彩をディジタル的に解析する場合に
は、カラーＴＶカメラやカラースキャナーのような色彩
画像入力装置により得られる赤、緑、青（以下、Ｒ，Ｇ
，Ｂと記す）の三原色成分を電子計算機に取り込み、各
画素についてプログラム的な処理を行ってカラーＴＶデ
ィスプレイなどにその結果を表示して行なっている。

しかし、この方法によると、１画面のデータが通常の大
きさである５１２×５１２すなわち２６２１４和国素必
要とし、通常は画素毎に計算機速度により計量機メモリ
から読み出しながら処理を行い、更にディスプレイのリ
フレッシュメモリに転送する必要があるため、処理結果
をディスプレイによりモニタしながらパラメータを変化
させて調べようとするような実時間処理を実行する場合
、大きな障害となる。本発明の目的は上述の問題を解決
し高速に実時間の色彩解析を行うことのできる色彩画像
解析装置を提供することにある。本発明の装置は、画像
の各画素に対してその色彩データを複数次元の多億で記
憶する第一画像〆モリと、前記第一回像メモリから読み
出された色彩データをカラー画像表示装置への信号に変
換する信号変換器と、前記信号変換器の出力信号によっ
てカラー画像の表示を行うカラー画像表示袋贋の他に更
に前記第一画像メモリからの色彩データと予め贋数され
前記色彩データに対して用意された色彩の閥値とを比較
し前記第一画像メモリから読み出された色彩データが閥
値を満足する時に選択信号を出力する閥値回路と、前記
閥値に対応した色彩を指定するコードを予め贋数してお
く色コードレジスタと、この色コードレジスタの前記コ
ードが前記関値回路の出力である選択信号に同期して書
き込まれる第二画像メモリと、この第二画像メモリから
読み出される前記色彩を指定するコードを複数次元多億
の色彩データに変換する色変換器とから構成されている
。

本発明を電子計算機などと併用することによって色彩画
像の一定色彩領域の（閥値を変化させることによる）変
化を確認しながら、適当な閥値を簡単に決定し画像の領
域分けを行うことができる。

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、信
号線と信号とを同一番号にて示してある。本発明の色彩
画像解析装置１は制御装置２の制御を受ける。この制御
装置２は汎用の電子計算機でもよい。画像データ、閥値
および色彩を指定するコード（以後の説明では単に色彩
のコードとも言うことがある）は入出力インターフェー
ス３と信号線１２，１４および１５を介してそれぞれ第
一画像メモリ４、閥値回路５および色コードレジスタ６
に移送される。図には示されていないが、色変換器１
１も入出力インターフェース３を介して制御装置２に接
続され、内容を書き換えられるよう構成することもでき
る。第一画像メモリ４は、例えば画像データを、各画素
毎に明度１、色度（ｒ，ｇ，ｂ）として記憶する。

信号切換回路７が信号線１３と信号線２０を接続してい
る場合、画像デー外まカラーモニタ９の走査に同期して
第一画像メモリから読み出され信号変換器８に入力され
る。信号変換器８は、与えられる画素毎に（１，ｒ，ｇ
，ｂ）を、赤・緑・青の三原色値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に変換
し、カラーモニタ９に加えることにより、カラーモニタ
９には第一画像メモリ４上のカラー画像が表示される。
第一画像メモリ４から読み出された信号１３は、他方、
閥値回路５にも入力される。

関値回路５は各データ（１，ｒ，ｇ，ｂ）に対して色彩
を閥値と比較する。閥値には上限値（１Ｕ， ｒｕ，
ｇＵ，ｂｕ）と下限値（ＩＬ，ｒＬ，ｇＬ，ｂＬ）があ
り、選択すべき色領域毎に制御菱直２によって直数され
る。入力される各（１，ｒ，ｇ，ｂ）に対し、ＩＬ三１
三１ＵかつｒＬ三ｒミｒＵかつｇＬ三ｇ三ｇＵかつｂＬ
三ｂ三ｂＵが成立するとき、閥値は満足され、閥値回路
５は選択信号を信号線１６に出力する。

第二画像メモリ１０は第一画像メモリ４と同数の画素を
もつメモリであり、第一画像メモリ４と同期して走査さ
れており、信号線１６に選択信号が存在するときにのみ
、信号線１７を介して色コードレジスタ６に魔数されて
いる色彩のコードが書き込まれる。

即ち、第一画像メモリ４から読み出された色彩デ−夕が
、閥値回路５の閥値を満足した画素にのみ、第二画像メ
モリ１０に色彩コ−ドが書き込まれる。１祖の閥値で示
される色領域と１つの色彩コードが対応するので、原画
像から抽出したい色領域の数の回数だけ、制御袋贋２か
ら、閥値回路５の闇値と色コードレジスタ６の色彩コー
ドを書き換えることにより、第二画像メモリ１０には抽
出された色領域が、対応する色彩コードとして書き込ま
れたことになる。

この色の解析は通常（画像１フレームの表示時間）×（
色領域数）の時間で実行することができる。この解析結
果のカラーモニタ９上への表示は、信号切換回路７によ
り、信号線１９を信号線２０と接続することによって行
われる。

第二画像メモリ１０‘こ書き込まれた色コードはカラー
モニタ９に同期して読み出され、まず色変換器１１に入
力される。色変換器１１‘ま入力された各画素の色彩コ
ードに対して、そのコード‘こ対応してメモリに記憶さ
れている色彩データ（１，ｒ，ｇ，ｂ）を信号線１９に
出力する。この信号は第一画像メモリ４に格納されてい
たのと同様の形態であるのでカラーモニタ９への表示は
全く同様にして行われ、各色彩コードが対応する色彩で
表示される。例えば第二画像メモリ１０が初め“０”ク
リアされており、３種の色領域がそれぞれ色彩コード１
，２，３として書き込まれ、色変換器１１には０，１，
２，３の色彩コードに対して黒、青、緑、赤の４色が記
憶されている場合には、これら４つの領域が鮮明に表示
される。次に、各構成要素を詳しく説明する。

第２図に閥値回路５の構成を示す。色彩データ（１，ｒ
，ｇ，ｂ）に対する上限値（ＩＵ，ｒＵ， ｇＵ，ｂＵ
）が上限値しジスタ５１に、下限値（１し， ｒＬ，ｇ
Ｌ，ｂＬ）が下限値しジスタ５２に信号線１４を介して
暦数されている。信号線１３には、前述のように第一画
像メモリ４から色彩データ（１，ｒ，ｇ，ｂ）が読み出
され、比較器群５３において前記上限値および下限値と
それぞれ比較され、次式‘１１の条件を満たすときにＡ
ＮＤゲート５４から選択信号１８が出力される。ＩＬ〈
１くＩＵ且つｒＬくｒ三ｒＵ且つｇＬ三ｇ三ｇＵｆ１つ
ｂＬ三ｂ三ｂＵ…・・・式【１１即ち、第二画像メモリ
１０には、第一画像メモリ４の色彩データが式‘１１を
満足する画素であるときにのみ、色コードレジスタ６の
内容が書き込まれる。

この操作を異なる色彩領域に対応して上限値、下限値を
変化させ、この時、関値回路５から出力される選択信号
１８によって異なる色彩のコードを第二画像メモリ１０
に書き込むことを繰り返すことによって各色領域に対し
別の色彩のコードが書かれる。色変換器１ １は第二画
像メモリ１０から読み出される色彩のコードｉを表を参
照して対応する色彩データ（１，，ｒｉ，ｇｉ，ｂｉ）
に変換するメモリである。

色彩のコードが６ビットで表わされる場合、ｉ＝０〜６
３の６４個のコードが利用でき、第二画像メモリ１０の
内容は鼠色までの表示が可能である。即ち、色領域の解
析結果は６４色までに色分けされて見易く表示できる。
この色変換器１１を入出力インターフェース３と接続し
、外部から表の内容を書き換えられるようにすると、第
二画像メモリ１０の内容は不変で異なった色の表示をす
ることも可能となる。以上に本発明の実施例を説明した
が、これによって色彩画像がどのように解析されるかを
以下に例示する。

この例では、色彩データの内明度１は６ビット（０〜６
３）、色度ｒ，ｇ，ｂはそれぞれ５ビット（０〜３１）
で表わされるものとする。また最終的にカラーモニタ９
を駆動するＲ，Ｇ，Ｂ値は、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝０ のとき黒 Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝１ のとき白、とすると、（１，ｒ，ｇ，ｂ）との関係は式
‘２１で表わされる。

Ｒ＝（１／６３）・（ｒ／３１） Ｇ＝（１／筋）・（ｇ／３１） ……式■８＝（１／筋
）・（ｂ／３１） 実際には１画面の画素数は通常５１２×５１２のような
サイズになるが、以下の例では４×４で説明し、第３図
のように色が分布しているとする（但し矢印の部分は両
端の中間色である）。

このとき、第一画像メモリ４の色彩データ（１，ｒ．ｇ
，ｂ）としてはそれぞれ第４図１，ｒ，ｇおよびｂのよ
うに値を持っている（ここでは、固定小数点数を整数で
示している）。このとき、閥値回路５の上限値しジスタ
５１、下限値しジスタ５２及び色コードレジスタ６に第
１表のように次々と値を変化させて暦数する。第１表 第５図ｘ，ｙおよびｚにこの１回目、２回目、３回目に
閥値回路５が選択信号を信号線１６に出力する部分を図
示する。

この３回の書き込みが美行された後の第二画像メモリ１
０の内容を第６図に図示する。各回で選択信号が出た部
分に対応する色彩のコードが書かれている。なお、第二
画像メモリ１０は０に初期化されていたとする。各色彩
のコード‘こ対しての色彩データは、各色領域の境界が
鮮明にわかるように通常原色系の色を選べばよく、ここ
では黒、白、青、シアンの４色を選んで色変換器１１に
第２表のように暦数されているとすると、信号切換回路
７により第二画像メモリ１０の内容がカラーモニタ９へ
表示されるとき、その表示色は第７図のようになる。こ
のように本発明を利用することにより元の色彩画像の色
彩部分が閥値により第２表 別々の色で表示され、画像の解析者に見易く表示され、
しかも１つの色領域に対する解析は、画像メモリの読み
書きをカラーモニタに同期して、通常ＩＴＶフレーム相
当（１／３現砂）の高速で処理することができるので、
解析者は電子計算機などの制御装置を用いて関値を自由
に変化させ、画面上での領域変化を観察しながら領域の
色彩解析を行うことができる。

なお、上の実施例においては、第一画像メモリ４は色度
として、ｒ，ｇ，ｂの三変数を記憶し、それら三変数は
インターフェース３から移送されるが、式ｍに示すよう
にｒ，ｇ，ｂの内の一変数は従属変数であるので、第一
画像メモリ４に任意の二変数を記憶させ、それら二変数
はインターフェース３から移送させ、前記メモリ４の読
出し回路（図示していない）に残りの一変数を演算によ
り求める回路を付加するようにしてもよいし、また第一
画像メモリ４に三変数とも保持させ、制御装置２から二
変数を移送し、インターフェース３の内部で一変数を生
成するようにしてもよい。

また、以上の例では、第二画像メモリ１０１こは色彩コ
ードが書き込まれ、実際の色彩データは色変換器１ １
により得られるが、第二画像メモリ１０を第一画像メモ
リ４と同じビット数を持たせ、色彩データを直接書き込
むことによって色変換器１１の機能を第二画像メモリ１
０に含ませることができることは明らかであり、同じ効
果を得ることができる。この場合にはメモリ量が膨大に
なる代わりに解析結果の表示に多彩な色を利用すること
ができる。既述の例のように第一画像メモリの内容及び
関値は明度と色度の形でセットされていると、立体の画
像のように明暗の照明ムラが存在するような場合にも１
に対する閥値を広くとっておくことによって同色の領域
が同領域として解析され易いが、平面的なものの画像で
照明ムラのない場合には、メモリ閥値ともＲ，Ｇ，Ｂの
三原色に対するもので構成しても十分解析が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は閥値
回路５の構成を詳しく示す図、第３図は画像の例、第４
図１，ｒ，ｇおよびｂは画像データ例、第５図ｘ，ｙお
よびｚは関値回路の出力例、第６図は第二画像メモリの
解析結果例および第７図は解析結果の表示例である。 第１図において、１は本発明の画像解析装置、２は外部
の制御装置、３はインターフェース、４は第一画像メモ
リ、５は閥値回路、６は色コードレジスタ、９はカラー
モニタ、１０は第二画像メモリである。 算３図 彩り図 髪′図 麦らＺ図 努Ｓ図 礎５図 ※７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 画像の各画素に対してその色彩データを複数次元の
   多値で記憶する第一画像メモリと、前記第一画像メモリ
   から読み出された色彩データと予め置数され前記色彩デ
   ータに対して用意された色彩の閾値とを比較し前記第一
   画像メモリから読み出された色彩データが前記閾値を満
   足する時に選択信号を出力する閾値回路と、前記閾値に
   対応した色彩を指定するコードを予め置数しておく色コ
   ードレジスタと、この色コードレジスタの前記コードが
   前記閾値回路の出力である選択信号に同期して書き込ま
   れる第二画像メモリと、この第二画像メモリから読み出
   される前記色彩を指定するコードを複数次元多値の色彩
   データに変換する色変換器と、前記第一画像メモリが読
   み出される色彩データ及び前記色変換器の出力の色彩デ
   ータをカラー画像表示装置への信号に変換する信号変換
   器と、前記信号変換器の出力によつてカラー画像の表示
   を行うカラー画像表示装置とから構成されたことを特徴
   とする色彩画像解析装置。