JPS63180178A - Edge emphasizing device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、対象物の濃淡画像からエツジ強調処理を行
って輪郭を抽出する装置に関する。なお、か−る装置は
対象物の輪郭から対象物の形状を認識したシ、位置計測
を行うロボット用視覚システムに用いて好適である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device that performs edge enhancement processing to extract a contour from a grayscale image of an object. Note that such a device is suitable for use in a robot vision system that recognizes the shape of an object from its contour and measures its position.
濃淡画像からエツジを抽出する方法として、従来から各
種の微分オペレータ(5obel 、 Roberts
およびRoblnsonの各オペレータ々と)を用いる
ものが知られている。Conventionally, various differential operators (5obel, Roberts
and Roblnson's operators) are known.
しかしながら、このような方法によっても、微分値の小
さいエツジや背景のテキスチャによるノイズなどが残る
と云う問題がある。また、輪郭を抽出する処理や認識処
理において、ノイズ除去やエツジ抽出が行われているが
、必ずしも十分てはない。つまシ、ノイズ線分が残った
シ、輪郭線分の一部が抽出でき表いととなどの問題があ
る。However, even with this method, there is a problem that edges with small differential values and noise due to background texture remain. Further, noise removal and edge extraction are performed in contour extraction processing and recognition processing, but these are not always sufficient. There are problems such as blanks, residual noise line segments, and parts of contour lines that cannot be extracted.
したがって、この発明は背景のノイズを除去し、微分値
の小さなエツジが輪郭の一部分であればこれを正しく抽
出してエツジを強調することが可能なエツジ強調装置を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an edge enhancement device that can remove background noise, correctly extract edges with small differential values if they are part of a contour, and enhance the edges.
対象物を撮像し量子化して得られる濃淡画像を微分し、
エツジの傾き角とその強度を演算する演算手段とへ有効
画面内を複数の小領域に分割し、各小領域毎に傾き角の
ヒストグラムを演算する演算手段とへ有効画面を2種類
の分割態様で所定数の小領域からなる複数の中領域に分
割し、各中漬、域毎にそれぞれ傾き角ヒストグラムを演
算する演算手段とへ各中領域の傾き角ヒストグラムから
そのピーク値を検出し、傾き角の範囲を決定する決定手
段とへ傾き角ピーク値と対応する方向に中領域を回転し
、エツジと直交する方向の投影分布を演算する演算手段
とへエツジの投影分布からエツジ強調処理を実行すべき
領域を決定する決定手段とへ強調領域近傍のエツジは強
調し、それ以外のエツジ強度は零にする処理手段とを設
ける。Differentiate the grayscale image obtained by imaging the object and quantizing it,
There are two ways to divide the effective screen: a calculation means that calculates the edge tilt angle and its intensity; The peak value is detected from the tilt angle histogram of each middle region, and the peak value is detected from the tilt angle histogram of each middle region. a determining means for determining the range of the corners; a calculation means for rotating the middle area in a direction corresponding to the tilt angle peak value and calculating a projection distribution in a direction perpendicular to the edges; and executing edge enhancement processing from the projection distribution of the edges. A determining means for determining the area to be emphasized and a processing means for emphasizing the edges near the emphasis area and setting the intensity of the other edges to zero are provided.
対象物の濃淡画像を入力して微分演算し、エツジ傾き角
度とエツジ強度とを演算する。しかる後、画面を2NX
2Nの小領域に分割するとともにA分割とB分割との2
種類の中領域(2×2小領域)分割を行い、各分割ごと
に角度ヒストグラムを演算する。各中領域内に存在する
同一の傾き角度のエツジを、角度ヒストグラムのピーク
値から検出する。さらに、抽出した傾き角だけ中領域を
回転させて、その領域内でエツジ方向と直交方向に投影
分布を求めることで、対象物のエツジとノイズエツジと
を分離して、対象物のエツジのみを強調処理する。また
、A分割とB分割についてこの強調処理を行うことで、
一方の分割で中領域の周辺部に6るエツジがノイズと判
断されて強調されないととが起こっても、他方の分割で
強調できるようKする。A grayscale image of the object is input and differential calculation is performed to calculate the edge inclination angle and edge strength. After that, change the screen to 2NX
It is divided into 2N small areas and divided into A division and B division.
A type of medium area (2×2 small area) division is performed, and an angle histogram is calculated for each division. Edges with the same inclination angle that exist within each middle region are detected from the peak value of the angle histogram. Furthermore, by rotating the middle region by the extracted tilt angle and calculating the projection distribution in the direction perpendicular to the edge direction within that region, the edges of the object and noise edges are separated and only the edges of the object are emphasized. Process. Also, by performing this emphasis processing on the A and B divisions,
Even if an edge on the periphery of the middle region is determined to be noise and is not emphasized in one division, K is set so that it can be emphasized in the other division.
箇条書きにするとへ以下のとおシである。If I were to break it down into bullet points, it would be as follows.
(1) 有効画面を2NX2Nの小領域に分割して2
×2小領域、つtb中頭領域内エツジ傾き角ヒストグラ
ムを演算して、中領域内に存在する代表的なエツジ傾き
角を検出する。(1) Divide the effective screen into 2N x 2N small areas and
A histogram of edge inclination angles within the ×2 small region and the tb middle region is calculated to detect representative edge inclination angles existing within the middle region.
(2) 中領域内の代表的な傾き角に対応する方向に
中領域を回転して、エツジと直交する方向にその投影分
布を演算し、同−傾き角のエツジの存在する領域(強調
領域)を決定する。(2) Rotate the middle region in a direction corresponding to a typical tilt angle within the middle region, calculate its projection distribution in the direction perpendicular to the edges, and calculate the area where edges with the same tilt angle exist (highlighted region ) to determine.
(6) 各中領域ごとの代表的なエツジについて求め
たエツジ強調領域内のエツジに対し、強調処理を行う。(6) Enhancement processing is performed on the edges within the edge enhancement area obtained for the representative edges of each medium area.
(4) 同上の処理をA分割だけでなくてB分割につ
いても行うことで、すべてのエツジについて均一に強調
処理を実行する。(4) By performing the same processing not only for the A division but also for the B division, the emphasis processing is performed uniformly on all edges.
第1図はこの発明の実施例を示す構成図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
同図において、1は対象物、2はテレビカメラ等の撮像
装置、3はアナログ/ディジタル(A/D )変換器、
4は画像メモリ、5は微分演算部、6は微分画像メモリ
、7はエツジ傾き演算部、8はエツジ強度演算部、9は
エツジ傾きメモリ、10はエツジ強度メモリ、11はエ
ツジ強調演算部でちる。In the figure, 1 is an object, 2 is an imaging device such as a television camera, 3 is an analog/digital (A/D) converter,
4 is an image memory, 5 is a differential calculation section, 6 is a differential image memory, 7 is an edge slope calculation section, 8 is an edge strength calculation section, 9 is an edge slope memory, 10 is an edge strength memory, and 11 is an edge enhancement calculation section. Chiru.
対象物1をテレビカメラ2で撮像し、そのビデオ信号を
A/D変換器3でディジタル値として画像メモリ4に記
憶する。画像メモリ4は対象物画像の濃度値f(x、y
)を、 例えば8ビツトデータとして記憶する。画像の
座標(x、y)は第2図に示すよりなX、Y座標系で表
現する。着目画素(x、y)の濃度値f(xty)は、
0≦f(x、y)≦255である。この画像人を微分演
算部5で微分し、その結果を画像メモリ6へ記憶する。An object 1 is imaged by a television camera 2, and the video signal thereof is stored in an image memory 4 as a digital value by an A/D converter 3. The image memory 4 stores the density value f(x, y
) is stored, for example, as 8-bit data. The coordinates (x, y) of the image are expressed using the X, Y coordinate system shown in FIG. The density value f(xty) of the pixel of interest (x, y) is
0≦f(x,y)≦255. This image person is differentiated by a differential calculation unit 5, and the result is stored in an image memory 6.
微分にはX方向およびY方向の2方向があシ、それらの
−次微分をそれぞれΔxf、Δアfと表現する。ここて
は、図に示すような5obel(シーペル)の微な
分オペレータを使っている。同図(イ)に示すX方向微
分D1と同図(ロ)に示すy方向微分D2とを式で表わ
すとへ
Δzf−(f(x+Ly−1)+2・f(x+l、y)
+f(x+1.y+1)) (f(x−1,y−1)
+2−f(X−1,y)+f(X−1ty+1))・・
・・・・(1a)
Δyf−(f(x+1.y+1)+2・f(x、y+1
)+f(x−1,y+1)) (f(x+1.y−1
)+2・f(x、)’−1)+f(x−1,)’−1)
)・・・・・・(1b)
となる。There are two directions for differentiation: the X direction and the Y direction, and their negative order differentials are expressed as Δxf and Δaf, respectively. Here, a 5obel differential operator as shown in the figure is used. The X-direction differential D1 shown in the figure (a) and the y-direction differential D2 shown in the figure (b) are expressed by the formula Δzf-(f(x+Ly-1)+2・f(x+l,y)
+f(x+1.y+1)) (f(x-1,y-1)
+2-f(X-1,y)+f(X-1ty+1))...
...(1a) Δyf-(f(x+1.y+1)+2・f(x,y+1
)+f(x-1,y+1))(f(x+1.y-1)
)+2・f(x,)'-1)+f(x-1,)'-1)
)...(1b) becomes.
微分値(Δxf、jyf)を図で説明するとへ第4図の
如くなる。図からも明らか表ように、着目画素P e
(x * y )のエツジベクトル■の傾き角θとへ強
度Wとは次式で表現される。The differential values (Δxf, jyf) are illustrated in FIG. 4. As is clear from the figure, the pixel of interest P e
The inclination angle θ and the strength W of the edge vector (x*y) are expressed by the following equation.
”= VE八へF〒7.(、f)” −・四(3
)ここで、微分値(ΔXfsΔyf)の単位ベクトル(
u、v)から、傾き角度のテーブルを用いてθを求める
。もし、lを1度精度で求めようとするならば、(u、
y)の値t−560組持っていれば十分である。単位ベ
クトルは次式のとおシである。”= VE8 to F〒7.(,f)” −・4(3
) Here, the unit vector (
u, v), find θ using a table of inclination angles. If we want to find l with 1 degree precision, then (u,
It is sufficient to have t-560 pairs of values of y). The unit vector is as follows.
エツジ傾き角演算部7は、単位ベクトル(u、v)から
角度テーブルによシ傾き角θを演算し、その結果をエツ
ジ傾き角メモリ9に記憶する。エツジ強度演算部3は(
3)式によシ強[wを演算し、エツジ強度メモリ10に
記憶する。エツジ強調演算部11はエツジ傾き角メモリ
9と強度メモリ10とをアクセスして、エツジ強調処理
を行う。The edge tilt angle calculation unit 7 calculates the tilt angle θ from the unit vector (u, v) using an angle table, and stores the result in the edge tilt angle memory 9. The edge strength calculation unit 3 is (
3) Calculate the edge strength [w according to the equation and store it in the edge strength memory 10. The edge enhancement calculation unit 11 accesses the edge inclination angle memory 9 and the intensity memory 10 to perform edge enhancement processing.
いま、対象物1の有効画面を512(水平)×512(
垂直)1m素とし、こ〜では第5図に示すように2Nx
2Nの小領域RSK分割する。各小領域域を第6図(イ
)に示し、それをA分割と呼ぶととくする。破線で分割
した領域は小領域R5である。2NX2Nの小領域で、
外側の小領域を除く(2N−2)X(2N−2)領域を
中領域に分割したものを、第6図(ロ)に示す。第6図
(ロ)に示す分割を、B分割と呼ぶことKする。次に、
各小領域ごとにエツジ傾き角θのヒストグラムを求める
。さらに、A分割およびB分割の中領域ごとのθヒスト
グラムHθを演算すると第7図のように、輪郭に対応す
るピーク値(Pθ1.Pθ2など)が存在する。そして
、各中領域ごとに傾き角ヒストグラムのピーク値を求め
る。1個のピークのみを第8図KPθとして示す。次い
で、θヒストグラムのピーク値Pθに対応する傾き角θ
Pf:求め、さらに半値Pθ/2に対応する(θPL+
θPU)を求めて、半値幅Wθを求める。傾き角ヒスト
グラムと同じ中領域について強度ヒストグラムHwt−
求めるとへ第9図のようになる。との中領域内のWヒス
トグラムはエツジの場所の情報がないために、ノイズと
の区別ができない。そこで、第10図に示すように、着
目している中領域Rcを検出したエツジの傾き角θPだ
け回転して、エツジ方向Ceと垂直方向Y′にエツジの
投影分布Swを求めるとへとのθP方向のエツジの投影
分布から、輪郭のエツジが存在する領域Reが分かる。Now, the effective screen of object 1 is 512 (horizontal) x 512 (
Vertical) 1m element, as shown in Figure 5, 2Nx
Divide into 2N small areas RSK. Each small area is shown in FIG. 6(a) and will be referred to as A division. The area divided by the broken line is a small area R5. In a small area of 2Nx2N,
FIG. 6(b) shows the (2N-2)×(2N-2) area, excluding the outer small area, divided into middle areas. The division shown in FIG. 6(b) is referred to as B division. next,
A histogram of the edge inclination angle θ is obtained for each small region. Further, when the θ histogram Hθ for each middle region of the A division and the B division is calculated, as shown in FIG. 7, there are peak values (Pθ1, Pθ2, etc.) corresponding to the contour. Then, the peak value of the tilt angle histogram is determined for each middle region. Only one peak is shown as KPθ in FIG. Next, the slope angle θ corresponding to the peak value Pθ of the θ histogram is
Pf: Find and further correspond to half value Pθ/2 (θPL+
θPU) to find the half width Wθ. Intensity histogram Hwt− for the same middle region as the tilt angle histogram
The result is as shown in Figure 9. Since the W histogram in the middle region of and does not have information on the location of edges, it cannot be distinguished from noise. Therefore, as shown in FIG. 10, the middle region Rc of interest is rotated by the inclination angle θP of the detected edge, and the projection distribution Sw of the edge is obtained in the edge direction Ce and the vertical direction Y'. From the projection distribution of edges in the θP direction, the region Re where the edges of the contour exist can be determined.
θPの投影分布Swを第11図に示す。投影分布のピー
ク値PxK対してその位置Xpが求まシ、pxから決定
されるPXilよシ、強調領域(Xpt、 m Xpa
)が決定できる。エツジの傾角θが〔θPI、tθP
UIの範囲に6って、しかも回転した中領域R1の中の
強調領域Reにあるエツジについてのみ、エツジ強度w
twsO値にし、それ以外のエツジについてはエツジ強
度Wを10mとする。これによシ、ある特定方向の輪郭
のエツジ強調が完了する。The projection distribution Sw of θP is shown in FIG. The position Xp is found for the peak value PxK of the projection distribution, and the emphasis area (Xpt, m
) can be determined. The inclination angle θ of the edge is [θPI, tθP
6 in the range of the UI, and only for edges in the emphasized region Re in the rotated middle region R1, the edge strength w
twsO value, and for other edges, the edge strength W is set to 10 m. This completes the edge enhancement of the contour in a particular direction.
以上の強調処理をフローチャートとして示すとへ第12
図の如くなる。The above emphasis processing is shown as a flowchart.
It will look like the figure.
(1)テレビカメラの画像を画像メモリ4に入力する(
■参照)。(1) Input the image from the TV camera into the image memory 4 (
■Reference).
(2) 微分演算によ)原画の微分画像を演算して、
微分画像メモリ6に入力する(■参照)。(2) Calculate the differential image of the original image (by differential calculation),
Input to the differential image memory 6 (see ■).
(3)微分画像6からエツジ傾き角θと強度Wとを演算
して、エツジ傾き角メモリタとエツジ強度メモリ10に
記憶する(■、■参照)。(3) Calculate the edge inclination angle θ and the intensity W from the differential image 6 and store them in the edge inclination angle memorator and the edge intensity memory 10 (see ■ and ■).
(7) 各ピーク値θPに対応して回転した中領域(
9) エツジ傾き角のピーク値θpK対して求め以上
の処理によシ、ノイズエツジの除去ができ、しかも全面
を均一に強調することが可能となる。(7) Middle region rotated corresponding to each peak value θP (
9) By processing the peak value θpK of the edge inclination angle more than required, noise edges can be removed and the entire surface can be uniformly emphasized.
この発明によれば、有効画面を2NX2Nの小領域に分
割し、2X2小領域、っまυ中領域ごとにエツジ傾き角
θのヒストグラムを演算し、そのピーク値から中領域内
に存在する輪郭の方向を検出するようにし゛ているので
、弱いエツジでも検出することができる。さらに、検出
したエツジ傾き角θPから、回転した中領域内でθP近
傍のエツジの投影分布を演算して、エツジの存在領域を
決定するようにしているので同一方向のエツジでノイズ
のエツジを除去することができる。さらに、以上をA分
割とB分割の両方の中領域について行うようにしている
ので、全領域を均一にエツジ強調することができる。According to this invention, the effective screen is divided into 2N×2N small regions, a histogram of the edge inclination angle θ is calculated for each 2×2 small region, and every medium region. Since the direction is detected, even weak edges can be detected. Furthermore, from the detected edge inclination angle θP, the projection distribution of edges near θP in the rotated middle region is calculated to determine the area where edges exist, so edges with noise are removed from edges in the same direction. can do. Furthermore, since the above steps are performed for the middle regions of both the A and B divisions, edges can be uniformly enhanced in the entire region.
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図は撮像
画面内の対象物画像と微分処理との関係を説明するため
の説明図、第3図は微分オペレータを示す構成図、第4
図はエツジ強度とその傾きとを説明するための説明図、
第5図は有効画面の ゛小領域分割方法の一例を説明
するための説明図、第6図は2種類の中領域分割方法を
説明するための説明図、第7図は中領域内の傾き角ヒス
トグラムを示すグラフ、第8図は傾き角ヒストグラムの
ピーク値と半値幅を説明するための説明図、第9図は強
度ヒストグラムを示すグラフ、第10図は頭領域内強度
分布を説明するための説明図、第11図は強度の投影分
布を説明するための説明図、第12図はエツジ強調処理
フローを示す流れ図である。
符号説明
1・・・・・・対象物、2・・・・・・テレビカメラ、
3・・・・・・A/D変換器、4・・・・・・画像メモ
リ、5・・・・・・微分演算部、6・・・・・・微分画
像メモリ、7・・・・・・エツジ傾き演算部、8・・・
・・・エツジ強度演算部、9・・・・・・エツジ傾きメ
モリ、10・・・・・・エツジ強度メ七り、11・・・
・・・エツジ強調演算部。
代理人 弁理士 並 木 昭 夫
代理人 弁理士 松 崎 清
111図
g2 図
篤 3 図
(イ) (ロ)
第 4 図
第 5 図
S
@6図
(イ)
らFIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the object image in the imaging screen and differential processing, and FIG. 3 is a block diagram showing a differential operator. Fourth
The figure is an explanatory diagram for explaining edge strength and its slope.
Fig. 5 is an explanatory diagram for explaining an example of a method for dividing an effective screen into small areas, Fig. 6 is an explanatory diagram for explaining two types of medium area dividing methods, and Fig. 7 is an explanatory diagram for explaining an example of a method for dividing an effective screen into a small area. A graph showing the angle histogram, Fig. 8 is an explanatory drawing for explaining the peak value and half-width of the tilt angle histogram, Fig. 9 is a graph showing the intensity histogram, and Fig. 10 is an explanatory drawing for explaining the intensity distribution within the head region. FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the intensity projection distribution, and FIG. 12 is a flowchart showing the edge enhancement processing flow. Code explanation 1...Target, 2...TV camera,
3... A/D converter, 4... Image memory, 5... Differential operation section, 6... Differential image memory, 7... ...Edge slope calculation section, 8...
...Edge strength calculation unit, 9...Edge inclination memory, 10...Edge strength menu, 11...
...Edge emphasis calculation section. Agent Patent attorney Akio Namiki Agent Patent attorney Kiyoshi Matsuzaki 111 Figure g2 Figure Atsushi 3 Figure (a) (b)
Figure 4 Figure 5 Figure S @ Figure 6 (a) et al.
Claims (1)
エッジの傾き角とその強度を演算する演算手段と、 有効画面内を複数の小領域に分割し、各小領域毎に傾き
角のヒストグラムを演算する演算手段と、有効画面を2
種類の分割態様で所定数の小領域からなる複数の中領域
に分割し、各中領域毎にそれぞれ傾き角ヒストグラムを
演算する演算手段と、各中領域の傾き角ヒストグラムか
らそのピーク値を検出し、傾き角の範囲を決定する決定
手段とへ傾き角ピーク値と対応する方向に中領域を回転
し、エッジと直交する方向の投影分布を演算する演算手
段と、 エッジの投影分布からエッジ強調処理を実行すべき領域
を決定する決定手段と、 強調領域近傍のエッジは強調し、それ以外のエッジ強度
は零にする処理手段と、 を有してなることを特徴とするエッジ強調装置。[Claims] Differentiating a grayscale image obtained by imaging and quantizing an object,
A calculation means for calculating the edge tilt angle and its strength; a calculation means for dividing the effective screen into a plurality of small regions and calculating a histogram of the tilt angle for each small region;
a calculating means for calculating a tilt angle histogram for each middle region; , a determining means for determining the range of the tilt angle; a calculation means for rotating the middle area in a direction corresponding to the peak value of the tilt angle and calculating a projection distribution in a direction orthogonal to the edge; and edge enhancement processing from the projection distribution of the edge. 1. An edge enhancement device comprising: determining means for determining an area in which to perform the process; and processing means for emphasizing edges near the emphasis area and reducing edge strength to zero for other edges.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62011406A JPH0658687B2 (en) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | Edge enhancement device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62011406A JPH0658687B2 (en) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | Edge enhancement device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63180178A true JPS63180178A (en) | 1988-07-25 |
JPH0658687B2 JPH0658687B2 (en) | 1994-08-03 |
Family
ID=11777138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62011406A Expired - Lifetime JPH0658687B2 (en) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | Edge enhancement device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0658687B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008262424A (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Canon Inc | Image processing unit and control method therefor, and computer program |
JP2013250976A (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Fujitsu Ltd | Edge extraction method and equipment |
-
1987
- 1987-01-22 JP JP62011406A patent/JPH0658687B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008262424A (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Canon Inc | Image processing unit and control method therefor, and computer program |
JP2013250976A (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Fujitsu Ltd | Edge extraction method and equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0658687B2 (en) | 1994-08-03 |
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