JP2000285240A

JP2000285240A - 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2000285240A
Application number: JP11092094A
Authority: JP
Inventors: Akira Murakawa; 彰村川; Keisuke Hashimoto; 圭介橋本
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の連結領域のラベリング処理を一度の走
査により行うことによりラベリング処理の高速化を実現
する画像処理装置、方法及び画像処理プログラムを記録
した記録媒体を提供する。【解決手段】画像を走査し、一の連結領域を構成する
一の画素（画素値が「１」の画素）を検出すると、その
一の画素の隣接画素が一の画素とともに一の連結領域を
構成するか否かを調査し、その隣接画素がその連結領域
を構成すれば、その隣接画素に隣接する画素についてさ
らに同様に連結領域を構成するか否かを調査する。以
降、一の連結領域を構成する画素が連続して検出される
限り、同様の調査を行うことにより、最終的に一の連結
領域すなわち一の連結領域を構成する全画素を検出す
る。その後、この検出された全画素を同一番号でラベリ
ングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像の連結領域を
ラベリングする画像処理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像認識等の処理の前段の処理として、
二値画像において連続する同一画素値の画素により形成
される領域（以下「連結領域」という。）を検出し、こ
の連結領域に対しラベル番号を付与する処理であるラベ
リング処理がある。このラベリング処理の方法として従
来より種々の方法が考案されている。

【０００３】図１３は、従来の画像の連結領域のラベリ
ング処理の一つを説明した図である。図において、元の
画像２０は３つの連結領域Ａ、Ｂ、Ｃを含んでいる。こ
れらの連結領域Ａ、Ｂ、Ｃは画素値が「１」の画素から
なる連続した領域である。画像の連結領域をラベリング
する際には、画像全体を走査し各画素の画素値を調べ、
連結領域を構成すると一応判断された画素について仮の
ラベル番号を付与する。このとき、仮のラベル番号は必
ずしも正確ではないため、後でラベル番号の付け替え
（リラベリング）を行う場合がある。そのため、リラベ
リングのための情報をテーブル５１、５３に格納する。
その後、再度、画像を走査し、テーブル５１、５３を用
いて仮のラベル番号を真のラベル番号に付けかえる。

【０００４】具体的には、１回目の走査において、画像
２０の走査中に画素値「１」の画素を検出すると、その
画素に隣接する画素において既にラベル番号が付与され
た画素があるか否かを調べ、ラベルが付与された隣接画
素があるときは、その隣接画素と同じラベル番号をその
検出した画素に付与する。ラベル番号が付与された隣接
画素が複数あるときは、所定の優先順位に基づいて優先
順位のより高い方向にある隣接画素と同じラベル番号を
付与する。ラベル番号が付与された隣接画素がないとき
は、検出した画素に新たなラベル番号を付与する。この
ように画像中を走査していき、画素値が「１」の画素に
対してラベル番号を付与していく。

【０００５】以上のようにしてラベル番号が付与された
画像では、同じラベル番号が付与された画素が１つの連
結領域を形成する。ところが、連結領域の形状によって
は、１つの連結領域に対して複数のラベル番号が付与さ
れる場合がある。例えば、図１３に示すように、画像２
０の連結領域Ａは上記のようなラベル付けの結果、画像
２０'において、ラベル番号２、３、４により３つの領
域としてラベリングされている。そこで、このラベル付
けの過程において、ラベル番号２、３、４が付された３
つの領域が同じ連結領域であることを示す情報を格納し
た連結テーブル５１を作成する。さらに、ラベリング編
集を行い、ラベル番号２、３、４を２とし、それにより
空きが生ずるラベル番号３、４を、ラベル番号５、６が
付与されている領域に付けかえるための変換テーブル５
３を作成する。

【０００６】その後、２回目の走査において、画像２
０'の各画素を走査し、変換テーブル５３の情報を参照
してラベル番号を真のラベル番号に変換（リラベリン
グ）することにより最終的に画像２０"のように各領域
が正しくラベリングされる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、画像全体を２回走査する必要があり、ラベリ
ング処理に時間がかかる。画像のサイズが増大するほど
この処理時間は増加する。

【０００８】本発明は上記課題を解決すべくなされたも
のであり、その目的とするところは、画像の連結領域の
ラベリング処理の高速化を実現する画像処理装置、画像
処理方法及び画像処理プログラムを記録した記録媒体を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る画像処理装置は以下の構成を有する。
すなわち、画像処理装置は、画像の連結領域をラべリン
グする画像処理装置であって、画像の各画素が調査済み
であるか否かを示す調査済みフラグからなるフラグ手段
と、隣接画素が調査される場合のその中心の画素を特定
するためのインデックスを記憶する調査候補スタック手
段と、連結領域を構成する画素のインデックスを格納す
る連結領域記憶手段と、連結領域を構成する画素を検出
する連結領域検出手段と、連結領域記憶手段に格納され
ている画素のインデックスにより特定される画素をラべ
リングするラべリング手段とを備える。このとき、連結
領域検出手段は、画像を走査し、画像の各画素が連結領
域を構成する画素であるか否かを調査し、調査が終了し
た画素の調査済みフラグを設定する。連結領域検出手段
は、上記調査において一の連結領域を構成する画素を最
初に検出したときは、１）該検出した画素のインデック
スを調査候補スタック手段にプッシュするとともに連結
領域記憶手段に記憶させ、２）上記調査候補スタック手
段において少なくとも１つのインデックスが格納されて
いる間中、ａ）上記調査候補スタック手段からインデッ
クスをポップし、該ポップしたインデックスが示す画素
の隣接画素のうち上記調査済みフラグを参照し未調査で
あると判断した隣接画素について、該隣接画素が上記一
の連結領域を構成する画素か否かを調査し、ｂ）該隣接
画素が上記一の連結領域を構成する画素であるときは該
隣接画素のインデックスを上記調査候補スタック手段に
プッシュするとともに上記連結領域記憶手段に記憶さ
せ、ｃ）該隣接画素の調査終了を示す済みフラグを設定
することを繰り返す。

【００１０】上記の画像処理装置において、ラベリング
手段は、画素をラベリングする際に、連結領域記憶手段
に格納されているインデックスが示す画素からなる領域
の大きさを算出し、その算出した領域の大きさが所定値
よりも大きいときに、または、所定値よりも小さいとき
に、それらの画素についてラベリングを行わないように
してもよい。

【００１１】本発明に係る画像処理方法は、画像の連結
領域をラべリングする画像処理方法であって、画像を走
査し、画像の各画素が連結領域を構成する画素であるか
否かを調査し、調査が終了した画素について調査の終了
を示すフラグを設定する。その調査において一の連結領
域を構成する画素を最初に検出したときに、１）検出し
た画素を特定するためのインデックスを調査候補スタッ
ク手段にプッシュするとともに連結領域記憶手段に記憶
させ、２）上記調査候補スタック手段において少なくと
も１つのインデックスが格納されている間中、ａ）上記
調査候補スタック手段からインデックスをポップし、ポ
ップしたインデックスが示す画素の隣接画素のうち上記
フラグを参照し未調査であると判断した隣接画素につい
て、隣接画素が一の連結領域を構成する画素か否かを調
査し、ｂ）その隣接画素が一の連結領域を構成する画素
であるときはその隣接画素のインデックスを調査候補ス
タック手段にプッシュするとともに連結領域記憶手段に
記憶させ、ｃ）その隣接画素の調査終了を示すフラグを
設定することを繰り返す。その後、３）調査候補スタッ
ク手段に格納されているインデックスがなくなったとき
に、連結領域記憶手段に格納されているインデックスを
全て読み出し、読み出したインデックスが示す画素を同
一番号でラベリングする。

【００１２】本発明に係る記録媒体は、画像の連結領域
をラべリングする画像処理プログラムを記録したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体である。その画像処理プ
ログラムは、画像を走査し、画像の各画素が連結領域を
構成する画素であるか否かを調査し、調査が終了した画
素について調査の終了を示すフラグを設定する手順と、
調査において一の連結領域を構成する画素を最初に検出
したときに、１）検出した画素を特定するためのインデ
ックスを調査候補スタック手段にプッシュするとともに
連結領域記憶手段に記憶させる手順と、２）調査候補ス
タック手段において少なくとも１つのインデックスが格
納されている間中、ａ）調査候補スタック手段からイン
デックスをポップし、ポップしたインデックスが示す画
素の隣接画素のうちフラグを参照し未調査であると判断
した隣接画素について、隣接画素が一の連結領域を構成
する画素か否かを調査し、ｂ）隣接画素が一の連結領域
を構成する画素であるときは隣接画素のインデックスを
調査候補スタック手段にプッシュするとともに連結領域
記憶手段に記憶させ、ｃ）隣接画素の調査終了を示すフ
ラグを設定することを繰り返す手順と、３）調査候補ス
タック手段に格納されているインデックスがなくなった
ときに、連結領域記憶手段に格納されているインデック
スを全て読み出し、該読み出したインデックスが示す画
素を同一番号でラベリングする手順とをコンピュータに
実行させる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を用いて本発明
に係る画像処理装置の実施の形態を詳細に説明する。本
実施形態の画像処理装置は、二値画像において、画素値
が等しい画素が連続してなる領域を連結領域として検出
し、ラベリングするものである。以下、詳細を説明す
る。

【００１４】（画像処理装置の構成）図１に本実施形態
の画像処理装置（以下、「システム」という。）の概略
構成図を示す。図１に示すように、システムは中央演算
処理（以下、「ＣＰＵ」という。）を備え、システム全
体を制御する制御装置１を中心として構成される。ＣＰ
Ｕには例えばインテル社製のペンティアム等が用いられ
る。この制御装置１には、画像あるいは文字等の表示
や、操作のための表示等を行うディスプレイ２と、各種
入力、指示操作等を行うためのキーボード３およびマウ
ス４と、データ記録媒体であるフロッピー（登録商標）
ディスク装置５ａおよびハードディスク装置６と、文字
や画像データ等を印刷するプリンタ７と、画像データを
取り込むためのスキャナ８と、ＣＤ−ＲＯＭ９ａに格納
されたデータを読み出すためのＣＤ−ＲＯＭ装置９ｂ
と、音声出力のためのスピーカ１０と、音声入力のため
のマイクロホン１１とが接続される。

【００１５】図２に本システムのブロック図を示す。Ｃ
ＰＵ２０１には、データバス２２０を介して、本システ
ムを制御するプログラムが格納されているＲＯＭ２０３
と、ＣＰＵ２０１が制御のために実行するプログラムや
データを一時的に格納するＲＡＭ２０４とが接続され
る。また、ＣＰＵ２０１にデータバス２２０を介して接
続される回路には、画像あるいは文字等の表示のためデ
ィスプレイ２を制御する表示制御回路２０５と、キーボ
ード３からの入力を転送制御するキーボード制御回路２
０６と、マウス４からの入力を転送制御するマウス制御
回路２０７と、フロッピーディスク装置５ｂを制御する
フロッピーディスク装置制御回路２０８と、ハードディ
スク装置６を制御するハードディスク装置制御回路２０
９と、プリンタ７への出力を制御するプリンタ制御回路
２１０と、スキャナ８を制御するスキャナ制御回路２１
１と、ＣＤ−ＲＯＭ装置９ｂを制御するＣＤ−ＲＯＭ装
置制御回路２１２と、スピーカ１０を制御するスピーカ
制御回路２１３と、マイクロホン１１を制御するマイク
ロホン制御回路２１４とがある。さらに、ＣＰＵ２０１
には、システムを動作させるために必要な基準クロック
を発生させるためのクロック２０２が接続され、また、
各種拡張ボードを接続するための拡張スロット２１５が
データバス２２０を介して接続される。なお、拡張スロ
ット２１５にＳＣＳＩＩボードを接続し、このＳＣＳＩ
Ｉボードを介してフロッピーディスク装置５ｂ、ハード
ディスク装置６、スキャナ８またはＣＤ−ＲＯＭ装置９
ｂ等を接続してもよい。

【００１６】なお、上記システムにおいて、データ保管
媒体としてはフロッピーディスク５ａ、ハードディスク
装置６を用いているが、光磁気ディスク（ＭＯ）等の他
の情報記録媒体でもよい。また、画像データ入力装置と
してスキャナ８を用いているが、スチルビデオカメラや
デジタルカメラ等の他のデータ入力装置であってもよ
い。さらに、出力装置としてプリンタ７を用いている
が、デジタル複写機等の他の出力装置であってもよい。
また、本システムでは、データの管理システムを実現す
るプログラムをＲＯＭ２０３に格納する。しかし、本プ
ログラムの一部または全部をフロッピーディスク５ａや
ハードディスク装置６やＣＤ−ＲＯＭ９ｂ等の情報記録
媒体に格納しておき、必要に応じて情報記録媒体よりプ
ログラムおよびデータをＲＡＭ２０４に読み出し、これ
を実行させてもよい。

【００１７】（画像処理装置のメインルーチン）図３は
本システムにおいてＣＰＵ２０１が実行するプログラム
のメインルーチンを示すフローチャートである。なお、
本システム（ＣＰＵ２０１）はユーザの操作に従い各処
理を順次実行していく。

【００１８】本プログラムが起動されると、まず、以降
の各処理で必要なフラグ等のイニシャライズや、初期メ
ニュー画面の表示等を行う初期設定処理が行われる（Ｓ
１）。初期メニュー画面上では「連結領域のラベリン
グ」、「その他」等の処理を選択するための所定のアイ
コンが表示されており、ユーザがこのアイコンを選択す
ると、そのアイコンに応じた処理が実行される。次に、
初期メニュー画面上でユーザによりいずれかの処理が選
択されたか否かが判定される（Ｓ２）。ステップＳ２に
おいて「連結領域のラベリング」が選択されれば、入力
した画像中における連結領域をラベリングする処理を行
う連結領域のラベリング処理（Ｓ３）へ進み、その後、
ステップＳ２へ戻る。ステップＳ２において「その他」
が選択されれば、連結領域のラベリング以外の所定の処
理であるその他処理（Ｓ４）を行い、その後、ステップ
Ｓ２へ戻る。ステップＳ２において「終了」が選択され
れば、システムの動作を終了するための所定の後処理
（S５）を行い、本制御を終了する。ステップＳ２にお
いて何も選択されない場合は、ユーザによりいずれかの
処理が選択されるのを待つ。

【００１９】その他処理（ステップＳ４）及び後処理
（ステップＳ５）については、一般的な情報処理システ
ムにおいて使用される処理と基本的に同様であるので、
ここでの説明は省略する。以下、連結領域のラベリング
処理（ステップＳ３）について説明する。

【００２０】（連結領域のラベリング処理）本画像処理
装置は、「０」または「１」の値をとる画素から構成さ
れる二値画像において、画素値が「１」の画素からなる
連続領域を連結領域として検出し、ラベリングする。こ
のとき、画像処理装置は画像を走査することにより画像
中の連結領域を検出するが、その走査は図４に示すよう
に、まず、画像２０の左上端から右方向（以下、「ｘ方
向」という）に走査し、画像２０の右端に到達すると、
画像の左端まで戻り、下方向（以下、「ｙ方向」とい
う）に１ライン分シフトした位置からｘ方向へ走査して
いく。

【００２１】画像処理装置は、図４に示すように画像２
０内に連結領域Ｄがあるとき、画像２０を走査し、一の
連結領域Ｄを構成する一の画素ａ（画素値が「１」の画
素）を最初に検出すると、その画素ａの隣接画素が画素
ａとともに一の連結領域Ｄを構成するか否かを調査し、
その隣接画素がその連結領域Ｄを構成する画素であれ
ば、その隣接画素に隣接する画素について同様に連結領
域Ｄを構成する画素であるか否かを調査する。その隣接
画素の隣接画素において連結領域Ｄを構成する画素があ
れば、さらに、その隣接画素の隣接画素に隣接する画素
を同様に調査する。以降、同様にして連結領域Ｄを構成
する画素が連続して検出される限り、その画素に隣接す
る画素に対して同様の調査を行う。

【００２２】すなわち、図５に示すように、連結領域Ｄ
を構成する画素として最初に画素ａを検出すると、その
画素ａの隣接画素の画素値が「１」であるか否かを調査
する。画素ａの隣接画素のうち画素値が「１」である画
素ｂが見つかると、さらに、その画素ｂの隣接画素を調
査する。画素ｂの隣接画素のうち画素値が「１」である
画素ｃが見つかると、さらに、その画素ｃの隣接画素を
調査する。以降、同様に、画素値が「１」である画素が
連続して見つかる限り、調査を続行する。これのより、
最終的に一の連結領域Ｄすなわち一の連結領域Ｄを構成
する全画素を検出できる。その後、検出した全画素につ
いて同一番号でラベリングする。

【００２３】このため、画像処理装置は調査状態フラグ
と、次調査候補スタックと、連結領域スタックとを有す
る。これらは例えば図６に示すようにＲＡＭ２０４上に
論理的に構成される。調査状態フラグ１５は、画像２０
の各画素に対応し、各画素について調査済みであるか否
かを示す調査済みフラグからなる。例えば、調査状態フ
ラグは一次元配列データで構成され、画素のインデック
スで指定される一の配列が一の調査済みフラグに対応す
る。ここで、インデックスは画像中の各画素を特定する
ための番号等の情報である。調査済みフラグは「１」
（ＯＮ）のときはその画素が調査済みであることを示
し、「０」（ＯＦＦ）のときはその画素が未調査である
ことを示す。次調査候補スタック１７は、その画素の隣
接画素が後に調査されることになる画素のインデックス
を格納するスタックである。連結領域スタック１９は、
連結領域を構成する画素のインデックスを格納するスタ
ックである。また、両スタック１７、１９は後入れ先出
し機能を有する記憶手段であり、プッシュされることに
よりスタック１７、１９にデータが格納され、ポップさ
れることにより格納されているデータがスタック１７、
１９から取出される。なお、両スタック１７、１９には
画素のインデックスのかわりに画素を特定するための他
の情報を格納してもよい。また、両スタック１７、１９
は後入れ先出し機能を有しない記憶手段で構成すること
もできる。この場合は、データを記憶手段から読み出し
たときにそのデータを読み出したという情報を別途管理
する必要がある。

【００２４】上記のような連結領域のラベリング処理
（ステップＳ３）を図７及び図８のフローチャートを用
いて説明する。

【００２５】なお、以下の説明では、ラベリング処理を
行う画像として図９に示す画像２１を用いている。画像
２１は５画素×５画素のサイズであり、２つの連結領域
Ｅ、Ｆを有する。図９の（ａ）において画像２１の各画
素に示された値はその画素値を示し、図９の（ｂ）にお
いて画像２１の各画素に割り当てられたカッコ内の数字
はその画素のインデックスを示す。この場合、インデッ
クスは画素の座標値（ｘ、ｙ）に基づき、画素のインデ
ックス＝ｘ＋ｙ×（画像のｘ方向サイズ）の式で求め
る。

【００２６】図７のフローチャートを説明する。本処理
に入ると、最初に、二値画像２１の画像データを入力す
る（Ｓ３０１）。すなわち、二値画像２１の画像データ
をＲＡＭ２０４にロードする。次に、調査状態フラグ１
５を作成する（Ｓ３０２）。すなわち、調査状態フラグ
１５の作業領域をＲＡＭ２０４上の所定領域に確保する
とともに、調査状態フラグ１５を構成する調査済みフラ
グを「０」に初期化する。なお、調査状態フラグ１５
は、各画素の画素値が複数ビットで構成されるときは、
その複数ビットのうちの１ビットを調査済みフラグとし
て割り当てることにより実現することもできる。

【００２７】次に、次調査候補スタック１７及び連結領
域スタック１９を作成する（Ｓ３０３、Ｓ３０４）。す
なわち、次調査候補スタック１７及び連結領域スタック
１９の作業領域をＲＡＭ２０４上の所定領域に確保す
る。次に、変数ＳＩＺＥＸ、ＳＩＺＥＹ、ＬＡＢＥＬを
初期化する（Ｓ３０５）。具体的には、変数ＳＩＺＥＸ
は画像２１のｘ方向サイズ値（ここでは、５）に、変数
ＳＩＺＥＹは画像２１のｙ方向サイズ値（ここでは、
５）に、変数ＬＡＢＥＬは１に設定する。変数ＬＡＢＥ
Ｌは連結領域をラベリングする際のラベル番号を与え
る。次に、調査位置のｙ座標を与える変数ｙを０に初期
化し（Ｓ３０６）、さらに、調査位置のｘ座標を与える
変数ｘを０に初期化する（Ｓ３０７）。

【００２８】位置（ｘ，ｙ）における画素について、そ
の画素が未調査で、かつ、ラベリングされているか（す
なわち、画素値が「１」であるか）否かを判断する（Ｓ
３０８）。画素が未調査か否かは調査状態フラグ１５を
参照することにより判断でき、これにより重複調査を回
避し処理時間を短縮できる。なお、このステップでは、
画像内の独立した連結領域を構成する画素の１つを最初
に検出することを目的としている。以下このステップで
検出される画素を「連結領域の最初の画素」という。

【００２９】画素が未調査でかつラベリングされている
とき、すなわち、連結領域の最初の画素が検出されたと
きは、その画素を含む連結領域を検出してラベリングす
る連結領域検出処理（Ｓ３０９）を行い、ステップＳ３
１１に進む。この連結領域検出処理の詳細は後述する。
一方、画素が調査済みまたはラベリングされていないと
きは、調査した画素について調査済みフラグをＯＮに設
定し（Ｓ３１０）、ステップＳ３１１に進む。

【００３０】ステップＳ３１１において調査位置をｘ方
向にシフトさせるために変数ｘをインクリメントし、そ
の後、変数ｘと変数ＳＩＺＥＸとを比較することにより
調査位置が画像２１の範囲外であるか否かを判定する
（Ｓ３１２）。判定した結果、調査位置が画像２１の範
囲内であれば、ステップＳ３０８に戻り、ｘ方向にシフ
トした新たな位置で上記と同様に連結領域の調査を行
う。一方、判定した結果、次の調査位置が画像２１の範
囲外になるときは、調査位置をｙ方向にシフトさせるた
めに変数ｙをインクリメントし（Ｓ３１３）、その後、
変数ｙと変数ＳＩＺＥＹとを比較することにより調査位
置が画像２１の範囲外であるか否かを判定する（Ｓ３１
４）。調査位置が画像２１の範囲内であれば、ステップ
Ｓ３０７に戻り、画像２１の左端で前回よりも１ライン
下方の新たな位置で上記と同様に連結領域の調査を行
う。次の調査位置が画像２１の範囲外になるときはリタ
ーンする。以上の処理を、画像２１の全体を調査し、画
像に含まれる全ての連結領域を検出してラベリングする
まで繰り返す（Ｓ３０７〜Ｓ３１４）。

【００３１】次に、図８のフローチャートを用いて上記
の連結領域検出処理（ステップＳ３０９）を説明する。
本処理では、連結領域の最初の画素の周辺にある画素に
ついて、それらの周辺画素が同一の連結領域を構成する
か否かの調査を行い連結領域を検出し、その領域をラベ
リングする。

【００３２】具体的には、まず、連結領域の最初の画
素、すなわち、現在の座標位置（ｘ，ｙ）にある画素の
インデックスを次調査候補スタック１７にプッシュし
（Ｓ４０１）、さらに連結領域スタック１９にもプッシ
ュする（Ｓ４０２）。連結領域の最初の画素の調査済み
フラグをＯＮにする（Ｓ４０３）。その後、次調査候補
スタック１７からインデックスをポップする（Ｓ４０
４）。ポップしたインデックスが示す画素に隣接する画
素Ｐ_i（ｉ＝０〜７）の座標をそれぞれ設定する（Ｓ４
０５）。ここで、隣接画素Ｐ_iは図１０に示すように中
心の画素（画素ａ）の周囲の８画素において左下から左
回りに順にＰ₀、Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ₇の画素を設定してい
る。隣接画素として中心画素の上下左右にある４画素を
設定してもよい。

【００３３】次に、隣接画素Ｐ_iを指定するための変数
ｉを０に初期化する（Ｓ４０６）。変数ｉが示す隣接画
素Ｐ_iが、未調査画素でかつラベリングされている画素
か否かを判断する（Ｓ４０７）。画素が未調査でかつラ
ベリングされているときは、その画素Ｐ_iのインデック
スを両スタック１７、１９にプッシュする（Ｓ４０
８）。その後、画素Ｐ_iの調査済みフラグをＯＮにする
（Ｓ４０９）。画素が調査済みまたはラベリングされて
いないときは、これらのステップ（Ｓ４０８、Ｓ４０
９）はスキップされる。その後、変数ｉをインクリメン
トし（Ｓ４１０）、全ての隣接画素Ｐ_iについて、その
画素が連結領域の画素であるか否かの調査が終了するま
で上記処理（S４０６〜Ｓ４１１）を繰り返す。

【００３４】全ての隣接画素Ｐ_iについて調査が終了す
ると、次調査候補スタック１５に格納されているインデ
ックスの有無を確認し（Ｓ４１２）、そのスタック１５
中に格納されたインデックスがあるときはステップＳ４
０４に戻り、次調査候補スタック１５に格納されている
インデックスがなくなるとステップＳ４１３に進む。こ
のように、次調査候補スタック１５に格納されているイ
ンデックスが存在する限り、次調査候補スタック１５に
格納されているインデックスが示す画素の隣接画素につ
いて連結領域の調査が行われる（Ｓ４０４〜Ｓ４１
２）。次調査候補スタック１５に格納されているインデ
ックスがなくなったときに連結領域スタック１７に格納
されている全インデックスが示す画素は１つの連結領域
を構成する。

【００３５】次調査候補スタック１５に格納されている
インデックスがなくなると、連結領域スタック１７に格
納されているインデックスの有無を確認する（Ｓ４１
３）。連結領域スタック１７に格納されているインデッ
クスが無いときはリターンする。連結領域スタック１７
に格納されているインデックスがあるときは、連結領域
スタック１７から全インデックスをポップし（Ｓ４１
４）、ポップしたインデックスが示す画素を変数ＬＡＢ
ＥＬが示すラベル番号でラベリングする（Ｓ４１５）。
その後、変数ＬＡＢＥＬをインクリメントし（Ｓ４１
６）、リターンする。

【００３６】なお、上記の処理において、連結領域の大
きさが所定値よりも小さいときはそれをノイズとして扱
い、ラベリング処理を行わないようにしてもよい。この
ためには、例えば、上記フローチャートのステップＳ３
０５において変数ＳＵＭを０に初期化する処理を追加
し、また、ステップＳ４０２とＳ４０３の間及びステッ
プＳ４０８とＳ４０９の間に、変数ＳＵＭをインクリメ
ントするステップを追加する。さらに、ステップＳ４１
３を、変数ＳＵＭを所定値と比較し、変数ＳＵＭが所定
値以上のときにステップＳ４１４に進み、それ以外のと
きはリターンするように変更する。この所定値は例えば
８画素未満からなる小さな連結領域をノイズとして無視
する場合は８に設定する。さらに、連結領域サイズが、
最大サイズを超えたときに連結領域のラベリング処理を
打ち切るようにしてもよい。このときは、ステップＳ４
１３を、変数ＳＵＭを所定値（最大サイズ値）と比較
し、変数ＳＵＭが所定値以上のときはリターンし、それ
以外はステップＳ４１４に進むように変更する。以上の
場合、連結領域のサイズをそれを構成する画素数により
求めたが、連結領域のサイズを、検出された連結領域の
ｘ方向のサイズとｙ方向のサイズから求めてもよい。

【００３７】図１１及び図１２は上記のフローチャート
の処理に基づいて画像２１について連結領域ラベリング
処理を行ったときの調査状態フラグ１５、次調査候補ス
タック１７及び連結領域スタック１９の状態の変化を示
した図である。

【００３８】図１１の（ａ）は、調査開始前の状態を示
す。調査済みフラグは全て「０」に初期化されており、
両スタック１７、１９にはインデックスが格納されてい
ない。図１１の（ｂ）は、連結領域の最初の画素が検出
されたときの状態を示す。インデックス「６」の画素が
連結領域の最初の画素として検出されており、インデッ
クス「６」が次調査候補スタック１７と連結領域スタッ
ク１９にプッシュされている。図１１の（ｃ）は、次調
査候補スタック１７からインデックス「６」がポップさ
れ、そのインデックスにより指定される連結領域の最初
の画素の隣接画素Ｐ₀の調査が完了したときの状態を示
す。画素Ｐ₀の調査済みフラグが「１」に設定されてい
る。図１１の（ｄ）は、隣接画素Ｐ₁の調査が完了した
ときの状態を示す。画素Ｐ₁は未調査でかつラベリング
されているため、それの調査済みフラグが「１」に設定
されるとともに、次調査候補スタック１７及び連結領域
スタック１９に画素Ｐ₁のインデックス「１１」がプッ
シュされている。図１１の（ｅ）は、隣接画素Ｐ₂の調
査が完了したときの状態を示す。画素Ｐ₂は未調査でか
つラベリングされているため、それの調査済みフラグが
「１」に設定されるとともに、次調査候補スタック１７
及び連結領域スタック１９に画素Ｐ₂のインデックス
「１２」がプッシュされている。

【００３９】その後、連結領域の最初の画素の全ての隣
接画素Ｐ₀〜Ｐ₇について調査が終了すると、次調査候補
スタック１７をポップし、インデックス「１２」を取出
す。その後、このインデックス「１２」により指定され
る画素の隣接画素を調査する。図１２の（ｆ）は、イン
デックス「１２」で示される画素の隣接画素Ｐ₀の調査
が完了したときの状態を示す。画素Ｐ₀の調査済みフラ
グが「１」に設定されている。図１２の（ｇ）は、イン
デックス「１２」で示される画素の隣接画素Ｐ ₀〜Ｐ₇の
調査が完了したときの状態を示す。この隣接画素の調査
の結果、インデックス「１３」、「８」が次調査候補ス
タック１７及び連結領域スタック１９にプッシュされて
いる。

【００４０】その後、次調査候補スタック１７が空にな
るまで順次ポップされ、次調査候補スタック１７からポ
ップされたインデックスが示す画素についての隣接画素
を調査する。図１２の（ｈ）は、次調査候補スタック１
７から最後のインデックス「１１」がポップされた後、
そのインデックス「１１」が示す画素の隣接画素の調査
が完了したときの状態を示す。このときに連結領域スタ
ック１９に格納されているインデックスは、画像２１の
第１の連結領域Ｅを構成する画素を示している。

【００４１】以上のように、本実施形形態の画像処理装
置は、独立した連結領域を領域毎に検出するため、連結
領域の検出と同時にその領域に対するラベル番号が決定
するため、従来のようなラベル番号の付け替え作業が不
要となる。したがって、一度の画像走査により連結領域
のラベリングが可能となるので、従来のような二度の走
査を行う必要がなく、高速にラベリング処理が行える。
また、連結領域を一つずつ検出してラベリングするた
め、並列処理が可能な環境であれば、例えば、画像のラ
ベリング処理時において、検出された一の連結領域に対
して画像認識等の所定の処理を行いながら平行して他の
連結領域の検出が可能となる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、画像の連結領域を検出
する際に、その連結領域を構成する画素の一つを検出す
ると、その画素に隣接する画素について連結領域か否か
を調査し、以降、連結領域を構成する画素が検出される
と、その画素の隣接画素について同様に調査を行う。こ
れにより、独立した連結領域毎に連結領域を検出でき、
検出された連結領域毎にラベリングを行えばよく、従来
のようにラベル番号を付け替える必要がない。したがっ
て、一度の画像走査により連結領域のラベリングが可能
となり、従来のような二度の走査を行う必要がなく、高
速なラベリング処理が可能となる。また、連結領域を一
つずつ検出してラベリングするため、並列処理が可能な
環境であれば、例えば、画像のラベリング処理時におい
て、検出された一の連結領域に対して画像認識等の所定
の処理を行いながら平行して他の連結領域の検出が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置の構成の概略を示
す図。

【図２】画像処理装置の制御装置を中心としたブロッ
ク図。

【図３】画像処理装置におけるメインルーチンのフロ
ーチャート。

【図４】連結領域の走査を説明した図。

【図５】調査する隣接画素の拡大する様子を説明した
図。

【図６】ＲＡＭ上で論理的に構成された調査済みフラ
グ、次調査候補スタック及び連結領域スタックを示した
図。

【図７】連結領域のラベリング処理のフローチャー
ト。

【図８】連結領域検出処理のフローチャート。

【図９】（ａ）連結領域を含む画像と、（ｂ）その画
像の各画素のインデックスを示す図。

【図１０】調査画素の隣接画素を説明するための図。

【図１１】調査済みフラグ、次調査候補スタック及び
連結領域スタックの状態の変化を説明した図（その
１）。

【図１２】調査済みフラグ、次調査候補スタック及び
連結領域スタックの状態の変化を説明した図（その
２）。

【図１３】従来の連結領域のラベリング処理を説明し
た図。

【符号の説明】

１制御装置２ディスプレイ３キーボード４マウス５ａフロッピーディスク，５ｂフロッピーディスク
装置６ハードディスク９ａＣＤ−ＲＯＭ，５ｂＣＤ−ＲＯＭ装置１５調査状態フラグ１７次調査候補スタック１９連結領域スタック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B057 CA06 CA12 CA16 CB06 CB12 CB16 CC02 CH01 CH11 DA08 DB02 DB08 DC07 DC14 5L096 AA07 EA35 FA13 FA72 GA34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像の連結領域をラべリングする画像処
理装置において、画像の各画素が調査済みであるか否かを示す調査済みフ
ラグからなるフラグ手段と、隣接画素が調査される場合のその中心の画素を特定する
ためのインデックスを記憶する調査候補スタック手段
と、連結領域を構成する画素のインデックスを格納する連結
領域記憶手段と、連結領域を構成する画素を検出する連結領域検出手段
と、上記連結領域記憶手段に格納されている画素のインデッ
クスにより特定される画素をラべリングするラべリング
手段とを備え、上記連結領域検出手段は、画像を走査し、画像の各画素が連結領域を構成する画素
であるか否かを調査し、調査が終了した画素の調査済み
フラグを設定し、上記調査において一の連結領域を構成
する画素を最初に検出したときに、１）該検出した画素のインデックスを調査候補スタック
手段にプッシュするとともに連結領域記憶手段に記憶さ
せ、２）上記調査候補スタック手段において少なくとも１つ
のインデックスが格納されている間中、ａ）上記調査候
補スタック手段からインデックスをポップし、該ポップ
したインデックスが示す画素の隣接画素のうち上記調査
済みフラグを参照し未調査であると判断した隣接画素に
ついて、該隣接画素が上記一の連結領域を構成する画素
か否かを調査し、ｂ）該隣接画素が上記一の連結領域を
構成する画素であるときは該隣接画素のインデックスを
上記調査候補スタック手段にプッシュするとともに上記
連結領域記憶手段に記憶させ、ｃ）該隣接画素の調査終
了を示す済みフラグを設定することを繰り返すことを特
徴とする画像処理装置。
【請求項２】上記ラベリング手段は、画素をラベリン
グする際に、上記連結領域記憶手段に格納されているイ
ンデックスが示す画素からなる領域の大きさを算出し、
該算出した領域の大きさが所定値よりも大きいときに、
それらの画素についてラベリングを行わないことを特徴
とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】上記ラベリング手段は、画素をラベリン
グする際に、上記連結領域記憶手段に格納されているイ
ンデックスが示す画素からなる領域の大きさを算出し、
該算出した領域の大きさが所定値よりも小さいときに、
それらの画素についてラベリングを行わないことを特徴
とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項４】画像の連結領域をラべリングする画像処
理方法において、画像を走査し、画像の各画素が連結領域を構成する画素
であるか否かを調査し、該調査が終了した画素について
調査の終了を示すフラグを設定し、上記調査において一
の連結領域を構成する画素を最初に検出したときに、１）該検出した画素を特定するためのインデックスを調
査候補スタック手段にプッシュするとともに連結領域記
憶手段に記憶させ、２）上記調査候補スタック手段において少なくとも１つ
のインデックスが格納されている間中、ａ）上記調査候
補スタック手段からインデックスをポップし、該ポップ
したインデックスが示す画素の隣接画素のうち上記フラ
グを参照し未調査であると判断した隣接画素について、
該隣接画素が上記一の連結領域を構成する画素か否かを
調査し、ｂ）該隣接画素が上記一の連結領域を構成する
画素であるときは該隣接画素のインデックスを上記調査
候補スタック手段にプッシュするとともに上記連結領域
記憶手段に記憶させ、ｃ）該隣接画素の調査終了を示す
フラグを設定することを繰り返し、３）上記調査候補スタック手段に格納されているインデ
ックスがなくなったときに、上記連結領域記憶手段に格
納されているインデックスを全て読み出し、該読み出し
たインデックスが示す画素を同一番号でラベリングする
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】画素をラベリングする際に、上記連結領
域記憶手段に格納されているインデックスが示す画素か
らなる領域の大きさを算出し、該算出した大きさが所定
値よりも大きいときに、それらの画素についてラベリン
グを行わないことを特徴とする請求項４記載の画像処理
方法。
【請求項６】画素をラベリングする際に、上記連結領
域記憶手段に格納されているインデックスが示す画素か
らなる領域の大きさを算出し、該算出した大きさが所定
値よりも小さいときは、それらの画素についてラベリン
グを行わないことを特徴とする請求項４記載の画像処理
方法。
【請求項７】画像の連結領域をラべリングする画像処
理プログラムであって、画像を走査し、画像の各画素が連結領域を構成する画素
であるか否かを調査し、該調査が終了した画素について
調査の終了を示すフラグを設定する手順と、上記調査において一の連結領域を構成する画素を最初に
検出したときに、１）該検出した画素を特定するためのインデックスを調
査候補スタック手段にプッシュするとともに連結領域記
憶手段に記憶させる手順と、２）上記調査候補スタック手段において少なくとも１つ
のインデックスが格納されている間中、ａ）上記調査候
補スタック手段からインデックスをポップし、該ポップ
したインデックスが示す画素の隣接画素のうち上記フラ
グを参照し未調査であると判断した隣接画素について、
該隣接画素が上記一の連結領域を構成する画素か否かを
調査し、ｂ）該隣接画素が上記一の連結領域を構成する
画素であるときは該隣接画素のインデックスを上記調査
候補スタック手段にプッシュするとともに上記連結領域
記憶手段に記憶させ、ｃ）該隣接画素の調査終了を示す
フラグを設定することを繰り返す手順と、３）上記調査候補スタック手段に格納されているインデ
ックスがなくなったときに、上記連結領域記憶手段に格
納されているインデックスを全て読み出し、該読み出し
たインデックスが示す画素を同一番号でラベリングする
手順とをコンピュータに実行させるためのプログラムを
記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な
記録媒体。
【請求項８】上記ラベリングする手順において、上記
連結領域記憶手段に格納されているインデックスが示す
画素からなる領域の大きさを算出し、該算出した大きさ
が所定値よりも大きいときに、それらの画素についてラ
ベリングを行わないようにする手順をさらに備えたこと
を特徴とする請求項７記載の記録媒体。
【請求項９】上記ラベリングする手順において、上記
連結領域記憶手段に格納されているインデックスが示す
画素からなる領域の大きさを算出し、該算出した大きさ
が所定値よりも小さいときは、それらの画素についてラ
ベリングを行わないようにする手順をさらに備えたこと
を特徴とする請求項７記載の記録媒体。