JP2643806B2 - Background removal method for superimposed images - Google Patents
Background removal method for superimposed imagesInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、目的とする印象と背景
印象が重畳した重畳画像の背景を除去するための重畳画
像の背景重畳方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for superimposing a background on a superimposed image for removing the background of the superimposed image on which a desired impression and a background impression are superimposed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】目的とする印象と背景印象が重畳した重
畳画像と背景印象のみの背景画像がある場合、重畳画像
から背景画像を減算するという処理により背景を除去し
て重畳画像から目的の印象を取り出すという処理が行わ
れる場合が多い。この際、撮影条件によっては背景画像
が必ずしも重畳画像の背景と同じ濃淡階調をもつとは限
らないので、濃淡階調の補正を行った上で画像間の減算
処理を行う。2. Description of the Related Art When there is a superimposed image in which a desired impression and a background impression are superimposed and a background image having only a background impression, the background is removed by a process of subtracting the background image from the superimposed image to remove the desired impression from the superimposed image. Is often performed. At this time, since the background image does not always have the same gray scale as the background of the superimposed image depending on the shooting conditions, the subtraction processing between the images is performed after correcting the gray scale.
【０００３】例えば、特開平１−１５８５７７号公報で
は、目的印象と背景印象のテクスチャの違いを利用し
て、目的とする印象が写っていない重畳画像の部分領域
を切りだし、切り出された部分領域とそれに対応する背
景の部分領域を求め、重畳画像の部分領域と背景画像の
部分領域間の階調補正をするための濃淡階調補正の補正
係数を計算し、この補正係数に基づき重畳画像全体と背
景画像全体との間の階調補正を行った上で、重畳画像か
ら背景画像を減算する。For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-158577, a partial region of a superimposed image in which a target impression is not shown is cut out using a difference between textures of a target impression and a background impression, and the cut-out partial region is extracted. And a background partial area corresponding thereto are calculated, and a correction coefficient of grayscale gradation correction for performing gradation correction between the partial area of the superimposed image and the partial area of the background image is calculated. After performing gradation correction between the image and the entire background image, the background image is subtracted from the superimposed image.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような方法を用いると、濃淡値の階調補正が正確にでな
いと、抽出された画像中に背景印象が残ってしまう。さ
らに、濃淡値の階調補正をする際に、重畳画像からの背
景のみの部分領域を切り出すという処理があるために、
切り出しの失敗が濃淡値の階調補正に対して悪影響を及
ぼす。目的とする印象と背景の印象が画像全面にわたっ
て重畳している場合には、切り出しが行えず、正確に階
調補正を行うことは困難である。However, if the above-mentioned method is used, the background impression will remain in the extracted image unless the gradation correction of the gradation value is accurate. Furthermore, since there is a process of cutting out only a partial region of the background from the superimposed image when performing gradation correction of the gradation value,
Failure to cut out adversely affects the gradation correction of the gray value. When the target impression and the background impression are superimposed over the entire image, the image cannot be cut out, and it is difficult to perform accurate gradation correction.
【０００５】本発明の目的は、階調補正が困難な場合に
も効果的に背景の除去を行うことが可能な重畳画像の背
景除去方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method of removing a background of a superimposed image which can effectively remove the background even when gradation correction is difficult.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】第１の発明の重畳画像の
背景除去方法は、重畳画像から背景を除去する背景除去
方法において、重畳画像と背景画像をそれぞれフーリエ
変換し、背景画像のフーリエ変換によって得られるフー
リエ成分情報を用いて重畳画像のフーリエ成分中の背景
成分を除去し、前記の背景成分を除去された重畳画像の
フーリエ成分を逆フーリエ変換することにより重畳画像
の背景を除去することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a background removing method for removing a background from a superimposed image. In the background removing method, the superimposed image and the background image are each subjected to Fourier transform, and the background image is subjected to Fourier transform. Removing the background component in the Fourier component of the superimposed image using the Fourier component information obtained by the above, and removing the background of the superimposed image by inverse Fourier transforming the Fourier component of the superimposed image from which the background component has been removed. It is characterized by.
【０００７】第２の発明の重畳画像の背景除去方法は、
第１の発明の重畳画像の背景除去方法において、背景画
像のフーリエ変換によって得られるフーリエ成分情報を
用いて重畳画像のフーリエ成分中の背景成分を除去する
に際し、重畳画像の各フーリエ成分毎に、そのフーリエ
成分と対応する背景画像のフーリエ成分を参照し、その
背景画像のフーリエ成分と同位相の重畳画像のフーリエ
成分を除去することを特徴とする。[0007] A background removal method for a superimposed image according to a second aspect of the present invention comprises:
In the method of removing a background of a superimposed image of the first invention, when removing a background component in a Fourier component of the superimposed image using Fourier component information obtained by Fourier transform of the background image, for each Fourier component of the superimposed image, The Fourier component of the background image corresponding to the Fourier component is referred to, and the Fourier component of the superimposed image having the same phase as the Fourier component of the background image is removed.
【０００８】第３の発明の重畳画像の背景除去方法は、
第１の発明の重畳画像の背景除去方法において、背景画
像のフーリエ変換によって得られるフーリエ成分情報を
用いて重畳画像のフーリエ成分中の背景成分を除去する
に際し、重畳画像の各フーリエ成分毎に、そのフーリエ
成分と対応する背景画像のフーリエ成分を参照し、その
背景画像のフーリエ成分の大きさがしきい値以上である
重畳画像のフーリエ成分を除去することを特徴とする。A third aspect of the present invention is a method of removing a background from a superimposed image.
In the method of removing a background of a superimposed image of the first invention, when removing a background component in a Fourier component of the superimposed image using Fourier component information obtained by Fourier transform of the background image, for each Fourier component of the superimposed image, The Fourier component of the background image corresponding to the Fourier component is referred to, and the Fourier component of the superimposed image in which the magnitude of the Fourier component of the background image is equal to or larger than a threshold value is removed.
【０００９】第４の発明の重畳画像の背景除去方法は、
第１の発明の重畳画像の背景除去方法において、背景画
像のフーリエ変換によって得られるフーリエ成分情報を
用いて重畳画像のフーリエ成分中の背景成分を除去する
に際し、重畳画像の各フーリエ成分毎に、そのフーリエ
成分と対応する背景画像のフーリエ成分を参照し、その
背景画像のフーリエ成分の大きさがしきい値以上である
重畳画像のフーリエ成分に対して、背景画像のフーリエ
成分と同位相の重畳画像のフーリエ成分を除去すること
を特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for removing a background from a superimposed image.
In the method of removing a background of a superimposed image of the first invention, when removing a background component in a Fourier component of the superimposed image using Fourier component information obtained by Fourier transform of the background image, for each Fourier component of the superimposed image, The Fourier component of the background image corresponding to the Fourier component is referred to, and the Fourier component of the superimposed image in which the magnitude of the Fourier component of the background image is equal to or larger than the threshold value is compared with the Fourier component of the background image. It is characterized in that Fourier components are removed.
【００１０】[0010]
【作用】画像ｆ（ｍ，ｎ）（ｍ＝０，…，Ｍ−１，ｎ＝
０，…，Ｎ−１）の離散的フーリエ変換は、次式によっ
て書き表される（例えば、ローゼンフェルド他著、「デ
ィジタル画像処理」，近年科学社１９７８年、ｐｐ．２
１）。The image f (m, n) (m = 0,..., M−1, n =
The discrete Fourier transform of (0,..., N−1) is expressed by the following equation (for example, Rosenfeld et al., “Digital Image Processing”, recently published by Kagakusha, 1978, pp. 2).
1).
【００１１】[0011]
【数１】 (Equation 1)
【００１２】ここで、Ｆ（ｕ，ｖ）はフーリエ成分、ｕ
＝０，…，Ｍ−１，ｖ＝０，…，Ｎ−１である。Here, F (u, v) is a Fourier component, u
= 0, ..., M-1, v = 0, ..., N-1.
【００１３】また、この逆フーリエ変換は次式によって
表される。The inverse Fourier transform is represented by the following equation.
【００１４】[0014]
【数２】 (Equation 2)
【００１５】いま、重畳画像をｈ（ｍ，ｎ）、そのフー
リエ成分をＨ（ｕ，ｖ）をとし、背景画像をｇ（ｍ，
ｎ）、そのフーリエ成分をＧ（ｕ，ｖ）とする。また、
求めたい目的印象をｆ（ｍ，ｎ）、そのフーリエ変換を
Ｆ（ｕ，ｖ）とする。Assume that the superimposed image is h (m, n), its Fourier component is H (u, v), and the background image is g (m, n).
n), and its Fourier component is G (u, v). Also,
The desired impression to be obtained is f (m, n), and its Fourier transform is F (u, v).
【００１６】ここで、第１の発明は重畳画像ｈ（ｍ，
ｎ）と背景画像ｇ（ｍ，ｎ）をそれぞれフーリエ変換
し、得られる重畳画像のフーリエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）と背
景画像のフーリエ成分Ｇ（ｕ，ｖ）を用いて、背景画像
のフーリエ成分Ｇ（ｕ，ｖ）の情報を用いて重畳画像の
フーリエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）中の背景成分を除去し、背景
成分が除去された重畳画像のフーリエ成分（これをＨ′
（ｕ，ｖ）とする）を逆フーリエ変換することによって
得られる画像（これをｈ′（ｍ，ｎ）とする）を求めた
い目的印象ｆ（ｍ，ｎ）とする方法である。Here, the first invention is a superimposed image h (m,
n) and the background image g (m, n) are respectively Fourier transformed, and the Fourier component of the background image is obtained using the Fourier component H (u, v) of the obtained superimposed image and the Fourier component G (u, v) of the background image. The background component in the Fourier component H (u, v) of the superimposed image is removed using the information of the component G (u, v), and the Fourier component of the superimposed image from which the background component has been removed (this is H ′
(U, v) is subjected to inverse Fourier transform, and an image (h ′ (m, n)) obtained by the inverse Fourier transform is used as a desired impression f (m, n).
【００１７】次に第２の発明の作用について説明する。
ここで、背景画像のフーリエ成分Ｇ（ｕ，ｖ）の位相と
同位相の大きさ１の複素フーリエ成分をＥ（ｕ，ｖ）と
すると、次式の関係が成り立つ。Next, the operation of the second invention will be described.
Here, assuming that a complex Fourier component having the same phase as the phase of the Fourier component G (u, v) of the background image and having the magnitude 1 is E (u, v), the following relationship is established.
【００１８】[0018]
【数３】 (Equation 3)
【００１９】ここで、Ｒｅ（ｚ）、Ｉｍ（ｚ）は、それ
ぞれ複素数ｚ＝ｘ＋ｊｙの実成分ｘおよび虚成分ｙを表
すものとする。Here, Re (z) and Im (z) represent a real component x and an imaginary component y of a complex number z = x + zy, respectively.
【００２０】重畳画像のフーリエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）中で
フーリエ成分Ｅ（ｕ，ｖ）と同位相の成分Ｈ（ｕ，ｖ）
p a r は、次式によって表される。 Ｈ（ｕ，ｖ）p a r ＝（Ｒｅ（Ｈ（ｕ，ｖ））Ｒｅ（Ｅ（ｕ，ｖ））＋Ｉｍ（Ｈ （ｕ，ｖ））Ｉｍ（Ｅ（ｕ，ｖ）））Ｅ（ｕ，ｖ） （４） 従って第２の発明では、この重畳画像のフーリエ成分Ｈ
（ｕ，ｖ）中のＨ（ｕ，ｖ）p a r の成分を重畳画像の
フーリエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）から除去することにより、背
景が除去された重畳画像のフーリエ成分Ｈ′（ｕ，ｖ）
を計算する。つまり、次式に従って背景成分を除去す
る。A component H (u, v) having the same phase as the Fourier component E (u, v) in the Fourier component H (u, v) of the superimposed image.
par is represented by the following equation. H (u, v) par = (Re (H (u, v)) Re (E (u, v)) + Im (H (u, v)) Im (E (u, v))) E (u, v) (4) Therefore, in the second invention, the Fourier component H of this superimposed image is
By removing the component of H (u, v) par in (u, v) from the Fourier component H (u, v) of the superimposed image, the Fourier component H ′ (u, v) of the superimposed image from which the background has been removed )
Is calculated. That is, the background component is removed according to the following equation.
【００２１】 Ｈ′（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ）−Ｈ（ｕ，ｖ）p a r （５） この処理によって背景画像のフーリエ成分と同位相のフ
ーリエ成分を重畳画像のフーリエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）から
減ずることによって、少なくとも線形的な画像の重畳の
場合には、得られるＨ′（ｕ，ｖ）中に背景画像の成分
が含まれなくなる。つまり、Ｈ（ｕ，ｖ）の逆フーリエ
変換によって得られるｈ′（ｕ，ｖ）には、背景成分は
なくなる。H ′ (u, v) = H (u, v) −H (u, v) par (5) By this processing, the Fourier component of the superimposed image is transformed into the Fourier component H ( u, v), at least in the case of a linear image superposition, the component of the background image is not included in the obtained H '(u, v). That is, h '(u, v) obtained by the inverse Fourier transform of H (u, v) has no background component.
【００２２】例えば、背景画像と目的印象、重畳画像の
間に次式で示されるような線形的な関係がある場合を考
える。For example, consider the case where there is a linear relationship between the background image, the desired impression, and the superimposed image as shown by the following equation.
【００２３】 ｆ（ｍ，ｎ）＋αｇ（ｍ，ｎ）＝ｈ（ｍ，ｎ） （６） ここで、αは未知の定数である。このとき、これらのフ
ーリエ成分についても加算的な関係が成り立ち、次式と
なる。F (m, n) + αg (m, n) = h (m, n) (6) where α is an unknown constant. At this time, an additive relationship also holds for these Fourier components, and is given by the following equation.
【００２４】 Ｆ（ｕ，ｖ）＋αＧ（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ） （７） 上式の各項をフーリエ成分Ｅ（ｕ，ｖ）と同位相の成分
と直交する位相の成分に分離すると、次式となる。F (u, v) + αG (u, v) = H (u, v) (7) Each term of the above equation is a component having a phase orthogonal to a component having the same phase as the Fourier component E (u, v). And the following equation is obtained.
【００２５】 Ｆ（ｕ，ｖ）＝Ｆ（ｕ，ｖ）p a r ＋Ｆ（ｕ，ｖ）v e r （８） Ｈ（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ）p a r ＋Ｆ（ｕ，ｖ）v e r （９） ここで、Ｆ（ｕ，ｖ）p a r 、Ｈ（ｕ，ｖ）p a r は、
それぞれＥ（ｕ，ｖ）と同位相のＦ（ｕ，ｖ）、Ｈ
（ｕ，ｖ）のフーリエ成分を表すとし、Ｆ（ｕ，ｖ）
v e r 、Ｈ（ｕ，ｖ）v e r はＥ（ｕ，ｖ）と位相が直
交するＦ（ｕ，ｖ）、Ｈ（ｕ，ｖ）のフーリエ成分とす
る。従って、式（７）は次式によって表される。F (u, v) = F (u, v) par + F (u, v) ver (8) H (u, v) = H (u, v) par + F (u, v) ver (9 Here, F (u, v) par and H (u, v) par are
F (u, v) and H in phase with E (u, v) respectively
Let F (u, v) denote the Fourier component of (u, v).
ver , H (u, v) ver is a Fourier component of F (u, v) and H (u, v) whose phase is orthogonal to E (u, v). Therefore, equation (7) is represented by the following equation.
【００２６】 Ｆ（ｕ，ｖ）p a r ＋Ｆ（ｕ，ｖ）v e r ＋αＧ（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ ）p a r ＋Ｈ（ｕ，ｖ）v e r （１０） 式（１０）にＥ（ｕ，ｖ）およびＥ（ｕ，ｖ）に位相が
直交するフーリエ成分をそれぞれ掛け合わせると、次の
二つの関係式が得られる。F (u, v) par + F (u, v) ver + αG (u, v) = H (u, v) par + H (u, v) ver (10) In equation (10), E (u, By multiplying v) and E (u, v) by Fourier components whose phases are orthogonal to each other, the following two relational expressions are obtained.
【００２７】 Ｆ（ｕ，ｖ）p a r ＋αＧ（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ）p a r Ｆ（ｕ，ｖ）v e r ＝Ｈ（ｕ，ｖ）v e r （１１） 従って、次式によって示されるように背景画像と同位相
の成分を除去した重畳画像Ｈ′（ｕ，ｖ）には、背景成
分が含まれない。F (u, v) par + αG (u, v) = H (u, v) par F (u, v) ver = H (u, v) ver (11) Therefore, as shown by the following equation: The background image is not included in the superimposed image H ′ (u, v) obtained by removing the components having the same phase as the background image.
【００２８】 Ｈ′（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ）−Ｈ（ｕ，ｖ）p a r ＝Ｈ（ｕ，ｖ）v e r ＝Ｆ（ｕ，ｖ）v e r （１２） この場合、背景画像と直交した重畳画像の成分Ｈ（ｕ，
ｖ）v e r のみしかないが、目的とする印象を不完全で
はあるが再構成することは可能である。式（６）に示さ
れるような線形的な重畳画像の背景成分を除去する場合
には、従来方法では未知の定数αを推定する必要があっ
たが、本発明ではこの未知定数αを推定しなくとも背景
成分の除去が可能である。H ′ (u, v) = H (u, v) −H (u, v) par = H (u, v) ver = F (u, v) ver (12) In this case, The components H (u, u) of the orthogonal superimposed image
v) There is only ver, but it is possible to reconstruct the desired impression, though incomplete. In the case of removing the background component of the linear superimposed image as shown in the equation (6), it is necessary to estimate the unknown constant α in the conventional method, but in the present invention, the unknown constant α is estimated. It is possible to remove the background component without it.
【００２９】第３の発明は、背景画像のフーリエ成分と
目的とする印象のフーリエ成分の間のフーリエ成分の局
在を利用するものである。つまり背景画像のフーリエ成
分Ｇ（ｕ，ｖ）と重畳画像のフーリエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）
を参照して、背景画像のフーリエ成分の大きさ｜Ｇ
（ｕ，ｖ）｜があるしきい値よりも大きい周波数（ｕ，
ｖ）における重畳画像の成分Ｈ（ｕ，ｖ）を除去する。
この結果得られる重畳画像のフーリエ成分Ｈ″（ｕ，
ｖ）を逆フーリエ変換することによって、背景の除去を
行う。これは、例えば、指紋画像と一般の画像が重畳し
た重畳画像の場合に有効である。指紋画像は、一般にそ
の指紋の隆線の周期に対応するようにフーリエ成分が局
在する。一方、風景や人物などの一般的な画像は、周波
数ωに従って１／ωのように減衰するようなパターンを
表す場合が多く、指紋のフーリエ成分の強度が大きい部
分と一般的の画像の強度の大きい部分は重ならない場合
が多い。このような場合には、背景画像中のフーリエ成
分が大きい部分を背景と見做して、重畳画像のフーリエ
成分から除去することによって、効果的に背景を除去す
ることができる。ここでは、指紋画像が重畳した場合に
ついて説明したが、指紋画像に限らず、背景画像と目的
印象において周波数的な局在があるような画像が重畳し
た重畳画像に対して効果的に働くことはいうまでもな
い。The third invention utilizes the localization of the Fourier component between the Fourier component of the background image and the Fourier component of the desired impression. That is, the Fourier component G (u, v) of the background image and the Fourier component H (u, v) of the superimposed image
, The magnitude of the Fourier component of the background image | G
(U, v) | (u, v) |
The component H (u, v) of the superimposed image in v) is removed.
The Fourier component H ″ (u, u,
The background is removed by performing an inverse Fourier transform on v). This is effective, for example, in the case of a superimposed image in which a fingerprint image and a general image are superimposed. In general, a Fourier component is localized in a fingerprint image so as to correspond to the period of the ridge of the fingerprint. On the other hand, a general image such as a landscape or a person often represents a pattern that attenuates as 1 / ω according to the frequency ω, and a portion where the intensity of the Fourier component of the fingerprint is large and the intensity of the general image are different. Large parts often do not overlap. In such a case, the background can be effectively removed by regarding a portion having a large Fourier component in the background image as a background and removing the portion from the Fourier component of the superimposed image. Here, the case where the fingerprint image is superimposed has been described. However, it is not limited to the fingerprint image, and it is effective for the superimposed image in which the background image and the image having the frequency localization in the target impression are superimposed. Needless to say.
【００３０】第４の発明は、背景画像のフーリエ成分の
位相及び画像のフーリエ成分の局在を利用することで、
第２・第３の発明における欠点を補完するものである。
第３の発明では、背景画像のフーリエ成分の大きさが大
きい部分を除去することにより、目的印象を取り出す
が、背景画像のフーリエ成分と目的印象のフーリエ成分
のフーリエ空間における分離度が完全ではない場合に
は、第３の発明による方法では、目的印象の成分も除去
されてしまう。第４の発明では、背景画像のフーリエ成
分が大きい成分と対応する重畳画像のフーリエ成分の直
交成分をも用いることで、フーリエ空間における分離度
が悪い画像の印象成分の除去を減らそうとするものであ
る。The fourth invention utilizes the phase of the Fourier component of the background image and the localization of the Fourier component of the image,
It complements the disadvantages of the second and third inventions.
In the third invention, a target impression is extracted by removing a portion where the size of the Fourier component of the background image is large, but the degree of separation in the Fourier space between the Fourier component of the background image and the Fourier component of the target impression is not perfect. In such a case, in the method according to the third invention, the component of the target impression is also removed. In the fourth invention, an attempt is made to reduce the removal of the impression component of an image having a poor degree of separation in Fourier space by using the orthogonal component of the Fourier component of the superimposed image corresponding to the component having a large Fourier component of the background image. It is.
【００３１】[0031]
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明の一実施例である背景除去装置のブロック図であ
る。Embodiments of the present invention will be described below. FIG.
1 is a block diagram of a background removing device according to one embodiment of the present invention.
【００３２】この背景除去装置は、重畳画像１１と背景
画像１２をそれぞれフーリエ変換するフーリエ変換手段
３１および３２と、フーリエ変換手段３１および３２に
よる処理結果であるフーリエ成分２３および２４をそれ
ぞれ記憶するフーリエ成分用記憶手段３３および３４
と、フーリエ成分用記憶手段３３および３４に記憶され
たフーリエ成分を入力として背景成分を除去する背景成
分除去手段３５と、背景成分除去手段によって背景除去
されたフーリエ成分２７を記憶するフーリエ成分用記憶
手段３６と、フーリエ成分用記憶手段３６に記憶された
フーリエ成分を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段
３７を備える。This background removing device performs Fourier transform means 31 and 32 for Fourier transforming the superimposed image 11 and the background image 12, respectively, and Fourier components 23 and 24 for storing the Fourier components 23 and 24 which are the processing results of the Fourier transform means 31 and 32, respectively. Component storage means 33 and 34
A background component removing unit 35 for removing the background component by using the Fourier components stored in the Fourier component storage units 33 and 34 as an input; and a Fourier component storage for storing the Fourier component 27 whose background has been removed by the background component removing unit. Means 36 and an inverse Fourier transform means 37 for performing an inverse Fourier transform on the Fourier component stored in the Fourier component storage means 36.
【００３３】以上の構成の背景除去装置により、重畳画
像の背景成分を抽出する場合について説明する。A case where the background component of the superimposed image is extracted by the background removing apparatus having the above-described configuration will be described.
【００３４】まず、重畳画像１１をフーリエ変換手段３
１によってフーリエ変換し、そのフーリエ成分２３をフ
ーリエ成分用記憶手段３３に記憶する。同様に背景画像
１２をフーリエ変換手段３２によってフーリエ変換し、
そのフーリエ成分２４をフーリエ成分用記憶手段３４に
記憶する。ここで、重畳画像１１と背景画像１２は、図
２の（ａ）、（ｂ）に示すような既に位置合わせされた
大きさが等しい画像の対、あるいは特開平３−５４６８
３にしめされるような指紋検出装置によって採取される
蛍光像と背景像のように位置ずれが発生しない大きさの
等しい画像の対とする。また、入力画像サイズ（Ｍ，
Ｎ）が２のべき乗であるような場合には、フーリエ変換
手段３１、３２や逆フーリエ変換手段３７として高速フ
ーリエ変換などの高速化手段を適用することが可能であ
る。First, the superimposed image 11 is transformed by the Fourier transform means 3
The Fourier transform is performed by 1 and the Fourier component 23 is stored in the Fourier component storage means 33. Similarly, the background image 12 is Fourier-transformed by the Fourier transform means 32,
The Fourier component 24 is stored in the Fourier component storage means 34. Here, the superimposed image 11 and the background image 12 are a pair of already aligned images of the same size as shown in FIGS. 2A and 2B, or JP-A-3-5468.
A pair of a fluorescent image taken by a fingerprint detection device as shown in FIG. In addition, the input image size (M,
When N) is a power of 2, it is possible to apply speeding means such as fast Fourier transform as the Fourier transform means 31 and 32 and the inverse Fourier transform means 37.
【００３５】次にフーリエ成分用記憶手段３３に記憶さ
れる重畳画像１１のフーリエ成分とフーリエ成分用記憶
手段３４に記憶される背景画像１２のフーリエ成分２６
を入力として背景成分除去手段３５によって背景成分を
除去し、背景を除去された重畳画像のフーリエ成分２７
をフーリエ成分記憶手段３６に記憶する。フーリエ成分
記憶手段３６に記憶されたフーリエ成分を入力として逆
フーリエ変換手段３７によって逆フーリエ変換を行う。
この処理によって重畳画像の背景成分を除去した処理結
果１３が得られる。図２の例では図２（ｃ）のような目
的の指紋画像が得られる。ここで、フーリエ成分記憶手
段３３、３４、３６はＤＲＡＭなどによって実現する。Next, the Fourier component of the superimposed image 11 stored in the Fourier component storage means 33 and the Fourier component 26 of the background image 12 stored in the Fourier component storage means 34
Is input, the background component is removed by the background component removing means 35, and the Fourier component 27 of the superimposed image from which the background has been removed.
Is stored in the Fourier component storage means 36. The inverse Fourier transform unit 37 performs an inverse Fourier transform using the Fourier component stored in the Fourier component storage unit 36 as an input.
By this processing, a processing result 13 in which the background component of the superimposed image is removed is obtained. In the example of FIG. 2, an intended fingerprint image as shown in FIG. 2C is obtained. Here, the Fourier component storage means 33, 34, 36 are realized by a DRAM or the like.
【００３６】以下、前述の背景除去手段３５について特
に詳しく説明する。この背景除去手段３５の処理とし
て、請求項２、３、４にそれぞれ対応する実施例とし
て、図３、図４、図５の３つの処理の流れに従って背景
除去処理を行う場合について説明する。Hereinafter, the background removing means 35 will be described in detail. As the processing of the background removing means 35, a case where the background removing processing is performed according to the three processing flows of FIGS. 3, 4, and 5 will be described as embodiments corresponding to claims 2, 3, and 4, respectively.
【００３７】図３の処理の流れの場合、まず背景画像の
フーリエ成分Ｇ（ｕ，ｖ）のそれぞれの成分毎に大きさ
１の同位相の成分Ｅ（ｕ，ｖ）を先に示した式（３）に
従って計算する。次にこの大きさ１の同位相の成分Ｅ
（ｕ，ｖ）と同位相の重畳画像のフーリエ成分Ｈ（ｕ，
ｖ）p a r を式（４）によって計算する。さらに重畳画
像のフーリエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）から先に計算されたフー
リエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）pa r を式（５）に従って減ずる
ことによって背景成分を除去する。In the case of the processing flow of FIG. 3, first, an in-phase component E (u, v) having a magnitude of 1 for each of the Fourier components G (u, v) of the background image is given by the equation shown above. Calculate according to (3). Next, the in-phase component E of magnitude 1
Fourier component H (u, u) of the superimposed image in phase with (u, v)
v) Calculate par by equation (4). Further, the background component is removed by subtracting the previously calculated Fourier component H (u, v) par from the Fourier component H (u, v) of the superimposed image according to equation (5).
【００３８】図４の処理の流れの場合、例えばまず背景
画像のフーリエ成分Ｇ（ｕ，ｖ）のパワースペクトラム
｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜2 を計算する。次に予め与えたしきい
値τによってパワースペクトラム｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜2 に
しきい値処理を行い、マスクＭ（ｕ，ｖ）を作成する。
しきい値の選択は、例えばｐ−ｔｉｌｅ法（高木幹雄、
下田陽久監修、「画像解析ハンドブック」東京大学出版
会、１９９１、ｐｐ．５０３）などの方法によって決め
る。指紋画像に対してｐ−ｔｉｌｅ法を用いた場合０．
５％〜５％程度の成分を除去するようにしきい値を設定
すると良好な結果が得られる。このマスクはしきい値τ
よりも大きい値の部分を０として小さい部分を１とす
る。作成されたマスクＭ（ｕ，ｖ）と重畳画像のフーリ
エ成分Ｈ（ｕ，ｖ）を周波数（ｕ，ｖ）毎に乗算するこ
とで、背景画像のフーリエ成分の大きさがしきい値以上
である重畳画像のフーリエ成分を除去する。In the case of the processing flow shown in FIG. 4, for example, first, the power spectrum | G (u, v) | 2 of the Fourier component G (u, v) of the background image is calculated. Next, a threshold process is performed on the power spectrum | G (u, v) | 2 using a threshold value τ given in advance to create a mask M (u, v).
The selection of the threshold value is performed, for example, by the p-tile method (Mikio Takagi,
Supervised by Hirohisa Shimoda, "Image Analysis Handbook", University of Tokyo Press, 1991, pp. 503). When the p-tile method is used for a fingerprint image
Good results can be obtained by setting the threshold so that about 5% to 5% of components are removed. This mask has a threshold τ
A portion having a value larger than 0 is set to 0 and a portion having a smaller value is set to 1. By multiplying the created mask M (u, v) by the Fourier component H (u, v) of the superimposed image for each frequency (u, v), the size of the Fourier component of the background image is equal to or larger than the threshold value. Remove the Fourier components of the image.
【００３９】図５の処理の流れの場合、まず、図３の場
合の処理と同様に背景画像のフーリエ成分の位相と同位
相のフーリエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）p a r を計算する。次に
図４の場合の処理と同様にパワースペクトラム｜Ｇ
（ｕ，ｖ）｜2 を計算し、しきい値処理によってマスク
Ｍ（ｕ，ｖ）を作成する。このとき、このマスクはパワ
ースペクトラム｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜2 がしきい値τ以上の
場合は、マスクＭ（ｕ，ｖ）の値を１として、それ以外
の場合はマスクの値を０とするように作成する。ここ
で、先に計算されたフーリエ成分Ｈ（ｕ，ｖ）p a r と
このマスクＭ（ｕ，ｖ）の対応する各成分を掛け合わせ
る。この結果得られるフーリエ成分をＨ（ｕ，ｖ）′
p a r とする。重畳画像のフーリエ成分からこのフーリ
エ成分Ｈ（ｕ，ｖ）′p a r を減ずることで、重畳画像
の背景成分を除去する。In the case of the processing flow of FIG. 5, first, a Fourier component H (u, v) par having the same phase as the phase of the Fourier component of the background image is calculated similarly to the processing of FIG. Next, similarly to the processing in the case of FIG.
(U, v) | 2 is calculated, and a mask M (u, v) is created by threshold processing. At this time, when the power spectrum | G (u, v) | 2 is equal to or larger than the threshold value τ, the value of the mask M (u, v) is set to 1; Create as follows. Here, the previously calculated Fourier component H (u, v) par is multiplied by the corresponding components of the mask M (u, v). The resulting Fourier component is H (u, v) ′
par . By subtracting this Fourier component H (u, v) ' par from the Fourier component of the superimposed image, the background component of the superimposed image is removed.
【００４０】なお、本発明は画像対間の階調補正を行っ
た画像に対しても適用可能であることはいうまでもな
い。It is needless to say that the present invention can be applied to an image in which gradation correction between image pairs has been performed.
【００４１】[0041]
【発明の効果】本発明により、階調補正が困難な場合に
も効果的に背景の除去を行うことが可能となる。According to the present invention, the background can be effectively removed even when gradation correction is difficult.
【図１】本発明の重畳画像の背景除去方法の一実施例を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a method for removing a background from a superimposed image according to the present invention.
【図２】図１での対象とする入力画像と目的とする出力
画像を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a target input image and a target output image in FIG. 1;
【図３】図１での背景成分除去手段を説明するための図
である。FIG. 3 is a diagram for explaining a background component removing unit in FIG. 1;
【図４】図１での背景成分除去手段を説明するための図
である。FIG. 4 is a diagram for explaining a background component removing unit in FIG. 1;
【図５】図１での背景成分除去手段を説明するための図
である。FIG. 5 is a diagram for explaining a background component removing unit in FIG. 1;
１ 背景除去装置 ３１ フーリエ変換手段 ３２ フーリエ変換手段 ３３ フーリエ成分用記憶手段 ３４ フーリエ成分用記憶手段 ３５ 背景成分除去手段 ３６ フーリエ成分用記憶手段 ３７ 逆フーリエ変換手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Background removal device 31 Fourier transform means 32 Fourier transform means 33 Fourier component storage means 34 Fourier component storage means 35 Background component removal means 36 Fourier component storage means 37 Inverse Fourier transform means
Claims (4)
法において、重畳画像と背景画像をそれぞれフーリエ変
換し、背景画像のフーリエ変換によって得られるフーリ
エ成分情報を用いて重畳画像のフーリエ成分中の背景成
分を除去し、前記の背景成分を除去された重畳画像のフ
ーリエ成分を逆フーリエ変換することにより重畳画像の
背景を除去することを特徴とする重畳画像の背景除去方
法。In a background removal method for removing a background from a superimposed image, the superimposed image and the background image are each subjected to Fourier transform, and the background in the Fourier component of the superimposed image is obtained using Fourier component information obtained by Fourier transform of the background image. A background removal method for a superimposed image, comprising: removing a background component of the superimposed image by performing an inverse Fourier transform on the Fourier component of the superimposed image from which the background component has been removed.
るフーリエ成分情報を用いて重畳画像のフーリエ成分中
の背景成分を除去するに際し、 重畳画像の各フーリエ成分毎に、そのフーリエ成分と対
応する背景画像のフーリエ成分を参照し、 その背景画像のフーリエ成分と同位相の重畳画像のフー
リエ成分を除去することを特徴とする請求項１記載の重
畳画像の背景除去方法。2. A method for removing a background component from a Fourier component of a superimposed image using Fourier component information obtained by Fourier transform of a background image. 2. The method of removing a background from a superimposed image according to claim 1, wherein the Fourier component of the superimposed image having the same phase as the Fourier component of the background image is removed by referring to the Fourier component of the background image.
るフーリエ成分情報を用いて重畳画像のフーリエ成分中
の背景成分を除去するに際し、 重畳画像の各フーリエ成分毎に、そのフーリエ成分と対
応する背景画像のフーリエ成分を参照し、 その背景画像のフーリエ成分の大きさがしきい値以上あ
る重畳画像のフーリエ成分を除去することを特徴とする
請求項１記載の重畳画像の背景除去方法。3. When removing a background component in a Fourier component of a superimposed image using Fourier component information obtained by Fourier transform of a background image, for each Fourier component of the superimposed image, a background image corresponding to the Fourier component is provided. 2. The method of removing a background from a superimposed image according to claim 1, wherein the Fourier component of the superimposed image having a magnitude of the Fourier component of the background image equal to or larger than a threshold value is removed by referring to the Fourier component of the background image.
るフーリエ成分情報を用いて重畳画像のフーリエ成分の
背景成分を除去するに際し、 重畳画像の各フーリエ成分毎に、そのフーリエ成分と対
応する背景画像のフーリエ成分を参照し、 その背景画像のフーリエ成分の大きさがしきい値以上で
ある重畳画像のフーリエ成分に対して、背景画像のフー
リエ成分と同位相の重畳画像のフーリエ成分を除去する
ことを特徴とする請求項１記載の重畳画像の背景除去方
法。4. When removing a background component of a Fourier component of a superimposed image using Fourier component information obtained by a Fourier transform of the background image, for each Fourier component of the superimposed image, Referring to a Fourier component, and removing a Fourier component of the superimposed image having the same phase as the Fourier component of the background image for a Fourier component of the superimposed image whose magnitude of the Fourier component of the background image is equal to or larger than a threshold value. The method for removing a background from a superimposed image according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5310516A JP2643806B2 (en) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Background removal method for superimposed images |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07160869A JPH07160869A (en) | 1995-06-23 |
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Family
ID=18006174
Family Applications (1)
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1993
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