JP2783033B2 - カラー画像の領域抽出方法および装置 - Google Patents
カラー画像の領域抽出方法および装置Info
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- JP2783033B2 JP2783033B2 JP4003435A JP343592A JP2783033B2 JP 2783033 B2 JP2783033 B2 JP 2783033B2 JP 4003435 A JP4003435 A JP 4003435A JP 343592 A JP343592 A JP 343592A JP 2783033 B2 JP2783033 B2 JP 2783033B2
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- Image Analysis (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
る、ある色の特徴領域が異なる色の背景の上に重なって
いるカラー画像から特徴領域を抽出するカラー画像の領
域抽出方法および装置に関する。
景の上に重なっているカラー画像からその特徴領域を抽
出する場合、例えば、カラー印刷物の上に指紋や***が
押捺された画像から、指紋や***の領域を抽出するよう
な場合、よく行われる最も簡単なものの一つにしきい値
処理がある。カラー画像の画素値は通常R(赤),G
(緑),B(青)の3成分で表されるが、この画素値を
ある属性、例えば明度、色度に変換し、この属性におい
てあるしきい値θより大きな画素はグループAに属し、
残りはグループBに属するとする。ある範囲内における
同じ画素属性を持つ画素集合により、領域が形成される
ものである。
間的な位置が対応している背景画像が既知の場合には、
背景濃度減算処理がある。これは、カラー画像の画素値
を濃度値に変換し、また空間的な位置が対応している背
景画像の画素値も濃度値に変換し、カラー画像の濃度値
から背景画像の濃度値を減算することによって、特徴領
域を抽出する。
なる色の背景の上に重なっているカラー画像から特徴領
域を抽出する場合において、特徴領域は背景の色と混色
されており同じ画素属性を持っていないため、上述した
従来の領域抽出方法の内、しきい値処理では領域を抽出
することは困難であるという欠点があった。
精度はよいが、空間的な位置が対応している背景画像が
既知である場合はきわめて少ないため、実際に適用でき
る場合は少ないという欠点があった。
を持っていない場合でも、また背景画像が既知でない場
合でも格段に特徴領域抽出特性のすぐれたカラー画像の
領域抽出方法および装置を提供することにある。
の領域抽出方法は、入力カラー画像の画素値を濃度値に
変換し濃度値画像を算出し、前記入力カラー画像から背
景色を指定し、前記背景色を第一の背景濃度値に変換
し、前記濃度値画像を参照して画素ごとに前記第一の背
景濃度値に演算を施し第二の背景濃度値を算出し、前記
濃度値画像から前記第二の背景濃度値を減算して特徴領
域画像を算出してある色の特徴領域を抽出して構成され
る。
は、入力カラー画像の画素値を濃度値に変換し濃度値画
像を算出し、前記入力カラー画像から背景色を指定し、
前記背景色を第一の背景濃度値に変換し、前記濃度値画
像を参照して画素ごとに前記第一の背景濃度値に演算を
施し第二の背景濃度値を算出し、前記濃度値画像から前
記第二の背景濃度値を減算して特徴領域画像を算出して
ある色の特徴領域を抽出し、これまでの工程を前記入力
カラー画像の全領域から前記特徴領域を抽出するまで繰
り返して構成される。
は、入力カラー画像の画素値を濃度値に変換し第一の濃
度値画像を算出し、前記カラー画像に低域周波数を濾過
する関数を畳み込み低域カラー画像を算出し、前記低域
カラー画像の画素値を濃度値に変換し第二の濃度値画像
を算出し、前記第一の濃度値画像を参照して画素ごとに
前記第二の濃度値画像に演算を施して第三の濃度値画像
を算出し、前記第三の濃度値画像を前記第一の濃度値画
像から減算して特徴領域画像を算出してある色の特徴領
域を抽出して構成される。
は、入力カラー画像の画素値を濃度値に変換し濃度値画
像を算出する入力画像濃度変換手段と、前記入力カラー
画像から背景色を指定する背景色指定手段と、背景色を
第一の背景濃度値に変換する背景濃度変換手段と、前記
濃度値画像を参照して画素ごとに前記第一の背景濃度値
に演算を施し第二の背景濃度値を算出する背景濃度値算
出手段と、前記濃度値画像から前記第二の背景濃度値を
減算して特徴領域濃度値画像を算出する減算手段と、前
記特徴領域濃度値画像を逆変換して特徴領域画像を出力
する濃度逆変換手段とを含んで構成される。
は、入力カラー画像の画素値を濃度値に変換し濃度値画
像を算出する入力画像濃度変換手段と、前記入力カラー
画像から背景色を指定する背景色指定手段と、背景色を
第一の背景濃度値に変換する背景濃度変換手段と、前記
濃度値画像を参照して画素ごとに前記第一の背景濃度値
に演算を施し第二の背景濃度値を算出する背景濃度値算
出手段と、前記濃度値画像から前記第二の背景濃度値を
減算して特徴領域濃度値画像を算出する減算手段と、前
記特徴領域濃度値画像を逆変換して特徴領域画像を出力
する濃度逆変換手段と、前記特徴領域画像より前記入力
カラー画像の全領域から特徴領域を検出したかどうかを
判断し検出していないときには再実行指示をする再実行
判断手段と、再実行指示のあったときには前記再実行判
断手段から供給される前記特徴領域画像を前記入力画像
濃度変換手段に前記入力カラー画像に代えて供給する入
力信号制御手段とを含んで構成される。
は、入力カラー画像の画素値を濃度値に変換し第一の濃
度値画像を算出する入力画像濃度変換手段と、前記カラ
ー画像に低域周波数を濾過する関数を畳み込み低域カラ
ー画像を算出する低域濾過作用手段と、前記低域カラー
画像の画素値を濃度値に変換し第二の濃度値画像を算出
する低域画像濃度変換手段と、前記第一の濃度値画像を
参照して画素ごとに前記第二の濃度値画像に演算を施し
て第三の濃度値画像を算出する濃度値算出手段と、前記
第三の濃度値画像を前記第一の濃度値画像から減算する
減算手段とを含んで構成される。
は、第四の発明又は第五の発明又は第六の発明のカラー
画像の領域抽出装置において、抽出された特徴領域画像
に対しコントラスト強調手段を付加して構成される。
法の原理を説明する。図4に入力カラー画像の例である
入力カラー画像例100を示す。入力カラー画像例10
0は、背景110と注目特徴領域画像120とが重なっ
て出来ている。
1と、色bの第二の背景領域112と、色cの第三の背
景領域113とから構成される。注目特徴領域画像12
0は色dを持つ注目特徴領域121によって構成されて
いる。
域101は第一の背景領域111と注目特徴領域121
が減法混色しており、第二の特徴領域102は第二の背
景領域112と注目特徴領域121が減法混色してお
り、第三の特徴領域103は第三の背景領域113と注
目特徴領域121が減法混色しており、濃度について相
加則が近似的に成り立つとする。
背景領域111に対応する領域を第一の背景領域10
4、第二の背景領域112に対応する領域を第二の背景
領域105、第三の背景領域113に対応する領域を第
三の背景領域106とする。
画像を濃度値画像に変換する。画素値を(R,G,B)
とすると、その濃度値(Dr , Dg , Db )は、一般に
(1)式のように表される。
色aを指定すると、その濃度値として背景色濃度値Da
を得る。しかしこのまま、濃度値画像から背景色濃度値
Daを画素ごとに減算したのでは、背景色濃度値Daと
色度は同じでも濃度がわずかに違うと特徴領域を検出で
きないという問題と、背景色の異なる領域では濃度がマ
イナスとなる場合が生じる問題がある。
施した後、濃度値画像から減算すると、濃度について相
加則が成り立っていれば、第一の背景領域104は濃度
はほぼ0となり、第一の特徴領域101を検出すること
が出来る。第一の背景領域111と第二の背景領域11
2と第三の背景領域113の、それぞれの色の色相が同
じである場合には(もちろん同じ色の場合も)、注目特
徴領域121を抽出することができる。
Dg ,Db )とし、背景色濃度値Daを(Dr0,Dg0,
Db0)とし、減算処理後の一つの画素値を(Dr ’,D
g ’,Db ’)とし、演算処理Aの例を(2)式に示
す。
Db ’≧0となる最大のaであり、(2)式によって各
画素ごとにamax を計算する。aは例えば、 a=amax ×k(0≦k≦1 k:画像全体で一定) ……(3) によって各画素ごとに計算する。演算処理Aによって得
られる背景色濃度値画像を、fD1(x,y)とし、座標
(x,y)におけるaの値をa(x,y)とすると、f
D1(x,y)は(4)式によって求められる。
明する。図5にこのカラー画像の領域抽出方法による処
理例を示す。図4の入力カラー画像例100の場合、ま
ず背景色として第一の背景領域104の色aを指定し、
前述の第一の発明のカラー画像領域抽出方法によって、
図5の特徴領域画像130を得る。
1をよく抽出できるが、そのほかの第二の特徴領域10
2と第三の特徴領域103は一般にうまく抽出されな
い。そこで注目特徴領域121はまだ抽出されていない
と判断し、特徴領域画像130から第二の背景領域の色
b’を指定し(はじめの処理により、色bが変化して色
b’となっている)、第一の発明のカラー画像抽出方法
による処理を再び施す。こうして得られた特徴領域画像
140に、さらに第三の背景領域106の色c’を指定
し、第一の発明のカラー画像領域抽出方法による処理を
再び施す。以上のようにして得られた特徴領域画像15
0により注目特徴領域121をすべて抽出することが出
来る。
の原理を説明する。図4の入力カラー画像例100の画
素値を濃度に変換し、第一の濃度値画像を得る。これと
平行して入力カラー画像に低域濾過作用処理を施し低域
カラー画像を得る。この発明は、低域カラー画像を入力
カラー画像の背景画像であると仮定している。低域カラ
ー画像を濃度に変換し、低域濃度値画像を得る。しかし
このまま第一の濃度値画像から低域濃度値画像を画素ご
とに減算したのでは、場合によって減算結果がマイナス
となる問題がある。
がマイナスにならないように、画素ごとに低域濃度値画
像に対し適当な演算処理Bを施し、第二の濃度値画像を
得る。第一の濃度値画像から第二の濃度値画像を減算す
ることにより注目特徴領域121を抽出する事ができ
る。
(Dr2,Dg2,Db2)とし、低域濃度値画像の一つの画
素値を(Dr20 ,Dg20 ,Db20 )とし、減算後の濃度
値画像の一つの画素値を(Dr2’,Dg2’,Db2’)と
して演算処理Bの例を(5)式に示す。
Db2’≧0 となる最大のa2 であり、(6)式によっ
て各画素ごとにamax2を計算する。a2 は例えば、 a2 =amax2×k2 (0≦k2 ≦1 k2 :画像全体で一定)……(6) によって各画素ごとに計算する。低域濃度値画像を、g
D0(x,y)、演算処理Bによって得られる第二の濃度
値画像を、fD2(x,y)とし、座標(x,y)におけ
るa2 の値をa2 (x,y)とすると、fD2(x,y)
は(7)式によって求められる。
いて説明する。図1に第四の発明のカラー画像領域抽出
装置の一実施例の構成を示す。このカラー画像領域抽出
装置200は、ある色の特徴領域が異なる背景の色の上
に重なっている入力カラー画像10の画素値を濃度値に
変換し濃度値画像15を算出する入力画像濃度変換手段
11と、入力カラー画像10の背景色13を指定する背
景色指定手段12と、背景色13を第一の背景濃度値1
6に変換する背景濃度変換手段14と、濃度値画像15
を参照して第一の背景濃度値16に演算を施し第二の背
景濃度値25を算出する背景濃度値算出手段17と、濃
度値画像15から第二の背景濃度値25を減算して特徴
領域濃度値画像を算出する減算手段18と、特徴領域濃
度値画像を変換して特徴領域画像を出力する濃度逆変換
手段19と、特徴領域画像に対しコントラストを強調す
るコントラスト強調手段50とから構成されている。
ー画像10を入力すると、入力画像濃度変換手段11に
よって濃度値画像15に変換される。同時に背景色指定
手段12によって背景色13が指定されると、背景濃度
変換手段14によって第一の背景濃度値16に変換され
る。
プレイ上で背景の部分をポインティングし、その部分を
背景色とすることなどが考えられる。
背景濃度算出手段17によって第一の背景濃度値16を
変換して第二の背景濃度値25にした後、減算手段18
によって、濃度値画像15から減算する。以上の結果得
られる画像を出力装置にあわせて濃度逆変換手段19に
よって濃度を変換して、特徴領域を抽出した出力特徴領
域画像20を得る。
ラストが低く、領域の判別がしにくい。そこでコントラ
スト強調手段50によって、コントラストを強調するこ
とで領域の判別がしやすくすることができる。
画素値を明度、彩度、色相に変換した後、明度につい
て、ヒストグラムの平坦化を行う装置がある。又は、明
度について、ヒストグラムの線形変換によって、画像の
値域(xA ,xB )をより広い値域(yA ,yB )に変
換する装置などがある。
置の一実施例の構成を示す。図中、カラー画像領域抽出
装置200は図1に示すものと同じである。カラー画像
領域抽出装置201は、入力カラー画像の信号と後記の
再実行判断手段22からの信号を切り替える入力信号制
御手段24と、入力カラー画像の画素値を濃度値に変換
し濃度値画像を算出する入力画像濃度変換手段11と、
入力カラー画像の背景色を指定する背景色指定手段12
と、背景色を第一の背景濃度値に変換する背景濃度変換
手段14と、濃度値画像を参照して第一の背景濃度値に
適当な演算を施し第二の背景濃度値を算出する背景濃度
値算出手段17と、濃度値画像から第二の背景濃度値を
減算して特徴領域濃度値画像を算出する減算手段18
と、特徴領域濃度値画像を変換して特徴領域画像を出力
する濃度逆変換手段19と、特徴領域画像21が特徴領
域を抽出したかどうかを判断しカラー画像領域抽出装置
200において再実行するかどうかを判断する再実行判
断手段22とから構成されている。
ラー画像10を入力すると、第四の発明の実施例で説明
したカラー画像領域抽出装置200によって特徴領域画
像21を得る。さらにこの画像が特徴領域を抽出したか
どうかを判断する再実行判断手段22によって、特徴領
域が抽出されていないと判断されれば、特徴領域画像2
1の画像信号を入力信号制御手段24に送る。入力信号
制御手段24は、入力を特徴領域画像21に切り替え
て、再びカラー画像領域抽出処理200に入力し実行さ
せる。こうして処理を繰り返した後、特徴領域が抽出さ
れたと判断された時点で、出力特徴領域画像23を得
る。
プレイに表示しキーボード等から入力する手段などが考
えられる。
置の一実施例の構成を示す。このカラー画像領域抽出装
置202は、入力カラー画像10の画素値を濃度値に変
換し第一の濃度値画像32を算出する入力画像濃度変換
手段31と、入力カラー画像10に低域周波数を濾過す
る関数を畳み込み低域カラー画像34を算出する低域濾
過作用手段33と、低域カラー画像34の画素値を濃度
値に変換し第二の濃度値画像36を算出する低域画像濃
度変換手段35と、第一の濃度値画像32を参照して第
二の濃度値画像36に画素ごとに適当な演算を施して第
三の濃度値画像41を算出する濃度値算出手段37と、
第三の濃度値画像41を第一の濃度値画像32から減算
し特徴領域濃度値画像を算出する減算手段38と、特徴
領域濃度値画像を変換して特徴領域画像を出力する濃度
逆変換手段39と、特徴領域画像をコントラスト強調し
て見やすくするコントラスト強調手段51から構成され
ている。
ー画像10を入力すると、二つの処理系統に分割され、
一方ではまず入力画像濃度変換手段31によって第一の
濃度値画像32に変換される。同時にもう一方では、低
域濾過作用手段33によって高周波成分を低減させた低
域カラー画像34を得、さらに低域画像濃度変換手段3
5によって第二の濃度値画像36に変換する。
算出手段37によって第二の濃度値画像36を変換して
第三の濃度値画像41とした後、減算手段38によって
第一の濃度値画像32から減算する。以上の結果得られ
る画像を出力装置にあわせ、濃度逆変換手段39によっ
て変換して、特徴領域を抽出した出力特徴領域画像40
が得られる。
ラストが低く、領域の判別がしにくい。そこでコントラ
スト強調手段51によって、コントラストを強調するこ
とで領域の判別がしやすくなることができる。
画素値を明度、彩度、色相に変換した後、明度について
ヒストグラムの平坦化を行う装置がある。又は、明度に
ついてヒストグラムの線形変換によって、画像の値域
(xA ,xB )をより広い値域(yA ,yB )に変換す
る装置などがある。
る色の背景の上に重なっているカラー画像から特徴領域
を検出する場合において、特徴領域が同じ画素属性を持
っていない場合でも抽出が可能となりまた、背景画像が
既知でない場合でも特徴領域が良好に抽出でき特徴領域
の抽出特性を格段に向上できるという効果がある。
施例を示す構成図である。
施例を示す構成図である。
施例を示す構成図である。
域抽出方法の原理を説明するための入力カラー画像例図
である。
を説明するための入力カラー画像例の変化を示す説明図
である。
Claims (7)
- 【請求項1】 入力カラー画像の画素値を濃度値に変換
し濃度値画像を算出し、前記入力カラー画像から背景色
を指定し、前記背景色を第一の背景濃度値に変換し、前
記濃度値画像を参照して画素ごとに前記第一の背景濃度
値に演算を施し第二の背景濃度値を算出し、前記濃度値
画像から前記第二の背景濃度値を減算して特徴領域画像
を算出してある色の特徴領域を抽出することを特徴とす
るカラー画像の領域抽出方法。 - 【請求項2】 入力カラー画像の画素値を濃度値に変換
し濃度値画像を算出し、前記入力カラー画像から背景色
を指定し、前記背景色を第一の背景濃度値に変換し、前
記濃度値画像を参照して画素ごとに前記第一の背景濃度
値に演算を施し第二の背景濃度値を算出し、前記濃度値
画像から前記第二の背景濃度値を減算して特徴領域画像
を算出してある色の特徴領域を抽出し、これまでの工程
を前記入力カラー画像の全領域から前記特徴領域を抽出
するまで繰り返すことを特徴とするカラー画像の領域抽
出方法。 - 【請求項3】 入力カラー画像の画素値を濃度値に変換
し第一の濃度値画像を算出し、前記カラー画像に低域周
波数を濾過する関数を畳み込み低域カラー画像を算出
し、前記低域カラー画像の画素値を濃度値に変換し第二
の濃度値画像を算出し、前記第一の濃度値画像を参照し
て画素ごとに前記第二の濃度値画像に演算を施して第三
の濃度値画像を算出し、前記第三の濃度値画像を前記第
一の濃度値画像から減算して特徴領域画像を算出してあ
る色の特徴領域を抽出することを特徴とするカラー画像
の領域抽出方法。 - 【請求項4】 入力カラー画像の画素値を濃度値に変換
し濃度値画像を算出する入力画像濃度変換手段と、前記
入力カラー画像から背景色を指定する背景色指定手段
と、背景色を第一の背景濃度値に変換する背景濃度変換
手段と、前記濃度値画像を参照して画素ごとに前記第一
の背景濃度値に演算を施し第二の背景濃度値を算出する
背景濃度値算出手段と、前記濃度値画像から前記第二の
背景濃度値を減算して特徴領域濃度値画像を算出する減
算手段と、前記特徴領域濃度値画像を逆変換して特徴領
域画像を出力する濃度逆変換手段とを含むことを特徴と
するカラー画像の領域抽出装置。 - 【請求項5】 入力カラー画像の画素値を濃度値に変換
し濃度値画像を算出する入力画像濃度変換手段と、前記
入力カラー画像から背景色を指定する背景色指定手段
と、背景色を第一の背景濃度値に変換する背景濃度変換
手段と、前記濃度値画像を参照して画素ごとに前記第一
の背景濃度値に演算を施し第二の背景濃度値を算出する
背景濃度値算出手段と、前記濃度値画像から前記第二の
背景濃度値を減算して特徴領域濃度値画像を算出する減
算手段と、前記特徴領域濃度値画像を逆変換して特徴領
域画像を出力する濃度逆変換手段と、前記特徴領域画像
より前記入力カラー画像の全領域から特徴領域を検出し
たかどうかを判断し検出していないときには再実行指示
をする再実行判断手段と、再実行指示のあったときには
前記再実行判断手段から供給される前記特徴領域画像を
前記入力画像濃度変換手段に前記入力カラー画像に代え
て供給する入力信号制御手段とを含むことを特徴とする
カラー画像の領域抽出装置。 - 【請求項6】 入力カラー画像の画素値を濃度値に変換
し第一の濃度値画像を算出する入力画像濃度変換手段
と、前記カラー画像に低域周波数を濾過する関数を畳み
込み低域カラー画像を算出する低域濾過作用手段と、前
記低域カラー画像の画素値を濃度値に変換し第二の濃度
値画像を算出する低域画像濃度変換手段と、前記第一の
濃度値画像を参照して画素ごとに前記第二の濃度値画像
に演算を施して第三の濃度値画像を算出する濃度値算出
手段と、前記第三の濃度値画像を前記第一の濃度値画像
から減算する減算手段とを含むことを特徴とするカラー
画像の領域抽出装置。 - 【請求項7】 請求項4又は請求項5又は請求項6記載
のカラー画像の領域抽出装置において、抽出された特徴
領域画像に対しコントラスト強調手段を付加したことを
特徴とするカラー画像の領域抽出装置。
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JP4003435A JP2783033B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | カラー画像の領域抽出方法および装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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