JPH01245366A - ラベリングプロセッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ＩＴＶカメラ（工業用途テレビカメラ）等の
画像人力装置から得られる画面中に存在する任意形状の
複数又は単一のパターン（物体）の連結性、形状１面積
等を識別するために連結領域に対して番号（ラベル）を
付与するラベリング処理方式に関し、特に、ビデオレー
トで、しかも連続する２値画像に対して分離を生じない
ようにしてラベリングすることができるようにしたラベ
リング処理方式に関する。

（従来の技術） 従来のラベリング処理方式として、−秒間に３０枚の画
像を収集するビデオレートで送られてくる連続画像をラ
スタ走査しながら連結パターンの認識を行うものがある
。この方式では、論理マスクとして連続する２行に亙る
例えば縦２×横３画素を原画像中からラスタ走査形に切
出して該切りだし画素に対するラベル値付与や連結性認
識等の処理を行う。すなわち、この切出された画素にあ
って注目画素と隣接（又は連結）し、且つ既にラベルが
付与されている画素のラベル値により画素のラベル値を
決定して付与する。この一連の手順を１次ラベリングと
言うことがある。

更にこの場合、２つの異なるラベル値の付与されている
画素が連結しているとき（ラベルが合流しているとも言
う）、ラベル間連結情報テーブルにその情報を書込み、
１回目の画像、全体のラスタ走査が終了した後に、ラベ
ル間連結情報テーブルにおけるラベル間連結情報を統合
する。その後に、１次ラベリング処理によって付与され
た仮ラベル画像を再度ラスタ走査し、上記の統合処理さ
れたテーブルに基づき連結パターン上の画素が同一ラベ
ル値になるように処理し、最終ラベル画像を得る。この
手順を２次ラベリングと言うことがある。

以上の１次ラベリング、２次ラベリングによる従来のラ
ベリング処理方式の具体例を、特開昭６２−４６３８１
号公報に示されている第８図を参照して説明する。すな
わち、第８図に示すように原画像に対しては、同一物体
でも初めは別々の物体として異なるラベル値を付ける。

これは、後に分離したラベル値が合流する点（ジヨイン
ト点）で同一物体とわかるため、この時点で分離ラベル
の関係をラベル関係テーブルＬＲＴに記憶する。

このような仮のラベルを付けながらラベル関係テーブル
ＬＲＴを作成する処理を仮ラベリング（１次ラベリング
）と呼ぶ。この仮ラベリングに引続きラベル関係テーブ
ルＬＲＴをソフトウェアで解析し、最終的なラベルを付
けるためのラベル変換テーブルＬＴＴを作成する。これ
をテーブル変換と呼ぶ。次にこのラベル変換テーブルＬ
ＴＴに基づき仮ラベルを最終ラベルに変換する。これを
リラベリング（２次ラベリング）と呼ぶ。ここで、最終
ラベル画像を得るためには仮ラベリング処理で得られた
仮のラベルを一旦画像メモリに記憶させて仮ラベル画像
を得、更に、この仮ラベル画像を用いてラベル変換テー
ブルＬＴＴのテーブル参照により最終的なラベル画像を
得るようにしている。

上述した従来の方式では、第８図に示すような比較的単
純なパターンであれば分離が生じることなく正確にパタ
ーンそれぞれにラベル値を付与することができるが、複
雑な連結パターンであると分離を生じることがある。以
下、分離が生じる例を第９図〜第１３図を参照して説明
する。すなわち、第９図に示すように画像ＦＭ中に一つ
の連結パターンＦＡＴがあり、これを論理マスクＭＡに
よりラベリングする例を説明する。第１０図は第９図の
拡大図であり、最終ラベル画像としては本来は第１１図
に示す連結パターンＦＡＴのラベル値が例えば１で、周
囲のラベル値が例えば０のものになるべきものである。

ここで、便宜的に第０行〜第１２行を定めた第１２図に
示すように、第１行〜第１２行までの連結パターンＦＡ
Ｔの各領域画素に論理マスク領域での連結性の認識によ
りラベル値１〜８が付与され、このラベル関係は第１３
図（ａ）に示すラベル関係テーブルＬＲＴに書込まれ、
仮ラベルが出来上がる。そして、統合処理がなされるこ
とにより第１３図（ｂ）のラベル変換テーブルＬＴＴが
出来上がる。このラベル変換テーブルＬＴＴによる最終
ラベル画像は第１４図のようになり、図示の如く本来は
連結してぃなけばならないのにラベル値１と３との分離
が生じることになる。

このような分離は、一つのラベル関係テーブル上で合流
ラベル対を認識しているためであるので、これを生じな
いようにする対策としては、仮ラベル処理後に作成され
るラベル関係テーブルを記憶するに加えて、合流ラベル
対（例えば２−１）の全てを画像メモリ上の位置（アド
レス）に対応して記憶しておくことにより実現できる。

しかし乍、このような手法を取ると、結果的に２つのラ
ベル関係テーブルが存在することと同じになり、統合の
ための比較演算量が格段に増加しくラベル値の種類の数
の階乗分だけ比較演算を行う。）且つ処理が複雑になる
という問題点があり、実用的でなかった。

上述以外の手法としては、分離は一つのラベル関係テー
ブル上で合流ラベル対を認識しているために生じる結果
であることに着目し、ラベル関係を複数個のテーブルで
表すものがある。しかし乍この手法も上述と同じように
統合のための比較演算量が格段に増加し且つ処理が複雑
になるという問題点があり、実用的でなかった。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来の技術においては、２つの手法共に
ラベル統合のための比較演算量が格段に増加し且つ処理
が複雑になることからその処理時間は多く要することに
なり、ビデオレートでしかも連続する２値画像に対して
ラベリングを行うことは容易でなかった。

そこで本発明の目的は、ビデオレートで、しかも連続す
る２値画像に対して分離を生じないようにしてラベリン
グすることができるようにしたラベリング処理方式を提
供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じたことを特徴としている。すなわち
、本発明は、２値画像をラスタ走査することによって得
られる画素列に対し、連続する２行に亙る論理マスクに
よってその局所領域内の注目画素に対してラベルを付し
且つそのラベル値を、画像メモリに割当てし且つテーブ
ルに書込むと共に周囲画素との連結性を識別し該認識に
基づいて前記テーブルに書込まれたラベル値を更新する
ことを特徴とするものであり、この場合、ラスタ走査の
行間にて前記テーブルに保持されたラベルの連結量情報
を統合処理するようにしてもよい。

（作用） このような構成によれば、論理マスクのラスタ走査によ
り注目画素毎にラベル付けに伴うラベル値の画像メモリ
への割当と、テーブルへの書込み及び連結性識別による
ラベル値の更新と各行後とのラベルの統合が一括して行
われるので、任意形状のパターンを有する２値画像に対
して分離を生じないようにしてラベリングすることがで
きるる。また、画像メモリへの割当処理、テーブルへの
書込み及び連結性識別によるラベル値の更新処理は、単
にデータ書込み処理及び判断処理を画素数だけ行うもの
であるので、従来のような比較演算と比べると単純であ
り且つ処理時間も要しない。

従って、ラスタ走査の行間にて前記テーブルに保持され
たラベル値を前記画像メモリに割当て処理することによ
り、ビデオレートで、しかも連続する２値画像に対して
分離を生じないようにしてラベリングすることができる
ものである。

（実施例） 以下本発明にかかるラベリング処理方式の一実施例を図
面を参照して説明する。

第１図は本実施例方式を実行することができるプロセッ
サのハードウェア構成を示すブロック図、第２図は論理
マスクを示す図、第３図は本実施例におけるラベル付け
のアルゴリズムを示す図、第４図はラベル間連結情報統
合テーブル及びその統合アルゴリズムを示す図、第５図
〜第７図は連結パターンに対するラベリングの具体例を
示す図である。

第１図に示すプロセッサにおいて、第２図に示す論理マ
スクＭＡにより画像メモリＦＭ上をラスタ走査しながら
連結性判断と、ラベル付は操作を行う。実際には第１図
のプロセッサは、ビデオレートで送られてくる連続画像
に対するハードウェア上のバイブライン処理により、１
次ラベリング部１０による１次ラベリング処理つまり２
値画像をラスタ走査することによりて得られる画素列に
′対し、連続する２行に亙る論理マスク（局所マスク）
ＭＡによってその局所領域内の注目画素Ｐに対してラベ
ルを付し且つそのラベル値を、画像メモリ２１に割当て
し且つテーブル１３に書込むと共に周囲画素との連結性
を識別し該認識に基づいて前記テーブル１３に書込まれ
たラベル値を更新する処理と、これに引続く２次ラベリ
ング部２０による２次ラベリング処理つまりラスタ走査
のブランキング期間である行間にて前記テーブルＬＲＡ
Ｍ＾１３に保持されたラベル値間の連結情報の統合処理
との２段階で実行される。

また、第２図の論理マスクＭＡ中のｘ、ｙ、ｚ。

Ｕはそれらが位装置する点（画素）でのラベル値を表す
変数とし、Ｐはその点の２値パターンの値（１又は０）
を表す変数とする。さらに、連結という用語は以下８連
接の意味で用いる。そして、第３図において、連接情報
を示すテーブルを１次元配列ＬＲＡＭ　（・）で表す。

そしてテーブルＬＲＡＭＡ１３はＲＡＭ　（ランダムア
クセスメモリ）等にて実現される。また、ラベル（数）
カウンタ値をＬＣとし、 Ｖ−ｗａｘ　　（Ｘ、Ｕ）　、Ｚ’−ＬＲＡＭ　（Ｚ）
とし、記号“−”は変数への代入を表すものとする。

先ず、１次ラベリング部１０ついて説明する。

すなわち、この１次ラベリング部１０における処理は８
通りに場合分けをして連結性判断とラベル付は操作を第
３図のアルゴリズムに従って行う。

第３図のアルゴリズムは、（１）から（８）までの手順
により注目画素Ｐに対してその出現順にインクリメント
されるラベルカウンタ値ＬＣを付し且つその連接情報と
してラベル値をテーブルＬＲＡＭＡ１３に書込むように
なっている。この場合、注目画素Ｐとこれに隣接してい
る周囲画素とが連結性を有するものであると判断される
と、注目画素Ｐのラベル値をその連結している画素（既
にラベル値が付けられている。）のラベル値に設定すべ
く処理を行う。

以上のアルゴリズムは、−時保持レジスタ群１１及びラ
インバッファ１４を経て送られてくる画素Ｘ、Ｙ、Ｚ、
Ｐ、Ｕに対してラベル付は論理回路１２で実行される。

また、各行の走査毎に連結情報テーブルＬＲＡＭＡ１３
におけるラベル情報の統合が行われる。すなわち、この
ラベル統合処理のアルゴリズムは、ラベル統合回路１５
により第４図（ａ）に示すテーブルＬＲＡＭ＾１３に対
し第４図（ｂ）のステップＳｔ−ステップＳ４が実行さ
れることによりなされる。ここで、ラベル値の最大値を
Ｎとし、ｋをテーブルＬＲＡＭＡ１３へのアドレス値と
している。このアルゴリズムにより行われる統合処理は
、作成されているテーブルＬ　ＲＡ　Ｍ　Ａ１３のラベ
ル値をアドレスとし、該アドレスを１づつインクリメン
トしつつ順次該アドレスをラベル値として再代入するこ
とによりラベル統合が行われるようになる。

次に２次ラベリング部２０について説明する。

すなわち、上述の１次ラベリング処理によってラベル付
けされた画像は画像メモリ２１に蓄えられ、１画像分デ
イレイされる。画像の最終行が１次ラベリング部１０を
通過した後、その行でのラベル統合が行われ、同時にそ
の統合情報はコピー回路２３によりテーブルＬＲＡＭｓ
２２にコピーされる。その後、次の入力画像が１次ラベ
リング処理されるとき、画像メモリ２１内の画像はパイ
プライン的に押出される。このとき、１次ラベリングで
既にラベル付けされた画像の値をアドレスとしてテーブ
ルＬＲＡＭｅ２２へアクセスし、そのデータを出力する
。すなわち、テーブルＬ　ＲＡ　Ｍ　Ｆ１２２が一種の
濃度変換テーブルとなり、この変換により各連結成分は
それぞれ同一のラベル値となる。

以上の具体例は第５図〜第７図に示される。すなわち、
連結パターンＦＡＴは第５図から第６図へと行毎にラベ
ル付けがなされ、第１２行において連結性判断により統
合処理が行われるので、第７図に示すように最終ラベル
画像が出力されることになる。

以上のように本実施例によれば、論理マスクＭＡのラス
タ走査により注目画素毎にラベル付けに伴うラベル値の
画像メモリ２１への割当と、テーブルＬＲＡＭへの書込
み及び連結性識別によるラベル値の更新とが一括して行
われるので、従来のようにテーブルＬＲＡＭＡ１３上で
連結性の讃別を行ってないことにより、２値画像に対し
て分離を生じないようにしてラベリングすることができ
る。また、画像メモリ２１への割当処理、テーブルＬ　
ＲＡ　ＭＡ　１３への書込み及び連結性識別によるラベ
ル値の更新処理は、単にデータ書込み処理及び判断処理
を画素数だけ行うものであるので、従来のような比較演
算と比べると単純であり且つ処理時間も要しない。従っ
て、ビデオレートで、しかも連続する２値画像に対して
分離を生じないようにしてラベリングすることができる
ものである。

さらに、ラスタ走査の行間つまりブランキング期間を利
用してテーブルＬＲＡＭに保持されたラベル値間の連結
情報の統合処理することにより、−層の短時間処理を可
能にできる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるもので
ある。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、１個のテーブルを用いて
ラベル値の割当、書込み及び連結性識別によるラベル値
の更新処理を行うようにしているので、ビデオレートで
、しかも連続する２値画像に対して分離を生じないよう
にしてラベリングすることができるようにしたラベリン
グ処理方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるラベリング処理方式の一実施例
を実行することができるプロセッサの７１−ドウエア構
成を示すブロック図、第２図は論理マスクを示す図、第
３図は本実施例におけるラベル付けのアルゴリズムを示
す図、第４図はラベル間連結情報統合テーブル及びその
統合アルゴリズムを示す図、第５図〜第７図は連結パタ
ーンに対するラベリングの具体例を示す図、第８図は従
来骨 例を示す図、第９図〜第１７図は従来の方式による問題
点を示す図である。 １０・・・１次ラベリング部、１１・・・レジスタ群、
１２・・・ラベル付は論理回路、１３・・・連結情報テ
ーブル（ＬＲＡＭＡ　）　、１４・・・ラインバッファ
、１５・・・ラベル統合回路、２０・・・２次ラベリン
グ部、２１・・・画像メモリ、２２・・・連結情報テー
ブル（ＬＲＡＭＢ　）　、２３・・・コピー回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第３図 第４図 第８図 ＭＡ 第９図 （ａ） 第１３ （ｂ） 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２値画像をラスタ走査することによって得られる
   画素列に対し、連続する２行に亙る論理マスクによって
   その局所領域内の注目画素に対してラベルを付し且つそ
   のラベル値を、画像メモリに割当てし且つテーブルに書
   込むと共に周囲画素との連結性を識別し該認識に基づい
   て前記テーブルに書込まれたラベル値を更新することを
   特徴とするラベリング処理方式。
2. （２）ラスタ走査の行間にて前記テーブルに保持された
   ラベル間連結情報の統合処理をすることを特徴とする請
   求項１記載のラベリング処理方式。