JPH0221026B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は２値画像中から所望とする分離画像領
域を抽出し、各分離画像領域に相互に識別可能な
ラベルを効果的に付すことのできる領域ラベリン
グ回路に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、画像処理技術が各種の診断・計測装置に
応用されるようになつてきた。例えば細胞診や粒
子計測等では、入力画像中から特定形状・大きさ
の部分画像だけを分離画像領域として抽出し、こ
れを計測することが行われている。この場合、上
記入力画像中から抽出した複数の分離画像領域を
相互に識別するべく、各分離画像領域にラベルを
付すことが行われる。

例えば第６図ａに示す如き２値画像１中から、
画素データが“１”で示される画素の集りを分離
画像領域としてそれぞれ抽出し、各分離画像領域
（分離画像領域を形成する画素群）毎に同図ｂに
示すように順次ラベル番号を付して、そのラベリ
ングが行われている。

この分離画像領域の抽出は、例えば前記２値画
像を走査してその画素データを順次入力しながら
第７図に示されるようなマスク２を用い、注目画
素とその４方向に隣接する画素の連結性を判断し
て行われる。具体的には、前記２値画像の走査に
よつて画素データが順次入力されることから、走
査点Ｃの画素データGCと、その画素Ｃに隣接す
る１走査ライン前の画素Ａの画素データGA、お
よび前走査点Ｂの画素データGBとから、上記画
素Ｃが画素データ“１”で示されるときの該画素
Ｃの孤立性を判定し、隣接画素と繋りを持つ画素
を相互にまとめながら前記２値画像中で孤立した
画素データ“１”の集合部分を検出することによ
つて行われる。そして、このようにして抽出され
る分離画像領域に対して、ラベル番号を次々と付
すことによつて、第６図ｂに示すようなラベリン
グ画像３を得ることが可能となる。

しかしてこのようなラベリング処理は、従来、
第８図に示す如く構成した回路によつて行われて
いる。第８図において連結モード判定部４は、上
述したマスク２を用いて走査点画素の隣接画素と
の連結性を判定するブロツクであり、中間ラベル
生成部５は、上記連結モード判定部４にて検出さ
れた分離画像領域に対してラベル番号カウンタ６
によつて示されるラベル番号を順に付すブロツク
である。そして上記ラベル番号カウンタ６は、１
つの分離画像領域にラベル番号が付される都度イ
ンクリメントされ、順次抽出される分離画像領域
に対して次々と新しいラベル番号を付す如く制御
されている。

ところが、上記の如く構成された従来の領域ラ
ベリング回路にあつては、前記ラベル番号カウン
タ６のハードウエア上の制約等から、例えば使用
可能なラベル番号を（０）から（511）までとす
る等して制限を設けている。然し乍ら、計測対象
の中には上記制約数を遥かに越える数の分離画像
領域が抽出されるものが多々あり、このような場
合には上述したラベリング処理が妨げられた。そ
こで従来、入力画像１を予め複数の処理対象領域
に分割し、各処理対象領域毎に上述したラベリン
グ処理を行う等の工夫を施しているが、その処理
に多大な時間を必要とする等の不具合があつた。

また前記ラベル番号カウンタ６の容量を増やす
ことも考えられているが、回路のハードウエア構
成が相当複雑化することが否めなかつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、画像中から多数
抽出される分離画像領域に効率良くラベルを付す
ことのできる簡易な構成の領域ラベリング回路を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、２値画像を走査して画素データを順
次入力し、隣接画素との画素データの繋り関係か
ら上記２値画像中の分離画像領域を検出し、各分
離画像領域毎に相互に識別可能なラベルを付す領
域ラベリング回路において、例えば先にラベルを
付した分離画像領域に対する処理が終了し、その
分離画像領域に付したラベルを用いる必要性がな
つた等の理由により既に不要となつたラベルを、
上記２値画像の走査に応じて、例えば前記２値画
像の１ラインの走査を終了したとき、現ラインお
よび前ラインに出現したラベルを判定する等して
検出し、この不要判定されたラベルを再使用して
なることを特徴とするものである。

例えば上記分離画像領域に対するラベルの付与
を、複数のラベルを格納したラベル・テーブルを
テーブル・アドレス・カウンタによりアドレス指
定して該ラベルを選択的に読出し、且つ上記ラベ
ル・テーブルから１つのラベルを読出す都度、前
記テーブル・アドレス・カウンタをインクリメン
ト（＋１）して上記ラベルの読出しを制御して行
うようにする。そして上記不要ラベルの検出時に
は、上記テーブル・アドレス・カウンタをデクリ
メント（−１）すると共に、このデクリメントさ
れたカウンタによつて指定される前記ラベル・テ
ーブルのアドレスに上記不要判定されたラベルを
登録し、この登録されたラベルを前記ラベル・テ
ーブルから再び読出すことによつて、その不要ラ
ベルを再使用するようにしたものである。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、所謂使用済ラベルを
再使用するのでラベルの絶対数を増やすことな
く、多くの分離画像領域にそれぞれ識別可能なラ
ベルを付すことが可能となる。しかもラベル・テ
ーブルを用いた簡易な制御によつて、且つ比較的
小規模な回路構成によつてラベリングを行うこと
ができる。従つて、入力画像中から分離画像領域
が多数抽出される場合であつても、従来のように
処理対象領域を予め分割する等の工夫を施す必要
がないので、その処理時間が長くなることがな
く、またその処理が繁雑化する不具合もない等の
実用上多大なる効果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。

第１図は実施例回路の概略構成を示すもので、
大略的には入力された２値画像を走査し、その画
像データを順次入力して、例えば前述したような
マスク２を用いて画素間の連結性を判定する連結
モード判定部１１、テーブル・アドレス・カウン
タ１２のアドレス指定を受けてラベル番号テーブ
ル１３から選択的に読出されるラベルを、上記判
定検出された画素間の連結モードに従つて走査点
画素に付す中間ラベル生成部１４、および前記２
値画像の走査に同期して既に不要となつたラベル
を判定検出する不要ラベル判定部１５とにより構
成される。

連結モード判定部１１、および中間ラベル生成
部１４は、従来回路と同様に構成されるもので、
２値画像の走査点画素の画素データが“１”であ
るとき、その隣接画素の画素データが“１”であ
るか否かを判定している。そしてその画素が上記
隣接画素と連結していないことが検出された場合
には、その画素が分離画像領域として始めて出現
したものであると判定し、中間ラベル生成部１４
にて前記ラベル番号テーブル１３から読出された
ラベルを付している。また、上記画素がその隣接
画素と連結していると判定した場合には、該隣接
画素には走査の前時点で既にラベルが付されてい
ることから、そのラベルを参照して同じラベルを
付している。尚、この場合、前記マスク２を用い
て４方向の連結性を判定していることから、相互
に異なるラベルが付されていた画素Ａと画素Ｂと
が、画素Ｃの出現によつて連結され、１つの分離
画像領域であるとして判定される場合がある。こ
のような場合には、中間ラベル生成部１４にて、
例えばラベル番号の若い方にそのラベルを統一す
る等のラベル修正が行われる。

具体的には、例えば第２図にその処理アルゴリ
ズムを示すように、１走査ラインの画素数が
（512）である場合、先ず画素制御値Ｎを零（０）
に初期設定し（ステツプ２１）、前記マスク２の
処理対象画素（走査点位置の画素）Ｃの画素デー
タが“１”であるか否かを判定する（ステツプ２
２）。そして画素Ｃが“１”でない場合（“０”の
場合）には、ラベリング対象とする画素でないと
して、前記画素制御値Ｎをインクリメントし（ス
テツプ２３）、その値Ｎが１走査ラインの最終画
素であるか否かを判定し（ステツプ２４）、最終
画素でないことを確認して次の走査点画素に対す
る処理を上記ステツプ２２から繰返す。

しかして画素Ｃが“１”である場合には、次の
ステツプ２５として１走査ライン前の画素Ａの画
素データが“１”であるか否かを判定し、更にそ
の判定結果に応じてステツプ２６またはステツプ
２７にて１走査点前の画素Ｂの画素データが
“１”であるか否かを判定する。これらの判定処
理によつて前記画素Ｃが“１”である場合の、隣
接画素との連結性が次の４つのモードに分類され
る。

その１つは、画素Ａ，Ｂが共に“０”である場
合である。この場合には、画素Ｃが新たに出現し
た分離画像領域を形成するものであると判定し、
ステツプ２８に示すように前記ラベル番号テーブ
ル１３からその指定アドレスTAに格納されてい
るラベル番号を読出し、これをラベリングする。
その後、ステツプ２９にて上記指定アドレスTA
をインクリメントして前記ステツプ２３に結合
し、次の画素に対する処理に控える。

また画素Ｂのみが“１”の場合には、画素Ｃが
上記画素Ｂに連結して同じ分離画像領域を形成す
るものであると判定され、ステツプ３０にて画素
Ｃに画素Ｂと同じラベル番号を付し後、次の画素
に対する処理に控える。同様にして、画素Ａのみ
が“１”の場合には、画素Ａに付されたラベル番
号を画素Ｃに付す。

また前記画素Ａ，Ｂが共に“１”の場合には、
画素Ｃはその両者にそれぞれ連結していると判定
される。この場合には、その処理の前段階で上記
画素Ａ，Ｂにそれぞれ異なるラベル番号が付され
ていることがあるので、ステツプ３２にて先ずそ
のラベル番号を相互に判定し、例えば若い番号の
ラベルに統一する。その後、ステツプ３３で、画
素Ｃに上記統一したラベル番号を付し、次の画素
に対する処理に控える。このようにして先に付さ
れたラベルの修正を行いながら、相互に連結した
複数の画素には、順次同じラベルが付されること
になる。

中間ラベル生成部１４では、このようにして先
に走査された画素と連結性を持たない画素が出現
したときにのみ、前記ラベル番号テーブル１３か
ら読出される新しいラベルを付し、先に走査され
た画素と連結性を持つ画素が出現したときには、
その画素に付されたラベルを参照して同じラベル
を付している。

一方、ラベル番号テーブル１３は、例えば２５
６のアドレスを持ち、そのアドレス領域に（０）
〜（255）からなるラベル番号を予め格納して構
成されている。そしてこのラベル番号テーブル１
３は、前記不要ラベル判定部１５が後述するよう
にして不要ラベルを検出したとき、その不要判定
されたラベル番号をテーブル・アドレス・カウン
タ１２によつて指定されるアドレスに格納するも
のとなつている。

しかして、このラベル番号テーブル１３をアド
レス制御するテーブル・アドレス・カウンタ１２
は、例えば前記連結モード判定部１１の制御を受
けて、前記ラベル番号テーブル１３から１つのラ
ベルが読出される都度、そのカウント値がインク
リメント（＋１）され、また前記不要ラベル判定
部１５が不要ラベルを検出する都度、そのカウン
ト値がデクリメント（−１）される。上述した不
要ラベルのラベル番号テーブル１３への書込み
（登録）は、このデクリメント制御に同期して行
われ、そのデクリメントされたアドレスに該不要
判定されたラベルの登録が行われるようになつて
いる。このようなテーブル・アドレス・カウンタ
１２により、上述した如く不要判定されたラベル
の登録が行われるラベル番号テーブル１３がアド
レス指定され、その該当アドレスに格納されたラ
ベル番号が前記中間ラベル生成部１４に読出され
る。従つて、不要判定されてラベル番号テーブル
１３に登録されたラベル番号も、そのアドレス制
御によつて読出され、ラベリングに再使用される
ものとなつている。

ところで不要ラベル判定部１５によるラベルの
不要判定は、例えば次のようにして行われる。第
３図はその処理アルゴリズムの一例を示すもので
ある。

今、前記２値画像の走査によりラベリング処理
を行いながら、その抽出された分離画像領域に対
する画像処理（計測等）をそのラベル番号に基づ
いて同時に行うものとすると、一般的には１ライ
ン走査を終了する都度、幾つかの抽出された分離
画像領域に対する処理を終了することができる。
この場合、処理を終了した分離画像領域に対して
付されたラベル番号が、その後の処理には不要と
なることから、該ラベル番号を使用済として不要
判定することができる。

そこで不要ラベル判定部１５では、例えば前記
２値画像の１ラインの走査が終了する都度、先ず
ステツプ４１にてラベル判定制御値Ｉを、例えば
ラベル番号の大きいものから順に不要判定する如
く初期設定する。そして上記制御値Ｉで示される
ラベル番号がその前ラインで出現したか否かをス
テツプ４２にて調べ、次にステツプ４３では同様
にして現ラインの走査で出現したか否かを調べ
る。そして該ラベル番号が前ラインで出現し、且
つ現ラインで出現しなかつた場合、これを前ライ
ンまでに抽出された分離画像領域に対して付され
たものであり、現時点では既に不要になつたもの
であると判定している。そして不要ラベルを判定
検出したとき、ステツプ４４にて前述したように
前記テーブル・アドレス・カウンタ１２が指すラ
ベル番号テーブル１３のアドレスをデクリメント
（−１）し、そのアドレスに上記不要判定したラ
ベル番号を登録している（ステツプ４５）。その
後、前記ラベル判定制御値Ｉをデクリメントし
（ステツプ４６）、その制御値Ｉが零に達しないこ
とを確認して（ステツプ４７）、前述したステツ
プ４２からの処理を繰返す。従つて、この不要ラ
ベル判定時に複数の不要ラベルが検出される場合
には、不要ラベルが検出される都度、上記アドレ
スのデクリメントと、そのアドレスへの不要判定
されたラベル番号の書込みが行われることにな
る。

以上のようにして本実施例回路では、入力２値
画像を走査し、画素の連結性から分離画像領域を
順次抽出してラベル番号を付すに際して、１ライ
ン走査毎に不要ラベルの判定を行い、不要判定さ
れたラベル番号をラベル番号テーブル１３に登録
しながら、該ラベル番号テーブル１３のアドレス
を制御して新しく抽出される分離画像領域に次々
とラベル番号を付していくので、使用済として不
要判定されたラベル番号を効果的に再使用するこ
とが可能となる。

次に、その具体例を第４図および第５図を参照
して説明する。

第４図ａ，ｂは入力２値画像１６と、この２値
画像本回路によつてラベリングしたラベリング画
像１７とを対比して示すものであり、第５図ａ〜
ｆはそのラベリング処理時におけるラベル番号テ
ーブル１３の遷移状態と、その指定アドレスの関
係とを示す図である。尚、２値画像１６中におけ
る「１」は、画素データが“１”なる画素を示し
ており、その他の画素の画素データは“０”であ
る。またラベリング画素１７中の１，２，……
は、画素に付されたラベル番号を示している。

しかして２値画像１６の走査を開始する際、先
ずラベル番号テーブル１３は第５図ａに示すよう
に初期設定され、その最初のアドレスが矢印
（→）で示すように指定されている。この状態で
前記２値画像１６の最初のラインP₀の走査する
と、この走査ラインでは画素データ“１”なる画
素が検出されないことから、前述したようにラベ
ルの付与は行われない。従つてテーブル１３の状
態変化もない。

その後、２番目のラインP₁を走査すると、
“１”なる画素が先ず３つ連続して検出される。
しかしてこの場合には、先ずその最初の画素に対
して前記ラベル番号テーブル１３のアドレス指定
されているラベル番号１が付される。このラベル
番号の付与によつてラベル番号テーブル１３に対
する指定アドレスがインクリメントされる。そし
て次の画素に対してラベルを付与しようとすると
き、その画素が１つ前の画素に連結していること
から、前記ラベル番号テーブル１３からの次のラ
ベル番号の読出しが行われず、１つ前の画素と同
じラベル番号１が付与される。従つてこの時に
は、前記ラベル番号テーブル１３の状態はそのま
ま維持される。そして次の画素に対しても、同様
にしてラベリングが行われる。

その後、数画素をおいて再び“１”なる画素が
検出される。この場合には、前画素および１ライ
ン上の画素との連結性がないことから、新たに出
現した画素であると判定され、前記ラベル番号テ
ーブル１３から次のラベル番号２が読出され、該
画素に付与される。同様にして、更に数画素をお
いて検出される“１”なる画素に対しては、ラベ
ル番号テーブル１３からラベル番号３が読出さ
れ、これが付与される。そしてこのラインP₁で
は、３つの画素群を抽出してその走査が終了する
ことから、ラベル番号テーブル１３は、４番目の
アドレスが指定された状態で、その読出しを一時
中止することになる。

このようにして１ラインの走査を終了した時点
で、前記不要ラベル判定部１５による不要ラベル
の検出処理が行われる。しかし、この場合には前
ラインP₀でラベリングが行われていないことか
ら、不要ラベルは検出されない。従つて、次のラ
インP₂の走査が開始される。

しかしてこのラインP₂の走査時には、画素デ
ータが“１”であるとして検出された画素が、そ
れぞれ１ライン前の画素と連結性を有しているこ
とから、新たなラベリングが行われず、１ライン
前の画素に関連付けられてそれぞれ同じラベル番
号が付される。その後、このラインP₂の走査の
終了に伴つて前記不要ラベルの判定が行われる
と、ラベル番号２が不要ラベルとして検出され
る。この不要ラベルの検出によつて第５図ｂに示
すようにラベル番号テーブル１３の指定アドレス
が１つ戻され（デクリメント）、そのアドレスに
上記不要判定されたラベル番号２が登録される。
そしてこのラベル番号２が次に読出されるように
制御される。

しかして次のラインP₃を走査すると、このラ
インでは画素検出が行われない。この結果、当然
ラベリングが行われることがなく、前述した不要
ラベルの判定処理に進む。そしてこの不要ラベル
の判定処理では、先ずラベル番号３が不要ラベル
として検出され、前記ラベルデーブル１３のアド
レスのデクリメントと、そのアドレスのラベル番
号３の登録が行われ、続いてラベル番号１が不要
ラベルとして検出される。そしてこのラベル番号
１に対しても、前記アドレスのデクリメントと、
そのアドレスへの上記ラベル番号１の登録が行わ
れる。この状態が第５図ｃに示される。

しかる後、次のラインP₄の走査時には、新た
に“１”なる画素が検出されることから、第５図
ｃに示す指定アドレスのラベル番号から順に読出
され、ラベル番号１，３がそれぞれラベリングさ
れることになる。つまり、先に使用され、その後
不要となつたラベル番号１，３がそれぞれ再使用
されることになる。そしてラインP₄の走査終了
時には、ラベル番号テーブル１３は第５図ｄに示
すように３番目のアドレスが指定された状態で待
機することになる。

しかる後、次のラインの走査時には、ラベル番
号２，４が順に読出され、第５図ｅに示す状態に
ラベル番号テーブル１３の状態が変化した後、不
要ラベル判定が再び行われる。そしてこの時に
は、ラベル番号１が再び不要ラベルとして検出さ
れ、第５図ｆに示すように前記ラベル番号テーブ
ル１３に再登録される。

以降、このようなラベリング制御と不要ラベル
の判定、およびその再登録とが順次繰返して実行
され、不要判定されたラベル番号を再使用した第
４図ｂに示す如きラベリング画像１７が得られる
ことになる。

以上説明したように本回路によれば、比較的小
規模な回路構成によつてラベル番号を効果的に制
御しつつ、不要ラベルを判定検出して、これを再
使用することができる。従つてラベル番号テーブ
ル１３に準備されたラベルの数より多い分離画像
領域が抽出される場合であつても、これらの分離
画像領域に対して効果的にラベルを付すことがで
きる。そして従来のように、そのハードウエア構
成が大掛りとなつたり、或いはその処理時間が長
くなる等の不具合を招くことがない等の実用上多
大なる効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。例えばラベルは番号
として与える必要はなく、相互に識別可能なもの
であれば良い。またラベル数等は、処理対象画像
の画素数等の仕様に応じて定めれば良いものであ
る。またマスクとして８方向の画素の繋りを判定
するものを用いることも勿論可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例回路の概略構成図、
第２図は分離画像領域の抽出とそのラベリングの
処理アルゴリズムの例を示す図、第３図は不要ラ
ベルの判定検出の処理アルゴリズムの例を示す
図、第４図は２値画像と実施例回路により求めら
れるラベリング画像とを対比して示す図、第５図
はラベル番号テーブルの遷移状態を示す図、第６
図は従来のラベリング処理を示す図、第７図は画
素の連結性を検出する為のマスクの例を示す図、
第８図は従来の領域ラベリング回路の構成例を示
す図である。 １１…連結モード判定部、１２…テーブル・ア
ドレス・カウンタ、１３…ラベル番号テーブル、
１４…中間ラベル生成部、１５…不要ラベル判定
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２値画像を１ラインづつ走査して画素データ
   を順次入力し、隣接画素との画素データの繋がり
   関係から分離画像領域を検出し、各分離画像領域
   毎にラベルを順に付す領域ラベリング回路におい
   て、 前記２値画像の１ライン走査が終了する都度、
   前ラインで検出された分離画像領域の画素と連続
   性を有している画素が現ラインに存在しない場
   合、前ラインで検出された分離画像領域の画素に
   付されているラベルを不要ラベルとして判定する
   手段と、この不要判定されたラベルを現ラインで
   新たに検出された分離画像領域をなす画素に付与
   して再使用する手段とを具備したことを特徴とす
   る領域ラベリング回路。 ２ 分離画像領域に対するラベルの付与は、複数
   のラベルを格納したラベル・テーブルをテーブ
   ル・アドレス・カウンタによりアドレス指定する
   ことで該ラベルを選択的に読出し、且つ上記ラベ
   ル・テーブルから１つのラベルを読出す都度、前
   記テーブル・アドレス・カウンタをインクリメン
   トして上記ラベルの読出しを制御して行われ、不
   要判定されたラベルの再使用は、不要ラベルの検
   出時に上記テーブル・アドレス・カウンタをデク
   リメントすると共に、このデクリメントされたカ
   ウンタによつて指定される前記ラベル・テーブル
   のアドレスに上記不要ラベルを登録して行われる
   ものである特許請求の範囲第１項に記載の領域ラ
   ベリング回路。