JPH06233315A - カラー画像信号のための領域分離装置 - Google Patents

カラー画像信号のための領域分離装置

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JPH06233315A
JPH06233315A JP5014092A JP1409293A JPH06233315A JP H06233315 A JPH06233315 A JP H06233315A JP 5014092 A JP5014092 A JP 5014092A JP 1409293 A JP1409293 A JP 1409293A JP H06233315 A JPH06233315 A JP H06233315A
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耕一 石淵
Haruo Takemura
治雄 竹村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 微妙なしきい値設定が可能となり、光源変化
およびノイズに対して正確な分離を可能にすることを目
的とする。 【構成】 カラー映像信号を画像変換部1によって色
相,彩度および明度の各信号に変換し、変換後得られた
明度信号を背景記憶部2に記憶し、変換された色彩およ
び彩度の各信号を対象物体の色彩モデルを用いて色彩変
換部4により色彩変換し、変換して得られた明度信号と
記憶されている明度信号との差を明度差検出部5によっ
て検出し、得られた色彩信号と明度差信号とに基づい
て、確率画像作成部6により確率画像を作成し、その確
率信号を領域分離部7で2値化処理して対象物体の領域
のみを分離して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は画像信号のための領域
分離装置に関し、特に、映像中の対象物体の映像のみを
切出し、その物体の計測あるいは認識を行なう場合にお
いて、カラー画像中の対象物体のみを抽出するような領
域分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像処理の分野では、映像信号の中から
対象物体の映像のみを切出し、その物体の計測または認
識を行なったり、別の映像信号との合成を行なったりす
る場合がある。従来、カラー映像から対象物体を抽出す
る方式として、以下に述べる3つの方法がある。まず、
第1の方法としてカラー映像信号を光の3原色である、
R(赤),G(緑),B(青)の3成分からなるRGB
表現で表わし、各成分の値で比較する方法と、第2の方
法として、R,G,B成分をH(色相),S(彩度),
V(明度)の3成分で構成されるHSV表現に変換し、
HSの値をしきい値処理する方法と、第3の方法とし
て、H(色相),T(色彩の強さ),V(明度)の3成
分で構成されるHTV表現に変換し、HTの値をしきい
値処理する方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
第1の方法では、3原色をそのまま用いるため、照明の
変化や対象物体の影などで明るさの変化が生じた場合、
色成分の値も大きく変化してしまうので、対象物体を誤
認識してしまう欠点がある。また、第2および第3の方
法では、HSあるいはHTを個別にしきい値処理してし
まうことで、領域分離精度を低下させてしまうという欠
点があった。
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、画
像に対してノイズ処理,しきい値処理を行ない、微妙な
しきい値設定が可能となり、光源変化およびノイズに対
して正確な分離が可能となるようなカラー画像信号のた
めの領域分離装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る領域分離
装置は、予め定められた領域中にある複数の被写体を表
示するためのカラー画像信号を受け、色相,彩度および
明度の各信号に変換する第1の変換手段と、複数の被写
体が除かれた背景画像信号を第1の変換手段によって変
換後得られる明度信号を記憶する背景記憶手段と、起動
前または起動時に対象物体の色彩モデルを作成する色彩
モデル作成手段と、カラー画像信号を第1の変換手段に
よって変換後得られた色相および彩度の各信号を色彩モ
デルを用いて色彩変換する第2の変換手段と、カラー画
像信号を第1の変換手段によって変換後得られた信号と
背景記憶手段により記憶された明度信号との差を検出す
る第3の変換手段と、第2および第3の変換手段によっ
て得られた各信号から確率画像を作成する第4の変換手
段と、第4の変換手段によって得られる確率信号を2値
化処理して対象物体の領域のみを分離する分離手段とを
備えて構成される。
【0006】
【作用】この発明に係る対象物体分離装置は、対象物体
の色相,彩度の各平均値および分散値から対象物体の色
彩モデルを作成し、この色彩モデルを用いてカラー画像
信号の色相および彩度信号を色彩確率画像に変換する。
一方、画像信号の明度信号は、背景記憶手段により記憶
された明度信号との差から明度確率画像に変換される。
その後、色彩確率画像と明度確率画像との画像間の積を
とり、物体の確率画像に変換される。従来行なわれてき
たしきい値処理は、物体の確率画像を作成する以前に2
値化するため、正確な分離が困難であったが、この発明
では、確率画像を用い、この画像に対してノイズ処理お
よびしきい値処理を行なうため、微妙なしきい値設定が
可能となり、光源変化およびノイズに対して正確な分離
が可能となる。
【0007】
【実施例】図1はこの発明の一実施例の概略ブロック図
であり、図2は図1に示した色彩モデル作成部のブロッ
ク図である。
【0008】まず、図1を参照して、領域分割装置は、
対象物体の色彩モデルS7を作成する色彩モデル作成部
3とカラー画像信号S1およびS7を受け、領域分離演
算処理を行なう演算処理部9とを含む。演算処理部9は
カラー映像信号S1を色相,彩度および明度の各信号に
変換する画像変換部1と、画像変換部1から発生された
画像信号S2およびS3を選択する切替部8を含む。画
像信号S2は対象物体を含まない背景のみを表示するた
めの信号であり、画像信号S3は対象物体を含む画像を
表示するための信号である。画像信号S2およびS3は
切換部8を介して背景記憶部2または色彩変換部4に与
えられる。背景記憶部2は画像信号S2を受け、そのう
ちの明度信号S22 のみを記憶する。色彩変換部4は切
替部8を介して与えられる画像信号S3のうちの色彩の
みの信号S31 を受け、色彩モデル信号S7を用いて色
彩確率画像信号S41 を得る。明度差検出部4は、切換
部8を介して与えられる対象物体を含む画像信号S3の
明度のみの信号S32 および背景記憶部2からの明度信
号S22 を受け、明度確率画像信号S42 を得る。確率
画像作成部4では、色彩確率画像S41 および明度確率
画像信号S42 を受け、物体の確率画像信号S5を得
る。そして、領域分離部7では、確率画像信号S5を受
け、対象物体の領域信号S6を得る。
【0009】図2は図1に示した色彩モデル作成部3の
一例の概略ブロック図である。図2を参照して、まずこ
の色彩モデル作成部3は、カラー映像信号S31を色彩
信号S321 および明度信号S322 に変換する画像変
換部31を含む。画像記憶部32は明度信号S322
記憶し、同時に前フレームの明度信号S332 を出力す
る。明度差検出部35では、現フレームの明度信号S3
2 と前フレームの明度信号S332 とを受け、それら
の差信号S34を得る。色彩モデル変換部33では、差
信号S34より求めた対象物体領域の色彩情報を色彩信
号S321 を用いて抽出し、色彩モデルS7を作成す
る。
【0010】図3は色彩モデルの一例を示し、図4は図
3の色彩モデルを用いて確率分布を求めた例を示す図で
あり、図5は高精度な色彩モデルの一例であり、図6は
図5に示した色彩モデルを用いて確率分布を求めた例を
示す図である。
【0011】次に、図1ないし図6を参照して、領域分
割処理について具体的に説明する。まず、画像変換部1
はカラー映像信号S1を受ける。通常、1つの画像を構
成する映像信号はフレームによって時間的に連続する画
像が得られるが、以下の説明では、説明を簡単にするた
めに、1つの画像すなわち1つのフレームの画像信号の
処理について説明する。画像変換部1は、与えられた1
画面分の映像信号S1をA/D変換後、H(色相),S
(彩度)およびV(明度)の各信号に分離する。まず、
対象物体を含まない背景だけの明度信号を記憶するた
め、切換部8のスイッチをBに切換え、明度信号S22
のみを背景記憶部2に記憶する。次に、切換部8のスイ
ッチをAに切換えることにより、色彩変換部4へ対象物
体を含む色相および彩度信号S31 を与え、明度差検出
部5へ対象物体を含む明度信号S3 2 を送る。色彩変換
部4では、色彩モデルS7を用いて色彩信号S31 を変
換し、色彩確率画像S41 を出力する。
【0012】たとえば、色彩モデル7が図3に示したも
のであるとする。色相は原点からhxで1周期とし、彩
度は原点から最大値sxまでの値をとり、対象物体の存
在確率は原点が確率0,最大値pxで確率1である。ま
た、色彩信号が図4(a)に示すように与えられたもの
とする。領域1内の彩度値のみがすべてs1以上であ
り、領域2内の色相値のみがh1以上h2以下であると
すると、出力される色彩確率画像は領域2とそれ以外の
2値画像となる。たとえば、線分ab上の彩度値が図4
(b)であり、色相値が図4(c)であるとき、出力値
は図4(d)となる。これは、色相,彩度をそれぞれ独
立に2値処理し、それらの積を取る従来の処理と同等と
なる。一方、色彩モデルが図5に示すような例の場合、
出力される線分をab上の確率分布は図6(d)に示す
ようになり、これは図4(d)と比較して多くの情報を
保存していることがわかる。
【0013】明度差検出部5では、対象物体を含む明度
信号S32 から背景記憶部2の明度信号S22 の差分を
とり、明度確率画像信号S42 を作成する。確率画像作
成部6では、色彩確率信号S41 と明度確率画像信号S
2 との積をとり、対象物体の存在確率画像をS5とし
て出力する。
【0014】図7は確率画像S5の確率分布の一例を示
す図であり、特に、図7(a)は上述の手法を用いて得
た分布を示し、図7(b)は色相,彩度,明度差分,各
画像に対してしきい値処理を施した後論理積をとった2
値分布である。分布は各画像のノイズに対して非常に感
度がよくなっている様子がわかる。一方、図7(a)で
は各画像間のノイズを打消し合っている様子がわかる。
【0015】領域分離部7では、図7(b)に示すよう
な確率画像に、低周波成分通過フィルタなどのノイズ消
去フィルタをかけた後2値化する。2値化は対象物体の
領域信号S6を得る直前に行なうことができるので、2
値のためのしきい値を適応的に変化させることが容易で
ある。
【0016】次に、図2を参照して、色彩モデル作成手
法について具体的に説明する。カラー映像信号S31を
画像変換部31によって色相,彩度,明度の各信号に変
換する。明度信号S322 は画像記憶部32によって記
憶され、同時に前フレームの明度信号S332 が出力さ
れる。明度差検出部35は、現フレームの明度信号S3
2 と前フレームの明度信号S332 とを受け、それら
の差信号S34を得る。色彩モデル変換部33では、差
信号S34の値を重みW(i,j)とし、色彩度画像S
321 から色相値および彩度値をサンプリングする。サ
ンプリングした色相および彩度の平均値をそれぞれ
n ,ms とし、分散値をそれぞれσn ,σ s とする
と、一例として確率モデルP(h,s) は以下のように表わ
すことができる。
【0017】
【数1】
【0018】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、対象
物体の色相,彩度の各平均値および分散値から対象物体
の色彩モデルを作成し、この色彩モデルを用いてカラー
画像信号の色彩および彩度信号を色彩確率画像に変換
し、画像信号の明度信号は背景記憶手段により記憶され
た明度信号との差から明度確率画像に変換し、その色彩
確率画像と明度確率画像とから画像間の積をとり、物体
の確率画像に変換するようにしたので、微妙なしきい値
設定が可能となり、光源変化およびノイズに対して正確
な分離が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す領域分離装置の概略
ブロック図である。
【図2】図1に示した色彩モデル作成部のブロック図で
ある。
【図3】色彩モデルの一例を示す図である。
【図4】図3に示した色彩モデルを用いて確率分布を求
めた例を示す図である。
【図5】高精度な色彩モデルの一例を示す図である。
【図6】図5に示した色彩モデルを用いて確率分布を求
めた例を示す図である。
【図7】確率画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 画像変換部 2 背景記憶部 3 色彩モデル作成部 4 色彩変換部 5 明度差検出部 6 確率画像作成部 7 領域分離部 8 切換部 9 演算処理部 31 画像変換部 32 画像記憶部 33 色彩モデル変換部 35 明度差検出部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め定められた背景中にある複数の被写
    体を撮像したカラー画像信号から前記背景部分を分離
    し、かつ対象被写体のみを分離抽出するカラー画像信号
    のための領域分離装置であって、 前記カラー画像信号を受け、色相,彩度および明度の各
    信号に変換する第1の変換手段と、 前記複数の被写体が除かれた背景画像信号を前記第1の
    変換手段によって変換後得られた明度信号を記憶する背
    景記憶手段と、 起動前または起動時に被写体の色彩モデルを作成する色
    彩モデル作成手段と、 前記カラー画像信号を前記第1の変換手段によって変換
    後得られた色相および彩度の各信号を前記色彩モデルを
    用いて色彩変換する第2の変換手段と、 前記カラー画像信号を前記第1の変換手段によって変換
    後得られた明度信号と前記背景記憶手段により記憶され
    た明度信号との差を検出する第3の変換手段と、 前記第2および第3の変換手段によって得られた各信号
    から確率画像を作成する第4の変換手段と、 前記第4の変換手段によって得られた確率信号を2値化
    処理して前記対象物体の領域のみを分離する分離手段と
    を備えた、カラー画像信号のための領域分離装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003046848A (ja) * 2001-07-27 2003-02-14 Olympus Optical Co Ltd 撮像システムおよび撮像プログラム
JP2003108988A (ja) * 2001-07-12 2003-04-11 Eastman Kodak Co 明度調整のためのデジタル画像の処理方法

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