ディジタル2値画像の形状解析アルゴリズムに関す る研究

ディジタル2値画像の形状解析アルゴリズムに関す る研究

著者 鈴木 智

発行年 1984‑03‑28

出版者 静岡大学

URL http://doi.org/10.14945/00006451

電子科学研究科

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博 士 論 文

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ズ

値 画 像

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ここ 関

の 形

す る

状 解 析

研 究

静 岡 大 学

 

大 学 院

 

電 子 科 学 研 究 科 電 子 応 用 工 学 専 攻

鈴 木

 

智

概 要

デ ィ ジ タ ル 画 像 処 理 の 分 野 で は

,ハ

ー ド ウ ェ ア の 発 達 に よ っ て ,

大 規 模 な 画 像 の 処 理 や 並 〕1処 理 専 用 ハ ー ド ウ ェ ア に よ る 処 理 が 可 能 に な る と と も に

,処

理 対 象 や 目 的 が 多 様 化 し て い る 。 そ こ で

,新

^し

い 処 理 手 法 を 開 発 す る こ と と

,既

存 の 基 本 処 理 手 法 に 対 し て

,大

^規

模 な 画 像 の 処 理 に 向 い た ア ル ゴ リ ズ ム と 並 列 処 理 専 用 ハ ー ド ウ ェ ア 向 き の ア ル ゴ リ ズ ム を 整 備 す る こ と が 必 要 に な っ て い る 。

本 論 文 は

,図

形 部 分 の 画 素 の1直 を

1,背

景 部 分 の 画 素 の 値 を

0と

す る

2値

画 像 を 入 力 と す る 処 理 手 法 に つ い て

,上

記 の 観 点 か ら 以 下 の こ と を1テ っ た 研 究 を ま と め た も の で あ る 。

第 一 に

,2値

画 像 の トポ ロ ジ カ ル な 特 徴 量 と 距 離 情 報 を 用 い て ,

2つ

の 新 し い 処 理 手 法

,す

^{な わ ち}

,Max型

距 離 変 換 と

6種

の 新 し い 図 形 融 合 を 提 案 し た 。

Max型

距 離 変 換 lま

,細

線 化

,図

^{形 の 中 心}

線 に そ っ た 方 向 の 長 さ の 計 測

,及

び 図 形 の 構 造 解 析 に 有 効 で あ る 。 新 し い 図 形 融 合 は

,形

状 の ス ム ー ジ ン グ

,連

結 成 分 の 分 割 ・ 併 合 ,

及 び 連 結 成 分 の 包 囲 関 係 の 解 析 に 有 効 で あ る 。

第 二 に

,既

存 の 処 理 手 法 で あ る 線 図 形 距 離 変 換

,図

形 融 合

,細

線 化

,ト

ポ ロ ジ カ ル な 特 徴 抽 出 に 対 し て

,逐

次 型 電 子 計 算 機 に よ る 処 理 に 向 い た 逐 次 型 ア ル ゴ リ ズ ム 及 び 逐 次 追 跡 型 ア ル ゴ リ ズ ム と

,並

列 処 理 専 用 ハ ー ド ウ ェ ア に よ る 処 理 に 向 い た 並

Fl型

ア ル ゴ リ ズ ム を 整 備 し た 。 本 研 究 に お い て 新 た に 提 案 し た ア ル ゴ リ ズ ム は

,従

来 の も の よ り

,処

理 速 度 の 向 上 に 有 利 で あ る 。

目 次

第

1章

第

2章

第

3章

第

4章

1。 1

1。 2

1。 3

2.1 2.2 2.3

3.1 3.2 3.3

4.1 4.2 4.3 4.4

ま え が き

画 像 処 理 と そ の ア ル ゴ リ ズ ム ーー 本 研 究 の 背 景

本 研 究 の 目 的 本 論 文 の 構 成

デ ィ ジ タ ル 画 像 と そ の 処 理 に 関 す る 基 礎 概 念 と 記 法

デ ィ ジ タ ル 画 像 の 表 現 と そ の 画 素 間 の 関 係

2値

画 像 の トポ ロ ジ カ ル な 性 質 処 理 ア ル ゴ リ ズ ム の 実 行 形 式

線 図 形 距 離 変 換 の 再 定 式 化 と 逐 次 型 ア ル ゴ リ ズ ム

線 図 形 距 離 変 換 の 定 義 線 図 形 距 離 変 換 の 再 定 式 化

線 図 形 距 離 変 換 の た め の 逐 次 型 電 子 計 算 機

18

l

l

11 13

32

35 42 46 46 49 50

54 56

61

69 73

８     ２     ０ １     ２     ３

向 き ア ル ゴ リ ズ ム

3.3.1 

逐 次 型 ア ル ゴ リ ズ ム

3.3.2 

逐 次 追 跡 型 ア ル ゴ リ ズ ム

3.3.3 

処 理 速 度 の 比 較 実 験

Max型

距 離 変 換 と そ の 応 用

Max型

距 離 変 換 の 定 義

Max型

距 離 変 換 の 性 質 逐 次 型 ア ル ゴ リ ズ ム 応 用

第

5章

5.1 5.2 5.3

第

6章

6.1 6.2

4。 4。 1

4。

4.2 4.4.3

5。

3.1 5.3.2

5。 3。 3

5.3.4

細 線 1ヒ

連 結 成 分 の 構 造 解 析 図 形 の 長 ぎ の 瀬

1定

画 像 の 縁 に 影 響 さ れ な い 図 形 融 合 ア ル ゴ リ ズ ム 処 理 ア ル ゴ リ ズ ム の 演 算 子 表 現

図 形 融 合 の 定 義 と 性 質

21直

画 像 の 図 形 融 合 ア ル ゴ リ ズ ム ア ル ゴ リ ズ ム の 概 要

並 列 型 ア ル ゴ リ ズ ム 逐 次 型 ア ル ゴ リ ズ ム

少 数 個 の 処 理 装 置 に よ る 並 列 処 理

新 し い 図 形 融 合 と そ の 応 用 トボ ロ ジ カ ル な 拡 散・ 収 縮 新 し い 図 形 融 合

ト ポ ロ ジ カ ル な 図 形 融 合 そ の 他 の 新 し い 図 形 融 合

73 76 78

82 84 86 94 96 98 102 106

109 114 124 124 131 136 136 139 143

151

153 162 166 6.2.1

6.2.2

6.3 

応 用

6.3.1 6.3.2

6.3。3

第

7章

形 状 の ス ム ー ジ ン グ 連 結 成 分 の 分 害^1・ 併 合 連 結 成 分 の 包 囲 関 係 の 解 析

2サ

イ ク ル 方 式 並 列 型 細 線

lLア

ル ゴ リ ズ ム 同 時 に 消 去 可 能 な 画 素 集 合

細 線 化 ア ル ゴ リ ズ ム

他 の 細 線 化 ア ル ゴ リ ズ ム と の 比 較

7.1

7.2

7.3

第

8章

第

9章

8。 1

8.2 8.3 8.4

9。 1

9。 1。 1

9.1.2

9。

1.3

9。 2

9.3

9。

3.1 9.3.2 9.3.3

距 離 情 報 を 利 用 し た 逐 次 型 細 線 化 ア ル ゴ リ ズ ム 提 案 す る ア ル ゴ リ ズ ム の 概 要

逐 次 型 ア ル ゴ リ ズ ム 逐 次 追 跡 型 ア ル ゴ リ ズ ム

他 の 細 線 化 ア ル ゴ リ ズ ム と の 比 較

境 界 追 跡 を 用 い た

2値

画 像 の トボ ロ ジ カ ル な 構 造 解 析

境 界 追 跡 に よ る 境 界 の 包 囲 関 係 の 抽 出 境 界 の 包 囲 関 係

抽 出 ア ル ゴ リ ズ ム 応 用

最 外 周 境 界 追 跡 に よ る トポ ロ ジ カ ル な 特 徴 量 の 計 算

7L境

界 の 隣 接・ 結 合 関 係 の 抽 出 孔 境 界 の 隣 接・ 結 合 関 係 抽 出 ア ル ゴ リ ズ ム

応 用

む す ぴ 謝

 

辞 参 考 文 献

本 研 究 に 関 す る 公 表 文 献 の リ ス ト 付

 

録

177 180 182 189 194

207 210 210 213 219 222 228 228 232 233

237 243 244 251 254

第 1

0章

(■  )

1.1  画腕 理とたつアノ し ゴリス L一 ^{樹 究ゆ吉景}

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部品のモデル とのマ ッチング に よる部品の 種類 と位置の 決定

部品のモデル とのマッチング による輪郭抽出

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各連結成分の 形状特徴の 抽出

形状特徴

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本研究の背景

,目

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(1章

)

基本概念

(2章

)

新 しい処理手法 の開発

Max型

距離変換

(4章

⁾

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新 しい図形融合

(6章

)

逐次型アルゴ リズムと並ヌl型 アル ゴ リズムの整備

線図形距離変換

(3章

)

図形融合

(5章

)

細線化

(7章 ,8章

⁾

トポ ロジカルな特徴抽出

(9章

⁾

まとめ

,今

後の課題

(10章

)

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