JPH1166301A - カラー画像分類方法及び装置及びこの方法を記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー画像を白黒画像へ変換する等のカラー
画像処理のために、カラー画像を自然画像と人工画像と
に適切に分類する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 人工画像中には、グラデーション部分が
あっても、文字や図形の色や背景の色などのように完全
に同じ色を持つ画素が比較的多く存在する。一方、自然
画像には、同じような色の部分があっても、照明光の当
たり方などが微妙に異なるため、各画素は微妙に異なる
色となり、完全に同じ色の広い領域が存在する可能性が
低い。この性質を利用し、まず、カラー画像中の同色を
持つ画素数を各色毎に集計する（１０２）。次に、画像
全体の画素数に対する最も画素数の多い色の画素数の比
率Ｒを求める（１０３〜１０５）。そして、Ｒが予め設
定したしきい値Ｔ２より大きい場合はそのカラー画像を
人工画像に、小さい場合は自然画像に分類する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像中の各画素の
色情報が数値データで表現されたカラー画像が、カメラ
で実際の情景を撮影したような画像（自然画像と呼ぶ）
か、文字や図形など人が描いた画像（人工画像と呼ぶ）
かを分類する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のカラー画像分類方法又は装置
は、カラー画像を白黒しか表示又はプリントできない装
置に出力するために、カラー画像から色情報を削除して
白黒画像に変換する処理などを効果的に行うために必要
となる。

【０００３】例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
各色要素の値の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で１画素の色
を表現しているカラー画像から白黒画像に変換する最も
一般的な処理方法は、色情報（Ｒ，Ｇ，Ｂ）から輝度
（Ｙ）を下記のような一定の式で計算し、その輝度の値
によって白黒画像とする方法である。

【０００４】 Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ しかし、このような単純な方法は自然画像には部合が良
いが、文字や図形を含むカラー画像をこの方法で白黒画
像に変換すると、異なる色にも関わらず同じか極めて近
い輝度の値となり、内容を判読することが困難な白黒画
像に変換されてしまうことがある。つまり、自然画像に
対して人工画像は、それに含まれる文字や図形を判読で
きることが要求されることが多いため、白黒画像変換処
理も人工画像に適した処理方法を用いる必要がある。こ
れを実現するためには、入力されたカラー画像が自然画
像なのか文字や図形を含むような人工画像なのかを適切
に分類する必要がある。

【０００５】カラー画像が自然画像か人工画像かを分類
する従来の方法としては、カラー画像中で使用されてい
る色の数を集計し、その数が予め定めたしきい値より大
きいときは自然画像、小さいときは人工画像と分類する
方法がある。この方法は、一般に自然画像中には滑らか
に変化する陰影などによって非常に多くの色が存在する
のに対し、人間が描く人工画像には比較的少数の色しか
ないであろうという性質を利用する方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
コンピュータを用いて文字や図形を含む画像を簡単に描
画できるようになり、コンピュータにより画像中に滑ら
かなグラデーションを容易に付加できるようになった。
そのような滑らかなグラデーションを含むカラー画像は
非常に多くの異なる色を含むことになり、単純にカラー
画像中の色の数のみでは、それが自然画像なのか人工画
像なのか適切に分類することはできない。例えば、図４
は、いくつかのカラーの人工画像及び自然画像につい
て、それらのカラー画像中に存在する色の数を集計した
グラフである。図４のように、自然画像と人工画像で画
像中に存在する色の数におおまかな傾向はあるものの区
別できない画像もあり、この方法によるカラー画像の分
類では誤った分類をしてしまう可能性が高い。

【０００７】本発明は、この問題を解決し、カラー画像
から白黒画像への変換処理のようなカラー画像処理のた
めに、カラー画像が自然画像か人工画像かを適切に分類
する方法及び装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明によるカラー画像分類方法は、画像中の各
画素の色情報が数値データで表現されたカラー画像から
予め設定したしきい値Ｔ１に基づいて同じ色を示す値を
持つ画素の数を各色ごとに集計して同色画素数を求め、
前記同色画素数の最大値を求め、前記カラー画像の全画
素数を求め、前記カラー画像の全画素数に対する前記同
色画素数の最大値の比率を求め、前記比率と予め設定し
たしきい値Ｔ２との比較結果に基づいてカラー画像を分
類することを特徴とする。

【０００９】本発明による上記カラー画像分類方法は、
画像中の各画素の色情報が数値データで表現されたカラ
ー画像から予め設定したしきい値Ｔ１に基づいて同じ色
を示す値を持つ画素の数を各色ごとに集計して同色画素
数を求める手順と、前記同色画素数の最大値を求める手
順と、前記カラー画像の全画素数を求める手順と、前記
カラー画像の全画素数に対する前記同色画素数の最大値
の比率を求める手順と、前記比率と予め設定したしきい
値Ｔ２との比較結果に基づいてカラー画像を分類する手
順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムと
して、該コンピュータの読取可能な記録媒体に記録する
ことができる。

【００１０】また、上記の課題を解決するため、本発明
によるカラー画像分類装置は、画像中の各画素の色情報
が数値データで表現されたカラー画像を入力する手段
と、前記入力されたカラー画像から予め設定したしきい
値Ｔ１に基づいて同じ色を示す値を持つ画素の数を各色
ごとに集計して同色画素数を求める手段と、前記同色画
素数の最大値を求める手段と、前記入力されたカラー画
像の全画素数を求める手段と、前記カラー画像の全画素
数に対する前記同色画素数の最大値の比率を求める手段
と、前記比率と予め設定したしきい値Ｔ２とを比較して
前記入力されたカラー画像を分類する手段と、を有する
ことを特徴とする。

【００１１】人工画像中には、たとえグラデーション部
分があったとしても、文字や図形そのものの色や背景の
色などのように完全に同じ色を持つ画素が画像全体の面
積に比べて比較的多く存在することが多い。一方、自然
画像の場合は、例え同じような色が広がった部分があっ
たとしても、照明光の当たり方などが微妙に異なるた
め、その部分の各画素は微妙に異なる色となり、結果と
して自然画像には完全に同じ色の広い領域が存在する可
能性は低くなる。本発明では、このような性質を利用し
て、カラー画像中の色の数ではなく、同じ色を持つ画素
の数を各色ごとに集計し、画像全体の画素数に対する最
も画素数の多い色の画素数の割合が予め設定したしきい
値より大きい場合はそのカラー画像を人工画像に、小さ
い場合は自然画像に分類することにより、カラー画像が
自然画像か人工画像かを適切に分類することを可能とす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて詳細に説明する。

【００１３】［実施形態例１］図１に、本発明の方法と
しての一実施形態例の流れ図を示す。

【００１４】図１を用いて、本発明によるカラー画像分
類方法を具体的に説明する。なお、説明を簡単にするた
めに、カラー画像は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
各色要素の値の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で１画素の色
が表現されているとする。

【００１５】（１）画像中の各画素の色情報が数値デー
タで表現されたカラー画像を入力する（ステップ１０
１）。

【００１６】（２）予め設定したしきい値Ｔ１に基づ
き、下記のようにカラー画像中の各画素をその色につい
て計数することにより、しきい値Ｔ１において同じ色
［ｒｇｂ］と判定される画素の数Ｎ［ｒｇｂ］を各色ご
とに集計する（ステップ１０２）。

【００１７】カラー画像中のある画素ｐの色を（Ｒｐ，
Ｇｐ，Ｂｐ）とすると、│Ｒｐ−ｒ│＜Ｔ１かつ│Ｇｐ
−ｇ│＜Ｔ１かつ│Ｂｐ−ｂ│＜Ｔ１のとき、Ｎ［ｒｇ
ｂ］の値を＋１増やす。

【００１８】なお、│Ｒｐ−ｒ│などは、Ｒｐ−ｒの値
の絶対値を表す。

【００１９】（３）集計した色ごとの画素数Ｎ［ｒｇ
ｂ］の中から最大値Ｎｍａｘを求める（ステップ１０
３）。

【００２０】（４）カラー画像の全画素数Ｍを求める
（ステップ１０４）。

【００２１】（５）全画素数Ｍに対する同色画素数の最
大値Ｎｍａｘの比率Ｒを下記のように求める（ステップ
１０５）。

【００２２】Ｒ＝Ｎｍａｘ／Ｍ。

【００２３】（６）予め設定したしきい値Ｔ２と比率Ｒ
を比較し、カラー画像を下記のように分類する（ステッ
プ１０６）。

【００２４】Ｒ＞Ｔ２のとき、カラー画像を人工画像に
分類し、Ｒ≦Ｔ２のとき、カラー画像を自然画像に分類
する。

【００２５】なお、本発明は、カラー画像を入力する装
置、カラー画像を処理する際に必要なメモリやそれに準
ずる装置、及び最終的に分類結果を表示もしくは、出力
するディスプレイなどの装置を備え、それらハードディ
スク、メモリ及びディスプレイなどをあらかじめ定めら
れた手順に基づいて制御する中央演算装置などを備えた
コンピュータやそれに準ずる装置を基に、図１で示した
実施形態例での処理、ないし方法、ないしアルゴリズム
を記述した処理プログラムやそれに準ずる物を、該コン
ピュータに対して与え、制御、実行させることで実現す
ることが可能である。ここで、該処理プログラムやそれ
に準ずる物は、コンピュータが実行する際に読み出しを
実行できるフロッピーディスク（ＦＤ）、光磁気ディス
ク（ＭＯ）やそれに準ずる記憶媒体に格納されていても
構わない。

【００２６】［実施形態例２］図２に、本発明の装置と
しての一実施形態例のブロック図を示す。２０１はカラ
ー画像入力手段、２０２は同色画素数集計手段、２０３
は同色画素数の最大値抽出手段、２０４は全画素数計数
手段、２０５は比率計算手段、２０６は比率比較手段で
ある。

【００２７】図２を用いて、本発明によるカラー画像分
類装置の動作を具体的に説明する。なお、説明を簡単に
するために、カラー画像は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の各色要素の値の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で１
画素の色が表現されているとする。

【００２８】まず、図２のカラー画像入力手段２０１に
より、カラー画像を入力する。次に、同色画素数集計手
段２０２により、予め設定したしきい値Ｔ１において同
じ色［ｒｇｂ］と判定される画素の数Ｎ［ｒｇｂ］を下
記のように各色ごとに集計する。

【００２９】カラー画像中のある画素ｐの色を（Ｒｐ，
Ｇｐ，Ｂｐ）とすると、│Ｒｐ−ｒ│＜Ｔ１かつ│Ｇｐ
−ｇ│＜Ｔ１かつ│Ｂｐ−ｂ│＜Ｔ１のとき、Ｎ［ｒｇ
ｂ］の値を＋１増やす。

【００３０】次に、同色画素数の最大値抽出手段２０３
により、色ごとの同色画素数Ｎ［ｒｇｂ］の中の最大値
Ｎｍａｘを求める。全画素数計数手段２０４では、入力
されたカラー画像の全画素数Ｍを求める。比率計算手段
２０５は、同色画素数の最大値抽出手段２０３により求
めたＮｍａｘと、全画素数計数手段２０４で求めたＭを
入力し、Ｒ＝Ｎｍａｘ／Ｍの計算式により比率Ｒを求め
る。最後に、比率比較手段２０６により、予め設定した
しきい値Ｔ２と比率Ｒを比較し、Ｒ＞Ｔ２のとき、カラ
ー画像は人工画像、Ｒ≦Ｔ２のとき、カラー画像は自然
画像とする分類結果を出力する。

【００３１】図３は、図４と同じいくつかのカラーの人
工画像及び自然画像について、図１及び図２の説明で述
べた比率Ｒ、即ち全画素数に対する同色の画素数の最大
値の比率Ｎｍａｘ／Ｍを示したグラフである。図３に示
すように、人工画像と自然画像で比率Ｒに明確な違いが
表れている。従って、例えば図１の説明におけるしきい
値Ｔ２の値を０．１５から０．２程度に設定すれば、入
力されたカラー画像を人工画像と自然画像に分類するこ
とが可能となる。

【００３２】なお、図３において、カラー画像の赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色要素の値の範囲は、
０≦Ｒ≦２５５，０≦Ｇ≦２５５，０≦Ｂ≦２５５であ
り、同色を判定するためのしきい値Ｔ１の値は、Ｔ１＝
２とした場合のグラフである。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、入
力されたカラー画像を適切に人工画像と自然画像に分類
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法としての一実施形態例を示す流れ
図である。

【図２】本発明の装置としての一実施形態例を示すブロ
ック図である。

【図３】いくつかのカラーの人工画像及び自然画像につ
いて、画像の全画素数に対する画像中の同色の画素数の
最大値の比率を示したグラフである。

【図４】従来のカラー画像分類方法として使われている
カラー画像中に存在する色の数を図３と同じいくつかの
カラーの人工画像及び自然画像について集計したグラフ
である。

【符号の説明】

１０１〜１０６…処理のステップ ２０１…カラー画像入力手段 ２０２…同色画素数集計手段 ２０３…同色画素数の最大値抽出手段 ２０４…全画素数計数手段 ２０５…比率計算手段 ２０６…比率比較手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像中の各画素の色情報が数値データで
   表現されたカラー画像から予め設定したしきい値Ｔ１に
   基づいて同じ色を示す値を持つ画素の数を各色ごとに集
   計して同色画素数を求め、 前記同色画素数の最大値を求め、 前記カラー画像の全画素数を求め、 前記カラー画像の全画素数に対する前記同色画素数の最
   大値の比率を求め、 前記比率と予め設定したしきい値Ｔ２との比較結果に基
   づいてカラー画像を分類する、 ことを特徴とするカラー画像分類方法。
2. 【請求項２】 画像中の各画素の色情報が数値データで
   表現されたカラー画像から予め設定したしきい値Ｔ１に
   基づいて同じ色を示す値を持つ画素の数を各色ごとに集
   計して同色画素数を求める手順と、 前記同色画素数の最大値を求める手順と、 前記カラー画像の全画素数を求める手順と、 前記カラー画像の全画素数に対する前記同色画素数の最
   大値の比率を求める手順と、 前記比率と予め設定したしきい値Ｔ２との比較結果に基
   づいてカラー画像を分類する手順と、 をコンピュータに実行させるためのプログラムを、該コ
   ンピュータの読取可能な媒体に記録した、 ことを特徴とするカラー画像分類方法を記録した記録媒
   体。
3. 【請求項３】 画像中の各画素の色情報が数値データで
   表現されたカラー画像を入力する手段と、 前記入力されたカラー画像から予め設定したしきい値Ｔ
   １に基づいて同じ色を示す値を持つ画素の数を各色ごと
   に集計して同色画素数を求める手段と、 前記同色画素数の最大値を求める手段と、 前記入力されたカラー画像の全画素数を求める手段と、 前記カラー画像の全画素数に対する前記同色画素数の最
   大値の比率を求める手段と、 前記比率と予め設定したしきい値Ｔ２とを比較して前記
   入力されたカラー画像を分類する手段と、 を有することを特徴とするカラー画像分類装置。