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JPH0792401B2 - Color image extraction device - Google Patents
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JPH0792401B2 - Color image extraction device - Google Patents

Color image extraction device

Info

Publication number
JPH0792401B2
JPH0792401B2 JP4018772A JP1877292A JPH0792401B2 JP H0792401 B2 JPH0792401 B2 JP H0792401B2 JP 4018772 A JP4018772 A JP 4018772A JP 1877292 A JP1877292 A JP 1877292A JP H0792401 B2 JPH0792401 B2 JP H0792401B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
circuit
hue
value
saturation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4018772A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH05215609A (en
Inventor
仁夫 高田
昭夫 黒澤
昇 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurashiki Spinning Co Ltd
Original Assignee
Kurashiki Spinning Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カラー撮像装置で撮像
した映像信号より指定した色の画像を抽出する装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for extracting an image of a designated color from a video signal picked up by a color image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラーテレビカメラで撮像した映像信号
から、指定した色の画像を抽出する色認識装置には、映
像信号を色差信号と明度信号に分離するものがある(特
開昭62−269024号公報)。すなわち、この装置
は、カメラで撮像した映像信号より色差信号(R−Y,B
−Y)および輝度信号(明度に相当)を分離し、これらす
べてが各設定範囲内に入った条件で、その指定した色相
の2値信号を出力する。また、特開昭62−26902
5号公報に開示された色認識装置では、指定した色の抽
出に必要な成分(色相、彩度、明度)の範囲を比較器に
設定し、カラーテレビカメラで撮像したNTSC信号よ
り色相、彩度、明度を分離し、これらすべてが各設定範
囲内に入った条件で、指定した色の色相であることを判
定する2値信号を比較器から出力する。
2. Description of the Related Art A color recognition device for extracting an image of a specified color from a video signal picked up by a color television camera includes one that separates the video signal into a color difference signal and a lightness signal (Japanese Patent Laid-Open No. 62-269024). Issue). In other words, this device uses color difference signals (RY, B
-Y) and a luminance signal (corresponding to lightness) are separated, and a binary signal of the designated hue is output under the condition that all of them are within the respective setting ranges. In addition, JP-A-62-26902
In the color recognition device disclosed in Japanese Patent Publication No. 5, the range of components (hue, saturation, lightness) necessary for extracting the designated color is set in the comparator, and the hue and color are calculated from the NTSC signal captured by the color television camera. And the brightness are separated, and a binary signal for determining that the hue of the designated color is obtained is output from the comparator under the condition that all of them are within the respective setting ranges.

【0003】また、特開平2−74832号公報に開示
された色識別装置では、カラーセンサからのRGB信号
をマイクロコンピュータを用いて色相、彩度、明度、色
調角、色調長の成分に変換し、基準色をテーブルに記憶
された基準色の各成分と比較することによって色順を判
定する。ここに、色調角と色調長は、明度と彩度とから
なる色調面における色調ベクトルの角度と長さに相当
し、色調の判別に有用である。
Further, in the color identification apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-74832, an RGB signal from a color sensor is converted into components of hue, saturation, lightness, hue angle and hue length by using a microcomputer. , The color order is determined by comparing the reference color with each component of the reference color stored in the table. Here, the color tone angle and the color tone length correspond to the angle and the length of the color tone vector on the color tone plane composed of the lightness and the saturation, and are useful for determining the color tone.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする問題点】ファクトリ・オート
メーションのライン等においては、照明むら、上下変
動、角度変動等に起因する光量変動が発生する。光量が
変動する場合、前記の色認識装置は、光量変化に対し色
相は比較的安定であるが、彩度および明度は大きく影響
を受けるため、同色相(例えば、濃い赤と淡い赤等)につ
いては安定な抽出ができない。また、前記の色識別装置
では、1点の色について処理するだけであるので、マイ
クロコンピュータを用いたソフトウェア処理でも時間的
に問題はない。しかし、映像信号から色画像を抽出する
装置に用いることは、膨大なデータを高速に処理する必
要があり、実現不可能である。
Problems to be Solved by the Invention In a factory automation line or the like, fluctuations in light amount occur due to uneven lighting, vertical fluctuations, angular fluctuations, and the like. When the amount of light varies, the color recognition device described above, the hue is relatively stable against changes in the amount of light, but since the saturation and lightness are greatly affected, for the same hue (for example, dark red and pale red) Can not be extracted stably. Further, since the color identification device described above processes only one color, software processing using a microcomputer does not cause a time problem. However, use in a device for extracting a color image from a video signal is impossible because it requires a huge amount of data to be processed at high speed.

【0005】また、従来の基準色登録には、ボリューム
方式や画像メモリ方式がある。ボリューム方式では、ボ
リューム等により、抽出に必要な各成分個別に基準色範
囲を設定するが、抽出される画像を目視で確認しなが
ら、適切な抽出のための基準色範囲を試行錯誤で求め
る。しかし、この方式は、例えば本実施例の場合でいえ
ば、色調角範囲等の6種類の設定範囲を設定器により各
成分個別に設定する必要があり、その作業は非常に煩雑
である。また、抽出に必要な各成分について熟知してい
る必要があり、訓練を要する。また、画像メモリ方式で
は、基準色画像を画像メモリ等に取り込みマイクロプロ
セッサ等により基準色範囲を算出する。しかし、この方
式では、基準色設定機能のためだけに、膨大なデータ量
を記憶する画像メモリおよび基準色範囲算出用マイクロ
プロセッサを必要とする。また、演算処理に長時間かか
る。
Further, the conventional reference color registration includes a volume method and an image memory method. In the volume method, a reference color range is set individually for each component required for extraction by a volume or the like, but a reference color range for appropriate extraction is obtained by trial and error while visually checking the image to be extracted. However, in this method, for example, in the case of the present embodiment, it is necessary to individually set six types of setting ranges such as the color tone angle range by the setter, and the work is very complicated. In addition, it is necessary to be familiar with each component necessary for extraction, and training is required. Further, in the image memory system, the reference color image is taken into the image memory or the like and the reference color range is calculated by the microprocessor or the like. However, this method requires an image memory for storing a huge amount of data and a reference color range calculation microprocessor only for the reference color setting function. Moreover, it takes a long time to perform the arithmetic processing.

【0006】本発明の第1の目的は、指定した色を色画
像から安定して抽出できる色画像抽出装置を提供するこ
とである。本発明の第2の目的は、指定した色を容易に
登録できる色画像抽出装置を提供することである。
A first object of the present invention is to provide a color image extracting device which can stably extract a designated color from a color image. A second object of the present invention is to provide a color image extracting device that can easily register a designated color.

【0007】[0007]

【問題を解決するための手段】本発明に係る第1の色画
像抽出装置は、カラー撮像装置で撮像した映像信号より
指定した基準色の画像を抽出する装置において、映像信
号を、明度、彩度、色相、色調角(=tan-1(明度/
彩度))、色調長(=(明度2+彩度2)1/2)の5成分の
内、色相および色調角の両者を含む少なくとも3つの成
分に分解しそれらをデジタル値として出力する変換回路
と、この変換回路のデジタル出力がアドレス端子に接続
され、基準色について前記の少なくとも3つの成分の範
囲が、各成分ごとに、変換回路の出力値に対応して予め
データとして登録される、前記の少なくとも3つの成分
ごとに備えられる範囲記憶回路と、前記の各成分のいず
れの成分についても、範囲記憶回路の出力データが前記
の範囲内であると判定した場合に、基準色であることを
示す2値信号を出力する判定回路とを備える。こうし
て、前記の少なくとも3つの成分の出力値を予め設定さ
れた各範囲記憶回路内の範囲と比較することによって、
指定された基準色の画像を抽出する。明度等を表す表色
系としては、色度平面と明度軸で構成される色空間、た
とえばL***表色系を用いることができる。本発明
に係る第2の色画像抽出装置は、カラー撮像装置で撮像
した映像信号より基準色の画像を抽出する装置におい
て、映像信号を抽出に必要な成分に分解し、それをデジ
タル値として出力する変換回路と、この変換回路のデジ
タル出力がアドレス線に接続され、指定した基準色につ
いて、前記の必要な成分の範囲が、各成分ごとに、変換
回路の出力値に対応して書き込み可能な範囲記憶回路
と、前記記憶回路のデータ線を任意の値に固定する固定
入力回路と、前記の抽出に必要ないずれの成分について
も、範囲記憶回路の出力データが前記の範囲内であると
判定した場合に、基準色であることを示す2値信号を出
力する判定部と、基準色登録時は、前記範囲記憶回路の
データ線を固定入力回路に接続し、抽出判定時は抽出判
定部に接続する切り替え回路とを備え、基準色登録時
に、固定入力回路からの入力値が前記の範囲記憶回路に
書き込まれ、抽出判定時には、前記の範囲記憶回路から
の出力値から判定部において基準色が抽出されることを
特徴とする。
A first color image extracting apparatus according to the present invention is an apparatus for extracting an image of a designated reference color from a video signal picked up by a color image pickup apparatus, wherein Degree, hue, hue angle (= tan -1 (lightness /
Saturation)) and tone length (= (brightness 2 + saturation 2 ) 1/2 ) out of 5 components, which is divided into at least 3 components including both hue and hue angle, and outputs them as digital values A circuit and a digital output of the conversion circuit are connected to address terminals, and the ranges of the at least three components of the reference color are registered in advance as data corresponding to the output value of the conversion circuit for each component. The range storage circuit provided for each of the above-mentioned at least three components, and the output data of the range storage circuit for each of the above-described components are reference colors when it is determined that the output data is within the range. And a determination circuit that outputs a binary signal indicating Thus, by comparing the output values of the at least three components with preset ranges in each range storage circuit,
Extract the image of the specified standard color. As a color system for expressing lightness and the like, a color space composed of a chromaticity plane and a lightness axis, for example, an L * a * b * color system can be used. A second color image extracting device according to the present invention is a device for extracting an image of a reference color from a video signal picked up by a color imaging device, decomposing the video signal into components necessary for extraction, and outputting the digital value as a digital value. The conversion circuit and the digital output of the conversion circuit are connected to the address line, and the range of the necessary component for the designated reference color can be written for each component corresponding to the output value of the conversion circuit. It is determined that the output data of the range storage circuit, the fixed input circuit that fixes the data line of the storage circuit to an arbitrary value, and any component necessary for the extraction are within the range. When the reference color is registered, the determination unit that outputs a binary signal indicating the reference color is connected to the fixed input circuit when the reference color is registered, and the extraction determination unit is connected to the extraction determination unit when the extraction determination is performed. Connecting The input value from the fixed input circuit is written to the range storage circuit when the reference color is registered, and the reference color is extracted by the determination unit from the output value from the range storage circuit at the time of extraction determination. It is characterized by being done.

【0008】[0008]

【作用】本発明に係る第1の色画像抽出装置では、カラ
ー撮像装置で撮像した映像信号より指定した基準色の画
像を安定に抽出するため、カラー撮像装置で撮像した映
像信号より、明度、彩度、色相、色調角=tan-1(明
度/彩度)、色調長=(明度2+彩度2)1/2の5成分の内、
色相および色調角の両者を含む少なくとも3つの成分を
分離し、これら分離された3〜5成分から基準色を抽出
する。さらに大量のデータを高速に処理するために、前
記3〜5成分の演算のため、変換回路の出力がアドレス
線に接続された、予め各成分に対応した演算結果が書き
込まれたメモリを用い、1回のメモリアクセスの時間の
みで、実時間で各成分に分離する。また、分離された前
記3〜5成分の抽出のため、この分離された成分のデジ
タル出力が範囲記憶回路のアドレス端子に接続され、基
準色について前記の少なくとも3つの成分の範囲が、範
囲記憶回路に、各成分ごとに予め登録される。本発明に
係る第2の色画像抽出装置では、抽出したい基準色を、
抽出時と同様に処理し、その基準色範囲を登録する。具
体的には、切り替え回路を登録側に切り替え、基準色の
映像信号を抽出に必要な成分に分解し、それをデジタル
値として出力する変換回路の出力をアドレスとした書き
込み可能な範囲記憶回路に、特定の固定データを与え
る。すると、基準色範囲がその固定データで塗りつぶさ
れ、基準色として登録できる。また、色抽出時には、そ
の塗りつぶされた範囲記憶回路は、そのまま抽出用のル
ックアップテーブルとして使用可能である。
In the first color image extracting apparatus according to the present invention, in order to stably extract the image of the designated reference color from the video signal picked up by the color image pickup apparatus, the brightness of the video signal picked up by the color image pickup apparatus is Saturation, hue, hue angle = tan -1 (lightness / saturation), hue length = (lightness 2 + saturation 2 ) 1/2
At least three components including both hue and hue angle are separated, and a reference color is extracted from these separated 3 to 5 components. In order to process a large amount of data at high speed, a memory in which the output of the conversion circuit is connected to the address line and the operation result corresponding to each component is written in advance is used for the operation of the 3 to 5 components, Each component is separated in real time with only one memory access time. Further, in order to extract the separated 3 to 5 components, the digital output of the separated components is connected to the address terminal of the range storage circuit, and the range of the at least three components for the reference color is the range storage circuit. Is registered in advance for each component. In the second color image extracting device according to the present invention, the reference color to be extracted is
The same processing as at the time of extraction is performed, and the reference color range is registered. Specifically, the switching circuit is switched to the registration side, the video signal of the reference color is decomposed into the components necessary for extraction, and the output of the conversion circuit that outputs this as a digital value is used as a writable range storage circuit with the address as the address. , Give certain fixed data. Then, the reference color range is filled with the fixed data and can be registered as the reference color. Further, at the time of color extraction, the filled range storage circuit can be directly used as a lookup table for extraction.

【0009】[0009]

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
を説明する。本発明では、色抽出に色調角と色調長とを
用いる。すなわち、映像信号より、明度、彩度、色相を
求め、さらに、色調角(=tan-1(明度/彩度))、色
調長(=(明度2+彩度21/2)を求める。そして、この
5成分の内、色相および色調角の両者を含む少なくとも
3つの成分を分離し、分離した各成分をメモリに予め設
定されたそれぞれの基準色テーブル(範囲)と比較する
ことによって、全成分について設定された基準色範囲内
にある画像を抽出し、2値信号を出力する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the present invention, the color tone angle and the color tone length are used for color extraction. That is, the lightness, saturation, and hue are obtained from the video signal, and the tone angle (= tan -1 (lightness / saturation)) and the tone length (= (lightness 2 + saturation 2 ) 1/2 ) are obtained. . Then, among the five components, at least three components including both the hue and the hue angle are separated, and the separated components are compared with respective reference color tables (ranges) preset in the memory. An image within the reference color range set for the component is extracted and a binary signal is output.

【0010】はじめに、色調角と色調長を用いることに
より色抽出が容易にできることを説明する。図1は、光
量が変化した場合の比較的淡い色aおよび比較的濃い色
bの明度Lおよび彩度Cの分布の一例を示す。a色とb
色は、それぞれ、黒丸と黒三角で表される。図2に示す
ように、従来の明度および彩度による色識別を行うと、
a色とb色の範囲が重なっており、重複部分では両者を
分離できない。一方、図3は、本発明による色調角Tお
よび色調長TRによる識別の場合を示し、a色とb色が
分離が可能になることがわかる。
First, it will be explained that color extraction can be easily performed by using the color tone angle and the color tone length. FIG. 1 shows an example of the distribution of the lightness L and the saturation C of the relatively light color a and the relatively dark color b when the light amount changes. a color and b
The colors are represented by black circles and black triangles, respectively. As shown in FIG. 2, when conventional color identification based on lightness and saturation is performed,
The ranges of a color and b color overlap, and the two cannot be separated at the overlapping portion. On the other hand, FIG. 3 shows a case of discrimination by the color tone angle T and the color tone length TR according to the present invention, and it can be seen that the a color and the b color can be separated.

【0011】表1は、光量が1/2変化したときの色
相、明度、彩度、色調角の挙動の一例を示す。
Table 1 shows an example of behaviors of hue, brightness, saturation, and tone angle when the amount of light changes by 1/2.

【表1】 [Table 1]

【0012】この例において、a色とb色の色相Hは1
°しか違わず、色相による判別は困難である。また、明
度指数L*および彩度Cは,光量変化時のa色の変化範
囲とb色の変化範囲が重なるため判別不可能である。と
ころが、色調角Tは変化が少なく、両色を分離すること
が可能である。したがって、この方法では、従来より多
数の色が判別できる。
In this example, the hue H of a color and b color is 1
The difference is only °, and it is difficult to distinguish by hue. Further, the lightness index L * and the saturation C cannot be distinguished because the change range of the a color and the change range of the b color when the light amount changes overlap. However, there is little change in the color tone angle T, and both colors can be separated. Therefore, with this method, a larger number of colors can be discriminated than in the past.

【0013】図4は、映像信号から色相、色調角および
色調長の3成分を分離して色抽出を行う本発明の装置を
示す。カラー撮像装置(101)からの映像信号は、RG
B変換回路(102)によりR,G,Bの3色の信号に変換
され、次に、R,G,B信号は、それぞれ、R,G,B用の
AD変換器(103)、(104)、(105)によりデジタ
ル値に変換される。カラー撮像装置(101)からの信
号がRGB信号である場合には、映像信号をRGB信号
に分解する手段(102)は必要でない。AD変換器
(103)、(104)および(105)のデジタル出力(た
とえば8ビット)は、それぞれ、色相メモリ(106)、
色調角メモリ(107)、色調長メモリ(108)のアドレ
ス線に接続されている。ここで、色相メモリ(106)
は、R,G,Bのすべての組合せに対応する色相の値を格
納したメモリであり、色調角メモリ(107)は、R,G,
Bのすべての組合せに対応する色調角Tの値を格納した
メモリであり、色調長メモリ(108)は、R,G,Bのす
べての組合せに対応する色調長TRの値を格納したメモ
リである。そこで、AD変換器(103)、(104)およ
び(105)の出力(全部で24ビット)が指し示すアド
レスでの色相メモリ(106)の中の内容が、データ線を
経て色相抽出部(109)に出力される。ここで、出力さ
れる内容は、この時のR,G,B値に対応する色相の値で
ある。同時に、AD変換器(103)、(104)および
(105)の出力が指し示すアドレスでの色調角メモリ
(107)および色調長メモリ(108)の中の内容(色調
角、色調長)が、データ線を経て色調角抽出部(110)
と色調長抽出部(111)に同様に出力される。ここで、
出力内容は、それぞれ、この時のR,G,B値に対応する
色調角Tおよび色調長TRの値である。
FIG. 4 shows an apparatus of the present invention for extracting color by separating three components of hue, hue angle and hue length from a video signal. The video signal from the color imaging device (101) is RG
The B conversion circuit (102) converts the signals into three color signals of R, G, B, and the R, G, B signals are respectively converted into R, G, B AD converters (103), (104). ), (105), it is converted into a digital value. When the signal from the color imaging device (101) is an RGB signal, the means (102) for decomposing the video signal into an RGB signal is not necessary. AD converter
Digital outputs (for example, 8 bits) of (103), (104) and (105) are respectively provided in the hue memory (106),
It is connected to the address lines of the color tone angle memory (107) and the color tone length memory (108). Here, the hue memory (106)
Is a memory that stores hue values corresponding to all combinations of R, G, and B, and the color tone angle memory (107) stores R, G, and
It is a memory that stores the values of the tone angle T corresponding to all the combinations of B, and the tone length memory (108) is a memory that stores the values of the tone length TR corresponding to all the combinations of R, G, and B. is there. Therefore, the contents in the hue memory (106) at the address indicated by the outputs (24 bits in total) of the AD converters (103), (104) and (105) are transferred via the data line to the hue extraction unit (109). Is output to. Here, the output contents are the hue values corresponding to the R, G, B values at this time. At the same time, the AD converters (103), (104) and
Color tone angle memory at the address indicated by the output of (105)
(107) and the contents (color tone angle, tone length) in the tone length memory (108) are passed through the data line, and the tone angle extraction unit (110)
Is similarly output to the tone length extraction unit (111). here,
The output contents are the values of the color tone angle T and the color tone length TR corresponding to the R, G, and B values at this time, respectively.

【0014】色相抽出部(109)、色調角抽出部(11
0)および色調長抽出部(111)は、入力された色相、
色調角、色調長が基準色に対応する範囲内にあるかを出
力する。いずれの出力も基準色範囲内にあれば、AND
ゲート(112)は、2値信号を出力し、この信号は、映
像信号合成部(113)において、カラー撮像装置(10
1)からの水平同期信号HSおよびカメラ同期信号と合
成され、出力される。以上の動作において、信号処理に
必要な時間は単にメモリ(109)〜(111)への1
回のアクセス時間のみであり、実時間で映像信号からの
色抽出を処理することができる。1例では、この回路を
用いた処理時間は、250nsec以下/1画素であった
が、本発明者等による特開平2−74832号公報の装
置を用いた処理時間は、25msec以上/1画素であり、
105倍以上の処理速度の改善が実現された。
Hue extraction section (109), hue angle extraction section (11)
0) and the tone length extraction unit (111),
It outputs whether the color tone angle and color tone length are within the range corresponding to the reference color. If both outputs are within the standard color range, AND
The gate (112) outputs a binary signal, and this signal is sent to the color image pickup device (10) in the video signal synthesis unit (113).
The horizontal synchronizing signal HS from 1) and the camera synchronizing signal are combined and output. In the above operation, the time required for signal processing is simply 1 time for the memories (109) to (111).
Only the access time is one time, and the color extraction from the video signal can be processed in real time. In one example, the processing time using this circuit was 250 nsec or less / one pixel, but the processing time using the device of Japanese Patent Laid-Open No. 2-74832 by the present inventors was 25 msec or more / one pixel. Yes,
A processing speed improvement of 10 5 times or more has been realized.

【0015】この装置では、カラー撮像装置で撮像した
映像信号より指定した色の画像を安定に抽出するため、
色抽出に用いる成分として、色相、色調角および色調長
の3成分を用いた。色相と色調面からなる空間におい
て、3成分により色が指定できるが、色相の外に、先に
説明したように、色調角は、色判別に重要である。ま
た、色を判別する場合、より多くの成分を用いる方がよ
り厳密な判定が行える。そこで、一般には、カラー撮像
装置で撮像した映像信号より、明度、彩度、色相、色調
角=tan-1(明度/彩度)、色調長=(明度2+彩度2)
1/2の5成分のうち、色相および色調角の両者を含む少
なくとも3つの成分を分離し、これら分離された3〜5
成分の色を抽出すればよい。
In this device, in order to stably extract the image of the designated color from the video signal picked up by the color image pickup device,
As components used for color extraction, three components of hue, hue angle and hue length were used. A color can be designated by three components in a space consisting of hue and hue plane, but besides hue, the hue angle is important for color discrimination as described above. Further, when distinguishing colors, it is possible to perform more rigorous judgment by using more components. Therefore, in general, from a video signal captured by a color image pickup device, lightness, saturation, hue, hue angle = tan −1 (lightness / saturation), hue length = (lightness 2 + saturation 2 )
Of 5 components of 1/2 , at least 3 components including both hue and hue angle are separated, and these separated 3 to 5 components are separated.
The color of the component may be extracted.

【0016】図5は、図4に示した原理による本発明の
色画像抽出装置の一例を示すブロック図である。この装
置では、パイプライン処理により高速処理を実現する。
この装置では、映像信号R,G,Bは、刺激値X,Y,
Zに変換され、さらにL***表色系に変換される。
刺激値X,Y,ZからL***表色系への変換は次の
式で表される。ここで、L*は、L***表色系におけ
る明度指数であり、a*,b*は、L***表色系にお
ける色度指数である。 L*=116・(Y/100)1/3−16 a*=500・{(X/98.1)1/3−(Y/100)1/3} b*=200・{(Y/100)1/3−(Z/118.
2)1/3} また、L***表色系において、明度、彩度、色相
は、次のように表される(表2参照)。 明度L: L* 彩度C: C=(a*2+b*2)1/2 色相H: H=tan-1(b*/a*) (a*
0;b*>0) H=tan-1(b*/a*)+360° (a*>0;b*
0) H=tan-1(b*/a*)+180° (a*<0) また、色調角Tと色調長TRは、彩度Cを横軸、明度L
を縦軸とした色調面において、次のように定義される。 色調角T: T=tan-1(L*/C) 色調長TR: TR=(L*2+C1/2
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the color image extracting apparatus of the present invention based on the principle shown in FIG. In this device, high-speed processing is realized by pipeline processing.
In this device, the video signals R, G, B are stimulus values X, Y,
It is converted into Z and further converted into the L * a * b * color system.
The conversion from the stimulus values X, Y, Z to the L * a * b * color system is expressed by the following equation. Here, L * is a lightness index in the L * a * b * color system, and a * and b * are chromaticity indexes in the L * a * b * color system. L * = 116 · (Y / 100) 1 / 3−16 a * = 500 · {(X / 98.1) 1 / 3− (Y / 100) 1/3 } b * = 200 · {(Y / 100) 1 / 3- (Z / 118.
2) 1/3 } In addition, in the L * a * b * color system, the lightness, the saturation, and the hue are expressed as follows (see Table 2). Lightness L: L * Saturation C: C = (a * 2 + b * 2 ) 1/2 Hue H: H = tan −1 (b * / a * ) (a * >
0; b * > 0) H = tan −1 (b * / a * ) + 360 ° (a * >0; b * <
0) H = tan −1 (b * / a * ) + 180 ° (a * <0) Further, the hue angle T and the hue length TR are represented by the saturation C and the brightness L.
Is defined as follows in the color tone plane where is the vertical axis. Color tone angle T: T = tan −1 (L * / C) Color tone length TR: TR = (L * 2 + C 2 ) 1/2

【0017】[0017]

【表2】 [Table 2]

【0018】なお、彩度がある程度以上ある色に対して
は極めて有効である色相および色調角は、彩度が極めて
低い場合は逆に非常に不安定なものとなる。これに対し
て、L,a*,b*は絶対値であるため、彩度の大きさ
にかかわらず、ほぼ一定の安定性を有する。そこで、彩
度Cがしきい値より低い場合には、色相と色調角を用い
た判別が有効でないので、パラメータL*,a*,b*
色抽出をおこなう。しきい値としては、ノイズや画素間
の偏差に起因する微小変動による影響が、光量変動等の
影響以上に問題となる彩度の値から設定すればよい。
Incidentally, the hue and hue angle, which are extremely effective for a color having a certain degree or more of saturation, become very unstable on the contrary when the saturation is extremely low. On the other hand, since L * , a * , and b * are absolute values, they have almost constant stability regardless of the magnitude of saturation. Therefore, when the saturation C is lower than the threshold value, the discrimination using the hue and the hue angle is not effective, so the color extraction is performed using the parameters L * , a * , and b * . The threshold value may be set based on the saturation value, which is more problematic than the influence of the light amount variation or the like due to the influence of the minute variation due to the noise or the deviation between the pixels.

【0019】この色画像抽出装置において、カメラ(1)
から出力される映像信号は、3色R,G,Bからなり、
R,G,Bの映像信号は、RGB−XYZ刺激値変換回路
(2)において、刺激値X,Y,Zに変換される。刺激値
X,Y,Zは、それぞれ、A/D変換器(3)〜(5)におい
てデジタル値に変換される。このデジタル値は、メモリ
(6)〜(8)のアドレス端子に入力される。
In this color image extracting device, the camera (1)
The video signal output from is composed of three colors R, G, B,
The R, G, B video signals are RGB-XYZ stimulus value conversion circuits.
In (2), the stimulus values are converted into X, Y and Z. The stimulus values X, Y, and Z are converted into digital values by the A / D converters (3) to (5), respectively. This digital value is stored in memory
It is input to the address terminals (6) to (8).

【0020】L*値演算用メモリ(6)においては、A/
D変換器(3)からのY値が、Y−L*変換テーブルによ
り明度指数(L*値)に変換される。a*値演算用メモリ
(7)においては、A/D変換器(3),(4)からのY値,
X値が、Y,X→a*変換テーブルにより、色度指数のa
*値に変換される。さらに、b*値演算用メモリ(38)に
おいては、A/D変換器(3),(5)からのY,Z値が、
Y,Z→b*変換テーブルにより色度指数のb*値に変換
される。出力値L*,a*,b*は、図に示すように、メ
モリ(9)〜(15)のアドレス端子に入力される。彩度C
演算用メモリ(9)においては、メモリ(7),(8)からの
*,b*が、a*,b*→C変換テーブル(C=(a*2+b
*2)1/2)により彩度Cに変換される。同様に、色相H演
算用メモリ(10)においては、メモリ(7),(8)からの
*,b*が、a*,b*→H変換テーブル(H=tan
-1(b*/a*) (a*>0;b*>0のとき),H=tan
-1(b*/a*)+360°(a*>0;b*<0のとき)、H
=tan-1(b*/a*)+180°(a*<0のとき))に
より色相Hに変換される。出力値C,Hは、図に示すよ
うに、メモリ(11),(12),(18)のアドレス端子に
入力され、また、出力値Cは、彩度大小比較回路(19)
に入力される。色調長TR演算用メモリ(11)において
は、メモリ(6)からの明度L*とメモリ(9)からの彩度
Cが、L*,C→TR変換テーブル(TR=(L*2+C2)
1/2)により色調長TRに変換される。同様に、色調角
T演算用メモリ(12)においては、メモリ(6)からの明
度L*とメモリ(9)からの彩度Cが、L*,C→T変換テ
ーブル(T=tan-1(L*/C))により色調角Tに変
換される。出力値TR,Tは、それぞれ、メモリ(1
6),(17)のアドレス端子に入力される
In the L * value calculation memory (6), A /
The Y value from the D converter (3) is converted into a lightness index (L * value) by the YL * conversion table. a * Value calculation memory
In (7), the Y value from the A / D converters (3) and (4),
X value is Y, X → a * conversion table
* Converted to a value. Further, in the b * value calculation memory (38), the Y and Z values from the A / D converters (3) and (5) are
It is converted into the b * value of the chromaticity index by the Y, Z → b * conversion table. The output values L * , a * , b * are input to the address terminals of the memories (9) to (15) as shown in the figure. Saturation C
In the operation memory (9), a * and b * from the memories (7) and (8) are converted into a * , b * → C conversion table (C = (a * 2 + b
* 2 ) Converted to saturation C by 1/2 ). Similarly, in the hue H calculation memory (10), a * and b * from the memories (7) and (8) are converted into a * , b * → H conversion table (H = tan).
-1 (b * / a * ) (when a * >0; b * > 0), H = tan
-1 (b * / a * ) + 360 ° (a * >0; when b * <0), H
= Tan −1 (b * / a * ) + 180 ° (when a * <0)) is converted to the hue H. The output values C and H are input to the address terminals of the memories (11), (12) and (18) as shown in the figure, and the output value C is the saturation magnitude comparison circuit (19).
Entered in. In the color length TR calculation memory (11), the lightness L * from the memory (6) and the saturation C from the memory (9) are L * , C → TR conversion table (TR = (L * 2 + C 2 )
1/2 ) is converted to the tone length TR. Similarly, in the color tone angle T calculation memory (12), the lightness L * from the memory (6) and the saturation C from the memory (9) are L * , C → T conversion table (T = tan −1 (L * / C)) to convert to the tone angle T. The output values TR and T are stored in the memory (1
Input to the address terminals of 6) and (17)

【0021】彩度大小比較回路(19)は、メモリ(9)か
らの彩度Cが任意のしきい値を越えているか比較し、判
定回路(20)は、この判定結果に応じて、彩度Cがし
きい値よりも大きい場合には色相H、色調角T、色調長
TRもしくは色相H、色調角T、明度L*で色抽出を行
う。しかし、彩度Cがしきい値を越えていなければ、L
*、a*、b*で色抽出を行う。すなわち、判定回路(2
0)により、彩度Cが任意の設定値より大きい場合に
は、L*,a*,b*抽出メモリ(13),(14),(15)
からの読み出しが禁止され、また、彩度Cが任意の設定
値より小さい場合は色調長、色調角、色相抽出用のメモ
リ(16),(17),(18)からの読み出しが禁止され
る。彩度Cのしきい値は、固定でもよく、明度L*もし
くは色調長TRに応じて変化してもよい。
The saturation magnitude comparison circuit (19) compares whether the saturation C from the memory (9) exceeds an arbitrary threshold value, and the determination circuit (20) determines the saturation in accordance with the determination result. When the degree C is larger than the threshold value, color extraction is performed with the hue H, the hue angle T, the hue length TR or the hue H, the hue angle T, and the lightness L * . However, if the saturation C does not exceed the threshold value, L
Color extraction is performed with * , a * , and b * . That is, the determination circuit (2
0), when the saturation C is larger than an arbitrary set value, L * , a * , b * extraction memories (13), (14), (15)
Is prohibited, and when the saturation C is smaller than an arbitrary set value, reading from the memories (16), (17), and (18) for hue length, hue angle, and hue extraction is prohibited. . The threshold value of the saturation C may be fixed or may be changed according to the lightness L * or the color tone length TR.

【0022】L*値抽出メモリ(13)は、メモリ(6)か
らのL*値を比較用テーブルと比較して、基準色範囲内
か否かを出力する。a*値抽出メモリ(14)は、メモリ
(7)からのa*値を比較用テーブルと比較して、基準色
範囲内か否かを出力する。b*値抽出メモリ(15)は、
メモリ(8)からのb*値を比較用テーブルと比較して、
基準色範囲内か否かを出力する。色調長TR値抽出メモ
リ(16)は、メモリ(11)からのTR値を比較用テーブ
ルと比較して、基準色範囲内か否かを出力する。色調角
T値抽出メモリ(17)は、メモリ(12)からのT値を比
較用テーブルと比較して、基準色範囲内か否かを出力す
る。色相H値抽出メモリ(18)は、メモリ(10)からの
色相(H値)を比較用テーブルと比較して、基準色範囲
内か否かを出力する。判定回路(20)は、H,T,TR
それぞれに対する判定結果を入力とするAND回路とL
*,a*,b*それぞれに対する判定結果を入力とするA
ND回路とを備え、彩度大小比較回路(19)からの入
力値に応じて、一方のAND回路の2値出力が選択され
る。
The L * value extraction memory (13) compares the L * value from the memory (6) with the comparison table and outputs whether or not it is within the reference color range. a * Value extraction memory (14)
The a * value from (7) is compared with the comparison table to output whether or not it is within the reference color range. The b * value extraction memory (15) is
Compare the b * value from the memory (8) with the comparison table,
Outputs whether it is within the standard color range. The color tone length TR value extraction memory (16) compares the TR value from the memory (11) with the comparison table and outputs whether or not it is within the reference color range. The color tone angle T value extraction memory (17) compares the T value from the memory (12) with a comparison table and outputs whether or not it is within the reference color range. The hue H value extraction memory (18) compares the hue (H value) from the memory (10) with a comparison table and outputs whether or not it is within the reference color range. The determination circuit (20) is for H, T, TR
AND circuit which inputs the judgment result for each and L
Input the judgment result for each of * , a * , and b * A
A binary output of one AND circuit is selected according to an input value from the saturation magnitude comparison circuit (19).

【0023】面積判定回路(21)は、カウンタにより判
定回路(20)より出力された2値信号を積算し、積算値
(面積)を所定値(しきい値)と比較器で比較する。面
積が所定値以上であれば異物であると判断し、面積オー
バー信号を出力する。モニタTV(22)は、判定回路
(20)からの抽出2値画像を表示する。
The area determination circuit (21) integrates the binary signals output from the determination circuit (20) by the counter and compares the integrated value (area) with a predetermined value (threshold value) by a comparator. If the area is equal to or larger than a predetermined value, it is determined that it is a foreign matter, and an area over signal is output. Monitor TV (22) is a judgment circuit
Display the extracted binary image from (20).

【0024】図6と図7は、図5に示した色画像抽出装
置における抽出処理の流れを示す。この抽出処理は7段
のパイプライン処理になっており、各段の処理は並列に
動作する。第一段では、RGB→XYZ変換を行う。す
なわち、カメラ(1)のR,G,B信号は、下記のマトリク
ス演算を行うアナログ回路であるRGB−XYZ刺激値
変換回路(2)によりX,Y,Z値に変換される。
6 and 7 show the flow of extraction processing in the color image extracting apparatus shown in FIG. This extraction process is a seven-stage pipeline process, and the processes of each stage operate in parallel. In the first stage, RGB → XYZ conversion is performed. That is, the R, G, B signals of the camera (1) are converted into X, Y, Z values by the RGB-XYZ stimulus value conversion circuit (2) which is an analog circuit for performing the following matrix calculation.

【数1】 ここに、係数a〜iは近似係数であり、予め使用するカ
メラ(1)の分光特性に合わせて求めておく。
[Equation 1] Here, the coefficients a to i are approximate coefficients and are obtained in advance according to the spectral characteristics of the camera (1) to be used.

【0025】第二段では、X,Y,Z値のA/D変換を行
う。すなわち、RGB−XYZ刺激値変換回路(2)から
のX,YおよびZ値は、それぞれA/D変換器(3)、
(4)および(5)によりデジタル値に変換される。
In the second stage, A / D conversion of X, Y and Z values is performed. That is, the X, Y and Z values from the RGB-XYZ stimulus value conversion circuit (2) are respectively converted into A / D converter (3) and
It is converted to a digital value by (4) and (5).

【0026】第三段では、L*,a*,b*の演算を行
う。すなわち、前段のY値用A/D変換器(3)のデジタ
ル出力がL*演算用メモリ(6)のアドレス信号線に接続
されており、YのA/D変換値に対応した明度L*値が
*演算用メモリ(6)のデータ線より出力される。同様
に、Y,X両方のA/D変換器(3),(4)のデジタル出
力が、それぞれ、a*値演算用メモリ(7)の上位アドレ
ス線と下位アドレス線に接続されており、Y,XのA/
D変換値に対応したa*値がa*値演算用メモリ(7)のデ
ータ線より出力される。同様にY,Z両方のA/D変換
器(3),(5)のデジタル出力がそれぞれb*値演算用メ
モリ(38)の上位アドレス線と下位アドレス線に接続さ
れており、Y,ZのA/D変換値に対応したb*値がb*
値演算用メモリ(8)のデータ線より出力される。
At the third stage, L * , a * , and b * are calculated. That is, the digital output of the Y value A / D converter (3) in the preceding stage is connected to the address signal line of the L * operation memory (6), and the brightness L * corresponding to the Y A / D converted value is L *. The value is output from the data line of the L * operation memory (6). Similarly, the digital outputs of both the Y and X A / D converters (3) and (4) are respectively connected to the upper address line and the lower address line of the a * value calculation memory (7), A of Y, X
The a * value corresponding to the D conversion value is output from the data line of the a * value calculation memory (7). Similarly, the digital outputs of both Y and Z A / D converters (3) and (5) are connected to the upper address line and the lower address line of the b * value calculation memory (38), respectively. B * value corresponding to the A / D converted value of is b *
It is output from the data line of the value calculation memory (8).

【0027】第四段では、彩度と色相の演算を行う。す
なわち、前段のa*値演算用メモリ(7)とb*値演算用メ
モリ(8)の出力が、それぞれ、彩度演算用メモリ(9)の
上位アドレス線と下位アドレス線に接続されており、a
*、b*値に対応した彩度値Cが彩度演算用メモリ(9)の
データ線より出力される。同様に、前段のa*値演算用
メモリ(7)とb*値演算用メモリ(8)の出力が、それぞ
れ、色相演算用メモリ(10)の上位アドレス線と下位ア
ドレス線に接続されており、a*,b*値に対応した色相
値Hが色相演算用メモリ(10)のデータ線より出力され
る。
In the fourth step, saturation and hue are calculated. That is, the outputs of the a * value calculation memory (7) and the b * value calculation memory (8) in the previous stage are connected to the upper address line and the lower address line of the saturation calculation memory (9), respectively. , A
The saturation value C corresponding to the * and b * values is output from the data line of the saturation calculation memory (9). Similarly, the outputs of the a * value calculation memory (7) and the b * value calculation memory (8) in the previous stage are connected to the upper address line and the lower address line of the hue calculation memory (10), respectively. , A * , b * values corresponding to the hue value H are output from the data line of the hue calculation memory (10).

【0028】第五段では、色調長と色調角の演算を行
う。前段の明度演算用メモリ(6)の出力と彩度演算用メ
モリ(9)の出力が、それぞれ色調長演算用メモリ(11)
の上位アドレス線と下位アドレス線に接続されており、
*値と彩度値に対応した色調長値TRが色調長演算用
メモリ(11)のデータ線より出力される。同様に前段の
明度演算用メモリ(6)のL*出力、彩度演算用メモリ
(9)の出力が、それぞれ、色調角演算用メモリ(12)の
上位アドレス線と下位アドレス線に接続されており、L
*値と彩度値に対応した色調角値Tが色調角演算用メモ
リ(12)のデータ線より出力される。
In the fifth step, color tone length and color tone angle are calculated. The output of the brightness calculation memory (6) and the output of the saturation calculation memory (9) in the preceding stage are respectively the tone length calculation memory (11).
Connected to the upper and lower address lines of
The tone length value TR corresponding to the L * value and the saturation value is output from the data line of the tone length calculation memory (11). Similarly, L * output of the brightness calculation memory (6) in the previous stage, saturation calculation memory
The outputs of (9) are respectively connected to the upper address line and the lower address line of the memory (12) for color tone calculation,
The tone angle value T corresponding to the * value and the saturation value is output from the data line of the tone angle calculation memory (12).

【0029】第六段では、各演算値を基準データ範囲と
比較する。前段のL*,a*,b*,彩度,色相,色調
長,色調角の出力が、それぞれL*値抽出メモリ(1
3)、a*値抽出メモリ(14)、b*値抽出メモリ(1
5)、色調長抽出メモリ(16)、色調角抽出メモリ(1
7)、色相抽出メモリ(18)のアドレス線に接続されて
おり、予めこれらのメモリに設定された基準色範囲内で
あれば、各メモリから範囲内であるという信号が出力さ
れる。
In the sixth step, each calculated value is compared with the reference data range. The outputs of L * , a * , b * , saturation, hue, hue length, and hue angle in the previous stage are respectively output to the L * value extraction memory (1
3), a * value extraction memory (14), b * value extraction memory (1
5), color tone length extraction memory (16), color tone angle extraction memory (1
7) It is connected to the address line of the hue extraction memory (18), and if it is within the reference color range preset in these memories, each memory outputs a signal indicating that it is within the range.

【0030】第七段では、画像抽出判定を行う。判定回
路(20)において、前段の彩度値Cが設定値より大きい
場合は、色相値、色調角値、色調長値が全て基準色範囲
内であれば2値信号が出力される。前段の彩度値Cが設
定値より小さい場合は、L*値、a*値、b*値が全て基
準色範囲内であれば2値信号が出力される。また、2値
信号が出力された場合、面積判定回路(21)の面積のカ
ウントを1増やし、面積が設定値より大きくなると、面
積オーバー信号が出力される。なお、面積のカウント
は、1画面毎に初期化される。出力された2値信号は、
2値映像としてモニタTV(22)へ映しだされる。第三
段から第六段までの各出力は、タイミングをとるため
に、ラッチ(図を簡潔にするため図示していない。)に
より保持されているため、パイプライン処理となってお
り、データの取り込み間隔および結果の出力間隔は、メ
モリへの1回のアクセス時間のみとなり、映像信号に対
して実時間での処理が可能となっている。
In the seventh step, image extraction judgment is performed. In the determination circuit (20), when the saturation value C in the preceding stage is larger than the set value, a binary signal is output if the hue value, the hue angle value, and the hue length value are all within the reference color range. When the saturation value C in the preceding stage is smaller than the set value, a binary signal is output if the L * value, a * value, and b * value are all within the reference color range. When a binary signal is output, the area count circuit (21) increments the area count by 1, and when the area becomes larger than the set value, an area over signal is output. The area count is initialized for each screen. The output binary signal is
It is displayed on the monitor TV (22) as a binary image. Each output from the third stage to the sixth stage is pipelined because it is held by a latch (not shown for the sake of simplicity) for timing. The capture interval and the output interval of the result are only one access time to the memory, and the video signal can be processed in real time.

【0031】なお、以上に説明した実施例では、表色系
として、L***表色系を用いているが、たとえば、
***表色系、映像色差信号などの、色度平面と明
度軸で構成される色空間で表現される他の表色系を用い
てもよい(表2参照)。
In the embodiments described above, the L * a * b * color system is used as the color system.
Other color systems expressed in a color space composed of a chromaticity plane and a lightness axis, such as the L * u * v * color system and video color difference signals, may be used (see Table 2).

【0032】次に、各メモリへの抽出基準色の登録につ
いて説明する。図5に示す装置において、抽出基準色
は、次の順序で設定される。 (a) L*値抽出メモリ(13)、a*値抽出メモリ(1
4)、b*値抽出メモリ(15)、色調長抽出メモリ(1
6)、色調角抽出メモリ(17)、色相抽出メモリ(18)
はいずれもRAMであり、内容を全て”0”に初期化し
た後、各抽出メモリ(13)〜(19)のデータ線を”1”
レベルに固定する。 (b) 次に、カメラ(1)により基準色を撮像した状態
で、抽出時と同様に回路を動作させる。 (c) これにより、当該基準色のL*、a*、b*、色調
長、色調角、彩度の各演算結果がアドレス信号として抽
出用メモリ(13)〜(18)に入力される。 (d) そして、この6つの演算結果の範囲をそれぞれア
ドレスとする抽出用メモリ(13)〜(18)内の番地に、
データ線に与えた値("1")が書き込まれる。これによ
り、基準色のL*、a*、b*、色調長、色調角、彩度の
範囲が、各メモリに登録される。 (a)〜(d)の動作により、撮像した画面上で基準色
の領域を指定するのみで簡単に基準色を登録することが
できる。
Next, registration of the extraction reference color in each memory will be described. In the device shown in FIG. 5, the extraction reference colors are set in the following order. (a) L * value extraction memory (13), a * value extraction memory (1
4), b * value extraction memory (15), tone length extraction memory (1
6), tone angle extraction memory (17), hue extraction memory (18)
Are all RAMs, and after initializing all the contents to "0", set the data lines of the extraction memories (13) to (19) to "1".
Fixed to level. (b) Next, with the camera (1) capturing the reference color, the circuit is operated in the same manner as during extraction. (c) As a result, the calculation results of L * , a * , b * , color tone length, color tone angle, and saturation of the reference color are input as address signals to the extraction memories (13) to (18). (d) Then, at the addresses in the extraction memories (13) to (18), each of which has the range of these six calculation results as an address,
The value ("1") given to the data line is written. As a result, the ranges of L * , a * , b * , color length, color angle, and saturation of the reference color are registered in each memory. By the operations of (a) to (d), the reference color can be easily registered only by designating the area of the reference color on the imaged screen.

【0033】具体的な回路としては、図5に示す装置に
おいて、切り替え器と基準色登録制御部とを設ければよ
いが(図6参照)、説明を省略する。また、図5には示
されていないが、撮像された画像の特定部分を指定する
ことにより、指定部分以外は抽出用メモリ(13)〜(1
8)への書き込みを禁止することができ、映像の指定領
域のみを基準色として登録することができる。
As a concrete circuit, a switch and a reference color registration control section may be provided in the apparatus shown in FIG. 5 (see FIG. 6), but the description is omitted. Although not shown in FIG. 5, by designating a specific portion of the captured image, the extraction memories (13) to (1
Writing to 8) can be prohibited, and only the designated area of the image can be registered as the reference color.

【0034】以上に説明した基準色登録は、明度、彩
度、色相、色調角(=tan-1(明度/彩度))、色調長
(=(明度2+彩度21/2)の5成分の内、色相および色
調角の両者を含む少なくとも3つの成分について色抽出
を行う装置について説明したが、この基準色登録の考え
方は、一般に、色抽出に色調角を用いない色画像抽出装
置においても用いることができる。図8は、本発明の基
準色登録機能を特徴とした色画像抽出装置の一実施例の
ブロック図である。この装置では、カメラ(201)から
のNTSC複合映像信号から各色成分Y,R−Y,B−
Yを求める(表2参照)。また、この装置は、先に説明
した装置と異なり、色相、色調角、色調長への変換は行
わない。その代わり、基準色登録制御部(215)とウ
インドウ生成部(216)において、基準色範囲に相当
する輝度Y、色差信号R−Y、色差信号B−Yの範囲を
画面上で設定する。
The reference color registration described above is based on lightness, saturation, hue, hue angle (= tan -1 (lightness / saturation)), tone length (= (lightness 2 + saturation 2 ) 1/2 ). Although the apparatus for performing color extraction for at least three components including both hue and hue angle has been described, the idea of reference color registration is generally that color image extraction does not use the hue angle. It can also be used in a device. FIG. 8 is a block diagram of an embodiment of a color image extracting device featuring the reference color registration function of the present invention. In this device, each color component Y, R-Y, B-from the NTSC composite video signal from the camera (201).
Determine Y (see Table 2). Also, this device, unlike the device described above, does not convert to hue, tonal angle, or tonal length. Instead, the reference color registration control unit (215) and the window generation unit (216) set the ranges of luminance Y, color difference signal RY, and color difference signal B-Y corresponding to the reference color range on the screen.

【0035】この装置は、基準色の登録動作を次のよう
に行う。RAMであるメモリ(209),(210),(2
11)が書き込み可能な状態で、RAMのデータ線固定
データ("1")を与え、基準色の各成分毎に、その値をR
AMのアドレス線へ接続することにより、各成分の値を
アドレスとする領域が固定データで埋められ、基準色範
囲が登録される。まず、基準色登録動作制御回路(21
5)により、切り替え器(206),(207),(208),
(212),(213),(214)のすべてを下側へ接続す
る。基準色登録動作制御部(215)により輝度Y、色差
信号R−Y、色差信号B−YのRAM(209),(21
0),(211)の内容をすべて”0”にクリアする。さら
に、基準色登録動作制御部(215)により各RAMのデ
ータ線を”1”に固定する。
This apparatus performs the reference color registration operation as follows. RAM (209), (210), (2
11) is writable, RAM data line fixed data ("1") is given, and the value is R for each component of the reference color.
By connecting to the address line of AM, the area having the value of each component as an address is filled with fixed data, and the reference color range is registered. First, the reference color registration operation control circuit (21
5), the switch (206), (207), (208),
All of (212), (213) and (214) are connected to the lower side. The reference color registration operation control unit (215) controls the RAMs (209), (21) of the luminance Y, the color difference signal RY, and the color difference signal BY.
Clear all contents of 0) and (211) to "0". Further, the reference color registration operation control section (215) fixes the data line of each RAM to "1".

【0036】次に、切り替え器(206),(207),(2
08)を上側へ接続し、ウィンドウ生成器(216)によ
り、基準色として登録したい範囲を画像上で設定する。
そして、カメラ(201)からのNTSC複合映像信号が
映像色差信号分離回路(202)によって、輝度Y、色差
信号R−Y、色差信号B−Yに分離され、分離された信
号はA/D変換器(206),(207),(208)によって
それぞれデジタル値に変換される。このデジタル出力
が、メモリ(209),(210),(211)のアドレスとし
て入力され、ウィンドウ生成部(216)により画像上の
基準色として指定した領域のデータにのみ各メモリに書
き込み信号を出力する。これにより、基準色のY、R−
Y、B−Yそれぞれの範囲が、その値をアドレスとする
メモリ(209),(210),(211)の領域に”1”で埋
められる。こうして、登録作業を終了する。但し、メモ
リ内の基準色範囲が書き込まれたデータは、マイクロプ
ロセッサなどによって修正することもできる。
Next, the switches (206), (207), (2
08) is connected to the upper side, and the window generator (216) sets a range to be registered as a reference color on the image.
The NTSC composite video signal from the camera (201) is separated by the video color difference signal separation circuit (202) into luminance Y, color difference signal RY and color difference signal BY, and the separated signals are A / D converted. It is converted into a digital value by the devices (206), (207) and (208). This digital output is input as the addresses of the memories (209), (210), (211), and the write signal is output to each memory only for the data in the area designated as the reference color on the image by the window generation unit (216). To do. As a result, the reference colors Y and R-
The respective ranges of Y and BY are filled with "1" in the areas of the memories (209), (210) and (211) whose values are addresses. In this way, the registration work is completed. However, the data in which the reference color range is written in the memory can be corrected by a microprocessor or the like.

【0037】この装置において、色抽出時の動作は、次
のように行われる。抽出実行時に、メモリ(209)、メ
モリ(210)、メモリ(211)は抽出用ルックアップテ
ーブルとして動作する。メモリ(209),(210),(2
11)のデータは、それぞれの基準色範囲値をアドレス
とするメモリエリアは”1”、その他は”0”となって
いる。また、切り替え器(206),(207),(208),
(212),(213),(214)はすべて図の上側に接続さ
れている。まず、カメラ(201)からのNTSC複合映
像信号が,映像色差信号分離回路(202)によって、輝
度Y、色差信号R−Y、色差信号B−Yに分離される。
分離された信号は,A/D変換器(206),(207),
(208)によってそれぞれデジタル値に変換される。こ
うして得られたデジタル出力をアドレスとするメモリ
(209),(210),(211)のデータが、メモリのデー
タ線より出力される。すなわち、基準色範囲内であれば
メモリより”1”が出力され、基準色範囲外であれば”
0”が出力される。メモリ(209),(210),(211)
の出力は、AND回路(217)に接続されており、メモ
リ(209),(210),(211)の出力が、いずれも”
1”である場合には、AND回路(217)より、基準色
領域として2値出力される。AND回路(217)から出
力された2値出力は、映像信号合成回路(218)より映
像同期信号と合成され映像信号として出力される。ま
た、AND回路(217)の出力は、面積判定回路(21
9)により加算され、面積が設定しきい値を越えると、
面積オーバー信号が出力される。
In this device, the operation at the time of color extraction is performed as follows. During extraction, the memory (209), memory (210), and memory (211) operate as an extraction lookup table. Memory (209), (210), (2
In the data of 11), the memory area whose address is the reference color range value is "1", and the others are "0". In addition, the switch (206), (207), (208),
(212), (213) and (214) are all connected to the upper side of the figure. First, the NTSC composite video signal from the camera (201) is separated into a luminance Y, a color difference signal RY, and a color difference signal BY by the video color difference signal separation circuit (202).
The separated signals are A / D converters (206), (207),
Each is converted into a digital value by (208). A memory whose address is the digital output obtained in this way
The data of (209), (210), and (211) are output from the data line of the memory. That is, "1" is output from the memory if it is within the reference color range, and "1" is output if it is outside the reference color range.
0 "is output. Memory (209), (210), (211)
Is connected to the AND circuit (217), and the outputs of the memories (209), (210) and (211) are all "
When it is 1 ″, the AND circuit (217) outputs a binary value as a reference color area. The binary output output from the AND circuit (217) is output from the video signal synthesizing circuit (218) as a video synchronization signal. Is output as a video signal, and the output of the AND circuit (217) is the area determination circuit (21).
When the area is added by 9) and exceeds the set threshold value,
An area over signal is output.

【0038】[0038]

【発明の効果】基準色の抽出が、色相と色調角を含む少
なくとも3成分を用いて行うので、基準色の抽出が容易
になるとともに、抽出回路がハードウエアで構成でき、
大量のデータを高速に処理できるので、色抽出が短時間
に行える。基準色の範囲を登録する場合、基準色の映像
データを入力するのみで、誰もが簡単に基準色の設定が
可能となる。また、抽出用のルックアップテーブルを基
準色の設定用に用いるため、抽出用回路の外に特別なハ
ードウエアを必要としない。
Since the reference color is extracted by using at least three components including the hue and the hue angle, the reference color can be easily extracted and the extraction circuit can be configured by hardware.
Since a large amount of data can be processed at high speed, color extraction can be performed in a short time. When registering the reference color range, anyone can easily set the reference color simply by inputting the video data of the reference color. In addition, since the lookup table for extraction is used for setting the reference color, no special hardware is required outside the extraction circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】光量が変化した場合の比較的淡い色aおよび比
較的濃い色bの明度Lおよび彩度Cの分布の一例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a distribution of lightness L and saturation C of a relatively light color a and a relatively dark color b when the light amount changes.

【図2】従来の明度および彩度による色識別を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing conventional color identification based on lightness and saturation.

【図3】本発明による色調角Tおよび色調長TRによる
識別を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing discrimination by a color tone angle T and a color tone length TR according to the present invention.

【図4】映像信号から色相、色調角および色調長の3成
分を分離して色抽出を行う本発明の装置を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an apparatus of the present invention for performing color extraction by separating three components of hue, hue angle and hue length from a video signal.

【図5】本発明の色画像抽出装置の一実施例を示すブロ
ック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a color image extraction device of the present invention.

【図6】図5に示した色画像抽出装置における抽出処理
の流れの1部を示す図である。
6 is a diagram showing a part of a flow of an extraction process in the color image extracting device shown in FIG.

【図7】図5に示した色画像抽出装置における抽出処理
の流れの1部を示す図である。
7 is a diagram showing a part of a flow of an extraction process in the color image extracting device shown in FIG.

【図8】基準色登録機能を有する色画像抽出装置のブロ
ック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a color image extraction device having a reference color registration function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1: カメラ、 3〜5: AD変換器、6〜12:
演算用メモリ、 13〜18: 抽出用メモリ、19:
彩度大小比較回路、 20: 判定回路、101:
カラー撮像装置、 103: AD変換器、106〜1
08: 演算用メモリ、 109〜111: 抽出用メ
モリ、112: AND回路(判定部)、 212〜2
14: 切り替え器、215: 基準色登録動作制御
部。
1: camera, 3-5: AD converter, 6-12:
Calculation memory, 13 to 18: Extraction memory, 19:
Saturation magnitude comparison circuit, 20: Judgment circuit, 101:
Color imaging device, 103: AD converter, 106-1
08: Operation memory, 109 to 111: Extraction memory, 112: AND circuit (determination unit), 212 to 2
14: Switch, 215: Reference color registration operation control unit.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カラー撮像装置で撮像した映像信号より
指定した基準色の画像を抽出する装置において、 映像信号を、明度、彩度、色相、色調角(=tan
-1(明度/彩度))、色調長(=(明度2+彩度2)1/2)の
5成分の内、色相および色調角の両者を含む少なくとも
3つの成分に分解しそれらをデジタル値として出力する
変換回路と、 この変換回路のデジタル出力がアドレス端子に接続さ
れ、基準色について前記の少なくとも3つの成分の範囲
が、各成分ごとに、変換回路の出力値に対応して予めデ
ータとして登録される、前記の少なくとも3つの成分の
各々について備えられる範囲記憶回路と、 前記の各成分のいずれの成分についても、範囲記憶回路
の出力データが前記の範囲内であると判定した場合に、
基準色であることを示す2値信号を出力する判定回路と
を備えることを特徴とする色画像抽出装置。
1. An apparatus for extracting an image of a designated reference color from a video signal picked up by a color image pickup apparatus, wherein the video signal is converted into lightness, saturation, hue, and hue angle (= tan).
-1 (brightness / saturation)) and color tone length (= (brightness 2 + saturation 2 ) 1/2 ) are decomposed into at least three components including both hue and hue angle and digitalized. A conversion circuit for outputting as a value, and a digital output of this conversion circuit is connected to an address terminal, and the range of the above-mentioned at least three components for the reference color is preliminarily data corresponding to the output value of the conversion circuit for each component. The range storage circuit provided for each of the at least three components registered as, and the output data of the range storage circuit for each of the components described above are determined to be within the range. ,
A color image extraction apparatus, comprising: a determination circuit that outputs a binary signal indicating that the color is a reference color.
【請求項2】 上記の変換回路が、映像信号の各成分を
デジタル化するデジタル化回路と、このデジタル化回路
の出力値がアドレス端子に接続され、前記の色相および
色調角を含む少なくとも3つの成分が、各成分ごとに、
前記の出力値に対応して予め記憶された変換テーブル記
憶回路とを備えることを特徴とする請求項1記載の色画
像抽出装置。
2. The converting circuit digitizes each component of a video signal, and an output value of the digitizing circuit is connected to an address terminal, and at least three of the hue and the hue adjustment angle are included. For each ingredient,
The color image extracting apparatus according to claim 1, further comprising a conversion table storage circuit stored in advance corresponding to the output value.
【請求項3】 L***表色系における明度指数L*
色度指数a*、b*を用いて、前記の5成分の明度、彩
度、色相、色調角、色調長として 明度: L* 彩度: C=(a*2+b*2)1/2 色相: H=tan-1(b*/a*) (a*>0;b*>0) H=tan-1(b*/a*)+360゜(a*>0;b*<0) H=tan-1(b*/a*)+180゜(a*<0) 色調角: T=tan-1(L*/C) 色調長: TR=(L*2+C2)1/2 を用いたことを特徴とする請求項1記載の色画像抽出装
置。
3. Using the lightness index L * and the chromaticity indices a * and b * in the L * a * b * color system, as the lightness, saturation, hue, hue angle, and hue length of the above five components. Lightness: L * Saturation: C = (a * 2 + b * 2 ) 1/2 Hue: H = tan -1 (b * / a * ) (a * >0; b * > 0) H = tan -1 (b * / a * ) + 360 ° (a * >0; b * <0) H = tan −1 (b * / a * ) + 180 ° (a * <0) Color adjustment angle: T = tan −1 (L * / C) color length: TR = (L * 2 + C 2) color image extracting apparatus according to claim 1, characterized by using a half.
【請求項4】 さらに、映像信号を、a*,b*に変換
し、デジタル化する第2変換回路と、 この第2変換回路のデジタル出力がアドレス端子に接続
され、基準色について前記のa*成分とb*成分の範囲
が、各成分ごとに、第2変換回路の出力値に対応して予
め登録された第2範囲記憶回路と、 彩度がしきい値よりも小さいか否かを判定する彩度判定
回路とを備え、 彩度判定回路が彩度がしきい値より小さいと判定した場
合には、前記の判定回路は、前記の範囲記憶回路から出
力されるL*と、第2範囲記憶回路から出力されるa*
*を用いて色抽出を行うことを特徴とする請求項3に
記載された色画像抽出装置。
4. A second conversion circuit for converting a video signal into a * , b * and digitizing the digital signal, and a digital output of the second conversion circuit is connected to an address terminal, and the a) is used for the reference color. The range of the * component and the b * component is, for each component, the second range storage circuit registered in advance corresponding to the output value of the second conversion circuit, and whether the saturation is smaller than the threshold value or not. And a saturation determination circuit for determining, when the saturation determination circuit determines that the saturation is smaller than a threshold value, the determination circuit determines that L * output from the range storage circuit and 2 a * output from the range storage circuit,
The color image extracting device according to claim 3, wherein the color extraction is performed using b * .
【請求項5】 前記の映像信号がRGBのアナログ信号
であり、 前記の変換回路が、RGBのアナログ信号をXYZ値の
デジタル信号に変換するAD変換回路と、YからL*
XとYからa*、YとZからb*、a*とb*からH、a*
とb*からC、L*とCからT、L*とCからTR、への
変換テーブルをそれぞれ記憶したテーブル記憶回路とを
備え、 AD変換回路による変換値から、テーブル記憶回路に記
憶された変換テーブルを用いて前記の少なくとも3つの
成分を求めることを特徴とする請求項3に記載された色
画像抽出装置。
5. The video signal is an RGB analog signal, the conversion circuit converts the RGB analog signal into an XYZ value digital signal, and Y to L * ,
A * from X and Y, b * from Y and Z, H from a * and b * , a *
And a table storage circuit which stores conversion tables from b * to C, L * and C to T, and L * and C to TR, respectively. The conversion values stored by the AD conversion circuit are stored in the table storage circuit. 4. The color image extracting device according to claim 3, wherein the at least three components are obtained by using a conversion table.
【請求項6】 カラー撮像装置で撮像した映像信号より
基準色の画像を抽出する装置において、 映像信号を抽出に必要な成分に分解し、デジタル値とし
て出力する変換回路と、 この変換回路のデジタル出力がアドレス線に接続され、
指定した基準色について、前記の必要な成分の範囲が、
各成分ごとに、変換回路の出力値に対応して書き込み可
能な範囲記憶回路と、 前記記憶回路のデータ線を任意の値に固定する固定入力
回路と、 前記の抽出に必要ないずれの成分についても、範囲記憶
回路の出力データが前記の範囲内であると判定した場合
に、基準色であることを示す2値信号を出力する判定回
路と、 基準色登録時は、前記範囲記憶回路のデータ線を固定入
力回路に接続し、抽出判定時は判定回路に接続する切り
替え回路とを備え、 基準色登録時に、固定入力回路からの入力値が前記の範
囲記憶回路に書き込まれ、抽出判定時には、前記の範囲
記憶回路からの出力値から、判定回路において基準色が
抽出されることを特徴とする色画像抽出装置。
6. A device for extracting an image of a reference color from a video signal picked up by a color imaging device, a conversion circuit for decomposing the video signal into components necessary for extraction and outputting as a digital value, and a digital circuit of this conversion circuit. The output is connected to the address line,
For the specified standard color, the range of the necessary components above is
For each component, a writable range storage circuit corresponding to the output value of the conversion circuit, a fixed input circuit that fixes the data line of the storage circuit to an arbitrary value, and any of the components necessary for the extraction Also, when it is determined that the output data of the range storage circuit is within the above range, a determination circuit that outputs a binary signal indicating that the color is a reference color; A line is connected to the fixed input circuit, and a switching circuit is connected to the judgment circuit at the time of extraction judgment.The input value from the fixed input circuit is written to the range storage circuit at the time of reference color registration, and at the time of extraction judgment, A color image extraction device, wherein a reference color is extracted in a determination circuit from an output value from the range storage circuit.
【請求項7】請求項6に記載された装置において、さら
に、前記の範囲記憶回路に、指定した画像領域以外での
書き込みを禁止する禁止回路を備えることを特徴とする
色画像抽出装置。
7. The color image extracting apparatus according to claim 6, further comprising a prohibition circuit for prohibiting writing in areas other than a designated image area in the range storage circuit.
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