(57)【要約】      （修正有）【課題】短時間で円検出可能な円検出方法、装置、そのプログラム及び記憶媒体を提供する。【解決手段】円検出方法１は、検出対象領域と検出対象外領域の２値化画像を生成する２値化工程と、２値化した検出対象領域ごとにラベル付けを行うラベリング工程と、２値化した検出対象領域ごとに図形の輪郭を抽出する輪郭抽出工程と、抽出した輪郭データにおいて走査して輪郭を形成する輪郭画素を検出するごとに、輪郭画素を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を検出したい円の中心とし、半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、検出したい円の中心が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保工程と、を備える。【選択図】図１
2018088206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて画像内の円を検出する円検出方法であって、
前記画像に対して、検出対象領域と検出対象外領域の２値化画像を生成する２値化工程と、
前記２値化した前記検出対象領域ごとにラベル付けを行うラベリング工程と、
前記２値化した前記検出対象領域ごとに前記図形の輪郭を抽出する輪郭抽出工程と、
前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向の一方から走査して輪郭を形成する輪郭画素を検出するごとに、前記輪郭画素を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保工程と、を備えることを特徴とする円検出方法。
【請求項２】
複数の大きさの円を検出する場合には、前記複数の円のうちで半径の大きさを最大値から順次縮小させて最小値まで前記円領域確保工程を繰り返して行わせ、順次縮小された円を判定し順次縮小された円の領域を確保していくことを特徴とする請求項１に記載の円検出方法。
【請求項３】
画像データに基づいて画像内の円を検出する円検出装置であって、
前記画像に対して、検出対象領域と検出対象外領域の２値化画像を生成する２値化手段と、
前記２値化した前記検出対象領域ごとにラベル付けを行うラベリング手段と、
前記２値化した前記検出対象領域ごとに前記図形の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向の一方から走査して輪郭を形成する輪郭画素を検出するごとに、前記輪郭画素を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保手段と、を備えることを特徴とする円検出装置。
【請求項４】
複数の大きさの円を検出する場合には、前記複数の円のうちで半径の大きさを最大値から順次縮小させて最小値まで前記円領域確保手段を繰り返して行わせ、順次縮小された円を判定し順次縮小された円の領域を確保していくことを特徴とする請求項３に記載の円検出装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の円検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理技術のうちの画像中の円検出方法、円検出装置、円検出プログラム及び円検出プログラムを記憶した記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、画像データで表示される、他の円と大きさが異なる円を含む複数の円に対して、各円の中心位置を検出する画像処理方法であって、複数の円のうち最も大きな円である大円を含む領域を特定する大円領域特定ステップと、大円領域内のエッジ画素を検出し、検出したエッジ画素を大円の円周を構成する大円周候補画素として検出する大円周候補画素検出ステップと、検出された大円周候補画素に対して多段階の円近似を行い、大円の中心位置および半径を検出する大円検出ステップと、検出された中心位置および半径に基づき大円エッジを含まないよう大円内でラベリングし、１つの小円を含む領域を１または複数特定する小円領域特定ステップと、小円領域内のエッジ画素を検出し、検出したエッジ画素を小円の円周を構成する小円周候補点画素として検出する小円周候補画素検出ステップと、検出された小円周候補画素に対して多段階の円近似を行い、小円の中心位置および半径を出する小円検出ステップとを有する画像処理方法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、画像撮影手段によって撮影された計器の画像を処理して前記計器を分類する画像処理方法であって、前記計器の画像を入力する画像入力ステップと、前記入力された計器の画像からエッジを抽出し、エッジが抽出された画像に対して２値化処理を行い、２値化処理された画像に対して細線化処理を行って、前記計器の表示盤の輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、前記抽出された輪郭線に基づいて、ハフ変換を用いて、円形状の仮想輪郭線を作成する仮想輪郭線作成ステップと、前記輪郭線抽出ステップによって抽出された輪郭線の画像を膨張処理し、膨張処理後の前記輪郭線の画像と、前記仮想輪郭線作成ステップによって作成された仮想輪郭線の画像との一致度が、予め定めた閾値より大きい場合に、前記計器を丸型計器に分類する計器分類ステップとを有し、前記輪郭線抽出ステップは、前記計器分類ステップによって前記計器が丸型計器に分類されない場合に、前記画像入力ステップにおいて入力された計器の画像に対して、前記計器の表示盤領域の外部の画像を黒画素に変更する背景除去処理を行い、背景除去処理後の前記表示盤領域の画像に対して平滑化処理、２値化処理を順次行い、２値化処理された画像中の図形画素の各連結成分の中で面積が最大な領域を最大領域として選択し、前記選択された最大領域の輪郭線を、前記計器の表示盤の輪郭線として抽出し、前記仮想輪郭線作成ステップは、前記輪郭線抽出ステップによって抽出された輪郭線の画像を膨張処理し、膨張処理された前記輪郭線の画像から、前記表示盤の形状である四角形の輪郭線を仮想輪郭線として抽出し、前記計器分類ステップは、前記膨張処理後の前記輪郭線の画像と、前記仮想輪郭線作成ステップによって作成された、前記表示盤の形状である四角形の輪郭線の画像との一致度が、予め定めた閾値より大きい場合に、前記計器を角型計器に分類する画像処理方法が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、車両に搭載される撮像装置で前記車両の前方を撮像した撮像画像から円を検出する円検出部を備える画像認識装置であって、前記撮像画像のうち、前記円検出部で検出した円に内接する内接四角形の内部領域、および前記内接四角形と前記円検出部で検出した円に外接する外接四角形との間の所定領域のうちの少なくともいずれかの領域である比率判断領域の色の比率をもとに、円形標識を認識する標識認識手段を備える画像認識装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２０３７０号公報
【特許文献２】特許第３７９９４０７号公報
【特許文献３】特許第５３７０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発明は、大円の中心位置および半径を検出するときに大円周候補画素に対して多段階の円近似を行い、さらに小円の中心位置および半径を検出するときに小円周候補画素に対して多段階の円近似を行い、円の中心位置及び半径を検出する技術であり、画面中から短時間で早く円を検出する技術ではないため、画面中に多数の円が存する場合には円検出後にさらに円の中心位置と半径を求めることにより画像中の円検出の処理時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
特許文献２に記載の発明は、細線化処理、膨張化処理、ハフ変換を用いるために、画像中の円を検索する処理時間を多大に要するという問題があった。
【０００８】
特許文献３の発明は、引用文献３の段落［００２８］や［００２９］に記載されているように円検出にハフ変換を用いるために、画像中の円を検索する処理時間を多大に要するという問題があった。
【０００９】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、一般的に円検出に用いられているハフ変換を用いずに、極めて短時間で円検出可能な円検出方法、円検出装置、そのプログラム及び記憶媒体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の円検出方法１は、画像データに基づいて画像３内の円を検出する円検出方法１であって、前記画像３に対して、検出対象領域４と検出対象外領域５の２値化画像を生成する２値化工程１１と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとにラベル付けを行うラベリング工程１２と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとに前記図形の輪郭９を抽出する輪郭抽出工程１３と、前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向７の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向８の一方から走査して輪郭９を形成する輪郭画素６を検出するごとに、前記輪郭画素６を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置４０の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保工程１４と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の円検出方法１は、請求項１において、複数の大きさの円を検出する場合には、前記複数の円のうちで半径の大きさを最大値から順次縮小させて最小値まで前記円領域確保工程１４を繰り返して行わせ、順次縮小された円を判定し順次縮小された円の領域を確保していくことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の円検出装置２は、画像データに基づいて画像３内の円を検出する円検出装置２であって、前記画像３に対して、検出対象領域４と検出対象外領域５の２値化画像を生成する２値化手段と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとにラベル付けを行うラベリング手段と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとに前記図形の輪郭９を抽出する輪郭抽出手段と、前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向７の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向８の一方から走査して輪郭９を形成する輪郭画素６を検出するごとに、前記輪郭画素６を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置４０の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の円検出装置２は、請求項３において、複数の大きさの円を検出する場合には、前記複数の円のうちで半径の大きさを最大値から順次縮小させて最小値まで前記円領域確保手段を繰り返して行わせ、順次縮小された円を判定し順次縮小された円の領域を確保していくことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載のプログラムは、請求項１又は２に記載の円検出方法１をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１５】
請求項６に記載の記憶媒体は、請求項５に記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は画像３中からの円検出処理時間を著しく短縮できるという効果を奏する。画面３中から円検出を完了するまでの検索数をハフ変換の場合と本発明の場合とで比較すると、ハフ変換による円検出は、エッジ検出した後にその画素位置で行う、該画素位置を円の中心として所定の半径ｒを有する円（画素数２πｒ）を円周上のすべての画素（画素数２πｒ）ごとに描いて円であるか否かの検索するために、その検索数は（２πｒ）２となるのに対して、本発明の場合は、エッジ検出した後にその画素位置で行う、該画素位置を円の円周上の１位置として所定の方向において所定の半径ｒの範囲内に所定数の画素位置を検索するだけなので、検索数は（所定の方向数×所定の検索位置数）であるので大きく検索数を大幅に減少させることができ、円検出処理速度を高め、円検出処理時間を大幅に短縮できるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明は、重なった円が存する場合の円検出を行う場合には、求めたい円の大きさいの中で最も大きい円から順次小さい円を検出することにより、検出したい大きさの円を重なっていてもすべて検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の円検出方法のフロー図である。
【図２】本発明の円検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】画像内の検出対象領域と検出対象外領域を説明する説明図である。
【図４】画像内に存在する円を示す画像図である。
【図５】２値化工程で画像の２値化を示す２値化図である。
【図６】ラベリング工程で２値化後の検出対象領域のラベルデータ説明図である。
【図７】輪郭抽出工程で２値化後の検出対象領域の輪郭を抽出した輪郭データ説明図である。
【図８】３つの円の検出をするときの輪郭データ、ラベルデータ、領域確保データの説明図である。
【図９】円領域確保工程で大円の検出の説明図である。
【図１０】大円抽出後の輪郭データ、ラベルデータ、領域確保データの説明図である。
【図１１】大円確保後の小円の検出の説明図である。
【図１２】大円検出後に小円を検出した後の輪郭データ、ラベルデータ、領域確保データの説明図である。
【図１３】３つの円の検出後の輪郭データ、ラベルデータ、領域確保データの説明図である。
【図１４】１つの円の検出をするときの輪郭データ、ラベルデータ、領域確保データの説明図である。
【図１５】１つの円を対象に輪郭画素検索の走査を説明する説明図である。
【図１６】１つの円の輪郭画素を基に円検出を行う円領域確保工程の説明図で、（ａ）が検索方向の説明図であり、（ｂ）が検索領域範囲の説明図である。
【図１７】１つの円の輪郭画素を基に上方向の範囲の円検出の説明図である。
【図１８】１つの円の輪郭画素を基に右方向の範囲の円検出の説明図である。
【図１９】１つの円の輪郭画素を基に下方向の範囲の円検出の説明図である。
【図２０】１つの円を検出した後の輪郭データ、ラベルデータ、領域確保データの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の円検出方法１は、図１に示すように、画像データに基づいて画像３内の円を検出する円検出方法１であって、前記画像３に対して、検出対象領域４と検出対象外領域５の２値化画像を生成する２値化工程１１と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとにラベル付けを行うラベリング工程１２と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとに前記図形の輪郭９を抽出する輪郭抽出工程１３と、前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向７の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向８の一方から走査して輪郭９を形成する輪郭画素６を検出するごとに、前記輪郭画素６を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置４０の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保工程１４と、を備える。
【００２０】
輪郭抽出工程１３では輪郭データを記憶し、ラベリング工程１２ではラベルデータを記憶し、円領域確保工程１４では領域確保データを記憶する。
【００２１】
前記画像データは、撮影又は画像読み込みにより画像データを取得する画像取得工程１０において取得する。
【００２２】
まず、２値化工程１１について説明する。検出対象領域４と検出対象外領域５は、例えば、図３において画像データ内に下地３０の他に、円３１、三角形３２、四角形３３の図形が存するときに、円３１のみを検出した場合には、円３１を検出対象領域４とし、下地３０、三角形３２及び四角形３３を検出対象外領域５とし、検出対象領域４と検出対象外領域５を２値化する。また、例えば図４に示すように、円のみを検出対象領域４とした場合は、１つの小円の図形並びに小円と大円がともに一部が重なって欠けた図形が検出対象領域４となり、下地３０部分が検出対象外領域５となった２値化が行われ、図５に示すような２値化画像を作成する。
【００２３】
次に、２値化画像３に対して、ラベリング工程１２及び輪郭抽出工程１３を行う。ラベリング工程１２について説明する。２値化画像３に示すように検出対象領域４が２ケ所検出された場合は、それぞれの領域別にＡ、Ｂのラベル付けを行い、座標との関連をとったラベルデータＡ、Ｂを記憶する。記憶されたラベルデータを図で示すと図６や図８のラベルデータ説明図６１に示すように記憶される。
【００２４】
輪郭抽出工程１３について説明する。２値化画像３に示すように検出対象領域４が２ケ所検出された場合は、それぞれの領域別に輪郭を検出する。座標との関連をとった輪郭データを記憶する。記憶された輪郭データを図で示すと図７や図８の輪郭データ説明図６０に示すように記憶される。
【００２５】
次に、円領域確保工程１４について、説明する。予め検出したい所定の円の半径や、特定の画素位置（輪郭画素位置）６を基に円の存在を検出する所定の方向を設定しておく。所定の円の半径は１つの半径でもよく、複数の半径でもよく、画像３内で求めたい円の考えられる半径すべてでもよい。また、特定の画素位置（輪郭画素位置）６を基に円の存在を検出する所定の方向は、例えば図１６（ａ）又は（ｂ）に示すように９０°間隔のｘ軸方向７の左右方向とｙ軸方向８の上下方向の９０°間隔の４方向に設定してもよく、４５°間隔の８方向でもよく、３０°間隔の１２方向でもよく、さらにはそれぞれの間隔がそれぞれ異なる角度の間隔でもよい。設定した間隔は円の検索中は一定であることが望ましい。
【００２６】
輪郭データにおいて、図１５に示すように前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向７の一方から、又は、ｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向８の一方から走査して輪郭９を形成する輪郭画素６を検出していく。
【００２７】
検出した前記輪郭画素６において、前記輪郭画素６を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心４１とし、前記半径で囲まれた範囲内の任意で設定した同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置４０の複数画素がすべて同一ラベルか否かを確認する。所定の位置４０は、円であるか否かを判断できるために確認のための適する数や位置を設定する。例えば、図１７〜図１９においては所定の位置４０を６カ所設定しているが、円周縁付近に所定の位置を数か所設定してもいいし、上下左右の周縁や中心近傍に所定の位置を数か所設定してもいい。
【００２８】
ここで、円領域確保の一つの方法をわかりやすく説明するために、画像３内に１つの円が存する場合を取り上げその円の領域をラベルＣとした場合を示す図１４〜図２０に基づいて説明する。円検出に入るときのデータは、輪郭データ及びラベルデータが得られ領域確保データはまだ得られていない。これを図に示すと図１４に示すようになる。
【００２９】
まず、輪郭データを使用して、例えば、図１５に示すように画面３内をｘ軸方向７に走査して輪郭９上の輪郭画素６を検出すると、図１６（ａ）に示すように、輪郭画素６を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向として９０°間隔の４方向で、かつ図１６（ｂ）に示すように、検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心４１とし、上方向の半径で囲まれた範囲５０、右方向の半径で囲まれた範囲５１、下方向の半径で囲まれた範囲５２及び左方向の半径で囲まれた範囲５３のそれぞれの範囲が求める円であるかを判定する。
【００３０】
前記判定は、例えば図１７に示すように、上方向の半径で囲まれた範囲５０内の６カ所の×印の所定の位置４０のすべての画素がすべて同一ラベルか否かを確認し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しないか否かを確認する。図１７の場合は、すべての所定の位置４０の画素がラベルＣ域の範囲外であるので円として判定しない。
【００３１】
次に、同じ前記輪郭画素６において、図１８に示すように、右方に検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心４１とし、図１８において点線で示した前記半径で囲まれた範囲５１内において、例えば６カ所の×印の所定の位置４０のすべての画素がすべて同一ラベルか否かを確認し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しないか否かを確認する。図１８の場合は、１か所の画素がラベルＣであるが他の５か所の画素は所定の位置４０の画素がラベル域の範囲外であるので円として判定しない。
【００３２】
次に、同じ前記輪郭画素６において、図１９に示すように、下方に検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心４１とし、図１９において点線で示した前記半径で囲まれた範囲内（図１５において点線は実線に重なっている。）において、例えば６カ所の×印の所定の位置４０のすべての画素がすべて同一ラベルか否かを確認する。図１９の場合は、すべての所定の位置４０の座標がラベルＣであるので円として判定する。
【００３３】
そして、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存する場合に円の領域として確保しない。図１９の場合は、前記判定した円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しない場合に該当するので、領域確保データに新たな円の領域として確保して、該円の識別をするための記号を決定し、確保した円の中心と半径を決定し、中心と半径（直径）やラベルを領域確保データとして記憶する。円の識別をするための記号を図で示すと図２０に示す領域確保データ説明図６２に示すように表される。
【００３４】
次に、更に画像３内を走査して輪郭データにおいて輪郭画素６を検出するたびに、所定の方向として９０°間隔の４方向で、上方向の半径で囲まれた範囲５０、右方向の半径で囲まれた範囲５１、下方向の半径で囲まれた範囲５２及び左方向の半径で囲まれた範囲５３のそれぞれの範囲が求める円であるかを判定し、円として判定したときは前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しない場合には円の領域として確保し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存する場合には円の領域として確保しないという方法を画面３内の全画素を走査して行う。以上により１つの円を検出する方法を説明した。
【００３５】
次に、半径が異なる複数の円が重なっている場合を説明する。例えば、図４〜図１３に示すように、１つの小円の図形の他に小円と大円の一部が重なった図形を検出対象領域４とした画像３の場合である。この場合の円領域確保の方法は、前記複数の円のうちで半径の大きさを最大値から順次縮小させて最小値まで前記円領域確保工程１４を繰り返して、順次縮小された円を判定し順次縮小された円の領域を確保していく。すなわち、考えられる範囲内で最も大きい半径を有する円の検出を行い、順次半径の小さい円の検出を行う。
【００３６】
円検出に入るときのデータは、輪郭データ及びラベルデータが得られ領域確保データはまだ得られていない。これを図に示すと図８に示すようになる。検出開始時には設定した半径を有する円が検出されなくても順次半径を小さくすることによって存在する円が検出される。円の検出は図９に示すように、例えば６カ所の×印の所定の位置４０のすべての画素がすべて同一ラベルか否かを確認し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しないか否かを確認し、図９の場合は、６か所の画素がラベルＡであり円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しないので円として領域確保をする。そして領域確保データに円の識別用記号Ａ１、円の中心と半径（直径）を座標との関連をとって記憶する。これを図に示すと図１０の領域確保データ説明図６２にようになる。
【００３７】
そして、図１０に示す大円確保後に、小円の検索において前記円領域確保工程１４を繰り返して円判定と円確保を行う。例えば、図１１に示すように、輪郭データ上の輪郭画素６において、下方に検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心４１とし、図１１において点線で示した前記半径で囲まれた範囲内（図１１において点線の大部分が実線に重なっている。）において、例えば７カ所の×印の所定の位置４０のすべての画素がすべて同一ラベルか否かを確認する。図１１の場合は、すべての画素がラベルデータでラベルＡであるので円として判定する。
【００３８】
そして、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しない場合に該当するため、新たな円の領域として確保する。そして、新たに確保された小円を識別記号Ａ２とし、小円の中心と半径（直径）を決定し、座標との関連をとって前記小円の中心と半径（直径）及び識別記号Ａ２を領域確保データとして記憶する。これを図に示すと図１２の領域確保データ説明図６２にようになる。
【００３９】
次は、同じようにラベルＢの小円について行い画像３中のすべての円の検出を完了させることができる。これにより、ラベルＢの識別記号Ｂ、小円の中心と半径（直径）を座標との関連をとって領域確保データとして記憶する。これを図に示すと図１３の領域確保データ説明図６２のようになる。
【００４０】
画面３中から円検出を完了するまでの検索数を、ハフ変換の場合に比べて本発明によって大幅に削減できたため、画像３からの円検出処理時間を著しく短縮できるという効果を奏する。
【００４１】
円領域確保工程１４においては、求めたい円の半径がわからないが画像３内の円をすべて求めたい場合には、予め半径として考えられる最大値と最小値を設定し、最大値の半径から最小値の半径まで順次縮小させて、それぞれの半径において前記円領域確保工程１４を繰り返して行わせる。すべての半径について円判定及び円確保が完了すると、画像３内のすべての円検出が完了する。
【００４２】
次に、本発明の円検出装置２は、図２に示すように、２直化部２１、ラベリング部２２、輪郭抽出部２３及び円領域確保部２４を備える画像処理部５５と、画像取得部２０と、記憶部２５と、表示部５６と、操作部２７と、電源部２９とを備えている。円検出装置２には撮像装置２６や表示装置５６が接続されている。
【００４３】
画像取得部２０は、被写体５７をカメラ等の撮像装置２６で撮像した画像データ、又は、画像データが記憶された記憶部２５からの読み込まれた画像データを取得する。また、表示部２８は画像処理部５５で処理されている画像３をパソコン等の表示装置５６に表示する。
【００４４】
次に、本発明の円検出装置２の画像処理部５５は、画像データに基づいて画像３内の円を検出する円検出の処置をする手段であって、前記画像３に対して、検出対象領域４と検出対象外領域５の２値化画像を生成する２値化手段である２値化部２１と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとにラベル付けを行うラベリング手段であるラベリング部２２と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとに前記図形の輪郭９を抽出する輪郭抽出手段である輪郭抽出部２３と、前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向７の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向８の一方から走査して輪郭９を形成する輪郭画素６を検出するごとに、前記輪郭画素６を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の複数の同一ラベルか否かを確認する所定の位置４０の画素がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保手段である円領域確保部２４と、を備える。
【００４５】
そして、円検出装置２は、複数の大きさの円を検出する場合には、前記複数の円のうちで半径の大きさを最大値から順次縮小させて最小値まで前記円領域確保手段である円領域確保部２４を繰り返して行わせ、順次縮小された円を判定し順次縮小された円の領域を確保していく。
【００４６】
また、本発明は以下の処理を実行することによっても実現される。前記円検出方法１をコンピュータで実行可能なプログラムであって、前記プログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータが前記プログラムを呼び出して実行する処置である。
【００４７】
また、前記円検出方法１をコンピュータに実行させるプログラムを記憶した記憶媒体であって、コンピュータ読み取り可能な前記円検出方法を実現するプログラムを記憶した記憶媒体に記憶した前記プログラムを呼び出して実行する処置である。前記記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、磁気テープ、光磁気ディスクなどがある。
【符号の説明】
【００４８】
１          円検出方法
２          円検出装置
３          画像
４          検出対象領域
５          検出対象外領域
６          輪郭画素
７          ｘ軸方向
８          ｙ軸方向
９          輪郭
１０        画像取得工程
１１        ２値化工程
１２        ラベリング工程
１３        輪郭抽出工程
１４        円領域確保工程
２０        画像取得部
２１        ２値化部
２２        ラベリング部
２３        輪郭抽出部
２４        円領域確保部
２５        記憶部
２６        撮像装置
２７        操作部
２８        表示部
２９        電源部
３０        下地
３１        円
３２        三角形
３３        四角形
４０        所定の位置
４１        中心
５０        範囲
５１        範囲
５２        範囲
５３        範囲
５５        画像処理部
５６        表示装置
５７        被写体
６０        輪郭データ説明図
６１        ラベルデータ説明図
６２        領域確保データ説明図
【図１】
2018088206.tif 000003
【図２】
2018088206.tif 000004
【図３】
2018088206.tif 000005
【図４】
2018088206.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018088206.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018088206.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月27日(2017.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項１に記載の円検出方法１は、画像データに基づいて画像３内の円を検出する円検出方法１であって、前記画像３に対して、検出対象領域４と検出対象外領域５の２値化画像を生成する２値化工程１１と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとにラベル付けを行うラベリング工程１２と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとに前記検出対象領域の図形の輪郭９を抽出する輪郭抽出工程１３と、前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向７の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向８の一方から走査して輪郭９を形成する輪郭画素６を検出するごとに、前記輪郭画素６を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置４０の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保工程１４と、を備えることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項３に記載の円検出装置２は、画像データに基づいて画像３内の円を検出する円検出装置２であって、前記画像３に対して、検出対象領域４と検出対象外領域５の２値化画像を生成する２値化手段と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとにラベル付けを行うラベリング手段と、前記２値化した前記検出対象領域４ごとに前記検出対象領域の図形の輪郭９を抽出する輪郭抽出手段と、前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向７の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向８の一方から走査して輪郭９を形成する輪郭画素６を検出するごとに、前記輪郭画素６を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置４０の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心４１が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保手段と、を備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
画像データに基づいて画像内の円を検出する円検出方法であって、
前記画像に対して、検出対象領域と検出対象外領域の２値化画像を生成する２値化工程と、
前記２値化した前記検出対象領域ごとにラベル付けを行うラベリング工程と、
前記２値化した前記検出対象領域ごとに前記検出対象領域の図形の輪郭を抽出する輪郭抽出工程と、
前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向の一方から走査して輪郭を形成する輪郭画素を検出するごとに、前記輪郭画素を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保工程と、を備えることを特徴とする円検出方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
画像データに基づいて画像内の円を検出する円検出装置であって、
前記画像に対して、検出対象領域と検出対象外領域の２値化画像を生成する２値化手段と、
前記２値化した前記検出対象領域ごとにラベル付けを行うラベリング手段と、
前記２値化した前記検出対象領域ごとに前記検出対象領域の図形の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
前記抽出した輪郭データにおいて、前記輪郭データのｙ軸の１画素ごとにｘ軸方向の一方から又はｘ軸の１画素ごとにｙ軸方向の一方から走査して輪郭を形成する輪郭画素を検出するごとに、前記輪郭画素を円の円周部分に位置する点として、円の存在を検出する所定の方向でかつ検出したい所定の円の半径の長さ相当分離れた画素位置を前記検出したい円の中心とし、前記半径で囲まれた範囲内の同一ラベルか否かを確認するに適する所定の位置の複数の座標がすべて同一のラベルである場合に円として判定し、前記検出したい円の中心が既に確保された円の領域内に存しない場合に新たな円の領域として確保する円領域確保手段と、を備えることを特徴とする円検出装置。