用于形状提取的方法和装置、尺寸测量装置和距离测量装置

摘要

当在木材测量模式下拍摄图像时，检测距木材的距离，并且各组元图像区域提取单元（51）提取各木材的各组元图像区域（53A-53L）。组元图形图像生成单元（61）顺序选择组元图像区域（53A-53L）并针对每个组元图像区域生成各自的组元图形图像（62）。消除单元（66）从组元图形图像（62）中的多个轮廓线当中消除了近中心轮廓线（71）、边缘侧轮廓线（72）、周围轮廓线（73）和已确定轮廓线（74）。当由形状估测单元（67）生成的估测椭圆形状（76）与在校正图形图像（64）内侧的剩余轮廓线（75）重叠区域中的总像素数大于阈值时，判断为估测椭圆形状（76）被正确地定形。对象形状确定单元（83）提取估测椭圆形状（76）作为木材的形状。尺寸测量单元（84）测量所提取的估测椭圆形状的尺寸。尺寸确定单元（85）根据由尺寸测量单元（84）测量到的尺寸、距木材的距离和焦距来计算木材的实际尺寸。

说明书

技术领域

本发明涉及用于从对象图像内提取特定对象的形状的方法和装 置，以及用于测量提取对象的尺寸和距对象的距离的装置。

背景技术

近期已经提出一种尺寸测量装置，其中对对象进行成像以测量 其尺寸。尺寸测量装置根据诸如颜色、形状等特征值来识别屏幕上 对象的图像，并且提取被识别的对象图像的形状。对象的尺寸是根 据对象图像的提取形状通过算术方法确定的。为了提取对象图像的 形状，将图像转换成用轮廓线来表示图像的图形图像（drawing  image）。提取是基于图形图像中所包含的轮廓线进行的。

在专利文献1中公开的肺区域提取装置中，在提取对象图像时， 对象图像位于框中央以排除与图像的边界边缘接触的轮廓线。在肺 区域提取装置中，不提取对象图像中除轮廓线以外的其它线，从而 准确地提取了对象图像的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开第11-151232号

发明内容

本发明要解决的问题

边缘检测方法用于转换成图形图像。轮廓线是根据检测到的边 缘而形成的。因此，由轮廓线表示的图形图像包含表示了对象图像 的外形的轮廓线（外形轮廓线），而且还包含局部图像或图案线（伪 轮廓线）。为了精确地提取对象图像的形状，需要从图形图像中正 确地提取出外形轮廓线。在专利文件1中公开的装置中，消除了与 图像的边界边缘接触的伪轮廓线。然而，未消除剩余的伪轮廓线， 例如，布置在外形轮廓线内侧的伪轮廓线，以及布置在外形轮廓线 外侧而不与图像的边界边缘接触的伪轮廓线。除了外形轮廓线以外 的多条伪轮廓线被提取出，因而不能正确地提取对象图像的形状。

本发明的目的是提供用于形状提取的方法和装置以及尺寸测量 装置和距离测量装置，这些方法和装置能够正确地提取对象图像的 形状。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明的形状提取装置包括区域提取单元、 图形生成器、消除器、形状估测单元、评估单元和对象形状确定单 元。所述区域提取单元识别被假设为在框内对特定形状的对象进行 成像的各组元图像，以从框中提取出分别存在各组元图像的多个组 元图像区域。图形生成器顺序地选择各组元图像区域，并且将包含 了各所选的组元图像区域中的组元图像的图像分别转换成图形图 像，以生成组元图形图像。消除器消除分别包含在组元图形图像中 的多个轮廓线当中的作为多余轮廓线的一条轮廓线和/或一定轮廓 线，所述一条轮廓线具有位于与组元图形图像的中心大致相同的位 置的中心并且具有等于或小于组元图形图像的尺寸的大致一半的竖 直尺寸和水平尺寸，所述一定轮廓线布置在经过所述一条轮廓线的 中心点和组元图形图像的中心点的直线上。形状估测单元通过优化 特定形状的尺寸以与消除多余轮廓线之后的校正图形图像相对应来 确定估测形状。评估单元通过评估估测形状和校正图形图像之间的 重合度来判断估测形状的适当性。如果判断为估测形状是适当的， 则对象形状确定单元将估测形状指定为从框提取出的对象的形状。

而且，优选的是，如果各组元图像区域彼此重合，则消除器进 一步消除与已经指定了形状的对象相关的校正图形图像的轮廓线。

优选地，消除器进一步消除与各组元图像区域的边界边缘接触 的轮廓线。

而且，优选的是，形状估测单元将校正图形图像拆分成多个区 域，并且从多个区域中的每个区域中选择轮廓线，以根据所选的多 个轮廓线来确定估测形状。

而且，优选的是，如果判断为估测形状不适当，则消除器消除 估测形状外侧的轮廓线。

而且，优选的是，图形生成器包含多个目标图像检测筛选器， 多个目标图像检测筛选器的阈值各不相同，所述阈值是用于从包含 在所选组元图像区域中的图像中提取出将被转换成图形图像的一个 图像的阈值，所述图形生成器将使用每个目标图像检测筛选器提取 的图像转换成图形图像，以生成组元图形图像。如果判断为估测形 状不适当，则图形生成器通过更换目标图像检测筛选器来生成新的 组元图形图像。

而且，优选的是，图形生成器包括多个目标图像检测筛选器， 多个目标图像检测筛选器的阈值各不相同，所述阈值是用于从包含 在各所选组元图像区域中的图像中提取出将被转换成图形图像的一 个图像的阈值，所述图形生成器将使用每个目标图像检测筛选器提 取的图像转换成图形图像，以生成针对组元图像区域中的任一个的 多个组元图形图像。形状估测单元利用多个组元图形图像来分别确 定多个估测形状。评估单元分别评估多个估测形状。对象形状确定 单元将多个估测形状当中的在评估单元中具有最高评估结果的一个 估测形状指定为对象的形状。

而且，优选的是，图形生成器具有用于将包含在各所选组元图 像区域中的图像二元化以生成组元图形图像的多个阈值，并且根据 多个阈值中的任一个将包含在各所选组元图像区域中的图像二元化 以生成组元图形图像。如果判断为估测形状不适当，则图形生成器 通过更换阈值来生成新的组元图形图像。

而且，优选的是，图形生成器具有用于将包含在所选组元图像 区域中的图像二元化以生成组元图形图像的多个阈值，并且根据多 个阈值中的每一个将包含在各所选组元图像区域中的图像二元化以 生成针对各组元图像区域中的任一个的多个组元图形图像。形状估 测单元利用多个组元图形图像来分别确定多个估测形状。评估单元 分别评估多个估测形状。对象形状确定单元将多个估测形状当中的 在评估单元中具有最高评估结果的一个估测形状指定为对象的形 状。

而且，优选的是，阈值设定单元通过将包含在所选组元图像区 域中的图像二元化来确定用于生成组元图形图像的阈值。图形生成 器根据由阈值设定单元确定的阈值来将包含在各所选组元图像区域 中的图像二元化，并且生成组元图形图像。如果判断为估测形状不 适当，则阈值设定单元确定新的阈值，并且图形生成器根据新阈值 来生成新的组元图形图像。

而且，优选的是，阈值设定单元通过将包含在各所选组元图像 区域中的图像二元化来确定用于生成组元图形图像的多个阈值。图 形生成器针对多个阈值中的每个将包含在各所选组元图像区域中的 图像二元化并且针对各组元图像区域中的一个来生成多个组元图形 图像。形状估测单元利用多个组元图形图像来分别确定多个估测形 状。评估单元分别评估多个估测形状。对象形状确定单元将多个估 测形状当中的在评估单元中具有最高评估结果的一个估测形状指定 为对象的形状。

本发明的尺寸测量装置包括区域提取单元、图形生成器、消除 器、形状估测单元、评估单元、对象形状确定单元、测距单元、尺 寸测量单元和尺寸确定单元。所述区域提取单元识别被假设为在框 内对特定形状的对象进行成像的各组元图像，以从框中提取出分别 存在各组元图像的多个组元图像区域。图形生成器顺序地选择各组 元图像区域，并且将包含了各所选组元图像区域中的组元图像的图 像分别转换成图形图像，以生成组元图形图像。消除器消除分别包 含在组元图形图像中的多个轮廓线当中的作为多余轮廓线的一条轮 廓线和/或一定轮廓线，所述一条轮廓线具有位于与组元图形图像的 中心大致相同的位置的中心并且具有等于或小于组元图形图像的尺 寸的大致一半的竖直尺寸和水平尺寸，所述一定轮廓线布置在经过 所述一条轮廓线的中心点和所述组元图形图像的中心点的直线上。 形状估测单元通过优化特定形状的尺寸以与消除多余轮廓线之后的 校正图形图像相对应来确定估测形状。评估单元通过评估估测形状 和校正图形图像之间的重合度来判断估测形状的适当性。如果判断 为估测形状是适当的，则对象形状确定单元将估测形状指定为从框 提取出的对象的形状。所述测距单元测量用于对对象进行成像的距 对象的距离。尺寸测量单元测量由对象形状确定单元指定的对象的 形状的尺寸。尺寸确定单元根据由测距单元测量到的距离和由尺寸 测量单元测量到的尺寸来确定对象的实际尺寸。

而且，优选的是，放大率输入单元输入用于对对象进行成像的 成像放大率。尺寸确定单元根据由测距单元测量到的距离、由尺寸 测量单元测量到的尺寸和由放大率输入单元输入的成像放大率来确 定对象的实际尺寸。

本发明的距离测量装置包括区域提取单元、图形生成器、消除 器、形状估测单元、评估单元、对象形状确定单元、尺寸输入单元、 尺寸测量单元和距离确定单元。所述区域提取单元识别被假设为在 框内对特定形状的对象进行成像的各组元图像，以从框中提取出分 别存在各组元图像的多个组元图像区域。图形生成器顺序地选择各 组元图像区域，并且将包含了各所选组元图像中的组元图像的图像 分别转换成图形图像，以生成组元图形图像。消除器消除分别包含 在组元图形图像中的多个轮廓线当中的作为多余轮廓线的一条轮廓 线和/或一定轮廓线，所述一条轮廓线具有位于与组元图形图像的中 心大致相同的位置的中心并且具有等于或小于组元图形图像的尺寸 的大致一半的竖直尺寸和水平尺寸，所述一定轮廓线布置在经过所 述一条轮廓线的中心点和所述组元图形图像的中心点的直线上。形 状估测单元通过优化特定形状的尺寸以与消除多余轮廓线之后的校 正图形图像相对应来确定估测形状。评估单元通过评估估测形状和 校正图形图像之间的重合度来判断估测形状的适当性。如果判断为 估测形状是适当的，则对象形状确定单元将估测形状指定为从框提 取出的对象的形状。所述尺寸输入单元输入对象的实际尺寸。尺寸 测量单元测量由对象形状确定单元指定的对象的形状的尺寸。距离 确定单元根据由尺寸输入单元输入的实际尺寸和由尺寸测量单元测 量到的尺寸来确定用于对对象进行成像的距对象的距离。

而且，优选的是，放大率输入单元输入用于对对象进行成像的 成像放大率。距离确定单元根据由尺寸输入单元输入的实际尺寸、 由尺寸测量单元测量到的尺寸以及由放大率输入单元输入的成像放 大率来确定距对象的距离。

本发明的形状提取方法包括区域提取步骤、图形生成步骤、消 除步骤、形状估测步骤、评估步骤和对象形状确定步骤。在区域提 取步骤中，识别被假设为在框内对特定形状的对象进行成像的各组 元图像，以从框中提取出分别存在各组元图像的多个组元图像区域。 在图形生成步骤中，顺序地选择各组元图像区域，并且将包含了各 所选组元图像区域中的组元图像的图像分别转换成图形图像，以生 成组元图形图像。在消除步骤中，消除分别包含在组元图形图像中 的多个轮廓线当中的作为多余轮廓线的一条轮廓线和/或一定轮廓 线，所述一条轮廓线具有位于与组元图形图像的中心大致相同的位 置的中心并且具有等于或小于组元图形图像的尺寸的大致一半的竖 直尺寸和水平尺寸，所述一定轮廓线布置在经过所述一条轮廓线的 中心点和所述组元图形图像的中心点的直线上。在形状估测步骤中， 通过优化特定形状的尺寸以与消除多余轮廓线之后的校正图形图像 相对应来确定估测形状。在评估步骤中，通过评估估测形状和校正 图形图像之间的重合度来判断估测形状的适当性。在对象形状确定 步骤中，如果判断为估测形状是适当的，则将估测形状指定为从框 中提取的对象的形状。

本发明的效果

在本发明中，消除分别包含在组元图形图像中的轮廓线当中的 作为多余轮廓线的一条轮廓线和/或一定轮廓线，所述一条轮廓线具 有位于与组元图形图像的中心大致相同位置的中心并且具有等于或 小于组元图形图像的尺寸的大致一半的竖直尺寸和水平尺寸，所述 一定轮廓线布置在经过所述一条轮廓线的中心点和所述组元图形图 像的中心点的直线上。通过优化特定形状的尺寸以与消除多余轮廓 线之后的校正图形图像相对应来确定估测形状。因此，可以正确地 提取对象形状。

而且，如果多个组元图像区域彼此重合，则还要消除与已经指 定形状的对象相关的校正图形图像的轮廓线。因此，可以以更加精 确的方式来指定对象形状。

附图说明

图1是示出实施本发明的数字照相机的前视立体图；

图2是示出数字照相机的后视图；

图3是示出数字照相机的电气布置的框图；

图4A是示出对象图像的说明图；

图4B是示出显示对象图像中的组元图像区域的状态的说明图；

图5A是示出组元图像区域的说明图；

图5B是示出组元图形图像的说明图；

图6是示出校正图形图像上的估测椭圆形状的重合状态的说明 图；

图7是示出组元图形图像的说明图；

图8是示出用于测量木材的实际尺寸的处理步骤的流程图；

图9是示出区域被划分成四个的第二实施例的校正图形图像的 说明图；

图10是示出与测量距木材的距离的第三实施例相关的数字照 相机的电气布置的框图；

图11是示出在第三实施例中用于测量距木材的距离的处理步 骤的流程图；

图12是示出与包括多个目标图像检测筛选器的第四实施例相 关的数字照相机的电气布置的框图；

图13是示出在第四实施例中用于测量木材的实际尺寸的处理 步骤的流程图；

图14是与对于一个组元图像区域生成五个估测椭圆形状的第 五实施例相关的数字照相机的电气布置的框图；

图15是示出在第五实施例中用于测量木材的实际尺寸的处理 步骤的流程图；

图16是示出与包括用于确定检测阈值的阈值设定单元的第六 实施例相关的数字照相机的电气布置的框图；

图17是示出在第六实施例中用于测量木材的实际尺寸的处理 步骤的流程图。

具体实施方式

如图1所示，数字照相机10具有位于照相机主体10a的前表面 中的透镜筒11。取像透镜12并入透镜筒11中。在数字照相机10的 电源关断时，透镜筒11包含在照相机主体10a的内部，而在电源接 通时，透镜筒11从照相机主体10a的前表面突出并且设定在广角位 置上。具有放大透镜12a和聚焦透镜12b的变焦透镜（见图3）用作 取像透镜12。

闪光灯源15布置在照相机主体10a的前表面上。闪光灯源15 由CPU 40（见图3）驱动并且将闪光照射到对象上。电源按钮17、 释放按钮18等布置在照相机主体10a的上表面上。

在数字照相机10中，具有成像模式、回放模式和测量模式。所 述成像模式用于拍摄静像。回放模式用于回放拍摄的图像。测量模 式用于对对象进行成像以测量其实际尺寸。而且，测量模式是根据 对象类型的多种测量模式（例如，木材测量模式、盒测量模式等）。

释放按钮18呈现为两段结构。在成像模式和测量模式中，当释 放按钮18被轻轻（半）按下时，执行曝光调节和焦距调节以作为拍 摄图像的预备操作。当释放按钮18被进一步（完全）按下时，拍摄 图像。

如图2所示，照相机主体10a的后表面具有LCD 20、菜单键 21和变焦按钮22。LCD 20显示图像和各种设定条件。菜单键21用 于设定拍摄图像的条件和模式选择。变焦按钮22改变取像透镜12 的放大率。操纵变焦按钮22以使放大透镜12a在广角位置和长焦位 置之间移动以放大或缩小图像。

如图3所示，彩色图像传感器，例如CCD 31，布置在取像透镜 12的后面以便于使通过取像透镜12的对象光入射。CCD 31通过本 领域公知的对象图像的光电转换来生成时间序列的三色信号，并且 将三色信号发送至相关双采样电路（CDS）32。TG（定时生成器） 38由CPU 40控制，并且生成用于驱动的定时信号以驱动CCD 31。 由CCD 31生成的三色信号由CDS 32处理以消除噪声分量，并且被 转换成与CCD 31的各个单元的累积电荷量正确对应的三色信号。由 CDS 32输出的三色信号由放大器（AMP）33根据ISO灵敏度进行 放大，并且被发送至A/D转换器34。

A/D转换器34对三色信号进行数字转换以形成三色图像数据 （下文简称为图像数据）。变焦电机39a和聚焦电机39b由CPU 40 通过电机驱动器（未示出）驱动，并且移动放大透镜12a和聚焦透 镜12b以进行变焦和聚焦。

EEPROM（未示出）与CPU 40连接。在EEPROM中，记录有 各种控制程序和设定信息，这是本领域公知的。CPU 40读取 EEPROM中的程序，并且控制相关元件。

在显示动像的同时，图像输入控制器36将来自A/D转换器34 的图像数据发送至视频存储器41。在拍摄图像的同时，图像输入控 制器36将图像发送至缓冲存储器42。在动像成像时，具有低清晰度 的动像的图像数据暂时记录到视频存储器41中。动像数据通过数据 总线37发送至LCD驱动器43，以在LCD 20上显示动像。当释放 按钮18被完全按下以在成像模式或测量模式下进行拍摄时，拍摄的 高清晰度的图像数据暂时记录到缓冲存储器42中。存储器控制器44 将从缓冲存储器42读取的图像数据记录到存储卡45上。CPU 40使 存储器控制器44将焦距记录到存储卡45中，焦距表示在释放按钮 18完全按下时的变焦放大率（成像放大率）。

当释放按钮18被半按下时，测光/测距单元47根据动像的图像 数据来检测对象的亮度以及距对象的距离，并且根据检测结果来确 定白平衡校正量和透镜对焦位置。在显示动像的同时，测光/测距单 元47以循环周期工作。应注意的是，可通过公知方法来测量对象距 离，诸如相差检测等。

测光/测距单元47将亮度和对象距离的检测结果连续地传送至 CPU 40。CPU 40根据来自测光/测距单元47的透镜对焦位置使聚焦 透镜12b移动。而且，CPU 40根据来自测光/测距单元47的亮度而 控制CCD 31的快门速度（电荷存储时间）和闪光灯源15的操作。

电池48包含在数字照相机10的内部，并且向诸如LCD 20和 CPU 40之类的各种元件供电。用于电池48的控制电路（未示出） 控制向各元件的供电。

当释放按钮18在测量模式下被完全按下时，针对组元图形图像 区域的区域提取单元51读取缓冲存储器42中的对象图像52。如图 4A所示，区域提取单元51识别具有为对象图像52预先确定的特定 形状（对于木材测量模式下木材的截面形式预先确定为椭圆，并且 在盒测量模式下预先确定为四边形）的组元图像。在本实施例中， 选择木材测量模式。12个木材图像54A-54L包含在对象图像52中。

如图4B所示，区域提取单元51根据识别结果来提取其中存在 对象图像52中的每个对象（木材）的组元图像的组元图像区域 53A-53L。在图4A和图4B中，从图示中省去了细线。应注意的是， 可以对提取的组元图像区域进行分析以根据图像的颜色来判断木材 图像和除木材图像以外的图像，从而能够首先去除不包含木材图像 的组元图像区域，例如，包含与木材类似的圆形图像的组元图像区 域。

如图5A所示，针对组元图形图像的图形生成器61（见图3） 选择由区域提取单元51提取的组元图像区域53A-53L中的一个（例 如，组元图像区域53A）。

图形生成器61包括目标图像检测筛选器63，目标图像检测筛 选器63用于提取所选组元图像区域内的图像当中的用于转换成图形 图像的一个图像。目标图像检测筛选器63以数值分析法来分析所选 组元图像区域内的颜色变化，并且提取其颜色变化比预定检测阈值 大的图像。

如图5B所示，图形生成器61通过将由目标图像检测筛选器63 提取的图像转换成图形图像来生成组元图形图像62。在本实施例中， 图形生成器61按所列次序选择组元图像区域53A、组元图像区域 53B、组元图像区域53C，...,组元图像区域53K和组元图像区域53L 并且生成对应于那些区域中的每一个的组元图形图像62。

消除器66（见图3）从包含在组元图形图像62中的轮廓线来消 除近中心轮廓线71（包含在由图5B中的虚线所包围的区域内的轮 廓线）、边缘侧轮廓线72和周围轮廓线73。近中心轮廓线71具有 位于与组元图形图像62的中心相同位置处的中心，并且近中心轮廓 线71的尺寸等于或小于组元图形图像62在竖直方向和水平方向上 的尺寸的一半。边缘侧轮廓线72与组元图像区域53A的边界边缘接 触。周围轮廓线73位于经过作为多条轮廓线自身的中心（重心）的 中心点CP1和组元图形图像62的中心点CP2的直线（图5B中的双 点划线）上。所述多条轮廓线的中心点CP1为在一条轮廓线的像素 坐标系中X和Y坐标的平均值的点。而且，经过一条轮廓线的两端 的直线的中心坐标的点可以为所述多条轮廓线的中心点CP1。用于 限定近中心轮廓线71的区域也可适当变化。

如图6所示，形状估测单元67（见图3）根据公知的拟合方法 来对在消除器66中消除了轮廓线71-73之后的校正图形图像64进行 椭圆拟合。形状估测单元67确定具有与校正图形图像64对应的椭 圆（特定形状）的最优尺寸的一个估测椭圆形状76。在盒测量模式 下，执行盒形状的拟合以确定估测盒形状。

针对估测形状的形状评估单元81（见图3）对估测椭圆形状76 进行评估并且检测其适当性。形状评估单元81检测校正图形图像64 内侧的剩余轮廓线75与估测椭圆形状76之间的重合部分的总像素 数。如果总像素数大于预定阈值，则形状评估单元81判断为估测椭 圆形状76是适当的，并且如果总像素数等于或小于所述阈值，则形 状评估单元81判断为估测椭圆形状76是不适当的。应注意的是， 所述阈值是可变的并且可由用户确定。

如果形状评估单元81判断为估测椭圆形状76是不适当的，则 消除器66消除布置在估测椭圆形状76外侧的轮廓线。然后，形状 评估单元81再次对估测椭圆形状76进行确定和评估，并且重复上 述操作直到判断为估测椭圆形状76是适当的。

如果形状评估单元81判断为估测椭圆形状76是适当的，则对 象形状确定单元83将估测椭圆形状76指定为木材的形状。尺寸测 量单元84测量由对象形状确定单元83指定的估测椭圆形状76的尺 寸（对象图像中木材的尺寸）。尺寸测量单元84测量估测椭圆形状 76的高度和宽度。

尺寸确定单元85根据由尺寸测量单元84测量到的尺寸、由测 光/测距单元47检测到的距木材的距离以及取像透镜12的焦距（变 焦放大率）来获得木材的实际尺寸。所获得的木材的实际尺寸数据 被记录到存储卡45中。

如图7所示，已经确定了组元图像区域53A-53F的估测椭圆形 状，从而在将包含在组元图像区域53G中的图像转换成图形图像以 生成组元图形图像62时确定木材的形状。因此，消除器66还消除 已经指定了形状的组元图像的已确定轮廓线74（组元图像区域 53A-53F所使用的轮廓线），即布置在组元图形图像62的左侧或底 部的轮廓线，以及消除轮廓线71-73。类似地，在组元图像区域 53B-53F和53H-53L中指定木材形状时，除了消除轮廓线71-73之外， 还消除已确定轮廓线74。

参照图8中的流程图对第一实施例的操作进行说明。在木材测 量模式下，半按下释放按钮18（步骤（下文简称为S）1）。通过测 光/测距单元47来检测距木材（对象）的距离（对象距离）。然后， 完全按下释放按钮18，以拍摄图像（S2）。由CCD 31拍摄的图像 的图像数据被记录到缓冲存储器42中，然后由区域提取单元51取 出（S3）。区域提取单元51识别对象图像52中的椭圆，以提取对 象图像52中的木材的组元图像区域53A-53L（S4）。

图形生成器61选择由区域提取单元51提取的组元图像区域 53A-53L中的一个（例如，组元图像区域53A）。目标图像检测筛选 器63通过数值分析法来分析组元图像区域53A内的颜色变化，并且 提取出颜色变化比检测阈值高的图像。图形生成器61通过将提取的 图像转换成图形图像来生成组元图形图像62（S5）。

消除器66从包含在组元图形图像62中的多个轮廓线中消除近 中心轮廓线71、边缘侧轮廓线72、周围轮廓线73和已确定轮廓线 74（S6），其中近中心轮廓线71具有位于与组元图形图像62的中 心大致相同位置处的中心，并且具有等于或小于组元图形图像62的 尺寸的一半的竖直尺寸和水平尺寸，边缘侧轮廓线72与组元图像区 域53A的边界边缘接触，周围轮廓线73位于经过轮廓线自身的中心 CP1和组元图形图像62的中心CP2的直线上，并且已确定轮廓线 74与已经指定了的估测椭圆形状76相关联。

形状估测单元67对消除了轮廓线71-74之后的校正图形图像64 进行椭圆拟合，并且通过估测木材形状来确定估测椭圆形状76（S7）。 形状评估单元81检测校正图形图像64中的剩余轮廓线75与估测椭 圆形状76之间的重合部分的总像素数，并且检查总像素数是否大于 阈值（S8）。如果总像素数大于阈值（S8中为是），则判断为估测 椭圆形状76是适当的。因此，对象形状确定单元83将估测椭圆形 状76指定为木材的形状（S9）。尺寸测量单元84测量指定的估测 椭圆形状76的尺寸（对象图像中的木材的尺寸）（S10）。尺寸确 定单元85根据由尺寸测量单元84测量到的尺寸、由测光/测距单元 47检测到的距木材的距离以及焦距来通过算法方法确定木材的实际 尺寸（S11）。所确定的木材的实际尺寸的数据被记录到存储卡45 中。

如果总像素数等于或小于阈值（S8中为否），则判断为估测椭 圆形状76是不适当的。消除器66消除布置在估测椭圆形状76外侧 的轮廓线。然后，再次执行包含S7及其后的步骤。对于所有的组元 图像区域53A-53L执行S1-S12。

因此，从包含在组元图形图像62中的多个轮廓线中消除近中心 轮廓线71、边缘侧轮廓线72、周围轮廓线73和已确定轮廓线74， 以利用消除了轮廓线71-74之后的校正图形图像64来指定形状。与 使用包含轮廓线71-74的组元图形图像62来指定形状的方法相比， 本发明的方法可以准确地指定形状。

[第二实施例]

在图9所示的第二实施例中，校正图形图像64被拆分成四个区 域。形状估测单元67从每个区域中选择至少一个轮廓线。与第一实 施例相同的元件由相同的附图标记表示，并且不再进行说明。

形状估测单元67将校正图形图像64划分成第一至第四区域 64a-64d，并且例如通过一条轮廓线来选择布置在各个区域64a-64d 的预定位置（例如，中心）的轮廓线。形状估测单元67对于所有选 定的轮廓线进行椭圆拟合并且确定估测椭圆形状76。因此，与对校 正图形图像64内的所有轮廓线进行椭圆拟合的方法相比，本方法确 定估测椭圆形状76所花费的时间更短。应注意的是，划分校正图形 图像64的划分数目不限于四个，而是可适当地改变。对于划分，优 选的是绕其中心点均等地划分校正图形图像64。从每个区域中选择 的轮廓线的数量不限于一个，而是可适当地改变。

[第三实施例]

在图10和图11所示的第三实施例的数字照相机100中，省去 了测光/测距单元。利用由尺寸测量单元84测量到的尺寸通过算术方 法来确定距木材的距离。与第一实施例相同的元件由相同的附图标 记表示，并且不再进行说明。

如图10所示，数字照相机100包括用于通过算术方法确定距木 材（对象）的距离的距离确定单元101。为了在木材测量模式下成像， 用户操纵菜单键21来输入作为对象的木材的实际尺寸。距离确定单 元101根据由尺寸测量单元84测量到的尺寸、输入的木材的实际尺 寸以及焦距来确定距木材的距离。

下面参照图11的流程图对第三实施例的操作进行说明。在木材 测量模式中（S101），操作菜单键21以输入作为对象的木材的实际 尺寸（S102）。释放按钮18被完全按下（S103）以将拍摄的图像数 据输入到区域提取单元51中（S104）。S105-S111和S113与第一实 施例的S4-S10和S12相同，不再进行说明。

当尺寸测量单元84测量估测椭圆形状76的尺寸（对象图像中 木材的尺寸）时（S111），距离确定单元101根据由尺寸测量单元 84测量到的尺寸、输入的木材的实际尺寸和焦距来通过算术方法确 定距木材的距离（S112）。所确定的距木材的距离数据被记录到存 储卡45中。对于所有的组元图像区域53A-53L执行S101-S113。

[第四实施例]

如果形状估测单元81判断为估测椭圆形状76是不适当的，则 图12和图13所示的第四实施例的数字照相机110重新生成组元图 形图像62。

如图12所示，针对组元图形图像的图形生成器111包括多个（例 如，10个）目标图像检测筛选器112a-112j，目标图像检测筛选器用 于提取所选组元图像区域内的图像当中的将被转换成图形图像的图 像。目标图像检测筛选器112a-112j之间为了对将被转换成图形图像 的图像进行提取而使用的检测阈值互不不同。图形生成器111利用 目标图像检测筛选器112a-112j中的任一个来提取将被转换成图形图 像的图像。图形生成器111通过将提取的图像转换成图形图像来生 成组元图形图像62。

如果形状评估单元81判断为估测椭圆形状76是不适当的，则 图形生成器111更换所使用的目标图像检测筛选器112a-112j中的一 个，再次提取图像，并且重新形成组元图形图像62。这样重复，直 到判断为估测椭圆形状76是适当的。在该实施例中，图形生成器111 按以下所列次序使用目标图像检测筛选器112a、目标图像检测筛选 器112b、目标图像检测筛选器112c，...,目标图像检测筛选器112i和 目标图像检测筛选器112j。

如果在所有的目标图像检测筛选器112a-112j中都判断为估测 椭圆形状76是不适当的，则对象形状确定单元83将估测椭圆形状 76中的具有最高评估结果的一个指定为木材的形状。

下面参照图13中的流程图对第四实施例的操作进行说明。在木 材测量模式下（S201），完全按下释放按钮18（S202）。然后，将 拍摄的图像数据输入到区域提取单元51中（S203）。

区域提取单元51提取对象图像52中的多个木材的组元图像区 域53A-53L（S204）。图形生成器111选择由区域提取单元51提取 的组元图像区域53A-53L中的一个（例如，组元图像区域53A）。 目标图像检测筛选器112a-112j中的任一个（例如，目标图像检测筛 选器112a）根据数值分析法来分析组元图像区域53A内的颜色变化， 并且提取出颜色变化比检测阈值高的图像。图形生成器111通过将 提取的图像转换成图形图像来生成组元图形图像62（S205）。 S206-S211与第一实施例的S6-S11相同，并且不再进行说明。

如果总像素数等于或小于阈值（S208中为否），则判断为估测 椭圆形状76是不适当的。此时，更换所使用的目标图像检测筛选器 112a-112j中的一个（S212），以再次提取出要转换成图形的图像。 图形生成器111根据新提取的图像来生成新的组元图形图像62 （S205）。然后，再次执行包含S206及其后的步骤。对于所有的组 元图像区域53A-53L执行S201-S212。可以通过将第四实施例的结构 应用于第三实施例来测量距木材的距离。

[第五实施例]

图14和图15所示的第五实施例的数字照相机120根据一个组 元图像区域生成多个（例如，五个）组元图形图像62。

用于组元图形图像的图形生成器121包括多个（例如，五个） 目标图像检测筛选器122a-122e，用于从包含在所选组元图像区域中 的图像当中提取出要转换成图形图像的图像。目标图像检测筛选器 122a-122e的用于提取要转换成图形图像的图像的检测阈值不同。图 形生成器121分别利用目标图像检测筛选器122a-122e来提取图像， 并且生成与它们对应的五个组元图形图像62。形状估测单元67利用 五个组元图形图像62来确定五个估测椭圆形状76。形状评估单元 81评估并检查五个估测椭圆形状76。对象形状确定单元83将估测 椭圆形状76当中的在形状评估单元81中具有评估结果最高值的一 个估测椭圆形状指定为木材形状。尺寸测量单元84测量指定的估测 椭圆形状76的尺寸。

参照图15中的流程图对第五实施例的操作进行说明。在木材测 量模式下（S301），完全按下释放按钮18，以拍摄图像（S302）。 将拍摄图像的图像数据输入到区域提取单元51中（S303）。区域提 取单元51提取对象图像52中的多个木材的组元图像区域53A-53L （S304）。图形生成器61选择由区域提取单元51提取的组元图像 区域53A-53L中的一个（例如，组元图像区域53A）。目标图像检 测筛选器122a-122e中的每一个根据数值分析法来分析组元图像区 域53A内的颜色变化，并且提取出颜色变化比检测阈值高的图像。 图形生成器111将由每个目标图像检测筛选器122a-122e提取的图像 转换成图形图像，并且生成与目标图像检测筛选器122a-122e对应的 五个组元图形图像62（S305）。

消除器66从五个组元图形图像62的每个中消除近中心轮廓线 71、边缘侧轮廓线72、周围轮廓线73和已确定轮廓线74（S306）。

形状估测单元67对五个校正图形图像64的每个进行椭圆拟合， 并且确定五个估测椭圆形状76（S307）。形状评估单元81检测五个 估测椭圆形状76中的每个与剩余轮廓线75的重合部分的总像素数。 形状评估单元81根据分别检测到的总像素数来评估五个估测椭圆形 状76（S308）。

对象形状确定单元83将估测椭圆形状76当中的在形状评估单 元81中具有评估结果最高值的一个估测椭圆形状指定为木材形状 （S309）。尺寸测量单元84测量指定的估测椭圆形状76的尺寸 （S310）。尺寸确定单元85根据由尺寸测量单元84测量到的尺寸、 由测光/测距单元47检测到的距木材的距离以及焦距来通过算术方 法确定木材的实际尺寸。对于所有的组元图像区域53A-53L执行 S301-S311。通过将第五实施例的结构应用于第三实施例，可以测量 出距木材的距离。

[第六实施例]

图16和图17所示的第六实施例的数字照相机130包括阈值设 定单元131，阈值设定单元131用于确定检测阈值，所述检测阈值用 于从包含在所选组元图像区域中的图像当中提取出将被转换成图形 图像的图像。

如图16所示，阈值设定单元131分析所选组元图像区域内的色 调，生成色调值的直方图，并且通过将常数与所生成的直方图的峰 值相加来获得检测阈值。应注意的是，可以从峰值减去常数以获得 检测阈值。检测阈值可以等于以下值，即，与以恒定频率出现的峰 值之间的差值、与以恒定频率出现的峰值之间的比值、或与以恒定 频率出现的峰值之间的最小差值。

用于组元图形图像的图形生成器132根据由阈值设定单元131 设定的检测阈值来对包含在组元图像区域中的图像进行二元化（提 取色调值高于检测阈值的图像），并且生成组元图形图像62。

如果判断为估测椭圆形状76是不适当的，则阈值设定单元131 改变与峰值相加的常数，并且再次确定检测阈值。图形生成器132 根据新的检测阈值重新生成组元图形图像62。这样重复，直到判断 为估测椭圆形状76是适当的。

下面将参照图17中的流程图对第六实施例的操作进行说明。在 木材测量模式下（S401），完全按下释放按钮18（S402）。然后， 将拍摄的图像数据输入到区域提取单元51中（S403）。区域提取单 元51提取对象图像52中的多个木材的组元图像区域53A-53L （S404）。

图形生成器132选择由区域提取单元51提取的组元图像区域 53A-53L中的一个（例如，组元图像区域53A）。阈值设定单元131 分析组元图像区域53A内的色调并且生成色调值的直方图。阈值设 定单元131通过将一个常数与所生成的直方图的峰值相加来确定检 测阈值（S405）。图形生成器132从包含在组元图像区域53A中的 图像当中提取色调值比由阈值设定单元131确定的检测阈值高的图 像。图形生成器132将提取的图像转换成图形以生成组元图形图像 62（S406）。S407-S412与第一实施例的S6-S11相同，并且不再进 行说明。

如果总像素数等于或小于阈值（S409中为否），则判断为估测 椭圆形状76是不适当的。阈值设定单元131改变与组元图像区域53A 的色调值的直方图的峰值相加的常数，并且通过算术法确定新的检 测阈值（S413）。图形生成器132利用新的检测阈值从组元图像区 域53A中提取图像，并且根据新的检测阈值重新生成组元图形图像 62（S406）。然后，再次执行包含S407及其后的步骤。对于所有的 组元图像区域53A-53L执行S401-S413。应注意的是，通过将第六实 施例的结构应用于第三实施例，可测量出距木材的距离。

在上述实施例中说明了数字照相机。然而，本发明可用于由数 字照相机、个人计算机等构成的图像处理装置（系统）。在该结构 中，个人计算机根据由数字照相机拍摄的对象图像来执行组元图像 区域的提取、组元图形图像的生成、多余轮廓线的消除、估测形状 的确定、估测形状的适当性的评估、对象的形状的指定以及对象的 尺寸的测量。此外，本发明可被应用于通过从多个视点进行成像来 拍摄多个视像的立体照相机以及装有照相机的蜂窝电话等。为了在 立体照相机中使用，在前视图中看到的前视图像是根据多个视像生 成的，从而根据前视图像来执行各种处理。

在上述实施例中，指定对象的形状，并且根据对象的形状来测 量对象的实际尺寸或者距对象的距离。然而，可以至少指定对象的 形状。

在上述实施例中，从包含在组元图形图像中的轮廓线当中消除 了近中心轮廓线、边缘侧轮廓线、周围轮廓线和已确定轮廓线。然 而，可以消除近中心轮廓线和周围轮廓线中的至少任一个。

此外，可以以例如形状的一致度的高度的顺序或者以清晰度的 高度的顺序来测量木材的尺寸。而且，还可以是由用户确定的顺序。

在上述实施例中，根据估测椭圆形状与校正图形图像内的轮廓 线的重合部分的总像素数来对估测椭圆形状进行适当性评估。可选 的是，可以根据在距估测椭圆形状预定距离内的轮廓线的像素数来 评估适当性。优选的是，按照距估测椭圆形状的接近度的次序来进 行轮廓线的加权。

在上述第六实施例中，如果判断为估测椭圆形状是不适当的， 则阈值设定单元再次确定检测阈值。然而，阈值设定单元可提前确 定能够借以生成多个组元图形图像的多个检测阈值。在该结构中， 组元图形图像中的评估结果最高的一个被用于确定木材的实际尺 寸。

应注意的是，尽管阈值设定单元在上述第六实施例中设定检测 阈值，但是可以预先确定多个检测阈值。

附图标记的说明

53A-53L  组元图像区域

54A-54L  木材图像

64a-64d  第一至第四区域

71  近中心轮廓线

72  边缘侧轮廓线

73  周围轮廓线

74  已确定轮廓线

75  剩余轮廓线

76  估测椭圆形状