JP2520434B2 - 線分近似方法 - Google Patents

線分近似方法

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JP2520434B2
JP2520434B2 JP62311637A JP31163787A JP2520434B2 JP 2520434 B2 JP2520434 B2 JP 2520434B2 JP 62311637 A JP62311637 A JP 62311637A JP 31163787 A JP31163787 A JP 31163787A JP 2520434 B2 JP2520434 B2 JP 2520434B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像の輪郭を追跡し、輪郭からの誤差が所定
の範囲内となる線分でその輪郭を近似する線分近似方法
に関する。
〔従来の技術〕
画像を表現する場合、原画像の輪郭を追跡して位置情
報を得、この位置情報をすべて用いて輪郭を再生すれ
ば、原画像に最も近い画像にすることができる。しかし
ながらそのようにするとデータ量が膨大となる。そこで
原画像との誤差があまり大きくならない範囲内において
一部の位置情報を省略してデータの圧縮を行い、その間
を近似の線分で表現する方法が提案されている。その代
表的な1つが例がラマー(Ramer)の方法である。
第2図はラマーの方法の原理を表わしている。開曲線
ABにいくつかの線分により誤差d以下で近似する場合、
先ず線分ABのみによる近似を考え、線分ABに対する距離
が最も大きい輪郭点Cが求められる。この点Cの距離dc
が値d以下であれば、線分ABが近似線分とされる。距離
dcが値dより大きいとき、開曲線ABは開曲線ACと開曲線
BCとに分割され、各開曲線AC、BCについて同様の処理が
行われる。このような処理を近似誤差が値d以下になる
まで繰り返すことにより開曲線ABの近似が行われる。こ
の演算に要する時間は、輪郭点の数をN、近似線分の数
をmとすると、Nlog2mに比例する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このようにラマーの方法は、開曲線の端点間に存在す
る全ての輪郭点の近似線分対する距離(近似誤差)を演
算し、その端点間の線分により近似できなかったとき、
その開曲線を2つの開曲線に分割した後、再び全ての輪
郭点との近似誤差を求める必要があるため、分割の回
数、すなわち最終的な近似線分の数が多くなると、演算
量が増大し、演算時間が長くなる欠点がある。
そこで本発明は近似誤差の演算回数を少なくし、高速
な線分近似処理を可能にするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の線分近似方法は、入力させる原画像の輪郭を
追跡して位置情報を生成し、それらの位置情報に対応す
る近似誤差に基づいて線分近似処理を繰り返し、現画像
に最も近い複数の線分によってその輪郭を近似する線分
近似方法であって、位置情報における第1の点と第2の
点とを端点とする第1の線分の、第1の点と第2の点と
の間の第3の点に対する第1の近似誤差を演算する第1
の工程と、前回までの線分近似処理における第1の点の
第3の点を端点とする第2の線分及び該第3の点と第2
の点を端点とする第3の線分についての第2及び第3の
近似誤差と、第1の工程で演算された第1の近似誤差と
から第4の近似誤差を生成する第2の工程と、第2の工
程で生成された第4の近似誤差と所定の基準値とを比較
し、比較結果に応じて第1の線分による輪郭の近似の可
否を決定する第3の工程とを備えることを特徴とする。
〔作用〕
第1の線分の第3の点に対する第1の近似誤差が演算
される。第2の線分と第3の線分による第2及び第3の
近似誤差は、それ以前の近似処理時に既に演算されてい
る。この第1乃至第3の近似誤差を演算することにより
新たな第4の近似誤差が生成される。第4の近似誤差と
基準値との比較結果に対応して第1の線分による近似の
可否が決定される。
〔実施例〕
第3図は、本発明の線分近似方法を実行するための演
算装置を示すブロック図である。同図において1は例え
ばテレビジョンカメラ等の画像入力手段であり、その出
力(原画像)は、原画像の輪郭を追跡する輪郭追跡手段
2に供給されるようになっている。3は輪郭追跡手段2
の出力を記憶するメモリ、4は演算手段5により演算さ
れたメモリ3の記憶データを記憶するメモリ、6は演算
手段5に所定の基準値(許容誤差)を供給する基準値供
給手段、7は各手段等を制御する制御手段である。
次に動作を説明する。輪郭追跡手段2は画像入力手段
1から入力される現画像の輪郭を追跡し、その位置情報
を追跡順に出力する。例えば第7図に示すような現画像
が入力されたとき、その輪郭を追跡し、各輪郭点P1乃至
P15の座標(この実施例の場合XY座標)を出力する。
制御手段7は追跡手段2とメモリ3を制御し、追跡手
段2が出力するデータをメモリ3に記憶させる。メモリ
3(メモリ4も同様)は第4図に示すように、各輪郭点
Piの座標と、それに対応する近似誤差ERi、ELiとを記憶
するように設定されている。近似誤差ERi、ELiについて
は後述する。
しかして制御手段7は例えば第1図に示す如きフロー
チャートに従って線分近似処理が実行する。先ず最初の
輪郭点P1の座標がメモリ3から読み出され(ステップS
1)、メモリ4に書き込まれる(S2)。さらに輪郭点P2
の座標とそれに対応する近似誤差ER1、EL1(この時点に
おいてはいずれも零)が読み出される(S3)。全ての輪
郭点のデータを読み出しが終了したとき(S4)、いま読
み出した輪郭点P2の座標と近似誤差ER1、EL1がメモリ4
に記憶され、第1回目の処理が終了される(S16)。
全ての輪郭点のデータを読み出しが終了していないと
き、さらに輪郭点P3の座標とそれに対応する近似誤差ER
2、EL2(この時点においてはいずれも零)が読み出され
る(S5)。このように読み出された連続する3つの輪郭
点P1、P2、P3と2対の近似誤差ER1、EL1、ER2、EL2のデ
ータは演算手段5に供給される。演算手段5は第1の輪
郭点P1と第3の輪郭点P3の線分の第2の輪郭点P2に対す
る近似誤差(距離)の量と方向を演算する(S6)。すな
わち第6図に示すように、輪郭点P1とP3を結ぶ線分と輪
郭点P2との距離を演算し、これをEとする。次に輪郭点
P2が線分P1P3の右側にあるか左側にあるかが判断される
(S7)。輪郭点P2が線分P1P3の左側に位置している場
合、メモリ3から読み出された左側の近似誤差EL1、EL2
のうち大きい方に、値Eが加算され、この加算値が値EL
とされる。また右側の近似誤差ER1、ER2のうち大きい方
が値ERとされる(S8)。同様に輪郭点P2が線分P1P3の右
側に位置している場合、右側の近似誤差ER1、ER2のうち
大きい方に値Eが加算されて値ERとされ、左側の近似誤
差EL1、EL2のうち大きい方がELとされる(S9)。
次に演算手段5は値ERとELのうち大きい方と、基準値
供給手段6が出力する基準値(許容誤差)ESとを比較演
算する(S10)。値ER又はELのうち大きい方が基準値ES
と等しいか、それより大きい場合、座標P3ではなく座標
P2とそれに対応する誤差ER1、EL1がメモリ4に書き込ま
れる(S11)。そして輪郭点P2を新たな輪郭点P1(3つ
の連続する輪郭点のうちの第1の輪郭点)として(従っ
て値EL2、ER2を各々新たなEL1、EL1とし、輪郭点P3を新
たな第2の輪郭点P2として)、上述した処理が繰り返さ
れる(S12)。
一方値ER、ELのうち大きい方が基準値ESより小さい場
合、輪郭点P3と演算値ER、ELとがメモリ4に書き込まれ
る(S13)。
そしてメモリ3から全ての輪郭点のデータの読み出し
が終了したとき第1回目の処理が終了され(S14)、未
だ終了していないとき、第3の輪郭点P3を新たに第1の
輪郭点P1として同様の処理が実行される(S15)。
このようにしてメモリ4には第4図に示すように、各
輪郭点Piの座標と、その前後の輪郭点Pi-1とPi+1の線分
と輪郭点Piとの距離(近似誤差)が、線分Pi-1Pi+1に対
する輪郭点Piの方向に対応して値ERi又はELiとして記憶
される。
第1回目の処理が終了したとき、次に第2回目の処理
が同様に行われる。このときメモリ4から連続する3つ
の座標と対応する近似誤差が読み出され、演算結果はメ
モリ3に記憶される。このような処理がさらに3回、4
回と、すべての3つの連続する輪郭点における近似誤差
が基準値を超える直前まで行われる。
以上の処理を具体的な線分を参照してさらに説明する
と次のようになる。第6図に示すように、各処理時点に
おいて連続する3つの輪郭点P1、P2、P3が選択される。
第5図に示すように、輪郭点P2(線分P1P2)には、それ
までの処理における線分P1P2(輪郭点P1、P2を端点とす
る線分)の左右の最大の近似誤差EL1、ER1が対応してい
る。同様に輪郭点P3には線分P2P3(輪郭点P2、P3を端点
とする線分)の左右の最大の近似誤差EL2、ER2が対応し
ている。第6図の実施例の場合、線分P1P2の輪郭点P2
対する近似誤差Eは、線分P1P3の左側に位置しているの
で、左側の近似誤差EL1、EL2のうち大きい方(実施例の
場大EL1)に加算される。この加算値EL(=EL1+E)が
線分P1P3による輪郭点P2の左側の近似誤差とされる。ま
た線分P1P2とP2P3右側の近似誤差ER1、ER2のうち大きい
方(実施例の場大ER2)が、線分P1P3の右側の近似誤差E
Rとされる。値EL、ERのうち大きい方(実施例の場合値E
L)が基準値ES以上であるとき、線分P1P2、P2P3の線分P
1P3による近似は禁止される。そして輪郭点P2を新たな
最初の輪郭点とし、輪郭点P2、P3、さらにその先の輪郭
点(図示せず)の3つにより同様の近似処理が行われ
る。値ELが基準値ESより小さいとき、線分P1P2、P2P3
線分P1P3により近似される。新たな近似処理は輪郭点P3
を第1の輪郭点とするさらに3つの輪郭点に対して行わ
れる。
基準値ESの値を1として第7図に示す原画像を近似処
理すると、第1回目の処理の結果は第8図に示すように
なる。第8図のように近似処理された輪郭点は第2回目
の処理により第9図に示すようになり、これはさらに第
3回目の近似処理により第10図に示すようになる。すな
わちP1乃至P15の15個の輪郭点は最終的に4個の輪郭点P
1、P5、P9、P15により近似される。
第7図に示す原画像を基準値を0.5として3回近似処
理すると、第11図、第12図及び第13図に各々示すように
なる。そして第13図に示す輪郭点を基準値を1として近
似処理すると、第14図に示すようになる。
このように誤差の少ない近似を先に行う等して、各処
理における基準値を所定の値に変更すると、より人間の
感覚に近い近似を行うことが可能になる。また許容誤差
に余裕がある場合、すでに近似された輪郭をさらに近似
することも可能である。
〔発明の効果〕
以上、本発明の線分近似方法によれば、複数回の線分
近似処理を繰り返し、第1の線分の近似誤差と、前回ま
での線分近似処理における第2及び第3の近似誤差を利
用して、第4の近似誤差を生成して、所定の基準値との
比較に基づいて第1の成分による近似の可否を決定する
ようにしたので、現画像に最も近い複数の線分によって
原画像の輪郭を近似する場合に、各処理における線分近
似の可否を逐次的かつ段階的に判断できるから、誤差の
少ない近似を先に実行することにより、演算量を減少さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の線分近似方法を説明するフローチャー
ト、第2図はマラーの方法の原理を説明する説明図、第
3図はブロック図、第4図はそのメモリのデータの説明
図、第5図及び第6図はその原理を説明する説明図、第
7図は原画像の説明図、第8図は第7図の近似処理の説
明図、第9図は第8図の近似処理の説明図、第10図は第
9図の近似処理の説明図、第11図は第7図の近似処理の
説明図、第12図は第11図の近似処理の説明図、第13図は
第12図の近似処理の説明図、第14図は第13図の近似処理
の説明図である。 1……画像入力手段 2……輪郭追跡誤解 3,4……メモリ 5……演算手段 6……基準値供給手段 7……制御鵜手段。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力させる原画像の輪郭を追跡して位置情
    報を生成し、それらの位置情報に対応する近似誤差に基
    づいて線分近似処理を繰り返し、現画像に最も近い複数
    の線分によってその輪郭を近似する線分近似方法におい
    て、 前記位置情報における第1の点と第2の点とを端点とす
    る第1の線分の、該第1の点と該第2の点との間の第3
    の点に対する第1の近似誤差を演算する第1の工程と、 前回までの線分近似処理における該第1の点と該第3の
    点を端点とする第2の線分及び該第3の点と該第2の点
    を端点とする第3の線分についての第2及び第3の近似
    誤差と、前記第1の工程で演算された第1の近似誤差と
    から第4の近似誤差を生成する第2の工程と、 前記第2の工程で生成された第4の近似誤差と所定の基
    準値とを比較し、比較結果に応じて前記第1の線分によ
    る前記輪郭の近似の可否を決定する第3の工程とを備え
    ることを特徴とする線分近似方法。
  2. 【請求項2】前記第4の近似誤差は、前記第2の近似誤
    差と前記第3の近似誤差のうい大きい方に前記第1の近
    似誤差を加算することにより生成されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項の記載の線分近似方法。
  3. 【請求項3】前記第1述至第4の近似誤差は、前記線分
    により近似される第1乃至第4の点の方向に対応して生
    成されることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
    2項記載の線分近似方法。
  4. 【請求項4】前記第4の近似誤差が前記基準値以下であ
    るとき前記第2の点を新たな第1の点とし、前記基準値
    を越えるとき前記第3の点を新たな第1の点として、前
    記第1乃至第3の工程を繰り返すことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項、第2項又は第3項記載の線分近似方
    法。
  5. 【請求項5】前記基準点は途中で変更されることを特徴
    とする特許請求の範囲第4項記載の線分近似方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3529684B2 (ja) 1999-11-19 2004-05-24 日本マランツ株式会社 外装ケース付き電子機器装置

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JP3529684B2 (ja) 1999-11-19 2004-05-24 日本マランツ株式会社 外装ケース付き電子機器装置

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