JP2661494B2 - 分割点設定方法 - Google Patents

分割点設定方法

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JP2661494B2
JP2661494B2 JP5009572A JP957293A JP2661494B2 JP 2661494 B2 JP2661494 B2 JP 2661494B2 JP 5009572 A JP5009572 A JP 5009572A JP 957293 A JP957293 A JP 957293A JP 2661494 B2 JP2661494 B2 JP 2661494B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、文字、図形等の2値化
された2次元パターンの輪郭線を複数の区間に分割し直
線や曲線で近似することによりベクトルデータを生成す
るアウトラインベクトル化処理において、輪郭線を複数
の区間に分割するための点(以下分割点という)を設定
する分割点設定方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の分割点設定方法として
は、例えば特開昭63−214795号公報に記載され
ている方法が知られている。この方法では、輪郭線の
X軸方向とY軸方向の極値、並びに輪郭線上のX軸に
平行な直線区間の前後でY軸方向の向きが反転している
前記直線区間の両端点、及び、輪郭線上でY軸に平行
な直線区間の前後でX軸方向の向きが反転している前記
直線区間の両端点に分割点を設定している。この分割点
設定方法の採用により、それ以前の方法に比べ、分割点
間(以下近似区間という)が直線又は曲線で精度良く近
似できるようになっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の方法で
は、近似区間の輪郭線が階段状である場合に、まず最初
の区間で曲線近似を行った後、近似誤差を計算し、近似
誤差が許容誤差以上の場合は、適当な位置に新たに分割
点を儲け、次にそれぞれの区間について曲線近似を行
い、同様に近似誤差を計算するという動作を、近似誤差
が許容誤差以下になるまで繰り返さなければならず、ベ
クトル化に相当に長い時間がかかるという問題がある。
また、近似動作中に何度も分割点を追加設定するため
に、近似結果が滑らかでなくなる可能性が高い。さら
に、図11に示すような輪郭データが与えられた場合、
図14の●印に分割点が設定されるため、図14の点線
のような理想的な近似曲線を得ることができず、入力画
像に対する近似精度が良くならないといった欠点を有す
る。
【0004】本発明の目的は、上記欠点を取り除き、元
画像に対する近似精度が高く、高速に近似曲線が求めら
れる分割点設定方式を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、文字、図形等
の2値化された2次元パターンの輪郭線を直線や曲線で
近似するために前記輪郭線を複数の区間に分割する点
(以下分割点という)を前記輪郭線上に設定するための
分割点設定方法において、前記2次元パターンが画素の
on及びoffで表現され、前記輪郭線は前記2次元パ
ターンのon画素とoff画素の境界を追跡して得られ
たものであって、前記輪郭線上にあって前記輪郭線の向
きが直角に変化する連続する4つの点(以下屈曲点とい
う)から連続する2つの屈曲点間のベクトル(以下輪郭
ベクトルという)を3つ求め、それら3つの輪郭ベクト
ルの向きと大きさの関係から決まる特徴的な点(以下特
徴点という)を検出し、前記4つの連続する屈曲点P
i、Pi+1、Pi+2、Pi+3から計算され、Pi
からPi+1へ向かう輪郭ベクトルをVi1、Pi+1
からPi+2へ向かう輪郭ベクトルをVi2、Pi+2
からPi+3へ向かう輪郭ベクトルをVi3とすると
き、前記輪郭ベクトルVi1及びVi3の向きと大きさ
の関係から前記特徴点を前記輪郭線に沿って移動させる
点の移動処理を行うかどうかの判断を行い、移動を行わ
ないと判断されたときは前記特徴点を分割点として設定
し、移動を行うと判断されたときは前記特徴点を前記輪
郭線に沿って移動させた点を分割点として設定するよう
にしたことを特徴とする。
【0006】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の実施例を示すフローチャート、図2
は図1のステップ103を詳細に説明するためのフロー
チャート、図3〜10は本発明を説明するための図であ
る。以下にこれらの図面を参照して本発明の実施例を説
明する。文字および図形の2値化された2次元パターン
(以下、入力画像という)から得られた輪郭線データが
数値座標データとして輪郭データ記憶装置に記憶されて
おり、図1の輪郭線データの読みだし処理101では、
前記輪郭データ記憶装置より輪郭座標データを輪郭デー
タ開始点から輪郭データ終了点まで順番に読みだしてい
く。図1の特徴点検出処理102では、まず、ステップ
101で読み出された輪郭座標データに対し、輪郭の向
きが直角に変化する4つの連続する点(以下屈曲点とい
う)Pi、Pi+1、Pi+2、Pi+3を検出し、P
iからPi+1へ向かう輪郭ベクトルVi1、Pi+1
からPi+2へ向かう輪郭ベクトルVi2、Pi+2か
らPi+3へ向かう輪郭ベクトルVi3を計算する(図
3参照)。次に、これら輪郭ベクトル相互の関係を調
べ、以下に示す特徴を持つ点を特徴点として検出する。
【0007】1.輪郭ベクトルVi1とVi2の大きさ
が予め設定された大きさL1以上であり、かつ、Vi1
とVi2の和または積の大きさが予め設定された大きさ
L2以上であるとき屈曲点Pi+1を特徴点とする(以
下この点を交点という)(図4(a)参照)。
【0008】2.輪郭ベクトルVi1、Vi2、Vi3
において、Vi1とVi3の向きが等しく、かつ、Vi
2の大きさが予め設定された値L3以下で、かつ、Vi
1とVi3の大きさの比が予め設定された正数値R1以
上であるとき、|Vi1|/|Vi3|≧R1ならば屈
曲点Pi+1を|Vi3|/|Vi1|≧R1ならば屈
曲点Pi+2を特徴点とする(以下この点を接続点とい
う)(図4(b)参照)。
【0009】3.輪郭ベクトルVi1、Vi2、Vi3
において、Vi1とVi3の向きが異なるとき、屈曲点
Pi+1およびPi+2を特徴点とする(以下この点を
Uターン点という)(図4(c)参照)。
【0010】そして、特徴点が検出されたときは次のス
テップ103に進み、もし上記1〜3の条件に当てはま
る点がない場合は、図1のステップ101に戻り新たな
輪郭データを読み込む。図1のステップ103では、ま
ず、点の移動処理を行うかどうかを判断し、次に、点の
移動処理を行わない場合はステップ102で検出された
特徴点をそのまま出力し、点の移動処理を行うと判断し
た場合はステップ102で検出された特徴点に対し点の
移動処理を行い、移動後の特徴点を出力する(図2参
照)。図1のステップ104はステップ103で出力さ
れた点を分割点として設定する処理を行いステップ10
1に戻る。ステップ101では、1つの輪郭座標データ
をすべて読み出した後には新たな輪郭座標データはもう
無いので全体の処理を停止するようになっている。
【0011】次に、図1のステップ103の点の移動処
理を行うかどうかの判断と点の移動処理について図2を
参照して詳しく説明する。
【0012】まず、特徴点が交点である場合、点の移動
処理は行わないと判断する(図2の201)。したがっ
て、特徴点は図5(a)に対し、図5(b)に示すよう
になる。
【0013】次に、特徴点が接続点である場合、点の移
動処理を行うと判断し、|Vi1|/|Vi3|≧R1
の時は、点Pi+1から点Piに向かう方向に適当な距
離だけ進んだ位置に特徴点を移動させる。また、|Vi
3|/|Vi1|≧R1の時は点Pi+2から点Pi+
3に向かう方向に適当な距離だけ進んだ位置に特徴点を
移動させる(図2の203)。したがって特徴点は図6
(a)、(b)に対しそれぞれ図6(c)、(d)に示
すようになる。ただし、前記移動量としては、|Vi1
|/|Vi3|≧R1の時は|Vi3|が、|Vi3|
/|Vi1|≧R1の時は|Vi1|が適当であると考
えられる。
【0014】最後に、特徴点がUターン点である場合、
屈曲点Pi、Pi+1、Pi+2、Pi+3を含む周辺
の屈曲点の位置関係から、(1)両特徴点とも点の移動
処理を行わないと判断する場合と(2)どちらか一方の
特徴点だけ移動させると判断する場合と、(3)両方の
特徴点を移動させると判断する場合がある(図2の20
4)。(1)のときは点の移動処理を行わないので特徴
点は図7(a)に対して図7(b)に示すようになる。
(2)のときは移動させる特徴点を移動しない特徴点の
方向に適当な距離だけ輪郭線に沿って移動させる。した
がって特徴点は図7(c)、(d)に対してそれぞれ、
図7(e)、(f)に示すようになる。ただし、このと
き移動処理後の2つの特徴点の位置が移動前と比較して
逆転していたり(図8(a)参照)、非常に接近してい
る(図8(b)参照)ときは、移動しない特徴点のみを
出力するようにする(図8(c)参照)。(3)のとき
は両方の特徴点をお互いが近づく方向に輪郭に沿って移
動させる。したがって、特徴点は図7(g)に対して図
7(h)に示すようになる。ただし、このとき移動処理
後の2つの特徴点の位置が移動前と比較して逆転してい
たり(図9(a)参照)、非常に接近している場合(図
9(b)参照)は、線分Pi+1Pi+2上の適当な位
置1つだけ特徴点を設定し出力するようにする。簡単の
ために2つの特徴点の中点のみを特徴点として出力する
ようにしてもよい(図9(c))。なお、Uターン点の
移動量としてさ、移動させるUターン点が点Pi+1で
あるときは|Pi−1Pi|が、移動させるUターン点
が点Pi+2であるときは|Pi+3Pi+4|が適当
であると考えられる。
【0015】ただし、図1の実施例では、図1のステッ
プ102の特徴点検出処理とステップ103の処理、詳
しくは図2におけるステップ204のUターン点の処理
において、図10に示すように屈曲点Pi、Pi+1、
Pi+2、Pi+3から点Pi+1、Pi+2がUター
ン点として検出され、かつ、屈曲点Pi+1、Pi+
2、Pi+3、Pi+4からも点Pi+2、Pi+3が
Uターン点として検出されるような場合は特徴点として
点Pi+2(以下角点という)だけを検出するように
し、また、角点は点の移動処理を行わないと判断するよ
うになっている。
【0016】なお、上に述べたところは、1輪郭線デー
タに対する処理例であり、入力画像から得られる輪郭線
が複数ある場合は、輪郭線の数だけ上記処理が行われ
る。
【0017】以上に説明した実施例を適用して図11に
示す輪郭線を処理した結果を図12に示す。また、L1
=2、L2=5(和の閾値)、L3=1、R1=4、と
したときに、文字“愛”のドットパターンから得られた
輪郭線(1画素の大きさを1とする)を処理した結果を
図13に示す。
【0018】
【発明の効果】以上に実施例を挙げて詳しく述べたよう
に、本発明により、入力画像の輪郭線を複数区間に分割
する分割点は、特徴点の検出後、点の移動処理を行い設
定することで、輪郭線に沿った滑らかで精度の良い曲線
近似が可能となる。また、特徴点の検出で直接部両端点
の検出を行っていないから、入力画像の大きさに関わら
ず本発明を利用することができる。さらに、本発明を適
用して分割点を設定することにより、ほとんどの区間を
単一の直線または3次曲線で近似することができるか
ら、高速なアウトラインベクトル化処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すフローチャートである。
【図2】図1の実施例におけるステップ103を詳しく
説明するためのフローチャートである。
【図3】図1の実施例の動作を説明するために屈曲点お
よび輪郭ベクトルの例を示す図である。
【図4】図1の実施例の動作を説明するために、特徴点
として検出される点の例を示す図である。
【図5】図1の実施例の動作を説明するために、交点の
処理例を示す図である。
【図6】図1の実施例の動作を説明するために、接続点
の処理例を示す図である。
【図7】図1の実施例の動作を説明するために、Uター
ン点の処理例を示す図である。
【図8】図1の実施例の動作を説明するために、Uター
ン点の処理例を示す図である。
【図9】図1の実施例の動作を説明するために、Uター
ン点の処理例を示す図である。
【図10】図1の実施例の動作を説明するために、2つ
のUターン点が連続する場合の特徴点の検出例を示す図
である。
【図11】図1の実施例を説明するための輪郭線データ
の例を示す図である。
【図12】図11の輪郭線に図1の実施例を適用して設
定される分割点を示す図である。
【図13】文字“愛”のドットパターンの輪郭線に図1
の実施例を適用して設定される分割点の例を示す図であ
る。
【図14】従来の分割点設定方式を図11の輪郭線に適
用して設定される分割点の例を示す図である。
【符号の説明】
101 輪郭データの読み出し処理 102 特徴点検出処理 103 点の移動処理を行うかどうかの判断と点の移動
処理 104 分割点の設定処理 201 交点判断処理 202 接続点判断処理 203 接続点の点の移動処理 204 Uターン点の処理 205 Uターン点の点の移動処理

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 文字、図形等の2値化された2次元パタ
    ーンの輪郭線を直線や曲線で近似するために前記輪郭線
    を複数の区間に分割する点(以下分割点という)を前記
    輪郭線上に設定するための分割点設定方法において、 前記2次元パターンが画素のon及びoffで表現さ
    れ、前記輪郭線は前記2次元パターンのon画素とof
    f画素の境界を追跡して得られたものであって、 前記輪郭線上にあって前記輪郭線の向きが直角に変化す
    る連続する4つの点(以下屈曲点という)から連続する
    2つの屈曲点間のベクトル(以下輪郭ベクトルという)
    を3つ求め、それら3つの輪郭ベクトルの向きと大きさ
    の関係から決まる特徴的な点(以下特徴点という)を検
    出し、前記4つの連続する屈曲点Pi、Pi+1、Pi
    +2、Pi+3から計算され、PiからPi+1へ向か
    う輪郭ベクトルをVi1、Pi+1からPi+2へ向か
    う輪郭ベクトルをVi2、Pi+2からPi+3へ向か
    う輪郭ベクトルをVi3とするとき、前記輪郭ベクトル
    Vi1及びVi3の向きと大きさの関係から前記特徴点
    を前記輪郭線に沿って移動させる点の移動処理を行うか
    どうかの判断を行い、移動を行わないと判断されたとき
    は前記特徴点を分割点として設定し、移動を行うと判断
    されたときは前記特徴点を前記輪郭線に沿って移動させ
    た点を分割点として設定するようにしたことを特徴とす
    る分割点設定方法
  2. 【請求項2】 前記輪郭ベクトルVi1とVi2の大き
    さがともに予め設定された値L1以上で、かつ、前記輪
    郭ベクトルVi1とVi2の大きさの和またはその積が
    予め設定された値L2以上であるときに、屈曲点Pi+
    1を特徴点とすることを特徴とする請求項1に記載の分
    割点設定方法
  3. 【請求項3】 前記輪郭ベクトルVi1、Vi2、Vi
    3において、Vi1とVi3の向きが等しく、かつ、V
    i2の大きさが予め設定された値L3以下で、かつ、V
    i1とVi3の大きさの比が予め設定された正数値R1
    以上であるとき、|Vi1|/|Vi3|≧R1ならば
    屈曲点Pi+1を特徴点とし、|Vi3|/|Vi1|
    ≧R1ならば屈曲点Pi+2を特徴点とすることを特徴
    とする請求項1に記載の分割点設定方法
  4. 【請求項4】 前記輪郭ベクトルVi1、Vi2、Vi
    3において、Vi1とVi3の向きが異なるとき、屈曲
    点Pi+1およびPi+2を特徴点とすることを特徴と
    する請求項1記載の分割点設定方法
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