JP2679098B2 - 輪郭検出画像の符号化処理装置 - Google Patents

輪郭検出画像の符号化処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、2値画像の輪郭検出装置に係り、特に輪郭
検出画像の符号化処理装置に関する。
B.発明の概要 本発明は、被写体の2値化画素データを2画素×2画
素単位にラスタスキャンで読み取り、画素間の接続関係
から画素データの輪郭要素を得る輪郭検出装置におい
て、 ライン上の白画素と黒画素の切換わり符号を輪郭要素
に含めて抽出し、この切換わり符号とそのXY座標から黒
ランと白ランの位置、長さを求めてMH符号化すると共に
黒ランの始点座標と長さを画像データとしてテーブル化
することにより、 輪郭画像データの圧縮効果を高めながらファクシミリ
伝送のMH符号化データも得ることができるようにしたも
のである。
C.従来の技術 文字や図形等のパターンを処理する場合、例えば、書
類や図面等の被写体をイメージスキャナ等の入力装置で
操作して得られる黒と白の2値画像データ(入力パター
ン)に変換し、この2値画像データから対象物の輪郭画
素を抽出し、情報圧縮処理や対象物の認識処理を行って
いる。
このうち、2値画像データから対象物の輪郭画素を抽
出するための従来方式は、第6図に示すような動作を示
す。これは以下のような処理の流れで記述できる。
まず、2値画像データをすべて、専用画像メモリMに
記憶する。
次に、このメモリMから検出対象となるTの輪郭の始
点となる点、例えば、点Piを探す。
この点Piに隣接する点を順次追跡抽出して対象物Tの
輪郭画素を抽出する。
このように、従来の輪郭画素抽出方式においては、1
画面分の2値画像データを記憶するための専用メモリを
必要とする。これは、入力する書類や図面のサイズが大
きくなればなるほど、また、高解像度にするほどメモリ
が大容量になる欠点を有する。
ハードウェア構成の点からいえば、画像メモリは入力
画像の縦横サイズに比較して大きくなるため、場合によ
ってはメモリボードの追加を考慮した構成が必要とな
る。例えば、A0サイズを対象とする画像メモリは、A4サ
イズの画像メモリに比べて、16倍もの容量を必要として
おり、A4サイズのメモリボードが1枚で構成されるとき
でもA0サイズは16枚も必要である。
次に、処理時間にも大きな影響がある。従来の方式で
は、画像メモリに1画面分が記憶されるまでの待ち時間
が必要であり、又、輪郭を抽出するためには、逐次追跡
をソフトウェアで行う必要があり、これらも対象の画像
のサイズや解像度に比例して、処理時間に影響を与える
ことになる。
以上をまとめると、従来の輪郭抽出方式では、単に画
像サイズを大きくしたり、解像度を高くするだけで、ハ
ードウェア構成,処理時間等に影響する欠点があり、さ
らには、製品外観や価格などにも影響を及ぼす要因とな
っていた。
上述の問題点を解消する輪郭検出装置として、被写体
の2値画像データを2画素×2画素単位にラスタスキャ
ンで取り出し、画素間の接続関係から画像データの輪郭
要素を系列化した圧縮データとして作成するものを本出
願人は既に提案している(例えば特願昭62−60744号、
特願昭62−161945号)。
この輪郭検出装置は、第7図に示す構成にされる。輪
郭抽出部1は被写体をラスタスキャンして得られる黒白
の2値化画素データ列を画素データラッチ101に連続す
る2ビットとして順次ラッチし、このラッチデータはラ
インメモリ105に1ライン分だけ順次記憶され、ライン
メモリ105によって1ライン分だけ前の連続する2ビッ
トデータがラッチ101にラッチされる。これらにより、
ラッチ101には1ライン前の2ビット(2画素)データ
とラスタスキャンによる2ビット(2画素)データが同
じX軸走査位置のデータとしてラッチされる。これらラ
ッチデータd0,d1,d2,d3はコマンド発生回路103によって
これらデータと接続フラグラッチ102からの接続フラグ
との関係から決まる処理カードと同期信号として取り出
される。接続フラグはラッチデータd0〜d3の前後左右の
2値化データ(4連結)又は前後左右と左右斜方向の2
値化データ(8連結)の関係から求められるもので、こ
のための接続フラグラッチ102と前方フラグメモリ106と
後方フラグメモリ107と接続フラグ変更回路104による接
続フラグ作成がなされる。これら接続フラグの作成は、
アドレス発生回路108によるX座標とY座標データ及び
周辺判定回路109による被写体周辺のチェックの基に行
われる。また、アドレス発生回路108の発生するX座標
データは処理コードのX座標データとしても出力され
る。
コマンド発生回路103による処理コードは、2画素×
2画素のデータと接続フラグデータに対して、第8図
(8連結の場合)又は第9図(4連結)に示す接続関係
を形成する。両図中、縦方向には画素データの組み合わ
せを示し、横方向には接続フラグデータの組み合わせを
示し、4ビットの画素データd0〜d3の論理状態に対して
当該座標位置(Xn,Yn)に前方又は後方接続の有無を示
す接続フラグとの関係から輪郭位置になる画素データ状
態を○印で示し、輪郭に成り得ない画素データ状態を×
印で示し、ランレングス処理を行うときに必要とするも
のを△印で示し、空白部分は輪郭抽出を不要にするもの
を示す。
これら接続関係から、処理コードは第10図に示すよう
に各印(○,△,×,空白)のうち輪郭要素になる組み
合わせとそうでない組み合わせを読み取りレディデータ
A1とし、該組み合わせを番号付けしたコマンドデータA2
とし、ラスタスキャンの最終ライン位置データEORと最
終ページ位置データEOPと共にフォーマット化される。
上述の輪郭抽出部1からの処理コード、同期信号及び
X座標データは内部バス2を通して輪郭解析部3に取り
込まれる。このとき、輪郭解析部3は処理コード内の読
み取りレディデータA1から輪郭要素に成り得るデータの
みを取り込み、このデータについて輪郭要素テーブルと
輪郭管理テーブルと輪郭接続テーブルを順次作成するこ
とで圧縮した画像データとしてメモリ4に格納する。
ここで、輪郭要素とは互いに隣接した2個の黒画素を
結ぶベクトルに相当するものであり、これら輪郭要素を
結合することによって輪郭が形成されるし、その再生画
像も得ることができる。そこで、輪郭要素テーブル401
には輪郭要素に番号を順次付加した輪郭要素番号につい
てその方向(前後,左右,斜)とXY座標と他の輪郭要素
に接続されるときの当該輪郭要素番号(前方接続と後方
接続別)と輪郭要素が所属する輪郭番号とを解析登録し
ておく。なお、Y座標は信号EORの計数で判別される。
そして、輪郭管理テーブル402にはテーブル401の輪郭番
号別にそれに所属する輪郭要素のうちの先端に位置する
輪郭要素番号と終端に位置する輪郭要素番号とを記憶更
新しておき、輪郭接続テーブル403には末接続の輪郭要
素番号を前方接続と後方接続別にかつX座標別に登録し
ておく。
これらテーブルに対して、輪郭解析部3に読み取りレ
ディデータの立つ処理コードとX座標から順次輪郭要素
の接続関係を更新したテーブル作成をして行き、最終的
には被写体にn個の独立した輪郭画像が存在するときに
n個の輪郭番号とこれに所属するm1,m2,m3,…,mnの輪郭
要素データ(番号,方向,座標)を得る。このテーブル
データは輪郭要素のみになる圧縮データになり、このデ
ータから再生画像は輪郭要素の結合表示によってなされ
る。
D.発明が解決しようとする課題 従来の輪郭検出装置においては、輪郭要素のみを抽出
した高速処理とデータ圧縮が実現され、またその原画像
再生も容易になるが、該画像データをファクシミリ伝送
するには原画像を一旦再生し、この再生像を使って伝送
しなければならないという原画像の一旦再生を必要とす
る問題があった。
また、輪郭要素テーブル401や輪郭管理テーブル402さ
らには輪郭接続テーブル403等の多くのテーブル作成処
理を必要とし、さらに輪郭要素には方向データや前方後
方接続の要素間の関係を示すデータを必要とし、解析処
理量とデータ量の大きさの一層の減縮が望まれる。
本発明はこのような課題を解決するためになされたも
ので、輪郭画像データ作成時にファクシミリ伝送に必要
なデータを容易に作成できるようにすると共に、輪郭画
像データの圧縮率を高め、また輪郭解析処理とデータ量
低減ができる符号化処理装置を提供することを目的とす
る。
E.課題を解決するための手段と作用 本発明は上記目的を達成するため、被写体の2値化画
像データを2画素×2画素単位にラスタスキャンで読み
取り、画素間の接続関係から画素データの輪郭要素を得
る輪郭検出装置において、前記輪郭要素の抽出に白画素
と黒画素の切換わり符号(e0,e1)を発生する輪郭抽出
部と、前記切り換わり符号とそのライン上の座標から黒
ランの始点及び終点座標を求めて一次元符号化方式の符
号語を作成する共に黒ランの始点及び終点座標から黒ラ
ンの始点座標と長さを画像データとしてテーブル化する
輪郭解析部とを備え、輪郭要素の抽出時に白画素から黒
画素への切り換わり及びその逆の切り換わりを符号付け
しておき、この符号とそのXY座標から黒ランと白ランの
長さを求めてMH符号を作成及び黒ランの始点座標と長さ
の画像データを再生画像データとする。
F.実施例 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
第2図は本実施例の処理コードフォーマットを示し、
従来のものに輪郭画素状態符号(切換わり符号)e0とe1
を付加している。この符号e0とe1は夫々1ビットにさ
れ、白画素を論理“0"、黒画素を論理“1"に割り当て
る。例えば、第3図に示すラスタスキャンとの関係を示
すように、Y座標Yk-1のラインではX座標Xn-2とXn-1
境界及びXPとXp+1の境界で輪郭が存在し、Y座標Ykのラ
インではXn-1とXnの境界及びXPとXP+1の境界で輪郭が存
在し、夫々の境界の前後1ビットの黒白によってe0とe1
の“1",“0"が決められる。
このような符号e1,e0はコマンド発生回路103による処
理コード生成時にデータd0,d1の“0,1"又は“1,0"の識
別によって同時生成されるし、X座標に同期がなされて
出力される。また、符号e1,e0は輪郭位置に相当するこ
とから、該符号e1,e0を含む処理コードは輪郭解析部3
に取り込まれる。
輪郭解析部3は、処理コードの符号e1,e0とX座標デ
ータから第1図に示す手順によって符号化処理を行い、
ファクシミリ伝送のための一次元符号(MH方式)を作成
すると共に黒ランの始点及び終点座標から黒ランの始点
座標と長さを画像データとしてテーブル保存する。この
符号化処理を以下に詳細に説明する。
まず、輪郭解析部3は、まずYアドレス(Y座標)を
Y=0に設定し(S0)、被写体の当該ページの第1ライ
ンを設定しておく。次に、処理コードとX座標データに
なる輪郭コマンド入力を読み取りレディの立つタイミン
グで取り込み(S1)、信号EOPビットが“1"か“0"かの
判定を行う(S2)。この判定は被写体画像の1ページの
終わりか否かをチェックし、EOP=“1"のときにはMH方
式に規定される6つの連続するライン終端符号語を付加
する処理(S3)を行って当該ページの符号化を終了す
る。
次に、ステップS2において、EOP=“0"になるとき、
信号EORビットが“1"か“0"かの判定を行う(S4)。こ
の判定は画像の1ライン(ROW)の終わりか否かをチェ
ックし、EOR=“1"のときには当該ラインの符号化終了
としてYアドレスの+1加算を行い(S4A)、ライン終
端符号語を付加する処理(S5)を行って次のライン読み
込みのためにステップS1に戻る。ステップS4において、
EOR=“0"なるとき、符号e1,e0について判定を行う(S
6)。
この判定は、e0=“0"かつe1=“1"をチェックし、こ
の条件成立では黒ランの始まりになり、このときのX座
標データから1ラインのK番目の黒ラン始点座標X
BS(K)を求めておく(S7)。また、条件不成立ではe0
=“1"かつe1=“0"の判定を行い(S8)、この条件不成
立ではステップS1に戻る。
ステップS7で黒ラン始点座標XBS(K)が求まり、こ
のX座標から黒画素が連続してステップS8で条件が成立
したとき、黒ランの終点XBe(K)をそのときのX座標
データから求めると共に黒ランの始点XBS(K)と終点X
Be(K)とのX座標差演算によって黒ランの長さl
B(K)を求め(S9)、黒ランの始点XBS(K)と長さlB
(K)を画像データとしてテーブルに書き込む(S9A)
と共にこのK番目の黒ランについてMH方式による黒ラン
符号語を作成する(S10)。
次に、ステップS7で黒ラン始点XBS(K)を求めたと
き、この黒ラン始点XBS(K)は白ランの終点XWe(K)
に相当し、またステップS9で求めた黒ラン終点X
Be(K)は白ランの始点XWS(K)に相当する。これら
の座標から白ランの始点XWS(K)と終点XWe(K)とそ
の長さlW(K)を求め(S11)、白ラン符号語の作成を
行う(S12)。
このような処理により、各ラインについて白ランと黒
ランが交互に存在する個数K分だけ夫々符号語を作成
し、ファクシミリ伝送データを得る。なお、ラインの最
初(X座標値が零)に黒ランが存在するときには白ラン
の長さが零としておく。
また、各ラインについて黒ランの始点座標XBe(K)
とその長さlB(K)を黒ランの存在する個数分だけ順次
テーブルデータとして記憶しておく。第4図はメモリ4
に格納する画像データテーブルを示し、ライン番号(Y
座標)と黒ラン始点X座標とその長さlBを夫々対応づけ
て記憶する。このデータからの被写体再生はラスタスキ
ャン方式によりXY座標位置で夫々黒ラン始点で長さlB
連続黒画素表示又は印刷によって実現される。
上述の実施例において、MH符号語の作成の都度該デー
タを直接に伝送するに限らず、メモリ4に一時保存して
おくこと、さらには処理コードとX座標から第5図に示
すようにライン番号(信号EORの計数で求めるY座標)
とX座標と符号e0,e1との組み合わせになる符号要素テ
ーブルとしてメモリ4に保存しておき、ファクシミリ伝
送時に該テーブルから第1図の処理フローの実行でMH符
号化することもできる。
また、ファクシミリ伝送と画像データテーブル(第4
図)作成の専用とするときには従来の輪郭要素テーブル
401,402,403の作成を省略した輪郭解析部とすることが
できる。
G.発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、輪郭抽出部による輪
郭要素の抽出に2値化画像データのライン上の黒画素と
白画素の切換わり符号を抽出し、輪郭解析部が取り出す
輪郭要素に対して切換わり符号とXY座標から黒ラン白ラ
ンの長さを求めてMH符号化を行うと共に黒ランの始点座
標と長さを求めて画像データとしてテーブル化するよう
にしたため、従来の画像データからの輪郭検出に少しの
機能付加を行うこと又はファクシミリ伝送と画像データ
作成の専用装置にして圧縮したファクシミリ伝送データ
及び画像データを作成でき、ファクシミリデータ作成を
容易にした輪郭検出ができると共にデータ解析処理量を
減らしながら黒ランの始点座標と長さというデータ圧縮
率を高めた符号化ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す符号化処理フローチャ
ート、第2図は実施例における処理コードフォーマッ
ト、第3図はラスタスキャンと符号e1,e0の関係を示す
図、第4図は実施例の画像データテーブル、第5図は実
施例の符号要素テーブル、第6図は従来の輪郭画素抽出
態様図、第7図は従来の輪郭検出装置構成図、第8図及
び第9図は画素データと接続フラグとの対応図、第10図
は従来の処理コードフォーマットである。 1……輪郭抽出部、3……輪郭解析部、4……メモリ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被写体の2値化画素データを2画素×2画
    素単位にラスタスキャンで読み取り、画素間の接続関係
    から画素データの輪郭要素を得る輪郭検出装置におい
    て、前記輪郭要素の抽出に白画素と黒画素の切換わり符
    号(e0,e1)を発生する輪郭抽出部と、前記切換わり符
    号とそのライン上の座標から黒ランと白ランの始点及び
    終点座標を求めて一次元符号化方式の符号語を作成する
    と共に黒ランの始点及び終点座標から黒ランの始点座標
    と長さを画像データとしてテーブル化する輪郭解析部と
    を備えたことを特徴とする輪郭検出画像の符号化処理装
    置。
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