JP2806961B2 - 画像符号化方法 - Google Patents
画像符号化方法Info
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- JP2806961B2 JP2806961B2 JP1042842A JP4284289A JP2806961B2 JP 2806961 B2 JP2806961 B2 JP 2806961B2 JP 1042842 A JP1042842 A JP 1042842A JP 4284289 A JP4284289 A JP 4284289A JP 2806961 B2 JP2806961 B2 JP 2806961B2
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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- G06V10/40—Extraction of image or video features
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像処理、画像通信等の分野において、白黒
２値画像を符号化する方法に関する。
２値画像を符号化する方法に関する。
一般に、白黒２値の画像は、その輪郭線情報により符
号化することができる。しかし、従来は原画像の輪郭線
を抽出した後、該輪郭線をそのまま符号化しており、画
像の拡大、縮小、回転などの処理で品質が劣化するのみ
ならず、符号情報量も少くはできない問題があった。
号化することができる。しかし、従来は原画像の輪郭線
を抽出した後、該輪郭線をそのまま符号化しており、画
像の拡大、縮小、回転などの処理で品質が劣化するのみ
ならず、符号情報量も少くはできない問題があった。
本発明の目的は、２値画像の輪郭線を符号化する方法
において、拡大、縮小、回転などのアフィン変換が容易
で、且つ、符号量が少く、圧縮効率のよい符号化方法を
提供することにある。
において、拡大、縮小、回転などのアフィン変換が容易
で、且つ、符号量が少く、圧縮効率のよい符号化方法を
提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は２値画像の輪郭
線を複数の曲線と直線成分に分割して符号化する。詳し
くは、輪郭線を構成しているｘ方向、ｙ方向の線分につ
いて、連続する３つの線分がＵ字形を示す部分、及び、
所定の長さ以上の長い直線の両端部分に始点と終点を設
定して、輪郭線に３次のモデファイド・ベジエ（MB）曲
線をあてはめて複数の曲線または直線成分に分割し、該
曲線または直線成分の生成に必要な制御点情報を符号化
するものである。なお、MB曲線について後述する。
線を複数の曲線と直線成分に分割して符号化する。詳し
くは、輪郭線を構成しているｘ方向、ｙ方向の線分につ
いて、連続する３つの線分がＵ字形を示す部分、及び、
所定の長さ以上の長い直線の両端部分に始点と終点を設
定して、輪郭線に３次のモデファイド・ベジエ（MB）曲
線をあてはめて複数の曲線または直線成分に分割し、該
曲線または直線成分の生成に必要な制御点情報を符号化
するものである。なお、MB曲線について後述する。
２値画像の輪郭線を追跡して複数の曲線と直線成分に
分解し、各成分を生成するために必要な制御点情報を符
号化すれば、拡大、縮小、回転などの処理が容易に可能
なだけでなく、符号化情報量も画像サイズにほとんど関
係しないので、サイズが大きいほど符号化効率が上げら
れる。
分解し、各成分を生成するために必要な制御点情報を符
号化すれば、拡大、縮小、回転などの処理が容易に可能
なだけでなく、符号化情報量も画像サイズにほとんど関
係しないので、サイズが大きいほど符号化効率が上げら
れる。
〔実施例〕 以下、本発明の一実施例について図面により説明す
る。
る。
第１図は本発明の画像符号化方法を実現する処理シス
テムのブロック図である。スキャナ11により読み取られ
た原画像は、マイクロプロセッサ12を通してビットマッ
プメモリ13に記憶される。マイクロプロセッサ12は、ま
ず、ビットマップメモリ13内で原画像の輪郭線を抽出し
た後、該輪郭線を自動追跡し、その追跡データを輪郭デ
ータメモリ14に記憶する。次に、マイクロプロセッサ12
は輪郭追跡データメモリ14の内容を解析して輪郭線を複
数の曲線または直線成分に分解し、その時の制御点のア
ドレスを制御点アドレスメモリ15に記憶する。最後に、
マイクロプロセッサ12は制御点アドレスメモリ15の各制
御点アドレスを符号化し、符号メモリ16に記憶する。符
号メモリ16の符号データは、必要に応じてマイクロプロ
セッサ12により読み出され、入出力インタフェース17を
通じて出力される。
テムのブロック図である。スキャナ11により読み取られ
た原画像は、マイクロプロセッサ12を通してビットマッ
プメモリ13に記憶される。マイクロプロセッサ12は、ま
ず、ビットマップメモリ13内で原画像の輪郭線を抽出し
た後、該輪郭線を自動追跡し、その追跡データを輪郭デ
ータメモリ14に記憶する。次に、マイクロプロセッサ12
は輪郭追跡データメモリ14の内容を解析して輪郭線を複
数の曲線または直線成分に分解し、その時の制御点のア
ドレスを制御点アドレスメモリ15に記憶する。最後に、
マイクロプロセッサ12は制御点アドレスメモリ15の各制
御点アドレスを符号化し、符号メモリ16に記憶する。符
号メモリ16の符号データは、必要に応じてマイクロプロ
セッサ12により読み出され、入出力インタフェース17を
通じて出力される。
第２図は、マイクロプロセッサ12の特に本発明に関係
する処理の概略フローチャートを示したものである。以
下、文字図形“a"を例に、第２図の各処理を詳述する。
する処理の概略フローチャートを示したものである。以
下、文字図形“a"を例に、第２図の各処理を詳述する。
輪郭線抽出 原画像から輪郭線を抽出する方法は、従来から種々提
案されており、また、本発明の要旨ではないので、ここ
では、一例を簡単に述べる。まず、原画像を２倍にラス
ター拡大する。次に、注目画素の値を８倍し、周囲８画
素の値を引く８方向コンボリューションの処理を繰り返
す。原画像の輪郭線は、コンボリューションの結果が正
のところを選択することで得られる。第３図（ａ）は12
×12ドットの文字図形“a"であり、この輪郭線は同図
（ｂ）で示される。第３図（ｂ）中、１〜34はｘ線から
ｙ線あるいはｙ線からｘ線の変化点である。
案されており、また、本発明の要旨ではないので、ここ
では、一例を簡単に述べる。まず、原画像を２倍にラス
ター拡大する。次に、注目画素の値を８倍し、周囲８画
素の値を引く８方向コンボリューションの処理を繰り返
す。原画像の輪郭線は、コンボリューションの結果が正
のところを選択することで得られる。第３図（ａ）は12
×12ドットの文字図形“a"であり、この輪郭線は同図
（ｂ）で示される。第３図（ｂ）中、１〜34はｘ線から
ｙ線あるいはｙ線からｘ線の変化点である。
輪郭線分割 原画像の輪郭線を自動追跡して複数の曲線または直線
成分に分割する。ここでは、原２値画像の輪郭線を３次
のモデファイド・ベジエ（Modified Bezier:MB）曲線に
あてはめて分割する場合について説明する。第３図
（ｃ）はMB曲線にあてはめた同図（ａ）の輪郭線で、該
輪郭線上の点は、分割された成分の分割点を示す。MB曲
線については特願昭63−198015号に詳述されているが、
その概要を簡単に説明する。
成分に分割する。ここでは、原２値画像の輪郭線を３次
のモデファイド・ベジエ（Modified Bezier:MB）曲線に
あてはめて分割する場合について説明する。第３図
（ｃ）はMB曲線にあてはめた同図（ａ）の輪郭線で、該
輪郭線上の点は、分割された成分の分割点を示す。MB曲
線については特願昭63−198015号に詳述されているが、
その概要を簡単に説明する。
ベジエ曲線（Ｂ曲線）； 文字フォントの輪郭表現にベジエ（Bezier:B）曲線を
用いることが知られている。Ｂ曲線は、第４図（ａ）に
示すように４つの制御点A,Z1,Z2,Eを用いて次の式で表
わす。
用いることが知られている。Ｂ曲線は、第４図（ａ）に
示すように４つの制御点A,Z1,Z2,Eを用いて次の式で表
わす。
Ｂ（ｔ）＝Ａ・（１−ｔ）^3＋３・Z1・（１−ｔ）^2・ｔ ＋３・Z2・（１−ｔ）・t^2＋Ｅ・t^3 （１） ただし、ｔ＝0,…,1はＢのX,Y座標を求める副変数で
あり、ＢのX,Y座標はA,Z1,Z2,EのX,Y座標をそれぞれ
（１）式に代入して求まる（t^nはｔのｎ乗）。Ｂをｔ
で微分したものをＢ′（ｔ）とすれば、 Ｂ′（ｔ）＝−３・Ａ・（１−ｔ）^2＋３・Z1・（１−４・ｔ＋３・t^2） ＋３・Z2・（２・ｔ−３・t^2）＋３・Ｅ・t^2） （２） となる。第４図（ａ）からZ1,Z2は曲線の形にはあまり
影響しない事がわかる。また、（１），（２）から Ｂ（０）＝A;B（１）＝E;B′（０）＝Z1−A;B′（１）＝Ｅ−Z2 （３） が求まる。Ｂ曲線は４つの制御点A,Z1,Z2,Eのうち、A,E
は通るが、Z1,Z2は生成された曲線から離れすぎている
ので、図形のあてはめを困難にしていた。
あり、ＢのX,Y座標はA,Z1,Z2,EのX,Y座標をそれぞれ
（１）式に代入して求まる（t^nはｔのｎ乗）。Ｂをｔ
で微分したものをＢ′（ｔ）とすれば、 Ｂ′（ｔ）＝−３・Ａ・（１−ｔ）^2＋３・Z1・（１−４・ｔ＋３・t^2） ＋３・Z2・（２・ｔ−３・t^2）＋３・Ｅ・t^2） （２） となる。第４図（ａ）からZ1,Z2は曲線の形にはあまり
影響しない事がわかる。また、（１），（２）から Ｂ（０）＝A;B（１）＝E;B′（０）＝Z1−A;B′（１）＝Ｅ−Z2 （３） が求まる。Ｂ曲線は４つの制御点A,Z1,Z2,Eのうち、A,E
は通るが、Z1,Z2は生成された曲線から離れすぎている
ので、図形のあてはめを困難にしていた。
モデファイド・ベジエ来線（MB曲線）； 任意の２点P1,P2を結ぶ直線Ｌを（P1,P2）とする。式
（１）より Ｂ（0.5）＝（Ａ＋３・Z1＋３・Z2＋Ｅ）/B （４） が求まる。式（４）からＬ（Z1,Z2）をＬ（A,E）に平行
にとれば、Ｂ曲線のｔ＝0.5の点はＬ（Z1,Z2）とＬ（A,
E）を1:3に内分する平行線Ｌ（P,Q）上にある。また、
式（２）より Ｂ′（0.5）＝−３・Ａ・（1/4）＋３・Z1・（−1/4）＋ ３・Z2・（1/4）＋３・Ｅ・（1/4） ＝｛（Ｅ−Ａ）＋（Z2−Z1）｝（3/4） （５） が求まる。式（５）からＢ′（0.5）はＬ（A,E）と平行
であり、したがってＢはｔ＝0.5のときＬ（P,Q）に接す
る。ここで、Z1,Z2のかわりにP,QをとったＢ曲線をMB曲
線とする。ここで、 Ｐ＝（３・Z1＋Ａ）/4,Q＝（３・Z2＋Ｅ）/4 （Ｂ−MB変換式） （６） Z1＝（４・Ｐ−Ａ）/3,Z2＝（４・Ｑ−Ｅ）/3 （MB−Ｂ変換式） （７） である。式（７）を式（１）に代入すれば、MB曲線は MB＝Ａ・（１−ｔ）^3＋（４・Ｐ−Ａ）・（１−ｔ）^2・ｔ ＋（４・Ｑ−Ｅ）・（１−ｔ）・t^2＋Ｅ・t^3 （８） で表わされる。第４図（ｂ）と（ｃ）にMB曲線を例示す
る。MB曲線はＬ（P,Q）に接し、しかもA,Eではそれぞれ
Ｌ（A,P）、Ｌ（E,Q）に接しているので、Ｂ曲線の要件
を全て満たしていることがわかる。
（１）より Ｂ（0.5）＝（Ａ＋３・Z1＋３・Z2＋Ｅ）/B （４） が求まる。式（４）からＬ（Z1,Z2）をＬ（A,E）に平行
にとれば、Ｂ曲線のｔ＝0.5の点はＬ（Z1,Z2）とＬ（A,
E）を1:3に内分する平行線Ｌ（P,Q）上にある。また、
式（２）より Ｂ′（0.5）＝−３・Ａ・（1/4）＋３・Z1・（−1/4）＋ ３・Z2・（1/4）＋３・Ｅ・（1/4） ＝｛（Ｅ−Ａ）＋（Z2−Z1）｝（3/4） （５） が求まる。式（５）からＢ′（0.5）はＬ（A,E）と平行
であり、したがってＢはｔ＝0.5のときＬ（P,Q）に接す
る。ここで、Z1,Z2のかわりにP,QをとったＢ曲線をMB曲
線とする。ここで、 Ｐ＝（３・Z1＋Ａ）/4,Q＝（３・Z2＋Ｅ）/4 （Ｂ−MB変換式） （６） Z1＝（４・Ｐ−Ａ）/3,Z2＝（４・Ｑ−Ｅ）/3 （MB−Ｂ変換式） （７） である。式（７）を式（１）に代入すれば、MB曲線は MB＝Ａ・（１−ｔ）^3＋（４・Ｐ−Ａ）・（１−ｔ）^2・ｔ ＋（４・Ｑ−Ｅ）・（１−ｔ）・t^2＋Ｅ・t^3 （８） で表わされる。第４図（ｂ）と（ｃ）にMB曲線を例示す
る。MB曲線はＬ（P,Q）に接し、しかもA,Eではそれぞれ
Ｌ（A,P）、Ｌ（E,Q）に接しているので、Ｂ曲線の要件
を全て満たしていることがわかる。
原画像の輪郭線を複数の曲線または直線成分に分割す
る場合、各成分を曲線、直線で表現するのに、上記MB曲
線で MB＝P0（１−ｔ）３＋｛cP1−（ｃ−３）P0｝（１−ｔ）２・ｔ ＋｛dP2−（ｄ−３）P3｝（１−ｔ）・t2＋P3t3 （９） MB＝MB（x,y）；生成点 P0＝P0（x,y）；始 点 P1＝P1（x,y）；始方向制御点 P2＝P2（x,y）；終方向制御点 P3＝P3（x,y）；終 点 t ＝媒介変数;0≦ｔ≦１ c,d＝任意の実数 と表現できる。画像の輪郭線を複数の曲線または直線成
分に自動分割するということは、もし、生成曲線として
MB曲線を用いるとすれば、１つの成分の終点は次の成分
の始点となるので、結局、輪郭線の閉ループ上に複数の
P0点を求める事に帰決される。
る場合、各成分を曲線、直線で表現するのに、上記MB曲
線で MB＝P0（１−ｔ）３＋｛cP1−（ｃ−３）P0｝（１−ｔ）２・ｔ ＋｛dP2−（ｄ−３）P3｝（１−ｔ）・t2＋P3t3 （９） MB＝MB（x,y）；生成点 P0＝P0（x,y）；始 点 P1＝P1（x,y）；始方向制御点 P2＝P2（x,y）；終方向制御点 P3＝P3（x,y）；終 点 t ＝媒介変数;0≦ｔ≦１ c,d＝任意の実数 と表現できる。画像の輪郭線を複数の曲線または直線成
分に自動分割するということは、もし、生成曲線として
MB曲線を用いるとすれば、１つの成分の終点は次の成分
の始点となるので、結局、輪郭線の閉ループ上に複数の
P0点を求める事に帰決される。
第５図は説明に便利なように、24×24ドットの文字図
形“a"の原画像の輪郭線OEと生成された輪郭線GEを重畳
して示したものである。以下に、第５図を用いてP0点
（分割点）の求め方を説明する。
形“a"の原画像の輪郭線OEと生成された輪郭線GEを重畳
して示したものである。以下に、第５図を用いてP0点
（分割点）の求め方を説明する。
第５図に示す原輪郭線OEは、２つの閉ループ、即ち、
１つの外側輪郭線ループOE1と１つの内側輪郭線ループ
（OE2）より構成されている。まず、原輪郭線OEが記憶
されているビットマップメモリ13が左から右に主走査、
上から下に副走査される。そして、点132が検出される
と、OE1が時計まわりに追跡され、再び点132に戻ると、
OE1の追跡が終了する。その追跡の間、OE1上の各線分の
始点アドレス、長さ、方向が、追跡データとして輪郭追
跡データメモリ14に順次記憶される。
１つの外側輪郭線ループOE1と１つの内側輪郭線ループ
（OE2）より構成されている。まず、原輪郭線OEが記憶
されているビットマップメモリ13が左から右に主走査、
上から下に副走査される。そして、点132が検出される
と、OE1が時計まわりに追跡され、再び点132に戻ると、
OE1の追跡が終了する。その追跡の間、OE1上の各線分の
始点アドレス、長さ、方向が、追跡データとして輪郭追
跡データメモリ14に順次記憶される。
この記憶内容を解析し、Ｕ−turn点（Ｕ点という）、
長い線分の端点（Ｔ点という）の個所にP0が設定され
る。ここで、Ｕ点とは、第６図（ａ）に示すように、連
続する３つの線分で方向が180゜変わる点である。ま
た、Ｔ点は第６図（ｂ）に示すように、長い線分の両端
である。第５図の例では、点10はＵ点、点20と点30はＴ
点である。
長い線分の端点（Ｔ点という）の個所にP0が設定され
る。ここで、Ｕ点とは、第６図（ａ）に示すように、連
続する３つの線分で方向が180゜変わる点である。ま
た、Ｔ点は第６図（ｂ）に示すように、長い線分の両端
である。第５図の例では、点10はＵ点、点20と点30はＴ
点である。
Ｕ点の自動設定 例として、第７図の線分L3上にＵ点を決定する場合を
説明する。第７図のL1,L2,L3,L4,L5は連続する５個の線
分であり、L2,L3,L4で方向が180゜変わるので、線分L3
上にＵ点が設定されるが、もし、L2＞L4であれば、L2寄
りに、L2＜L4であればL4寄りに設定される。またL2＝L4
であれば、L1とL5が比較され、L1＞L5であればL5寄り
に、L1＜L5であればL1寄りに設定される。もし、L2＝L4
で、L1＝L5であれば、Ｕ点はL3の中点に設定される。こ
こで、決定論理は大まかに区分されているので、等しい
というのはほぼ等しいという意味である。
説明する。第７図のL1,L2,L3,L4,L5は連続する５個の線
分であり、L2,L3,L4で方向が180゜変わるので、線分L3
上にＵ点が設定されるが、もし、L2＞L4であれば、L2寄
りに、L2＜L4であればL4寄りに設定される。またL2＝L4
であれば、L1とL5が比較され、L1＞L5であればL5寄り
に、L1＜L5であればL1寄りに設定される。もし、L2＝L4
で、L1＝L5であれば、Ｕ点はL3の中点に設定される。こ
こで、決定論理は大まかに区分されているので、等しい
というのはほぼ等しいという意味である。
このようにして決定されたＵ点は、第５図のOE1上で
は、10,40,50,60,70,80,110,120,130の９点である。
は、10,40,50,60,70,80,110,120,130の９点である。
Ｔ点の自動設定 第８図によりＴ点の決定について説明する。第８図に
おいて、Ｔ点は長い線分を含む線分L1,L2,L3,L4,L5によ
り決定される。まず、L2＝L4であれば、T1はL2とL3の交
点からL1進んだ点、T2はL3とL4の交点からL5戻った点で
ある。また、L2とL3が両方長ければT1はL2とL3の交点で
ある。
おいて、Ｔ点は長い線分を含む線分L1,L2,L3,L4,L5によ
り決定される。まず、L2＝L4であれば、T1はL2とL3の交
点からL1進んだ点、T2はL3とL4の交点からL5戻った点で
ある。また、L2とL3が両方長ければT1はL2とL3の交点で
ある。
このようにして決定されたＴ点は、第５図のOE1上で
は、20,30,90,100の４点である。
は、20,30,90,100の４点である。
以上のようにして、OE1のデータがすべて追跡、解
析、記憶されると、OE1は消去され、再びビットマップ
メモリ13が走査され、OE2上の点511が検出されるが、OE
2は内側輪郭線なので、反時計まわりに追跡され、OE2の
追跡データが輪郭追跡データメモリ14に記憶される。
析、記憶されると、OE1は消去され、再びビットマップ
メモリ13が走査され、OE2上の点511が検出されるが、OE
2は内側輪郭線なので、反時計まわりに追跡され、OE2の
追跡データが輪郭追跡データメモリ14に記憶される。
このOE2では、520,530の２点がＵ点、510,540,550の
３点がＴ点である。
３点がＴ点である。
OE2の追跡、解析が終了すると、OE2は消去され、再び
ビットマップメモリ13が走査されるが、全領域でエッジ
が存在しないので、追跡が終了する。
ビットマップメモリ13が走査されるが、全領域でエッジ
が存在しないので、追跡が終了する。
以上により、第５図の輪郭線の例では、結果的に11個
のＵ点、７個のＴ点が自動設定され、合計18個の区間に
自動分割される。
のＵ点、７個のＴ点が自動設定され、合計18個の区間に
自動分割される。
方向制御点設定 Ｕ点とＴ点は第５図の生成曲線GE1,GE2の始点P0であ
るが、次に方向制御点P1とP2を設定する。
るが、次に方向制御点P1とP2を設定する。
まず、第７図のL3の中点がＵ点のばあいは、L3の両端
がP2,P1である。第５図のOE1では、11,42,51,62,71,72,
81,102,111,112,122,131,132の13個がこれに相当する。
また、第８図のL3の中間にＴ点が設定されたばあいはL3
の両端がP1,P2である。第５図のOE1では、12,31,82,10
1,112の５個である。
がP2,P1である。第５図のOE1では、11,42,51,62,71,72,
81,102,111,112,122,131,132の13個がこれに相当する。
また、第８図のL3の中間にＴ点が設定されたばあいはL3
の両端がP1,P2である。第５図のOE1では、12,31,82,10
1,112の５個である。
さらに、Ｕ点が第５図の40や60のように、L3の交点に
設定されたばあいは、この40や60は鋭角点なので、P1は
41や61のように、次のP0までのOE1上の線分の数の1/4番
目の線分の中点に設定される。ただし、この設定法は、
MB曲線のc,dを５にしたときの決定法であり、ベジエ曲
線のようにｃ＝ｄ＝３のばあいは、P1,P2はOE1と離れた
所に取る必要がある。もし、OE1上のP1,P2のままで、ｃ
＝ｄ＝３とすると、第９図に示すように設定が不適当
で、P1,P2を変換する必要があることがわかる。
設定されたばあいは、この40や60は鋭角点なので、P1は
41や61のように、次のP0までのOE1上の線分の数の1/4番
目の線分の中点に設定される。ただし、この設定法は、
MB曲線のc,dを５にしたときの決定法であり、ベジエ曲
線のようにｃ＝ｄ＝３のばあいは、P1,P2はOE1と離れた
所に取る必要がある。もし、OE1上のP1,P2のままで、ｃ
＝ｄ＝３とすると、第９図に示すように設定が不適当
で、P1,P2を変換する必要があることがわかる。
MB曲線の利点は、ｃとｄの値を適当にする（例えば
５）ことにより、殆んど全部の制御点を、局所的な判断
により、原輪郭線上に取ることができることである。局
所的な判断で決定できるということは、処理が単純、高
速にできる理由でもある。
５）ことにより、殆んど全部の制御点を、局所的な判断
により、原輪郭線上に取ることができることである。局
所的な判断で決定できるということは、処理が単純、高
速にできる理由でもある。
制御点符号化 符号化は、追跡順にP0,P1,P2,P0,P1,P2…の順で制御
点アドレスが符号化される。
点アドレスが符号化される。
第５図の24×24ドットの“a"の例では１つの制御点
は、x,yともに５ビット、合計10ビットの座標符号で表
現できる。第５図には合計18個のP0があるので、重複す
るP1,P2も含めて、18×３＝54個の制御点がある。従っ
て、54×10＝540ビットが、制御点アドレス符号の合計
符号量である。この符号量は32×32ドットの“a"でも同
じなので、32×32ドットのばあいの符号化効率CEは、 CE＝32×32/540＝1.9 のように、ほぼ２である。
は、x,yともに５ビット、合計10ビットの座標符号で表
現できる。第５図には合計18個のP0があるので、重複す
るP1,P2も含めて、18×３＝54個の制御点がある。従っ
て、54×10＝540ビットが、制御点アドレス符号の合計
符号量である。この符号量は32×32ドットの“a"でも同
じなので、32×32ドットのばあいの符号化効率CEは、 CE＝32×32/540＝1.9 のように、ほぼ２である。
モード符号付アドレス符号化 第５図の制御点でわかるように、次の３つの点に注目
する必要がある。
する必要がある。
１）P0とP1、P2が重複していることが多い。
２）アドレスはｘまたはｙのみが変化することが多い。
３）アドレスの差分は最大アドレスの1/4以下が多い。
この事を利用して、次のようなモード符号付アドレス
符号化をする。
符号化をする。
00 :重複点 01X :x座標のみ変化 10X :y座標のみ変化 11XY:x,yともに変化 00,01,10,11はモード符号、X,Yはｘアドレス、ｙアド
レス符号である。またループ開始点はXYのみとなる。
レス符号である。またループ開始点はXYのみとなる。
第５図の例では、 グループ開始点 10× 2＝ 20 モード符号 2×42＝ 84 x,y一方のみ 5×26＝130 x,y両方 10×16＝160 となり、合計394ビットで、モードなしアドレス符号化
と比較すると、ほぼ73％の符号量となる。また、32×32
ドットの時の符号化効率CEは CE＝32×32/394＝2.6 となり、モードなしの時の40％向上できる。
と比較すると、ほぼ73％の符号量となる。また、32×32
ドットの時の符号化効率CEは CE＝32×32/394＝2.6 となり、モードなしの時の40％向上できる。
モード符号付差分符号化 上記の符号化はx,yのアドレスは差分ではないが、
これをアドレス差分にすることができる。アドレス差分
には正、負を示すサインビットＳ、アドレス差分は1/4
以下の事が多いので、３ビットbbbとし、もし、1/4を過
えたらbbb＝000として、次に５ビットの差分符号bbbbb
を追加する。
これをアドレス差分にすることができる。アドレス差分
には正、負を示すサインビットＳ、アドレス差分は1/4
以下の事が多いので、３ビットbbbとし、もし、1/4を過
えたらbbb＝000として、次に５ビットの差分符号bbbbb
を追加する。
オーバフローなし オーバフロー 00 00 01sbbb 01s000bbbbb 10sbbb 10s000bbbbb 11sbbbsbbb 11s000bbbbbs000bbbbb この差分符号化を第５図の例に実施すると、片方の差
分オーバーフローは点20と点30の間、点540と点500の間
の２個所、xy両方オーバフローは点81と点82間、511−5
12間の２ケ所である。従って、 ループ開始点 10× 2＝ 20 モード符号 2×42＝ 84 片方差分 2×24＝ 96 片方差分オーバー 9× 2＝ 18 両方差分 8×14＝112 両方差分オーバー 18× 2＝ 36 となり、合計366ビットである。即ち、モードなし符号
化の68％の符号量となり、32×32ビットの時の圧縮効率
は 32×32/366＝2.8 となり、36.6点のモードなしアドレス符号化に相当す
る。この36.6を第５図の図形の有効制御点数と呼ぶ。
分オーバーフローは点20と点30の間、点540と点500の間
の２個所、xy両方オーバフローは点81と点82間、511−5
12間の２ケ所である。従って、 ループ開始点 10× 2＝ 20 モード符号 2×42＝ 84 片方差分 2×24＝ 96 片方差分オーバー 9× 2＝ 18 両方差分 8×14＝112 両方差分オーバー 18× 2＝ 36 となり、合計366ビットである。即ち、モードなし符号
化の68％の符号量となり、32×32ビットの時の圧縮効率
は 32×32/366＝2.8 となり、36.6点のモードなしアドレス符号化に相当す
る。この36.6を第５図の図形の有効制御点数と呼ぶ。
次に、符号化効率とサイズの関係について考察した結
果を示す。Ｄ×Ｄドットのサイズの時の符号化効率を考
えてみると、圧縮効率CEは CE＝Ｃ・D/2Nlog2D （10） となる。ここに、Ｎは図形の有効制御点数であり、図形
の大きさには関係なく一定である。第５図の例ではＮ＝
36.6である。
果を示す。Ｄ×Ｄドットのサイズの時の符号化効率を考
えてみると、圧縮効率CEは CE＝Ｃ・D/2Nlog2D （10） となる。ここに、Ｎは図形の有効制御点数であり、図形
の大きさには関係なく一定である。第５図の例ではＮ＝
36.6である。
ところで、24×24ドットは６ドット/mmのプリンタの
標準サイズであり、32×32ドットは８ドット/mmのプリ
ンタの標準サイズであり、64×64ドットは16ドット/mm
のプリンタの標準サイズである。標準サイズ、分解能と
圧縮効率の関係をMR（modified READ）符号化と比較し
て表１に示す。表１からもわかるように、32×32ドット
または８ドット/mmの時は本発明による符号化（MB符号
化）とMR符号化はほぼ同一の効率であるが、サイズが大
きくなる（または分解能が上がる）につれて、MB符号化
の効率は大巾に上昇することわかる。
標準サイズであり、32×32ドットは８ドット/mmのプリ
ンタの標準サイズであり、64×64ドットは16ドット/mm
のプリンタの標準サイズである。標準サイズ、分解能と
圧縮効率の関係をMR（modified READ）符号化と比較し
て表１に示す。表１からもわかるように、32×32ドット
または８ドット/mmの時は本発明による符号化（MB符号
化）とMR符号化はほぼ同一の効率であるが、サイズが大
きくなる（または分解能が上がる）につれて、MB符号化
の効率は大巾に上昇することわかる。
第10図に、本発明による符号化（MB符号化）情報を用
いて“泳”（48×48ドット）と“a"の文字図形について
拡大、縮小、回転の処理を施こした例を示す。これはMB
曲線フォントを示している。
いて“泳”（48×48ドット）と“a"の文字図形について
拡大、縮小、回転の処理を施こした例を示す。これはMB
曲線フォントを示している。
以上説明したように、本発明によれば、２値画像の輪
郭線を３次のモデファイド・ベジエ（MB）曲線に自動あ
てはめし、各曲線または直線成分の制御点アドレスを符
号化することにより、拡大、縮小、回転などのアフィン
変換が可能な符号化、及び、符号量が少く圧縮効率のよ
い符号化が実現する。
郭線を３次のモデファイド・ベジエ（MB）曲線に自動あ
てはめし、各曲線または直線成分の制御点アドレスを符
号化することにより、拡大、縮小、回転などのアフィン
変換が可能な符号化、及び、符号量が少く圧縮効率のよ
い符号化が実現する。
第１図は本発明の画像符号化方法を実現する処理システ
ムの概略ブロック図、第２図は本発明の画像符号化方法
の一実施例の概略処理フローチャート、第３図は文字図
形“a"の原２値画像、その輪郭線、及びMB曲線にあては
めした輪郭線を示す図、第４図はMB曲線を説明する図、
第５図は文字図形“a"の原輪郭線と生成輪郭線の関係を
示す図、第６図乃至第８図は輪郭線分割を説明する図、
第９図は文字図形“a"の原輪郭線と生成輪郭線の不適当
な例を示す図、第10図は本発明の符号化情報による２値
画像のアフィン変換の例を示す図である。 11……スキャナ、12……マイクロプロセッサ、 13……ビットマップメモリ、 14……輪郭追跡データメモリ、 15……制御点アドレスメモリ、 16……符号メモリ、 17……入出力インタフェース。
ムの概略ブロック図、第２図は本発明の画像符号化方法
の一実施例の概略処理フローチャート、第３図は文字図
形“a"の原２値画像、その輪郭線、及びMB曲線にあては
めした輪郭線を示す図、第４図はMB曲線を説明する図、
第５図は文字図形“a"の原輪郭線と生成輪郭線の関係を
示す図、第６図乃至第８図は輪郭線分割を説明する図、
第９図は文字図形“a"の原輪郭線と生成輪郭線の不適当
な例を示す図、第10図は本発明の符号化情報による２値
画像のアフィン変換の例を示す図である。 11……スキャナ、12……マイクロプロセッサ、 13……ビットマップメモリ、 14……輪郭追跡データメモリ、 15……制御点アドレスメモリ、 16……符号メモリ、 17……入出力インタフェース。
Claims (6)
- 【請求項１】２値画像の輪郭線を抽出し、該輪郭線を複
数の曲線と直線成分に分割して符号化する方法であっ
て、 前記輪郭線を構成しているｘ方向、ｙ方向の線分につい
て、連続する３つの線分がＵ形を示す部分、及び、所定
の長さ以上の直線線分の両端部分に始点と終点を設定
し、 前記輪郭線を、生成曲線も直線も同一の式 MB＝P0（１−ｔ）３＋｛cP1−（ｃ−３）P0｝（１−ｔ）２・ｔ ＋｛dP2−（ｄ−３）P3｝（１−ｔ）・t2＋P3t3 ただし、MB,P0,P1,P2,P3は２次元点ベクトルで MBは生成点、P0は始点、P1は開始方向制御点、、 P2は終方向制御点、P3は終点、c,dは定数、 ｔは媒介変数（０≦ｔ≦１） にあてはめて、複数の曲線または直線成分に分割し、 前記曲線または直線成分に必要な制御点情報を符号化す
ることを特徴とする画像符号化方法。 - 【請求項２】請求項（１）記載の画像符号化方法におい
て、１つの輪郭線は始点P0、開始方向制御点P1、終方向
制御点P2、終点P3の順に符号化し、Ｓ字曲線部分のほか
は原輪郭線上に制御点を設定することを特徴とする画像
符号化方法。 - 【請求項３】請求項（２）記載の画像符号化方法におい
て、連続する曲線または直線成分の終点P3はそれに続く
始点P0と同一とすることを特徴とする画像符号化方法。 - 【請求項４】請求項（２）記載の画像符号化方法におい
て、始点P0、開始方向制御点P1、終方向制御点P2、終点
P3のx,yアドレスの差を順に符号化することを特徴とす
る画像符号化方法。 - 【請求項５】請求項（４）記載の画像符号化方法におい
て、制御点アドレスの差分を示す情報の前に、ｘのみ変
化、ｙのみ変化、ｘとｙの両方とも変化、および、P1が
P0と同一点またはP2がP3と同一点を示す４種のモード符
号を付加することを特徴とする画像符号化方法。 - 【請求項６】請求項（５）記載の画像符号化方法におい
て、制御点アドレスの差分を示す情報が全部０または１
のときは差分がオーバフローとしたことを示し、それに
続く符号により差分を表現することを特徴とする画像符
号化方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP1042842A JP2806961B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 画像符号化方法 |
| GB9002000A GB2229337B (en) | 1989-02-22 | 1990-01-29 | Image coding method |
| US07/480,065 US5091976A (en) | 1989-02-22 | 1990-02-14 | Image coding method for extracting, segmenting, and coding image contours |
| DE4005492A DE4005492C2 (de) | 1989-02-22 | 1990-02-21 | Bildcodierverfahren |
| US07/750,199 US5233671A (en) | 1989-02-22 | 1991-09-12 | Image coding method for coding characters using a modified Bezier curve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042842A JP2806961B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 画像符号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02222264A JPH02222264A (ja) | 1990-09-05 |
| JP2806961B2 true JP2806961B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=12647248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1042842A Expired - Lifetime JP2806961B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 画像符号化方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5091976A (ja) |
| JP (1) | JP2806961B2 (ja) |
| DE (1) | DE4005492C2 (ja) |
| GB (1) | GB2229337B (ja) |
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| JP3026592B2 (ja) * | 1990-10-22 | 2000-03-27 | キヤノン株式会社 | 輪郭抽出方法及びその装置 |
| JP3375158B2 (ja) * | 1991-11-28 | 2003-02-10 | 株式会社リコー | 画像データ処理方法及びその装置 |
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| EP0562672A3 (en) * | 1992-03-22 | 1994-07-13 | Igp Res & Dev Ltd | Process of picture representation by data compression |
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| KR100209419B1 (ko) * | 1996-07-09 | 1999-07-15 | 전주범 | 영상신호로 표현된 객체의 윤곽선 부호화 방법 |
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1989
- 1989-02-22 JP JP1042842A patent/JP2806961B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1990
- 1990-01-29 GB GB9002000A patent/GB2229337B/en not_active Expired - Fee Related
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| GB2229337B (en) | 1994-01-05 |
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