JPH01142880A - 線図形折線化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 文字あるいは図面などのパターン情報を自動的に認識し
てプロセッサに入力するために、画像内の線図形を処理
装置にとって扱いやすい折線データに変換する装置に関
し。

多段階の線幅を抽出する場合に誤差が累積して正確な線
幅が得られなくなるという欠点を除去することを目的と
し。

一定の間隔で選択された上記黒画素について、Ｗ＝　Ｍ
ＩＮ　｛（ｄ１＋ｄ５＋１），（ｄ２「＋ｄｉ＋１）、
（ｄｚ＋ｄｙ＋１）。

（ｄ４＋ｄｓ＋１）　） （ここで、ＭＩＮ｛｝は｛｝内の各式の値の最小値、ｄ
ｉ、ｄｇ、ｄｉ、ｄｎ、ｄｓ、ｄｂ、ｄ７．ｄｓはそれ
ぞれ順次４５°毎に異なる方向にある白画素に出会うま
での黒画素数）で表される線幅Ｗを算出し、隣接する上
記選択された黒画素間でこの線幅が予め定めた閾値を超
えて変化したときには、この線幅が変化した黒画素を折
線化の際の屈曲点とするように構成した。

〔産業上の利用分野〕

文字あるいは図面などのパターン情報を自動的に認識し
てプロセッサに入力するために、画像内の線図形を処理
装置にとって扱いやすい折線データに変換する方式に関
する。

〔従来の技術〕

文字あるいは図面などのパターン情報を自動的に認識し
てプロセッサに入力するためには、画像内の線図形を処
理装置にとって扱いやすい折線データに変換することが
必要であり、本出願人がさきに出願した特願昭５９−２
０２８３０号（特開昭６１−８０３６７号）　「線画像
折線近似処理方式」の明細書および図面、あるいは特願
昭６２−２９５９３号「線図形折線化装置」の明細書お
よび図面にはこのような処理を行う手段が開示されてい
る。

この特願昭５９−２０２８３０号「線画像折線近似処理
方式」の明細書および図面には、細線化された黒画素か
らなる画像パターンを追跡してベクトル化を行う線図形
折線化方式において、この画像パターンを追跡すること
によって検出された端点あるいは分岐点を結ぶ直線を設
定してこの端点あるいは分岐点間に位置する各黒画素と
この直線との距離を測定し、この距離が予め定めた闇値
を超える黒画素を上記の端点あるいは分岐点とともに屈
曲点として折線化を行うことが示されている。

なお、折線化の精度を高めるためには、上記同様に端点
、分岐点および上記のようにして得られた屈曲点間にそ
れぞれ直線を設定し、これら直線とこの直線の区間に対
応する黒画素との距離が゛上記のように定めた闇値より
大きい黒画素についてはこの点を屈曲点に追加して再び
折線化を行うことができる。

この従来方式では線幅の変化を計測するために細線化処
理を途中で停止し、まだ細線化しきっていない箇所を所
定のマスク処理によって抽出し、この箇所を太線領域と
して求める。すなわち細線化処理の順次に線を細めてい
くという特性を利用して線幅を求める方式である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の手段を含め、従来の細線化処理は
その方式自体に多数のアルゴリズムがあり、中心画素が
線の輪郭に対して偏ったり、あるいは特定のパターンが
消失するなどのそれぞれ細線化について特有の癖をもつ
ために、多段階の線幅を抽出する場合には誤差が累積し
て正確な線幅が得られなくなるという欠点を有していた
。

〔問題点を解決するための手段〕

細線化された黒画素からなる画像パターンを追跡してベ
クトル化を行う線図形折線化方式において、 一定の間隔で選択された上記黒画素について、Ｗ＝ＭＩ
Ｎ　　（（ｄｉ＋ｄｓ＋１）、（ｄｚ＋ｄａ＋１）、（
ｄｚ＋ｄｒ＋１）。

（ｄ４＋ｄｓ＋１）　） （ここで、ＭＩＮ｛｝は｛｝内の各式の値の最小値、ｄ
ｔ、ｄｚ、ｄｓ、ｄａ、ｄｓ−ｄｈ−ｄｔ、ｄｓはそれ
ぞれ順次４５°毎に異なる方向にある白画素に出会うま
での黒画素数である。）で表される線幅Ｗを算出し、隣
接する上記選択された黒画素間でこの線幅が予め定めた
闇値を超えて変化したときには、線幅が変化した黒画素
を折線化の際の屈曲点として折線化を行うようにした。

〔作　用〕

本発明の原理を示す第１図において、黒画素として○、
・および■で示したのは第１のメモリプレーンに格納さ
れている原画像パターンであり、・および閣で示したの
は第２のメモリプレーンに格納されている上記第１のメ
モリプレーンに格納されている原画像パターンから細線
化された画像パターンである。

本発明では、第２のメモリプレーンに格納されている細
線化された・および■で示した画像パターンを例えば図
の上方から順次追跡する際に、例として４つごとの閣で
示した選択された黒画素例えばＱ　ｏ、　Ｑ　ｒ　、　
Ｑ　ｚにおいては、その座標を記憶するのに加えて上記
の式、すなわち Ｗ＝門ＩＮ　（（ｄ＋＋ｄｓ＋１）　、　（ｄｚ＋（Ｌ
＋１）　＋　（ｄ＋＋ｄｙ＋１）　。

（ｄｎ＋ｄｓ＋１）　）　　　　　　　−−−−−一・
−・（１）で示す線幅Ｗ　Ｑ　ｏ、　Ｗ　Ｑ　＋　、　
Ｗ　Ｑ　ｚを記憶し、隣接するこの選択された黒画素の
線幅と比較して、その線幅に相違があればこれらの黒画
素を折線化の際の屈曲点として折線化を行うようにする
。

上記の選択された黒画素Ｑ、においては、図中に示した
ように、 ｄｔ　＝５．　　ｄｓ　＝４　　−’−（ｄ＋＋ｄｓ＋
１）　＝１０ｄｚ　＝　１０．　　ｒｉｂ　＝　９　　
、’、（ｄｚ＋ｄ６＋１）　＝　２０ｄ２　＝　２．　
　ｄｔ　＝　２　　　、°、（ｄｚ＋ｄｔ＋１）　＝　
５ｄａ　＝　２．　　ｄａ　＝　１　　　、゛、（ｄ４
＋ｄａ＋１）　＝　４であるから線幅ＷＱＩ　＝　ＭＩ
Ｎ　（１０，２０，５゜４）＝４であり、図中には示し
てないが、同様に黒画素Ｑ０の線幅ＷＱ、は左上から右
下方向の（ｄ４＋ｄｓ＋１）　＝　３となり、黒画素Ｑ
２の線幅ｗｑｚも左上から右下方向の（ｄ４＋ｄａ＋１
）　＝　３である。

このような追跡を行った結果として黒画素Ｑ。

〜Ｑ２間の点列について次の第１表のような点列記憶テ
ーブルが作成される。

第１表 このテーブルの最上段は細線化された黒画素の番号、Ｘ
はＸ軸の値で便宜上黒画素Ｑ２のＸ軸値を“０”として
あり、ＹはＹ軸の値で便宜上黒画素Ｑ０のＹ軸値を“Ｏ
”としてあり、Ｗは上記のようにして求められた線幅、
Ｋは屈曲点であることを示す屈曲点フラグであるがこの
段階では未だ屈曲点は識別されておらず、したがってこ
の屈曲点フラグにはいずれの黒画素についても一記憶さ
れていないものとする。但し追跡の最初の点Ｑ０と最後
の点Ｑ２には無条件に屈曲線フラグをセットする。

したがって、線幅についての閾値αを１とすると、黒画
素Ｑ０とＱ、との線幅の差が“２”で上記閾値を超えて
いるので、他の屈曲点検出手段によって屈曲点として検
出されるか否かとは無関係にこの黒画素Ｑ、の屈曲点フ
ラグを上記の第１表に十として示すようにセットし、こ
の黒画素Ｑ１を折線の屈曲点として折線化処理を行なう
。

〔実施例〕

本発明の実施例を第２図のフローチャートおよび細線化
された黒画素からなる画像パターンの例を示す第３図に
よって説明する。

なお、この第３図においては、追跡処理の態様を明確に
するために第２のメモリプレーン上の細線化された画像
パターンとして第１図の画像パターンとは異なる第３図
に示すパターンを用いており、第３図に口で示した黒画
素は、第１図に閣で示した黒画素と同様に線幅を算出す
るために選択された黒画素を示す。

ステップ■において、第１．第２の２つのメモリプレー
ン上に第１図に○、・および■で示したと同様に、いず
れも黒の画素を示す画２素からなる同一の画像パターン
を格納する。この黒を示す値を“１”とすれば、第３図
に○、・および口で示した黒画素の値はいずれも“１″
である。

このように同一の画像パターンの第１、第２のメモリプ
レーンへの格納を行うには、同一の画像パターンを同時
並列的に格納してもよいし、ステップ■として示したよ
うに一方のメモリプレーンに格納した画像パターンを他
方のメモリプレーン上に複写してもよいことは明かであ
ろう。

ステップ■においては、第２のメモリプレーン上の画像
パターンに対して細線化処理を行い、第３図（ａｌにＯ
９・および口で示したような細線化された画像のみを残
す。この細線化処理は、例えば“１”で示される黒画素
と背景を示す“Ｏ″との境界部から１画素ずつ除去して
ゆき、線の存在を示すに必要な最後に残った画素からな
るパターンを細線パターンとするような、従来の方法に
よることができ−る。

次のステップ■、■、■においては、細線化された画像
を格納している第２のメモリプレーンをいずれも３画素
×３画素で構成されている第４図（ａ）に示す２種類の
端点検出マスクおよび第４図（ｂ）に示す５種類の分岐
点検出マスクの中心の画素によってラスタースキャンす
る。なお、第４図（ａ）　（ｂ）の各マスクはそれぞれ
９０°、１８０°、２７０゜回転したマスクも含んでい
るものとする。

ステップ■において、この細線化された画像から端点あ
るいは分岐点が検出されると、この最初に検出された端
点あるいは分岐点Ｐ、を次のステップにおける追跡処理
の出発点とするためにステップ■でこの点の座標（Ｘ＋
、Ｙ＋）を出発点の座標としてファーストイン・ファー
ストアウトの出発点スタックメモリに格納する。

なお、この第３図（ａ）で最初に検出された出発点Ｐ、
は第４図（ｂ）の（２）の分岐点検出マスクと一致する
分岐点であって、図に矢印を付して示したように細線化
パターンについてＸ軸方向の追跡が行われたことによっ
て検出されたものである。

ステップ■においては上記スタックメモリに出発点Ｐ＋
の座標が格納されていることが検出されるので、ステッ
プ■においてこの出発点Ｐ、における線幅ＷＰｌを先に
述べたようにして算出する。

すなわち、細線化されていない画像パターンを格納して
いる第１のメモリブレーンにおいて、この２１点（正確
には第２のメモリプレーン上の２１点に対応する第１の
メモリプレーン上の点であるが、説明を簡易にするため
に以下第１、第２のメモリプレーン上の対応する点は同
一の名称で指示する。）からＸ軸方向を基準として４５
°間隔の８方向で白画素が出現するまでの距離を測定し
て、線幅ｗｐ、を前記（１）式によって算出する。

このようにして算出された出発点Ｐ１における線幅をこ
の出発点Ｐ＋の座標（ｘ＋、ｙ＋）に対応させて前述し
た第１表におけると同様に点列記憶テーブルに格納する
。

ついでステップ［相］において、第２のメモリプレーン
上の細線化された黒画素によって構成されている画像を
、第３図＋８）に示すようにＰ、−４Ｐ２−＞−・・−
のように順次追跡して追跡された黒画素の座標を前記点
列記憶テーブルに順次記憶するが、この追跡は次のよう
に行われる。

第３図図示のように、Ｘ軸方向の追跡によって検出され
た出発点Ｐ、から図に点線で示したように、このＸ軸方
向から反時計方向に４５°間隔で黒を示す画素を捜索し
て最初に検出された黒画素の方向に追跡を行い、座標が
（Ｘｚ、Ｙｔ）である次の黒画素Ｐ２が検出され、この
座標はステップ０で前記点列記憶テーブルに記憶される
。

以下同様にして追跡を続行すると、その座標を記憶しな
がら黒画素Ｐ、からＰ４に至るが、本発明においては第
３図（ａ）に口で示したように例えば３つおきの黒画素
ＰＳ、　Ｐ９．　ＰＩ３．　　ＰＩ？については当該黒
画素の座標とともに（２）式で示されるそれぞれの黒画
素における線幅Ｗ　Ｐ　ｓ、　Ｗ　Ｐ　ｑ、　Ｗ　Ｐ　
ｒｓ、　ＷＰＩ？を上記点列記憶テーブルに記憶させる
ため、ステップ０において上記のようなサンプリング点
の検出を行い、サンプリング点であればステップ０にお
いて線幅を算出して上記点列記憶テーブルに記憶させる
。

ここでＯ′の判定をおこない、今計測した線幅が１つ前
のサンプリング点での線幅と比較して、閾値α以上の差
がある場合には線幅変化点として＠“で屈曲点フラグを
セットする。線幅変化点でない場合はなにもしない。

このサンプリング点における線幅の記憶が終了したとき
、あるいはサンプリング点でない場合には直接、ステッ
プ［相］、■で分岐点あるいは端点が検出されるまで黒
画素の追跡を続行する。

このようにして順次黒画素列の追跡を行い、黒画素Ｐｌ
！に達したときには、出発点ＰＩについて図示したよう
にＸ軸方向から反時計方向に次の黒画素を捜索するとこ
の黒画素ＰＩ！の前に追跡された黒画素ｐＨが最初に検
出されるが、この黒画素ｐＨは既に追跡済でその座標は
上記点列記憶テーブルに記憶されているので更に反時計
方向に捜索を続行し、座標（Ｘ’ｆｆ、　Ｙｔ３）　ニ
ある黒画素ＰＩ３が検出される。　　。

このようにして黒画素の追跡が行われ、端点である黒画
素Ｐｉｌｌが検出されると、ステップ［相］でこの黒画
素Ｐ□の座標が前記出発点スタックメモリおよび上記点
列記憶テーブルに格納されて、この黒画素列の追跡が終
了する。なお、この黒画素Ｐ２１が分岐点であっても端
点の場合と同様の処理が行われる。

そして、この追跡が終了した第２のメモリプレーン上の
黒画素については、ステップＯで、その端点あるいは分
岐点を除いて、重複して処理が行われないように白画素
を表す“０”にその値を変更することによって実質的に
消去する。

次にステップ［相］においては上記のようにして前記点
列記憶テーブルに記憶されている追跡された黒画素の座
標に基づいて折線化処理を行うが、この処理は例えば先
に引用した特願昭５９−２０２８３０号、特願昭６２−
２９５９３号に記載したような折線化処理を適用するこ
とができる。

すなわち、この折線化処理は第３図（ｂ）に示すように
、分岐点Ｐ、と端点ｐｉｔの座標からこれらの点Ｐ　Ｉ
　＋　　Ｐ　！＋を結ぶ基線を例えばプロセッサ内で設
定して、上記の点列記憶テーブルに格納されている黒画
素Ｐ２〜Ｐ２゜の座標を用いて上記基線と各黒画素との
距離を算出し、その距離が予め設定した閾値β、を超え
る黒画素Ｐｌ！を屈曲点として屈曲点フラグをセットす
る。

そして、この新しく追加された屈曲点ｐ＋ｚを用いて、
第３図（０）に示すように、分岐点Ｐ＋　−屈曲点ｐ＋
ｚ、屈曲点Ｐｉｇ一端点Ｐ！ｌの２本の基線を上記同様
に設定し、これら基線に対応する黒画素Ｐ２〜ｐＨ、Ｐ
Ｉ３〜Ｐ２゜のそれぞれとの距離を算出し、その距離が
予め定めた闇値を超える黒画素を再び屈曲点に追加して
上記同様の処理を、すべての黒画素と基線との距離が上
記閾値β７を超える黒画素が無くなるまで繰返えして行
うことによって黒画素Ｐ１〜ｐｚ＋の各点が上記閾値の
範囲内に含まれるような折線を設定することができる。

すべての屈曲点が求められ、おのおの屈曲点フラグがセ
ットされた後、第１表のに欄を順番にサーチし、屈曲点
フラグがセットされている点を折線の端点とみなして順
次、折線データを作成する。

なお、この第３図（Ｃ）では闇値として上記閾値β１と
は異なる閾値β２として示したが、これは図示の便宜上
であって、通常はβ１＝β２＝βとしておく。

また、この実施例では線幅の測定に要する処理時間を短
縮するために細線化された黒画素を４つ毎に選択して線
幅の測定を行うようにしたが、すべての黒画素あるいは
適宜の間隔で選択された黒画素について線幅の測定を行
うようにしてもよいことは明らかであろう。

〔発明の効果〕

本発明によれば、多段階の線幅を正確に抽出することが
でき、また抽出された線幅に基づいて折線化の際の屈曲
点が端点および分岐点に追加されるので、勝れた折線化
近似が得られるという格別の効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による線図形折線化方式の原理を説明す
る図、 第２図は本発明の詳細な説明するためのフローチャート
、 第３図は折線化処理を説明する図、 第４図は端点および分岐点を検出するためのマスクを示
す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 細線化された黒画素からなる画像パターンを追跡してベ
   クトル化を行う線図形折線化方式において、 一定の間隔で選択された上記黒画素について、Ｗ＝ＭＩ
   Ｎ｛（ｄ＿１＋ｄ＿５＋１），（ｄ＿２「＋ｄ＿６＋１
   ），（ｄ＿３＋ｄ＿７＋１），（ｄ＿４＋ｄ＿８＋１）
   ｝ （ここで、ＭＩＮ｛｝は｛｝内の各式の値の最小値、ｄ
   ＿１、ｄ＿２、ｄ＿３、ｄ＿４、ｄ＿５、ｄ＿６、ｄ＿
   ７、ｄ＿８はそれぞれ順次４５°毎に異なる方向にある
   白画素に出会うまでの黒画素数である。）で表される線
   幅Ｗを算出し、隣接する上記選択された黒画素間でこの
   線幅が予め定めた閾値を超えて変化したときには、この
   線幅が変化した黒画素を折線化の際の屈曲点とすること
   を特徴とする線図形折線化方式。