JPH01188988A

JPH01188988A - 図形のベクトル化方法

Info

Publication number: JPH01188988A
Application number: JP63012228A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Kumagai; 熊谷　良平
Original assignee: IIZERU KK
Current assignee: IIZERU KK
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1988-01-22
Publication date: 1989-07-28
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JP2688666B2

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】［発明の技術分野〕二の発明は図形のベクトル化方法に係り、特に図形の輪
郭のベクトル化に有効なベクトル化方法に関する。

〔発明の背景とその問題点〕

図形を記録するときデータの形式として、ラスタデータ
とベクトルデータが考えられるが、一般にベクトルデー
タ、特に輪郭のベクトルデータはラスタデータに比較し
て容量が少なく、また図形の品質を保ちながら図形を拡
大縮小あるいは変形して表示することが容易であり、有
効なデータで−ある。従来このベクトルデータは一般に
図形の境界画素の１部を一連のデータとして並べたもの
として与えられ、どの境界画素を遷択するかによって再
現きれる図形の品質が左右された。特に漢字などの文字
をベクトル化図形として記録、再現する場合群ＩＪ！さ
れた図形（文字）の品質は商品価値に大きな影響を与え
る。

そしてこの品質の一つの基準として直角部、特に凹の直
角部が鮮明な直角に表現きれるか否かという点があった
。しかし発明者の知る限り従来はベクトル化に際して境
界画素の角度演算を行っていたようであり、直角部の検
出自体に多大の処理時間を要し、また凹の直角部の隅の
点は境界画素ではないため、直角を鮮明に表現すること
は困難であった。

〔発明の目的〕

この発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案さ
れたもので、凹の直角部を鮮明な直角として表現し得る
高速な図形のベクトル化方法を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

この発明に係る図形のベクトル化方法は、この発明の出
願人が既に一連の特許出願で出願している映像処理シス
テムの使用方法に係るものであり、同システムを用い以
下の処理を行うものである。すなわち図形の境界画素に
チェーンコードまたはチェーンコードと等価なコードを
与え、コード列が所定のパターンであったときにその書
き替えと追加を行う。ここに所定のパターンとその書き
替え結果は、コードを付す方向に応じて第１表のように
与えられる。

第１表第１図は図形のベクトル化に泪いる映像処理システムを
示すものであり、映像処理システムは、数値演算部１、
状態演算部２を含む演算部３を備え、演算部３には、メ
モリ４１〜４４からデータが入力される。演算部３の出
力は変換部５または逐次処理部６に入力され、変換部５
および逐次処理部６の出力はローカルバスを介してメモ
リ４１〜４４に戻されている。演算部３に入力されるデ
ータは近傍処理部７で一旦保持きれ、９画素分のデータ
が同時に演算部３に入力される。

第２図に示すように、状態演算部２は２値化部８、境界
画素抽出部９、パターンマツチングユニット１０を備え
、２値化部８はデータが所定の閾値を境に「１」または
「０」のデータを生成し、境界画素抽出部９は画素が境
界画素であったときに所定のフラグ（例えば「１」）を
出力する。パターンマツチングユニット１ｏは９画素の
データが所定のパターンと一致したときに所定の信号（
例えば「１」）を出力する。境界画素抽出部９とパター
ンマツチングユニット１０の出力はセレクタ１１で選択
されつつ出力きれる。

状態演算部２における境界画素抽出部９のみを第３図に
示す。第３図Ａに示すように、画像中のコンボリューシ
ョンの各画素値をａ　＝　１の符号で示すと、中央画素
ｅが境界画素であるためには、その上下左右いずれかの
画素が背景画素値でなければならず、ｂ、ｄ、ｆ、ｈい
ずれかが背景画素値（例えば「Ｏ」）であるとともにｅ
が図形の画素値（例えば「ｌ」）であることになる。従
７て、ｅＸ　　（ｂＸｄＸｆＸｈ）　　＝１の論理が境界画素抽出の論理となる。

第５図に示すように、数値演算部１は９個の乗算カーネ
ル１２１〜１２９を備え、それぞれ異なる乗数を９画素
の画素値に乗することができる。

第４図は逐次処理１１ｔ！６を示すものであり、逐次処
理部６は遅延部１３、コンパレータ１４、論理部１５を
備え、論理部１５には演算部３における状態演算部２（
図示省略）からの信号および処理対象画素（第３図へに
おけるｅ）の濃度が入力される。遅延［１３はラインメ
モリ１６、フリップフロップ１７〜１９を有し、ライン
メモリ１６では論理部１５の出力を約１走査線分保持し
、フリップフロップ１７．１８では、ラインメモリ１６
の出力を１クロック分ずつ遅延きせる。フリップフロッ
プ１９は論理部１５の出力を１クロック分遅延させ、遅
延部１３は全体として、論理部１５で処理済の４画素を
コンパレータ１４に入力する。この４画素は第３図Ａに
おけるａ　＊　ｂ　ｒ　Ｃ−ｒｄに対応し、論理部１５
はこれらの画素の処理結果および処理対象画素ｅの濃度
値に基づいて、処理対象画素ｅおよびａ　−ｄの処理済
画素（以下ＦＰ２＋　Ｆ　Ｐ３．　Ｆ　Ｐ４．　Ｆ　Ｐ
Ｓと呼ぶ。）に対する処理を行う。この発明では逐次処
理部６はラベリングに使用きれ、ラベリングにおいては
以下のような処理が必要である。

１）対象画素が周囲の画素値でないことの判断。

（並列型処理）ｆｌ）ＦＰ２〜ＦＰｓの逐次情報の中に既にラベル番号
が与えられていない時は、対象画素に新たなラベル番号
を与える。（逐次型処理）ＩＩＩ）　　Ｆ　Ｐ２〜Ｆ　
ＰＳの逐次情報の中に既に１種類のラベル番号が存在す
る時は、対象画素にそのラベル番号を与える。（逐次型
処理）ＩＶ）ＦＰ２〜ＦＰｓの逐次情報の中に複数のラベル番
号が存在する時は、対象画素にそのどれかのラベル番号
を与え、その複数ラベル番号が同一グループであるとい
う情報を管理する。

（逐次型処理）論理部１５の出力および演算部３の出力にはセレクタ２
０に接続され、これらの出力は選択的に後段に送られる
。

′　第６図は変換部５を示すものであり、変換部５は高
速メモリ２１の出力の分岐に軽演算部２２を接続し、軽
演算部２２の出力を高速メモリ２１のデータ入力に接続
してなる。軽演算部２２には第３図Ａのａ　Ａ−ｄおよ
びｆ−１の８画素の２値濃度が一連の８ビツトデータＡ
として入力きれ、ざらに処理対象画素の１つ前のチェー
ンコードＣｐが入力される。軽演算！Ｉｊ２２はＡを３
ビツト左シフトするためにＡＸｌｏｏＯの２進数演算と
、この演算結果にＣｐを加える演算を行う。Ｃｐは０〜
７の３ビツトデータであり、結果的にＡとＣｐが並列す
る１１ビツトデータが生成きれる。この１１ビツトデー
タは高速メモリ２１のアドレス入力に入力され、高速メ
モリ２１はこのアドレス入力に基づいて処理対象画素ｅ
に与えるべきチェーンコードＣＣを出力する。高速メモ
リ２１内には第８図に示すように出力すべきチェーンコ
ードが格納きれている。出力きれるＣＣは次回の演算に
おけるＣｐとなるため、前述のＣｐの入力は１回目のに
変換部５はチェーンコード生成に使用し得る。

ざらに変換部５はラベリングに際して複数のラベル番号
が同一グループであることを示すコードテーブルとして
使用きれ（前述の処理１ｖ）、例えばラベリング番号「
５」とラベリング番号「１」が同一グループであること
が判明したときにはアドレス「５」に対応ラベリング番
号「１」が書き込まれる。これによって１画面を１スキ
ヤンしたときのラベリング処理の後に高速メモリ２１を
参照することにより、ラベリング番号の修正が行なわれ
る。

各グループに１つのラベリング番号を付した後には再度
全画面を走査し、各グループの始点（走査線が最初にそ
のグループに進入したときのそのグループ内の画素）ま
たは終点（走査線がそのグループを出たと沙にそのグル
ープ内の画素）のＸ＋　ｙ座標を第７図に示すように高
速メモリ２１に登録する。これによってチェーンコード
生成時に各グループの境界画素の１つを直ちに見だすこ
とができ、チェーンコード生成に有効である。

ベクトル化における凹の直角の処理に際しては、第９図
に示すフローチャートの処理による。

このフローチャートの処理を行う前にはノイズ処理、２
値化等の前処理を行うことが多い。以下フローチャート
の各処理を説明する。

口境界画素抽出第２図、第３図に関連して説明したように、全ての境界
画素は１スキヤンで抽出される。ここで背景画素にはｒ
２５５Ｊ等のチェーンコードには含まれない数字を与え
る。

＋１）ラベリング第４図に関連して説明したように、１スキヤンで全ての
境・界画素にラベリング番号を付しく仮ラベリング）、
２回目のスキャンでラベリング番号の修正を行う。

ｆｉ＋）各グループの始点座標登録第７図に関連して説明したように、１スキヤンで全グル
ープの始点または終点を高速メモリに登Ｉｖ　）チェー
ンコード生成第６図および第８図に関連して説明したように、３Ｘ３
コンボリユーシヨンにおける中央画素の周囲８画素のパ
ターン、およびその直前に生成されたチェーンコードを
変換部の軽演算部に入力し、そのときのコンボリユーシ
ヨンにおけるチェーンコードを生成する。生成されたチ
ェーンコードは軽演算部内に保持されるとともに、ＭＰ
Ｕに転送きれ、ＭＰＵはそのチェーンコードに応じて次
に読み出すべきコンボリューションを決定し、メモリ４
１〜４３から所定の画素を順次読み出し、ａ−カルパス
を介して近傍処理部７に送る。

生成されたチェーンコードはメモリ４４にＳき込まれ、
第１０図に示すようにチェーンコード列により境界画素
が表示された図形が生成きれる。

このとぎ背景画素にはｒ２５５Ｊ等のチェーンコードに
は含まれない数字が与えられている。

なおチェーンコード生成をソフトウェアによって実行す
ることも勿論可能である。

■）直角部の処理のためのチェーンコード書換第１表に
示したように、チェーンコードを付す方向を設定すれば
、凹の直角部を処理すべきチェーンコードのパターンは
４種類であり、当然このチェーンコードパターンに対応
した画素パターンも４種類である。このパターンは３ｉ
ｉｉｉｉ素で構成きれ、各画素のチェーンコードは数値
演算部１における各乗算カーネル９に入力されている。

チェーンコードは３ビツトで表示きれてるため、１つの
画素のチェーンコードを３個のカーネルに並列に入力し
、これらカーネルでＯビット右シフト、１ビツト右シフ
ト、２ビツト右シフトを行った後、最下位ビットを出力
するようになっている。これによって３画素の各チェー
ンコードが１ビツトごとに分解されて出力される。これ
ら９ビツトの出力は第２図の状態演算部２におけるパタ
ーンマツチングユニット１０に入力され、そのとき判定
すべきチェーンコードパターンと比較きれる。前述のよ
うに判定すべきパターンは４種類あるので、４スキヤン
により全画素について凹の直角部の判定を行ない得る。

例えばｒ６５４．のチェーンコードパターンの判定を行
う場合にはこれらチェーンコードを１ビツトずつに分解
した９ビツトパターンをパターンマツチングユニットに
登録しておき、このパターンに対応した画素パターンを
メモリ４１〜４３から読み出す。第１０図の図形では画
素ａ　ｒ　ｂ　ｌｃのパターンのみがこの条件に合致し
ているため、この画素パターンが入力されたときにのみ
パターンマツチングユニットは「真」の出力（例えば「
１」）を行ない、この出力は変換部における高速メモリ
の所定のアドレスに入力される。高速メモリにそのとき
書換を行うチェーンコードの書換後の値が格納されてお
り、例えばｒ６５４Ｊのパターンについては「６４」の
チェーンコードが格納されている。これによって真の出
力が生じたときは「６」、「４」のチェーンコードが順
次出力され、「５」のチェーンコードを有する画素は「
６」のチェーンコードに、また境界画素ではない背景画
素（第１０［ｄ）は「４」のチェーンコードに書換えら
れる。

この処理は１パターンについて１スキヤンで行われ、前
述のように４パターンについては４スキヤンで処理が終
了する。

パターンマツチングユニット１０においては３とットデ
ータ３ａＩの比較しか行うことができず、境界ＩＴ＋素
と背景画素の判別は不可能であるが、各画素のいずれか
６＜背景画素であるときには、境界画素判定部２３にお
いてその判定が行われ、これら画素に対する変換部５で
の処理が終了するタイミングに合わせてメモリ４４への
書き込みを禁止する。これによって適正な直角部処理が
行なわれる。

その後のベクトル化の処理はＭＰＵにおいてソフトウェ
ア処理される。

〔発明の効果〕

この発明に係る図形のベクトル化方法は、図形の境界画
素にチェーンコードまたはチェーンコードと等価なコー
ドを与え、コード列が所定のパターンであったときにそ
の書換えと追加を行うものであり、その大半の処理がハ
ードウェアサポートされているため、凹の直角部を鮮明
な直角として表現でき、かつ高速であるという優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法を実施するために使用する映像処
理システムを示すブロック図、第２図は同映像処理シス
テムの演算部における状態演算部を示すブロック図、第
３ｒＭは状態演算部における境界画素油出部を示す論理
＠略図、第４図は映像処理システムにおける逐次処理部
を示すブロック図、第５図は映像処理システムの演算部
における数値演算部を示すブロック図、第６図は映像処
理システムにおける変換部を示すブロック図、第７図は
変換部における高速メモリ内に登録された座標値を示す
概念図、第８図は高速メモリ内に登録されたチェーンコ
ードを示すＷ急回、第９図はベクトル化方法を示すフロ
ーチャートである。１・・・数値演算部、２・・・状！！！演算部、３・・
・演算部、４１〜４４・・・メモリ、５・・・変換部、
６・・・逐次処理部、７・・・近傍処理部、８・・・２
値化部、９・・・境界画素抽出部、１０・・・パターン
マツチングユニット、１１・・セレクタ、１２１〜１２
９・・・乗算カーネル、１３・・・遅延部、１４・・・
コンパレータ、１５・・・論理部、１６・・・ラインメ
モリ、１７〜１９・・・フリップフロップ、２０・・セ
レクタ、２１・・・高速メモリ、２２・・乗算カーネル
、２３・・・境界画素判定部。第１図第２図第３図　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
９／第５図第７図第８図　　　　　　第９図第１０図手続補正書１、事件の表示昭和６３年　特許願第１２２２８号２、発明の名称　　　　図形のベクトル化方法３、補正
をする者事件との関係　　特許出願人住　　　　所　　〒１６０東京都新宿区左門町１６番地
２名　　　　称　　株式会社イーゼル４、代理人住　　　　所　　〒１６０東京都新宿区左門町１６番地
２日本生命四谷ビル５、補正命令の日付　　昭和６３年３月３１日（発送日
昭和６３年４月２６日）６、補正の対象　　　　明細書の「図面の簡単な説明」
の欄７、補正の内容（１）明細書第１８頁第２行の「第４図・・・」の前に
「第３Ａ図は画像中のコンボリューションを示す概念図
、」を加える。（２）明細書第１８頁第１０行の「・・・フローチャー
ト」の後に「、第１０図はチェーンコードを表示した図
形を示す概念図」を加える。手続補正室昭和　４３年　４月　７日昏

Claims

【特許請求の範囲】

（１）図形の外側境界画素に、反時計回りにチェーンコ
ードまたはチエーンコードと等価なコードを与え、内側
境界画素に時計回りにチェーンコードまたはチェーンコ
ードと等価なコードを与え、このコードを一連の数値列
とし、連続する３境界画素のチェーンコードが「０７６
」のときにはこれを「００６６」に改め、「６５４」の
ときにはこれを「６６４４」に改め、「４３２」のとき
にはこれを「４４２２」に改め、「２１０」のときには
これを「２２００」に改める図形のベクトル化方法にお
いて、前記コードを各境界画素の座標に対応したアドレ
スで入力用メモリおよび出力用メモリに書き込み、前記
数値列をパターンマッチングレジスタに登録し、登録さ
れた数値列を前記のように改めるときの各コードの変更
値をテーブルに登録し、登録された数値列に対応した画
素パターンを前記入力用メモリから順次読出し、読出さ
れた画素のコードをパターンマッチングレジスタに登録
されたコードと比較し、両者が一致したときに前記テー
ブルに登録されたコードを出力し、出力されたコードに
より、前記出力用メモリの画素のコードを書き替えるこ
とを特徴とする図形のベクトル化方法。
（２）図形の外側境界画素に、時計回りにチェーンコー
ドまたはチェーンコードと等価なコードを与え、内側境
界画素に反時計回りにチェーンコードまたはチェーンコ
ードと等価なコードを与え、このコードを一連の数値列
とし、連続する３境界画素のチェーンコードが「０１２
」のときにはこれを「００２２」に改め、「２３４」の
ときにはこれを「２２４４」に改め、「４５６」のとき
にはこれを「４４６６」に改め、「６７０」のときには
これを「６６００」に改めることを特徴とする図形のベ
クトル化方法において、前記コードを各境界画素の座標
に対応したアドレスで入力用メモリおよび出力用メモリ
に書き込み、前記数値列をパターンマッチングレジスタ
に登録し、登録された数値列を前記のように改めるとき
の各コードの変更値をテーブルに登録し、登録された数
値列に対応した画素パターンを前記入力用メモリから順
次読出し、読み出された画素のコードをパターンマッチ
ングレジスタに登録されたコードと比較し、両者が一致
したときに前記テーブルに登録されたコードを出力し、
出力されたコーにドより、前記出力用メモリの画素のコ
ードを書き替えることを特徴とする図形のベクトル化方
法。