JPH01251181A - 輪郭検出装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は２値画像の輪郭を検出する装置に関するもので
ある。

Ｂ１発明の概要 本発明は、被写体をラスタスキャンして得られた黒白に
対応する２値化画素データに基づき黒白の境界に相当す
る輪郭を検出する装置において、２画素×２画素の画素
データを順次に取り出し、ｌライン前に取り出した画素
データに基づいて、例えばラスタスキャンＹ方向の輪郭
画素間の接続関係を求め、この関係及び画素データの配
列パターンの各情報を含むコマンド列を作成し、更にこ
れらコマンド列に基づいて、輪郭要素を系列化したテー
ブルを作成するとともに輪郭ベクトルを作成することに
よって、画像メモリの容量、ハードウェア構成及び処理
時間が画像サイズや解像度に影響されることがなく、原
画に忠実になり、かつ拡大、縮小１回転操作が容易に行
え、更に輪郭の取り出しを容易に行うことができるよう
にしたものである。

Ｃ８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（入カバターン
）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２７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Ｐ、を探す。

■この点Ｐ１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。

Ｄ０発明が解決しようとする課題 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、画像メモリは人力画
像の縦横サイズに比例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、ＡＯ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
ときでらＡＯ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かある。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、また、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。

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
であり、画像メモリの容量、ハードウェア構成及び処理
時間か画像サイズや解像度に影響されることがなく、原
画に忠実になり、かつ拡大。

縮小１回転操作が容易に行え、更に輪郭の取り出しを容
易に行うことができる輪郭検出装置を提供することを目
的とする。

９１課題を解決するための手段 第１図は本発明の構成を示す図であり、ｌは輪郭抽出部
である。この輪郭抽出部ｌは、第２図に示すように被写
体をラスタスキャンして得られた黒白に対応する２値化
画素データを取り込んで、縦横２画素×２画素の画素デ
ータをスキャンラインに沿って順次に取り出し、この画
素データに基づいて輪郭検出用のコマンド列を作成して
後段の輪郭解析部２に出力する。輪郭解析部２は前記コ
マンド列に基づいてテーブル格納部３内の輪郭要素テー
ブル、輪郭管理テーブル及び輪郭接続テーブルの記載を
更新する。また、輪郭解析部２は輪郭要素テーブルと輪
郭管理テーブルを使用して１輪郭画素系列を構成する各
点のうち始点からみて極大となる点を抽出する巨視的処
理部３１と、この処理で抽出された連続する２点の間に
ある最大距離となる点を設定したしきい値との関係から
いくつか抽出する微視的処理部３２と、この処理により
抽出された点の輪郭ベクトルを輪郭ベクトル系列テーブ
ル３３に記載し、その記載を更新する。

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、これを結合することに
よって輪郭が構成される。そして輪郭要素テーブルとは
、第３図に示すように輪郭要素とこれら輪郭要素群より
なる輪郭とに対して各々固有の符号を付すと共に、輪郭
要素毎に、その座標及び方向と輪郭要素が所属する輪郭
の符号と輪郭要素の前後に夫々接続されている他の輪郭
要素の符号とを記載するためのものである。また輪郭管
理テーブルとは第４図に示すように輪郭毎に先端及び終
端に位置する輪郭要素の符号を記載するためのものであ
り、輪郭接続テーブルとは、第５図に示すようにラスタ
スキャン方向に並ぶ座標とその座標に前端または後端が
存在する末接続の輪郭要素の符号とその輪郭要素の末接
続端の面後端の区別とを対応させて記載するためのもの
である。また、輪郭ベクトル系列テーブルとは第２６図
に示すように輪郭ベクトル系列毎に始点座標の符号を記
載するためのものである。

Ｆ１作用 輪郭抽出部１より出力されるコマンド列は、そのときに
取り出された２画素×２画素の画素データに係る画素と
輪郭要素との接続関係の情報、及び当該画素データの黒
白の配列パターンの情報を含む接続・パターンコードと
、当該画素データのＸ座標を示す座標コードとを組み合
わせてなる。

前記接続関係の一例を第６図に示すと、同図（イ）の大
枠で囲まれた２画素×２画素の画素データを取り込んだ
ときには、この画素データのＸ座標Ｘｎに位置する輪郭
要素の前端が接続されているという情報になる。この例
では、画素データの座標としては、紙面に向かって右下
に位置する画素Ｐ１の座標をとっている。また同図（ロ
）の大枠で囲まれた画素データを取り込んだときには、
この画素データのＸ座標より一つ前の座標Ｘ　ｎ−１に
位置する輪郭要素の後端が接続されているという情報に
なる。なお第６図中○印を有する枠は黒画素を示し、○
印を有しない枠は白画素を示している。

そして例えば第６図（イ）の大枠に着目すると、この場
合の接続・パターンコードは、上述の接続情報と大枠内
の黒白の配列パターンの情報とを含み、コマンド列は、
この接続・パターンコードと画素Ｐ、のＸ座標を示す座
標コードとの組み合わせとなる。なおこの座標コードに
ついては輪郭解析部２側にて、コマンド列の取り込みの
タイミングに同期して発生さけることもできる。

このようにして得たコマンド列が輪郭解析部２に取り込
まれると次のような処理が行われる。令弟７図の大枠の
画素データに関するコマンド列が取り込まれたとすると
、点線で示す輪郭要素Ｃｊを輪郭要素テーブルに登録し
、その方向及び座標を記入すると共に、当該輪郭要素Ｃ
ｊの前後に夫々接続されている他の輪郭要素の番号を接
続要素番号欄に記入する。この場合輪郭要素Ｃｊは輪郭
要素Ｃｉの前方に位置するので、輪郭要素Ｃｊの瀾に係
る後方接続欄にＣｉを記入し、輪郭要素Ｃｊの欄に係る
前方接続欄にＣ４を記入する。更に輪郭要素Ｃｊの所属
する輪郭の番号をこの例ではＳｉを輪郭番号欄に記入す
る。輪郭要素の方向については例えば８連結の場合、第
８図に示すように上下、左右、斜めの方向に対応してａ
１〜ａ８が規定され、また４連結の場合、上下、左右の
４方向が規定される。そして輪郭管理テーブルの輪郭番
号Ｓｉについて、先端の輪郭要素番号欄をＣｉからＣｊ
に更新すると共に、輪郭接続テーブルにおける当該画素
データのＸ座標について、末接続の輪郭要素番号の前方
接続の欄をＣｉからＣｊに更新する。ところで実際の処
理においては、輪郭要素Ｃｉに接続されるべき要素は輪
郭接続テーブルにより明らかにされているため、輪郭要
素テーブルの輪郭要素番号Ｃｊ！ｌｌ［ｌに係る前方接
続欄のＣｊの記載は、輪郭接続テーブルを参照して行わ
れる。以上において所属輪郭番号は、ラスタスキャンの
進行に伴って別々に発生した二つの輪郭が接続されて一
つの輪郭になった場合には一方が他方に統合されて同一
になる。

上記のような処理において、１輪郭画素系列を構成する
各点のうち始点からみて極大となる点を抽出し、次に抽
出された連続する２点の間にある最大距離となる点を抽
出する。このように抽出された輪郭ベクトルをテーブル
に格納する。

Ｇ、実施例 本発明の実施例では、第９図に示すように内部バス４１
に輪郭抽出部４１、輪郭解析部４３及びテーブル格納部
としての内部メモリ４４を結合して、各部間の情報の受
は渡しを内部バス４、を通じて行うように構成し、更に
内部バス４Ｉをバスインターフェイス４５を介してメイ
ンバス４６に結合し、これにより輪郭検出装置４で得ら
れた情報を外部機器に与えるように構成している。

次に輪郭抽出部４．から発生するコマンド列の具体例に
関して述べる。第１０図及び第１１図は、各々２画素×
２画素の画素データの黒白の配列パターンとこの画素デ
ータに対する輪郭要素の接続関係との成立関係を示す図
であり、第１０図は８連結、第１１図は４連結の場合に
夫々相当する。

これら図において左端の縦に並ぶ４コマの窓は第１２図
に示すように２画素×２画素の画素データ（ｄＯ〜ｄ３
）を示し、ｒｌＪ、ｒＯＪが立っている部分は夫々黒画
素、白画素に相当する。また上端の横に並ぶ４コマの窓
は、第１３図に示すように、上側左右の２コマが夫々画
素データのＸ座標Ｘ　ｎ−１における前方接続の輪郭要
素の有無及びＸ座標Ｘｎにおける前方接続の輪郭要素の
有無を示し、下側左右の２コマが夫々画素データのＸ座
標ｘｎ−＋における後方接続の輪郭要素の有無及びＸ座
標Ｘ。における後方接続の輪郭要素の有無を示す接続フ
ラグであり、ｒＮ、ｒＯＪは夫々接続有り、接続無しを
意味している。例えば第６図（イ）の大枠で囲まれた画
素領域における接続フラグは、（ｘｎ、　Ｙｎ−１）の
座標位置にて輪郭要素の面端が当該画素領域に接続され
ているから、第１０図の接続フラグ欄の左から５番目の
ように右上のコマのみがｒｌＪの窓で表わされる。

そして第１Ｏ図、第１！図において、画素データ及び接
続フラグの項の交差する部分が空白であるということは
、このような画素データ及び接続フラグの組み合わせに
対しては輪郭解析部４３にて処理を行う必要がないこと
を意味する。○が記入された組み合わせのときは、輪郭
解析部４３にて処理を行う必要かあり、その組み合わせ
に対応した接続・パターンコードが輪郭抽出部４．にて
発生する。×が記入された組み合わせについては、その
ような組み合わせが存在しないことを表わす。

△が記入された組み合わせについては、ランレンゲの符
号化を実施するときのみ、その組み合わせに対応した接
続・パターンコードが発生する。なお第６図、第７図に
おいては、輪郭要素の発生方向（ベクトルの向き）を考
慮せずに描いているが、実際には輪郭要素を、物体（ま
たは黒画像部）の外縁に沿って右回りに向くように発生
させており、この発生の仕方に対応させて第１Ｏ図及び
第１１図の成立関係図を作成している。

前記コマンド列はこの上・うにして得られた接続・パタ
ーンコードの他に読み出しレディコードや座標コード等
が含まれ、その−例を挙げると第１４図のように表わさ
れる。同図中Ａ１は読み出しレディコードであり、画素
データ及び接続フラグの組み合わせが第１０図、第１１
図の×、あるいはＸ及び△に相当するときにはコマンド
列を無効とするものである。Ａ、は画素データのＸ座標
、Ａ　３　。

Ａ４は画素データの下側左右に並ぶ二つの画素の黒、白
を示すコードであり、ランレングス化を実施する場合に
は、Ａ　３　、　Ａ　４が必要である。Ａ５は１頁（全
ライン）の終わりを示すＥＯＰ　（ＥＮＤＯＦ　　ＰＡ
ＧＥ）コード、八〇は１ラインの終わりを示すＦＯＲ（
ＥＮＤ　　ＯＦ　　ＲＯＷ）コード、Ａ７は接続・パタ
ーンコードである。

次いで輪郭抽出部４２の具体的構成例を第１５図を参照
しながら説明する。

画素データラッチ１０１には信号線５及び後述するライ
ンメモリ＋０５から画素データが入力される。このラッ
チはこれら人力されたデータから、第１２図に示すよう
な２画素×２画素、すなわち互いに隣接する４画素のデ
ータｄ。−ｄ３を取り込み、ラッチする。

アドレス発生回路１０８は、第２図に示したラスタスキ
ャンの進行に応じてＸ座標及びＸ座標を発生させる。こ
の回路は発生させた座標を後述するラインメモリ１０５
、周辺判定回路１０９、並びに前方フラグメモリ１０６
に与える七共に、信号線８を通じて輪郭解析部４３にコ
マンド列の一部として送出する。

ラインメモリ１０５はアドレス発生回路１０８が発生さ
せたＸ座標より１小さいＸ座標、すなわち上記画素デー
タラッチ１０１がラッチした画素データｄｔ、ｄ３のＸ
座標の画素データを画素データラッチ１０１の出力から
取り込み、順次記憶する。

前方フラグメモリ１０６はＸ座標の数と同じ数のアドレ
スを持ち（例えば、Ｘ座標の数が５１２のとき、このメ
モリのアドレスの数も５１２）、画素データ内のある画
素に輪郭要素の曲端が接続されかつその輪郭要素が他の
輪郭要素に接続されていないとき、その画素のＸ座標に
対応するアドレスに論理「１」のデータを書き込む。

一方、後方フラグメモリ１０７も座標と同じ数のアドレ
スを持つが、このメモリには、ある画素に輪郭要素の後
端が接続されかつその輪郭要素が他の輪郭要素に接続さ
れていないとき、その画素のＸ座標に対応するアドレス
に論理「１」のデータが書き込まれる。

接続フラグラッチ１０２は、前方フラグメモリ１０６、
後方フラグメモリ１０７および後述する接続フラグ変更
回路１０４の出力データを、輪郭画素の接続状態を示す
データとして保持する。

周辺判定回路１０９は、アドレス発生回路１０８が発生
するＸ及びＸ座標をもとに、処理の対象となる４つの画
素ｄ。−ｄ３が、画面の境界からはみ出しているか否か
を判定する。画面の周囲から処理画素がはみ出している
場合には、所定の信号を画素データラッチ１０１および
接続フラグラッチ１０２に出力する。これらのラッチは
、この信号を受は取ると、画面の境界からはみ出した画
素については、強制的に白画素（背景となる画素）とす
る。

コマンド発生回路１０３は画素データラッチｌＯ１が出
力する４つの画素データ及び接続フラグラッチ１０２が
出力するフラグデータをらとに輪郭追跡を行うための所
定のコマンドを輪郭解析部４３に対して発生する。コマ
ンド発生回路夏０３はこのとき、処理を実施する必要が
あるか否かを示す読み出しレディ信号を信号線６を通じ
て、また前記接続・パターンコードを信号線７を通じて
輪郭解析部４．に送る。

接続フラグ変更回路】０４は、輪郭解析部４゜が上記コ
マンドに従って処理を実施した後、画素の接続状態が変
化するので、処理後の接続フラグを、画素データラッチ
１０１と接続フラグラッチ＋０２の出力データとをもと
に求め、前方フラグメモリ１０６、後方フラグメモリ１
０７、並びに接続フラグラッチ１０２に出力する。

次に第１５図に示す回路の動作を説明する。アドレス発
生回路１０８は、ラスタスキャンの進行に従って、最も
新しくサンプリングされ、信号線５から人力された画素
データに対応するＸ及びＹアドレスを発生させ、出力す
る。

画素データラッチｌｏｔは、ラスタスキャンによってサ
ンプリングされた画素データが信号線５から入力される
と、ラインメモリ１０５からの画素データと共にこれら
を順次受は取り、第１２図に示すような２画素×２画素
、すなわち互いに隣接する４画素のデータｄ。−ｄ３を
ラッチする。

ラインメモリ１０５は、画素データラッチｌＯ１が出力
する画素データｄ１を取り込むことによって一行萌の画
素データ、すなわちＹアドレスか現在信号線５から入力
されている画素データｄ。

のＹアドレスより１小さい行の画素データを一行分記憶
している。そして、信号線５から画素データｄ。、ｄｌ
が画素データラッチ１０１に順次入力されたとき、ライ
ンメモリ１０５は、アドレス発生回路１０８が出力する
上記アドレスデータをもとに、画素データｄ＊、ｄ３を
順次同ラッチに出力する。これにより、画素データラッ
チｌθｌは隣接する４つの画素データｄ。−ｄ、をラッ
チすることができる。

接続フラグ変更回路１０４は、上記画素データｄｏ””
”ｄ３と接続フラグラッチ１０２の出力データとをもと
に、４つの接続フラグデータを発生する。

４つのデータの内、二つは第１３図に示す接続フラグの
上側２コマに相当する前方接続フラグデータ、他の二つ
は下側２コマに相当する後方接続フラグデータである。

接続フラグデータ及びその発生について第１６図を用い
て詳しく説明する。画面Ｐには例として二つの画像Ａ、
Ｂが示されており、これらの画像は○が書き込まれた画
素によってそれぞれ構成されている。図中、太線で囲ん
だ４つの画像が現在、輪郭追跡処理の対象となっている
画素である。

一方、画面Ｐの上に示したＲは各Ｘ座標の前方接続フラ
グデータ、Ｔは各Ｘ座標の後方接続フラグデータをそれ
ぞれ表わしている。各データは座標の順に描かれており
、右のものほどそのＸ座標は大きい。そして、空白のも
のはフラグデータのＦｉがｒＯＪ、１が書き込まれてい
るものは値がＮＪであることを示す。

具体的に説明すると、画素ｅ１には輪郭要素Ｃａの後端
が接続されているのでこの画素のＸ座標の後方接続フラ
グデータＴｌはＮＪとなっている。逆に、画素ｅ２には
輪郭要素ｃｂの前端が接続されているのでそのＸ座標の
前方接続フラグデータＲ２はｒｌＪとなっている。同様
に、画素ｅ３に対応する後方接続フラグデータＴ４は「
１」、画素ｅ４に対応する萌方接続フラグデータＲ４ら
「１」となっている。その他のフラグデータは、対応す
る画素に輪郭要素が接続されていないので、すべて１０
」となっている。

これら前方及び後方接続フラグデータは、それぞれ前方
フラグメモリ＋０６及び後方フラグメモリ１０７のＸ座
標に対応する所定のアドレスに、後述のように接続フラ
グ変更回路１０４によって書き込まれる。

第１６図中太線で囲まれた４つの画素が処理の対象とな
っているとき、前方フラグメモリ＋０６及び後方フラグ
メモリ＋０７はそれぞれ、左側の処理対象画素のＸ座標
に対応する接続フラグデータＲ２，Ｔ２を出力する。一
方、接続フラグ変更回路１０４は、右側の処理対象画素
のＸ座標に対応する接続フラグデータＲ３，Ｔ３を出力
する。

接続フラグラッチ１０２はこれらをラッチし、コマンド
発生回路１０３と接続フラグ変更回路１０４とに出力す
る。

接続フラグ変更回路１０４は上記４ビツトの接続フラグ
データ及び画素データラッチ１０１からの画素データｄ
。−ｄ３を受は取り、輪郭要素追跡処理後のフラグデー
タを求める。すなわち、追跡処理によって、画素ｅ２に
は、第１７図に示すように、輪郭要素ｃｂに次の輪郭要
素Ｃｃが接続されるので、接続フラグ変更回路！０４は
、油力接続フラグデータＲ２を「０」とし、前方接続フ
ラグデータＲ３をｒｌＪとする。後方接続フラグデータ
については、輪郭要素の後端が単独で存在しない状態が
継続されているので変更は行わない。

接続フラグ変更回路ｌＯ・１は上記変更処理後のフラグ
データＲ２，Ｔ２を前方フラグメモリ１０６及び後方フ
ラグメモリ１０７の所定のアドレスに記憶させ、変更処
理後のフラグデータＲ３，Ｔ３を接続フラグラッチ１０
２に出力してラッチさせ、次の処理に備える。

そしてコマンド発生回路１０３では、画素データラッチ
１０１からの画素データｄ。−ｄ３及び接続フラグラッ
チ１０２からの４ビツトのフラグデータをもとに、接続
・パターンコードを発生すると共に、２画素×２画素の
画素データのうち下側二つのデータｄ。、ｄｌも出力し
、これらコードが信号線７を介して輪郭解析部４．に与
えられる。

更にコマンド発生回路１０３は読み出しレディコードを
信号線６に出力し、例えばランレングス化を実施しない
場合、接続・パターンコードか第１θ図、第１１図の○
印に相当するものであるときには、読み出しレディコー
ドをｒＮとし、△印またはＸ印に相当するものであると
きには「０」とする。また周辺判定回路１０９には信号
線９を通じて１頁の終わりを示すＥＯＰ信号及びｌライ
ンの終わりを示すＦＯＲ信号が入力され、この結果ここ
から信号線６にＥＯＰコード及びＥＯＲコードが出力さ
れる。こうして信号線６には、アドレス発生回路！０８
よりの画素データのＸ座標を示す座標コードと共にＥＯ
Ｐコード及びＥＯＲコードが与えられ、これらコードが
輪郭解析部４３に与えられる。

以上において、上述実施例のように第１Ｏ図。

第１１図に示す組み合わせに応じて読み出しレディコー
ドを発生させれば孤立画素をノイズとして除去できる利
点がある。即ち孤立画素に対して発生する画素データの
パターンは第１８図（イ）〜（ニ）のように４種類ある
が、この場合この画素に対しては輪郭要素の接続は存在
しないので、読み出しレディコードは「０」となり、従
って輪郭解析部４３では処理が行われていないからであ
る。

ただしランレングス化を実施する場合には第１８図（イ
）、（ロ）のパターンのときに読み出しレディコードは
「ｌ」となるが、輪郭追跡処理とは無関係である。

ここで輪郭解析部４．で行われる処理を第１９図〜第２
３図を参照しながら説明する。先ず第１９図に示すよう
にＹアドレスを０とした後コマンド列を取り込み、この
コマンド列の中にＥＯＰの指示がされている場合には処
理を終了し、指示がされていない場合にはＦＯＲの指示
がされているか否かを判断する。ＦＯＲの指示がされて
いる場合にはＹアドレスを一つ加算してコマンド列を取
り込み、指示がされていない場合には内部メモリ４３内
に格納されている各テーブル（第３図〜第５図及び第２
６図参照）を更新する。

各テーブルの更新のフローは第２０図に示すようであり
、同図中のステップＳＴ、〜Ｓ　Ｔ　ｓは以下の通りで
ある。

Ｓ　Ｔ　＋・・・輪郭要素が単独で新たに発生している
か否かの判断を行う。

ＳＴ、・・・輪郭要素が発生すると同時に既に存在して
いる輪郭要素と接続されるか否かの判断を行う。

ＳＴ３・・・既に発生している二つの輪郭要素の端部が
２画素×２画素の画像データの中に存在するか否かの判
断を行う。

次いで第２０図中の処理１〜３の内容について述べると
、処理ｌでは第２１図に示すようにステップＳ　Ｔ　＋
〜ＳＴ４が実行される。各ステップＳ　Ｔ　ｒ〜ＳＴ、
は以下の通りである。

ＳＴ、・・・第３図に示す輪郭要素テーブル及び第４図
に示す輪郭管理テーブルにて輪郭要素番号Ｃｉと輪郭番
号Ｓｉとを新たに確保する。

ＳＴ、・・・輪郭要素テーブルのＣｉ番目の方向、座標
の欄に該当事項を、接続要素番号の前方接続及び後方接
続の両側にＮ０ＮＥ （該当するものがないことを示すコード）を、所属輪郭
番号の欄にＳｉを夫々書き込む。

Ｓ　Ｔ　３・・・輪郭管理テーブルのＳｔ番目の先端の
輪郭要素番号及び終端の輪郭要素番号の両様にＣｉを書
き込む。

ＳＴ、・・・第５図に示す輪郭接続テーブルの前方接続
及び後方接続の該当する欄（こ夫々Ｃｉを書き込む。

処理２では第２２図に示すようにステップＳＴｌ〜Ｓ　
Ｔ　ａが実行される。各ステップＳＴ、〜５Ｔｌｌは以
下の通りである。

Ｓ　Ｔ　＋・・・輪郭要素テーブルにて輪郭要素番号Ｃ
４を新たに確保する。

Ｓ　Ｔ　ｔ・・・輪郭接続テーブルの該当欄から接続先
の輪郭要素番号Ｃｊを求め、当該側をＮ０ＮＥに書き換
える。

ＳＴ３・・・輪郭要素テーブルのＣｊ番目の前方接続及
び後方接続の欄の該当する方にＣｉを書き込むと共に所
属輪郭番号の欄から Ｃｊが属する輪郭番号Ｓｋを求める。

ＳＴ、・・・輪郭要素テーブルのＣｉ番目の方向、座標
の欄に該当ずろ事項を、前方接続及び後方接続の欄の該
当する方にＣｊを、他方にＮ０ＮＥを、所属輪郭番号欄
にＳｋを夫々書き込む。

ＳＴ、・・・輪郭管理テーブルのＳｋ番目の先端の輪郭
要素番号及び終端の輪郭要素番号の欄のうち該当する方
をＣｉに書き換える。

ＳＴ、・・・輪郭接続テーブルの該当する欄にＣ４を古
き込む。

処理３では、第２３図に示すようにステップＳＴ、〜Ｓ
Ｔ、が実行される。各ステップＳＴ、〜ＳＴａは以下の
通りである。

Ｓ　Ｔ　＋・・・輪郭接続テーブルの該当欄から接続の
対象となる二つの輪郭要素Ｃｉ、Ｃｊを求め、当該側を
Ｎ０ＮＥに書き換える。

Ｓ　Ｔ　ｔ・・・輪郭要素テーブルのＣｉ番目の前方接
続及び後方接続の両側のうち該当する方にＣｊを書き込
むと共に所属輪郭番号の欄からＣｉが所属する輪郭番号
Ｓｋを求める。

ＳＴ３・・・輪郭要素テーブルのＣｊ番目の前方接続及
び後方接続の両側のうち該当する方にＣｉを書き込むと
共に所属輪郭番号の欄からＣｊが所属する輪郭番号Ｓｇ
を求める。

ＳＴ、・・・ＳｋとＳｉ２とが同じ番号か否か判断する
。

Ｓ　Ｔ　ｓ・・輪郭管理テーブルのＳｋ番目の先端の輪
郭要素番号支び終端の輪郭要素番号のうち接続の対象と
なっていない方の輪郭要素番号Ｃｍを求め、Ｓｋ番目の
各個を Ｎ０ＮＥに書き換える。

Ｓ　Ｔ　ｅ・・・輪郭管理テーブルのＳｅ番目の先端の
輪郭要素番号及び終端の輪郭要素番号のうち接続の対象
となっている端部側の欄をＣｍに書き換える。

第２４図は上記の処理１〜３と２画素×２画素の画素デ
ータの取り出し位置との関係を示す図であり、同図中数
字は輪郭要素の番号、点線の四角形は画素データ、黒点
は黒画素を夫々示す。画素データＤ１に対して生成され
たコマンド列の処理は処理！に該当し、画素データＤ、
に対して生成されたコマンド列の処理は処理２に該当す
る。また画素データＤａ、Ｄ４に対して生成されたコマ
ンド列は夫々処理３におけるＳｋとＳＱが等しい場合及
び異なる場合に相当する。

第２５図は巨視的処理部３１の説明図で、この第２５図
において、ある画像Ａについての輪郭系列Ｐｏ　（Ｘｏ
、　Ｙｏ）　、　Ｐ　ｒ　（Ｘ＋、　Ｙ１）　−Ｐ　ｔ
　（Ｘ＋。

Ｙ□）・・・Ｐｎ（Ｘｎ、Ｙｎ）［ただしＰ。は輪郭追
跡の始点とする）が与えられたとき、下記条件ｌを満た
すような点Ｐ、を直線近似点として全抽出する。

［（＋’＋−１≦Ｉｔυｎ　（！’ｌ＞　１’＋＋１）
ｎ　（＋２＋≧＋’ｔｈ）］・・・条件ｌ ただし、ｌ”ｉはＰａとＰｌの距離の２乗（（１）式に
示す）、■！。はしきい値の２乗である。

１’＋＝（ＸＩ　　Ｘｏ）　’＋　（Ｙｔ　　Ｙｏ）　
”　　・・・（１）第２６図＆は微視的処理部３２の説
明図で、この第２６図ａにおいて、ある画像へについて
の輪郭系列点Ｐ。、Ｐｌ、・・・ＰＬ、、ＰＪ・・・Ｐ
ｈがら直線近似点ｑ。（＝Ｐｏ）、Ｑ＋＋　Ｑｙ・・・
ｑ＋（＝Ｐ１）。

Ｑｅ＊＋　（＝ＰＪ）、−ｑｎ（＝Ｐｏ）を以下の手順
により求める。現在抽出された直線近似点のうち連続す
る２点（第２６図すに示す）、Ｑｌ＋Ｑ１．＋（最初は
ｑｏと巨視的処理部３Ｉで得られたｑ１）の間の点Ｐに
ついて次に示す条件２を満たすような点をＱ　ｒ＋１と
して抽出（ｑ□、Ｉをｑｌ。、に変える処理を含む）し
て同様の処理を繰り返す。そして条件２を満たすような
点がなければＱ　１４＋、　Ｑ　ｔｅｌ間について同様
の処理を繰り返す。この処理を全ての点Ｐが満足しなく
なるまで繰り返す。

ｌ　ｄ　ｌ”、、、≧ｄｉ”Ｌｈｌ　　”’条件まただ
し、ｄ　１．、、　：各ｄｌの最大値ｄ　Ｉ”１．ｎａ
ｘ＝ｍａｘ［・・・、ｄｌ’Ｊ、・・・］ｄ１：線分Ｑ
　ｌ＋　Ｑ　ｔｅｌから各Ｐ点までの距離ｄｌｔｈ：線
分Ｑ　ｌ＋　Ｑ　＋、＋の大きさによって変わるしきい
値でｄ　１ｔｈ−α・Ｌで与えられる。

なお、αは係数で第２６図Ｃに示す例で、例えば、αは
第２６図Ｃのなるように値をテーブル化すればよい。ま
た、α＝１．２・・・といった定数で持てば単純にＬに
比例したしきい値となる。

次にｄｌの求め方について第２６図ｄを用いて述べる。

−〉−一→　　−−一→　−−→ （ＱＩＱｒ＊＋・ＱＩＰＪ）−１ｑＩＱｌ−１１１ＱＩ
ＰＪＩＣＯＳθ。

−（ｘｈ−Ｘ　ＩＸ’ｌ’Ｊ−ｙ１）＋（ｙｋ−Ｙ　Ｉ
）（ＸＪ−ＸＩ）ここでＸ　ｋＸ　ｔ　＝　ｄ　Ｘ　ｈ
　、　Ｙ　Ｊ　　Ｙ　ｌ＝　ｄ　Ｙ　Ｊ　。

Ｙｋ　Ｙ＋＝ｄＹｂ、ＸＪ　　Ｘｔ＝ｄＸＪとおくと上
記式は次のようになる。

−〉 ・°・ｌ　ｑ　ＩＦ　Ｊ　ｌ　”ＣＯ８”θＪ−〉 −（ｄＸｋＸｄＹ４＋ｄＹｋＸｄＸＪ）’／ｌ　ｑ＋ｑ
＋−＋ｌ　２−→　。

ｄｌｊ＝　ｌ　ｑ＋Ｐ、＋ｌｓ＋ｎｏ。

ｄ　１　ｊ’−１７１’ｓｉｎ”θＪ　＝　１７１　”
　１７テｌ　’ｃｏｓ’θ。

−〉−〉 −ｌ　Ｑ　ＩＰＪＩ’　（ｄ　ｘｋｘ　ｄ　ＹＪ＋　ｄ
　ＹｈＸ　ｄ　ＸＪ）”／Ｉ　Ｑ　、ｑ＋−＋ｌ’＝　
ｄ　ＸＪ”　ｄ　ＹＪ”−（ｄ　Ｘｋｘｄ　ＹＪ”　ｄ
　Ｙｈｘ　ｄ　ＸＪ）”／　ｄ　Ｘｈ！＋ｄ　Ｙｋ”上
記から三角関数や平方根計算が省略できる。

Ｈ６発明の効果 本発明によれば、２画素×２画素の画素データに係る画
素と輪郭要素との接続関係、及びその画素データの黒白
の配列パターンを知ることにより輪郭要素の配列状態を
認識しており、前記接続関係についてはＩライン前に取
り出した画素データに基づいて作成できるから、従来の
ように１画面分の画像データを記憶する方式に比べて大
幅に画像メモリを節約することができろ。ここにライン
メモリは、一般的なＩ６画素／肩肩の分解能においてＡ
Ｏサイズでも長尺方向で約１９０００ビツトであり、た
かだか数キロバイトもあればＡ４からＡＯサイズまでを
カバーできることになり、その程度のメモリを持つこと
で画像サイズや解像度に影響されないハードウェア回路
を実現できる。

また！ラインのスキャニング時間を単位とじて処理を行
うため、１画面の入力時間とほぼ等しい時間（最大ｌラ
イン分の遅延時間）に輪郭を抽出できるため、従来方式
の処理時間に比べ大幅な高速処理が可能となった。

更に輪郭抽出部からのコマンド列に基づいて、輪郭要素
毎に座標や、他の輪郭要素の接続関係等を記載したテー
ブル、及び輪郭の萌後端に位置する輪郭要素を記載した
テーブルを作成し、これにより輪郭要素を線や図形とし
て意味を持つデータ列を得ているため、輪郭の取り出し
を系列単位に（輪郭をなす一つの閉じた線毎に）容易に
行うことができる。この他、輪郭ベクトルを用いること
により、原画に忠実なベクトル化が行え、特に曲線部に
対するベクトル化の性能が良くなり、しかも拡大、縮小
１回転操作が容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のハードウェア構成を示すブロック図、
第２図はラスタスキャンの梯子を示す説明図、第３図は
輪郭要素テーブルを示す説明図、第４図は輪郭管理テー
ブルを示す説明図、第５図は輪郭接続テーブルを示す説
明図、第６図（イ）。 （ロ）は、各々画素データと輪郭要素との関係を示す説
明図、第７図は輪郭要素間の接続状態を示す説明図、第
８図は輪郭要素の方向を示す説明図、第９図は本発明の
ハードウェア構成を示す構成図、第１０図及び第１１図
は画素データと接続関係との成立関係を示す説明図、第
１２図は画素データを示す説明図、第１３図は接続フラ
グを示す説明図、第１４図はコマンド列を示す説明図、
第１５図は輪郭抽出部を示す回路図、第１６図及び第１
７図は各々接続フラグデータの説明図、第１８図は孤立
画素のパターンを示すパターン図、第１９図は輪郭解析
部の全体処理を示すフローチャート、第蓼１図はテーブ
ル更新処理を示すフローチャーフローチャート、第２４
図はテーブル更新処理と画素データの位置との関係を示
す説明図、第２５図は輪郭ベクトル系列テーブルを示す
説明図、第２６図１〜ｄは巨視的及び微視的処理の説明
図。 第２７図は従来の輪郭画素抽出態様を示す説明図である
。 １．４．・・・輪郭抽出部、２．４３・・・輪郭解析部
、３・・・テーブル格納部、４・・・輪郭検出装置、４
．・・・内部バス、３１・・・巨視的処理部、３２・・
・微視的処理部、３３・・・輪郭ベクトル格納部。 第１図 本発明の博戚図 ラスタスキャンの説明図 第３図 輪郭要素テーブルの説明図 第５図 輪郭接続テーブル 第６図 面素データと輪郭要素との関係図 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）第９図 実施例のＷ４成図 ４−・輪郭検出装置 ４１−−−一内部バス ４２−・−・輪郭抽出部 ４ｉ−−−一輪郭解析部 ４４・−・−内部メモリ ４５−−−・バスインターフェイス ４６・−メインバス 第１０図 面素データと接続関係との成立舅系図 第コ２図　　　　　　第１３図 面素データの説明図　　　　　　　　　　接続フラグの
説明図コマンド列の説明図 第１５図 輪郭抽出部の回路図 第１６図 接続フラグデータの説明図 第１７図 接続フラグデータの説明図 第１８図 孤立画素のパターン説明図 （イ）　　　　　　　　　　　　　（ロ）（ハ）　　　
　　　　　　　　（ニ） 第１９図 輪郭解析部の全体処理のフローチャート第２０図 更新処理のフローチャート 第２１図　　　　　第２２図 処理１のフローチャート　　　　　　処理２のフローチ
ャート第２３図 処理３のフローチャート 第２４図 更新処理と画素データの位置との関係図第２５図 輪郭ベクトル系列テーブル 第２７図 従来の輪郭画素抽出態様図 第： 巨視的及び微 （ａ） （Ｃ） ２６図 視的処理の説明図 （ｂ） Ｐ】 （ｄ） Ｐ＋　（Ｘ＋、ｙ＋ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体をラスタスキャンして得られた黒白に対応
   する２値化画素データに基づき、黒白の境界に相当する
   輪郭を検出する装置において、縦横２画素×２画素の画
   素データをスキャンラインに沿って順次に取り出し、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輪
   郭要素と当該画素データに係る画素との接続関係を、１
   ライン前にて取り出した画素データに基づいて作成する
   と共に、前記接続関係の情報と当該画素データの黒白の
   配列パターンの情報とを含むコマンド列を作成して出力
   する輪郭抽出部と、 前記輪郭要素とこれら輪郭要素群よりなる輪郭とに対し
   て各々固有の符号を付すと共に、輪郭要素毎に、その座
   標及び方向と輪郭要素が所属する輪郭の符号と輪郭要素
   の前後に夫々接続されている他の輪郭要素の符号とを記
   載するための輪郭要素テーブルと、輪郭毎に先端及び終
   端に位置する輪郭要素の符号を記載するための輪郭管理
   テーブルと、ラスタスキャン方向に並ぶＸ座標とその座
   標に前端または後端が位置する末接続の輪郭要素の符号
   とその輪郭要素の末接続端の前後端の区別とを対応させ
   て記載するための輪郭接続テーブルとを格納するための
   テーブル格納部と、 前記輪郭抽出部よりのコマンド列に基づいて前記テーブ
   ル格納部内の各テーブルの記載を更新すると共に、輪郭
   要素テーブルの前記他の輪郭要素の符号の更新について
   は輪郭接続テーブルを参照して行い、かつ 前記輪郭要素テーブルと輪郭管理テーブルから１輪郭画
   素系列を構成する各点のうち始点からみて極大となる点
   を抽出するとともに、抽出された連続する２点の間にあ
   る最大距離となる点を抽出した輪郭べクトルを格納部に
   格納した輪郭解析部とを設けてなることを特徴とする輪
   郭検出装置。