JPH0214380A - 線画像符号化処理方式 - 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】 （１）発明の属する分野 本発明は、線画像符号化処理方式、特に３次元線画像を
含む画像をも符号化できる線画像符号化処理方式に関す
る。

（２）従来技術の説明 従来、２次元線図形を対象とする線図形符号化方式には
、ｉ）線図形を直線と円弧の始終点、半径等でコマンド
化する方式、ｉｉ）画素の連結方向を３ｂｉｔで符号化
するＦＲＥＥＭＡＮのチェーン符号化方式、１ｉｉ）画
素の連結方向の内隣り合う予め定めた方向を一組とし画
素列をこの方向組と方向組内での方向の変動分とにより
符号化するセグメントチェーン符号化方式（特許出願公
告部５９−１３７８６号）などがある。

ＦＲＥＥＭＡＮの符号化方式をそのまま例えば３次元画
像に適用すると画素の連結方向を等方向であるとしてい
るので１画素進む毎に５ｂｉｔ（２６方向）が必要であ
る。またセグメントチェーン符号化では統計的性質を利
用しているためチェーン符号化方式に較べ符号化効率の
改善を図ることが可能であるが、３次元線画像では画素
の連結方向の自由度が大きいため方向組の変化が激しく
効率が低下する。

（３）発明の目的 本発明はセグメントチェーン符号化方式の符号化効率を
高めるため例えば３次元線画像のように連結方向の自由
度が大きい線画像に対し、方向組の選定を多重に行ない
得るようにすることを目的としている。

（４）発明の構成及び作用の説明 ２次元線画像を例として１本発明の符号化処理方式を説
明する。

まず、従来のセグメントチェーン符号化方式を説明する
。第１図（−Ａ）の黒画素から水平方向に隣接する画素
が存在するとき方向符号ｒＯＪを右斜め上方向に接触す
る画素が存在するとき方向符号ｒｌＪを与え、以下同様
にして右斜め下方向に接触する画素に対し方向符号「７
」を与える。

そして、方向符号「０」とｒｌＪ、ｒｌＪと「２」、・
・・、「７」と「０」の如く隣り合う方向を組み合わせ
てできる８つの組合せについて第１図（Ｂ）のように番
号をつけ、この番号をオクタント番号と呼ぶことにする
。与えられた線図形がこの組合せ方向内を動く間（この
区間をセグメントと呼ぶ）は、オクタント番号と、その
オクタント番号内のいずれの方向であるかを各１ビツト
で記述した方向ビット列で線図形を表現可能であるから
１例えば、第２図に示した例のセグメントｌのビット列
は第１表に示す符号列で表現できる。

第１表 オクタントの終了時は、同様に次のオクタント以降の符
号列を続けるか、あるいは、別に出願した特願昭５７−
７８６１５号に示す如く、オクタント差分情報を用いた
符号列を続けることにより一連の線画像が符号化される
ものとなる。

上記従来の方式を前提として考慮しつつ更に概念を進め
る。セグメントｌとセグメント２のようにセグメント間
の関係をみると３通常そのオクタントは隣接したまたは
１つとんだ番号であることが多い、そこで３例えば、第
１象限に属する２つのオクタント方向、第２象躍、第３
象限、第４象限に属するそれぞれ２つのオクタント方向
をそれぞれ１組にし、さらに、第１象限と第２象限、第
２象限と第３象限、第３象限と第４象限、第４象限と第
１象限をＩ＆［Ｉにすると、与えられた線画像はこの象
限の組合せの中にかなりのリンク数の範囲がとどまって
いると考えられる。

以下、２次元線画像では、８方向画像に対応して、この
象限への分割をさらに４５度単位に分けたほうがより適
切であるが簡単のため４方向で説明する。

隣りあう象限を組合せて第２代表方向とする（４組）。

第２代表方向内のいずれであるか（どの象限であるか）
が第２方向ビツトから定まると。

第１代表方向は何か（どのオクタントであるか）はｌビ
ットで定めることができる（以下では偶数オクタントを
０．奇数オクタントを１とする）。

従って、与えられた線画像は以下の手順により符号化さ
れる。

ｌ）開始点は適宜必要なピント数で符号化する。

２−１）第２代表方向は線画像が進んでいく間に通る２
つの象限で決定する０例えば、第２図では第１象限と第
４象限の組合せであるから「４」とする。

２）第２方向ビ７トは奇数象限に対しＯ８偶数象限に対
し１とする。セグメント１，３．５は第１象限に属しオ
クタントはＯ，０，１，またセグメント２．４．６は第
４象限に属し、オクタントは７．７．７であるから符号
列は第２表で表わされる。

以下余白 以下余白 第 表 ここに終端フラッグは線画像の連結／非連結第２代表方
向の切れ目等を指定する。本符号化例では、３５リンク
の符号化に開始点を除いて２＋６＋６＋４Ｘ６＋３５＋
７＝８０ビツトで符号化可能である。

一方、従来のセグメントチェーン符号化では第３表の如
くであり 以下余白 第３表 総符号量は３Ｘ６＋４Ｘ６＋３５−７７＋７（終端フラ
ッグ）−８４ビツトとなり、はぼ同程度の符号量が実現
される。第２代表方向を適切に選ぶことにより１画像が
複雑に変化するほど前者のほうが０代表方向による符号
量圧縮が実現される。

第３図及び第４図は３次元の場合の線画像符号化に用い
る画素列の番号付けの例を示したものである。

３次元ディジタル空間において参照点を中心に含む３×
３の立方体を考え、中心の立方体から周囲の立方体の中
心へのベクトル（リンク）の方向を画素の連結方向とす
る。この時、第３図に示すように空間座標系を定めると
、各リンクは３次元座標（ｉ、ｊ、ｋ）（ｉ、ｊ、　　
ｋ＝−１，０，１）で表わされる。これに対し１例えば
第４図のようなチェーン符号を割当て１画素の連結をこ
のチェーン符号を用いて、５ｂｉｔ／リンクで符号化す
ることが可能である。

これに対し、上記立方体を例えば第５図に示すように参
照点（図のハツチを施した立方体）を含む２×２の小立
方体に分けて考えると、各リンクはさまざまに変動はし
つつも、なめらかに変動する線画像では、ある一定区間
内はこの小立方体で規定される方向内にあることが期待
される。また。

この小立方体で規定される方向からはずれるとしても隣
接する小立方体方向へはずれることが多いので、各小立
方体を番号０ないし７で表わすと。

例えば第６図に示すように組み合わせることにより２８
の方向組が存在し、これを５ｂｉｔで第２方向組として
符号化すれば、１つの方向組の範囲で動く限りそのどち
らであるかは１ｂｉｔで表現可能である。

あるいは、第２方向をこの小立方体の番号で記述すれば
、方向変動に対する符号量削減効果は減じるが、この方
向内を画素がすすむ限り、第２代表方向３ｂｉｔにより
、第１方向に対する方向を限定できる。

上記のように画素の連結方向を小立方体でまず表現すれ
ば、小立方体内では、第７図に示すように参照画素（図
中見えない位置に存在する画素とする）からの連結方向
は７方向で表現できる。この７方向について第１方向の
方向組を定める定め方には種々の方式が考えられるが１
例えば５）第６図と同様に全ての方向を２つ組合わせる
。

１１）小立方体の同一表面にすすむ４つの方向を組み合
わせる。

等がある。前者の場合、第１方向としてとりうる方向組
は１５組（４ｂ　ｉ　ｔ）あり、第１方向組内での各画
素の連結方向は１ｂｉｔで表わされる。

後者の場合、第１方向組は３組（２ｂ　ｉ　ｔ）あり。

第１方向組内での各画素の連結方向は２ｂｉｔで表わさ
れる。

第８図は本発明によって得られる一実施例線画像符号列
を示す。Ａは線画像の始点座標、Ｂ−１゜Ｂ−２，・・
・は第２代表方向、Ｃ−１，Ｃ−２，・・・は第２代表
方向内での方向ｂｉｔ、　Ｄ−１，Ｄ　−２、・・・は
第１代表方向、Ｅ−１，Ｅ−２，・・・は第１代表方向
内のリンク長さ、Ｆ−１，Ｆ−２，・・・は第１代表方
向内での各リンクの方向ｂｉｔ、Ｇ−１，Ｇ−２，・・
・は代表方向終結フラッグである。

代表方向終結フラッグは、第１代表方向の終結。

第２代表方向の終結１分岐、逆進、線画像の連続性の終
結、＊画像データの終結等を示す制御コードを示す、な
お５代表方向終結フラッグで「逆進」を表わすことによ
り、第２方向組の中の正反方向組に対する符号割当は削
除することも可能である。

第２代表方向として小立方体に与えた番号をとる方式で
はＣ−１，Ｃ−２，・・・が省略される。

第１代表方向のセグメントチェーン長を例えば８ｂｉｔ
で表わし１代表方向終結フラッグ３ｂｉｔで表わすと、
第２代表方向指定に要する符号量は５ｂｉｔ、第１代表
方向指定に要する符号量は４ｂｉｔ、第２代表方向内の
変動分及び第１代表方向内の変動分はそれぞれ１ｂｉｔ
で表わされるから、第１代表方向内の平均リンク数をｎ
、第２代表方向内の平均リンク数をｍとし、前記１）の
方式では、ｌリンクあたりの平均符号量は（５＋ｌＸｍ
／ｎ＋４Ｘｍ／ｎ＋　（８＋３）ｘｍ／ｎ十ｍ）／ｍ−
５／ｍ＋１６／ｎ＋１゜となり、ｍ＝５ｎ程度の場合１
リンクあたりの所要符号量ばｌ＋１７／ｎであるから、
ｎ＞＞ｌのとき、単純なチェーン符号化法では１リンク
当たリ５ｂｉｔであるのに対し、大幅な符号量圧縮が可
能である。

第９図は本発明の一実施例構成を示し、１は３次元線画
像の点列座標値を順次取り出す画素座標出力器、２はこ
の点列から始点（前の画素と３次元ディジタル空間上で
連結していない画素）を検出する始点検出器、３は始点
座標を符号化する始点座標符号器、４は画素の連結方向
を検出する方向検出器、５．６は連結方向で定まる第２
代表方向成分を格納するレジスタ、７は検出方向と第２
代表方向成分を比較する比較器、８は５，６の第２代表
方向成分から第２代表方向を符号化する符号器、９は７
の比較器によって定まる第２代表方向内の方向ビットを
符号化する符号器、１０は第１代表方向・第２代表方向
の変移・線分の終端等を符号化する代表方向終端フラッ
グ符号器、１１１２は連結方向で定まる第１代表方向を
格納するレジスタ、１３は検出方向と第１代表方向成分
を比較する比較器、１４は１１．１２の第１代表方向成
分から第１代表方向を符号化する符号器、１５は１３の
比較器によって定まる第１代表方向内の方向ビア１・を
符号化する符号器、１６は第１代表方向内の方向成分の
数を数えるカウンタ、１７はカウンタの数に応してチェ
ーン長を符号化する符号器、１８は第１代表方向の方向
ビットを格納するレジスタ、１９ないし２５は符号列送
出端子を表わす。

この動作を説明すると１画素座標出力器１から入力され
た線画像は始点検出器２で始点が検出され、始点座標符
号器３により始点座標が符号化されて始点符号列送出端
子１９より送出される。当該画素が画素列の最初でない
場合及び符号化すべき画素列が終了した場合には、チェ
ーン長符号器１７、第１代表方向方向ビットレジスタ１
８を動作させて、送出端子２４．２５から該符号を送出
するとともに２代表方向Ｖ！端フラッグ符号器１０を動
作させて、終端フラッグ符号を作成し、送出端子２２よ
り送出する。

次に、方向検出器４により画素列の連結方向が順次検出
され、その連結方向が順次第２代表方向成分レジスタ５
，６に順次格納される。この際。

既に格納された代表方向成分と新たに検出された方向が
比較器７で比較され、第２代表方向が定まった場合には
その代表方向を第１代表方向符号器８により符号化され
、第２代表方向の送出端子２０から送出するとともに、
現在の方向が属する代表方向成分は第２代表方向方向ピ
ント符号器９により符号化され、第２代表方向方向ピン
トの送出端子２１より送出される。比較器７は新たに検
出された方向に関しこの比較を繰り返し、現在の第２代
表方向には属するが成分が異なる方向が検出された場合
には第２代表方向方向ビット符号送出を同様に実行させ
る。また、現在の第２代表方向に属さない方向が検出さ
れた場合には、チェーン長符号器１７及び第１代表方向
方向ピットレジスタ１８を動作させてチェーン長符号及
び方向ビット符号を送出端子２５及び２４から送出する
とともに１代表方向終端フラッグ符号器１０を動作させ
て第１代表方向終結符号を送出端子２２より送出させる
とともに、第２代表方向成分格納の動作を繰り返す。

上記第２代表方向処理部に送られた連結方向データは次
に１１ないし１８の第１代表方向処理部で処理される。

第２代表方向処理部と同様に第１代表方向成分が第１・
第２成分レジスタ１１．１２へ格納されるとともに、既
に格納された代表方向成分と新たに検出された方向が比
較器１３で比較され、第１代表方向が定まった場合には
その代表方向を第１代表方向内号器１４により符号化さ
れ、第１代表方向の送出端子２３から送出するとともに
、検出された方向が属する代表方向成分が第１代表方向
方向ピント符号器１５により符号化され、レジスタ１８
に格納される。第１代表方向方向ビット符号器１５にデ
ータが一つ送りこまれると加算カウンタ１６が動作し、
その数がチェーン長符号器１７で符号化される。検出さ
れた方向が現在の第１代表方向に属さない場合、比較器
１３はチェーン長符号器１７を動作させてチェーン長符
号を送出端子２５から送出するとともに第１代表方向方
向ピントレジスタ１８の内容を送出端子２４より送出す
る。さらに該検出方向が現在の第２代表方向内にある場
合には代表方向終端フラッグ符号器１０を動作させて第
１代表方向終結符号を送出端子２２より送出させるとと
もに、上記第１代表方向内分格納手順以下の手順を繰り
返す。

（５）効果の説明 以上説明したように２本発明によれば、線画像を少ない
符号量で符号化できるので、線画像の蓄積・伝送に際し
て、記憶容量・伝送路容量などが小さくてすむ利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）（Ｂ）は方向符号とオクタント番号とを説
明する図、第２図は２次元のセグメントの例、第３図は
本発明の一実施例に用いた画素列の番号付けを説明する
図、第４図は番号付けの例。 第５図は第２代表方向について３次元ディジタル空間に
おける３×３の立方体を２×２の小立方体に分割して対
応させることを説明した図、第６図は第２方向番号付け
の例、第７図は第２代表方向で限定された小立方体にお
ける方向番号付与の一例を示した図、第８図は本発明の
一実施例線画像符号列、第９図は本発明の一実施例構成
図を示す。 Ａは始点座標、Ｂ−１，Ｂ−２，・・・は第２代表方向
、Ｃ−１，Ｃ−２，・・・は第２代表方向内での方向ｂ
ｉ　ｔ、　Ｄ−１，Ｄ−２，・・・は第１代表方向。 Ｅ−１，Ｅ−２，・・・は第１代表方向内のリンク長さ
、Ｆ−１，Ｆ−２，・・・は第１代表方向内での各リン
クの方向ｂｉｔ、Ｇ−１，Ｇ　　２．・・・は代表方向
終結フラッグ、１は画素座標出力器、２は始点検出器、
３は始点座標符号器、４は方向検出器。 ５．６は第１代表方向成分を格納するレジスタ７は比較
器、８は第１代表方向符号器、９は第２代表方向方向ビ
ット符号器、１０は代表方向終端フラッグ符号器、１１
．１２は第１代表方向を格納するレジスタ、１３は比較
器、１４は第１代表方向内号器、１５は第１代表方向方
向ビット符号器、１６はカウンタ、１７はチェーン長符
号器。 １８は第１代表方向方向ビットレジスタ。 いし２５は符号列送出端子を表わす。 １９な 特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）与えられた線画像を符号化する線画像符号化処理
   方式において、 線画像を画素の座標列として出力する出力装置を有し、 各画素の接続方向のうち、予め定めた方向の画素列方向
   の複数個分を組として第１方向とし、さらに、第１方向
   の複数個分を一組として第１の方向組とし複数の該第１
   方向組を第２方向として、 画素列を 第２方向と、 第２方向内での第１方向組の変動分と、 該変動によりきまる第１方向組における第１方向と、 該第１方向内での画素の連結方向の変動分と、画素列長
   と により 連鎖状に線画像を符号化していくようにしたことを特徴
   とする線画像符号化処理方式。
2. （２）上記において１つの第２方向に属する第１方向組
   を１つに定めることにより、第２方向組内での第２方向
   の変動分の記述を省略し、第２方向を第１方向組の組合
   せの限定のみに用いることを特徴とする請求項（１）記
   載の線画像符号化処理方式。