JPH0221629B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像処理装置等における線画像折線近
似処理方式であつて、特に塗りつぶし領域を含む
線画像の線の部分を折線近似し、また塗りつぶし
領域の情報を領域内のすべての点の座標値または
輪郭点系列として抽出し記録可能にした線画像折
線近似処理方式に関するものである。

〔技術の背景と問題点〕

第１６図は本発明が処理対象とする画像の例を
示す。

従来、例えば円を多角形で近似するというよう
に、線図形を自動的に折線近似してデータを入力
するシステムが知られている。例えば、第１６図
イ図示のような設計図面や、第１６図ロ図示のよ
うな地図等は、折線近似することにより、意味あ
るデータの圧縮が可能であり、その折線近似デー
タは、画像の認識や画像の加工などにおいて利用
することも可能である。

しかし、例えば第１６図に示すような塗りつぶ
し領域Ｂを含んだ図形について、線の部分と塗り
つぶし領域Ｂとを明確に区別して抽出することは
困難であり、塗りつぶし領域Ｂを含む線図形か
ら、その細線部の折線近似データを抽出すると共
に、塗りつぶし両域Ｂの座標データまたはそれら
の連結情報を折線近似処理の一貫として抽出する
ことが望まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点の解決を図り、塗りつぶし
領域を含む線画像の線の部分を折線近似し、併せ
て塗りつぶし領域に関する情報を効率的に抽出す
る線画像折線近似処理方式を提供する。そのた
め、本発明の線画像折線近似処理方式は、塗りつ
ぶし領域を含む線図形から構成された２値画像に
ついて折線近似を行う線画像折線近似処理方式で
あつて、幅をもつた画像を順次細めていく処理を
実行する細線化処理部と、該細線化処理部による
細線化処理の反復の途中において所定のマスク処
理を施し、該当する画素値を変更することによ
り、塗りつぶし領域を抽出する塗りつぶし領域抽
出部と、上記細線化処理部による出力結果に対
し、端点抽出用マスクと分岐点抽出用マスクを用
いて、塗りつぶし領域と細線部との境界点を含む
細線化された線図形の端点および分岐点を抽出す
る端点分岐点抽出部と、該端点分岐点抽出部によ
つて得られた端点または分岐点から、連結画素を
たどつて次の端点または分岐点に達するまでの間
を折線化する処理を繰り返すことにより、画像を
折線化する折線化処理部とを備えたことを特徴と
している。

〔作 用〕

本発明は、各種設計図面、地図等、線と塗りつ
ぶし領域とで構成された２値画像について、細線
化を施し、細線化処理内の反復の途中で細線化処
理を一旦停止し、所定のマスク処理を施すことに
よつて塗りつぶし領域を検出し、必要に応じて検
出された塗りつぶし領域の輪郭線を輪郭追跡によ
つて求め、その後、細線化処理を再開して細線化
画像を得る。そして、マスク処理によつて細線図
形の端点および分岐点を求めて記録し、端点また
は分岐点から次の端点または分岐点に達するまで
を弧として、その内部を折線化する処理を繰り返
し、これにより全画像を折線化する。

以上により、例えば第２図イ図示のような２値
原画データから、第２図ロ図示のような折線デー
タＤが得られることになる。また、第２図ロに示
す塗りつぶし領域Ｂに関する情報も得られる。こ
の塗りつぶし領域Ｂに関する情報は、塗りつぶし
領域内に含まれる点座標の集合として得ることが
でき、また輪郭点系列として得ることもできる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ、実施例に従つて説明
する。

第１図は本発明の一実施例構成、第３図は細線
化処理を説明するための図、第４図は細線化処理
部の処理フローチヤート、第５図は塗りつぶし領
域抽出に用いられるマスクの例、第６図は抽出さ
れた塗りつぶし領域の例、第７図は塗りつぶし領
域抽出部の処理フローチヤート、第８図は抽出さ
れた塗りつぶし領域についての後処理説明図、第
９図は端点および分岐点を抽出するマスクの例、
第１０図ないし第１３図は折線近似処理を説明す
るための図、第１４図は折線近似処理のフローチ
ヤート、第１５図は本発明による処理態様の例を
示す。

第１図において、１はメモリに予め用意された
命令をフエツチして実行することにより処理の制
御を行う制御部、２は画像を走査し例えば光の強
弱により画像情報を２値化する画像スキヤナ、３
は２値原画データが格納される２値画像メモリ、
４は幅をもつた画像を順次細めていく処理を実行
する細線化処理部、５は塗りつぶし領域を抽出す
る塗りつぶし領域抽出部、６は細線化された線図
形における端点および分岐点を抽出する端点分岐
点抽出部、７は細線化された線図形について折線
近似を行う折線化処理部、８は各処理部が中間処
理データを格納し使用する作業用メモリ、９は抽
出された折線データや塗りつぶし領域に関するデ
ータが格納される結果格納メモリを表す。

画像スキヤナ２により２値原画データが２値画
像メモリ３に格納され、このデータについて折線
近似を行うとき、制御部１は、まず細線化処理部
４を起動する。細線化処理部４は、幅をもつた画
像を順次細めていき、幅が最終的に「１」になる
ようにする細線化処理を実行するが、この細線化
処理は、従来知られている処理と同様のものでよ
い。即ち、例えば背景を白、処理しようとしてい
る線部分を黒とすると、黒画素の外側（背景との
境界部）から１画素ずつ除去していき、最後にこ
れ以上除去できない状態で残つた部分を細線パタ
ーンとする。従つて、細線化処理部４は、全画面
を走査して、該当する画素を除去するという処理
を反復して施すことになる。

ところで、細線化処理部４による細線化処理の
反復を途中で停止させると、既に細線化されてそ
れ以上細められない部分と、まだ細めることがで
きる部分とが存在することになる。第３図イは、
細線化処理を行う前の２値原画、第３図ロは、細
線化処理途中における画像データ、第３図ハは、
細線化処理終了後の画像データを示している。第
３図ロからわかるように、細線化処理を途中で停
止させることにより、細線化が済んでしまつた部
分と、まだ細線化が終了していない部分とを識別
することができる。

本発明は、この点に着目し、細線化処理の反復
の途中において細線部と塗りつぶし領域との識別
を行う。即ち、細線化処理反復の途中において、
さらに細め処理を続行することができる部分を塗
りつぶし領域と判断する。細線化処理を停止する
回数の分だけ、異なつた線幅の個所を見つけるこ
とも可能である。

第４図は細線化処理部による処理をフローチヤ
ートの形で表したものである。細線化処理部４
は、まず処理１１によつて外側の画素を除去する
細め処理を実行する。そして、処理１２による判
定により、塗りつぶし領域を抽出するか否につい
て判定する。この判定は、例えば予め定められた
回数の細め処理の実行、または予め定められた細
線化の度合を基準として行われる。塗りつぶし領
域を抽出する場合には、処理１３により、後述す
る塗りつぶし領域の抽出処理を実行する。そし
て、処理１４により、除去可能な画素がまだある
か否かを判定し、まだ除去すべき画素がある場合
には、同様に処理１１以下を繰り返す。

塗りつぶし領域の抽出処理は、例えば予め指定
された回数目で細線化処理を一旦停止して行われ
るが、これは塗りつぶし領域抽出部５により、例
えば次のように実行される。

まず第５図イ図示のような３×３画素のウイン
ドウを想定し、このウインドウの中心に黒画素が
くるようにする。このとき、第５図ロないし第５
図ニ図示のパターン（これらの鏡像または回転パ
ターンも含む。以下同様。）に該当すれば、その
ウインドウの中心画素は塗りつぶし領域に含まれ
ていると判断する。すなわち、今、着目している
値１の画素およびその周辺において、第５図ロ〜
ニに示すパターンにおける「１」に対応する部分
が、すべて「１」以上であれば、その中心画素
は、黒画素の塊に含まれると考えることができる
ので、塗りつぶし領域に含まれると判断する。そ
して、その中心画素の画素値を「３」に置き換え
る。なお、第５図ロ〜ニに示すマスクにおける
「０」は、ドント・ケア（don´t care）、すなわ
ち、その位置の画素値は、「１」でも「０」でも
構わないことを意味している。

全画面について、上記３×３のマスク処理が終
わつた時点で、後処理として、画素値「１」の周
囲に、値が「０」または「３」の画素しか存在し
ないものがあるかを調べ、あれば、その画素値を
「１」から「３」に書き換える。これは、第５図
ロ〜ニによるマスク処理の結果で、例えば第５図
ホに示すように、画素値「１」の周囲の画素の値
が、すべて「０」または「３」であるようなパタ
ーンになつたとすると、その中央の値「１」の画
素も、塗りつぶし領域とみなしてよいからであ
る。

全画面を走査することにより、例えば第６図イ
図示のように、画素値「３」の部分が塗りつぶし
領域Ｂとして抽出されることになる。この全点を
記録してもよいし、また周知の輪郭追跡により、
例えば第６図ロ図示のように輪郭点系列を抽出し
て、輪郭のみを記録してもよい。

以上の塗りつぶし抽出の処理をまとめると、第
７図図示の如くになる。まず、３×３マスク処理
２０によつて全面走査を行い、その後、第５図ホ
に示すようなパターンを検出するためのマスク後
処理２１を行う。そして、塗りつぶし領域を全点
記録しない場合には、処理２２により、輪郭追跡
を行い、塗りつぶし領域の輪郭点系列を得る。最
後に処理２３により、第１図図示結果格納メモリ
９に、抽出結果を格納する。

後に行う折線近似処理において、塗りつぶし領
域を折線近似処理の対象に含めるか否かについて
予め選択できる。以下、塗りつぶし領域を折線近
似処理の対象に含める場合を第１のモード、含め
ない場合を第２のモードという。すなわち、第１
のモードは、塗りつぶし領域として抽出された箇
所に対して、そのままさらに細め処理を施すモー
ドである。この場合、画素値「３」の点も細め処
理の対象画素とし、塗りつぶし領域も細めてしま
う。第４図に示す細め処理１１では、画素値が
「０」（白画素）か「それ以外」（黒画素）かのみ
を識別して細め処理を実行する。したがつて、画
素値「１」「２」「３」などは区別されない。最後
には、塗りつぶし領域であつた箇所は、後述する
第１０図ハのように、「３」が連続している点列
となる。塗りつぶし領域の形状は、完全に細くな
つてしまうが、この時点では、既に塗りつぶし抽
出処理において、塗りつぶし領域の輪郭形状が記
録されているので、情報が失われることはない。

第２のモードは、塗りつぶし領域を折線近似処
理の対象に含めないモードであるので、境界点を
除いて塗りつぶし領域（画素値「３」）を画素値
「０」に置き換えて消去する。その結果、後述す
る第１３図イに示すように、塗りつぶし領域の分
だけ途切れた折線パターンが生成される。折線パ
ターンの端点は、画素値「３」として残つていた
点であり、その端点が塗りつぶし領域の境界点に
相当する。どちらのモードにするかは、用途によ
り予め設定されるようになつており、このモード
設定に従つて、塗りつぶし領域を抽出した段階で
以下の処理を実行する。

第１のモードの場合には、塗りつぶし領域を折
線近似処理の対象に含めるため、塗りつぶし領域
をそのままにし、その領域を、次に再び行う細線
化処理の対象にする。これに対し、第２のモード
の場合、領域の輪郭上にあつて、かつ画素値
「１」に接している画素値「３」の点（以下、境
界点という）を除いて、塗りつぶし領域を画面か
ら消去する。即ち、境界点を除く画素値「３」の
部分を画素値「０」にする。

上記第１のモードおよび上記第２のモードのい
ずれの場合にも、境界点にある画素値「３」の部
分を画素値「４」に変更する。第８図は、第１の
モードにおける境界点処理後の画像データの例で
ある。図示黒丸部分が境界点であつて、境界点に
おける画素値が「４」に書き換えられている。

この処理の後、一旦停止していた細線化処理が
再開され、細め処理の繰り返しにより、線幅が
「１」の画像が生成される。

折線近似処理を行うにあたり、まず第９図図示
のマスクにより、細線パターン中の端点および分
岐点の検出を行う。第９図イは端点抽出用マスク
の例であり、第９図ロは分岐点抽出用マスクの例
である。なお、これらのマスクパターンは、マス
クパターンにおける「１」の部分の画素値が
「０」以外の値、即ち「１」、「３」、「４」のいず
れかに対応する場合に、中心の画素が端点または
分岐点とされるものであることを示している。も
ちろん、これらのパターンの鏡像および回転形も
含まれる。これらのマスクパターンに該当した中
心画素の値は、「２」に書き換える。

次に画面を走査することにより、画素値「２」
または「４」の点を探す。そして、見つけた
「２」または「４」の点から連結している画素値
「１」または「３」の点を探し、順次たどつてい
つて、例えば第１０図イないしハ図示のように、
次に画素値「２」または「４」が現れるまでを１
つのパスとして登録する。なお、第１０図ハ図示
のように、画素値「３」のパスが登録されるの
は、第１のモードが選択されている場合である。
見つけられたパス上の画素値「１」または「３」
の点は、処理の重複を避けるため、画素値を
「０」にして消去する。また、周囲に「１」が存
在しなくなつた画素値「２」の点、即ち、探索が
終了した分岐点についても、この点を画素値
「０」にして消去する。

次に上記処理によつて得られた各パスについ
て、以下のように折線近似を施す。

例えば第１１図に示すようなパスについて、Ｐ
点からＱ点まで折線近似を行う場合、Ｐ点からＱ
点に達する各点について弧PQと弦PQとの最大距
離ｈを計算する。そして、距離ｈと所定の閾値Ｈ
とを比較し、その大小によつて、次の処理を行
う。

ｈ＞Ｈのとき、対応するＲ点について、これ
を折線の屈折点とし、同様に弧と弦との距離を
チエツクしていく。

ｈ≦Ｈのとき、弦PQを弧PQの折線近似とし
て採用する。

このように処理することによつて、どの折線に
ついても、弧との距離が閾値Ｈ以下であることが
保証されることになる。

第１１図で説明したＱ点の初期設定の方式はい
くつかあり、予めモードにより定めることができ
る。

第１の方式は、例えば第１２図イに示すよう
に、Ｐ点およびＱ点をパスの両端として設定する
方式である。この方式は近似精度がよいが、他に
比べて時間がかかる。

第２の方式は、第１２図ロ図示のように、Ｐ点
をパスの１端とし、Ｑ点はパス上で、ある画素数
だけ離れた点として設定する。この方式では、Ｑ
点を簡単に定めていくことができる。

第３の方式は、第１２図ハ図示のように、パス
の全長を等分した点をＱ点とする方式である。こ
の方式によれば、ある折線のベクトルの長さが、
他のものに比べて著しく長いというようなものを
なくすことができる。

第１３図イは、塗りつぶし領域Ｂを折線近似の
対象としない第２のモードにおける最終的な画像
データを示しており、第１３図ロは、塗りつぶし
領域Ｂ内についても折線近似の対象とした第１の
モードにおける最終的な画像データを示してい
る。第１３図ロにおける折線データＤ中、Ｄ１は
細線部折線を、Ｄ２は塗りつぶし部折線を表して
いる。このように、折線近似がすべて終了した時
点では、次のような状態になつている。

すべての細線部は、折線近似データになつて
いる。

塗りつぶし領域Ｂと細線部との境界点は、必
ず折線の端点となつている。

塗りつぶし領域内も折線近似の対象に含めた
場合には、他の細線部の折線データと、塗りつ
ぶし部の折線データとは、パス探索の際におけ
る画素値の違い（画素値「１」と「３」）から
区別できる。

折線近似の処理概略を示すと、第１４図図示の
通りである。まず処理３０により、塗りつぶし領
域と細線部との境界点を検出し、その画素値を変
更する塗りつぶし境界処理を実行する。なお、該
処理は、通常、細線化の途中でなされる。次に処
理３１により、端点（分岐点を含む）の抽出が行
われる。その後、処理３２により、各端点が見つ
けられ、処理３３によつて、第１０図に示したよ
うなパス探索がなされる。さらに、処理３４によ
り、例えば第１１図で説明したような折線化の処
理がなされる。処理３２ないし処理３４を画像の
全面について実行し、処理を終了する。

第１５図は、第１図図示実施例による画像デー
タに関する処理態様の例を示している。第１５図
イは、２値画像メモリ３に格納された２値原画で
あり、斜線が施された部分は画素値が「１」、他
の部分は画素値が「０」になつている。

第１５図ロは、細線化処理の途中で塗りつぶし
領域の抽出がなされた後のデータの例である。細
線部である画素値「１」の部分と、塗りつぶし領
域内の画素値「３」の部分と、境界点である画素
値「４」の部分とが示されている。

第１５図ハには、細線化処理の終了時における
データの例が示されている。この例では、塗りつ
ぶし領域内についても折線近似の対象とする第１
のモードが選択されており、最終的に画素値
「３」の部分についても、画素値「１」の部分と
同様に細線化がなされている。

第１５図ニは、第１５図ハ図示のデータについ
て折線化処理を行つた後のデータの例を示してい
る。折線データは、細線ベクトルＶ１と塗りつぶ
しベクトルＶ２とに区別される。なお、塗りつぶ
し領域Ｂに関するデータについては、例えば第１
５図ロに示した状態で別に保存される。以上のデ
ータの読み出し、更新、格納は、第１図図示２値
画像メモリ３、作業用メモリ８および結果格納メ
モリ９等を用いて行われ、結果は必要に応じて、
外部記憶装置（図示省略）に出力される。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、塗りつぶ
し領域を含む線画像の線の部分を折線近似すると
共に、その折線近似を行うための細線化処理の途
中で効率的に塗りつぶし領域の情報を抽出するこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成、第２図は本発
明の作用を説明するための図、第３図は細線化処
理を説明するための図、第４図は細線化処理部の
処理フローチヤート、第５図は塗りつぶし領域抽
出に用いられるマスクの例、第６図は抽出された
塗りつぶし領域の例、第７図は塗りつぶし領域抽
出部の処理フローチヤート、第８図は抽出された
塗りつぶし領域についての後処理説明図、第９図
は端点および分岐点を抽出するマスクの例、第１
０図ないし第１３図は折線近似処理を説明するた
めの図、第１４図は折線近似処理のフローチヤー
ト、第１５図は本発明による処理態様の例、第１
６図は本発明の処理対象となる画像の例を示す。 図中、１は制御部、４は細線化処理部、５は塗
りつぶし領域抽出部、６は端点分岐点抽出部、７
は折線化処理部を表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗りつぶし領域を含む線図形から構成された
   ２値画像について折線近似を行う線画像折線近似
   処理方式であつて、 幅をもつた画像を順次細めていく処理を実行す
   る細線化処理部と、 該細線化処理部による細線化処理の反復の途中
   において所定のマスク処理を施し、該当する画素
   値を変更することにより、塗りつぶし領域を抽出
   する塗りつぶし領域抽出部と、 上記細線化処理部による出力結果に対し、端点
   抽出用マスクと分岐点抽出用マスクを用いて、塗
   りつぶし領域と細線部との境界点を含む細線化さ
   れた線図形の端点および分岐点を抽出する端点分
   岐点抽出部と、 該端点分岐点抽出部によつて得られた端点また
   は分岐点から、連結画素をたどつて次の端点また
   は分岐点に達するまでの間を折線化する処理を繰
   り返すことにより、画像を折線化する折線化処理
   部とを備えたことを特徴とする線画像折線近似処
   理方式。