JPH0374781A - 画像データの芯線化処理方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、画像データに基づいて画像の輪郭を抽出して
輪郭ベクトルを生成し、輪郭ベクトルの対を検出して芯
線ベクトルを生成し、この芯線ベクトルの中断点を近接
したちの同士で接続して芯線を統合することにより、画
像データを芯線化すル方法に係わり、特に、芯線ベクト
ルの中断点の接続処理の精度を高めたものに関する。

Ｂ０発明の概要 本発明は、画像データの芯線化処理方法において、芯線
ベクトルの中断点をピックアップしてループを編成し、
各ループにおける短い芯線ベクトルの有効性を判別し、
所定の芯線ベクトルの両端の中断点を除外したうえで中
断点のループを再編成することにより、芯線ベクトルの
接続処理の精度を向上させるものである。

Ｃ９従来の技術 一般に、図面や文書などの画像をイメージスキャナなど
で読み取り、ＣＡＤ　（コンピュータ・エイディト・デ
ザイン）などで取り扱うに適したデータを作成する場合
、輪郭ベクトルを作成し、その輪郭ベクトルを用いて芯
線化を行う手法が採用されている。

この手法によれば、データを圧縮できるのでメそり容量
が小さくて済み、ソフトウェアにより高速に処理を行う
ことができる利点がある。

第１０図に、画像データの芯線化処理手順の概要を示す
。

まず、イメージスキャナなどから白黒に２値化された画
像データを読み込む（同図ステップ■）。

第１１図に画像データおよびその芯線化データの１例を
示す。図（ａ）は画像（原図）を示し、図（ｂ）（Ｃ）
は芯線化された画像を示す。図中、１は輪郭ベクトル、
２は芯線ベクトル、３は中断点、４は接続点を示す。

読み込んだ画像データ（同図（ａ）参照）から白黒の境
界を抽出し、輪郭画素列を作成する（第１０図ステップ
■）。次に輪郭画素列から輪郭ベクトルを生成しく同図
ステップ■）、さらに輪郭ベクトルから芯線ベクトルを
生成する（同図ステップ■）。

第１２図に、芯線ベクタライズ処理手順の概要を示す。

まず、輪郭ベクトルデータを高速に検索できるように、
線情報を構造化する（同図ステップ■）。

次に２本のベアになる輪郭ベクトルを探し出し、輪郭ベ
クトルのベアの中心線に相当する芯線ベクトルを生成す
る（同図ステップ■）。

第１３図は芯線ベクトルの検出を示す。輪郭ベクトルの
ベア１−１．１−２が検出されなくなった時点で、芯線
ベクトル２の生成を中断し、この点を中断点３として記
憶したうえで、新たに輪郭ベクトルのベアの検出を開始
する。この中断点の情報も構造化する（第１２図ステッ
プ■）。

この処理によって画像は、第１１図（ｂ）に示すデータ
に変換される。

この上で、接続対象の中断点を領域探索し、接続処理を
行う（第１２図ステップ■）。第１４図は芯線ベクトル
の接続処理を示す。複数の中断点３−１．３−２がある
場合、各中断点の位置から接続点４を算出し、その接続
点４に基づいて各中断点３−１．３−２を統合する。

複数の中断点を接続処理した場合、それぞれの芯線のセ
クシ冒ンを統合して１つの芯線セクションとする（第１
２図ステップ■）。

この処理によって画像は、第１１図（Ｃ）に示すデータ
に変換される。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 しかしながら前記した画像処理においては、任意の中断
点を接続処理しようとした場合、その中断点の近傍に存
在する他の中断点を領域探索によって探し出して接続処
理を行うが、この際、探索領域の大きさを決定すること
が非常に難しいという問題点があった。

第１５図ないし第１７図は、探索領域と接続処理結果の
関係を示すものである。これらの図において、図（ａ）
は処理対象の画像であり、−点鎖線は適切な大きさの探
索領域を示し、破線は不適切な大きさの探索領域を示す
。図（ｂ）は探索領域の大きさが適切である場合の結果
、図（Ｃ）は探索領域の大きさが不適切である場合の結
果を示す。

第１５図に示すように、中断点３−１を中心とする探索
領域５が小さい場合は、すべての中断点３−１〜３−８
を一点に接続すべきところ、接続されない中断点３−４
〜３−６がでてくる。

一方、第１６図に示すように、２つの分岐点が近接して
いる場合、探索領域５が大き過ぎて、中断点３−１〜３
−３のみを接続すべきところ、中断点３−４も接続して
しまうおそれがある。さらに第エフ図に示すように、異
なる線分の分岐点が近接している場合、中断点３−１〜
３−３のみを接続すべきところ、輪郭ベクトルを飛び越
して、中断点３−４．３−６も接続してしまうおそれが
ある。

また線分の分岐点や交差点などの接続部の近傍では、原
図自体の輪郭ベクトルが乱れている場合が多く、この場
合、短い芯線ベクトルが生じて芯線が曲折するなどして
、接続部の精度が劣化する原因となる。

第１８図は、線分の交差点における芯線ベクトルの乱れ
を示す。線分の交差点が大きくなっている場合、輪郭ベ
クトル１−１〜ｌ−４が生じ、これに伴って芯線ベクト
ル２−１．２−２が生じ、これにより接続処理の精度が
低下してしまう。

また同図（ｂ）に示すように、線分の分岐点においても
、輪郭ベクトル１−１．１−２がある場合、芯線ベクト
ル２−１．２−２が生じ、これにより接続処理の精度が
低下する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、芯線の接続部の精度を高め
た画像データの芯線化処理方法を提供する点にある。

Ｅ、￥Ｓ題を解決するための手段 請求項１に係る発明では、上記の目的を連成するために
、画像データに基づいて画像の輪郭を抽出して輪郭ベク
トルを生成し、輪郭ベクトルの対を検出して芯線ベクト
ルを生成し、この芯線ベクトルの中断点を近接したもの
同士で接続して芯線を統合することにより、画像データ
を芯線化する画像芯線化処理方法において、次の工程を
設けたものである。

■　芯線ベクトルの中断点の周囲の領域で他の中断点を
探索する工程。

■　複数の中断点が探索された場合に各中断点を接続す
るループを編成する工程。

■　同一の芯線ベクトルの両端の中断点が同一のループ
に含まれているか否かを判別する工程。

■　同一の芯線ベクトルの両端の中断点を含むループに
ついては、それらの中断点を除外してループを再編成す
る工程。

■　複数のループが′Ｓ或された場合に、複数のループ
のうちのいずれか２つにわたって、同一の芯線ベクトル
の両端の中断点が含まれているか否かを判別する工程。

■　同一の芯線ベクトルの両端の中断点を含む２つのル
ープについて、各ループにおける中断点の接続点を求め
、各接続点間の距離の長短を判別する工程。

■　前記の接続点間の距離が短い場合には、前記同一の
芯線ベクトルの両端の中断点を除外して、当該２つのル
ープを１つのループとして再編成する工程。

■　ループ毎に中断点の接続点を決定する工程。

■　ループ毎に接続点を中心として中断点の接続を行う
工程。

１０作用 本発明に係る画像データ変換処理方法によれば、中断点
の周囲の領域で他の中断点を探索し、複数の中断点が探
索された場合に、接続処理を行う。

この接続処理においては、各中断点を接続するループを
編成し、編成されたループに基づいて各中断点の接続点
を決定し、この接続点を中心として芯線の統合を行う。

このとき、まず、同一の芯線ベクトルの両端の中断点が
同一のループに含まれているか否かを判別する。同一の
ループに両端の中断点が含まれる芯線ベクトルは、接続
部の近傍に発生する短い芯線ベクトルであり、無視すべ
きものと判断しく第３図参照）、この芯線ベクトルの両
端の中断点を除外してループを再編成する。そして再編
成されたループに基づいて、接続点の決定および芯線の
統合を行う。

さらに、ループ編成処理の結果、複数のループが編成さ
れた場合、同一の芯線ベクトルの両端の中断点が２つの
ループにわたって含まれているか否かを判別する。この
ような芯線ベクトルがあった場合、次の点を判別して、
当該芯線ベクトルの有効性について判断する。

すなわち当該芯線ベクトルの両端の中断点を含む２つの
ループについて、各ループの接続点間の距離の長短を判
別する。この判別の結果、接続点間の距離が短い場合、
当該芯線ベクトルは、接続部の近傍に発生する短い芯線
ベクトルであり（第６図参照）、無視すべきものと判断
し、その両端の中断点を除外したうえで、当該２つのル
ープを１つのループとして再編成する。そして再編成さ
れたループに基づいて、接続点の決定および芯線の統合
を行う。

このように設定領域内に両端の中断点が含まれる芯線ベ
クトルについて、その有効性を判断したうえで、無視す
べき芯線ベクトルの中断点を除外してループを再編成す
ることにより、芯線の接続部の精度を向上することがで
きる。

Ｇ、実施例 以下、図面を用いて、本発明の一実施例に係る画像デー
タ芯線化処理を説明する。

前述のように、画像データ芯線化処理では、読み込んだ
画像データから白黒の境界を抽出して輪郭画素列を作成
し、この輪郭画素列から輪郭ベクトルを生成する。そし
て輪郭ベクトルデータを高速に検索できるように、線情
報を構造化したうえで、２本のペアになる輪郭ベクトル
の中心線に相当する芯線ベクトルを生成する。さらに芯
線ベクトルの中断点の情報も構造化したうえで、中断点
の接続処理を行う。

第１図は、本実施例に係る中断点の接続処理を示す。

まず、構造化された中断点の情報に基づいて、対象とな
っている中断点の近傍の中断点を領域探索する（同図ス
テップ■）。ここで探索領域は、本来接続すべき中断点
がすべて入るように考慮し、比較的大きく設定する。

次に、探索された中断点の数を確認する（同図ステップ
■）。中断点の数が２以上である場合に接続処理を行う
。

接続処理にあたっては、まず、中断点の各種の情報を探
索テーブルに登録する（同図ステップ■）。第２図は、
探索テーブルを示す。探索テーブルには、各中断点のエ
ントリ一番号、芯線セクションへのポインタ、処理マー
ク、ループリンク中断点のエントリ一番号が格納される
。

次に、この探索テーブルを使用して、ループの検出を行
う（第１図ステップ■）。芯線ベクトルセクションの情
報には、芯線ベクトルに対応した輪郭ベクトルに関する
情報が付加されている。中断点の一つから探索を開始し
、他の中断点を順次導き出すことにより、ループの検出
を行う。

他の中断点は、次の手順により導き出していく。

すなわち、ある中断点の芯線ベクトルを導き出し、その
芯線ベクトルから輪郭ベクトルを導き出し、その輪郭ベ
クトルに近接する他の輪郭ベクトルを導き出し、その輪
郭ベクトルに対応する他の芯線ベクトルを導き出し、そ
の芯線ベクトルから他の中断点を導き出す。

次に、検出したループ内に、同一の芯線ベクトルセクシ
ョンを持つ中断点があるかどうかを確認する（同図ステ
ップ■）。

第３図ないし第６図は、各種の中断点接続処理例を示す
。これらの図では、ループの検出の流れを矢印で示し、
各中断点や接続点にはＡ、　　Ｂ・・・を付してそれぞ
れを区別することにする。

第３図（ａ）に示すように、交差点において、短い芯線
ベクトルＡＤ、ＣＢがある場合、「Ｅ→Ｃ→Ｈ−４−Ｄ
４Ｇ→Ｆ→Ａ」のようなループが編成される。

このように１つのループが同一の芯線ベクトルの両端の
中断点を含む場合、その中断点くこの場合、Ａ−Ｄ）に
ついて、探索テーブルに「処理済」の印を付け（第１図
ステップ■）、処理対象から除外したうえで、ループを
再検出する（同図ステップ■）。これにより第３図（ｂ
）に示すように、ｒＥ４Ｆ−Ｇ→Ｈ」のループを編成す
ることができる。

次に、異なるループ間において、芯線ベクトルセクショ
ンを共有する中断点があるかどうかを確認する（第１図
ステップ■）。

第４図に示すように、各ループｒＡ−Ｂ→Ｃ」ｒＤ−４
Ｅ→Ｆ」が同一の芯線ベクトルを共有せず、独立してい
る場合、各ループで接続点Ｘ−，Ｙを求め（第１図ステ
ップ■）、この接続点Ｘ、Ｙに基づいて接続処理を行い
（同図ステップ［株］）、処理した中断点について、「
処理済」の印を付ける（同図ステップ■）。

また第５図（ａ）または第６図（ａ）に示すように、異
なるループが同一の芯線ベクトルの両端の中断点を含む
ことがある。前者の場合、芯線ベクトルＡＢは無視して
はならず、後者の場合、無視すべきである。

このような場合、両者を判別するために、まず、仮の接
続点Ｘ、Ｙを求める（第１図ステップ■）。

次に、接続点Ｘ、Ｙ間の距離を求めて、その長短を判別
する（同図ステップ■）。

この判別の基準としては、例えば芯線ベクトルＡＢに対
応する輪郭ベクトルのベアの間隔ｄを使用することが考
えられる。前者の場合、第５図（ｂ〉に示すように、線
分ＸＹ＞ｄであるので、接続点Ｘ、Ｙを使用して接続処
理を行う（同図ステップ＠）。

一方、後者の場合、第６図（ｂ）に示すように、線分Ｘ
Ｙ＜ｄであるので、中断点Ａ、　　Ｂを処理対象から除
外する（第１図ステップ０）。そしてループを再検出し
く同図ステップ■）、第６図（Ｃ）に示すように、２つ
のループを１つに結合する。

そして接続点Ｘを求めて（第１図ステップ■）、接続処
理に進む。

以上の中断点の接続処理をすべての中断点について実行
する。

ここで、接続点の計算について説明する。第７図ないし
第９図は、中断点と接続点や関係を示す。

第７図に示すように、中断点が２点Ａ、　　Ｂである場
合、各芯線ベクトルの延長線の交点を求め、これを接続
点Ｘとする。

また第８図に示すように、中断点が３点Ａ、　　Ｂ。

Ｃである場合、各芯線ベクトルの角度を求める。

そして角度が小さい（例えば１０’以下）組み合わせを
探す。同図（ａ）に示すように、そのような組み合わせ
２−１．２−３が存在する場合、その一対の芯線ベクト
ル２−１．２−３の中断点Ａ。

Ｃを結ぶベクトルＡＣを考える。そしてそのベクトルＡ
Ｃと、残った芯線ベクトル２−２の延長線との交点を求
め、これを接続点Ｘとする。

もし同図（ｂ）に示すように、角度が小さい芯線ベクト
ルの組み合わせが見付からない場合、３つのΦ断点Ａ、
Ｂ、Ｃを頂点とする三角形ＡＢＣの重心を接続点Ｘとす
る。

さらに第９図に示すように、中断点が４点以上ある場合
、まず、各芯線ベクトルの角度を求め、角度が小さい組
み合わせを探す。そして探し出した組み合わせ毎に、中
断点を結ぶベクトル（新ベクトルという）を考える。

同図（ａ）に示すように、もし探し出した組み合わせが
１組（芯線ベクトル２−１．２−５）の場合、新ベクト
ルＡＥに対する角度が最も９０゜に近、い他の芯線ベク
トル（この場合、芯線ベクトル２−３）を探し、この芯
線ベクトル２−３の延長線と新ベクトルＡＥの交点を接
続点Ｘとする。

また同図（ｂ）に示すように、探し出した組み合わせが
２組（芯線ベクトル２−１．２−３と芯線ベクトル２−
２．２−４）の場合、新ベクトルＡＣ，ＢＤの交点を接
続点Ｘとする。

また同図（Ｃ）に示すように、探し出した組み合わせが
３組以上の場合、新ベクトルＡＤ、ＢＥ。

ＣＦの中から角度が最も９０’に近い組を探し出し、そ
れらの新ベクトルの交点を接続点Ｘとする。

また上記の組み合わせがない場合、角度が最も小さい芯
線ベクトルの対を２組探し出して２つの新ベクトルを求
め、角度が最も９０″に近い新ベクトルおよび他の芯線
ベクトルの組を探す。そして探し出した新ベクトルと芯
線ベクトルの組について、新ベクトルと芯線ベクトルの
延長線との交点を求め、これを接続点とする。

Ｈ０発明の詳細 な説明したように、本発明（ｉ；係る画像データの芯線
化処理方法によれば、中断点の探索領域内に両端の中断
点が含まれる芯線ベクトルについて、その有効性を判断
したうえで、無視すべき芯線ベクトルの中断点を除外し
てループを再編成し、この後、ループに基づいて接続点
を求めて接続処理を行う。

したがって探索領域内に芯線の接続部が複数含まれてい
ても、各接続部の中断点を正確に把握することができ、
芯線の接続部が近接している場合でも、各接続部に対し
正確に接続処理を行うことが可能となる。

しかも芯線の接続部において発生する短い芯線ベクトル
による接続処理の乱れを除去することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る中断点の接続処理を示
すフローチャート、第２図は探索テーブルを示す説明図
、第３図ないし第６図は中断点接続処理例を示す説明図
、第７図ないし第９図は中断点と接続点の関係を示す説
明図、第１Ｏ図は画像データの芯線化処理例を示す説明
図、第１１図は画像データの芯線化処理手順の概要を示
すフローチャート、第１２図は芯線ベクタライズ処理の
概要を示すフローチャート、第１３図は芯線ベクトルの
検出を示す説明図、第１４図は芯線ベクトルの接続処理
例を示す説明図、第１５図ないし第１７図は探索領域と
接続処理結果の関係を示す説明図、第１８図は輪郭ベク
トルの乱れによる芯線の曲折等を示す説明図である。 １・・・輪郭ベクトル、２・・・芯線ベクトル、３・・
・中断点、４・・・接続点、５・・・探索領域。 第２図 第３図 （ａ） （ｂ） 中断点接続処１１１Ｎ 第５図 中断点接続処理例 第７図 中断点と接続点の関係 （ａ） （ｂ） （ｃ） （ｄ） 中断点と接続点の関係 （ａ） （ｂ） 第６図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第９図 中断点と接続点の関係 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第１０図 第１２図 芯線ベクタライズ処理手順 第１１図 面像データおよびその芯線化データ （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第１３図 芯線ベクトルの検出 第１４図 接続処瑠例 第１５図 （ａ） （ｂ） （ｂ） 第１７図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第１６図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第１８図 （ａ） （ｂ） 手続補正書（１）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像データに基づいて画像の輪郭を抽出して輪郭
   ベクトルを生成し、輪郭ベクトルの対を検出して芯線ベ
   クトルを生成し、この芯線ベクトルの中断点を近接した
   もの同士で接続して芯線を統合することにより、画像デ
   ータを芯線化する画像芯線化処理方法において、 芯線ベクトルの中断点の周囲の領域で他の中断点を探索
   し、 複数の中断点が探索された場合に各中断点を接続するル
   ープを編成し、 同一の芯線ベクトルの両端の中断点が同一のループに含
   まれているか否かを判別し、 同一の芯線ベクトルの両端の中断点を含むループについ
   ては、それらの中断点を除外してループを再編成し、 複数のループが編成された場合に、複数のループのうち
   のいずれか２つにわたって、同一の芯線ベクトルの両端
   の中断点が含まれているか否かを判別し、 同一の芯線ベクトルの両端の中断点を含む２つのループ
   について、各ループにおける中断点の接続点を求め、各
   接続点間の距離の長短を判別し、前記の接続点間の距離
   が短い場合には、前記同一の芯線ベクトルの両端の中断
   点を除外して、当該２つのループを１つのループとして
   再編成し、ループ毎に中断点の接続点を決定し、 ループ毎に接続点を中心として中断点の接続を行うこと を特徴とする画像データの芯線化処理方法。