JPH04113478A - 輪郭画素抽出方式 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ディジタル２値画像から輪郭画素列を抽出し
、この輪郭画素列を直線近似するシステム等において用
いられる輪郭画素抽出方式に関する。

（従来の技術） 一般に、ディジタル２値画像を扱うシステムにおいては
、広がりのある比較的大きな塊状図形の形状の解析や、
図形を少ない容量のデータによって記憶（データ圧縮）
するために、図形境界がつくる閉曲線をすべての成分に
ついて抽出する輪郭線抽出処理が行なわれている。

この輪郭線抽出処理では、元の画像の情報を保持したま
ま、データの形を２次元から１次元に変換することがで
きる。すなわち、座標データ列（直線近似）によって表
現される。

この処理では、まず輪郭線追跡のための追跡開始点を見
付けることから始め、この開始点から次々に追跡済みの
マークを付けながら順に境界を示す画素の追跡を行ない
、追跡を一巡した時点で］。

本の輪郭線を求める。この手順を繰り返し用いることで
、画像中の全ての輪郭線を抽出する。

この方式によっては、８連結または４連結によって輪郭
線を追跡することができる。ここでは、８連結による輪
郭線を追跡する処理について説明する。

■画面左上画素を、追跡開始点を探すためのラスク走査
初期点とする。

■ラスク走査を継続し、まだ追跡済みマークの付いてい
ない１画素を求め、この１画素（境界点）に追跡済みの
マークを付け、追跡開始点Ｘｏとする。ここで、１画素
が存在しない場合には、処理を終了する。

■開始点ＸＯを中央に見る８近傍において、外側輪郭線
を抽出する場合には左下の要素がら反時計回りに（内側
輪郭線の場合は右の要素から時計回りに）調べ、最初の
１画素をＸｌとし、次の境界を示す画素とする。

このとき、８近傍中に１つも境界を示す画素が存在しな
い場合には、この点は意味のない雑音要素（孤立点）と
見なして、■の処理に戻る。

■Ｘ１にマーク付けを行ない、Ｘｌを中央に見る８近傍
において、反時計回りにＸＯの次の画素から順に調べ、
最初に存在する１画素をＸ２とし、次の境界を示す画素
とする。

■Ｘ１からＸ２を求める手順■を繰り返し行ない、次々
に隣接境界点を求める。

このとき、Ｘｎ＋１＝Ｘ１、Ｘｎ＝Ｘｏとなったら、Ｘ
ＯＸｉ・・・Ｘｎ−１が求める１本の輪郭線となる。

■別の輪郭線を求めるため、再び■の処理に戻る。

こうして、８連結による輪郭線を抽出することができる
。４連結による輪郭線の抽出は、８連結の場合における
境界を示す画素の探索順序を変え、４近傍とすることで
実現することができる。

（発明が解決しようとする課題） このような、従来の輪郭線追跡処理の方式では次のよう
な問題があった。

すなわち、８連結により輪郭画素を抽出する方式では、
元の図形等における角を示す画素の一部分が欠けてしま
うことがあった。例えば、ｘｙ座標系で直角に変化する
角点が存在する場合、８連結によって画素を抽出するた
め、この部分が斜め方向に配置された画素によって境界
として表現されてしまう。角点は、図形等の特徴を表す
重要な点（特徴点）であるため、この画素が欠けてしま
うと元の画像を忠実に表すものではなくなってしまう。

また、４連結により輪郭画素を抽出する方式では、図形
の輪郭の形状を表現するために８連結による方式よりも
多くの画素が必要となる。このため、輪郭を示す画素の
列（輪郭画素列）のデータを記憶するためのメモリ容量
が多く必要となってしまう。また、元の形状における斜
めの線が太くなってしまい（多くの画素数によって表現
される）、直線近似の結果が元の画像を忠実に表すもの
ではなくなってしまうという問題があった。

本発明は前記のような点に鑑みてなされたもので、元の
画像を忠実に表わす直線近似を行なうことが可能な輪郭
画素抽出方式を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、ディジタル２値画像から輪郭画素列を抽出す
るシステムにおいて、前記ディジタル２値画像から８連
結の輪郭画素列を抽出し、抽出された輪郭画素列につい
て、所定の条件に基づいて補正し、最終的な輪郭画素列
を求めることを特徴とするものである。

（作用） このような方式によれば、ディジタル２値画像から８連
結により追跡されて得られた図形等の輪郭を示す画素列
について、特徴点を追加（置き換え）することにより、
元の画像を忠実に表すように補正される。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
２図は同実施例に係わる輪郭画素抽出方式の処理手順の
全体を示すフローチャートである。同実施例では、与え
られたディジタル２値画像から図形等の輪郭画素列を抽
出し、この輪郭画素列を直線近似するシステムにおいて
、８連結により追跡を行ない輪郭画素列を抽出する処理
の手順について説明する。８連結による方式であれば、
図形の輪郭の形状を表現するために必要な画素数が４連
結による方式よりも少なくて良く、メモリ容量を有効に
利用することができる。

ここで、説明に用いるディジタル画像の一例を第３図に
示している。なお、第３図における各矩形枠は、画素の
“１”　（黒）を示すものである。

図中、Ｏ”の画素は省略している。

まず、第３図に示すようなディジタル２値画像について
、８連結により輪郭画素を抽出する。輪郭画素の抽出は
、従来の方法と同様にして、外側輪郭線を反時計回り、
内輪郭を時計回りに追跡して行なうものとする。この結
果、第４図に示すような輪郭画素列が抽出される。第４
図は、左上隅が原点のＸＹ座標系で表現されている。

ここで、輪郭画素列を（Ｘｏ、３’ｏ）（Ｘ＋。

ｙＩ）・・・（ｘｆｉ、ｙｎ）によって表わす。この輪
郭画素列について、第２図に示すフローチャートに従っ
て補正を行なう。なお、第２図のフローチャートにおけ
るステップＡ２の詳細な処理手順を第１図のフローチャ
ートに示している。

まず、８連結により抽出された輪郭画素列（Ｘｏ、Ｖｏ
）（Ｘ＋、３／＋）−（Ｘｏ、　ｙ、）について、注目
画素（ＸＩ、ｙｌ）の前後何画素を処理対象とするかを
示すパラメータｋ　（ｋは１以上の整数）をもとに、ｉ
　＝　ｋ　−１，としてｉを設定する（ステップＡＩ）
。

そして、処理対象とする輪郭画素列（Ｘ　Ｉ−に＋＋　
ｒＶ’＋−に＋＋　）　・＝　（Ｘ１＋　　Ｙｌ）（Ｘ
１＋＋　＋　　Ｖｌ＋＋　）−（Ｘ　＋＋に＋　　ｙ＋
＋ｋ）中の注目画素（ｘｌ、ｙ、）の直前に、補正画素
を加えるか否かを判別する判定処理を行なう（ステップ
Ａ２）。この判定処理は、第１図に示すフローチャート
中のステップＢ１〜Ｂ４に示す条件に一致するか否かに
よって判別する。なお、ここでの輪郭画素列は、左上隅
が原点のｘｙ座標系で、外輪郭を反時計回り、内輪郭を
時計回りに追跡して得られたものである。

各ステップにおける条件■〜■を説明するための図を第
５図に示している。

■ステップＢｌ（第５図（ａ）参照） Ｘｌ　＋１子Ｘ　ｌ−１−Ｘ　ｌ−２＝・＝−Ｘｌ−＊
〜１かつ ’／　　１−＋　　＋１＝ｙ＋　　　　−Ｖ　　ｌ＋１
　−−、−３７．十。

このとき、補正画素（ＸＩ＋１．ｙｌ）を輪郭画素列の
（Ｘｌ、ｙｌ）の直前に加える（ステップＢ５）。

■ステップＢ２（第５図（ｂ）参照） Ｘ　１１　＝Ｘ　１−＋　＝Ｘ　ｌ−２＝−＝Ｘ　＋−
＋−＋かつ ｙ　１−＋　　　　１＝ｙ＋　　　　＝Ｖ　　Ｉ＋＋　
　””’　＝　　ｙ　Ｉ十＊このとき、補正画素（ｘｌ
　１．ｙ、）を輪郭画素列の（ｘ　＋　ｒ　　ｙ　１）
の直前に加える（ステップＢ６）。

■ステップＢ３（第５図（ｃ）参照） Ｘｌ１−Ｘ＋　　＝Ｘ１＋＋　−”’＝Ｘ山かつ Ｙ１＋１＝ｙ＋−＋　＝ｙ＋−２”””＝Ｙ＋−に−】
このとき、補正画素（Ｘｌ、Ｙ＋＋１）を輪郭画素列の
（ｘｌ、ｙＩ）の直前に加える（ステラプＢ７）。

■ステップＢ４（第５図（ｄ）参照） Ｘ　＋−＋　＋１　＝Ｘ　ｌ＝Ｘ　ｌ＋１　＝−＝Ｘ　
１＋＊かつ Ｙ　ｌ　　１−ｙＩ−＋　＝ｙｌ−２＝°”　＝　ｙＩ
−ｈ−１このとき、補正画素（Ｘｌ、３’＋　　　１）
を輪郭画素列の（Ｘｌ、ｙＩ）の直前に加える（ステッ
プＢ８）。

以上の処理を、１＝ｎ−にとなるまで、順次ｉの値をｉ
＝ｉ＋ｌとしながら、繰り返し行なう（ステップＡ３．
Ａ４）。

この結果、第４図に示す輪郭画素列に補正画素が加えら
れ、第６図に示すような最終的な輪郭画素列が得られる
。すなわち、第４図中の画素Ｃを（Ｘｏ　＋　　Ｖｏ　
）とすると、画素りの（Ｘ４，３７４）を注目画素とし
たときに、条件■の関係が成立し、第６図中の画素Ｅが
補正画素として（ｘ４．ｙ、ｔ）の直前に加えられる。

同様にして、画素Ｆ、Ｇも補正画素として加えられたも
のである。

こうして、第６図に示すように、８連結により追跡され
て得られた輪郭画素では欠けていた角を示す画素、すな
わち図形等の特徴を表す特徴点が補正されるので、輪郭
画素列をもとにした直線近似の結果が、元の画像を忠実
に表わすものとなる。

なお、前記においては、左上隅が原点のＸＹ座標系で、
輪郭画素の抽出を外側輪郭線については反時計回り、内
輪郭については時計回りに追跡して行なうものとしてい
たが、輪郭画素列が、左下隅が原点のｘｙ座標系で、外
側輪郭線を時計回り、内輪郭を反時計回りに追跡して得
られたものである場合には、条件■〜■と同様にして各
ステップ（Ｂｌ〜Ｂ４）において判別を行なうこともで
きる。ただし、この場合における、各ステップの条件■
〜■を説明するための図は第７図（ａ）〜第７図（ｄ）
に示すようになる。

さらに、輪郭画素列が、左上隅が原点のＸＹ座標系で、
外側輪郭を時計回り、内側輪郭を判時計回りに追跡して
得られたものである場合、または、左下隅が原点のｘｙ
座標系で外側輪郭を反時計回り、内側輪郭を時計回りに
追跡して得られたものである場合には、各ステップＢ１
〜Ｂ４において、次のような条件■〜■によって判別す
る。なお、各場合における条件■〜■を説明する・ため
の図を、それぞれ第８図、第９図に示している。

■ステップＢＩ ＸＩ＋１＝Ｘ＋−＋　””Ｘ＋−２＝−＝Ｘ口かつ ｙ　Ｉ−１１＝ｙ＋　　　　＝　ｙ　＋＋＋　　−・・
・＝Ｙ＋＋＊このとき、補正画素（ｘ＋＋１．ｙＩ）を
輪郭画素列の（Ｘ＋、Ｙ、）の直前に加える（ステップ
Ｂ５）。

■ステップＢ２ Ｘ＋　　　　１＝Ｘ＋−＋　”’Ｘｌ−２＝・・・＝Ｘ
＋−ｋかつ Ｙ＋−１＋１＝ｙ＋　　＝Ｙｚ−＋　＝・・・−ｙ＋＋
＊このとき、補正画素（Ｘ＋　　１．ｙＩ）を輪郭画素
列の（ｘ＋、Ｙ＋）の直前に加える（ステップＢ６）。

■ステップＢ３ Ｘ＋−１＋１−ｘ＋　　ｘＸ、＋、＝゛−−一）（、十
ｋかつ Ｖ＋　＋１−ｙＩ−＋　＝ｙｌ−２−−＝Ｖ＋−ｈ−＋
このとき、補正画素（Ｘ　＋　＋　　Ｙ　＋　＋１）を
輪郭画素列の（Ｘ＋、）’＋）の直前に加える（ステッ
プＢ７）。

■ステップＢ４ Ｘ＋−＋　　　１＝ｘ＋　　　ＷＨ）（、＋、＝”’＝
Ｘ＋＋ｋかつ ）’＋　　　　１−　ｙ　＋−＋　　ＩＩ！　ｙ　、−
２＝、、、＝　ｙ　、−、−。

このとき、補正画素（Ｘ＋、）’＋　　１）を輪郭画素
列の（ｘ　＋　＊　　Ｖ　ｉ）の直前に加える（ステッ
プＢ８）。

なお、輪郭画素列の抽出結果が、配列の形でメモリ中に
保持されることがある。このような場合、補正画素を追
加することが困難となってしまう。

そこで、次のような２つの方式を用いることができる。

第１の方式は、前記した輪郭画素列の抽出方式において
、補正画素（ｘｓ、ｙｂ）を輪郭画素列中の（Ｘ＋、ｙ
Ｉ）の直前に加える代わりに、（Ｘ＋、ｙｌ）を（ｘ、
＋　　ｙｂ　）に置き換えるものである。

第２の方式は、同じく、補正画素（ｘ　ａ　ｒ　　ｙ　
ｂ　）を輪郭画素列中の（ｘ＋、ｙＩ）の直前に加える
代わりに、（ｘｉ−１，ｙｉ−１）を（Ｘ、。

ｙｂ）に置き換えるものである。

この２つの方式では、置き換えによって図形等の特徴を
表す重要な特徴点（角点）を得ることができるので、配
列の形で輪郭画素列が保持されている場合であっても効
果的に輪郭画素列を補正することができる。

このようにして、ディジタル２値画像から輪郭画素列を
抽出し、この輪郭画素列を直線近似するシステムにおい
て、抽出された輪郭画素列に対して図形等の特徴を表す
重要な特徴点（角点）を補正画素として追加（置き換え
）するので、元の画像において角の部分が欠けることな
く直線近似結果を得ることができる。この際、４連結に
よる方式ではなく８連結による方式で得られた輪郭画素
列に対して行なわれるので、図形の輪郭の形状を表現す
るために必要な画素数が少なくて良いためメモリ容量を
有効に利用することができ、また輪郭画素列の斜めの線
が太くなることを防ぎ滑らかに表現できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ディジタル２値画像から
抽出された輪郭画素列に対して、図形等の特徴を表す重
要な特徴点が補正画素として追加することができるので
、輪郭画素列から得られる直線近似結果が元の画像を忠
実に表すものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる輪郭画素抽出方式に
おける判定処理の処理手順を示すフローチャート、第２
図は同実施例に係わる輪郭画素抽出方式の処理手順の全
体を示すフローチャート、第３図はディジタル画像の一
例を示す図、第４図は輪郭画素列の一例を示す図、第５
図及び第７図は条件■〜■を説明するだめの図、第６図
は補正後の最終的な輪郭画素列の一例を示す図、第８図
及び第９図は条件■〜■を説明するための図である。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ａ） （Ｃ） （ｂ） （ｄ） （ａ） （ｂ） （ａ） （Ｃ） （ｂ） 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディジタル２値画像から輪郭画素列を抽出するシステム
   において、 前記ディジタル２値画像から８連結の輪郭画素列を抽出
   し、 抽出された輪郭画素列について、所定の条件に基づいて
   補正し、 最終的な輪郭画素列を求めることを特徴とする輪郭画素
   抽出方式。