JPH0510709B2

JPH0510709B2 -

Info

Publication number: JPH0510709B2
Application number: JP60047435A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Horiuchi; Toshihiko Hata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-03-12
Publication date: 1993-02-10
Also published as: JPS61208181A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、文字や図形などの２次元パターン
の輪郭を抽出する輪郭抽出装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、詳細には刊行物バー・エリク・ダニール
ソン（Per−Erik Danielsson）による「２進及
び非２進の映像に対する改善されたセグメンテー
シヨン及びコーデイング・アルゴリズム（An
Improved Segmentation and Cording
Algorithm for Binary and Nonbinary
Images）」（IBM J.RES.DEVELOP、Vol.26、
No.６、1982年11月）の第698頁〜第707頁に記載さ
れるが、２次元パターンの輪郭を抽出する為に
は、たとえば第１４図に示す様な装置が用いられ
ていた。第１４図において、１４１は画像データ
記憶手段、１４２はラスタ走査型未抽出領域検出
手段、１４３は島輪郭追跡手段、１４４は周囲領
域ラベル記入手段、１４５は領域輪郭追跡手段、
１４６は抽出輪郭ラベル記入手段、１４７は隣接
未抽出領域フラツグ記入手段、１４８は輪郭情報
記憶手段である。ここで、輪郭とは、同じ値を持
つ連結した画素の集合である。又、島とは、第１
２図ａに示す様に、周囲を１つの領域で囲まれた
領域の集合である。例えば、第１２図ａに於い
て、領域Ｂは領域Ａの島であり、領域Ｃ，Ｄ及び
Ｅは領域Ａの島を構成する領域である。また、境
界線とはある領域に含まれる画素と、その画素に
隣接している別の領域に含まれる画素とを隔てる
線を意味し、例えば第１２図ｂに於いて、１２２
が領域Ｅと領域Ｆの境界線である。また、領域
（或は島）の輪郭とはその領域（或は島）の形状
を記述するものであり、例えば第１２図ｂの場
合、領域Ｅの輪郭として、境界線１２２の外側に
接する画素の点列１２１や、境界線１２２の内側
に接する画素の点列１２３、或は領域Ｅと領域Ｆ
の境界線１２２等が考えられるが、その輪郭情報
により領域の形状が再現できるものであればよ
い。

従来装置では、先ず輪郭抽出を行う２次元パタ
ーンを画像データ記憶装置１４１に格納し、この
パターンから未抽出領域検出手段１４２において
ラスタ走査により未抽出領域に含まれる画素を発
見する。次に、発見された画素に付されているフ
ラツグにより、後述の方法で、その画素が含まれ
る未抽出領域が、発見される直前に走査していた
領域の未抽出の島に含まれる領域であるのか、或
は、発見される直前に走査していた領域と同じ島
内で隣接している領域であるかを判定する。前者
である場合は、島輪郭追跡手段１４３により、そ
の画素が含まれる輪郭を含む島の輪郭抽出を行
う。この時、周囲領域ラベル記入手段１４４によ
り、その島の輪郭を形成する境界線の外側に接す
る画素に、島発見直前に走査していた領域のラベ
ル名を記入する。また得られた島の輪郭点列は輪
郭情報記憶手段１４８に記憶する。後者の場合
は、領域輪郭追跡手段１４５において、発見され
た画素を含む領域の輪郭抽出を行う。この時、抽
出領域ラベル記入手段１４６において、その領域
の最も外側の画素に、領域のラベル名を記入す
る。また追跡中、隣接未抽出領域フラツグ記入手
段１４７において、輪郭を形成する境界線の走査
方向側に接する画素がその領域の外側で、且つラ
ベル名が記入されていない場合、その画素に未抽
出領域フラツグを付ける。以下、ラスタ走査を第
１３図で示す方向に行う場合を想定し、第１５図
のフローチヤート及び第１６図〜第１８図のパタ
ーン例を用いて従来装置の動作を詳しく説明す
る。

第１６図のパターンにおいて、（１，１）の画
素が含まれる値０の領域のラベル名をＡとする。
（１，１）から第１３図の方向にラスタ走査を行
うと、ラスタ方向に隣接する画素の値が変化する
点（以下変化点と記す）が座標（２，３）で発見
され、第１５図のステツプ（1511）に進み、島輪
郭追跡を行う。この時、変化点発見の直前に走査
していた領域、即ち（１，３）が含まれる領域は
Ａであつたので、ステツプ（512）に於いて第１
７図に示す様に島の輪郭を形成する境界線の外側
の画素にラベル名Ａを記入していく。輪郭情報
を、領域間の境界線の変位方向が第６図の様なチ
エーン符号で表現された境界線の点列データとし
て抽出するものとすると、第１７図のチエーン１
即ち、始点（２，３）変位０，０，０，０，０，
３，３，３，３，３，２，２，２，２，２，１，
１，１，１，１がこの追跡により島の輪郭情報と
して得られる。また島輪郭追跡時にステツプ
（1514）に於いて島の輪郭を形成する境界線の走
査方向側に接している島内部の画素に〇印を付し
たように未抽出領域フラツグを記入しておく。

島の輪郭追跡が終了し、ラスタ走査を再開する
と直ちに未抽出領域フラツグの付いた画素（２，
３）を発見し、ステツプ（1504）〜（1509）に於
いて変化点（２，３）を含む新しい領域の輪郭追
跡を行う。この新領域のラベル名をＢとすると、
ステツプ（1505）に於いて、画素（２，３）が含
まれる値１の領域の内側の輪郭の画素にラベルＢ
を記入していく（第１８図）。又、領域Ｂの輪郭
を形成している境界線のラスタ走査方向側に接し
ていて、領域Ｂの外側の領域である画素でラベル
名が記入されていない画素、即ち（５，５）、
（５，６）、（５，７）に〇印を付したように未抽
出領域フラツグを記入する。この領域輪郭追跡に
より、領域Ｂの輪郭として第１８図のチエーン２
即ち、始点（２，３）変位０，０，０，０，０，
３，３，２，２，３，３，３，２，２，２，１，
１，１，１，１が得られる。この時、輪郭情報記
憶手段１４８に領域Ｂが領域Ａの島を形成する領
域でその島の輪郭がチエーン１である事を記録し
ておく。領域Ｂの輪郭追跡が終了すると再び画素
（２，３）からラスタ走査を再開する。次に画素
（８，４）で変化点が発見される。そこで島輪郭
追跡を行い、島の輪郭チエーン３即ち、始点
（８，４）変位０，０，３，３，２，２，１，１
を得る。この時パターンには第１８図の様にラベ
ル名或は未抽出領域フラツグが記入されている。
次に画素（８，４）から領域輪郭追跡を行う事に
より、値３の領域Ｃの輪郭チエーン４即ち、始点
（８，４）変位０，０，３，３，２，２，１，１
が得られる。そして、領域Ｃが領域Ａ内の島を形
成する領域で、その島の輪郭がチエーン３である
事を輪郭情報記憶手段１４８に記憶する。再びラ
スタ走査を行うと、画素（５，５）で未抽出領域
フラツグ付画素を発見する。未抽出領域フラツグ
は、その画素が含まれる領域が、その直前に走査
していた領域即ちＢと同じ島内で隣接している事
を示している。そこで、その画素が含まれる領域
の輪郭追跡を行う。これにより、値２の領域Ｄの
輪郭としてチエーン５即ち、始点（５，５）変位
０，０，３，３，３，２，２，１，１，１が得ら
れる。また、領域Ｂと領域Ｄが同一の島内で接続
している事を輪郭情報記憶手段１４８に記憶して
おく。

以上の処理より、輪郭情報として、第１６図の
２次元パターンを構成している領域Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄも輪郭を形成する境界線の点列データと、各領
域間のトポロジカルな接続関係が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明したように従来の装置では、未抽出領
域を発見した時点で、その領域の輪郭を隣接領域
との関係を考慮せずに、一連の閉じた点列として
抽出しており、第１９図の様な場合、領域Ａの輪
郭Ｃ１と領域Ｂの輪郭Ｃ２とを別々の点列として
輪郭情報に記憶する事になる。従つて、領域Ａと
領域Ｂが接している境界部分P₁P₂は領域Ａにと
つても領域Ｂにとつても同一の図形部分を指して
いるにもかかわらず、同一の図形部分P₁P₂を重
複して輪郭情報として記憶している事になる。こ
のような領域の輪郭は全て反対側に別の領域が接
しているものであるから、領域間の境界線部分を
全て重複して記憶する事になり、そのため輪郭情
報の記憶容量が大きくなるという問題点があつ
た。

この発明は上述した問題点を解決するためにな
されたもので、領域の境界線をセグメント化し各
セグメントとこのセグメントを輪郭の一部として
有する領域とを対応付ける事により、境界線の点
列データを重複して記憶する事なく領域の輪郭情
報を作成できる輪郭抽出装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る輪郭抽出装置は、輪郭抽出対象
となる画像を格納する画像メモリと、領域のうち
輪郭を抽出していない領域を未抽出領域として検
出する未抽出領域検出手段と、複数の領域のうち
の隣接する２つの領域を分割している境界線を未
抽出領域の輪郭として追跡する境界線追跡手段
と、境界線上で３つ以上の領域が接している分岐
点を検出する分岐点検出手段と、分岐点毎に分割
して抽出される境界線部分即ちセグメントとこの
セグメントを輪郭の一部とする２つの領域とを対
応付けるためのセグメント情報を生成する領域セ
グメント対応手段と、セグメント情報を格納する
セグメント情報記憶手段とを備え、領域セグメン
ト対応手段は、未抽出領域の輪郭の一部として抽
出されたセグメントが初めて抽出された場合に
は、このセグメントを新たなセグメントとしてセ
グメント情報に登録すると共に、このセグメント
を輪郭の一部とする領域の１つとして未抽出領域
をセグメント情報に登録し、未抽出領域の輪郭の
一部として抽出されたセグメントが既に抽出され
てセグメント情報に登録されている場合には、こ
のセグメントを輪郭の一部とするもう１つの領域
として未抽出領域をセグメント情報に登録し、未
抽出領域検出手段は、セグメント情報に登録され
たセグメントのうち輪郭の一部とする領域が１つ
しか登録されていないセグメントがある場合に
は、このセグメントを輪郭の一部とするもう１つ
の未登録の領域を未抽出領域として検出し、セグ
メント情報に登録された全てのセグメントに対
し、各セグメントを輪郭の一部とする２つの領域
が全てセグメント情報に登録されるまで、未抽出
領域を繰り返し検出するものである。

又、この発明に係る輪郭抽出装置の領域セグメ
ント対応手段は、未抽出領域の輪郭の一部として
抽出されたセグメントが抽出済み領域内に含まれ
る島の輪郭である場合には、このセグメントを新
たなセグメントとしてセグメント情報に登録する
と共に、このセグメントを輪郭の一部とする２つ
の領域として、島を構成している未抽出領域と島
を含んでいる抽出済み領域とをセグメント情報に
登録し、未抽出領域検出手段は、抽出済み領域内
に未抽出の島が含まれる場合にはこの島を未抽出
領域として検出し、セグメント情報に登録された
全てのセグメントに対し、各セグメントを輪郭の
一部とする２つの領域が全てセグメント情報に登
録され、且つ全ての島が検出されるまで、未抽出
領域を繰り返し検出するものである。

〔作用〕

この発明においては、画像メモリ内の画像を構
成する領域のうちの各２つの領域を分割している
境界線を検出し、この境界線を追跡して３つ以上
の領域が接している分岐点を検出し、２つの分岐
点間の境界線部分をセグメントとして分岐点毎に
分割する。

又、或るセグメントとこのセグメントを輪郭の
一部分として有する２つの領域を対応付けること
により、１つのセグメントに関する点列データを
重複することなく一組だけ抽出して記憶し、この
セグメントを輪郭の一部分として有する各２つの
領域から点列データを参照可能にする。

〔実施例〕

第１図はこの発明による輪郭抽出装置の一実施
例の全体構成図である。ここで分岐点とは、３つ
以上の領域が接している境界線の分岐点を意味す
る。例えば第４図に於いて、P₁〜P₆は分岐点で
ある。又、例えば第４図の領域Ｂの輪郭を形成し
ている２つのセグメントの様に、始点と終点の分
岐点の組合せは同一であるが、その間の点列が異
なるセグメントを区別する為に、ある領域の輪郭
の一部を形成しているセグメントを、その領域の
輪郭を時計回りに追跡した時の始点となる分岐点
と終点となる分岐点を、始点終点の順に並べる事
により表記する事にする。例えば、第４図の領域
Ｂの輪郭は、領域Ａと接しているセグメント
P₂P₁と、領域Ｃと接しているセグメントP₁P₂と
で構成されていることになる。ここで、１つのセ
グメントにより分割される領域は２種類だけであ
る事を注意しておく。

第１図において、１０は対象画像を格納する画
像データ記憶手段としての画像メモリ、１１は対
象画像内の未抽出の領域を検出する未抽出領域検
出手段、１３は対象画像を構成する各領域のうち
の２つの領域を分割している境界線を追跡して点
列データを得る境界線追跡手段、１４は追跡中の
境界線上で３つ以上の領域が接している分岐点を
検出する分岐点検出手段である。

１２は分岐点間の境界線部分即ちセグメントと
未抽出領域とを対応付ける領域セグメント対応手
段であり、１つのセグメントとこのセグメントを
輪郭の一部分として有する領域とを対応付ける。

１７は領域セグメント対応手段１２から得られ
るセグメント情報を記憶するセグメント情報記憶
手段であり、セグメント情報は未抽出領域検出手
段１１にフイードバツクされる。

１５はセグメント情報記憶手段１７と共働する
抽出済セグメント判定手段であり、境界線追跡手
段１３及び分岐点検出手段１４によつて抽出され
たセグメント、又は、これから抽出しようとする
セグメントが既に抽出済であるか否かを判定し、
抽出済である場合には、セグメント情報記憶手段
１７に記憶されているどのセグメントに相当する
かを判定することにより、同一のセグメントが２
重に記憶されることを防止する。

１６は境界線追跡中に抽出されたセグメント名
を領域情報として記憶する領域情報記憶手段であ
り、領域セグメント対応手段１２により対応付け
られた領域と、この領域の輪郭を形成するセグメ
ントとの対応関係を記憶する。

この実施例では、画像メモリ１０により記憶さ
れている画像内の未抽出領域の輪郭上の一点（以
下輪郭点と記す）を未抽出領域検出手段１１によ
り検出し、この未抽出領域の輪郭情報として、領
域情報とセグメント情報を３つの手段１２，１
３，１４によつて作成するようになつている。即
ち、先ず、境界線追跡手段１３によつて未抽出領
域検出手段１１で検出された輪郭点からその未抽
出領域の境界線を追跡する。追跡中、分岐点検出
手段１４において、境界線の未抽出領域の反対側
に接している領域の種類を監視して分岐点を検出
し、境界線をセグメント単位に分割する。抽出さ
れたセグメントが既に追跡され、セグメント情報
記憶手段１７に記憶されているものであるかどう
かを抽出済セグメント判定手段１５によつて判定
し、未抽出と判定された場合は、そのセグメント
の点列データと、このセグメントに接続している
現在輪郭抽出を行つている領域名をセグメント情
報記憶手段１７に記憶する。また、抽出済と判定
された場合は、セグメント情報記憶手段１７に記
憶されている該当セグメントデータに、現在輪郭
抽出を行つている領域名を付加する。この時、そ
のセグメントに接続している２つの領域名が揃つ
たことになる。境界線追跡手段１３によつて未抽
出領域の境界線の追跡が終了した時点で、領域セ
グメント対応手段１２により追跡中に抽出された
セグメント名を領域情報として領域情報記憶手段
１６に記憶する。次に未抽出領域の検出を行うの
であるが、先にも述べた様に、セグメントは必ず
２つの領域に接している。従つて、少なくとも、
セグメント情報記憶手段１７に記憶されているセ
グメントの中で、接続している２領域が揃つてい
ないセグメントが存在する限り画像メモリ１０の
画像の中に未抽出領域が存在しているはずである
ので、未抽出領域検出手段１１において未抽出領
域の検出を行う。又、セグメント情報記憶手段１
７に記憶されているセグメントの全てについて、
接続する２領域が揃つているとしても、第４図の
領域Ｆの様に、ある検出内の島を形成する未抽出
領域が存在する可能性があるので、これも未抽出
領域検出手段１１によつて検出する。この島を形
成する未抽出領域検出については後で詳しく述べ
る。

第２図は、この発明による輪郭抽出装置のシス
テム構成を示すものである。図中、２０は処理対
象となる画像データを画像メモリ１０に入力する
画像入力部である。２１は処理データを一時的に
収納するための記憶装置で、この実施例ではラン
ダムアクセスメモリ（RAM）（ワーキング
RAM）を使用している。２２はこのシステムを
制御する制御プログラムおよびデータを処理する
為の処理プログラムを格納する為の記憶装置で、
この実施例では、リードオンリーメモリ
（ROM）（プログラムROM）を使用している。
２３は中央処理装置（CPU）である。なお、第
２図において、第１図と同一符号は同一又は相当
部分を示す。

次に上記実施例の動作を、第３図〜第９図を参
照しながら説明する。

第３図は、第２図のプログラムROM２２に収
納されているデータ処理プログラムフローチヤー
ト、第４図は輪郭抽出を行うパターンの例、第５
図は第２図の画像メモリ１０に収納されている画
像データの状態をそれぞれ示す。第５図は第４図
の表示画素状態を示し、フレーム状の画像の周囲
に付している数字は、画素間の境界線の座標を示
す。以後境界線の追跡点をこの座標で示す。第３
図に於いて、スタート時、ステツプ（300）は無
条件に通過し、ステツプ（301）において、初期
状態として、これから輪郭抽出を行う領域のラベ
ル名をＡ、境界線追跡開始点をPo（１，１）とす
る。ここで、境界線追跡の方向は右回りとし、セ
グメントの点列データは、分岐点の始点の座標と
それに続く境界線の変位方向を第６図の符号で示
すチエーン符号で表現することとする。また、こ
の時、追跡開始点が分岐点ではない事を記憶して
おく。ステツプ（302）により追跡を開始する。
ステツプ（303）におけるセグメントの抽出未抽
出の判定方法については後で詳しく述べるが、こ
の場合分岐点から追跡を開始していないので、ス
テツプ（303）は未抽出セグメントと判定し、ス
テツプ（304）に進む。現在の追跡位置は、開始
点（１，１）からステツプ（304）で画素座標
（２，１）に進んでいる。ステツプ（305）では現
在追跡中の境界線の座標がステツプ（301）で検
出された開始点と一致した時追跡終了となる。現
在の追跡点の座標は開始点とは異なるのでステツ
プ（306）に進む。このステツプでは現在の追跡
点の周囲の４画素の内、現在輪郭追跡を行つてい
る領域に含まれる画素を除く画素の値が２種類以
上存在する場合、即ち現在抽出中の領域を含めて
３種類以上の領域が接している場合に、その追跡
点が分岐点であると判定する。追跡点（２，１）
では、現在抽出中の領域Ａの値０を持つ２つの画
素以外の２画素はいずれも画像外の領域（以下フ
レームと記す）であるので分岐点ではないと判定
され、再びステツプ（304）に戻り追跡を続行す
る。処理を続けていくと、第５図の画像の周囲の
境界線を、ステツプ（304）、（305）、（306）を繰
り返すことにより抽出し、追跡点が（１，１）に
きた時、ステツプ（305）に於いて追跡終了判定
がなされステツプ（311）に進む。ステツプ
（311）では、境界線追跡開始点と領域情報によつ
て第７図に示した３種類の処理を選択する。

即ち、境界線追跡開始点が分岐点ではなく、且
つ現在輪郭抽出を行つている領域の輪郭情報とし
て１つもセグメントが得られていない場合は（第
７図に相当）、その領域が、それだけで島を形
成している場合に相当しており、境界線追跡開始
点から再び境界線追跡開始点に遭遇するまで、境
界線を追跡する事により得られた点列データを１
つのセグメントとする。この場合、このセグメン
トのみによりその領域の輪郭が形成されている事
になる。

第７図の場合、即ち境界線追跡開始点が分岐
点ではなく、且つ現在輪郭抽出を行つている領域
の輪郭を形成するセグメントとして少なくとも１
つ以上のセグメントが領域情報に記憶されている
場合、その領域の輪郭上に少なくとも１つの分岐
点が存在しているので、最後に検出された分岐点
を始点とし、この分岐点から境界線追跡開始点ま
でに抽出された点列データと、境界線追跡開始点
から最初に発見された分岐点までの点列データを
合わせたセグメントが、その領域の輪郭を形成す
るセグメントの１つになる。

また、第７図の場合は、最後に検出した分岐
点から、境界線追跡開始点である分岐点の間の境
界線が、その領域の輪郭を形成するセグメントの
１つとなる。

第５図の例に於いて、画像の周囲の境界線を追
跡し、再び画素座標（１，１）に戻つてきた場合
は第７図の場合に相当するので、境界線追跡開
始点から今までに抽出してきた点列データ１つの
セグメントとし、セグメント情報記憶手段１７に
セグメント１として記憶する。この場合、第８図
の様に、セグメントに接している領域としてＡと
フレームを同時に記憶しておく。ステツプ（312）
では、領域Ａの輪郭線を形成するセグメントとし
てセグメント名Ｓ１を領域情報記憶手段１６に第
９図の様に記憶しステツプ（300）に戻る。

ステツプ（300）に於いて、それまでに登録さ
れているセグメントの中で接続領域が２つ揃つて
いないものが存在すれば、そのセグメントに接続
する未抽出領域が存在すると判定し、ステツプ
（301）ではこのセグメントの始点を次の境界線追
跡開始点とする。また、登録済のセグメントが全
て、接続領域が２つ揃つている場合は、既に輪郭
抽出済の領域の中の島の検出を行う。島の検出方
法については後で詳しく述べるが、島が発見され
た場合その島の輪郭を形成する境界線上の１点を
境界線追跡開始点とする。但し、島が存在しない
画像を対象とする場合、この処理は必要なく輪郭
抽出処理は終了する。この例では、現在登録され
ているセグメントは１だけであり接続領域は２つ
揃つているので、領域Ａ内の島の検出を行う。例
えば領域Ａ内を第１３図に示した方向のラスタ走
査を行う事により島の輪郭上の点（８，２）を検
出し、これを境界追跡開始点とする。ステツプ
（304）、（305）、（306）により境界線追跡を続けて
いくと、分岐点P₁（13，８）を発見しステツプ
（307）に進む。現在追跡してきた点列の始点は
（８，２）で分岐点ではないので、ステツプ
（313）に於いて抽出してきた点列を一担スタツク
に収納し、ステツプ（302）に戻る。次に、分岐
点P₁を始点として境界線追跡を続行すると（４，
８）で再び分岐点P₂を発見する。この時、追跡
してきた点列の始点は分岐点P₁であつたので、
この点列データをステツプ（308）でセグメント
Ｓ２として、現在輪郭抽出中の領域名Ｂと合わせ
てセグメント情報記憶手段１７に記憶し、ステツ
プ（309）に於いて領域Ｂの領域情報にセグメン
ト名Ｓ２を記憶する。

追跡を続行していくと境界追跡開始点（８，
２）に戻つてくる。この場合、境界追跡開始点は
分岐点ではない。又領域Ｂの輪郭情報としてセグ
メントＳ２が既に記憶されているので第７図の
場合に相当し、先にスタツクに収納しておいた境
界点（８，２）から（13，８）までの点列データ
を、現在抽出してきた境界点（４，８）から
（８，２）までの点列データに追加しステツプ
（311）に於いてセグメントＳ３として記憶する。
この時このセグメントの領域Ｂと反対側に接続す
る領域（以下反対側領域と記す）は既に抽出済領
域Ａである（この判定方法については後の島検出
方法の説明の中で述べる）のでこれも合わせて記
憶する。又、ステツプ（312）に於いて領域Ｂの
領域情報にセグメント名Ｓ３を記憶し、ステツプ
（300）に戻る。

この時点で登録されているセグメントの中で、
セグメントＳ２は接続領域が１つしか登録されて
いない。そこで、セグメントＳ２に接続している
領域Ｂでない、値が２である領域Ｃの輪郭抽出を
境界線（13，８）から開始する。領域の輪郭は右
廻りに抽出しているので、境界線（13，９）の方
向に追跡を行つていくと、分岐点P₃（８，14）、
P₄（８，12）、P₅（５，12）、P₆（５，14）、P₂（４，
８）が発見され、点列P₁P₃をセグメントＳ４、
P₃P₄をセグメントＳ５、P₄P₅をセグメントＳ６、
P₅P₆をセグメントＳ７、P₆P₂をセグメントＳ８
として各々セグメント情報に登録する。この中で
セグメントＳ４とセグメントＳ８は、領域Ｃの反
対側領域が既に抽出済の領域Ａであるのでこれも
合わせて記憶する。更に追跡を進めて得られるセ
グメントP₂P₁は、既に領域Ｂの輪郭抽出によつ
て抽出されたセグメントＳ２である事をステツプ
（303）で判定し、ステツプ（310）に進む。ここ
では、セグメント情報にセグメントＳ２の２つ目
の接続領域として領域Ｃを記憶し、更に追跡位置
をセグメントＳ２の開始点（13，８）に移動す
る。ステツプ（314）において、画素座標（13，
８）は領域Ｃの境界線追跡開始点であつたので、
ステツプ（312）によつて領域情報にセグメント
名Ｓ２を加える。

領域Ｃを、セグメントＳ２に接続する領域Ｂの
反対側領域として輪郭抽出を行つたのと同様に、
セグメントＳ５に接続する領域Ｃの反対側領域Ｄ
も輪郭抽出を行う。これにより新たにセグメント
Ｓ９，Ｓ１０が抽出される。また、同様に、セグ
メントＳ６に接続する領域Ｃの反対側領域として
領域Ｅの輪郭抽出を行う。この時、セグメントＳ
１０に接続する領域Ｄの反対側領域がＥである事
が判明する。

領域Ｅの輪郭抽出が終了した時点で登録されて
いるセグメントは全て接続する２領域が揃つてい
るので、領域Ｂ〜Ｅの中の島の検出を行い、領域
Ｃ内の島を発見する。この島の輪郭を形成する境
界線上の１点（10，９）から輪郭抽出を行い、セ
グメントＳ１１、及び領域Ｆを抽出する。

次に第１０図を用いて、第３図ステツプ（300）
においてある領域内に存在している島を検出する
方法を説明する（末永康二（日本電信電話公社横
須賀電気通信研究所）「連結領域のぬりつぶし及
び番号づけに関する一考察」IE78−10、第35頁
〜第44頁参照）。第１０図ａの様に領域Ａの内部
に存在する島Ｘを検出する場合、先ず、領域Ａの
輪郭点（101）から、領域Ａの輪郭抽出を行い境
界線より１画素だけ内側の画素に、この領域の最
も外側の画素である事を示し且つ後述のラスタ走
査時に、領域の内部か外部かを判定する情報を有
するふちどり点フラツグを記入していく。その後
領域Ａを囲む矩形領域をラスタ方向に走査して、
このふちどり点フラツグにより、領域Ａの外部か
内部かを判定し、ラスタ走査方式に領域Ａの内部
に抽出済領域である事を示すフラツグｆを記入し
ていく。このラスタ走査の途中で領域Ａの内部で
あり、且つ領域Ａの値と異なる値を有する画素を
発見した時、その画素は島Ｘに含まれる画素であ
るので、この画素を島の輪郭点として記憶してお
き、この画素の直前の島Ｘの外側の画素（102）
から出発して、島Ｘのまわりを追跡しふちどり点
フラツグを記入していく。島Ｘの外側のふちどり
点が終了すると再びラスタ走査を行い領域Ａの内
部にフラツグｆを記入していく。

島Ｘの周辺を詳しく見たとき、第１０図ｃの様
になつていたとする。即ち、島Ｘを囲む領域Ａの
値は０で、島Ｘは値１の領域Ｂと、値２の領域Ｃ
と値０の領域Ｄとで形成されている。ラスタ走査
により領域Ａの内部にフラツグｆが記入された
時、島Ｘの付近は第１０図ｄの様になつている。
またラスタ走査時に発見された島の輪郭点は第１
０図ｃの画素Ｐに相当し、島Ｘのふちどりを開始
した第１０図ｂに示す外側の画素（102）は画素
Ｑに相当する。そして島Ｘ内の領域の輪郭抽出を
行う時、画素Ｐと画素Ｑの間にある。島Ｘの輪郭
を形成する境界線上の点X₁或はX₂を境界線追跡
開始点とする。島Ｘ内の領域の輪郭抽出を行つた
時、領域Ｂの輪郭の一部であるセグメントX₄X₃
と、領域Ｃの輪郭の一部であるセグメントX₃X₄
は、各々そのセグメントが接続している反対側領
域の画素にフラツグｆが記入されているので、セ
グメント情報にセグメントを登録する時に、反対
側領域として島Ｘを囲む領域Ａを同時に登録す
る。

次に、第３図ステツプ（303）について詳しく
説明する。例えば、第５図の例において、領域Ｂ
の輪郭抽出によつてセグメントＳ２（P₁P₂）を
抽出する際にセグメントＳ２上の各点に抽出済フ
ラツグを付けておく。領域Ｃの輪郭抽出に於い
て、再びこのセグメントＳ２を追跡しようとした
場合、分岐点P₂（４，８）から境界線上の点
（５，８）へ進むと、この境界線上の点（５，８）
には抽出済フラツグが付されている。そこで次の
分岐点P₁を発見するまで無条件に追跡を進める。
分岐点P₁に到達した時、最終の追跡方向は右向
きである。領域の輪郭の追跡方向を必ず一定にし
ておけば、先にこのセグメントを追跡した時の追
跡方向は、現在追跡してきた方向の逆であると言
える。従つてこのセグメントは先に分岐点P₁か
ら左向きに追跡されたものであると言える。そこ
で第８図のセグメント情報から、始点（13，８）、
第１の点列符号が左向きの“２”であるセグメン
トを検索する。セグメントは始点と第１の点列の
方向によつて一義的に決定する事ができ、この場
合セグメントＳ２であつた事が解かる。

以上説明したように、この発明によれば境界線
追跡手段１３、分岐点検出手段１４に於いて領域
間の境界線を分岐点によつてセグメント化し、領
域セグメント対応手段１２により各セグメントデ
ータと、このセグメントを輪郭の一部として有す
る領域とを対応付け、この領域に共通の点列デー
タとして記憶する様にし、抽出済セグメント判定
手段１５によつて画像内の同一図形部分の点列デ
ータを重複して記憶しないようにしたので、画像
の領域の輪郭情報の記憶容量を削減する効果があ
る。

また、この発明によれば、領域情報記憶手段１
６に領域の輪郭情報を、セグメント列として記憶
しており、セグメント情報記憶手段１７に記憶さ
れている各セグメント情報にはそのセグメントに
接している２つの領域を明記している為、その領
域がどの領域に対して輪郭のどの部分で接してい
るかということが詳しく分かるうえ、位置的な情
報を含んだ隣接関係を得る事ができる。

また、セグメント情報記憶手段１７には、セグ
メントが抽出された時に輪郭抽出を行つていた領
域名を、そのセグメント点列と共に記憶している
ので、再びそのセグメントを別の領域の輪郭の一
部分として抽出した時に、そのセグメントがどの
領域との境界線であるかはセグメント情報を参照
すれば明らかである。従つて、領域間の接続関係
を得る為に従来の様に画像メモリ上に領域のラベ
ルを記入する必要がない。この事により、輪郭抽
出に必要な画像メモリの容量を大幅に削減する事
ができる。

なお、上記実施例では、第３図のステツプ
（303）において、抽出済フラツグを用いて抽出済
セグメントの判定を行つていたが、抽出済セグメ
ント判定手段の別の実施例を以下に挙げる。

先ず、その１つは、あるセグメントを抽出した
時に、セグメント情報としてそのセグメントの終
点座標も記憶しておくようにする。そして、境界
線追跡中に分岐点を検出すると、その分岐点を終
点とするセグメントをセグメント情報から抽出し
てくる。もしその様なセグメントが登録されてい
なければ、これから追跡しようとするセグメント
は未抽出セグメントである。もし、その様なセグ
メントが存在すれば、そのセグメントの最終の変
位方向を示す符号を調べる。符号が、現在追跡し
ようとしている方向と逆の方向を示していれば、
そのセグメントは、これから追跡しようとしてい
るセグメントと一致している。符号が示す変位方
向が、現在追跡しようとしている方向の逆の方向
でなければ、そのセグメントはこれから追跡しよ
うとしているセグメントではない。１つの分岐点
を終点とするセグメントは最高４つまで存在する
可能性があるが、分岐点とその分岐点への最終の
変位方向を示す符号が決まればセグメントは一義
的に決定される。その様なセグメントが無い場合
は、これから追跡しようとするセグメントは未抽
出セグメントである。これから追跡しようとする
セグメントに該当するセグメントが検出された場
合、そのセグメント名を領域情報に付加し、この
セグメント情報に現在追跡中の領域名を付加し、
このセグメントの始点に追跡境界点を移動する。
この実施例によれば、同一のセグメントを２回追
跡する事はないので処理時間を短縮する事ができ
る。又、境界点にフラツグを付ける必要がないの
で処理に必要なワーキングメモリを削減する事が
できる。

また、セグメント情報に終点座標を付加するか
わりに、第１１図の様な分岐点リストを作成する
事により前記実施例と同様の効果が得られる。例
えば第５図の例の場合、領域Ｂの輪郭追跡を行つ
た時、最初に分岐点P₁を発見し、P₁を始点とす
るセグメントＳ２の追跡を開始するが、この時第
１１図の分岐点リストにP₁の座標とP₁から見た
セグメントＳ２の方向、及びセグメント名を登録
する。次に分岐点P₂を発見した時にも、分岐点
座標とセグメント名及びその分岐点から見たセグ
メントの方向を登録する。この様な登録を新セグ
メントを抽出する毎に行つておく。次に領域Ｃの
輪郭追跡により分岐点P₂を発見した時、先ずこ
れまでに追跡してきたセグメント名Ｓ８と、P₂
から見たセグメントＳ８の方向即ち３を分岐点リ
ストに登録する。そして次の境界線追跡方向が０
の方向であるので、分岐点リストのP₂の欄に方
向が０のセグメントが登録されていないかを調べ
る。この場合、方向０のセグメントＳ２が登録さ
れているので、これから追跡しようとするセグメ
ントは既に抽出されているセグメントＳ２である
事が解かる。

また、第１０図ａで示した島Ｘの検出に於い
て、先に説明した実施例では、島Ｘの輪郭の外側
にふちどり点フラツグを記入する時と、島内の領
域の輪郭抽出の時に、２回追跡を行うセグメント
が存在する。第１０図ｃの、領域Ｂの輪郭の一部
分であるセグメントX₄X₃、及び領域Ｃの輪郭の
一部分であるセグメントX₃X₄がそうであるが、
島Ｘを検出し、ふちどり点フラツグを記入する為
に追跡を行う時に、島Ｘの輪郭を形成している境
界線のセグメント化を行いこのセグメントに接続
する領域として島を囲む領域名と共にセグメント
情報をセグメント情報記憶手段１７に記憶してお
けば、島内の領域の輪郭抽出を行う場合に、再び
同じセグメントを追跡する必要はなく、このセグ
メント情報にセグメントが接続している島内の領
域名を記入すれば良い。

この実施例の場合、島の輪郭を形成しているセ
グメントは、島の輪郭追跡の際に島を囲む領域名
と共にセグメント情報として記憶されているの
で、島を囲む領域に抽出済領域である事を示すフ
ラツグｆは必要がない。

また、上記の実施例では、領域セグメント対応
手段１２により、画像内の各領域に、その領域の
輪郭を形成しているセグメント名を対応させた第
９図の様な領域情報を作成したが、この領域情報
は輪郭追跡処理終了後にその領域がどんなセグメ
ントから構成されているかを知るための付加的な
情報であり、特に作成しなくても支障はない。な
ぜなら、セグメント情報（第８図参照）として、
各セグメントにより分割されている２つの領域名
が共に記憶されており、セグメントと領域との対
応関係を示す情報は既に得られているからであ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、画像を構成
する領域のうちの２つの領域を分割している境界
線を、各２つの分岐点で区切られた境界線部分
（セグメント）に分割し、各セグメントの点列デ
ータとこのセグメントを輪郭の一部分として有す
る領域との対応付けを行い、２つの領域間に共通
のセグメントの点列データを重複して記憶しない
ようにしたので、輪郭情報の記憶容量を減少させ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の全体構成を示すブ
ロツク図、第２図はこの発明のシステム構成を示
すブロツク図、第３図は第２図の動作を説明する
ためのフローチヤート図、第４図〜第１３図はこ
の発明の実施例を説明する為の説明図であり、第
４図、第５図、第１０図ａ，ｂ，ｃ，ｄ及び第１
２図ａ，ｂは２次元パターン例、第６図はチエー
ン符号、第７図は３種類の処理、第８図はセグメ
ント情報、第９図は領域情報、第１１図は分岐点
リスト、第１３図はラスタ走査の方向をそれぞれ
示す。第１４図は従来例の全体構成を示すブロツ
ク図、第１５図は第１４図の動作を説明するフロ
ーチヤート図、第１６図〜第１９図はそれぞれ従
来例の動作を説明するための２次元パターン例を
示す説明図である。図中、１０は画像メモリ、１１は未抽出領域検
出手段、１２は領域セグメント対応手段、１３は
境界線追跡手段、１４は分岐点検出手段、１５は
検出済セグメント判定手段、１６は領域情報記憶
手段、１７はセグメント情報記憶手段、２０は画
像入力部、２１はワーキングRAM、２２はプロ
グラムROM、２３はCPU。なお、図中、同一符
号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１２次元パターンの画像を構成している各領域
の輪郭を抽出する輪郭抽出装置において、輪郭抽出対象となる前記画像を格納する画像メ
モリと、前記領域のうち輪郭を抽出していない領域を未
抽出領域として検出する未抽出領域検出手段と、前記複数の領域のうちの隣接する２つの領域を
分割している境界線を前記未抽出領域の輪郭とし
て追跡する境界線追跡手段と、前記境界線上で３つ以上の領域が接している分
岐点を検出する分岐点検出手段と、前記分岐点毎に分割して抽出される境界線部分
（セグメント）とこのセグメントを輪郭の一部と
する２つの領域とを対応付けるためのセグメント
情報を生成する領域セグメント対応手段と、前記セグメント情報を格納するセグメント情報
記憶手段と、を備え、前記領域セグメント対応手段は、前記未抽出領域の輪郭の一部として抽出された
セグメントが初めて抽出された場合には、このセ
グメントを新たなセグメントとして前記セグメン
ト情報を登録すると共に、このセグメントを輪郭
の一部とする領域の１つとして前記未抽出領域を
前記セグメント情報に登録し、前記未抽出領域の輪郭の一部として抽出された
セグメントが既に抽出されて前記セグメント情報
に登録されている場合には、このセグメントを輪
郭の一部とするもう１つの領域として前記未抽出
領域を前記セグメント情報に登録し、前記未抽出領域検出手段は、前記セグメント情報に登録されたセグメントの
うち輪郭の一部とする領域が１つしか登録されて
いないセグメントがある場合には、このセグメン
トを輪郭の一部とするもう１つの未登録の領域を
前記未抽出領域として検出し、前記セグメント情報に登録された全てのセグメ
ントに対し、各セグメントを輪郭の一部とする２
つの領域が全て前記セグメント情報に登録される
まで、前記未抽出領域を繰り返し検出する、ことを特徴とする輪郭抽出装置。２前記領域セグメント対応手段は、前記未抽出領域の輪郭の一部として抽出された
セグメントが初めて抽出され且つ抽出済み領域内
に含まれる島の輪郭でない場合には、このセグメ
ントを新たなセグメントとして前記セグメント情
報に登録すると共に、このセグメントを輪郭の一
部とする領域の１つとして前記未抽出領域を前記
セグメント情報に登録し、前記未抽出領域の輪郭の一部として抽出された
セグメントが初めて抽出され且つ抽出済み領域内
に含まれる島の輪郭である場合には、このセグメ
ントを新たなセグメントとして前記セグメント情
報に登録すると共に、このセグメントを輪郭の一
部とする２つの領域として、前記未抽出領域と前
記島を含んでいる抽出済み領域とを前記セグメン
ト情報に登録し、前記未抽出領域の輪郭の一部として抽出された
セグメントが既に抽出されて前記セグメント情報
に登録されている場合には、このセグメントを輪
郭の一部とするもう１つの領域として前記未抽出
領域を前記セグメント情報に登録し、前記未抽出領域検出手段は、前記セグメント情報に登録されたセグメントの
うち輪郭の一部とする領域が１つしか登録されて
いないセグメントがある場合には、このセグメン
トを輪郭の一部とするもう１つの未登録の領域を
前記未抽出領域として検出し、前記抽出済み領域内に未抽出の島が含まれる場
合にはこの島を未抽出領域として検出し、前記セグメント情報に登録された全てのセグメ
ントに対し、各セグメントを輪郭の一部とする２
つの領域が全て前記セグメント情報に登録され、
且つ全ての島が検出されるまで、前記未抽出領域
を繰り返し検出する、ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の輪
郭抽出装置。