JPH05250469A - イメージデータの折線化方式 - Google Patents

イメージデータの折線化方式

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JPH05250469A
JPH05250469A JP4046452A JP4645292A JPH05250469A JP H05250469 A JPH05250469 A JP H05250469A JP 4046452 A JP4046452 A JP 4046452A JP 4645292 A JP4645292 A JP 4645292A JP H05250469 A JPH05250469 A JP H05250469A
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JP
Japan
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point
calculation
image data
coordinate
sequence
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JP4046452A
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English (en)
Inventor
Katsuo Fukazawa
克夫 深沢
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 イメージデータの折線化方式に関し、距離計
算をさらに効率化し高速で、特殊なハードウェアを必要
としないことを目的としている。 【構成】 折線化部24に、折線化する点列の始点の座
標と終点の座標とから、始点−終点間の傾きを計算し、
この傾きが折線化の閾値から計算される許容範囲に収ま
っていない場合は、通常の折線近似の計算を行い、許容
範囲に収まっている場合は、点列を折線に近似する際の
距離計算を、点列のX座標もしくはY座標のどちらかの
値と、始点−終点間の傾きから計算される値で計算する
折線化計算部27を設けるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紙に書かれた図面、文
書などを計算機に入力する装置における、入力されたイ
メージデータを折線化するイメージデータの折線化方式
に関する。近年、図面や文書等を計算機に入力して活用
することが盛んに行われてきており、特に、イメージス
キャナ等で図面や文書を読み込んだ後、図やグラフ等を
折線に近似して計算機の入力として用いることが多くな
ってきている。これは図やグラフをイメージデータのま
まで保存するのでは無く、折線として保存することによ
り、データ量の削減や、拡大・縮小等の変形の容易さ、
CAD等のグラフィックソフトとのデータ互換性、及び
円・円弧や直線等の把握が可能などの理由によるもので
ある。
【0002】イメージデータを折線に近似するためには
多量の計算が必要であるため、折線処理時間を削減する
ことは折線化処理を行う上で重要な課題のひとつであ
る。
【0003】
【従来の技術】従来のイメージデータの折線化方式とし
ては、例えば図8に示すようなものがある。図8におい
て、1は原画像のイメージデータを保持する画像メモ
リ、2は画像メモリ1に保持される原画像から1画素の
中心線の画像を作成する細線化部、3は細線化部により
作成された中心線イメージデータを保持する画像メモ
リ、4は細線化されたイメージデータを折線化する折線
化部である。
【0004】原画イメージデータは画像メモリ1に格納
され、細線化部2により細線化処理が行われる。細線化
されたイメージデータは画像メモリ3に格納される。細
線化処理とはイメージデータから1画素幅の中心線を取
り出す処理であり、折線化部4のための前処理である。
細線化処理によって、例えば図9(a)に示す白丸の画
素及び丸aの画素の原画イメージデータからは、丸aの
画素の部分である図9(b)の中心線イメージデータが
得られる。
【0005】折線化部4では、得られた中心線イメージ
データについて以下の計算を行い、折線データを作成す
る。 ステップ−1: 得られた中心線イメージデータから、
オープン端点/分岐点がオープン端点/分岐点までの点
列に分けて取り出す。 ステップ−2: ステップ−1で得た点列の1系列につ
いて、その始点と終点を結んだ直線との距離が最も遠く
なる点を探し、その距離を計算する。 ステップ−3: ステップ−2で求めた距離が閾値以下
であれば、始点と終点を結んだ直線を点列の近似直線と
して終了する。
【0006】もし求めた距離が閾値より大きければ、最
大距離の点で点列を2つに分割し分割された2つの点列
のそれぞれについて、ステップ−2,3を行う。始点と
終点を結ぶ直線と点列との最大距離が閾値以下になるま
で、ステップ−2,3を繰り返し実行することで点列を
折線に近似することができる。この様子を図10に示
す。
【0007】図10(a)において、5は中心線イメー
ジデータを示し、中心線イメージデータ5と始終点を結
ぶ直線6との最大距離7を求める。次に、図10(b)
において、距離7が閾値より大きいときはその点8が2
本の直線9,10にする。そして、図10(c)におい
て、すべて閾値以下になるまで、繰返す。こうして、直
線11,12,10となる。
【0008】直線と点列との距離は以下の計算により求
めることができる。 距離=|P×L|/|L| ・・・(1) ここで、図11に示すように、ベクトルPとは点列の始
点から点列内の点へのベクトルであり、ベクトルLは始
点から終点までのベクトルである。また、P×Lはベク
トルPとベクトルLの外積である。また|L|はベクトル
Lの長さである。最大距離なる点を求めるには、すべて
の点列について(1)の計算を行うことが必要である。
更に、ステップ−2で分割された場合は再度距離計算を
行わなければならない。分割回数が多い程処理時間がか
かることになり、このことが処理時間の増大を招いてい
た。
【0009】従来のこの計算を簡略化するには、以下の
手法がとられていた。 (1)ハードウェアによる高速化 距離計算を行う専用のハードウェアを作成し、これによ
って計算を行う。 (2)点列中で計算不要な点を計算しない 点列のうち図12のようなパターンでは、黒点の箇所の
距離計算は不要である。なぜなら黒点の箇所とその両隣
の白点の箇所とを比較した場合、黒点の点は両隣の点と
距離が等しいか、もしくは小さいかのいずれかであるた
めである。そのため図12のように3点が直線状に並ん
でいる場合は、真中の点を計算対象から外すことで計算
回数を削減することができる。 (3)乗算をやめ差分の式から距離を計算する 点列は連結しているため、ある点の座標を(Px,P
y)とすると、その点に隣合う座標は(Px±1,Py
±1)と表される。ベクトルPとベクトルLをそれぞれ
(Px,Py),(Lx,Ly)とすると、外積 P×
L はPx・Ly−Px・Ly と表されるので、この
式から、その点に隣合う点の外積は、 (Px±1)・Ly−(Px±1)・Ly=Px・Ly−
Px・Ly±Ly±Lx と表すことができる。従って、直前の点での外積に ±
Ly±Lx を加えることで、隣合う点の外積を求める
ことができる。この式での±は直前の点からの移動方向
により+か−かが決まる。始点の外積は0であるので点
列の並びの順番に±Ly±Lx を加えていくことによ
り、距離計算を行うことができる。この方法では外積の
ための乗算が不要になるため処理時間が短縮できる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のイメージデータの折線化方式にあっては、直
線と点列の距離の計算を簡略化するために、(1),
(2),(3)の手法をとっても、なお処理時間がかか
り、また、特殊なハードウェアを必要とするという問題
点があった。
【0011】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、距離計算をさらに効率化し高
速で、特殊なハードウェアを必要としない折線化方式を
提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図1において、22はイメージデータの細線
化処理を行う細線化部、23は細線化されたイメージデ
ータを格納する画像メモリ、24は細線化されたイメー
ジデータから点列を抽出し抽出した点列から折線化処理
を行う折線化部、27は前記折線化部24に設けられ、
折線化する点列の始点の座標と終点の座標とから、始点
−終点間の傾きを計算し、この傾きが折線化の閾値から
計算される許容範囲に収まっていない場合は、通常の折
線近似の計算を行い、許容範囲に収まっている場合は、
点列を折線に近似する際の距離計算を、点列のX座標も
しくはY座標のどちらかの値と、始点−終点間の傾きか
ら計算される値で計算する折線化計算部である。
【0013】
【作用】本発明のイメージデータの折線化方式は、図2
のように点列の始点から終点までを結んだ直線の傾きが
水平に近い場合には、ある点から直線から垂直に引いた
線分の長さは、その点から垂直線に引いた線分の長さに
近似できることを利用している。これは直線の傾きが垂
直に近い場合も同様である。
【0014】水平方向に近い場合の距離は図2のよう
に、始点の座標を(Ox,Oy)、距離計算する点の座
標を(Px,Py)、距離計算する点から垂直に延ばし
た線分と、始点と終点を結ぶ直線との交点を(Qx,Q
y)とすれば、 距離=|(Py−Oy)−(Qy−Oy)| として求めることができる。ここでQyの座標について
は計算が必要であるが、これは直線の傾きよりDDAの
手法を用いて求めることができる。DDAについては説
明を省略するが、グラフィックディスプレイで直線の始
点と終点が与えられたときに、中間点を補完して直線を
描画する手法として広く用いられており、例えば『コン
ピュータディスプレイによる図形処理工学』(山口富士
夫著、日刊工業新聞 1981年)P.45〜56に記
述されている。
【0015】次に、このように近似した際の誤差につい
て考察する。実際の距離をH、近似して求めた距離をh
とすると、明らかに h=H/cosθ となる。ここでθは点列の始点から終点までを結ぶ直線
と水平線とのなす角度である。Hとhの差が1画素以内
ということとすると、明らかに H/cosθ−H<1 従って、 cosθ>H/(1+H) となる。通常の折線近似では、Hに3画素程度の小さい
値を使うのが普通である。Hを変化させたときのθの値
は以下のようになる。 H=1 θ=60.0度 H=2 θ=48.2度 H=3 θ=41.4度 H=5 θ=33.6度 H=8 θ=27.3度 ここで、求めたθは本計算により実用上問題の無い傾き
の範囲であると言える。θが45度より大きいものは、
垂直方向に近い傾きと言える。この場合はX軸について
同様の計算を行えばよいので、θが45度以上の場合は
すべての傾きで計算可能である。
【0016】このことからH=1,2の場合はすべての
傾きの場合に本方式を使用してよく、H=3やそれ以上
の場合でも、多くの傾きで使用可能なことが分かる。例
えばH=8でも6割方の傾きの範囲で本近似が有効であ
る。本発明では、折線化の計算に際してまず始点から終
点まで結ぶ直線の傾きをもとめ、これが水平方向にある
閾値以内であれば、点列のY座標の値と、直線の傾きよ
りDDAの計算で求まる補正値より直線と点との距離を
求める。また、この直線の傾きが垂直方向にある閾値以
内であれば点列のX座標の値と、直線の傾きよりDDA
の計算で求まる補正値より直線と点との距離を求める。
これにより点の片方の座標の値だけ見れば良く。他の方
法では必要であった乗算や除算がほとんど不要になり、
大幅な計算量削減が達成できる。なお、傾きが水平方向
にも垂直方向にも当てはまらない場合には通常の折線化
計算を行うことになるが、上記示したように多くの場合
に本方式が使用可能であるので、このことによる影響は
小さい。
【0017】このように、点の片方の座標の値だけ見れ
ば良いので、大幅な計算量削減が達成できる。傾きが水
平方向にも垂直方向にも当てはまらない場合には通常の
折線化計算を行うことになるが、この影響は小さい。そ
の結果、イメージデータの折線化を高速に行うことがで
きる。また、汎用プロセッサで処理可能であり、特殊な
ハードウェアを必要としないため、実用上有用である。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図3〜図7は本発明の一実施例を示す図である。
図3において、21は画像メモリであり、画像メモリ2
1には原画像のイメージデータが保持される。22は細
線化部であり、細線化部22は画像メモリ21に保持さ
れたイメージデータから1画像幅の中心線を取り出す。
【0019】23は画像メモリであり、画像メモリ23
には、細線化部22で作成された中心線イメージデータ
が保持される。24は折線化部であり、折線化部24は
点列抽出部25、点列テーブル26および折線化計算部
27により構成されている。点列抽出部25は画像メモ
リ23に保持された中心線イメージデータにより、オー
プン端点/分岐点からオープン端点/分岐点までの点列
を抽出し、座標列として取り出す。座標列としては、例
えば図4に示され、取り出した点列の座標が、図5に示
すように、順番に点列テーブル26に格納される。
【0020】折線化計算部27は、点列テーブル26に
格納された座標列を参照して、折線化する点列の始点の
座標と終点の座標とから、始点−終点間の傾きを計算
し、この傾きが折線化の閾値から計算される許容範囲に
収まっていない場合は、通常の折線近似の計算を行い、
許容範囲に収まっている場合は、点列を折線に近似する
際の距離計算を、点列のX座標もしくはY座標のどちら
かの値と、始点−終点間の傾きから計算される値で計算
する。
【0021】次に、折線化計算部27の一回の距離計算
の処理の流れを図6,図7のチャートに示す。まず、ベ
クトルL(Lx,Ly)を求める。次に、この傾きを求
め、水平に近いか、垂直に近いか、もしくはそのどれに
も当てはまらないかを、折線化の閾値できまる傾きによ
り判別する。この流れを図6に示す。ここで傾きを求め
るのに割り算、もしくは乗算が必要であるが、距離計算
の前に一度行うだけであり、処理速度にさほど影響はし
ない。
【0022】また、図6では計算を簡略化するため、始
終点を結ぶ直線の傾きによって、正と負の場合の2通り
に分類している。距離計算の内部で条件判断を行えば、
ほぼ同じ方法で計算可能であるが、ここでは説明をしや
すくするため傾きによって別の処理を行うことにしてい
る。次に、水平方向に近い場合で、なおかつ直線の傾き
が正の場合の距離計算の流れを図7に示す。まず、もし
始点から終点を結ぶベクトルL(Lx,Ly)のLyが
負であった場合は、始点と終点を逆にして、ベクトルL
の向きも逆にする。これはY方向座標が始点から終点に
向かって増加するようにするためで、DDAの計算のた
めに必要である。
【0023】次に、点列の始点+1から終点−1までの
点について、始終点を結ぶ直線との距離を求める。始点
と終点は距離が最大の点にはならないので、計算から除
外する。水平方向に近い場合には前述の式から、 距離=|(Py−Oy)−(Qy−Oy)| として求められる。Pyは点のY座標であり、(Ox,
Oy)は始点の座標である。Qyは直線上の座標であ
り、DDAによって求める。図7でQは上式のQyを表
す。また、KはDDAの計算のための変数であり、初期
値にLx/2が設定される。
【0024】始終点を結ぶ直線上の現在の点に対応する
Y座標は以下のように求められる。直前の点のX座標と
今の点のX座標を比較して (1)現在の点の方がX座標が大きい K=K+Ly …Y方向の長さを累積していく IF K>Lx THEN …Y方向の長さの累積がX方向
の長さより大きい K=K−Lx …長さの累積からX方向の長さを減
算し Q=Q+1 …対応するY座標 ENDIF …X方向の長さより小さい場合にはY座標は変化無 (2)現在の点の方がX座標が小さい K=K−Ly …Y方向の長さを引く IF K<0 THEN …Y方向の長さの累積が0より
小さくなった K=K+Lx …X方向の長さを加え Q=Q−1 …直線のY方向の ENDIF …長さの累積が0以上ならY座標は変化無 (3)X座標が同じ場合 …何もしない 以上の計算を、点列の順番に行うことにより各点のX座
標に対応した、直線上のY座標を求めることができる。
Y座標を求めた後は図7に示すように、各点のY座標か
ら直線に対応するY座標を引くことで、その点と直線と
の距離を計算することができる。
【0025】上記計算は直線の傾きが水平で、なおかつ
傾きが正の場合についてのみ示した。傾きが負の場合、
および傾きが垂直に近い場合であっても同様のやり方で
計算可能であるため、この場合の計算方法は省略する。
なお、上記実施例では点列の座標を図5に示すように格
納したが、絶対座標である必要はなく、前点との距離の
差を格納しても、また、8方向のチェインコードで格納
しても計算可能である。
【0026】また、説明では中心線データについて説明
したが、中心線イメージデータ以外にも、たとえば輪郭
線データについて本発明による折線化計算を行うことも
勿論可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、従来方式と比べより高速に折線化を行うことがで
き、また、汎用プロセッサで処理可能であり、特殊なハ
ードウェアを必要としないため、実用上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図
【図2】作用説明図
【図3】本発明の一実施例を示す図
【図4】座標列を示す図
【図5】座標列を格納したテーブルを示す図
【図6】距離計算処理を示すチャート
【図7】傾きが水平方向に近い場合の距離計算を示すチ
ャート
【図8】従来例を示すブロック図
【図9】細線化処理の説明図
【図10】折線化処理の説明図
【図11】直線と点列の距離計算の説明図
【図12】計算不要な点の説明図
【符号の説明】
21:画像メモリ 22:細線化部 23:画像メモリ 24:折線化部 25:点列抽出部 26:点列テーブル 27:折線化計算部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イメージデータの細線化処理を行う細線化
    部(22)と、細線化されたイメージデータを格納する
    画像メモリ(23)と、細線化されたイメージデータか
    ら点列を抽出し抽出した点列から折線化処理を行う折線
    化部(24)を有する入力装置において、 前記折線化部(24)に折線化する点列の始点の座標と
    終点の座標とから、始点−終点間の傾きを計算し、この
    傾きが折線化の閾値から計算される許容範囲に収まって
    いない場合は、通常の折線近似の計算を行い、許容範囲
    に収まっている場合は、点列を折線に近似する際の距離
    計算を、点列のX座標もしくはY座標のどちらかの値
    と、始点−終点間の傾きから計算される値で計算する折
    線化計算部(27)を備え、点列の折線近似を行うこと
    を特徴とするイメージデータの折線化方式。
JP4046452A 1992-03-04 1992-03-04 イメージデータの折線化方式 Withdrawn JPH05250469A (ja)

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JP2009140435A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Sharp Corp 画像処理装置、画像表示装置、画像形成装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体

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