JPH0528254A - 図画データの自動ベクトル化処理方法、及びそれに使用する装置 - Google Patents
図画データの自動ベクトル化処理方法、及びそれに使用する装置Info
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- JPH0528254A JPH0528254A JP3182720A JP18272091A JPH0528254A JP H0528254 A JPH0528254 A JP H0528254A JP 3182720 A JP3182720 A JP 3182720A JP 18272091 A JP18272091 A JP 18272091A JP H0528254 A JPH0528254 A JP H0528254A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 なるべく情報量の少ないコンピュータイラス
ト画を、自動的に作成したい。 【構成】 濃淡などが著しく異なる部分を抽出すること
によってイメージデータから輪郭線を抽出し、当該輪郭
線をベクトル化する。
ト画を、自動的に作成したい。 【構成】 濃淡などが著しく異なる部分を抽出すること
によってイメージデータから輪郭線を抽出し、当該輪郭
線をベクトル化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、図画データを自動的に
ベクトル化する方法とその装置に関するものであり、本
発明を利用すれば、写真あるいはビデオ画像などから輪
郭線を自動的に取り出し、この輪郭を僅かの情報量で記
録できるようになる。
ベクトル化する方法とその装置に関するものであり、本
発明を利用すれば、写真あるいはビデオ画像などから輪
郭線を自動的に取り出し、この輪郭を僅かの情報量で記
録できるようになる。
【０００２】
【従来の技術】今やコンピュータの用途は多岐を極め、
数々の成果を収めているが、特に図画の処理に用いる際
には、取り扱うデータの量が多過ぎて処理時間が長くな
り過ぎるという欠点が指摘されていた。
数々の成果を収めているが、特に図画の処理に用いる際
には、取り扱うデータの量が多過ぎて処理時間が長くな
り過ぎるという欠点が指摘されていた。
【０００３】図画のデータを少しでも減らすためには、
データをベクトル化するのが最善であるとされている。
データをベクトル化するとは、図画を輪郭若しくは輪郭
と面塗りの結合によって表現し、更に輪郭線は数式表示
された曲線あるいは直線の集合に近似することである。
データをベクトル化するのが最善であるとされている。
データをベクトル化するとは、図画を輪郭若しくは輪郭
と面塗りの結合によって表現し、更に輪郭線は数式表示
された曲線あるいは直線の集合に近似することである。
【０００４】しかし、従来のベクトル化装置は、輪郭画
のみを取り扱うようになっていて、写真などを直接スキ
ャナで入力してそのデータをベクトル化することができ
なかった。このため、写真などの図画をベクトル化され
たデータにするためには、人手で図画から輪郭画を起
し、この輪郭画を用いてベクトル化データを得るしかな
かったのである。
のみを取り扱うようになっていて、写真などを直接スキ
ャナで入力してそのデータをベクトル化することができ
なかった。このため、写真などの図画をベクトル化され
たデータにするためには、人手で図画から輪郭画を起
し、この輪郭画を用いてベクトル化データを得るしかな
かったのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のベク
トル化装置に上記の欠点があったことに鑑みてなされた
もので、写真やビデオカメラの画像などから直接ベクト
ル化データを得ることができるようにすることを技術的
課題とするものである。
トル化装置に上記の欠点があったことに鑑みてなされた
もので、写真やビデオカメラの画像などから直接ベクト
ル化データを得ることができるようにすることを技術的
課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明においては、明暗
あるいは色調の差によって階層分類されたイメージデー
タを用い、当該データ中所定位置以上明暗あるいは色調
が異なる階層領域が接する点を抽出してイメージ輪郭情
報を得ると共に、このイメージ輪郭情報中の図形を細線
化して線画図形を得、しかる後、この線画図形を数式表
示された曲線と直線に近似するという手段を採用するこ
とによって、上記課題を解決する処理方法を提供したの
である。
あるいは色調の差によって階層分類されたイメージデー
タを用い、当該データ中所定位置以上明暗あるいは色調
が異なる階層領域が接する点を抽出してイメージ輪郭情
報を得ると共に、このイメージ輪郭情報中の図形を細線
化して線画図形を得、しかる後、この線画図形を数式表
示された曲線と直線に近似するという手段を採用するこ
とによって、上記課題を解決する処理方法を提供したの
である。
【０００７】更に、コンピュータに対し、明暗あるいは
色調の差によって階層分類されたイメージデータから所
定位置以上明暗あるいは色調が異なる階層領域が接する
点を抽出してイメージ輪郭情報を得る機能と、当該イメ
ージ輪郭情報中の図形を細線化して線画図形を得る機能
と、当該線画図形を数式表示された曲線と直線に近似し
てベクトル輪郭情報を得る機能とを付与することによ
り、上記方法を自動的に行う装置を提供したのである。
色調の差によって階層分類されたイメージデータから所
定位置以上明暗あるいは色調が異なる階層領域が接する
点を抽出してイメージ輪郭情報を得る機能と、当該イメ
ージ輪郭情報中の図形を細線化して線画図形を得る機能
と、当該線画図形を数式表示された曲線と直線に近似し
てベクトル輪郭情報を得る機能とを付与することによ
り、上記方法を自動的に行う装置を提供したのである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【０００９】まず、小型コンピュータ１（ＮＥＣ製；商
品名ＰＣ−９８０１ＤＡ）に対し、ディスプレイ装置２
（ＮＥＣ製；商品名ＰＣ−ＫＤ８８２）、レーザープリ
ンタ装置３（ＮＥＣ製；商品名ＰＣ−ＰＲ６０２Ｐ
Ｓ）、及びイメージスキャナ４とビデオ画像処理器５を
接続する。更に、ビデオ画像処理器５には、ビデオカメ
ラ６、ビデオモニタ７を接続する。このうち、コンピュ
ータ１には、本件出願人が開発した専用基板が組み込ま
せてあり、画像処理の能力を高めてある。なお、ビデオ
画像処理器５は、ビデオの画像信号をコンピュータ１に
扱える信号に変換するための装置である。
品名ＰＣ−９８０１ＤＡ）に対し、ディスプレイ装置２
（ＮＥＣ製；商品名ＰＣ−ＫＤ８８２）、レーザープリ
ンタ装置３（ＮＥＣ製；商品名ＰＣ−ＰＲ６０２Ｐ
Ｓ）、及びイメージスキャナ４とビデオ画像処理器５を
接続する。更に、ビデオ画像処理器５には、ビデオカメ
ラ６、ビデオモニタ７を接続する。このうち、コンピュ
ータ１には、本件出願人が開発した専用基板が組み込ま
せてあり、画像処理の能力を高めてある。なお、ビデオ
画像処理器５は、ビデオの画像信号をコンピュータ１に
扱える信号に変換するための装置である。
【００１０】この装置を用いて、例えば、写真を数度イ
メージスキャナ４で読み込むと、イメージスキャナ４か
ら点の集合として送られてくるデータをコンピュータ１
で平均しながら点の濃淡に応じて階層状に分類し、閾値
以上濃淡の異なる階層領域が接している部分を抽出しな
がら仮輪郭イメージ情報として記憶していく。この処理
の後、イメージ仮輪郭情報をディスプレイ装置２から出
力させ、イメージ仮輪郭情報に余分な輪郭線情報が含ま
れているかどうかを確認し、余分な輪郭線情報が含まれ
ているならば、イメージ仮輪郭情報抽出時の閾値を更に
高くすると余分な輪郭線が除かれていく。また、部分的
に不明瞭な輪郭が現れたならば、当該部分を含む領域を
限定して閾値を変更してやれば良い。こうして得られた
ものは２値表示された線画図形であり、これをイメージ
輪郭情報とする。
メージスキャナ４で読み込むと、イメージスキャナ４か
ら点の集合として送られてくるデータをコンピュータ１
で平均しながら点の濃淡に応じて階層状に分類し、閾値
以上濃淡の異なる階層領域が接している部分を抽出しな
がら仮輪郭イメージ情報として記憶していく。この処理
の後、イメージ仮輪郭情報をディスプレイ装置２から出
力させ、イメージ仮輪郭情報に余分な輪郭線情報が含ま
れているかどうかを確認し、余分な輪郭線情報が含まれ
ているならば、イメージ仮輪郭情報抽出時の閾値を更に
高くすると余分な輪郭線が除かれていく。また、部分的
に不明瞭な輪郭が現れたならば、当該部分を含む領域を
限定して閾値を変更してやれば良い。こうして得られた
ものは２値表示された線画図形であり、これをイメージ
輪郭情報とする。
【００１１】また、試作品などから直接イラストを作画
したいときには、余分な陰影を生じないように複数の方
向から充分に照明をあてつつビデオカメラ６で試作品を
直接撮像し、当該カメラ６の発する画像信号をビデオ画
像処理器５でコンピュータ１に扱える信号に変換した
後、当該画像処理器５がコンバートした信号を点の集合
からなるデータとみなして上と同様の処理を行い、イメ
ージ輪郭情報を得るようにすれば良い。現物から直接イ
ラストをおこすときには、ビデオカメラを使用した方
が、写真の現像などの手間が省けるのである。
したいときには、余分な陰影を生じないように複数の方
向から充分に照明をあてつつビデオカメラ６で試作品を
直接撮像し、当該カメラ６の発する画像信号をビデオ画
像処理器５でコンピュータ１に扱える信号に変換した
後、当該画像処理器５がコンバートした信号を点の集合
からなるデータとみなして上と同様の処理を行い、イメ
ージ輪郭情報を得るようにすれば良い。現物から直接イ
ラストをおこすときには、ビデオカメラを使用した方
が、写真の現像などの手間が省けるのである。
【００１２】この後、上記のようにして得られたイメー
ジ輪郭情報に対し、ベクトル化を行う。本実施例におけ
るベクトル化の処理は、１）骨格処理過程、２）細線化
過程、３）連結線抽出過程、４）連結線再処理過程、
５）直線・曲線分離過程、６）連結線の統合、７）数式
近似過程の全７過程からなる。
ジ輪郭情報に対し、ベクトル化を行う。本実施例におけ
るベクトル化の処理は、１）骨格処理過程、２）細線化
過程、３）連結線抽出過程、４）連結線再処理過程、
５）直線・曲線分離過程、６）連結線の統合、７）数式
近似過程の全７過程からなる。
【００１３】１）骨格処理過程
この過程では、与えられたイメージ輪郭情報に対し、距
離変換・骨格処理を行って線幅を決定する。つまり、白
と黒の方眼、0-画素（＝白点）及び1-画素（＝黒点）で
構成されているイメージ情報中の図形に対し、他の0-画
素と1-画素の点に隣接する1-画素点を取り除いていき、
中心線に達するまでに取り除いた画素数を積算し、これ
を線幅と決定するのである。（なお、この線幅情報は後
述する連結線再処理過程で使用されるまで一時記憶され
る。）
離変換・骨格処理を行って線幅を決定する。つまり、白
と黒の方眼、0-画素（＝白点）及び1-画素（＝黒点）で
構成されているイメージ情報中の図形に対し、他の0-画
素と1-画素の点に隣接する1-画素点を取り除いていき、
中心線に達するまでに取り除いた画素数を積算し、これ
を線幅と決定するのである。（なお、この線幅情報は後
述する連結線再処理過程で使用されるまで一時記憶され
る。）
【００１４】２）細線化過程
この過程は、与えられたイメージ輪郭情報中の図形に対
し、特定の条件を満たした1-画素点を繰り返し取り除い
ていって、線幅１の中心線を得る過程である。この取り
除かれる1-画素点の満たすべき条件とは、基本的には、
4-近傍（縱隣、横隣の画素）に１以上の0-画素を持ちか
つ4-近傍に１以上の1-画素を持つと共に、8-近傍（縱横
斜め隣の画素）の1-画素の個数が３以上であるというよ
うな条件である。（この条件を満たす点は、図形の黒白
の境界の点でありかつ線の端点ではないという点にな
る。）ただし、幅２の線に対しては、前記条件のもとに
1-画素点を全て消すと線が消滅してしまうので、更に特
殊な条件を課し、線の片側に並んだ1-画素点だけが取り
除かれて幅１の線が得られるようにしてある。
し、特定の条件を満たした1-画素点を繰り返し取り除い
ていって、線幅１の中心線を得る過程である。この取り
除かれる1-画素点の満たすべき条件とは、基本的には、
4-近傍（縱隣、横隣の画素）に１以上の0-画素を持ちか
つ4-近傍に１以上の1-画素を持つと共に、8-近傍（縱横
斜め隣の画素）の1-画素の個数が３以上であるというよ
うな条件である。（この条件を満たす点は、図形の黒白
の境界の点でありかつ線の端点ではないという点にな
る。）ただし、幅２の線に対しては、前記条件のもとに
1-画素点を全て消すと線が消滅してしまうので、更に特
殊な条件を課し、線の片側に並んだ1-画素点だけが取り
除かれて幅１の線が得られるようにしてある。
【００１５】３）連結線抽出過程
この過程においては、細線化過程で得られた中心線か
ら、連続した線を取り出すことを目的としている。
ら、連続した線を取り出すことを目的としている。
【００１６】実際には、まず、３の１）ある1-画素点を
抽出し、３の２）この1-画素点の8-近傍に1-画素点があ
るかどうかを走査して、もし8-近傍に1-画素点があれ
ば、３の３）へ進み、もし8-近傍に1-画素点がなけれ
ば、当該1-画素点を端点とする連結線の抽出を終了す
る。それぞれ進む。しかして、３の２）で8-近傍に1-画
素点を発見したときには、３の３）その1-画素点の内の
ある１つを抽出し、次いで、３の４）この新しく抽出さ
れた1-画素点の8-近傍に、先に抽出されていた1-画素点
以外の1-画素点、若しくは交叉1-画素点があるかどうか
を走査し、もし条件を満たす1-画素点があれば、３の
５）へ、もし条件を満たす1-画素点がなければ、当該連
結線の抽出を終了する。３の４）で条件を満たす1-画素
点があったときには、３の５）その1-画素点の内のある
１つを抽出して、当該点を近傍画素点の走査対象とし、
再び３の４）に戻るのである。なお、交叉1-画素点と
は、連結線が十字に交わっているときなどの交点をい
う。
抽出し、３の２）この1-画素点の8-近傍に1-画素点があ
るかどうかを走査して、もし8-近傍に1-画素点があれ
ば、３の３）へ進み、もし8-近傍に1-画素点がなけれ
ば、当該1-画素点を端点とする連結線の抽出を終了す
る。それぞれ進む。しかして、３の２）で8-近傍に1-画
素点を発見したときには、３の３）その1-画素点の内の
ある１つを抽出し、次いで、３の４）この新しく抽出さ
れた1-画素点の8-近傍に、先に抽出されていた1-画素点
以外の1-画素点、若しくは交叉1-画素点があるかどうか
を走査し、もし条件を満たす1-画素点があれば、３の
５）へ、もし条件を満たす1-画素点がなければ、当該連
結線の抽出を終了する。３の４）で条件を満たす1-画素
点があったときには、３の５）その1-画素点の内のある
１つを抽出して、当該点を近傍画素点の走査対象とし、
再び３の４）に戻るのである。なお、交叉1-画素点と
は、連結線が十字に交わっているときなどの交点をい
う。
【００１７】この３の４）、３の５）の作業を繰り返す
ことによって、直鎖状あるいは環状あるいはもう少し複
雑な形状の（例えば６の字形）、端点が２つ以下の連結
線が抽出できるのである。
ことによって、直鎖状あるいは環状あるいはもう少し複
雑な形状の（例えば６の字形）、端点が２つ以下の連結
線が抽出できるのである。
【００１８】しかし、単なる３の４）、３の５）の作業
の繰り返しによっては、１本の連結線しか抽出できな
い。そこで、ある１本の連結線の抽出が終わった後に
は、つまり、３の６）今までの連結線抽出作業でなお抽
出されていない1-画素点を抽出し、この1-画素点から再
び３の４）、３の５）の作業の繰り返しを始めるのであ
る。そして、遂に、全ての1-画素点がいずれかの連結線
抽出作業で抽出され、もはや抽出されていない1-画素点
は残っていないということになれば、連結線抽出を終了
する。
の繰り返しによっては、１本の連結線しか抽出できな
い。そこで、ある１本の連結線の抽出が終わった後に
は、つまり、３の６）今までの連結線抽出作業でなお抽
出されていない1-画素点を抽出し、この1-画素点から再
び３の４）、３の５）の作業の繰り返しを始めるのであ
る。そして、遂に、全ての1-画素点がいずれかの連結線
抽出作業で抽出され、もはや抽出されていない1-画素点
は残っていないということになれば、連結線抽出を終了
する。
【００１９】４）連結線再処理過程
連結線抽出過程で抽出された連結線は、連結されるべき
１本の線が２本あるいはそれ以上の連結線に分かれてい
たり、別の連結線として認識されるべき２本以上の線が
１本の連結線として認識されている可能性がある。そこ
で、抽出された連結線に対し、骨格処理過程で得られた
輪郭線の太さの情報を与え、１本の連結線のある点で、
太さが突然変化するようなときには、当該点で連結線を
２本に分けることとする。次いで、こうして得られる太
さの情報を備えた連結線の内、同じ太さのものを取り出
し、当該連結線中にその端点が他の連結線端点と隣合っ
ているものがあればこれを連結し、あるいは連結線中の
端点が他の1-画素点を挟んで他の連結線の端点と隣合っ
ていればこれを連結する。
１本の線が２本あるいはそれ以上の連結線に分かれてい
たり、別の連結線として認識されるべき２本以上の線が
１本の連結線として認識されている可能性がある。そこ
で、抽出された連結線に対し、骨格処理過程で得られた
輪郭線の太さの情報を与え、１本の連結線のある点で、
太さが突然変化するようなときには、当該点で連結線を
２本に分けることとする。次いで、こうして得られる太
さの情報を備えた連結線の内、同じ太さのものを取り出
し、当該連結線中にその端点が他の連結線端点と隣合っ
ているものがあればこれを連結し、あるいは連結線中の
端点が他の1-画素点を挟んで他の連結線の端点と隣合っ
ていればこれを連結する。
【００２０】５）直線・曲線分離過程
この直線・曲線分離過程は、基本的に、閾値を変化させ
つつ、連結線の中からある曲率以上の曲線を分離してい
く作業を繰り返す過程である。
つつ、連結線の中からある曲率以上の曲線を分離してい
く作業を繰り返す過程である。
【００２１】本過程の説明にあたっては、幾つかの導入
が必要である。 画素距離ｄk ；連結線Ｄ上の２画素間に挟まれた画素数
に１を加えたもの 数列｛ｄk ｝；画素距離ｄk をｋ番目の項とする数列 画素点Ｐi ；連結線Ｄ上で、走査側端点からｉ番目の
画素点 画素点Ｐi+d ；連結線Ｄ上で、走査側端点からｉ＋ｄ番
目の画素点 画素点Ｐi-d ；ｉ−ｄ≧１のとき、連結線Ｄ上で、走査
側端点からｉ−ｄ番目の画素点 ｉ−ｄ＜１のとき、Ｐ1 とＰi を結んだ直線上のＰiか
らＰ1 へ仮想画素数ｄだけ進んだ画素点 離間距離ｂd ；連結線Ｄ上のある画素点Ｐi に対し、画
素点Ｐi+d と画素点Ｐi-d を結んだ直線と画素点Ｐi と
の距離 閾値Ｂ ；定数 構成画素数ｎ；連結線Ｄの全画素数
が必要である。 画素距離ｄk ；連結線Ｄ上の２画素間に挟まれた画素数
に１を加えたもの 数列｛ｄk ｝；画素距離ｄk をｋ番目の項とする数列 画素点Ｐi ；連結線Ｄ上で、走査側端点からｉ番目の
画素点 画素点Ｐi+d ；連結線Ｄ上で、走査側端点からｉ＋ｄ番
目の画素点 画素点Ｐi-d ；ｉ−ｄ≧１のとき、連結線Ｄ上で、走査
側端点からｉ−ｄ番目の画素点 ｉ−ｄ＜１のとき、Ｐ1 とＰi を結んだ直線上のＰiか
らＰ1 へ仮想画素数ｄだけ進んだ画素点 離間距離ｂd ；連結線Ｄ上のある画素点Ｐi に対し、画
素点Ｐi+d と画素点Ｐi-d を結んだ直線と画素点Ｐi と
の距離 閾値Ｂ ；定数 構成画素数ｎ；連結線Ｄの全画素数
【００２２】さて、本過程を簡単に説明すると、５の
１）条件設定、５の２）離間距離ｂk の計算、５の３）
曲線・直線の分離、５の４）曲線成分と直線成分の統
合、５の５）曲線成分の再評価、５の６）曲線成分の整
理、５の７）曲線成分の分割、５の８）直線成分の再評
価、５の９）直線成分と曲線成分の統合、５の10）再分
離成分の決定、５の11）条件再設定という全11手順の組
み合わせから構成される。
１）条件設定、５の２）離間距離ｂk の計算、５の３）
曲線・直線の分離、５の４）曲線成分と直線成分の統
合、５の５）曲線成分の再評価、５の６）曲線成分の整
理、５の７）曲線成分の分割、５の８）直線成分の再評
価、５の９）直線成分と曲線成分の統合、５の10）再分
離成分の決定、５の11）条件再設定という全11手順の組
み合わせから構成される。
【００２３】５の１）条件設定
曲線・直線の分離を行う前に、処理対象となる連結線
Ｄ、及び変数ｋの初期値を設定する。まず、連結線再処
理過程で同程度の線幅をもつと認定された連結線の１つ
を取り出し、次に、ｋ＝１と定めて、５の２）以下を行
う。
Ｄ、及び変数ｋの初期値を設定する。まず、連結線再処
理過程で同程度の線幅をもつと認定された連結線の１つ
を取り出し、次に、ｋ＝１と定めて、５の２）以下を行
う。
【００２４】５の２）離間距離ｂk の計算
連結線Ｄ上の適当な画素点Ｐi を複数抽出し、ｄ＝ｄk
として離間距離ｂd をそれぞれ計算する。ただし、抽出
された画素点同士は、距離２ｄずつ離れているものとす
る。
として離間距離ｂd をそれぞれ計算する。ただし、抽出
された画素点同士は、距離２ｄずつ離れているものとす
る。
【００２５】５の３）曲線・直線の分離
手順５の２）で得られた離間距離ｂd のそれぞれを、閾
値Ｂと比較し、 ｂd ≧Ｂならば、 〔Ｐi-d Ｐi+d 〕を曲線成分ＤC に分離し、５の４）へ ｂd ＜Ｂならば、 〔Ｐi-d Ｐi+d 〕を直線成分ＤL に分離し、５の８）へ （ただし、〔Ｐi-d Ｐi+d 〕は、連結線Ｄ上における、
画素点Ｐi-d から画素点Ｐi+d までの閉区間）
値Ｂと比較し、 ｂd ≧Ｂならば、 〔Ｐi-d Ｐi+d 〕を曲線成分ＤC に分離し、５の４）へ ｂd ＜Ｂならば、 〔Ｐi-d Ｐi+d 〕を直線成分ＤL に分離し、５の８）へ （ただし、〔Ｐi-d Ｐi+d 〕は、連結線Ｄ上における、
画素点Ｐi-d から画素点Ｐi+d までの閉区間）
【００２６】５の４）曲線成分と直線成分の統合
後述する手順５の８）で、従属成分と判定された成分
を、隣あった曲線成分に連結する手順である。
を、隣あった曲線成分に連結する手順である。
【００２７】５の５）曲線成分の再評価
５の４）曲線成分と直線成分の統合を経て得られた曲線
成分ＤC に対し、再評価を行う。即ち、曲線成分ＤC の
両端に、共に直線成分が存在するかどうかを調べ、曲線
成分ＤC の両端のどちらか一方でも直線成分が存在しな
いとき、曲線成分ＤC を曲線成分に決定し、５の６）へ
曲線成分ＤC の両端のどちらにも直線成分が存在すると
き、 ＤC の構成画素数ｎ≧ｄk ∧２成分−３成分比Ｒ＜閾値
Ｎならば、曲線成分ＤC を曲線成分に決定し、５の６）
へ上記以外のとき、ＤC を従属成分と判定し、５の７）
へ（ただし、２成分−３成分比Ｒとは、曲線成分ＤC の
両端に存在する両直線成分の合計画素数を、両直線成分
と曲線成分ＤC の３成分の総画素数で割ったもの。ま
た、閾値Ｎは、０＜Ｎ＜１なる定数。）
成分ＤC に対し、再評価を行う。即ち、曲線成分ＤC の
両端に、共に直線成分が存在するかどうかを調べ、曲線
成分ＤC の両端のどちらか一方でも直線成分が存在しな
いとき、曲線成分ＤC を曲線成分に決定し、５の６）へ
曲線成分ＤC の両端のどちらにも直線成分が存在すると
き、 ＤC の構成画素数ｎ≧ｄk ∧２成分−３成分比Ｒ＜閾値
Ｎならば、曲線成分ＤC を曲線成分に決定し、５の６）
へ上記以外のとき、ＤC を従属成分と判定し、５の７）
へ（ただし、２成分−３成分比Ｒとは、曲線成分ＤC の
両端に存在する両直線成分の合計画素数を、両直線成分
と曲線成分ＤC の３成分の総画素数で割ったもの。ま
た、閾値Ｎは、０＜Ｎ＜１なる定数。）
【００２８】５の６）曲線の整理
これまでに５の５）曲線成分の再評価で曲線成分と判定
されたものを、滑らかに連結し、当該線幅の連結線にお
ける５）直線・曲線分離過程の全過程を終了する。そし
て、再び５の１）に戻って、曲線・直線分離を行ってい
ない他の連結線についても５）直線・曲線分離過程を行
うようにする。
されたものを、滑らかに連結し、当該線幅の連結線にお
ける５）直線・曲線分離過程の全過程を終了する。そし
て、再び５の１）に戻って、曲線・直線分離を行ってい
ない他の連結線についても５）直線・曲線分離過程を行
うようにする。
【００２９】５の７）曲線成分の分割
５の５）曲線成分の再評価において、従属成分と判断さ
れた成分ＤC を２分割し、５の９）へ。
れた成分ＤC を２分割し、５の９）へ。
【００３０】５の８）直線成分の再評価
５の３）曲線・直線の分離で分離された直線成分ＤL に
対し、再評価を行う。即ち、直線成分ＤL の両端のどち
らか一方に、曲線成分が存在するかを調べ、直線成分Ｄ
L の隣に曲線成分が存在するとき、ＤL の構成画素数ｎ
≦２ｄk+1 ならば、ＤLを従属成分と判定し、５の４）
へ上記以外のとき、５の９）へ
対し、再評価を行う。即ち、直線成分ＤL の両端のどち
らか一方に、曲線成分が存在するかを調べ、直線成分Ｄ
L の隣に曲線成分が存在するとき、ＤL の構成画素数ｎ
≦２ｄk+1 ならば、ＤLを従属成分と判定し、５の４）
へ上記以外のとき、５の９）へ
【００３１】５の９）直線成分・曲線成分の統合
５の７）曲線成分の分割で、成分を２分割されたもの
を、それぞれ隣合う直線成分と連結する。
を、それぞれ隣合う直線成分と連結する。
【００３２】５の10）再分離成分の決定
５の９）直線成分・曲線成分の統合を経て得られた直線
成分中から、再分離の必要なものを抽出する。即ち、Ｄ
L の構成画素数ｎを調べ、 ｎ≦２ｄk+1 ならば、ＤL を直線成分と決定 ｎ＞２ｄk+1 ならば、ＤL は要再分離成分と判断し、５
の11）へ
成分中から、再分離の必要なものを抽出する。即ち、Ｄ
L の構成画素数ｎを調べ、 ｎ≦２ｄk+1 ならば、ＤL を直線成分と決定 ｎ＞２ｄk+1 ならば、ＤL は要再分離成分と判断し、５
の11）へ
【００３３】５の11）条件再設定
５の10）再分離成分の決定で、要再分離成分と判断され
たもののうち、１つを取り出し、この成分を新しい連結
線とみなしてＤとする。続いて、ｋ＋１をｋに置き換え
て、再び５の２）へ。なお、他の要再分離成分は、当該
新連結線Ｄの直線・曲線分離が終わった後に、処理を行
うものとする。また、５の10）再分離成分の決定で、要
再分離成分が得られなかったときには、５の６）へ。
たもののうち、１つを取り出し、この成分を新しい連結
線とみなしてＤとする。続いて、ｋ＋１をｋに置き換え
て、再び５の２）へ。なお、他の要再分離成分は、当該
新連結線Ｄの直線・曲線分離が終わった後に、処理を行
うものとする。また、５の10）再分離成分の決定で、要
再分離成分が得られなかったときには、５の６）へ。
【００３４】上記手順５の３）においては、離間距離ｂ
d が〔Ｐi-d Ｐi+d 〕の曲率に比例すると見做されて、
閾値Ｂと比較される。〔Ｐi-d Ｐi+d 〕が完全な円弧を
なすと仮定すれば、ｂd ＝Ｂのときの〔Ｐi-d Ｐi+d 〕
の曲率Ｃkは次式で与えられる。
d が〔Ｐi-d Ｐi+d 〕の曲率に比例すると見做されて、
閾値Ｂと比較される。〔Ｐi-d Ｐi+d 〕が完全な円弧を
なすと仮定すれば、ｂd ＝Ｂのときの〔Ｐi-d Ｐi+d 〕
の曲率Ｃkは次式で与えられる。
【００３５】
【数式１】
【００３６】また、手順５の５）において、ＤC の構成
画素数ｎと画素距離ｄk が比較されているけれども、お
よそＤC の構成画素数が画素距離ｄk より小さいときに
は、ＤC を独立の曲線成分として分離する価値が低い。
このときには、ＤC を両端どちらかの成分あるいは両方
の成分と連結すると良い。そこで、ＤCの両端に直線成
分が存在するときには、５の７）でＤC を２分割した
後、５の９）で直線成分に連結するようにしてある。
画素数ｎと画素距離ｄk が比較されているけれども、お
よそＤC の構成画素数が画素距離ｄk より小さいときに
は、ＤC を独立の曲線成分として分離する価値が低い。
このときには、ＤC を両端どちらかの成分あるいは両方
の成分と連結すると良い。そこで、ＤCの両端に直線成
分が存在するときには、５の７）でＤC を２分割した
後、５の９）で直線成分に連結するようにしてある。
【００３７】更にまた、５の５）においては、２成分−
３成分比Ｒと閾値Ｎも比較されているが、この比較も、
ＤC を曲線成分として分離する価値を検討するためのも
のである。Ｒ≧ＮかつＤC の両端のどちらにも直線成分
が存在するならば、ＤC を２分割して両端の直線成分に
連結したほうが、後から滑らかな曲線が得られやすい。
３成分比Ｒと閾値Ｎも比較されているが、この比較も、
ＤC を曲線成分として分離する価値を検討するためのも
のである。Ｒ≧ＮかつＤC の両端のどちらにも直線成分
が存在するならば、ＤC を２分割して両端の直線成分に
連結したほうが、後から滑らかな曲線が得られやすい。
【００３８】５の８）において、ＤL の構成画素数ｎと
２ｄk+1 が比較されている。その理由は、一旦直線成分
として分離され（つまり、ｂk ＜Ｂ）、かつ構成画素数
が２ｄk+1 よりも小さいものについては、画素距離をｄ
k からｄk+1 に変えても必ずｂk+1 ＜Ｂとなり、もはや
５の３）曲線・直線の分離を行う価値がない。そこで、
ＤL を隣接する曲線成分に連結するか、そのまま直線成
分と決定するのである。
２ｄk+1 が比較されている。その理由は、一旦直線成分
として分離され（つまり、ｂk ＜Ｂ）、かつ構成画素数
が２ｄk+1 よりも小さいものについては、画素距離をｄ
k からｄk+1 に変えても必ずｂk+1 ＜Ｂとなり、もはや
５の３）曲線・直線の分離を行う価値がない。そこで、
ＤL を隣接する曲線成分に連結するか、そのまま直線成
分と決定するのである。
【００３９】なお、本実施例においては、数列｛ｄk ｝
は、次の式で与えられる。
は、次の式で与えられる。
【００４０】
【数式２】
【００４１】６）連結線の統合
この過程では、前過程、つまり５）曲線・直線の分離で
分離された曲線成分中から折曲点を検出し、あるいは、
曲線成分、直線成分からより長い曲線、直線を得る。
分離された曲線成分中から折曲点を検出し、あるいは、
曲線成分、直線成分からより長い曲線、直線を得る。
【００４２】まず、曲線成分に分類されたものに対し、
当該曲線成分中の画素点で、５の２）離間距離ｂk の計
算のときにｂ1を算定された点の内、もっともｂ1の値が
大きかった点を抽出し、当該画素点Ｐiから予じめ与え
られた画素距離ｄ’だけ離れた２点、Ｐi-d'とＰi+d'を
抽出する。続いて、次式のとおりベクトルの内積を算定
し、当該内積が閾値Ｉより大きければ、前記画素点Ｐi
を折曲点と判定する。このときには、当該画素点Ｐiを
以て曲線成分を分割し、他の曲線成分あるいは直線成分
と隣接しているならば、分割された成分を隣接する成分
に連結するのである。
当該曲線成分中の画素点で、５の２）離間距離ｂk の計
算のときにｂ1を算定された点の内、もっともｂ1の値が
大きかった点を抽出し、当該画素点Ｐiから予じめ与え
られた画素距離ｄ’だけ離れた２点、Ｐi-d'とＰi+d'を
抽出する。続いて、次式のとおりベクトルの内積を算定
し、当該内積が閾値Ｉより大きければ、前記画素点Ｐi
を折曲点と判定する。このときには、当該画素点Ｐiを
以て曲線成分を分割し、他の曲線成分あるいは直線成分
と隣接しているならば、分割された成分を隣接する成分
に連結するのである。
【００４３】
【数式３】
【００４４】しかる後、折曲点の検出されなかった曲線
成分は、もし他の曲線成分と隣接していれば、すべて連
結する。こうして長い曲線成分を得るのである。
成分は、もし他の曲線成分と隣接していれば、すべて連
結する。こうして長い曲線成分を得るのである。
【００４５】また、直線成分に対しては、全直線成分の
内から２本の直線成分を取り出し、この直線成分同士の
もっとも近い両端間の距離Ｓ及びもっとも遠い両端間の
距離Ｄ’、両直線成分の長さＬ1及びＬ2、それに両直線
同士のもっとも近い両端を繋ぐ直線と両直線成分のなす
角θ1、θ2を計算した後、これらを判定式に導入して、
閾値より大きければ、この２本の直線成分を、そのもっ
とも近い両端点同士で連結するのである。この処理を繰
り返せば、最終的に直線成分が決定されるものとみな
す。なお、判定式は次のとおりである。
内から２本の直線成分を取り出し、この直線成分同士の
もっとも近い両端間の距離Ｓ及びもっとも遠い両端間の
距離Ｄ’、両直線成分の長さＬ1及びＬ2、それに両直線
同士のもっとも近い両端を繋ぐ直線と両直線成分のなす
角θ1、θ2を計算した後、これらを判定式に導入して、
閾値より大きければ、この２本の直線成分を、そのもっ
とも近い両端点同士で連結するのである。この処理を繰
り返せば、最終的に直線成分が決定されるものとみな
す。なお、判定式は次のとおりである。
【００４６】
【数式４】
【００４７】７）数式近似過程
この過程では、前過程で最終的に分類された曲線成分及
び直線成分に、数式をあてはめる。直線成分について
は、その両端を結ぶ直線の方程式を以て近似し、また、
曲線成分については、当該曲線成分を適当に幾つかの区
間に分けた後、各区間の両端及び３分点の計４点を通る
ベジェ曲線に近似する。
び直線成分に、数式をあてはめる。直線成分について
は、その両端を結ぶ直線の方程式を以て近似し、また、
曲線成分については、当該曲線成分を適当に幾つかの区
間に分けた後、各区間の両端及び３分点の計４点を通る
ベジェ曲線に近似する。
【００４８】なお、近似されたベジェ曲線上の点は、
（ａxｔ3＋ｂxｔ2＋ｃxｔ＋ｄx，ａyｔ3＋ｂyｔ2＋ｃy
ｔ＋ｄy）で表わされ、ａ x、ｂx、…は、前記４点の座
標が、それぞれ（Ｐ0x，Ｐ0y）、（Ｐ1x，Ｐ1y）、（Ｐ
2x，Ｐ2y）、（Ｐ3x，Ｐ3y）であるとき、次式で与えら
れる。
ｔ＋ｄy）で表わされ、ａ x、ｂx、…は、前記４点の座
標が、それぞれ（Ｐ0x，Ｐ0y）、（Ｐ1x，Ｐ1y）、（Ｐ
2x，Ｐ2y）、（Ｐ3x，Ｐ3y）であるとき、次式で与えら
れる。
【００４９】
【数式５】
【００５０】上記数式近似過程によって得られた数式
は、線幅の情報と共に、入力画像の輪郭線を表わす情報
として、保存される。これが、ベクトル輪郭情報であ
る。
は、線幅の情報と共に、入力画像の輪郭線を表わす情報
として、保存される。これが、ベクトル輪郭情報であ
る。
【００５１】本実施例は以上のようであるが、分離され
た曲線成分を数式で近似する際に、ベジェ曲線以外の曲
線、例えばスプライン曲線や円弧曲線や円錐曲線といっ
たもの、に近似することもできる。
た曲線成分を数式で近似する際に、ベジェ曲線以外の曲
線、例えばスプライン曲線や円弧曲線や円錐曲線といっ
たもの、に近似することもできる。
【００５２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、写真な
どのような原画からでも、輪郭線だけを取り出しこれを
ベクトル化して、少ない情報量で取り扱うことが可能に
なる。このように、本発明の方法及び装置は、産業上の
利用価値が高い。
どのような原画からでも、輪郭線だけを取り出しこれを
ベクトル化して、少ない情報量で取り扱うことが可能に
なる。このように、本発明の方法及び装置は、産業上の
利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例装置のブロック線図である。
【図２】実施例全７過程のフロー図である。
【図３】実施例における直線・曲線分離過程、全11手順
のフロー図である。
のフロー図である。
【図４】4-近傍の説明図である。
【図５】8-近傍の説明図である。
【図６】離間距離ｂd の説明図である。
１ コンピュータ
２ ディスプレイ装置
３ プリンタ装置
４ イメージスキャナ
５ ビデオ画像処理器
６ ビデオカメラ
７ ビデオモニタ
Claims (7)
- 【請求項１】 明暗あるいは色調の差によって階層分類
されたイメージデータから、所定位置以上明暗あるいは
色調が異なる階層領域が接する点を抽出してイメージ輪
郭情報を得ると共に、当該輪郭イメージ情報中の図形を
細線化して線画図形を得、当該線画図形を数式表示され
た曲線と直線に近似することによってベクトル輪郭情報
を得ることを特徴とする図画データの自動ベクトル化処
理方法。 - 【請求項２】 イメージ輪郭情報中の図形に対し、細線
化、数式近似を行ってベクトル輪郭情報を得る処理とは
別個に、骨格処理を行って線幅情報を得、しかる後当該
線幅情報を前記ベクトル輪郭情報に加えることにより輪
郭線に太さの情報を付与するようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の図画データの自動ベクトル化処理方
法。 - 【請求項３】 線画図形を数式表示された曲線と直線に
近似するに先立ち、線画から何本かの連結線を抽出し、
更に当該連結線から曲線成分、直線成分を分類抽出する
ことを特徴とする請求項１記載の図画データの自動ベク
トル化処理方法。 - 【請求項４】 連結線中から分類された曲線成分中に、
折曲点がないか確認し、折曲点が存在したときには当該
点をもって曲線成分を２つに分離し、折曲点が存在しな
かったときには曲線成分をそのまま曲線として認識する
ようになっていることを特徴とする請求項３記載の図画
データの自動ベクトル化処理方法。 - 【請求項５】 原画をイメージスキャナで読み取りなが
ら階層分類処理することによって、明暗あるいは色調の
差によって階層分類されたイメージデータを得るように
なっていることを特徴とする請求項１記載の図画データ
の自動ベクトル化処理方法。 - 【請求項６】 ビデオカメラで被写体を撮像し、これを
電気信号化しながら階層分類処理することによって、明
暗あるいは色調の差によって階層分類されたイメージデ
ータを得るようになっていることを特徴とする請求項１
記載の図画データの自動ベクトル化処理方法。 - 【請求項７】 明暗あるいは色調の差によって階層分類
されたイメージデータから所定位置以上明暗あるいは色
調が異なる階層領域が接する点を抽出してイメージ輪郭
情報を得る機能と、当該イメージ輪郭情報中の図形を細
線化して線画図形を得る機能と、当該線画図形を数式表
示された曲線と直線に近似してベクトル輪郭情報を得る
機能とを備えたコンピュータであることを特徴とする図
画データの自動ベクトル化処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3182720A JP2775122B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | イラストデータの自動輪郭抽出ベクトル化処理方法，及びそれに使用する処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3182720A JP2775122B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | イラストデータの自動輪郭抽出ベクトル化処理方法，及びそれに使用する処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528254A true JPH0528254A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2775122B2 JP2775122B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=16123266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3182720A Expired - Fee Related JP2775122B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | イラストデータの自動輪郭抽出ベクトル化処理方法，及びそれに使用する処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2775122B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7545992B2 (en) | 2004-07-07 | 2009-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system and image processing method |
| JP2009151759A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-07-09 | Canon Inc | 画像処理方法及び画像処理装置 |
| US7596271B2 (en) | 2004-07-07 | 2009-09-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system and image processing method |
| US7640269B2 (en) | 2004-07-07 | 2009-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system and image processing method |
| US7860266B2 (en) | 2004-07-07 | 2010-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system and image processing method |
| CN109671039A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-23 | 北京邮电大学世纪学院 | 基于分层特征的图像矢量化方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59123069A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-16 | Fujitsu Ltd | ベクトル線分の太線処理方式 |
| JPS60132280A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 直線／曲線デ−タ分離装置 |
| JPS60178588A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Fujitsu Ltd | 画像処理装置 |
| JPS6375882A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Fujitsu Ltd | パタ−ン圧縮装置 |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP3182720A patent/JP2775122B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59123069A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-16 | Fujitsu Ltd | ベクトル線分の太線処理方式 |
| JPS60132280A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 直線／曲線デ−タ分離装置 |
| JPS60178588A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Fujitsu Ltd | 画像処理装置 |
| JPS6375882A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Fujitsu Ltd | パタ−ン圧縮装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7545992B2 (en) | 2004-07-07 | 2009-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system and image processing method |
| US7596271B2 (en) | 2004-07-07 | 2009-09-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system and image processing method |
| US7640269B2 (en) | 2004-07-07 | 2009-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system and image processing method |
| US7860266B2 (en) | 2004-07-07 | 2010-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system and image processing method |
| JP2009151759A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-07-09 | Canon Inc | 画像処理方法及び画像処理装置 |
| CN109671039A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-23 | 北京邮电大学世纪学院 | 基于分层特征的图像矢量化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2775122B2 (ja) | 1998-07-16 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |