JPH0535870A - 多値化データを用いた輪郭点抽出法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度で輪郭位置が決定できる輪郭点抽出法
を得る。 【構成】 背景中に文字や図形等が存在している階調数
が２の原稿を画像読取り装置によって読取って得た多値
化データを、白画素データと黒画素データとＮ個(Ｎは
１以上の数)の各異なる中間レベル毎の画素データとに
区別する。前記の中間レベルの個数Ｎと対応して定まる
数値Ｎに関して、画素が縦,横方向にそれぞれ(Ｎ＋１)
分割された状態の座標系を設定する。白の画素と黒画素
とが接している状態と対応して、前記した白画素と黒画
素との中間に輪郭点を設定し、また、中間調の画素があ
るときは、その中間調の画素の周辺の画素との間の相対
的な階調レベルの関係を調べ、中間調の画素とその周辺
の画素との間の相対的な階調レベルの関係と対応して、
中間調画素における縦，横に（Ｎ＋１）等分されている
位置中で、予め定められている位置を輪郭点位置として
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多値化データを用いた輪
郭点抽出法、特に、高い精度で滑らかな輪郭形状が容易
に得られる多値化データを用いた輪郭点抽出法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ等を含んで構成され
ている情報処理装置を用いて画像情報のデジタル処理が
行なわれるようになった。ところで、文字や図形等の画
像情報の処理に際して、画素単位で情報処理を行なうよ
うにした場合には、処理の対象にされるデータ量が多
いために多量のメモリ資源が消費される。画像の拡大
や縮小、回転などの画像処理を行なうのには不適当であ
り、そのような画像処理理を行なったところで図形が歪
んだり潰れたりすることが起こる。等の問題点が生じ
る。それで、文字や図形等の画像の輪郭形状の情報から
輪郭ベクトルを得て、文字や図形等を限られた数の輪郭
ベクトルで表現することにより、少ないデータ量の画像
情報により画像の拡大や縮小、回転などの画像処理を自
由に行なうことを可能にするための多くの提案がなされ
ている。

【０００３】ところで、背景中に文字や図形等が存在し
ていて階調数が２の原稿を画像読取り装置によって読取
って得た文字や図形等の画像データから輪郭ベクトルを
得る場合の画像処理としては、従来から例えば図１０に
示されているような手順に従って輪郭ベクトルを得るよ
うにすることが行なわれて来ている。図１０において７
は画像処理の対象にされている文字や図形等が記載され
ている原稿であり、前記した原稿７に記載されている文
字や図形の画像情報(イメージデータ)は、図１０の中の
ブロック８で示されているような適当な画像情報読取り
装置、例えばイメージスキャナや画像情報をデジタルデ
ータとして出力できるテレビジョンカメラ等を用いるこ
とによって画像処理装置に読込まれる。画像処理装置に
読込まれた画像情報のデジタルデータは、２値化処理部
９で２値化処理が行なわれることによって、背景の画素
と文字や図形の画素との区別が良好に行なわれるように
なされてから、ブロック１０において背景の画素と文字
や図形の画素とが隣り合う点を輪郭点としてその輪郭点
のデータが抽出され、次にブロック１１において前記し
た輪郭点のデータを用いて、輪郭を辿る輪郭線を表現す
る線分列を決定して輪郭のベクトル化が行なわれる。

【０００４】ここで、図１１に示されている輪郭点の配
列（輪郭点列）を参考にして前記した輪郭のベクトル化
について説明すると、まず、図１１中に示されている多
数の四角形の個々のものが各輪郭点であるとした場合
に、Ｘ座標が５でＹ座標が３の輪郭点とＸ座標が９でＹ
座標が３の輪郭点とを結ぶ線分が１つの輪郭のベクトル
であり、また、Ｘ座標が９でＹ座標が３の輪郭点とＸ座
標が９でＹ座標が７の輪郭点とを結ぶ線分が別の１つの
輪郭のベクトルであり、さらに、Ｘ座標が９でＹ座標が
７の輪郭点とＸ座標が５でＹ座標が７の輪郭点とを結ぶ
線分がさらに別の１つの輪郭のベクトルであり、さらに
また、Ｘ座標が５でＹ座標が７の輪郭点とＸ座標が５で
Ｙ座標が３の輪郭点とを結ぶ線分が別の１つの輪郭のベ
クトルであって、この図１１に例示されている多数の輪
郭点の配列は、前記した４つの線分列と対応する４つの
輪郭ベクトルによって示されることになり、ブロック１
８に示されるようにベクトル化された輪郭のデータが出
力される。

【０００５】図１２の（ａ）は画像処理装置に読込まれ
た画像情報のデジタルデータについて、図１０を参照し
て説明したように２値化処理部９で２値化処理が行なわ
れて出力された２値化データの状態を目視的に容易に理
解できるようにするために、前記した２値化データをそ
れと対応する表示画像として示した図であり、また図１
２の（ｂ）は前記した２値化データに基づいて抽出され
た輪郭点のデータの状態を目視的に容易に理解できるよ
うにするために、前記した輪郭点のデータをそれと対応
する表示画像として示した図であり、さらに図１２の
（ｃ）は前記した輪郭点のデータを用いて、輪郭を辿る
輪郭線を表現する線分列を決定して輪郭のベクトル化を
行なって得た輪郭ベクトルデータの状態を目視的に容易
に理解できるようにするために、前記した輪郭ベクトル
データをそれと対応する表示画像として示した図であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１０を参照して既述
したように、背景中に文字や図形等が存在していて階調
数が２の原稿を画像読取り装置によって読取って得た文
字や図形等の画像データから輪郭点のデータや輪郭ベク
トルを得る等の画像処理が行なわれるような場合には、
画像情報をデジタルデータとして出力できる画像読取り
装置を用いて画像処理装置に読込まれたデジタルデータ
が２値化処理を受けて、背景の画素と文字や図形の画素
との区別が良好に行なわれるようになされてから、背景
の画素と文字や図形の画素とが隣り合う点を輪郭点とし
て輪郭点のデータが抽出され、次いで、前記した輪郭点
のデータを用いて輪郭を辿る輪郭線を表現する線分列が
決定されて輪郭のベクトル化が行なわれる、というよう
な画像処理が行なわれるのであるが、前記のように画像
読取り装置で読取りの対象にされている原稿が、背景中
に文字や図形等が存在していて階調数が２の原稿であっ
ても、画像読取り装置によって読取られた文字や図形等
の画像データは、２値のデジタルデータではなく多値の
デジタルデータとなっている。

【０００７】背景中に文字や図形等が存在していて階調
数が２であるような原稿を画像読取り装置によって読取
った画像データが、２値のデジタルデータではなく多値
のデジタルデータになっていること及び前記の点によっ
て生じる問題点を図１３〜図１６等を参照して説明する
と次のとおりである。図１３の（ａ）中で破線によって
示されている多くの小さな四角形は、画像読取り装置の
光電変換部における画素毎の光電変換素子の大きさを示
している。ところで、この図１３の（ａ）に示されてい
るように、ある大きさを有する画素毎の光電変換素子に
よって光電変換の対象にされている画像情報が、階調数
が２であるような原稿の画像情報の場合であっても、前
記した個々の光電変換素子に与えられる光量が、画像の
白の部分に対応している光量の場合と、画像の黒の部分
に対応している光量の場合だけではなく、光電変換素子
に画像の白の部分の光量と画像の黒の部分の光量とが与
えられることも起こり、この場合には光電変換素子から
は原稿には本来存在していなかった中間調と対応する電
気信号が発生することになり、中間調のデジタルデータ
が出力されることになる。

【０００８】図１３の（ｂ）は光電変換部の各画素毎の
光電変換素子に対して図１３の（ａ）に例示されている
ような状態の光量が与えられているとした場合に、光電
変換部の各画素毎の光電変換素子で発生された電気信号
と対応して得られるデジタルデータを示している図であ
り、この図１３の（ｂ）において白い丸印（白丸）は白
レベルのデジタルデータが得られる画素を表わし、ま
た、丸の中に斜線を引いて示してある丸印（以下、斜線
丸という）は黒レベルのデジタルデータが得られる画素
を表わし、さらに丸の中に多数のドットを付して示して
丸（以下、付点丸という）は中間調レベルのデジタルデ
ータが得られる画素を表わしている。前記した白丸、斜
線丸、付点丸などの表わす意味は他の図についても同様
である。図１４は黒の背景中に白の文字や図形等が存在
していて階調数が２であるような原稿を画像読取り装置
によって読取った画像データにおける背景を示す黒の画
素から文字，図形を示す白の画素までの間の階調毎のデ
ータ数の分布の状態を例示したものであり、図中のＴｈ
ｂは中間調領域と背景の黒の領域との境界を示してお
り、また、Ｔｈｗは中間調領域と文字，図形を示す領域
との境界を示している。

【０００９】前記のような原因により読取り装置から出
力されたデジタルデータ中には、本来原稿には存在して
いなかった中間調の画像情報と対応するデジタルデータ
も現われているために、画像処理装置に読込まれた画像
情報のデジタルデータに対して施こされる既述した２値
化処理に当って設定されるスレッショルドの設定値の如
何に応じて２値化信号の状態、すなわち、輪郭点の位置
が変化することも起こるが、この点を図１５及び図１６
を参照して説明すると次のとおりである。まず、図１５
の（ａ）中に紙面の濃度分布として示してある点線
は、背景中に文字や図形等が存在していて階調数が２で
あるような原稿における紙面の濃度分布を例示している
ものであり、また、同図中で読取り結果として示して
ある実線は、前記の紙面の濃度分布を示す点線で示さ
れている濃度分布を有する階調数が２の原稿を画像読取
り装置で読取って得られた読取り結果の一例を例示した
ものである。

【００１０】前記した図１５の（ａ）中の曲線で示す
読取り結果の例は、本来、２値的な濃度分布しか有して
いない原稿における白の部分と黒の部分との境界の部分
に画像読取り装置の光電変換部における１つの光電変換
素子が位置したことにより、原稿における白の部分と黒
の部分との境界の部分に対応している部分に、本来原稿
には存在していなかった中間調の出力データが読取り装
置から出力されている場合の出力データの状態を示して
いる。図１５の（ａ）中に示されている一点鎖線Ｔｈ
1，Ｔｈ2は、前記した実線図示の曲線で例示されてい
る読取り装置の出力データを２値化する際に用いられる
スレッショルドの２つの例を示している。図１５の
（ｂ）は図１５の（ａ）中の曲線で示されている読取
り結果について、一点鎖線Ｔｈ1で示されているスレッ
ショルドによって２値化することによって得られる２値
化データであり、また、図１５の（ｃ）は図１５の
（ａ）中の曲線で示されている読取り結果について、
一点鎖線Ｔｈ2で示されているスレッショルドによって
２値化することによって得られる２値化データである。
このように読取り装置からの出力データ中に中間調のデ
ータが含まれている場合には２値化のためのスレッショ
ルドの設定の仕方によって２値化信号の状態、すなわ
ち、輪郭点の位置が変化することが起こる。

【００１１】次に、図１６は読取り装置からの出力デー
タ中に中間調のデータが含まれている場合に、２値化の
ためのスレッショルドの設定の仕方によって輪郭点の位
置が変化することを説明するための図である。図１６の
（ａ）は原稿の紙面上における図形の濃度分布の状態を
示している図であり、また、図１６の(ｆ）は前記した
図１６の(ａ)に例示されている図形の輪郭として期待さ
れている輪郭図形を示している図である。図１６の
(ｂ)，（ｄ）は、原稿の図形の概略の濃度分布が図１６
の（ａ）に示されるようなものであった場合に、その原
稿を既述のように画像読取り装置で読取った後に画像読
取り装置の出力データを、それぞれ異なるスレッショル
ドで２値化して得られた２つの２値化データの状態を例
示したものであるが、この図１６の(ｂ)，（ｄ）は前記
した２値化データの状態が目視的に容易に理解できるよ
うにするために、前記した２値化データをそれと対応す
る表示画像として示したものであり、図１６の（ｂ）に
例示されている２値化データは例えばスレッショルドＴ
ｈ1による２値化処理の結果として得られ、また、図１
６の（ｄ）に例示されている２値化データは例えばスレ
ッショルドＴｈ2による２値化処理の結果として得られ
る。

【００１２】原稿の図形の概略の濃度分布が図１６の
（ａ）に示されるようなものであった場合に、それを画
像読取り装置で読取っで得た出力データを、それぞれ異
なるスレッショルドで２値化して得られた２つの２値化
データの状態が、例えば図１６の(ｂ)，（ｄ）に例示さ
れているように全く異なるものになることがある理由は
原稿の図形の輪郭の部分には画素の大きさのオーダでの
凹凸や濃度のむら、あるいはしみの存在等があること、
画像読取り装置による読取りの際に既述のように中間調
データが発生すること、等による。そして、前記した図
１６の（ｂ）に例示されている２値化データから抽出さ
れる輪郭（輪郭点の配列…輪郭点列）は図１６の（ｃ）
に例示されているようなものになり、また、前記した図
１６の（ｄ）に例示されている２値化データから抽出さ
れる輪郭（輪郭点の配列…輪郭点列）は図１６の（ｅ）
に例示されているようなものになる。

【００１３】このように、読取り装置から出力されたデ
ジタルデータ中に生じる本来原稿には存在していなかっ
た中間調の画像情報と対応するデジタルデータによっ
て、２値化処理のために設定されるスレッショルドの設
定値の如何に応じて２値化信号の状態、すなわち、輪郭
点の位置が画素の大きさの単位で変化することが起こる
ので、従来は良好な輪郭線を得ることが困難であり、そ
れの解決策が求められていた。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は背景中に文字や
図形等が存在していて階調数が２の原稿を画像読取り装
置によって読取って得た多値化データを、白レベルの画
素データと黒レベルの画素データとＮ個（ただし、Ｎは
１以上の数）の中間レベルにおける各異なる中間レベル
毎の画素データとに区別する手段と、前記の設定された
中間レベルの個数Ｎと対応して定まる数値Ｎに関して、
画素が縦方向と横方向とにそれぞれ(Ｎ＋１)分割された
状態となるように座標系を設定する手段と、白レベルの
画素と黒レベルの画素とが接している状態と対応して、
前記した白レベルの画素と黒レベルの画素との中間に輪
郭点を設定する手段と、中間調の画素があるときは、そ
の中間調の画素の周辺の画素との間の相対的な階調レベ
ルの関係を調べ、前記した中間調の画素とその周辺の画
素との間の相対的な階調レベルの関係と対応して、中間
調画素における縦，横に（Ｎ＋１）等分されている位置
中で、予め定められている位置を輪郭点位置として設定
する手段とからなる多値化データを用いた輪郭点抽出法
を提供する。

【００１５】

【作用】背景中に文字や図形等が存在している階調数が
２の原稿を画像読取り装置によって読取って得た多値化
データを、白レベルの画素データと黒レベルの画素デー
タとＮ個（ただし、Ｎは１以上の数）の中間レベルにお
ける各異なる中間レベル毎の画素データとに区別する。
設定された中間レベルの個数Ｎと対応して定まる数値Ｎ
に関して、画素が縦方向と横方向とにそれぞれ(Ｎ＋１)
分割された状態となるように座標系を設定する。白レベ
ルの画素と黒レベルの画素とが接している状態と対応し
て、前記した白レベルの画素と黒レベルの画素との中間
に輪郭点を設定し、また、中間調の画素があるときは、
その中間調の画素の周辺の画素との間の相対的な階調レ
ベルの関係を調べ、前記した中間調の画素とその周辺の
画素との間の相対的な階調レベルの関係と対応して、中
間調画素における縦，横に（Ｎ＋１）等分されている位
置中で、予め定められている位置を輪郭点位置として設
定する。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の多値化デ
ータを用いた輪郭点抽出法の具体的な内容を詳細に説明
する。図１は本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出
法の全体の概略説明に使用されるブロック図であって、
この図１において１はイメージデータ源、２は多値化処
理部、３は中間調画素の抽出部、４は輪郭点の決定部、
５は輪郭点に囲まれた輪郭点の削除部、６は輪郭点デー
タ出力部である。本発明の多値化データを用いた輪郭点
抽出法は、背景中に文字や図形等が存在していて階調数
が２の原稿を画像読取り装置によって読取って得た多値
化データを、白レベルの画素データと黒レベルの画素デ
ータとＮ個（ただし、Ｎは１以上の数）の中間レベルに
おける各異なる中間レベル毎の画素データとに区別する
手段と、前記の設定された中間レベルの個数Ｎと対応し
て定まる数値Ｎに関して、画素が縦方向と横方向とにそ
れぞれ(Ｎ＋１)分割された状態となるように座標系を設
定する手段と、白レベルの画素と黒レベルの画素とが接
している状態と対応して、前記した白レベルの画素と黒
レベルの画素との中間に輪郭点を設定する手段と、中間
調の画素があるときは、その中間調の画素の周辺の画素
との間の相対的な階調レベルの関係を調べ、前記した中
間調の画素とその周辺の画素との間の相対的な階調レベ
ルの関係と対応して、中間調画素における縦，横に（Ｎ
＋１）等分されている位置中で、予め定められている位
置を輪郭点位置として設定する手段とからなるものであ
るが、以下の記載においては、前記したＮが１の場合、
すなわち、白レベルの画素データと黒レベルの画素デー
タと１個の中間レベルの画素データとに区別し、画素が
縦方向と横方向とにそれぞれ２分割された状態となるよ
うに座標系を設定した場合の実施例について説明されて
いるが、この実施例においては出力されるイメージデー
タ数が入力されたイメージデータ数の２×２＝４倍とな
り、凸部で８連結、凹部で４連結で出力された輪郭点に
よって形成される輪郭線は、従来法のように２値化後に
決定した輪郭点によって形成される輪郭線に比較して滑
らかなものになされるとともに、輪郭点の列が単純な閉
ループをなし、髭や共有点が存在しないものになされ
る。

【００１７】さて、背景中に文字や図形等が存在してい
て階調数が２であるような原稿を画像読取り装置によっ
て読取った画像データが、２値のデジタルデータではな
く多値のデジタルデータになっていることの説明に当っ
て使用した図１３の（ａ),（ｂ）における図１３の
（ｂ）において、丸の中に多数のドットを付した状態の
付点丸によって示されている中間調レベルのデジタルデ
ータが得られる画素は、白丸によって示されている白レ
ベルのデジタルデータが得られる画素と、斜線丸によっ
て示されている黒レベルのデジタルデータが得られる画
素とによって挟まれた位置の画素であったが、前記の場
合と同様に背景中に文字や図形等が存在していて階調数
が２であるような原稿を画像読取り装置によって読取っ
た際に、中間調レベルのデジタルデータが得られる場合
としては、ある大きさを有する画素毎の光電変換素子に
対して図１３の（ｃ）に示されているような状態で光電
変換の対象にされている画像情報が与えられても、前記
した個々の光電変換素子には画像の白の部分の光量と画
像の黒の部分の光量とが与えられるために、中間調と対
応する電気信号が発生して、それにより中間調のデジタ
ルデータが出力されることになる。

【００１８】背景中に文字や図形等が存在していて階調
数が２であるような原稿を画像読取り装置によって読取
った際に、中間調レベルのデジタルデータが得られる場
合としては前記のように、図１３の（ａ），（ｂ）につ
いて説明したような場合と、図１３の（ｃ），（ｄ）に
ついて説明したような場合とがあるが、本発明の多値化
データを用いた輪郭点抽出法は、前記した図１３の
（ａ），（ｂ）について説明したような状態で中間調レ
ベルが発生している場合、すなわち、中間調レベルのデ
ジタルデータが得られる画素が、白レベルのデジタルデ
ータが得られる画素と、黒レベルのデジタルデータが得
られる画素とによって挟まれた位置の画素である場合だ
けに良好に適用されるのであり、図１３の（ｃ），
（ｄ）について説明したような状態で中間調レベルが発
生している場合には本発明の多値化データを用いた輪郭
点抽出法は適用されない｛図１３の（ｃ），（ｄ）につ
いて説明したような状態で中間調レベルが発生している
場合には、輪郭線の方向や輪郭線の本数が容易に決定さ
れないばかりでなく、そもそも標本抽出の時点において
高い周波数での情報が抜けてしまっているので追及して
も意味がない｝。

【００１９】図２は本発明の多値化データを用いた輪郭
点抽出法における輪郭のとり方の基本的な例を示してい
る図であり、図２の（ａ）は文字や図形を構成している
画素を示すシンボルであり、また、図２の（ｂ）は文字
や図形を構成している画素か背景を構成している画素か
の判定ができない画素のシンボルであり、さらに、図２
の（ｃ）は輪郭点と輪郭線とを示しているシンボルであ
って、文字や図形を構成している画素と背景を構成して
いる画素とが隣り合うときは、輪郭線は図２の（ｄ）の
ように文字や図形を構成している画素と背景を構成して
いる画素との間を通る。図中における輪郭点の個数が本
来の画素の個数に比較べて多いのは、前記した中間レベ
ルの個数Ｎ＝１と対応して定まる数値１に関して、画素
が縦方向と横方向とにそれぞれ(Ｎ＋１)＝２分割された
状態となるように座標系が設定されていて、輪郭をなす
点のとり得る位置は、画素の中心と画素と画素とに挟ま
れる点の両方になされるからである。また文字や図形を
構成する画素か、背景を構成する画素かの判定がつかな
い画素の輪郭線は図２の（ｅ），（ｆ）のようにその画
素の中心を通る。

【００２０】図３は、図３の（ａ）中の付点丸で示す中
間調レベルの画素に対して４連結の関係にある４つの画
素Ｐｕ，Ｐｄ，Ｐｌ，Ｐｒの画素と、前記した図３の
（ａ）に示されている付点丸で示す中間調レベルの画素
などが図３の（ｂ）に示されているような階調の画素の
場合には、図３の（ａ）中の付点丸で示す中間調レベル
の画素は図３の（ｃ）のように中間調レベルの画素とし
て採用されること、及び、図３の（ａ）中の付点丸で示
す中間調レベルの画素に対して４連結の関係にある４つ
の画素Ｐｕ，Ｐｄ，Ｐｌ，Ｐｒの画素と、前記した図３
の（ａ）に示されている付点丸で示す中間調レベルの画
素などが図３の（ｂ）に示されているような階調の画素
でない場合には、図３の（ａ）中の付点丸で示す中間調
レベルの画素を図３の（ｄ）のように中間調レベルの画
素としては採用しないことを説明している図である。前
記のように図３の（ｄ）のように中間調レベルの画素と
して採用されない中間調レベルの画素の画素データは、
適当なスレッショルドで２値化されることによって、白
レベルの画素データか黒レベルの画素データかのどちら
かの画素データに変更される。それで本発明の多値化デ
ータを用いた輪郭点抽出法が適用されない場合の例とし
て図１３の（ｃ），（ｄ）を参照して既述された状態で
中間調レベルの画素が発生した場合は除かれることにな
る。

【００２１】既述した図２に示されているように、輪郭
点は、画素の中心か、２つの画素の間か、４つの画素の
接するところか、に発生する。そして、ある座標位置が
輪郭点になるか否かは、その座標位置を含むか接するか
している画素のみによって決定する。すなわち、図４に
おいてある画素Ｐに注目し、その注目された画素Ｐの右
の画素Ｐｒと下の画素Ｐｄと右下の画素Ｐｒｄとの３つ
の画素を調べることによって、図４中に小さな黒丸印で
示してある４つの輪郭点候補が、それぞれ輪郭点となり
うるか否かを決定することができる。したがって、Ｍ×
Ｎ個の画素を有する画面の全体に対しては、右端と一番
下の画素以外の（Ｍ−１）×（Ｎ−１）個の画素に対し
て同様の処理を逐次に行なうことによって輪郭点を決定
することができる。輪郭点の個数は１注目画素当り４点
となるので、全部で４×（Ｍ−１）×（Ｎ−１）個とな
る。

【００２２】図５は各輪郭点候補を評価して、輪郭点と
するか否かを決定するための条件を示している図であ
り、また、図６は既述した図１における輪郭点に囲まれ
た輪郭点の削除部５で行なわれる輪郭点の削除の条件、
すなわち「上下左右を輪郭点に囲まれた輪郭点は削除す
る」という条件を説明している図である。以下、図５を
参照して各輪郭点候補の評価と輪郭点とするか否かの決
定条件とを説明する。まず、（１）画素の中心が輪郭点
となる場合…画素が中間調レベルのときには、その中心
に輪郭線が通過するという考え方をとることにより、注
目画素の中心にあたる点が輪郭点となるのは、注目画素
が中間調レベルの場合であり、かつ、そのときに限る。
（２）２つの画素の間の点が輪郭点となる場合…２つの
画素の間にあたる点となるのは、注目画素と右の画素と
の間の点と、注目画素と下の画素との間の点との２つの
点である。白レベルの画素と黒レベルの画素との間を輪
郭線が通ることを考えると、白レベルの画素と黒レベル
の画素とに挟まれた点が輪郭点となる。また、２つの画
素の内の何れか一方が中間調レベルの画素の場合には、
輪郭線が通過するのは中間調の画素の中心であるから、
この場合の２つの画素に挟まれている点は輪郭点とはな
らない。２つの画素の双方が共に中間調レベルの画素の
場合には、その中間調レベルの２つの画素の中心の輪郭
点を結ぶために輪郭点とする。

【００２３】（３）４つの画素に隣接する点が輪郭点と
なる場合…４つの画素に隣接する点は４画素の中に背景
の画素と文字や図形の画素との双方が含まれていない場
合には輪郭点とはしないのであるが、４画素の中に背景
の画素と文字や図形の画素との双方が含まれている場合
であっても、輪郭線の接続を考えて輪郭点としない場合
がある。前記のルールとしては前記した（１），（２）
の場合に比べて多少複雑であるから、４つの画素の内で
中間調レベルの画素の個数が０個，１個，２個の場合に
分けて考える。なお、４つの画素の内で中間調レベルの
画素の個数が３個と４個の場合には、背景の画素と文字
や図形の画素との双方が含まれることはないので、この
ようなケースについては考える必要がない。まず、４つ
の画素の内で中間調レベルの画素の個数が０個の場合
で、背景の画素の領域と文字や図形の画素の領域とが、
上下、または左右に別れているときには輪郭点となる。
次に、４つの画素の内で中間調レベルの画素の個数が０
個の場合で、２個の背景の画素が対角に存在し、２個の
文字や図形の画素も対角に存在している場合には、上
下，は左右に輪郭点が生じるために輪郭点とはしない。

【００２４】４つの画素の内で中間調レベルの画素の個
数が０個の場合に、背景の画素が１個で文字や図形の画
素が３個の場合と、背景の画素が３個で文字や図形の画
素が１個の場合とにおいては、輪郭点として採用するか
否かによって輪郭点の連結の様子が違って来る。すなわ
ち、輪郭点として採用すれば４連結となり、輪郭点とし
て採用しなければ８連結となる。文字や図形の画素の領
域に対して凸部で８連結、凹部で４連結にした場合に
は、単純なアルゴリズムで輪郭点の追跡が可能となるの
で、背景の画素が１個で文字や図形の画素が３個の場合
には輪郭点とし、また背景の画素が３個で文字や図形の
画素が１個の場合には輪郭点としないことにすると良い
結果が得られる。

【００２５】４つの画素の内で中間調レベルの画素の個
数が１個の場合に、中間調レベルの画素の縦方向と横方
向の隣とに同じレベル状態の画素があると、その画素の
領域は斜方向に延びていて、中間調のレベルの画素と対
角にある画素の領域は斜方向に延びる領域によって分け
られていると考えられるので輪郭候補点は輪郭点とはな
らない。前記以外の場合には輪郭線の連結性の確保のた
めに輪郭点とする。

【００２６】４つの画素の内で中間調レベルの画素の個
数が２個の場合に、前記した２個の中間調レベルの画素
が対角方向にあるならば、その２個の中間調のレベルの
画素の中心を結ぶために輪郭点とする。２個の中間調レ
ベルの画素が縦方向または横方向に並んでいる場合に
は、２個の中間調のレベルの画素の中心を結んで延びて
いる輪郭線と背景の画素と文字や図形の画素との間を延
びる輪郭線を連結させるために輪郭候補点は輪郭点とな
る。このときに輪郭線の延び方は一意に定まらなくなる
が、その点は図６について既述したような条件を適用し
て解決する。

【００２７】ある点に対して隣り合っている点を考える
ときには、図７の（ａ）のように縦横方向に隣接する４
つの点だけを考える４連結と、図７の（ｂ）のように縦
横斜の各方向に隣接する８つの点を考える８連結とが従
来から考えられている。図８は図８の（ａ）と図８の
（ｄ）とにそれぞれ示されているような黒画素（斜線丸
の画素）と白画素（白丸の画素）との配列による画像デ
ータが与えられたときに、輪郭線の連結数が４連結の場
合と８連結の場合とにおいてそれぞれどのように輪郭点
が決定されるのかを示している図である。図８の（ｂ）
は図８の（ａ）に示されている画像データについて輪郭
線の連結数が４連結の場合の輪郭点を示したものであ
り、また、図８の（ｃ）は図８の（ａ）に示されている
画像データについて輪郭線の連結数が８連結の場合の輪
郭点を示したものであり、さらに、図８の（ｅ）は図８
の（ｄ）に示されている画像データについて輪郭線の連
結数が４連結の場合の輪郭点を示したものであり、ま
た、図８の（ｆ）は図８の（ｄ）に示されている画像デ
ータについて輪郭線の連結数が８連結の場合の輪郭点を
示したものである。

【００２８】本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出
法を適用して抽出された輪郭点は、（１）文字や図形を
構成している画素の領域が凸の部分で８連結となり、ま
た、凹の部分が４連結となる。（２）輪郭点が１点幅で
髭状に伸びることがない。（３）輪郭点同志が背景画素
の領域を挟んで接することがない（共有点を有しない）
という性質を持っているから、輪郭点の追跡が容易に行
なわれうる。すなわち、本発明の多値化データを用いた
輪郭点抽出法による輪郭点の抽出は図１に例示した画像
処理装置において次のようにして行なわれる。 …輪郭点のビットマップデータを左上から右下へ横方
向優先に走査を行なう。そして、背景画素の次に輪郭点
をみつけたときはに行く。文字や図形の画素または輪
郭点の次に輪郭点をみつけたときはに行く。 …輪郭線の開始点として採用し、使用済みフラグをセ
ットし、右方向を方向データとする。 の(1)…方向データの逆方向から反時計まわりに４５
度まわった方向の８連結点から順に輪郭点を探す。未使
用の輪郭点がみつかれば輪郭線の伸びる点として採用
し、みつけた方向を方向データとして使用済みフラグを
セットしての(1)を繰返えす。使用済みの輪郭点がみ
つからなかったら最後の輪郭点を輪郭線の終わりとして
採用しての(2)に行く。

【００２９】の(2)…最後の輪郭点を輪郭線の終わり
として採用し、使用済みフラグをセットしてに行く。 …輪郭線の開始点として採用し、使用済みフラグをセ
ットして右方向を方向データとする。 の(1)…方向データの逆方向から時計まわりに４５度
まわった方向の８連結点から順に輪郭点を探す。未使用
の輪郭点がみつかれば輪郭線の伸びる点として採用し、
みつけた方向を方向データとして使用済みフラグをセッ
トしての(1)を繰返えす。使用済みの輪郭点がみつか
らなかったらの(2)に行く。 の(2)…最後の輪郭点を輪郭線の終わりとして採用
し、使用済みフラグをセットしてに行く。 図９は前記した輪郭線の追跡の状態を図示説明している
ものであって、図９において斜線丸は未使用輪郭点、二
重丸は使用済み輪郭点であり、図９の（ａ）は輪郭点を
みつけるための走査を説明している図、図９の（ｂ）は
反時計まわりの場合の輪郭点の追跡を説明している図、
図９の（ｃ）は時計まわりの場合の輪郭点の追跡を説明
している図、図９の（ｄ）は最後の未使用輪郭点を説明
している図である。

【００３０】図１７は本発明者が本発明の多値化データ
を用いた輪郭点抽出法の実験のために用いた原稿、すな
わち、黒の背景(図１７においては背景の黒地が斜線に
よって示されている)に白抜きの字が記載されている状
態の原稿であり、また、図１８は、本発明の多値化デー
タを用いた輪郭点抽出法の一実施例として３値化データ
を用いた輪郭点抽出法によって画像処理を行なった場合
の実験結果を示す図１８の（ａ）の画像と、前記の場合
と同一の原稿による２値化データを用いて輪郭点の抽出
を行なった従来法による画像処理の結果を示す図１８の
（ｂ）の画像とを対比して示した図である。図１９も前
記した図１８の場合と同様に、本発明の多値化データを
用いた輪郭点抽出法の一実施例として３値化データを用
いた輪郭点抽出法によって画像処理を行なった場合の実
験結果を示す図１９の（ａ）の画像と、前記の場合と同
一の原稿による２値化データを用いて輪郭点の抽出を行
なった従来法による画像処理の結果を示す図１９の
（ｂ），（ｃ）の画像とを対比して示した図である。図
１９の（ｃ）の画像は図１９の（ａ）の画像との比較の
ために図１９の（ｂ）の画像を２倍に拡大して図１９の
（ａ）の画像と同一の大きさにしたものである。さら
に、図２０は本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出
法の一実施例として３値化データを用いた輪郭点抽出法
によって画像処理を行なった場合の実験結果を示す図２
０の（ａ）の画像と、前記の場合と同一の原稿による２
値化データを用いて輪郭点の抽出を行なった従来法によ
る画像処理の結果を示す図２０の（ｂ）の画像との比較
結果が良好に判かるように、一部を拡大して示している
図である。本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出法
によって画像処理を行なった場合の実験結果と、２値化
データを用いて輪郭点の抽出を行なった従来法による画
像処理の結果とを比較して示してある前記した図１８〜
図２０の各図形をみると、本発明の多値化データを用い
た輪郭点抽出法によれば従来法に比べて良好な輪郭点が
得られることが判かる。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出法
は、背景中に文字や図形等が存在している階調数が２の
原稿を画像読取り装置によって読取って得た多値化デー
タを、白レベルの画素データと黒レベルの画素データと
Ｎ個（ただし、Ｎは１以上の数）の中間レベルにおける
各異なる中間レベル毎の画素データとに区別する。設定
された中間レベルの個数Ｎと対応して定まる数値Ｎに関
して、画素が縦方向と横方向とにそれぞれ(Ｎ＋１)分割
された状態となるように座標系を設定し、白レベルの画
素と黒レベルの画素とが接している状態と対応して、前
記した白レベルの画素と黒レベルの画素との中間に輪郭
点を設定し、また、中間調の画素があるときは、その中
間調の画素の周辺の画素との間の相対的な階調レベルの
関係を調べ、前記した中間調の画素とその周辺の画素と
の間の相対的な階調レベルの関係と対応して、中間調画
素における縦，横に（Ｎ＋１）等分されている位置中
で、予め定められている位置を輪郭点位置として設定す
るものであるから、従来の２値化データを用いて輪郭点
を抽出する場合に比べて、凹凸の大きさが１／（Ｎ＋
１）になり、精度の高い画像を容易に得ることができ、
既述した従来の問題点は良好に解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出法の
全体の概略説明に使用されるブロック図である。

【図２】本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出法に
おける輪郭のとり方の基本的な例を示す図である。

【図３】中間調レベルの画素の採用と不採用とを説明す
るための図である。

【図４】輪郭点候補が輪郭点となりうるか否かの決定の
条件を説明する図である。したがって、Ｍ×Ｎ

【図５】各輪郭点候補を評価して輪郭点とするか否かを
決定するための条件を示している図である。

【図６】図１中の輪郭点に囲まれた輪郭点の削除部で行
なわれる輪郭点の削除の条件を説明している図である。

【図７】４連結と８連結との説明図である。

【図８】黒画素（斜線丸の画素）と白画素（白丸の画
素）との配列による画像データが与えられたときに、輪
郭線の連結数が４連結の場合と８連結の場合とにおいて
それぞれどのように輪郭点が決定されるのかを示してい
る図である。

【図９】輪郭線の追跡を説明するための図である。

【図１０】画像データから輪郭ベクトルを得る画像処理
装置のブロック図である。

【図１１】輪郭点配列と輪郭点ベクトルとの説明図であ
る。

【図１２】原稿と輪郭点配列と輪郭点ベクトルとの対応
を示す説明図である。

【図１３】画像読取り装置の光電変換部における光電変
換素子と画像情報との関係を説明する図である。

【図１４】読取られた画像データの階調分布を示す図で
ある。

【図１５】スレッショルドの違いにより画素データに違
いが生じることの説明図である。

【図１６】スレッショルドの違いにより輪郭に違いが生
じることの説明図である

【図１７】実験用の原稿を示す図である。

【図１８】本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出法
の一実施例として３値化データを用いた輪郭点抽出法に
よって画像処理を行なった場合の実験結果と、前記の場
合と同一の原稿による２値化データを用いて輪郭点の抽
出を行なった従来法による画像処理の結果を示す図であ
る。

【図１９】本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出法
の一実施例として３値化データを用いた輪郭点抽出法に
よって画像処理を行なった場合の実験結果と、前記の場
合と同一の原稿による２値化データを用いて輪郭点の抽
出を行なった従来法による画像処理の結果を示す図であ
る。

【図２０】本発明の多値化データを用いた輪郭点抽出法
の一実施例として３値化データを用いた輪郭点抽出法に
よって画像処理を行なった場合の実験結果と、前記の場
合と同一の原稿による２値化データを用いて輪郭点の抽
出を行なった従来法による画像処理の結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…イメージデータ源、２…多値化処理部、３…中間調
画素の抽出部、４…輪郭点の決定部、５…輪郭点に囲ま
れた輪郭点の削除部、６…輪郭点データ出力部、

【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】 輪郭点候補が輸郭点となりうるか否かの決定
の条件を示している図である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１６】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背景中に文字や図形等が存在していて階
   調数が２の原稿を画像読取り装置によって読取って得た
   多値化データを、白レベルの画素データと黒レベルの画
   素データとＮ個（ただし、Ｎは１以上の数）の中間レベ
   ルにおける各異なる中間レベル毎の画素データとに区別
   する手段と、前記の設定された中間レベルの個数Ｎと対
   応して定まる数値Ｎに関して、画素が縦方向と横方向と
   にそれぞれ(Ｎ＋１)分割された状態となるように座標系
   を設定する手段と、白レベルの画素と黒レベルの画素と
   が接している状態と対応して、前記した白レベルの画素
   と黒レベルの画素との中間に輪郭点を設定する手段と、
   中間調の画素があるときは、その中間調の画素の周辺の
   画素との間の相対的な階調レベルの関係を調べ、前記し
   た中間調の画素とその周辺の画素との間の相対的な階調
   レベルの関係と対応して、中間調画素における縦，横に
   （Ｎ＋１）等分されている位置中で、予め定められてい
   る位置を輪郭点位置として設定する手段とからなる多値
   化データを用いた輪郭点抽出法。
2. 【請求項２】 Ｎの数値を１とした請求項１の多値化デ
   ータを用いた輪郭点抽出法。