JPH0535872A

JPH0535872A - ２値画像の輪郭追跡方式

Info

Publication number: JPH0535872A
Application number: JP3214716A
Authority: JP
Inventors: Yoshiko Hozumi; 芳子穂積
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-12

Abstract

(57)【要約】【目的】高速に処理をおこない、かつ、正確な画像の
再生を可能にする。【構成】画素の境界点の周囲４画素の白／黒によって
その境界点の追跡方向を定義する。即ち、右側に黒画
素、左側に白画素が来る境界線上に追跡方向を定め、そ
れぞれこの追跡方向が上方向であるときを「１」、左方
向であるときを「２」、下方向であるときを「３」、右
方向であるときを「０」とし、それぞれの追跡方向を４
ビットの追跡方向フラグの各ビットに割り当てて、追跡
方向があるビットを「１」、ないビットを「０」と定義
する。そして、画像の全ての境界点にこの追跡方向フラ
グを付け、追跡方向フラグから境界点を検索して起点と
し、この起点から追跡方向に添って追跡すると共に、追
跡済みの境界点の追跡方向フラグを変更して行き、全て
の追跡方向フラグが「００００」になるまで追跡を行う
と、画像の輪郭を求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画素の集合（ドットパ
ターン）として構成された画像（文字パターン）の輪郭
を抽出してベクトル化を自動的に行う２値画像の輪郭追
跡方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スキャナ等により読取った文
字をアウトラインデータに変換して使用したり、ＲＯＭ
等の記憶装置に格納されたドットパターンとして構成さ
れた文字パターンを拡大・縮小して使用するために、文
字パターンの輪郭をベクトル化処理している。このベク
トル化を自動的に行う２値画像の輪郭追跡方式は、従来
から種々のものが考えられている。例えば、特開昭62-1
31382 号及び特開昭64-91176号には、入力された２値画
像を縦横各２倍に拡大してから、画素が黒（１）か白
（０）かを判別して、輪郭を追跡するための起点を検索
し、さらに、この起点となる画素に接する上下左右斜め
の８画素を時計回りに調べて、画素が０から１に変化し
た方向に移動することにより、輪郭となる境界画素の中
心を追跡する方式が開示されている。また、特開昭64-6
8889号には、境界画素の中心を追跡するチェーンコード
符号列から図形の輪郭の折れ曲り状態を判定して直角部
を検出し、近傍の画素をベクトルポイントとして選択す
る方式が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の２値画像の輪郭
追跡方式において、２値画像を縦横各２倍に拡大してか
ら、輪郭を追跡している場合には、４倍の画像データ量
を処理しなければならず、大容量のメモリと処理時間と
を必要としていた。そして、境界画素の中心を追跡して
いるので、元の画像と再生後の画像とでアウトライン
（輪郭）に誤差が生じることがあった。また、起点を検
索したり、境界画素の中心を追跡する際に、毎回画素が
０から１に変化する方向を調べているので、処理量が多
くなり、時間がかかるという課題があった。そして、境
界画素の中心を追跡するチェーンコード符号列を用いた
場合では、一画素幅の直線が突出しているときには、一
つの境界画素の中心を二度対応させることになるので、
文字を拡大した際にもこの直線は一画素幅のままとなっ
てしまうという問題点があった。そこで本発明は、デー
タ量を少なくして処理時間を短くし、さらにアウトライ
ンに生じる誤差を少なくした２値画像の輪郭追跡方式を
提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、２値画像の輪郭となる境界画素のいくつ
かを抽出してベクトル化を行う２値画像の輪郭追跡方式
において、画素の境界点における４方向追跡コードを前
記２値画像の画素の境界点に付し、この追跡コードを追
跡することにより得られる境界画素の境界点を用いてベ
クトル化を行うことを特徴とする２値画像の輪郭追跡方
式を提供しようとするものである。

【０００５】

【実施例】本発明の２値画像の輪郭追跡方式の一実施例
を図面と共に説明する。まず、ある画素の境界点の周囲
４画素の白／黒各画素の境界線上にその境界点の追跡方
向を定義する。即ち、右側に黒画素、左側に白画素が来
る境界線上に、図１（Ａ）に示すような追跡方向（追跡
コード）を定め、それぞれこの追跡方向が上方向である
ときを「１」、左方向であるときを「２」、下方向であ
るときを「３」、右方向であるときを「０」とする。そ
して、それぞれの追跡方向を図１（Ｂ）に示すように４
ビットの追跡方向フラグの各ビットに割り当てて、追跡
方向があるビットを「１」、ないビットを「０」と定義
する。このようにして定義すると画素の境界点（丸印）
に接する黒画素（斜線部）と白画素との組合わせは、図
２（Ａ）〜（Ｐ）に示すように全部で１６通りとなり、
１つの境界点における追跡方向の数は、０、１方向また
は２方向のいずれかとなる。このとき、この境界点が境
界画素の境界点であるならば、必ず、周囲４画素に白と
黒の両方が混在するので、図２（Ａ）の４方向全てが白
画素の場合と図２（Ｐ）の４方向全てが黒画素の場合だ
けが、境界画素の境界点でないことになる。そして、こ
の図２（Ａ），（Ｐ）の場合は、追跡方向がない場合で
あり、追跡方向フラグは「００００」となっている。し
たがって、この追跡方向フラグ「００００」以外の追跡
方向フラグを有する境界点が境界画素の境界点となるの
で、これらの追跡方向フラグを検索すれば良いことにな
る。

【０００６】ここで、図３に示すような画像をベクトル
化する場合について説明する。なお、斜線部は黒画素で
あり、境界点は丸印で示した。まず、同図において、全
ての境界点に図２に示した追跡方向フラグを付ける。例
えば、図中、境界点ａは、周囲４画素全てが白画素であ
るので、図２（Ａ）の追跡フラグ「００００」が付けら
れ、境界点ｂは、右上だけが黒画素であるので、図２
（Ｂ）の追跡フラグ「０１００」が付けられる。同様
に、境界点ｃは図２（Ｉ）の「１０００」、境界点ｄは
図２（Ｎ）の「０１００」、境界点ｅは図２（Ｐ）の
「００００」がそれぞれ付けられる。次に、追跡方向フ
ラグが「００００」でない境界点を検索し、そのうち一
つを起点とする。そして、図４に示すように、この起点
から追跡方向に添って追跡すると共に、追跡済みの境界
点の追跡方向フラグの追跡方向に相当するビット（図１
（Ｂ）参照）をリセットし、「０」に変更して行く。即
ち、境界点ｄでは、追跡方向は上方向の「１」であるの
で、境界点ｄ上にある境界点ｃに移動する。そして、同
時に、境界点ｄの追跡フラグ「０１００」の上方向に相
当するビット（左から２番目のビット）を「０」に変更
し、「００００」とする。同様に、境界点ｃの追跡方向
は右方向の「０」であるので、境界点ｃの右隣の境界点
に移動すると共に、追跡フラグ「１０００」の右方向に
相当するビット（左から１番目のビット）を「０」に変
更し、「００００」とする。

【０００７】このようにして、追跡済みの境界点の追跡
方向フラグの追跡方向に相当するビットを「０」に変更
して行き、全ての追跡方向フラグが「００００」になる
まで追跡を行うことにより、画像の輪郭を求めることが
できる。そして、この境界点の追跡方向を元にしてベク
トル化を行うことができる。

【０００８】次に、図５（Ａ）に示すように、境界点ｆ
において画素が斜めに接している場合の追跡方向につい
て説明する。図５（Ａ）に示す画像を上述したのと同様
にして全ての境界点の追跡方向を検索すると、図５
（Ｂ）のようになり、境界点ｆは、図２（Ｋ）に示す２
方向の追跡方向を有する追跡方向フラグ「１０１０」が
付される。このとき、追跡方向は、２方向であるので、
追跡されてきた方向によってどちらか一方向に追跡する
ようにしなければならない。そして、この追跡する方向
は、次に示す２通りの方向が考えられる。

【０００９】まず、８方向に連結される画素を一つの画
像とみなす（斜め接しを一つの画像として認める）場合
は、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、２方向の追跡方
向を有する境界点において、常に反時計回り（左回り）
となるように追跡すると、斜に接した画素の周囲を回っ
て追跡するので、一つの画像として認識される。即ち、
図５（Ｂ）において、境界点ｆは図６（Ｂ）の追跡方向
が適用されるので、境界点ｇから境界点ｆに追跡されて
きたときは、境界点ｉの方向に追跡されて右下の画像を
一周し、境界点ｈから境界点ｆに追跡されてきたとき
は、境界点ｊに追跡されるので、図５（Ｂ）の画像は１
つの画像として認識されることになる。そして、境界点
ｆの追跡方向フラグは「１０１０」であるので、境界点
ｇから境界点ｆを通って境界点ｉの方向に追跡されると
きには、境界点ｆの追跡フラグ「１０１０」の右方向に
相当するビット（左から１番目のビット）を「０」に変
更し、この時点で、「００１０」となる。その後、境界
点ｈから境界点ｆを通って境界点ｊの方向に追跡される
ときには、境界点ｆの追跡フラグ「００１０」の左方向
に相当するビット（左から３番目のビット）を「０」に
変更し、「００００」となる。

【００１０】また、４方向に連結される画素のみを一つ
の画像とみなす（斜め接しを一つの画像として認めな
い）場合は、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、２方向
の追跡方向を有する境界点において、常に時計回り（右
回り）となるように追跡すると、斜に接した画素を無視
して追跡することになるので、斜めに接した画素同士
は、別々の画像として認識される。これを図５（Ｂ）に
おいて考えると、図７（Ｂ）が適用されるので、境界点
ｇから境界点ｆに追跡されてきたときは、境界点ｊの方
向に追跡されることになり、右下の画像へ連続して追跡
しないので、左上の画素だけで１つの画像と認識され
る。また、境界点ｈから境界点ｆに追跡されてきたとき
は、境界点ｉに追跡されて右下の画像もこれで１つの画
像として認識されるので、結局、図５（Ｂ）の画像は２
つの画像として認識されることになる。そして、この境
界点ｇから境界点ｆを通って境界点ｊの方向に追跡され
るときには、境界点ｆの追跡フラグ「１０１０」の左方
向に相当するビット（左から３番目のビット）を「０」
に変更し、この時点で、「１０００」となる。その後、
境界点ｈから境界点ｆを通って境界点ｉの方向に追跡さ
れるときには、境界点ｆの追跡フラグ「１０００」の右
方向に相当するビット（左から１番目のビット）を
「０」に変更し、「００００」となる。

【００１１】具体例として、図８に示す画像を追跡した
結果を図９〜図１２に示す。図９は、図８の画像から上
記実施例を使用して境界画素の境界点のみを抽出し、こ
の全境界点を追跡したものであり、これを許容誤差を
１．５ドット（画素）としてベクトル化したものが図１
０である。また、同様に、図１１は、図８の画像を従来
例で説明した画素の中心を追跡する方式によって境界画
素を抽出し、この全境界画素の中心を追跡したものであ
り、これを許容誤差を１．５ドットとしてベクトル化し
たものが図１２である。本実施例と従来例とを比較して
みると、本実施例は黒画素と白画素の境界となる境界点
を追跡しているので、全境界点を追跡したときに（図
９）、図８の元の画像の輪郭とほぼ同じ輪郭が得られる
が、従来例では、黒画素の中心を追跡しているので（図
１１）、図８に示す元の画像よりもやや太くなってい
る。このことは、図９，の部分Ａと図１１の部分Ｂのと
ころでその差が顕著に現れている。

【００１２】以上説明したように、本発明は、入力され
た画像に予め定義した追跡方向を当てはめていくだけで
境界画素（境界点）を追跡できるので、毎回追跡方向を
検索する必要はなく、処理時間が速くなる。また、画素
を縦横各２倍に拡大する（４倍のデータ量を扱う）こと
なく追跡することができるので、大容量のメモリは不要
であり、処理時間も短くて済む。なお、上記実施例で
は、右回りで追跡する例を示したが、図１，２で定義し
た追跡方向を、右側に白画素、左側に黒画素が来るよう
に定義すれば左回りで追跡することができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明の２値画像の輪郭追跡方式は、境
界画素の境界点を追跡するようにしたので、ベクトル化
を行うための境界点の座標は、元の画像の実際の輪郭と
同一となり、正確な画像の再生が可能となる。また、定
義する追跡方向は少なく、単純であり、特殊な場合を考
慮する必要がないので、高速に処理することができる。
そして、境界画素の境界点を追跡しているので、一画素
幅の直線が突出しているときでも追跡コードが同じとこ
ろを戻ることがなく、文字を拡大したときに、この直線
が一画素幅のままとならずに線幅も拡大することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の２値画像の輪郭追跡方式に使
用する追跡コードの一実施例を示す概念図であり、
（Ｂ）はその追跡方向フラグである。

【図２】（Ａ）〜（Ｐ）は図１に示した追跡コードと追
跡方向フラグとの対応関係を示す概念図である。

【図３】２値画像の一例を示す概念図である。

【図４】図２に示した２値画像を本発明の輪郭追跡方式
に使用する追跡コードによって追跡した一実施例を示す
概念図である。

【図５】（Ａ）は２値画像の他の例を示す概念図であ
り、（Ｂ）はその２値画像を本発明の追跡コードによっ
て追跡した一実施例を示す概念図であり、（Ｃ）はその
一部拡大図である。

【図６】（Ａ），（Ｂ）は追跡方向が２方向ある場合に
８方向に連結される画素を同一画像とするときの追跡方
向を示す概念図である。

【図７】（Ａ），（Ｂ）は追跡方向が２方向ある場合に
４方向に連結される画素を同一画像とするときの追跡方
向を示す概念図である。

【図８】２値画像の一例を示す概念図である。

【図９】図８に示した２値画像を本発明の輪郭追跡方式
に使用する追跡コードによって抽出した全境界点を追跡
したものを示す概念図である。

【図１０】図９に示したものをベクトル化した一実施例
を示す概念図である。

【図１１】図８に示した２値画像を従来の方式によって
抽出した全境界画素の中心を追跡したものを示す概念図
である。

【図１２】図１１に示したものをベクトル化した一実施
例を示す概念図である。

【符号の説明】

ａ〜ｊ境界点

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】２値画像の輪郭となる境界画素のいくつか
を抽出してベクトル化を行う２値画像の輪郭追跡方式に
おいて、画素の境界点における４方向追跡コードを前記２値画像
の画素の境界点に付し、この追跡コードを追跡すること
により得られる境界画素の境界点を用いてベクトル化を
行うことを特徴とする２値画像の輪郭追跡方式。