JPH06223183A - 輪郭追跡方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】２値画像の輪郭抽出方法において、高速に入力
画像のｏｎ，ｏｆｆドットの境界線を抽出する。 【構成】ｏｎの画素とｏｆｆの画素の境界を輪郭として
追跡する場合、予め決められた追跡方向のすぐ前方に位
置する２つの画素の組合せによって、次に追跡すべき境
界を決定して行く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は文字、図形等の２値化さ
れた２次元パターンの輪郭の検出および追跡をし、輪郭
線データを得るための輪郭追跡方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】文字、図形等の２次元パターンの輪郭を
検出し追跡する方法としては、例えば特公昭58-47063号
公報に示されている輪郭追跡方法が提案されている。こ
の方法は、予め２次元パターンの４倍のワークメモリを
用意し、元のパターンを走査し、ある規則に従ってワー
クメモリにデータを書き込んだ後に輪郭画素を追跡する
方法であり、それまでの方法に比べ、線幅が１画素の閉
曲線についても外側の輪郭と内側の輪郭が完全に追跡可
能になるという特徴を持つ。ただし、この方法では輪郭
画素の追跡を行っているから、得られた輪郭データから
画像の拡大再生を行ったとき、線幅が１の部分は何倍に
拡大しても線幅が１のままであるなど、元画像と相似な
図形を得ることができないという欠点がある。この点を
改善するために特願平3-135492号の画像データ圧縮方式
が提案されている。この画像データ圧縮方式における輪
郭追跡方法では、２次元パターンに対し、縦方向、横方
向とも、１画素ずつ大きいワークメモリを用意し、そこ
に特殊な変換画像を作成した後、変換画像に対し輪郭画
素の追跡を行うようにしており、特殊な変換を行うこと
で、追跡された輪郭線データは、元の２次元パターンの
on画素とoff画素の境界線を追跡したのと同じ結果が得
られるようになっている。ただし、この方法を実際に使
用するには、１画素幅のoff画素部分が特殊な変換によ
りつぶれてしまうことがあるため、まず元の２次元パタ
ーンを縦横とも２倍に拡大した後特殊な変換を行うこと
になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の方法で
は、輪郭追跡を開始する前に、２次元パターンより大き
なワークメモリを用意しなければならないこと、また、
用意したワークメモリに２次元パターンを走査して得ら
れる特殊なデータを書き込まなければならないことや、
輪郭の追跡では、現在の輪郭画素から次の輪郭画素を検
索する必要があるといった欠点がある。

【０００４】本発明の目的は、上記欠点を取り除き、少
ないワークメモリで高速にon画素とoff画素の境界を追
跡することができる輪郭追跡方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記、又
はの手段により上記課題を解決する。

【０００６】 画素のon及びoffで表現された文字、
図形等の２値化２次元パターンを受け、該パターンにお
けるonの画素とoffの画素の境界を輪郭として追跡する
輪郭追跡方法であって、ある境界が輪郭であるとき、予
め決められた追跡方向で前記境界のすぐ前方に位置する
２つの画素のon及びoffの組み合わせによって、次の追
跡すべき境界を決定するようにしたことを特徴とする輪
郭追跡方法。

【０００７】 前記２次元パターンの各画素の４つの
境界の中で予め決められた方向の境界に対応する２値の
記憶手段を設け、前記境界が輪郭として追跡されたとき
には追跡された境界に対応する前記記憶手段に追跡済み
のマークを書き込むようにしたことを特徴とするに記
載の輪郭追跡方法。

【０００８】 輪郭追跡を開始する境界は、前記２次
元パターンの各画素をラスタスキャンし、on画素とoff
画素の境界を見い出し、この境界に対応する前記記憶手
段に追跡済みのマークが記憶されていないとき、該境界
から輪郭の追跡を開始することを特徴とするに記載の
輪郭追跡方法。

【０００９】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の実施例における処理の手順を示す流
れ図である。ステップ１０１における処理は、２値の２
次元パターン（以下、入力画像という）の各画素に対応
する２値の記憶手段（以下、マーク記憶メモリという）
を用意し初期化する初期設定処理である。ステップ１０
２では入力画像が格納されているメモリについてラスタ
スキャンをする。このラスタスキャンでは、図３に示す
座標系に対し、左から右、および上から下の走査をす
る。ステップ１０３では輪郭追跡を開始する境界を決定
する。ステップ１０４では輪郭追跡を実行し、得られた
輪郭データを記憶する。ステップ１０１におけるマーク
記憶メモリの初期化では、各画素をすべてoffにする。

【００１０】入力画像の座標系は図３に示す如くであ
る。各画素の４つの境界は、図３（ａ）に示すようにあ
るon画素３０１を例に取って説明すると、上境界３０
２、左境界３０３、下境界３０４、および右境界３０５
でなる。図２は図１におけるステップ１０４で行われる
処理の一例を示す流れ図である。ここでは、まず、図１
のステップ１０３で検出された輪郭追跡開始境界を輪郭
開始境界として記憶し（図２の２０１）、輪郭追跡開始
境界を現在の境界として登録する（図２の２０１）。次
に、現在の境界を輪郭データとして輪郭データ記憶メモ
リに記憶する（図２の２０３）。そして、現在の境界が
左境界であるかどうかを調べ（図２の２０４）、もし左
境界であればマーク記憶メモリの対応する画素に追跡済
みのマークを書き込む（図２の２０５）。続いて、輪郭
追跡ルールに従って次の境界を決定する（図２の２０
６）。ここで、次の境界が輪郭開始境界と一致するかど
うかを調べ（図２の２０７）、もし一致すれば処理を終
了し、一致しない場合は、次の境界を現在の境界として
登録し図２のステップ２０３に戻るという処理を行う。

【００１１】ここで、輪郭追跡のルールについて図４を
用いて説明する。入力画像のある境界４０１が輪郭とし
て追跡されたとき（以下、現在の輪郭あるいは現在の境
界という）、予め決められた方向（ここではon画素が常
に左になる方向）に従って、前記境界４０１のすぐ前方
の２つの画素、つまり左前方の画素４１１と右前方の画
素４１２のonとoffの組み合わせを調べる（図４
（ａ））。そして、以下に示すルールに従って、次に輪
郭として追跡すべき境界を決定する。

【００１２】・左前方の画素４１１、右前方の画素４１
２がともにonである時（図４（ｂ））は、現在の境界に
対し右方向につながる境界４０２を次の輪郭とする。

【００１３】・左前方の画素４１１、右前方の画素４１
２がともにoffである時（図４（ｃ））は、現在の境界
に対し左方向につながる境界４０３を次の輪郭とする。

【００１４】・左前方の画素４１１がon、右前方の画素
４１２がoffである時（図４（ｄ））は、現在の境界に
対しその進行方向にある境界４０４を次の輪郭とする。

【００１５】・左前方の画素４１１がoff、右前方の画
素４１２がonである時（図４（ｅ））は、特別な判定方
法によって現在の境界に対し右方向につながる境界４０
２あるいは現在の境界に対し左方向につながる境界４０
３のどちらかを次の輪郭とする。ただし、前記特別な判
定方法として、ここでは常に右方向につながる境界４０
２を次の輪郭とする。なお、特別な判定方法としては、
現在の境界の付近の画素のon,offの状態や、追跡境界の
状態を用いて、右方向につながる境界を選択する場合
と、左方向ににつながる境界を選択する場合を判断する
ようにしても良い。輪郭の多重追跡を防止するための追
跡済みマークの記憶方式について説明する。上記輪郭追
跡処理において、追跡された輪郭が図５（ａ）に示すよ
うにon画素３０１の左境界３０３である時には、マーク
記憶メモリの対応する画素５０１をonにするものとす
る。

【００１６】輪郭追跡開始境界の条件について説明す
る。入力画像の各画素を左から右、上から下に走査し、
以下の条件を満たす境界を輪郭追跡開始境界とする。

【００１７】・Ｘ軸方向に連続する２つの画素がoff,on
の順番となっている。

【００１８】・上記入力画像のon画素に対応するマーク
記憶メモリの画素がoffである。

【００１９】簡単のため、 入力画像の各画素の値 F(x,y) マーク記憶メモリの各画素の値 G(x,y) ただし、０≦ｘ≦Ｘmax、０≦ｙ≦Ｙmax（入力画像の大
きさ） とすると、上記条件は次のように書ける。

【００２０】 ・F(x-1,y)=off and F(x,y)=on and G(x,y)=off 入力画像をＸ軸方向に走査し、off,onの順に連続してい
る画素の境界を検出することは、そのon画素の左境界が
検出されたことになる。また、このon画素に対応するマ
ーク記憶メモリの画素には、前記on画素の左境界が輪郭
として追跡されたかどうかがマークされている。従っ
て、上述の条件により輪郭追跡開始境界が検出できる。
ただし、入力画像の左端では F(-1,y) の値が必要とな
るがこれは常にoffであるとする。さて、輪郭追跡終了
は、輪郭追跡中に輪郭追跡開始境界が再び検出されたと
きである。なお図３〜７において、●がon画素を表すと
する。以上の各動作を基に、図６（ａ）に示す例の図を
用いて、本発明の実施例を説明する。まず、入力画像と
同じ大きさのマーク記憶メモリを用意し、すべての画素
をoffにしておく（図１の１０１）。この時のマーク記
憶メモリの状態を図７（ａ）に示す。そして、図６
（ａ）の入力画像を左から右、上から下に走査して（図
１の１０２）、輪郭追跡開始境界であるかどうかを判断
する（図１の１０３）。そこで、まず図６（ｂ）の境界
６０１が検出され、輪郭追跡処理に移る（図１の１０
４）。ここでは、最初に境界６０１が輪郭追跡開始境界
であること記憶する（図２の２０１）。次に輪郭開始境
界を現在の境界とし（図２の２０２）、現在の境界を輪
郭データとして記憶する（図２の２０３）。そして、現
在の境界が左境界かどうかを調べる（図２の２０４）。
境界６０１は左境界であるので、マーク記憶メモリの対
応する画素（図７（ｂ）の７０１）をonにする（図２の
２０５）。輪郭追跡ルールに従って、現在の境界６０１
の進行方向のすぐ前の左右にある画素を調べ、左前方の
画素がon、右前方の画素がoffであることから次の境界
６０２が決定される（図２の２０６）。続いて、境界６
０２が輪郭開始境界６０１か動かを調べ、境界６０２と
輪郭開始境界６０１は一致しないので（図２の２０
７）、境界６０２を現在の境界として登録し（図２の２
０８）、図２の２０３に戻る。このようにして、図２の
２０３〜２０８の動作を繰り返し、現在の境界が図６
（ｂ）の６０３である時、図２輪郭追跡ルールに従って
次の境界６０１が決定した時、図２の２０７で次の境界
と輪郭開始境界が一致するので、輪郭追跡処理（図１の
１０４）を終了する。このとき、輪郭データ記憶メモリ
に記憶されている輪郭データの内容を図示すると、図６
（ｃ）に示すような輪郭６９１が得られている。また、
マーク記憶メモリは図７（ｃ）のようになっている。続
いて図１の１０２に戻り入力画像の走査を再開するが、
次の輪郭開始境界として検出されるのは境界６１１であ
る。図１の１０４の境界輪郭の追跡を実行し、追跡が終
了したときの輪郭データ記憶メモリの内容を図示したも
のを図６（ｄ）に示す。新たに輪郭６９２が得られてい
るのが分かる。また、マーク記憶メモリの状態は図７
（ｄ）のようになっている。さらに図１の１０２、１０
３によって入力画像の走査と輪郭追跡開始境界の検出が
続けられ、次に検出される輪郭追跡開始境界は図６
（ｂ）の６２１となる。そして、図１の１０４の輪郭追
跡処理が終了したときの、輪郭データ記憶メモリに記憶
されている内容を図示したものを図６（ｅ）に示す。新
たに輪郭６９３が検出されたのが分かる。また、マーク
記憶メモリの状態を図７（ｅ）に示す。さらに、図１の
１０２、１０３で入力画像の走査と輪郭追跡開始境界の
検出が行われるが、追跡されていない輪郭は残っていな
いので、走査範囲が入力画像を越えた時点で図１の１０
２により走査終了となり、輪郭追跡処理全体が終了す
る。

【００２１】なお、以上に実施例を挙げ本発明を具体的
に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はない。例えば、輪郭追跡方向については、on画素が常
に右になる方向としても良いし、また、入力画像の走査
方法は、右から左、上から下、または、下から上、左か
ら右、あるいは下から上、右から左であっても差支えな
い。その輪郭追跡方向、入力画像の走査方法、輪郭の多
重追跡を防ぐための追跡済みマークの書き込み方、輪郭
追跡開始境界の条件、追跡ルールには密接な関係がある
から、変更した条件に合わせて、輪郭の多重追跡を防ぐ
ための追跡済みマークの書き込み方、輪郭追跡開始境界
の条件、追跡ルールを変更すれば良い。

【００２２】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明では、２次
元パターンのon画素とoff画素の境界を輪郭として追跡
するようにしたから、得られた輪郭データをもとに画像
の拡大再生を行っても、元の２次元パターンと相似な画
像が再生される。また、作業メモリとしては、輪郭の多
重追跡を避けるため追跡済みのマークを書き込むための
メモリ、つまり、元の２次元パターンの各画素のあらか
じめ決められた方向の境界に対応する２値の記憶手段だ
けが必要である。そこで、その作業の所要容量は、元の
２次元パターンと同じである。このように、本発明を採
用することにより少ない作業メモリで輪郭追跡の実行が
可能となる。さらに、輪郭追跡の前処理として２次元パ
ターンを走査し、その結果を元にしたマーク記憶メモリ
への書き込みが不必要である。また、輪郭追跡では、現
在の追跡境界に対し、予め決められた方向のすぐ前方に
ある２つの画素のon,offのパターンによって次の追跡す
べき境界を見つけることができることから、高速な処理
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における処理の手順を示す流
れ図である。

【図２】図１のステップ１０４の詳細を示す流れ図であ
る。

【図３】図１の実施例における入力画像の座標系と画素
の境界を示す図である。

【図４】図１の実施例における輪郭追跡のルールを示す
図である。

【図５】図１の実施例における追跡済みマークの記憶方
式を示す図である。

【図６】図１の実施例における入力画像の輪郭追跡方法
を例示する図である。

【図７】図６の輪郭追跡に対応するマーク記憶メモリの
内容を示す図である。

【符号の説明】

３０１…入力画像のon画素 ３０２…画素３０１に対する上境界 ３０３…画素３０１に対する左境界 ３０４…画素３０１に対する下境界 ３０５…画素３０１に対する右境界 ４０１…現在の境界 ４０２…現在の境界に対し右方向につながる次の境界 ４０３…現在の境界に対し左方向につながる次の境界 ４０４…現在の境界に対し進行方向につながる次の境界 ４１１…現在の境界のすぐ左前方の画素 ４１２…現在の境界のすぐ右前方の画素 ５０１…マーク記憶メモリ上の画素 ６０１、６１１、６２１…輪郭追跡開始境界 ６９１、６９２、６９３…輪郭データ記憶メモリに記憶
された輪郭を図示した輪郭 ７０１…追跡済みマーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素のon及びoffで表現された文字、図
   形等の２値化２次元パターンを受け、該パターンにおけ
   るonの画素とoffの画素の境界を輪郭として追跡する輪
   郭追跡方法であって、ある境界が輪郭であるとき、予め
   決められた追跡方向で前記境界のすぐ前方に位置する２
   つの画素のon及びoffの組み合わせによって、次の追跡
   すべき境界を決定するようにしたことを特徴とする輪郭
   追跡方法。
2. 【請求項２】 前記２次元パターンの各画素の４つの境
   界の中で予め決められた方向の境界に対応する２値の記
   憶手段を設け、前記境界が輪郭として追跡されたときに
   は追跡された境界に対応する前記記憶手段に追跡済みの
   マークを書き込むようにしたことを特徴とする請求項１
   に記載の輪郭追跡方法。
3. 【請求項３】 輪郭追跡を開始する境界は、前記２次元
   パターンの各画素をラスタスキャンし、on画素とoff画
   素の境界を見い出し、この境界に対応する前記記憶手段
   に追跡済みのマークが記憶されていないとき、該境界か
   ら輪郭の追跡を開始することを特徴とする請求項２に記
   載の輪郭追跡方法。