JPH06348836A - ディジタル画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デ−タ量が少なく、かつ取扱い易いベクトル
としてデ−タを記録して画像を規定するベクトル群を生
成し得るディジタル画像処理装置を提供することにあ
る。 【構成】 画像の線図形をチェ−ンコ−ドに変換する変
換手段(1,2)と、変換されたチェ−ンコ−ドに基づいて
向き及び長さを有する複数のベクトルを抽出する第１論
理手段(3)と、抽出順に連続する３つのベクトルのうち
２番目のベクトルの長さが所定の数値以下であって１番
目及び３番目のベクトルの向きが一致している場合には
該３つのベクトルに基づいて他のベクトルを抽出し、抽
出された他のベクトルに基づいて画像を規定する画像デ
−タを生成する第２論理手段(4,5,6)とを含むことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル画像処理装置
に係り、詳細には線図形のベクトル化、文字フォント圧
縮等を行うディジタル画像処理装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】画像の輪郭線等の線図形のデ−タを記録
する場合、画面上の全ての画素について線デ−タが存在
するか否かを記録するよりもコ−ド化、あるいはベクト
ル化してデ−タの存在する部分のみを記憶した方がデ−
タ量が減り、またデ−タを扱い易くなる。

【０００３】図２はチェ−ンコ−ドを説明する図、図３
はチェ−ンコ−ド化する線図形の１例を示す図、図４は
チェ−ンコ−ドのベクトルへの変換を説明する図であ
る。

【０００４】コ−ド化の一つの手法であるチェ−ンコ−
ド化は図２に示すように対象画素を中心としたときに隣
の画素が矢印のどの方向に繋がっているかを調べ、コ−
ドに変換するものである。例えば、図３の線図形をマト
リックスとして記録した場合では８×３の座標と、それ
ぞれの座標に画素が存在するかどうかを記録する必要が
ある。しかし、チェ−ンコ−ドでは図３のＡの画素と画
素Ａを基準とした下記の（１）に示すコ−ドを記録する
のみでよい。

【０００５】 １，０，０，１，０，０，７ ・・・（１） 線図形の場合、このようなチェ−ンコ−ドに変換するこ
とで明らかにデ−タ量を減少することができる。

【０００６】ところで図２に示すチェ−ンコ−ドと接続
方向の関係をベクトルに置き換えた場合、図４のように
表すことができるが、この図に従ってチェ−ンコ−ドを
ベクトルに変えるとすると同じチェ−ンコ−ドが連続し
て並んでいる部分は、１つのベクトルとして繋ぐことが
できるため、下記の（２）のように表現できる。

【０００７】 （１，１），（２，０），（１，１），（２，０），（１，−１）・・・（２） この（２）のようにチェ−ンコ−ド化から生成されたベ
クトルを以下ショ−トベクトルと呼ぶこととする。

【０００８】この（２）のベクトルでの表記方法は
（１）のチェ−ンコ−ドの表記方法よりもデ−タ量とし
ては増えるが、原画像を拡大、縮小する場合、単なる乗
算のみで行えるため非常に簡便である。

【０００９】当然線図形の回転を行う場合でもベクトル
化されたデ−タの方が、チエ−ンコ−ドとして記録して
いるよりも扱い易い。また、全画素の座標とデ−タの有
無について記録する元来の記録方法よりデ−タ量として
は少ない。

【００１０】以上のように画像デ−タをコ−ド化あるい
はベクトル化することによりデ−タ量を減らし、さらに
そのデ−タを演算する場合に演算し易くすることができ
る。

【００１１】図３の線図形を２倍に拡大する場合につい
て説明する。

【００１２】図５は図３の線図形を２倍に拡大した例を
示す図、図６は図３の線図形を理想的に２倍に拡大した
例を示す図である。

【００１３】従来の方式で前記（２）のようにショ−ト
ベクトルに変換されたデ−タを利用して拡大すると図５
のようになる。またこれは、原画像の座標デ−タを用い
て２倍に拡大した場合でも通常同様の結果が出力され
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで入力された画
像は従来輪郭線等の線図形や文字フォントであるため図
３のＥ部分のような箇所はマトリックス状画面で表した
斜めの線である。

【００１５】これを考慮したときにＥ部分中央のＤ点
は、Ｂ画素とＣ画素とを繋ぐ線の誤差が最も大きい点で
あるが、（２）のベクトルを用いて拡大、表示した図５
ではＤ点の誤差も拡大されＤ’部にその誤差が集中して
いることがわかる。

【００１６】誤差が拡大されてしまう理由としては、上
記（２）で表されるショ−トベクトルがチェ−ンコ−ド
と同じ８方向の方向しかもたないことに起因する。

【００１７】今、仮に図３のＥの部分が斜めの線である
ことを考えて、この線図形を２倍にすると理想的には図
６のようになるべきである。図６では線図形は２倍にな
っているが誤差はＦ点、Ｇ点及びＨ点の３箇所に分散さ
れ、１箇所に集中した誤差がそのまま拡大されていな
い。つまり、原画像の品位を落とさずに線図形を２倍に
拡大するためには、復元した際に図６の線図形になるよ
うなベクトルを生成しておく必要がある。

【００１８】また、線図形の大まかなレイアウト、ある
いは文字の大まかなアウトラインだけ知りたい場合など
では、原画像のレイアウトを保存したまま従来のショ−
トベクトルのデ−タ量よりもなお少ないデ−タ量に変換
したいときがある。

【００１９】例えば、原画像を縮小する場合では、縮小
の際に生じる１画素以下の小さな誤差の補正のため非常
に煩雑な演算が必要とされる。このときにショ−トベク
トル群からある一定の誤差を許容していくつかのショ−
トベクトルを接続し、より少ないベクトルへ変換してお
かないとそれ以降の演算を高速に行うことができない。
すなわち、ショ−トベクトルよりもデ−タ量を減らし、
なおかつ取扱い易いベクトルとしてデ−タを記録するた
めには、新たなベクトル群を生成する必要がある。

【００２０】本発明の目的は、デ−タ量が少なく、かつ
取扱い易いベクトルとしてデ−タを記録して画像を規定
するベクトル群を生成し得るディジタル画像処理装置を
提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像の線図形
をチェ−ンコ−ドに変換する変換手段と、変換されたチ
ェ−ンコ−ドに基づいて向き及び長さを有する複数のベ
クトルを抽出する第１論理手段と、抽出順に連続する３
つのベクトルのうち２番目のベクトルの長さが所定の数
値以下であって１番目及び３番目のベクトルの向きが一
致している場合には該３つのベクトルに基づいて他のベ
クトルを抽出し、抽出された他のベクトルに基づいて画
像を規定する画像デ−タを生成する第２論理手段とを含
むことを特徴とする。

【００２２】

【作用】変換手段が画像の線図形をチェ−ンコ−ドに変
換し、第１論理手段が変換されたチェ−ンコ−ドに基づ
いて向き及び長さを有する複数のベクトルを抽出し、第
２論理手段が抽出順に連続する３つのベクトルのうち２
番目のベクトルの長さが所定の数値以下であって１番目
及び３番目のベクトルの向きが一致している場合には該
３つのベクトルに基づいて他のベクトルを抽出し、抽出
された他のベクトルに基づいて画像を規定する画像デ−
タを生成するので、画像の拡大、回転、縮小の際に生じ
る誤差を減少し得、画像形成用のベクトル数をも減少し
得、画像処理を迅速に行い得る。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例においては、ショ−トベクト
ルが対象画素から４５度おきの８方向しかもたないが、
これを用いて新しいベクトルを生成するために、マトリ
ックス状の画面で表されている斜めの線を見出だし、そ
の始点と終点とを結ぶことが必要となる。

【００２４】例えば、図３のＥの部分はショ−トベクト
ルで下記の（３）のように表される。

【００２５】 （２，０），（１，１），（２，０） ・・・（３） このショ−トベクトル群が仮に斜めの線であることが判
明すればＸ座標、Ｙ座標の値を加算することによってつ
ぎの（４）のように表現できる。

【００２６】（５，１） ・・・（４） この新しい（４）のベクトルをマトリックス状の画面に
復元したときに全く同様の画像に復元できるため、この
置き換えは問題とはならない。

【００２７】また、それに加え、この新しい（４）のベ
クトルを用いて２倍に拡大した場合、理想的である図６
のようになるため前述の問題点は解決できる。なお、生
成したベクトルは次のように直線に復元される。すなわ
ち、ベクトル（Ｖx，Ｖy）を直線に復元するには原点の
座標を１つ分プラス（Ｖx+1，Ｖy+1）し、Ｖx+1とＶy+1
との長さを比較し長い方を短い方で除算すると、垂直若
しくは水平方向につながる長さが設定される。例えば、
（４）のベクトルでは（５，１）であるから長さは
（６，２）、６＞２であるから ６÷２＝３となる。つ
まり図３のＢ、Ｃのようになる。図７はマトリックス状
の画面で表現された斜めの線について向き及び長さで表
したベクトルを抽出する方法に関して説明する図であ
る。

【００２８】図７の線図形をショ−トベクトルに変換し
た場合、矢符２０、２１、２２に示されるベクトルがで
き、次の（５）で表せる。

【００２９】 （４，０）、（１，１）、（２，０） （５） しかし、図７の線図形から斜めの線を見つけだして新し
いベクトルに置き換えた場合、すなわち点線矢符２３、
２４に示される２つのベクトルに分解すると次の（６）
で表せる。

【００３０】 （２，０）、（６，１） （６） 以上の２例からわかるように線図形から斜めの線を表し
ている部分を見つけだし、見つけだした情報をもとにシ
ョ−トベクトルを単に接続するだけではなく復元しても
全く原画像のデ−タの品位を落とさないような新しいベ
クトルが生成されベクトル数が減りより忠実な復元が可
能となる。

【００３１】以下詳細に説明する。

【００３２】図１は本発明の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。図１において、１は対象とする画像の線図
形のデ−タが記録されている記録部、２は記録部１と変
換手段を構成するとともに記録部１から供給される線図
形のデ−タをチェ−ンコ−ドに変換する変換部、３はチ
ェ−ンコ−ドから生成される画像形成用のショ−トベク
トルの向きと長さとを抽出する第１論理部、４は第１論
理部から抽出されたショ−トベクトルの向きを基準のベ
クトルの向きと比較する第１比較部、５は第１論理部か
ら抽出されたショ−トベクトルの長さを基準のベクトル
の長さと比較する第２比較部、６は第１比較部４及び第
２比較部５とともに第２論理手段を構成し第１比較部４
及び第２比較部５から出力された結果により新しいベク
トルを抽出するとともに抽出されたショ−トベクトル、
新しいベクトルを含む画像を規定するベクトル群を生成
する第２論理部である。線図形のデ−タがチェ−ンコ−
ドに変換されるまでの行程、つまり図１の記録部１と変
換部２とは従来の方式であるため、個々では特に論じな
い。

【００３３】図１の第１論理部３では、チェ−ンコ−ド
からその向きと長さとを抽出するがその方法は以下の通
りである。

【００３４】例えば、次の（８）の様にチ−ンコ−ドが
続いていたとする。

【００３５】 １，１，１，０，０，０，０，７，０，０，０，０，０，０ ・・・（８） ここからショ−トベクトルを生成する際に上記（２）の
ようにＸ座標、Ｙ座標で表したベクトル表現ではなく、
向きと長さを組にした形でベクトルを表す。このときの
長さとは実際の画素と画素との長さではなく、対象画素
の横方向、縦方向、斜め方向の８方向全て隣合う画素ま
での距離を１とする。こうして表現するベクトルではチ
ェ−ンコ−ドとその連続している数を組にして表現すれ
ばよく上記の（８）は次の（９）のように表される。

【００３６】 （１，３），（０，４），（７，１），（０，６） ・・・（９） これで向きと長さとを分けて抽出したことになる。

【００３７】第１比較部４では（９）のように表現され
たベクトルの向きを一組おきに比較するものとする。具
体的に（９）の場合では、（１，３）の１と（７，１）
の７とを比較する。また、（０，４）の０と（０，６）
の０とを比較を行う。

【００３８】一般的な変数として取り扱うために、ベク
トルの生成された順にＶn，Ｖn+1，Ｖn+2，Ｖn+3とお
く。するとこの第１比較部４ではＶnとＶn+2及びＶn+1
とＶn+3のベクトルの向きの比較を行うことである。こ
のとき、第１比較部４では常に４つのベクトルデ−タを
保持してその結果を１つおきのベクトル２組について同
時に比較するようにしておくとこれ以降の処理が高速に
行える。

【００３９】第２比較部５ではベクトルの長さを１組お
きに比較する。（９）のベクトルを例にとると、（１，
３）の３と（７，１）の１との比較、あるいは（０，
４）の４と（０，６）の６との比較を行う。これも先程
と同様の一般的な変数として表現すると、第２比較部５
は、ＶnとＶn+2及びＶn+1とＶn+3のベクトルの長さの比
較を行う。この第２比較部５も第１比較部４と同様に４
つのベクトルデ−タを保持しておき、１つおきのベクト
ルについて同時に比較し出力できるようにしておくと便
利である。

【００４０】第２論理部６は第１比較部４と第２比較部
５との比較決果と第１論理部３からの結果とを用いて新
しいベクトルを生成する。

【００４１】次にベクトルの抽出方法を説明する。この
場合、入力されるベクトルは抽出順に連続したＶnから
Ｖn+2までの３つのベクトルとする。

【００４２】このとき、次の規則があれば斜めの線であ
る。

【００４３】 ＶnとＶn+2とのベクトルの向きが等しい。 ・・・（１０） Ｖn+1の長さが１である。 ・・・（１１） ＶnとＶn+1とのベクトルの向きが４５°の差を有している。 ・・・（１２） つまりこの３つの条件を満たす部分を探し出せばよい。
但し入力画像が、通常の文字フォントのアウトラインな
ど（１０）と（１１）との条件を満たしていればＶnと
Ｖn+1のベクトルの向きは常に４５°であるものでは演
算の高速化のために（１２）の条件判断は行わなくても
よい。

【００４４】図８はマトリックス状の画面で表現された
斜めの線について向き及び長さで表した別のベクトルを
抽出する方法に関して説明する図である。条件（１１）
のＶn+1の長さが１とは図８の線図形ＰとＱにおいて接
する線図形Ｒのような場合に線図形Ｐ、Ｒは矢符１５、
１６、１７で示されるベクトルを斜めの線（矢符１
４）、すなわち１本のベクトルとみなし、Ｖn+1の長さ
が１ではないとき、例えば図８の線図形Ｓ、Ｔ、Ｕのよ
うな場合は３本のベクトル（矢符１１、１２、１３）と
みなされる。

【００４５】以上の見地から新しいベクトルを生成する
方法について説明する。

【００４６】第２比較部５にはＶnからＶn+3までの連続
したベクトルの長さがＲＬ１からＲＬ４の４つのＲＬレ
ジスタに順に入力され、第１比較部４にはＶnからＶn+3
までの連続したベクトルの向きがＲＤ１からＲＤ４の４
つのＲＤレジスタに順に入力される。

【００４７】このとき、ＲＬ２に格納された長さが１で
なかった場合、Ｖn+1をレジスタＲＬ１に、Ｖn+2をレジ
スタＲＬ２に、Ｖn+3をＲＬ３にと順に１つずつシフト
させ、ＲＬ２に格納されている長さが１になるまで繰り
返す。すなわち、レジスタＲＬ２の値が１になるまで繰
り返す。レジスタＲＬ２の値が１になるまでは、斜めの
線を表している部分がないことを示しているため、そこ
までのベクトルには演算は行わない。

【００４８】ＲＬ２に格納された長さが１であっても、
ＲＤ１とＲＤ３の値が等しくない場合、やはり斜めの線
を表している部分がないことを示しているため、そこま
でのベクトルには演算を行わない。ＲＬ２の値が１であ
り、ＲＤ１とＲＤ３の値が等しく、ＶnとＶn+1との角度
の差が４５°であるとき、次の操作を行う。

【００４９】もし、ＲＬ１とＲＬ３の値が等しいときそ
のどちらかの長さを基準長さＬｓとし、ＶnとＶn+2を接
続してもよいことを記憶しておく。そして、レジスタＲ
Ｌ３に格納された長さをＲＬ１に入力するようにベクト
ル群を２つずつシフトしていき、空になったレジスタに
次のベクトルの長さを入力する。そのときに、当然に向
きを格納しているＲＤレジスタの内容も、２つずつシフ
トし、空になったレジスタに次のベクトルの向きを入力
する。つまり、長さと向きのレジスタには同期して同じ
ベクトルのデ−タが入力される。

【００５０】ＲＬ１とＲＬ３の値が異なる場合は、ＲＬ
１及びＲＬ３の値の短いほうを基準長さＬｓとする。そ
のとき、長い方がＲＬ３であった場合でかつ長さの差が
２つ以上ある場合にはＲＬ３に格納されているベクトル
までを接続する。そのときの接続方法は、ＲＬ３に格納
されているベクトルの始点からそのベクトルと同じ方向
に基準長さだけとった点を接続可能なベクトルの始点か
ら接続する。長さの差が１以下であれば、接続可能であ
ることを記憶しておく。もし長い方がＲＬ１であつた場
合、ＲＬ１に格納されているベクトルと、ＲＬ３に格納
されているベクトルを接続してもよいことを記憶くして
おく。このときの長さが２以上の場合は、ＲＬ１に格納
されているベクトルの終点からベクトルの向きと反対に
基準長さだけとった点を始点として接続する。

【００５１】ＲＬ１とＲＬ３に格納されているベクトル
を接続してもよいときＲＤ２とＲＤ４の値が１であれば
ベクトル群を２つずつシフトし、以上と同様の操作を繰
り返す。

【００５２】ＲＬ１とＲＬ３とに格納されているベクト
ルを接続してもよいときＲＤ２とＲＤ４とが等しくなけ
れば、ベクトル群を３つずつシフトし以上と同様の操作
を繰り返す。

【００５３】このように接続することで、接続されたベ
クトルを含むベクトル群を生成し、画像を規定するベク
トルの総数を減らすことができる。さらに、ＲＬ２に格
納されるベクトルの長さの数値を変化させることで大ま
かなレイアウトを表す線図形でベクトル数が非常に少な
いデ−タを生成することができる。

【００５４】図９はアルファベットの文字についてカメ
ラから入力した画像を示す図、図１０はスパナについて
カメラから入力した画像を示す図である。

【００５５】実施例の効果における数値は、取り扱う画
面の大きさと入力されている画像の大きさによって異な
るが、実施例として５１２×５１２ドットの画面を用
い、十分大きな画像を入力しＲＬ２に格納されたベクト
ルの長さが１の場合の効果に関し図９、図１０を参照し
て説明する。

【００５６】１）図１０に示されるように直線部分の多
い人工的な物体、すなわちスパナをカメラから入力した
画像を対象として上記の操作を行ったところ、ベクトル
数はショ−トベクトルのみの場合に対して４０％〜５０
％に減少した。

【００５７】２）曲線部の多い地図を入力画像として用
いた場合、ベクトル数はショ−トベクトルのみの場合に
対して７０％〜８０％程度に減少させることができた。

【００５８】３）図９に示されるように直線部分の多い
アルファベットの文字Ａ〜Ｚを書いた画像を入力に用い
た場合、同様に５０％〜６０％程度に減少させることが
できた。

【００５９】他の実施例として５１２×５１２ドットの
画面を用い、十分大きな画像を入力しＲＬ２に格納され
たベクトルの長さが２以下の場合の効果は次の通りであ
る。

【００６０】１）図１０に示されるように直線部分の多
い人工的な物体、すなわちスパナをカメラから入力した
画像を対象として上記の操作を行ったところ、ベクトル
数は許容する誤差範囲にもよるがショ−トベクトルのみ
の場合に対して２５％程度にまで減少した。

【００６１】２）曲線部の多い地図を入力画像として用
いた場合、ベクトル数はショ−トベクトルのみの場合に
対して約５０％程度にまで減少させることができた。

【００６２】３）図９に示すように直線部分の多いアル
ファベットの文字Ａ〜Ｚを書いた画像を入力に用いた場
合、同様に３５％程度にまで減少させることができた。

【００６３】このベクトル数の減少により縮小を行うと
きのスピ−ドが速くなった。

【００６４】

【発明の効果】変換手段が画像の線図形をチェ−ンコ−
ドに変換し、第１論理手段が変換されたチェ−ンコ−ド
に基づいて向き及び長さを有する複数のベクトルを抽出
し、第２論理手段が抽出順に連続する３つのベクトルの
うち２番目のベクトルの長さが所定の数値以下であって
１番目及び３番目のベクトルの向きが一致している場合
には該３つのベクトルに基づいて他のベクトルを抽出
し、抽出された他のベクトルに基づいて画像を規定する
画像デ−タを生成するので、画像の拡大、回転、縮小の
際に生じる誤差を減少し得、画像形成用のベクトル数を
も減少し得、画像処理を迅速に行い得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディジタル画像処理装置の実施例の構
成を示すブロック図である。

【図２】チェ−ンコ−ドを説明する図である。

【図３】チェ−ンコ−ド化する線図形の１例を示す図で
ある。

【図４】チェ−ンコ−ドのベクトルへの変換を説明する
図である。

【図５】図３の線図形を２倍に拡大した例を示す図であ
る。

【図６】図３の線図形を理想的に２倍に拡大した例を示
す図である。

【図７】斜めの線について向き及び長さで表したベクト
ルを抽出する方法に関して説明する図である。

【図８】斜めの線について向き及び長さで表した別のベ
クトルを抽出する方法に関して説明する図である。

【図９】アルファベットの文字についてカメラから入力
した画像を示す図である。

【図１０】スパナについてカメラから入力した画像を示
す図である。

【符号の説明】

１ 記録部 ２ 変換部 ３ 第１論理部 ４ 第１比較部 ５ 第２比較部 ６ 第２論理部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像の線図形をチェ−ンコ−ドに変換す
   る変換手段と、変換されたチェ−ンコ−ドに基づいて向
   き及び長さを有する複数のベクトルを抽出する第１論理
   手段と、抽出順に連続する３つのベクトルのうち２番目
   のベクトルの長さが所定の数値以下であって１番目及び
   ３番目のベクトルの向きが一致している場合には該３つ
   のベクトルに基づいて他のベクトルを抽出し、抽出され
   た他のベクトルに基づいて画像を規定する画像デ−タを
   生成する第２論理手段とを含むことを特徴とするディジ
   タル画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記所定の数値が１及び２のいずれか一
   方であることを特徴とする請求項１に記載のディジタル
   画像処理装置。