JPH0664619B2 - ラスタ・ディスプレイ・システムにおける閉領域の探知及び充填方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は画像処理技術、とりわけ、閉領域の探知及び充
填の技術に関する。

（従来の技術） 従来の対話型バッファ式ラスタ・ディスプレイは、残光
時間の短い蛍光体を用いた多重ガン式のカラーCRTを有
する。こうしたCRTはその多重ガンの電子ビームの偏向
と強度変調とによって画像が描かれるような電子的媒体
である。描くべき画像を定義しそれに必要な制御を行う
ための情報は、CRTと記憶されたプログラムで制御され
るプロセッサとの間に介在するディスプレイ・バッファ
から得られる。このプロセッサは一連のグラフィック命
令を実行することにより最終的にCRTに画像を描く。そ
のタスクを実行する際、プロセッサは多重ビットコード
の形を有するビット値を上記ディスプレイ・バッファの
対応するロケーションに記憶させる。“画素（pel）”
と呼ばれるこの多重ビット・コードはXY座標とカラー番
号（又はカラー値）とからなるラスタ・スキャン式のCR
Tの水平走査中に画素がディスプレイ・バッファから抽
出されるたびに、その多重ビットを使って変換テーブル
を指標する。そうして変換テーブルによってこの多重ビ
ットがさらに多数のビットに変換される。次にこの多数
のビットによって、電子ビームの実際の強度変調を行う
赤，緑及び青用のDAコンバータが駆動される。

フォーリ及びファン・ダム著の“対話式コンピュータ・
グラフィクの原理”（アジソン・ウエリス社刊、1982
年、第12章第479頁乃至第503頁）にラスタ・スキャン式
ディスプレイのアーキテクチャの基礎的な事項が記載さ
れている。さらにその第456頁乃至第460頁には、ビット
・マップ式カラー・ディスプレイ・システムにおいて、
任意の形に整形された多角形の境界を探知しこれを充填
するための現在の技術が開示されている。その第457頁
乃至第458頁には多角形の形を探知しこれを充填するた
めの好適な手法が記載されている。これは、走査線と多
角形のすべての縁との交点を検出し、Ｘ座標を増分する
ことによりこれらの交点を記憶し、２つの交点間のすべ
ての画素を充填するというものである。

米国特許第4334274号には、黒又は白のオブジェクトの
縁のあいまいな画素を縁を検出することによって解像し
その縁に論理的に正及び負のオブジェクト画素をオーバ
ーレイするための手法が開示されている。これによれ
ば、不明瞭な画素を探知することができる。その後、検
出されたオブジェクトの縁を確認する目的で不明瞭な画
素の領域に黒又は白を充填してこれを縮めるか又は広げ
るというステップがある。

“ラスタ式ディスプレイの境界領域の自動充填”（アイ
・ビー・エム・テクニカル・ディスクロージャ・ブレテ
ン（IBMTechnical Disclosure Bulletin）第21巻第1300
頁乃至第1303頁,1978年８月（以下、文献Ａとする））
は、オブジェクトの定義域内の任意の点から始まるラス
タ・オブジェクトの走査及び充填する手法と、画素の色
を決定しながら充填するという手法を開示するものであ
る。多角形の内部を構成する画素位置（またはセル位置
ともいう）を充填するこの手法は、“種（seed）”セル
と呼ばれる任意の色を有するセルをその多角形内に置く
ことが必要である。もし空のセルが種セルだけに隣接し
ていれば（連続していれば）、その空のセルが充填され
る。そうして今度は、この充填されたセルが新し“種”
となる。もし空のセルが多角形の縁を定めるセルと種セ
ルとの間にあれば、それは充填されず空のままにされ
る。こうした再帰的なプロシージャは境界方程式を全く
使わなくて済むのであるが、セルを識別しながら充填す
るのは白フィールドに黒オブジェクト（すなわち白の背
景に黒の表示対象物）といったような単純なパターンの
ときにしか有効でない。多重カラーを有するｒ×ｑの画
素のサブアレイのようにパターンが複雑になると、上述
の再帰的なプロシージャは終りがなくなってしまう。な
ぜなら、置換されたカラー・コード化パターンが、どの
点においても、もとのカラー・コード化パターンと一致
するような場合、前に巡視したロケーションをマークす
る手法だと、マークされないロケーションはそのままに
されるからである。

（発明が解決しようとする課題） したがって、本発明の目的は、ラスタ・ディスプレイシ
ステムにおける閉領域の充填が確実に行われるように探
知する技術を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用） この目的を達成するため、ビットマップ式ラスタ・ディ
スプレイ・システムにおいてカラー・コード化パターン
で充填され且つ任意の形を有する閉領域を探知する本発
明の方法は、(a)カラー・コード化パターンを識別する
ステップと、(b)識別されたカラー・コード化パターン
からなるすべての一意的なラスタ・ランを判別するステ
ップと、を有することを特徴とする。

本発明の作用について説明すると、ラスタ・ディスプレ
イ・システムにおいて閉領域を構成するラスタ・ランを
判別するので、或るカラー・コード化パターンからなる
この閉領域はこの判別の後、判別されたラスタ・ランに
基づいて別のカラー・コード化パターンで容易に充填す
ることができるようになる。

（実施例） はじめに本発明の実施例の概要を説明する。

まず第１のカラー・コード化画素パターンで充填された
任意の形の閉鎖的多角形（ビットマップ式の画像は概念
的に多角形である）の領域を探知する。この第１のカラ
ー・コード化画素パターンはラスタ式のカラー・コード
化定義域に埋め込まれているものである。そうして、さ
らに探知された多角形を第２のカラー・コード化パター
ンで充填する。

実施例の方法は、(a)第１のカラー・コード化画素パタ
ーンを識別するステップと、(b)識別された第１のカラ
ー・コード化画素パターンからなるすべての一意的なラ
スタ・ランを判別してそれに対応するデータ表示を生成
するステップと、(c)このデータ表示に基づいて第２の
カラー・コード化画素パターンでラスタ式カラー・コー
ド化定義域の少なくとも一部を充填するステップとを有
する。

上記ステップ(b)は、(d)第１のカラー・コード化画素パ
ターンを呈する定義域内において隣接する領域を探知
し、定義域を追跡することによって領域のロケーション
に関するリストをあたかもそれが任意の点が接続された
グラフであるかのごとく形成するステップと、(e)この
追跡において或る隣接していないと探知されたところ
で、定義域において隣接的領域及び非隣接的領域のとこ
ろにある局所的なエレメントと、第１のカラー・コード
化画素パターンにおける高解像度のエレメントとを比較
することによってその境界を解像し、これに応じてその
ロケーション・リストを修正するステップとを有する。

この技術は、隣接するラスタ・ラン（単にランともい
う）を、各々の一意的なランが１つのノードであるよう
なグラフとして表現できるという認識に基づいている。
したがって、多角形の領域の探知は、各ノードが１回だ
け出会うような追跡によって達成することができる。追
跡は再帰的なもの（深さ優先探索）でも非再帰的なもの
（親−子探索）でもよい。この技術のさらに優れた点
は、探知された隣接的領域のロケーションをリストし、
参照されるパターン（すなわち第１のカラー・コード化
画素パターン）と定義域の不明瞭なところとの比較を高
解像度のエレメントどうしで行うことによって曖昧な境
界を解像し、そのロケーションリストに基づいてその領
域を別のカラー・コード化画素パターンで充填すること
である。

以下、図面を参照して実施例を詳解する。

対話式ラスタ・ディスプレイ・システム 第17図を参照して本発明を適用することのできる従来の
対話式ラスタ・ディスプレイ・システムについて説明す
る。このようなシステムは、一般的には、多重ガン式の
カラー・ディスプレイ・モニタ５と、プログラム可能な
ファンクション・キーを有するキーボード３と、RAM及
びROMを有するメモリ７と、アダプタを介して接続可能
な１以上のDASD（直接アクセス記憶装置）９と、これら
の周辺装置を相互接続するマイクロプロセッサ１とを有
する。本発明を適用することのできるシステムは商用的
に数多くあるが、たとえば、IBM4910カラー・アダプタ
・カードを有するIBM5153カラー・モニタと、IBM5160シ
ステム・ユニット、IBM PCのキーボードと、PCアダプ
タを有する商用の５−１／４インチのフロッピ・ディス
ク・ドライブとを有するシステムが考えられる。

第17図の下方には対話式ラスタ・ディスプレイ・システ
ムのリフレッシュ式ラスタ・ディスプレイ部分の詳細を
示した。これは、ディスプレイ・バッファ13、変換テー
ブル15、プロセッサ１、リフレッシュ・コントローラ11
を含む。マイクロプロセッサ１は画素からなる画像を構
成し、経路27及び29を介してその画像をディスプレイ・
バッファ13に書き込む。画像はディスプレイ・バッファ
13に書き込まれると、変換テーブル15及びラスタ・ディ
スプレイ制御部（図示せず；経路33を介してリフレッシ
ュ・コントローラ11によって調整される）に循環する。
リフレッシュ・コントローラ11はディスプレイ・バッフ
ァ13の連続的なロケーションを実際にアクセスする。抽
出された画素のカラー値は次に変換テーブル15で変換さ
れて、カラー・ディスプレイ・モニタ15の赤17、緑19及
び青21の電子中に印加される。抽出された画素に関連す
るXY座標でCRTの電子ビームの偏向を制御する。

ディスプレイ・バッファ13の各ロケーションにより画像
の１点の大きさのエレメントが定まるから、２色（白
黒）の画像の場合は１画素につき１ビットを有する簡単
なバッファで十分であろう。一方、カラー画像はその定
義に多重ビットコードを必要とする。ディスプレイ・バ
ッファに負担をかけずに、画素及びパターンのカラー化
及び高密度化を実現するために、コード点をより大きな
コード空間のポインタとして利用する。これらは、カラ
ー変換テーブルのセットで実にうまく遂行される機能で
ある。米国特許第4255861号はこのことを開示するもの
である。すなわち、変換テーブルはディスプレイのリフ
レッシュ・バッファ・サイズを最小にし且つ表示可能な
色の数を最大にするのに役立つ。

閉じた多角形のラスタ表現 第１図は白及び黒でラスタ・コード化された表示対象物
すなわちオブジェクトを示す図である。すなわち、これ
はリフレッシュ・バッファにあらわれるようなビットマ
ップ又は表示画面を表すものである。ｎ×ｍの画素全体
のアレイは“定義域（domain）”と呼ばれる。“オブジ
ェクト”がその定義域において参照パターンの繰り返し
として定まるなら、その定義域には複数のオブジェクト
が含まれる。すなわち、第１図の例でいえばこのような
オブジェクトは、ｒ×ｑ画素の白参照パターンなら黒フ
ィールドにおける鎖型の白オブジェクト（すなわち背景
を黒として鎖を表示対象物として表示したもの）であ
り、ｒ×ｑ画素の黒参照パターンなら白フィールドにお
ける鎖型の開口部を有する黒オブジェクト（すなわち背
景を白として鎖型の開口部を有する表示対象物を表示し
たもの）である。

いずれにせよ、このオブジェクトは閉じたものであり
（境界を有する）ラスタ走査行方向における同色の連続
的な画素のランからなる。

１つのランの別な見方は、参照パターンの所与の行と定
義域の行（ラスタ走査行）とを比較することに関する。
第１図でｒ×ｑ画素（但し、ｒ≦ｎ及びｑ≦ｍ）の白参
照パターンが与えられた場合、最切の行は４つの白画素
からなる。比較が一時に４つの画素で行われるなら、１
つのラスタ・ランはラスタ走査行方向の１行において４
つの白画素の幾つかの繰り返しで構成される。参照パタ
ーンは最初の行の下の第２行が４つの白画素の行からな
ることも示している。したがって、このオブジェクトの
第２行が出会う白画素は連続とみなされるが、オブジェ
クトすなわち鎖型の表示対象物の１つ上の行は黒画素の
連続として表示されており、これは縁すなわち境界を表
す。

第３図は連続的な画素からなる多重カラーでコード化さ
れたｒ×ｑ画素の基本サブアレイの例を示す図である。
基本サブアレイの各画素は３つ以上のカラー値のうちの
１つを呈することができる。複雑な色を有する複数の連
続的なアレイで構成されたオブジェクトの境界を探知す
るのは、一様な色を有するパターンの場合（すなわち第
１図の例）よりもずっと難しい。第２図は第２図の左下
に示す多重カラー・コード化パターン（参照パターン）
で充填されたオブジェクトを示す図である。この参照パ
ターンはｑ×ｒ画素のサブアレイである。第４図及び第
５図は第１図に示した鎖型の白オブジェクトにそれぞれ
の図に示すｒ×ｑ画素のサブアレイからなる参照パター
ンを充填した、すなわち第１図の表示を基本として、こ
れを部分的に且つ選択的にそれぞれの参照パターンを使
用して置き換えたものを示している。例えば、第５図で
は鎖型の白オブジェクトに対して多重カラー・コード化
されたｒ×ｑ画素の参照パターンが充填されている。こ
こではｍ方向の左から５〜８番目の画素とｎ方向の上か
ら１〜４番目の画素によって示す画素に１個の参照パタ
ーンが充填されており、その右方向に参照パターンが繰
り返し充填されている。もとの鎖型の白オブジェクトが
この参照パターンによって覆い隠されているされている
様子が同図から理解できよう。背景部分はその充填位置
を示すために同一色の重なり部分の表示を変えて示して
ある。第２図の多重カラー・コード化パターンで充填さ
れたオブジェクトの領域探知については後述する。

ラン及びその図式的表現の概念 １つのランは、第１のパターン（すなわち参照パター
ン）の第ｉ行のｑ個の連続的な画素と定義域のラスタ走
査の第ｊ行のｑ個の連続的な画素とのカラー値の一致と
して定められる。第１図では、参照パターンの各行は同
一のカラー値を有する画素からなるので、定義域の所与
のラスタ走査行に対して、１つのランはカラー値を有す
る連続的な画素をあらわすことになる。ところで参照パ
ターンが複数のカラー値の画素を有する場合は、１つの
ランはさらに細かく画素ごとの比較を必要とする。これ
に関して第２図を参照する。第２図においては参照パタ
ーンは、赤画素，白画素及び青画素のｑ×ｒのアレイか
らなる。この参照パターンの第１行は青白青白としてコ
ード化され、定義域における“ラン”は第１行，第４行
及び第７行にみることができる。同様に参照パターンの
第２行は白赤白白としてコード化される。これは定義域
において第２行，第５行及び第８行にあらわれる。すな
わち、このオブジェクトの第１行におけるランは参照パ
ターンの第１行（すなわち青白青白）を1.5倍したもの
（すなわち1.5r個の画素）で構成され、第２行における
ランは参照パターンの第２行（白赤白白）を1.5倍した
もので構成され、第３行におけるランは参照パターンの
第３行（赤白白白）を1.5倍したもので構成されてい
る。もし少しよく眺めれば、このオブジェクトがｑ×ｒ
画素の参照パターンの繰り返しで表されているというこ
とが理解できるであろう。このことを一般的に言うと、
オブジェクトの各々のランは参照パターンの或る行の有
理数倍の長さで構成されているのである。実施例では、
まずｑ×ｒの参照パターンのうちの１つの行を定義域の
各行と突き合わせることにより定義域中で参照パターン
と合致する行を検索し、合致するラスタ・ランを判別し
て（判別の方法は後述するように２通りある）そのロケ
ーション及び長さで各々のラスタ・ランを識別するリス
トを形成する。すなわち参照パターンと合致する定義域
中のロケーション及び長さをデータとして獲得する。そ
の後、これらのデータから構成されるリストに従って、
第２のカラー・コード化パターン（ｑ×ｒ画素）の所定
の行の長さの有理数倍で構成される隣接的なラスタ・ラ
ンで定義域の少なくとも一部を充填する。以上のように
して、第１のカラー・コード化パターン（参照パター
ン）で充填されたオブジェクトが、第２のカラー・コー
ド化パターンで確実に充填される（すなわち色の置換が
なされる）。カラー・コード化パターンを構成する各々
の画素のカラー値はそれぞれ任意に選択できる。

したがってこの方法の最初のステップはオブジェクトを
構成する第１のパターン（参照パターン）を識別するこ
とである。ちなみに第６図乃至第13図で用いた簡単な例
でいうと、このパターンはｒ×ｑの白画素アレイであ
る。前述の文献Ａに開示された手法（以下、手法Ａとい
う）によれば、１つの種セルのカラー値から始めて隣接
するセルを再帰的にカラー化するということに留意され
たい。この再帰的なカラー化はオブジェクトの境界のセ
ルが検出されるまで続けて行われる。この手法Ａは簡単
であるけれども、このアルゴリズムでは単一画素よりも
複雑なカラー・コード化パターンの置換をすることがで
きない。なぜなら、置換されたカラー・コード化パター
ンがどの点においてももとのカラー・コード化パターン
と一致するような場合には、この手法Ａはセルの識別及
び充填の終了を保証することができないからである。こ
の原因は、新しい値で置換することで前に一度巡視した
ロケーションをマークすることにあり、この手法Ａだと
マークされないロケーションが残るということによる。
第２図に示す定義域では、白画素は赤画素及び青画素が
自由に織り交ぜられている。手法Ａは単一色のときしか
有効でないから、これを用いようとすれば種セルが赤，
白又は青であるかに応じて対応する色が定義域から外さ
れる。もし手法Ａをより複雑なカラー・コード化パター
ンの置換（例えば赤画素，白画素又は青画素の異なるパ
ターン）に適用すれば、それには終わりがない。例え
ば、手法Ａのアルゴリズムが青セルから始まりそのセル
が置換されたより複雑なカラー・コード化パターンの別
の青セルで置換され且つ隣接するセルに同じことが生じ
たとすると、２つの連続するセルを“識別しながら充
填”した後はこれらは変更されず、このアルゴリズムは
これらの間で堂堂巡りに陥ってしまう。本発明の方法に
よればこのようなことは生じない。

第１図及び第６図乃至第13図からわかるように１つのラ
スタ走査行が１以上のランを有することがある。第６図
乃至第13図では、各々のランの左端の画素位置に文字を
付してこれらのランを区別している。好適な実施例では
ランのロケーションは左端の画素の位置で定められる。

第16図を参照してラスタ・ランの図式的な表現について
説明する。第16図は第６図乃至第13図に示した白オブジ
ェクトを構成するラスタ・ランの隣接性グラフである。
各々のランはa,bなどの文字を付したノードによって表
される。これは、隣接するランを走査することによって
閉じた多角形の領域を判断することがこのグラフを取り
扱ってノード及びこれをつなぐ線を系統的なやり方で追
跡することと等価であることを意味する。

一意的な隣接するラスタ・ランによって形成された多角
形の領域を判断することは、そのようなランを１つのグ
ラフとして表し各ノードを１回だけ巡視するようにその
グラフを追跡することと等価である。この追跡は、実施
例では、再帰的追跡（深さ優先探索と呼ぶ）及び非再帰
的追跡（親−子探索と呼ぶ）の両方がある。以下これに
ついて説明する。

再帰的追跡 深さ優先探索−これは１つのトリ−（木）に関する事前
に順序付けられた追跡を一般化したものであるが−は重
要な技法の１つである。深さ優先探索は、１つのノード
Ｖを始点ノードとして選択しそれを巡視済みノードとし
てマークすることによって行われる。深さ優先探索を再
帰的に使って、ノードＶに隣接する巡視されていないノ
ードを次々に探索する。ノードＶからたどることのでき
るすべてのノードが巡視されると、ノードＶに関する探
索は完了する。もし巡視されないノードが幾つか残って
いれば、それを新しい始点ノードとして選択する。この
プロセスはすべてのノードの巡視が終了するまで繰り返
される。“深さ優先探索”という命名は、可能な限り前
進する方向（深さ方向）に探索し続けるということを表
すためにしたものである。例えば、最新に巡視されたノ
ードがｘであるとすると、深さ優先探索はｘとｙをつな
ぐ未探索の縁を選択する。ｙが巡視されていなかったと
きは、このプロシージャはｘとつながる別の未探索の縁
を探す。もしｙが巡視されていたものであったときは、
このプロシージャはｙを巡視済みノードとしてマークし
てｘに戻る。ｘから出る未探索の縁を選択するプロセス
は、ｘから出るすべての未探索の縁の探索が終了するま
で続く。ノードｘに隣接する複数のノードを表すのに隣
接性リストを使用してもよい。アレイのマークのような
データ構造（その中から巡視された又は巡視されていな
いエレメントが選択される）は、ノードが既に巡視され
たかどうかを判断するのに使用できる。

深さ優先探索のプロシージャを第16図に示したグラフに
おいてノードａに適用した場合を想定する。このプロシ
ージャはまずノードａを巡視済みとマークしてノードａ
に関する隣接性リストから例えばノードｂを選択する。
ノードｂはまだ巡視されていないので、今度はノードｂ
で探索が続けられる。ノードｂは巡視済みとマークさ
れ、ノードｂに関する隣接性リストから最初のノード
（例えばノードｆ）が選択される。こうして今度はノー
ドｆで探索が続けられる。ノードｆは巡視済みとマーク
され、同様にして例えばノードｄがマークされる。ノー
ドｄで探索を続けると、ノードａは既に巡視済みである
からノードc,g,e又はノードe,g,cのように、同様にして
上記のプロシージャが続けられ最終的に全てのノードが
巡視済みとマークされる。

グラフにおいて連結された全てのノードを追跡すること
と、巡視済みを示すようにメモリすなわちリストにその
ことをマークすることは深さ優先探索の機能である。

非再帰的追跡 グラフの全てのノードをちょうど１回だけ巡視する別の
やり方は、“段階（echelon）基準”に基づいて所与の
ノードに隣接する全てのノードを識別することである。
もう少し多彩な言い方をすれば、所与のノードを“親
（parent）”として、及びこれに隣接するノードを“子
（childrem）”又は“子孫（descendents）”として識
別することである。非再帰的追跡（親−子探索）は再帰
的追跡の代案である。これらのいずれを選ぶかについて
の基準はいろいろあり、例えば利用可能な内部メモリの
容量はその１つである。一般に再帰的プロシージャは非
再帰的プロシージャよりも容量が大きいことが知られて
いる。

以下、第14図及び第16図乃至第13図を参照しながら非再
帰的追跡（親−子探索）の具体例を説明する。この技法
は子の３つのリスト、すなわち永続的な最終リスト，並
びに一時的な親リスト及び子リストを利用する。ここで
第14図を参照する。前述のようにまず第１のパターン
（参照パターン）が識別され（ステップ100）、オブジ
ェクト内の任意の点から始まると想定すると、グラフ追
跡探索（すなわち走査）が呼び出される。これに関して
いうと、最初のランの左端が識別されそして例えばａが
命名されるまで、従来の左走査が行われる。１つのラン
の左端の座標を識別した後、その長さを判断するため左
から右へ移動して１つの走査がなされる。この場合、画
素を単位とすればランａの長さは９である。以上がステ
ップ102のランの識別である。そうしてこれが“親リス
ト”及び“最終リスト”に入力される（ステップ104及
び106）。

次に、ステップ108で、隣接するランを識別する。すな
わち、親であるランａの“子”を識別する。ここで第６
図を参照すると、ランａの“子”はランb,c,d及びｅで
ある。これらの子は“最終リスト”に入っていないの
で、これらは“最終リスト”及び“子リスト”の両方に
入力される（ステップ112及びステップ114）。

第８図を参照するに、“子リスト”のエントリは“親リ
スト”に移される。これによりランｂから始まるので、
ランａ及びｆがランｂの子となる（すなわちランｂには
ランａ及びｆが隣接する）。ところで、ランａは既に
“最終リスト”に入力されているから、これは“子リス
ト”にはあらわれない。したがって“子リスト”にはラ
ンｆだけが入力される。この時点でランb,c,d,e及びｆ
が“最終リスト”に加えられている。

第９図を参照するに、ランｃに関する子が処理される。
これらはランａ及びｇである。ランａは既に“最終リス
ト”に入力されているから、これは“子リスト”にはあ
らわれない。したがって“子リスト”にはランｇだけが
入力される。ランb,c,d,e,f及びｇは“最終リスト”に
あることに留意されたい。

第10図を参照するに、ランｆ及びａはランｄの子であ
る。これらは既に“最終リスト”に入力されているか
ら、何の変更もない。親としてのランｅについても、ラ
ンａ及びｇが“最終リスト”に入力されているから同様
に何の変更もない（第11図）。第12図に示すようにこの
時点で“子リスト”のランｆ及びｇは“親リスト”に移
される。

第13図を参照するに、こうして最終リストは充填すべき
オブジェクトを完全に記述する。すなわち、“親リス
ト”が空になるとこのプロシージャは終了する。

以上をさらに具体的に説明するためのステップ１乃至15
を以下に示す。

1.初期設定 2.ランの始点を判断するためバイト一致の基準で左方移
動する 3.ランの始点を判断するため画素一致の基準で左方移動
してランがリストに入力済みであるかどうかをみる 4.ランの終点を判断するためバイト一致の基準で右方移
動する 5.ランの終点を判断するため画素一致の基準で右方移動
する 6.ランのデータをリスト１及びリスト２に入れる 7.子ランか親ランとなる 8.画面の上縁でなければ１つ上の走査行をみて子ランを
探す 9.新しいランを探す 10.現ランの端から新しい子ランを探す 11.一致がなければ１画素分だけ右方移動する 12.画面の下縁でなければ１つ下の走査行をみて子ラン
を探す 13.新しい親ランを得る 14.全ての子ランの検出が終了する 15.全てのランが画面に描かれる ステップ1: ２つのラン・カウンタを設け、両方ともゼロにセットす
る。１つは現ラン・カウンタ、もう１つの前ラン・カウ
ンタである。次に、作業バッファを２つの等しい領域に
分ける。ここではリスト１は画面始点バイトオフセット
（１ワード）を記憶し、リスト２はランのバイト長、終
点画素オフセット、及び始点画素オフセットを記憶す
る。この後、リスト１及びリスト２の上端にそれぞれセ
ットする。或るランのリスト２ポインタは、そのランの
リスト１ポインタに作業バッファの半分の長さを加えた
ものに等しい。

ステップ2: 始点バイト・オフセットを始点列オフセットにセット
し、その長さオフセット及び始点画素オフセットをゼロ
にセットする。ランの始まる場所をみつけるためカーソ
ルが始点列オフセットのところから左に移動する。はじ
めに、そのパターンがバイト境界と一致するかどうかに
ついて検出しなければならない。もしそうなら、バイト
一致フラグをセットする。

この時点において、背景パターンと再生中継バッファ
（画面）をバイトレベルで突き合わせることを始める必
要がある。１バイト全体が一致するたびに、始点バイト
・オフセットを減分しバイト長を増分する必要がある。
これは、一致に失敗するか又は画面の左縁に到達するま
で続けられる。この場所は、次のステップで変更されな
ければ、始点バイト・オフセットである。

ステップ3: バイト一致に成功しなかったので、ランの始点に対する
画素オフセット及びバイト・オフセットをみつける必要
がある。ステップ２のバイト一致フラグがゼロより大き
いときは、始点バイト・オフセットから左方をみて、再
生中継バッファの３つ、２つ又は最後は１つの画素が背
景パターンと一致するかどうかを確かめる必要がある。
最近の３つの画素が一致すれば始点画素オフセットは１
であり、最近の２つの画素が一致すれば始点画素オフセ
ットは２であり、最近の１つの画素が一致すれば始点画
素オフセットは３であることがわかる。もし画素オフセ
ットがゼロでないとわかっているときは、始点バイトが
減分されバイト長が増分される。

ステップ２の、バイト一致フラグがゼロのときは、別の
プロシージャが続く。この場合、まず、始点バイト・オ
フセットから左方をみて、２つの最近の画素が背景パタ
ーンと一致するかどうかを確かめる必要がある。そし２
つの最近の画素が背景パターンと一致しないなら、最近
の画素が一致するかどうかを確かめる必要がある。一致
が見出だされないときは、始点列オフセットを４で割っ
た余りが始点画素位置である。一致が見出だされたとき
は、始点画素位置は一致した画素の数だけ減分される。

この始点場所、すなわちバイト・オフセット及び画素オ
フセットの両方、に関して、はじめに一致をみるためリ
スト１を検査し次いでその確認のためリスト２の始点画
素オフセットを検査する必要がある。もし現ランがリス
ト１及びリスト２に既に存在するならステップ10に進
む。

ステップ4: ランの終点を判断するためのバイト一致の基準に基づく
右方移動は、終点画素オフセットを３にセットしバイト
一致フラグをリセットすることを必要とする。移動は始
点列オフセットから右へ向かう。パターンがバイト境界
と一致するかどうかを判断して、もし一致するなら、バ
イト一致フラグをセツトし、背景パターンを再生中継バ
ッファをバイトレベルで突き合わせることを開始し、１
バイト全体が一致するたびに始点バイト・オフセットを
増分する必要がある。これは、一致に失敗するか又は画
面の右縁に到達するまで続けられる。この時点におい
て、ステップ５で変更されない限り、ランの長さがわか
る。

ステップ5: ランの終点を判断するため移動は画素一致の基準で右方
向になされる。バイト一致に失敗したので、画素終点オ
フセット及びラン・バイト長を見出だす必要がある。ス
テップ４のバイト一致フラグがゼロより大きいときは、
始点バイトにラン・バイト長及び１を加えたところの位
置から左方をみて、再生中継バッファの３つ、２つ又は
最後は１つの画素が背景パターンと一致するかどうかを
確かめる。もし一致があれば、バイト長を増分する必要
がある。３つ,2つ又は１つの画素が一致するなら、終点
画素オフセットはそれぞれ2,1又はゼロであるとわか
る。

ステップ４のバイト一致フラグがゼロのときは、別のプ
ロシージャが続く。この時点で、始点オフセットを４で
割ったところから右方をみて、最近の２つの画素が背景
パターンと一致するかどうかを判断する必要がある。こ
れらが一致しないときは、最近の画素が一致するかどう
かをみる必要がある。終点オフセットは、ステップ３の
始点画素オフセットと、一致した画素の数とを加えたも
のとなる。

ステップ6: ランのデータをリスト１及びリスト２に入れる必要があ
る。ランの画素長が有効なランを呈する場合は、始点バ
イト・オフセットはリスト１に入力され、ランのバイト
長、終点画素オフセット及び始点画素オフセットはリス
ト２に入力される。この時点で現ランのカウント値が増
分される。さらに、現リスト１ポインタ及び現リスト２
ポインタは、それらのバッファの最初の空の領域を指定
するよう増分される。そのバッファに余裕がないとき
は、エラー・フラグをセットしてステップ15に進む。も
し前カウンタ値がゼロでないなら、ステップ10に進む。

ステップ7: 子ランは親ランとなる。これに関していえば、リスト１
及びリスト２への親リストのポインタをリスト１及びリ
スト２における子ランの始点にセットすることによっ
て、子リストが親リストになる。これは、これらのポイ
ンタをリスト１及びリスト２の最初の空の領域から子ラ
ンの数だけ逆進させることによってなされる。次の子ラ
ンの生成のためのポインタはリスト１及びリスト２の最
初の空の領域への点を常に指定し続ける。これに関連し
て子ランのカウント値は親ランのカウント値になり、子
ランのカウント値はゼロにリセットされる。

ステップ8: 子ランの走査線が画面の上縁に達していなければ、１つ
上の走査行をみて新しい子ランを探す（走査する）必要
がある。これは、親ランの始点バイト，始点画素，終点
画素及びバイト長を取得し且つその親が１つ上の走査行
にあれば新しい始点バイトを判断することによってなさ
れる。まらに、そのランの始点列番号及び終点列番号は
再生中継バッファの１走査行全体の中の始点バイト及び
終点バイトと共に１つ上の走査行で探索される。

ステップ9: 新しいランが検査される。すなわち、画面の画素が背景
パターンと一致したときはこれが新しい始点として取り
扱われてステップ２に戻る。そうでなければステップ11
に進む。

ステップ10: 新しい子ランのための走査は現子ランの終点から行われ
る。こうして、現に識別されている有効な子ランの終点
までスキップが行われ、２つの列が加えられ、次の子ラ
ンの試験的な始点バイトの更新が行われる。最後のオペ
レーションについて付け加えれば、それが親ランの終点
列よりも大きいかどうかの検査も行われる。もしそうな
ら、ステップ12に進み、そうでないときはこの新しい始
点列から始められてステップ９に進む。

ステップ11: 一致が生じない場合、１画素分だけ右方に移動する。再
生中継バッファのパターンは背景パターンと一致しない
ので、１画素だけ右方に移動し、次の子ランの試験的な
始点バイトの更新が行われる。この後、親ランの終点を
通過しない限りはステップ９に進む。もし親ランの終点
を通れば、ステップ12に進む。

ステップ12: 画面の下線に達していなければ１つ下の走査行をみて新
しい子ランを探す。ステップ12が既に一度遂行されてい
る場合はステップ13に進む。親ランが１つ下の走査行に
あれば、その始点バイトから、新しい始点バイトを判断
する必要がある。この後、走査行を１つ下がるたびにラ
ンの始点列番号及び終点列番号と、再生中継バッファに
おける走査行全体についての始点バイト及び終点バイト
を探し出さなければならない。

ステップ13: 次の親ランを取得する。これは、親ランに関する全ての
子ランが識別されそれらが子リストに入力されたことを
示唆する。この親ランはもう必要ないから、前ラン・カ
ウンタがゼロに減分され親ラン・ポインタはリスト１及
びリスト２において次の親ランを指定する。この後は、
前ラン・カウンタがゼロに減分されていない限りステッ
プ８に進む。

ステップ14: 全ての子ランが見出だされる。したがって、全ての親ラ
ンの全ての子ランが見出だされそれらがラン・リストに
入力される。現ラン・リストがゼロ個のランを含むよう
になるまで、この後はステップ７に進む。

ステップ15: 全てのランが画面に描かれる。これは全てのランが識別
されたことを意味する。したがって、リスト１の一番上
から始めると、全てのランを充填パターンで充填するこ
とができる。この充填パターンは画面の左上隅に位置調
整され、探知された形の内部を充填するため充填パター
ンが必要なだけ何回も繰り返される。

最後に第15図を参照してラスタ・ランの端をみつける際
の比較について説明する。ランの端をみつけるため最初
は、例えば１バイトごとの比較を行う。一致がある限り
これが続行される。第15図の上には不一致が生じたとき
の状態を示してある。一番上のパターンが参照パターン
であ。その下のパターンはラスタ・ランのその部分であ
る。このように不一致が生ずると、今度はバイトごとで
はなく画素ごとに比較が行われる。第15図からわかるよ
うにラスタ・ランのその部分“abcdabdc"は参照パター
ン“abcdabcd"に対して“abcdab"のところまで一致して
いるから、“abcdab"のｂの右端の“b"のところがラス
タ・ランの端である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ラスタ・ディスプ
レイ・システムにおいて閉領域の充填が確実に行われる
ように探知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の説明に供する黒及び白でコード化され
たオブジェクトを示す図、第２図は実施例の説明に供す
る多重カラーでコード化されたオブジェクトを示す図、
第３図は多重カラーでコード化されたオブジェクト用の
代表的な参照パターンを示す図、第４図及び第５図は多
重カラーでコード化されたパターンと黒及び白でコード
化されたトポロジーとを一緒にしたような多重カラーで
コード化されたオブジェクトを示す図、第６図乃至第13
図は多角形領域を構成する一意的なラスタ・ランを判別
し非再帰的追跡により対応するリストを作成する手順を
説明するための図、第14図は第６図乃至第13図の手順を
示す流れ図、第15図は行比較及び行不一致の際の画素比
較による縁の解像を説明する図、第16図は第６図乃至第
13図で判別するラスタ・ランをグラフで表した図、第17
図は本発明を適用することのできる対話式ラスタ・ディ
スプレイ・システムの構成を示す図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビットマップ形式のディスプレイ・システ
   ム上で用いられる、カラー・コード化画素からなる定義
   域内にて第１のカラー・コード化画素パターンによって
   充填されている任意形状の閉じた多角形の境界を探知し
   て該探知された閉じた多角形を第２のカラー・コード化
   画素パターンによって充填する、ラスタ・ディスプレイ
   ・システムにおける閉領域の探知及び充填方法におい
   て、 (a)第１のカラー・コード化画素パターンを識別するス
   テップと、 (b)該識別された第１のカラー・コード化画素パターン
   を構成する全てのラスタ・ランを識別して対応するデー
   タ表示を生成するステップであって、 (i)該第１のカラー・コード化画素パターンを表示する
   定義域内でラスタ・ランの連結によって形成された領域
   を探知し、該探知された領域内部の任意の点から該定義
   域を追跡することによってラスタ・ランのロケーション
   に関するリストを生成するサブ・ステップと、 (ii)該追跡の際にラスタ・ランとして連結していないと
   探知された地点において、該第１のカラー・コード化画
   素パターンと該定義域とを該ラスタ・ランとして連結し
   ていないと探知された領域に対応する画素部分において
   高解像度に（すなわち通常よりも細かい画素単位で）比
   較することによって該領域の境界を解像して、該比較に
   基づいて該ラスタ・ランのロケーションに関するリスト
   を修正するサブ・ステップと、 を含むステップと、 (c)該ラスタ・ランのロケーションに関するリストに基
   づいて該定義域のラスタ・ランのうちの少なくとも一部
   を第２のカラー・コード化画素パターンで充填するステ
   ップと、 を具備することを特徴とするラスタ・ディスプレイ・シ
   ステムにおける閉領域の探知及び充填方法。
2. 【請求項２】前記(b)(i)ラスタ・ランのロケーションに
   関するリスト（以下最終リストとする）を生成するサブ
   ・ステップは、一時的に使用される親リスト及び子リス
   トを用いて生成するものであって、最終，親，子リスト
   の各エントリには対応するラスタ・ランの開始位置を示
   す識別子と長さとが格納されるようになっており、さら
   に、 (b-1)ラスタ・ランが連結して形成された領域の中から
   任意の１つのラスタ・ランを選択して、親リストと最終
   リストとに加えるステップと、 (b-2)親リスト中の未処理先頭エントリに係るラスタ・
   ラン（以下、親ランとする）に隣接するラスタ・ラン
   （以下、子ランとする）を１つ識別するステップと、 (b-3)前記ステップ(b-2)の結果識別されたラスタ・ラン
   が未だ最終リストに加えられていなければ該ラスタ・ラ
   ンを最終リストと子リストに加えるステップと、 (b-4)前記ステップ(b-2)の結果識別されたラスタ・ラン
   が既に最終リストに加えられ又は前記ステップ(b-3)に
   よって最終リストに加えられた後、該親ランがさらに子
   ランを有するか否かを判別するステップと (b-5)前記判別(b-4)の結果さらに子ランを有する場合、
   前記ステップ(b-2)に戻るステップと、 (b-6)前記判別(b-4)の結果もはや子ランを有しなけれ
   ば、親リストに未処理エントリがあるか否かを判別する
   ステップと、 (b-7)前記判別(b-6)の結果親リストに未処理エントリが
   存在する場合、前記ステップ(b-2)に戻るステップと、 (b-8)前記判別(b-6)の結果親リストに未処理エントリが
   もはや存在しない場合、親リストの全てのエントリを削
   除するとともに、子リスト中のラスト・ランを親リスト
   に加えて、前記ステップ(b-2)に戻るステップと、 を含むことを特徴とする請求項１に記載のラスタ・ディ
   スプレイ・システムにおける閉領域の探知及び充填方
   法。
3. 【請求項３】ラスタ・ディスプレイと、入力装置と、該
   ラスタ・ディスプレイを周期的にリフレッシュするのに
   供されるバッファと、該ラスタ・ディスプレイと該バッ
   ファに接続されたプロセッサとからなるラスタ・ディス
   プレイ・システム（但し、該プロセッサは該バッファの
   内容を変更すべく該入力装置に応答し、該バッファはカ
   ラー・コード化されたｎ×ｍ画素からなる定義域を含ん
   でおり、該定義域はラスタ・ランの連結によって形成さ
   れる閉じた多角形を少なくとも１つ含み、各ラスタ・ラ
   ンはｑ×ｒ画素（但し、ｑとｒはともに１より大きな整
   数）からなる第１のカラー・コード化画素パターンのｑ
   行のうちの１行の有理数倍の長さで構成されている。）
   上で、閉じた多角形を探知するとともに該探知された多
   角形をｑ×ｒ画素からなる第２のカラー・コード化画素
   パターンのｑ行のうちから選択されたラスタ・ランによ
   って充填する、ラスタ・ディスプレイ・システムにおけ
   る閉領域の探知及び充填方法において、 (a)第１のカラー・コード化画素パターンを識別するス
   テップと、 (b)該第１のカラー・コード化画素パターンのｑ行の中
   から選択された行と突き合わせることによって該定義域
   内のラスタ・ランの連結を探知し、突き合わせが一致す
   る範囲（すなわちラスタ・ランの長さ）を判別し、該定
   義域内でのロケーションと長さによって各ラスタ・ラン
   を照合できるリストを形成するステップと、 (c)該リストに基づいて、該定義域の少なくとも一部
   を、第２のカラー・コード化画素パターンのｑ行のうち
   の所定の行上のｒ画素の有理数倍の長さで構成されるラ
   スタ・ランの連結によって充填するステップと、 を具備することを特徴とするラスタ・ディスプレイ・シ
   ステムにおける閉領域の探知及び充填方法。
4. 【請求項４】前記ステップ(b)における第１のカラー・
   コード化画素パターンのｑ行の中から選択された行との
   突き合わせは、定義域のカラー・コード化された画素と
   第１のカラー・コード化画素パターンのうちの所与の１
   行のｒ画素とをラスタ走査線方向に比較し、ｒ画素が同
   時に一致する間はｒ画素ごとの比較を継続し、不一致が
   生じた時点で１画素ごとの比較を行うことを特徴とする
   請求項３に記載のラスタ・ディスプレイ・システムにお
   ける閉領域の探知及び充填方法。