JPH07104931B2 - 線図形折線化方法 - Google Patents

線図形折線化方法

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JPH07104931B2
JPH07104931B2 JP62299896A JP29989687A JPH07104931B2 JP H07104931 B2 JPH07104931 B2 JP H07104931B2 JP 62299896 A JP62299896 A JP 62299896A JP 29989687 A JP29989687 A JP 29989687A JP H07104931 B2 JPH07104931 B2 JP H07104931B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 画像内の線図形を処理装置にとって扱いやすい折線デー
タに変換する線図形折線化方法に関し, 多段階の線幅を抽出する場合に誤差が累積して正確な線
幅が得られなくなるという欠点を除去することを目的と
し, 画像パターンを細線化して得られる細線化画像をベクト
ル化する線図形折線化方法において、原画像パターンを
細線化する細線化過程と、細線化によって抽出された画
素の中から細線化画像の端点あるいは分岐点となる画素
を検出する端点検出過程と、上記過程によって検出され
た端点あるいは分岐点となる画素から細線化によって抽
出された画素を順次追跡して、一定の間隔にある画素を
選択する選択過程と、この選択された画素のそれぞれに
ついて原画像パターンにおける線幅を算出する線幅算出
過程と、当該画素における線幅と隣接する選択された画
素における線幅との差が予め定めた閾値を超えたときに
当該画素を折線の屈曲点として抽出する屈曲点抽出過程
とを含むように構成した。
〔産業上の利用分野〕
文字あるいは図面などのパターン情報を自動的に認識し
てプロセッサに入力するために、画像内の線図形を処理
装置にとって扱いやすい折線データに変換する方法に関
する。
〔従来の技術〕
文字あるいは図面などのパターン情報を自動的に認識し
てプロセッサに入力するためには、画像内の線図形を処
理装置にとって扱いやすい折線データに変換することが
必要であり、本出願人がさきに出願した特願昭59-20283
0号(特開昭61-80367号)「線画像折線近似処理方式」
の明細書および図面、あるいは特願昭62-29593号「線図
形折線化装置」の明細書および図面にはこのような処理
を行う手段が開示されている。
この特願昭59-202830号「線画像折線近似処理方式」の
明細書および図面には、細線化された黒画素からなる画
像パターンを追跡してベクトル化を行う線図形折線化方
式において、この画像パターンを追跡することによって
検出された端点あるいは分岐点を結ぶ直線を設定してこ
の端点あるいは分岐点間に位置する各黒画素とこの直線
との距離を測定し、この距離が予め定めた閾値を超える
黒画素を上記の端点あるいは分岐点とともに屈曲点とし
て折線化を行うことが示されている。
なお、折線化の精度を高めるためには、上記同様に端
点、分岐点および上記のようにして得られた屈曲点間に
それぞれ直線を設定し、これら直線とこの直線の区間に
対応する黒画素との距離が上記のように定めた閾値より
大きい黒画素についてはこの点を屈曲点に追加して再び
折線化を行うことができる。
この従来方式では線幅の変化を計測するために細線化処
理を途中で停止し、まだ細線化しきっていない箇所を所
定のマスク処理によって抽出し、この箇所を太線領域と
して求める。すなわち細線化処理の順次に線を細めてい
くという特性を利用して線幅を求める方式である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記の手段を含め、従来の細線化処理は
その方式自体に多数のアルゴリズムがあり、中心画素が
線の輪郭に対して偏ったり、あるいは特定のパターンが
消失するなどのそれぞれ細線化について特有の癖をもつ
ために、正確なベクトル化が困難であるという欠点を有
していた。
〔問題点を解決するための手段〕
画像パターンを細線化して得られる細線化画像をベクト
ル化する線図形折線化方法において、原画像パターンを
細線化する細線化過程と、細線化によって抽出された画
素の中から細線化画像の端点あるいは分岐点となる画素
を検出する端点検出過程と、上記過程によって検出され
た端点あるいは分岐点となる画素から細線化によって抽
出された画素を順次追跡して、一定の間隔にある画素を
選択する選択過程と、この選択された画素のそれぞれに
ついて原画像パターンにおける線幅を算出する線幅算出
過程と、当該画素における線幅と隣接する選択された画
素における線幅との差が予め定めた閾値を超えたときに
当該画素を折線の屈曲点として抽出する屈曲点抽出過程
と、によって屈曲点を検出するようにした。
〔作用〕
第1図は、原画像パターンとこの原画像パターンに上記
した出願に示されているような既知の細線化方法を適用
することによって得られる細線化パターンとの例をパタ
ーンメモリの一部について示したもので、この細線化パ
ターンを例にとって本発明の作用を説明する。
この第1図において、○,●および■で示した画素はい
ずれも原画像パターンの黒画素であってこの原画像パタ
ーンは第1のメモリプレーンに格納されており、また、
●および■で示した画素は上記第1のメモリプレーンに
格納されている原画像パターンから細線化された細線化
パターンの黒画素であってこの細線化パターンは第2の
メモリプレーンに格納されているものとする。
そして、■で示した黒画素は、細線化パターンについて
既知の方法で検出された端点あるいは分岐点から一定の
間隔で選択された黒画素であって、第2のメモリプレー
ンに格納されている細線化された●および■で示した画
像パターンを例えば図の上方から順次追跡する際に、図
示の例では4つごとに選択された黒画素である。
この■で示した選択された黒画素のそれぞれを計測点と
してその座標を記憶するとともに、第1のメモリプレー
ン上の原画像パターンによってこの選択された黒画素に
おける線幅Wを算出する。
例えば、黒画素Q0,Q1,Q2,……のそれぞれについて、 W=MIN{(d1+d5+1),(d2+d6+1),(d3+d7
+1),(d4+d8+1)} ……(1) (ここで、MIN{ }は{ }内の各式の値の最小値、d
1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8はそれぞれ順次45°毎に異なる
方向にある白画素に出会うまでの黒画素数である。)に
よって得られる線幅WQ0,WQ1,WQ2,……を算出する。換
言すれば、当該黒画素Qの上下、左右、右斜め45°およ
び左斜め45°の4つの方向での最小幅を算出することに
なる。
第1図の例においては、選択された黒画素Q1について d1=5,d5=4 ∴(d1+d5+1)=10 d2=10,d6=8 ∴(d2+d6+1)=19 d3=2,d7=2 ∴(d3+d7+1)=5 d4=2,d8=2 ∴(d4+d8+1)=5 であるから、この黒画素Q1についての線幅は、 WQ1=MIN{10,19,5,5}=5 として算出できる。
黒画素Q1についてと同様に、黒画素Q0の線幅WQ0を算出
すると図に点線で示した左上から右下方向の(d4+d8
1)=3が最小であるから線幅WQ0は3となり、また、
黒画素Q2の線幅WQ2も図に点線で示した左上から右下方
向の(d4+d8+1)=3が最小であるから線幅WQ2は3
である。
このような追跡を行った結果として黒画素Q0〜Q2間の点
列について次の表のような点列記憶テーブルが作成され
る。
このテーブルの最上段は細線化された黒画素に付した番
号、Xは便宜上黒画素Q2のX軸の値を“0"とした各黒画
素のX軸の座標値、Yは便宜上黒画素Q0のY軸の値を
“0"とした各黒画素のY軸の座標値、Wは上記のように
して求めた選択された黒画素Q0,Q1,Q2における線幅、K
は屈曲点であることを示す屈曲点フラグである。
この黒画素の追跡と線幅の算出を行っている段階では、
上記の表には示されていないが、黒画素の追跡を開始し
た端点あるいは分岐点についてはこれらの点がベクトル
の端点となることから、その座標X,Yとともに屈曲点フ
ラグKが無条件でセットされている。
しかしながら、本発明による屈曲点の抽出は行われてい
ないから、これら黒画素Q0,Q1,Q2の屈曲点フラグKはい
ずれも未だセットされていない。なお、上記の表には、
本発明による屈曲点の抽出が終了した状態を示したた
め、黒画素Q1の屈曲点フラグKの欄には、このフラグが
セットされていることを示す“+”を記入してある。
そして、このように選択された黒画素Q0,Q1,Q2,……の
それぞれにおいて算出された線幅を隣接する黒画素にお
ける線幅と比較し、その線幅に閾値を超える差があれ
ば、これらの黒画素を折線化の際の屈曲点として折線化
を行うようにする。
すなわち、この線幅の差についての閾値αを仮に“1"と
すると、上記の表で黒画素Q0とQ1とにおける線幅の差が
“2"で上記閾値を超えているので、この黒画素Q1を屈曲
点として検出し、前掲の表における黒画素Q1についての
屈曲点フラグKをセットする。
このようにして前記の表が生成されると、その屈曲点フ
ラグKがセットされている点、すなわち、既知の方法に
よって検出された端点,分岐点と本発明によって検出さ
れた屈曲点、の座標をこの表の順序で順次結ぶことによ
って、折線化されたベクトルを得ることができる。
〔実施例〕
本発明の実施例を第2図のフローチャートおよび細線化
された黒画素からなる画像パターンの例を示す第3図に
よって説明する。
なお、この第3図においては、追跡処理の態様を明確に
するために第2のメモリプレーン上の細線化された画像
パターンとして第1図の画像パターンとは異なる第3図
に示すパターンを用いており、第3図に□で示した黒画
素は、第1図に■で示した黒画素と同様に線幅を算出す
るために選択された黒画素を示す。
ステップにおいて、第1,第2の2つのメモリプレーン
上に第1図に○,●および■で示したと同様に、いずれ
も黒の画素を示す画素からなる同一の画像パターンを格
納する。この黒を示す値を“1"とすれば、第3図に○,
●および□で示した黒画素の値はいずれも“1"である。
このように同一の画像パターンの第1、第2のメモリプ
レーンへの格納を行うには、同一の画像パターンを同時
並列的に格納してもよいし、ステップとして示したよ
うに一方のメモリプレーンに格納した画像パターンを他
方のメモリプレーン上に複写してもよいことは明かであ
ろう。
ステップにおいては、第2のメモリプレーン上の画像
パターンに対して細線化処理を行い、第3図(a)に
○,●および□で示したような細線化された画像のみを
残す。この細線化処理は、例えば“1"で示される黒画素
と背景を示す“0"との境界部から1画素ずつ除去してゆ
き、線の存在を示すに必要な最後に残った画素からなる
パターンを細線パターンとするような、従来の方法によ
ることができる。
次のステップ,,においては、細線化された画像
を格納している第2のメモリプレーンをいずれも3画素
×3画素で構成されている第4図(a)に示す2種類の
端点検出マスクおよび第4図(b)に示す5種類の分岐
点検出マスクの中心の画素によってラスタースキャンす
る。なお、第4図(a)(b)の各マスクはそれぞれ90
°,180°,270°回転したマスクも含んでいるものとす
る。
ステップにおいて、この細線化された画像から端点あ
るいは分岐点が検出されると、この最初に検出された端
点あるいは分岐点P1を次のステップにおける追跡処理の
出発点とするためにステップでこの点の座標(X1,Y1)
を出発点の座標としてファーストイン・ファーストアウ
トの出発点スタックメモリに格納する。
なお、この第3図(a)で最初に検出された出発点P1
第4図(b)の(2)の分岐点検出マスクと一致する分
岐点であって、図に矢印を付して示したように細線化パ
ターンについてX軸方向の追跡が行われたことによって
検出されたものである。
ステップにおいては上記スタックメモリに出発点P1
座標が格納されていることが検出されるので、ステップ
においてこの出発点P1における線幅WP1を先に述べた
ようにして算出する。
すなわち、細線化されていない画像パターンを格納して
いる第1のメモリプレーンにおいて、このP1点(正確に
は第2のメモリプレーン上のP1点に対応する第1のメモ
リプレーン上の点であるが、説明を簡易にするために以
下第1、第2のメモリプレーン上の対応する点は同一の
名称で指示する。)からX軸方向を基準として45°間隔
の8方向で白画素が出現するまでの距離を測定して、線
幅WP1を前記(1)式によって算出する。
このようにして算出された出発点P1における線幅をこの
出発点P1の座標(X1,Y1)に対応させて前述した第1表に
おけると同様に点列記憶テーブルに格納する。
ついでステップにおいて、第2のメモリプレーン上の
細線化された黒画素によって構成されている画像を、第
3図(a)に示すようにP1→P2→……のように順次追跡
して追跡された黒画素の座標を前記点列記憶テーブルに
順次記憶するが、この追跡は次のように行われる。
第3図図示のように、X軸方向の追跡によって検出され
た出発点P1から図に点線で示したように、このX軸方向
から反時計方向に45°間隔で黒を示す画素を捜索して最
初に検出された黒画素の方向に追跡を行い、座標が(X2,
Y2)である次の黒画素P2が検出され、この座標はステッ
プで前記点列記憶テーブルに記憶される。
以下同様にして追跡を続行すると、その座標を記憶しな
がら黒画素P3からP4に至るが、本発明においては第3図
(a)に□で示したように例えば3つおきの黒画素P5,P
9,P13,P17については当該黒画素の座標とともに(2)
式で示されるそれぞれの黒画素における線幅WP5,WP9,WP
13,WP17を上記点列記憶テーブルに記憶させるため、ス
テップにおいて上記のようなサンプリング点の検出を
行い、サンプリング点であればステップにおいて線幅
を算出して上記点列記憶テーブルに記憶させる。
ここで′の判定をおこない、今計測した線幅が1つ前
のサンプリング点での線幅と比較して、閾値α以上の差
がある場合には線幅変化点として′′で屈曲点フラグ
をセットする。線幅変化点でない場合はなにもしない。
このサンプリング点における線幅の記憶が終了したと
き、あるいはサンプリング点でない場合には直接、ステ
ップ,で分岐点あるいは端点が検出されるまで黒画
素の追跡を続行する。
このようにして順次黒画素列の追跡を行い、黒画素P12
に達したときには、出発点P1について図示したようにX
軸方向から反時計方向に次の黒画素を捜索するとこの黒
画素P12の前に追跡された黒画素P11が最初に検出される
が、この黒画素P11は既に追跡済でその座標は上記点列
記憶テーブルに記憶されているので更に反時計方向に捜
索を続行し、座標(X13,Y13)にある黒画素P13が検出され
る。
このようにして黒画素の追跡が行われ、端点である黒画
素P21が検出されると、ステップでこの黒画素P21の座
標が前記出発点スタックメモリおよび上記点列記憶テー
ブルに格納されて、この黒画素列の追跡が終了する。な
お、この黒画素P21が分岐点であっても端点の場合と同
様の処理が行われる。
そして、この追跡が終了した第2のメモリプレーン上の
黒画素については、ステップで、その端点あるいは分
岐点を除いて、重複して処理が行われないように白画素
を表す“0"にその値を変更することによって実質的に消
去する。
次にステップにおいては上記のようにして前記点列記
憶テーブルに記憶されている追跡された黒画素の座標に
基づいて折線化処理を行うが、この処理は例えば先に引
用した特願昭59-202830号、特願昭62-29593号に記載し
たような折線化処理を適用することができる。
すなわち、この折線化処理は第3図(b)に示すよう
に、分岐点P1と端点P21の座標からこれらの点P1,P12
結ぶ基線を例えばプロセッサ内で設定して、上記の点列
記憶テーブルに格納されている黒画素P2〜P20の座標を
用いて上記基線と各黒画素との距離を算出し、その距離
が予め設定した閾値β1を超える黒画素P12を屈曲点とし
て屈曲点フラグをセットする。
そして、この新しく追加された屈曲点P12を用いて、第
3図(c)に示すように、分岐点P1−屈曲点P12、屈曲
点P12−端点P21の2本の基線を上記同様に設定し、これ
ら基線に対応する黒画素P2〜P11、P13〜P20のそれぞれ
との距離を算出し、その距離が予め定めた閾値を超える
黒画素を再び屈曲点に追加して上記同様の処理を、すべ
ての黒画素と基線との距離が上記閾値β2を超える黒画
素が無くなるまで繰返えして行うことによって黒画素P1
〜P21の各点が上記閾値の範囲内に含まれるような折線
を設定することができる。
すべての屈曲点が求められ、おのおの屈曲点フラグがセ
ットされた後、第1表のK欄を順番にサーチし、屈曲点
フラグがセットされている点を折線の端点とみなして順
次、折線データを作成する。
なお、この第3図(c)では閾値として上記閾値β1
は異なる閾値β2として示したが、これは図示の便宜上
であって、通常は、β1=β2=βとしておく。
また、この実施例では線幅の測定に要する処理時間を短
縮するために細線化された黒画素を4つ毎に選択して線
幅の測定を行うようにしたが、すべての黒画素あるいは
適宜の間隔で選択された黒画素について線幅の測定を行
うようにしてもよいことは明らかであろう。
〔発明の効果〕 本発明によれば、多段階の線幅を正確に抽出することが
でき、また抽出された線幅に基づいて折線化の際の屈曲
点が端点あるいは分岐点に追加されるので、勝れた折線
化近似が得られるという格別の効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による線図形折線化方式の原理を説明図
する図、 第2図は本発明の実施例を説明するためのフローチャー
ト、 第3図は折線化処理を説明する図、 第4図は端点および分岐点を検出するためのマスクを示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7459−5L G06F 15/70 330 G (56)参考文献 特開 昭62−108382(JP,A) 特開 昭60−117374(JP,A) 特開 昭60−132280(JP,A) 特開 昭61−80367(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像パターンを細線化して得られる細線化
    画像をベクトル化する線図形折線化方法において、 原画像パターンを細線化する細線化過程と、 細線化によって抽出された画素の中から細線化画像の端
    点あるいは分岐点となる画素を検出する端点検出過程
    と、 上記過程によって検出された端点あるいは分岐点となる
    画素から細線化によって抽出された画素を順次追跡し
    て、一定の間隔にある画素を選択する選択過程と、 原画像パターン中の前記選択過程で選択された各画素に
    ついて、当該画素を互いに異なる所定方向に通過する複
    数の直線上に並ぶ当該画素を含んで両端の白画素に挟ま
    れる黒画素列の黒画素数を上記直線ごとに算出し、これ
    らの黒画素数の最小値を当該画素の原画像パターンにお
    ける線幅として算出する線幅算出過程と、 当該画素における線幅と隣接する選択された画素におけ
    る線幅との差が予め定めた閾値を超えたときに当該画素
    を折線の屈曲点として抽出する屈曲点抽出過程と、 を含むことを特徴とする線図形折線化方法。
JP62299896A 1987-11-30 1987-11-30 線図形折線化方法 Expired - Lifetime JPH07104931B2 (ja)

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