JPH0716368A

JPH0716368A - ミシン装置

Info

Publication number: JPH0716368A
Application number: JP16128793A
Authority: JP
Inventors: Takashi Terachi; 隆寺地
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】効率良く縫製を行なえ、また、縫い方が唐突
に変化するようなことがなく、統一感があり、品位の高
い縫製を行なえるミシン装置を提供する。【構成】スキャナ４から入力した２値画像の所定値部
分の周部分をベクトル表現に変換することにより、所定
値ごとの領域を抽出し、ＲＡＭ３の所定領域に格納し、
さらに、抽出された領域を陰性尖点と陰性尖点、陰性尖
点と陽性尖点、さらに陰性尖点と輪郭線の位置で切断
し、変曲点の少ない領域にさらに細分化し、細分された
領域を幅の細い帯状部分とそれ以外の部分に分類し、こ
の分類に応じて幅の細い帯状部分とそれ以外の部分にお
いてそれぞれ所定の縫製方式を選択し縫製機構に縫製を
実行させる制御をＣＰＵ１で行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はミシン装置、特に入力さ
れた２値画像データに基づき、その特性に応じて縫製方
式を決定するための縫製データを作成するミシン装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ミシン装置において、入力（たと
えばスキャナからの読み込みなどによる）された画像
を、ステッチデータに変換し、縫製機構に入力して、画
像パターンに対応した刺繍縫いを行なうものが知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】画像データは、通常、
２値のドットデータから構成されるので、ステッチデー
タへの変換に際しては、これを針落点の集合に変換する
適切なアルゴリズムが必要なのはいうまでもない。

【０００４】たとえば、刺繍縫いを目的とする画像の多
くは、縫い潰しにより表現されるものが多いが、これを
全て１種類の縫い方で縫うと、仕上がりが美しくなくな
るため、画像の特性、たとえば、縫い潰す部分が大きい
か、小さいかによって、適当な縫い方を選択することが
行なわれている。

【０００５】たとえば、縫い潰す部分が大きければ疊縫
いが、また、小さければ密着（ジグザグ）縫いを選択す
ることが行なわれている。

【０００６】特に、従来では、縫い潰す部分が大きい
か、小さいかによって疊縫い、ないし密着縫いを選択す
る場合、縫い潰し部分の寸法を求め、この寸法を所定の
しきい値と比較し、寸法がしきい値よりも大きければ疊
縫いを、また、寸法がしきい値よりも小さければ、つま
りその部分が細い部分であれば密着縫いを選択するとい
う処理が行なわれている。

【０００７】ところが、従来では、ｘｙ平面の１軸（ｘ
ないしｙ軸）についてのみ縫い潰し部分の寸法を求め、
これをしきい値と比較しており、たとえば垂直方向に延
びる細い部分は認識できるが、水平方向に延びる細い部
分は認識できず、縫い方が変ってしまい、縫製品位が低
下するという問題があった。

【０００８】また、通常、縫い潰す部分が大きい場合に
は、疊縫いが選択されているが、針落点の進む方向、た
とえば、水平方向に走る境界の凹凸の影響により、縫製
中に空送りがひんぱんに発生することがあり、縫製効率
を低下させる問題があった。

【０００９】本発明の課題は、以上の問題を解決し、縫
製すべきパターンを細分化し、そのそれぞれについて適
切な縫製方式を選択することにより、効率良く縫製を行
なえ、また、縫い方が唐突に変化するようなことがな
く、統一感があり、品位の高い縫製を行なえるミシン装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、入力された２値画像データに
基づき、その特性に応じて縫製方式を決定するための縫
製データを作成するミシン装置において、入力２値画像
の所定値部分の周部分をベクトル表現に変換することに
より、所定値ごとの領域を抽出し、抽出された領域を変
曲点の少ない領域にさらに細分化し、細分された領域を
幅の細い帯状部分と、それ以外の部分に分類し、この分
類に応じて幅の細い帯状部分とそれ以外の部分において
それぞれ所定の縫製方式を選択し縫製機構に縫製を実行
させる制御手段を設けた構成を採用した。

【００１１】

【作用】以上の構成によれば、領域分割を行ない、各領
域をベクトルにより表現しているため、従来のように領
域の向きによりサイズの認識、つまり縫製方式の選択が
異なってしまう問題がなく、さらに、変曲点の少ない部
分への領域分割を行ない、各領域につきその幅に応じて
縫製を行なうようにしているため、適切な領域のかたま
りごとに適切な縫製方式を選択することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を
詳細に説明する。

【００１３】図１に本発明を採用したミシン装置の構造
を示す。図１においては、制御系の主要部分のみが示さ
れており、実際の縫製を行なうミシンの縫製機構につい
ては図示を省略している。

【００１４】図１において符号１は、後述の制御を実行
するＣＰＵ、符号２はその制御プログラムを格納したＲ
ＯＭ、符号３はワークエリアとして使用されるＲＡＭ
で、これらはアドレスおよびデータバスなどから成るバ
ス１０、各種インターフェース８を介してスキャナ４、
操作スイッチ５、グラフィック表示が可能なＬＣＤ６、
最終的に作成されたステッチデータなどを格納するため
のＲＡＭカード７と接続される。インターフェース８
は、それぞれの周辺回路、機器の構成に対応した所定の
方式により構成される。

【００１５】スキャナ４から入力される画像データは、
白黒２値の画像であって、数１００×数１００ドット程
度の分解能を有する。ＬＣＤ６は、確認のために入力さ
れた画像データを表示するなどの処理を行なえるよう
に、スキャナ４とほぼ同等の表示分解能を持つものが好
ましい。

【００１６】スキャナ４で読み取られた２値画像データ
は、ＲＡＭ３内の画像メモリ領域に格納されるが、この
白黒の２値画像データは、さらに、ＲＡＭ３内の展開画
像領域において、展開画像に変換される。

【００１７】ここで、展開画像とは、２値画像データを
１画素ごとに追跡し特性を判断し、縫製に適した複数の
小さな領域に分割（以下領域抽出という）するために使
用されるもので、１画素につき少なくとも図３に示すよ
うに３ビット（あるいはそれ以上）のメモリ空間が用意
される。

【００１８】図３に各フィールドはそれぞれ１ビットで
構成され、右から色フィールド（白０、黒を１として格
納する）、その画素を既に踏破（検査）したかどうかを
示す踏破フィールド（未踏破は０、踏破済みは１を格
納）、踏破経路がそこで変化する可能性があるか（１）
ない（０）かを格納する経路フィールドとなっている。

【００１９】なお、展開画像データ領域には、図３のよ
うに１画素につきそれぞれ色のフィールドが用意される
ため、画像データはスキャナ４で読み取り後、直接、展
開画像領域の色フィールドに格納してもよい。また、後
述の探索は時間を要するので、処理の高速化のために白
および黒の大きな広がりをあらかじめ検出しておき、そ
の踏破フィールドを全て１にしておくことが考えられ
る。

【００２０】また、図２は、読み取った画像の格納領域
ｂ１と、展開画像領域ｂ２を示しており、読み取った画
像の格納領域ｂ１よりも展開画像領域ｂ２のほうが大き
いことを図示している。

【００２１】画素の探索は、所定の抽出開始画素（ｂ
４）から所定の方向（ｂ３）に進められる。この探索
は、右周りで１周するまで進み、１周する間、常にその
進行方向右側の画素である検査画素（ｂ４）が未踏破で
あるかどうかを調べ、未踏破であればそこから内側の行
（列）の画素に入っていく。

【００２２】図４は、画素を探索し、閉路が完成した状
態を示している。このような閉路の完成を「表面消化」
という。図の矢印のように白（または黒）の黒（または
白）との境界の画素をｄ２からｄ１を経てｄ３まで探索
した結果、ｄ３の次のｄ１の経路フィールドが１であれ
ば、図のように閉路が完成したことが示される。

【００２３】経路探索は、白の領域および黒の領域の両
方について行なわれる。図５の左側および右側は、それ
ぞれ黒（斜線）および白の領域の探索を示している。

【００２４】ここで、Ｘは、現在検査中の画素で、図の
左側の黒の領域の探索では、画素Ｘを中心に、その直前
に検査した画素ｅ１の左回り方向に隣り合う画素ｅ２を
始点とし、順次左回りに画素ｅ３、ｅ４と検査し、同色
（＝黒）でかつ未踏破の画素を捜す。この場合、ｅ４が
その画素で、探索経路はｅ１、Ｘ、ｅ４と続くことにな
る。

【００２５】図の右側の白の領域の探索では、同色かつ
未踏破の画素を捜す場合には、逆回りに探索を行なう。
すなわち、画素Ｘを中心に、その直前に検査した画素ｅ
５の右回り方向に隣り合う画素ｅ６を始点とし、順次右
回りに画素ｅ７、ｅ８、ｅ９と検査し、同色（＝白）で
かつ未踏破の画素を捜す。この場合、ｅ９がその画素
で、探索経路はｅ５、Ｘ、ｅ９と続くことになる。

【００２６】経路探索を白の領域および黒の領域の両方
について行なうのは、図６に示すように、黒のリング状
の部分の中に白のリング状の部分があり、その中にさら
に黒のリング状の部分がある…というようにネストした
構造が予想されるためである。

【００２７】図６の矢印は各画素の探索ルートを示して
おり、白から黒への境界の探索に続き、内部方向に境界
を捜し当てると、今度は黒から白への境界の探索を行な
うためである。図５のように、探索ルートを決定するた
めに、黒画素の探索方向（左回り）と白画素の探索方向
（右回り）は互いに逆になっている。

【００２８】図６において、破線は探索の順序を示して
いる。

【００２９】図６の矢印は、領域抽出の結果得られるベ
クトル群を示している。このベクトル群は、閉じた周を
構成しており、また丸つきの数字はこの周の深さを示し
ている。

【００３０】これらのベクトル群は、先の展開画像領域
とは別の領域に格納される。図６では、ｆ１、ｆ２、ｆ
３の３つの閉じた領域が出力されており、斜線で示した
範囲は黒色である。ベクトルデータは、適当な長さ（た
とえば数画素分程度）ｌを持つように作成される。な
お、等長のベクトルを作成するという意味ではなく、長
い直線部を認識できれば、長いベクトルを作成してよ
い。

【００３１】さらに、先述のようにネストした領域を外
側から順に探索し、図５のように白、黒で異なる追跡ア
ルゴリズムを採用しているために、図示のようにベクト
ルの進行方向左側に黒画素が並ぶことになる。

【００３２】図６のように抽出された領域は、さらに、
図７の手順により、その各々に同一の縫製方式（たとえ
ば疊縫いあるいは密着縫い）を割り当てるのに適した単
位に分割され、その各々に所定の縫製方式が割り当てら
れる。

【００３３】図７のステップｇ１〜ｇ３は、それぞれ上
記の２値画像の出力、入力画像の展開、領域の抽出を示
している。

【００３４】ステップｇ４以降のループでは、抽出され
た領域を密着縫いで縫うべき「細い」領域と、疊縫いで
縫うべき「細くない（太い）」領域とに分割するが、こ
こでは、従来のように同一のサイズでもそれが水平方向
に延びるのか、垂直方向に延びるのかで縫い方が変って
しまったり、疊縫いの途中で空送りがひんぱんに発生す
ることがないように分割が行なわれる。

【００３５】このために、抽出された領域から「細い」
領域を「切除」し、それを別の領域に「分化」する処理
を行なう。

【００３６】先述のように、抽出された領域は内側に黒
画素が連続するものであって、たとえば図８のようにな
っている。先述のように、領域は閉じた周を構成しベク
トル群であり、各ベクトルは適当な長さ（たとえば数画
素分程度）ｌを持つように作成されている。

【００３７】「細い」領域の「切除」は、主として、尖
点の位置で切り（ステップｇ５）、さらに、尖点の位置
で切られた各領域の細さを検出することにより切る（ス
テップｇ６）、という処理により行なう。

【００３８】まず、尖点で切る処理につき説明する。尖
点（変曲点といってもよい）には、図９に示すように陽
性尖点Ｐおよび陰性尖点Ｎがある。図９で斜線部分は黒
い部分である。

【００３９】ある点が陽性尖点か陰性尖点かは、その点
を始点にして周の両側反対方向に伸びる２つのベクトル
の外積および内積を調べることにより判断でき、２つの
ベクトルの内積が０以上の条件のもと、２つのベクトル
の外積が０より小であれば陽性尖点、２つのベクトルの
外積が０より大であれば陰性尖点と判断する。

【００４０】また、その点の前後の数ベクトル（１０程
度）に渡って、その全体の変位が約３０度以内でなめら
かに輪郭線が変化していることも要件とする。これは、
あまりに微小な輪郭線の変動を尖点と判断して、領域切
断が過多となることを防止するためである。

【００４１】尖点で切断を行なうのは、・陰性尖点の近傍（所定距離以内）に陰性尖点がある場
合（図１３）、・陰性尖点の近傍に陽性尖点がある場合（図１４）、・陰性尖点の近傍に尖点がなく、陰性尖点が独立してい
る場合でも、対向する輪郭線が近傍に存在する場合（図
１５）の３つである。陽性尖点と陽性尖点が近傍に存在する場
合には、そこは膨らんでいる個所なので、切断しない。

【００４２】切断には、図１０、図１１に示すように、
単化切断および分化切断の２種類がある。

【００４３】図１０のように、１本の切断線（直線）で
切り、単化切断では異なる２つの周の間で切断が行なわ
れ、たとえば図１０上部のように切断線ｊ１を狭んでベ
クトルｊ２とｊ３を生成することにより、最終的に閉じ
た２つの周が閉じた１つの周になる。

【００４４】分化切断の場合には、図１０下部のよう
に、切断線ｊ５によりベクトルｊ６、ｊ７が発生され、
閉じた１つの周が閉じた２つの周になる。

【００４５】このように尖点での切断を行なうことによ
り、種々の形状の領域は、複数の変曲点の少ない領域、
に分割される。

【００４６】そして、さらに、ステップｇ６において、
尖点の位置で切られた各領域の細さを検出することによ
り切除を行ない、「細い」部分を「太い」部分から切り
離す。

【００４７】２本の線で切った時、図１１のように単化
切除では、その部分（図１１のｋ１）の切断により領域
（図１１のｋ２）が１つのままで増えず、分化切除は、
その部分（図１１のｋ３の両端のいずれか）の切断によ
り領域（図１１のｋ４ないしｋ５）が２つに増える。

【００４８】図１２は、切除すべき帯状の部分を例示し
ている。ここでは、帯状の部分について、開始線、主
周、および副周が定義される。主周は、領域の構成周の
ひとつとして選択される。副周は、主周が選択されたの
ち、主周との間に開始線を持つという関係が生じたとき
決まる。副周は主周と同じこともある。開始線は、適当
な周上位置において「対」の２つベクトルの始点を結ぶ
線である。

【００４９】ここで「対」とは、たとえば、図１６のベ
クトルＡ、Ｂをいう。ベクトルＡ、Ｂは、方向がほぼ逆
であり、始点間の距離（つまりベクトルＣの長さ）がオ
ペレータの与えた長さよりも短いものである。

【００５０】ベクトルＡが定まっているとき、ベクトル
Ｂを捜すには、ベクトルＢ方向がほぼ逆のベクトルにつ
き、始点間の距離（つまりベクトルＣの長さ）を測定
し、これがオペレータの与えた長さより小さいとき対と
なる。この距離の演算には、ベクトルＣの軸距離Ｃxな
いしＣyのいずれかを使用すれば足り、これにより実距
離（ベクトルＣの絶対値）を演算するよりも処理を高速
化できる（軸距離の演算は先の尖点間の距離の判定にも
用いることができる）。

【００５１】開始線の「対」のベクトルが定まった場合
には、その線から前進および後進方向に「対」のベクト
ルを追跡し、各「対」の距離を測定し、この距離が密着
縫いと疊縫いを分かつオペレータの与えたしきい値ｗと
比較することにより、その対のベクトルの始点どうしの
位置で、密着縫い（ジグザグ縫い）で縫うべき「細い」
部分を疊縫いで縫うべき「太い」部分から切除する。こ
れは「太い」部分から「細い」部分への変化、あるい
は、「細い」部分から「太い」部分への変化の位置で切
断が起きることを意味する。

【００５２】このようにして、領域は、密着縫いで縫う
べき「細い」領域と、疊縫いで縫うべき「太い」領域に
細分され、ステップｇ７において各領域について縫製方
式を示す情報を付加することにより、その領域をステッ
プｇ８において疊縫いで縫うか、ステップｇ９において
密着縫いで縫うかを制御できる。縫製順序は、領域の探
索順に行なう。

【００５３】以上の実施例によれば、領域分割を行な
い、各領域をベクトルにより表現しているため、従来の
ように領域の向きによりサイズの認識（つまり縫製方式
の選択）が異なってしまう問題がない。このため、たと
えば図１１の上部のような形状、あるいは蚊取線香のよ
うな渦巻形状であっても、その各部を変曲点の少ない複
数部分に分割することができ、その各々に適切な縫製方
式を割り当てることができる。

【００５４】また、尖点および幅の認識により（ステッ
プｇ５、ｇ６）、全長にわたり変曲点の少ない部分への
領域分割を行ない、各領域につきその幅に応じて縫製を
行なうようにしているため、適切な領域のかたまりごと
に適切な縫製方式を選択することができ、たとえば、従
来のように疊縫いの途中で大量の空送りが発生してしま
うような不都合を避けることができる。

【００５５】また、縫製順序は、従来のようにたとえば
座標軸方向に進まず、領域の探索順に行なうことによ
り、縫製の進行中に一時停止させる場合にも操作性が向
上する。たとえば図６においては、ｆ１、ｆ２、ｆ３の
順で縫製を行なうことができる。これは、領域の展開お
よび分割を内側方向に向かって行なうためである。

【００５６】なお、以上では、画像の黒い部分を縫うも
のとしたが、画像の白い部分を縫うような装置において
も同様の技術を利用できるのはいうまでもない。また、
各種の特性情報について割り当てた１および０の論理は
あくまでも一例であり、種々の割り当てを採用できるの
はもちろんである。また、幅の細い帯状部分とそれ以外
の部分においてそれぞれ密着縫いと疊縫いを選択するこ
ととしたが、これらの縫製方式はあくまでも一例であ
り、各部分について適当な縫製方式を選択できるのはい
うまでもない。

【００５７】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、入力された２値画像データに基づき、その特性に応
じて縫製方式を決定するための縫製データを作成するミ
シン装置において、入力２値画像の所定値部分の周部分
をベクトル表現に変換することにより、所定値ごとの領
域を抽出し、抽出された領域を変曲点の少ない領域にさ
らに細分化し、細分された領域を幅の細い帯状部分と、
それ以外の部分に分類し、この分類に応じて幅の細い帯
状部分とそれ以外の部分においてそれぞれ所定の縫製方
式を選択して縫製データを作成する制御手段を設けた構
成を採用しており、領域分割を行ない、各領域をベクト
ルにより表現しているため、従来のように領域の向きに
よりサイズの認識、つまり縫製方式の選択が異なってし
まう問題がなく、さらに、変曲点の少ない部分への領域
分割を行ない、各領域につきその幅に応じて縫製を行な
うようにしているため、適切な領域のかたまりごとに適
切な縫製方式を選択することができ、従来のように疊縫
いの途中で大量の空送りが発生してしまうような不都合
を避けることができ、効率良く縫製を行なえ、また、縫
い方が唐突に変化するようなことがなく、統一感があ
り、品位の高い縫製を行なえる優れたミシン装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を採用したミシン装置の制御系を示した
ブロック図である。

【図２】図１のミシン装置で入力された画像を示した説
明図である。

【図３】図１のミシン装置における展開データを示した
説明図である。

【図４】図１のミシン装置における画像の表面消化を示
した説明図である。

【図５】図１のミシン装置における黒および白の画素の
探索を示した説明図である。

【図６】図１のミシン装置における領域抽出を示した説
明図である。

【図７】図１のミシン装置における制御手順を示した説
明図である。

【図８】図１のミシン装置における分割対象領域を示し
た説明図である。

【図９】図１のミシン装置において認識される領域の尖
点を示した説明図である。

【図１０】図１のミシン装置における領域の異なる切断
を示した説明図である。

【図１１】図１のミシン装置における領域の異なる切除
を示した説明図である。

【図１２】図１のミシン装置における「細い」部分の認
識処理を示した説明図である。

【図１３】図１のミシン装置における２つの陰性尖点で
の切断を示した説明図である。

【図１４】図１のミシン装置における陰性および陽性尖
点での切断を示した説明図である。

【図１５】図１のミシン装置における陰性尖点および輪
郭線での切断を示した説明図である。

【図１６】図１のミシン装置における「細い」部分の認
識処理を示した説明図である。

【符号の説明】

１ＣＰＵ２ＲＯＭ３ＲＡＭ４スキャナ５操作スイッチ６ＬＣＤ７ＲＡＭカード８インターフェースＰ陽性尖点Ｎ陰性尖点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された２値画像データに基づき、そ
の特性に応じて縫製方式を決定するための縫製データを
作成するミシン装置において、入力２値画像の所定値部分の周部分をベクトル表現に変
換することにより、所定値ごとの領域を抽出し、抽出された領域を変曲点の少ない領域にさらに細分化
し、細分された領域を幅の細い帯状部分と、それ以外の部分
に分類し、この分類に応じて幅の細い帯状部分とそれ以外の部分に
おいてそれぞれ所定の縫製方式を選択して縫製データを
作成する制御手段を設けたことを特徴とするミシン装
置。