JPH0736173A

JPH0736173A - 画像切抜き方法及び装置

Info

Publication number: JPH0736173A
Application number: JP19673593A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kobayashi; 小林　　秀章
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1993-07-15
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】輪郭線上の点の位置をコンピュータに自動追跡
させ、オペレータによる点の指定を行うことなしに、輪
郭線を自動的に決定できる絵柄の輪郭線決定方法及び装
置を提供する。【構成】ディジタル画像データ中にある絵柄の切抜き方
法であって、絵柄の輪郭線上の１点を開始点として自動
的に輪郭線を追跡すると同時に、追跡先端画素の周辺の
画素の画像データから迷い込みの発生しそうな箇所を計
算し、迷い込みの発生しそうな箇所である場合は輪郭線
の自動追跡を停止する。

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データ中
にある絵柄の切抜き方法及び装置、特に、絵柄の切抜き
処理を自動で行う場合に、絵柄の輪郭線上に分岐点が存
在する場合の正しい輪郭線方向を決定して、自動切抜き
処理を再開するのに適した画像切抜き方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】印刷産業等に於いて、写真等の原稿から
製版用フィルムを作成する場合、原稿画像中の必要な絵
柄の部分のみを切り出し、不要な背景部分を除く作業が
必要になる。このような画像の切抜き処理を行う方法と
して、レイアウトスキャナ等を用いた画像処理による方
法が知られている。この切抜き方法では、まず、レイア
ウトスキャナによって、原稿の画像をディジタルデータ
として入力し、これをモニタ上に表示する。そして、こ
の表示画像内の絵柄の輪郭位置をマウスやライトペンと
いったポインティングデバイスを用いて指定して行き、
ポインティングデバイスによって入力された座標データ
に基づいて絵柄の輪郭線を決定する。そして最後に、こ
の輪郭線データを用いて、入力した画像に対する切抜き
処理を行い、レイアウトスキャナによって切抜き済みの
画像をフィルムに出力する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の画像切抜き処理で行われている輪郭線決定方法
では、輪郭線上の複数の点の位置を、オペレータがポイ
ンティングデバイスによって１点ずつ指定して行く作業
が必要になる。このため、ポインティングデバイスの操
作が煩雑になり、作業効率が低いという問題がある。そ
こで本発明は、輪郭線上の点の位置をコンピュータに自
動追跡させ、オペレータによる点の指定を行うことなし
に、輪郭線を自動的に決定できる絵柄の輪郭線決定方法
を提供することを目的とする。更に、分岐点が存在する
等で輪郭線の方向が不明確な場合は自動停止して、オペ
レータの指示によって輪郭線を決定する方法を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題は以下の本発明
によって達成される。即ち、ディジタル画像データ中に
ある絵柄の切抜き方法及び装置であって、絵柄の輪郭線
上の１点を開始点として自動的に輪郭線を追跡すると同
時に、追跡先端画素の周辺の画素の画像データから迷い
込みの発生しそうな箇所を計算し、迷い込みの発生しそ
うな箇所である場合は輪郭線の自動追跡を停止する画像
切抜き方法及び装置、及び、上記画像データから迷い込
みの発生しそうな箇所を計算する方法は、追跡先端画素
の周辺の画素の画素データから、画素のグラジエントデ
ータを計算し、そのデータについて原点をデータの中心
とする主成分分析を行い、第２主成分の分散の大きさか
ら追跡続行の可否判定を行う画像切抜き方法及び装置、
である。

【０００５】

【作用】本発明の絵柄の輪郭線決定方法では輪郭線上の
１点を入力すると、この点に続くべき輪郭線上の点につ
き演算が行われ自動的に輪郭線を追跡する。即ち、入力
された輪郭線上の１点に対して、「その周囲の画素デー
タに基づいて演算を行い輪郭線の方向にある画素を判定
して」次の輪郭線上の１点を決定し、今度はこの決定さ
れた次の輪郭線上の１点に対して、更に次の輪郭線上の
１点を決定する、という方法で自動的に輪郭線を追跡す
る。そして、「次の輪郭線上の１点を決定する際にそれ
が輪郭線上の１点であることの明確さを評価して」、明
確でなく迷い込みの発生しそうな場合には、輪郭線の自
動追跡を停止し、オペレータの指示により正しい輪郭線
を入力することによって輪郭線の誤追跡を避けるように
作用する。そして、次の輪郭線上の１点を決定する際に
それが輪郭線上の１点であることの明確さを評価する方
法としては、追跡先端画素の周辺の画素の画素データか
ら、画素のグラジエントデータを計算し、そのデータに
ついて原点を中心とする主成分分析を行い、第２主成分
の分散の大きさから追跡続行の可否判定を行う。即ち、
この場合第２主成分の分散が大きい場合は別の輪郭線の
存在（分岐点等）を示している。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。ここでは、本発明による絵柄の輪郭線決定方法
を利用した画像切抜き処理を行うことのできる画像レイ
アウト装置を実施例として示すことにする。装置の全体構成図１に、この実施例に係る画像レイアウト装置の基本構
成を示すブロック図を示す。スキャナ装置１は、入力ド
ラム２と出力ドラム３とを有し、入力ドラム２に原稿４
をセットすることにより、この原稿４の画像が制御装置
５に取り込まれる。制御装置５には、作図機６が接続さ
れており、この上には割付台紙９がセットされる。ま
た、制御装置５には、更に表示装置１０入力装置１３、
メモリ１４が接続されている。制御装置５は、コンピュ
ータによって構成されており、接続された各機器を統括
制御するとともに、画像の切抜き作業を含む画像のレイ
アウト作業を行う機能を有する。

【０００７】この装置による画像のレイアウト作業を図
２の流れ図に基づいて簡単に説明する。まず、ステップ
Ｓ１において、割付データ入力を行う。これは、作図機
６の上に割付台紙９をセットし、割付データの入力を行
う作業である。作図機６はデジタイザを構成しており、
ポインティング装置７によって割付台紙９上のレイアウ
ト用図形をトレースすることにより、レイアウト用図形
の形状および位置に関する情報を含んだ割付データを入
力することができる。なお、作図機６には、コマンド指
示部８が設けられており、この入力作業に必要な種々の
コマンド入力を行うことができる。続いて、ステップＳ
２において、原稿入力を行う。これは、入力ドラム２に
よって原稿４から画像入力を行う作業であり、原稿４を
所定の角度で入力ドラム２上にセットして走査を行い、
画像を所定の倍率でディジタルデータとして取り込むこ
とになる。この画像データはメモリ１４に格納される。

【０００８】全ての原稿について画像入力が完了する
と、ステップＳ３において、画像位置決め操作を行う。
即ち、ステップＳ１で入力した割付データ内のレイアウ
ト用図形と、ステップＳ２で入力した画像とを表示装置
１０に表示し、両者の位置合わせを行う。このとき、必
要に応じて画像データに対して変倍処理や回転処理を加
えることになる。こうして全ての画像についての位置決
めが完了したら、ステップＳ４において、画像切抜き処
理を行うことになる。この作業は、位置決めが完了した
画像中に含まれる絵柄の輪郭線を定義し、この輪郭線の
内側あるいは外側のみを抽出する作業である。本発明
は、新規な方法によりこの切抜き作業を自動化する、あ
るいは作業効率を向上させるものである。そこで、この
ステップＳ４の処理については後に詳述する。

【０００９】全ての画像についての切抜き作業が完了し
たら、ステップＳ５において、レイアウト演算処理を行
う。これは、制御装置５内で実行される演算処理であ
り、ステップＳ２で入力した原稿画像から、ステップＳ
３で位置決めしたレイアウト用図形によって囲まれた部
分を抽出し、これを割付台紙９で指定されたとおりの位
置に配置する処理である。なお、ステップＳ４におい
て、切抜き処理が行われている場合には、輪郭線に沿っ
て切り抜かれた絵柄の部分だけが配置されることにな
る。このようなレイアウト演算処理が行われた後の画像
データは、メモリ１４に格納されることになる。最後
に、ステップＳ６において、画像出力を行う。これはレ
イアウト演算処理後の画像を、出力ドラム３からフィル
ムに出力する処理である。こうして、割付台紙で指定さ
れたとおりに、所望の原稿画像内の所望の絵柄を所望の
位置に割り付けるレイアウト作業が完了する。

【００１０】画像切抜き処理それでは、本発明の特徴となる画像切抜き処理（図２ス
テップＳ４）を説明する。この処理では、表示装置１０
に図３に示すような画面が表示される。この画面は、画
像表示部１１とコマンド表示部１２とに分けられる。画
像表示部１１には、切抜き対象となる絵柄を含んだ画像
が表示され、コマンド表示部１２には、この切抜き処理
を行うための種々のコマンドが表示される。この実施例
では、入力装置１３としてマウスなどのポインティング
デバイスが用意されており、画像表示部１１内の任意の
１点を指定することもできるし、コマンド表示部１２に
表示された任意のコマンドを選択指示することもでき
る。

【００１１】さて、ここで切抜き処理の本質的な意味あ
いを述べておく。いま、図４（ａ）に示すように、絵柄
２０が画像表示部１１に表示されているものとする。図
ではこの絵柄２０の内部に斜線を施して示してある。こ
のような絵柄２０は、その輪郭線１５の位置がデータと
して認識されているわけではない。画像データは前述の
ように、入力ドラム２の走査によって得られたラスター
データである。別言すれば、所定の画素値をもった多数
の画素の集合として表現されている。したがって、デー
タ上では、輪郭線１５は認識されているわけではない。
ここで行う切抜き処理は、輪郭線１５上に存在する画素
を特定し、輪郭線１５をデータとして認識させ、輪郭線
１５を境界として多数の画素を２つの群に分け、一方の
群に属する画素のみを抽出する処理に他ならない。

【００１２】従来、このような切抜き処理は、オペレー
タが表示装置１０の画面を見ながら、輪郭線１５上の点
を所定間隔ごとに指定することによって行っている。た
とえば、図４（ｂ）に示すように、画像表示部１１上
で、輪郭線１５上の点Ｐ１〜Ｐ６を指定したとすると、
これらの指定点を結ぶ線分によって輪郭線１５が決定さ
れる。指定点の入力は、マウスによって画面上のカーソ
ルＣｕを移動させ、所望の位置にカーソルＣｕが位置し
た時点でマウスボタン（１）を押すことにより、その位
置を指定点として入力することができる。こうして、順
次、輪郭線１５上の点Ｐ１，Ｐ２，・・・を指定点とし
て入力して行くことにより、輪郭線１５が決定される。
もっとも、このような指定点Ｐ１，Ｐ２，・・・を結ぶ
線分は、厳密には輪郭線１５とは一致しない。したがっ
て、オペレータは切抜きに必要な精度が十分に得られる
間隔で、指定点入力を行うことになる。

【００１３】ここで、再び図３を参照する。コマンド領
域１２に表示されたコマンドＩは“内生きマスク”およ
びコマンドＯは“外生きマスク”を指定するコマンドで
ある。また、上述した従来の切抜き処理を行うためのコ
マンドはコマンドＭである。これらのコマンドモードを
選択した場合（コマンドＩ又はＯ、及びＭ）、画像表示
部１１内に示された指定点Ｐ１，Ｐ２，・・・をマウス
によって順次入力して行くことができる。こうして、多
数の指定点によって閉領域が形成されると、コマンドＩ
のモードでは、閉領域の内部が絵柄として抽出されるこ
とになり、コマンドＯのモードでは、閉領域の外部が絵
柄として抽出されることになる。また、一度入力した指
定点を消去する場合には、コマンドＰＤ（指定点消去）
を入力する。これにより、最後に入力された１指定点が
消去される。また、コマンドＭＤは（マスク消去）は、
指定した閉領域を消去するコマンドである。

【００１４】本発明の装置の特徴は、分岐点の有無を判
定しつつ輪郭線を自動追跡し、分岐点有りの場合は自動
追跡を中止してオペレータの指示を得た後に、自動追跡
を再開するコマンドＡ（自動切抜き）および、その際の
演算等のパラメータを設定するコマンドＳ（セッティン
グ）のモードを更に付加した点にある。コマンドＡのモ
ードを選択すると、指定点の入力作業が非常に効率的に
なる。図４（ｂ）に示したように、従来の方法（コマン
ドＭモードでの動作）では、オペレータが画像表示部１
１を見ながら、カーソルＣｕを輪郭線１５上の適当な位
置まで移動させ、マウスボタン（１）を押すという作業
を続けて行かねばならない。コマンドＡのモードでの動
作では、カーソルＣｕを移動させる作業が大幅に軽減さ
れる。即ち、開始点として輪郭線上にある１指定点であ
る開始点Ｐｓの入力が完了すると、オペレータの大雑把
なカーソル操作による、輪郭線方向の誘導よって、自動
的に輪郭線を追跡して行き、輪郭線が明確で無いと判断
されるまで輪郭線の追跡が続けられる。そして輪郭線が
明確で無い輪郭線上の点にたどりついた場合は、追跡を
停止して、オペレータによる指示（コマンド入力）待ち
の状態となる。この動作を図５を参照しながら具体的に
説明する。

【００１５】いま、図５（ａ）に示ように、コマンドＡ
の自動追跡の開始点Ｐｓが入力されている。この開始点
Ｐｓの入力は、画面上に他の開始点Ｐｓが入力されてい
ない状態でのみ行うことができる。その際、開始点Ｐｓ
を正確に指定することはオペレータに負荷がかかるの
で、コマンドＡのモードではオペレータは輪郭線の近く
にカーソルＣｕを移動してマウスボタン（１）を押すこ
とによって概略位置を指定するだけで、自動的に輪郭線
上の点に補正された開始点Ｐｓが決定される。図５
（ａ）は開始点Ｐｓがそのように決定された状態を示し
ている。この開始点Ｐｓを消去するのは、前述のコマン
ドＰＤによって行うことができる。

【００１６】開始点Ｐｓが以上のように入力されると、
輪郭線をどちら側に進むのか候補が２方向挙がる。オペ
レータはカーソルＣｕを開始点Ｐｓの近くに移動してマ
ウスボタン（２）を押し、押し続けながらオペレータが
追跡したい側へカーソルＣｕを動かして誘導する。マウ
スボタン（２）を押すと、カーソルＣｕのパターンは別
のパターン（例えばドーナツ型）に変化して、押した状
態であることを示す。カーソルＣｕが開始点Ｐｓから一
定距離以上離れると、自動追跡が開始される。例えば、
一定距離はカーソルＣｕのドーナツパターンの内側の円
で与えられる。図５（ｂ）は、このようにカーソルＣｕ
を動かした結果を示しており、開始点Ｐｓから自動追跡
先端点Ｐｃ（現在点）に輪郭線の自動追跡が行われた状
態を示している。そして自動追跡された輪郭線ＰｓＰｃ
は図５（ｂ）において太線で示されている。

【００１７】迷い込む恐れのない一本道の輪郭線におい
ては、オペレータがカーソルＣｕを動かして誘導するこ
とによって自動追跡が行われる。カーソルＣｕを動かし
て自動追跡先端点Ｐｃを誘導することのできる、Ｐｃ位
置からのカーソルＣｕの距離の最大と最小は予め決まっ
ており、自動追跡先端点Ｐｃはその範囲を逸脱すること
なく付かず離れず付いて来る。追跡範囲の限界に達した
ときは停止し、マウスが動くのを待つ。これにより、オ
ペレーターの目の付いて行けない速度で追跡が進のを防
止し、オペレーターは切抜き線の品質をその都度確認し
ながら追跡を進めることができる。また、万が一迷い込
んだ際にも限り無く暴走することが避けられる。ここに
おいて画像表示は、切抜き品質が充分確認できるよう、
常に必要なだけ拡大されているものとする。本発明の自
動追跡演算処理方法によれば、通常の一本道の輪郭線を
自動追跡する際、追跡先端点を逐次前進させて行くと同
時に追跡先端点の周辺の状態を監視し、迷い込む危険性
の無い一本道であることを確認しながら進む。輪郭線の
分岐点にさしかかったときには一旦停止し、分岐点の処
理に切り替わる。

【００１８】分岐点にさしかかると、コマンドＡのモー
ドでは分岐点であることを識別して自動的に追跡を一時
停止する。この分岐点の識別方法については後に詳述す
る。この際、分岐点の画素を起点とする所定の範囲の周
辺画素から演算を行って輪郭線がどちらの方向にいくつ
に分岐しているかを得る。演算により求められた輪郭線
は、線画として画像表示される。その輪郭線の中から、
カーソルＣｕで誘導される方向の輪郭線が候補として選
択され、選択されたことを明示するように輪郭線の色が
変化する。この候補として選択された輪郭線をオペレー
タが確認して、正しい輪郭線でない場合は、オペレータ
はカーソルＣｕの位置を変化させてカーソルＣｕで誘導
される方向の輪郭線の別の候補を選択する。そして、候
補として選択された輪郭線がオペレータの確認で正しい
輪郭線と判断された場合、マウスボタン（１）を押すこ
とにより候補として選択された輪郭線が正しい輪郭線と
して選択され、システムに入力される。

【００１９】この実施例においては、上述のようにカー
ソルＣｕで誘導される方向の輪郭線が候補として選択さ
れる方法を示したが、他の方法としては、例えば背景を
左側に見ながら時計回りに追跡しているとしたら、左側
の輪郭線を優先して候補として選択することができる。
これは背景はほぼ一様であることが多く、輪郭線は切抜
き対象絵柄側に分岐していることが多いということに基
づいている。また、輪郭線としてより明瞭な輪郭線を候
補として選択する方法とすることもできる。更に、オペ
レータが輪郭線の方向と判断する方向にカーソルの中心
点である誘導点を移動してコマンドＭのモードで輪郭線
の画素を指定することもできる。

【００２０】上述の自動追跡によって得られた輪郭線が
オペレータによって不適当であると判断された場合、前
記のコマンドＭＤを使用するとすべての輪郭線を消して
しまうことになり場合によっては不都合である。部分的
に輪郭線を消去するコマンドとして、コマンドＵを使用
することができる。コマンドＵをコマンド表示部１２か
らカーソルＣｕで指示しマウスボタン（１）を押すこと
により選定する。そしてカーソルＣｕを消去したい輪郭
線上に移動してマウスボタン（２）を押すとカーソルＣ
ｕは消しゴムの役割をしてカーソルＣｕで指示された位
置の所定の範囲内にある輪郭線を消去する。マウスボタ
ン（２）を押し続けてカーソルＣｕを移動するとカーソ
ルＣｕの移動上にある輪郭線を連続して消去することが
できる。消去された部分に新たな輪郭線を入力する方法
としては、今度はコマンドＡではなく、コマンドＭを選
択して手動で入力することができる。

【００２１】このように、コマンドＡのモードでは、は
じめに開始点Ｐｓを入力すれば、開始点Ｐｓの画素の周
辺の画素から輪郭線上の次の画素Ｐｃ（自動追跡先端
点）が演算され、カーソルＣｕで誘導される方向に輪郭
線上の画素が連続して得られる。そのためオペレータの
入力作業は非常に楽になる。自動追跡先端点Ｐｃが常に
適切な位置（最後に確定した指定点に連なる輪郭線Ｚｃ
上の位置）を示すような動作が行われれば、オペレータ
はマウスボタン（２）を押し続けてカーソルＣｕを輪郭
線を誘導したい方向へ大雑把に移動するだけで、開始点
Ｐｓ以降の全ての自動追跡先端点Ｐｃの入力を、即ち輪
郭線の入力を行うことができる。また、輪郭線の分岐点
に達した場合は、自動追跡先端点Ｐｃはその分岐点上で
停止して、候補の輪郭線を演算して表示し、オペレータ
はマウスを操作することにより正しい輪郭線を選定する
ことができ、常に正確な作業を行うことができる。

【００２２】自動追跡先端点Ｐｃが、オペレータが正し
いと判断する輪郭線から外れるような場合があっても、
オペレータはコマンドＰＤ、コマンドＭＤ、コマンドＵ
等を選定することで、一度入力した開始点、輪郭線の全
部または一部を消去する操作を行うこともできる。な
お、コマンドＳ（セッティング）は、前述のコマンドＡ
のモードにおいて、自動追跡先端点Ｐｃを求めたり、分
岐点を識別するための演算のパラメータを設定するコマ
ンドであり、このパラメータについては後にその都度説
明する。また、切抜き処理が完了したら、コマンドＥ
（操作終了）の入力によって作業は終了する。

【００２３】次に、本発明の特徴となるコマンドＡのモ
ードにおける制御装置３の処理を、図６の流れ図に基づ
いて説明する。まず、ステップＳ１１において、開始点
Ｐｓ及び輪郭線誘導方向の入力が行われる。ステップＳ
１１はオペレータがカーソルＣｕにより指示した位置を
制御装置が読み取りその指示した位置に近い輪郭線上の
点Ｐｓが演算により求められる過程である。次のステッ
プＳ１２において、誘導点を入力することによって輪郭
線誘導方向が決定される。即ち、オペレーターがカーソ
ルによって指示する位置と開始点Ｐｓの相対的位置より
２方向ある輪郭線の何れの方向に輪郭線を追跡するかが
決定される。続いて、ステップＳ１３において、開始点
Ｐｓが、オペレータがカーソルＣｕによって指示した位
置に基づいて決定される自動追跡の続行を指定する指定
領域内にあるか否かの判定がなされるが、指定領域内に
ある場合は次のステップへ、そうで無い場合は待機状態
となる。

【００２４】ステップＳ１４において、開始点Ｐｓの周
辺の画素から輪郭線の方向が計算される。この計算にお
いて輪郭線の方向だけでなく、輪郭線の分岐点があるか
否かについて判定するための基データが得られる。この
演算の詳細は後述する。そしてステップＳ１５におい
て、輪郭線の分岐点があるか否かが判定される。この判
定の結果、分岐点があると判定された場合、即ち分岐点
が識別された場合はステップＳ１６において、輪郭線の
抽出演算が行われる。抽出された輪郭線は画像表示され
てオペレーターがステップＳ１７において輪郭線を選定
すると、輪郭線の方向が分岐点においても決定されたこ
とになる。

【００２５】ステップＳ１４において計算された輪郭線
の方向、そしてステップＳ１７においてオペレーターが
指示した輪郭線の方向は、次のステップＳ１８において
同様の扱いがされ、開始点Ｐｓに隣接する８画素の中か
ら自動追跡先端点Ｐｃとなる画素が演算され決定され
る。続いて、ステップＳ１９において、自動追跡先端点
Ｐｃが、開始点Ｐｓに戻ったか否かが判定される。初回
のループにおいては否（ｎｏ）と判定されステップＳ１
２に戻る。多数回ループを回って戻った（ｙｅｓ）と判
定される場合は終了となる。続いて前述のステップＳ１
２を経てステップＳ１３において再び指定領域内である
か否かの判定がなされる。

【００２６】そして指定領域内である場合にはステップ
Ｓ１４に進み、今度はＰｓではなくて自動追跡先端点Ｐ
ｃの周辺の画素から輪郭線の方向が計算される。そして
ステップＳ１５を経て直接ステップＳ１８へ、或いはス
テップＳ１６、ステップＳ１７を経由してステップＳ１
８に到る。ステップＳ１８においては、今度は開始点Ｐ
ｓではなく自動追跡先端点Ｐｃに隣接する８画素の中か
ら新しい自動追跡先端点Ｐｃとなる画素が演算され決定
される。旧ＰｃをＰｃ１とすると、新ＰｃはＰｃ２と表
現でき、開始点ＰｓはＰｃ０と表現できる。即ち、ステ
ップＳ１４は、ＰｃＮ（Ｎは０、１、２、３、・・・）
の周辺の画素から輪郭線の方向及び輪郭線分岐点判定基
礎データを得る過程であり、ステップＳ１８は、ＰｃＮ
に隣接する８画素の中からＰｃＮ＋１となる画素を演算
し決定する過程である。

【００２７】ステップＳ１３においてＰｃＮ＋１が指定
領域内であるか否かが判定されて、指定領域の外にＰｃ
Ｎ＋１があると判定されるまでステップＳ１４からステ
ップＳ１８の処理過程はInduction （帰納法）によって
継続される。そしてオペレータがコマンドＥを入力して
強制終了するか（図示せず）、あるいはステップＳ１９
において一連の処理過程を終えるか否かが判定され、終
了（ｙｅｓ）の場合にその継続は中断または終了とな
る。処理過程がステップＳ１９においては、切抜き線が
一巡して自動追跡先端点ＰｃＮが開始点に戻ったかどう
かの判定がなされ、開始点に戻れば終了となり、そうで
ない場合はステップＳ１２に戻る。ステップＳ１３にお
いてＰｃＮ＋１が指定領域内であるか否かが判定され
て、指定領域の外にＰｃＮ＋１があると判定されると、
ステップＳ１２とステップＳ１３の間で処理過程は循環
し待機状態となる。

【００２８】ステップＳ１２において、輪郭線誘導点が
移動される。この指示により指定領域が移動し、その結
果ＰｃＮ＋１が指定領域の内部に入った場合には、自動
追跡の停止が解除されステップ１３へ進み、ステップＳ
１９からステップＳ１２に戻る一連の処理過程がInduct
ion （帰納法）によって継続される。そして切抜き線が
一巡して開始点に戻ると、ステップＳ１９において処理
過程が終了となる。尚、このステップＳ１４からステッ
プＳ１８において行われる自動追跡先端点Ｐｃを決定す
る演算処理、及び輪郭線の分岐点を識別する演算処理の
具体例を、以下に詳述する。

【００２９】さて、上述の切抜き処理では、輪郭線上の
点を自動追跡する場合、開始点Ｐｓと輪郭線の追跡方向
を入力しておけば、開始点Ｐｓ（Ｐｃ０）以降について
はその位置を自動追跡させるような動作が可能であるこ
とを述べた。ここでは、開始点Ｐｓと輪郭線の追跡方向
を入力しておけば輪郭線上の点を自動追跡し、輪郭線上
に分岐点がある場合は停止する具体的な手法の一例を説
明する。

【００３０】輪郭線の方向演算処理図７は前述のステップＳ１４における輪郭線の方向を演
算処理する手順を示す流れ図である。いま、図８に示す
ような具体例に即してこの手順を説明する。図８におい
て、輪郭線１５が図のように形成されているものとす
る。前述のように、この輪郭線自体は、データとして与
えられているものではなく、領域１と領域２との境界線
として認識されるものである。データとして与えられて
いるのは、領域１内の各画素についての画素値と、領域
２内の各画素についての画素値と、である。領域１内の
画素の画素値と、領域２内の画素値との間には大きな差
があるため、オペレータは輪郭線１５を視覚的に認識す
ることができる。また、オペレータが入力した輪郭線の
追跡方向は１８の誘導点×で図８に示されている。

【００３１】ここで、輪郭線１５上に自動追跡先端点Ｐ
ｃＮが確定している状態でＰｃＮ＋１を求める手順を示
そう。この手順は図７の流れ図に示すように、４つのス
テップからなる。すなわち、ステップＳ２１におけるグ
ラジエントの計算処理、ステップＳ２２における分散及
び共分散の計算処理、ステップＳ２３における分散共分
散行列の固有値の計算処理、そしてステップＳ２４にお
ける固有ベクトルの計算処理である。以下これらの各処
理について順に説明する。

【００３２】（１）グラジエントの計算処理（Ｓ２１）計算処理の説明の前に、データについて説明しておく。
データの画素値は通常１バイトで表すことが多い。カラ
ー画素の場合は、例えばＲＧＢ（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、
Ｂｌｕｅ）の３色データが各画素値として与えられる場
合は、ＲＧＢ各々に対して１バイトずつで計３バイトで
１つの画素値を表すことが多い。勿論目的によって、そ
の目的に最適なデータ長や表現形式が選べるのであるか
ら１バイトでなければならない理由は全くなく、また、
ここで説明する本発明の計算処理もデータ長や、データ
としての表現方法には本質的な影響を受けない。

【００３３】しかし説明する上で、また説明を理解する
上では、データの画素値は１バイトであって０から２５
５までの値を取ることを想定しておくほうが良い。ま
た、ＲＧＢのカラー画素であっても各色画素を別々に扱
うことができ、例えばＲについて計算処理はＧＢに同様
に適用出来るから、以下データの画素値は１バイトで表
すことを想定するものとする。本発明の計算処理過程に
おけるデータ長の影響については、最後のほうでまとめ
て説明することとする。

【００３４】図７のステップＳ２１におけるグラジエン
トの計算処理は、図８の自動追跡先端点ＰｃＮおよび周
囲の画素、例えば図８の点線で示される５×５＝２５画
素について行う。この５×５画素の中央の画素、即ち自
動追跡先端点ＰｃＮの画素値を、その座標を（ｘ，ｙ）
としてｒ＝ｒ（ｘ，ｙ）と表わし、右上の画素値をｒ＝
ｒ（ｘ＋２，ｙ＋２）、右下の画素値をｒ＝ｒ（ｘ＋
２，ｙ−２）、左下の画素値をｒ＝ｒ（ｘ−２，ｙ−
２）、左上の画素値をｒ＝ｒ（ｘ−２，ｙ＋２）のよう
に５×５画素全部の画素値を表すことができる。画素値
ｒ（ｘ，ｙ）の偏微分値をそれぞれｒ_x（ｘ，ｙ）、ｒ
_y（ｘ，ｙ）とすると、グラジエントはｇｒａｄｒ＝
（ｒ_x，ｒ_y）と表される。これらを以下にまとめて記
す。

【数１】

【００３５】ディジタル画像データに対しては、グラジ
エントの算出は以下に示す３×３のオペレータを用いて
行うことができる。

【数２】

【００３６】このオペレータ式（５）、式（６）は各々
下記の式（７）、式（８）で示す計算を行うことを意味
している。

【数３】この計算を自動追跡先端点ＰｃＮ及びの周りの画素、５
×５＝２５の画素について計算を行うことがグラジエン
トの計算処理（Ｓ２１）である。

【００３７】（２）分散共分散の計算処理（Ｓ２２）図７のステップＳ２２における分散共分散の計算処理
は、上記グラジエントの計算処理で得られた５×５＝２
５のグラジエントデータに基づいて行われる。先ず、式
（４）のグラジエントデータｇｒａｄｒ＝（ｒ_x，
ｒ_y）が何を意味しているかについて説明する。この場
合グラジエントデータはｘ−ｙ平面の各画素に対して計
算されるデータであり、それは各画素に与えられたベク
トルデータである。このベクトルは各画素における画素
値の隣接する周囲の画素の画素値に対する変化の大きさ
と変化の方向を表している。即ちその大きさと方向は各
々下記の式、式（９）と式（１０）で表される。

【数４】そして、輪郭線については、輪郭線の近辺の画素値は輪
郭線の法線方向に対して画素値の変化が大きく、又輪郭
線方向に対しては変化が小さくなっているはずである。
即ち、このベクトルの方向は輪郭線の法線方向と一致し
ており、このベクトルの大きさは輪郭線の明確さを表し
ている。

【００３８】さて、分散共分散の計算処理であるが、一
般に主成分分析はデータの平均値を計算して、その平均
値をデータの中心として分散、主成分等の計算を行う。
しかし本発明では、ｒ_x−ｒ_y平面の原点をデータの中
心としてその原点に対して、分散共分散の計算処理を行
う。即ち、前記のグラジエントデータの全てについて、
＋−の符号を変えたデータをつくり、そのデータを前記
のグラジエントデータに付け加えれば、データの平均値
はｒ_x−ｒ_y平面の原点に当たるから、そのデータにつ
いて一般の主成分分析を行うことと本発明の方法とは同
等である。しかし、そのようなデータをわざわざ付け加
えることは、本質的意味はないからｒ_x−ｒ_y平面の原
点をデータの中心として計算する方法を以下に示す。以
下に示すように、ｒ_x−ｒ_y平面の原点をデータの中心
として計算する理由は、本発明の計算処理によって得ら
れた第１主成分の寄与率が大きい場合（例えば０．８以
上）は、第１主成分の方向が輪郭線の法線方向と一致す
ることにある。これに対して一般の主成分分析の方法で
計算処理を行うと。第１主成分の方向と輪郭線の方向と
は何ら関係のないものになってしまう。

【００３９】本発明における分散ｓ_x ²及びｓ_y ²は一
般的には下記の式、式（１１）、式（１２）で計算す
る。

【数５】本発明のこの例では、分散ｓ_x ²及びｓ_y ²は５×５＝
２５の画素についての計算であるから、下記の式、式
（１３）、式（１４）で計算する。

【数６】

【００４０】また、本発明における共分散ｓ_xyは一般的
には下記の式、式（１５）で計算する。

【数７】また、本発明のこの例では、共分散ｓ_xyは５×５＝２５
の画素についての計算であるから、下記の式、式（１
６）で計算する。

【数８】

【００４１】（３）分散共分散行列の固有値の計算処理
（Ｓ２３）続いて、分散共分散行列の固有値の計算処理について説
明する。分散共分散行列は、周知のように下記式、式
（１７）で与えられる。

【数９】

【００４２】本発明においては、２次元の画像を扱って
おり、説明変量はｒ_x、ｒ_yの二つであるから、固有値
は二つある。その固有値をλ１、λ２とすると。下記
式、式（１８）の行列式の解が固有値λ１、λ２を与え
る。

【数１０】

【００４３】この行列式の解は正であり、便宜上二つの
固有値を区別するために、固有値λ１、λ２は下記の
式、式（１９）を満足するものとする。 λ１≧λ２≧０式（１９）固有値λ１は、第１主成分の分散に等しく、固有値λ２
は第２主成分の分散に等しい。本発明の請求項２はこの
第２主成分の分散の大きさから、輪郭線上の分岐点の存
在を識別するのであるが、そのことに関しては後述す
る。

【００４４】（４）固有ベクトルの計算処理（Ｓ２４）続いて、固有ベクトルの計算処理について説明する。固
有ベクトルはｉ＝１，２として下記式、式（２０）に示
す行列を満足するベクトル（ａ₁₁，ａ₁₂）、（ａ₂₁，ａ
₂₂）として求めることができる。

【数１１】ただし、解を特定するため、下記式、式（２１）を満足
するものとする。

【数１２】

【００４５】この固有ベクトル（ａ₁₁，ａ₁₂）は第１主
成分の軸の方向を示しており、固有ベクトル（ａ₂₁，ａ
₂₂）は第２主成分の軸の方向を示している。そしてこれ
らのベクトルは直交している。また、前述したように第
１主成分の寄与率が大きい場合（例えば０．８以上）
は、第１主成分の方向が輪郭線の法線方向と一致する。
第１主成分の寄与率は下記式、式（２２）で与えられ、
第２主成分の寄与率は下記式、式（２３）で与えられ
る。そして両者の寄与率の和は１となる。

【数１３】

【００４６】さて、輪郭線の方向演算処理の過程につい
て説明してきたが、ここまでの説明で輪郭線の方向を決
定する方法についての、いくつかの示唆が得られてい
る。その一つは、輪郭線上においてグラジエントが法線
方向を向くということ、そしてもう一つは、第１主成分
の寄与率が大きい場合（例えば０．８以上）は、第１主
成分の方向が輪郭線の法線方向と一致するということで
ある。輪郭線の方向を演算により求めるのは自動追跡先
端点ＰｃＮから次の自動追跡先端点ＰｃＮ＋１を演算す
ることにある。それは図６におけるステップＳ１８の処
理過程に相当する。次に、次の自動追跡先端点ＰｃＮ＋
１を演算する方法について説明する。

【００４７】次の自動追跡先端点ＰｃＮ＋１の演算（例
１）先ず、グラジエントｇｒａｄｒ＝（ｒ_x，ｒ_y）・・・
式（４）から演算する方法を一例として説明する。自動
追跡先端点ＰｃＮにおけるグラジエントの値がｇｒａｄ
ｒ＝（ｒ_x，ｒ_y）であった。ここでｒ_x，ｒ_yの絶対
値ａｂｓｒ_x，ａｂｓｒ_yを演算して、ＰｃＮにおける
グラジエントの方向が、大まかに見て水平（ｘ軸方
向）、垂直（ｙ軸方向）の何れを向いているかを判定す
る。即ち、下記式、式（２４）の場合水平とし、式（２
５）の場合垂直と判定する。

【数１４】

【００４８】また、輪郭線誘導方向にオペレータがカー
ソルによって指示する位置の座標を（ｘ_Cu，ｙ_Cu）とす
ると、ＰｃＮの座標は（ｘ，ｙ）であるから、この座標
値の大小によって、オペレータが指示する輪郭線誘導方
向がＰｃＮを原点として、上（ｙ軸正方向）、下（ｙ軸
負方向）、左（ｘ軸負方向）、右（ｘ軸正方向）の何れ
にあるのかを下記式、式（２６）〜式（２９）によって
判定することができる。

【数１５】

【００４９】ここで、以下のように場合分けして、Ｐｃ
Ｎ＋１の候補となる着目画素を決定する。場合１１（水平）：ａｂｓｒ_x≧ａｂｓｒ_yかつ（上）：ｙ_Cu≧
ｙの場合は、座標値が（ｘ−１，ｙ＋１）、（ｘ，ｙ＋
１）、（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素を着目画素とする。場合１２（水平）：ａｂｓｒ_x≧ａｂｓｒ_yかつ（下）：ｙ_Cu＜
ｙの場合は、座標値が（ｘ−１，ｙ−１）、（ｘ，ｙ−
１）、（ｘ＋１，ｙ−１）の画素を着目画素とする。場合１３（垂直）：ａｂｓｒ_x＜ａｂｓｒ_yかつ（左）：ｘ_Cu＜
ｘの場合は、座標値が（ｘ−１，ｙ＋１）、（ｘ−１，
ｙ）、（ｘ−１，ｙ−１）の画素を着目画素とする。場合１４（垂直）：ａｂｓｒ_x＜ａｂｓｒ_yかつ（右）：ｘ_Cu≧
ｘの場合は、座標値が（ｘ＋１，ｙ＋１）、（ｘ＋１，
ｙ）、（ｘ＋１，ｙ−１）の画素を着目画素とする。

【００５０】上記着目画素について、ａｂｓｇｒａｄｒ
＝（ｒ_x ²＋ｒ_y ²）^1/2・・・式（９）を計算して、
値が一番大きい着目画素を自動追跡先端点ＰｃＮ＋１と
する。

【００５１】次の自動追跡先端点ＰｃＮ＋１の演算（例
２）続いて、第１主成分の寄与率が大きい場合（例えば０．
８以上）は、第１主成分軸の方向が輪郭線の法線方向と
一致するということから演算する方法を一例として説明
する。自動追跡先端点ＰｃＮにおける第１主成分の軸の
方向は、固有ベクトル（ａ₁₁，ａ₁₂）の方向と一致す
る。この固有ベクトル（ａ₁₁，ａ₁₂）の方向をφとする
と、φは下記の式、式（２８）で表される。

【数１６】

【００５２】ここで、前述の例の場合と同様に第１主成
分の軸の方向について場合分けを行う。

【数１７】

【００５３】また前述と同様、輪郭線誘導方向にオペレ
ータがカーソルによって指示する位置の座標、即ち誘導
点の座標を（ｘ_Cu，ｙ_Cu）とすると、ＰｃＮの座標は
（ｘ，ｙ）であるから、この座標値の大小によって、オ
ペレータが指示する輪郭線誘導方向がＰｃＮを原点とし
て、上（ｙ軸正方向）、下（ｙ軸負方向）、左（ｘ軸負
方向）、右（ｘ軸正方向）の何れにあるのかを前記式、
式（２６）〜式（２９）によって判定することができ
る。

【００５４】即ち、以下のように場合分けして、ＰｃＮ
＋１の画素を決定する。場合２１（ｘ軸方向）：（−π／８）≦φ＜（π／８）また
は（７π／８）≦φ＜（９π／８）かつ（上）：ｙ_Cu≧ｙの場合は、（ｘ，ｙ＋１）の座標
の画素をＰｃＮ＋１とする。場合２２（ｘ軸方向）：（−π／８）≦φ＜（π／８）また
は（７π／８）≦φ＜（９π／８）かつ（下）：ｙ_Cu＜ｙの場合は、（ｘ，ｙ−１）の座標
の画素をＰｃＮ＋１とする。場合２３（ｘｙ≧０方向）：（π／８）≦φ＜（３π／８）また
は（９π／８）≦φ＜（１１π／８）かつ（上）：ｙ_Cu≧ｙ、かつ（左）：ｘ_Cu＜ｘの場合
は、（ｘ−１，ｙ＋１）の座標の画素をＰｃＮ＋１とす
る。場合２４（ｘｙ≧０方向）：（π／８）≦φ＜（３π／８）また
は（９π／８）≦φ＜（１１π／８）かつ（下）：ｙ_Cu＜ｙ、かつ（右）：ｘ_Cu≧ｘの場合
は、（ｘ＋１，ｙ−１）の座標の画素をＰｃＮ＋１とす
る。場合２５（ｙ軸方向）：（３π／８）≦φ＜（５π／８）ま
たは（１１π／８）≦φ＜（１３π／８）かつ（右）：ｘ_Cu≧ｘの場合は、（ｘ＋１，ｙ）の座標
の画素をＰｃＮ＋１とする。場合２６（ｙ軸方向）：（３π／８）≦φ＜（５π／８）ま
たは（１１π／８）≦φ＜（１３π／８）かつ（左）：ｘ_Cu＜ｘの場合は、（ｘ−１，ｙ）の座標
の画素をＰｃＮ＋１とする。場合２７（ｘｙ＜０方向）：（５π／８）≦φ＜（７π／８）ま
たは（１３π／８）≦φ＜（１５π／８）かつ（上）：ｙ_Cu≧ｙ、かつ（右）：ｘ_Cu≧ｘの場合
は、（ｘ＋１，ｙ＋１）の座標の画素をＰｃＮ＋１とす
る。場合２８（ｘｙ＜０方向）：（５π／８）≦φ＜（７π／８）ま
たは（１３π／８）≦φ＜（１５π／８）かつ（下）：ｙ_Cu＜ｙ、かつ（左）：ｘ_Cu＜ｘの場合
は、（ｘ−１，ｙ−１）の座標の画素をＰｃＮ＋１とす
る。

【００５５】次の自動追跡先端点ＰｃＮ＋１の演算（例
３）自動追跡先端点ＰｃＮに隣接する８画素のうち、既に辿
ってきた自動追跡先端点ＰｃＮ−１である画素を除く７
画素について、ａｂｓｇｒａｄｒ＝（ｒ_x ²＋ｒ_y ²）
^1/2・・・式（９）を計算する。ａｂｓｇｒａｄｒ
（ｘ，ｙ）＝ｚとすると、ａｂｓｇｒａｄｒはｘｙｚ空
間の曲面であるから、ａｂｓｇｒａｄｒの値の大小を比
較することによって、７画素のうちのどの画素が、その
曲面の稜線上にあるかを判定し、稜線上にある画素を次
の自動追跡先端点ＰｃＮ＋１として選択する。

【００５６】ここに、画素Ｐが稜線上にあるとは、画素
Ｐからｇｒａｄｒの方向にａｂｓｇｒａｄｒの値を辿る
とき、画素Ｐにおいて極大になっている場合のことであ
る。ディジタル画像データの場合は、例えば次のように
簡略化された計算を行って画素Ｐが稜線上にあることを
判定できる。

【００５７】場合３１ａｂｓｒ_x≧ａｂｓｒ_yのとき、グラジエントの方向は
水平に近いとみなし、左右両画素よりもａｂｓｇｒａｄ
ｒの値が大きい場合に画素Ｐが稜線上にあると判定す
る。即ち、ａｂｓｇｒａｄｒ（ｘ，ｙ）≧ａｂｓｇｒａ
ｄｒ（ｘ−１，ｙ）かつａｂｓｇｒａｄｒ（ｘ，ｙ）≧
ａｂｓｇｒａｄｒ（ｘ＋１，ｙ）であることをもって、
画素Ｐ（ｘ，ｙ）が稜線上にあると判定する。場合３２ａｂｓｒ_x＜ａｂｓｒ_yのとき、グラジエントの方向は
垂直に近いとみなし、上下両画素よりもａｂｓｇｒａｄ
ｒの値が大きい場合に画素Ｐが稜線上にあると判定す
る。即ち、ａｂｓｇｒａｄｒ（ｘ，ｙ）≧ａｂｓｇｒａ
ｄｒ（ｘ，ｙ−１）かつａｂｓｇｒａｄｒ（ｘ，ｙ）≧
ａｂｓｇｒａｄｒ（ｘ，ｙ＋１）であることをもって、
画素Ｐ（ｘ，ｙ）が稜線上にあると判定する。

【００５８】一般的には判定対象としている７画素のう
ち１画素だけが稜線上にあるとは限らない。しかし、本
発明の場合においては、一本道のエッジであるか（Ｓ１
５においてｎｏ）、または分岐点において望ましい輪郭
線が選択された状態（Ｓ１５においてｙｅｓ）でＰｃＮ
＋１の演算を行うので、選択に迷うことはない。以上の
例１、例２及び例３の説明によって、自動追跡先端点Ｐ
ｃＮから、次の自動追跡先端点ＰｃＮ＋１を演算する方
法が明らかとなった。

【００５９】次に図６のステップＳ１５における輪郭線
上の分岐点を識別する演算について説明する。分岐点の識別演算本発明における分岐点の識別については、前述の輪郭線
の方向演算処理の説明において、既に基本的内容は説明
した。それは、第２主成分の分散の大きさによって判別
するというものである。そして、その大きさは固有値λ
２に等しいことも説明した。このことについてより明確
な説明をする。

【００６０】図９は輪郭線の追跡において、輪郭線上に
分岐点が存在するために、迷い込みの生じた様子を示し
ている。図９において追跡した点が分岐点であるか否か
を、識別できれば、分岐点において、自動追跡を停止し
て、次にどの方向に追跡すれば良いのかオペレータの指
示によって決定することができ、迷い込みの生じること
は無い。図１０は絵柄中の輪郭線について、分岐点で無
い部分（ａ）及び、分岐点である部分（ｂ）を示してい
る。図１０の（ａ）及び、（ｂ）についてグラジエント
ｇｒａｄｒ＝（ｒ_x，ｒ_y）・・・式（４）を計算し
て、それをｒ_x−ｒ_y平面に表したものである。分岐点
で無い部分（ａ）ではグラジエントを表すベクトルの分
布は原点から一方にのみ集中しているが、分岐点である
部分（ｂ）ではグラジエントを表すベクトルの分布は、
いくつかの複数の方向への集中が認められる。分岐点に
おいて、輪郭線が２方向に存在する場合はベクトルの分
布も２方向に集中し、輪郭線がｎ方向に存在する場合は
ベクトルの分布もｎ方向に集中するはずである。そして
ベクトルの方向は輪郭線の法線方向を向いている。

【００６１】図１０の（ａ）の場合は、第１主成分の寄
与率は大きく、第２主成分の寄与率は小さく、ベクトル
の分布は第１主成分だけで表現できる。また、第１主成
分の軸の方向はベクトルの方向とほぼ一致している。ま
た、図１０の（ｂ）の場合は、第１主成分の寄与率はそ
れほど大きくなく、第２主成分の寄与率は無視できない
大きさを有している。また、ベクトルの方向と第１主成
分の軸の方向及び第２主成分の軸の方向とは直接的に結
び付けることができない。

【００６２】さて、輪郭線上に分岐点が存在しない場合
と、存在する場合の違いは上述のようであるが、この二
つの場合をどのように識別するのがよいか、その方法に
ついて説明する。まず、第１主成分の寄与率の大きさに
よって判別する方法である。例えば、第１主成分の寄与
率の大きさが０．８以上であれば、輪郭線上には分岐点
が存在しないと判定して、自動追跡を続ける。その場合
第１主成分の軸の方向は、前述のようにグラジエントを
表すベクトルの方向、即ち輪郭線の法線方向に一致す
る。そして、第１主成分の寄与率の大きさが０．８未満
であれば、輪郭線上に分岐点が存在すると判定して、自
動追跡を停止する。この方法は基本的には正しく、本発
明の一例として行うことができる。しかし本発明者らが
種々研究を行った結果、この方法においては、誤判定す
る可能性のあることが明らかとなった。

【００６３】例えば誤判定する場合とは、絵柄の輪郭線
の濃淡が小さく、ノイズがあるような場合において誤判
定する場合がある。絵柄の輪郭線の濃淡が小さい場合輪
郭線としては明確であってもグラジエントの値も小さく
なりノイズの影響が無視できず結果として第１主成分の
寄与率は小さくなる。そのため、輪郭線上に分岐点がな
く、かつ輪郭線としては明確であっても、絵柄の内容に
よっては輪郭線上に分岐点があるとの誤判定が頻発する
ことになる。

【００６４】そこで、本発明者らが種々研究を行った結
果、本発明の好ましい一例として、第２主成分の分散の
大きさを所定の値と比較して、輪郭線上の分岐点の有無
を判定することとした。分散の大きさ即ち固有値をλ
２、所定の値をλｓとすると、下記の式、式（３３）を
満たすとき、輪郭線上に分岐点がなく、それ以外の場合
即ち式（３４）は輪郭線上に分岐点ありと判定する。

【数１８】

【００６５】このλｓを適切に設定することは肝要であ
る。もし大き過ぎると分岐点を見過ごし易くなり、逆に
小さ過ぎると不必要に頻繁に停止し易くなる。このλｓ
の具体的値としては、画素値が０〜２５５の値である場
合は、通常２０程度が適当である。このλｓの値はオペ
レータがコマンドＳのモードにおいて適宜設定変更する
ことができる。画素値が０〜２５５の値でない場合は、
輪郭線上の画素のグラジエントの値も、前記計算過程で
得られる固有値の値も範囲が異なったものとなる。例え
ば、画素値が０〜６３（６ビット）の場合、画素値が０
〜１０２３（１０ビット）の場合等ではλｓの値もそれ
ぞれ変化させることとなる。本明細書の始めの方で述べ
た、画素値のデータ長の影響は以上のとおりである。

【００６６】次に、図６のステップＳ１８のカーソルで
指定された領域内に自動追跡先端点Ｐｃがあるか否かの
判定方法について説明する。指定領域内の判定演算図１２はオペレータが指示するカーソル位置と輪郭線お
よび指定領域の関係を示す図である。図１２においてカ
ーソル位置は、その中央が１８の誘導点として×で示さ
れている。前述のように誘導点１８は、自動追跡の方向
を誘導するためにある。指定領域はこの例では誘導点１
８を中心とする二つの円によって与えられるドーナツ状
の領域であって図１２においては斜線で１９の指定領域
として示されている。そして、指定領域１９内を輪郭線
１６が走っている。コマンドＡのモードにおいて、オペ
レータがカーソルで指示する指定領域１９が自動追跡先
端点Ｐｃを含むと自動追跡が行われ、図１２の１７で示
す域外点のように、次の自動追跡ステップで指定領域１
９を外れる場合は自動追跡の待機状態となる。自動追跡
先端点Ｐｃが指定領域１９内であるか否かは以下のよう
にして判定される。

【００６７】まず、オペレータが指示するカーソルの中
央点即ち誘導点１８の座標を（ｘ_Cu，ｙ_Cu）とし、指定
領域１９を与える内側の円の半径をｒ１、外側の円の半
径をｒ２とする。また自動追跡先端点Ｐｃの座標を
（ｘ，ｙ）とする。そのとき、下記の式、式（３５）を
満足する場合に限り指定領域１９内に自動追跡先端点Ｐ
ｃが存在すると判定する。

【数１９】ここにおいて、指定領域１９を与える内側の円の半径を
ｒ１、外側の円の半径をｒ２は、コマンドＳのモードに
おいてオペレータによって所望の値を設定しまた変更す
ることができる。

【００６８】次に図６のステップＳ１６における輪郭線
の抽出方法について説明する。輪郭線の抽出方法（Ｓ１１）この方法は、例えば、前述の自動追跡先端点ＰｃＮから
次の自動追跡先端点ＰｃＮ＋１を演算する例３の方法と
類似の方法がある。自動追跡先端点ＰｃＮに隣接する８
画素のうち、既に辿ってきた自動追跡先端点ＰｃＮ−１
である画素を除く７画素について、ａｂｓｇｒａｄｒ＝
（ｒ_x ²＋ｒ_y ²）^1/2・・・式（９）を計算する。ａ
ｂｓｇｒａｄｒの値の大小を比較することによって、７
画素のうちのどの画素が、３次元空間におけるａｂｓｇ
ｒａｄｒの値が成す曲面の稜線上にあるかを判定し、稜
線上にある画素を次の自動追跡先端点ＰｃＮ＋１の候補
とする。この場合例３の場合と異なるのは分岐点におけ
る輪郭線の（稜線の）数に相当する数の候補が抽出され
る点である。

【００６９】まず、各候補点において、以下に説明する
計算を行うことにより、自動追跡先端点ＰｃＮの進行方
向を求める。自動追跡先端点ＰｃＮの座標を（ｘ，ｙ）
として候補点（ｘ＋ａ，ｙ＋ｂ）におけるグラジエント
ｇｒａｄｒ＝（ｒ_x+a，ｒ_y+b）・・・式（４）を計算
する。これは前述とほぼ同様の理由によって輪郭線に対
する法線となっていると考えることができる。

【００７０】このグラジエントに垂直な２方向のうち、
ＰｃＮから遠ざかる方向を求め、それを輪郭線の進行方
向とする。即ち、このグラジエントに垂直な２方向を表
すベクトルＶ１、Ｖ２は、

【数２０】と表すことができる。また、ＰｃＮから候補点に到るベ
クトルＶ３は、

【数２１】であるから、ＰｃＮから遠ざかる方向のベクトルＶ１あ
るいはＶ２はベクトルＶ３との内積の値が正となるベク
トルとして抽出することができる。即ち、Ｖ１・Ｖ３＝−ａｒ_y+b＋ｂｒ_x+a＞０ならばＶ
１、Ｖ２・Ｖ３＝ａｒ_y+b−ｂｒ_x+a＞０ならばＶ
２がＰｃＮから遠ざかる方向のベクトルである。これを
全てのＰｃＮ＋１の候補について行い全ての輪郭線の方
向を示すベクトルを計算する。図１３は以上の計算によ
って求められるベクトルを、進行方向１、２として示し
たものである。

【００７１】これで輪郭線の方向が求められた。次に輪
郭線の抽出であるが、分岐点における輪郭線がいかなる
曲線であっても、小さな範囲において直線と見なせるか
ら輪郭線の方向を示すベクトルＶ１、又はＶ２と同方向
であって、オペレータが表示装置上で見やすい大きさの
ベクトル、または直線を表示装置上に表示すればよい。
あるいは、厳密には、輪郭線の方向が求められたのであ
るから、自動追跡を行うことができるから、やはりオペ
レータが表示装置上で見やすい長さが得られるまで、自
動追跡先端点ＰｃＮを前述の方法で計算し、その結果得
られる曲線を表示装置上に表示すればよい。

【００７２】ところで、候補点は複数になるとは限らな
い。一本道の輪郭線で急激に曲がるような箇所では、周
辺のグラジエントの分布の第２主成分の分散が大きくな
り、Ｓ１５において、ｙｅｓ（分岐点）と判定されるこ
とがある。しかし、そのような場合は、候補点は１つと
なるから、分岐点と判定されたにもかかわらず、候補点
が１つの場合は、オペレータの選択を待つことなく、一
意的に追跡方向が選択される。

【００７３】以上のようにして、本発明の画像切抜き処
理の全体処理が行われる。このような切抜き処理は複数
の副処理の集合体であり、個々の副処理は本実施例によ
って説明された全体処理の中でのみ用いることのできる
処理ではなく、その他に個々の副処理を適用できる多く
の実施例を考えることができる。例えば、図７の流れ図
で示した輪郭線の方向演算処理、分岐点の存在の識別演
算処理は、本実施例ではコマンドＭ等の他の処理モード
とともに存在するコマンドＡの処理として位置付けられ
ているが、コマンドＡの処理と他の処理とは全く独立し
ており他の処理が如何なる処理であっても影響を受け
ず、従って如何なる処理とも組み合わせることができ
る。図７の流れ図で示す本発明は、このように如何なる
処理とも組み合わせることができ、それらも本発明に含
まれることは言うまでもない。

【００７４】また、本実施例においては、画像データが
単色であるかのように説明したが、多色に応用すること
は本実施例の説明から容易である。例えば、それぞれの
色についてグラジエントの絶対値を算出して、その値の
最も高い色を選択することができる。追跡が１ステップ
進む毎にこの選択を行うことにより、常に、エッジの最
もはっきりと現れた色を用いることができる。また例え
ば、識別演算処理において、各色画像データにおいて分
岐点の存在に関する異なる判定結果が出た場合に、一色
でも分岐点有りと判定された場合は自動追跡を停止する
というように構成することも出来るし、多数決で判定す
ることもできる、また、全色で分岐点有りと判定された
場合のみ自動追跡を停止するように構成することもでき
る。

【００７５】ところで輪郭線は、輪郭線内側の画素と輪
郭線外側の画素との、２つの集合に画素を分ける線であ
ることを本明細書の初めの方で述べた。従ってその意味
からは、本発明の方法で抽出された輪郭線上の画素は厳
密には輪郭線に接する画素である。この輪郭線の画素を
どちらの集合に含めるかは、画像切抜きの用途や目的に
応じて任意に決定することができる。

【００７６】

【発明の効果】以上のとおり本発明による画像の切抜き
方法及び装置では、輪郭線上の１点を開始点Ｐｓとして
与えることにより、オペレータがカーソルで誘導する方
向へ輪郭線を自動追跡するようにしたため、オペレータ
による輪郭線上の点の指定を省略できオペレータの作業
効率が極めて向上する。また、輪郭線上に分岐点が存在
する等で輪郭線の方向が明確でない場合においては自動
追跡を停止してオペレータによる目視誘導方向に半自動
で輪郭線を追跡できるから、迷い込み等による追跡の失
敗がなく、極めて正確に絵柄の輪郭線を決定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による輪郭線決定方法を利用した画像切
抜き機能を持つ画像レイアウト装置の基本構成を示すブ
ロック図。

【図２】図１に示す画像レイアウト装置による画像レイ
アウト処理の手順を示す流れ図。

【図３】図１に示す装置によって画像切抜き処理を行う
場合の表示画面を示す図。

【図４】一般的な輪郭線決定作業における表示画面図。

【図５】本発明による輪郭線決定作業における表示画面
図。

【図６】本発明の輪郭線決定方法を利用した画像切抜き
処理の手順を示す流れ図。

【図７】本発明の輪郭線決定方法の基本となる輪郭線の
方向演算、輪郭線上の分岐点の存在を識別する演算等の
処理を示す流れ図。

【図８】図７に示す演算処理の原理を示す図。

【図９】図７に示す演算処理の対象となる画像の一例に
おいて、迷い込みの発生した様子を示す図。

【図１０】図７に示す演算処理の対象となる画像の一例
において、分岐点の存在しない輪郭線（ａ）及び分岐点
の存在する輪郭線（ｂ）の場所を示した図。

【図１１】図１０における分岐点の存在しない輪郭線
（ａ）上の点の周辺及び分岐点の存在する輪郭線（ｂ）
上の点の周辺におけるにグラジエントを示すベクトルの
図。

【図１２】オペレータがカーソルで指示する誘導点、そ
の周りの指定領域及び輪郭線の関係を説明する図。

【図１３】輪郭線の方向を示すベクトルの図。

【符号の説明】

１スキャナ２入力ドラム３出力ドラム４原稿５制御装置６作図機７ポインティング装置８コマンド指示部９割付台紙１０表示装置１１画像表示部１２コマンド表示部１３入力装置１４メモリ１５輪郭線１６分岐点１７域外点１８誘導点１９指定領域２０絵柄２１候補点１、２２２進行方向１、２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル画像データ中にある絵柄の切抜
き方法であって、絵柄の輪郭線上の１点を開始点として
自動的に輪郭線を追跡すると同時に、追跡先端画素の周
辺の画素の画像データから迷い込みの発生しそうな箇所
を計算し、迷い込みの発生しそうな箇所である場合は輪
郭線の自動追跡を停止する、ことを特徴とする画像切抜
き方法。
【請求項２】上記画像データから迷い込みの発生しそう
な箇所を計算する方法は、追跡先端画素の周辺の画素の
画素データから、画素のグラジエントデータを計算し、
そのデータについて原点をデータの中心とする主成分分
析を行い、第２主成分の分散の大きさから追跡続行の可
否判定を行うことを特徴とする請求項１記載の画像切抜
き方法。
【請求項３】ディジタル画像データ中にある絵柄の切抜
き装置であって、絵柄の輪郭線上の１点を開始点として
自動的に輪郭線を追跡すると同時に、追跡先端画素の周
辺の画素の画像データから迷い込みの発生しそうな箇所
を計算し、迷い込みの発生しそうな箇所である場合は輪
郭線の自動追跡を停止する、ことを特徴とする画像切抜
き装置。
【請求項４】上記画像データから迷い込みの発生しそう
な箇所を計算する方法は、追跡先端画素の周辺の画素の
画素データから、画素のグラジエントデータを計算し、
そのデータについて原点をデータの中心とする主成分分
析を行い、第２主成分の分散の大きさから追跡続行の可
否判定を行うことを特徴とする請求項１記載の画像切抜
き装置。