JPS6140683A - 輪郭追跡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 本発明は、文字、図形等の画像入力を白黒２値化して入
力パターンを求め、この入力パターンを標準パターンと
照合して、未知文字等を認識するパターン認識技術に関
連し、殊に本発明は、前記パターン照合の前処理段階等
において、入力パターンの輪郭を高速度で追跡する輪郭
追跡装置を提供するものである。

〈発明の背殴〉 従来のこの種装置は、第１１図に示す如く、文字、図形
等をＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅｄ−ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖ
ｉｃｅ）より成るカメラ５１にて画像化し、この画像入
力を２値化回路５２で白黒２値化して入力パターンを求
め、この入力パターンを画像メモリ５３へ格納した後、
画像メモリ５３中の入力パターンにつき、輪郭追跡回路
５４を動作させて、輪郭線の追跡処理を実行している。

この輪郭追跡処理は、画像メモリ５３上に第１２図に示
すマスク５５を設定してこれを所定方向（図中矢印で示
す）へ走査し、各画素につきその画素データＳおよびそ
の周囲４方向近傍の画素データＳｏ、％ｌ　Ｓ３をチェ
ックし、そのデータ構成に基づき追跡開始点Ａを求めた
後、入力パターンの輪郭黒画素を所定方向へ順次追跡し
てゆく。

第１３図は第１２図のパターン部分５６を拡大して示し
である。同図において、今輪郭黒画素Ｂｏ　　からつぎ
の輪郭黒画素Ｂが追跡された段階を想定すると、つぎに
続く輪郭黒画素は、まず追跡方向に対し左手９０度に位
置する画素Ｂ６につきデータ内容がチェックされ、これ
に続いて画素Ｂ５．Ｂ４．Ｂ３の順で次々にデータ内容
がチェックされる。その結果、黒画素データ「１」をも
つ画素Ｂ３が検出されると、これをつぎの輪郭黒画素と
定め、更に同様の輪郭追跡処理を繰返し実行するもので
ある。従って上記の例においては、輪郭黒画素Ｂ３　を
検出するのに、合計４画素アクセスすることが必要とな
る。

かくしてこの従来方式によれば、追跡開始点を検出する
のに、マスクの各走査位置毎に５画素アクセスし、更に
隣接する輪郭黒画素を検出するのに、平均４画素（最大
８画素、最小１画素）アクセスする必要があり、輪郭追
跡の処理時間が著しく長くなり、これがパターン認識効
率を低下させる原因となっている。

〈発明の目的〉 本発明は、入力パターンの輪郭追跡を高速化する新規装
置を提供し、もって輪郭追跡処理時間の短縮、更にはパ
ターン認識効率の向上をはかることを目的とする。

〈発明の構成および効果〉 上記目的を達成するため、本発明では、文字、図形等の
画像入力を白黒２値化して入力パターンを求め、この入
力パターンの各構成画素につきその周囲８方向近傍の画
素データを求めた後、この画素データ構成に基づき入力
パターンの輪郭黒画素を検出すると共につぎの輪郭黒画
素位置の座標を求め、各輪郭黒画素に対応して前記座標
を順次格納して、第１図（３）に示すような次画素座標
画像（図中、矢印は次画素を示す）を生成するようにし
た。

本発明によれば、画像入力と同時に入力パターンにおけ
る輪郭黒画素の検出並びに、つぎの　　　　（１輪郭熱
画素位置の座標の検出が可能であると共に、次画素座標
画像の各座標をチェックするだけでつぎの輪郭黒画素位
置を簡単に把握できるようになった。従って輪郭黒画素
を追跡するのにその都度１回アクセスすれば足り、従来
方式に比較して、輪郭追跡の処理時間を大幅に短縮でき
、パターン認識の効率向上に貢献する等、発明目的を達
成した顕著な効果を奏する。

〈実施例の説明〉 第１図および第２図は、本発明にかかる輪郭□追跡装置
の全体概略構成を示す。図中、ＣＣＤより成るカメラ１
は、文字、図形等を光学的に読み取って画像入力を得る
。２値化回路２は画像入力信号を所定のスレシュホール
ドレベルに基づき２値化し、白黒画画素より成る入力パ
ターンを求める。第３図（１）は２値化された入力パタ
ーン（図中、斜線部分が黒画素を示す）を２次元的に示
したものであり、との入力パターンは縦横各２５６ビツ
トの画素にて構成されている。ノイズ除去部３は、入力
パターンに含まれるノイズ部分（第３図（１）中、符号
ｎで示す）を除去するための回路であり、その結果、第
３図（２）に示す如く、ノイズ除去（破線部）された滑
らかな輪郭の入力パターンを得る。次画素座標生成部４
は、入力パターンにおけるつぎの輪郭黒画素位置の座標
を生成するための回路であり、各輪郭黒画素に対応して
次画素座標を生成して、画像メモリ５に順次格納してゆ
く。佑３図（３）は。

次画素座標（図中、矢印は次画素を示す）が連鎖的に連
なって形成された次画素座標画像を示している。上記の
画像入力、ノイズ除去、次画素座標の生成、画像の形成
の一連の処理は、ビデオ信号レートで実行され、しかる
後に、輪郭追跡部６が前記次画素座標画像を用いて、入
力パターンの輪郭追跡処理を実行する。

第１図および第４図は、上記ノイズ除去部３および次画
素座標生成部４の詳細を示している。

まずノイズ除去部３は、３段に直列接続きれた夫々２５
６ビツトのシフトレジスタ７．８゜９と、各シフトレジ
スタ？、８．９の所定３ビツトの画素データ（Ｎ＋　＊
　Ｎ２・Ｎｓ　）　（Ｎｏ　、　Ｎｓ　。

Ｎ４’）　（Ｎｔ　＋　Ｎａ　＋　Ｎ５）に韮ってアド
レス指定されるノイズ除去テーブルが格納されたテーブ
ルメモリ１０とから構成されている。このノイズ除去テ
ーブルは、中心画素データＮ８　　およびその周囲８方
向近傍の画素データＮｏ、、、Ｎ、　　（以下「周囲画
素データ」という）が所定の合法パターンを形成するか
否か、或いはそれ以外のパターン（例えば違法パターン
）を形成するか否かを判別して、中心画素データＮ８　
　がノイズか否かを識別するためのものである。そして
中心画素データＮ８がノイズであるとき、その黒画素デ
ータ「１」を消去すべくテーブルメモリ１゜より白画素
データ「０」が出力される。尚前記の合法パターンは、
中心画素データＮ８　　が黒画素データ「１」であり肚
つ３個の周囲画素データＮ。＋　ＮＩ　＋　Ｎ２　ｓま
たはＮ２．Ｎ３．Ｎ４．またはＮ４　＊　Ｎ５　＋　Ｎ
６　＋またはＮ６．Ｎ７．Ｎ８　　が黒画素データ「１
」である場合のパターン構成をいい、また違法パターン
は、中心画素データＮ８　　が黒画素データ「１」であ
って、周囲画素データＮ。

〜Ｎ７　　が前記合法パターンにおけるデータ構成をと
らない場合のパターン構成をいう。

第５図は上記ノイズ除去方法をフローチャートとして示
したものであり、まずステップ３１において、シフトレ
ジスタ７．８．９に入力パターンの３行に亘る構成画素
データがセットされ、つぎのステップ３２で各シフトレ
ジスタの所定ビットの画素データＮｏ＃Ｎ８がテーブル
メモリ１０に入力される。そして中心画素データＮ８　
　が白画素データ「０」のとき、ステップ３３が＠ＮＯ
″であり、テーブルメモリ１０から自画素データｒＯＪ
が出力される（ステップ３４）。

一方中心画素データＮ８　　が黒画素データ「１」のと
き、ステップ３３．がＹＥＳ″となり、つぎのステップ
３５において、中心画素データＮ８およびその周囲画素
データＮｏ、−、Ｎ７が合法パターンを構成するか否か
が判別される。その結果、合法パターンであるとの判定
（ステップ３６が“ＹＥＳ”）により、テーブルメモリ
１０から黒画素データ「１」が出力される（ステップ３
７）。　　　Ｉ一方ステップ３６の「合法パターンか」
の判定が”ＮＯ”のとき、テーブルメモリ１０からノイ
ズ除去用の白画素データｒＯＪが出力される（ステップ
３８）。かくてステップ３８におけるテーブルメモリ１
０の出力によって画素データが変換され、これにより入
力パターンに含まれるノイズの除去が実行される（ステ
ップ３９）。

尚ステップ３１〜３９の処理フローは、シフトレジスタ
７．８．９のシフト動作と共に、入力パターンの全画素
データにつき実行される。

つぎに次画素座標生成部４は、上記ノイズ除去部３と同
様の構成の３段シフトレジスタ１１．１２．１３と、各
シフトレジスタ１１，１２．１３の所定ビットの画素デ
ータ（Ｄｌ、Ｄ２゜ＤＢ）（Ｄｏ、ＤＢ、Ｄ４）（Ｄ７
．Ｄｏ、Ｄ５）ニよッてアドレス指定される座標変位生
成テーブルが格納されたテーブルメモリ１５（第６図に
示す）とを含み、このテーブルメモリ１５は、中心画素
データＤ８　　および周囲画素データＤｏ＃Ｄ、のパタ
ーン構成に応じて、変位ｄＩ、ｄＪ　を含むデータを出
力する。この変位ｄＩ　は、第７図に示す如く、ある輪
郭黒画素（図中、＊印で示す）に対する画像空間上での
横方向の変位（相対座標）を示し、また変位ｄ）は、前
記ある輪郭黒画素に対する画像空間上での縦方向の変位
（相対座標）を示すものである。夫々変位ｄＩ、ｄＪは
、第５１図に示す加算部１６．１７にて中心画素の■座
標およびＪ座標に加算されて、つぎの輪郭黒画素の■座
標およびＪ座標が算出された後、その算出結果は画像メ
モリ５へ次画素座標画像の構成データとしてセットされ
る。

第８図は上記データの全体構成を示しており、第０〜１
５ビツト目に次画素座標がセットされ。

第１６．ビット目および第１７ビツト目に輪郭点である
か否か、輪郭点追跡済であるか否かの２値データがセッ
トされる。

尚中心画素が輪郭点であるための必要十分条件は、前記
中心画素データＤＢが黒画素データ「１」であり且つ周
囲画素データＤｏ、Ｄ２．Ｄ４、Ｄｏ　　のいずれもが
白画素データ「０」若しくは黒画素データ「１」でない
場合をいい、従ってデータの第１６ビツト目は、画素デ
ータＤｏ〜ＤＢ　　がこの条件を充足するか否かによっ
てそのデータ内容が設定される。

上記次画素座標生成回路１４の出力データは。

画像メモリ５に順次格納され、その結果、画像メモリ５
には第１図（３）に示す次画素座標画像が生成される。

この次画素座標画像は、黒画素データの対象領域を右（
または左）に見ながら入力パターンの輪郭線を追跡する
とき、つぎの輪郭黒画素位置の座標を含むデータを各輪
郭黒画素位置に対応させて連鎖状に設定したものであり
、前記輪郭追跡部６は画像メモリ５中の画像を走査して
追跡開始点を検出した後、次画素座標を手がかりに輪郭
線の追跡を実行する。

第９図は輪郭追跡部６の回路構成例を示し、第１０図は
その輪郭追跡動作を示す。図中、セレクタ１８は画像メ
モリ５における輪郭追跡開始点アドレス５ＡＤＲまたは
現追跡点アドレスＴＡＤＲを選択するための回路であり
、レジスタ１９はセレクタ２０の選択出力をセットし画
像メモリ５へ出力する回路である。

然して第１０図のフローチャートにおいて、まずステッ
プ４１で輪郭追跡開始点検出アドレスＡ　Ｄ　Ｒ７５（
初期化され、つぎのステップ４２で、画像メモリ５の走
査を開始して１次画素座標画像の追跡開始点アドレス５
ＡＤＲが検出される。

そしてステップ４３で画像メモリ５の全面が走査された
か否かをチェックし、この場合、その判定は“ＮＯ″と
なるから、ステップ４４へ進み、次画素座標画像におけ
る次画素のＩ座標およびＪ座標を参照してつぎの隣接追
跡点アドレスＴＡＤＲを検出する。そしてつぎのステッ
プ４５では、次画素座標画像の対応画素データの追跡部
フラグを「１」にセットした後、前記隣接追跡点アドレ
スＴＡＤＲをＲＡＭ等のメモリ（図示せず）へ格納する
。つぎのステップ４７では、この隣接追跡点アドレスＴ
ＡＤＲが追跡開始点アドレス５ＡＤＲと一致するか否か
を判定しており、“Ｎｏ”　の判定でステップ４４へ戻
り、同様の隣接追跡点アドレスＴＡＤＲの検出処理が繰
返し実行される。かくてステップ４７の判定が°ＹＥＳ
”となったとき、ステップ４８へ進み、追跡開始点アド
レス５ＡＤＲに１加算した値を追跡開始点検出アドレス
ＡＤＲとして、っぎの追跡開始点の検出動作へ移行する
（ステップ４２）。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は輪郭追跡装置の全体概略構成を示
すブロック図、第３図は画像生成過程を説明するための
図、第４図はノイズ除去部および次画素座標生成部にお
ける画素データの流れを示す説明図、第５図はノイズ除
去方法を示すフローチャート、第６図は次画素座標生成
回路のブロック図、第７図は変位ｄ（、ｄＪ　　を説明
するための図、第８図は次画素座標画像の構成データを
説明するための図、第９図は輪郭追跡部の回路構成例を
示すブロック図、第１０図は輪郭追跡処理動作を示すフ
ローチャート、第１１図は従来例の全体構成を示すブロ
ック図、第１２図および第１３図は従来例の輪郭追跡処
理動作を説明するだめの図である。 １・・・カメラ、２・・・２値化回路、４・・・次画素
座標生成部、５・・・画像メモリ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像入力を白黒２値化して入力パターンを得る手段と、
   入力パターンの各構成画素につきその周囲８方向近傍の
   画素データを求める手段と、各構成画素データおよびそ
   の周囲８方向近傍の画素データに基づき入力パターンに
   おける輪郭黒画素を検出すると共につぎの輪郭黒画素位
   置の座標を求める手段と、各輪郭黒画素に対応して前記
   座標を順次格納して次画素座標画像を生成する手段とを
   具備して成る輪郭追跡装置。