JPS6180367A - 線画像折線近似処理方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像処理装置等における線画像折線近似処理方
式であって、特に塗りつぶし領域を含む線画像の線の部
分を折線近似し、また塗りつぶし領域の情報を領域内の
すべての点の座標値または輪郭点系列として抽出し記録
可能にした線画像折線近似処理方式に関するものである
。

（技術の背景と問題点〕 第１６図は本発明が処理対象とする画像の例を示す。

従来２例えば円を多角形で近似するというように、線図
形を自動的に折線近情してデータを入力するシステムが
知られている。例えば、第１６図（イ）図示のような設
計図面や、第１６図（ロ）図示のような地図等は、折線
近似することにより。

意味あるデータの圧縮が可能であり、その折線近似デー
タは１画像の認識や画像の加工などにおいて利用するこ
とも可能である。

しかし９例えば第１６図に示すような塗りつふし領域Ｂ
を含んだ図形について、線の部分と塗りつぶし領域Ｂと
を明確に区別して抽出することは困難であり、塗りつぶ
し領域Ｂを含む線図形から。

その細線部の折線近似データを抽出すると共に。

塗りつぶし領域Ｂの座標データまたはそれらの連結情報
を折線近似処理の一貫として抽出することが望まれてい
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点の解決を図り、塗りつぶしＭ域を含
む線画像の線の部分を折線近似し、併せて塗りつぶし領
域に関する情報を効率的に抽出する線画像折線近似処理
方式を提供する。そのため。

本発明の線画像折線近似処理方式は、塗りつぶし領域を
含む線図形から構成された２値画像について折線近似を
行う線画像折線近似処理方式であって１幅をもった画像
を順次細めていく処理を実行する細線化処理部と、該細
線化処理部による細線化処理の反復の途中において所定
のマスク処理を施し塗りつぶし領域を検出する塗りつぶ
し領域抽出部と、上記細線化処理部による出力結果に対
し所定のマスク処理によって細線化された線図形の端点
および分岐点を抽出する端点分岐点抽出部と。

該端点分岐点抽出部によって得られた端点または分岐点
から連結画素をたどって次の端点または分岐点に達する
までの間を折線化する処理を繰り返すことにより画像を
折線化する折線化処理部とを備えたことを特徴としてい
る。

〔作用〕

本発明は、各種設計図面、地図環、線と塗りつぶし領域
表で構成された２値画像について、細線化を施し、細線
化処理内の反復の途中で細線化処理を一旦停止し、所定
のマスク処理を施すことによって塗りつぶし領域を検出
し、必要に応じて検出された塗りつぶし領域の輪郭線を
輪郭追跡によって求め、その後、細線化処理を再開して
細線化画像を得る。そして、マスク処理によって細線図
形の端点および分岐点を求めて記録し、端点または分岐
点から次の端点または分岐点に達するまでを弧として、
その内部を折線化する処理を繰り返し、これにより全画
像を折線化する。

以上により１例えば第２図（イ）図示のような２値原画
データから、第２図（ロ）図示のような折線データＤが
得られることになる。また、第２図（ロ）に示す塗りつ
ぶし領域Ｂに関する情報も得られる。この塗りつぶし領
域Ｂに関する情報は。

塗りつぶし領域内に含まれる点座標の集合として得るこ
とができ、また輪郭点系列として得ることもできる。

〔実施例〕

以下９図面を参照しつつ、実施例に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例構成、第３図は細線化処理を
説明するための図、第４図は細線化処理部の処理フロー
チャート、第５図は塗りつぶし領域抽出に用いられるマ
スクの例、第６図は抽出された塗りつぶし領域の例、第
７図は塗りつぶし領域抽出部の処理フローチャート、第
８図は抽出された塗りつぶし領域についての後処理説明
図、第９図は端点および分岐点を抽出するマスクの例。

第１０図ないし第１３図は折線近似処理を説明するため
の図、第１４図は折線近似処理のフローチャート、第１
５図は本発明による処理態様の例を示す。

第１図において、１はメモリに予め用意された命令をフ
ェッチして実行することにより処理の制御を行う制御部
、２は画像を走査し例えば光の強弱により画像情報を２
値化する画像スキャナ、３は２値原画データが格納され
る２値画像メモリ。

４は幅をもった画像を順次細めていく処理を実行する細
線化処理部、５は塗りつぶし領域を抽出する塗りつぶし
領域抽出部、６は細線化された線図形における端点およ
び分岐点を抽出する端点分岐点抽出部、７は細線化され
た線図形について折線近似を行う折線化処理部、８は各
処理部が中間処理データを格納し使用する作業用メモリ
、９は抽出された折線データや塗りつぶし領域に関する
データが格納される結果格納メモリを表す。

画像スキャナ２により２値原画データが２値画像メモリ
３に格納され、このデータについて折線近似を行うとき
、制御部１は、まず細線化処理部４を起動する。細線化
処理部４は９幅をもった画像を順次細めていき１幅が最
終的に「１」になるようにする細線化処理を実行するが
、この細線化処理は、従来知られている処理と同様のも
のでよい。即ち１例えば背景を白、処理しようとしてい
る線部分を黒とすると、黒画素の外側（背景との境界部
）から１画素ずつ除去していき、最後にこれ以上除去で
きない状態で残った部分を細線パターンとする。従って
、細線化処理部４は、全画面を走査して、該当する画素
を除去するという処理を反復して施すことになる。

ところで、細線化処理部４による細線化処理の反復を途
中で停止させると、既に細線化されてそれ以上細められ
ない部分と、まだ細めることができる部分とが存在する
ことになる。第３図（イ）は、細線化処理を行う前の２
値原画、第３図（ロ）は、細線化処理途中における画像
データ、第３図（ハ）は、細線化処理終了後の画像デー
タを示している。第３図（ロ）かられかるように、細線
化処理を途中で停止させることにより、細線化が済んで
しまった部分と、まだ細線化が終了していない部分とを
識別することができる。

本発明は、この点に着目し、細線化処理の反復の途中に
おいて細線部と塗りつぶし領域との識別を行う。即ち、
細線化処理反復の途中において。

さらに細め処理を続行することができる部分を塗りつぶ
し領域と判断する。細線化処理を停止する回数の分だけ
、異なった線幅の個所を見つけることも可能である。

第４図は細線化処理部による処理をフローチャートの形
で表したものである。細線化処理部４は。

まず処理１１によって外側の画素を除去する細め処理を
実行する。そして、処理１２による判定により、塗りつ
ぶし領域を抽出するか否について判定する。この判定は
９例えば予め定められた回数の細め処理の実行、または
予め定められた細線化の度合を基準として行われる。塗
りつぶし領域を抽出する場合には、処理１３により、後
述する塗りつぶし領域の抽出処理を実行する。そして、
処理１４により、除去可能な画素がまだあるか否かを判
定し、まだ除去すべき画素がある場合には。

同様に処理１１以下を繰り返す。

塗りつぶし領域の抽出処理は２例えば予め指定された回
数目で細線化処理を一旦停止して行われるが、これは塗
りつぶし領域抽出部５により２例えば次のように実行さ
れる。

まず第５図（イ）図示のような３×３画素のウィンドウ
を想定し、このウィンドウの中心に黒画素がくるように
する。このとき、第５図（ロ）ないし第５図（ニ）図示
のパターン（これらの鏡像または回転パターンも含む。

以下同様。）に該当すれば、そのウィンドウの中心画素
は塗りつぶし領域に含まれていると判断する。そして、
その中心画素の画素値を「３」に置き換える。

全画面について、上記３×３のマスク処理が終ねった時
点で、後処理として、第５図（ホ）図示のパターンに該
当するものをさらにｒ３Ｊに書き換える。これは９画素
値「１」の周囲に「０」または「３」しか存在しない場
合、それを塗りつぶし領域とみなすためである。

全画面を走査することにより１例えば第６図（イ）図示
のように９画素値「３」の部分が塗りつぶし領域Ｂとし
て抽出されることになる。この全点を記録してもよいし
、また周知の輪郭追跡により２例えば第６図（ロ）図示
のように輪郭点系列を抽出して２輪郭のみを記録しても
よい。

以上の塗りつぶし抽出の処理をまとめると、第７図図示
の如くになる。まず、３×３マスク処理２０によって全
面走査を行い、その後、第５図（ホ）図示パターンによ
るマスク後処理２１を行う。

そして、塗りつぶし領域を全点記録しない場合には、処
理２２により９輪郭追跡を行い、塗りつぶし領域の輪郭
点系列を得る。最後に処理２３により、第１図図示結果
格納メモリ９に、抽出結果を格納する。

後に行う折線近似処理において、塗りつぶし領域を折線
近似処理の対象に含めるか否かについて予め選択できる
。以下、塗りつぶし領域を折線近似処理の対象に含める
場合を第１のモード、含めない場合を第２のモードとい
う。どちらのモードにするかは、用途により予め設定さ
れるようになっており、このモード設定に従って、塗り
つぶし領域を抽出した段階で以下の処理を実行する。

第２のモードの場合、領域の輪郭上にあって。

かつ画素値「１」に接している画素値「３」の点（以下
、境界点という）を除いて、塗りつぶし領域を画面から
消去する。即ち、境界点を除く画素値「３」の部分を画
素値「０」にする。

上記第１のモードおよび上記第２のモードのいずれの場
合にも、境界点にある画素値「３」の部分を画素値「４
」に変更する。第８図は、第１のモードにおける境界点
処理後の画像データの例である。図示黒丸部分が境界点
であって、境界点における画素値が「４」に書き換えら
れている。

この処理の後、一旦停止していた細線化処理が再開され
、細め処理の繰り返しにより、線幅が「１」の画像が生
成される。

折線近似処理を行うにあたり、まず第９図図示のマスク
により、細線パターン中の端点および分岐点の検出を行
う。第９図（イ）は端点抽出用マスクの例であり、第９
図（ロ）は分岐点抽出用マスクの例である。なお、これ
らのマスクパターンは、マスクパターンにおりる「１」
の部分の画素値が１０」以外の値、即ちｒｌＪ、ｒ３Ｊ
、ｒ４」のいずれかに対応する場合に、中心の画素が端
点または分岐点とされるものであることを示している。

もちろん、これらのパターンの鏡像および回転形も含ま
れる。これらのマスクパターンに該当した中心画素の値
は、「２」に書き換える。

次に画面を走査することにより２画素値「２」または「
４」の点を探す。そして、見つけた「２」または「４」
の点から連結している画素値「１」または「３」の点を
探し、順次たどっていって。

例えば第１０図（イ）ないしくハ）図示のように。

次に画素値「２」または「４」が現れるまでを１つのバ
スとして登録する。なお、第１０図（ハ）図奈のように
１画素値「３」のバスが登録されるのは、第１のモード
が選択されている場合である。

見つけられたバス上の画素値「１」または「３」の点は
、処理の重複を避けるため３画素値を［０」にして消去
する。また２周囲に「１」が存在しなくなった画素値「
２」の点、即ち、探索が終了した分岐点についても、こ
の点を画素値ｒＯＪにして消去する。

次に上記処理によって得られた各バスについて。

以下のように折線近似を施す。

例えば第１１図に示すようなバスについて、Ｐ点からＱ
点まで折線近似を行う場合、Ｐ点からＱ点に達する各点
について弧ＰＱと弦ＰＱとの最大距離りを計算する。そ
して、距離りと所定の閾値Ｈとを比較し、その大小によ
って９次の処理を行う。

■　ｈ＞Ｈのとき、対応するＲ点について、これを折線
の屈折点とし、同様に弧と弦との距離をチェックしてい
く。

■　ｈ≦Ｈのとき１弦ＰＱを弧ＰＱの折線近似として採
用する。

このように処理することによって、どの折線についても
、弧との距離が闇値Ｈ以下であることが保証されること
になる。

第１１図で説明したＱ点の初期設定の方式はいくつかあ
り、予めモードにより定めることができる。

第１の方式は２例えば第１２図（イ）に示すように、Ｐ
点およびＱ点をバスの両端として設定する方式である。

この方式は近似精度がよいが、他に比べて時間がかかる
。

第２の方式は、第１２図（ロ）図示のように。

Ｐ点をバスの１端とし、Ｑ点はバス上で、ある画素数だ
け離れた点として設定する。この方式では。

Ｑ点を簡単に定めていくことができる。

第３の方式は、第１２図（ハ）図示のように。

バスの全長を等分した点をＱ点とする方式である。

この方式によれば、ある折線のベクトルの長さが。

他のものに比べて著しく長いというようなものをなくす
ことができる。

第１３図（イ）は、塗りつぶし領域Ｂを折線近似の対象
としない第２のモードにおける最終的な画像データを示
しており、第１３図（ロ）は、塗りつぶし領域Ｂ内につ
いても折線近似の対象とした第１のモードにおける最終
的な画像データを示している。第１３図（ロ）における
折線データＤ中、ＤＩは細線部折線を、Ｄ２は塗りつぶ
し部折線を表している。このように、折線近似がすべて
終了した時点では１次のような状態になっている。

■　すべての細線部は、折線近似データになっている。

■　塗りつぶし領域Ｂと細線部との境界点は、必ず折線
の端点となっている。

■　塗りつぶし領域内も折線近似の対象に含めた場合に
は、他の細線部の折線データと、塗りつぶし部の折線デ
ータとは、パス探索の際における画素値の違い（画素値
「１」と「３」）から区別できる。

折線近似の処理概略を示すと、第１４図図示の通りであ
る。まず処理３０により、塗りつぶし領域と細線部との
境界点を検出し、その画素値を変更する塗りつぶし境界
処理を実行する。なお、該処理は２通常、細線化の途中
でなされる。次に処理３１により、端点（分岐点を含む
）の抽出が行われる。その後、処理３２により、各端点
が見つけられ、処理３３によって、第１０図に示したよ
うなパス探索がなされる。さらに、処理３４により１例
えば第１１図で説明したような折線化の処理がなされる
。処理３２ないし処理３４を画像の全面について実行し
、処理を終了する。

第１５図は、第１図図示実施例による画像データに関す
る処理態様の例を示している。第１５図（イ）は、２値
画像メモリ３に格納された２値原画であり、斜線が施さ
れた部分は画素値が「１」。

他の部分は画素値がｒＯＪになっている。

第１５図（ロ）は、細線化処理の途中で塗りつぶし領域
の抽出がなされた後のデータの例である。

細線部である画素値「１」の部分と、塗りつぶし領域内
の画素値「３」の部分と、境界点である画素値「４」の
部分とが示されている。

第１５図（ハ）には、細線化処理の終了時におけるデー
タの例が示されている。この例では、塗りつぶし領域内
についても折線近似の対象とする第１のモードが選択さ
れており、最終的に画素値「３」の部分についても２画
素値「１」の部分と同様に細線化がなされている。

第１５図（ニ）は、第１５図（ハ）図示のデータについ
て折線化処理を行った後のデータの例を示している。折
線データは、細線ベクトルＶ１と塗りつぶしベクトルｖ
２とに区別される。なお。

塗りつぶし領域Ｂに関するデータについては１例えば第
１５図（ロ）に示した状態で別に保存さ、れる。以上の
データの読み出し、更新、格納は、第１図図示２値画像
メモリ３９作業用メモリ８および結果格納メモリ９等を
用いて行われ、結果は必要に応じて、外部記憶装Ｎ（図
示省略）に出力される。

〔発明の効果〕

以上説明した如く２本発明によれば、塗りつぶし領域を
含む線画像の線の部分を折線近似すると共に、その折線
近似を行うための細線化処理の途中で効率的に塗りつぶ
し領域の情報を抽出することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成、第２図は本発明の詳細
な説明するための図、第３図は細線化処理を説明するた
めの図、第４図は細線化処理部の処理フローチャート、
第５図は塗りつぶし領域抽出に用いられるマスクの例、
第６図は抽出された塗りつぶし領域の例、第７図は塗り
つぶし領域抽出部の処理フローチャート、第８図は抽出
された塗りつぶし領域についての後処理説明図、第９図
は端点および分岐点を抽出するマスクの例、第１０図な
いし第１３図は折線近似処理を説明するための図、第１
４図は折線近似処理のフローチャート、第１５図は本発
明による処理態様の例、第１６図は本発明の処理対象と
なる画像の例を示す。 図中、１は制御部、４は細線化処理部、５は塗りつぶし
領域抽出部、６は端点分岐点抽出部、７は折線化処理部
を表す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塗りつぶし領域を含む線図形から構成された２値画像に
   ついて折線近似を行う線画像折線近似処理方式であって
   、幅をもった画像を順次細めていく処理を実行する細線
   化処理部と、該細線化処理部による細線化処理の反復の
   途中において所定のマスク処理を施し塗りつぶし領域を
   検出する塗りつぶし領域抽出部と、上記細線化処理部に
   よる出力結果に対し所定のマスク処理によって細線化さ
   れた線図形の端点および分岐点を抽出する端点分岐点抽
   出部と、該端点分岐点抽出部によって得られた端点また
   は分岐点から連結画素をたどって次の端点または分岐点
   に達するまでの間を折線化する処理を繰り返すことによ
   り画像を折線化する折線化処理部とを備えたことを特徴
   とする線画像折線近似処理方式。