JPS62202286A - 画像処理装置の例示装置 - Google Patents

画像処理装置の例示装置

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JPS62202286A
JPS62202286A JP61043976A JP4397686A JPS62202286A JP S62202286 A JPS62202286 A JP S62202286A JP 61043976 A JP61043976 A JP 61043976A JP 4397686 A JP4397686 A JP 4397686A JP S62202286 A JPS62202286 A JP S62202286A
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JP
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illustrating
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JP61043976A
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Chieko Konuma
知恵子 小沼
Miyahiko Orita
折田 三弥彦
Masao Takato
高藤 政雄
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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、物体からの画像を入力し、識別を行々う画像
処理装置に係り、特に、識別対象の領域を入力画像の輪
郭から得られる幾何的形状の特徴の変化・点を指定して
抽出する領域例示支援装置に関する。
〔従来の技術〕
信学会研究会パターン認識と学習研究会(′8510/
18開催)「サンプル図形の提示による画像処理手順の
自動構成方法とその線図形抽出手順構成への適用」など
に示されるようにFA等の分野で、プリント回路基板の
チェックや、薬剤の異物検査等の目視検査を画像処理に
よって自動化しようというニーズが強く、それに対応し
て各種の画像処理装置が開発されている。これらの画像
処理装置は、一般に、入力画像からノイズ除去等の前処
理を行ない、識別対象の領域を抽出し、識別対象を認識
するという手順で処理が行なわれている。
このような画像処理装置では、物体の認識手順やプログ
ラムの開発は、専門家であっても美大な時間を要するも
のである。
特に、前述した処理のうち、入力画像から識別対象の領
域?取り出す、いわゆる、領域分割のプログラム開発が
、画像処理装置のユーザにとって時間を要する作業でも
ある。この入力画像の領域分割に関し、識別対象を含む
領域を指定する領域例示手段を用いて、領域例示内にお
ける識別対象、及び、背景の濃度分布の特徴により抽出
する画像処理装置を本発明者らは既に出願した。しかし
、この装置における領域例示手段は二種類の機能1−か
ない。そのため、単純な形状及び複雑な形状の画像に関
して領域例示を行なう場合、ユーザは、その都度、領域
の輪郭全てをストロークしなければならず、非常に負担
を強いられる。特に、FA等の分野で処理する画像は複
雑な形状が多く、領域の輪郭を何回も例示すると、プロ
グラム開発時の作業効率が極端に低下する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、二種類の機能(〜かない領域例示手段
であり、ユーザ(操作者)が領域例示を行なう場合、多
階調で複雑な形状の入力画像から識別対象を例示するた
め、領域の輪郭全てを誤りなく、かつ、忠実にストロー
クするのけ苦痛な作業である。更に、領域例示を行なう
作業は、画像処理実行中に何回もあり、その都度思考を
必要としない複雑な形状の輪郭全てを単にストロークす
るだけの作業でもある。このような単純作業を画像処理
実行中ずつと行なうことは、非常な負担であり、プログ
ラム開発を続ければ続けるほど作業効率が極端に低下す
るという問題があった。
本発明の目的は、領域例示手段を支援し、ユーザ(操作
者)が、識別対象を含む領域例示を行なう場合、ユーザ
の目視で識別し易い領域輪郭の幾何学的特徴の変化点を
単にポイントするだけで領域を例示できる領域例示の支
援手段を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、対象領域を含む領域例示の支援手段を設定
し、領域例示を行なう場合、領域輪郭例示部で基本的な
幾何図形として折れ線、円、円弧、三角形、多角形、点
、直線を装置内部にもち、識別対象領域の輪郭の幾何学
的特徴の変化点(例えは頂点)をマウス等でポイントし
て領域全抽出し、例示図形編集部で編集機能として作図
、修正、拡大、縮小、削除、移動、回転を装置内部にも
ち、基準点と移動対象点及び移動先点をマウス等でポイ
ントして抽出図形の編集を行なうことにより達成される
〔作用〕
これにより、領域輪郭例示部は、入力画像の対象領域を
例示する場合、ユーザの目視で識別し易い輪郭幾何学的
特徴を示す頂点等をマウス等でポイントする対象領域の
抽出が可能になり、これら抽出図形の編集を行なう例示
図形編集部は、位置を変化させない基準点と移動の対象
となる点及び移動先の点をマウス等でポイントすると領
域例示が可能になる。それによって、ユーザ(操作者)
は、多階調からなる複雑な形状の入力画像でも領域例示
が容易になるので、プログラム開発時の負担が軽減され
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
まず、第2図に本発明の基本となる概念を示す。
第2図における画像処理のアプリケーションとして、薬
剤等の錠剤キズ検査の例を用いる2゜従来は、多階調よ
りなる識別対象(錠剤の傷)の入力画像11に対して、
ユーザは、画像の特徴を示す種々のパラメータを設定す
るため、入力画像内における識別対象(錠剤の傷)を含
む領域を指定する領域例示手段14を設け、入力画像全
体の濃度分布から、領域例示手段14で例示された職別
対象と背景の濃度分布だけに画像の情報量全限定してや
り、識別対象と背景の分離を図る領域分割手段12の条
件設定を試行、評価による条件決定手段15ケ用いて自
動化し、その結果得られた二値画像13を評価していた
1、シかし、この方法による領域例示手段14で、ユー
ザが領域例示を行なう場合、多階調で複雑な形状の入力
画像から、識別対象全例示するため領域の輪郭を誤りな
く、かつ、忠実にストロークするのけ苦痛な作業である
。更に、領域例示を行なう作業は、画像処理実行中に何
回もあり、その都度複雑な形状の輪郭をストロークしな
ければならず、非常に負担を強いられる。
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するため、新た
に領域例示手段14を支援する領域例示の支援手段16
を設け、ユーザが識別対象を含む領域例示を行なう場合
、簡単々操作で領域の例示が可能であり、操作性全大幅
に向上させるものである。
続いて第1図を用いて、本実施例である画像処理装置の
全体構成を説明する。
本実施例は、識別対象を撮像するテレビカメラ21、テ
レビカメラ21のアナログ信号をデジタル信号に変換し
たり、逆にデジタル信号をアナログ信号に変換する信号
変換器22、識別対象の入力多階調画像や二値画像等を
記憶する濃淡及び二値画像メモリ23、濃淡及び二値画
像メモリ23に格納されている入力多階調画像から、濃
度分布の特徴が所定の条件を満たす領域を抽出し、再び
、濃淡及び二値画像メモリ23に二値画像として格納す
る領域分割手段24、領域分割手段24の濃度頻度分布
正規化処理に必要な諸条件を、最適に決定する濃度分布
正規化評価部25、領域分割手段24の局所濃度特徴演
算処理と最終的な二値化に必要な諸条件を、最適に決定
する局所濃度特徴評価部26、濃淡及び二値画像が表示
され、しかも、入力画像内における識別対象を含む領域
を操作者が指定できる領域例示手段27、領域例示を支
援し、識別対象を含む領域の輪郭を例示する領域輪郭例
示部28、輪郭を例示した図形を修正・削除等の編集を
行なう例示図形編集部29、主に全体の管理を行なう例
示管理部30、キャラクタヲ表示するコンソールモニタ
31、操作者がデータを入力できるキーボード32より
構成されている。
尚、第1図の試行・評価による条件決定手段15は、第
2図の濃度分布正規化評価部25、局所濃度特徴評価部
26、例示管理部30(一部)に相当し、第1図の対象
領域を含む領域例示の支援手段16は、第2図の領域輪
郭例示部28、例示図形編集部29に相当する。また、
領域例示手段27(第2図でVi14)けCT(、’r
とタブレット。
マウス等の座標入力装置で構成するのが一般的ではある
が、ディジタイザ、トラックボール、ライトペンとの組
合せ、更に、最近開発されている座標入力装置である入
力一体化平面ディスプレイ等のマンマシン・インターフ
ェースを用いてもよい。
また、キーボードから座標値を直接指定j〜でもよい。
要するに識別対象の領域を例示できる手段であれば何で
もかまわない。
領域分割手段24は、濃淡・二値画像メモリ230入力
画像等の情報から例示管理部30の管理の下で、識別対
象の領域を抽出するものである。
次に、第1図の本実施例における画像処理装置全体の動
作を第3図を用いて説明する。
まず、ステップ41において、コンソールモニタ31に
表示されるメツセージに従って、操作者がテレビカメラ
21に基準画像とすべき識別対象を撮像してキーボード
32から基準画像の取込みを指定する。そうすると、示
管理部30の管理下で、識別対象は信号変換器22を介
して濃淡・二値画像メモリ23に多階調画像として格納
される。
次に、コンソールモニタ31に表示されているメツセー
ジに従って操作者は、領域例示手段27を用いて、領域
例示手段27に表示されている識別対象を見々から、識
別対象の領域とそれを含む背景の領域全領域例示手段2
7の画面を入力装置でポイントすることにより例示ケ行
なう。操作者は、領域輪郭例示部28で識別対象領域の
輪郭の幾何的特徴會示す頂点等の変化点をポイントして
領域を例示し、例示された図形の修正・削除等の編集を
例示図形編集部29で基準点と移動点等をポイントする
ことにより、領域例示手段27を支援する。操作者によ
る領域の例示が終了すれば次に、例示管理部30け、領
域例示手段27で例示された識別対象と背景の例示領域
をそれぞれ記憶し、濃度分布正規化評価部25に対して
、それぞれの領域における単位面積当りの濃度頻度分布
′f算出させ、それを記憶させる。
次ニ、ステップ42で、コンソールモニタ31に表示さ
れているメツセージに従って操作者は、識別対象に照射
される照明や識別対象と背景のコントラスト等を、実際
の職別時に予想される程度に変化させて、再び識別対象
を撮像し、画像取込みの指令ケキーボード32により入
力する。すると、例示管理部30の管理下で、識別対象
の画像が、濃淡・二値画像メモリ23に格納される。次
に、コンソールモニタ31に表示されてイルメツセージ
に従って操作者は、ステップ41と同様に職別対象と背
景の領域を領域輪郭例示部28と例示図形編集部29を
用いた領域例示の支援により領域を例示する。その例示
結果が濃度分布正規化評価部25に新たに記憶される。
次に、ステップ43で、濃度分布正規化評価部25が、
現時点で最適な濃度頻度分布正規化条件、すなわち、最
適な特徴個所コードを導き出し、領域分割手段24にそ
れ全格納する。次に例示管理部30が、領域分割手段2
4をそのまま起動した後、濃淡・二値画像メモリ23の
内容を領域例示手段2’l:表示する。
次ニ、ステップ44で、コンソールモニタ31に表示さ
れているメツセージに従って操作者が処理を続行するか
否かを判断し、キーボード32により意志表示する。こ
こでキー人力が続行であれば、再び、ステップ42へ戻
り、そして否であれば次のステップへ進む。
まず、ステップ45で、コンソールモニタ31にH示さ
れているメツセージに従って操作者は、ステップ42と
同様に識別対象を撮像し、画像を取込み、ステップ41
と同様に領域の輪郭をポイントして表示する。
次に、ステップ46で、局所濃度特徴評価部26が、現
時点で最適な局所濃度特徴演算処理の条件、すなわち、
最適な局所濃度特徴コード及び二値化コードとしきい値
を導き出し、領域分割手段24にそれぞれ格納する。次
に例示管理部30が、領域分割手段24をそのまま起動
した後、濃淡・二値画像メモリ23の内容を領域例示手
段27に表示する。
次に、ステップ47で、コンソールモニタに表示されて
いるメツセージに従って操作者が処理を続行するか否か
全判断し、キーボード32により意志表示する。ここで
キー人力が続行であわば、再び、ステップ45へ戻り、
そ[7て否であれば終了する。
ここで、第4図から第7図を用いて、領域例示の支援を
行なう領域輪郭例示部28と例示図形編集部29の動作
を説明する。領域輪郭例示部28と例示図形編集部29
け、領域例示手段27に処理可能々メニューを表示し、
その中から処理目的に合致したメニューを選択して次々
と対話しながら処理を実行するメー!−5=一方式で動
作する。
領域輪郭例示部28に関して、第4図、第5図。
第6図を用いて説明する。領域例示手段27に表示する
メニューの一例を第4図に示す。領域輪郭例示部28で
は、第4図に示したメニューのうち、対象の領域52、
背景領域53、作図59、終了56、クリア57、エン
タ5B?用いる。ユーザ(操作者)は、領域例示手段2
7の画像領域51に表示されている画像を見て、第4図
のメニューの中から、まず、例示する。領域が輪郭の内
側であるか外側であるか判断し、輪郭の内側の領域を例
示する場合は、対象の領域52?、輪郭の外側の領域を
例示する場合は、背景の領域53をそれぞれ指定する。
次に、輪郭の形状を例示する作図59、続いて操作の区
切りを示すエンタ58を指定することにより、第5図の
メニューが表示される。画像領域51に表示されている
画像に関し、例示すべき輪郭図形の形状を幾何学図形と
任意図形に大別し、幾何学図形は、点、直線、折れ線、
円、円弧、三角形、四角形、多角形等の基本図形ヲ童味
し、どれらの基本図形以外を任意図形とする。任意図形
は幾何学図形の組合せで例示する。
幾何学図形の例示に関し、点、直線、折れ線を例示する
場合は、折れ線71を、三角形、多角形を例示する場合
は、閉図形70を用いるか、折れ線71と閉図形7(l
併用し、円を例示する場合は、円72を、曲線及び円弧
を例示する場合は、円弧73を、矩形を例示する場合は
矩形74を指定1〜で、画像領域51に表示されている
図形の輪郭の幾何学的特徴を示す頂点等の変化点をポイ
ントし、続いて操作の区切りを示すエンタ58を指定す
る。
もし、ここで、図形の例示を終了させたいならば、終了
56を指定すると、一連の例示動作が終了する。また、
図形例示中に、ユーザの操作誤りが生じ、直前に入力l
−た操作全無効にしたい場合、クリア57′f指定する
とよい。クリア57け、図形の例示を開始して、操作の
区切りを示すエンタ58が指定される前ならば、常に有
効である。
以下、閉図形70、折れ線71、円72、円弧73、矩
形74の機能を用いて、画像領域51に表示されている
幾何学図形及び任意図形のポイント順序を第6図に示す
。第6図の(a)に示す点け、折れ線71、点位置のポ
イントの順に、直線は、折れ線71、始点位置のポイン
ト、終点位置のポイントの順に、折れ線は、折れ線71
、始点位置のポイント、それぞれの頂点を始点側から順
序よくポイント、終点位置のポイントの順に、三角形及
び多角形(但し矩形を含めない)は、折れ線71、頂点
1の位置をポイント、頂点2の位置をポイント、・・・
・・・頂点n(三角形ならばn−3、五角形ならn =
 5等である)の位置をポイントし、続いて閉図形70
、エンタを指定するか、閉図形70、頂点1の位fft
kポイント、・・・・・・、頂点nの位置をポイントす
る。すると、入力した順序に、点と点の間を直線で結ん
で画像領域51に強調して表示する。第6図の(b)に
示す円は、円72を指定して円周上の任意の三点をポイ
ントする。
この三点から三角形を求め、三辺の垂直二等分線をそれ
ぞれ求めてこれらの交点を円の中心とする。
そして中心から任意の三点のうちの一点を選びこの点ま
での距離を半径として与え、三点を通る内金画像領域5
1に強調して表示する。第6図の(C)に示す円弧は、
円弧73、始点位置のポイント、円弧上の任意の一点を
ポイント、終点位置のポイントの順に指定する。すると
、指定された三点を通る円弧をラグランジェの補間を用
いた二次式で近似するか、第6図(b)の方法で求めた
円のうち始点から終点までの弧を円弧として画像領域5
1に強調して表示する。第6図(d)に示す矩形は、矩
形74、−個の頂点位置をポイント、(]7) これに対応する頂点位置をポイントすると、矩形を画像
領域51に強調1〜で表示する。第6図の(e)に示す
任意図形は、第6図の(a)〜(d)に示した幾何学図
形を組合せて指定する。例えばXつほの形状金した図形
を例にとって説明する。始点を点1とすると(始点は任
意に設定してよい)、まず、折れ線71、点1の位置を
ポイン!・、点2の位瞳全ポイント、エンタ58を指定
すると、点1と点2を結ぶ直線を画像領域51に強調し
て表示する。次に、円弧73、点3の位置をポイント、
点4の位置ヲポイント、エンタ58を指定すると、点2
2点31点4を通る円弧を画像領域51に強調して表示
する。ここで、点29点31点4の三点の位ft’fポ
イントする方法でもよい2次に、折れ線71、点5の位
置をポイント、エンタ58を指定すると、点41点5を
結ぶ直線全画像領域51に強調して表示する。ここで、
点41点5の二点の位置をポイントする方法でもよい。
次に、円弧73、点6の位置をポイント、点7の位置ケ
ボイント、エンタ58を指定すると、点51点6゜点7
を通る円弧を画像領域51に強調して表示する。これと
同様に、点59点69点7′fr:ポイントしてもよい
。次に、折れ線71、点8の位ltヲポイント、エンタ
58を指定すると、点7と点8を結ぶ直線を上記と同様
に表示する。最後に、閉図形70、円弧73、点9の位
置ヲポイントし、エンタ58を指定すると、点82点9
2点1を通る円弧を上記と同様に表示する。ここで、点
99点1とポイントしても、点81点91点1とポイン
トしてもよい。以上で一連のっぽ状の図形の例示が終了
したので、終了56を指定する。
これらの動作により例示した図形を識別するため、図形
毎にそれぞれ異なる地号全自動的につけておく。
背景の領域53を指定した場合も、対象の領域52と全
く同様に行なう。更に、第5図に示したメニューに関し
、楕円等がないが、必要に応じて同様な順序で例示が可
能な図形ならば、適宜項目や配置を変更してもよい。
上記の順序で例示した図形を、領域輪郭例示部28のメ
モリに記憶し、例示図形編集部29で、例示図形の修正
、拡大、縮小等の編集に用いる。
例示図形編集部29に関して、第4図、第5図。
第7図を用いて説明する。領域例示手段27に表示する
メニューの一例を第4図に示す。例示図形編集部29で
は、第4図に示したメニューのうち、修正59、拡大・
縮小60、領域削除61、移動62、回転63、終了5
6、クリア57、エンタ58、画像スクロール54と5
5を用いる1ユーザは、領域例示手段27の画像領域5
1に領域輪郭例示部28で例示した図形毎に異なる番号
が表示されている画像會見て、第4図のメニューの中か
ら実行したい編集項目を一つ選択する9、この時、画像
領域51に表示されている画像に、例示図形が表示され
ていない場合、画像スクロールす4を用いて、その図形
が表示されるまでスクロールする。図形の編集に関し、
修正を行なう場合は、修正59を、拡大や縮小を行なう
場合は、拡大・縮小60を、:図形を削除する場合は、
領域削除61を、平行移動する場合は、移動62を、回
転する(2r)) 場合は、回転63を指定し、続いて操作の区切りを示す
エンタ58を指定する。また、編集項目の指定ヲ誤った
場合、クリア57を指定するとよい。
クリア57は指定を無効にする場合ならば、どこで用い
てもよい。エンタ58の指示後、第5図に示すメニュー
となり、図形番号表示領域76にある番号を指定すると
、画像領域51に表示されている図形のうち、その番号
の図形の編集が可能となる。そこで、その図形の一部を
ポイントし、続いて操作の区切りを示すエンタ58を指
定する。
また、図形の編集を終了させたいならば、終了56を指
定する。もし、編集対象となる図形に関し、図形番号表
示領域76に表示されていない場合、画面スクロール5
5を用いて、その番号が表示されるまでスクロールする
。当然、画像領域51に表示される図形も、図形番号表
示領域76の番号の内容と一致している。
以下、修正59、拡大・縮小60、領域削除61、移動
62、回転63の機能を用いて、画像領域51に表示さ
れている例示した図形編集のポインド順序を第7図に示
す。第7図の(a)に示す修正は、修正59、部分削除
74、図形番号表示領域76の番号の順にポイントし、
画像領域51に表示されている図形の削除対象の頂点を
ポイントする。すると、その頂点に接続している直線や
円弧等を全て削除し、削除部の作図が可能となり、適宜
領域輪郭例示部28で示した順序で作図を行なってよい
。第7図の(b)に示す拡大または縮小は、拡大・縮小
60、図形番号表示領域76の番号、図形の固定点(位
置を変化させない点で基準点としてもよい)位置をポイ
ント、誘導光点(移動の対象となる例示図形−ヒの点)
位置をポイント、誘導光点(移動先の点で例示図形上に
ないことが多い)位置をポイントすると、X座標及びX
座標の倍率を各々計算(X座標とX座標の倍率は異なっ
ていてもよい)し、誘導方向(移動する方向である)に
拡大・縮小した図形を画像領域51に強調して表示する
。第7図の(C)に示す図形領域を削除する場合は、領
域削除61、図形番号表示領域76の番号を指定すると
、画像領域51に表示していた図形と番号及び図形番号
表示領域760番号を削除する3、第7図の(d)に示
す平行移動は、移動62、図形番号表示領域76の番号
、誘導元点位置全ポイント、誘導先点位置全ポイントす
ると、誘導方向に平行移動した図形を画像領域51に強
調して表示する。第7図の(e)に示す回転は、回転6
3、図形番号表示領域76の番号、図形の固定点位置を
ポイント、誘導元点位置ヲポイント、誘導先点位Nをポ
イントすると、回転角を計算し、誘導方向に回転した図
形を画像領域51に強調して表示する。
この順序で編集した図形を、例示図形編集部29のメモ
リに記憶する。帆に、第4図に示したメニューに関し、
必要に応じて同様々順序で編集が可能ならば、適宜項目
や配wを変更してもよい。
従って、本実施例によれば、領域例示の支援において、
例示する領域の輪郭の幾何学的特徴となる頂点等の変化
点のポイントに関し、既に用意したメニューの中から選
択するため、ユーザが領域例示を行なう場合、操作が非
常に容易になる。
力) [発明の効果〕 本発明によれば、領域例示の支援手段を用い、識別対象
とそれ以外の背景の領域を輪郭の幾何学的特徴となる頂
点等の変化点をポイントすることにより、入力画像の識
別対象を容易に例示し、ユーザの領域例示の操作性を向
上させ、プログラム開発の負担を軽減することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2図は本発
明の概念図、第3図は実施例全体の動作説明図、第4図
は例示図形編集部の内部構成図、第5図は領域輪郭例示
部の内部構成図、第6図は輪郭例示方法説明図、第7図
は図形編集方法説明4歓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、多階調からなる入力画像から、濃度分布の特徴が所
    定条件を満たす領域を抽出する領域分割手段と、前記入
    力画像に対して識別対象を含む領域を指定する領域例示
    手段と、その例示領域内における前記識別対象及び背景
    の濃度分布の特徴より、前記領域分割手段の所定条件を
    決定する画像処理装置において、前記領域例示手段とし
    て、基本的な幾何図形と前記幾何図形の編集機能を複数
    個準備して装置内部に格納し、前記幾何図形と前記編集
    機能とを操作者に提供する例示支援手段を設けたことを
    特徴とする画像処理装置の例示装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記幾何図形とし
    て、折れ線、円、円弧、矩形、三角形、多角形、点、直
    線をもつ領域例示支援手段を用いて例示を行なうことを
    特徴とする画像処理装置の例示装置。 3、特許請求の範囲第1項において、前記編集機能とし
    て作図、修正、拡大、縮小、削除、移動、回転をもつ領
    域例示支援手段を用いて例示を行なうことを特徴とする
    画像処理装置の例示装置。 4、特許請求の範囲第1項において、前記幾何図形を前
    記操作者に提供するため、対象領域の輪郭の幾何学的特
    徴の変化点を、前記操作者が座標入力装置を介して指定
    する領域例示支援手段を用いて例示を行なうことを特徴
    とする画像処理装置の例示装置。 5、特許請求の範囲第1項において、前記編集機能を前
    記操作者に提供するため、前記操作者が指定する基準点
    と移動の対象となる点及び移動先点を、座標入力装置を
    介して指定する領域例示支援手段を用いて例示を行なう
    ことを特徴とする画像処理装置の例示装置。
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