JPS6279580A

JPS6279580A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPS6279580A
Application number: JP22062985A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kida; 泰木田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1985-10-03
Publication date: 1987-04-11
Also published as: JPH0214752B2

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】（２）技術分野この発明は、線をあられす２値画像を処理し、情報の伝
送、或いは各種の認識処理のために個々の線の形状と、
位置と、相互の接続関係からなる情報に変換する画像処
理装置に関する。

ここで線をあられす２値画像というのは、（１）図面や
文字などを撮像、２値化して得られた画像（２）物体を撮像し前処理をおこなってその輪郭の候補
を抽出した画像などのことである。（１）の場合は、初めから、白黒又
は白と他の色によって構成される線画であるから、２値
化処理はより簡単である。適当な照明を当てて、図面や
文字をテレビカメラなどで撮像する。これを縦横の画素
に分ける。画素の分割は撮像装置の特性によシ自動的に
なされる事もあるし、後段の処理によって画素に分割す
るようにすることもある。

画素に分割して、それぞれの画素の明るさを、ある一定
の基準となる明るさと比較し、これより明るいものと暗
いものに分ける。明るさにアナログ的なバラツギがあっ
ても、この処理によって、２つの値に分けてしまう。

この２つの値をＮＯ“と協１“とじて記憶する。

本発明では、２値化された画素の内、明るい方に分けら
れたも４のを簡単に白画素といい、暗い方のものを黒画
素という。

物体を擦像したものは、中間的な明度のものが多く現わ
れるので、２値化する前に、適当な前処理を行う必要が
ある。

物体の輪郭線の性質をもつ黒画素、或いは白画素の連鎖
を選ぶ必要がある。

イ）従来技術とその問題点本発明者は、同じ目的で、既に「画像処理方法と装置」
　（特願昭５８−１１４９１７、昭和５８年６月２４日
出願）という発明を完成している。

本発明は、これの改良に関する。

第３図によって、前記の先願発明の構成を、順に、簡単
に説明する。

（１）入力画像１１は画像メモリ１に記憶される。

画素ごとに０１１の２値で記憶されるわけである。

（２）細線化処理細線化回路２は、画像メモリ１の内容を順次読み出し、
削除しても線の接続関係をそこなわない黒画素を削除す
る。

細線化処理された画像は、再び画像メモリ１に記憶し直
される。

細線化というのは、黒画素の並んだ２列以上の線状部分
がある時、これを１列の黒画素の集まシに細くすること
である。２列以上並んでいると、次の接続ができないか
らである。また輪郭線を決定するための画像処理なので
あるから、線幅は最少であっても差支えのないことであ
る。

実際の画像の線が太くても、これを忠実に再現する必要
はない。

（３）接続決定接続決定回路３は、細線化回路２の出力１２から、各黒
画素について、隣接する黒画素のどれと接続するかを決
定し、その結果を表わす接続符号１３を生成し、接続符
号メモリ４に記憶させる。

これは細線化処理と並行して行われる。

（４）細線化終了の判定と細線化の繰返し接続決定回路
３は細線化回路２の出力１２にまだ削シうる黒画素が存
在するか否かを調べている。その結果を、終了判定信号
１５として出力する。

制御ＣＰＵは細線化処理が画像全体を１度処理する毎に
終了判定信号１５を調べ、削りうる黒画素がなくなるま
で、細線化処理および、接続決定を繰り返す。

（５）端点および分岐点の登録制御ＣＰＵは接続符号メモリ４を画像全体にわたって調
べ、端点および分岐点を検出し、その画素の座標を制御
ＣＰＵ５の内部メモリに記憶する。

同時に、制御ＣＰＵ５は、接続符号に登録点識別符号を
付加して、接続符号メモリ４に記憶させる。

ここで、端点というのは、接続する画素が１個しかない
画素のことである。分岐点というのは、接続する画素が
３個以上あるものをいう。

端点及び分岐点は、ＣＰＵのメモリに記憶されるから、
登録点と呼ぶ。

接続する画素が２つあるものは、線の中の途中の点であ
って、これらはＣＰＵのメモリに記憶しない。つまシ登
録点ではない。

（６）追跡制御ＣＰＵ５は記憶した登録点（端点又は分岐点）をひ
とつ選び、この座標をアドレス制御回路６にセットする
。

追跡回路７は、この点の接続符号１７（登録点識別符号
を付加された接続符号）を接続符号メモリ４から読み出
し、接続されている隣接画素を１つ選んで、その画素へ
の移動方向を表わす符号（チェイン符号１４）を生成す
るとともに、接続符号から該当する接続符号を削除して
、接続符号メモリ４へ返す。これが矢印１８で示される
追跡済みの接続が除去された接続符号である。

生成されたチェイン符号１４はチェイン符号メモリ８に
記憶される。同時にチェイン符号１４はアドレス制御回
路６に加えられる。アドレス制御回路６は、この符号に
従って接続符号メモリ４の読み出し、及び書き込み位置
を次画素へ移動させる。

次に追跡回路７は、移動後の新しい画素の接続符号１７
を読み出す。そして前画素への接続を削除した後、残っ
た接続の示す隣接画素への移動方向を現わすチェイン符
号１４を生成し、この接続をも削除した接続符号１８を
接続符号メモリ４へ返す。生成されたチェイン符号１４
はチェイン符号メモリ８に追加されるとともに、アドレ
ス制御回路６を通じて、さらに次の画素へと処理を移す
。

以下、同様な操作が繰り返される。

このようにして、接続符号に従って線が追跡され、追跡
された接続が消去されるとともに、線をあられすチェイ
ン符号の列がチェイン符号メモリ８に作られてゆく。

追跡回路７は、接続符号から、登録点識別符号を検出す
る機能を有し、検出された点で、追跡を打ち切シ、追跡
終了信号１６を発して、制御ｃｐｕ５に通知する。

制御ＣＰＵ５は、追跡終了信号１６を受けて、追跡を開
始した登録点を調べる。もしも、その登録点に関し、未
追跡の接続があれば、この登録点からその接続について
再び追跡を開始させる。

もしも、その登録点に関し、未追跡の接続がなければ、
次の登録点をひとつ選び、この登録点から追跡を開始さ
せる。

これらの操作を繰り返すことによシ、全ての登録点で、
未追跡の接続がなくなるまで処理する。

以上が、本発明者の先願にかかる発明の内容である。

このような画像処理装置に於て問題になるのは次のよう
な事である。

端点および分岐点の登録処理は、画像全体を調べる必要
があり、ＣＰＵによるソフトウェア処理では、かなり長
い時間を必要とする。

（つ）　発明の目的端点および分岐点の登録処理を専用回路によって細線化
処理と同時に行い、登録処理の時間を実際上、無視しう
るようにした構造を与えることが本発明の目的である。

に）発明の構成本発明の構成を第１図に示す。

既に説明した従来技術との差異は、（１）接続決定回路３の出力から、端点および分岐点を
検出し、登録点識別符号を接続符号に付加して出力する
とともに、登録要求信号２０を発生する端点・分岐点検
出回路９、および（１１）登録要求信号２０が発生した
時に、接続符号メモリ４の動作座標（すなわち、登録す
べきと判定された点の座標）を記憶してゆく登録点座標
メモリ１０を設け、ａ＋＋＋細線化および接続決定処理と同時に、並行して
、端点・分岐点の登録を行うようにした、というところ
にある。

第１図によって本発明の画像処理装置の全体を説明する
。

（１）画像メモリ１は入力２値画像１１を画素ごとに記
憶するものである。

（２）細線化回路２は、画像メモリ１の内容を順次読出
し、削除しても線の接続関係をそこなわない黒画素を削
除して、画像メモリ１に記憶しなおすものである。

（３）接続決定回路３は、細線化回路の出力から、各黒
画素について、隣接する黒画素のどれと接続するかを決
定する。そして、その結果を表わす接続符号１３を生成
する。さらに、まだ削除していないが削除しうる黒画素
を検出してその有無を表わす終了判定信号１５を出力す
る。

（４）端点・分岐点検出回路９は、接続符号１３がら、
端点および分岐点を検出し、端点または分岐点であるか
否かを表わす登録点識別符号を接続符号１３に付加する
。さらに、端点または分岐点が検出された時に登録要求
信号２０を有効とする。

（５）接続符号メモリ４は、登録点識別符号を付加され
た接続符号１７を、各画素毎に、その座標位置に対応し
た記憶位置に記憶する。

（６）登録点座標メモリ１０は、端点・分岐点検出回路
９からの登録要求信号２０が有効であるときに、接続符
号メモリ４の書込み記憶位置の表わす座標を記憶する。

（７）追跡回路７は、接続符号メモリ４の内容を読み出
し、接続符号の示す接続画素への移動方向を表わすチェ
イン符号１４を出力する。同時に、該当する接続を接続
符号から削除して接続符号メモリ４へ戻し、これを接続
符号の登録点識別符号が登録点であることを示すまで繰
り返す。

登録点であった場合には、追跡終了信号１６を発生する
。

（８）　　チェイン符号メモリ８は、追跡回路７に於て
発生したチェイン符号１４を順次記憶する。

（９）　　アドレス制御回路６は、追跡回路７に於て発
生したチェイン符号１４の示す方向に、接続符号メモリ
４の記憶位置を更新する。

（１０）制御ＣＰＵ５は、接続決定回路３がら発せられ
る終了判定信号１５と、追跡回路７がら与えられる追跡
終了信号１６と、登録点座標メモリ１０の内容とを調べ
て、細線化回路２、追跡回路７の稼動・停止の制御を行
う。また、アドレス制御回路６の初期値設定も行う。

（３）作　用（１）入力画像１１は、画像メモリ１に記憶される。

２値画像になっているから、画素ごとに、０．１の２値
で記憶される。

（２）　　細線化処理細線化回路２は、画像メモリ１の内容を順次読み出し、
削除しても線の接続関係をそこなわない黒画素を削除す
る。

（３）　　　接続決定接続決定回路３は、細線化回路２の出力１２から、各黒
画素について、隣接する黒画素のどれと接続するかを決
定する。その結果を表わす接続符号１３を生成し、端点
・分岐点検出回路９に与える。

これは細線化処理と並行して行われる。

接続符号１３を、接続符号メモリ４へ直接入れず、端点
・分岐点検出回路９へ入れるところに新規な点がある。

（４）　　　端点および分岐点の登録端点・分岐点検出回路９は、接続符号１３から端点およ
び分岐点を検出する。もしも端点又は分岐点（登録点）
であれば、接続符号に登録点識別符号を付して（１７）
接続符号メモリ４に与えるとともに登録要求信号２０を
発生する。

端点、分岐点でない場合も（登録点識別符号の内容が異
なるが）とにかく同様に接続符号メモリ４に与えられる
。

登録要求信号２０は、登録点（端点、分岐点）である場
合に有効となシ、そうでない場合（端点、分岐点でない
）に無効となる。

接続符号メモリ４は、登録点識別符号を付された接続符
号１７を、登録点であるか否かにかかわらず全て記憶す
る。

登録点座標メモリ１０は、登録要求信号２０が有効とな
った時、接続符号メモリ４の動作座標を記憶する。

これらは、細線化処理と並行して行なわれる。

（５）　　　細線化終了の判定と細線化の繰返し接続決
定回路３は、細線化回路２の出力１２にまだ削シうる黒
画素が存在するか否かを調べている。その結果を、終了
判定信号１５として、制御ＣＰＵ５に出力する。

制御ＣＰＵ５は、細線化処理が、画像全体を１度処理す
る毎に、終了判定信号１５を調べ、削シうる黒画素がな
くなるまで、細線化処理、接続決定、および端点・分岐
点の登録を繰り返す。

繰り返しにあたっては、登録点座標メモリ１０は、初期
の状態に戻され、前回の登録点の座標の記憶は捨てられ
る。

（６）　　　追跡制御ＣＰＵ５は、登録点座標メモリ１０に記憶された登
録点をひとつ選び、この座標をアドレス制御回路６にセ
ットする。

追跡回路７は、この点の接続符号１７（登録点識別符号
を付加された接続符号）を接続符号メモリ４から読み出
す。接続されている隣接画素をひとつ選んで、その画素
への移動方向を表わすチェイン符号１４を生成する。そ
れとともに、接続符号から該当する接続符号を削除して
、接続符号メモリ４に返す。

生成されたチェイン符号１４は、チェイン符号メモリ８
に記憶される。同時に、チェイン符号は、アドレス制御
回路６に加えられる。アドレス制御回路６は、この符号
に従って、接続符号メモリ４の読み出し及び書き込み位
置を次画素へ移動させる。

次に、追跡回路７は、移動後の新しい画素の接続符号１
７を読み出す。そして前画素への接続を削除した後、残
った接続の示す隣接画素への移動方向を表わすチェイン
符号１４を生成し、この接続をも削除した接続符号１８
を接続符号メモリ４へ返す。生成されたチェイン符号１
４は、チェイン符号メモリ８に追加されるとともに、ア
ドレス制御回路６を通じて、さらに次の（１つ画素へと処理を移す。

このようにして、接続符号に従って、線が追跡される。

追跡された接続が消去されるとともに、線を表わすチェ
イン符号の列が、チェイン符号メモリ８に作られてゆく
。

さらに、追跡回路７は、接続符号から、登録点識別符号
を検出する機能を有し、この符号が検出された点で追跡
を打切シ、追跡終了信号１６を発して、制御ＣＰＵ５に
通知する。

制御ＣＰＵ５は、追跡終了信号１６を受けて、追跡を開
始した登録点を調べる。もしも、その登録点に関し、未
追跡の接続があれば、この登録点から、その接続につい
て、再び、追跡を開始させる。

もしも、その登録点に関し、未追跡の接続がなければ、
次の登録点を選び、この登録点から追跡を開始させる。

これらの処理を繰り返すことによシ全ての登録点で、未
追跡の接続がなくなるようにする。

ψ）発明の効果細線化処理の繰り返しが終了した時点で、端点・分岐点
の登録も完了しているため、ただちに追跡を始めること
ができる。

すなわち、端点・分岐点の登録のための時間が、実質上
ゼロとなる。このため装置全体の処理能力が大幅に向上
する。

に）実施例本発明の主要な改良部分である端点・分岐点検出口路９
および登録点座標メモリー０の実施例を第２図に示す。

接続符号は、その画素が隣接している８つの画素のそれ
ぞれに対する接続の有無を全て表わしているため２＝２
５６通シの符号がちシうる。従って、接続符号は８ビツ
トの符号である。

端点・分岐点の検出は、あらかじめこの２５６通りの符
号に対して、端点または分岐点であるか否かを判定した
結果をプログラム可能な読出し専用メモリ（ＦＲＯＭ）
に記憶させておくことによって構成できる。ＦＲＯＭは
１ビット×２５６語のものでよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理装置の構成図。第２図は本発明の画像処理装置の内、新しく追加された
端点・分岐点検出回路、登録座標メモリの構成側図。第３図は本発明者が以前に発明した特願昭５８−１１４
９１７　　（特開昭６０−７５７９　）の画像処理装置
の構成図。１　・・・・画像メモリ２・・・・細線化回路３　・・・・接続決定回路４　・・・・接続符号メモリ５・・・・制御ＣＰＵ６　・・・・　アドレス制御回路７・・・・追跡回路８　・・・・　チェイン符号メモリ９　・・・・　端点・分岐点検出回路１０　・・登録点座標メモリ１１・・入力画像１２　・・細線化回路の出力１３・・接続符号１４　・・　チェイン符号１５　・・終了判定信号１６　・・追跡終了信号１７　・・　登録点識別符号を付加された接続符号１８　・・　追跡済みの接続が除去された接続符号１９　・・　接続符号メモリの動作座標信号２０　・・
登録要求信号２１　・・　システムバス

Claims

【特許請求の範囲】

入力２値画像を記憶する画像メモリと、画像メモリの内
容を順次読出し、削除しても線の接続関係をそこなわな
い黒画素を削除して画像メモリに記憶しなおす細線化回
路と、細線化回路の出力から各黒画素について隣接する
黒画素のどれと接続するかを決定し、その結果を表わす
接続符号を生成するとともに、まだ削除しうる黒画素を
検出してその有無を表わす終了判定信号を出力する接続
決定回路と、接続符号から端点および分岐点を検出し、
端点または分岐点であるか否かを表わす登録点識別符号
を接続符号に付加するとともに、端点または分岐点が検
出された時に登録要求信号を有効とする端点・分岐点検
出回路と、登録点識別符号を付加された接続符号を各画
素毎にその座標位置に対応した記憶位置に記憶する接続
符号メモリと、登録要求信号が有効であるときに、接続
符号メモリの書込み記憶位置のあらわす座標を記憶する
登録点座標メモリと、接続符号メモリの内容を読出し、
接続符号の示す接続画素への移動方向を表わすチェイン
符号を出力するとともに、該当する接続を接続符号から
削除して接続符号メモリへ戻し、これを接続符号の登録
点識別符号が登録点であることを示すまで繰り返し、登
録点であつた場合には追跡終了信号を発生する追跡回路
と、チェイン符号を順次記憶するチェイン符号メモリと
、チェイン符号の示す方向に接続符号メモリの記憶位置
を更新するアドレス制御回路と、終了判定信号と追跡終
了信号と登録点座標メモリの内容を調べて細線化回路、
追跡回路の稼動、停止の制御とアドレス制御回路の初期
値設定をおこなう制御ＣＰＵを有する事を特徴とする画
像処理装置。