JPS6395493A - 線図形の出力方法 - 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、イメージスキャナ等によってコンピュータに
入力された線図形のビットイメージデータをプロッタや
ランダムスキャンディスプレイ等に線図形を出力するた
めベクトルデータに変換する方法に関するものである。

［従来技術及び問題点］ 例えば、プロッタやランダムスキャンディスプレイに所
定の線図形を出力表示する場合、その線図形を予めパソ
コンなどのコンピュータに入力するが、その場合従来は
、デジタイザー上でその線図形をなぞることによりコン
ピュータへの入力を行なうようにしていた。また、線図
形が単純な直線や円弧の組み合わせの場合には、キーボ
ードにより数値で入力することもあった。しかし、これ
らの入力操作は非常に煩わしいものでめった。

他方、コンピュータへ線図形を入力するのにイメージス
キャナが最近多く使われるようになっている。このイメ
ージスキャナを用いると、線図形のコンピュータへの入
力は、デジタイザーを用いるのに比較してはるかに容易
に行われる。しかし、イメージスキャナによって入力さ
れた線図形はビットイメージであり、そのためにそのま
まではプリンタやラスタースキャンディスプレイにしか
出力できず、プロッタやランダムスキャンディスプレイ
へ出力することはできなかった。

［発明の目的］ 本発明はこのような問題に鑑みて為されたもので、その
目的とするところは、イメージスキャナ等によってコン
ピュータに入力された線図形のビットイメージデータを
プロッタやランダムスキャンディスプレイへ出力可能な
らしめることにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するため本発明は、コンピュータに入力
された線図形のビットイメージデータを相対コードによ
って微視的直線のつながりからなるベクトルデータに変
換し、該ベクトルデータに基づいてプロッタ等の画像表
示機器に線図形を出力表示するようにしたことを特徴と
するものである。

［実施例］ 以下、本発明について図面を参照して説明する。

始めに、あるデジタル線図形のビットイメージデータが
コンピュータに入力されているとして、そのデジタル線
図形の分節処理は第１図に示したフローチャートに従っ
て進められる。すなわち、まず最初にデータの基本的な
前処理として細線化とノイズ除去とが必要に応じて行な
われる。ここに細線化とは、線状の二値図形を芯線化す
ることをいい、また、ノイズ除去とは、孤立点を除去す
ること、及び途切れている線を本来の連続した線として
のデータに修正すること（平滑化のこと）をいう。これ
らの前処理は従来一般的に行なわれているものであるか
らこの程度の説明にとどめる。

次にこの前処理後の線図形パターンの追跡を行なうが、
この場合に線図形パターンは、微視的な直線がつながっ
たものとして認識できる。そこでまず、微視的な直線を
認識する手法として、フリーマンのチェンコードによる
コード化の考えを応用発展させたものを用いる。つまり
フリーマンのチェンコードのコード化によれば、デジタ
ル線上の任意の画素からそれに隣接する画素への方向を
８方向の団子化コードによって表現できるということは
、周知のとおりである。このことに着目し、１つ前の画
素から時計周りに８つの画素を調べ、それを１６進数に
よるコードとして表現するものとする。例えば、第２図
に示したように３つの画素Ｐ　ｙｉ−＋　、Ｐ　ｎＮ　
Ｐｎ＋＋が微視的な直線として一方向につらなっている
とき、画素Ｐｎはビット表示によれば、０００１０００
１と表わせるから、これを１６進数によるコード表示方
法によって（１１）と表現できることとなる。このコー
ドを「相対コード」と呼ぶ。次にこの相対コードに基づ
いてデジタル直線の識別と追跡とを行なうものであるが
、この場合直線の基本的パターンとしては、例えば第３
図（ａ）〜（ｅ）に示されるものが挙げられる。この各
側の線図形パターンを前述の相対コードを用いて表現す
れば、同図（ａ）。

（ｂ）は（１１）が連続したもの、同図（Ｃ）は（１１
）、（０９）、（２１＞が繰り返したもの、同図（ｄ）
は（１１）、（２１＞、（０９）が繰り返したもの、ざ
らに同図（ｅ）は（２１＞。

（０９〉が繰り返したものとして夫々認識される。

したがって、相対コードの表現により、（１１）が連続
したもの、或いは、（０９）、（２１）、又は、（２１
）、（０９）が規則的に現われる（その間に（１１）が
一定数規則的に現われるものを含む。）ものが、線図形
パターンの直線部分として認識される。かくして実際に
デジタル線図形からパターンを追跡していく場合、まず
その開始点（起点）を決定する。これについてはｘｙ座
標を用いてベクトルデータとして表示するものとし、第
４図（ａ＞に示したように、線図形の最上部の画素を開
始点（Ｘｏ’ｉ’ｏ　）とする。ｙ座標が同じ値であれ
ば、同図（ｂ）に示したようにそのｙ座標における最左
端の画素を開始点とする。そしてこの開始点が決まれば
、その開始点から隣接する画素を追跡するが、この場合
原則として第４図（ａ＞、（ｂ）に示したように右方向
へ進む。

右方向に画素のつながりがない場合は同図（Ｃ）に示し
たように左方向へ進む。また、同図（ｄ）に示したよう
に右方向に２本以上の直線に相当する画素のつらなりが
あれば、その開始点から右方向に水平線を想定して、そ
の水平線とのなす角度が最小となる直線方向の画素を追
跡する。こうして隣接する画素が存在しなくなる最端画
素まで追跡する。この追跡の途中で屈曲線がある場合ど
うなるかというと、その場合は、各直線の偏角θと分散
度Ｓ２とをみる。ここで偏角θとは、第５図に示して説
明すると、（Ｘλ−ｒ　Ｙ＝−＋　）と（ＸｉＹｊ　＞
とを結ぶ直線と、（ＸえＹＬ）と（Ｘ戸ＩＹ２ヤ１）と
を結ぶ直線とがなす角度θ１１あるいは、（ｘ、ｚｙ＝
）と（Ｘ、ｊ＋＋　Ｙｉ＋ｓ　）とを結ぶ直線と、（Ｘ
λ＋ｚ　Ｙ２＋２　）とを結ぶ直線とがなす角度θλ＋
１をいうものとする。この場合時計回りを負、反時計周
りを正とする。また、分散度Ｓ２とは、例えば第６図に
示したように、線図形パターンを追跡して（Ｘ３　Ｙ３
　＞の点に来たとき、（Ｘ１Ｙ１）と（Ｘ２　’ｈ　＞
とを結ぶ直線の偏角θ１と、（Ｘ２　Ｙ２　）と（Ｘ３
　Ｙ３　）とを結ぶ直線の偏角θ２とから平均偏角μ３
を次式 ％式％） より求め、このμ３の値を次式 ５３＝１／２．Σ（θ尤−μ３）２ に代入して求められた値をいう。この偏角θと分散度Ｓ
２とは、夫々各直線の屈曲点で求められるものであって
、例えば、（ＸＡ　Ｙｔ　）の点に来たときには、 μ、＝１／３　（２μ３＋０３） ３４　＝　１　／　３　！　（８２−μ４）２、ＪＬｌ
ｌ＋ また、（ＸｔＹｔ＞の点に来たときには、の計算式から
求められる。そしてこの偏角と分散度との関係において （θ危−μｆ、＞　２＜３３＋”が成立するか否かが検
討される。ここで３３ｉ２としたのは一般の正規分布に
おける正当率パーセンテージとして信頼できる範囲だか
らである。したがって３８４２の３は任意の数字を選択
できる性質の数値でおる。

かくしてこの式が成立している場合には普通一般的な線
図形パターンである正多角形（円を含む。）として推認
される。

他方、（θ遁−μａ）’　＜３３倦２が成立しなかった
ときは、次にθ−ｉ２＜３３ａ”が成立するか否かを調
べる。そしてこの式も成立しなければ、第７図に示した
ように、（Ｘ４Ｙｔ）の点までの線図形パターンと異な
るパターン図形が始まることが推認される。そこでこの
場合には新たに（Ｘぇ＋＋Ｙ４−１＞の点を起算点とし
て平均偏角μと分散度Ｓ２とを求めることとする。例え
ば、（Ｘ４◆３Ｙｉ＋３＞の点では次式の μ／、−ａ＝１／２（θ危＋１０危啼２　）　、により
求めることとするものでおり、以下、各屈曲点で前述し
たと同様に計算が行なわれていくものとする。このよう
にしてその最端画素まで追跡されると、今度は元来た線
図形パターンを逆向きに進み、開始点（ＸＯＹＯ）まで
戻る。そして元の開始点（ＸｏＹｏ＞から更に左方向へ
隣接する画素があればそれを追跡し、前述したと同様に
反対方向の最端画素まで行く。この場合も開始点から左
方向に２本の直線に相当する画素のつらなりがあれば、
その開始点から左方向に水平線を想定してその水平線と
なす角度が最小となる直線方向の画素を追跡することは
耐述の場合と同様である。そして最端画素まで行きつけ
ば、その線図形パターンの追跡は完了する。これにより
第１図のフローチャートに示した線図形パターンの追跡
の正当性が判断されたことになる。

ここで最端画素の認識、及び線図形パターンの追跡完了
の認識について述べると、次の３通りの場合がめる。１
通り目は例えば、第８図（ａ＞に示したように、（Ｘ、
Ｙｔ）の点において先に進むべき点が存在しないときで
おり、２通り目は、第８図（ｂ）に示したように、（Ｘ
ＡＹｆ、）の点において線図形パターンが分岐して、先
に進むべき各点の方向の直線についての偏角θ肴及び分
散度Ｓ４２が、次式の （θ危−μ竜）２＜３３危２、 及びθ４２＜３３危２ のいずれも満たさないときである。さらに３通り目には
第８図（Ｃ）に示したように（Ｘ、ｔＹζ）の点が、追
跡してきた線図形パターンのいずれかの点（Ｘ＝Ｙ、、
）に重なり、さらに（Ｘ＜−＋Ｙ屯、Ｉ）の点が点（Ｘ
λ＋＋Ｙ、ｚ＋１＞に重なったときである。これらに該
当する場合は、線図形パターンの追跡終端が検出される
こととなる。したがってこのような場合には正方向への
線図形パターンの追跡から逆方向への追跡に変更され、
逆方向への追跡により追跡終端に到達すれば、追跡が完
了する。

次に線図形パターンの追跡中に分岐点がある場合、どち
らの直線方向の画素を追跡すればよいかについては次の
ように決める。すなわち、第９図に示したように、線図
形パターンの開始点から追跡してきた各直線の端部の画
素をＸＹ座標での表示で順次・・・（Ｘえ一２Ｙ←２）
、（Ｘ★−ｒ　Ｙｔ−＋）、（Ｘ是Ｙｔ）とし、（Ｘ意
Ｙｔ）の画素から複数方向に直線に相当する画素のつら
なりがあるとすれば、分岐点（Ｘ、Ｙａ）で次の進むべ
き各直線について比較し、（θ意−μ危）ｚが最小とな
るものを算出し、その求められた直線が、（θルーμ＜
＞”　＜３５＋２を満たすとき、その直線方向へ進む。

なお、線の分岐パターンとしては、第１０図に示したよ
うに各種のケースが考えられるが、この考えはいずれの
場合にも適用できる。

次に線図形パターンとして複数の基本図形（例えば第１
１図（ａ）に示されるような四角形と三角形との複合図
形）が重なり合っている場合、どう追跡していくかとい
うことについて説明する。

この場合には前述した手順に従って、まず最も高位置の
画素である三角形の頂点Ｐ１を開始点として、同図中実
線矢示方向に向かって線図形パターンの追跡が行われる
。そして三角形についてパターンの追跡が完了すれば、
次に四角形の一つの角Ｐ２を開始点として、同図中破線
矢示方向に向かって線図形パターンの追跡が行われるこ
ととなる。

また、別の例として第１１図（ｂ）に示されるような線
図形（四角形と円の複合図形）の場合には、やはり前述
した手段によれば、まず四角形が描かれて、次に円が描
かれることとなる。このような手順を経て線図形パター
ンの全てについて追跡が行なわれ、未追跡のパターンが
あるか否かの確認がなされた後、追跡操作が完了する。

かくして本発明では、微視的な直線の起点と終点のＸＹ
座標での値と、各画素のつらなり方向が判っておれば線
図形パターンの追跡が達成される。

また、前述の平均偏角及び分散度の計算は、各追跡され
てきた直線の偏角の値、及び直前のＭ線の平均偏角の値
がメモリされておれば算出され、線図形パターンの追跡
途中で計算されてきた平均偏角や分散度の値は逐次メモ
リから消去していって構わない。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、プロッタなどのベ
クトル・データの入力を必要とする機器にイメージ・ス
キャナなどのビット・、イメージ・データを入力する機
器からの入力が可能となるので、煩わしいデジタイザー
による入力や数値による入力の必要がなくなる。

その他、イメージ・スキャナからのデータをビット・イ
メージで持つと非常に多くのメモリを要するので多くの
図形のデータを持とうとすると、そのメモリの啓開も多
大なものになる。しかし、その図形のデータをベクトル
・データで持つと、より少ないメモリ容量で済む利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るもので、第１図は線図形分節の処理
内容を説明するためのフローチャート、第２図は微視的
な直線を識別するための説明図、第３図（ａ）〜（ｅ）
は直線の各種基本的パターンの説明図、第４図（ａ）〜
（ｄ）は線図形パターンの追跡に必要な規則の説明図、
第５図は偏角の概念の説明図、第６図は線図形パターン
の追跡過程において導入される平均偏角と分散度の概念
の説明図、第７図は特異な屈曲線が存在する場合におけ
る線図形パターンの追跡の説明図、第８図（ａ）〜（Ｃ
）は線図形パターンの端点の決定手段の説明図、第９図
は線図形パターンに途中分岐線が存在する場合のパター
ン追跡の説明図、第１０図は分岐直線の各種基本的パタ
ーンの説明図、第１１図（ａ）、（ｂ）は複数の基本図
形が重なり合っている場合のパターン追跡の説明図でお
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンピュータに入力された線図形のビットイメージデー
   タを相対コードによって微視的直線のつながりからなる
   ベクトルデータに変換し、該ベクトルデータに基づいて
   プロッタ等の画像表示機器に線図形を出力表示するよう
   にしたことを特徴とする線図形の出力方法