KR100272128B1 - 외곽선의 내부 영역 채움 방법 - Google Patents

외곽선의 내부 영역 채움 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외곽선의 내부 채움방법에 관한 것으로, 복수 개의 닫힌 이미지 영역을 채우는 방법에 있어서, 각 이미지 영역의 외곽선 추적 방향 및 외곽선 내부 영역의 채움 방향을 결정하는 제1단계; 채움 방향에 따른 각 픽셀열에서 채움 시작과 채움 끝을 나타내는 픽셀을 정점이라고 할 때, 외곽선을 나타내는 각 외곽선 픽셀에 대해 각 외곽선 픽셀위치와 외곽선 추적방향에 따른 각 외곽선 픽셀의 전후 외곽선 픽셀위치로부터 각 외곽선 픽셀에 대한 정점 생성여부를 판단하는 제2단계; 및 채움 방향과 반대방향으로 한 픽셀씩 이동하면서 채움방향에 따라 생성된 정점간의 픽셀들에 해당하는 메모리 위치에 소정의 값을 기입하여 각 이미지 영역을 채우는 제3단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 단 한 번의 외곽선 추적을 통하여 고속으로 외곽선내의 영역을 채울 수 있다.

Description

외곽선의 내부 영역 채움 방법
본 발명은 외곽선의 내부 영역 채움 방법에 관한 것으로, 특히 형상(shape)의 외곽선으로부터 다시 형상의 내부를 일정한 값으로 채우는 방법이다.
컴퓨터 비전, 영상 압축과 같은 영상처리분야에서는 외곽선 정보를 통하여 많은 처리를 수행한다. 처리된 외곽선은 외곽선 내부 영역이 일정한 값으로 채워서 외부와 구별되도록 한다.
종래의 연속된 외곽선을 채우는 방법으로는 마사토시 이토 등(Masatosi Ito et al)의 "연속된 외곽선의 이미지 채움 방법 및 장치" (미국 특허번호 5,493,640)가 있다. 이 방법은 형상(shape)을 포함한 모든 영상의 픽셀들을 수평 또는 수직으로 탐색하고 탐색하면서 만나는 여러 전처리된 외곽선과 교점 상태를 고려하여 외곽선 내부를 채운다. 그러나, 이러한 방법은 각 픽셀마다 현재의 상태에 대해 일일이 판단해야하며 또 탐색이전에 외곽선에 대한 전처리를 수행해야하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 한 번의 외곽선 추적을 통해 외곽선에 해당하는 픽셀로부터 정점을 생성하여 소정의 방향에 따라 각 정점간을 연결하여 외곽선 내부를 채우는 외곽선 내부영역 채움 방법을 재공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 외곽선 내부 영역 채움 방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 시계방향의 외곽선 추적을 보여주는 도면이다.
도 3은 시계방향의 외곽선 추적방향과 수직의 외곽선 내부 채움방향에 따라 정점 모드를 결정하는 세 개의 연속되는 픽셀위치의 형태를 도시한 것이다.
도 4는 반시계방향의 외곽선 추적방향과 수직의 외곽선 내부 채움방향에 따라 정점 모드를 결정하는 세 개의 연속되는 픽셀위치의 형태를 도시한 것이다.
도 5는 외곽선 추적방향 및 정점 모드 형태에 따라 결정된 단일 정점 및 이중 정점을 나타낸 것이다.
도 6은 도 5에 따라 생성된 정점 리스트를 나타낸 것이다.
도 7은 도 6의 정점 리스트에 따라 외곽선 내부 영역을 채우는 것을 보여주는 도면이다.
상기 기술적 과제를 달성하기위한, 본 발명은 복수 개의 닫힌 이미지 영역을 채우는 방법에 있어서, 상기 각 이미지 영역의 외곽선 추적 방향 및 외곽선 내부 영역의 채움 방향을 결정하는 제1단계; 상기 채움 방향에 따른 각 픽셀열에서 채움 시작과 채움 끝을 나타내는 픽셀을 정점이라고 할 때, 상기 외곽선을 나타내는 각 외곽선 픽셀에 대해 상기 각 외곽선 픽셀위치와 상기 외곽선 추적방향에 따른 상기 각 외곽선 픽셀의 전후 외곽선 픽셀위치로부터 상기 각 외곽선 픽셀에 대한 정점 생성여부를 판단하는 제2단계; 및 상기 채움 방향과 반대방향으로 한 픽셀씩 이동하면서 상기 채움방향에 따라 상기 생성된 정점간의 픽셀들에 해당하는 메모리 위치에 소정의 값을 기입하여 상기 각 이미지 영역을 채우는 제3단계를 포함한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 닫힌 외곽선을 하나의 단위로하여 정점(vertex) 리스트를 생성하며, 생성된 정점 리스트를 이용하여 정점간의 채움을 수행한다.
도 1은 본 발명에 따른 외곽선 내부 영역 채움 방법에 대한 흐름도이다. 도 1에 따른 외곽선 내부 영역 채움 방법은 이미지 영역의 외곽선 추적 방향 및 외곽선 내부 영역의 채움 방향을 결정하는 단계(100), 각 외곽선 픽셀에 대한 정점 생성여부를 판단하는 단계(102 내지 112) 및 이미지 영역을 채우는 단계(114)를 포함한다.
그 동작은 다음과 같다. 먼저, 이미지 영역의 외곽선 추적 방향 및 외곽선 내부 영역의 채움 방향을 결정하는 단계(100)는 이미지 영역의 외곽선을 시계방향 또는 반시계방향으로 추적할 것인지를 결정하고, 외곽선 내부 영역을 수직방향 또는 수평방향으로 채울 것인지를 결정한다. 도 2는 임의의 시작점에서 시계방향으로 외곽선을 추적하는 것을 보여주는 도면으로, 도 2(a)는 참조번호 201에서 시작하고 하나의 외곽선으로만 연결되는 경우이고, 도 2(b)는 각각 202와 203에서 시작하여 세 개의 외곽선을 갖는 경우이다. 즉, 204와 같이 외곽선 내부에 홀(hole)이 존재하는 경우, 홀의 경계선은 외곽선의 추적방향과 동일방향으로 추적된다.
각 외곽선 픽셀에 대한 정점 생성여부를 판단하는 단계(102 내지 112)는 각 외곽선 픽셀에 대해 정점생성 여부를 결정한다. 정점 생성방법은 다음과 같다. 먼저, 외곽선을 구성하는 각 픽셀의 위치를 갖고있는 외곽선 리스트로부터 연속되는 세 개의 픽셀 위치를 조사한다. 연속되는 픽셀위치 P(xt-1,yt-1), P(xt,yt)는 8-연결성(8-connectivity)을 가지며, 8-연결성은 다음중 하나를 만족한다.
(1)xt-1=xt-1,yt-1=yt+1 (2) xt-1=xt-1, yt-1=yt(3) xt-1=xt-1,yt-1=yt-1
(4) xt-1=xt, yt-1=yt+1 (5) xt-1=xt+1, yt-1=yt-1
(6) xt-1=xt+1, yt-1=yt+1(7) xt-1=xt+1, yt-1=yt(8) xt-1=xt+1, yt-1=yt-1
연속되는 세 픽셀 P(xt-1,yt-1), P(xt,yt), P(xt+1,yt+1)를 통해 현재 픽셀 P(xt,yt)의 정점 모드(vertex mode)를 결정한다. 이 때, t-1이 0보다 작으면 마지막번째 픽셀 위치와 비교하고, t+1이 마지막번째 픽셀위치를 초과하면 시작 픽셀위치와 비교한다. 정점 모드는 하나의 픽셀 위치에 하나의 정점을 생성하는 단일정점 모드(single_vertex mode), 하나의 픽셀위치에 두 개의 정점을 생성하는 이중정점 모드(double_vertex mode) 및 정점을 생성하지않는 스킵모드(skip mode)중 하나로 결정된다. 단일정점은 외곽선의 한 픽셀에서 외부->내부 또는 내부->외부로의 변화가 발생하는 위치에 하나의 정점으로 생성되고, 이중정점은 외곽선의 한 픽셀에서 외부->내부로의 변화와, 내부->외부로의 변화가 중복되는 픽셀위치에 두 개의 정점으로 생성된다.
도 3은 도 2에 도시된 시계방향의 외곽선 추적과 수직의 외곽선 내부 채움방향에 따라 정점 모드를 결정하는 세 개의 연속되는 픽셀위치의 형태를 도시한 것이다. 도 3(a)는 P(xt,yt)가 단일 모드로 결정되는 형태를 도시한 것이고, 도 3(b)는 이중 모드로 결정되는 형태를 도시한 것이다. 도 3(b)의 경우 P(xt,yt)를 흰점으로 나타내었다.
도 4는 반시계방향의 외곽선 추적과 수직의 외곽선 내부 채움방향에 따라 정점 모드를 결정하는 세 개의 연속되는 픽셀위치의 형태를 도시한 것이다. 도 4(a)는 P(xt,yt)가 단일 모드로 결정되는 형태를 도시한 것이고, 도 4(b)는 이중 모드로 결정되는 형태를 도시한 것이다. 도 4(b)의 경우 P(xt,yt)를 흰점으로 나타내었다.
도 3 또는 도 4에 도시되지 않은 경우에 해당하는 픽셀위치의 형태는 모두 스킵모드로 분류된다.
도 5는 도 2에 도시된 외곽선 추적방향 및 도 3에 도시된 정점 모드 형태에 따라 결정된 단일 정점 및 이중 정점을 나타낸 것이다. 외곽선의 점이면서 단일 정점 또는 이중 정점으로 결정되지 않은 점들은 스킵모드로 처리된 점들이다. 참조번호 501 및 502는 외곽선 내부에 홀이 존재하는 경우, 외곽선과 홀 경계선에 따른 픽셀위치에 각각 형성된 두 개의 단일 정점을 나타낸다.
각 이미지 영역의 정점 리스트는 다음과 같이 정의된다.
정점 리스트(V)={[V(x0;0),…V(x0;N0)], [V(x1;0),…V(x1;N1)], …, [V(xr;0),…V(xr;Nr)], …, [V(xn-1;0),…V(xn-1;Nn-1)]}
여기서, Nr:y축 방향으로 r번째 픽셀열의 정점 개수, V(xr;t-1)≤V(xr;t)이다.
즉, 현재 처리되고 있는 외곽선에서의 픽셀 Pr(xt,yt)(여기서, r은 r번째 이미지 영역에 대한 것임을 나타낸다.) 위치에 단일정점 V(xt;yt)가 생성되고, xt값에 따라서 정점 리스트의 내부 리스트가 선택된다. 이중정점인 경우, 하나의 외곽선에서의 픽셀 Pr(xt,yt) 위치에 두 개의 정점 V(xt;yt), V(xt;yt)가 생성되어 정점 리스트에 위치한다. 도 6(a), 도 6(b)는 도 5에 따라 생성된 정점 리스트를 나타낸 것이다. 각 리스트는 yt의 값에 따라 수직으로 순서화되어있다.
이미지 영역을 채우는 단계(114)는 상술한 정점 리스트에 따라 현재의 정점이 나타내고 있는 좌표 (xr,yk)부터 다음 정점이 나타내고 있는 좌표 (xr,yk+1) 사이의 모든 픽셀에 해당하는 메모리 위치에 소정의 값을 기입하여 채운 후, 다음 픽셀열로 이동하여 해당 정점 간의 픽셀에 해당하는 메모리 위치에 소정의 값을 기입하여 채운다. 도 7은 도 6의 정점 리스트에 따라 외곽선 내부 영역을 채우는 것을 보여주는 도면이다.
본 발명에 의하면, 단 한 번의 외곽선 추적을 통하여 고속으로 외곽선내의 영역을 채울 수 있다. 특히, 형상을 임의의 지점에서 수평선 또는 수직선을 그었을 때, 한 점에서 외부->내부->외부로 두 번의 변화가 발생하는 경우, 이 점을 외부->내부로 또는 내부->외부로 한 번의 변화가 발생하는 경우와 구별하여 처리하므로 간단하다.

Claims (3)

  1. 복수 개의 닫힌 이미지 영역을 채우는 방법에 있어서,
    상기 각 이미지 영역의 외곽선 추적 방향 및 외곽선 내부 영역의 채움 방향을 결정하는 제1단계;
    상기 채움 방향에 따른 각 픽셀열에서 채움 시작과 채움 끝을 나타내는 픽셀을 정점이라고 할 때, 상기 외곽선을 나타내는 각 외곽선 픽셀에 대해 상기 각 외곽선 픽셀위치와 상기 외곽선 추적방향에 따른 상기 각 외곽선 픽셀의 전후 외곽선 픽셀위치로부터 상기 각 외곽선 픽셀에 대한 정점 생성여부를 판단하는 제2단계; 및
    상기 채움 방향과 반대방향으로 한 픽셀씩 이동하면서 상기 채움방향에 따라 상기 생성된 정점간의 픽셀들에 해당하는 메모리 위치에 소정의 값을 기입하여 상기 각 이미지 영역을 채우는 제3단계를 포함함을 특징으로하는 외곽선의 내부 영역 채움 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는
    상기 외곽선 추적 방향에 따른 현재의 픽셀위치와 현재 픽셀의 전후 픽셀위치로부터 상기 외곽선 추적 방향 및 상기 채움방향에 따라 외곽선의 외부에서 내부로 또는 내부에서 외부로 진행하는 경우 현재 픽셀 위치에 하나의 정점을 생성하는 제4단계;
    상기 외곽선 추적 방향에 따른 현재의 픽셀위치와 현재 픽셀의 전후 픽셀위치로부터 상기 외곽선 추적 방향 및 상기 채움방향에 따라 외곽선의 외부에서 내부 및 내부에서 외부로 진행하는 경우 현재 픽셀 위치에 두 개의 정점을 생성하는 제5단계; 및
    현재의 픽셀이 상기 제4 및 제5단계에 해당되지않는 경우, 현재의 픽셀위치에 정점을 생성하지않는 제6단계를 구비함을 특징으로하는 외곽선의 내부 영역 채움 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외곽선 내부영역내에 홀이 존재하는 경우, 상기 홀의 경계선을 상기 외곽선 추적방향과 동일 방향으로 추적하여 상기 채움방향에 따라 정점생성여부를 결정하는 단계를 더 구비함을 특징으로하는 외곽선 내부영역 채움 방법.
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