JP2766053B2 - 画像データ処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像データ処理方法に関し、更に詳しくは、
例えば２値画像の認識処理等において有用となる、互い
に連結する黒画素の塊（領域）毎に順次に識別ラベルを
付すための画像データ処理方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、OCR（光学式文字読み取り装置）や図面の認
識装置においては、画像データに含まれる個別の文字や
記号を抽出するために、前処理として黒画素が連結する
領域（塊）に順次ラベルを付すラベリング処理が通常実
行される。ラベリング処理の１例を第２図（Ａ），
（Ｂ）に示す。

第２図（Ａ）は原画像IM₀を示し、各格子が画素、こ
のうち黒いものE_Bが黒画素、白いものE_Wが白画素を表
す。第２図（Ｂ）は黒画素連結領域S1,S2毎に領域識別
番号（ラベル）を与えたラベリング処理結果の一例であ
り、画素中の数字「１」，「２」がラベルを表す。後に
述べるように、ラベリング結果は必ずしもこのような画
素単位のラベルのテーブルである必要はないが、ここで
は処理の目的を明確にするために、このような記法を採
った。座標x,yは、以下の説明では図のように定義した
ものを使用する。

ラベリング処理の方法として従来一般的な方法は、例
えば後藤敏行氏ら著に連結領域の高速ラベル付けアルゴ
リズム（電子情報通信学会論文誌Ｄ−II、Vol.72,No.
2、247ページから255ページ、1989年２月発行）と題す
る文献の第2.1節に、従来技術として記されている。こ
の方法によれば、まず原画像IM₀中の全画素について、
１画素単位に画素の色判定を行い、黒画素である場合に
はその周囲の画素との連結状態を調べ、既にラベルの付
されている黒画素と連結している場合にはこれと同一の
ラベルを当該画素に付し、さらに同時に他のラベルの付
されている黒画素とも連結している場合には上記ラベル
と本ラベルが本来同一のラベルを付されるべきものであ
ることを記録する（第１の処理）。全ての画素について
上記処理を終えたのち、１画素単位に上記ラベルと上記
連結関係を調べ、本来同一のラベルを付されるべき画素
でありながら異なったラベルが付されているものについ
てラベルを修正する（第２の処理）。第２図（Ａ）の例
では、２行目の２つの黒画素は最初は異なる値のラベル
が付され、第２の処理において同一のラベルに書き替え
られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術によれば、第１の処理において全画素数
に比例する画素の色の判定処理時間と、黒画素数に比例
する連結状態の判定処理時間を要し、第２の処理におい
て全画素数に比例するラベル有無の判定処理時間と、黒
画素数に比例するラベルの更新処理時間を要する。これ
らの処理のために、例えばCCITT（国際電信電話諮問委
員会）により制定されたA4判文書の標準原稿を1mm当り
８画素でディジタル化した画像について、例えばモトロ
ーラ社のマイクロプロセッサ68020をクロック20MHzで動
作させて実行した場合、従来の方法では数秒〜10数秒の
処理時間を要する。

このように、文書や図面を認識しようとする場合、ラ
ベリング処理に費される時間が画像処理時間の短縮上で
大きなネックとなっていた。

本発明の目的は、以下に述べるように、Modified REA
D方式と呼ばれる方法によってコード化された画像デー
タを対象としてラベリング処理を高速に実行できるよう
にした画像データ処理方法、および処理装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明では、Modified R
EAD方式によってコード化された画像データを順次解読
し、解読されたコードとその時点での各種制御パラメー
タの状態（系の状態）から実行すべき処理を選択し、上
記選択結果に応じて連結テーブルとランテーブルと処理
に必要な共通パラメータと系の状態を更新するようにし
たことを特徴とする。

〔作用〕

本発明で前提とするModified READ方式（以下、MR方
式と略記する）は、例えばファクシミリ装置で画像を伝
送したり、光ディスク装置に画像を格納する場合など
に、データ量を圧縮あるいは削減するための方式として
現在広く利用されているものである。本発明は、MR方式
でコード化された画像データを対象としてラベリング処
理を行なうものであり、光ディスクなどのファイルから
読みだした画像や、ファクシミリで伝送された画像、さ
らにネットワークや専用ケーブルで接続された画像入力
装置から取り込んだ画像を認識する場合、コードの復元
処理を必ずしも必要としない。また、本発明は上記MR方
式による符号化画像を原画像データに復元する処理と並
行して、ラベリングの処理を行えるようにしたものであ
る。

本発明によれば、ラベリング処理に要する時間は概ね
符号の数に比例する。原画像上の全画素数が画像の１辺
の画素数の２乗のオーダで増加するのに対して、これと
対応する１枚のコード化画像を構成する符号の数は、一
般に、原画像の１辺の画素数の２乗より小さく１乗より
大きいオーダで増加する。例えば、上記CCITTの標準原
稿の場合、符号数は白画素数の20〜150分の１（平均約5
0分の１）、黒画素数の３〜36分の１（平均約８分の
１）であり、ディジタル化の標本化密度を大きくすると
この差はさらに顕著になる。従って、コード化された画
像データから直接ラベリング処理を行なう本発明の方針
によれば時間計算量としてのオーダは従来方式に比べて
大幅に低減される。

本発明におけるラベリング処理の所要時間の比例定数
は、１つの符号の解読に要する時間、実行すべき処理を
選択する時間および連結テーブルその他の情報を更新す
る時間の合計となる。符号の解読は、符号テーブルのみ
を参照することによって行うことができる。処理の選択
は、上記のように系の状態を保持することによって他の
情報を参照することなく行うことができる。情報の更新
はランテーブルと処理に必要な共通パラメータのみを参
照すればよく、画像データを参照する必要がない。従っ
て、従来方式の比例定数は周囲画素との連結状態を調べ
る処理であるが、これと同程度とできる。

〔実施例〕

以下本発明の１実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明による画像処理システムの全体構成と
処理の概要を示すブロック図である。本発明の画像処理
システムは、イメージスキャナ10、イメージファイル1
1、あるいはネットワーク12等との接続インタフェース
と、CPU（マイクロプロセッサ）およびメモリを主要な
構成要素としおり、第１図で破線で囲まれた部分は、上
記CPUがプログラムの機能とメモリに用意される各種の
テーブルとの関係を示している。CPUが行なう処理動作
はフェーズ1,フェーズ２の２つのフェーズに大別され
る。

まず第１のフェーズについて説明する。MR方式でコー
ド化された画像が、例えばイメージスキャナ10から入力
される。このような画像は、光ディスクなどのファイル
11からの検索処理や、ネットワークや専用ケーブル12で
接続されたファクシミリあるいはリモートの画像入力装
置での読込み処理などで得ることもできる。上記入力画
像は符号解読部１で順次に解読され、１符号単位に処理
選択部２に送られる。処理選択部２は、符号解読部１か
ら送られてきた符号と後述する状態管理部３の内容に基
づいて、次に実行すべき処理を個別処理部４−１〜４−
Ｎの中から選択する。状態管理部３は、後述する系の状
態が状態〜の何れであるかを管理する。系の状態は
各行の先頭で状態に初期化され、以下、選択された個
別処理部４−１〜４−Ｎによって順次更新される。個別
処理部４−１〜４−Ｎは、後述するランテーブル部５と
共通パラメータ部６の内容に基づいて、それぞれ予め定
めた規則に従って状態管理部３、ランテーブル部５、共
通パラメータ部６および連結テーブル部７の内容を更新
する。

ランテーブル部５は、画像中のランの位置、すなわち
横方向に連結した黒画素の塊（ラン）の位置情報、およ
びそれに与えられたラベルの値を管理する。共通パラメ
ータ部６は、ランテーブル部５におけるその時点での処
理に必要なランを指示するためのパラメータi,jと、処
理中のコード（符号）が対応する原画像上の位置を示す
ためのパラメータa0とを管理する。連結テーブル部７
は、ランテーブル部５に記憶されているラベルのうち互
いに連結（一体化）するべきものの組を管理する。

以上の処理は１つの画像を構成する全ての符号につい
て繰り返される。次に第２のフェーズについて説明す
る。

第２のフェーズでは、第１のフェーズで得られた連結
テーブル部７の内容に基づいて、ラベル連結部８が、ラ
ンテーブル部６の内容を更新する。すなわち、連結テー
ブル部７によってラベルの連結状態を求め、この状態に
基づいて、ランテーブル部６のラベルの値を更新する。
最終的に得られたランテーブル部６の内容が本実施例に
よる画像ラベリング処理結果として出力される。

次に、符号解読部１の処理内容について詳細に説明す
る。本発明で解読する画像の符号はModified READ（MR
方式）である。MR方式による符号化は、ファクシミリ装
置で画像を伝送したり、光ディスク装置に画像を格納す
る場合などに適したデータ圧縮の方式として広く知られ
ており、その詳細は、例えば、Roy Hunter氏らが著者と
なっている「International Digital Facsimile Coding
Standards（Proceedings of the IEEE、Vol.68,No.7,8
54ページから867ページ、1980年７月発行）」と題する
文献に記述されている。MR方式は、原画像の各行の画像
データを、既に符号化済みとなっている１行前の画像の
符号化データ（以下、この行を参照行と言い、符号化の
対象となっている行を符号化行と言う）を参照して符号
化するものであり、例えば原画像上で同一の内容をもつ
行が連続する場合、後続する各行に「先行する行の内容
と同一」であることを示す所定の符号を与えることによ
り、高いデータ圧縮率を得るようにしている。

第３図は、MR方式の要点を示した図であり、上の行L_R
が参照行、以下の行R_Cが符号化行を示している。MR符号
化では、各画像の第１行目の画像データを符号化する場
合、参照行となる第０行の画像データが全て白画素から
なっているものと仮定する。

本発明では、ラベリングを行なうために幾つかの制御
パラメータを用いる。各行の第１画素、すなわち原画像
の第１列の画素位置を初期値とするパラメータをa0とす
る。上記パラメータa0は、後述するユニットの先頭を示
すためのものであり、その値はパラメータ部５で管理さ
れる。符号化行においてa0の次に現われる白から黒へ、
または黒から白への変化画素の位置をa1、さらにa1の次
に現われる変化画素の位置をa2と定義する。また参照行
においてa0より右にありa1と同じ変化をする画素の位置
をb1、さらにa2と同じ変化をする画素の位置をb1、さら
にa2と同じ変化をする誤差の位置をb2と定義する。この
とき、第４図に示される条件41に従って符号モード42
と、a₀〜a₁間のランに与える符号（コード）43および次
のランのa0の値44が一意に決定する。即ち、例えばb2＜
a1のときはパスモードと呼び、コードはＰ、次のa0はb2
となる。Ｐ、Ｖ（０）等の各コードを具体的にどのよう
なビットのパターンで表現するかについては、上記文献
の865ページ等に詳しいので説明を省略する。第５図は
実際の画像の符号の１例を示し、第２図（Ａ）の画像を
符号化したものである。記号ｔは符号の順序を表す。ま
た記号ｙは第２図の座標ｙであり、実際の符号には含ま
れないが、ここでは第２図と第５図との対応関係の理解
を容易にするために示してある。

符号解読処理１は、このようにして作られたMR方式の
ビット列を読み込み、予め用意してある各符号とビット
パターンとの対応表を参照することによって、上記ｔの
順序に従って１コードずつ出力する。

次に、以下のラベリング処理の説明で利用する記号お
よび用語について第６図（Ａ），（Ｂ）を参照して説明
する。図において上段が参照行L_R、下段が符号化行L_Cを
表す。図（Ａ）に示すように、上記MR符号で説明した或
る時点でのa0が差す画素の中心位置と、次の時点で新た
にa0となるa0′が指す画素の中心位置との間をユニット
と呼ぶ。参照行L_Rにおいてa0の位置にある画素の色を
ｂ、同位置の符号化行の画素の色をａとし、ｂとａの組
合せ［b,a］を前記状態管理部３で管理する。前述した
状態は［b,a］が［＊,0］、即ちａが白でｂは黒白何
れでもよい状態、状態は［b,a］が［0,1］、即ちａが
黒でｂは白の状態、状態は［b,a］が［1,1］、即ち
ａ、ｂ共に黒の状態に対応する。また、（a0′−１）の
位置にある参照行L_R上の画素の色をbx1、a0′の位置に
ある参照行L_R上の画素の色をbx2で表わし、bx1とbx2の
組合せを条件bxで表わすものとする。

第６図（Ａ）から明らかな如く、上記bxは、符号化行
において現在着目しているランの最終画素の位置で参照
行の画素がどのように変化していたかを示す。

更に、第６図（Ｂ）に示すようにユニット以前から継
続する黒のランを示すインデクスをｊとする。ｊの値は
前記共通パラメータ部６で管理され、その値はランテー
ブル部５のランの番号に対応する。ｉは原則として参照
行でユニット以前から継続する黒のランを示すインデク
スである。ただし前記MR符号が水平モードのときに限
り、後述するようにユニット内部でこのｉが更新される
場合がある。ｉの値も前記共通パラメータ部６で管理さ
れ、ランテーブル部５のラン番号に対応している。符号
化行上では１つのユニットには高々１つのランしか存在
しないが、参照行上の上記ユニットと対応する領域には
２つ以上のランが存在する場合がある。参照行上でイン
デクスｉをもつランR0、（ｉ＋１）のインデクスをもつ
ランをR1、以下同様に（ｉ＋ｋ）のインデクスをもつラ
ンをRkと定義する。また、符号化行L_C中の黒ランの始点
のｘ座標をx1、黒ランの終点のｘ座標に１を加えた値を
x2、参照行L_R中の黒ランRkの始点のｘ座標をRk.x1、黒
ランの終点のｘ座標に１を加えた値をRk.x2とする。

第７図（Ａ）〜（Ｃ）はランテーブル部５と連結テー
ブル部６で管理されるテーブルの構成とそれらの内容の
例を示す図である。尚、各テーブルの内容は、第２図に
示した画像IM₀の例に対応する。

図（Ａ）は前記フェーズ１の処理終了後のランテーブ
ル50′の内容である。ｒ′はフェーズ１の処理終了時点
でのランの番号、x1は各黒ランの始点のｘ座標の値、x2
は終点のｘ座標に１を加えた値、ｙは各ランｙ座標の
値、LRは各ランに付されたラベルである。後述するよう
に、本実施例では行の右端での処理を統一的に扱うため
に、各行について画像の右外側に長さ０のランが存在す
ると仮定する。この仮想的なランは、上記テーブル50′
においてLRの値を０とすることにより他のランと区別す
る。上記仮想ランのx1とx2には等しい値を与える。本例
では、第1,第4,第6,第10,第12,第14、および第15のラン
が上記仮想的なランに相当する。

図（Ｂ）は前記フェーズ１の処理終了後の連結テーブ
ル70の内容を示している。LRは図（Ａ）の各ランに与え
るラベルの値であり、ｍは当該ラベルと連結、あるいは
一体化すべき他の値のラベルの個数を示す。cR1〜cRMは
当該ラベルに連結すべきラベルの値を示す。本例では第
２行目（ｙ＝２）にある２つのランに付されたラベル１
とラベル２が連結すべき関係にあり、ラベル１に対して
ラベル２、ラベル２に対してラベル１が連結対象として
記憶されている。なお、上記cRにおける添字Ｍは連結さ
れるラベルの最大個数を示し、予め考え得る最大個数の
記憶エリアをテーブル70に用意しておいてもよいし、該
テーブルのメモリ量削減のために限られた個数の記憶エ
リアを用意しておき、これを越える個数の連結が発生し
た場合にはオーバーフローエリアに記憶し、そのアドレ
スをポインタにより示す方法を採用するようにしてもよ
い。

図（ｃ）は前記フェーズ２の処理終了後のランテーブ
ル50の内容を示す。ｒはフェーズ２の処理終了後のラン
の番号であり、x1,x2、ｙおよびLRの意味はいずれも図
（Ａ）の場合と同様である。本テーブル50の内容は、テ
ーブル50′からL_Rの値が０のランを除去し、また、連結
テーブル70でラベルの連結の指定がなされているランに
関して、これらが同一のラベルをもつようにラベルの付
け変え（値の変更）したものとなっている。本例では、
テーブル50′におけるラベル１と２が新たにラベル１
に、ラベル３が新たにラベル２となるようにラベル変更
が行なわれている。

次に、符号解読部１の処理の結果がパスモードまたは
垂直モードである場合の個別の処理内容について説明す
る。

第８図は符号（code）毎に、前記の条件bxと、前記の
状態［b,a］の組合わせとに対応して、参照行L_Rと符号
化行L_Cのランの結合状態を示した図である。図において
参照行L_Rの上部に示した２本の短い線分は前述したユニ
ットの範囲を表す。また、符号化行の下部に示した２つ
の記号は、第３図で説明したMR符号のパラメータで、左
側パラメータはa0であり、右側のパラメータa1またはb2
は、次の符号を処理するときに新たなa0位置となるパラ
メータ、即ち第６図のa0′に相当するパラメータを示
す。また黒い矩形は黒画素、白い矩形は白画素を表し、
黒い矩形と白い矩形に挾まれてハッチング（網点）を施
された一連の矩形は、高々一度白から黒へと変化する画
素の列、白い矩形と黒い矩形に挾まれてハッチングを施
された一連の矩形は、高々一度黒から白へと変化する画
素の例を表すものとする。

例えば符号Ｐ、状態がのとき、第４図の定義によ
り、当該ユニットの符号化行L_Cにはランは存在せず、参
照行L_Rには始点、終点とも本ユニット内に存在するラン
がただ１個存在する。符号がＰ、状態がのとき、当該
ユニットの符号化行L_Cには前のユニットから継続し、さ
らに次のユニットに継続するランが存在し、参照行L_Rに
は始点、終点とも本ユニット内に存在するラン、および
始点のみ本ユニット内に存在し次のユニットに継続する
ランが各１個ずつ存在する。このとき参照行L_Rに存在す
る２つのランは符号化行L_Cに存在するランと連結してお
り、これらのランは本来同一のラベルが付されるべきも
のであることが分る。符号がVR（１）、条件bxが（＊,
0）、即ちbx2が白（bx1は白黒いずれでも良い）、状態
がのとき、当該ユニットの符号化行L_Cには本ユニット
内で開始し次のユニットに継続するランがただ１個存在
し、参照行L_Rには始点、終点とも本ユニット内に存在し
かつ上記符号化行のランに連結するランが１個、前のユ
ニットから継続し上記符号化のランとは連結しないラン
が高々１個存在する。このとき参照行L_Cに存在する前者
のランと符号化行L_Cに存在するランは、本来同一のラベ
ルが付されるべきものであることが分る。

第８図は全ての物理的なランを表現したものではない
が、論理的な連結関係については全てのものが表現され
ている。また同図において空白となっている欄は、その
ようなケースが存在し得ないことを意味している。例え
ば、符号がVL（１）、状態がのとき、ランのパターン
は同図の符号VL（１）、条件bxが（1,＊）、状態に示
したパターンに一意に決まる。よってbxが（0,＊）とな
るケースは存在しない。なお本実施例では、黒画素の連
結を８連結、即ち斜め45゜方向の隣接する２つの黒画素
は周囲の白画素の状態にかかわらず連結しているものと
定義しているが、本発明はこれを例えば４連結、即ち斜
め45゜方向の隣接する２つの黒画素は、両方の黒画素に
接する２つの画素がいずれも白画素である場合に限りこ
の部分では連結していないと定義した場合等にも適用で
きるものである。

処理選択部２では、符号と、前記の条件bxと、前記の
状態［b,a］の組によって、上記第８図の各欄および後
述する水平モードの３つの状態と1:1に対応した個別処
理部４−１〜４−Ｎのいずれか１つを選択する。条件bx
の具体的判定方法については後に詳述する。

第９図は個別処理部の処理内容を示した図であり、図
中の各行が上記処理選択部で選択される個別処理部とそ
れぞれ対応する。条件91に応じて実行される処理内容
は、ランテーブル部５の座標更新処理（ラン）92、ラン
テーブル部５のラベルおよび連結テーブル部７の更新処
理（ラベル付け）93および次の状態への遷移処理（状態
遷移）94に分類して示される。なお上記図において記号
「−」が記入されている欄は、当該処理を行わないこと
を示している。

ランテーブル部５の座標更新処理92では、ランテーブ
ルの始点情報x1、終点情報x2を必要に応じて更新する。
更新すべきランは、その時点でのインデクスｊで示され
るが、特にx1を更新する場合には、現在の値を１だけ増
加させたｊが示すテーブル位置にあるランについて処理
し、x2を更新する場合には現在のｊが示すテーブル位置
にあるランについて処理を行う。

例えば、符号がＶ（０）、状態がのとき、まずｊを
１増加させ、次に同じランテーブル上のすでに計算して
あるラン情報R1.x1を参照してこれと同じ値をｊの位置
のランのx1に代入する。記号R1.x1の意味は第６図で説
明した通りであるが、具体的には、ランテーブル50上
で、その時点での値に１を加えて行えられるｉが示す位
置にあるランのx1の値を求めることにより容易に参照で
きる。また、符号がVR（１）、条件bx（＊,0）、状態が
のとき、その時点でのｉの値をもとに同じランテーブ
ル上のすでに計算してあるラン情報R0.x1を参照し、こ
れに１を加えた値をｊの位置のランのx2に代入する。記
号R0.x2の意味も第６図で説明した通りであるが、具体
的には、ランテーブル上で、その時点でのｉが示す位置
にあるランのx2の値を求めることにより、容易に参照で
きる。

なお、上記処理において、新しいランの更新開始時
点、即ち、x1を変更する時点で、ｙの値も更新する。画
像上の現在処理中の行のｙ座標の値は、後述するように
常に管理されているため、これを参照すればよい。ま
た、画像上の各行の右端は、参照すべきランのラベル値
が０であることから容易に判定でき、行の終了条件とす
ることができる。行の初期化および終了処理については
後述する。

ランテーブル部５のラベルおよび連結テーブル部７の
更新処理93では、ランテーブル50のラベル情報LR、連結
テーブル70の連結ラベル数ｍおよび連結ラベルcR1〜cRM
を必要に応じて更新する。ランテーブル50で更新すべき
値は、第９図に示すようにl0,l1またはｌ＋１のいずれ
かである。ここでl0とl1は、それぞれ第６図で定義した
ランR0,R1にすでに付されているラベルであり、具体的
にはランテーブル50の中でそれぞれインデクスｉ、ｉ＋
１により指示される位置にあるランのラベルLRの値を参
照することによって容易に求めることができる。ｌは連
結テーブル部７において連結テーブル本体70とは独立に
管理されるパラメータであり、０を初期値とし、過去付
されたラベル中の最大値を現在値としている。LRをｌ＋
１に更新するということは、ｌの値を１増加させ、この
値を当該ランのLRとすることを意味する。

連結テーブルの連結ラベル数ｍおよび連結ラベルcR1
〜cRMを更新する処理は、第９図では簡単化のためにラ
ベルのリストｃで略記されている。上記リストｃ中のラ
ベルは、処理中のランのラベルと連結されるべきもので
あることを示している。例えば符号がＰ、状態がのと
き、ラベルのリストｃはl1と示されているが、これはま
ず処理中のランのラベルlxを求め、次に連結テーブル70
上のLRがlxである要素に対してｍを１増加させ、cRmの
位置にl1を代入し、さらに上記連結テーブル上のLRがl1
である要素に対してｍを１増加させ、cRmの位置にlxを
代入する処理であることを意味する。また、符号がＰ、
状態がのとき、ラベルのリストｃはl1,l2と示されて
いるが、これも上記と同様に、連結テーブルの第lx,l1,
l2の各要素に対してｍを２増加させ、cR（ｍ−１）およ
びcRmの位置にそれぞれl1,l2,lxおよびl2,lx,l1を代入
する処理であることを意味する。処理中のラインのラベ
ルlxは、ランテーブル中のインデクスｊで参照されるラ
ンのラベルLRとして求めることもできるし、また、高速
化のために常に符号化行の処理中のランのラベルを共通
パラメータ部６に保持することもできる。l1およびl2
は、それぞれ第６図等で定義したランR1,R2にすでに付
されているラベルであり、具体的には、ランテーブル50
の中でそれぞれインデクスｉ＋1,i＋２が指示するラン
のラベルLRの値を参照することによって容易に求めるこ
とができる。

なお、本実式例では、ラベリングの第２フェーズの説
明を簡単にするため、２つのラベルの連結は連結テーブ
ル70中の双方の要素に互いのラベルを書き込んだが、第
２フェーズの処理を後述のように変更する場合には、こ
の処理はいずれか一方の要素にのみ他方のラベルを書き
込むだけでよい。３つのラベルの連結についても全く同
様である。尚、これらの場合に、ラベルの値が最も小さ
い要素にのみ、連結すべき他のラベルを書き込むように
すると、第２のフェーズの処理が容易になる。

次の状態への遷移処理94では、共通パラメータ部６の
a0,i,jと、状態管理部３の［b,a］を必要に応じて更新
する。第９図の欄a0′は、次の処理で利用するパラメー
タa0の値を示し、第４図で説明したMR方式の定義によっ
て決定できる。具体的には、パスモードのとき参照行の
ランの始点終点情報を図のように参照することによって
求めることができ、垂直モードのとき上記座標更新処理
92において求めたx1またはx2をそのまま利用することが
できる。Δi,Δｊは本ユニットの処理におけるパラメー
タｉおよびｊの増分を表す。これらの値を増加する時点
はｉについては全ての処理が終了後、ｊについては前記
のようにx1を更新する以前である。［b,a］′は次に遷
移すべき状態［b,a］の値を示す。

次に処理選択部２で行なう条件bxの判定方法について
第10図を用いて説明する。本判定は、まず符号および状
態に対して、第10図の「determinant」の欄103で示した
式を計算し、次に図においてbxの欄104で示した０、
＋、−等の条件を調べることによって行うことができ
る。例えば、符号101がVR（１）、状態102がのとき、
式R1.x2−R1.x1−１の値を、インデクスｉによりランテ
ーブル50を参照することによって求める。この結果が０
のときはbxが（＊,0）であり、正のときはbxが（＊,1）
であると判定する。上記値はMR符号の定義から明らかな
ように、負になることはない。また、例えば符号がVL
（２）、状態がのとき、式R1.x1−R0.x2−２の値を、
インデクスｉによりランテーブルを参照することによっ
て求める。この結果が正のときはbxが（0,＊）であり、
０のときはbxが（1,0）であり、さらに負のときはbxが
（1,1）であると判定する。第10図の欄104において記号
＊で示した箇所はMR符号の定義によって存在し得ない条
件を示している。

以上で符号解読部１の処理の結果がパスモードまたは
垂直モードの場合に実行する個別の処理内容の説明を終
了し、次に符号解読部１の処理の結果が水平モードの場
合の個別の処理内容について説明する。第11図は水平モ
ードのときの状態［b,a］に対する参照行L_Rと符号化行L
_Cのランの結合状態を示した図である。第11図において
図（Ａ）は状態に、図（Ｂ）は状態に、図（ｃ）は
状態に対応する。記号Ｉ〜VIは参照行L_Rの各ランに対
するランテーブルの始点終点座標を表し、特に後述する
第12図〜第14図のフローチャートにおける同一の記号の
ステップで参照処理されることを示している。尚、第11
図に示したランは、実際の画像処理においてこのような
連結関係をもつものがすべて存在するとは限らず、ま
た、これと同じ連結関係が図示したもの以外のランに存
在する場合もあるが、ランの連結関係を調べるための組
合せについては上記第11図にすべてのものが表現されて
いる。

次に、上記水平モードに対応する個別処理部の処理内
容について、第12図〜第14図のフローチャートを用いて
説明する。以下の説明において、記号h1およびｈはMR符
号の水平モードのパラメータを表し、それぞれ第４図に
おけるa1−a0、（a2−a1）＋（a1−a0）の値に相当す
る。これらの値は、符号解読部１から与えられるパラメ
ータを直接用いるか（h1）、または符号解読部１から与
えられるパラメータから容易に計算することができる
（ｈ）。

第12図は、状態のときの処理内容を示すフローチャ
ートである。インデクスｊを１増加した後、まずステッ
プ１で前のユニットから継続した参照行のランが符号化
行のランに連結しいるか否かを調べ、連結している場合
には当該ランのラベルをl0、連結していない場合は新し
いラベルを付す。次にステップIIで当該ユニット内に未
処理のランが存在するか否かを調べ、存在する場合には
インデクスｉを１増加すると共に、この参照行のランの
ラベルと上記処理で付したラベルとが連結すべきもので
あることをcRに追加する。さらにステップIIIで上記ラ
ンの終点が本ユニット内に存在するか否かを調べ、存在
する場合には上記IIの処理を繰り返す。ステップIIの処
理とIIIの処理は２重のチェックとなっているようにみ
えるが、これは前記の行の右端の仮想的な長さ０のラン
を処理するときに本処理を停止させるために必要であ
る。

第13図は状態のときの処理内容を示すフローチャー
トである。まずステップ１で参照行の第１のランが符号
化行のランに連結しているか否かを調べ、連結している
場合にはインデクスｉを１増加すると共に、この参照行
のランのラベルと上記処理で付したラベルとが連結すべ
きものであることをcRに追加する。次にステップIIで上
記の参照行のランが次の符号化行のランに連結している
か否かを調べる。連結していない場合には、ステップII
Iで参照行の次のランが符号化行の第１のランと連結し
ているか否かを調べ、連結している場合にはインデクス
ｉを１増加すると共に、この参照行のランのラベルと上
記処理で付したラベルとが連結すべきものであることを
cRに追加する。ステップIVでは参照行の上記ラン等が符
号化行の第２のランに連結しているか否かを調べる。連
結している場合には、ステップＶでさらに本ユニット内
の参照行に次のランが存在するか否かを調べ、存在しな
い場合にはインデクスｊを１増加し、符号化行の第２の
ランに新しいラベルを付して処理を終了する。上記ステ
ップIIで参照行と符号化行が連結している場合、または
上記ステップIVで参照行と符号化行が連結していない場
合には、インデクスｊを１増加し、当該ランにl0のラベ
ルを付す。この後ステップVIで、座標A0′の位置の参照
行の画素の色を調べ、黒の場合には状態［b,a］をに
遷移させる。ステップIVの処理とステップＶの処理は２
重のチェックとなっているようにみえるが、これは前記
の行の右端の仮想的な長さ０のランを処理するときに本
処理を停止させるために必要である。

第14図は状態のときの処理内容を示すフローチャー
トである。まずステップＩで参照行の第１のランが符号
化行の第２のランに連結しているか否かを調べる。連結
していないときはステップIIで参照行の第２のランが符
号化行の第１のランに連結しているか否かを調べ、連結
している場合にはインデクスｉを１増加すると共に、こ
の参照行のランのラベルと上記処理で付したラベルとが
連結すべきものであることをcRに追加し、ステップＩに
戻る。上記ステップIIで２つのランが連結していない場
合には、ステップIIIで本ユニット内の参照行に次のラ
ンが存在するか否かを調べ、存在する場合にはインデク
スｉを１増加する。さらにステップIVで上記ランが符号
化行の第２のランに連結しているか否かを調べ、連結し
ていない場合には上記ステップIIIを繰り返す。上記ス
テップＩで２つのランが連結している場合、または上記
ステップIVで２つのランが連結している場合には、イン
デクスｊを１増加し、当該ランにl0のラベルを付す。こ
の後ステップＶで、座標a0′の位置の参照行の画素の色
を調べ、白の場合には状態［b,a］をを遷移させる。
上記ステップIIIで次のランが存在しない場合には、イ
ンデクスｊを１増加し、符号化行の第２のランに新しい
ラベルを付して処理を終了する。ステップIIIの処理と
ステップIVの処理は２重のチェックとなっているように
みえるが、これは前記の行の右端の仮想的な長さ０のラ
ンを処理するときに本処理を停止させるために必要であ
る。

なお、上述したフローチャートでは、表記の簡単化の
ために、ランテーブルの座標情報x1,x2および共通パラ
メータa0′の更新処理内容は省略してある。これらの処
理は参照行のランの状態に依存せずに一意に決定するこ
とができる。具体的にはランテーブルの座標情報の更新
は、第12図の場合、更新されたインデックスｊに対して
x1はa0＋h1、x2はa0＋ｈ、第13図および第14図の場合、
更新前のインデクスｊに対してx2はa0＋h1、更新された
インデクスｊに対してx1はa0＋ｈに従って行われる。ま
た共通パラメータa0′は状態［a,b］に無関係に、a0＋
ｈと更新すればよい。

第１フェーズの最後の説明として、画像開始行での処
理および各行の開始および終了処理について第15図を用
いて説明する。ステップ101ではランテーブルを初期化
する。具体的にはランテーブルの第０要素についての座
標x1およびx2をいずれも画像の右端の画素の１画素右の
画素位置に設定する。また座標ｙを画像の上端の行の１
行上の行位置すなわち０に設定する。またラベル値Ｌを
仮想的なランのラベル値０に設定する。ステップ102で
は共通パラメータ部６で管理されるパラメータi,j、全
体の処理を制御するパラメータY,連結テーブル部７で管
理されるパラメータｌの値を初期化する。具体的にはｉ
を、第１行が参照する行、すなわち上記第０行の画像の
左端の画素のさらに左に存在するランを仮定して、その
インデクス−１を設定する。インデクスが−１である要
素はランテーブル上には存在しないが、次に述べるよう
に画像の先頭での状態［b,a］はであるので、結局１
を加えた値０からが実際に利用されることになり問題は
生じない。ｊは第１行の最初に存在するランの１つ前の
ランを示すインデクス０に設定する。Ｙは処理中の画像
の行を示すインデクスであり１を設定する。ｌは最初に
付すべきランの仮ラベルの値１に設定する。ステップ10
3では共通パラメータ部６で管理されるパラメータa0お
よび状態管理部３で管理される状態［b,a］を初期化す
る。具体的にはパラメータa0は各行の最左端画素の１画
素左の画素位置（ｘ座標）に設定する。また状態［b,
a］は常にに設定する。これは符号化行左端画素が黒
画素の場合にも、その左端に白画素が存在すると仮定す
るもので、以下の処理は行の初期状態をに設定するこ
とによって正しく動作する。ステップ104では第１図の
符号解読部１に相当する処理が行われ、画像データの未
処理部分の先頭から１つのMR符号を得る。ステップ105
では第１図の処理選択部２および個別処理４−１〜４−
Ｎに相当する処理が行われ、すでに詳述したようにMR符
号、状態［b,a］等に応じてランテーブル部５、共通パ
ラメータ部６等が更新される。

次に、第２フェーズの処理内容について説明する。ま
ず第１フェーズで求めたランテーブルに存在する各ラベ
ル値について、ラベルの連結を考慮したときに変換され
るべき値を求める。この値を求めるには、次に付すべき
真のラベル値を表す変数を、初期値を１として考え、連
結テーブルのLRの小さいものから順に以下の処理を繰り
返せばよい。

（１）真のラベル値が付されていない最小のLRを探索す
る。

（２）このLRに上記真のラベル値を割当て、さらにその
cRmとして定義されているLRを全て求める。

（３）このうち真のラベルがまだ割当てられていないも
のについて、上記真のラベル値を割当て、さらにそのcR
mとして定義されているLRを全て求める。

（４）上記（３）の処理を、真のラベルが割当てられて
いないものがなくなるまで繰り返し、終了後上記次に付
すべき真のラベル値を表す変数を１増加する。

（５）上記（１）〜（４）の処理を真ラベル値が付され
ていないLRがなくなるまで繰り返す。

以上の処理によって第１フェーズで求めた仮のラベル
値と、真のラベル値との対応関係で求められたので、最
後に実際にこのラベルの値の更新を行う。本処理は、ラ
ンテーブル中の各ランについて、LRの値から上記対応を
参照することによって更新することができる。この処理
の間に長さ０の仮想的ランをLRがのランとして検出し、
これをランテーブルから削除することができる。

以上、本発明の１実施例について説明したが、以下本
発明の他の実施例について述べる。

上記実施例では、黒画素の連結を８連結と定義した
が、前にも述べたようにこの定義を４連結や、その他の
特殊な連結に変更してもよい。この場合、処理選択部２
および個別処理部４−１〜４−Ｎの具体的処理内容を上
記定義に合せて変更するだけでよい。また、上記実施例
では黒画素の連結を考慮したが、逆に白画素の連結領域
にラベル付けをすることもできる。この場合も、処理選
択部２および個別処理部４−１〜４−Ｎの具体的処理内
容を変更するだけで、黒画素の場合と同様にしたラベリ
ング処理を実施できる。白画素の連結の定義について
も、８連結、４連結またはその他の特殊な連結を黒画素
の場合と同様に取り扱うことができる。

上記実施例では、ラベリング結果として、ラン単位に
各ランの座標情報と真のラベル値を出力したが、上述し
たフェーズI,IIに更に後処理を追加することにより、こ
れを画素単位に真のラベル値を出力するよう変更するこ
ともできる。またフェーズ１の処理終了時点でのランテ
ーブル50′と連結テーブル70を保存しておき、これを後
で実行する認識処理において参照するようにしてもよ
く、この場合にはフェーズ２の処理は必ずしも必須では
ない。

文字認識などのパターン認識処理において画素の連結
成分の外接矩形のみを利用する場合には、同一値の真の
ラベルをもつ複数のランの中から、最小のx1、最大のx
2、最小および最大のｙの値を求め、これらを真のラベ
ル単位に出力するようにしてもよい。また、上記フェー
ズ２の処理で求めたランテーブルは、ラベルを基準にソ
ートし、その結果を出力するようにしてもよい。この方
が、後の認識処理が容易になることもある。

また、上記実施例では、処理選択部２で条件bxの判定
も行ったが、このbxの判定処理を個別処理部４−１〜４
−Ｎの中で行うようにすることによって、処理選択部２
でランテーブル部５の参照を不要にしてもよい。また、
個別処理部４−１〜４−Ｎは、説明の単純化のためにそ
れぞれ独立した処理として記述したが、これらの中で共
通な処理をまとめて記述することにより、例えばプログ
ラムの占めるメモリ容量を削減することができる。状態
と状態は１つの状態にまとめることによって、新し
い状態が現在の状態と符号により一意に決定できるよう
になり、個別処理部でなく符号解読部１または処理選択
部２で変更できるようになる。また、上記実施例では、
符号解読部１でMR符号の単位に解読した符号を出力し、
以下この単位に処理を行ったが、複数の符号をまとめて
出力し、これを単位にしてその後の処理を行うようにし
てもよい。例えば符号Ｖ（０）は実際には“1"という１
ビットのパターンで示されるが、新たに“11"という２
ビットのパターンをもつＶ（０）Ｖ（０）という符号を
考えることができる。これによって処理の部を共通化
し、符号解読処理や個別処理部における状態の遷移処理
などを高速化することができる。

以上の説明から明らかな如く、本発明の実施例で示し
た第１フェーズの処理はMR符号の単位に行われ、かつ各
符号に対して行われる処理は符号の総数には通常依存し
ない。各符号に対して行われる処理は厳密には含まれる
符号の種類、数およびその出現順序に依存するが、通常
の文書などの画像データではその比率に大きな差異はな
い。例えば前記のCCITT標準原稿における前記各符号、
状態、条件の頻度は、例えば第16図に示す通りである。

また、第２フェーズの第１の処理は、第１フェーズで
生成された連結テーブルの要素単位に行われるが、この
要素の数は通常MR符号の数に比べて小さく、かつ各要素
に対して行われる処理は要素の総数には通常依存しな
い。第２フェーズの第２の処理は、第１フェーズで生成
されたランテーブルの要素単位に行われるが、このラン
の数は通常MR符号の数に比べて小さく、かつ各要素に対
して行われる処理はランの総数には通常依存しない。以
上により本ラベリング処理に要する時間は概ね符号の数
に比例するといえる。MR符号の数は、一般に画像の１辺
の画素数の２乗より小さく１乗より大きいオーダで増加
するため、本発明によるラベル処理の所要時間のオーダ
は従来の画素単位に処理を繰り返す方法に比べてはるか
に小さい。

本発明の実際の処理時間は、上記の説明からも分かる
ように第１フェーズの処理が大半を占める。第１フェー
ズにおける１符号の解読に要する時間は、符号を含むデ
ータの読出し、シフト、符号判定およびプログラムのル
ープの判定に要する時間にほぼ等しい。処理の選択は、
状態［b,a］と条件bxの判定によって行われるが、状態
［b,a］の判定は１変数の値判定、条件bxの判定はラン
テーブルの２回の参照およびその結果の算術演算に要す
る時間にほぼ等しい。ランテーブルの更新に要する時間
は、ランテーブルの読出し、その値のインクリメント、
結果のランテーブルへの格納およびラベルの値の読出し
と格納に関する時間にほぼ等しい。連結テーブルの更新
に要する時間は、ランテーブルのラベル読出しおよび連
結テーブルへの格納に要する時間にほぼ等しい。状態遷
移処理に要する時間は、４つの変数に、処理により一意
に決まる定数または他の処理で計算済みの値を代入する
のに要する時間にほぼ等しい。以上の処理を実現するプ
ログラムの１例を、例えばモトローラ社のマイクロプロ
セッサ68020をクロック20MHzで動作させて実行した場
合、前記標準画像についての処理時間は例えば第17図に
示すような結果となる。これは前記従来方式に比べて高
速である。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、MR方式で符号化された
画像データのみを参照し、原画像を参照する必要がない
ため、例えば光ディスクファイル、画像入力装置やファ
クシミリ装置からネットワーク、専用線、バス等を通じ
て得られるMR方式で符号化され画像データのラベリング
処理を行う場合、一度画像の復元処理を行って原画像を
生成さぜるを得なかった従来方式に比べて高速にラベリ
ング処理を開始できる。また、MR方式で符号化された画
像データは、原画像データに比べてデータ量が極めて小
さいため、本発明によれば画像処理の対象となる画像デ
ータを格納するために必要とするメモリを大幅に削減で
きる。また、符号化データから原画像データを復元する
場合に、復元処理と画像ラベリング処理とを並列的に行
えるという効果もある。

また、従来は画素単位にしかラベル値を得ることがで
きなかったが、本発明によればラベリング処理結果とし
てラン単位にラベル値を定義した情報を得ることがで
き、従来に比べて処理結果の格納に要するメモリを大幅
に削減することもできる。また、これによって、ラベリ
ング結果を利用する認識等の処理や、ラベリング処理結
果を伝送する場合の所要時間を高速化できるという効果
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像処理システムおよびその処理
機能の概要を示すブロック図、第２図（Ａ），（Ｂ）は
ラベリング処理の１例を説明するための図、第３図〜第
５図はMR方式の概要を説明するための図、第６図
（Ａ），（Ｂ）は本発明によるラベリング処理の説明に
おいて使用する記号の定義を説明するための図、第７図
（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の処理過程で生成されるランテ
ーブル50と連結テーブル70の構成と内容の１例を示すた
めの図、第８図はパスモードと垂直モードにおけるラン
の各種結合状態を説明するための図、第９図はパスモー
ドと垂直モードにおける個別処理部の処理内容を説明す
るための図、第10図は条件bxの判定方法を説明するため
の図、第11図は水平モードにおけるランの各種結合状態
を説明するための図、第12図〜第14図は水平モードにお
ける個別処理部の処理内容を示すフローチャート、第15
図は画像開始行での処理と各行の開始，終了処理の内容
を示すフローチャート、第16図は標準画像における符
号、状態、条件の頻度分布を示す図、第17図は本発明に
おける処理所要時間の１例を示す図である。 符号の説明 １……符号解読部、２……処理選択部、３……状態管理
部、４−１〜４−Ｎ……個別処理部、５……ランテーブ
ル部、６……共通パラメータ部、７……連結テーブル
部、８……ラベル連結部、50……ランテーブル、70……
連結テーブル。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Modified READ（MR）方式により符号化さ
   れた圧縮画像データを符号単位に分解し、予め定められ
   た規則に従って、上記分解された各符号または所定個数
   の符号から、原画像上で互いに連結する黒画素からなる
   素領域または白画素領域へのラベル付け処理を直接的に
   行なうようにしたことを特徴とする画像データ処理方
   法。
2. 【請求項２】前記ラベル付け処理では、画像の各行にお
   ける黒画素連結領域あるいは白画素連結領域に、処理済
   みの行における当該領域との連結領域と同一値となるよ
   う第１次のラベルを付与し、１画像分の第１次のラベル
   付与が終了した後、同一連結領域がもつ２以上の異なる
   値のラベルを同一値のラベルに変更する第２次のラベル
   付与を行なうようにしたことを特徴とする第１項記載の
   画像データ処理方法。