JP2878194B2 - 画像データの部分消去および部分検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像データの部分消
去および部分検出方法に関し、特にスキャナで入力した
２値画像データ上の指定した線分のみを部分消去する方
法および指定した線分のみを検出してベクトルデータ化
する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】設計図や地図などの図面や紙に書かれた
文字書体などを、白画素と黒画素の二次元配列から成る
画像データとしてスキャナで読み取り、これをデータ圧
縮して保存したり、ベクトル化処理して図形データやア
ウトラインフォントデータとして保存する場合、前処理
としてスキャナで読み取った画像データを画面表示し、
表示画面上で対話形式で画像データの修正を行うことが
必要になる。

【０００３】この場合、交差する２個の線分の一方のみ
を消去し、重なり合う部分を残す必要がある場合が少な
くないが、画面上で領域あるいは画素を指定して黒画素
を白画素に変換する通常の画素変換方法では、修正処理
に多くの労力と時間がかかる難点がある。なお、線分と
は、太さのある有限長の直線または緩やかな曲線を意味
するものとする。この問題に対する対策として、特開平
５―４６６９０号公報には、消去したい線分を含む長方
形領域を指定し、指定領域内の画像データをベクトル化
処理して図形データ化した後、この領域内の画像データ
をすべて消去してから、消去したい線分を除く図形デー
タを画像データに復元する方法が提案されている。

【０００４】又、スキャナで読み込んだ画像データが多
数の交差する線分から成り、その中の少数の線分のみを
残す必要がある場合には、通常の画素変換方法ですべて
を処理するか、残す線分に近い部分以外を通常の画素変
換方法で処理した後、残す線分に交差した不要な線分を
特開平５―４６６９０号公報記載の方法で消去する以外
に適当な方法は見当たらない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平５―４
６６９０号公報記載の方法では、消去したい線分を含む
指定した長方形領域内の画像データをベクトル化処理し
てすべてを一度図形データ化し、その後で消去対象外の
線分をすべて図形データから画像データに復元するた
め、消去対象線分に交差する線分が多い場合や、特に消
去したい線分が斜線で指定領域内に他の線分が多数存在
する場合など、処理に時間がかかり過ぎる欠点がある。

【０００６】２値画像データからベクトルを検出する従
来の手法には、ランレングスデータを線幅が１になるま
で外側から削り取る細線化処理によるものと、ランレン
グスデータの端点を接続する輪郭線抽出処理を行った後
ほぼ平行な２本の輪郭線の中間の線を芯線とする芯線化
処理によるものとがあるが、両者とも２値画像データの
一定領域に対して一括してベクトル検出の処理を行う。
細線化処理の場合は同一領域を何回も検索する必要があ
り、芯線化の場合には２値画像の輪郭検出，輪郭ベクト
ル検出，芯線ベクトル検出と３段階の処理を行うため、
ベクトル検出は一般に時間がかかる処理である。

【０００７】従って、スキャナで読み込んだ画像データ
から少数の線分のみを残す場合に、画像データをすべて
図形データ化した後、すべての画像データを消去してか
ら残す線分の図形データのみを復元する方法も、時間が
かかる欠点があり適当な方法とは考えられない。

【０００８】本発明の第１の目的は、２値画像データ上
の指定した線分のみを高速に部分消去する画像データの
部分消去方法を提供することである。

【０００９】本発明の第２の目的は、２値画像データ上
の指定した線分のみを高速に検出しベクトル化処理する
画像データの部分検出方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の画像データの
部分消去方法は、画像データを表示した画面上の消去対
象線分上に指定された開始点と終了点との位置関係から
線分追跡方向と黒画素列の探索方向とを決定する方向決
定処理と、前記開始点を中心とし前記線分追跡方向に平
行な所定領域内の黒画素列を探索して前記開始点の設定
環境条件に対応した方法で前記所定領域内の前記消去対
象線分の消去を行うと共に前記所定領域の前記線分追跡
方向側の境界上の前記消去対象線分の黒画素列を検出す
る開始点処理と、既に検出した黒画素列をもとに黒画素
列の探索方向と直交する方向に連結したほぼ同じランレ
ングスの黒画素列を探索して既検出の黒画素列を消去す
る処理を繰り返し前記消去対象線分を追跡しながら検出
と同時に消去を行う逐次追跡消去処理と、前記逐次追跡
消去処理の進行中に黒画素列のランレングスの急増を検
出したとき黒画素列の消去を中止して黒画素列の情報を
蓄積しながら連結する黒画素列の探索を継続し、黒画素
列のランレングスが急増時とほぼ逆の状態で急減し前記
消去対象線分の方向に急増前とほぼ等しいランレングス
の黒画素列を検出するか又は急増前にほぼ等しいランレ
ングスの黒画素列を検出し再び増加することなくそのま
ま連続することを確認すると蓄積した黒画素列の情報に
より交差点または分岐点区間の前記消去対象線分の消去
および交差線分の復旧を一括処理する交差点処理と、前
記逐次追跡消去処理または前記交差点処理の最中に前記
終了点を検出すると前記終了点の設定環境条件に対応し
た方法で前記終了点を含む一定領域に対して前記消去対
象線分の消去および復旧を行う終了点処理とを実行する
ことにより、表示画像の上で消去したい線分の開始点と
終了点とを指定すると交差または分岐する線分を消去す
ることなく指定した線分のみを高速に消去することを特
徴としている。

【００１１】請求項２の画像データの部分検出方法は、
請求項１記載の画像データの部分消去方法における開始
点処理，逐次追跡消去処理，交差点処理，終了点処理の
各処理の中で消去対象線分を消去するため黒画素列を白
画素列に変換する際に各黒画素列の両端の位置情報を記
憶蓄積し、前記終了点処理の処理終了時に各処理で記憶
蓄積した情報を取りまとめて輪郭線データを作成するこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項３の画像データの部分検出方法は、
請求項２記載の画像データの部分検出方法において、前
記輪郭線データにベクトル化処理を行って輪郭ベクトル
を作成することを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１４】本発明の画像データの部分消去方法は、表
示画像上で消去対象の線分の開始点と終了点とを指定す
ることにより、線分の追跡方向（線分方向）と線分追跡
のための探索処理の方向を決定し、一方向の連続した黒
画素列（黒ランと称す）の直交する方向の連結情報をも
とに線分を追跡して検出と消去を同時に行う逐次追跡消
去処理を基本動作として、対象線分に交差している線分
を消去しないための交差点処理と、開始点，終了点の端
末処理とを加えたものであり、原則的に１回の連続処理
により指定した線分のみの消去を高速に行うことができ
る。

【００１５】図１は本発明の画像データの部分消去方法
の一実施形態の基本処理手順を示した流れ図である。以
下、図１を参照して詳細に説明する。

【００１６】まず、消去しようとする線分の開始点と終
了点とを、画面上でマウス等によって指定する（ステッ
プＳ１）。開始点と終了点との位置関係から、開始点か
ら線分を追跡する方向（初期線分追跡方向）を決定する
と共に、縦方向の黒ランを探索して線分を追跡するの
か、横方向の黒ランを探索して線分を追跡するのか、黒
ランの探索処理方向を決定する（ステップＳ２）。

【００１７】開始点と処理方向とが決定すると、開始点
処理を行う（ステップＳ３）。開始点処理は、開始点が
対象線分の先端に設定されたものか、他の線分との交差
点内に設定されたものか、線分の中間に設定されたもの
かを判断し、それぞれに対応した望ましい消去を行うた
めの処理であり、開始点を中心とし初期線分追跡方向に
沿って両側に延びた黒ラン探索処理方向の幅が一定の領
域の探索により行われる。この開始点処理の詳細につい
ては後述する。

【００１８】開始点処理が終了すると、黒ランを探索し
直交方向の連結情報をもとに線分を追跡して検出と消去
を同時に行う逐次追跡消去処理に移る（ステップＳ
４）。この逐次追跡消去処理においては、図２（ａ）に
示すように、既に検出されている処理対象線分のライン
Ａ上の黒ランを「既検出ラン」とし、線分追跡方向を考
慮して次のラインＢ上の所定幅（例えばランレングスの
３〜４倍）の範囲を探索し「既検出ラン」と連結探索方
向に連結している連結黒ランを検出する。連結黒ランが
検出されたら、図２（ｂ）に示すように、ラインＡ上の
「既検出ラン」を白ラン（白画素列）に置き換えて消去
を行い、ラインＢ上の検出した連結黒ランを「既検出ラ
ン」として次のラインＣ上の所定幅の範囲を探索して同
様に連結している黒ランを検出する処理を繰り返す。

【００１９】連結している黒ランのランレングスが「既
検出ラン」のランレングスに比べて極端に長い場合（例
えば１．５倍以上）に、その黒ランのラインを交差点の
開始ラインとみなし（ステップＳ５）、交差点処理を開
始する（ステップＳ６）。交差点処理では、「既検出ラ
ン」の消去を行わずに連結黒ランの検出を継続し、連結
黒ランのランレングスが急変して交差点処理開始前の値
に近いランレングスを検出したとき、交差点の終了ライ
ンとみなして交差点の開始ラインと終了ラインとの間の
消去対象線分の消去および交差線分の復旧を一括して処
理するものである（ステップＳ８）。

【００２０】交差点処理の間に終了点が検出された場合
には（ステップＳ７）、交差点処理を中断して終了点処
理に移行する（ステップＳ１０）。終了点処理は、開始
点処理と同様に、終了点が対象線分の末端に設定された
ものか、他の線分との交差点内に設定されたものか、線
分の中間に設定されたものかを判断し、それぞれに対応
した消去を行うための処理であり、終了点を含む線分追
跡方向の一定領域の探索により行われる。その詳細は、
開始点処理の詳細と併せて後述する。

【００２１】なお、逐次追跡消去処理の間に終了点が存
在する黒ランが検出された場合には（ステップＳ９）、
ステップＳ１０に進み終了処理が行われるが、それ以外
の場合にはステップＳ４に戻り逐次追跡消去処理が繰り
返される。

【００２２】上述した一連の処理により、表示画像の上
で消去対象の線分の開始点と終了点とを指定するのみ
で、探索範囲を限定して黒ランの直交方向の連結情報を
もとに線分を追跡しながら検出と消去を同時に行い、交
差点処理および開始点，終了点処理により交差線分を消
去することなく、１回の連続処理で指定した線分のみを
高速に消去することができる。

【００２３】図３は交差点処理の具体例による説明図で
あり、傾斜４５度で交差する２直線の一方を消去する場
合を示している。傾斜４５度の斜線は、消去対象直線の
追跡方向と黒ラン探索の処理方向との間の角度が最も小
さくなる場合であり、交差点処理としては最も処理が複
雑となる代表的な例である。以下、図３を参照して交差
点処理について具体的に説明する。

【００２４】図３（ａ）に示す交差する２直線のうち、
左上から右下に向かう右下がりの直線Ｍを消去し、これ
と交差している左下がりの直線Ｎを残すものとし、１列
目の黒ランから逐次追跡消去処理により直線Ｍの消去を
進める。図３（ｂ）に示すように、３列目の黒ランに連
結する４列目の連結黒ランを探索すると、そのランレン
グスが急増しているので、３列目の黒ランは消去せずに
交差点処理に入る。交差点処理に入ると、検出した黒ラ
ンの情報を蓄積しながら連結黒ランを探索する動作を継
続し、連結黒ランのランレングスが急増時とほぼ逆の状
態で急減し、消去対象の直線Ｍの追跡方向に元の幅にほ
ぼ等しいランレングスの連結黒ランが検出されると、連
結黒ランの検出を止めて蓄積した黒ランの情報を利用し
て開始ラインから終了ラインまでの交差点処理区間の直
線Ｍの消去処理および直線Ｎの復旧処理を行う。図３
（ｃ）は直線Ｍの消去処理を行った後の状態で、終了ラ
インを除く直線Ｍが消去され、直線Ｎが分断されている
状態にある。図３（ｄ）は蓄積情報に基づいて交差する
直線Ｎの復旧を行った状態を示している。交差した直線
Ｎの復旧を終えると、交差処理区間の最終の終了ライン
から逐次追跡消去処理が再開される。なお、交差点処理
の最中に終了点が検出された場合には、それまでの蓄積
情報を受け継いで終了点処理に移行する。

【００２５】図４は交差点処理の特殊な場合としての分
岐点処理の説明図で、図４（ａ）及び図４（ｂ）は消去
対象直線が図３の例と同じ傾斜４５度の斜線の場合を、
図４（ｃ）は消去対象直線が垂直方向の直線で水平直線
がＴ字状に分岐している場合を示している。図４から容
易に理解されるように、分岐点処理の場合は、交差点処
理区間において消去処理のみを行えばよく復旧処理を行
う必要はない。なお、図４（ｂ）の場合には、ランレン
グスの急増を検出して交差点処理を開始してから、連結
黒ランのランレングスが減少し開始ラインのランレング
ス（４ドット）と同じランレングスになり、再び増加す
ることなくそのまま連続することを確認して分岐点処理
（交差点処理）の終了ラインを判定する必要がある。こ
れは、図３で説明した交差点処理における交差点中心部
に発生するくぼみ部分との区別のためである。

【００２６】図５は開始点処理の説明図である。開始点
処理は、開始点が図５（ａ）のように対象線分の先端に
設定されたものか、図５（ｂ）のように他の線分との交
差点内に設定されたものか、図５（ｃ）のように線分の
中間に設定されたものかを判断し、それぞれに対応した
消去を行うための処理である。このため、開始点を中心
とし初期線分追跡方向（開始点と終了点とを結ぶ方向で
図５に矢印で示す）に沿って両側に延び、黒ラン探索処
理方向（図５では水平方向）の幅が一定の初期探索領域
ＳＳを探索することにより行われる。この探索の結果、
図５（ａ）の場合は、開始点から逆方向の先端部を含む
初期探索領域ＳＳ内の斜線を引いた全線分が消去され、
黒点列で示してある領域下端の黒ランが逐次追跡消去処
理に引き渡される。この引き渡された黒ランのランレン
グスにより逐次追跡消去処理で連結黒ランを探索する際
の探索範囲が決められる。図５（ｂ）の場合には、交差
する水平な直線の下端から領域下端までの垂直な線分の
みが消去され、領域下端の黒ランが逐次追跡消去処理に
引き渡される。又、図５（ｃ）の場合には、開始点から
上の部分は消去せず開始点から領域下端までの部分のみ
が消去され、領域下端の黒ランが引き渡される。なお、
図５の場合は、いずれも初期線分追跡方向と開始点での
消去対象線分の方向とが完全に一致している例である
が、完全に一致している必要はなく、ほぼ同じ方向であ
ればよい。

【００２７】図６は終了点処理の説明図である。終了点
処理は、開始点処理と同様に、終了点が対象線分の末端
に設定されたものか、他の線分との交差点内に設定され
たものか、線分の中間に設定されたものかを判断し、そ
れぞれに対応した消去を行うための処理である。逐次追
跡消去処理の途中で終了点が検出されると、終了点から
線分追跡方向に所定の長さ延長した端末探索領域ＥＳを
探索し、図６（ａ）のように対象線分の末端に設定され
ていた場合には、端末探索領域ＥＳ内の終了点を含む全
線分を消去する。図６（ｂ）のように、終了点が交差点
の近くに設定されていて端末探索領域ＥＳ内に交差線が
検出された場合には、交差線分を残すような消去が行わ
れる。又、図６（ｃ）のように線分の中間に設定されて
いた場合には、終了点を含むラインの黒ランのみを消去
し、端末探索領域ＥＳ内の線分を残したまま処理を終了
する。

【００２８】なお、終了点が交差点の中に設定されてい
て、交差点処理の途中で終了点が検出された場合には、
それまでの交差点処理で蓄積された蓄積情報を受け継
ぎ、交差または分岐する直線を残して消去対象線分のみ
を消去する処理が行われる。図７はこの場合の処理例の
説明図であり、図７（ａ）は、図３で説明した交差する
２本の斜線の一方を消去する途中の交差点内に終了点が
設定されていた場合の処理を、図７（ｂ）は、図４
（ｃ）に示した垂直線の途中から一方向に水平線が分岐
している場合の処理を示している。いずれの場合も交差
点処理または分岐点処理と同様な処理の後に、○印で示
した部分の復旧処理が行われることになる。

【００２９】以上詳細に説明したように、開始点処理に
より開始点が対象線分の先端か中間か又は交差点内に設
定されたかを判断し、設定位置に対応した消去処理を行
うと共に消去対象線分の黒ランを抽出して逐次追跡消去
処理に入るため、逐次追跡消去処理における探索幅を対
象線分の太さに応じて適切に限定することができ、開始
点からの消去対象線分の方向が開始点と終了点とを結ぶ
方向と完全に一致していなくても容易に逐次追跡消去処
理に入ることができる。又、交差点処理により逐次追跡
消去処理の最中に交差点，分岐点を自動的に検出して交
差線分を消去することなく消去対象線分のみを消去する
ことができる。更に、終了点が交差点，分岐点内に設定
されていた場合を含め、状況に応じた適切な終了点処理
が行われる。従って、本実施形態の画像データの部分消
去方法によれば、スキャナで読み込んだ画像上の消去し
たい線分上に開始点と終了点を指定するだけで、逐次追
跡消去を繰り返しながら指定線分のみを高速に消去する
ことができる。

【００３０】以上、画像データの部分消去方法について
詳細に説明したが、これを利用して画像データから特定
の線分のみを高速に部分抽出し、必要に応じてベクトル
データ化することが可能である。すなわち、上述した部
分消去方法において消去対象線分を消去する際に、消去
する黒ランの両端の座標データを保持して蓄積するよう
にすると、消去対象線分の消去が終了したときに当該線
分の輪郭線データが得られることになる。この輪郭線デ
ータをそのまま保存してもよいが、ベクトル化処理して
輪郭ベクトルとすればデータ量を削減することができ、
画像データから指定した線分の情報のみを分離抽出して
保存し、必要に応じて画像データに再現する画像データ
の部分検出が１回の操作で容易に可能となる。又、輪郭
ベクトルから更に芯線ベクトルを作成することも可能で
ある。なお、画像データから指定線分のみを検出して輪
郭線データ又は輪郭ベクトルを作成したとき、輪郭線画
像を再生して線分の指定を行った元の画像（指定した線
分は消去されている）上にこれを重畳表示させると処理
対象が明確となり、同じ２値画像データから複数の線分
を指定してベクトル化を行う場合などの操作が容易とな
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像デー
タの部分消去方法によれば、スキャナで読み込んだ画像
上の消去したい線分の上に開始点と終了点を指定すれ
ば、交差する他の線分を消去することなく、指定した線
分の周辺領域のみを自動的に探索して逐次追跡消去を繰
り返すことにより、１回の操作で指定した線分のみを高
速に消去することができる。又、逐次追跡消去を基本と
しているため、直線に限らず緩やかな曲線を探索領域を
広げることなく追跡処理すると共に、開始点，終了点の
周囲を探索して状況に応じた端末処理を行うため、開始
点，終了点の指定の自由度が大きく操作が容易となる。
従って、従来の方法に比較して操作が容易で処理速度が
速いため、操作性が格段に向上するという効果が得られ
る。

【００３２】又、本発明の画像データの部分検出方法
は、上述の方法を拡張して消去する線分の輪郭線データ
を取得し、更に輪郭ベクトル化を行うものであり、画像
データ上の任意の線分のみの検出を高速に処理すること
ができる。これにより、スキャナで読み込んだ２値画像
データの中から、少数の線分を選択して利用する場合な
どの処理を簡略化し高速化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像データの部分消去方法の一実施形
態の基本処理手順を示した流れ図である。

【図２】図１における逐次追跡消去処理の基本となる動
作の説明図である。

【図３】図１における交差点処理の一具体例を示した説
明図である。

【図４】図１における交差点処理のうちの分岐点処理の
説明図である。

【図５】図１における開始点処理の説明図である。

【図６】図１における逐次追跡消去処理の最中に発生す
る終了点処理の説明図である。

【図７】図１における交差点処理の最中に発生する終了
点処理の説明図である。

【符号の説明】

ＥＳ 端末探索領域 ＳＳ 初期探索領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 1/00 - 11/80 G06K 9/18 - 9/58

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを表示した画面上の消去対象
   線分上に指定された開始点と終了点との位置関係から線
   分追跡方向と黒画素列の探索方向とを決定する方向決定
   処理と、前記開始点を中心とし前記線分追跡方向に平行
   な所定領域内の黒画素列を探索して前記開始点の設定環
   境条件に対応した方法で前記所定領域内の前記消去対象
   線分の消去を行うと共に前記所定領域の前記線分追跡方
   向側の境界上の前記消去対象線分の黒画素列を検出する
   開始点処理と、既に検出した黒画素列をもとに黒画素列
   の探索方向と直交する方向に連結したほぼ同じランレン
   グスの黒画素列を探索して既検出の黒画素列を消去する
   処理を繰り返し前記消去対象線分を追跡しながら検出と
   同時に消去を行う逐次追跡消去処理と、前記逐次追跡消
   去処理の進行中に黒画素列のランレングスの急増を検出
   したとき黒画素列の消去を中止して黒画素列の情報を蓄
   積しながら連結する黒画素列の探索を継続し、黒画素列
   のランレングスが急増時とほぼ逆の状態で急減し前記消
   去対象線分の方向に急増前とほぼ等しいランレングスの
   黒画素列を検出するか又は急増前にほぼ等しいランレン
   グスの黒画素列を検出し再び増加することなくそのまま
   連続することを確認すると蓄積した黒画素列の情報によ
   り交差点または分岐点区間の前記消去対象線分の消去お
   よび交差線分の復旧を一括処理する交差点処理と、前記
   逐次追跡消去処理または前記交差点処理の最中に前記終
   了点を検出すると前記終了点の設定環境条件に対応した
   方法で前記終了点を含む一定領域に対して前記消去対象
   線分の消去および復旧を行う終了点処理とを実行するこ
   とにより、表示画像の上で消去したい線分の開始点と終
   了点とを指定すると交差または分岐する線分を消去する
   ことなく指定した線分のみを高速に消去することを特徴
   とする画像データの部分消去方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像データの部分消去方
   法における開始点処理，逐次追跡消去処理，交差点処
   理，終了点処理の各処理の中で消去対象線分を消去する
   ため黒画素列を白画素列に変換する際に各黒画素列の両
   端の位置情報を記憶蓄積し、前記終了点処理の処理終了
   時に各処理で記憶蓄積した情報を取りまとめて輪郭線デ
   ータを作成することを特徴とする画像データの部分検出
   方法。
3. 【請求項３】 前記輪郭線データにベクトル化処理を行
   って輪郭ベクトルを作成することを特徴とする請求項２
   記載の画像データの部分検出方法。