JPH02230382A - 図形データ圧縮方法 - 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】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、海岸線など境界線を複数の点によって表す
図形データを圧縮して、少ないデータ数からなる図形デ
ータを得る図形データ圧縮方法に関する。

（ｂ）発明の概要 この発明に係る図形データ抽出方法は、例えば船舶等の
航跡表示装置に表示される海図のデータを抽出する場合
等に適用されるものである。一般に、このような海図デ
〒タはＲＯＭやＭＴ（ｉｆｔ気テープ）等に記憶されて
いて、ＣＲＴ等に表示する際に、不要なデータを間引き
、必要なデータのみ抽出して用いられている。

基になる海図データは、印刷された海図の海岸線や等深
線をディジタイズするととによってＲＯＭやＭＴ等に記
憶されるが、表示装置の表示データ記憶容量、描画速度
、表示可能な画素数等の能力や、表示範囲に応じてデー
タを間引いて必要なデータのみ抽出して用いる必要があ
る。

この発明は、海図等の図形データを圧縮する際、少ない
データ数で境界線としての必要な情報を失うことな《効
率的にデータ圧縮できるようにしたものである。

（０）従来の技術 従来、例えば船舶における航跡表示装置においては、予
め記憶している海図データから表示すべきデータを抽出
する際に、等間隔でデータの抽出を行っている． 例えば、海図の全データ数が４万点あり、表示可能な点
数が１万点であれば、海図データのうち４点毎に抽出を
行っている．第９図は従来のデータ抽出の一例を表す図
である。図において各点はＲＯＭ’ＰＭＴに予め記憶さ
れている海図データの点を表し、２重丸は抽出された点
を表している。

図に示すように４点毎にデータを抽出して、このデータ
を基にして表示を行っている。

（ｄ）発明が解決しようとする課題 ところが、このような従来の図形データ抽出方法におい
ては、次のような問題がある．まず、海図データから間
引かれる点数以下の点数で構成される島等が消滅するお
それがある。また、岬の先端等海に突出した部分が消滅
するおそれがある．更に、元の海図データと抽出された
デ一夕との誤差を定量的に把握することができないそこ
で、出願人は特願昭６１−２９５４８６号にて図形デー
タに適合してデータ圧縮を行う図形データ抽出方法につ
いて出願している。この先の出願によれば、結果的に、
変化の激しい点は密に抽出され、変化の緩やかな個所は
疎に抽出されるところで、例えば海図データは船舶など
において航行援助に関する装置に用いられるが、使用目
的に応じては、ただ単に高い図形精度が要求されるだけ
でなく、たとえば海岸線を構成する点を間引いて得られ
る近似直線が実際の海岸線より陸側を通るような場合に
は、本来陸であるところが海として表されることになり
、船舶の航行上危険である．第９図に示した例では、点
１−５間の直線Ｌ１や点５−９間の直線Ｌ２によって表
される海岸線は実際には陸である部分を通るため、ハソ
チングで示す部分が海と見做されることになる。

この発明の目的は、海岸線などの境界線が複数の点によ
って表された図形データを圧縮する際、境界線によって
区分される二つの領域のうちいずれか一方の領域にのみ
近似直線が通るようにした図形データ圧縮方法を提供す
ることにある。

（ｅ）課題を解決するための手段 この発明は、海岸線など境界線を複数の点によって表す
図形データを圧縮して、少ないデータ数からなる図形デ
ータを得る図形データ圧縮方法であって、　境界線を構
成する点を間引いて近似直線を求める近似直線抽出処理
と、この近似直線が前記境界線に対して張り出し禁止側
に位置するときに、前記近似直線を前記境界線に対して
張り出し非禁止側へほぼ平行移動させる近似直線平行移
動処理と、略平行移動された複数の近偵直線の交点を新
たなデータとする近似点データ生成処理を含むことを特
徴としている． （ｆ）作用 この発明の図形データ圧縮方法にお゛いては、近似直線
抽出処理によって、境界線を構成する点が間引かれ、近
似直線が抽出される。この近似直線が境界線に対して張
り出し禁止側に位置するときに、近似直線平行移動処理
によって、前記近似直線が境界線に対して張り出し非禁
止側にほぼ平行移動される。また、平行移動された複数
の近似直線の交点が近僚点データ生成処理によって新た
なデータとして求められる。

第１図に基づいて前記各処理の具体例を説明すれば次の
ようになる。第１図において１〜２９は元の図形データ
であり、近似直線抽出処理によって点１，６，９，１０
，１４．１？，２２．２９を通る近似直線が抽出される
。近似直線平行移動処理によってたとえば近似直線１−
６は１′−６種゛１ ′のように海弗へ平行移動され、近似直線６−９は６’
−９’のように海側へ平行移動される。そして近似点デ
ータ生成処理によって二つの平行移動された近似直線の
交点６′などが新たなデータとして生成される。

以上に述べた各処理によって、例えば海側に凸型に張り
出した地形であっても、海側に間引いた点がないように
間引くことができる。例えば第２図に示すようにほぼ円
形の島があるとき、従来のようにただ単にデータを間引
くだけでは図中二点鎖線で示すように近似直線が鳥側に
張り出し、海側に間引いた点が存在することになるが、
この発明によれば、点１’　−４’　−８’　−１　１
’　−１　４１６′に示すように、少ないデータ数で島
側に張り出さない近似直線によって島を表すことが可能
となる。

（幻実施例 この発明の実施例では曲線の変化の度合を表すパラメー
タを２つ用いている。先ずこのパラメータについて説明
する。

先に示した第１図は第１のパラメータを説明するための
図でもあり、図中の番号は基となる図形データの各点を
表し、２重丸は抽出された点を表している。今、１の点
が既に抽出された点であるとすると、この点から次に抽
出候補点に対して直線（近似直線）を引き、その直線と
抽出候補点より手前に存在する各点との距ｉｉｉｌ（誤
差）を求める。例えば、ｌから６に対して直線を引き、
２〜５の各点から前記直線に対して垂線を下ろす。そし
て、各垂線の長さを求め、各垂線の長さのうち最大の長
さ（誤差）を６における曲線の変化の度合を表すパラメ
ータとして用いる。そして、このパラメータの値が許容
設定距離を越えない範囲で最大の値となる場合の抽出候
補点が抽出点である。

例えば、７を抽出点の候補として、１から７に対して直
線を結んだ場合、この直線と４との距離が最大となるが
、その距離が予め定めたパラメータの値を越えた場合、
その１つ手前の点である６の点を抽出点とする。

上述の例では説明上、抽出点の候補を初めから７や６と
して説明したが、実際には既に抽出された点１の次の次
の点すなわち３の点から順次、二点間の直線とその二点
間に存在する他の点との距離を求め、予め定めたパラメ
ータの値を越えるまで、抽出すべき点の候補を順次進め
てゆき、その一つ手前の点を抽出点とする。

第３図は第２のパラメータを説明する図である。各点は
基となる海図データを表している。図において、たとえ
ばβ５は４−５と５−６との２つの直線の成す角度を表
している。このように各点についてその隣合う両側の点
との間で直線を結び、その２つの直線との成す角度にも
とづいてその点における曲線の変化の度合を表す第２の
パラメータを定めている。この第２のパラメータは前記
角度が大きくなる程、値が大きくなる関係を備えている
。そして、このパラメータの値が予め定めたパラメータ
の値より大きい場合、すなわち前記角度が設定された許
容角度を上回る時、その点を抽出すべき点とする。図に
おいては５と７の点が抽出すべき点をあらわしている。

尚、ここで角度は２つの直線の成す角度のうち１８０度
またはそれより大きい方の角度を対象とする。

以上のようにして図形データの各点について第１，第２
のパラメータを求め、いずれも予め定めたパラメータの
値に達しない点を間引く。そして、抽出された点の全デ
ータ数が指定したデータ数にほぼ等しくなるまで、前記
２つのパラメータの値を順次変更して目的の図形データ
を抽出する。

第４図はこの発明の図形データ抽出方法が適応される航
跡表示装置のブロック図を表している。

図においてＣＰＵＩＯＯはこの発明に係る近似直線抽出
処理，近似直線平行移動処理，近似点データ生成処理な
どを行う演算制御装置である。ＲＯＭＩＯＩはＣＰＵＩ
　０　０の制御プログラムを予め記憶するメモリ、ＲＡ
Ｍ１０２はこのプログラムの実行に際してワーキングエ
リアとして用いられるメモリを表している。１０４はフ
ロッピィディスクドライブ装置、１０３はそのコントロ
ーラを表し、ＣＰＵＩＯＯはフロソピイディスクに予め
書き込まれた海図データを読み込む。ＣＲＴＩＯ７は抽
出したデータに基づいて海図を表示する表示装置であり
、表示制御回路１０６によって駆動される。表示制御回
路１０６は表示メモリ１０５に書き込まれた表示データ
に従って表示信号を作成し、ＣＲＴ１０７へ出力する。

ＣＰＵＩＯＯは抽出したデータと現在の船の位置に基づ
いて表示データを作成して、表示メモリ１０５に書き込
むことによって表示を行う。キーボード１０９は抽出す
べきデータ数等を設定する入力装置であり、キーコント
ローラ１０８によってその制御が行われる．測位装置１
）０は現在の船の位置を測定する装置である． 第５図〜第８図は前記ＣＰＵの処理手順を表すフローチ
ャートである。次にその手順について説明する． 第５図〜第８図に示す各変数の意味は次に示す通りであ
る。

Ｌ３イ：　近似直線に対する陸例の点との許容設定距離 Ｌｏ：　近似直線に対する海側の点との許容設定距離（
Ｌｓｓ≦Ｌｓｓ） β３　：　３点がなす角度の許容設定角度Ｎ，：　抽出
すべきデータ数 Ｄ　＝　抽出すべきデータ数の許容誤差Ｌａ　（ｎ）：
　　海図の緯度データ Ｌｏ　（ｎ）：　　海図の経度データ Ｘ（ｎ）：　　海図のＸ゜座標データ Ｙ（ｎ）：　　海図のＹ座標データ Ｎｄ：　海図の全データ数 Ｓ：　抽出した点における番号 ｓ．：　抽出点数 Ｎ（Ｓ）：　　抽出したＳ番目の点の海図データにおけ
る番号 ｄｍａ　ｘ　：　　近似直線に対する垂線の最大距離ｄ
ｍａｘ（ｓ）：　　ｓ番目の点の第１パラメータβ〔ｎ
〕　：　ｎ番目の点の角度（第２パラメータ） ΔＡ：計算毎のＬＳＭの変化量 ΔＢ：計算毎のＩ，ｓｓの変化量 ΔＣ：計算毎のβＳの変化量 まず、第５図に示すように近似直線に対する陸側の点と
の許容設定距離Ｌ３Ｍ＋近似直線に対する海側の点との
許容設定距離Ｌｓｓ．　　３点がなす角度の許容設定角
度β１，抽出すべきデータ数ＮＳ，抽出すべきデータ数
の許容誤差Ｄがそれぞれ設定される（ｎ１）。次に、フ
ロッピィディスクから海図上の位置を長さの単位で表し
たＸＹ座標における座標データＸ　（ｎ）．　Ｙ　（ｎ
）と海図の全データ数Ｎｄを読み込む（ｎ２）．ここで
読み込んだ海図データについて、以下各点のパラメータ
を算出して、抽出すべき点であるか否か判別を行う．ま
ず、海図データの各点の番号を表すｎと、抽出した点に
おける番号を表すＳおよび近似直線に対する最大誤差を
抽出するための変数ｄｍａ−＋にそれぞれ初期値を設定
する（ｎ３）。そして、ｎ４にて海図データの始点を無
条件に抽出すべき点としてｘ　（ｓ）．　　ｙ　（．ｓ
）に入力する。尚ｎ４においてＮ（ｓ）は抽出した点の
海図データにおける番号を表し、ｎ５にてこの抽出され
た点の次の点の番号をｎに設定し、その値が海図の全デ
ータ数すなわら海図の最終点であるか否か判別する（ｎ
６）。まだ最終点に達していない場合はｎ番目の点にお
ける前記第２のパラメータに係る角度を算出し、その値
が許容設定角度βＳを上回る値であるか否か判別する（
ｎ７）。もしここでＹｅｓとなれば、その点は抽出すべ
き点であるため、ｄｍａｘを０にし（データの間引きが
ないのでｄｍａ　ｘ＝０である。）、Ｓをインクリメン
トするとともにその点のＸＹ座標データ等を記憶する（
ｎ３−＋ｎ９−＋ｎ４→Ｈ５），もし、ｎ７にてＮｏと
なれば、ｎをインクリメントするとともに、その値が海
図あ全データ数に達したか否か判別する。

（ｎｌｏ→ｎ１））。まだデータの最終点に達していな
い場合は、その点の角度を再び．求め、許容設定角度β
，との大小判別を行うＣｎｌ２）。ここで、もしＮＯと
なれば、第１図に示したように第１のパラメータである
近似直線に対する各点との距離をＸＹ座標を用いて算出
し、そのうちの最大距離（誤差）を求める（ｎｌ３）。

なおＸＹ座標を使用しないで緯度経度を使用して誤差を
求めてもよい。次にその誤差と許容設定距離との大小比
較を行い、誤差が許容設定距離以上となれば、ｎをデク
リメントして１つ手前の点を抽出し、ｄｍａｘを求め記
憶する（ｎ１４→ｎ１５）。続いて、Ｓをインクリメン
トし、前記抽出点を記憶する（ｎ１５→ｎｌ９→ｎ４）
。

以上の繰り返し処理によって海図の全データについて第
１，第２のパラメータを求めるとともに、抽出すべき点
であるか否か判別し、抽出すべき点である場合はこの点
を記憶する．全てのデータについて以上の処理を行った
なら、データの最終点も記憶する（ｎ１６→ｎ１７）。

その後、抽出したデータ数Ｓと抽出すべきデータ数Ｎ，
との大小比較を行う．もし、抽出したデータ数Ｓが抽出
すべきデータ数Ｎ３を越える場合はｎ１にて初期設定し
た許容設定距離Ｌ　ＳＭ＋　　Ｌ　９５の値をそれぞれ
ΔＡ，ΔＢの値だけ加算し、許容設定角度β．の値をΔ
Ｃだけ加算し、記憶内容を消去した後、再び同様の処理
を行う（ｎ１８→ｎ２１→ｎ２３→ｎ３）。もし、抽出
されたデータ数Ｓが、抽出すべきデータ数Ｎ，から許容
誤差Ｄを引いた値、を下回った場合は、許容設定距離Ｌ
　ＳＭ＋　　Ｌ　ｓｓに対してΔＡ，ΔＢを減算し、許
容設定角度β，に対してΔＣを減算して再び同様の処理
を行う（ｎ１９→ｎ２２→ｎ２３→ｎ３）。

以上の処理を繰り返して行い、抽出されたデータ数Ｓが
、初めに指定した抽出すべきデータ数Ｎ，から許容誤差
Ｄの範囲内であれば求められた近似直線が陸側を通らな
いように、平行移動させるとともに各点の緯度，経度デ
ータを求め、これを記憶する． 第６図は第５図におけるステップｎｌ３についての詳細
な処理手順を表すフローチャートである．ここでｍは抽
出したＳ番目の点Ｎ（ｓ）とｎ番目の点間に存在する点
の番号を表し、ｎ３１にてこの点と近似直線との距離ｄ
を陸側を正、海側を負の正負の符号付で算出する。この
距離ｄの値が正であるとき、近似直線に対する陸例の点
との許容設定距離Ｌ，．４との大小比較を行い（ｎ３３
）、ｄの値が負であるとき、近似直線に対する海側の点
との許容設定距離Ｌ，ｓｓとの大小比較を行う（ｎ３４
）。そして、ｍの値が前回抽出した点の次の点の番号に
達するまで順次ｍの値をデクリメントして同様の処理を
行う（ｎ３５→ｎ３６→ｎ３１）。全ての点についてｄ
の値が許容設定距離を下回る場合には間引かれる点とな
る。

第７図は第５図におけるステップｎｌ５の詳細な処理手
順を表すフローチャートである。ここでｉは抽出したＳ
番目の点Ｎ（ｓ）とｎ番目の点間に存在する点の番号を
表し、ｎ４１にてこの点と近似直線との距離ｄを算出す
る。この距離ｄが負であるとき、近似直線は元の海図デ
ータにおける海岸線より陸側に存在するため、その値の
絶対値の最大値を記憶する（ｎ４２→ｎ４３→ｎ４４）
。そして、ｉの値が前回抽出した点の次の点の番号に達
するまで順次ｉの値をデクリメントして同様の処理を行
う（ｎ４５→ｎ４６→ｎ４１）。この処理によりｄｍａ
　ｘにＮ（ｓ）番目の点とｎ番目の点間の直線と、この
近似直線に置き換えられる元の海岸線との最大距離差ｄ
ｍａ　ｘが求められる。

第８図は第５図におけるステップｎ２０の詳細な処理手
順を表すフローチャートである。ここでｓＭは抽出した
点の最大番号（抽出点数）、ｊは抽出した点の番号を表
している。まずｓＨに抽出点数をセットし、ｊに初期値
２をセントする（ｎ５０）。つづいて抽出点ｊと抽出点
ｊ−１を結ぶ直線をｄｍａ　ｘ　（ｊ）だけ海側へ移動
させた直線と、抽出点ｊ＋１と抽出点ｊを結ぶ直線をｄ
　ｍ　ａｘ　（ｊ＋１）だけ海側へ移動させた直線との
交点（ｘ，ｙ）を求め、このｘ，ｙからＬａ　Ｎ）とＬ
ｏ　Ｎ）を求め記憶する（ｎ５１）。続いてｊをインク
リメントしてｊが最大値に達するまで上記処理を繰り返
す（ｎ５２→ｎ５３→ｎ５１）。

この処理によってすべての近似直線が平行移動される。

その後、第２図に示した例のように海図データの最初の
点（ｘ　（１），　　ｙ　（１））と最後の点ｘ　（３
１４　），ｙ　（ｓｓ　）とが重なる場合には、抽出点
１と抽出点２を結ぶ直線をｄｍａｘ（２）だけ海側へ移
動させた直線と、抽出点ｓ，４−１と抽出点ｓＨを結ぶ
直線をｄｍａ　ｘ　（ｓＨ）だけ海側へ移動させた直線
との交点（ｘ，ｙ）を求め、このＸ，Ｙから海図の始点
（終点）の緯度，経度を求め記憶する（ｎ５４→ｎ５５
→ｎ５６）。また、第１図に示した例のように海図デー
タの始点と終点とが同一でない場合には、抽出点１を抽
出点１と抽出点２を結ぶ直線に垂直にｄｍａｘ（２）だ
け海側へ移動させた点（Ｘ，Ｙ）を求め、このＸ，Ｙか
ら始点の緯度．経度を求め記憶する。

また抽出点３．４を抽出点３１４　　１と抽出点Ｓｌ４
を結ぶ直線に垂直にｄｍａｘ　（３Ｍ　）だけ海側へ移
動させた点（ｘ，　ｙ）を求め、このＸ，Ｙから終点の
緯度，経度を求め記憶する（ｎ５７）。

以上に示した実施例によれば、近似直線と間引いた点と
の差を小さくしつつ、近似直線が元の海図における陸側
を通らないような、データ圧縮された海図データを作成
することができる。

ｆｈｌ発明の効果

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）海岸線など境界線を複数の点によって表す図形デ
   ータを圧縮して、少ないデータ数からなる図形データを
   得る図形データ圧縮方法であって、境界線を構成する点
   を間引いて近似直線を求める近似直線抽出処理と、この
   近似直線が前記境界線に対して張り出し禁止側に位置す
   るときに、前記近似直線を前記境界線に対して張り出し
   非禁止側へほぼ平行移動させる近似直線平行移動処理と
   、略平行移動された複数の近似直線の交点を新たなデー
   タとする近似点データ生成処理を含むことを特徴とする
   図形データ圧縮方法。