JPS5881383A - ２値画像のデ−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】 本発明は、２値画像、特に′−算写植用デジタル文字母
形のデータ圧縮方法に関する。

従来、電算写植用ディジタル文字母形は、通常の漢字処
理装置等における文字キャラクタと（は異なり、１文字
を表わすためのドツトマトリクスが、非常に高密度に構
成されている。

この高密度に構成された文字のビットパターンを、その
ビットパターン形態のままで文字保形のデータとすると
、１文字の記憶に要するビット数が非常に多くなる。例
えば、電算写植用の文字保形としては、４８０　ｘ　４
８０　＝　２３０４００ピット程度の密度が必要となる
。

また、電算写植用文字保形は、通常の文字キャラクタと
しての意味にもとより、その文字の書体が重要であり、
種々異なる書体が要求されるため、文字保形は、明朝体
、ゴシック体、その他各簀体毎の文字セットとして用意
されなければならず、しかも、電算写植用文字セットと
しては、必要とされるすべての着体の文字セットを、常
に検索可能な状態でファイリングされていることが望ま
れる。

しかし、上述の如く、１文字のビットパターンをそのま
ま文字データとして記憶させた場合は、文字保形ファイ
ルに要するメモリ容量が膨大となる難点がある。

そこで、ビットパターンをそのまま記憶させるのではな
く、画像伝送処理における帯域圧縮技術により、１文字
分のデータを圧縮する試みがなされている。

しかし、従来公知のラン・レングス方式では、２０〜３
０％Ｆ４匿の圧縮率しか得られない。

また、ベクタ一方式は、数％台の高圧縮を望めるが、従
来の圧縮処理方法では、はとんど手作業に近い処理千成
でベクターが求められているため、電算写植用文字保形
に適用した場合、１書体分の文字セラミ圧縮処理するだ
けで、多大の時間と労力を要する。

例えば、従来のベクタ一方式においては、手作業が可能
な程度に拡大された文字パターンの中から、文字の輪郭
線を直線で近似させるベクターを作るための各点を、デ
ジタイザによって、目視的にプロットしている。

文字パターンをベクターで表わすためには、多数の線分
を必要とし、特に曲線の多い明朝体等の書体で１ハ、プ
ロットされる点の数が非常に多く、時間と労力を要する
だけではなく、点をプロットするのに、かなりの熟練を
必要とする。

さらに、デジタイザによる点のプロットが手作業である
ため、プロット誤差を少くするのに、入力用の文字パタ
ーンをできるだけ拡大した′ものを用意しなければなら
ず、しかも最終的には、文字パターンの形状を整形する
作業を加える必要がある。

本発明は、上記ベクタ一方式と同様な圧縮力式に基くも
のであり、従来のベクタ一方式に比して、文字パターン
を拡大する必要がなく、直線近似ベクターを作成するた
めの多数の点を目視的にプロットする必要もないため、
プロット誤差もなく、非常に短時間に圧縮処理すること
ができ、従来のベクタ一方式よりさらに圧縮率の高いデ
ータ圧縮方法を提供するものである。

以下図面に基き、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明方法に基く、２値画像のデータ圧縮方
法の一実施例を示すためのブロック図である。

データを圧縮しようとする原画パターンは、原画入力装
置（１）により適宜走査されて画像信号に変換され、そ
の画像信号は、／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換装置
（２）を介して、ディジタル画像信号に変換されて、２
値画像メモリ装置（３）へ送られる。

この２値画像メモリ装置（３）へ記憶される原画ノくタ
ーンのデータは、紀２図に示す如く、ドツトマトリクス
のビットパターンをもってなり、このビットパターンを
もって表わされる原画ノ（ターンは、被圧縮２値画像と
なる。

また、２値画・隊メモリ装置（３）は、マトリクス配列
された複数のメモリブロック（Ｍ、Ｏ）〜（ｂ’ｌ」）
よりなり、その各メモリブロック（Ｍ、。）〜（Ｍｉｊ
）は、被圧縮２値画像（以下原画像と称する）を細分割
した部分画像のビットパターンを記憶する。

次に、各部分画像は、各メモリブロック（Ｍｏｏ）〜（
Ｍｉｊ）から、メモリブロックごとに順次部分画像メモ
リ装置（４）へ、メモリ制御装置（５）の制御指令によ
って移し替えられる。

メモリ制御装置（５）は、両メモリ装置（３）（４）に
対するデータの誉込み、読出し、並びにアドレスを後述
するフローチャートに従って制御するものであ、る。

第３図は、部分画像メモリ装置（４）へ移し替えられた
部分画像のビットパターンを拡大して示すもので、図示
のものは、第２図のメモリブロック（Ｍｏ、）のビット
パターンに対応している。

この部分画像メモリ装置（４）におけるビットパターン
に基づいてスタート点・エンド点検出手段（６）により
、部分画像の輪郭線と、該部分画像全隣接部分画像から
区分する分割縁との交点が、＠郭線を自動的に追跡する
ために必女なスタート点（ｐｉＳｌ　）とエンド点（ｐ
＋”ｌ）として検出される。

スタート点・エンド点検出手段（６）によってスタート
点（ｐｉｓｌ）、エンド点（ｐ　＠）が検出されると、
輪郭線追跡手段（７）により、そのスタート点（ｐ町か
らエンド点（ｐｆＥｌ）に至るビットパターンの輪郭線
が追跡される。

この輪郭線の追跡に伴い、特徴点検出手段（８）により
、輪郭線の変化の特徴が検出され、輪郭線上の適数の特
徴点が順次抽出される。

ここで抽出された各特徴点のスタート点（ｐｆｓｌ）か
らエンド点（ｐ町に至るまでの座標値の順列を迫った集
まりは、部分画像のビットパターンの圧縮されたデータ
となる。

このようにして得られた各部分画像の圧縮データは、順
次に処理順に、部分画像の圧縮データを収集する線分デ
ータメモリ装置（９）に書込まれる。

全メモリブロック（Ｍ、、）〜（Ｍｔ、ｊ）が処理され
ると、部分画像相互のテータ接続手段叫により、原画像
を分割した際に切り離された輪郭線を、対応するスター
ト点（ｐ（Ｓ）とエンド点（ｐ”）を接続することによ
り、単一の原画像圧縮データにまとめられ、原画像圧縮
データメモリ装置（１１）へ書込まれる。

原画像圧縮データメモリ装置（１１）に書込まれた原画
像の圧縮データは、適時に出力装置（１２）へ送られ、
モニタを介して圧縮データによる再生原画パターンを表
示するか、もしくは、適宜のデータファイリング装置へ
送られる。

上述の処理過程は、第４図にフローチャートとして示し
である。

このフローチャートにおいて、前記スタート点・エンド
点検出手段（６）における処理は、ステップ尚）に相当
し、この検出処理の具体例は、以下のようになされる。

すなわち、部分画像メモリ装置（４）のアドレス空間は
、２値画像メモリ装置（８）における各メモリブロック
（Ｍのｏ）〜（Ｍｔ４）と同一に構成される。そのため
、部分画像メモリ装置（４）やアドレス外周縁は、部分
画像の外周縁に相当している。

そこで、第３図に示す如く、部分画像メモリ装置（４）
のアドレス外周縁を、原点（０，０）から順次反時計廻
りにアドレス指定して、ビットパターンにおけるアドレ
ス外周縁の画素ビットの変化を判別すれば良いことにな
る。

なお、以下の説明において、ビットパターンにおける各
画素ビットは、文字領域のビットが、１を、他の領域の
ビットが０を表わしているものとする。

すなわち、順次反時計廻りに該ビットパターンにおける
アドレス外周縁の画素ビットが読み出され、その画素ビ
ットが、１から０へ反転するときの１のビットに対応す
る画素をスタート点（ｐ町とし、また、０から１へ反転
するときの１のビットに対応する画素をエンド点（ｐ（
Ｆ′）とする。

また、このアドレス外周縁の画素ビットが反転するスタ
ート点（ｐ（’４　）及びエンド点（ｐ＋ａ　）は、部
分画像の輪郭線と部分画像の分割縁との交点に相当する
。

なお、ビットパターンにおける輪郭線は、本質的には画
素の辺部に存在するものであるが、以下の説明における
ビットパターン上の輪郭蛛は、−￥じ線を少くとも一辺
に含む画素もしくは画素ビットの列を、輪郭線とみなす
ものとする。

上述の如くして検出されたスタート点（ｐ（Ｓ　）並び
にエンド点（ｐ町の各座標値（”ｔ　ｙｔＨ−ｔ、適宜
のレジスタに保留され、輪郭線追跡手段（７）の初期値
並びに終値として、該輪郭線追跡手段（７）に与えられ
る。

輪郭線追跡手段（７）における処理は、第４図のフロー
チャートのステップ（２６）に相当している。

第５図は、輪郭線追跡手段（７）の追跡方法の一例を具
体的に示すもので、現在注目している画素ピッ）　（Ｑ
、　）に対して、その周囲の画素ビラトラ反時計廻りに
検索し、その矢印の検索ループ（ＬＬｌにおいて、順次
隣接する画素ビットに書込まれた信号が１であるか０で
あるかを判別し、０から１へ反転した際の１に対応する
画素ビットを、次位の乳ｕ郭線上の画素ビット（魁）と
する。

次に、画素ビット（Ｑりを注目する画素ビットとして、
検索ループ（Ｌ、）１調べ、同様に次位の画素ピッ）（
Ｑ、）を得、この繰返しによって、順次輪郭線上の画素
ピッ）（Ｑ、）・・・を追跡する。

この輪郭線の追跡に際し、輪郭線上の画素ピッ）（Ｑ＋
）、（Ｑｔ）、・・・のうちの適数個毎の画素ビットを
代表点として選択し、その代表点の並び力の変化を調べ
ることにより、輪郭線の％徴を検出し、さらにその代表
点の中から特徴点が抽出される。

この特徴点抽出手段（８）による具体的抽出方法の一例
は、第８図のフローチャートに示しである。

特徴点は、その変化の態様を分類することによって、例
えば４種類に分けられる。第６図は、その４種類の各特
徴点が得られるビットパターンの一例を示すものである
。

第６図（ａｌは、２値化する別の部分画像を示し、同じ
＜（ｂ）は、部分画像メモリ装置（４）に、ビットパタ
ーンで表わされた当該部分画像へ各特徴点を表示したも
のである。なお同図（ｂ）の矢印は、画素ビットの検索
方向を示している。

各特徴点は、以下のように分類して定義する。

ｐｆ’ｌ　：　　輪郭線の方向が急減に変化する点ｐｆ
”ｌ　：　　輪郭線が一方向にゆるやかに変化する点 ｐ（”）：　輪郭線が直線から曲線に変化する点ｐ　１
輪郭線が曲線から直線に変化する点これら特徴点の抽出
は、特徴点抽出手段（８）により、次のようにして行な
われる。

まず、輪郭線の変化を調べるに際して、輪郭線上で接近
した代表点を定める。この代表点は、輪郭線追跡手段（
７）によって、スタート点（ｐ”　）　ｆ起点として、
順次追跡される輪郭線上の画素ピラトラ、適数画素ビッ
トおきに摘出したもので、これを代表点（ｐｌ）とし、
その座標値ｐ＊　＝　（”ｔ　ｙ＋　）を得る。

代表点摘出時の画素ビット間隔は、所要のデータ圧縮率
又は再現画像の忠実度等によって適宜、設定されるもの
で、例えば、その間隔を広くすればデータ圧縮率（同−
原画比）は向上するが、忠実度が低下することになり、
データ圧縮率及び再現画像の忠実度の重要性の程度に応
じ、その間隔を決定する０ガお実施例においては、４ビ
ット間隔をもって、所望のデータ圧縮率と再現画像の忠
実度を得ている。

次に、スタート点（−）、エンド点（ｐｆＥ））を除く
各代表点（ｐ、）について、相隣接する２つの代表点ｐ
１−１ｐ１＋１で形成されるベクトルｐｉ−，＋　ｐ、
と、ｐｉ　ｐｉ＋１のなす角度θ１を求める（第７図参
照）。

この角度θ１から、次のような判別法により、各特徴点
（が１）（ｐｌ−１）（が°１）（ｐ（″）を決定する
ことができる。

（１）特徴点ｐ（“１（輪郭線の方向が急激に変化する
点）ベクトルのなす角（θｉ）が、所定の角度（θ（１
）を越えたときの代表点（ｐｌ）。

１０言〉θ（゛）　　　　θ１０は定数として設定され
る（例えば３０°） （２）特徴点ｐ（輪郭線が一方向にゆるやかに変化する
点） 成る代表点（ｐｍ）から成る代表点（ｐｎ）に至るまで
の各ベクトルのなす角（θ１）の総和が、角度定数（θ
（゛））を超えたときの代表点（Ｐｎ）。

ここで、和の開始点となる代表点（ｐｍ）は、スタート
点又は直前にとられた特徴点（ｐＩｌｌ）又は（ｐｈ　
ｌ　）とする。ただし、これらの点以降に変曲点（輪郭
線の曲る方向を示す符号（＋、−）が変化する点）が現
われた場合、その変曲点を和の開始点ｐｍとする。

（３）特徴点ｐｆ”ｌ　（輪郭線が直線から曲線に変化
する点） 直線とみなせる複数個の代表点（ｐｒｒｌ）〜（ｐｏ）
が例えば３回以上続き、次の代表点（ｐｎ＋１）が、特
徴点（ｐＩ’ｌ　）と判定されなかったときに、特徴点
（ｐｈｌ）の条件を満す代表点’ｐｎ＋１）。

θ＋１１　）　ｌΣθ、１〉θ（１） ここで角度定数（θ１１）は、輪郭線が直線であること
を判定するための定数で、代表点（ｐｌ）が直線から１
ピツト外れたときの角度ａ″１で与えられる。すなわち
、 θ（’＝ｔｍ　　（″／代表点間隔）＝ｔａｎ　　”／
＝ｘ４゜（４）特徴点ｐｌ’＋（輪郭線が曲線から直線
に変化する点） 成る代表点（ｐｍ）から成る代表点（ｐｎ）に至るまで
に、代表点の曲り方向が、同一方向へ例えば２回以上続
き、かつ、その後、直線とみなせる代表点が、例えば２
回続いたときの代表点（ｐｏ）。

１Σｓｇｎ（θハ１≧２　かつ、ｓｇｎ（θｎ−＋）’
　ｓｇｎ（θ。）≦０ここで、ｓｇｎ（θ１）は、角度
θ１の符号（＋、０゜−）に、その符号の数を計数する
ための単位１を与えて、曲り方向、例えば、反時計廻り
、直進、時計廻りの３値コードを示したものである。

第８図は、上記判別条件に基いて特徴点（ｐ　１１１）
〜（ｐ１４１）を、抽出手段（８）により抽出する具体
的方法の一例を示すフローチャートである。

なお、同図のフローチャート中の記号の意味は、次の通
りである。

θ、：現任江目している代表点（ｐｌ）と、その前後−
の代表点（ｐ、−、）、　（ｐ、、）とにより作られる
２つのベクトルＰ＋−１ｐ１ｐｔｐｔ＋１　　のなす角
度／ｐ＋　−ｔ　ｐｔ　ｐｔ＋＋ （ト） Σθ１：直前に抽出された特徴点から、現在注目してい
る代表点に至るまでの各代表点における角度θ、の和を
納めるカウンタ （！１ Σθｌ：直前に判別された変曲点から、現在注目する代
表点に至るまでの各代表点における角度θ１の和を納め
るカウンタ ｓｇｎθ、：現在注目している代表点における曲り方向
の３値コード 反時計廻り＝１．直進−〇９時時計廻−−１Σｓｇｎθ
ｌ：直前に抽出された特徴点から、現在注目する代表点
に至るまでの曲り方向の ３値コードの和を納めるカウンタ ５ＴＲＧＨＴ　：直前に抽損された特徴点から、現在注
目する代表点に至るまでが、θ１〈θ１′）により判別
される直線であることを 示すカウンタ θヤ）二　　曲線を判定するための判定角度θ　：　直
線を判定するための判定角度このようにして、各特徴点
（ｐ”’）〜（ｐ　＋ａ＋　）は、スタート点（ｐｔｓ
りから一郭線の追跡順に抽出され、その特徴点（ｐＬ“
））〜（ｐｆ４１）の座標値（ｘｌｙｒ）の組み合せが
、部分画像の圧縮データとして、線分データメモリ装置
（９）へ簀込まれる。

なお、線分データメモリ装置における矛点の座標値は、
メモリブロック（Ｍ、、）〜（Ｍ、ρのブロック番号（
００）〜（ｉｊ）に基き・、元のビットパターンの座標
値に変換しておく。

すなわち、線分データメモリ装置（９）には、各メモリ
ブロック（Ｍ、、）〜（Ｍ、ρごとに、各特徴点（ｐＩ
−１）〜（ｐＩ′））ト、’ｔ（Ｄ　前後（７Ｄ　スタ
ー）　点（ｐ”入エフ　）”点（ｐ”）の座標値が、圧
縮データとして、通常、スタート点（ｐ町、特徴点（ｐ
ｌ’ｌ　）〜（ｐｆ’ｌ　）、エンド点（ｐｆＥｌ）の
順に書込まれる。

全メモリブロック（Ｍ、、）〜（Ｍ、ρの各圧縮データ
が集まると、その各部分画像の圧縮データは、次に、部
分画揮として分離された各輪郭線の対応するスタート点
（ｐｆｓｌ）とエンド点（ｐｆ”ｌ　）とが、部分画像
相互のデータ接続手段（１０）により接続される。

すなわち、各線分データメモリ装置（９）には１、原画
のビットパターンを分離した部分画像に対応する各線分
データが、それぞれ、スタート点（ｐ　ｆｆｉ　）とエ
ンド点（カ町を各線分データの両端のデータとすべく書
込まれることになる。

したがって、原画全体の輪郭線は、各味分データの対応
するスタート点（ｐ（Ｓｔ）とエンド点（ｐ（ｃ′）ｌ
ｘ結ぶことにより、連続させることができる。

また原画パターン並びにそのビットパターンの輪郭線は
、第２図にその一例を示す如く、それぞれ、閉ループを
なしている。

この輪郭線の閉ループにおいて、輪郭線追跡方向が、反
時計廻りとなるときは、そのループ（輪郭線）内は黒（
文字部）、また時計廻りのときは、ループ（輪郭線）内
が白となり、かつ、ループが多重する場合は、内のルー
プが菱＾する。

□ しかして、原画のビットパターンは、各輪″ｐ＋′ＩＭ
上一方向へ並べられた特徴点の座標値の集まりとして、
データが圧縮される。

以上の如く、本発明によれば、文字パターンのデータ圧
縮が、短時間にかつ、正確に、しかも精密に、人手の８
賛性を大幅に減少させて行なうことができる。

従って、電算写植用文字セット等の２値画像のファイリ
ングを容易とするとともに、データ圧縮が大幅に行なえ
、ファイリングに要するメモリ容量を、大幅に減少させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明方法の一実施例を示すもので、第１図は、
本発明方法によるデータ圧縮装置のブロック図、 第２図は、被圧縮画像の１例を示すメモリ装置上のビッ
トパターンの図、 第３図は、第２図のビットパターン°の部分画像の１つ
を、他のメモリ装置へ移し替えたビットパターンの図、 第４図は、第１図のデータ圧縮装置のフローチャート、 第５図は、第１図における輪郭線追跡手段の制御国１要
領を示すビットパターンの輪郭線の＋ｒム犬図、第６図
は、各種の特徴点を有する画像と、そのメモリ装置上の
ビットパターンの図、 第７図は、第１図の特徴点抽出手段における注目する代
表点と、その前後の代表点の関係を示すビットパターン
の輪郭線の拡大図、 第８図は、第４図におけるステップ例の詳細なフローチ
ャートラ示すものである。 （１）原画入力装置　　　（２）　／変換装置（３）２
値画像メモリ装置　（４）部分画１家メモリ装置（５）
メモリ制御装置　　（６）スタート・エンド検出手段（
７）輪郭線追跡手段　　（８）特徴点抽出手段（９）線
分データメモリ装置ｕＯ）データ接続手段（１１）　２
値画像圧縮データメモリ装置（１２）出力装置　　　　
　　（ＩＶｌ、、）〜（ＭＢ）メモリブロック（ｐの）
スタート点　　（ｐｌ均）エンド点（Ｑｌ）〜（Ｑ、）
画素ビット　（Ｌ、）〜（Ｌ４）検索ループ（ｐｌ）代
表点　　　　　（ｐ４＋ｌ）〜（ｐｌ″）特徴点シ　　
　　　　　　　へ ｇ　　”ｉｗＬ　　　　　　　Ｑ 島 ぐ 第４図 第５図 手続補′正書（自ＩＩ） 昭和５７年８月７ｒ日 特許庁長官着＃和夫　殿 １、事件の表示 昭和５６年　特許　願第１８０＋６４９号２　　ｇｉ＠
０４称　　２値画像Ｏデータ圧縮方法３、補正をする者 事件との関係　　特許出龜人 住　　所 氏　名（名称）　大日本スクリーン製造株式会社ｊＩｌ
諷ｅ過り （特！午詩わ１１１Ｊｉｌ） （１）原画像を細分割して複数個Ｏ部分画像とし、各部
分画像のそれぞれについて、順次、ＩＢ部分画像輪郭線
と幽咳ａ！１分画像を区分する分割線とＯ交点検索し、
それら交点を始点および終点として輪郭線を追跡して、
諌輪郭線の特徴点を検出し、検出０圧縮データを得るこ
とを特徴とする２値１ｊｆＩＩυデータ圧縮方決。 （２）　　輪郭線０特黴点を検出するに際して％該輪郭
纏Ｏ始点および終点、並びに幽咳翰郭線上に所Ｉ！υ間
隔で設定され九代炊点Ｏうち、隣接する合点で形成され
る各ベクトルＤ方向、おＬび各ベクトルが直紡υベクト
ルとなす角直に基づいて検出することを特徴とする特許
請求Ｏ範Ｓ票１１）項に記載り２値両像υデータ圧縮方
法。 （以　上）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原画像を細分割して複数個の部分画像とし、各部
   分画像それぞれについて、力貢次、部分画像の輪郭線と
   当該部分画像を区分する分割線との交点を検索するとと
   もに、それら交点を始点および終点として輪郭線を追跡
   して、該輪郭線の特徴点を検出し、しかるのち、検出さ
   れ−た各部分画像の始点および終点の、対応する始点お
   よび終点を接続することにより、原画像の圧縮データを
   得ることを特徴とする２値画像のデータ圧縮方法。
2. （２）輪郭線の特徴点を検出するに際して、該輪郭線の
   始点および終点、並びに当該輪郭線上に所要の間隔で設
   定された代表点のうち、隣接する各点で形反される各ベ
   クトルの方向、および各ベクトルが直前のベクトルとな
   す角度に基づいて検出することを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項に記載の２値画像のデータ圧縮力法。