JP2995342B2 - 枠内領域検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は画像処理装置に係り、特に画像の編集・加工
の対象となる領域を枠線により指定するために、画像の
枠線で囲まれた領域（枠内領域）を検出する枠内領域検
出方法に関する。

（従来の技術） 画像の加工・編集のための領域指定の方法として、枠
線による方法が知られている（例えば文献1:西村他、画
電誌vol.17,PP328−336,1988参照）。これは領域の境界
を表す枠線を作成し、この枠線の内部を領域として指定
するものである。この方式はタブレットや座標入力によ
る従来の領域指定方式に比べ、自由な形状の領域が容易
に指定できる、領域を原画像と同一面上で指定できるの
で、原画像との対応が分かりやすいという長所がある。

このような領域指定方式では、枠線の内部の領域（枠
内領域）を検出する技術が不可欠である。枠内領域の検
出方法としては、例えば次の様な方法が知られている。
まず画像の最も外側部分を枠外部分とし、この枠外部分
と隣接する画素の有無を順次調べる。枠外部分と隣接す
る画素を枠外画素とし、枠外画素と判定されなかった画
素を枠内画素として、枠内画素の領域を枠内領域として
検出する。この方法は画像上をラスタ走査して得られた
画像信号から、簡単な処理により枠内領域を検出でき
る。しかし、検出できる枠線は位相的にかなり単純な図
形に限られ、いわゆる下凹（画面上で下側に凹部を有す
る形状）や多重枠などの複雑な形状を持つ枠線から枠内
領域を正しく検出することは困難であった。

そこで、ネストレベルを用いて枠内領域を検出する方
法も知られている。これは画像信号の枠線部分とそれ以
外の他部分にレベルの属性を与えて、２値の枠信号を発
生させるとともに、前ラスタとの連結関係より順次現ラ
スタの各画素のネストレベルを示すレベル信号を計算し
て行き、このレベル信号からその画素について枠内／枠
外の判定を行う方法である。この方法によれば、下凹や
多重枠などの形状の枠線からも、簡易なラスタ単位の処
理で正しく枠内領域を検出することができ、また枠線の
ひげに対する検出の安定性も高い。しかし、この方法で
は現ラスタのレベル信号の計算と、枠信号の値が等しく
連続する連結領域（ランという）単位のレベル信号への
変換とを同時に行う必要があり、処理が複雑である。枠
内検出は通常、ラスタ走査により得られた画像信号に対
し適用されるため、このような処理の複雑さはそのまま
回路規模の増大につながる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来のネストレベルを用いて枠線領
域を検出する方法では、下凹や多重枠などの複雑な形状
の枠線からも枠内領域を比較的容易に検出できる半面、
レベル信号の計算と連結領域単位へのレベル信号の変換
とを同時に行うという複雑な処理を必要とするため、回
路規模が増大するという問題があった。

本発明は、下凹や多重枠などの複雑な形状の枠線から
も枠内領域を容易に検出でき、また処理を単純化できる
枠内領域検出方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明では、枠を構成する枠線部分とそれ以外の部分
である地部分の両方にレベルの属性を与えて枠信号と
し、前ラスタとの連結関係により順次ネストレベルを示
すレベル信号を計算して行き、計算されたレベル信号に
従って地または枠のネストの深さを検出することによ
り、枠内領域の検出を行う。さらに、レベル信号の計算
を前ラスタの隣接する画素のみを参照する仮レベル信号
の計算と同一ラスタ内でのレベル信号（代表レベル信
号）の計算とに分けて行う。

すなわち、本発明は枠線を含む画像を例えば走査（ラ
スタ走査）して得られた入力画像信号から、画像上の枠
線で囲まれた枠内領域を検出する枠内領域検出方法にお
いて、入力画像信号について画素毎に枠線部分か否かを
判定して２値の枠信号を生成し、入力画像信号の現画素
（現ラスタの画素）について、該現画素に隣接する前画
素（前ラスタの画素）の枠信号と該前画素のレベル信号
および該現画素の枠信号から仮レベル信号を計算し、該
仮レベル信号が計算された現画素列について、枠信号の
値が等しく連続する連結領域を検出し、該連結領域内の
各画素の仮レベル信号の値から該連結領域内の画素のレ
ベル信号（代表レベル信号）を計算し、該連結領域内の
画素のレベル信号の値から枠線の内外を判定して枠内領
域を検出することを特徴とする。

また、連結領域内の画素のレベル信号を隣接する連結
領域内の画素のレベル信号と枠信号の関係を用いて修正
し、この修正されたレベル信号の値から枠線の内外を判
定して枠内領域を検出するようにしてもよい。

また、各画素の代表レベル信号の計算は、画像走査開
始端からの下方距離を画素毎に計算することと等価であ
るので、この下方距離の値からその画素の枠線の内外を
判定してもよい。ここで、「画像走査開始端からの下方
距離」とは画像走査開始端から隣接する画素を順次下方
に辿る経路のうち、枠線部分の画素から枠線部分でない
画素への移動数が最少の経路での前記移動数で定義され
る。「下方に辿る」とは枠画素から枠画素、または地画
素から地画素へ移動する場合は副走査方向の逆方向以外
のいずれかの方向へ辿り、枠画素から地画素または地画
素から枠画素へ移動する場合は副走査方向へ辿ることを
意味する。

（作用） このように枠および地のレベル信号を計算することに
より、その枠のネストレベル、すなわち最も外側に対し
ての何重目の枠であるかが検出され、これにより２重枠
や下凹などの枠に対しても、合理的な枠内領域の検出が
行われるとともに、手書きの枠を形成する際に生ずる
「ひげ」などの影響も除去される。さらに、レベル信号
の計算に際して前ラスタを参照する仮レベル信号の計算
と、同一ラスタを参照するレベル信号の計算とを分離し
て行うことにより、計算処理が単純化され、高速化が図
られる。また、処理をハードウェアで実現する場合には
回路規模が小さくなる。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例に係る枠内領域検出装
置の概略構成を示すブロック図である。この枠内領域検
出装置は、画像入力部１、２値化回路２、仮レベル信号
計算回路３、代表レベル信号計算回路４および枠内／枠
外判定回路５によって構成される。

画像入力部１は原稿上の画像をラインイメージセンサ
でラスタ走査により読み取り、得られた画像信号をA/D
変換した後、シェーディング補正などの補正処理を経て
出力する装置である。枠信号発生回路２は画像入力部１
からの画像信号を濃度または色度などの適当な基準に基
づいて枠線部分とそれ以外の地部分に分け、枠線の部分
で“1"、地の部分で“0"の値をとる２値信号からなる枠
信号Ｐ（x,y）を出力する。但し、枠線部分とは枠線の
描かれている部分であり、地部分とはそれ以外の部分で
ある。また、x,yは座標を表す。仮レベル信号計算回路
３、代表レベル信号計算回路４および枠内／枠外判定回
路５は、以下のアルゴリズムにより枠信号から枠内領
域、つまり原稿上に例えば特定の色で記入された枠線で
囲まれた領域を検出する。

第２図および第３図は本実施例における枠内領域検出
処理のアルゴリズムを示している。説明の便宜上、第４
図に示すように、画像の上左隅を原点とし、左右方向を
ｘ軸（右を正）、上下方向をｙ軸（下を正）とし、画像
の範囲を１≦ｘ≦x max,1≦ｙ≦y maxとする。また、ｘ
軸方向の１ラインをラスタと呼び、ｙ座標がy0のラスタ
12を第y0ラスタと呼ぶ。また、画像の上端にｙ座標が０
のラスタ11を仮想的に考え、これを画像の上端部と呼
ぶ。以下、説明に用いる図は全てこの座標軸を用いるも
のとする。

第２図に示すように本アルゴリズムでは、画像の各画
素にネストレベルを表わすレベル信号Ｌ（x,y）を定義
し、枠信号および既に計算された領域のレベル信号を用
いて、再帰的に第１ラスタから順次レベル信号Ｌ（x,
y）を計算して行く。すなわち、まずラスタ11のレベル
信号Ｌ（x,0）を０とし（ステップS11）、枠信号Ｐ（x,
1）,P（x,0）およびレベル信号Ｌ（x,0）より、レベル
信号Ｌ（x,1）を計算する（ステップS12〜S13）。但
し、画像の上端部の枠信号Ｐ（x,0）は全て０、すなわ
ち地画素とし、上端部のレベル信号Ｌ（x,0）も０とし
ておく。次に、計算したレベル信号Ｌ（x,1）および枠
信号Ｐ（x,1）より、画素Ｑについて枠内／枠外の判定
を行う（ステップS14）。次に、計算したレベル信号Ｌ
（x,1）および枠信号Ｐ（x,1）,P（x,2）を参照して、
レベル信号Ｌ（x,2）を計算する。以下、同様にレベル
信号Ｌ（x,y−１）と枠信号Ｐ（x,y−１）,P（x,y）を
参照してレベル信号Ｌ（x,y）を計算し、枠内／枠外判
定するという手順をｙを１ずつ増しながら、ｙ＝y max
まで順次繰り返していく（ステップS13〜S16）。

ラスタ内でのレベル信号計算、すなわち第ｙ−１ラス
タの枠信号Ｐ（x,y−１）およびレベル信号Ｌ（x,y−
１）と第ｙラスタの枠信号Ｐ（x,y）からレベル信号Ｌ
（x,y）を計算するアルゴリズム（ステップS13）の詳細
を第３図に示す。この計算は大きく分けて２つのメイン
ステップよりなる。まず第１のメインステップとして、
座標（x,y）の画素Ｑの枠信号と画素Ｑの上に隣接する
座標（x,y−１）の画素Q0の枠信号を比較し、その組合
わせ（第５図参照）により下記の＜規則１＞に従って座
標（x,y）の仮のネストレベルを表わす仮レベル信号Ｌ
（x,y）を計算する。これをｘ軸方向の各画素について
行う（ステップS21〜S24）。

＜規則１＞ （ａ）画素Ｑが枠でかつ、隣接する画素Q0も枠の場
合、画素Q0のネストレベルを画素Ｑのネストレベルとす
る。

if Ｐ（x,y）＝1,P0（x,y−１）＝１ then Ｌ（x,y）＝Ｌ（x,y−１） （ｂ）画素Ｑが枠でかつ、隣接する画素Q0が地の場
合、画素Q0のネストレベルを画素Ｑのネストレベルとす
る。

if Ｐ（x,y）＝1,P0（x,y−１）＝０ then Ｌ（x,y）＝Ｌ（x,y−１） （ｃ）画素Ｑが地でかつ、隣接する画素Q0が枠の場
合、画素Q0のネストレベル＋１を画素Ｑのネストレベル
とする。

if Ｐ（x,y）＝0,P0（x,y−１）＝１ then Ｌ（x,y）＝Ｌ（x,y−１）＋１ （ｄ）画素Ｑが地でかつ、隣接する画素Q0も地の場
合、画素Q0のネストレベルを画素Ｑのネストレベルとす
る。

if Ｐ（x,y）＝0,P0（x,y−１）＝０ then Ｌ（x,y）＝Ｌ（x,y−１） 上記の処理により、第ｙラスタの各画素の仮レベル信
号Ｌ（x,y）が決定したら、第２のメインステップとし
て、以下の＜規則２＞によりラスタｙの中で、横方向に
隣接する画素の枠信号と仮レベル信号の関係（第６図参
照）により、代表レベル信号の計算を行う（ステップS2
5〜S26）。

＜規則２＞ 第ｙラスタの中で条件１を満たす隣接画素の組（x,
y），（ｘ＋1,y）があれば、それらの画素に対し処理１
を行う。これを条件１を満たす画素の組がなくなるま
で、繰り返す。

条件1:画素Q1と横に隣接する画素Q2が枠に枠画素また
は地画素で、かつそのレベルが異なる。

処理2:画素Q1,Q2のうちレベル信号の大きい方の画素
のレベル信号を小さい方のレベル信号に変更する。

この処理は１ラスタを枠信号の値が等しい連結領域
（ラン）に分割し、各連結領域内の各画素のレベル信号
の最小値を、その連結領域の各画素のネストレベルを表
わす代表レベル信号とすることに相当する。

最後に、計算された代表レベル信号Ｌ（x,y）の値か
ら、次の＜規則３＞によりその画素が枠の内か外かを判
定する（第３図のステップS14）。

＜規則３＞ 画素Ｑが地画素でかつ、そのレベルが偶数ならば画
素Ｑは枠外領域 画素Ｑが地画素でかつ、そのレベルが奇数ならば画
素Ｑは枠内領域 画素Ｑが枠画素ならば、画素Ｑは枠内領域 但し、の場合、枠線上を枠内と見なすかどうかによ
り、枠外領域と判定してもよい。ここでは、枠線上を枠
内と見なすとしている。

＜本アルゴリズムによる枠内検出の説明および処理例＞ （距離および下方距離の定義） まず、地画素Ｐと地画素Ｑの間の「距離」を次のよう
に定義する。地画素Ｐから隣接画素を順次辿って画素Ｑ
に至る経路のうち、枠線を越える回数が最少の経路を最
少枠越え経路と呼び、この場合の枠を越える回数を２点
P,Q間の距離と定義する。ここで、「枠を越える回数」
とは枠画素から地画素へ移る回数を意味する。例えば、
第18図で画素P1から画素Q1への最少枠越え経路はL1とな
り、この経路は枠線部分を越えないから、画素P0,Q0の
間の距離は０となる。また、画素P2から画素Q2への最少
枠越え経路はL2となり、その距離はL2が枠を１回越える
から１となる。同様に、画素P3から画素Q3への最少枠越
え経路および距離はL3および２となる。

枠線図形の内外の定義として、ここでは画像の最も外
側のある基準点から見て距離が偶数の画素を枠外領域、
距離が奇数の画素を枠内領域と考える。これによると、
単純な閉曲線の内側は枠内領域となり、複数の枠で多重
に囲まれている領域は外側の枠から交互に枠内領域、枠
外領域となる。この定義は枠の内外の定義として妥当で
あると考えられる。

しかし、上記のような定義を一般の枠線画像について
計算するのは、計算量が膨大になる上、ラスタ走査信号
に適用することが困難である。そこで、本処理では上記
の最少枠越え経路および距離に準じた概念として、下方
最少枠越え経路および下方距離を次のように定義する。
すなわち、画素Ｐから画素Ｐより下にある（ｙ座標の大
きい）画素Ｑへ「下方に」辿る経路のうち、枠線を越え
る回数が最少の経路を下方最少枠越え経路とし、その経
路が枠線を越える回数を下方距離とする。ここで、「下
方に」辿る経路とは下記の定義１に従う経路とする。

定義1:下方への経路とは同種の画素（地画素同士また
は枠画素同士）では隣接する左右方向または下方向へ、
異種の画素（地画素と枠画素）では隣接する下方向の画
素に辿る経路とする。

そして、画像の上端からの下方距離が偶数の画素を枠
外、奇数の画素を枠内と定義する。この定義による下方
距離は距離と似た概念となる。特に、枠線が閉曲線なら
ば下方距離による枠内、枠外は前記の距離による枠内、
枠外の判定と同じになる。実際の枠線図形について下方
最少枠越え経路および下方距離の例を第19図に示す。同
図で画素P1から画素Q1への下方最少枠越え経路がL1とな
り、その下方距離は「０」となる。同様に画素P2から画
素Q2へについてはそれぞれ、L2および「１」となる。

（レベルと下方距離の同値性の説明） 本処理で計算された各画素のレベル信号は、画像の上
端部からの下方距離と等価となる。その理由について説
明する。まず、画像の上端部からの下方距離がｎの画素
Ｐを考える。第７図にｎ＝１の場合の例を示す。同図
で、各升目が１画素に相当し、斜線で囲まれた部分が枠
画素、その他の部分が地画素を表す。定義より、画像の
上端の画素22から画素21（Ｐ）へ枠線をｎ回越えて到達
する経路が存在する（図上、矢印列で示す）。経路上の
各画素のレベルを考える。前提により、経路の始点22の
レベルは“0"である。この経路を辿って行く上で同種類
の画素を左右方向に辿る場合23は、＜規則２＞により前
の画素のレベルと同じまたは小さくなる。また、おなじ
種類の画素を下方向にたどる場合24は＜規則１＞の
（ａ）（ｄ）によりレベルは前の画素と同じになる。ま
た、経路が地画素から枠画素にうつる場合25は定義１よ
り必ず下方向へであるから、＜規則１＞の（ｂ）によ
り、レベルは前の画素と変わらない。また、経路が枠画
素から地画素へ移る場合26は、＜規則１＞の（ｃ）によ
り画素のレベルは前の画素より１大きくなる。従って、
経路上の各画素のレベルは枠画素から地画素に移る場合
だけ１増え、それ以外の場合は変わらないか、または小
さくなるので、枠線部分をｎ回越えた後のレベルは高々
ｎとなる。従って、上端からの下方距離がｎの地画素Ｐ
のレベルはｎ以下となる。同図上で画素の中の数字が計
算されたレベルを示す。

逆に、地画素Ｐのレベルがｎならば、上端部から地画
素Ｐへの下方距離がｎ以下であることを第８図を用いて
示す。そのため、上端部から地画素Ｑへの枠画素をｎ回
越えて到達する経路が存在することを示す。まず、ある
地画素31（Ｑ）を含んで同一ラスタ内に連結した地画素
の連結領域32を考える。この領域32内に先のステップS2
5,S26による修正処理前のレベルがｎである画素Ｒが存
在する。この画素Ｑの上に隣接する画素Q2を画素Ｑの上
位画素と定義する。画素Q2が地画素の場合、＜規則１＞
の（ｄ）により画素Q2のレベルはｎとなる。また、画素
Q2が枠画素の場合、＜規則１＞の（ｃ）により画素Q2の
レベルはｎ−１となる。但し、レベルｎが０の場合は画
素Q2は必ずレベル０の地画素となる。また、同様に枠画
素Ｓを含んで同一ラスタ内に連結した枠画素の連結領域
を考える。前記と同様に、この連結領域内にはステップ
S25,S26による修正処理前のレベルがｎの画素Ｔが存在
する。画素Ｔの上に隣接する画素S2を画素Ｓの上位画素
と定義する。＜規則１＞の（ａ），（ｂ）によりS2が枠
画素か地画素かによらず、S2のレベルはｎとなる。

画素Ｐの上位画素をP2とし、さらにP2の上位画素をP3
として順次繰り返すことにより、画像の上端に到達す
る。これらの画素を辿った経路は、地から枠に移る度に
レベルが１ずつ低くなる。上端のレベルは“0"であるか
ら、この経路は枠線部分をｎ回越える。従って、上端か
ら画素Ｐへの下方距離はｎとなる。

このように、地画素Ｐのレベルがｎであることと、画
像上端から地画素Ｐへの下方距離がｎであることは等価
となる。すなわち、本処理により決定されたレベルは、
画像上端からの下方距離を表す。

次に、第９図〜第14図を参照していくつかの形状の枠
線について、本処理によるネストレベル計算および枠内
／枠外判定の具体例を挙げ、本処理の効果と、直観的な
枠内領域との整合性があることを示す。

（円形の枠線の場合） まず、単純な円形枠（第９図）の例を説明する。図
中、実線またはハッチングした部分が枠線部分を表し、
○で囲んだ数字が地画素のレベル、□で囲んだ数字が枠
画素のレベルを表す。以下の例も同様に表す。枠線41の
外側の画素は全て画像の上端から枠を越えずに到達する
経路を持つので、レベルは“0"となり、枠外領域とな
る。また、枠線の内側は画像の上端から少なくとも１回
枠線を越える必要があるので、レベルは“1"となり、枠
内領域と判定される。

（下凹形状の場合） 次に、下側に凹部を有する形状の枠線（第10図）の例
を説明する。枠線51の外側の画素のうちラス52と枠線51
に挟まれた領域以外のレベルは“0"となる。枠線51の内
部の領域に到達するには、上端より枠線を最低１回越え
る必要があるので、この領域のレベルは“1"となる。ま
た、枠線51とラスタ52に挟まれた領域に到達するには、
枠線を２回越える必要があるので、この領域のレベルは
“2"となる。従って、レベルが奇数である枠線の内側の
み、枠内領域と判定される。

（多重枠の場合） 複数の枠線が多重に重なっている場合は、以下のよう
に判定される。第11図に示す３重枠の場合を例にとって
説明する。１本の枠の場合と同様に、最も外側の枠61の
外側のレベルは“0"となる。最も外側の枠61と２番目の
枠62の間の領域64は上端から枠を少なくとも１個は越え
る必要があるので、この領域の画素のレベルは“1"とな
る。同様に、２番目の枠線62と３番目の枠線63の間の領
域65のレベルは、“2"、３番目の枠線の内側の領域66の
レベルはそれぞれ“3"となる。従って、レベルが奇数で
ある領域64,66が枠内領域と判定される。この例は３重
枠の例であるが、さらに枠の重なりが多い場合は１つ内
側の枠に入る毎にレベルは１ずつ増加し、交互にそれぞ
れ枠内領域、枠外領域と判定される。これにより斜線部
に示すドーナツ状の領域や、さらにドーナツの穴の中に
さらに孤立した島を持つ領域などについても、枠線によ
り簡単に領域指定をすることができる。

（理想的な枠線でない場合） 上記の例ではいずれも枠線の形状が理想的な閉曲線の
場合であったが、実際に手で描いた枠線には「ひげ」、
「かすれ」などのノイズが加わる場合が多い。本処理で
は、これらのノイズのうちのあるものに対して安定に検
出できる。次に、ノイズの例として枠線に「ひげ」、
「巣」などの生じた場合の例を示す。

第12図は枠線の外部に「ひげ」72の生じた場合であ
る。前記の例と同様に枠線の外側の領域のレベル、枠線
の内側の領域のレベルはそれぞれ“0",“1"となる。ま
た、枠線の「ひげ」の部分と枠線および枠線の「ひげ」
の最下点のラスタ（図中破線で示す）で囲まれた領域73
は画像の上端から少なくとも枠線を１本越える必要があ
るので、レベルは“1"となる。従って、本来は枠外領域
と見なすのが妥当な領域73も枠内領域と判定される。し
かし、このような領域73は「ひげ」と枠線の間で、かつ
「ひげ」の最下点より上の微小な領域に限られるため、
この判定エラーについては実用上問題はない。

また、第13図に示すように枠線の内部に地と判断され
た小さな穴（以下、巣と称する）81,82が生ずる場合も
あり得る。これは例えば枠線を書く上でのむらなどによ
り生じる。なお、第13図では斜線部分が枠線の部分を表
す。小さい巣81では巣の内部のレベルが“1"となって枠
内領域と判定されるだけで、他の部分には影響を与えな
い。また、巣が極端に大きく、例えば巣82のように巣の
最下部が枠線の内部領域の最上部より下の場合は、枠線
の内側でかつ巣の最下部のラスタ83より上の領域85のレ
ベルは“2"となり、枠外と判定される。しかし、ラスタ
83より下の領域は上端より枠線を１回しか越えない経路
84が存在するので、レベルは“1"となり、この部分は枠
内領域と判定される。このような巣は通常大きくなく、
誤判定の領域は巣の大きさ以上にはならないため、実用
上は問題ない。

このように本実施例の枠内検出処理によれば、次の利
点がある。

（１）基本的に通常の枠線であれば、下凹でも多重枠
でも枠内領域を検出できる。

（２）枠線を書き込む上で生じる各種ノイズのうち、
ひげ、巣などにはほとんど影響を受けない。

（３）枠線の切れについても、枠線の下部にある場合
は正しく枠内領域が検出される。

すなわち、下凹、多重枠などの複雑な枠線に対しても
対応できるとともに、枠線を書込む上でのノイズにも強
い。人間が枠線を書く上で、始点と終点を正確に合わせ
て理想的な閉曲線（切れもひげもない）を作成するのは
困難である。本実施例の枠内検出処理は、枠線の切れが
生じないようにさえ注意すれば少々のひげ、巣などのノ
イズには強いので、枠線を書込む上での制約が少なくな
り、使い勝手が向上する。

次に、本実施例に基づく枠内領域検出装置の具体的な
構成を説明する。第15図は第２図および第３図に示した
アルゴリズムを実現する枠内領域検出装置の回路構成例
であり、第16図はその動作を説明するための各部のタイ
ムチャートである。

第15図において、端子100には第１図の枠信号発生回
路２からの枠信号（Ｐ）101が入力される。この枠信号1
01は第１図の画像入力部１において画像の左上から右方
向に１ラスタずつ下方向にラスタ走査して得られた入力
画像信号から、画像の枠線部分か否かを判定して得られ
た信号であり、枠線部分を“1"、それ以外の部分を“0"
とする２値信号である。この枠信号101はクロック信号
（CLK）102に同期して入力される。

この枠信号101の否定と１ラスタ前の枠信号（P0）103
との論理積がゲート回路104でとられ、その結果が加算
器105により１ラスタ前のレベル信号（L0）106に加算さ
れる。この加算器105の出力信号107は、第１図および第
２図で説明した枠内検出アルゴリズムの第１のメインス
テップにより計算される仮レベル信号に対応している。

次に、枠信号101とこれをラッチ108により１画素分遅
延させた信号との排他的論理和がゲート回路109でとら
れる。このゲート回路109の出力信号110は連結領域の終
端を表わすので、以後領域終端信号という。そして、ク
ロック信号102に同期してカウントアップするカウンタ1
10の出力である座標信号112がラッチ回路113で領域終端
信号110が“1"の時にラッチされ、領域位置信号114とし
て出力される。領域終端信号110は枠から地、または地
から枠への境界を表し、領域位置信号114はその境界の
位置（ｘ座標）を表す。

一方、領域最小値計算回路115によりレベル信号107の
連結領域内での最小値、すなわち代表レベル信号が計算
される。この領域最小値計算回路115は、具体的には最
小値回路116とラッチ回路117により構成され、ラッチ回
路117は領域終端信号110が“1"となる毎に、レベル最大
値（本実施例では“15"）にセットされる。このラッチ
回路117の出力とレベル信号107のうち小さい方が最小値
回路116により検出され、ラッチ回路117にラッチされて
更新されることにより、連結領域内のレベル信号の最小
値が計算される。領域最小値計算回路115の出力信号118
は、第１図および第２図で説明した枠内検出アルゴリズ
ムの第２のメインステップにより計算される代表レベル
信号に対応している。

この代表レベル信号118は領域終端信号110に同期して
おり、連結領域単位の信号となっている。この連結領域
単位の信号を画素単位の信号に変換するために、レベル
信号118は１ラスタ分、メモリ部119に書き込まれる。す
なわち、メモリ部119には領域終端信号110が“1"になる
毎に枠信号101、代表レベル信号118および領域位置信号
114が書き込まれる。従って、メモリ部119への書き込み
語数は１ラスタの領域の数となる。メモリ部119に記憶
された情報は、次ラスタ処理時に領域位置信号114を参
照しながら、画素単位の信号として読み出される。具体
的にはメモリ部119から読み出された領域位置信号124
と、カウンタ111からの座標信号112を比較器125で比較
し、両者が等しくなる毎にメモリ部119内のRAM120のア
ドレスを１つずつインクリメントする。これによりメモ
リ部119から読出される枠信号103およびレベル信号106
は画素単位の信号となる。これらの枠信号103とレベル
信号106は１ラスタ前の情報を表し、次ラスタの計算に
用いられる。ここで、メモリ部119には２ラスタ分必要
であるが、本実施例では読出し用と書込み用の２つのア
ドレスカウンタ121,122を用い、切替器123によりアドレ
スを時分割で切り替えることにより、１ラスタ分のRAM1
20で済ませている。

最後にゲート回路126により、メモリ部119から読出さ
れたレベル信号106の最下位ビットと枠信号103との論理
和がとられ、この論理和出力が枠内／枠外判定信号127
として出力される。枠内／枠外判定信号127は“1"が枠
内を表わし、“0"が枠外を表す。本実施例では枠線上を
領域外と見なしているが、このゲート回路126を変更す
ることにより、枠線部分を領域内と見なすように構成す
ることも可能である。

このように本発明に基づく枠内領域検出装置は簡易な
構成で実現できる。特に、１ラスタの代表レベル信号を
連結領域単位、つまりラン形式でメモリ部119に記憶す
ることにより、ランのデコードと次のラスタでの参照の
ための１ラスタ遅延を共通化できる、メモリ部119の容
量が小さくて済むなどの利点がある。

第20図は本発明の第２の実施例に係る枠内領域検出装
置のブロック図であり、代表レベル信号計算回路４の後
段に代表レベル信号修正回路６が挿入されている。この
実施例は換言すれば、第１の実施例におけるラスタ内の
レベル決定、すなわち代表レベル信号の計算のための第
２のメインステップを下記の＜規則４＞のように変形し
たものである。

＜規則４＞ 同一ラスタの中で枠画素同士、または地画素同士が隣
接していて、それらの画素のレベル信号が異なる場合
は、そのレベル信号の小さい方をそれらの画素の代表レ
ベル信号とする。これまでは第１の実施例における代表
レベル信号の計算と同じである。そして、本実施例では
代表レベル信号の修正処理として、枠画素と地画素が隣
接していて枠画素のレベル信号が地画素のレベル信号よ
り大きければ、地画素のレベル信号を枠画素のレベル信
号とする。また、枠画素と地画素が隣接していて、地画
素のレベル信号が枠画素のレベル信号＋１より大きけれ
ば、枠画素のレベル信号＋１を地画素のレベル信号とす
る（第21図参照）。

以上の規則を式で表すと下式のようになる。

if ［（Ｐ（x,y）＝Ｐ（ｘ＋1,y）］ and［Ｌ（x,y）≠Ｌ（ｘ＋1,y）］ then Ｌ（x,y）＝Ｌ（ｘ＋1,y） ＝Min［Ｌ（x,y）,L（ｘ＋1,y）］ if ［Ｐ（x,y）＝１］and［Ｐ（ｘ＋1,y）＝０］ and［Ｌ（x,y）＞Ｌ（ｘ＋1,y）］ then Ｌ（x,y）＝Ｌ（ｘ＋1,y） if ［Ｐ（x,y）＝１］and［Ｐ（ｘ＋1,y）＝０］ and［Ｌ（x,y）＋１＜Ｌ（ｘ＋1,y）］ then Ｌ（ｘ＋1,y）＝Ｌ（x,y）＋１ if ［Ｐ（x,y）＝０］and［Ｐ（ｘ＋1,y）＝１］ and［Ｌ（x,y）＜Ｌ（ｘ＋1,y）］ then Ｌ（ｘ＋1,y）＝Ｌ（x,y） if ［Ｐ（x,y）＝０］and［Ｐ（ｘ＋1,y）＝１］ and［Ｌ（x,y）＞Ｌ（ｘ＋1,y）＋１］ then Ｌ（x,y）＝Ｌ（ｘ＋1,y）＋１ 以上の条件を満たす画素の組が当該ラスタ内になくな
るまで以上の処理を繰り返す。本実施例においては、第
20図の枠内／枠外判定回路７における判定動作は、第１
の実施例である第１図の枠内／枠外判定回路５における
それとは少し異なったものとなる。本実施例により決定
された画素Ｐのレベル信号は画像の上端部から画素Ｐへ
の下方距離を表すが、下方へ辿る経路の定義が下記の定
義２によるものとなっている。

定義2:下方へ経路とは隣接する左右方向または下方向
の画素へと辿る経路とする。

すなわち、第１の実施例では異種の画素間では左右方
向への経路が許されなかったのに対し、本実施例ではこ
の制約がなくなっている。従って、第１の実施例では適
確に判定しにくい枠線図形の場合でも、正しい判定が可
能である。第14図の例で説明する。この例は枠線の「ひ
げ」が極端に大きい場合で、「ひげ」の部分の分かれ目
92および「ひげ」の先端93の両方が枠線の下に窄まって
いる点まで延びている。この場合、第１の実施例による
と上端から枠線の内部の領域への経路は必ず２回以上枠
線を越える必要があるため、この枠線の内部のネストレ
ベルは全て“2"となり、枠外と判定される。但し、通常
このような枠線が生ずることは希と考えられ、実用上は
大きな問題はない。これに対し、第２の実施例によれば
例えば枠線の中でラスタ94より下の領域は枠内と判定さ
れる。このため、第１の実施例よりさらにノイズなどに
強い枠内領域検出が可能となる。

なお、第１および第２の実施例では上方向の隣接関係
として第17図（ａ）に示す現ラスタの当該画素の真上の
全ラスタの１画素だけを定義しているが、他の隣接関係
の例として同図（ｂ）に示すように真上と右斜め上（ま
たは左斜め上）の２画素、同図（ｃ）に示すように真上
と右斜め上と左斜め上の３画素という考え方をしてもよ
い。この場合の第１のメインステップにおけるレベル信
号の計算アルゴリズムは、まず複数の上隣接画素から＜
規則１＞に従って当該画素の仮レベル信号を計算し、こ
れらの最小値を当該画素の代表レベル信号とすればよ
い。特に、第17図（ｂ）は枠領域と地領域が交差してい
る場合、必ずいずれか一方の領域が互いに隣接するとい
う特徴を持つ。

その他、本発明は種々変形して実施することが可能で
ある。

［発明の効果］ 本発明によれば、二重以上の多重枠線や下凹形状の枠
線に囲まれた領域においても、下凹の部分や二重枠の内
部を枠の外と判定でき、また手書きにより生じる「ひ
げ」などのノイズに対しても安定に判定することが可能
である。さらに、本発明では主走査方向でのネストレベ
ルの最小値、すなわち代表レベル信号の計算に際して、
連結領域単位への変換を利用でき、簡易な回路で実現が
可能となる。従って、枠線を記入する上でユーザに対す
る制約が少なく、しかも回路規模の小さい枠内検出装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る枠内領域検出装置
の概略構成を示すブロック図、第２図は同実施例におけ
る枠内検出のアルゴリズムの概略を示す図、第３図は第
２図のアルゴリズムの一部を詳細に示す図、第４図は画
像上の座標軸の設定を説明する図、第５図は同アルゴリ
ズムの第１のメインステップの内容を説明するための
図、第６図は同じく第２のメインステップの内容を説明
するための図、第７図および第８図はレベル信号と下方
距離とが等価であることを説明するための図、第９図〜
第14図は同実施例による枠内領域検出の具体例を説明す
るための図、第15図は第１図の枠内領域検出装置の要部
を詳細に示す回路図、第16図は第15図の動作を説明する
ためのタイムチャート、第17図は画素の上下の隣接関係
の定義を説明するための図、第18図は最小枠越え経路と
距離について説明するための図、第19図は下方最小枠越
え経路と下方距離について説明するため図、第20図は本
発明の第２の実施例に係る枠内領域検出装置の概略構成
を示すブロック図、第21図は同実施例における第２のメ
インステップを説明するための図である。 １……画像入力部 ２……枠信号発生回路 ３……仮レベル信号計算回路 ４……代表レベル信号計算回路 5,7……枠内／枠外領域判定回路 ６……代表レベル信号修正回路 101……現ラスタの枠信号 103……１ラスタ前の枠信号 106……１ラスタ前の代表レベル信号 107……仮レベル信号 118……現ラスタの代表レベル信号 127……枠内／枠外判定信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 和彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 平３−17783（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−17787（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 7/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】枠線を含む画像を走査して得られた入力画
   像信号から、前記画像上の枠線で囲まれた枠内領域を検
   出する枠内領域検出方法において、 前記入力画像信号について画素毎に枠線部分か否かを判
   定して２値の枠信号を生成し、 前記入力画像信号の現画素について、該現画素に隣接す
   る前画素の枠信号と該前画素のレベル信号および該現画
   素の枠信号から仮レベル信号を計算し、 該仮レベル信号が計算された現画素列について、枠信号
   の値が等しく連続する連結領域を検出し、該連結領域内
   の各画素の仮レベル信号の値から該連結領域内の画素の
   レベル信号を計算し、 該連結領域内の画素のレベル信号の値から枠線の内外を
   判定して前記枠内領域を検出することを特徴とする枠内
   領域検出方法。
2. 【請求項２】枠線を含む画像を走査して得られた入力画
   像信号から、前記画像上の枠線で囲まれた枠内領域を検
   出する枠内領域検出方法において、 前記入力画像信号について画素毎に枠線部分か否かを判
   定して２値の枠信号を生成し、 前記入力画像信号の現画素について、該現画素に隣接す
   る前画素の枠信号と該前画素のレベル信号および該現画
   素の枠信号から仮レベル信号を計算し、 該仮レベル信号が計算された現画素列について、枠信号
   の値が等しく連続する連結領域を検出し、該連結領域内
   の各画素の仮レベル信号の値から該連結領域内の画素の
   レベル信号を計算し、 該連結領域内の画素のレベル信号を隣接する連結領域内
   の画素のレベル信号と枠信号の関係を用いて修正し、 この修正されたレベル信号の値から枠線の内外を判定し
   て前記枠内領域を検出することを特徴とする枠内領域検
   出方法。