JPH02285476A - 自由曲線のデータ生成方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、図形の輪郭等、任意の曲線をペンやカーソ
ルなどの入力機器でＹレース（なぞり）、曲線をディノ
タルの座標点列で表現する自由曲線のデータ生成方法に
関する。

（従来の技術） 製版工程で用いられる切抜きマスク作成装置を例にとる
。切抜きマスクは、所望の図形領域のみを透明とし、そ
れ以外の部分を不透明としたフィルムであり、これを用
いて２つの画像を写真的に合成するために用いられる。

切抜きマスクの作成は、現在では電子的に行なわれてお
り、透明とすべ外因形領域をディジタイザ上で入力し、
入力データを出力装置に渡してビール・フィルムをカッ
トしマスクができあがる。

この場合、透明とすべき図形領域は、ディジタイブのテ
ーブル上でオペレータがペンまたはカーソルを原画の図
形領域の輪郭をなぞることによりデータ化される。すな
わち、輪郭線（曲線な（１し直線）を複数の輪郭点で近
υ、し、輪郭点の座標データを逐次にメモリに蓄積する
。

ところで、一般に、図形の輪郭などを点列で表現する場
合に、輪郭を忠実に再現するためには点を短い間隔で多
くとればとるほどよいが、しかしデータ量が膨大になる
問題があり、逆に、比較的粗い間隔で点をとるとデータ
量は少なく済む反面、そのトレースした原曲線が忠実に
は再現されないといった問題が生じる。そこで、従来よ
り、再現の忠実度とデータ量との相反する問題を解決す
べ（努力がなされているが、一つの解決策として、所定
の忠実度を確保したうえでデータ量を圧縮するという試
みがあり、特開昭５９−４９０７１号公報に開示された
［図形輪郭データ圧縮方法」はその−例である。

この従来例を第５図によって具体的に説明すると、点Ｐ
ｎ−ｘと点Ｐｎは座標データが既に入力され、点Ｐ　ｎ
ｅｔ、点Ｐｎ◆２は入力の候補点（輪郭線に沿ったサン
プリング点）であり、点Ｐｎと点Ｐｎ＋＋を結ぷ仮想＃
１分の長さをｒｆｆｉＪとし、該線分がその前位線分と
なす角度を「θ」として、両者の積値「ｒ・θ」を求め
、これを、予め設定した定数ｆｋＪと比較して「ｒ・θ
≧ｋ」であれば、点Ｐｎ÷１の座標値を必要情報である
と判定し、逆に「ｌ・θ＜ｋＪの場合は、不要情報と判
定しデータ入力を行わない。そして１、αＰｎ＋１の座
標値が不要情報であると判定された場合には、引き続き
、次位のサンプリング点Ｐｎ＋２と、もどの点Ｐ＋＋に
ついて同様の処理を行うものである。

（従来の技術の問題点） ところが、従来の技術においては、基本的に、曲線の再
現忠実度に対するデータ量の問題にのみ主眼が置かれ、
この発明が対象とするようなオペレータが人手で曲線を
なぞるという背景についでは今一つ考慮されていないの
が現状である。即ち、オペレータによっては、曲線をす
ばやくなぞる者もあれば、曲線を単調にゆっくり忠実に
なぞる者もある。

曲線をすばやくなぞる場合、確かに作業効率はよ（、ま
た手ぶれも少なくなる利点はあるが、長い距離を単調に
なぞるのは可能ではなく、どうしてもペンなりカーソル
なりを間欠的に動かすこととなり、第６図（ａ）に示さ
れるように、カーソルの移動停止点でバックラッシュ的
な戻り部（Ｂ　Ｉ　Ｌ（Ｂ　２　Ｌ・・・を生じる。ま
た、速く動かすために、曲線からトレース軌跡が大きく
離反してしまう確率も高い。

バックラッシュ的な戻り部（Ｂ　１　）、（Ｂ　２　）
、・・・を生ヒた場合、第５図に示した従来例によれば
、ｌが短くθが極端に大きくなって（第６図（ｂ）参照
）、「ｒ・θ≧ｋ」を充足してしまい、点Ｐｎ＋ｘが必
要と判断され、有効データとして入力されてしまう可能
性が極めて大きい。さらに１．αｐＨ＋１がデータ入力
されれば、曲線に沿う次の点ｐＨ＋２に向かう途中のサ
ンプリング点Ｐｘもθが太き（なるため有効データとし
て入力されてしまう可能性がある。

このような、バックラッシュに起因して座標値がデータ
入力されてしまえば、再現される曲線には、局部的に第
６図（、）のようなギザが現れ忠実度に問題を生じる。

他方、曲線をゆっくりなぞる場合、確かに曲線からトレ
ース軌跡が離反してしまうということは少ないが、作業
効率は低く、しかも悪いことに手ぶれの影響が大きな問
題として現れてくる。即ち、オペレータは曲線を眼で追
いなから緊張した手を動かし、かつその緊張した手にフ
ィードバックをかけなから動かし進めてトレースする訳
だから、第６図（ｃｉに示されるように、ミクロにみれ
ば原曲＃！（０）を中央に左右にジグザグと曲線をトレ
ースしてゆくことになる。このジグザグ軌跡（Ｚ）をデ
ータ入力して再現した場合、必ずしも原曲線に忠実で滑
らかな曲線が得られるとは言えない。

この発明は、データ圧縮とともに、オペレータの手揉作
に基づく上記の問題を改善することを課題とする。

（課題を達成するための手段） この発明に係る自由曲線のデータ生成方法は、座標値を
与える平面上で自由曲線を入力機器を用いて人手でなぞ
り自由曲線に沿ってサンプリング点の座標値を逐次に自
動的にメモリにデータ入力する方法において、データ入
力した第１の点とこのｆｐＪｌの点の次にデータ入力し
たｔｐＪ２の点に対し、前記第２の点を中心に所定半径
の優弧を規定するとともに、前記第１の点から前記第２
の点を通る半直線を規定して、前記優弧と、この優弧の
端点から前記半直線に漸近する直線または曲線とによっ
て囲まれる逐次判定領域を設定し、サンプリング点がこ
の逐次判定領域内に属するかどうかを判定し、属する場
合にはデータ入力を行なわず、属さない場合には、その
サンプリング点の座標値をデータ入力し、データ入力し
たこのサンプリング点を新たな第２の点として上記工程
を反復してデータ入力を行なうことを基本的な特徴とし
ている。

（実施例） 第１図は実施例のブロック説明図である。

（１）は所定の周期で座標値（ｘ＋ｙ）を出力するディ
ジタイザで、切抜きマスク等を作成するための原１１（
２）を載置するテーブル（３）と図形（４）の輪郭（４
Ｃ）をなぞるカーソル（５）を備えている。

（６）は座標値（ｘ、ｙ）が入力される処理装置で、マ
イクロコンピュータを含み、演算・判定部（７）と制御
部（８）と座標値を順次に蓄積するメモリ（９）を備え
る。制御部（８）は、ディジタイザ（１）にサンプリン
グパルスを供給し、演算・判定部（７）はサンプリング
周期ごとに入力される座標値（ｘ＋ｙ）を元に所定の演
算処理を行うとともに、入力された座標値が一定の条件
を充足するか否かを判定し、判定結果によりその座標値
をメモリ（９）に転送するか否かを決める。

ディジタイザ（１）は、具体的には、最小分解能が２５
μ伯であり、サンプリング周期は３０醜Ｓに設定されて
いる。演算・判定部（７）は座標値データをもとに所定
のプログラムにより処理をおこなう。

このプログラムの７０−の概要を第２図に示す。

ステップ（Ｓｌ）〜（８４’）からなる初期設定のステ
ップ群（ＩＬ）と、ステップ（Ｓ５）〜（ＳＩＯ）かる
。

まず、ステップ（Ｓｌ）では、座標入力器すなわちカー
ソル（５）を能動化して、処理装置（６）が座標値（ｘ
、ｙ）を受は入れられる状態にする。次のステップ（Ｓ
２）では、カーソル（５）を輪郭（４Ｃ）上の１点に置
き、その点を開始点（第１の点）Ｐ＋とじて、例えばカ
ーソル（５）のキーを操作して座標値を設定する。輪郭
（４Ｃ）のトレースが進められる。

ステップ（Ｓ３）では、サンプリング周期３０ｔｅｓ毎
に新たな座標値が入力される。ステップ（Ｓ４）では、
入力された座標値が、点Ｐ１を中心に半径がａ、の領域
の内にあるか外にあるかを判定する。

内にあれば、ステップ（Ｓ３）に戻り、次に入力された
座標値に対し同様の判定処理を繰り返し行う。

尚、本例ではａ、を２５０μｍとしている。

ステップ（Ｓ４）において、「外」にあると判定すると
、第３図（ａ）に示すように、その点をＰ２として次の
ステップ（Ｓ　４　’）でこの点の座標値をメモリに記
憶する。この時点で、メモリ（９）には、点Ｐ、と点Ｐ
２の（ｘ＝ｙ）座標値が記憶されている。

ステップ（Ｓ５）では、この点Ｐ１と点Ｐ２とによって
、第３図（ｂ）に示されるような、逐次判定領域（Ｄ）
を設定する。逐次判定領域（Ｄ）は、Ｐ　ＩＰ　２を基
準に設定され、点Ｐ１を基点に点Ｐ２を通る半直線（Ｌ
）に関して対称で、点Ｐ２を中心とする所定半径ａ２の
円弧を半面＃１ｌ（Ｌ）に対してほぼ±４５°で切った
優弧（Ｄｌ）と、この優弧（Ｄｌ）の端点で滑らかに接
続し牛血！ｉ（Ｌ”）に漸近する双曲＃Ｘ（Ｄ　２　）
と、半直線（Ｌ）に直交する方向で長さがｈとなる線分
とで囲まれる領域である。

具体的には、本実施例の逐次判定領域（Ｄ）は、ａ２が
第３図（ａ）のａｌと同様２５０μｍ、先端幅１１は５
０〜１００μ鵜で全長は約ＩＩｏ１１である。なお、第
３図（ｂ）に−点鎖線で示すように、Ｐ　１Ｐ　２方向
の全長を良くして先端幅をｈより小さいｈ゛に設定する
と、データ量を大幅に縮減することができる。

また、後述のように、半径ａ２の円弧の内側に入る点は
データ入力されないので、この円弧で囲まれる領域は、
オペレータの微小な手ぶれやその他のノイズを有効に吸
収する。

さて、ステップ（Ｓ５）で逐次判定領域（Ｄ）が設定さ
れると、ステップ（Ｓ６）に進み、ここで新たな座標値
を入力する。次のステップ（Ｓ７）では、この入力され
た点が逐次判定領域（Ｄ）の内にあるか外にあるかを判
定する。内にあれば、この点の座標はメモリに入力され
ず、ステップ（Ｓ６）に戻り、次のサンプリングによる
点の座標値を入力する。

ステップ（Ｓ７）で、入力された点の座標値が逐次判定
領域（Ｄ）の「外」であると判定されると、その点Ｐ、
は次のステップ（Ｓ８）において、座標値がメモリに入
力されると同時に、Ｐ２Ｐ、を新たな基準として設定す
る。

える座標変換処理を行い、次のステップ（Ｓ１Ｏ）に進
む、ステップ（８１０）では、曲線（輪郭）のトレース
が終了したかどうかを判定し、終了していれば、このプ
ログラムを終了させ、終了していなければ、を繰り返し
行う。なお、ステップ（ＳＩＯ）の終了判定は、カーソ
ル（５）に備える入カキ−の捏作により発信されるエン
ド信号を検出することにより打つている。

第３図（ｂ）に示す逐次判定領域（Ｄ）かられかるよう
に、牛血ａｃＬ）に沿う方向には先細りに設定している
ので、トレースしている曲線の直線部分はデータ入力の
頻度は小さく、曲率の極めて大きい部分のみ最大で２５
０ハの間隔でデータ入力されるにすぎない。したがって
、メモリ（９）に蓄積されるデータ量は、比較的に少な
くて済む。

領域（Ｄ）に属するか否かを判定する点に関して、上記
の実施例では、３０ａ＋ｓ毎のサンプリング時点で入力
される点の座標値そのもので行っているが、これを、複
数個の点の座標値の平均をとって行うようにしてもよい
。例えば、３０ｍ５毎に入力される点の座標を順次７個
記憶しておき、８個目を入力した時点で、この８個分の
座標値の平均値を求め、この平均値で与えられる点が領
域（Ｄ）に属するかどうかを判定する。９個目が入力さ
れると、先の７個の最も古いデータを捨て、８個目のデ
ータとともに新たに８点分の平均を求める、移動平均処
理を行う。この移動平均処理を行なうと、オペレータに
よる細かな手ぶれによるジグザグのトレース軌跡の左右
のノブザブ成分が相殺され、入力されたデータ上では原
曲線上を忠実にトレースしていることになり、曲線再現
の忠実度が向上するとともに、直線近似のなめらかさも
増す。なお、この処理は、第２図のステップ（Ｓ　３　
）、（Ｓ　６　）で行うと有効であり、またカーソルで
の指定に替えてステップ（Ｓ２）において行うようにし
てもよい。

又、上記の実施例では、逐次判定領域（Ｄ）の外に出た
点の座標値をメモリに記憶するようにしているが、この
座標値に処理を加えて、処理された座標データを記憶さ
せるようにしてもよい。例えば、第３図（ｂ）の点Ｐ、
において、点Ｐ、の座標値のうち、半直線（Ｌ）と直交
する方向の成分に１より小さい係数ａまたとえば０．９
とか０．８を乗じてデータとする。定性的にみると、点
Ｐ３を半直線（Ｌ）と直交する方向と平行に半直線（Ｌ
）に近づける処理である。この処理を行えば、行なわな
い場合と比べ原曲線に一致する度合が大きく増すことを
確認している。この理由としては、サンプリングにより
座標値を取り込んでいることから、逐次判定領域（Ｄ）
の内側でその周縁部に前位の点が位置していたとき、次
のサンプリングでは、この判定領域（Ｄ）から大きく離
れる可能性があり、これを係数ａを乗じて判定領域（Ｄ
）の外縁に近付けてやることで、サンプリングによる不
都合もしくはトレースを進める方向に交差する方向の手
ぶれの影響またはノイＫを有効に吸収できるものと考え
ている。

上記実施例では、逐次判定領域（Ｄ）は第３図（ｂ）に
示されるものとしたが、第４図に破線で示されるものに
変形してもよい。円弧に替えて、多角形（Ｍ）とする、
双曲線に替えて直線（Ｓ）とする。もしくは、この直線
（Ｓ）をＷ、長して手直Ｍ（Ｌ）と交わる直＃ｉ（Ｓ’
）とする。これらの組み合わせを適用するようにしても
よい。

（発明の効果） 以上のように、この発明によれば、データ入力を有効に
回避できる先細の逐次判定領域を設定してデータ入力を
行っているので、原曲線を忠実に再現するためのデータ
量を圧縮できるとともに、既入力点を中心に円形状の領
域を設定してデータ入力を回避しているので、オペレー
タの手揉作に基づく不都合なデータ入力を抑止でき、原
曲縁再現の忠実度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例のブロック説明図、第２図は
データ入力の７０−チャート、ｔｊ４３図（ａ）、（ｂ
）は実施例の処理の図解図、第４図は逐次判定領域の変
形例を示す図、第５図は従来技術の原理説明図、 第６図（ａ）＝（ｂ）、（ｃ）は従来例の欠点の説明図
である。 １・・・ディ７タイザ、４Ｃ・・・輪郭、５・・・カー
ソル、７・・・演算・判定部、９・・・メモリ、Ｄ・・
・逐次判定領域、Ｓ７・・・入力点が逐次判定領域に属
するが否かを判定するステップ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）座標値を与える平面上で自由曲線を入力機器を用
   いて人手でなぞり自由曲線に沿ってサンプリング点の座
   標値を逐次に自動的にメモリにデータ入力する方法にお
   いて、 データ入力した第１の点とこの第１の点の次にデータ入
   力した第２の点に対し、前記第２の点を中心に所定半径
   の優弧を規定するとともに、前記第１の点から前記第２
   の点を通る半直線を規定して、前記優弧と、この優弧の
   端点から前記半直線に漸近する直線または曲線とによっ
   て囲まれる逐次判定領域を設定し、 サンプリング点がこの逐次判定領域内に属するかどうか
   を判定し、 属する場合にはデータ入力を行なわず、 属さない場合には、そのサンプリング点の座標値をデー
   タ入力し、 データ入力したこのサンプリング点を新たな第２の点と
   して上記工程を反復してデータ入力を行なうことを特徴
   とする自由曲線のデータ生成方法。
2. （２）データ入力した新たな第２の点に引き続くサンプ
   リング点の少なくとも１つは、常に、前記所定半径の円
   弧内にあるようにサンプリング周期を設定した、請求項
   （１）記載の自由曲線のデータ生成方法。
3. （３）前記逐次判定領域内に属するかどうかを判定され
   る点は、複数のサンプリング点の座標値の平均値で与え
   られる仮想のサンプリング点である、請求項（１）また
   は（２）記載の自由曲線のデータ生成方法。
4. （４）前記逐次判定領域に属さないと判定されたサンプ
   リング点の座標値に対し、前記半直線と直交する方向の
   座標成分に対して１より小さい所定の係数を乗じた値を
   与え、これをもってデータ入力すべき座標値とした、請
   求項（１）ないし（３）のいずれかに記載の自由曲線の
   データ生成方法。