JPH0275083A - 考古学出土品の輪郭描画装置 - 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】 く産業上の利用分野》 本発明は物体の輪郭描画装置に係り、特に考−、４。

学出土品などのように形状、＝Ｉ−法、文様等の認識と
保存が極めて重要な意味をもつ対象物体の実測に好適な
考古学出土品の輪郭描画装置に関する。

（従来の技術） 古代遺跡等の発掘調査において出土する」器等には形状
、ｊ法とも様々なものがある。

この様な出土品は、止確な記録を残すことが必要である
。そのため、出土品を実測して図化することが発掘調査
上での重要な作業となる。

従来このような実測作業は、−口角定規や的定規あるい
はデバイダおよびそれらの組み合わせ゛でＪＪ眼眼上上
図化する方法が一般的である．また、特に、土器の実測
ではその輪郭を止確に図化することが考古学上での記録
の価値を左右することになる。そのため、従来は型取り
器（マコ、マーク、あるいはマコー：以下マコと記ず）
と呼ばれる器具を用いて被実測対俄の土器の輪郭を転写
するようにしている。

第１１図は従来の実測方法の説明図であって、１は被実
測対象である土器、】１０は定規、１１１はマコである
。これらの器具を用いる実測は、土器〕の基線Ｂ−Ｆ３
　’、中心線ｃ−ｃ’を決定し、これと方眼紙上に固定
して、定規１１０、あるいはデバイダを用いて土器］の
寸法を方眼紙上に記入していく１輪郭線はマコ１】】を
用いて転写することで正確な外形（輪郭）の同化を行う
ようにしている。

この種の実測方法については、昭和３０年１月３１日湧
出書房発行和島誠−著［日本考古学講座ＩＪＰ１６８〜
１７１、昭和４１年１１月１２日国土地理協会発行文化
庁文化財保護部−［埋蔵文化財発掘調査の手びきＪＰ１
８０〜１８つ、昭和４２年８月１０日東京大学出版会発
行大井晴男著［野外力古学ＪＰ１７０〜１７５、昭和５
９年８月３０日ニュー・サイエンス社発行江坂輝弥監修
［考古実Ｍ１の技法ＪＰ４４へ４９、昭和６０年２月５
日東京美術発行服部敬史著「発掘と整理の知識ＩＰ１１
２〜１２０などにコ羊述されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の技術においては、被実測対象である土器の形
状、大きさにより、また実測作業者の経験年数によって
、作業時間、実測精度に大きな差かかり、出土品調査研
究上の問題となっていた。

本発明の目的は、−１−記従来技術の問題を解消し、土
器等の出土品などの考古学出土品の実ａｌｌを容易にし
、短時間で正確な図化を可能にすると共に、この［Ａ比
データを保存して、必要に応じて可＋Ｕ化できるように
した考古学出土品の輪郭描ｖＡ装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための１段） 上記目的は、土器等の考古学出土品をビデオ信号に変換
するビデオカメラと、このビデオカメラからのアナログ
ビデオ信号をＡ　ｙ’　Ｄ変換してデジタル画像データ
として記憶するデジタル画像メモリーと、記憶した画像
データを補間等の処理をして上記物体の輪郭を離散点列
として抽出すると共に、点列の並び替えを行う画像処理
手段、および画像処理したデータを描画出力するＸ−Ｙ
プロッタ、さらに必要に応じて、上記データを保存する
外部記憶手段とを備えることによって、達成される。

（作　用） ビデオカメラからの物体のアナログビデオ信号は、Ａ／
Ｄ変喚によりデジタル画像データとして画像メモリ上に
離散データとして記憶される。記憶されたデータは二次
元平面上の直交座標の格子点に明度レベルく輝度）に対
応した値の点列として保持されて、適当な１．きい値と
比較され、このしきい値を越える点を境界点とした点列
がえられるが、この点列の各点間の間隔は、ビデオカメ
ラの分解能、Ａ／Ｄ変換器の精度、画像メモリーの容量
等で制限されるものであり、これら各点を中、に直線で
結ぶと、もどの物体の輪郭に忠実なものとならず、また
滑らかなカーブを得ることがｔｌｆｆ　１．−い８そこ
で境界点列を抽出する際に各点列間に補間処理を施して
点列の並べ替えを行うことでより滑らかな、被実測対象
に忠実な輪郭を描画することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
って、１は被実測対象である土器、２は拡散スクリーン
、３は照明光源、４はビデオカメラ、５はビデオ信号回
路、６は画像メモリーユニット、７は画像処理ユニット
、８は制御ユニット、９はキーボード、１０はプロッタ
・プリンター、１１は演算／制御装置、１２はモニター
、９０は外部記憶ユニットである。

同図において、土器】は拡散スクリーン２の萌方に置か
れてビデオカメラ４に対峙される。拡散スクリーン２の
背後に設けた照明光源３によって、この拡散スクリーン
２の全面を略均−の輝度となるように照明する。これに
より、土器１はビデオカメラ４に対してシルエットどし
て対向することになる。照明光源は、その照明光の強さ
を１変どすることによって、土器１のサイズに応じてビ
デオカメラ４により撮像される画像のコントラスｌ−を
輪郭抽出に最適となるように調整できる。

ビデオカメラ４に取り（＝ｆける撮影レンズ４′は、長
焦点Ｉ／ンズ〈望遠トング）とすることが望ましく、そ
れにより、Ｘ−Ｙプロッタ１ｏで描画したものの光学系
による画像歪の発生を抑制すると共に、光学系の調整の
みで、Ｘ−Ｙ１０ツタで描画する出力画像のサイズを任
意の比率とすることもできる。

ビデオカメラ４はＣＯＤ等を用いた固体撮像カメラでよ
く、その出力であるアナログビデオ信号はビデオ信号回
路５において、増幅、ペデスタルレベル調整、その他の
信号処理が施されてコンボフッｌ−信号される。このビ
デオ信号回路５での処理状ｉ＋、ｔモニター　】２て・
観察出水るようＣ１”さ′ｔ］、でいる。

ビデオ信号回路５の出力はその１画分（１）Ｉ７−ム分
）の信号をメモリユニット６においてＡ／Ｄ変換さノ１
て画像メモリーにビットマツプ形式で記憶さｔする。

メモリーユニット６の画像メモリー記憶されｌ・】フレ
ーム分の画像データは、演算／制御装置１１において後
述する画像処理（補間演算１点列並びかＬなど）が施さ
れ、処理されたデータがＸＹプロッタ１０に供給され、
輪郭が描画される。

メモリユニットの格納データはモニター１２上で観察す
ることができる。

制御ユ、ニット８は、画像処理ユニ７１・７の処理。

制御をはじめ、各構成ユニットの制御および゛（＝ボー
ド９による画像データグ）処理条件の設定や制御を行う
。

なお、照明光源３のコントロールも、このキーボード９
と制御ユニッｌ−８を介して行うようにしてもよい。

第２図は第１図におけるメモリュニツｌ−６と演算／制
御装置１１の構成例を示すブロック図であって、６１は
Ａ／Ｄ変換器、６２はフレームメモリ（画（象メモリ）
、６３は水平同期／サンプルクロック（Ｃ１，、、）発
生回路、６４は同期分離回路、６５はアドレスカウンタ
、６６はメモリの書き込み／読みだしくＷ／Ｒ，）制御
回路、６７はデータバスインターフェース、６８はコン
トロールバスインターフェース、また７１は演算／制御
ユニット、７２はＲＡ　Ｍ、７３はＲＯＭである。

そして、１３はモニターインターフェース、１４はＤ／
Ａ変換器である。

同［４において端７−Ｖｉｎに入力したビデオ信号回路
５からのアナログビデオ信号（コンボフッｌ−信号）は
、Ａ　／　Ｄ変換器６１と同期分離回路６４に印加され
る。同期分離回路６４は、入力したコンポジット信号か
ら同期信号成分（Ｖ、Ｈ）を分離し、この同期信号成分
を水平（ｌ（）同期／サンプルクロック発生回路６３に
供給する。

水平同期／サンプルクロック発生回路６３は、水平同期
信号（１−（パルス）に俵づいてザンブリングクロソク
信号（ＣＬ）を発ノエーシ、これとＡ　、、／　Ｄ変換
器６１に１ｊえる＠Ａ／’Ｄ変換器６１は、この＋′）
′＞・プリングクロックＣ１−により、入力アナログビ
デオ信号をサンプリングし、符号化して所定ピント数（
たとえば、６ビツトあるいは８ビット〉のデジタル信号
に変換する。

フレームメモリ６２は、（５１２Ｘ５１２）ドラ１−の
、画像１フレ一ム分のデータをピッｌ−マツプとして格
納する容量を持ち、Ａ／Ｄ変換器６１がらのデジタル画
像データを記憶、保持する。なお、このメモリ容量はさ
八に増やすことが可能であり、それによって、図化画像
の精度を」二げることができる。

この記憶動作は、メモリ制御回路６６の制御（７’１下
に、アドレスカウンタ６５のアドレス指定にしたがって
、Ａ／Ｄ変換器６１がらの画像データをフレームメモリ
６２に二次元展開することにより行なわれる。

ＣＰＵ７１は、Ｒ，ＯＭ　７３に格納されたγルゴリズ
ム（処理演算ブ１コグラム）にしたがって、ワーキング
ＲＡＭ７２と共にフレームメモリ６２に記憶された画像
データの各ドラｌ−（、該メモリの二次元格子」二の交
点に対応するデータ；以下「点」という）間に補間演算
を施し、これを出力端子Ｖ　ｏ　ｕ　ｔからＸ−Ｙプロ
ッタ１０にＩｉｌ［を吹出力する。

この出力データは、同時に、またはＸ−Ｙプロ・；りへ
の出力前にインタフェース１３、Ｄ／Ａ変換器１４を介
して出力端子■嫡からモニター１２へ出力し、観察する
こともて・きる。

上記説明では、フレームメモリ６２の記憶データを順次
処理してＸ−Ｙブロックに出力して描画するようにして
いるが、本発明はこれらに限らず、上記補間演算を施し
たデータを再びフレームメモリに格納しておき、その後
にＸ−Ｙプロッタに出力するようにしてもよい。さらに
、ｒ（Ａ　Ｍ　？　２の容重次第では、処理済みのデー
タをこのＲＡＭ７２に格納しておくことも可能である。

　第３図はフレームメモリに収り込んだ画像データから
境界点列を抽出する方法の説明図であって、（＆）は画
像メモリ平面の概念図、（１１）はその一部拡大図、（
Ｃ）は補間／点列並べ替えの説明図である。

同図（ａ）のように、画像データは画像メモリの二次元
平面上にビットマツプ形式で記憶されている。その一部
を示す（ｂ）において、数値はビデオ信号の明るさ（輝
度）の大小を示す値で、数値が大、　　きい程明るさが
少ない（暗い）、すなわち輝度が低いものとする。ここ
で、境界点を抽出するためのしきい値１、をし＝　１．
２０に設定すると、（ｃ）の黒丸印の点が１２０以」二
の値であり、（４□１Ｌ（３゜２）、（３，３）、（３
，４’）、＜４．５）の各点が取り敢えず境界点として
抽出される。しかし、実際には、（３，１）、（２，２
）、（２，３＞、（２，４）、（３，５＞の点の明るさ
が境界決定に寄与しているはずであり、これらの点を無
視すると、　ＩＩＩＩ定値は正確とはならない。そこで
、後述のように補間演算を施し７、点列の並べかえを行
うことで、（ｃ）に小点でしめしな点列を境界点とし、
こｔしらの点を線で連結することで、忠実な輪郭を図化
する。

第４図は本発明の詳細な説明する全体フローチャー１へ
であって、まず土器を拡散スクリーンの能力にセットし
くステップ１）、照明を調整して（ステップ２）ビデオ
カメラににり撮影するくステップ３〉。

撮影したアナログビデオ信号をＡ／Ｄ変換し、その１フ
レ一ム分をメモリーに固定するくステップ４）、このと
き、モニターで撮像信号を観察し、コントラストが充分
か否かを判断しくステップ５）つつ、メモリへの取り込
みを繰り返す、メモリへの取り込みが完了すると、後述
の操作でスライスレベル（しきい値）を決定しくステ・
ｌプロ）、補間演算により境界点を抽出する（ステップ
７）、抽出した境界点に対して点列の並び替えを行い（
ステップ８）、そのデータをプロッタ・プリンターに出
力する（ステップ９）。

第５図は撮影信号のコントラスｌ−決定と、しきい値（
スライスレベル）の決定方法の説明図であって、（＆）
はモニター画像で、１００は土器のシルエツト像、２０
はしきい値決定のためのラインである。（ｂ）は（ａ）
のライン２０上の明るさの強度くインテンス）表示で、
下記（ｃ）と共にこれもモニターＬに表示する。３０は
ライン２０に沿ったインテンスカーブであり、明暗の両
レベルと（ｅ）のヒストグラム表示を見て、同図点線の
位置近傍にしきい値を設定する。

（ｃ）は（１））のインテンスのヒストグラム表示であ
り、モニターの全画面のインテンスのヒス１〜グラムか
ら上記しきい値の決定を行う。

第６図は境界点抽出における補間演算のアルゴリズムの
説明図であって、（ａ）はメモリに取り込まれたデジタ
ル値（画素）の表現図、（ｂ）は境界点補間演算の動作
フローチャートである。

同図（ａ）において、注目点（ｘｏ、ｙｏ）のインテン
スをＩ。、注目点のＸ方向隣接点（ｘ＋、ｙｏ）のイン
テンスを１５、注目点のＸ方向隣接点く×。、ｙ＋）の
インテンスを１□とするとき、同図（ｂ）において、し
きい値レベル１−に関してＩ、＝Ｌならば（ステップ〕
１）、注目点（ｘｏ、ｌ’ｏ）は境界点として境界点抽
出を行い（ステップ１５）、次の点を注目点として上記
と同様の処理を行う、ステップ１１においてＩ。≠Ｌ、
のときはＩ。＜ＬＳＩ、またはＩ、＜Ｌ＜Ｉ。かを判断
しくステップ１２）、ＹＥＳであればを境界点として次
の点の処理に移る。そしてＮ。

でｉＰ）れば次にｌ。＜ＬＳＩ２か＋２＜ＬＳＩ。かを
判断しくステップ１３）、Ｙ　Ｅ　Ｓならばを境界点と
する（ステップ１７）。

Ｎ　Ｏであれば境界点は発見されないとして（ステップ
１４）、次の点の処理に移る。

次に、−」１記処理で抽出した点列の並べ替えと最近点
の順次連結による輪郭データの作成方法について説明す
る。

第７１１は点列並べ替え連結の説明１！Ｉであって、輸
）はメモリに取り込まれた画像データから」１記方法に
より抽出された点の数に応じて用意されたテーブルの説
明図、（ｂ）は両面上でのテーブルの具体例の説明図で
ある。

同１’ｌ！］　（、）のように、画像メモリ上の点数が
Ｍ　ｘ　ＸＭｙなら、２　Ｍ　ｘ　Ｘ　Ｍ　ｙのデープ
ルを用邊、１−る。同図（ａ）における′Ｔ”（１，１
−ぐｙ＜、２〉の意味は、Ｘ座標が１でｙ座標が１＜ｙ
＜２である境界点があればその番号、なければ−１とす
ることであり、具体的には同図（ｂ）のようなテーブル
を見ながら順次連結するものである。

第８図は本発明の他の実施例の構成を示ず１１７７２図
であって、第１．　ＩＪと同一機能の部分には同一符号
を付してあり、５０はカメラコントロ−ル、５１はＡ／
Ｄコンバータ、９０はフロッピーディスクドライブなど
の外部記憶ユニット、１１０は演算／制御装置、１２０
は第１のモニター（モニター１）、１３０は第２のモニ
ター（モニター■）である。

同図の構成は、演算／制御装置１１０として既存の情報
処理装置く口上、パーソナルコンピュータとして説明す
る）を用いたものの一例である。

パーソナルコンピュータ１１０は、制御ユニット８．キ
ーボード９、モニター■１３０及びフロッピーディスク
ドライブ等の外部記憶ユニッｌ−９０を備え、これに画
像処理ユニット７を取り付１３て成り、出力装置として
Ｘ−Ｙプロッタ１０を接続すると共に、入力側にビデオ
カメラ４、カメラコンｔ−ローラ５０、Ａ／Ｄコンバー
タ５］、メモリユニット及びモニター１１２０から成る
入力装置を接続している。

カメラコントロール５０はビデオカメラ４の撮像諸染件
を所定の状！ぷに設定すると共に、撮１象した土器のア
ナログビデオ信号のコンｌ−ラスト、輝度、ペデスタル
レベル等の調整を行って、これをＡ／Ｄコンバータ５１
に供給する。

Ａ／Ｄコンバータ５１は、前記実施例と同様にアナログ
ビデオ信号をデジタル信号に変換し、これをメモリユニ
ット６に展開し格納させる。

モニター１１２０は、この過程の信号状態を観察できる
ようにされている。

メモリユニット６に格納されたデジタルデータは、パー
ソナルコンピュータ１１０に供給され、画像処理ユニッ
ト７において前記第１の実施例と同様の境界点抽出と点
列並べかえの演算処理が施され５その結果が外部記憶ユ
ニッｌ＝　９０にセーブされると共に、必要に応じて、
この外部記憶ユニッ１−９０からデータを取り出し２て
Ｘ−Ｙブロンタ１０にて、上記ビデオカメラ４で撮像し
た土器の輪郭を描画する。なお、Ｘ−Ｙプロッタへのデ
ータ出力は、画像処理したものを実時間で行ってもよく
、また、Ｘ−Ｙプロッタへの出力と同時に夕）部記憶ユ
ニットにそのデータを記憶するようにし、でもよい。

この実施例よれば、−度ビデオカメラで撮影した土器の
輪郭データを、外部記憶ユニツｔ−Ｃフロッピーディス
ク等）にソフトデータとして保存しておき、随意にＸ−
Ｙプロッタへ出力できる６以上の様に補間と点列の並べ
かえにより、輪郭の忠実な描写が可能となる。

第９図は本発明による輪郭描画例と従来技術による描画
例の対比図であり、（、）は本発明による図化例、（ｂ
）は従来技術による図化例である。

同図（＋））に示した従来技術による図化、すなわち、
定規やマコを用いたものは、輪郭の細かい門凸まで正確
に図化づることは困難であり、時間もかかるのに対し、
同図（ａ）に示した本発明を用いた同化は細かい輪郭の
形状を忠実に図化されており、その作業時間も■い。

第１０図は種々の土器類〈古代３０物）の図化（輪郭描
画）作業を本発明の装置を用いた場合と従来技術による
場合とを対比１〜た説明図であって、同図中Ａはマコ、
三角定規等を用いた従来技術による図化で、中入は実測
経験１５年、乙人は実測経験１年の者が図化した場８の
各所要時間を示し、Ｂは本発明の装置を用いた場合の図
化所要時間を示す。

この説明図から明らかな様に、本発明の描画装置による
図化が極めて迅速であり、また前記第９図の具体例から
もわかるように、被実測対象の輪郭を忠実に描画するこ
とができる。

なお、本発明は、上記第８図に示した実施例のように前
記した点列の抽出と補間演算および点列並べ替えをパー
ソナルコンピュータを用い、またビデオカメラからの画
像の取り込みを行うメモリユニットとし２て画ｆ象入カ
ボードを用いることでハードウェアは簡単に構成できる
ものである。

ま１．：、」−記では被実測対生の輪郭描画のみの実施
例を示したが、第１図における拡散スクリーンと照明光
源とは別に被実測対象である土器の表面をビデオカメラ
側から照明する手段を設ける１−とで土器の表面にある
紋様も図化することも考えられる。

本発明に用いるビデオカメラは、その撮影レンズとして
長焦点レンズを用いれば、レンズと被実測対象との距離
を設定するのみで、光学系に起因する画像の歪みを低減
でき、また容鴇に原寸＋ｙイズの図化出力を得るという
副次的効果ｔ１期待できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、土器などの被実測対象
をビデオカメラで撮影してメモリに収り込み、メモリに
取り込んだデータから画像の境界点を演算して、これを
１０ツタ　プリンターで図化するものである。メモリに
取り込まり、　ｆ・データは二次元平面上に直交Ｍ標を
考えたとき、その座標の格子点の明度（１度）の値をＭ
Ｗｉ化したものである。この解散化データに適当なしき
い値レベルをＬ３−え、このしきい値レベルを通る境界
点列を求め、格子点以外の点では適当な補間法によりそ
の値を求める６すなわち、境界点列は格子点に限らず、
その座標の値は任意の実数値をとることができ、境界点
列の数は無限大にもなり得る。境界点列は多いほど望ま
しいが、ビデオカメラの精度、明度をＭ敗北する場合の
Ａ／Ｄ変換器の精度、爵。

終曲に線間を出力するプロッタ・プリン１−（Ｘ−Ｙプ
ロッタ）の精度などを考え、その座標の一方が整数値で
ある点列のみを求め、これをプロッタ・プリンターに境
界点列を出力するときに、これらを３次式で補間しなが
ら連結して行く、これにより、被実測対象の輪郭を正確
に図化することが可能となり、従来技術の問題を除いて
作業能率が極めて大きい考古学出土品等の輪郭描画装ｒ
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−・実施例の構成を示ずブ［′７ツク
図、第２図は第１図におけるメモリユニットと演算／制
御装置の構成を示すブロック図、第３図は境界点列を抽
出する方法の説明図、第４図は本発明の一実施例の動作
の全体フローチャート、第５図はコントラスト決定とし
２きい値決定方法の説明図　第６図は境界点列補間並へ
替えのアルゴリズムの説明図、第７図は点列並べ替えの
説明図、第８図は本発明の他の実施例の構成を示す）ｌ
″７ツク図、第９１・４は本発明による輪郭描画例ど従
来技術による輪郭描画例の対比説明図、第１０図は［４
化作業時間の本発明と従来技術の対比説明図、第１１図
は従来技術による実測方法の説明図である。 １、被実測対象　　　２．拡散スクリーン・３：照明光
源　　　　４：ビデオカメラ５、ビデオ信号回路　６．
メモリユニット７：画像処理ユニット８．制御ユニッＩ
・９：キーボード １、０　：Ｘ　−’ｉ／プロッタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）考古学出土品を撮像し、その撮像信号を画像処理
   して、上記出土品の輪郭を描画出力する考古学出土品の
   輪郭描画装置において、ビデオカメラと、このビデオカ
   メラで撮像した上記出土品の撮像信号をデジタル信号に
   変換するＡ／Ｄ変換器を持ち上記撮像信号の１画面分の
   画像信号データを記憶する画像メモリとこの画像メモリ
   に記憶した画像信号データを処理して上記画像信号デー
   タの輪郭を構成する点列を抽出しこの点列間に補間を施
   す画像処理手段と、この画像処理手段の出力データを描
   画出力するＸ−Ｙプロッタとを備えたことを特徴とする
   考古学出土品の輪郭描画装置。
2. （２）請求項１において、前記画像処理手段で処理した
   データを保存する外部記憶手段を備え、必要に応じて前
   記出土品の輪郭を前記Ｘ−Ｙプロッタで描画出力を可能
   としたことを特徴とする考古学出土品の輪郭描画装置。