JPH04328406A - 画像計測装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、曲線の長さを計測する
画像計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像の計測として曲線の長さを半自動的
に計測する従来の画像計測装置では、計測すべき曲線の
座標を入力するため、次の手段を用いていた。 （１）マウスあるいはタブレット （２）ジョイスティック （１）による座標の入力は最も一般的であり、マウスに
よって曲線をなぞることにより、あるいはタブレット上
で曲線をなぞることにより、曲線上の各点の座標が順番
に入力される。一方、（２）による座標入力は、マウス
などの接続がハードウェア的に不可能な場合によく用い
られる。

【０００３】また、曲線上の点の座標が、曲線の一端か
ら他端へと順番に入力されない場合には、入力された座
標の並べ替えが必要となる。この並べ替えを従来は次の
方法で行っていた。 （１）Ｘ座標あるいはＹ座標にもとづいて座標をソート
する。 （２）座標のすべての順列のなかから曲線の長さが最短
となるものを選択する。 （１）の方法は、曲線が破線で、Ｘ座標あるいはＹ座標
で座標の逆転がない場合に有効であり、Ｘ座標あるいは
Ｙ座標の昇順に並べ替えるだけでソートを完了する。し
かし曲線が円弧を描く場合のように、Ｘ座標およびＹ座
標の両方で座標の逆転が起きる場合には（２）の方法を
用いる必要がある。すなわち、すべての点を結んだ曲線
の長さが最短となるような点の順列を探さなければなら
ない。点の数がｎであったとすると、Ｎ　ＰＮ　回並べ
なおして各場合ごとに長さを計算し、最短の長さを与え
る順列を選ぶことになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】座標の入力手段として
、（１）のマウスあるいはタブレットを用いる場合には
、入力された座標を並べ替える必要がないので処理が簡
単となり、その点で有利である。しかし、実際にマウス
を用いて画面上の曲線を正確になぞることは必ずしも容
易ではなく、入力誤差が大きいという問題がある。すな
わち、特定の点の座標を入力する場合には比較的安定に
正確な入力が可能であるが、曲線をなぞり、連続的に座
標を入力する場合にはかなり精度が低下する。また、タ
ブレットを用いる場合には、マウスの場合よりは正確に
入力できるが、なぞるべき画像は手元にあり、一方、入
力結果は画面に表示されるので、画像と入力結果とを同
時に見ることができず、操作者の視線の移動が大きく、
疲れ易いというマン・マシン・インターフェース上の問
題がある。

【０００５】また、（２）のジョイスティックを用いる
場合、曲線上の点を任意の順序で入力すると、入力後に
座標の並べ替えが必要となる。そのため並べ替えの（２
）の方法を用いることになり、後述するように処理に時
間がかかる。従って、処理時間を短縮するためには、必
ず曲線の一端から他端へと曲線上の点を順番に入力する
ようにしなければならず、また、その場合には例えばす
でに入力した点の修正が難しいといったマン・マシン・
インターフェース上の問題がある。

【０００６】入力された座標の並べ替えを行う方法とし
て、（１）の方法を用いる場合には、計測しようとする
曲線の性質を予め知っている必要があるので、汎用性に
欠けるという問題がある。また（２）の方法では、曲線
が長い場合や入力点の密度を高くした場合には点の数が
多くなり、計算量が大きくなって処理時間が非常に長く
なってしまう。そのため、対話的なシステムには適さな
い。例えば、座標を入力する点の数ｎが５の場合でさえ
、５　Ｐ５　＝１２０であるから、１２０通りの順列が
可能となり、各順列の場合ごとに曲線の長さを計算し、
最短となる順列を選ぶことになる。ｎが大きくなると、
計算量はさらに増え、対話的システムでこの方法を用い
るのは実用的でない。

【０００７】本発明の目的は、このような問題を解決し
、操作性に優れ、しかも短時間で曲線長を計算できる画
像計測装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、計測すべき画
像のデータを記憶する画像蓄積部と、この画像蓄積部に
蓄積されたデータにより前記画像を表示する画像表示部
と、この画像表示部が表示する前記画像上の点の座標を
入力するための座標入力部と、この座標入力部によって
入力された前記座標を記憶する座標蓄積部と、この座標
蓄積部が記憶する複数の前記座標を並べ替え、それらが
表す点を結んだ曲線の長さが最短となるようにする座標
ソート部と、前記座標ソート部が並べ替えた前記座標に
もとづいて、曲線の長さを算出する解析部とを備えた画
像計測装置において、前記座標ソート部は、複数の前記
座標が表す点のうち、最近点どうしを接続する最近点接
続手段と、この最近点接続手段が接続して得られた線分
の端点を接続する処理を繰り返し、得られた曲線上の点
の順序で並べられた前記座標を並べ替え後の前記座標と
する端点接続手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１に本発明による画像計測装置の一例を示
す。 （ａ）画像蓄積部１１は計測すべき画像のデータを記憶
する。 （ｂ）画像表示部１２は、画像蓄積部１１に蓄積された
データにより画像を表示する。 （ｃ）座標入力部１３は、操作者が操作して曲線上の点
の座標を入力するためのものであり、具体的にはマウス
、タブレット、あるいはジョイスティックなどで構成す
る。 （ｄ）座標蓄積部１４は、座標入力部１３により入力さ
れた点の座標を記憶する。 （ｅ）ソート部１５は、座標蓄積部１４が記憶する座標
をソートし、それらが表す点を結んだ曲線の長さが最短
となるように座標を並べ替える。 （ｆ）解析部１６は、ソート部１５が並べ替えた座標に
もとづいて、それらが表す点を結んだ曲線の長さを計算
する。 （ｇ）データ蓄積部１７は、解析部１６の計算結果を記
憶する。 （ｈ）制御部１０は、上記各部を制御する。

【００１０】次に、図２のフローチャートを用いて動作
を説明する。まず、画像蓄積部１１は制御部１０の制御
により、記憶しているデータを画像表示部１２に送り、
画像表示部１２はそのデータを受け取って計測すべき画
像を表示する（ステップ２１）。操作者は計測に必要な
特徴点あるいは特徴線をメニューで選択し、座標入力部
１３により各点の座標を入力する（ステップ２２）。特
徴線を入力する場合、操作者は曲線上の座標を任意の順
序で入力することができる。入力された各点の座標は特
徴線ごとに、入力された順に座標蓄積部１４に記憶され
る。このとき、複雑な曲線の場合には曲線上になるべく
高密度に点を選択し、その座標を入力することにより、
近似の精度を高めることができる。操作者はメニューに
従いすべての特徴線上の点および特徴点の座標を入力す
る（ステップ２３）。

【００１１】ソート部１５は座標蓄積部１４から、座標
入力部１３により入力された点の座標を読み出し，その
ソートを行う（ステップ２４）。詳しくは、ソート部１
５は、図３のフローチャートに示す手順に従って処理を
行う。以下、入力された点の数が１０の場合を例に説明
する。ソート部１５は，最近点配列、線分配列、ならび
に端点配列の３つの配列を備えており、図４に、それら
の内容の変化を示す。また、ソート部１５は各点を順次
接続していくが、その接続の様子を図５に示す。

【００１２】ソート部１５はまず最近点どうしを接続し
、その後、線分の端点を接続する処理を繰り返し、しだ
いに長い線分へと接続していく。すなわち、各点１〜１
０ごとに最近点を探索する（ステップ３１）。点１〜１
０が図５（ａ）の×印で示すような位置にあったとする
と、この探索の結果、最近点配列の内容は図４（ａ）の
ようになる。例えば点１の最近点は点７であり、点２の
最近点は３となっている。ソート部１５は次に、最近点
配列の内容にもとづいて、近い点どうしを短線分に接続
する（ステップ３２）。結果は線分配列に格納され、そ
の内容は図４（ｂ）のようになる。すなわち、点１，７
が接続され、また点２，３、点４，１０がそれぞれ接続
され、そして点９，５，６，８が接続される。このとき
実際の点の接続は図５（ａ）のようになる。

【００１３】次にソート部１５は、線分配列の内容にも
とづいて、接続された各短線分の端点を調べ、図４（ｃ
）のように、端点の番号を端点配列に格納し、そして近
い線分どうしを接続する（ステップ３３）。図５（ｂ）
は端点９，１０を接続し、端点１，２を接続する状態を
示している。この接続の結果、２つの線分ができ、線分
配列および端点配列の内容は図４（ｄ）のように書き替
えられる。ソート部１５はステップ３４で線分が１本に
なったか否かを判定し、この場合にはまだ１本になって
いないので、ステップ３３に戻る。そして、点３，４を
接続し、１本の線分に完結させる。このとき、線分配列
および端点配列の内容は図４（ｅ）のようになり、線分
配列の順序に従って点１〜１０を結んだとき、曲線の長
さが最も短くなる。ソート部１５はこの順序に並べられ
た座標を最終結果とし、処理を終了する（ステップ３５
）。

【００１４】この処理の後、操作者はメニューにより曲
線の近似方法を指定し（ステップ２５）、解析部１６は
その指定に従い、ソート部１５が並べ替えた座標にもと
づいて、曲線の長さを計算する（ステップ２６）。結果
は、データ蓄積部１７に格納される。なお、曲線の近似
方法としては，点列を短直線で接続する方法や、スプラ
イン関数による方法などを用いることができる。操作者
はこのような近似法を適切に用いることにより、従来の
ようにマウスで曲線をなぞって座標を入力する場合と比
べても、その操作性の悪さによる精度の低下を考慮する
と、十分な精度の計測結果を得ることができる。

【００１５】なお、座標を入力する場合、曲線の複雑な
部分では細かく点を指定して入力し、構造が単純な部分
では大まかに入力するようにすれば各点を正しくつなぐ
ことが可能となる。これは人間が複雑な模様の部分に注
意を向け、単純な部分は大まかに見て構造をつかむのと
一致しており、精度の高い計測に役立つ。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像計測装
置では、入力された点の座標はソート部によってソート
され、最も短い曲線となるように並べ替えられる。従っ
て、任意の順序で座標を入力できるので、操作性が向上
する。もちろんマウスなどによって曲線上の座標を順番
に、そして連続的に入力することもできるので、座標入
力手段あるいは入力方法が多様となり、座標入力の柔軟
性が向上する。

【００１７】そして、ソート部による座標の並べ替えは
、すべての順列で曲線長を計算し、曲線長が最短になる
並べ方を見つける従来の方法と異なり、処理が簡単であ
るため非常に短時間で処理を終了する。従って、短時間
で曲線長の計算結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像計測装置の一例を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の画像計測装置の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図３】図１の画像計測装置を構成するソート部の動作
を説明するためのフローチャートである。

【図４】図１の画像計測装置を構成するソート部が備え
る配列の内容を示す図である。

【図５】図１の画像計測装置を構成するソート部による
点の接続を示す図である。

【符号の説明】

１０　　制御部 １１　　画像蓄積部 １２　　画像表示部 １３　　座標入力部 １４　　座標蓄積部 １５　　ソート部 １６　　解析部 １７　　データ蓄積部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】計測すべき画像のデータを記憶する画像蓄
   積部と、この画像蓄積部に蓄積されたデータにより前記
   画像を表示する画像表示部と、この画像表示部が表示す
   る前記画像上の点の座標を入力するための座標入力部と
   、この座標入力部によって入力された前記座標を記憶す
   る座標蓄積部と、この座標蓄積部が記憶する複数の前記
   座標を並べ替え、それらが表す点を結んだ曲線の長さが
   最短となるようにする座標ソート部と、前記座標ソート
   部が並べ替えた前記座標にもとづいて、曲線の長さを算
   出する解析部とを備えた画像計測装置において、前記座
   標ソート部は、複数の前記座標が表す点のうち、最近点
   どうしを接続する最近点接続手段と、この最近点接続手
   段が接続して得られた線分の端点を接続する処理を繰り
   返し、得られた曲線上の点の順序で並べられた前記座標
   を並べ替え後の前記座標とする端点接続手段とを備えた
   ことを特徴とする画像計測装置。
2. 【請求項２】前記座標入力部は、マウス、タブレット、
   またはジョイスティックにより構成されていることを特
   徴とする請求項１記載の画像計測装置。
3. 【請求項３】前記解析部は、スプライン関数を用いて曲
   線の長さを計測することを特徴とする請求項１記載の画
   像計測装置。