JPS63303473A - 曲線近似によるパタ−ンデ−タの圧縮方式 - Google Patents

曲線近似によるパタ−ンデ−タの圧縮方式

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JPS63303473A
JPS63303473A JP13911787A JP13911787A JPS63303473A JP S63303473 A JPS63303473 A JP S63303473A JP 13911787 A JP13911787 A JP 13911787A JP 13911787 A JP13911787 A JP 13911787A JP S63303473 A JPS63303473 A JP S63303473A
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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】 〔概 要〕 パターンの輪郭を直線と曲線で近似するパターンデータ
の圧縮方式において、縦/横線と曲線ストロークを統合
する手段と、統合したストロークをスプライン関数近似
する手段を備えたことを特徴とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、文字、図形などのパターンを、その輪郭を近
似する直線と曲線で表現するパターンデータ圧縮方式に
関する。
文字、図形をトンドパターンでメモリに記↑aすると大
きなメモリ容量が必要になるが、文字、図形パターンの
輪郭を直線と曲線で近似し、直線はベクトル、曲線は関
数で記↑、aすると、記憶データ量の大幅な節減が可能
になりかつ復元時に拡大、縮小することが容易になる。
〔従来の技術〕
この文字、図形パターンの輪郭を直線と曲線を用いて近
似表現するパターンデータ圧縮方式について本発明者等
は種々提案しており、「パターンデータの圧縮方式」 
(特願昭6l−118920) 、r曲線近似によるパ
ターン圧縮方式」 (特願昭6l−220400) 、
r曲線近似区間設定方式」などはその二、三の例である
。この方式では先ず文字、図形ノトノトハターンの輪郭
を直線近似によりベクトル化し、次に該ベクトルの方向
、長さ等の情報により・縦/横線、飾り、斜線/曲線ス
トロークの抽出を行ない、該斜線/曲線ストロークをB
−スプライン関数で近似する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この方式の問題点としては、第4図に示すような英字で
多く見られる、縦/横線β道とこれに滑らかに(急角度
でなく)連なる曲線i!2からなるス10−ク(本例は
、はらい)を高品質で再現することができないという問
題がある。第7図はその一例で、再現した文字「握」で
は「ノ」の部分の、矢印F1.F2で示した縦線と斜め
曲線の連結部分が/^らかでない。
縦/横線と曲線ストロークの連結部が不円滑になるのは
、縦/横線は直線近似、曲線ストロークは曲線近似と、
別々に行なっているためで、か\る接続点では0次導関
数の連続性しか保証されない。
本発明はか\る点を改善し、縦/横線とそれにン肖らか
に連なる曲線ストロークが、圧縮データから再?トシた
ものにおいても滑らかにつながる様にしようとするもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図に示すように本発明では、縦/横線とそれに1%
らかに連なる曲線ストロークとの統合手段10と、統合
したストロークに対するn次スプライン関数近似手段1
2を設ける。
〔作用〕
文字、図形の縦/横線、飾り、曲線ストロークの属性付
き屈曲点データを、縦/横線と曲線ストロークの統合手
段10に入力し、該統合手段では、縮/横線と曲線スト
ロークの属性の付いている屈曲点に注目して、縦/横線
とそれに滑らかに続く曲線ストロークの統合を行なう。
この統合したスI・ローフに近似するスプライン関数を
手段12が発生し、文字、図形のこの部分(縦/横線と
曲線ストローク)のデータは該スプライン関数として持
つ。
同し関数内では1次導関数等も連続しており、従って上
記処理で、再生した縦/横線と曲線ストロークの接続部
は滑らかな連続性を持つようになる。次に処理の各々に
ついて説明する。
縦/横線と曲線ストロークの統合: 縦/横線と滑らか
に接続する曲線ストロークの抽出は、縦/横線と隣接す
る曲線ストロークの接続部の傾きの連続性を調べること
により行なう。
文字、図形の縦/横線を構成する2つの直線と隣接する
、曲線ストロークを構成する2つの対をなす曲線(輪郭
線)の位置関係は、輪郭追跡の順序(第4図の矢印方向
又はこの逆。この追跡方向は右廻り又は左廻りと予め定
めておく)で言って、直線の後に曲線ストロークの輪郭
線がある場合と、直線の前に曲線ストロークの輪郭線が
ある場合がある。以下では、直線の後に曲線がある第3
図の例を用いて説明するが、直線の前に曲線がある場合
も同様である。
第3図で、口部は文字、図形の縦/横線の輪郭を表わす
直線の端点く屈曲点)を示し、○印は文字、図形の曲線
ストロークの輪郭を示す曲線の屈曲点を示す。これらの
節点又は屈曲点を結ぶベクトルをP i−P 1+l 
、P i+2 + ・・・・・・で示す。こ\では輪郭
ベクトルPiは縦線の構成要素であり、輪郭ベクl−ル
P i+ l +  P i+ 2は曲線ス1−ローク
の構成要素である。
■先ず、輪郭バク1−ルPiの長さIPilが、ある閾
値Lthよりも大きい縦/横線の属性の付いた輪郭ベク
トルを抽出する。
■次に、該縦/横線の輪郭ベクトルPiと、それに続く
曲線ストロークの輪郭ベクトルP1+1(この長さはL
thより小)との傾きの連続性を調べる。輪郭ヘタ1−
ルPiとPl、1とのなす角をνとして、cosνがあ
る閾値cosvthより大きければ連続性(滑らかな連
続性)ありとして次の■に進み、小さければ連続性なし
として該PiとP1+1との統合は行なわない。
■更に、輪郭ベクトルPiと上記P1+1の次の曲線ス
トロークの輪郭ベクトルP1+2との傾きの連続性を調
べる。輪郭ベタ1−ルPiとP、+2のなす角をτとし
、cosτがある閾値cost thより大きいときは
連続性ありとして、輪郭ベクトルPiとP i+ 1 
に直線と曲線の統合の属性を付け、こうして直線と曲線
との統合を行なう。
第5図に、縦/横線と曲線ストロークの統合例を示す。
(alは従来例で、PiとP i+ l +  P i
+ 21・・・・・・は別に扱われている(統合せず)
が、本発明では(blの如くこれを統合し、P ! +
  P i+I I  P H+2+・・・・・・は1
つの連続する輪郭ベクトルとする。このベクトルを図で
は太線で示しており、図示の如くZlから72を通って
23へ至る。外側輪郭ベクトルは同様に統合されてZ3
からZaまで続く。
スプライン関数による近似: 統合したストロークの各
輪郭線で表わされる区間を曲線近似区間(セグメントと
いう)としてこれを、次の(1)式で示すB−スプライ
ン関数の節点追加方法を用いて近似する。
この方法では、参照点のX、Y座標値と節点(近似区間
の両端点)のX(またはY)座標値を入力データとして
得られる曲線5fX)(または5(y))と参照点との
誤差が、(2)式で示すようにある闇値内になるように
係数cjを決定する。もし、誤差が闇値内にならなけれ
ば、その区間を2分割し、自動的に節点を追加して行く
但し、njは節点数、cjは係数、N j、aは4階の
差分前(基底関数) 但し、δ2は残差2乗和、δ2thはδ2の閾値、xl
y、はi番目参照点のX、 Y座標値、σ1は観測誤差
、nは参照点の総数 得られるスプライン関数5tX1(または5(y))は
、両端の節点では導関数の連続性は保証されないが、追
加した節点で分割してもその節点での導関数は連続とな
る性質がある。従って、lセグメント内の両端点以外で
は全て導関数が連続になる。
上記の式で、従来は節点の初期値として両端点のX(ま
たはY)座標値のみを与えていたが、本発明では第3図
の縦線直線と曲線ストローク輪郭線との接続点Z2の節
点座標も与える。即ち、縦/横線と曲線ストロークを統
合したストロークの輪郭線に対してのみ節点数n の初
期値を3として、統合したストロークの両端点と接続点
(Z2)を節点の初期値として与える。他の初期値の与
え方、即ちX、YO1価関数の選択方法や観測誤差σ、
の与え方は従来通りである。こうすることにより、縦/
横線と曲線ストロークとの接続点での導関数の連続性が
保護され、そのストロークを高品質に生成することがで
きる。
〔実施例〕
第2図に、本発明方式の実施例を示す。入力は文字(図
形)ドツトパターン20であり、これを屈曲点抽出部2
2等で処理し、得られた圧縮データを記憶部46に格納
する。本発明は、曲線近似区間設定部32と多項式の係
数算出部34で実施される。
各処理を簡単に説明すると、屈曲点抽出部22では、文
字ドツトパターンの輪郭を直線近似によりベクl−ル化
して、輪郭ベクトルの端点である屈曲点を抽出する。こ
の抽出処理には、例えば特開昭61−208184 r
パターン情報量圧縮方式jを利用できる。抽出した屈曲
点は屈曲点属性テーブル30に、後述の属性と共に格納
する。
次の水平・垂直線認識部24および飾り抽出部26では
、輪郭ベクトルの方向および長さ、輪郭ベクトル間の距
離などの情報を使って、水平、垂直線つまり縦/横線と
、飾り (明朝体の漢字の始終端、折曲部などにある突
出部)の認識を行ない、その旨を示す(属性)情報を輪
郭ベクトルまた屈凹点に付加する。この処理には例えば
特願昭60−182251 rパターンの相似変換方式
」を利用できる。
次の斜線/曲線ストローク抽出部28では、縦/横線お
よび飾り属性のない輪郭ベクトルを対象として、先ず輪
郭ベクトルの4方向分類を行なってその方向属性を輪郭
ベクトルに付加し、連続した同じ方向属性を持つ輪郭ベ
クトルを統合して、曲線ストロークを構成する2つの対
をなす輪郭線の候補を抽出する。4方向分類とは、輪郭
ベクトルの始端をX−Y座標面の原点において該ベクト
ルが第1〜第4象限のいずれにあるかを調べ、その象限
別にする(例えば第1〜第4象限にコードA−Dを割当
てておき、存在する象限に応じて当該ベクトルにコード
A−Dを付加する)ことをいう。次に、統合した輪郭ベ
クトルの4方向居性の対応関係および長さ、輪郭ベクト
ル間の距離の情報を用いて対応づけを行ない、曲線スト
ロークを構成する対をなす輪郭線を抽出する。この斜線
および曲線ストロークの抽出には例えば「斜め線の線幅
制御機能を持つ文字パターンの拡大・縮小方式」 (特
願昭6O−282271)および「斜め線及び曲線ス1
ヘロークの抽出方式」 (特願昭60−       
)を利用できる。
曲線ス1−ロークの輪郭線はX、Yの一価関数の線分で
あり、漢字、片仮名を多(構成するこの一画関数の曲線
に対しては、その輪郭線をスプライン関数近似する。平
仮名と英数字に多く見られる多価関数の曲線に対しては
、−価関数の線分を統合して多価関数を抽出し、また新
たに曲線近似区間を再設定してスプライン関数近似する
曲線近似区間設定部32では、斜線/曲線ストローク抽
出部28で得られた一価関数の輪郭線をそのまま曲線近
似区間として設定する処理と、−価関数を統合して多価
関数を抽出して更に曲線近似区間を再設定する処理(平
仮名「の」の輪郭線に対する処理などがこれに該当)と
、本発明で行なう前記縦/横線と曲線ストロークを統合
する処理の3つを行なう。
多項式の係数算出部34および残差2乗和判定部36で
は、先ず曲線近似区間の平均的な傾きを輪郭ベクトルの
傾きより算出し、その区間を前記(1)式のS (x)
 、  S (ylのいずれで近似するかを決定する。
(1)式の係数CjO箆出は(2)式の誤差評価のもと
に行なうが、こ\で参照点は屈曲点のみを使う場合と輪
郭点全てを使う場合の2通りある。文字ドツトパターン
の解像度が大きい場合は屈曲点のみでも、それより得た
圧縮データで高品質パターンを生成でき、全輪郭点を使
う場合に比べて少ない計算時間で圧縮データを生成でき
る。解像度が少ない場合には、屈曲点のみで圧縮データ
を作成すると再生パターンの品質が十分でないので、全
輪郭点を用いる。
斜め線および曲線ストロークの輪郭復元部40では、屈
曲点から輪郭点を復元する処理を行なう。
前記(2)式の観測誤差σ1 は、参照点と得られるス
プライン曲線の誤差が距離(曲線から参照点への法線方
向の長さ)に等しくなるように、輪郭ベクトルの傾きを
用いて設定する。(11式の初期節点の与え方は、縦/
横線と曲線ストロークを統合したスI−ロークの場合(
本発明の場合)は両端点の×(またはY)座標と縦/横
線と曲線ストロークの接続点のX(またはY)座標を与
え、それ以外のストロークの場合は両端点のX(または
Y)座標を与える。
こうしてスプライン関数の係数Cjが誤差評価のもとに
1つに決まり、次に、得られたスプライン曲線が振動し
ているか否か(単純な彎曲線でなく、微小ながら波状の
うねりを持つことがある)を振動判定部38で判定して
係数Cjを適切なものにし、これ(Cj)を曲線近似に
よる圧縮データとする。この圧縮データは記憶部44に
格納する。
斜線/曲線ストローク以外については、屈曲点、水平・
垂直線(縦/横線)、飾りの属性データを、直線近似に
よる圧縮データとし、これを記憶部42に格納する。ま
たこれらの圧縮データは、記憶部44.42より読出し
て記憶部46に格納する。
曲線近似区間設定部32、斜め線および曲線ストローク
の輪郭復元部40、多項式の係数算出部34、残差2乗
和判定部36.1辰動判定部38には既出願の「バクー
ンデータの圧縮方式」 (特願昭6l−118920)
、r曲線近似によるパターン圧縮方式」 (特願昭6l
−220400)、および「曲線近似区間設定方式」 
(特願昭61=)を利用できる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、従来方式では縦/横線と滑らかに
接続する曲線ストロークを高品質に生成することができ
ないが、本発明によれば縦/横線と曲線ストロークの接
続点で導関数の連続的な高品質なパターンを生成するこ
とができる。第6図は本発明方式による再生文字で、第
7図の従来方式に比べて直線/曲線接続部Fl、F2が
滑らかになっている。これらは、圧縮データより拡大パ
ターンを生成したものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方式の原理を示すブロック図、第2図は
本発明の実施例を示すブロック図、第3図と第4図は直
線に続く曲線の例を示す説明図、 第5図は直線と曲線との統合例を示す説明図、第6図と
第7図は再生文字の例を示す図で、第6図は本発明方式
、第7図は従来方式である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 文字、図形パターンの輪郭線を、その縦/横線および飾
    り部分は直線近似し、斜線/曲線ストローク部分は曲線
    近似して、ベクトル及び関数で表わすパターンデータの
    圧縮方式において、 縦/横線とそれに滑らかに連なる曲線ストロークとの統
    合手段(10)と、統合したストロークにn次スプライ
    ン関数近似を適用する手段(12)とを有することを特
    徴とする曲線近似によるパターンデータの圧縮方式。
JP62139117A 1987-06-03 1987-06-03 曲線近似によるパタ−ンデ−タの圧縮方式 Expired - Lifetime JP2527187B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04170684A (ja) * 1990-11-05 1992-06-18 Alps Electric Co Ltd 位置データの近似方法
JPH07239679A (ja) * 1994-02-25 1995-09-12 Kazuo Toraichi 看板の作成装置
JP2011210159A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Canon Inc 画像処理方法、画像処理装置、プログラム、及びプログラム記憶媒体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6039280A (ja) * 1983-07-04 1985-03-01 ウーアーヴェー ソフトウエアー アンド タイプ ゲーエムベーハー 輪廓線を自動的にデジタル化する方法及びその装置

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