专利名称：线段提取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于提取包含在图像数据中的线段的装置。
技术背景
为了检测包含在图像中的线段，发明者已经提出了使用二维元胞自动机的装置 (专利文献1、2、；3)。根据这些装置，与使用模板、图像操作的以往的线段检测相比，能够更 迅速且准确地检测线段。
专利文献1 日本特开平6-124348号公报
专利文献2 日本特开平6-52315号公报
专利文献3 日本特开平6-52306号公报发明内容
发明要解决的问题
发明者提出的上述技术与以往技术相比，具有迅速且准确这种特征，尽管如此在 线段检测中也包含噪声。另外，由于作为处理对象的图像的特征不同，也存在处理不一定迅 速的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种解决上述问题点并准确乃至迅速地进行处理的 线段提取装置。
用于解决问题的方案
下面，示出本发明的独立的各侧面。
(1) (3)本发明所涉及的线段提取装置用于提取线成分，该线成分被包含在具有 多维配置的像素的图像中，该线段提取装置具备图案生成部件，其对根据上述图像的各 像素的值而设为激活状态和非激活状态的元胞自动机的各单元，反复进行以下处理根据 从关注单元的周围单元接收到的输入的状态以及关注单元的当前状态来算出从关注单元 要对周围单元输出的下一个状态，并且根据关注单元的当前状态以及从周围单元接收到的 输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成以多维表示单元的状态的配置图案并记录 该配置图案；一次检测部件，其根据由图案生成部件记录的基准时刻(q)前后规定次数的 (q-k，..，q-l，t，q+l，...，q+l)的配置图案，与基准时刻(q)依次错开地进行以下处理检 测激活状态的出现位置随着时间经过而沿着规定方向的虚拟线上的单元进行移动的部分， 将该部分的基准时刻(q)的虚拟线上的单元设为关注单元，对该关注单元记录表示是上述 规定方向的虚拟线的一部分的一次标志，生成以多维表示一次标志的配置的一次标志图案 并记录该一次标志图案；以及线段检测部件，其检测由一次检测部件记录的一次标志图案 中的记录有一个方向的一次标志和相反方向的一次标志这两者的单元，对该单元记录表示 是线段的一部分的标记。
因而，能够迅速地提取正确的线。
(2) (6)本发明所涉及的线段提取装置用于提取线成分，该线成分被包含在具有6多维配置的像素的图像中，该线段提取装置具备图案生成部件，其对根据上述图像的各 像素的值而设为激活状态和非激活状态的元胞自动机的各单元，反复进行以下处理根据 从关注单元的周围单元接收到的输入的状态以及关注单元的当前状态来算出从关注单元 要对周围单元输出的下一个状态，并且根据关注单元的当前状态以及从周围单元接收到的 输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成以多维表示单元的状态的配置图案并记录 该配置图案；一次检测部件，其根据由图案生成部件记录的基准时刻(q)前后规定次数的 (q-k，..，q-l，q，q+l，...，q+l)的配置图案，与基准时刻(q)依次错开地进行以下处理检 测激活状态的出现位置随着时间经过而沿着规定方向的虚拟线上的单元进行移动的部分， 将该部分的基准时刻(q)的虚拟线上的单元设为关注单元，对该关注单元记录表示是上述 规定方向的虚拟线的一部分的一次标志，生成以二维表示一次标志的配置的一次标志图案 并记录该一次标志图案；二次检测部件，其根据由一次检测部件记录的基准时刻(r)前后 规定次数的(r-p，..,r-l,r,r+l,..., r+u)的一次标志图案，与基准时刻(r)依次错开地 进行以下处理检测一次标志的出现位置随着时间经过而沿着规定方向的虚拟线上的单元 进行移动的部分中的、该规定方向与一次标志所表示的规定方向一致的部分，将该部分的 基准时刻(r)的虚拟线上的单元设为关注单元，对该关注单元记录表示是上述规定方向的 虚拟线的一部分的二次标志，记录以二维表示二次标志的配置的二次标志图案；以及线段 检测部件，其检测由二次检测部件记录的二次标志图案中的记录有一个方向的二次标志和 相反方向的二次标志这两者的单元，对该单元记录表示是线段的一部分的标记。
因而，能够排除噪声并更准确地提取线段。
(4)本发明所涉及的线段提取程序的特征在于，图案生成部件、一次检测部件中的 至少一个在作为处理对象的上述图像中的以关注单元为中心的规定范围内的单元都处于 非激活状态的情况下，不对该关注单元进行处理。
因而，省略对得到有意义结果的可能性较小的部分的处理，能够实现兼顾处理的 迅速性与准确性。
(5)本发明所涉及的线段提取程序的特征在于，依次反复进行由图案生成部件、一 次检测部件以及线段检测部件进行的处理，还具备停止部件，该停止部件在作为处理对象 的上述图像的黑色像素的数量与由线段检测部件本次新视作线段的一部分的单元的数量 的关系满足规定条件的情况下，停止处理。
因而，能够根据新检测出的线段的数量来自主地完成处理。
(7)本发明所涉及的线段提取程序的特征在于，图案生成部件、一次检测部件以及 二次检测部件中的至少一个在以上述关注单元为中心的规定范围内的单元都处于非激活 状态的情况下，不对该关注单元进行处理。
因而，省略对得到有意义结果的可能性较小的部分的处理，能够实现兼顾处理的 迅速性与准确性。
(8)本发明所涉及的线段提取程序的特征在于，依次反复进行由图案生成部件、一 次检测部件、二次检测部件以及线段检测部件进行的处理，还具备停止部件，该停止部件在 作为处理对象的上述图像的黑色像素的数量与由线段检测部件本次新设为线段的一部分 的单元的数量之间的关系满足规定条件的情况下，停止处理。
因而，能够根据新检测出的线段的数量来自主地完成处理。
(9)本发明所涉及的线段提取程序的特征在于，通过计算机实现噪声去除部件，该 噪声去除部件将由线段检测部件判断为线段的单元中的作为处理对象的上述图像所对应 的像素不是黑色的单元最终判断为不是线段。
因而，能够迅速地排除检测出的噪声。
(10)本发明所涉及的线段提取程序的特征在于，线段检测部件还记录提取出的线 段的方向。
因而，不仅提取线段还能够示出其方向。
在本发明中，“多维配置的”包括配置于二维平面的情况、配置于三维空间和四维 空间等多维空间的情况。
(11) (12)本发明所涉及的线段提取装置用于提取线成分，该线成分被包含在具有 多维配置的像素的图像中，该线段提取装置具备图案生成部件，其对根据上述图像的各像 素的值而设为激活状态和非激活状态的元胞自动机的各单元，反复进行以下处理根据从 关注单元的周围单元接收到的输入的状态以及关注单元的当前状态来算出从关注单元要 对周围单元输出的下一个状态，并且根据关注单元的当前状态以及从周围单元接收到的输 入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成以多维表示单元的状态的配置图案并记录该 配置图案；以及线段判断部件，其在由图案生成部件记录的一系列配置图案中，检测处于激 活状态或者非激活状态的单元的移动，根据该移动来判断线段。
因而，能够提取正确的线。
(13) (14)本发明所涉及的图案生成装置用于生成配置图案，该配置图案被使用于 提取线成分，该线成分被包含在具有多维配置的像素的图像中，该图案生成装置的特征在 于，具备图案生成部件，该图案生成部件对根据上述图像的各像素的值而设为激活状态和 非激活状态的各单元，反复进行以下处理根据关注单元的当前状态以及从周围单元接收 到的输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成以多维表示单元的状态的配置图案并 记录该配置图案，其中，上述图案生成部件根据从上述关注单元对该周围单元的输出的状 态以及该周围单元的状态来生成从周围单元对该关注单元的输入。
因而，能够生成提取线段的可能时间序列的配置图案。
“图案生成部件”是指生成配置图案的部件，在实施方式中，图Ila的步骤S4与图 案生成部件对应。
“一次检测部件”是根据一系列配置图案来检测激活状态或者非激活状态的单元 的移动的部件，在实施方式中，图Ila的步骤S5与该一次检测部件对应。
“二次检测部件”是根据一系列一次标志图案来检测存在一次标志的单元或者不 存在一次标志的单元的移动的部件，在实施方式中，图Ila的步骤S6与该二次检测部件对应。
“线段检测部件”是指从配置图案直接检测线段或者根据按照配置图案得到的一 次标志或者二次标志来检测线段的部件，在实施方式中，图Ila的步骤S7与该线段检测部 件对应。
“停止部件”是指根据标志或者线段的检测状况来停止处理的部件，在实施方式 中，图lib的步骤S8与该停止部件对应。
“噪声去除部件”是指进行处理来从提取出的线段中去除认为是噪声的部分的部件，在实施方式中，图lib的步骤SlO与该噪声去除部件对应。
“线段判断部件”是指从配置图案直接检测线段或者根据按照配置图案得到的标 志等来检测线段的部件。在实施方式中，一次检测部件、二次检测部件以及线段检测部件与 线段判断部件对应。
“元胞自动机”是决定所排列的单元的状态的模型。是指至少考虑时刻t之前的时 刻的该单元的状态以及周围单元的状态来决定时刻t时的各单元的状态的模型。
例如，在实施方式中所示那样，也可以根据时刻t_l的该单元的状态以及从周围 单元接收到的输入的状态来决定时刻t时的各单元的状态。在此，如果从周围的各单元观 察则从周围单元接收的输入相当于周围单元的输出。各单元(该单元)以如下方式决定对 其它单元的输出的状态。根据在时刻t-ι时该单元从其它单元接收到的输入的状态以及时 刻t-ι时的该单元的当前状态来算出在时刻t时要从该单元对其它单元输出的状态。
因而，即使在实施方式示出的情况下，为了决定时刻t时的关注单元的状态，也使 用来自时刻t-ι时的周围单元的输入，为了决定时刻t-i时的来自周围单元的输入的状态， 使用来自时刻t-ι时的周围单元的状态。因而，在实施方式中也是间接地决定时刻t时的 关注单元的状态，能够根据时刻t-ι时的该单元的状态以及周围单元的状态来决定时刻t 时的关注单元的状态。
实施方式示出的上述方法是发明者独自设计的方法，但是在本说明书中，设为是 元胞自动机的一种。
“配置图案”是指根据上述意义中的元胞自动机而生成的单元的图案(一维排列、 二维排列或者多维排列等)。
“程序”的概念不仅是能够由CPU直接执行的程序，还包括源代码形式的程序、压缩 处理后的程序、加密后程序等。
图1是本发明的-图2A是表示原始图3a 图3b 图3c 图3d 图3e 图3f 图3g 图3h 图3i 图3j 图3k 图31 图3m是表示 是表示 是表示 是表示 是表示 是表示 是表示 是表示 是表示 是表示 是表示 是表示 是表示t = t = t = t = t = t = t = t = t = t = t = t = t =-个实施方式的线段检测装置的功能框图。 图像的图，图2B是表示来自周围单元的输入的图。 0时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图, 0时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。 1时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图, 1时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。 2时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图, 2时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。 3时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图, 3时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。 4时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图, 4时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。 5时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图, 5时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。 6时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图,9
图3η是表示t = 6时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。
图3ο是表示t = 7时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图。
图3p是表示t = 7时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。
图3q是表示t = 8时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图。
图3r是表示t = 8时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。
图3s是表示t = 9时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图。
图3t是表示t = 9时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。
图;3u是表示t = 10时的配置图案(原始图像)、一次标志图案PF的图。
图3v是表示t = 10时的二次标志图案SF、线段标记图案的图。
图4是用于说明一次标志的检测处理的图。
图5是表示一次标志的记录例的图。
图6是用于说明二次标志的检测处理的图。
图7是用于说明二次标志的检测处理的图。
图8是表示二次标志的记录例的图。
图9是用于说明线段标记标志的检测处理的图。
图10是在使用CPU来实现一个实施方式的线段提取装置的情况下的硬件结构。
图Ila是线段提取程序的流程图。
图lib是线段提取程序的流程图。
图12是配置图案生成处理的流程图。
图13是用于说明省略基于原始图像的状态的处理的图。
图14是表示算出向周围单元的输出的图。
图15是表示临时存储向周围单元的输出的缓冲区的内容的图。
图16是表示临时存储来自周围单元的输入的缓冲区的内容的图。
图17是一次标志图案PF生成处理的流程图。
图18是与向下虚拟线有关的一次标志的生成处理的流程图。
图19是二次标志图案PF生成处理的流程图。
图20是与向下虚拟线有关的二次标志的生成处理的流程图。
图21是表示二次标志检测处理的其它例的图。
图22是表示利用本发明的一个实施方式的线段提取程序来提取线段而得到的结 果的图。
图23是表示利用本发明的一个实施方式的线段提取程序来提取线段而得到的结 果的图。
图M是表示利用本发明的一个实施方式的线段提取程序来提取线段而得到的结 果的图。
图25是表示利用本发明的一个实施方式的线段提取程序来提取线段而得到的结 果的图。
图沈是详细表示提取线段而得到的结果的图。10具体实施方式
1.整体结构
图1是表示本发明的一个实施方式的线段提取装置的功能框图。图案生成部件2 接收作为处理对象的二值的原始图像ORG。例如图2A所示，将原始图像ORG设为具有I列 J行的像素。各像素的“1”部分表示黑色、“0”部分表示白色。图案生成部件2将原始图像 ORG的各像素的“1” “0”与“激活状态” “非激活状态”对应。
(1)配置图案的生成
图案生成部件2按照元胞自动机对各单元的每个单元(与像素对应)决定下一个 状态。根据关注单元的当前状态￥ (i，j)与来自周围单元(例如关注单元周围的八个单元) 的输入的状态bH j)(m，n)来决定各单元的下一个状态at+1(i，j)(参照图2B)。此外，在 此i、j表示单元的位置。
根据附图可知，lAi，j) (0，-1)表示来自与关注单元上方相邻的周围单元的输入 的状态、bt(i，j) (1,-1)表示来自与关注单元右上角相邻的周围单元的输入的状态、…!^(士， j) (-1，-D表示来自与关注单元左上角相邻的周围单元的输入的状态。此外，后面说明如 何决定来自周围单元的输入的状态bH j) (m, η)。
图案生成部件2对所有单元决定下一个状态aw(i，j)是“激活状态”还是“非激 活状态”，生成下一个时间的图案At+1 (称为配置图案)。将所生成的配置图案Aw记录到记 录部10。
此外，在上述处理中，图案生成部件2根据关注单元的当前状态at(i，j)与来自周 围单元的输入bH j) (m, η)来决定从关注单元对周围单元的下一个输出ct+1(i, j) (m，η) (对于周围单元来说成为输入bt+1 (i，j) (-m, -η))。
图案生成部件2基于所生成的配置图案At+1，与上述同样地进一步生成下一个配 置图案At"并进行记录。因而，如图3a、图3c、图!Be…图的上段所示，在记录部10中从 A°起以A1A2A3…这种顺序依次记录配置图案。在图3中，用黑色表示的部分是处于“激活” 状态的单元。此外，A°为原始图像。
(2) 一次标志图案的生成
一次检测部件4使用记录到记录部10中的规定时刻q的配置图案Atl的前后规定 个数的配置图案A"至A"，来对处于“激活状态”的单元随着时间经过在规定方向的虚拟 线上移动的情况进行检测，对关注单元建立用于线段检测的一次检测标志。
使用图4来说明该处理。图4C是表示以规定时刻q的配置图案Aq的关注单元为中 心的5X5单元的图。在图中，以黑色示出的部分表示“激活状态”。图4A、图4B示出比规定时 刻q提前两个时刻q_2、提前一个时刻q_l的配置图案Α『2、Arl所对应的单元。图4D、图4Ε示 出比规定时刻t延后一个时刻q+Ι、延后两个时刻q+2的配置图案Α +1、Atl+2所对应的单元。
一次检测部件4判断“激活状态”是否随着时间经过而如图4Α至图4Ε所示那样沿 着朝向右下倾斜的虚拟线IL进行移动。也就是说，判断Α—ΑΗΑΙΜΑΜ是否分别满足在图 4Α 图4Ε中以黑色示出的部分处于“激活状态”这种条件。在本实施方式中，如果图4Α 图4Ε这五个中的三个以上满足条件，则一次检测部件4估计为关注单元(图4C中央的单 元)构成虚拟线IL的一部分。并且，对用于记录一次标志的区域(与i列、j行的单元对 应)中的、与关注单元(图4C中央的单元)对应的单元建立一次标志。此外，该一次标志11Pf不仅表示判断为该单元是虚拟线IL的一部分，如图5所示，还表示虚拟线IL的方向。
此外，以上，说明了向右下的虚拟线IL，但是对上、右上、右、右下、下、左下、左、左 上这所有八个方向进行研究而建立标志。
并且，一次检测部件4将所有单元依次作为关注单元而进行上述处理。由此，在用 于记录一次标志的区域中记录一次标志图案PFt15
一次检测部件4在规定时间q内移动并且如上述那样执行算出一次标志图案并进 行记录的处理。由此，在记录部10中按各时刻记录一次标志图案。在图3a、图3c、图；^… 图:3u的中段和下段示出根据 上段的配置图案得到的一次标志图案。此外，为了便于显示， 在中段示出下、右、右下、右上的一次标志图案，在下段示出上、左、左上、左下的一次标志图案。
(3) 二次标志图案的生成
接着，图1的二次检测部件6使用记录到记录部10的规定时刻r的一次标志图案 PFr的前后规定个数的一次标志图案PFrf至PF+2，对建立了一次标志的单元随着时间经过 在规定方向的虚拟线上移动的情况进行检测，对关注单元建立用于线段检测的二次检测标ο
该处理与上述一次标志的情况相同，当估计为是线段的一部分时，在用于记录二 次标志的区域中记录二次标志。但是，仅在如图6所示一次标志的方向与一次标志的移动 方向(虚拟线的方向)一致的情况下建立二次标志。此外，该二次标志Sf不仅表示判断为 该单元是虚拟线IL的一部分，还如图8所示，表示虚拟线IL的方向。这一点与一次标志相 同。此外，如图7所示，即使在检测出一次标志的移动，在该一次标志的移动与一次标志的 方向不一致的情况下，也不建立二次标志。
二次检测部件6在规定时间t内移动并且如上述那样执行算出二次标志并进行记 录的处理。在记录部10中将按各时刻所生成的二次标志作为一个二次标志图案SF来存储。 此外，一次标志图案需要检测其时间性移动，因此按各时刻生成了图案，但是二次标志图案 不需要检测其时间性移动，因此将各时刻产生的二次标志汇总成一个作为图案来进行记录 即可。
在图3b、图3d、图3f…图3v的上段和中段示出根据图3a、图3c、图；^…图的 一次标志图案得到的二次标志图案SF。此外，为了便于显示，在这些图中，仅示出在该时刻 新生成的标志。
(4)线段检测
接着，线段检测部件8根据所记录的二次标志图案SF检测对同一单元建立了相反 方向的二次标志的单元。并且，在用于记录线段标记的区域记录线段标记。例如，如果二次 标志图案SF为图9A所示那样，则如图9B所示，仅对具备向左上的二次标志和向右下的二 次标志的单元记录线段标记rl。此外，线段检测部件8也对具备向上的二次标志和向下的 二次标志的单元、具备向右上的二次标志和向左下的二次标志的单元以及具备向右的二次 标志和向左的二次标志的单元进行相同的检测。此外，如图9B所示，线段标记rl还示出线 段的方向。
这样，生成线段图案RL，作为线段提取结果而输出。在图3b、图3d、图3f…图3v 的下段示出所提取的线段标记图案。根据图3v可知，适当地提取出图3a的原始图像(配置图案A°)的线段。
2.硬件结构
图10是在使用CPU来实现图1示出的线段提取装置的情况下的硬件结构。在CPU 18上连接有存储器12、显示器14、键盘和鼠标16、硬盘20以及⑶-ROM驱动器22。将存储 器12作为缓冲区域、工作区来使用。在硬盘20中记录有操作系统(OS)M以及线段提取程 序沈等。线段提取程序沈与OS M协作来发挥其功能。通过⑶-ROM驱动器22将记录于 ⑶-ROM 28中的这些程序安装到硬盘20。
3.线段提取程序
图11示出记录到硬盘20的线段提取程序沈的流程图。CPU 18执行上述(1)配 置图案的生成、(2) —次标志图案的生成、(3) 二次标志图案的生成以及(4)线段图案的生 成。
CPU 18首先将t设为0(步骤Si)。接着，将原始图像记录到硬盘20，对原始图像 进行二值化(步骤S》。接着，CPU 18将该二值化原始图像作为时刻t = 0的配置图案A° 而记录到配置缓冲区(在存储器12中确保的区域)(步骤S3)。
(1)配置图案A的生成
接着，CPU 18生成时刻t = 1的配置图案A1，记录到配置缓冲区(步骤S4)。图12 详细示出配置图案的生成处理。
CPU 18首先设为i = 2、j = 2(步骤S41、S42)。接着，将位于2列2行的位置处 的单元设为关注单元(步骤S4!3)。图13的斜线单元为关注单元。CPU 18对在配置图案 A0(即二值化原始图像)中以关注单元为中心的5X5的单元是否都处于“非激活”状态进 行判断(步骤 S44)。也就是说，对 a° (0，0)、a° (1，0)、a° 0，0)、a° (3，0)、a° 0，0)、a° (0，1)、 a°(l，l)、- a0 (2,4), a0 (3,4), a0 (4,4)是否都处于“非激活”状态进行判断。此外，之所以 从i = 2、j = 2起开始处理是由于比i = 2、j = 2小的列行无法执行步骤S44的处理。
如果配置图案A0 的 a0 (0,0), a0 (1,0), a0 (2,0), a0 (3,0), a0 (4，0)、a° (0，1)、a°(l, 1)、... a0 (2,4), a0 (3,4), a0 (4，4)都处于“非激活”状态，则不对该关注单元进行处理，转移 为对下一个单元进行处理。也就是说，如果是二值化原始图像中满足这种条件的单元，则在 以后的各时刻中也不进行步骤S45、S46的处理。
另一方面，如果任一个处于“激活”状态，则CPU 18进行决定关注单元的下一个状 ^a1 (2,2)的处理(步骤S45)。
CPU 18按照表1来决定下一个状态aH2，2)。
[表1]
下一个状态的决定1权利要求
1.一种线段提取装置，用于提取线成分，该线成分被包含在具有多维配置的像素的图 像中，该线段提取装置具备图案生成部件，其对根据上述图像的各像素的值而设为激活状态和非激活状态的元胞 自动机的各单元，反复进行以下处理根据从关注单元的周围单元接收到的输入的状态以 及关注单元的当前状态来算出从关注单元要对周围单元输出的下一个状态，并且根据关注 单元的当前状态以及从周围单元接收到的输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成 以多维表示单元的状态的配置图案并记录该配置图案；一次检测部件，其根据由图案生成部件记录的基准时刻(q)前后规定次数的(q_k，..， q-1，t，q+1, . . .，q+1)的配置图案，与基准时刻(q)依次错开地进行以下处理检测激活状 态的出现位置随着时间经过而沿着规定方向的虚拟线上的单元进行移动的部分，将该部分 的基准时刻(q)的虚拟线上的单元设为关注单元，对该关注单元记录表示是上述规定方向 的虚拟线的一部分的一次标志，生成以多维表示一次标志的配置的一次标志图案并记录该 一次标志图案；以及线段检测部件，其检测由一次检测部件记录的一次标志图案中的记录有一个方向的一 次标志和相反方向的一次标志这两者的单元，对该单元记录表示是线段的一部分的标记。
2.一种线段提取装置，用于提取线成分，该线成分被包含在具有多维配置的像素的图 像中，该线段提取装置具备图案生成部件，其对根据上述图像的各像素的值而设为激活状态和非激活状态的元胞 自动机的各单元，反复进行以下处理根据从关注单元的周围单元接收到的输入的状态以 及关注单元的当前状态来算出从关注单元要对周围单元输出的下一个状态，并且根据关注 单元的当前状态以及从周围单元接收到的输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成 以多维表示单元的状态的配置图案并记录该配置图案；一次检测部件，其根据由图案生成部件记录的基准时刻(q)前后规定次数的(q_k，..， q-1, q，q+1, . . .，q+1)的配置图案，与基准时刻(q)依次错开地进行以下处理检测激活状 态的出现位置随着时间经过而沿着规定方向的虚拟线上的单元进行移动的部分，将该部分 的基准时刻(q)的虚拟线上的单元设为关注单元，对该关注单元记录表示是上述规定方向 的虚拟线的一部分的一次标志，生成以多维表示一次标志的配置的一次标志图案并记录该 一次标志图案；二次检测部件，其根据由一次检测部件记录的基准时刻(r)前后规定次数的(r-ρ，..， r-1, r，r+1，. . .，r+u)的一次标志图案，与基准时刻(r)依次错开地进行以下处理检测一 次标志的出现位置随着时间经过而沿着规定方向的虚拟线上的单元进行移动的部分中的、 该规定方向与一次标志所表示的规定方向一致的部分，将该部分的基准时刻(r)的虚拟线 上的单元设为关注单元，对该关注单元记录表示是上述规定方向的虚拟线的一部分的二次 标志，记录以多维表示二次标志的配置的二次标志图案；以及线段检测部件，其检测由二次检测部件记录的二次标志图案中的记录有一个方向的二 次标志和相反方向的二次标志这两者的单元，对该单元记录表示是线段的一部分的标记。
3.一种线段提取程序，通过计算机实现用于提取线成分的装置，其中，该线成分被包含 在具有多维配置的像素的图像中，该线段提取程序通过计算机实现以下部件图案生成部件，其对根据上述图像的各像素的值而设为激活状态和非激活状态的元胞自动机的各单元，反复进行以下处理根据从关注单元的周围单元接收到的输入的状态以 及关注单元的当前状态来算出从关注单元要对周围单元输出的下一个状态，并且根据关注 单元的当前状态以及从周围单元接收到的输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成 以多维表示单元的状态的配置图案并记录该配置图案；一次检测部件，其根据由图案生成部件记录的基准时刻(q)前后规定次数的(q_k，..， q-1，q，q+1，. . .，q+1)的配置图案，与基准时刻(q)依次错开地进行以下处理检测激活状 态的出现位置随着时间经过而沿着规定方向的虚拟线上的单元进行移动的部分，将该部分 的基准时刻(q)的虚拟线上的单元设为关注单元，对该关注单元记录表示是上述规定方向 的虚拟线的一部分的一次标志，生成以多维表示一次标志的配置的一次标志图案并记录该 一次标志图案；以及线段检测部件，其检测由一次检测部件记录的一次标志图案中的记录有一个方向的一 次标志和相反方向的一次标志这两者的单元，对该单元记录表示是线段的一部分的标记。
4.根据权利要求3所述的线段提取程序，其特征在于，上述图案生成部件和上述一次检测部件中的至少一个在作为处理对象的上述图像中 以上述关注单元为中心的规定范围内的所有单元都处于非激活状态的情况下，不对该关注 单元进行处理。
5.根据权利要求3或4所述的线段提取程序，其特征在于，依次反复进行由上述图案生成部件、上述一次检测部件以及上述线段检测部件进行的 处理，还具备停止部件，该停止部件在作为处理对象的上述图像的黑色像素的数量与由线段 检测部件本次新设为线段的一部分的单元的数量之间的关系满足规定条件的情况下，停止处理。
6.一种线段提取程序，通过计算机实现用于提取线成分的装置，其中，该线成分被包含 在具有多维配置的像素的图像中，该线段提取程序通过计算机实现以下部件图案生成部件，其对根据上述图像的各像素的值而设为激活状态和非激活状态的元胞 自动机的各单元，反复进行以下处理根据从关注单元的周围单元接收到的输入的状态以 及关注单元的当前状态来算出从关注单元要对周围单元输出的下一个状态，并且根据关注 单元的当前状态以及从周围单元接收到的输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成 以多维表示单元的状态的配置图案并记录该配置图案；一次检测部件，其根据由图案生成部件记录的基准时刻(q)前后规定次数的(q_k，..， q-1, q，q+1, . . .，q+1)的配置图案，与基准时刻(q)依次错开地进行以下处理检测激活状 态的出现位置随着时间经过而沿着规定方向的虚拟线上的单元进行移动的部分，将该部分 的基准时刻(q)的虚拟线上的单元设为关注单元，对该关注单元记录表示是上述规定方向 的虚拟线的一部分的一次标志，生成以多维表示一次标志的配置的一次标志图案并记录该 一次标志图案；二次检测部件，其根据由一次检测部件记录的基准时刻(r)前后规定次数的(r-ρ，..， r-l,r, r+1，. . .，r+u)的一次标志图案，与基准时刻(r)依次错开地进行以下处理检测一 次标志的出现位置随着时间经过而沿着规定方向的虚拟线上的单元进行移动的部分中的、 该规定方向与一次标志所表示的规定方向一致的部分，将该部分的基准时刻(r)的虚拟线上的单元设为关注单元，对该关注单元记录表示是上述规定方向的虚拟线的一部分的二次 标志，记录以多维表示二次标志的配置的二次标志图案；以及线段检测部件，其检测由二次检测部件记录的二次标志图案中的记录有一个方向的二 次标志和相反方向的二次标志这两者的单元，对该单元记录表示是线段的一部分的标记。
7.根据权利要求6所述的线段提取程序，其特征在于，上述图案生成部件、上述一次检测部件以及上述二次检测部件中的至少一个在作为处 理对象的上述图像中的以上述关注单元为中心的规定范围内的所有单元都处于非激活状 态的情况下，不对该关注单元进行处理。
8.根据权利要求6或7所述的线段提取程序，其特征在于，依次反复进行由上述图案生成部件、上述一次检测部件、上述二次检测部件以及上述 线段检测部件进行的处理，还具备停止部件，该停止部件在作为处理对象的上述图像的黑色像素的数量与由线段 检测部件本次新设为线段的一部分的单元的数量之间的关系满足规定条件的情况下，停止处理。
9.根据权利要求3 8中的任一项所述的线段提取程序，其特征在于，还具备噪声去除部件，该噪声去除部件将由线段检测部件判断为线段的单元中的、作 为处理对象的上述图像所对应的像素不是黑色的单元最终判断为不是线段。
10.根据权利要求3 9中的任一项所述的线段提取程序，其特征在于，上述线段检测部件还记录提取出的线段的方向。
11.一种线段提取装置，用于提取线成分，该线成分被包含在具有多维配置的像素的图 像中，该线段提取装置具备图案生成部件，其对根据上述图像的各像素的值而设为激活状态和非激活状态的元胞 自动机的各单元，反复进行以下处理根据从关注单元的周围单元接收到的输入的状态以 及关注单元的当前状态来算出从关注单元要对周围单元输出的下一个状态，并且根据关注 单元的当前状态以及从周围单元接收到的输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成 以多维表示单元的状态的配置图案并记录该配置图案；以及线段判断部件，其在由图案生成部件记录的一系列配置图案中，检测处于激活状态或 者非激活状态的单元的移动，根据该移动来判断线段。
12.—种线段提取程序，通过计算机实现用于提取线成分的装置，其中，该线成分被包 含在具有多维配置的像素的图像中，该线段提取程序通过计算机实现以下部件图案生成部件，其对根据上述图像的各像素的值而设为激活状态和非激活状态的元胞 自动机的各单元，反复进行以下处理根据从关注单元的周围单元接收到的输入的状态以 及关注单元的当前状态来算出从关注单元要对周围单元输出的下一个状态，并且根据关注 单元的当前状态以及从周围单元接收到的输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成 以多维表示单元的状态的配置图案并记录该配置图案；以及线段判断部件，其在由图案生成部件记录的一系列配置图案中，检测处于激活状态或 者非激活状态的单元的移动，根据该移动来判断线段。
13.一种用于生成配置图案的装置，该配置图案被使用于提取线成分，该线成分被包含 在具有多维配置的像素的图像中，该装置的特征在于，具备图案生成部件，该图案生成部件对根据上述图像的各像素的值而设为激活状态和 非激活状态的各单元，反复进行以下处理根据关注单元的当前状态以及从周围单元接收 到的输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成以多维表示单元的状态的配置图案并 记录该配置图案，其中，该图案生成部件根据从上述关注单元对周围单元的输出的状态以及该周围单元 的状态来生成从该周围单元对该关注单元的输入。
14. 一种配置图案生成程序，通过计算机实现用于生成配置图案的装置，该配置图案被 使用于提取线成分，该线成分被包含在具有多维配置的像素的图像中，该配置图案生成程 序的特征在于，通过计算机实现图案生成部件，该图案生成部件对根据上述图像的各像素的值而设为 激活状态和非激活状态的各单元，反复进行以下处理根据关注单元的当前状态以及从周 围单元接收到的输入的状态来算出关注单元的下一个状态，生成以多维表示单元的状态的 配置图案并记录该配置图案，其中，上述图案生成部件根据从上述关注单元对周围单元的输出的状态以及该周围单 元的状态来生成从该周围单元对该关注单元的输入。
全文摘要
提供一种能够准确且迅速地提取线段的线段提取装置。图案生成部件(2)使原始图像与元胞自动机的单元对应而生成时间序列的配置图案。一次检测部件(4)根据以时间序列生成的配置图案来检测处于激活状态的单元的移动并建立一次标志。由此，生成时间序列的一次标志图案。二次检测部件(6)根据以时间序列生成的一次标志图案来检测一次标志的方向与其移动方向一致的单元并建立二次标志。线段检测部件(8)对生成了相反方向的二次标志的单元与其方向一起记录线段标记。由此提取线段。
文档编号G06T7/60GK102037493SQ20098011821
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月11日 优先权日2008年5月19日
发明者加藤晴夫 申请人:侧方信号处理株式会社