特開 2024-178654 細線化方法、細線化装置およびコンピュータ読み取り可能なプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178654

(43)【公開日】2024-12-25

(54)【発明の名称】細線化方法、細線化装置およびコンピュータ読み取り可能なプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06T 5/30 20060101AFI20241218BHJP

【ＦＩ】

G06T5/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096957

(22)【出願日】2023-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】安田 拓矢

【テーマコード（参考）】

5B057

【Ｆターム（参考）】

5B057CA06

5B057CA18

5B057CB02

5B057CB06

5B057CB12

5B057CB16

(57)【要約】

【課題】二値画像の細線化処理を高速化するとともに、ヒゲ等の異常の発生が低減された美しい細線化画像を取得する。
【解決手段】細線化方法は、ランレングス符号化された二値画像において、細線化の対象となるパターンを示すランを対象ランとして、ラン長に対応する左右方向に対して交差する線状領域を示し、かつ、上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群４３として検出する工程と、特定ラン群４３のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像を取得する工程と、部分細線化画像に対して所定の細線化処理を施すことにより細線化画像を取得する工程とを備える。特定ラン群４３のラン長の短縮では、特定ラン群４３において、上下方向の両端部４３１，４３２に含まれる対象ラン４１のラン長が中央側に位置するほど短くなり、かつ、両端部４３１，４３２間に位置する対象ラン４１のラン長が設定幅となる。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ランレングス符号化された二値画像を細線化する細線化方法であって、
ａ）前記二値画像において、細線化の対象となるパターンを示すランを対象ランとして、ラン長に対応する左右方向に対して交差する線状領域を示し、かつ、前記左右方向に垂直な上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群として検出する工程と、
ｂ）前記特定ラン群において、前記上下方向の両端部に含まれる対象ランのラン長が中央側に位置するほど短くなり、かつ、前記両端部間に位置する対象ランのラン長が設定幅となるように、前記特定ラン群のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像を取得する工程と、
ｃ）前記部分細線化画像に対して所定の細線化処理を施すことにより細線化画像を取得する工程と、
を備える細線化方法。

【請求項2】

請求項１に記載の細線化方法であって、
前記ａ）工程において、各対象ランが上下それぞれに１個以下の対象ランのみと接続する前記対象ラン群が、前記特定ラン群として検出される細線化方法。

【請求項3】

請求項１に記載の細線化方法であって、
前記ａ）工程において、前記上下方向に互いに接続する２個の対象ランの各組合せにおける、左端同士の前記左右方向の距離、および、右端同士の前記左右方向の距離が、所定画素数以下である前記対象ラン群が、前記特定ラン群として検出される細線化方法。

【請求項4】

請求項１に記載の細線化方法であって、
前記ａ）工程において、上端から下端に向かって対象ランの重心の移動方向が一定である前記対象ラン群が、前記特定ラン群として検出される細線化方法。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１つに記載の細線化方法であって、
前記ａ）工程が、
ａ１）前記二値画像において、所定の条件を満たしつつ前記上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群候補として検出する工程と、
ａ２）前記特定ラン群候補が示す領域において、前記上下方向に沿う長さと、前記左右方向に沿う太さとを比較することにより、前記特定ラン群候補が前記特定ラン群であるか否かを判定する工程と、
を備える細線化方法。

【請求項6】

請求項１ないし４のいずれか１つに記載の細線化方法であって、
前記ｂ）工程における前記特定ラン群のラン長の短縮により、前記上下方向に関して隣接する２個の対象ランが前記左右方向に離れる場合に、前記２個の対象ランの少なくとも一方のラン長が延長される細線化方法。

【請求項7】

ランレングス符号化された二値画像を細線化する細線化装置であって、
前記二値画像において、細線化の対象となるパターンを示すランを対象ランとして、ラン長に対応する左右方向に対して交差する線状領域を示し、かつ、前記左右方向に垂直な上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群として検出する特定ラン群検出部と、
前記特定ラン群において、前記上下方向の両端部に含まれる対象ランのラン長が中央側に位置するほど短くなり、かつ、前記両端部間に位置する対象ランのラン長が設定幅となるように、前記特定ラン群のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像を取得する第１細線化部と、
前記部分細線化画像に対して所定の細線化処理を施すことにより細線化画像を取得する第２細線化部と、
を備える細線化装置。

【請求項8】

ランレングス符号化された二値画像の細線化をコンピュータに実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムであって、前記プログラムのコンピュータによる実行は、前記コンピュータに、
ａ）前記二値画像において、細線化の対象となるパターンを示すランを対象ランとして、ラン長に対応する左右方向に対して交差する線状領域を示し、かつ、前記左右方向に垂直な上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群として検出する工程と、
ｂ）前記特定ラン群において、前記上下方向の両端部に含まれる対象ランのラン長が中央側に位置するほど短くなり、かつ、前記両端部間に位置する対象ランのラン長が設定幅となるように、前記特定ラン群のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像を取得する工程と、
ｃ）前記部分細線化画像に対して所定の細線化処理を施すことにより細線化画像を取得する工程と、
を実行させるコンピュータ読み取り可能なプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ランレングス符号化された二値画像を細線化する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、二値画像をランレングス符号化してランレングスデータに変換し、処理を高速化することが行われている。また、特許文献１では、画像データの送信で、横方向細線化処理および縦方向細線化処理のうちの一方の処理を行い、その受信において他方の処理を行う手法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５９－１２２１７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ランレングス符号化された二値画像を細線化する際に、ラン長に対応する左右方向の細線化を先に行い、その後、全体の細線化を行って細線化画像を取得することが考えられる。ランレングスデータでは、左右方向の細線化を高速に行うことが可能であるため、上記手法により、二値画像の細線化処理を高速化することが可能となる。しかしながら、上記手法では、例えば、線と線との接続部において、枝状の不要な線（いわゆる、ヒゲ）等の異常が発生しやすくなる。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、二値画像の細線化処理を高速化するとともに、ヒゲ等の異常の発生が低減された美しい細線化画像を取得することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様１は、ランレングス符号化された二値画像を細線化する細線化方法であって、ａ）前記二値画像において、細線化の対象となるパターンを示すランを対象ランとして、ラン長に対応する左右方向に対して交差する線状領域を示し、かつ、前記左右方向に垂直な上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群として検出する工程と、ｂ）前記特定ラン群において、前記上下方向の両端部に含まれる対象ランのラン長が中央側に位置するほど短くなり、かつ、前記両端部間に位置する対象ランのラン長が設定幅となるように、前記特定ラン群のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像を取得する工程と、ｃ）前記部分細線化画像に対して所定の細線化処理を施すことにより細線化画像を取得する工程とを備える。

【0007】

本発明の態様２は、態様１の細線化方法であって、前記ａ）工程において、各対象ランが上下それぞれに１個以下の対象ランのみと接続する前記対象ラン群が、前記特定ラン群として検出される。

【0008】

本発明の態様３は、態様１（態様１または２であってもよい。）の細線化方法であって、前記ａ）工程において、前記上下方向に互いに接続する２個の対象ランの各組合せにおける、左端同士の前記左右方向の距離、および、右端同士の前記左右方向の距離が、所定画素数以下である前記対象ラン群が、前記特定ラン群として検出される。

【0009】

本発明の態様４は、態様１（態様１ないし３のいずれか１つであってもよい。）の細線化方法であって、前記ａ）工程において、上端から下端に向かって対象ランの重心の移動方向が一定である前記対象ラン群が、前記特定ラン群として検出される。

【0010】

本発明の態様５は、態様１ないし４のいずれか１つの細線化方法であって、前記ａ）工程が、ａ１）前記二値画像において、所定の条件を満たしつつ前記上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群候補として検出する工程と、ａ２）前記特定ラン群候補が示す領域において、前記上下方向に沿う長さと、前記左右方向に沿う太さとを比較することにより、前記特定ラン群候補が前記特定ラン群であるか否かを判定する工程とを備える。

【0011】

本発明の態様６は、態様１ないし４のいずれか１つ（態様１ないし５のいずれか１つであってもよい。）の細線化方法であって、前記ｂ）工程における前記特定ラン群のラン長の短縮により、前記上下方向に関して隣接する２個の対象ランが前記左右方向に離れる場合に、前記２個の対象ランの少なくとも一方のラン長が延長される。

【0012】

本発明の態様７は、ランレングス符号化された二値画像を細線化する細線化装置であって、前記二値画像において、細線化の対象となるパターンを示すランを対象ランとして、ラン長に対応する左右方向に対して交差する線状領域を示し、かつ、前記左右方向に垂直な上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群として検出する特定ラン群検出部と、前記特定ラン群において、前記上下方向の両端部に含まれる対象ランのラン長が中央側に位置するほど短くなり、かつ、前記両端部間に位置する対象ランのラン長が設定幅となるように、前記特定ラン群のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像を取得する第１細線化部と、前記部分細線化画像に対して所定の細線化処理を施すことにより細線化画像を取得する第２細線化部とを備える。

【0013】

本発明の態様８は、ランレングス符号化された二値画像の細線化をコンピュータに実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムであって、前記プログラムのコンピュータによる実行は、前記コンピュータに、ａ）前記二値画像において、細線化の対象となるパターンを示すランを対象ランとして、ラン長に対応する左右方向に対して交差する線状領域を示し、かつ、前記左右方向に垂直な上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群として検出する工程と、ｂ）前記特定ラン群において、前記上下方向の両端部に含まれる対象ランのラン長が中央側に位置するほど短くなり、かつ、前記両端部間に位置する対象ランのラン長が設定幅となるように、前記特定ラン群のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像を取得する工程と、ｃ）前記部分細線化画像に対して所定の細線化処理を施すことにより細線化画像を取得する工程とを実行させる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、二値画像の細線化処理を高速化するとともに、ヒゲ等の異常の発生が低減された美しい細線化画像を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】細線化装置の機能構成を示す図である。

【図2】コンピュータの構成を示す図である。

【図3】二値画像のランレングス符号化を説明するための図である。

【図4】二値画像を細線化する処理の流れを示す図である。

【図5】二値画像を示す図である。

【図6】特定ラン群候補の検出を説明するための図である。

【図7】特定ラン群候補を示す図である。

【図8】二値画像を示す図である。

【図9】特定ラン群のラン長の短縮を説明するための図である。

【図10】特定ラン群のラン長の延長を説明するための図である。

【図11】部分細線化画像を示す図である。

【図12】細線化画像を示す図である。

【図13】二値画像を細線化する比較例の処理を説明するための図である。

【図14】二値画像を示す図である。

【図15】比較例の処理による部分細線化画像を示す図である。

【図16】部分細線化画像を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、本発明の一の実施の形態に係る細線化装置１の機能構成を示す図である。細線化装置１は、ランレングス符号化（ランレングス圧縮）された二値画像を細線化する装置である。細線化装置１における細線化の対象となる二値画像は、線の接続関係や角度、太さ等が多種多様な条件になる画像である。例えば、当該二値画像は、プリント基板の回路パターン等の基板上のパターンを示す画像や、神経突起細胞等の細胞を示す細胞画像であり、細線化した二値画像（すなわち、細線化画像）は、基板上のパターンの検査や細胞の検査等に用いられる。

【0017】

図２は、細線化装置１を実現するコンピュータ３の構成を示す図である。コンピュータ３は、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、記憶装置３４と、ディスプレイ３５と、入力部３６と、読取装置３７と、通信部３８と、ＧＰＵ３９と、バス３０とを含む一般的なコンピュータシステムの構成を有する。ＣＰＵ３１は、各種演算処理を行う。ＧＰＵ３９は、画像処理等に関する各種演算処理を行う。ＲＯＭ３２は、基本プログラムを記憶する。ＲＡＭ３３は、各種情報を記憶する。記憶装置３４は、情報記憶を行う。ディスプレイ３５は、画像等の各種情報の表示を行う。入力部３６は、作業者からの入力を受け付けるキーボード３６ａおよびマウス３６ｂを備える。読取装置３７は、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８１から情報の読み取りを行う。通信部３８は、外部の装置との間で信号を送受信する。バス３０は、ＣＰＵ３１、ＧＰＵ３９、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、記憶装置３４、ディスプレイ３５、入力部３６、読取装置３７および通信部３８を接続する信号回路である。

【0018】

コンピュータ３では、事前に読取装置３７を介して記録媒体８１からプログラム８１１が読み出されて記憶装置３４に記憶されている。プログラム８１１は、コンピュータ読み取り可能であればよく、ネットワークを介して記憶装置３４に記憶されてもよい。ＣＰＵ３１およびＧＰＵ３９は、プログラム８１１に従ってＲＡＭ３３や記憶装置３４を利用しつつ演算処理を実行する。ＣＰＵ３１およびＧＰＵ３９は、コンピュータ３において演算部として機能する。ＣＰＵ３１およびＧＰＵ３９以外に演算部として機能する他の構成が採用されてもよい。

【0019】

細線化装置１では、コンピュータ３がプログラム８１１に従って演算処理等を実行することにより、図１に示す機能構成が実現される。すなわち、コンピュータ３のＣＰＵ３１、ＧＰＵ３９、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、記憶装置３４およびこれらの周辺構成は、特定ラン群検出部２０と、第１細線化部２１と、第２細線化部２２とを実現する。特定ラン群検出部２０、第１細線化部２１および第２細線化部２２の機能の詳細については後述する。これらの機能の全部または一部は専用の電気回路により実現されてもよい。また、複数のコンピュータによりこれらの機能が実現されてもよい。

【0020】

図３は、二値画像４のランレングス符号化を説明するための図である。図３の左側は、二値画像４の一部を示し、右側は、当該二値画像４がランレングス符号化されたデータ（以下、「ランレングスデータ」という。）を示す。二値画像４では、互いに直交する２つの方向に、複数の画素が配列されており、本明細書では、当該２つの方向を「左右方向」および「上下方向」という。左右方向および上下方向は、図３の左側の二値画像４における左右方向および上下方向である。図３の左側では、二値画像４の上側および左側に、左右方向および上下方向の座標を記している。

【0021】

二値画像４において、左右方向に連続する、同じ値の画素の集合は「ラン」と呼ばれ、当該画素の集合に含まれる画素の個数は「ラン長（ランレングス）」と呼ばれる。ラン長は、左右方向におけるランの長さである。本実施の形態における二値画像４では、白い画素がパターンを示し、当該パターンが細線化の対象となるため、以下の説明では、当該パターンを示すラン４１を「対象ラン４１」という。対象ラン４１は、左右方向に連続する白い画素の集合である。図３の左側では、対象ラン４１を太線の矩形にて囲んでいる。実際の二値画像４は、図３の左側よりも多数の画素が左右方向および上下方向に配列されており、上下方向の各位置では、複数の対象ラン４１が存在し得る。二値画像４のランレングス符号化では、概念的には、当該二値画像４において、上下方向の各位置にて左右方向に並ぶ画素の値の配列が、当該値の配列に含まれる各対象ラン４１の始点および終点の位置で表される（図３の右側参照）。

【0022】

図４は、ランレングス符号化された二値画像４を細線化する処理の流れを示す図である。二値画像４の細線化処理では、まず、ランレングス符号化された二値画像４が準備され、図１の特定ラン群検出部２０に入力される（ステップＳ１１）。図５は、細線化処理が行われる二値画像４の一部を示す図である。実際には、図５の二値画像４は、ランレングスデータとして表されている。本実施の形態では、外部の装置においてランレングス符号化された二値画像がランレングスデータとして細線化装置１に入力されるが、当該ランレングスデータは、細線化装置１において二値画像４をランレングス符号化することに準備されてもよい。

【0023】

特定ラン群検出部２０では、二値画像４において、所定の条件を満たしつつ上下方向に順に接続する対象ラン群が特定ラン群候補として検出される（ステップＳ１２）。図６は、特定ラン群候補４２の検出を説明するための図であり、二値画像４に含まれる複数の対象ラン４１（一部の対象ランに符号４１ａ～４１ｌを付す。）を示す。特定ラン群検出部２０における処理は、実際には、二値画像４のランレングスデータに対して行われるが、説明の便宜上、復号化（展開）した二値画像４を参照して処理の内容を説明する。特定ラン群候補の検出では、まず、二値画像４の上側から下側に向かって順に、各対象ラン４１に対して下側に接続（接触）する他の対象ラン４１が存在するか否かが確認される。ここで、２個の対象ラン４１が「接続する」には、当該２個の対象ラン４１が、左右方向の位置が同じである画素を含む場合のみならず、当該２個の対象ラン４１の一方の左端と他方の右端とが、左右方向に１画素以内の位置に存在する場合が含まれる。

【0024】

一の対象ラン４１に対して下側に接続する対象ラン４１が存在する場合、これらの２個の対象ラン４１の組合せ（以下、「接続ランペア」という。）において、後述の条件１～３を満たすか否かが確認される。条件１～３を満たす接続ランペアでは、その接続関係が特定ラン群検出部２０において記録される。これにより、上下方向に順に接続する所定数以上（例えば、後述の数２中のＹｔ以上）の対象ラン４１であり、かつ、それぞれが条件１～３の全てを満たす接続ランペアに含まれる対象ラン群が、特定ラン群候補４２として検出される。図６では、１個の特定ラン群候補４２に含まれる複数の対象ラン４１に対して、符号４２を付す１本の矢印を重ねている。

【0025】

条件１は、接続ランペアに含まれる各対象ラン４１が、上下それぞれに１個以下の対象ラン４１のみと接続する（すなわち、１個の対象ラン４１のみと接続する、または、いずれの対象ラン４１とも接続しない）ことである。例えば、図６中に符号４１ａ，４１ｂを付す２個の対象ランの接続ランペアでは、各対象ラン４１ａ，４１ｂが上下それぞれに１個以下の対象ラン４１のみと接続するため、対象ラン４１ａ，４１ｂの接続ランペアは条件１を満たす。

【0026】

一方、図６中の２個の対象ラン４１ｄ，４１ｅの接続ランペアでは、対象ラン４１ｅが下側にて２個の対象ラン４１，４１ｆと接続するため、対象ラン４１ｄ，４１ｅの接続ランペアは条件１を満たさない。換言すると、対象ラン４１ｅが下側にて２個の対象ラン４１，４１ｆに分岐するため、対象ラン４１ｄ，４１ｅの接続ランペアは条件１を満たさない。なお、対象ラン４１ｄと、その上側の対象ラン４１ｃとの接続ランペアでは、各対象ラン４１ｃ，４１ｄが上下それぞれに１個以下の対象ラン４１のみと接続するため、対象ラン４１ｃ，４１ｄの接続ランペアは条件１を満たす。以上のように、条件１は、分岐している対象ラン４１を特定ラン群候補４２から除外し、分岐していない対象ラン４１を特定ラン群候補４２に含めるものである。

【0027】

条件２は、接続ランペアに含まれる２個の対象ラン４１において、左端の画素同士の左右方向の距離（ランの開始座標の差）、および、右端の画素同士の左右方向の距離（ランの終了座標の差）が、所定の判定画素数以下であることである。例えば、図６中の対象ラン４１ｆ，４１ｇの接続ランペアでは、対象ラン４１ｆ，４１ｇの左端の画素同士の左右方向の距離、および、右端の画素同士の左右方向の距離が、共に判定画素数以下であるため、対象ラン４１ｆ，４１ｇの接続ランペアは条件２を満たす。一方、対象ラン４１ｈ，４１ｉの接続ランペアでは、対象ラン４１ｈ，４１ｉの左端の画素同士の左右方向の距離Ｄ１が、判定画素数を超えるため、対象ラン４１ｈ，４１ｉの接続ランペアは条件２を満たさない。以上のように、条件２は、上側の対象ラン４１からのズレが大きい対象ラン４１を特定ラン群候補４２から除外し、上側の対象ラン４１からのズレが小さい対象ラン４１を特定ラン群候補４２に含めるものである。

【0028】

条件３は、接続ランペアに含まれる２個の対象ラン４１が特定ラン群候補４２に含まれると仮定し、当該特定ラン群候補４２の上端から下側に向かって対象ラン４１の重心の移動方向を順に特定した場合に、当該重心の移動方向が一定であることである。例えば、図６中の対象ラン４１ｊ，４１ｋの接続ランペアが、対象ラン４１ｆ，４１ｇと共に特定ラン群候補４２に含まれると仮定する。この場合に、対象ラン４１ｊ，４１ｋにおける重心の移動方向が、それまでの重心の移動方向（すなわち、対象ラン４１ｆ，４１ｇの移動方向、および、対象ラン４１ｇ，４１ｊの移動方向）と同じ（右側）であるため、対象ラン４１ｊ，４１ｋの接続ランペアは条件３を満たす。

【0029】

一方、図６中の対象ラン４１ｋ，４１ｌの接続ランペアが、対象ラン４１ｆ，４１ｇ，４１ｊと共に特定ラン群候補４２に含まれると仮定すると、対象ラン４１ｋ，４１ｌにおける重心の移動方向が、それまでの重心の移動方向とは逆方向となる、すなわち、特定ラン群候補４２が折れ曲がる。この場合、対象ラン４１ｋ，４１ｌの接続ランペアは条件３を満たさない。以上のように、条件３は、折れ曲がり部を形成することになる対象ラン４１を特定ラン群候補４２から除外するものである。

【0030】

図７は、１個の特定ラン群候補４２を示す図である。特定ラン群検出部２０では、少なくとも１個の特定ラン群候補４２が検出されると、各特定ラン群候補４２が示す領域において、上下方向に沿う長さと、左右方向に沿う太さとが比較される。図７の例では、まず、特定ラン群候補４２に含まれる複数の対象ラン４１の個数が長さＬとして求められ、当該複数の対象ラン４１のラン長の平均が太さＴとして求められる。さらに、特定ラン群候補４２に含まれる上端の対象ラン４１と下端の対象ラン４１との間の重心の移動量Ｒ（傾きと捉えることも可能である。）が求められる。そして、長さＬ、太さＴおよび移動量Ｒが、数１の関係を満たす場合、特定ラン群候補４２が特定ラン群であると判定され、数１の関係を満たさない場合、特定ラン群候補４２が特定ラン群ではないと判定される（ステップＳ１３）。

【0031】

【数1】

【0032】

数１の左辺は、上端の対象ラン４１の重心と下端の対象ラン４１の重心とを結ぶ線Ｌ１（図７中に破線にて示す。）に垂直な方向における特定ラン群候補４２の太さを示す。換言すると、数１の左辺は、特定ラン群候補４２の傾きを補正した太さを示す。図７では、当該太さを符号Ｔ０を付す矢印にて示す。数１中のαは調整用の係数であり、数１では、特定ラン群候補４２における補正後の太さＴ０が、長さＬに係数αを掛けた値よりも小さい場合に、特定ラン群候補４２が特定ラン群であると判定される。

【0033】

係数αは大きいほど、特定ラン群候補４２が特定ラン群として採用されやすくなる。特定ラン群候補４２が特定ラン群であるか否かを判定する数１は好ましい一例に過ぎず、例えば、数１中の長さＬに代えて、特定ラン群候補４２の傾きを補正した長さ（例えば、（Ｌ^２＋Ｒ^２）の平方根により求められる。）が用いられてもよい。また、数１の左辺として、簡易的に太さＴが用いられてもよい。以上のように、ステップＳ１３では、特定ラン群候補４２が示す領域において、上下方向に沿う長さと、左右方向に沿う太さとを比較することにより、特定ラン群候補４２が特定ラン群であるか否かが判定される。

【0034】

図８は、図５と同じ二値画像４を示す図であり、特定ラン群検出部２０により検出された特定ラン群を符号４３を付す矩形にて囲む。以下の説明では、特定ラン群に符号４３を付す。特定ラン群４３は、左右方向に対して交差する線状領域、すなわち、縦線・斜線領域を示す。

【0035】

特定ラン群４３が検出されると、第１細線化部２１では、特定ラン群４３のラン長が短縮される（ステップＳ１４）。特定ラン群４３のラン長の短縮とは、特定ラン群４３に含まれる対象ラン４１の画素数を減らすことであり、細線化処理と捉えることが可能である。第１細線化部２１における処理は、特定ラン群検出部２０と同様に、実際には、二値画像４のランレングスデータに対して行われるが、説明の便宜上、復号化した二値画像４を参照して処理の内容を説明する。

【0036】

図９は、特定ラン群４３のラン長の短縮を説明するための図である。図９の左側は、ラン長短縮前の一の特定ラン群４３を示し、右側は、ラン長短縮後の特定ラン群４３を示す。ここで、本実施の形態における二値画像４では、上下方向における位置が、上端から下端に向かって値が大きくなるＹ座標で表される。特定ラン群４３に含まれる一の対象ラン４１を「注目ラン４１」と呼ぶと、特定ラン群４３の上端の対象ラン４１のＹ座標をＹ０、下端の対象ラン４１のＹ座標をＹ１、注目ラン４１のＹ座標をＹｒ、注目ラン４１のラン長をＬｒとして、注目ラン４１の短縮後のラン長Ｌｎは、数２により求められる。後述するように、数２中のＹｔは、特定ラン群４３において特別な細線化処理を施す範囲を規定する値であり、予め設定される。

【0037】

【数2】

【0038】

数２の右辺の式は、「Ｙｒ＜Ｙ０＋Ｙｔ」の場合、「Ｙ１－Ｙｔ＜Ｙｒ」の場合、および、「その他」の場合に分けられている。「Ｙｒ＜Ｙ０＋Ｙｔ」の場合の式は、特定ラン群４３において、上端の対象ラン４１から下側に向かってＹｔの範囲である部位４３１（以下、「上側端部４３１」という。）に、注目ラン４１が含まれる際に用いられる。図９の右側に示すように、当該式では、上側端部４３１に含まれる注目ラン４１が上端の対象ラン４１から離れるほど、すなわち、注目ラン４１が中央側に位置するほど、注目ラン４１の短縮後のラン長Ｌｎが短くなる。このように、上側端部４３１では、左右方向の幅が下側に向かって漸次小さくなる。本実施の形態では、短縮後のラン長Ｌｎの最小値である設定幅が１として設定されており、当該式の計算結果が１未満となる場合には、注目ラン４１の短縮後のラン長Ｌｎは１とされる。後述の「Ｙ１－Ｙｔ＜Ｙｒ」の場合の式において同様である。典型的には、ラン長短縮後の注目ラン４１は、ラン長短縮前の注目ラン４１（図９の右側にて二点鎖線にて示す。）の略中央に配置される。

【0039】

「Ｙ１－Ｙｔ＜Ｙｒ」の場合の式は、特定ラン群４３において、下端の対象ラン４１から上側に向かってＹｔの範囲である部位４３２（以下、「下側端部４３２」という。）に、注目ラン４１が含まれる際に用いられる。当該式では、下側端部４３２に含まれる注目ラン４１が下端の対象ラン４１から離れるほど、すなわち、注目ラン４１が中央側に位置するほど、注目ラン４１の短縮後のラン長Ｌｎが短くなる。このように、下側端部４３２では、左右方向の幅が上側に向かって漸次小さくなる。

【0040】

注目ラン４１が上側端部４３１と下側端部４３２との間に位置する際は、「その他」の場合に該当し、短縮後のラン長Ｌｎが設定幅である１となる。以上のように、第１細線化部２１では、特定ラン群４３の上側端部４３１および下側端部４３２に対して、左右方向の幅が漸次変化する特別な細線化処理が行われる。なお、二値画像４が示すパターンの種類等によっては、設定幅が１より大きくてもよい。また、上側端部４３１および下側端部４３２における左右方向の幅は、必ずしも線形に変化する必要はなく、非線形に変化してもよい。

【0041】

図１０は、特定ラン群４３の一部を示す図である。図１０の上段は、ラン長短縮前の特定ラン群４３を示し、中段は、ラン長短縮後の特定ラン群４３を示し、下段は、後述するラン長の延長後の特定ラン群４３を示す。図１０の上段および中段に示すように、上下方向に対する特定ラン群４３の傾き等によっては、ラン長短縮後の特定ラン群４３において、上下方向に関して隣接する２個の対象ラン４１が左右方向に１画素以上離れる（すなわち、ラン間が途切れる）場合がある。このように、左右方向のみに注目した場合に、当該２個の対象ラン４１の間に１画素以上の隙間４９が生じるときには、第１細線化部２１では、図１０の下段に示すように、当該２個の対象ラン４１の少なくとも一方のラン長が延長され、当該隙間４９が埋められる（解消される）。換言すると、当該２個の対象ラン４１が斜め方向に繋げられる。

【0042】

対象ラン４１のラン長の延長とは、当該対象ラン４１の画素数を増やすことである。図１０の下段では、各対象ラン４１において延長した部位（画素）を破線の矩形にて囲む。当該２個の対象ラン４１では、上側の対象ラン４１および下側の対象ラン４１のいずれのラン長を延長してもよく、双方のラン長を延長してもよい。図１０の下段の例では、ラン長の延長後における当該２個の対象ラン４１が、左右方向の位置が同じである画素（すなわち、上下方向に接続する画素）を含まない。ラン長の延長後における当該２個の対象ラン４１が、左右方向の位置が同じである画素を含んでもよい。

【0043】

図１１は、第１細線化部２１による処理後の二値画像４ａを示す図であり、図８に対応する。図１１では、特定ラン群４３に含まれる対象ラン４１のみラン長の短縮、すなわち、細線化処理が行われており、特定ラン群４３に含まれない対象ラン４１については、細線化処理は行われない。以下、第１細線化部２１による処理後の二値画像４ａを、「部分細線化画像４ａ」と呼ぶ。第１細線化部２１における上記処理は、実際には、二値画像４のランレングスデータにおいて、特定ラン群４３に含まれる各対象ラン４１の始点および終点の位置（値）を変更することにより、高速に実行される。以上のように、第１細線化部２１では、特定ラン群４３のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像４ａが取得される。

【0044】

部分細線化画像４ａのランレングスデータが取得されると、第２細線化部２２では、部分細線化画像４ａに対して所定の細線化処理が施され、細線化画像が取得される（ステップＳ１５）。第２細線化部２２では、Ｚｈａｎｇ Ｓｕｅｎ、Ｈｉｌｄｉｔｃｈ、ＮＷＧ（Nagendraprasad-Wang-Gupta）または田村の方法等の一般的な細線化アルゴリズムが利用される。これらの細線化アルゴリズムは周知であるため、詳細な説明を省略する。

【0045】

図１２は、第２細線化部２２により取得される細線化画像４ｂを示す図であり、図１１に対応する。第２細線化部２２では、例えば、部分細線化画像４ａのランレングスデータを復号化した二値画像の全体に対して細線化処理が行われる。一例では、当該二値画像において、各画素を中心とする３×３画素の配列が所定の条件に該当するか否かの確認や、３×３画素の配列が所定のパターンに該当するか否かの確認等が行われ、当該画素の値の変更の要否が決定される。これらの処理は、細線化が完了するまで繰り返される。このとき、部分細線化画像４ａでは、特定ラン群４３に対する部分的な細線化処理が完了しているため、第２細線化部２２における細線化処理に要する時間を短縮することが可能となる。実際には、第１細線化部２１を省略し、第２細線化部２２のみにより二値画像４の全体を細線化処理する場合に比べて、第１細線化部２１および第２細線化部２２を用いる細線化装置１では、細線化画像４ｂを短時間で取得することが可能である。以上により、ランレングス符号化された二値画像４を細線化する処理が完了する。

【0046】

図１３は、ランレングス符号化された二値画像を細線化する比較例の処理を説明するための図である。比較例の処理では、まず、図１３の左側に示す二値画像９において、左右方向の細線化が行われる。左右方向の細線化では、例えば、図４のステップＳ１２，Ｓ１３の処理と同様にして、上下方向に延びる線状領域（特定ラン群４３に相当）が検出され、続いて、当該線状領域に含まれる全ての対象ランのラン長が設定幅である１とされる。これにより、図１３の中央に示す部分細線化画像９ａが取得される。その後、ステップＳ１５と同様に、部分細線化画像９ａの全体に対して細線化処理が行われ、細線化画像９ｂが取得される。比較例の処理では、細線化画像９ｂにおいて、符号Ａ１を付す円にて囲むように、線の途切れが発生する。実際には、当該線の途切れは、左右方向の細線化時（部分細線化画像９ａの取得時）に発生する。また、符号Ａ２を付す円にて囲むように、枝状の不要な線であるヒゲが発生する。ファクシミリの文字画像等では、これらの異常を無視することが可能な場合もあるが、細線化画像９ｂを用いて検査等を行う場合には、これらの異常を無視することはできない。

【0047】

次に、比較例の処理においてヒゲが発生する理由について説明する。例えば、図１４に示す二値画像９に対して、比較例の処理により左右方向の細線化を行った場合、図１５に示す部分細線化画像９ａが取得される。左右方向の細線化では、上下方向に延びる線状領域９１の全体の幅が設定幅とされるため、部分細線化画像９ａでは、細線化後の線状領域９１の上端から図１５中の左側に突出する突起部９２が発生する。その結果、部分細線化画像９ａの全体に対して細線化処理を施すことにより得られる細線化画像では、図１５中に破線にて示す細線化パターン９３において、突起部９２に対応するヒゲ９３１が発生する。

【0048】

一方、図４の細線化処理では、図１６に示すように、特定ラン群４３の上側端部４３１において左右方向の幅が下側に向かって漸次小さくなるように、第１細線化部２１により特定ラン群４３のラン長が短縮され、部分細線化画像４ａが取得される。これにより、部分細線化画像４ａにおいて、上記突起部９２の発生が抑制される。また、第２細線化部２２により部分細線化画像４ａから取得される細線化画像では、図１６中に破線にて示す細線化パターン４４のように、ヒゲ９３１の発生が抑制される。このように、第１細線化部２１では、第２細線化部２２による細線化処理への影響、すなわち、最終的な細線化画像への影響を抑制しつつ、特定ラン群４３のラン長が短縮される。

【0049】

以上に説明したように、図４に示す細線化方法は、ランレングス符号化された二値画像４において、ラン長に対応する左右方向に対して交差する線状領域を示し、かつ、上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群４３として検出する工程（ステップＳ１２，Ｓ１３）と、特定ラン群４３のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像４ａを取得する工程（ステップＳ１４）と、部分細線化画像４ａに対して所定の細線化処理を施すことにより細線化画像４ｂを取得する工程（ステップＳ１５）とを備える。ステップＳ１４における特定ラン群４３のラン長の短縮では、特定ラン群４３において、上下方向の両端部４３１，４３２に含まれる対象ラン４１のラン長が中央側に位置するほど短くなり、かつ、両端部４３１，４３２間に位置する対象ラン４１のラン長が設定幅となる。これにより、二値画像４の細線化処理を高速化するとともに、当該二値画像４が示すパターンが複雑な形状を有する場合でも、ヒゲ等の異常の発生が低減された美しい細線化画像４ｂを取得することができる。その結果、細線化画像４ｂを用いた検査等を適切に行うことが実現される。ステップＳ１５では、様々な細線化アルゴリズムを採用することができ、本細線化方法は、汎用的に利用可能である。

【0050】

好ましくは、特定ラン群４３を検出する際に、二値画像４において、所定の条件を満たしつつ上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群候補４２として検出する工程（ステップＳ１２）と、特定ラン群候補４２が示す領域において、上下方向に沿う長さと、左右方向に沿う太さとを比較することにより、特定ラン群候補４２が特定ラン群４３であるか否かを判定する工程（ステップＳ１３）とが行われる。これにより、特定ラン群４３の検出を容易に行うことができる。

【0051】

好ましくは、各対象ラン４１が上下それぞれに１個以下の対象ラン４１のみと接続する対象ラン群が、特定ラン群４３として検出される。このように、分岐を含まない対象ラン群を特定ラン群４３として検出することにより、特定ラン群４３のラン長の短縮処理が複雑化することを避けることができ、適切な細線化画像４ｂを容易に取得することができる。

【0052】

好ましくは、上下方向に互いに接続する２個の対象ラン４１の各組合せにおける、左端同士の左右方向の距離、および、右端同士の左右方向の距離が、所定画素数以下である対象ラン群が、特定ラン群４３として検出される。仮に、左端または右端の位置が左右方向に過度に離れた２個の対象ラン４１が特定ラン群４３に含まれる場合、細線化画像において、当該２個の対象ラン４１に対応する部分が、理想的な細線化パターンの形状から乖離する場合がある。一方、上記ステップＳ１２，Ｓ１３では、このような２個の対象ラン４１が特定ラン群４３に含まれることを防止することにより、適切な細線化画像４ｂを取得することができる。

【0053】

好ましくは、上端から下端に向かって対象ラン４１の重心の移動方向が一定である対象ラン群が、特定ラン群４３として検出される。これにより、特定ラン群４３の端部４３１，４３２に、上記重心の移動方向が変化する、折れ曲がった部分が含まれる等して、細線化画像４ｂにおいて異常が発生することを防止することができる。また、例えば、ステップＳ１２にて特定ラン群候補４２を検出する場合に、上記重心の移動方向が一定である対象ラン群、すなわち、折れ曲がった部分を含まない対象ラン群を特定ラン群候補４２として検出することにより、ステップＳ１３において、特定ラン群候補４２が示す領域の長さと太さとの比較を容易に行うことができる。

【0054】

好ましくは、ステップＳ１４における特定ラン群４３のラン長の短縮により、上下方向に関して隣接する２個の対象ラン４１が左右方向に離れる場合に、当該２個の対象ラン４１の少なくとも一方のラン長が延長される。これにより、部分細線化画像４ａにおいて、ラン間が途切れることを防止することができる。

【0055】

細線化装置１は、特定ラン群検出部２０と、第１細線化部２１と、第２細線化部２２とを備える。特定ラン群検出部２０は、ランレングス符号化された二値画像４において、ラン長に対応する左右方向に対して交差する線状領域を示し、かつ、上下方向に順に接続する対象ラン群を特定ラン群４３として検出する。第１細線化部２１は、特定ラン群４３において、上下方向の両端部４３１，４３２に含まれる対象ラン４１のラン長が中央側に位置するほど短くなり、かつ、両端部４３１，４３２間に位置する対象ラン４１のラン長が設定幅となるように、特定ラン群４３のラン長を短縮することにより、ランレングス符号化された部分細線化画像４ａを取得する。第２細線化部２２は、部分細線化画像４ａに対して所定の細線化処理を施すことにより細線化画像４ｂを取得する。これにより、二値画像４の細線化処理を高速化するとともに、ヒゲ等の異常の発生が低減された美しい細線化画像４ｂを取得することができる。

【0056】

ところで、上記数２では、特定ラン群４３の端部４３１，４３２の上下方向における大きさがＹｔにより規定されている。Ｙｔを小さくすることにより、処理スピードを高くすることが可能である。Ｙｔを大きくすることにより、ヒゲ等の異常がさらに発生しにくくなり、細線化画像４ｂの質が向上する。また、上記数１では、係数αが大きいほど、特定ラン群候補４２が特定ラン群４３として採用されやすくなり、処理スピードを高くすることが可能となる。また、係数αが小さいほど、特定ラン群候補４２が特定ラン群４３として採用されにくくなり、細線化画像４ｂにおいて異常の発生が抑制される。さらに、上記の条件２についても、判定画素数が大きいほど、処理スピードが高くなり、判定画素数が小さいほど、異常の発生が抑制される。以上のように、細線化処理では、処理スピードの高速化と、細線化画像４ｂの質の向上とがトレードオフの関係となるため、上記Ｙｔ、係数α、判定画素数等は、細線化処理に求められる処理スピードや細線化画像の質に応じて適宜決定されてよい。

【0057】

上記細線化方法および細線化装置１では様々な変形が可能である。

【0058】

特定ラン群検出部２０において、特定ラン群候補４２の検出に用いられる条件１～３の全部または一部は、省略されてもよく、他の条件が用いられてもよい。また、特定ラン群候補４２を検出することなく、特定ラン群４３が直接的に検出されてもよい。

【0059】

ステップＳ１３において、上端の対象ラン４１の重心と下端の対象ラン４１の重心とを結ぶ線Ｌ１（図７参照）の傾きが所定値よりも大きい特定ラン群候補４２を特定ラン群４３とする場合、ステップＳ１４におけるラン長の短縮において、上下方向に関して隣接する２個の対象ラン４１が左右方向に１画素以上離れやすくなる。その結果、ラン長の延長処理に要する時間が増加する可能性がある。したがって、当該傾きが所定値よりも大きい特定ラン群候補４２については、特定ラン群４３ではないと判定され、ラン長の延長処理に要する時間の増加が抑制されてもよい。

【0060】

細線化処理の対象となる二値画像４が、左右方向に延びる線状パターンを多く含む場合には、左右方向と上下方向を転置した後に、図４の処理が行われてもよい。

【0061】

上記細線化方法および細線化装置１は、基板上のパターンや細胞の検査以外の用途に用いられてもよい。

【0062】

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

【符号の説明】

【0063】

１ 細線化装置
３ コンピュータ
４ 二値画像
４ａ 部分細線化画像
４ｂ 細線化画像
２０ 特定ラン群検出部
２１ 第１細線化部
２２ 第２細線化部
４１，４１ａ～４１ｌ 対象ラン
４２ 特定ラン群候補
４３ 特定ラン群
４３１，４３２ （特定ラン群の）端部
８１１ プログラム
Ｓ１１～Ｓ１５ ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】