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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf
Bildverarbeitungssysteme und insbesondere auf Systeme
zum Erkennen graphischer Objekte in Zeichnungen wie
für die Bildung von Zeichnungs-Datenbanken.
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Ein herkömmliches System zum Erkennen besonderer
Merkmale in einer Karte ist bekannt aus "Maris: Map
recognition input system" von Suzumi und Yamada,
Pattern recognition, Band 23, Nr. 8, Seiten 919 bis
933, 1990.
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Ein herkömmliches System zum Erkennen graphischer
Objekte in einer Zeichnung wird diskutiert in
"Interactive Drawing Input System", Nikkei CG, Seiten 120 bis
130, April 1987. Dieses System beruht auf einer
Linienverfolgungs-Erkennungsstrategie.
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Die Konfiguration dieses herkömmlichen Systems ist in
Fig. 1 gezeigt. Das Zeichnungserkennungssystem
umfaßt einen Bildlaser 11, eine Videoanzeige 12, eine
Eingabevorrichtung 13, ein Datenverarbeitungssystem
14 mit einem Speicher 14a und einem Prozessor 14b,
und einen Zeichnungsschreiber 15. Das
Datenverarbeitungssystem 14 führt ein Zeichnungserkennungsprogramm
65 aus für die Erkennung graphischer Objekte in einem
Bild, das von dem Bildlaser 11 gelesen wurde. Die
Hauptkomponenten des Zeichnungserkennungsprogramms 65
sind in Fig. 2 gezeigt. Das
Zeichnungserkennungsprogramm 14 weist ein Verfolgungsstartpunkt-
Bestimmungsprogramm 66, ein Linienverfolgungsprogramm
67 und ein Verfolgungskandidaten-Bestimmungsprogramm
68 auf.
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Die Arbeitsweise des herkömmlichen Systems wird nun
mit Bezug auf ein in den Fig. 3a bis 3d gezeigtes
Beispiel beschrieben. Zuerst wird eine Zeichnung
durch den Bildlaser 11 digitalisiert, um digitale
Bilddaten zu erzeugen, und die Daten werden zu dem
Datenverarbeitungssystem 14 geführt. In dieser
Verbindung ist eine "Zeichnung" jedes gedruckte Bild auf
einem geeigneten physikalischem Medium wie Papier.
Digitale Bilddaten werden dargestellt als ein x-y-
Koordinatennetz von Pixeln, die durch binäre Werte
dargestellt sind. Die digitalen Bilddaten werden dann
auf der Videoanzeige 12 so dargestellt, daß eine
Bedienungsperson das Bild betrachten kann, welches
gelesen wurde.
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Die Bedienungsperson verwendet dann die
Eingabevorrichtung 13, welche eine Maus oder ein Tablett sein
kann, um einen Typ eines zu erkennenden Diagramms zu
bezeichnen, in dem der Typ von einer vorprogrammierten
Menüliste ausgewählt wird. Beispielsweise kann
die Liste eine Anzahl von Mustern enthalten, welche
als Polygone, Linien unterschiedlicher Dicke, Kreise,
Bogen usw. erkannt werden können.
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Beispiele von Typen von zu erkennenden Diagrammen
sind in Verbindung mit den Fig. 23a bis 23d
definiert. Ein einfaches Diagramm (Fig. 23a) ist eine
Linie von konstanter Dicke und unbestimmter Länge,
welche durchgezogen, gebrochen oder eine Kette sein
kann. In einer Ausrüstungszeichnung kann ein
einfaches Diagramm z. B. eine elektrische Leitung
darstellen.
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Ein Verbunddiagramm ist eine Kombination aus
einfachen Diagrammen, welche in einer Ausrüstungszeichnung
eine Ausrüstung darstellen können. Drei Beispiele
sind in Fig. 23b gezeigt.
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Ein graphisches Muster ist ein Muster, das
Konfigurationen von Objekten illustriert. Auf einer Karte kann
ein graphisches Muster Straßen und Häuser darstellen
(siehe Fig. 23c).
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Symbole sind Marken von konstanter Größe, welche
bestimmte Objekte anzeigen. Auf einer Karte kann ein
Symbol z. B. eine Schule oder ein Postamt darstellen.
Auf Ausrüstungszeichnungen kann es z. B. einen
elektrischen Leitungsmast darstellen (siehe Fig. 23d).
Bei dem vorliegenden Beispiel wird angenommen, daß
die Bedienungsperson ein "Polygon" mit der
Eingabevorrichtung 13 auswählt (Fig. 1).
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Nachdem der Diagrammtyp bestimmt wurde, bestimmt die
Bedienungsperson eine Position P in der Nähe eines
Verfolgungsstartpunktes für das graphische Objekt 70
(Fig. 3a), das zu erkennen ist. Die Position P wird
identifiziert durch Verwendung der Eingabevorrichtung
13 (Fig. 1), um einen Körser auf der Videoanzeige 12
in die gewünschte Position zu bewegen. Dann berechnet
ein Verfolgungsstartpositions-Bestimmungsprogramm
(Fig. 2) einen Punkt Q auf dem graphischen Objekt 70
(Fig. 3a), der dem bestimmten Punkt P am nächsten
ist. Der Punkt Q, bekannt als die
Verfolgungsstartposition, ist der Punkt, an welchem die Verfolgung des
graphischen Objekts 70 beginnt. Im allgemeinen ist
der Punkt P, der von einer Bedienungsperson
bezeichnet wird, nicht auf dem zu erkennenden Diagramm
angeordnet. Somit muß ein Punkt Q auf dem Diagramm
gefunden werden, der dem bezeichneten Pumpt P entspricht.
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Bezugnehmend auf Fig. 24 wird der Punkt Q gefunden
durch Schneiden eines Bereichs 200 von den Bilddaten
in der Nähe des Punktes P. Die Kontur der Bilddaten,
die durch Pfeile 201 bis 204 bezeichnet ist, wird
verwendet zur Bestimmung eines Kernlinienvektors 205.
Eine Linie wird senkrecht zu dem Kernlinienvektor
gezeichnet, die durch den bezeichneten Punkt P
hindurchgeht. Der Schnittpunkt dieser senkrechten Linie
und des Kernlinienvektors ist der gewünschte Punkt Q.
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In bekannten CAD-Systemen muß ein bezeichneter Punkt.
P auf einer Linie in dem Bild liegen. Dieses
Erfordernis bei typischen Systemen führt zu Ermüdung und
Verärgerung der Bedienungsperson.
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Nachdem die Verfolgungsstartposition Q bezeichnet
ist, wird ein Linienverfolgungsprogramm 67 (Fig. 2)
ausgeführt, um die Verfolgung einer Linie in jeder
Richtung des Objekts 70 (Fig. 3a) von dem
Verfolgungsstartpunkt Q aus zu beginnen.
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Die Verfolgung einer Linie wird auf der Grundlage
durchgeführt, daß für jede Linie eine Funktion
bestimmt werden kann, um die Linie durch y = ax + b zu
definieren, wobei a die Neigung der Linie und b eine
Versetzung sind. Auch kann eine Dicke bestimmt
werden. In ähnlicher Weise definiert der Krümmungsradius
Bögen und Kreise. Die Verfolgung einer Linie wird
durchgeführt durch Erhöhung von x, bestimmend von y
und feststellen, ob Bilddaten an den neu bestimmten
x,y-Koordinaten mit der gewünschten Liniendicke
gefunden werden. Wenn es keine Daten in einer gegebenen
Richtung mehr gibt, wird die Verfolgung in dieser
Richtung angehalten und eine neue Richtung wird
bestimmt.
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In dem Beispiel nach Fig. 3a schreitet die
Verfolgung in der Richtung des Pfeils X (Fig. 3a) fort, wie
durch den schraffierten Bereich 72 in Fig. 3b
angezeigt ist. Wenn der Verzweigungspunkt T erreicht ist,
wird die Verfolgung in derselben Richtung
fortgesetzt, da diese Fortsetzung möglich ist. An der Ecke
C wird die Richtung der Verfolgung geändert. Wenn der
Verzweigungspunkt K erreicht wird, muß eine
Entscheidung erfolgen, ob die Verfolgung in der Richtung "R"
fortgesetzt werden soll oder ob sie alternativ
entlang der Linie "S" fortschreiten soll. Diese
Bestimmung erfolgt auf der Grundlage des Typs des
graphischen Objekts, das zu erkennen ist. D. h. die Form des
zu erkennenden Objekts kann die geeigneten Änderungen
der Verfolgungsrichtung vorschlagen. In diesem Fall
wird eine Verzweigung nahezu senkrecht durchgeführt.
Daher wird die Verfolgung in der geradlinigen
Richtung fortgesetzt, der Richtung "R", in welcher die
Verfolgung des Objekts 70 optimiert wird.
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Wenn nicht klar ist, welche Verfolgungsrichtung
gewählt
werden sollte, präsentiert ein.
Verfolgungskandidaten-Bestimmungsprogramm 68 (Fig. 2) der
Bedienungsperson mehrere Verfolgungskandidaten in
abfallender Reihenfolge der Wahrscheinlichkeit und
verlangt von der Bedienungsperson, daß sie einen
Kandidaten bezeichnet. In Fig. 3c werden die
Verfolgungsrichtungen R und S als Kandidaten präsentiert. Als
Antwort auf diese Kandidaten betätigt die
Bedienungsperson die Eingabevorrichtung 13 (Fig. 1), um die
korrekte Verfolgungsrichtung R auszuwählen. Dann
nimmt das Linienverfolgungsprogramm 67 (Fig. 2)
wieder die Verfolgung auf, wenn das
Linienverfolgungsprogramm 67 (Fig. 2) die Verfolgung einer Linie einer
beabsichtigten Grafik beendet, d. h. die Verfolgung um
die Grafik 70 ist beendet, hat das System ein
vollständig erkanntes graphisches Objekt. In dem
Beispielfall von Fig. 3d ist die Verfolgung zu dem
Verfolgungsstartpunkt Q zurückgekehrt. Bei Objekten, die
nicht geschlossen sind, wird die Verfolgung beendet,
wenn das Objekt erkannt wurde oder wenn keine
Bilddaten mehr verbleiben, um verfolgt zu werden. An diesem
Punkt erkennt das System, daß das graphische Objekt
70 ein "Polygon" ist und die Verfolgung ist beendet.
Die vorstehend beschriebenen Schritte werden für
jedes der graphischen Objekte in der Zeichnung
wiederholt. Die Schritte werden wiederholt, bis alle der
graphischen Objekte erkannt wurden.
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Um ein Diagramm in einer Zeichnung, die überlappende
Grafiken enthält, zu erkennen, muß eine
Bedienungsperson des herkömmlichen Systems an jedem Punkt, an
welchem die gegenwärtig verfolgte Linie eine andere
Grafik überlappt, bestimmen, welche Linie verfolgt
wird. Somit ist die Bedienungsperson gezwungen, eine
Anzahl von komplizierten Operationen durchzuführen.
Wenn weiterhin eine Zeichnung eine strichlierte Linie
oder eine strichpunktierte Linie enthält, die eine
andere Grafik überlappt oder aufgrund von häufigem
Kopieren so verschlechtert ist, daß Linien
unterbrochen werden oder verschwimmen, versagt ein
herkömmliches Zeichenerkennungssystem beim Verfolgen einer
Linie und herausziehen einer Objektgrafik. Wenn ein
graphisches Objekt aus mehreren Diagrammen besteht
(nachfolgend als ein "Verbunddiagramm" bezeichnet)
muß jede Linie in Reihenfolge für das zu erkennende
Verbunddiagramm bezeichnet werden. Dies erhöht die
Arbeitsbelastung der Bedienungsperson und kann auch
zu einem Fehler bei der Verfolgung einer Linie
aufgrund einer Unterbrechung der Linie führen.
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Wenn Symbole zu einem Diagramm oder einem
Verbunddiagramm hinzugefügt sind, muß die Bedienungsperson das
Diagramm und die Symbole getrennt bezeichnen. Wenn
die Zeichnung isolierte Symbole enthält oder eine
Reihe von Zeichen in einem Bereich existiert, in
welchem verschiedene graphische Elemente dicht
angeordnet sind, erfordert der Eintrag solcher isolierten
Symbole oder der Charakterreihe, daß die
Bedienungsperson Positionen, Neigungen und Typen solcher
Symbole oder Zeichen bezeichnet.
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Weiterhin erfolgt die Erkennung einer Grafik in der
Zeichnung in einer solchen Weise, daß die
Bedienungsperson die Grafiken eine nach der anderen bestimmt,
so daß die Bestimmung einer anderen Grafik für die
Erkennung nicht erfolgen kann, bis das Ergebnis der
Erkennung der vorhergehenden Grafik erhalten ist.
Darüber hinaus kann das herkömmliche
Zeichnungserkennungssystem Bilddaten eines erkannten graphischen
Objekts nicht von einem Hintergrund oder einer Skizze
trennen. Daher kann, wenn nicht alle Daten erkannt
wurden, der Hintergrund oder die Skizze nicht mit der
erkannten Grafik kombiniert werden. Dies beschränkt
den Anwendungsbereich von erkannten Daten.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
vorgenannten Probleme zu lösen oder ein
Zeichnungserkennungssystem vorzusehen, das in der Lage ist, den
Typ, die Form, die genaue Position einer Grafik, die
eine Linie bildet, oder einer Verbundgrafik in einer
Zeichnung, welche überlappende Grafiken enthält oder
aufgrund von häufigem Kopieren verschlechtert ist, zu
erkennen, und dann die erkannte Grafik von dem
Hintergrund oder der Skizze zu trennen, wenn eine
Bedienungsperson einen angenäherten Typ der Grafik und
ihre angenäherte Position bezeichnet.
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Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein
Zeichnungserkennungssystem vorzusehen zum Erkennen des
Typs und der genauen Position eines Symbols, das eine
Linie oder eine Verbundlinie gleichzeitig mit einem
Diagramm oder einem Verbunddiagramm begleitet, und
dann zum Trennen einer erkannten Grafik von einem
Hintergrund oder einer Skizze.
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Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Zeichnungserkennungssystem vorzusehen, in welchem
selbst isolierte Symbole oder Zeichen in der
Zeichnung in Bezug auf ihre Typen, Positionen und
Neigungen erkannt werden können durch eine grobe Anzeige
von angenäherten Positionen. Es ist auch eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein
Zeichnungserkennungssystem vorzuschlagen, in welchem, wenn angenäherte
Positionen von graphischen Objekten
aufeinanderfolgen, solche Positionsinformationen erkannt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System
entsprechend Anspruch 1 vorgesehen.
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Die Diagrammerkennungsvorrichtung kann eine einfache
Diagrammerkennungsvorrichtung enthalten, die ein
Diagrammmodell, das eine gerade Linie oder eine
gestrichelte Linie bildet, entsprechend den Bilddaten eine
Erkennungsgrafik in einer Zeichnung korrigiert, und
dann den Typ, die Gestalt und die Position der Linie
durch Verwendung des korrigierten Diagrammmodells
erkennt.
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Die Diagrammerkennungsvorrichtung kann auch eine
Symbolerkennungsvorrichtung enthalten, welche den Typ,
die Gestalt und die genaue Position eines Symbols,
das mit einer Linie oder einer Verbundlinie verbunden
ist, gemäß der Charakteristik der Bilddaten eines
Bereichs in der Nähe in der angenäherten Position
erkennt.
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Die Diagrammerkennungsvorrichtung kann auch eine
Verbunddiagramm-Erkennungsvorrichtung enthalten, welche
die Konturlinien eines Verbunddiagramms herauszieht
durch Verwendung des aus einer Kombination von Linien
bestehenden Diagrammmodells, der Bilddaten in einer
Zeichnung und der bezeichneten angenäherten Position,
und dann den Typ, die Gestalt und die genaue Position
des Verbunddiagramms erkennt.
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Die Diagrammerkennungsvorrichtung kann eine
Erkennungsvorrichtung für isolierte Symbole enthalten,
welche die das isolierte Symbol bildenden Bilddaten
auf der Grundlage der bezeichneten angenäherten
Position sowie der angenäherten Klassifizierung des
Symbols und der aus der Zeichnung erhaltenen Bilddaten
herauszieht. Die Erkennungsvorrichtung für isolierte
Symbole erkennt dann den Typ, die Neigung und die
genaue Position des isolierten Symbols auf der
Grundlage der herausgezogenen Bilddaten.
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Die Diagrammerkennungsvorrichtung kann eine
Zeichenreihen-Erkennungsvorrichtung enthalten, welche eine
Zeichenreihe bildende Bilddaten herauszieht auf der
Grundlage der Bilddaten in der Zeichnung und der
bezeichneten angenäherten Position sowie mit der
Kenntnis, daß das zu erkennende Objekt Zeichen darstellt.
Die Zeichenreihen-Erkennungsvorrichtung erkennt dann
auf der Grundlage der herausgezogenen Bilddaten den
Typ, die Größe und die Neigung der Zeichenreihe.
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Eine Bezeichnungsvorrichtung für angenäherte
Diagramme ermöglicht es einer Bedienungsperson, einen
angenäherten Typ einer beabsichtigten Grafik zu
bezeichnen. Eine Bezeichnungsvorrichtung für angenäherte
Positionen ermöglicht es der Bedienungsperson, eine
angenäherte Position und Form der in der Zeichnung zu
erkennenden Grafik zu bezeichnen. Eine
Diagrammmodell-Bildungsvorrichtung schafft ein Diagrammmodell,
das für die Erkennung gemäß dem angenäherten Typ, der
Position und der Form der Grafik, welche die
Bedienungsperson eingibt, verwendet wird. Eine
Diagrammerkennungsvorrichtung paßt das Diagrammmodell und die
Bilddaten der zu erkennenden Grafik an und erkennt so
den Typ, die Position und die Form des Diagramms in
der Zeichnung. Hierdurch kann selbst eine zu
erkennende Grafik, die sich in einer komplexen Zeichnung
mit überlappenden Grafiken oder in einer Zeichnung,
welche durch häufiges Kopieren verschlechtert wurde,
befindet, ein Teil der Grafik, welche eine
Bedienungsperson bezeichnet, herausgezogen, erkannt und
dann in einen Computer eingegeben werden.
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Eine einfache Diagrammerkennungsvorrichtung paßt das
Diagrammmodell und die linearen Bilddaten in der Nähe
an in Übereinstimmung mit der Positionsbeziehung
zwischen den Bilddaten in einer Zeichnung und dem
Diagrammmodell, und erkennt dann den Typ, die Gestalt
und die Position eines bezeichneten Diagramms. Daher
kann nicht nur eine gerade Linie, sondern auch ein
Diagramm, das mit einer strichlierten Linie oder
einer strickpunktierten Linie gebildet ist, in einer
komplexen Zeichnung mit überlappenden Grafiken
erkannt werden. Darüber hinaus kann die Gestalt einer
Linie wahrheitsgetreu angenähert werden und die
erkannte Gestalt einer Linie kann in Ordnung gebracht
werden.
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Wenn ein Muster oder eine ein Symbol bildende Grafik
in dem Diagramm oder in dem Verbunddiagramm
existiert, können der Typ und die Position des mit dem
Diagramm oder dem Verbunddiagramm verbundenen Symbols
einfach erkannt werden durch Bezeichnung der
Symbolposition durch die Bezeichnungsvorrichtung für die
angenäherte Position. Daher wird die Last in großem
Maße von der Bedienungsperson genommen, aufgrund der
Einsparung der Arbeit für eine getrennte Bezeichnung
des Diagramms und der Symbole und der Arbeit für die
Zusammensetzung der solche Diagramme und Symbole
betreffenden Daten.
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Eine Verbunddiagramm-Erkennungsvorrichtung zieht die
Konturlinien der ein Verbunddiagramm bildenden
Bilddaten heraus entsprechend der Positionsbeziehung
zwischen den Bilddaten in einer Zeichnung und dem
Diagrammmodell, und erkennt dann die Daten innerhalb der
Konturlinien, um den Typ der Grafik zu
identifizieren. Daher braucht eine Bedienungsperson die
Diagramme nicht eines nach dem anderen zu bezeichnen, sondern
holt ein Verbunddiagramm als eine Einheit.
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Die Erkennungsvorrichtung für isolierte Symbole nimmt
Bilddaten des Bereichs in der Nähe der bezeichneten
angenäherten Position auf, so daß die
Bedienungsperson nicht genau die Neigung und die Position des
Symbols bezeichnen muß.
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Die Zeichenreihen-Erkennungsvorrichtung nimmt
Bilddaten des Bereichs in der Nähe der bezeichneten
angenäherten Position auf und erkennt die Zeichenreihe
durch Trennen des die Zeichenreihe bildenden Bildes,
so daß die Bedienungsperson nicht genau die Position,
die Neigung und die Größe der Zeichenreihe zu
bezeichnen braucht.
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Die Bezeichnungsvorrichtung für eine angenäherte
Position kann die angenäherte Position jedes zu
erkennenden Objekts bezeichnen. Zusätzlich kann die
Anzeigevorrichtung für eine angenäherte Position
aufeinanderfolgend angenäherte Positionen mehrerer Objekte
bezeichnen und die Ergebnisse der Erkennung solcher
Objekte erzeugen. Es ist daher möglich, die
Zeichnungsinformationen in einer kurzen Zeit in einen
Computer einzugeben.
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Durch Vorsehen einer Bezeichnungsvorrichtung für eine
angenäherte Grafik, einer Bezeichnungsvorrichtung für
eine angenäherte Position, einer Diagrammmodell-
Bildungsvorrichtung und einer
Diagrammerkennungsvorrichtung kann das Zeichnungserkennungssystem nach der
vorliegenden Erfindung eine Zeichnung, welche
überlappende Diagramme enthält, oder eine Zeichnung, die
aufgrund häufigen Kopierens verschlechtert ist und
eine Grafik mit vielen Unterbrechungen enthält,
erkennen.
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Das Vorsehen einer einfachen
Diagrammerkennungsvorrichtung ermöglicht die Erkennung nicht nur einer
geraden Linie, sondern auch einer strichlierten oder
strichpunktierten Linie, die eine andere Grafik
überlappt.
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Das Vorsehen einer Symbolerkennungsvorrichtung
ermöglicht die Erkennung von mit einem Diagramm
verbundenen Symbolen durch weniger Operationen.
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Das Vorsehen einer
Verbunddiagramm-Erkennungsvorrichtung ermöglicht die Erkennung eines Verbunddiagramms,
das aus mehreren Linien besteht und eine andere
Grafik überlappt, mit weniger Operationen.
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Die Erfindung ergibt auch einen Vorteil dahingehend,
daß irgendein isoliertes Symbol in der Zeichnung mit
verringerten Operationen erkannt werden kann aufgrund
des Vorsehens der Erkennungsvorrichtung für isolierte
Symbole.
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Die Erfindung ergibt auch einen Vorteil dahingehend,
daß jede Zeichenreihe in der Zeichnung mit
verringerten Operationen erkannt werden kann aufgrund des
Vorsehens der Zeichenreihen-Erkennungsvorrichtung.
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Die vorliegende Erfindung ergibt weiterhin einen
Vorteil dahingehend, daß sie aufeinanderfolgend mehrere
Objekte in der Zeichnung erkennen kann, wodurch die
Erkennung der Zeichnung in einer sehr kurzen Zeit
ermöglicht wird, aufgrund des Vorsehens der
Anzeigevorrichtung für eine angenäherte Position.
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Die vorgenannten und andere Aufgaben, Merkmale und
Vorteile der Erfindung werden besser verstanden angesichts
der folgenden detaillierten Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels, wenn es in
Verbindung mit der beigefügten Zeichnung gelesen wird, in
welcher:
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Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die
Konfiguration eines herkömmlichen
Zeichnungserkennungssystems zeigt;
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Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines herkömmlichen
Zeichnungserkennungsprogramms, das in dem
Datenverarbeitungssystem 14 nach Fig. 1
abläuft;
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Fig. 3a
bis 3d sind Diagramme, welche die Operation des
herkömmlichen Zeichnungserkennungssystems
nach Fig. 1 illustrieren;
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Fig. 4 ist eine Blockschaltbild, das die
Konfiguration von Programmen zeigt, welche in
einem Zeichnungserkennungssystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung verwendet werden;
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Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, welches das
Diagrammerkennungsprogramm nach Fig. 4 näher
zeigt;
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Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer zu erkennenden
Zeichnung;
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Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das eine Übersicht
über die Operation des Systems gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 der
vorliegenden Erfindung wiedergibt;
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Fig. 8 ist ein Flußdiagramm der Operationen,
welche von dem Erkennungsprogramm 21 für
einfache Diagramme gemäß Fig. 5 durchgeführt
werden;
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Fig. 9a
und 9b sind Diagramme, welche illustrieren, wie
die angenäherten Positionen in einer
Zeichnung bezeichnet werden;
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Fig. 10a
bis 10e geben Teile der Zeichnungen in den Fig.
9a und 9b wieder und illustrieren, wie ein
Diagramm in der Zeichnung erkannt wird;
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Fig. 11a
bis 11c geben ein Diagramm, ein Ergebnis der
Annäherung an das Diagramm und ein Ergebnis der
Vollendung des Diagramms wieder;
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Fig. 12a
und 12b illustrieren, wie ein Diagramm mit
verbundenen Symbolen erkannt wird;
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Fig. 13 ist ein Flußdiagramm der Schritte, die von
dem Symbolerkennungsprogramm 23 nach Fig.
5 durchgeführt werden;
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Fig. 14 ist ein Diagramm eines Doppelkreissymbols
und des damit verbundenen Histogramms,
welches nützlich zur Erläuterung der Operation
des Symbolerkennungsprogramms 23 in Fig. 5
ist;
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Fig. 15 ist ein Flußdiagramm der Schritte, die von
dem Verbunddiagramm-Erkennzungsprogramm 22
nach Fig. 5 durchgeführt werden;
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Fig. 16a
und 16b sind Diagramme, die ein Verbunddiagramm
zeigen und wie das Verbunddiagramm
bezeichnet wird;
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Fig. 17a
bis 17e sind Diagramme des Verbunddiagramms nach
den Fig. 16a und 16b, welche nützlich
sind zur Erläuterung der Operationen des
Verbunddiagramm-Erkennungsprogramms 22 nach
Fig. 5;
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Fig. 18a
und 18b sind beispielhafte Zeichnungen, welche
nützlich sind zur Erläuterung der
Bildauslöschung bei der Schaffung des
Hintergrundes;
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Fig. 19 ist ein Flußdiagramm, welches beschreibt,
wie Symboltyp- und Positionsinformationen
von dem Diagrammmodell-Bildungsprogramm zu
dem Diagrammerkennungsprogramm geliefert
werden;
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Fig. 20a
und 20b sind Diagramme, welche zu erkennende
Symbole zeigen;
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Fig. 21a
und 21b sind Diagramme, welche zu erkennende
Zeichen zeigen;
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Fig. 22 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Integration
von erkannten Mehrfach-Datenwerten;
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Fig. 23a
bis 23d sind Beispiele von Diagrammtypen; und
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Fig. 24 ist ein Diagramm von Bilddaten, die
herausgezogen sind, um eine
Verfolgungsstartposition zu bestimmen.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird nun in Verbindung mit den Zeichnungen
beschrieben. Das veranschaulichende
Ausführungsbeispiel verwendet dieselbe Hartware, die für das
herkömmliche System nach Fig. 1 verwendet wird. Das
veranschaulichende Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem herkömmlichen System dadurch, wie es
programmiert ist. Die Hauptkomponenten des Programms
für das Zeichnungserkennungssystem nach dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in Fig. 4 gezeigt.
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Das System enthält ein Bezeichnungsprogramm 13a für
eine angenäherte Grafik, welches der Bedienungsperson
ermöglicht, einen angenäherten Typ eines zu
erkennenden graphischen Objekts zu bezeichnen, und ein
Bezeichnungsprogramm 13b für eine angenäherte Position,
welches der Bedienungsperson ermöglicht, eine
angenäherte Position und Gestalt des in der Zeichnung zu
erkennenden graphischen Objekts zu bezeichnen.
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Das System enthält weiterhin ein
Zeichnungserkennungsprogramm 73 zum Erkennen graphischer Objekte in
der eingegebenen Zeichnung. Das
Zeichnungserkennungsprogramm ist aus mehreren anderen Programmen und
Komponenten gebildet: ein
Diagrammmodell-Bildungsprogramm 16, ein Diagrammerkennungsprogramm 17, ein
Verzeichnis 20, ein Erkennungsergebnis-Anzeigeprogramm
18 und ein interaktives Korrekturprogramm 19. Das
Diagrammmodell-Bildungsprogramm 16 wird zur Schaffung
eines Diagrammmodells (d. h. einer groben Skizze eines
graphischen Objekts) verwendet für den Einsatz bei
der Erkennung des graphischen Objekts gemäß dem
angenäherten Typ des Objekts und seiner angenäherten
Position (welche die Bedienungsperson bezeichnet). Das
Diagrammerkennungsprogramm 17 vergleicht Bilddaten
der Zeichnung mit der von dem Diagrammmodell-
Bildungssprogramm 16 geschaffenen groben Skizze Das
Erkennungsverzeichnis 20 speichert Eigenschaften über
Objekte zur Verwendung in Erkennungsobjekten wie
normalisierten Histogrammen von ideal gezeichneten
Symbolen. Das Erkennungsergebnis-Anzeigeprogramm 18
überlagert den eingegebenen Bilddaten ein
Erkennungsergebnis auf der Videoanzeige 12 (Fig. 2). Das
interaktive Korrekturprogramm 19 korrigiert das
Erkennungsergebnis oder trennt das erkannte Objekt von den
Bilddaten der eingegebenen Zeichnung, um einen
Hintergrund zu erzeugen. Die vorgenannten Programme
laufen in dem Datenverarbeitungssystem 14 (Fig. 1) ab.
Jedes dieser Programme wird nachfolgend im einzelnen
beschrieben.
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Fig. 5 ist ein Blockschaltbild des
Diagrammerkennungsprogramms 17. Das Diagrammerkennungsprogramm
enthält ein einfaches Diagrammerkennungsprogramm 21
zum Erkennen von Diagrammen, die aus einer einfachen
Linie wie einer geraden Linie oder einer
strichlierten Linie bestehen. Das Diagrammerkennungsprogramm 17
enthält auch ein Verbunddiagramm-Erkennungsprogramm
22 zum Erkennen von Verbunddiagrammen, die aus einer
Verbundlinie wie mehreren geraden Linien oder
strichlierten Linien besteht. Zuletzt enthält das
Diagrammerkennungsprogramm 17 ein
Symbolerkennungsprogramm 23 zum Erkennen eines Symbols, das mit einem
Diagramm oder einem Verbunddiagramm verbunden ist.
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Das Diagrammerkennungsprogramm 17 kann auch ein
Erkennungsprogramm 24 für isolierte Symbole enthalten,
um jede in der Zeichnung existierende Symbolgrafik zu
erkennen. Das Diagrammerkennungsprogramm 17 kann auch
ein Zeichenreihen-Erkennungsprogramm 25 enthalten für
die Erkennung jeder in der Zeichnung existierenden
Zeichenreihe.
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Bevor die Einzelheiten der in dem System verwendeten
Programme diskutiert werden, ist es hilfreich, die
Operation des Systems, wie sie in dem Flußdiagramm
nach Fig. 7 gezeigt ist, kurz zu betrachten. Der
Bildleser 11 empfängt eine Zeichnung als Eingang und
digitalisiert ein Bild der Zeichnung (Schritt 80 in
Fig. 7), um digitale Bilddaten zu erzeugen. Digitale
Bilddaten können auch durch andere Mittel erhalten
werden. Beispielsweise können solche Daten auf einem
optischen oder magnetischen Aufzeichnungsmedium
gespeichert sein. Ein Beispiel für eine zu
digitalisierende Zeichnung, welche einen Teil einer Karte
darstellt, ist in Fig. 6 gezeigt.
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Die Bilddaten von dem Bildleser 11 werden zu dem
Datenverarbeitungssystem 14 (Fig. 1) geführt und dann
zu der Anzeige 12 geführt, auf welcher das Bild
angezeigt wird. Das Programm für eine angenäherte
Bezeichnung kann beispielsweise eine Liste oder Tabelle
von möglichen graphischen Objekten, welche erkannt
werden können, anzeigen. Eine standardmenüartige
Auswahl kann dann durchgeführt werden. Die
Eingabevorrichtung 13 wird verwendet, um einen angenäherten Typ
eines zu erkennenden graphischen Objekts zu
bezeichnen (Schritt 82 in Fig. 7). Anhand dieser Liste kann
die Bedienungsperson beispielsweise ein "Diagramm"
auswählen, das eine "gerade Linie" enthält, sie kann
ein "Verbunddiagramm" aus mehreren Linien auswählen
oder sie kann ein Symbol auswählen, oder sie kann ein
Zeichen auswählen. Wenn ein "Diagramm" ausgewählt
ist, ist es auch möglich, zu bezeichnen, ob Diagramme
im einzelnen angenähert werden sollen oder statt
dessen die Diagramme vollendet werden sollen.
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Die Vollendung eines Diagramms bezieht sich auf die
Korrektur von verzerrten Bilddaten in die "wahre"
Form. Z. B. kann ein Bild einer geraden Linie, das von
ursprünglichen auf Papier gezeichneten Daten
eingegeben ist, insbesondere wenn sie mit der Hand
gezeichnet sind, verzerrt sein. Die Bilddaten können durch
Änderung der Daten in den digitalisierten Bilddaten
korrigiert werden, um eine Linie gerade und mit
konstanter Dicke zu bilden.
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Als nächstes ist das Bezeichnungsprogramm für eine
angenäherte Position in Betrieb, um einer
Bedienungsperson zu ermöglichen, Informationen betreffen die
angenäherte Position eines zu erkennenden Diagramms
einzugeben. Eine Bedienungsperson verwendet die
Eingabevorrichtung 13 (Fig. 1), um mehrere Punkte in dem
dargestellten Bild, welches das zuerkennende
Diagramm darstellt, als angenäherte Positionen zu
bezeichnen (Schritt 84 in Fig. 7). Wenn ein mit dem
Diagramm verbundenes Symbol für ein Verbunddiagramm
vorhanden ist, wird die angenäherte Position des
Symbols ebenfalls bezeichnet.
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Wenn ein Symbol oder eine Zeichenreihe zu erkennen
sind, wird ein einzelner Punkt, der die angenäherte
Position des Symbols oder der Zeichenreihe anzeigt,
bezeichnet.
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Wenn die Eingabevorrichtung 13 (Fig. 1) eine Maus
ist, wird die Bezeichnung durch Klicken der Maus
bewirkt. Insbesondere wird die Maus einmal angeklickt,
um einen Wendepunkt einer Linie zu bezeichnen, und
zweimal angeklickt, um einen Symbolpunkt zu
bezeichnen.
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Nachdem die angenäherten Positionen bezeichnet
wurden, erkennt das Zeichnungserkennungsprogramm 14 das
bezeichnete graphische Objekt, und der
Zeichnungsschreiber 15 gibt das erhaltene erkannte graphische
Objekt aus (Schritt 86 in Fig. 7). Die Operation des
Zeichnungserkennungsprogramms 73 wird nun im
einzelnen beschrieben. Zuerst wird die Operation des
Zeichnungserkennungsprogramms 73 für einen Fall
beschrieben in welchem das Programm sucht, ein einfaches
Diagramm, das mit einer geraden Linie oder einer
strichlierten Linie gebildet ist, zu erkennen. Die
Erkennung eines solchen Diagramms wird durch das
Erkennungsprogramm 21 für ein einfaches Diagramm
durchgeführt, das nachfolgend in Verbindung mit dem
Flußdiagramm in Fig. 8 beschrieben wird.
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Es wird angenommen, daß eine in Fig. 9a gezeigte
strichlierte Linie "H" erkannt werden soll. Die
Bedienungsperson bezeichnet, daß ein "Diagramm" erkannt
werden soll, durch Verwendung der Eingabevorrichtung
13 (Fig. 1). Dann werden Punkte "A" und "C" durch die
Bedienungsperson in der Nähe der Endpunkte der
gestrichelten Linie "H" in der Zeichnung bezeichnet,
welche auf der Videoanzeige 12 (Fig. 1) angezeigt
wird, und ein Punkt "B" wird durch die
Bedienungsperson in der Nähe des Wendepunktes der strichlierten
Linie "H" bezeichnet.
-
Linien einer Grobskizze (d. h. ein Diagrammmodell)
werden geschaffen (durch das Diagrammmodell-
Bildungsprogramm 16) auf den Liniensegmenten "AB" und
"BC" auf der Grundlage der angenäherten Gestalt des
bezeichneten Diagramms, wobei jedes Liniensegment die
bezeichneten Punkte "A", "B" und "C" verbindet
(Schritt 31). Dann werden Punkte entlang jedes
Liniensegments der groben Skizze, wie des Liniensegments
"AB", in regelmäßigen Abständen erzeugt, um Punkte
"A&sub1;", "A&sub2;", ..., "An" zu bilden, wobei "An" gleich "B"
ist (siehe Schritt 32 in Fig. 8), wie in Fig. 10a
gezeigt ist, welche nur einen Teil der in den Fig.
9a und 9b wiedergegebenen Zeichnung zeigt. Es ist
beabsichtigt, daß die Abstände konstant sind, obgleich
ein gewisser Fehler aufgrund der Digitalisierung
besteht. Die Größe des Abstands kann, wie erforderlich
eingestellt werden. Als nächstes wird, wie in Fig.
10b gezeigt ist, jeder der jeweiligen Punkte auf dem
Liniensegment "AB", welche sich am nächsten von
entsprechenden Punkten "A&sub1;", "A&sub2;", ..., "An" befinden,
aus den Bilddaten der Zeichnung abgerufen. Dann
werden die Positionen der Punkte "A&sub1;", "A&sub2;", ..., "An" in
solche der abgerufenen Punkte geändert (siehe Schritt
32 in Fig. 8).
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Die Bilddaten können Informationen enthalten, welche
die Dicke des Liniensegments darstellen. Daher sind
die nächsten Punkte auf dem Liniensegment mit Punkten
verbunden, die um die Hälfte der Dicke des
Liniensegments nach innen angeordnet sind. Die Positionen der
Punkte "A&sub1;", "A&sub2;", ..., "An" werden in solche der
inneren schwarzen Punkte (siehe Schritt 32) geändert.
Als nächstes werden die Richtungen der
Liniensegmente, die zwischen den jeweiligen Punkte "A&sub1;", "A&sub2;",
..., "An" (z. B. "A&sub1;A&sub2;", "A&sub2;A&sub3;", usw.) gebildet sind,
berechnet auf der Grundlage der Positionen des Start-
und Endpunkts der Segmente in dem x-y-Koordinatensystem.
Wenn ein Satz von Liniensegmenten in einer
Richtung ausgerichtet ist, die mit einer bestimmten
Schwelle dargestellt ist, die durch die Liniendicke
und im allgemeinen 15º bis 20º bestimmt ist, wird
davon ausgegangen, daß der Satz ein korrekter Abstand
ist. Wenn andererseits ein Satz von Liniensegmenten
außerhalb der Schwelle liegt, wird angenommen, daß
die Liniensegmente ein nicht korrekter Abstand sind.
In Fig. 10c wird angenommen, daß "A&sub1;" bis "A&sub3;" und
zwischen Punkten "A&sub6;" bis "An" korrekte Abstände
sind, während die Liniensegmente von den Punkten "A&sub3;"
bis "A&sub6;" als ein nicht korrekter Abstand anvisiert
werden (Schritt 33 in Fig. 8).
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Für einen nicht korrekten Abstand wird eine grobe
Skizze wieder geschaffen. Z. B. wird der nicht
korrekte Abstand (Fig. 10c) zischen den Punkten "X" und
"Y", wie in Fig. 10d gezeigt ist, wieder gezeichnet,
um die Linie 90 zu schaffen (gezeigt in Fig. 10e)
Dann wird die Verarbeitung der Schritte 32 und 33
wiederholt unter Verwendung kleinerer Abstände, wenn
das Liniensegment geteilt wird, um die sich ergebende
Linie korrekt zu erkennen (Schritt 34 in Fig. 8).
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Als nächstes wird der Typ der konvergierten Linie auf
den Punkten A&sub1; bis An erkannt. Wenn die Bilddaten der
Punkte A&sub1; bis An in der Zeichnung als abwechselnd
weiße und schwarze Pixelhelligkeitswerte dargestellt
werden, erkennt das Programm, daß die Linie eine
strichlierte Linie ist. Wenn die Anzahl von schwarzen
Pixeln pro bestimmtem Bereich der Linie eine gewisse
Schwelle überschreitet, erkennt das Programm, daß die
Linie eine durchgezogene Linie ist (Schritt 35 in
Fig. 8). Diese Verarbeitung wird für jede Linie der
groben Skizze durchgeführt. Dann werden der Typ des
Diagramms und die genaue Position und Gestalt des
Diagramms, das mit dem endgültigen Zustand der
verglichenen groben Skizze spezifiziert ist, als
resultierende Codedaten ausgegeben (Schritt 36).
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Die obige Diskussion ist gerichtet auf die Operation
des Diagrammerkennungsprogramms 17 (Fig. 5), wenn das
Programm ein einfaches Diagramm wie eine gerade Linie
oder eine strichlierte Linie erkennt. Es wird nun die
Operation des Programms betrachtet, wenn eine
strichlierte Kurve, wie die in Fig. 11a gezeigte,
erkannt wird. Wenn die Bilddaten einer in Fig. 11a
gezeigten Zeichnung zu erkennen sind, kann eine
Gestalt wie die in Fig. 11b, welche lediglich durch
Verbindung von Punkten, die durch eine Maus
bezeichnet sind, geschaffen ist, codiert oder zugerichtet
werden. Alternativ kann eine erkannte grobe Skizze,
wie die in Fig. 11 gezeigte, wahrheitsgemäß codiert
werden, um das ursprüngliche Bild nach Fig. 11a zu
verfolgen.
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Das Diagrammerkennungsprogramm 17 (Fig. 5) kann auch
verwendet werden, um graphische Objekte wie die
Doppelkreissymbole und die schraffierte Linie, welche
die Doppelkreise, die in Fig. 12a gezeigt sind,
verbindet, zu erkennen. In diesem Fall werden das
Diagramm (d. h. die strichlierte Linie 92) und Symbole
(d. h. die Doppelkreise 94) als eine Einheit erkannt,
in dem nahezu dieselben Operationen durchgeführt
werden, die für ein Diagramm durchgeführt werden.
Insbesondere bezeichnet eine Bedienungsperson ein
"Diagramm" und sie bezeichnet auch Punkte "A" und "C" in
der Nähe der Doppelkreissymbole 94. Zuletzt
bezeichnet die Bedienungsperson einen Punkt "B" in der Nähe
des Wendepunktes der Linie 92 (siehe Fig. 12b), so
daß die Doppelkreissymbole und die die Doppelkreise
verbindende strichlierte Linie erkannt werden. Dann
werden Linien 96 einer groben Skizze durch Verbinden
der bezeichneten Punkte "A" und "B" sowie "B" und "C"
gezeichnet, wie in Fig. 12b gezeigt ist. Danach wird
das Erkennungsprogramm 21 für einfache Diagramme
(Fig. 5) ausgeführt, um die strichlierte Linie, wie
vorstehend beschrieben, zu erkennen.
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Nachdem die strichlierte Linie erkannt ist, wird das
Symbol Erkennungsprogramm 23 (Fig. 5) ausgeführt, um
die Symbole entsprechend dem Flußdiagramm nach Fig.
13 zu erkennen. Fig. 14 ist ein erläuterndes
Diagramm, das ein Doppelkreissymbol wie das Symbol 94 in
Fig. 12b in vergrößertem Maßstab zeigt. Anfänglich
wird ein Symbol Wiedergewinnungsbereich, der "dA"
lang und "dB" breit ist (siehe Fig. 14), jenseits
eines Endes "A&sub1;" der erkannten strichlierten Linie
spezifiziert und von den Bilddaten der Zeichnung
ausgeschnitten (Schritt 41 in Fig. 13). Z. B. kann ein
neues Bild geschaffen werden, das durch ein Gitter von
Pixeln dargestellt ist, welches dB weit und dA lang
ist. Als nächstes wird die Länge einer Schnur von
weißen Punkten relativ zu einer Mittellinie "QA&sub1;"
(weiße Lauffläche) berechnet, um ein Histogramm
(siehe Fig. 14) über die Länge von dA zu erzeugen
(Schritt 42 in Fig. 13). Das Histogramm stellt für
jeden Satz von Punkten entlang der Länge dA des
ausgeschnittenen Bildes die Menge von weißen Pixeln in
einem Liniensegment senkrecht zu der Mittellinie QR
des ausgeschnittenen Bildes (weiße Lauflänge) dar.
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Dann wird ein Histogramm eines Symbols, das in dem
Erkennungsverzeichnis 20 (Fig. 4) gehalten wird, mit
dem Histogramm nach Fig. 14 verglichen, um das
Symbol zu identifizieren (Schritt 43). In diesem Fall
wird das Symbol als ein Doppelkreis identifiziert.
Dann wird ein Kandidat für den Mittelpunkt des Symbols
geholt. Während des Vergleichs wird
beispielsweise das Histogramm nach Fig. 14 normalisiert, und
das Erkennungsverzeichnis (enthaltend ein Histogramm
eines ideal gezeichneten Symbols) 20 (Fig. 4) wird
mit dem normalisierten Histogramm verglichen, um
verglichene Daten, die eine bestimmte Schwelle
überschreiten, zu hohlen. Die geholten Daten oder ein
Mittelpunktkandidat werden in Fig. 14 als "P"
bezeichnet (Schritt 43 in Fig. 13).
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Eine Mittellinie "ST" wird so gezogen, daß sie durch
"P" (Fig. 14) hindurchgeht und senkrecht zu einem
Liniensegment "AQ&sub1;" liegt. Dann werden die Operationen
der Schritte 42 und 43 (Fig. 13) wiederholt, um die
Mitte, die Größe und den Typ des Symbols zu
identifizieren (Schritt 44). Durch Verwendung dieser
Symbolerkennungsprozedur kann jedes Symbol erkannt werden
trotz einer Veränderung der Größe oder trotz einer
Unterbrechung.
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Zuletzt kann das Zeichnungserkennungsprogramm 73
(Fig. 4) ein Verbunddiagramm aus mehreren Linien
erkennen. Das Verbunddiagramm-Erkennungsprogramm 22
(Fig. 5) führt die Erkennung dieses Verbunddiagramms
durch. Die Operation dieses Programms 22 wird in
Verbindung mit dem Flußdiagramm nach Fig. 15
beschrieben. Es wird angenommen, daß ein Verbunddiagramm aus
mehreren Linien, Wie in Fig. 16a gezeigt ist, zu
erkennen ist. Die Bedienungsperson legt unter
Verwendung der Eingabevorrichtung 13 (Fig. 1) fest, daß ein
"Verbunddiagramm" zu erkennen ist. Die
Bedienungsperson bezeichnet auch Punkte "D" und "F" in der Nähe
der Endpunkte des Verbindungsdiagramms und bezeichnet
einen Punkt "E" in der Nähe des Wendepunktes des
Verbunddiagramms.
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Dann werden, wie in Fig. 16b gezeigt ist, Linien 98
und 100 einer groben Skizze auf Liniensegmenten "DE"
und "EF" gezogen (Schritt 51 in Fig. 15). Dann werden
für eine Grobskizzenlinie wie die Grobskizzenlinie 98
für das Liniensegment "DE", ein Liniensegment "D&sub1;Dn",
das durch den Punkt "D" hindurchgeht und senkrecht zu
"DE", liegt und ein Liniensegment "E&sub1;En", das durch
den Punkt "E" hindurchgeht und senkrecht zu "DE"
liegt, wie in Fig. 17a gezeigt, erzeugt, welche
Figur nur den relevanten Bereich der Zeichnung in den
Fig. 16a und 16b zeigt. Ähnliche Liniensegmente
werden auch für das Liniensegment "EF" erzeugt
(Schritt 52 in Fig. 15).
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Als nächstes werden Punkte über Liniensegmenten
"D&sub1;Dn" und "E&sub1;En" (siehe Fig. 17a) in regelmäßigen
Abständen bezeichnet, um Endpunktkandidaten "D&sub1;", "D&sub2;",
..., "Dn" und "E&sub1;", "E&sub2;", ..., "En" zu erzeugen
(Schritt 53 in Fig. 15). Als nächstes werden
Abtastliniensegmente "D&sub1;Ek", die Endpunkte "D&sub1;" (1 = 1,
2, ..., n) mit Endpunkten "Ek" (k = 1, 2, ..., n)
verbinden, erzeugt, wie in den Fig. 17b und 17c
gezeigt ist. Fig. 17b illustriert den Fall, in
welchem Punkte "D&sub3;" - "Dn" mit jeweiligen Punkten "E&sub1;" -
"En-2" verbunden sind. Fig. 17c illustriert
demgegenüber den Fall, in welchem Punkte "D&sub1;" - "Dn" mit
Punkten "E&sub1;" - "En" verbunden sind.
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Dann werden, wie in Fig. 12d gezeigt ist,
Abtastpunkte entlang Abtastliniensegmenten D&sub1;Ek (1, k =
1, 2, ..., n) in regelmäßigen Abständen erzeugt. Darm
werden Punkte, welche schwarze Helligkeitswerte in den
Bilddaten der Zeichnung darstellen und welche den
Abtastpunkten entsprechen, gezählt (Schritt 54 in Fig. 15).
Die beiden parallelen Liniensegmente mit der größten
Totalen werden aus den Abtastliniensegementen der Fig.
17b und 17c geholt. Die Abtastliniensegmenten "S", welche
in Fig. 17e gezeigt sind, werden als Konturlinien
verwendet. Der Abstand zwischen den beiden verwendeten
parallelen Liniensegmenten "S" ist der Breite des
Verbunddiagramms angenähert (Schritt 55 in Fig. 15).
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Der Typ des Verbunddiagramms ist bestimmt entsprechend
dem Zustand der Verteilung von schwarzen
Helligkeitswerten innerhalb der geholten Konturlinien "S" (Fig. 17d).
Dies bedeutet, daß, wenn Konturlinien "S" und ihre
inneren schwarzen Helligkeitswerte ersichtlich sind, der Typ
des Verbunddiagramms, wie die beiden Linien und das in
Figür 16a gezeigte Verbunddiagramm, erkannt werden kann.
Die vorbeschriebene Verarbeitung wird für jede
Grobskizzenlinie durchgeführt. Zuletzt werden der Typ, die
Position und die Gestalt des Verbunddiagramms ausgegeben
(Schritt 57 in Fig. 15).
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Wenn ein Symbol in der Zeichnung zu erkennen ist, wird
"Symbol" durch das Bezeichnungsprogramm für eine
angenäherte Position ausgewählt, und die Koordinatenwerte der
bezeichneten angenäherten Position in der Zeichnung
werden für jedes Symbol durch das Bezeichnungsprogramm für
eine angenäherte Position aufgenommen.
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Das Diagrammmodell-Bildungsprogramm liefert die
Informationen betreffend den Typ und die Position des Symbols
direkt zu dem Diagrammerkennungsprogramm, wodurch das
Symbol durch die Erkennungsvorrichtung für das isolierte
Symbol erkannt wird. Diese Operation wird beschrieben mit
besonderer Bezugnahme auf ein in Fig. 19 gezeigtes
Flußdiagramm.
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Es wird angenommen, daß die Bedienungsperson eine
angenäherte Position F für ein Symbol bezeichnet hat, wie in
Fig. 20(a) gezeigt ist. Zuerst wird ein rechteckiger
Bereich
k&sub1;, k&sub2;, k&sub3;, k&sub4; mit dem Mittelpunkt F aus den
Bilddaten der ursprünglichen Zeichnung herausgenommen (Schritt
191). Dann werden Etiketten an kontinuierlichen Bereichen
von schwarzen und weißen Pixeln innerhalb des
rechteckigen Bereichs k&sub1;, k&sub2;, k&sub3;, k&sub4; angebracht. Bereiche, welche
aus dem rechteckigen Bereich herausragen, werden von der
Etikettierung ausgeschlossen. Somit werden im Fall der in
Fig. 15(b) gezeigten Zeichnung nur die Bereiche L&sub1;, L&sub2;
und L&sub3; aus fünf kontinuierlichen Weißpixelbereichen L&sub1; bis
L&sub5; herausgenommen (Schritt 192). Nachfolgend werden wie
Werte von geometrischen Charakteristiken für jeden
kontinuierlichen Bereich berechnet. Z. B. werden Flächen,
Formen, Umfangslängen und relative Positionen der Bereiche
bestimmt (Schritt 193).
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Dann wird ein Vergleichsvorgang durchgeführt, um einen
Vergleich zwischen den bestimmten Charakteristikwerten
und Charakteristikwerten, welche vorher in einem
Verzeichnis für jedes der Symbole registriert wurden, zu
erhalten, wodurch der Typ, die Mitte und die Neigung des
Symbols bestimmt werden (Schritt 194).
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Die Bedienungsperson kann z. B. "Kreis" auswählen, wenn
sie das "Symbol" bei der Auswahl des angenäherten Typs
wählt. Die Auswahl einer derartigen zusätzlichen
Bedingung beschränkt den Kandidatenbereich, um eine genauere
Erkennung zu ermöglichen.
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Wenn eine in der Zeichnung existierende Zeichenreihe zu
erkennen ist, wählt das Bezeichnungsprogramm für eine
angenäherte Grafik "Zeichen" aus, und Koordinatenwerte der
angenäherten Position, die in der Zeichnung bezeichnet
ist, werden durch das Bezeichnungsprogramm für eine
angenäherte Position für jede Zeichenreihe herausgenommen.
Die Diagrammmodell-Bildungsvorrichtung liefert dann die
Informationen betreffen den Typ und die Position der Zeichenreihe
direkt zu dem Diagrammerkennungsprogramm,
wodurch die Zeichenreihe durch das Zeichenreihen-
Erkennungsprogramm erkannt wird auf der Grundlage der
vorgenannten Informationen.
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Es wird angenommen, daß ein Punkt G für eine Zeichenreihe
durch die Bedienungsperson bezeichnet wurde, wie in Fig.
21(a) gezeigt ist. Wie in dem Fall der Erkennung eines
isolierten Symbols, wird ein rechteckiger Bereich k&sub5;, k&sub6;,
k&sub7;, k&sub8; mit dem Mittelpunkt G aus den Bilddaten der
ursprünglichen Zeichnung herausgenommen. Dann wird ein
Etikett an jedem kontinuierlichen Bereich von schwarzen
Pixeln innerhalb des rechteckigen Bereichs k&sub5;, k&sub6;, k&sub7;, k&sub8;
angebracht, und solche kontinuierlichen Pixelbereiche
werden herausgezogen. Dann wird die Neigung der Zeichenreihe
bestimmt durch Verbinden der mitten dieser
kontinuierlichen Pixelbereiche, und die Neigung von Bilddaten jeder
Zeichenreihe wird auf der Grundlage der so bestimmten
Neigung korrigiert. Dann führt die Bedienungsperson die
Eingabe von Daten über die Tastatur durch, während das
Bild beobachtet wird. Alternativ können Bilddaten zu
einer herkömmlichen Zeichenerkennungsvorrichtung gesandt
werden. Es ist so möglich, den Typ, die Größe, die
Position und die Neigung der Zeichenreihe herauszuziehen.
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Ein erkanntes Diagramm, Symbol oder Zeichen wird der
Bedienungsperson dargestellt durch Überlagern der
Ergebnisse der Erkennung über Bilddaten der Zeichnung, die auf
der Videoanzeige 12 (Fig. 1) dargestellt werden. Diese
Operation wird durch das Erkennungsergebnis-
Anzeigeprogramm 18 durchgeführt. Ein Löschungsbereich in
des Bilddaten, die als eine Skizze dienen, welche dem
erkannten Diagramm, Symbol oder Zeichen entsprechen, wird
zur selben auf der Videoanzeige 12 angezeigt. Das
interaktive Korrekturprogramm 19 (in Fig. 4) korrigiert die
Ergebnisse der Erkennung; d. h. die Typen, Positionen und
Formen eines Diagramms, Symbols und Zeichens, um dem
bezeichneten Typ zu entsprechen. Alternativ können die
Typen von Diagrammen oder Symbolen, die während der
Erkennung verglichen wurden, der Bedienungsperson in
abfallender Reihenfolge von Vergleichspegeln dargestellt werden,
um die Bedienungsperson zu veranlassen, einen gewünschten
Typ zu bezeichnen.
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Wenn ein Fehler in der Position oder Gestalt eines
Diagramms zu korrigieren ist, kann das Fehlerintervall so
bezeichnet werden, daß die im Schritt 32 in Figür 8
beginnende Verarbeitung in dem Intervall durchgeführt wird.
Dies ermöglicht eine Korrektur mit weniger Operationen
als anderenfalls erforderlich wäre.
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Operationen zum Löschen der Bilddaten eines erkannten
Diagramms von einer ursprünglichen Zeichnung, um einen
Hintergrund zu erzeugen, werden in Verbindung mit den
Fig. 18a und 18b beschrieben. Zuerst wird ein erkanntes
Diagramm in Bilddaten einer Linie 60 umgewandelt. Dann
wird ein Teil 61 der Linie 60 geholt. Dieser Teil 61 hat
dieselbe Dicke wie die Linie 60. Dann wird der Teil 62
gelöscht durch Löschen der entsprechenden Bilddaten des
Teils (Fig. 18a). Wenn ein Verbunddiagramm zu löschen
ist, wird ein rechteckiger Bereich enthaltend erkannte
Konturlinien, gelöscht, wie in Fig. 17b gezeigt ist. Für
jedes Symbol in der Zeichnung werden die Größe, die Form
und die Mittelposition des Symbols berechnet, um die
Bilddaten des Symbols aus der Zeichnung zu löschen.
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Bei einem in den Fig. 4 und 5 gezeigten
Ausführungsbeispiel, wenn ein in Fig. 22 gezeigtes Diagramm zu
erkennen ist. Zuerst werden durch eine Bedienungsperson
Diagramme "P&sub1;", "P&sub2;" und "P&sub3;" bezeichnet, und dann werden
sie erkannt. Zweitens werden Diagramme "P&sub4;", "P&sub2;" und "P&sub5;"
(ein Symbol "P&sub2;" ist ausgeschlossen) bezeichnet und werden
dann erkannt. Wenn der zweite Erkennungsprozeß (d. h. der
Prozeß der Erkennung von Diagrammen P&sub4;, P&sub2; und P&sub5;) beendet
ist, werden die erkannten Daten von den beiden Schritten
automatisch vermischt, um integrierte Daten zu erzeugen.
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Die Bezeichnungsvorrichtung für eine angenäherte Position
kann die folgende Funktion durchführen, zusätzlich zu der
Funktion zum Bezeichnen eines zu erkennenden graphischen
Objekts und zum Erhalten des Erkennungsergebnisses. Wenn
z. B. mehrere graphische Objekte zu erkennen sind,
bezeichnet die Bedienungsperson die angenäherten Positionen
dieser graphischen Objekte, so daß diese angenäherten
Positionen gespeichert werden. Dann wird der
Erkennungsausführungsbefehl ausgewählt, so daß Prozesse beginnend mit
dem Diagrammmodell-Bildungsprogramm bis herunter zum
Erkennungsergebnis-Anzeigeprogramm als eine
Hintergrundverarbeitung ausgeführt werden. Dann wird eine Korrektur
durch ein interaktives Korrekturprogramm bewirkt,
beginnend mit dem Objekt, dessen Erkennung beendet wurde.
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Bei einem alternativen Verfahren führt der Computer
Schritte von dem Diagrammmodel-Bildungsprogramm aus,
herunter bis zum Erkennungsergebnis-Anzeigeprogramm als
einen einzelnen Prozeß aus, gleichzeitig mit der Eingabe
der angenäherten Positionen des Diagramms, der Symbole
und der Zeichenreihe durch die Bedienungsperson. Die
Bedienungsperson bezeichnet dann angenäherte Positionen der
folgenden graphischen Objekte auf der Anzeige, so daß die
Erkennungsergebnisse aufeinanderfolgend gemäß der
Reihenfolge der Bezeichnung angezeigt werden.
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Durch Anwendung der beschriebenen Prozedur ist es
möglich, die Zeit für die Eingabe der Grafiken in der
Zeichnung zu verkürzen.
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Die Bilddaten des erkannten Diagramms werden aus den
Bilddaten der ursprünglichen Zeichnung gelöscht, wodurch
die Bilddaten des Hintergrundes erhalten werden. Durch
Bewirken einer Linienverfeinerungsoperation bei den so
erhaltenen Hintergrunddaten und Bewirken auch einer
Vektorverarbeitung, welche alle Linien mit geraden Linien
beschreibt, ist es möglich, die Daten des Hintergrundes
zu verdichten. Folglich kann ein zusammengesetztes Bild,
das aus den erkannten Daten wie dem Diagramm und dem
diesen überlagerten Hintergrund zusammengesetzt ist, mit
einer hohen Geschwindigkeit angezeigt werden.
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Wenn eine Zeichnung sehr lang oder groß ist, kann sie in
mehrere Teile geteilt werden, wobei jeder Teil von dem
Bildleser 11 (Fig. 1) eingegeben wird. Um Diagramme oder
Symbole an den Grenzen der mehreren Teile zu erkennen,
müssen unterbrochene Linien, welche die Diagramme oder
Symbole bilden, wieder verbunden werden. Bisher war dies
sehr schwierig zu erreichen. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann, da Symbole oder Diagramme nur durch
Verwendung von Bilddaten erkannt werden, eine Zeichnung
rekonstruiert werden nur durch Mischen der Bilddaten von
geteilten Bereichen. Daher können Symbole oder Diagramme an
den Grenzen der geteilten Bereiche erkannt werden durch
Auslesen von Bilddaten, die sich über die Grenzen hinaus
erstrecken.
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Die vorliegende Erfindung kann zum Erkennen
beispielsweise von Ausrüstungszeichnungen verwendet werden. Für die
Ausrüstung vorgesehene Attribute können durch die
Zeichnung angezeigt verbunden werden, was eine Verwaltung der
Ausrüstung über ein Computerprogramm ermöglicht.
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Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ein
bevorzugtes
Ausführungsbeispiel von dieser beschrieben
wurde, sind dem Fachmann verschiedene Änderungen im Detail
und in der Form bekannt, welche gemacht werden können,
ohne den Bereich der Erfindung, so wie sie in den
beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.