JPH06139360A - 線種認識方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 図面入力装置における線種認識技術におい
て、分岐点における線分追跡の続行を可能とし、線種認
識の認識率を向上させる。 【構成】 システムは、基準点の非分岐・分岐を確認す
る（Ｓ２）。非分岐である場合、他の非分岐点を検索す
る（Ｓ３）。見つかった非分岐点のベクトルの連結可否
を判定する（Ｓ５）。連結可能なベクトルがない場合、
所定領域内にて分岐点を検索する（Ｓ８）。見つかった
分岐点の各ベクトルの連結可否を判定する（Ｓ１０）。
基準点が分岐点である場合、基準点に接続する各分岐ベ
クトルの連結可否を判定する。連結可能なベクトルがな
い場合、同分岐ベクトルに接続誤差ベクトル候補がある
かを確認する。ある場合、接続誤差ベクトル候補の追跡
先側の分岐ベクトルの連結可否を判定する。連結可能な
ベクトルがない場合、非分岐点を検索する。見つかった
非分岐点のベクトルの連結可否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、手書き図面等の画像
から文字・図形等を認識する技術に係わり、特に線分追
跡機能を改善し、線種認識精度を向上させたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図面自動入力装置のハードウエア構成を
図５に示す。イメージスキャナ１は手書き図面等を光学
的に読み取るものである。２値画像入力インタフェース
２はイメージスキャナ１から２値画像データを取り込む
ものである。画像メモリ３は２値画像データを格納する
ものである。画像処理プロセッサ４は２値画像データを
ベクトルデータに変換するものである。５はディスクで
あり、ディスクコントローラ６により制御される。７は
システムメモリ、８はＣＡＤ（コンピュータ・エイディ
ド・デザイン）システムやマッピングシステム等の上位
システムと通信するための上位システム接続インタフェ
ース、９はこのシステムの主制御を行うホストプロセッ
サであり、システム各部はシステムバス１０を介してホ
ストプロセッサ９と接続されている。

【０００３】この装置の動作概要を図６に示す。２値画
像入力インタフェース２は、イメージスキャナ１で読み
取られた２値画像データを取り込み、画像メモリ３に転
送・格納する（Ｓ１）。この後、この２値画像データを
対象として画像処理プロセッサ４が細線化方式あるいは
輪郭検出・芯線化方式による画像処理を行う。輪郭検出
・芯線化方式の場合、２値画像データから輪郭画素列を
抽出して輪郭ベクトルを生成し（Ｓ２）、さらに輪郭ベ
クトルの中心線にあたる芯線ベクトルを生成する（Ｓ
３）。輪郭ベクトルデータや芯線ベクトルデータはシス
テムメモリ７に格納される。ホストプロセッサ９は、こ
れらのベクトルデータから文字候補やシンボル候補、線
分候補といった要素を分離・抽出する（Ｓ４）。システ
ムメモリ７には文字辞書やシンボル辞書等が用意されて
おり、ホストプロセッサ９は、分離した各種要素につい
て必要により辞書を参照しながらパターン認識を行う
（Ｓ５〜７）。線分候補については線種認識を行う。こ
の後、認識したパターンデータを所定のフォーマットに
編集して認識結果とし（Ｓ８）、この認識結果をＣＡＤ
システムに引き渡す等、各種の出力処理を行う（Ｓ
９）。

【０００４】上記の線種認識では、線分追跡を行って破
線や鎖線など不連続部分を含む線分要素を連結した後、
線種を判別する。この線分追跡では、図７に示すよう
に、基準線を逐次選定し（Ｓ１，２）、当該基準線の始
点方向および終点方向について追跡処理を行う（Ｓ３〜
６）。追跡処理では、図８に示すように、まず追跡方向
側の芯線ベクトル（あるいは細線ベクトル）の端点を基
準点とし（Ｓ１）、この基準点によりベクトル探索領域
を設定して連結候補となるベクトルを探索する（Ｓ
２）。次に、ベクトルの方向や距離・角度に基づいて、
連結候補ベクトルから連結すべきベクトルを判別する
（Ｓ３）。連結条件を満たすベクトルがある場合は（Ｓ
３：Ｙｅｓ）、当該連結候補ベクトルに移動して（Ｓ
４）、一連の処理を繰り返す。連結条件を満たすベクト
ルがない場合は（Ｓ３：Ｎｏ）、追跡を終了する。

【０００５】この後、追跡した線分を対象として線種判
別処理が行われる。この線種判別では、図９に示すよう
に、線セグメントの長さ（ベクトルの長さ）とセグメン
ト間の距離の分布をとり（Ｓ１）、この分布状況を評価
し（Ｓ２，３）、評価結果から破線・鎖線を判別し（Ｓ
４，５）、さらに鎖線については一点鎖線・二点鎖線等
に細かく判別する（Ｓ６）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の線種認識
では、線分追跡処理において、追跡不能になった時点で
当該線分の追跡を終了するが、分岐点では追跡不能と判
断することとなっている。このため、線分の交差部分の
少ない地形図等の図面では良好な線分追跡を行えるが、
線分の交差部分の多い設備図や機械図等では、追跡区間
の短小化・追跡区間の切り出し点数の多数化といった不
都合を招き、これに伴って線種認識精度も低下してしま
う問題点があった。

【０００７】線分追跡処理において、分岐点に達した場
合に、分岐する線分の中から適切なものを選択して追跡
を続行することができれば、上記の問題点は解消される
のであるが、追跡すべき線分を特定するには困難が伴
う。一例を挙げて説明すると、図１０（ａ）に示すよう
に交差角が９０°に近い場合は、芯線ベクトル処理にお
いて一点で交差する芯線ベクトルが生成されるため、追
跡の続行は比較的容易と考えられるが、図１０（ｂ）に
示すように交差角が鋭角の場合は、芯線ベクトルが一点
で交差せず、２ケ所の分岐点が生成されてしまう。この
場合、交差する２本の線分を両方とも正確に追跡するの
は困難となる。

【０００８】この発明は、かかる問題点に鑑み、図面入
力装置等における線種認識技術において、分岐点におけ
る線分追跡の続行を可能とし、線種認識の認識率を向上
させることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、かかる目的
を達成するために、画像を折れ線近似したベクトルデー
タから分離抽出して得られる線分要素データを処理対象
としベクトルを追跡したうえで線種判定を行う方法であ
って、懸案ベクトルの端点に対して連結すべきベクトル
を検出することによりベクトルを追跡する方法におい
て、２本の線分が交差する場合および２本の線分の交差
部分に該線分の不連続部分が複合した場合のベクトル接
続関係を類型化し、類型化したベクトル接続関係に基づ
いて懸案ベクトルの端点が分岐点である場合および連結
すべきベクトルの端点が分岐点である場合の線分追跡を
行うようにしたものである。

【００１０】また、図１に示すように、画像を折れ線近
似したベクトルデータから分離抽出して得られる線分要
素データを処理対象としベクトルを追跡したうえで線種
判定を行う装置であって、懸案ベクトルの端点に対して
連結すべきベクトルを検出することによりベクトルを追
跡する装置において、次の要素を備えたものである。

【００１１】（１）懸案ベクトルの端点が非分岐点およ
び分岐点のいずれであるかを判別する端点分岐判別手段
１１。

【００１２】（２）懸案ベクトルの端点が非分岐点であ
る場合に選択され、その端点を基準とする所定領域内に
て非分岐端点を探索し、この非分岐端点に接続するベク
トルについて連結の可否を判定する非分岐−非分岐連結
判定手段１２。

【００１３】（３）非分岐−非分岐連結判定手段１２に
より連結可能なベクトルが検出されない場合に選択さ
れ、懸案ベクトルの端点を基準とする所定領域内にて分
岐端点を探索し、この分岐端点に接続する複数のベクト
ルについて連結の可否を判定する非分岐−分岐連結判定
手段１３。

【００１４】（４）懸案ベクトルの端点が分岐点である
場合に選択され、この分岐点に接続する複数のベクトル
について連結の可否を判定する直結ベクトル連結判定手
段１４。

【００１５】（５）直結線分連結判定手段１４により連
結可能なベクトルが検出されない場合に選択され、接続
誤差ベクトルを介して懸案ベクトルに接続するベクトル
を探索し、探索されたベクトルについて連結の可否を判
定する間接接続ベクトル連結判定手段１５。

【００１６】（６）懸案ベクトルの端点が分岐点である
場合に選択され、懸案ベクトルの端点を基準とする所定
領域内にて非分岐端点を検索し、該非分岐端点に接続す
る複数のベクトルについて連結の可否を判定する分岐−
非分岐連結判定手段１６。

【００１７】

【作用】この発明によれば、懸案ベクトルの端点が分岐
点である場合または検索した他端点が分岐点である場合
であっても、あらかじめ想定したケースに該当すれば、
適宜連結候補を設定する。すなわち、懸案ベクトルの端
点が非分岐点であるときはまず所定領域内にて非分岐−
非分岐連結による連結対象を探索し、その連結の可否を
判定するが、このとき、連結対象が見つからない場合、
直ちに追跡不能と判断せずに、非分岐−分岐連結による
連結対象を探索し、分岐点に接続する複数のベクトルに
ついて連結の可否を判定する。また、懸案ベクトルの端
点が非分岐点である場合も、直ちに追跡不能とは判断せ
ずに、その非分岐点に接続するベクトルを対象として連
結の可否を判定する。さらに、この判定で連結対象が見
つからない場合、ベクトル化処理で接続誤差ベクトルが
分岐点に発生する可能性があることを考慮し、接続誤差
ベクトルを介して懸案ベクトルと接続するベクトルを探
索・判定する。また、分岐−非分岐連結による連結対象
の探索・判定も行う。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この実
施例に係る図面自動入力装置は、線分候補の線種認識処
理、特に線分追跡処理に特徴がある。この処理機能はソ
フトウエア的に実現することが可能であり、この場合、
ハードウエア構成はたとえば図５に示すような既存の構
成で構わない。

【００１９】この実施例に係る線分追跡処理は、線分の
不連続部分あるいは線分の交差部分についてベクトル接
続関係をパターン化し、各パターンに対応する連結ベク
トル選択アルゴリズムを追加したことを要点とする。図
２は、想定した接続関係のパターンと、各パターンに対
応するベクトル接続関係を示す。パターン１は、懸案線
分に不連続部分が存在する場合であり、この場合のベク
トル接続関係は「非分岐点−非分岐点」となる。パター
ン２は、不連続部分を有する懸案線分に他の線分が交差
し、しかも不連続部端点（追跡先側）に他の線分が重な
った場合であり、この場合のベクトル接続関係は「非分
岐点−分岐点」となる。パターン３は、連続した懸案線
分に他の線分が交差し、交差部分が単一の端点で接続さ
れている場合、あるいは連続した懸案線分に不連続部分
を有する他の線分が交差し、他の線分の不連続部端点が
懸案線分に重なった場合であり、これらの場合は基準ベ
クトルから直接分岐するベクトルの１つが連結ベクトル
となる。パターン４は、懸案線分に他の線分が交差し、
しかも鋭角に交差しているためにベクトル化処理におい
て短い接続誤差線分が発生した場合であり、この場合は
接続誤差ベクトルを介して基準ベクトルと連結ベクトル
が間接的に接続される。パターン５は、懸案線分に不連
続部分が存在し、しかも不連続部端点（追跡元側）に他
の線分が重なった場合であり、この場合のベクトル接続
関係は「分岐点−非分岐点」となる。

【００２０】以上の各パターンに対応するために、図
３，４に示す手順による線分追跡処理を行う。この処理
において、まず基準ベクトルの追跡先側の端点を基準点
に設定し（Ｓ１）、基準点が非分岐点あるいは分岐点の
いずれであるかを確認する（Ｓ２）。基準点が非分岐点
である場合は、パターン１の判定を行う（Ｓ３〜６）。
すなわち、基準点を基点とした所定の領域内にて非分岐
点を検索する（Ｓ３）。非分岐点が見つかれば（Ｓ４：
Ｙｅｓ）、その非分岐点に接続するベクトルを対象と
し、端点間の距離・角度や基準ベクトルとの角度等に基
づいて連結の可否を判定する（Ｓ５）。この結果、連結
可能なベクトルが見つかった場合は（Ｓ６：Ｙｅｓ）、
そのベクトルを連結ベクトルに確定し、その連結ベクト
ルを次の基準ベクトルに指定して追跡処理を続行する
（Ｓ７）。

【００２１】もし、パターン１の判定において、非分岐
点が検出されなかった場合（Ｓ４：Ｎｏ）あるいは連結
可能なベクトルが見つからなかった場合（Ｓ６：Ｎｏ）
は、パターン２の判定を行う（Ｓ８〜１１）。すなわち
上記の非分岐点検索と同様の手順で分岐点を検索する
（Ｓ８）。分岐点が見つかれば（Ｓ９：Ｙｅｓ）、その
分岐点に接続する各ベクトルについて連結の可否を判定
する（Ｓ１０）。この結果、連結可能なベクトルが見つ
かれば（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、連結ベクトルとして確定さ
せる（Ｓ７）。分岐点が検出されない場合（Ｓ９：Ｎ
ｏ）あるいは分岐点が見つかっても連結可能なベクトル
が見つからない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）は、追跡不能と判
断する（Ｓ１２）。

【００２２】一方、基準点が分岐点である場合（Ｓ２：
Ｎｏ）は、パターン３の判定を行う（Ｓ１３，１４）。
すなわち、まず基準点に接続する各分岐ベクトルを対象
として連結の可否を判定する（Ｓ１３）。この結果、連
結可能なベクトルが見つかれば（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、そ
のベクトルを連結ベクトルに確定する（Ｓ７）。

【００２３】パターン３の判定において連結可能なベク
トルが見つからない場合（Ｓ１４：Ｎｏ）は、パターン
４の判定を行う（Ｓ１５〜１８）。すなわち、基準点に
接続する分岐ベクトルの中に、接続誤差ベクトル（図１
０（ｂ）参照）が存在するかどうかを確認する（Ｓ１
５）。この確認は、ベクトル長が短いことや両端点が分
岐点であること等に基づいて行うことができる。接続誤
差ベクトル候補が検出されると（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、そ
の接続誤差ベクトル候補の追跡先側に接続する分岐ベク
トルを対象として連結の可否を判定する（Ｓ１７）。こ
の結果、連結可能なベクトルが検出されると（Ｓ１８：
ｙｅｓ）、そのベクトルを連結ベクトルに確定する（Ｓ
７）。

【００２４】もし、接続誤差ベクトル候補が見つからな
い場合（Ｓ１６：Ｎｏ）あるいは連結可能なベクトルが
見つからない場合（Ｓ１８：Ｎｏ）は、パターン５の判
定を行う（Ｓ１９〜Ｓ２２）。すなわち、Ｓ３と同様の
手順により非分岐点を検索する（Ｓ１９）。この結果、
非分岐点が見つかれば（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、その非分岐
点に接続するベクトルの連結可否を判定し（Ｓ２１）、
連結可能であれば連結ベクトルに確定する（Ｓ７）。も
し、非分岐点が見つからない場合（Ｓ２０：Ｎｏ）ある
いは見つかってもベクトルが連結可能でない場合（Ｓ２
２：Ｎｏ）は、追跡不能とする（Ｓ１２）。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
線分の交差する場合あるいは線分の交差部分に線分の不
連続部分が複合した場合のベクトルの接続関係を類型化
し、これに基づいて連結候補の特定を行うので、他の線
分と交差した線分であっても追跡の続行が可能となり、
交差部分で細切れとならずに全域にわたって良好な追跡
が可能となる。それゆえ追跡結果を用いて行われる線種
判別の精度も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を示すブロック図。

【図２】想定した接続関係のパターンと各パターンに対
応するベクトル接続関係を示す説明図。

【図３】この発明の一実施例に係る線分追跡処理を示す
フローチャート。

【図４】この発明の一実施例に係る線分追跡処理を示す
フローチャート。

【図５】図面自動入力装置のハードウエア構成を示すブ
ロック図。

【図６】図面自動入力装置の動作概要を示すフローチャ
ート。

【図７】線分追跡手順概要を示すフローチャート。

【図８】従来の線分追跡処理を示すフローチャート。

【図９】線種判別処理を示すフローチャート。

【図１０】接続誤差ベクトルの発生の様子を示す説明
図。

【符号の説明】

１１…端点分岐判別手段 １２…非分岐−非分岐連結判定手段 １３…非分岐−分岐連結判定手段 １４…直結ベクトル連結判定手段 １５…間接接続ベクトル連結判定手段 １６…分岐−非分岐連結判定手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を折れ線近似したベクトルデータか
   ら分離抽出して得られる線分要素データを処理対象とし
   ベクトルを追跡したうえで線種判定を行う方法であっ
   て、懸案ベクトルの端点に対して連結すべきベクトルを
   検出することによりベクトルを追跡する方法において、 ２本の線分が交差する場合および２本の線分の交差部分
   に該線分の不連続部分が複合した場合のベクトル接続関
   係を類型化し、 類型化したベクトル接続関係に基づいて懸案ベクトルの
   端点が分岐点である場合および連結すべきベクトルの端
   点が分岐点である場合の線分追跡を行うことを特徴とす
   る線種認識方法。
2. 【請求項２】 画像を折れ線近似したベクトルデータか
   ら分離抽出して得られる線分要素データを処理対象とし
   ベクトルを追跡したうえで線種判定を行う装置であっ
   て、懸案ベクトルの端点に対して連結すべきベクトルを
   検出することによりベクトルを追跡する装置において、 懸案ベクトルの端点が非分岐点および分岐点のいずれで
   あるかを判別する端点分岐判別手段と、 該端点が非分岐点である場合に選択され、該端点を基準
   とする所定領域内にて非分岐端点を探索し、該非分岐端
   点に接続するベクトルについて連結の可否を判定する非
   分岐−非分岐連結判定手段と、 該非分岐−非分岐連結判定手段により連結可能なベクト
   ルが検出されない場合に選択され、該端点を基準とする
   所定領域内にて分岐端点を探索し、該分岐端点に接続す
   る複数のベクトルについて連結の可否を判定する非分岐
   −分岐連結判定手段とを備えたことを特徴とする線種認
   識装置。
3. 【請求項３】 画像を折れ線近似したベクトルデータか
   ら分離抽出して得られる線分要素データを処理対象とし
   ベクトルを追跡したうえで線種判定を行う装置であっ
   て、懸案ベクトルの端点に対して連結すべきベクトルを
   検出することによりベクトルを追跡する装置において、 懸案ベクトルの端点が非分岐点および分岐点のいずれで
   あるかを判別する端点分岐判別手段と、 該端点が分岐点である場合に選択され、該分岐点に接続
   する複数のベクトルについて連結の可否を判定する直結
   ベクトル連結判定手段とを備えたことを特徴とする線種
   認識装置。
4. 【請求項４】 請求項４記載の線種認識装置において、 前記直結線分連結判定手段により連結可能なベクトルが
   検出されない場合に選択され、接続誤差ベクトルを介し
   て懸案ベクトルに接続するベクトルを探索し、探索され
   たベクトルについて連結の可否を判定する間接接続ベク
   トル連結判定手段とを備えたことを特徴とする線種認識
   装置。
5. 【請求項５】 画像を折れ線近似したベクトルデータか
   ら分離抽出して得られる線分要素データを処理対象とし
   ベクトルを追跡したうえで線種判定を行う装置であっ
   て、懸案ベクトルの端点に対して連結すべきベクトルを
   検出することによりベクトルを追跡する装置において、 懸案ベクトルの端点が非分岐点および分岐点のいずれで
   あるかを判別する端点分岐判別手段と、 該端点が分岐点である場合に選択され、前記懸案ベクト
   ルの端点を基準とする所定領域内にて非分岐端点を検索
   し、該非分岐端点に接続する複数のベクトルについて連
   結の可否を判定する分岐−非分岐連結判定手段とを備え
   たことを特徴とする線種認識装置。