JP2722962B2

JP2722962B2 - 図面認識装置

Info

Publication number: JP2722962B2
Application number: JP4235717A
Authority: JP
Inventors: 聡田中; 秀明前原; 宏人長久; 忠司西川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-09-26
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1998-03-09
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: JPH05197771A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、紙等に描かれた図面
を認識して、図面の情報を計算機に入力する図面認識装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術としては「会話型図
面入力システム」（日経ＣＧ１９８７年４月号１２０〜
１３０頁）に記載されたものがあった。この方式は線追
跡法による認識を基礎においている。

【０００３】この従来例の構成を図２１を参照しながら
説明する。図２１において、図面認識装置はイメージリ
ーダ１１、ディスプレイ装置１２、マウスまたはタブレ
ット１３、図面認識プログラム１４、及び図面プロッタ
１５から構成されている。図面認識プログラム１４は、
追跡開始位置決定プログラム６６、線追跡プログラム６
７、及び追跡候補提示決定プログラム６８より構成され
ている。上記各プログラム１４，６６，６７，６８はコ
ンピュータシステム上で動作する。また、上記各装置１
１，１２，１３，１５は、上記コンピュータシステムに
接続されている。

【０００４】次にこの従来装置の動作を図２２を参照し
ながら説明する。まず、マウスまたはタブレット１３を
用いて、認識したい図形の種類を、予め用意された一覧
表の中からオペレータが指定する。例えば、「多角形」
を指定する。次にディスプレイ装置１２に表示された図
面上のカーソルを見ながら、マウスまたはタブレット１
３を用いて追跡開始点付近の位置Ｐを指示すると、追跡
開始位置決定プログラム６６が指示点の最近傍にあたる
図形上の一点Ｑを求めてこれを追跡開始位置に決定す
る。次に線追跡プログラム６７が追跡開始点Ｑから任意
の方向に線の追跡を始める（図２２（ａ））。線の分岐
点においては、最初に指示された認識したい図形の種類
から判断して追跡の方向を決める。例えば、図２２
（ｂ）中の分岐点Ｔにおいては、分岐状態が直交に近い
ことから、追跡の進行方向を最も保存する直進方向に追
跡する。判断すべき根拠が薄弱な場合は、追跡候補提示
決定プログラム６８が、可能性が高いと判断した順番で
オペレータに複数の追跡候補を提示することにより指示
を求める。図２２（ｃ）では追跡の進行方向Ｒ，Ｓが候
補として示される。これに対してオペレータがマウスま
たはタブレット１３を用いて正しい追跡の方向であるＲ
を選択すると、これに基づいて再び線追跡プログラム６
７が線の追跡を続行する。線追跡プログラム６７が、目
的の図形の線追跡を終えると、この結果をもって認識図
形とする。図２２（ｄ）では、追跡開始点Ｑに戻ってき
たことをもって多角形を認識し終わったと判断して追跡
を終えている。

【０００５】従来の図面認識装置は以上のようにして、
図面中の図形を逐一認識するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の図面認識装置は
以上のように構成されているので、例えば、図形どおし
が重なりあって書かれている図面の中から線図形を認識
する場合には、他の図形と重なっているところを追跡す
ると、追跡する線の方向にまぎらわしい分岐があるた
め、いちいちオペレータがどの線を追跡するか指示する
必要があり、オペレータの負担が重くなるという問題が
あった。

【０００７】また、他の図形と重なって書かれた破線、
鎖線や度重なる複写によって図面が劣化して、線に途切
れやかすれがあった場合、従来の図面認識装置では線の
追跡が行えず、対象となる図形が抽出できないという問
題があった。

【０００８】また、複数の線図形からなる線（以降、複
合線図形と呼ぶ）を認識する場合、各線毎に指示する必
要があり、上記同様オペレータの負担が増大したり、途
切れ等で線の追跡が行えないという問題点があった。ま
た、線図形や複合線図形にシンボルが付加して書かれて
いる場合、線図形とシンボルをオペレータが別々に指示
しなければならないという問題点があった。

【０００９】また、図面上で様々な図形要素が密集して
書かれたところに存在する孤立シンボルや文字列を入力
するためには、シンボルや文字の位置や傾きや種別を指
定して入力する必要があった。

【００１０】また、図面中の図形を認識する際、１つず
つ図形を指示してから、認識結果が出力されるまで次の
指示ができないという問題点があった。

【００１１】さらに、従来の図面認識装置では、認識し
た図形のイメージデータを下絵となる背景図から除いた
ものが得られないので、全てのデータを認識しなけれ
ば、下絵となる背景図と認識した図形を組合せたデータ
の利用ができず、認識したデータの用途が限定されると
いう問題があった。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、図形どおしが重なりあって書か
れた図面や度重なるコピーで劣化した図面から、オペレ
ータが概略の図形種と概略位置を指示するだけで、図面
中の線や複合線を構成する図形の種別、形状の正確な位
置を認識し、認識した図形を下絵となる背景図から分離
することができる図面認識装置を得ることを目的とす
る。

【００１３】また、線や複合線に付随するシンボルが存
在する場合でも、線図形や複合線図形とあわせて同時に
シンボルの種別や正確な位置を認識し、認識した図形を
下絵となる背景図から分離することができる図面認識装
置を得ることを目的とする。

【００１４】また、孤立シンボルや文字も概略位置を指
示するだけで、図面中からシンボルや文字を構成する図
形を取り出し、種別、位置、傾きを認識することができ
る図面認識装置を得ることを目的とする。

【００１５】さらに、図面上で認識したい図形の概略位
置を連続的に指示しても、それらの位置情報をもとに対
象となる図形を認識することができる図面認識装置を得
ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る図面認識装置は、オペレータが入力したい図面中の図
形の概略種別を指示する概略図形指示手段と、オペレー
タが入力したい図形の図面上での概略位置（概略形状）
を指示する概略位置指示手段と、オペレータからの概略
の図形種別と概略位置の指示にもとづいて、図面中の図
形を認識するための線図形モデルを生成する線図形モデ
ル生成手段と、認識対象の図面データと線図形モデルと
をマッチングして図形を認識する線図形認識手段とを備
えたものである。

【００１７】請求項２記載の発明に係る図面認識装置
は、オペレータが入力したい図面中の図形の概略種別を
指示する概略図形指示手段と、オペレータが入力したい
図形の図面上での概略位置（概略形状）を指示する概略
位置指示手段と、オペレータからの概略の図形種別と概
略位置の指示にもとづいて、図面中の図形を認識するた
めの線図形モデルを生成する線図形モデル生成手段と、
認識対象の図面データと線図形モデルとをマッチングし
て図形を認識する線図形認識手段と、認識対象外の背景
図形のイメージデータをベクトル化して蓄積するベクト
ル化手段を備えたものである。

【００１８】また、請求項３記載の発明に係る図面認識
装置は、上記線図形認識手段において、直線や破線等の
線を構成する線図形モデルを図面中の認識図形のイメー
ジデータに基づいて修正し、修正された線図形モデルか
ら線の種類と形状と位置を認識する単純線図形認識手段
を備えたものである。

【００１９】また、請求項４記載の発明に係る図面認識
装置は、上記線図形認識手段において、線や複合線に接
続するシンボルに対して、その概略位置の近傍エリアの
イメージデータの特徴よりシンボルの種別や形状、正確
な位置を認識するシンボル認識手段を備えたものであ
る。

【００２０】また、請求項５記載の発明に係る図面認識
装置は、上記線図形認識手段において、線の組合わせか
ら成る線図形モデルと図面中のイメージデータと指示さ
れた概略位置から複合線図形の外郭線を抽出し、複合線
図形の種類、形状、正確な位置を認識する複合線図形認
識手段を備えたものである。

【００２１】また、請求項６記載の発明に係る図面認識
装置は、上記線図形認識手段において、シンボルの概略
種別と図面中のイメージデータと指示された概略位置か
ら、孤立したシンボルを構成するイメージデータを抽出
し、その特徴から孤立したシンボルの種類、傾き、正確
な位置を認識する孤立シンボル認識手段を備えたもので
ある。

【００２２】また、請求項７記載の発明に係る図面認識
装置は、上記線図形認識手段において、図面中のイメー
ジデータと認識対象が文字であることと、指示された概
略位置から文字列を構成するイメージデータを抽出し、
文字列の種類、大きさ、傾きを認識する文字列認識手段
を備えたものである。

【００２３】また、請求項８記載の発明に係る図面認識
装置は、上記概略位置指定手段が、概略の位置を認識対
象となる図形毎に複数記憶しておき、上記線図形認識手
段が、記憶された複数の位置情報をもとに複数の対象を
連続して一度に認識するようにしたものである。

【００２４】また、請求項９記載の発明に係る図面認識
装置は、上記概略位置指定手段により概略の位置指示さ
れると同時に、上記線図形認識手段が、指示された位置
情報をもとに認識動作を開始し、概略位置指定手段から
連続して位置情報が指示されると、線図形認識手段は指
示された順に対象を次々に認識するものである。

【００２５】

【作用】請求項１記載の発明においては、概略図形指示
手段によって、オペレータが入力したい図形の概略種別
を指示し、概略位置指示手段によって認識したい図形の
図面上での概略の位置、形状をオペレータが指示し、線
図形モデル生成手段がオペレータからの概略の図形種別
と概略の位置、形状の指示にもとづいて、認識を行うた
めの線図形モデルを生成し、線図形認識手段は、その線
図形モデルと認識対象の図面のイメージデータとの間で
マッチングを行い、図面中の線図形の種別、位置、形状
を認識し、図形どおしが重なって描かれた複雑な図面や
度重なるコピーで劣化した図面中の図形であっても、オ
ペレータが指示したところだけを認識して、計算機に入
力することができる。

【００２６】請求項２記載の発明においては、概略図形
指示手段によって、オペレータが入力したい図形の概略
種別を指示し、概略位置指示手段によって認識したい図
形の図面上での概略の位置、形状をオペレータが指示
し、線図形モデル生成手段がオペレータからの概略の図
形種別と概略の位置、形状の指示にもとづいて、認識を
行うための線図形モデルを生成し、線図形認識手段は、
その線図形モデルと認識対象の図面のイメージデータと
の間でマッチングを行い、図面中の線図形の種別、位
置、形状を認識し、ベクトル化手段は、認識対象外の図
形のイメージデータをベクトル化し蓄えるため、蓄積す
るデータを少なくでき、認識した図形と背景図形を重ね
表示する場合も高速に表示することができる。

【００２７】また、請求項３記載の発明においては、単
純線図形認識手段が、図面中のイメージデータと線図形
モデルとの位置関係から、近傍にある線状のイメージデ
ータとの間でマッチングを行って、指示された線図形の
種類、形状、位置を認識するので、図形どおしが重なっ
て描かれた複雑な図面中の直線だけでなく、破線や鎖線
等の線図形も認識できる。また、線の形状を忠実に近似
したり、認識した線の形状を整形することもできる。

【００２８】また、請求項４記載の発明においては、線
図形や複合線図形上にシンボルを構成する図形が存在す
る場合、概略位置指示手段でシンボルの存在の位置を指
示するだけで、シンボル認識手段が線図形又は複合線に
接続するシンボルの種別や位置を認識するため、オペレ
ータは線図形やシンボル毎に各々別々に指示する必要が
なくなり、オペレータの負担が軽減される。

【００２９】また、請求項５記載の発明においては、複
合線図形認識手段が、図面中のイメージデータと線図形
モデルとの位置関係から複合線図形を構成するイメージ
データの外郭線を抽出し、その内部を認識して種別の認
識を行うため、オペレータは１つ１つの線図形を指示せ
ずにひとかたまりの複合線図形としてとり出して認識で
きる。

【００３０】また、請求項６記載の発明においては、孤
立シンボル認識手段が、指示された概略位置から、近傍
エリアのイメージデータを取り出して、イメージデータ
の特徴からシンボルを認識するため、オペレータはシン
ボルの傾きや位置を正確に指示する必要がなくなる。

【００３１】また、請求項７記載の発明においては、文
字列認識手段が、指示された概略位置から、近傍エリア
のイメージを取り出して、文字列を構成するイメージを
分離して、文字列を認識するため、オペレータは文字列
の傾きや位置や大きさを正確に指示する必要がなくな
る。

【００３２】また、請求項８記載の発明においては、認
識したい対象の概略位置を１つの対象に対して指示して
認識結果を得る以外に、概略位置指示手段が、複数の対
象の概略位置を記憶しておき、認識実行命令の選択によ
り、この記憶した位置情報をもとに、認識結果を一度に
得ることが可能であるため、図面の情報を短時間で計算
機に入力することができる。

【００３３】さらに、請求項９記載の発明においては、
認識したい対象の概略位置を１つの対象に対して指示し
て認識結果を得る以外に、概略位置指示手段が、複数の
対象の概略位置を連続的に指示して、認識結果を次々得
ることが可能であるため、図面の情報を短時間で計算機
に入力することができる。

【００３４】

【実施例】実施例１．以下、請求項１，３〜９に示す発明の一実施例を図につ
いて説明する。図１において、１１は紙等に描かれた図
面をイメージデータとして入力する画像入力手段として
のイメージリーダ、１２はオペレータに図面を提示する
図面表示手段としてのディスプレイ装置、１３はオペレ
ータが認識したい図形の概略の種類を指示する概略図形
指示プログラム１３ａと、オペレータが認識したい図形
（認識図形）の図面上での概略位置や概略形状を指示す
る概略位置指示プログラム１３ｂとに入力するためのマ
ウス又はタブレット、１４は図面認識プログラム、１６
はオペレータから指示された概略の図形種別と概略の位
置、形状から図形の認識を行うための線図形モデル（ラ
フスケッチ）を生成する線図形モデル生成プログラム、
１７はイメージリーダ１１から入力された図面のイメー
ジデータとラフスケッチとのマッチングを行う線図形認
識プログラム、２０は線図形を認識するための特徴が記
録されている認識辞書、１８はディスプレイ装置の上に
表示された図面のイメージデータに認識結果を重ね表示
して提示する認識結果表示プログラム、１９は認識結果
を修正したり、認識した図形を図面のイメージデータか
ら取除いて背景図面を作成する対話修正プログラム、１
５は上記決定された認識結果図面を出力する認識結果出
力手段としての図面プロッタである。

【００３５】上記各プログラムはコンピュータシステム
上で動作する。イメージリーダ１１、ディスプレイ装置
１２、マウス又はタブレット１３、及び図面プロッタ１
５は上記コンピュータシステムに接続されている。

【００３６】また、図２は線図形認識プログラム１７の
構成を示すブロック図であり、２１は直線や破線等の線
図形を認識する単純線図形認識プログラム、２２は直線
や破線等の線が複数組合さってできた複合線図形を認識
する複合線図形認識プログラム、２３は線図形や複合線
図形に接続するシンボル図形を認識するシンボル認識プ
ログラム、２４は図面中に孤立して存在するシンボル図
形を認識する孤立シンボル認識プログラム、２５は文字
列を認識する文字列認識プログラムである。

【００３７】まず、概略の動作を説明する。例えば図３
に示す図面をイメージリーダ１１より２値の画像データ
として入力し、ディスプレイ装置１２に表示し、マウス
又はタブレット１３で認識したい図形の概略種別、例え
ば「直線」等の「線図形」か、「複数の線」が組合さっ
て構成される「複合線図形」か「シンボル」か「文字」
かを選択する。また線図形を選択した場合、それらを詳
細に近似するか、詳細近似でなく整形するかも選択でき
る。

【００３８】次にオペレータはマウス又はタブレット１
３を用いて、認識したい図形の代表点数ヶ所を概略位置
で指定する。このとき線図形又は複合線図形に接続する
シンボルがあれば、そのシンボルの概略位置も指示す
る。シンボルや文字列の場合、１つのシンボル、文字列
に対し、概略位置を１点指示する。

【００３９】上記のようなそれぞれの指示は例えば、マ
ウスにより、線の折れ曲がり点はシングルクリック、シ
ンボルのある点はダブルクリックして指定する。する
と、後で述べるように図面認識プログラム１４が指定さ
れた図形を認識し、図面プロッタ１５が認識結果を出力
する。

【００４０】次に、図面認識プログラム１４の詳細動作
を説明する。まず、直線や破線などの線図形の認識に関
して説明するが、この認識動作は単純線図形認識プログ
ラムが行うもので、図４のフローチャートをもとに説明
する。例えば図５（ａ）に示す、破線Ｈを認識するため
に、オペレータは線図形を対象とすることを指示すると
ともに、ディスプレイ装置１２上に表示されている図面
中の破線の端の点付近（点Ａ，点Ｃ）や線の曲点の付近
（点Ｂ）を指示したとする。

【００４１】すると、その指示された位置を結ぶ線分Ａ
Ｂ，ＢＣ上にラフスケッチ（線図形モデル）の線を生成
する（ステップ３１）。そしてラフスケッチの各線分、
例えばＡＢに対し、図６（ａ）に示すように等間隔にＡ
₁ ＝Ａ，Ａ₂ ，…，Ａ_N-1 ，Ａ_N ＝Ｂの点を発生させ
る。次に図６（ｂ）に示すように、発生した各点Ａ₁ ，
Ａ₂ ，…，Ａ_N に対し、各点から最も近傍の図面中のイ
メージデータの黒（値１）の点を探索し、各点の位置を
探索したそれぞれの位置に変更する。

【００４２】ここで、一般にイメージデータは線の太さ
をもつため、各点を最も近い黒の点より、さらに線の太
さの半分だけ内側に入った黒の点に対応づけて変更する
（ステップ３２）。線の太さは予め入力しておくなどす
ればよい。次に、各点間の線分Ａ₁ Ａ₂ ，Ａ₂ Ａ₃ ，…
の方向を算出し、あるしきい値内の方向にある線の集ま
りを良区間と判定し、方向が大きく異なる線の集まりを
不良区間と判定する。図６（ｃ）の例ではＡ₁ 〜Ａ₃ ，
およびＡ₆ 〜Ａ_N が良区間、Ａ₃ 〜Ａ₆ が不良区間とな
っている（ステップ３３）。

【００４３】不良区間と判定された区間は、例えば図６
（ｄ）に示すようにＹＸの間にラフスケッチを再び生成
し、再度ステップ３２〜３３の処理をくり返すことによ
り線を認識していく（ステップ３４）。そしてＡ₁ ，Ａ
₂ ，…，Ａ_N が収束した線を形状および位置の認識結果
とする（図６（ｅ））。

【００４４】次にＡ₁ 〜Ａ_N 上の線の種類を認識する。
例えば、Ａ₁ からＡ_N の図面上のイメージデータが周期
的に白の値と黒の値でくり返される時は破線、あるしき
い値以上黒の値があるときは直線と判定する（ステップ
３５）。このような処理をラフスケッチの各線に対して
行い、線図形の種別、およびマッチしたラフスケッチの
最終状態を正確な位置、形状を示す結果のコードデータ
として出力する（ステップ３６）。

【００４５】ここで、図７（ａ）に示すような図面のイ
メージデータを認識する時、最初にマウス等で指示され
た点を線で結んだだけの形状を形状の認識結果としてコ
ード化するいわば整形することも可能である（図７
（ｂ））し、または、認識したラフスケッチＡ₁ Ａ₂ …
を用いて、元のイメージに忠実にコード化することもで
きる（図７（ｃ））。

【００４６】次に図８（ａ）に示すような、二重丸のシ
ンボルとその間をつなぐ破線を認識する場合を説明す
る。この場合、線図形とシンボルをあわせて、線図形と
ほぼ同様の操作で認識することができる。オペレータは
二重丸のシンボルとその間をつなぐ破線を認識するため
に、線図形を対象とすることと、ディスプレイ装置１２
上に表示されている図面中の二重丸のシンボル付近（点
Ａ，点Ｃ）や線の曲点の付近（点Ｂ）を指示したとす
る。シンボルの位置を指示する場合はマウス又はタブレ
ット１３でダブルクリックする。指示された位置ＡＢ，
ＢＣ上にラフスケッチの線を生成し、（図８（ｂ））、
以下前述したように単純線図形認識プログラム２１によ
り破線を認識する。

【００４７】破線認識後、シンボル認識プログラム２３
により例えば図１０に示すフローチャートの動作でシン
ボルを認識する。図９は二重丸のシンボル付近を拡大し
て示す説明図であり、認識した破線の端Ａ₁ から長さｄ
_A ，幅ｄ_B のシンボル探索範囲を図面中のイメージデー
タから切出す（ステップ４１）。次に中心線ＱＡ₁ の両
側に連なる白の点のひとつながりの長さ（白ラン長）を
計算し、長さｄ_A 間でヒストグラムをとる（ステップ４
２）。

【００４８】そしてシンボル認識のための認識辞書との
間でマッチングをとって、シンボルの中点候補をとり出
す。マッチング方法は例えばヒストグラムの正規化を行
って、認識辞書（シンボルが理想的に書かれていた時の
ヒストグラム）とあるしきい値以上でマッチングすると
ころを取出す。取出した点の中点候補をＰとする（ステ
ップ４３）。

【００４９】今度はＰを通りＱＡ₁ に垂直な中心線Ｓ，
Ｔを引き、ステップ４２，４３をくり返して、シンボル
の中心、大きさ、種別を同定する（ステップ４４）。こ
の様な方法でシンボル認識すると、シンボルの大きさに
よるバラツキや一部分の途切れに対しても、シンボルの
認識が可能となる。

【００５０】次に複数線が組合わさって構成される複合
線図形の認識の場合であるが、これは複合線図形認識プ
ログラム２２が行う。その動作を図１１のフローチャー
トをもとに説明する。図１２（ａ）に示すような複数の
線で構成される複合線図形を認識するため、オペレータ
により、複合線図形を対象とすることと、ディスプレイ
装置１２上に表示されている図面中の複合線図形の端の
点（点Ｄ，点Ｆ）や線の曲点（点Ｅ）の付近が指示され
る。

【００５１】すると図１２（ｂ）に示すように、指示さ
れた位置の線分ＤＥ，ＥＦ上にラフスケッチの線を生成
する（ステップ５１）。次に図１３（ａ）に示すように
各ラフスケッチの線分、例えばＤＥに対し、点Ｄを通り
ＤＥに垂直な線分Ｄ₁ Ｄ_N と、点Ｅを通りＤＥに垂直な
線分Ｅ₁ Ｅ_N を発生する（ステップ５２）。

【００５２】次にＤ₁ Ｄ_N ，Ｅ₁ Ｅ_N に対し、等間隔に
点をとり、端点候補Ｄ₁ ，Ｄ₂ ，…，Ｄ_N ，Ｅ₁ ，Ｅ
₂ ，…，Ｅ_N を発生させる（ステップ５３）。次に図１
３（ｂ）に示すようにあらゆる端点Ｄ_l （ｌ＝１，…，
ｎ）とＥ_k （ｋ＝１，…，ｎ）との間を結ぶサンプリン
グ線Ｄ_l Ｅ_k を発生させる。例えばＤ₁ Ｅ₁ に平行なサ
ンプリング線はｎ本存在し、Ｄ₃ Ｅ₁ に平行なサンプリ
ング線はｎ−２本存在する。

【００５３】そして、図１３（ｃ）に示すように各サン
プリング線の線分Ｄ_l Ｅ_k （ｌ，ｋ＝１，…，ｎ）上に
等間隔にサンプリング点を発生させ、各サンプリング点
の図面上のイメージの点が黒の値のものをカウントする
（ステップ５４）。各サンプリング線の黒の値の点の総
和が最も大きい２本の平行線をとり出し、図１３（ｄ）
に示すようなサンプリング線Ｓを外郭線とする。但し、
２本の平行線の距離は複合線図形の幅に近いものを採用
する（ステップ５５）。

【００５４】そして抽出された外郭線の内側の黒の値の
分布より、複合線の種別を判別する。これは例えば、外
郭線とその内側のサンプリング線の黒の値により、２本
線であるとか、図１３に示す複合図形であるとかの区別
は可能である（ステップ５６）。

【００５５】このような処理をラフスケッチ各線に対し
行い、複合線図形の種別、位置、形状を出力する（ステ
ップ５７）。

【００５６】なお、前に述べた方法と同様にして、図１
７（ｂ）に示すような二重丸のシンボルとその間をつな
ぐ複合線図形を認識することができる。

【００５７】次に、図面中に存在するシンボルの認識の
場合、概略図形指示プログラム１３ａで「シンボル」が
選ばれ、概略位置指示プログラム１３ｂで１つのシンボ
ルに対し、指示された図面上の概略の位置の座標を取り
出す。線図形モデル生成プログラム１６では、これらの
種別と位置の情報をそのまま線図形認識プログラム１７
へ送り、これをもとに孤立シンボル認識プログラム２４
がシンボルの認識を行う。この動作を図１４のフローチ
ャートをもとに説明する。

【００５８】図１５（ａ）に示すようなシンボルに対
し、オペレータが指示した概略の位置を点Ｆとする。ま
ず、点Ｆを中心とした矩形エリアＫ₁ 、Ｋ₂ 、Ｋ₃ 、Ｋ
₄ を元の図面のイメージデータから取り出す（ステップ
６１）。次に領域Ｋ₁ 、Ｋ₂ 、Ｋ₃ 、Ｋ₄ の内部の黒画
素、白画素毎に連結した領域に対し、ラベルをつけ、連
結領域を抽出する。図１５（ｂ）では、白画素の連結領
域としてＬ₁ 〜Ｌ₅ の連結領域が抽出される。この時、
矩形領域の外周に接している領域Ｌ₄ 、Ｌ₅ は除く。図
１５（ｂ）では、白画素の連結領域５つの内Ｌ₁、Ｌ
₂ 、Ｌ₃ が取り出される（ステップ６２）。取り出され
た各連結領域Ｌ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ に対し、幾何学的な特徴
量を算出する。例えば、領域の面積、形状、周囲長、領
域間の位置関係等を求める（ステップ６３）。算出され
た特徴量と、予め登録されたシンボル毎の特徴量の認識
辞書２０とをマッチングして、シンボルの種別、中心、
傾きを確定する（ステップ６４）。

【００５９】なお、オペレータが概略種別を選択する
際、「シンボル」と選択するのに加えて、例えば「円
形」を選ぶと、認識対象シンボルの候補範囲をせばめ
て、より正確な認識が可能になる。たとえば、図１５に
示すようなシンボル例においては、白画素の連結領域Ｌ
₁ が「円形」の「シンボル」として抽出されることにな
る。

【００６０】このように、孤立シンボル認識プログラム
２４は、図面中の孤立したシンボルを認識するときに、
上記概略位置指示プログラム１３ｂにより指示されたシ
ンボルの概略位置の情報により、それらの近傍エリアの
イメージデータを取り出し、イメージデータ中の黒画素
や白画素が形成する領域の大きさや形状等の特徴量を算
出し、認識辞書２０をマッチングすることにより、孤立
シンボルの種別と位置と傾きを認識する。

【００６１】次に、図面中に存在する文字列の認識の場
合は、概略図形指示プログラム１３ａで「文字」が選ば
れ、概略位置指示プログラム１３ｂで、１つの文字列に
対して、指示された図面上の概略の位置の座標を取り出
す。線図形モデル生成プログラム１６では、これらの種
別と位置の情報をそのまま線図形認識プログラム１７へ
送り、これをもとに文字列認識プログラム２５が文字列
の認識を行う。

【００６２】この動作を図１６をもとに説明する。図１
６（ａ）に示すような文字列に対し、オペレータが指示
した概略の位置を点Ｇとする。孤立シンボルの認識の時
と同様に点Ｇを中心とした矩形エリアＫ₅、Ｋ₆ 、Ｋ
₇ 、Ｋ₈ を元の図面のイメージデータから取り出す。次
に図１６（ｂ）に示すように領域Ｋ₅ 、Ｋ₆ 、Ｋ₇ 、Ｋ
₈ の内部の黒画素毎に連結領域に対し、ラベルをつけ、
連結領域を抽出する。図１６では、Ｌ₆ 、Ｌ₇ の連結領
域が抽出される。これらの連結領域Ｌ₆ 、Ｌ₇ 毎の中心
を結んで、文字列の傾きを求め、各文字列のイメージデ
ータの傾きを補正する。後は、文字列イメージを見て、
オペレータがキー入力してもよいし、各文字毎に従来の
文字認識装置にイメージデータを送って認識させてよ
い。このようにして、文字列の種類、大きさ、位置、傾
きを取り出す。

【００６３】このように、文字列認識プログラム２５
は、図面中の文字列を認識するときに、上記概略位置指
示手段により指示された文字列の概略位置の情報によ
り、それらの近傍エリアのイメージデータ中の黒画素の
連結領域を抽出することにより、文字列を構成するイメ
ージデータを取り出し、文字列の種類、大きさ、位置、
傾きを認識する。

【００６４】次に、認識結果表示プログラム１８及び対
話修正プログラム１９の動作について説明する。認識結
果表示プログラム１８は認識した線図形、シンボル、文
字列をディスプレイ装置１２上に表示された図面のイメ
ージデータに重ねて提示する。この時、下絵となるイメ
ージデータの中の認識した線図形、シンボル、文字列の
消去範囲も同時に表示する。対話修正プログラム１９
は、認識結果の線図形やシンボル文字の種別、位置、形
状等の修正を行う。指定した種別に変更する以外に、認
識の際に最もマッチしたものから順に提示し、オペレー
タの指示を仰ぐこともできる。また、線図形の位置や形
状の誤りを修正するのに、誤り区間を指示して、その区
間に対し、ステップ３２以降の処理を行うことにより、
少ないオペレーションで訂正可能となる。

【００６５】認識した線図形のイメージデータをもとの
図面から消去して背景図を得る動作を図１７により説明
する。まず認識された（即ちコード化された）線図形を
イメージデータ６０に変換し、線の太さだけ太めた部分
６１を得る。そして、この部分６１内のイメージデータ
を消去することによりイメージデータ６２が消去できる
（図１７（ａ））。複合線図形の場合は認識した外郭線
より外郭線の長方形エリアを消去する（図１７
（ｂ））。シンボルはシンボルの大きさ、形と中心位置
の情報から図面のイメージデータを消去する。

【００６６】また、図１及び図２の実施例において、図
１８のような線図形を認識する際、１回目のオペレータ
の指示でＰ₁ Ｐ₂ Ｐ₃ 線図形が認識され、２回目のオペ
レータの指示でＰ₄ Ｐ₂ Ｐ₅ （Ｐ₂ のシンボルは除かれ
る）の線図形が認識されるが、２回目の認識が終了した
際にこれら２つのデータが自動的にマージされ、ひとま
とまりのデータが作成される。

【００６７】また、概略位置指示の方法は、認識したい
１つの対象を指示して、認識結果を得る以外に以下のよ
うな指示もできる。例えば、認識した複数の対象に対し
て、オペレータは概略位置の指示のみを最初に複数回行
って、その情報を図形毎に記憶しておく。認識実行命令
を選択すると、複数の対象に対して、線図形モデル生成
プログラム１６から認識結果表示プログラム１８までを
複数のプロセスとしてバックグラウンド処理させてお
き、認識が終了したものから、対話修正プログラム１９
により、修正作業を行う。

【００６８】このように、この例は概略位置指示プログ
ラム１３ａは、入力された概略の位置を認識対象となる
図形毎に記憶しておき、認識実行命令が選択されると、
図面認識プログラム１４がそれまで記憶されていた概略
の位置の情報をもとに複数の対象に対し、一度に認識を
行うことを特徴とする。

【００６９】また、別の例としてオペレータが線図形や
シンボル、文字列の概略位置を指示すると同時に、コン
ピュータ側で線図形モデル生成プログラムから認識結果
表示プログラムまでを１つのプロセスとして、実行する
こともできる。オペレータは画面上で次々と認識対象の
概略位置を指示すると、指示の順番に認識結果が表示さ
れていく。

【００７０】このように、この例は概略位置指示プログ
ラム１３ａは入力された概略の位置を連続的に指示する
と同時に、図面認識プログラム１４がその情報をもとに
次々に対象を認識していくことを特徴とする。これらの
手法を用いることにより図面中の図形入力時間の短縮が
図れる。

【００７１】ここで、たとえば非常に長い図面や大きな
図面を複数に切って、イメージリーダから別々に入力し
た場合、切った境界上にある線図形やシンボルを認識す
るには、線図形やシンボルを構成する線をつないで認識
するのが従来は非常にむずかしかったが、この発明によ
れば、イメージデータだけからシンボルや線図形を認識
しているので、イメージデータとして、図面間をつなぎ
さえすれば、図面間の境界上のシンボルや線図形であっ
ても、境界にまたがったイメージデータを読出してき
て、認識することが可能である。

【００７２】次に、請求項２に示す発明の一実施例を図
について説明する。図１９において、１１は紙等に描か
れた図面をイメージデータとして入力する画像入力手段
としてのイメージリーダ、１２はオペレータに図面を提
示する図面表示手段としてのディスプレイ装置、１３は
オペレータが認識したい図形の概略の種類を指示する概
略図形指示プログラム１３ａと、オペレータが認識した
い図形（認識図形）の図面上での概略位置や概略形状を
指示する概略位置指示プログラム１３ｂとに入力するた
めのマウス又はタブレット、１４は図面認識プログラ
ム、１６はオペレータから指示された概略の図形種別と
概略の位置、形状から図形の認識を行うための線図形モ
デル（ラフスケッチ）を生成する線図形モデル生成プロ
グラム、１７はイメージリーダ１１から入力された図面
のイメージデータとラフスケッチとのマッチングを行う
線図形認識プログラム、２０は線図形を認識するための
特徴が記録されている認識辞書、１８はディスプレイ装
置に上に表示された図面のイメージデータに認識結果を
重ね表示して提示する認識結果表示プログラム、１９は
認識結果を修正したり、認識した図形を図面のイメージ
データから取除いて背景図面を作成する対話修正プログ
ラム、６５は背景図面のイメージデータをベクトル化し
て蓄積するベクトル化プログラム、１５は上記決定され
た認識結果図面を出力する認識結果出力手段としての図
面プロッタである。線図形認識プログラム１７の構成は
図２と同様である。

【００７３】次に、この図面認識装置の動作を説明す
る。まず、図形の認識及び認識結果の表示、対話修正ま
では図１の実施例と同様にして行われる。次にベクトル
化プログラム６５は、認識した線図形のイメージデータ
から消去して得られた背景図のイメージデータ（図２０
（ａ））に対し、黒画素のイメージデータの中心点をと
り出す細線化処理を行い（図２０（ｂ））、それらの中
心点を、例えば、ｎ点おきに直線で近似して（図２０
（ｃ））、ベクトル化処理を施し、ベクトルデータとし
て、蓄積する。

【００７４】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、概略図形指示手段、概略位置指示手段、線図形モデ
ル生成手段、線図形認識手段を備えて構成したので、図
形どおしの重なりの多い図面や、度重なるコピーにより
劣化して、途切れの多い図形のある図面を認識すること
ができるという効果がある。

【００７５】また、請求項２記載の発明によれば、概略
図形指示手段、概略位置指示手段、線図形モデル生成手
段、線図形認識手段、ベクトル化手段を備えて構成した
ので、請求項１記載の発明の効果に加えて認識した図形
以外の背景図のデータ量を減らすことができ、認識した
図形と背景図を重ね表示する際、高速に表示できるとい
う効果がある。

【００７６】また、請求項３記載の発明によれば、単純
線図形認識手段を備えることにより、直線以外に破線や
鎖線が他の図形と重なって書かれても認識できるという
効果がある。

【００７７】また、請求項４記載の発明によれば、シン
ボル認識手段を備えることにより、線図形に接続するシ
ンボルも合わせて少ないオペレーションで認識できると
いう効果がある。

【００７８】また、請求項５記載の発明によれば、複合
線図形認識手段を備えることにより、複数の線からなる
複合線図形が他の図形と重なって書かれても、少ないオ
ペレーション数で認識できるという効果がある。

【００７９】また、請求項６記載の発明によれば、孤立
シンボル認識手段を備えることにより、図面中の孤立シ
ンボル少ないオペレーションで、認識できるという効果
がある。

【００８０】また、請求項７記載の発明によれば、文字
列認識手段を備えることにより、図面中の文字列を少な
いオペレーションで入力できるという効果がある。

【００８１】また、請求項８記載の発明によれば、概略
位置指示手段を備えることにより、複数の対象を一度に
認識できるため、短い時間で図面を入力できるという効
果がある。

【００８２】また、請求項９記載の発明によれば、概略
位置指示手段を備えることにより、図面中の対象を連続
的に認識できるため、短い時間で図面を入力できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の実施例における図面認識装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】線図形認識手段の詳細を示すブロック図であ
る。

【図３】認識対象となる図面の例を示す説明図である。

【図４】図面認識装置における線図形を認識する動作を
示すフローチャート図である。

【図５】図面に対し、概略位置の指示方法を示す説明図
である。

【図６】線図形を認識する際の動作を説明する説明図で
ある。

【図７】線図形を認識した際の詳細近似又は整形結果を
示す説明図である。

【図８】線図形にシンボルが接続した場合の説明図であ
る。

【図９】シンボル認識の説明図である。

【図１０】シンボル認識の動作を示すフローチャート図
である。

【図１１】複合線図形を認識するための動作を示すフロ
ーチャート図である。

【図１２】複合線図形とその指示方法を示す説明図であ
る。

【図１３】複合線図形認識の説明図である。

【図１４】図面認識装置における孤立シンボルを認識す
る動作を示すフローチャート図である。

【図１５】孤立シンボルを認識する際の動作を説明する
説明図である。

【図１６】文字列を認識する際の動作を説明する説明図
である。

【図１７】背景図面作成の際のイメージの消去を示す説
明図である。

【図１８】複数指示したデータを統合することを説明し
た説明図である。

【図１９】請求項２の発明の実施例における図面認識装
置の構成を示すブロック図である。

【図２０】背景図のイメージデータをベクトル化する方
法を示す説明図である。

【図２１】従来の図面認識装置の構成を示すブロック図
である。

【図２２】従来の図面認識装置の動作を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１１イメージリーダ１２ディスプレイ装置１３マウス又はタブレット１３ａ概略図形指示プログラム１３ｂ概略位置指示プログラム１５図面プロッタ１６線図形モデル生成プログラム１７線図形認識プログラム１８認識結果表示プログラム１９対話修正プログラム２１単純線図形認識プログラム２２複合線図形認識プログラム２３シンボル認識プログラム２４孤立シンボル認識プログラム２５文字列認識プログラム６５ベクトル化プログラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西川忠司鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機株式会社情報電子研究所内 (56)参考文献鎌田靖彦編日刊工業新聞社刊「地図情報システム入門」 16−17頁「３対話型（半自動）入力システム」情報処理学会第33回全国大会講演論文集（▲ＩＩ▼） 1487−1488頁４Ｎ− ５鈴木智ほか「地図認識入力システムＭＡＲＩＳ −知的会話処理−」

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】図面を認識して図面の情報を計算機に入
力する図面認識装置において、図面中の認識図形の概略
種別を指示する概略図形指示手段と、認識図形の概略位
置を指示する概略位置指示手段と、上記概略図形指示手
段、概略位置指示手段からの概略種別と概略位置の指示
にもとづいて、線図形モデルを生成する線図形モデル生
成手段と、図面中の認識図形と上記線図形モデルとをマ
ッチングして図形を認識し図形情報を出力する線図形認
識手段とを備えたことを特徴とする図面認識装置。
【請求項２】図面を認識して図面の情報を計算機に入
力する図面認識装置において、図面中の認識図形の概略
種別を指示する概略図形指示手段と、認識図形の概略位
置を指示する概略位置指示手段と、上記概略図形指示手
段、概略位置指示手段からの概略種別と概略位置の指示
にもとづいて、線図形モデルを生成する線図形モデル生
成手段と、図面中の認識図形と上記線図形モデルとをマ
ッチングして図形を認識し図形情報を出力する線図形認
識手段と、認識対象外である図面中の背景のイメージデ
ータをベクトル化して蓄積するベクトル化手段とを備え
たことを特徴とする図面認識装置。
【請求項３】線図形認識手段において、図面中の認識
図形に基づいて線図形モデルの位置を近似させながらそ
の位置を修正し、修正された線図形モデルから認識図形
を認識する単純線図形認識手段を備えたことを特徴とす
る請求項１又は２記載の図面認識装置。
【請求項４】線図形認識手段において、図面中の線や
複合線に接続するシンボルを認識するときに、上記概略
位置指示手段より指示されたシンボルの概略位置と認識
された線の図形の位置の情報より、それらの近傍エリア
のイメージデータの画素の分布をもとに、シンボルを認
識するシンボル認識手段を備えたことを特徴とする請求
項１又は２記載の図面認識装置。
【請求項５】線図形認識手段において、図面中の認識
図形と線図形モデルとから認識対象の複合線図形を構成
するイメージデータの外郭線を抽出し、この外郭線内の
イメージデータの画素の分布をもとに複合線図形を認識
する複合線図形認識手段を備えたことを特徴とする請求
項１又は２記載の図面認識装置。
【請求項６】上記線図形認識手段は、シンボルの種類
毎に予め算出した特徴量を蓄積する認識辞書を備え、線
図形認識手段において、図面中の孤立したシンボルを認
識する場合に、上記概略位置指示手段により指示された
シンボルの概略位置の情報により、その近傍エリアのイ
メージデータを取り出し、イメージデータ中の画素が形
成する領域の所定の特徴量を算出し、上記認識辞書とマ
ッチングすることにより、孤立シンボルを認識する孤立
シンボル認識手段を備えたことを特徴とする請求項１又
は２記載の図面認識装置。
【請求項７】線図形認識手段において、図面中の文字
列を認識する場合に、上記概略位置指示手段により指示
された文字列の概略位置の情報により、その近傍エリア
のイメージデータを取り出し、イメージデータ中の画素
の連結領域を抽出することにより、文字列を認識する文
字列認識手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２
記載の図面認識装置。
【請求項８】概略位置指示手段は、入力した概略の位
置を認識対象となる図形毎に記憶しておき、線図形認識
手段は、概略位置指示手段により記憶された概略の位置
の情報をもとに、複数の対象に対し一度に認識を行うこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の図面認識装置。
【請求項９】概略位置指示手段は、概略の位置を連続
して指示するとともに、線図形認識手段は、概略位置指
示手段により指示された位置情報をもとに順次対象を認
識していくことを特徴とする請求項１又は２記載の図面
認識装置。