JP2854588B2 - ラスタベクタ変換方法及び線図形入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば設計図面や地図等の線画像をベクト
ル情報に変換するラスタベクタ変換方法及び線図形入力
装置に関する。

（従来の技術） 近年、設計図面や地図等の各種図面を計算機を用いて
管理するあめのシステムが盛んに開発されている。ま
た、計算機を用いて管理するためには、これら各種図面
を計算機での取扱いが容易なデータ形式であるベクトル
情報に予め変換してから当該計算機に入力する必要があ
り、そのための自動ディジタイジングの方法としてラス
タベクタ変換技術がある。

この従来のラスタベクタ変換技術によれば、座標点列
が与えられた場合、すなわち一筆書きの図形に対する直
線近似の場合には、実用的なベクトル化を行なうことが
可能であるが、複数の線分が交差する図面に対しては局
所的に種々変形が生じ、高品質なベクトル化を行なうま
でには到っていなかった。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来のラスタベクタ変換技術において
は、各種図面等の入力された線画像に複数の線分が交差
若しくは接することによって形成される分岐や線分の端
点等（以下、これらを単に節点という）が、多数存在す
る場合には良好なベクトル化が困難であった。

すなわちベクトル化に際して、 Ｉ）入力された線画像に対して施される細線化等の前処
理によって生じる構造的な歪みに対する補正、 II）量子化によって本質的に生じる歪みに対する補正、 III）視覚的に許容される範囲内の誤差に対する補正、 等がそれぞれ明確に区別されることなく変換処理が実行
されることに起因していると考えられた。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的
としては、ラスタベクタ変換処理を行なう際に、生じる
歪みに対して、それぞれ的確な補正を行なうことで高品
質なベクトル化を行なうことのできるラスタベクタ変換
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明はラクタベクタ方
法及び線図形入力装置は、複数の節点と当該節点間を結
ぶセグメント（線分）から成る線画像のセグメントを直
線近似する手段と、当該直線近似されたセグメントに対
して、所定の条件の下に構造的な整形処理を行う段階
と、複数のセグメントから構成されるストロークを所定
の条件の下に抽出する段階と、当該ストロークに対して
節点の微小移動による整形処理を行う手段とを有する構
成とした。

（作用） 本発明におけるラスタベクタ変換方法および線図形入
力装置は、セグメントとストロークに対して整形処理を
行うという２段階の整形手段を有しているので、高精度
のベクトル情報を得ることができるのである。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明に係るラスタベクア変換装置を用い
た線図形入力装置の概略を示すブロック図である。

処理プロセッサ１は、当該線図形入力装置全体の制御
を行なう。この処理プロセッサ１は、システムバスSBを
介してスキャナインタフェース3,画像メモリコントロー
ラ４、アドレスコントローラ6,タブレットインタフェー
ス９、表示コントローラ10、メモリ11等が接続され、ま
たスキャナインタフェース３にはスキャナ装置２、画像
メモリコントローラ４には画像メモリ５、タブレットイ
ンタフェース９にはタブレット８、表示コントローラ10
にはCRT7がそれぞれ接続される。またスキャナインタフ
ェース３、画像メモリコントローラ４、画像メモリ５、
アドレスコントローラ６、表示コントローラ10はそれぞ
れ画像バスVBによっても接続される。

スキャナ装置２は、図示しない計算機等に図面等のイ
メージ情報を入力するものであって、例えばA1サイズの
図面をスキャニングによって光学的に入力し、２値画像
としてスキャナインタフェース３を介して、画像メモリ
コントローラ４の制御の下、画像メモリ５に格納され
る。このとき画像メモリ５に格納される入力画像の番地
制御はアドレスコントローラ６によって行なわれる。こ
のようにして、画像メモリ５に格納された画像は、順次
表示コントローラ10を介してCRT7に表示される。

またスキャナ装置２からの図面を入力する際の指示
は、CRT7等のディスプレイ装置の画面に表示されるメニ
ューを図示しないマウスあるいはタブレット８を用いて
選択して入力、あるいはタブレット８のシート上に表示
されるメニューを選択して入力することによって行なわ
れる。

また、処理プロセッサ１は、タブレット８から入力さ
れる指令に従い、画像メモリ５上の画像メモリ５上の入
力画像を処理して、ラスタベクタ変換を行なった後に、
当該入力画像に係るベクトルデータをメモリ11に格納す
る。このメモリ11はディスクメモリ装置等によって構成
され、前記変換されたベクトルデータを順次蓄積し、処
理プロセッサ１の制御で他の計算機等にこのベクトルデ
ータの転送を行なう。

尚、タブレット８及びCRT7の制御は処理プロセッサ１
の起動により、タブレットインタフェース９及び表示コ
ントローラ10がそれぞれ行なう。

第２図は、処理プロセッサ１が行なう処理手順を示す
フローチャートである。

まず、線画像をスキャナ装置２によって画像メモリ５
に入力し（ステップ101）、当該線画像の線幅を１にす
るための細線化処理を行なう（ステップ102）。次にス
テップ103に進み、線分追跡を行ないながら、第３図に
示すセグメントテーブルの作成を行なう。このとき、始
点及び終点となり得るのは、線分追跡において出会う端
点、分岐分および角点等の節点のうちいずれかの特徴点
である。これらの特徴点によって区切られる線分（以
後、セグメントと称す）は、セグメントテーブルにおい
て図３（ａ）に示す８方向に対応する方向コードの系列
によって表現されている。また、全てのセグメントの
数、すなわちセグメント総数を示すポインタが用意され
ている。

さらに、ステップ104において、方向コードによって
表されている各セグメントは直線近似され、いわゆるベ
クタ情報に変換される。ベクタ情報は、第３図（ｂ）に
おいて方向コード列が近似座標点列、コード長が座標点
の個数におきかえられたフォーマットで表現される。以
上の処理は、従来技術の組み合せによって実現可能であ
る。

次にステップ105,106によって行なわれる２階層もし
くは２段階の整形処理について説明する。

すなわち、第１段において構造的な変形を修正するあ
めの整形処理を行ない、次に第２段においてその結果に
対し節点座標の微小移動い基づく整形処理を行なうもの
である。

第４図は、第２図における構造的な整形処理を説明す
るためのフローチャートである。

まず、前処理段階で雑音成分として発生するセグメン
トは長さがβ以下のセグメントであると定義する（ステ
ップ111）。次に長さがβ以下のセグメントをセグメン
トテーブルにより探す（ステップ112）。検出できたと
きには、ステップ113において片方が端点であるかどう
かを調べる。片方が端点であるときには、ステップ114,
115へ進み第５図（a1）に示すケース１が、第５図（a
2）に示すケース２かを調べ、ステップ116、120におい
てそれぞれに対応した（ケース１に対しては図５（b
1）、ケース２に対しては図５（b2）に示す）整形処理
を行う（セグメントテーブルを修正する）。このときケ
ース１か２であるかは、長さβ以下のセグメントが３分
岐点につながり、他の２本のセグメントのなす角度がＡ
以下のときをケース２、それ以外をケース１とすること
で判定する。

なお、両方とも端点であるセグメントは除去する（ス
テップ119）。両方とも分岐点であった場合は、それに
連結する長さβ以下のセグメントをすべて求め（ステッ
プ117）、１本（ケース３）のときは図５（b3）に示す
整形処理、複数本（ケース４）のときは図５（b4）に示
す整形処理を行なう。以上の処理を、長さβ以下のセグ
メントがなくなるまで順次行なう。

第６図は、第２図のステップ106によって示される節
点座標の微小移動による整形処理を説明するための図で
ある。

まず、ステップ131において分岐点をまたがってセグ
メントが滑らかに接続される部分をその長さが最も長く
なるように、セグメントテーブルより１つ求める（以
下、この部分を単にストロークと呼ぶ）。

未処理のストロークが抽出できた場合は（ステップ13
2）、そのストロークが１つの直線となり得るかどうか
を調べる。もし、１本の直線となり得ない場合は両節点
を結ぶ直線より最も離れた節点で２分割を行ない、それ
ぞれの部分ストロークについてそれが１つの直線となり
得るかどうかを調べる。以上のことを１つの直線とり得
る部分が抽出できるまで繰り返して行なう（ステップ13
3）。この処理によってそのストロークを構成するすべ
てのベクトルが１つの部分ストロークとなるまで分割さ
れることになる。もし、複数のベクトルが分岐点をまた
がって１つの直線ストロークとして抽出されたときは、
それらを各々１本の直線として後述する整形を実行する
（セグメントテーブルを修正する）。次にこのようにし
て処理されたストロークを構成するセグメントをすべて
処理済とする。ステップ132においてセグメントテーブ
ルを構成する全てのセグメントが処理されたとき（すな
わち、新たなストロークが抽出されなくなった時）、推
移方向に関するスムージングの考え方に基づいて後述す
る整形処理を行なう（ステップ134）。

第７図は、第６図において用いたストローク抽出の方
法を説明するための図である。

今、端点Ｓをストローク抽出の開始点として選択す
る。セグメントＡに連続するセグメントとしてセグメン
トB,C,Dの３つが存在している。このとき、１つのスト
ロークを構成する条件として推移角度がθ₀度以下であ
ることとし、条件を満たすものがない場合はそこでスト
ロークが終了であるとし、また条件を満たすものが複数
存在する場合は、推移角度θが最も小さいものをストロ
ークの構成要素に選ぶ。

第７図の場合は、セグメントＣがセグメントＡの同一
のストロークを構成するものとして選ばれる。次にセグ
メントＣにういてセグメントＡと同様に調べる。以上の
ようにストロークが終了するまで、順次ストロークを構
成するセグメントが抽出されていく。また、ストローク
抽出の開始点が端点でなく分岐点である場合には、両方
向にストロークを検索するものとする。

第８図は、直線部分ストローク抽出と整形方法を説明
するための図である。

第８図（ａ）において節点から節点までがストロ
ークとして抽出されているものとする。節点から節点
までのストロークが直線となり得るかどうかの判定
は、節点と節点を結ぶ直線と節点乃至節点まで
の各節点との距離γがすべてα以内であるかどうかによ
って行なう。条件を満たさないときには、最も離れた節
点、例えば第８図（ａ）の節点を分割点として２分割
し、それぞれの部分ストロークに対し、同様のことを行
なう。この場合、節点から節点までと、節点から
節点までがそれぞれ１つの直線部分ストロークとして
抽出される。直線となり得ると判断された部分ストロー
クは、その両節点を結ぶ直線として再定義れ、セグメン
トテーブルが書き換えられる。セグメントテーブルの書
き換えは、次のような方法で行なう。

Ｉ）直線となり得ると判定された部分ストロークの両節
点を除く節点のうち分岐点でないもの例えば第８図
（ａ）において節点，，，は、すべて除去す
る。

II）分岐点の場合例えば第８図（ａ）において節点
は、直線ストロークの両節点を結ぶ直線との交点を新し
い分岐点として再定義する。

第９図は、分岐点再定義の特殊な場合を説明するため
の図である。第９図に示すように、交点が複数ある場合
は、それらの交点と、もとの分岐点の重心Ｇを新たな分
岐点として定義する。このとき、新しい分岐点の移動距
離γがα以内に収まらないときには、この移動は行なわ
ない。

第10図は推移方向に関するスムージングによる整形を
説明するための図である。

この整形は、前段で抽出されたすべてのストロークに
ついて次のことを順次行なうことで実行される。推移方
向が左回り、右回り、左回りのときは右側の節点を、右
回り、左回り、右回りのときは左回りの節点をそれぞれ
スムージングの考え方で修正するものとする。

スムージングは、第10図において、節点を節点と
節点とを結ぶ直線上に移動させことによりなされる。
このときの、セグメントテーブルの書き換え方法は、直
線ストローク抽出による整形の場合と同じである。ただ
し、移動距離γはα以内であることが条件であり、この
条件を満たさない場合、スムージングは行なわない。な
お、第10図の例は、移動節点が１ケの場合であったが、
複数個であっても、同様の条件で同様の整形が可能であ
る。

第11図は、上記実施例によるラスタベクタ変換の処理
例を示す図である。第11図（ａ）は入力される線画像で
あり、第11図（ｂ）はこの入力された線画像を細線化し
た結果を示す図であって、数ケ所の節点において構造的
な歪みが見られる。第11図（ｃ）は第11図（ｂ）に示す
線図をベクトル化した結果を示す図であり、第11図
（ｄ）は本実施例による２段階の整形処理を行なった結
果を示す図である。最終的には、Ａ乃至Ｆの６本のスト
ロークが抽出されている状態が示されている。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、分岐点等の節
点が多数存在する複雑な図面に対しても、見た目に美し
い高品質のベクトル情報が得られることになるので、図
面を効率的に管理することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するためのブロック
図、第２図は、処理プロセッサが行なう処理手順を説明
するためのフローチャート、第３図はセグメントテーブ
ルのデータ構造を説明するための図、第４図は第２図に
おける構造的な整形処理を説明するためのフローチャー
ト、第５図は構造的な整形ルールを説明するための図、
第６図は第２図における節点座標の微小移動による整形
処理を説明するためのフローチャート、第７図乃至第10
図は、各々処理の内容を説明するための図、第11図はラ
スタベクタ変換の例である。 １…処理プロセッサ、２…スキャナ装置 11…メモリ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の節点と当該節点間を結ぶセグメント
   （線分）から成る線画像のセグメントを直接近似する段
   階と、 当該直線近似されたセグメントに対して、所定の条件の
   下に構造的な整形処理を行う段階と、 複数のセグメントから構成されるストロークを所定の条
   件の下に抽出する段階と、 当該ストロークに対して節点の微小移動による整形処理
   を行う段階と から成ることを特徴とするラスタベクタ変換方法。
2. 【請求項２】請求項（１）に記載のラスタベクタ変換方
   法において、 前記ストロークに対して推移方向に関する構造的な整形
   処理を行う段階 を有することを特徴とするラスタベクタ変換方法。
3. 【請求項３】複数の節と当該節点間を結ぶセグメント
   （線分）から成る線画像のセグメントを直線近似する手
   段と、 当該直線近似されたセグメントに対して、所定の条件の
   下に構造的な整形処理を行う段階と、 複数のセグメントから構成されるストロークを所定の条
   件の下に抽出する手段と、 当該ストロークに対して節点の微小移動による整形処理
   を行う段階と を有することを特徴とする線図形入力装置。
4. 【請求項４】請求項（３）に記載の線図形入力装置にお
   いて、 前記ストロークに対して推移方向に関する構造的な整形
   処理を行う手段 を有することを特徴とする線図形入力装置。