JP2876023B2 - 骨格点列のセグメント化方法 - Google Patents

骨格点列のセグメント化方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、図面の自動入力装置な
どで利用される骨格点列のセグメント化方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図面をイメージスキャナなどで電子的に
走査し、得られた2値の画像データに対してベクトル化
処理と文字・記号の認識とを行う図面の自動入力装置が
開発されている。このような図面の自動入力装置では、
自動入力対象の図面などがイメージスキャナで電子的に
走査され、この図面上の明暗に応じてレベルの変化する
イメージスキャナの出力が量子化され、2値の階調と二
次元座標の属性を有する画素列から成るラスターデータ
に変換されながら装置内に取り込まれる。この取り込ま
れたラスターデータは、細め処理によって骨格点列と称
される1画素幅の画素列に変換される。得られた骨格点
列は、連結性を有する複数の骨格点から成るセグメント
に分解され、線分や円弧などの図形要素と寸法などの文
字・記号列とに分離され、前者についてはベクトル化処
理が、後者については認識処理が行われる。
【0003】上記骨格点列のセグメント化について説明
する。細線化処理によって作成される骨格点列は、図1
3(A)に例示するように、ライン番号と各ライン上の
X座標値とによって位置付けられる平面内に存在する。
ライン番号と各ライン上のX座標値は、表示のためのラ
スタースキャンの順序に従って上から下へかつ左から右
へと増加する。このラスタースキャンの順序に従って各
骨格点に番号付けを行うと、図13(B)に示すような
ものとなる。
【0004】このような骨格点列について、上下左右の
4方向に加えて斜め4方向への連結性も許容する8連結
方式のセグメント化処理を行うと、以下のような6個の
セグメント点列が作成される。 セグメント点列1 : 1→3→5→10 セグメント点列2 : 2→4→6→13 セグメント点列3 : 10→9→8→7→14→17 セグメント点列4 : 10→15→18 セグメント点列5 : 10→11→12→13 セグメント点列6 : 13→16→19
【0005】また、図13の例では特徴点の一つである
交差点として次の二つが存在する。 交差点1 : 10(セグメント点列1,3,4,5が接続) 交差点2 : 13(セグメント点列2,5,6が接続)
【0006】従来、上記骨格点列のセグメント化の方法
は、「画像処理の基本技法」(技術評論社発行、長谷川
他著)の第3章画像処理の基本アルゴリズムに記載され
ているように、まず、骨格点列の特徴点、すなわち端
点、分岐点、交差点を抽出し、次いでこの特徴点を足掛
かりとして骨格点列の連結性を追跡することにより行っ
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の骨格点列の
セグメント化方法は、特徴点の抽出と連結性の追跡との
2段階の処理から構成されているため、処理時間が長引
くという問題がある。
【0008】また、上記従来のセグメント化方法は、2
段階の処理構成となっていることから、多量の中間デー
タを保存するために大容量のワークメモリが必要にな
り、装置が高価になるという問題もある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる骨格点列
のセグメント化方法によれば、まず第1ラインについて
X座標値を歩進させながらセグメント化を行い、次に第
2ラインについてX座標値を歩進させながらセグメント
化を行うという具合に、ラインの歩進とこのライン上で
のX座標値の歩進というラスタースキャンの順序に従っ
てセグメント化が行われる。
【0010】前ラインまでの処理によって抽出した各セ
グメント点列が作成中のセグメント点列データとして保
存されると共に各セグメント点列の末端を中間リストに
よって管理される。
【0011】新たに処理対象とする現ライン上から座標
値の小さな順に現ラインにおいて連結性を有する第1、
第2の骨格点列が抽出され、その第1の骨格点列の始
点,終点の座標値c,d及び第2の骨格点列の始点の座
標値eが識別される。中間リストで管理中の各セグメン
ト点列の末端の座標値aが座標値の小さな順に識別され
る。
【0012】上記識別された座標値a,c,d,eの大
小関係に基づき、中間リストで管理中の各セグメント点
列の末端と座標値aと現ライン上から抽出した第1、第
2の骨格点列の連続性が判定される。この判定結果に応
じて作成中のセグメント点列データと中間リストが更新
され、この判定・更新処理は、(A)a−1>dの場
合、前記第1の骨格点列を作成中の新たなセグメント点
列として生成するセグメント点列生成処理と、(B)a
+1<cの場合、前ラインまで生成済みのセグメント点
列をaを端点として終了させるセグメント点列終端処理
と、(C)a+1=eかつa−1=dの場合、前ライン
までの生成済みのセグメント点列をaにおいて分離させ
るセグメント点列分離処理と、(D)c−1≦a≦d+
1の場合、前ラインまでの作成済みのセグメント点列を
前記骨格点列に追加する接続処理とを含む。
【0013】このようにして、現ライン上では、上記の
判定・更新処理が現ラインの末端まで座標値を歩進しな
がら反復される。現ラインの処理が終了すると、ライン
番号が歩進され、次ラインが新たに現ラインとなって上
記の処理が反復され、最終ラインまでこの処理が反復さ
れる。
【0014】
【作用】セグメント化対象の骨格点列が、処理対象の現
ラインまで図1に例示するように配列されていたとす
る。
【0015】前ラインまでの処理によって抽出された各
セグメント点列(α,β,γ,δ・・・・)が作成中の
セグメント点列データとして保存されると共に、各セグ
メント点列の末端(A,B,F,G・・・・)が中間リ
ストによって管理される。
【0016】現ライン上からX座標値の小さな順に連結
性を有する第1の骨格点列εと第2の骨格点列ζが抽出
され、第1の骨格点列εの始点Cと終点DのX座標値c
とd及び第2の骨格点列ζの始点EのX座標値eが識別
される。
【0017】中間リストで管理中の各セグメント点列の
末端のX座標値(a,b,f,g・・・・)から小さな
順に2個のX座標値a,bが識別される。上記識別され
X座標値a,c,d,eの大小関係に基づき前ライン
までの処理によって抽出されたセグメント点列α,βと
現ライン上から抽出された第1,第2の骨格点列ε,ζ
との連結性が判定される。この判定結果に応じて作成中
のセグメント点列データと中間リストとを更新する判定
・更新処理が行われる。
【0018】上記判定・更新処理が終了すると、X座標
値の歩進によって、図2に示すように、新たなA,C
D,Eが選択され、それぞれのX座標値a,c,d,e
の大小関係による前ラインまでのセグメント点列の連結
性が判定され、判定結果に応じてセグメント点列β,γ
のセグメント点列データと中間リストの更新が行われ
る。
【0019】このようにして、現ラインの末端(最大X
座標値)まで、X座標値の更新と連結性の判定が反復さ
れる。現ラインについて上記処理が終了すると、ライン
番号の歩進により、図1の現ラインの次のラインを現ラ
インとし、図1,図2の現ラインを前ラインとして同様
の処理が反復される。骨格点列が存在する最終ラインの
処理の終了に伴い全ての処理が終了する。
【0020】このように、本発明によれば、作成中のセ
グメント点列の末端を管理する中間リストを導入するこ
とにより、交差点や接続点などの特徴点の抽出とセグメ
ント点列の作成とを並行して行うことが容易になり、1
段階の処理によりセグメント化を完結できる。
【0021】
【実施例】以下、本発明に係わる画素点列のセグメント
化方法について、実施例によって詳細に説明する。作成
中あるいは作成済みのセグメント点列は、図3(A)に
示すような形式のセグメント点列データとして保存され
る。図中の各記号は以下のような意味を有する。
【0022】 count :このセグメント点列を構成する骨格点の総数 uflag :このセグメント点列の上側が他のセグメント点列と接続し ているか、交差点と接続しているかを示すフラグ upper :上側に接続しているセグメント点列又は交差点へのポイン タ lflag :セグメント点列の下側が他のセグメント点列と接続してい るか、交差点と接続しているかを示すフラグ lower :側に接続しているセグメント点列又は交差点へのポイン タ (x−y) :このセグメント点列を構成するi番目の骨格点の座標値
【0023】交差点情報は図3(B)に示すようなデー
タ形式で管理される。図中の各記号は以下のような意味
を持つ。 x,y :交差点の座標値 N :交差しているセグメント点列の総数 PTRi :交差しているi番目のセグメント点列へのポインタ
【0024】中間リストは、図3(C)に示すようなデ
ータ形式で管理される。図中の各記号は以下のような意
味を持つ。 NEXT :次の中間リストへのポインタ BACK :前の中間リストへのポインタ x,y :処理中のセグメント点列の先端点の座標値 PTR :この中間リストが管理するセグメント点列
へのポインタ /
【0025】上記セグメント点列データや中間リストな
どを用いるセグメント化処理は、図4のフローチャート
に示す手順に従って実行される。この実施例では、セグ
メント化の効率化を図るうえで次ラインとの連結状況も
考慮した場合分けが行われており、ステップS3 におい
て、現ラインに加えて次ラインからも骨格点列が読取ら
れる。図4のステップS8 〜S11で実行されるセグメン
ト点列の生成処理、終端処理、分岐処理、接続処理につ
いて説明する。
【0026】まず、図4のステップ のセグメント点
列の生成処理(「CREATE」)について説明する。
この生成処理は、図5に例示するように、骨格点A,
C,DのX座標値a,c,dの大小関係について、a−
1>d が成立する場合に実行される。この大小関係
は、現ライン上から抽出された第1の骨格点列αが、前
ラインまでの処理によって抽出されたセグメント点列γ
の末端A(従ってこのセグメント点列γ)よりは左側に
存在しかつこの末端Aとは連結しないことを意味する。
この場合、骨格点C又はDを始点とする新たなセグメン
ト点列が生成されると共に、始点として選択されなかっ
た骨格点D又はCを端点として管理するための新たな中
間リストが作成され、これが、X座標値の大小関係に従
って、中間リスト群の結合リスト内のA点を管理するた
めの中間リストの前に挿入される。
【0027】この新たなセグメント点列と中間リストの
生成処理を更に詳細に説明すれば、第1の骨格点列が単
一の骨格点のみから成るか否かと、次ライン上の骨格点
との連結状況に応じていくつかの場合分けが行われ、そ
れぞれの場合に応じて一つ又は二つのセグメント点列デ
ータと中間リストが生成される。これらの場合分けのう
ち代表的ないくつかを説明する。
【0028】第1の骨格点列αが単一の骨格から成り
(c=d)、かつこの単一の骨格点が次ライン上の骨格
点と連結している場合(図6)。この場合、骨格点Cを
始点とするセグメント点列データと、始点でもありかつ
現ライン上のセグメント点列の端点でもある骨格点Cを
管理する中間リストが作成される。この新たに生成され
たセグメント点列は前ラインまでのセグメント点列γや
交差点とは連結していないので、図3(A)に示すセグ
メント点列データ中の「uflag 」も「 upper」もブラン
クとなる。
【0029】第1の骨格点列が2個以上の骨格点から成
る(c<d)場合には、骨格点Dが次ライン上の骨格点
と連結性を有するか否かに応じて更に場合分けが行われ
る。
【0030】骨格点Dが次ライン上の骨格点と連結しな
い場合(図7)。ただし、図中の□はその位置の骨格点
の有無が未定義であることを意味する。この場合、セグ
メント点列データとその末端を管理する中間リストが一
つだけ生成される。すなわち、骨格点を始点とし骨格
を現ラインまでの末端とする新たなセグメント点列
データと、このセグメント点列の末端を管理する新た
な中間リストが生成される。この新たに生成されたセグ
メント点列は前ライン上のセグメント点列や交差点とは
連結しないので、図3(A)に示すセグメント点列デー
タ中の「uflag」も「upper」もブランクにな
る。
【0031】骨格点Dで次ライン上の骨格点に連結する
場合(図8)。この場合、骨格点Cを始点とし骨格点D
を現ライン上の末端とするセグメント点列データと、末
端Dを管理する中間リストが生成される。また、□の位
置に次ライン上の骨格点が存在すれば、骨格点Cを始点
かつ末端とするもう一組のセグメント点列データと中間
リストが生成される。
【0032】骨格点Cでは次ライン上の骨格点と連結し
ない場合(図9)。この場合、骨格点Cを始点とし骨格
点Dを現ライン上の末端とするセグメント点列データと
末端Dを管理する中間リストが生成される。図3(A)
に示すセグメント点列データ中の「 uflag」では前ライ
ンとの連結関係がないことを示す。
【0033】次に、図4のステップS9 の終端処理(
[TERMINATE] )について説明する。
【0034】この終端処理は、図10に例示するよう
に、骨格点A,Cの座標値a,cの大小関係について、
a+1<c が成立する場合に実行される。この大小関
係は、中間リストで管理される前ラインまでのセグメン
ト点列βの末端Aが より大きなX座標値を有する現ラ
イン上の第1の骨格点列αと連結しないことを意味す
る。この場合、前ラインまで作成済みのセグメン点列
を端点Aで終端させる終端処理が行われる。セグメント
点列βの終了は、中間リストの結合リストから端点Aを
管理する中間リストを抹消することにより行われる。な
お、作成済みのセグメント点列データはそのまま保存さ
れるので、セグメント点列βのデータが完成する事にな
る。
【0035】次に、図4のステップS10の分離処理
([SPLIT])について説明する。この分離処理
は、図11に例示するように、骨格点A,D,EのX座
標値a,d,eの大小関係について、 a−1=d かつ a+1=e が成立する場合に実
行される。この大小関係は、前ラインまで作成されたセ
グメント点列のデータが現ライン上の分離した2個の骨
格点に連結していること、すなわちセグメント点列が現
ライン上で分離していることを意味する。この分離処理
では、セグメント点列αの端点Aで二つのセグメント点
列データが生成される。
【0036】次に、図4のステップS11の接続処理(
[CONNECT])について説明する。この接続処理は、図1
2に例示するように、5個の骨格点A,B,C,D,E
のX座標値a,b,c,d,eの大小関係について、c
−1≦a≦d+1 が成立する場合に実行される。この
大小関係は、前ラインまで作成されたセグメント点列α
が現ライン上の第1の骨格点列βに連結することを意味
する。この場合、作成中のセグメント点列αに第1の骨
格点列βを接続(追加)する接続処理が実行される。
【0037】すなわち、図12の例では、セグメント点
列αのデータに骨格点列βを追加することにより作成中
のセグメント点列データを更新すると共に、中間リスト
によって管理すべき端点をAからDに変更することによ
り中間リストを更新する。
【0038】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、作成中のセグメント点列の末端を管理する中間リ
トを導入することにより、交差点や接続点などの特徴
点の抽出とセグメント点列の作成とを並行して行うこと
が容易になり、1段階の処理によりセグメント化を完結
できる。この結果、処理時間の短縮、メモリ容量の節減
が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる骨格点列のセグメン
ト方法を説明するための概念図である。
【図2】本発明の一実施例に係わる骨格点列のセグメン
ト方法を説明するための概念図である。
【図3】上記実施例において作成されるセグメント点列
データ、交差点データ、中間リストの構成を例示する概
念図である。
【図4】上記実施例による処理の手順を説明するための
フローチャートである。
【図5】上記実施例によるセグメント点列データと中間
リストの生成処理を説明するための概念図である。
【図6】上記実施例によるセグメント点列データと中間
リストの生成処理を説明するための概念図である。
【図7】上記実施例によるセグメント点列データと中間
リストの生成処理を説明するための概念図である。
【図8】上記実施例によるセグメント点列データと中間
リストの生成処理を説明するための概念図である。
【図9】上記実施例によるセグメント点列データと中間
リストの生成処理を説明するための概念図である。
【図10】上記実施例によるセグメント点列データの終
端処理を説明するための概念図である。
【図11】上記実施例によるセグメント点列データの分
離処理を説明するための概念図である。
【図12】上記実施例によるセグメント点列の接続処理
を説明するための概念図である。
【図13】一般的な骨格点列とこれから作成されるセグ
メント化データを説明するための概念図である。
【符号の説明】
A 前ラインまでの処理によって作成されたセグメン
ト点列αの端点 B 前ラインまでの処理によって作成されたセグメン
ト点列βの端点 C 現ラインから抽出した第1の骨格点列εの始点 D 現ラインから抽出した第1の骨格点列εの終点 E 現ラインから抽出した第2の骨格点列ζの始点

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ラインの位置と各ライン上の座標値とによ
    って位置が定められる平面内に存在する骨格点列から連
    結性を有する複数個の骨格点列から成るセグメント点列
    を抽出してゆく骨格点列のセグメント化方法において、 前ラインまでの処理によって抽出した各セグメント点列
    を作成中のセグメント点列データとして保存すると共に
    各セグメント点列の末端を中間リストによって管理し、 新たに処理対象とする現ライン上から座標値の小さな
    (又は大きな)順に現ラインにおいて連結性を有する第
    1,第2の骨格点列を抽出し、当該第1の骨格点列(単
    一の骨格点である場合を含む)の始点,及び終点の座標
    値c,d及び前記第2の骨格点列(単一の骨格点である
    場合を含む)の始点の座標値eを識別し、 前記中間リストで管理中の各セグメント点列の末端の座
    標値aを座標値の小さな(又は大きな)順に識別し、 前記識別した座標値a,c,d,eの大小関係に基づ
    き、前記中間リストで管理中の各セグメント点列の末端
    と座標値aと現ライン上から抽出した前記第1,第2の
    骨格点列の連結性を判定し、この判定結果に応じて作成
    中のセグメント点列データと中間リストとを更新する判
    定・更新処理は、 (A)a−1>dの場合、前記第1の骨格点列を作成中
    の新たなセグメント点列として生成するセグメント点列
    生成処理と、 (B)a+1<cの場合、前ラインまで生成済みのセグ
    メント点列をaを端点として終了させるセグメント点列
    終端処理と、 (C)a+1=eかつa−1=dの場合、前ラインまで
    の作成済みのセグメント点列をaにおいて分離させるセ
    グメント点列分離処理と、 (D)c−1≦a≦a+1の場合、前ラインまで作成済
    みのセグメント点列を前記第1骨格点列に追加する接続
    処理とを含み、 前記判定・更新処理を現ラインの末端まで座標値を歩進
    しながら反復させることを特徴とする骨格点列のセグメ
    ント化方法。
  2. 【請求項2】前記骨格点列間の連結性の判定は、上下左
    右の4方向と斜め4方向とを含む8連結法に基づき行わ
    れることを特徴とする請求項1記載の骨格点列のセグメ
    ント化方法。
  3. 【請求項3】前記セグメント点列生成処理は、前記第1
    の骨格点列の骨格点が単一であるか否かを判定し、単一
    であり、かつその単一の骨格点が次ライン上の骨格点と
    連結している場合、前記骨格点を始点とするセグメント
    点列データと、前記骨格点を管理する中間リストを作成
    することを特徴とする請求項1記載の骨格点列のセグメ
    ント化方法。
  4. 【請求項4】前記セグメント点列生成処理は、前記第1
    の骨格点列の骨格点が単一であるか否かを判定し、単一
    でなければ、次ライン上の骨格点列への連結性の有無を
    判定することを特徴とする請求項1記載の骨格点列のセ
    グメント化方法。
  5. 【請求項5】前記第1の骨格点列が、次ライン上の骨格
    点列への連結性を有するときは、前記第1の骨格点列の
    セグメント点列データと、前記骨格点列の中間リストを
    作成することを特徴とする請求項4記載の骨格点列のセ
    グメント化方法。
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