JP3335032B2 - 画像連結成分抽出装置 - Google Patents

画像連結成分抽出装置

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JP3335032B2
JP3335032B2 JP06596195A JP6596195A JP3335032B2 JP 3335032 B2 JP3335032 B2 JP 3335032B2 JP 06596195 A JP06596195 A JP 06596195A JP 6596195 A JP6596195 A JP 6596195A JP 3335032 B2 JP3335032 B2 JP 3335032B2
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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、画像処理の過程で画像
情報から一かたまりとなった画像を抽出する、所謂、画
像切り出しのために使用される画像連結成分抽出装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】画像連結領域を抽出する、所謂、ラベリ
ングの手法は、画像を解析してその画像中からかたまっ
た部分を抽出する手段として重要である。例えば、手書
き文字認識OCRでは、複数の文字画像から1個1個の
文字画像を切り出す手段の前処理部にラベリングの手法
が使用されている。更に、このラベリングの手法は、検
査や監視を目的とした画像処理の応用システムにも幅広
く適用されている。
【0003】従来、本願出願人は、次のような画像連結
成分抽出装置を提案している。この画像連結成分抽出装
置では、例えば、図15(a)に示すような二値画像か
ら図15(b)に示すように連結した画素1、2(黒ド
ット)にて構成された連結成分A1、A2に外接する矩
形がそれぞれ図15(c)に示すように抽出される。こ
の矩形は、例えば、図15(d)に示すように、上頂
点の座標(x1,y1)及び下頂点の座標(x2,y
2)によって特定される。そして、抽出された画素1の
連結成分A1に対応した外接矩形と画素2の連結成分A
2に対応した外接矩形が重なっているか否かが判定され
る。重なっていない矩形に対応した連結成分について
は、その上頂点及び下頂点の座標が記憶される。一
方、重なっている各連結成分A1及びA2の外接矩形
は、他の連結成分と重ならないような矩形領域に更に細
分化される。そして、細分化された矩形領域がどの連結
成分(画像1または2)に属するものかが判定される。
そして、各連結成分A1及びA2は細分化された矩形領
域の和、差等の演算で表現される。
【0004】例えば、図15(c)において、画素1の
連結成分A1は最大の矩形領域1−1及びそれに含まれ
る矩形領域1−2を用いて、 (1−1)−(1−2) のように各矩形領域の差にて表現され、また、画素2の
連結成分A2は最大の矩形領域2−1及びそれに含まれ
る矩形領域2−2及び2−3を用いて、 (2−1)−(2−2)+(2−3) のように、各矩形領域の和及び差にて表現される。
【0005】基本的なラベリングの手法では、画素1の
連結成分及び画素2の連結成分を夫々別々のラベル(1
または2)で表さなければならず(ラベル画像;図15
(b)参照)、例えば、各ページにおいて認識すべき文
字数が多くなるとラベルの数も多くなって、各連結成分
を表現する情報量が多くなる(256文字の場合各ドッ
トを8ビットの情報で表すことになる)。
【0006】これに対し、上記のように、連結成分を連
結するドット(画素)の外接矩形で表現するようにすれ
ば、各連結成分を表す情報量が少なくて済む。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した処理におい
て、連結成分A1及びA2に対応した外接矩形領域が重
なった部分を細分化して得られた矩形領域が元の連結成
分A1またはA2のいずれに含まれるかは、上記ラベル
画像を生成し、その結果に基づいて判定している。例え
ば、図15に示す例の場合、矩形領域2−3が連結成分
A2に属するか否かは、連結成分A2のラベル画像を作
成して、矩形領域2−3のラベル画像が連結成分A2の
ラベル画像と一致するか否かに基づいて判定している。
【0008】このように、連結成分の外接矩形領域が重
なった部分を細分化してその各細分化された矩形領域が
どの連結成分に属するかを判定するために、その連結成
分のラベル画像を作成する従来の手法では、その連結
分の外接矩形領域が大きくその中に含まれる他の連結
が多い場合には、ラベル画像の種類が多くなる。その
結果、判定処理において扱われる情報量が多くなり、こ
の判定を行うために大きなワーク領域(メモリ領域)が
必要となってしまう。
【0009】そこで、本発明の目的は、画像から連結成
分を抽出する際に、できるだけワーク領域が削減できる
ような画像連結成分抽出装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項1に記載されるように、対象とな
る画像を連結した画素により構成される連結成分に分け
各連結成分の外接矩形領域を抽出する外接矩形抽出手
段と、外接矩形抽出手段にて抽出された外接矩形領域の
うち重なり合うものを抽出する重なり外接矩形抽出手段
と、重なり外接矩形抽出手段にて抽出された外接矩形領
域から所定の順番にて処理すべき外接矩形領域を選択
し、その選択された外接矩形領域を分割矩形領域切り
わけて、その切り分けにより得られた分割矩形領域が
重なった外接矩形領域に対応したいずれの連結成分に
属すべきかを判定する重なり部処理手段とを有し、その
判定結果に基づいて、当該選択された外接矩形領域に対
応する連結成分を特定するようにした画像連結成分抽出
装置において、該重なり部処理手段は、当該選択された
外接矩形領域に重なる既に処理された他の外接矩形領域
に対する処理にて得られた判定結果を用いて当該選択さ
れた外接矩形領域についての判定結果を得る結果流用手
段を有するように構成される
【0011】また、上記画像連結成分抽出装置におい
て、各外接矩形領域を選択した際に、できるけ多くの
既に処理された他の外接矩形領域存在させるようにす
る観点から、請求項5に記載されるように、該重なり部
処理手段は、重なる外接矩形領域から処理すべき外接矩
形領域をその面積の小さい順に選択する領域選択手段を
するように構成することができる
【0012】更に、大きな面積の外接矩形領域を処理の
対象とする際に、その中にできるだけ多くの外接矩形領
域が含まれるようにするという観点から、請求項6に記
載されるように、該重なり部処理手段は、他の外接矩形
領域に包含されている外接矩形領域を優先的に選択する
手段を有するようにした。
【0013】また、上記課題を解決するため、本発明
は、請求項7に記載されるように、対象となる画像を連
結した画素により構成される連結成分に分けてその外接
矩形領域を抽出する外接矩形抽出手段と、外接矩形抽出
手段にて抽出された外接矩形領域のうち重なりあうもの
を抽出する重なり外接矩形抽出手段と、重なり外接矩形
抽出手段にて抽出された外接矩形領域から所定の順番に
て処理すべき外接矩形領域を選択し、その選択された外
接矩形領域を分割矩形領域切りわけて、その切り分け
にて得られた分割矩形領域が上記重なった外接矩形領域
に対応したいずれの連結成分に属すべきかを判定する重
なり部処理手段とを有し、その判定結果に基づいて、当
該選択された外接矩形領域に対応する連結成分を特定す
るようにした画像連結成分抽出装置において、該重なり
部処理手段は、切り分けにて得られた分割矩形領域内の
所定の画素から出発する輪郭追跡を行う輪郭追跡手段
と、その輪郭追跡の結果に基づいて、該分割矩形領域が
該選択された外接矩形領域に対応する連結成分に属する
か否かの判定結果を得る判定手段とを有するように構成
される
【0014】また、請求項7に記載される画像連結成分
抽出装置において、該分割矩形領域がいずれの連結成分
に属するかを容易に判定できるという観点から、該判定
手段は、輪郭追跡した座標の最大値と最小値にて特定さ
れる矩形が連結成分の外接矩形領域と一致するか否かを
判定する手段を有し、一致の判定がなされたときに、該
輪郭追跡の出発画素を含む分割矩形領域が該連結成分に
含まれると判定するように構成することができる
【0015】更に、上記課題を解決するため、本発明
は、請求項11に記載されるように、対象となる画像を
連結した画素により構成される連結成分に分けてその外
接矩形領域を抽出する外接矩形抽出手段と、外接矩形抽
出手段にて抽出された外接矩形領域のうち重なりあうも
のを抽出する重なり外接矩形抽出手段と、重なり外接矩
形抽出手段にて抽出された外接矩形領域から所定の順番
にて処理すべき外接矩形領域を選択し、その選択された
外接矩形領域を分割矩形領域切りわけて、その切り分
により得られた分割矩形領域が上記重なった外接矩形
領域に対応したいずれの連結成分に属すべきかを判定す
る重なり部処理手段とを有し、その判定結果に基づい
て、当該選択された外接矩形領域に対応する連結成分を
特定するようにした画像連結成分抽出装置において、該
重なり部処理手段は、選択された外接矩形領域の大きさ
が所定値より大きいか否かを判定するサイズ判定手段
と、該サイズ判定手段が選択された外接矩形領域の大き
さが所定値より大きいと判定したときに、切り分けにて
られた分割矩形領域内の所定の画素から出発する輪郭
追跡を行う輪郭追跡手段と、その輪郭追跡の結果に基づ
いて、該分割矩形領域が該選択された外接矩形領域に対
する連結成分に属するか否かの判定結果を得る判定手
段と、該サイズ判定手段が選択された外接矩形領域の大
きさが所定値より大きくないと判定したときに、該選択
された外接矩形領域内に含まれる連結成分に対応したラ
ベル画像を作成するラベル画像作成手段と、その作成さ
れたラベル画像に基づいて、切りわけにて得られた分割
矩形領域がいずれの連結成分に属するか否かを判定する
手段を有するように構成される
【0016】
【作用】請求項1記載の画像連結成分抽出装置では、選
択された外接矩形領域に重なる既に処理された他の外接
矩形領域が有る場合、該結果流用手段が該他の外接矩形
領域に対する処理にて得られた判定結果を用いて当該選
択された外接矩形領域についての判定結果を得る。そし
て、その判定結果に基づいて、当該選択された外接矩形
領域に対応する連結成分が特定される。
【0017】請求項7記載の画像連結成分抽出装置で
は、輪郭追跡手段が、切り分けにより得られた分割矩形
領域の所定の画素から出発する輪郭追跡を行い、その結
果に基づいて判定手段が、該分割矩形領域が該選択され
た外接矩形領域に対応した連結成分に属するか否かの判
定を行う。そして、その判定結果に基づいて、当該選択
された外接矩形領域に対応した連結成分が特定される。
【0018】請求項11記載の画像連結成分抽出装置で
は、サイズ判定手段が、選択された外接矩形領域の面積
が所定値より大きいと判定したときに、上述した輪郭追
跡を行って、領域の判定が行われる。また、サイズ判定
手段が、選択された外接矩形領域の面積が所定値より大
きくないと判定したときに、選択された外接矩形領域に
含まれる連結成分に対応したラベル画像を作成し、その
ベル画像に基づいて領域の判定が行われる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の画像連結成分抽出装置は、例えば、文字
等の画像を認識するシステムに適用することができる。
図1は、画像連結成分抽出装置が適用される文字認識シ
ステムの基本的な構成を示す。
【0020】図1において、この文字認識システムは、
種々の処理を行うCPU(中央演算処理ユニット)1
0、CPU10にて実行されるプログラムを格納したプ
ログラムメモリ11、画像データをビットマップ形式で
格納する画像メモリ12及び画像データの処理のために
利用されるワークメモリ13を有している。文字認識シ
ステムは、更に、画像を光学的に読み取るスキャナ1
4、スキャナ14にて読み取られた情報を一時的に格納
するメモリ15、各文字画像の特徴を格納した辞書ファ
イル16、出力装置としてのディスプレイユニット17
及びプリンタ18及びこれらの出力装置のインタフェー
ス回路19を有している。上述したCPU10、プログ
ラムメモリ11、画像メモリ12、ワークメモリ13、
メモリ15、辞書ファイル16及びインターフェース回
路19は夫々バス20にて接続されている。
【0021】上記のような文字認識システムでは、スキ
ャナ14にて読み取られた画像データがメモリ15に一
時的に格納され、その画像データがビットマップ形式に
て画像メモリ12に展開される。そして、画像メモリ1
2からワークメモリ13にコピーされた二値画像データ
に対して画像連結成分の抽出処理が行われる。その結果
に基づいて読み取った画像からの文字画像の切り出しが
行われ、切り出された文字画像の特徴と辞書ファイル1
6に格納された特徴データとが比較される。そして、そ
の比較結果に基づいて文字を認識する。その認識結果が
ディスプレイユニット17あるいはプリンタ18に出力
される。
【0022】上記のシステムにおいて、本願発明に係る
画像連結成分抽出装置は、プログラムメモリ11に格納
されたプログラムに従って処理を行うCPU10の機能
として実現され、その基本的な構成は、例えば、図2に
示すようになっている。図2において、この画像連結成
分抽出装置は、連結成分外接矩形抽出部101、重なり
連結成分抽出部102、重なり連結成分順序付け部10
3、連結成分細分割部104及び判定部105を有して
いる。画像連結成分抽出装置は、更に、細分割領域サイ
ズ判定部106、ラベル画像生成部107、輪郭追跡部
108、細分割領域判定部109及び細分割領域記憶部
110を有している。
【0023】連結成分外接矩形抽出部101は、ワーク
メモリ13上に展開されている二値画像から連結成分の
外接矩形を算出する。具体的には、図15(d)に示す
ように、外接矩形の左上頂点及び右下頂点の各座標デー
タが算出される。重なり連結成分抽出部102は、連結
成分外接矩形抽出部101にて抽出された連結成分の外
接矩形のうち、互いに重なっているものを抽出する。重
なっていない外接矩形は、その矩形を特定するための左
上頂点及び右下頂点の座標データが記憶される。重なり
連結成分順序付け部103は、各連結成分の外接矩形の
面積を演算し、連結成分の外接矩形を面積の小さい順に
ソーティングする。連結成分細分割部104は、面積の
小さい連結成分の外接矩形から順番に重なりのある連結
成分の外接矩形を検索し、その重なった連結成分の外接
矩形について重なった領域を他の領域と重ならないよう
に矩形領域に細分割する。判定部105は、各細分割領
域が既に処理されているかを判定する。判定部105が
既に処理が完了していることを判定した細分割領域に
いては、細分割領域記憶部110内に記憶された処理結
果が新たな処理結果として細分割記憶部110に記憶さ
れる()。一方、判定部105がまだ処理が完了して
いないと判定した細分割領域については、その領域に関
するデータが細分割領域サイズ判定部106に提供され
る()。
【0024】細分割領域サイズ判定部106は、提供さ
れた細分割領域のサイズを算出する。そして、そのサイ
ズに基づいて、細分割領域のラベル画像を生成してもワ
ークメモリ12の容量が足りると判定されると、ラベル
画像生成部107がその細分割領域のラベル画像を生成
する。そして、細分割領域判定部109が、その細分割
領域のラベル画像(子ラベル)と処理の対象となる連結
成分のラベル画像(親ラベル)が一致するか否かを判定
する。その結果に基づいて、親ラベルの連結成分が細分
割領域の和及び、または差で表現される。
【0025】一方、細分割領域サイズ判定部106が細
分割領域のラベル画像を作成するにワークメモリ12の
容量が足りないと判定すると、細分割領域の最外郭部の
画素を出発して輪郭追跡が行われる。輪郭追跡における
追跡座標の最大値と最小値を算出することにより細分割
領域内に相当するラベル画像の外接矩形を求める。そし
て、細分割領域判定部109が対象となる親ラベルと細
分割領域の子ラベルの一致、不一致を調べる。その結果
に基づいて、対象となる連結成分が細分割領域の和及
び、または差で表現される。
【0026】上記得られた細分割領域の和及び、または
差にて表現された連結成分のデータが細分割領域記憶部
110に記憶される。この細分割領域記憶部110は、
例えば、ワークメモリ13上に設定される。上記のよう
な画像連結成分抽出装置では、図15(a)に示す画像
を処理する場合、図15(c)に示す画素2の連結成分
A2に対応した外接矩形よりも面積の小さい画1の連
結成分A1に対応した外接矩形が先に処理される。従っ
て、連結成分A1及びA2それぞれの外接矩形の重なり
領域2−2は、連結成分A1の外接矩形を対象としたと
きに処理される。その結果、連結成分A2の外接矩形
対象としたときには、細分割領域2−2は前の処理結果
(連結領域A1に属す)をそのまま使用し、特に、この
細分割領域2−2が連結成分A2に属するかいなかを判
定するために、ラベル画像を作成する必要はない。処理
時間を更に短縮するために、連結成分A2の外接矩形
処理の対象とした場合に、連結成分A2を、細分割領域
1−1及び1−2を用いて次のように表現することも可
能である。
【0027】 A2=+(2−1)−(1−1)+(1−2) 上記図15に示す画像の処理例において、連結成分A1
を表現する場合、最大の外接矩形1−1内では領域1−
2だけが細分割され、かつ、領域1−2が単一のラベル
のため、ラベル画像を生成しなくても画像の外接矩形を
算出するだけでよい。
【0028】また、図3(a)に示すような複雑な画像
を処理する場合、図3(b)に示すように、画素1及び
画素2の各連結成分A1及びA2それぞれの外接矩形
得られる。この場合も、両方の連結成分A1及びA2
外接矩形が重なった部分が何方の連結成分に属するかの
判定するためには、小さい方の連結成分A1の外接矩形
についてのラベル画像を作成するだけでよい。細分割領
域1−3が連結成分A1に属するかどうかを判定する場
合に、連結成分A1のラベル画像を生成する。更に、連
結成分A1の外接矩形の面積が大きく、連結成分A1の
ラベル画像を作成するにはワークメモリ13の容量が足
りない場合は、輪郭追跡が行われる。輪郭追跡の処理に
おいては、例えば、細分割領域1−3の矩形境界の画素
から出発して輪郭を追跡する。その結果、細分化領域1
−3が連結成分A1に属することが確認される。
【0029】更に、本発明の実施例に係る画像連結成分
抽出装置を具体的に説明する。この画像連結成分抽出装
置は、図4、図5、図6及び図7に示す手順に従って処
理を実行する。この処理フローは、2つのサブルーチン
SUBJECT1とSUBJECT2の再帰的演算から
なる。
【0030】図4において、画像メモリ12に展開され
た二値画像データがワークメモリ13にコピーされ、図
8に示すよに、ワークメモリ13上の二値画像全体の
ラベリングが行われる(ブロック501)。このラベリ
ングの処理では、連結する画素(連結成分)の外接矩形
が演算される。図8に示す例では、m個の領域(外接矩
形)のラベリングが行われ、各外接矩形がその左上頂点
の座標(x1i,y1i)及び右下頂点の座標(x2
i,y2i)(i=1,2,・・・,m)にて特定され
る。この処理の具体的な手法は、例えば、特願平5−2
3755にて本願出願人にて提案されている。このラベ
リングの結果得られたラベル数(MAXLABEL=m外接矩形
数)がワークメモリ13の所定の領域に格納されると共
に、各ラベル1乃至m(外接矩形1乃至m)を特定する
ための座標データが図9に示すように、ワークメモリ1
3の外接矩形格納領域に格納される。
【0031】各ラベルの抽出が終了すると、上記外接矩
形格納領域に格納された座標データに基づいて、各ラベ
ル間の重なりの有無がチェックされる(ブロック50
2)。その結果が、図10に示すような、外接矩形重な
りテーブルに記憶される。この例では、ラベル3及び4
が重なり、またラベル5及び6が重なっている。
【0032】その後、上記重なったラベル以外の各ラベ
ルを特定する座標データが、図11に示すように、ワー
クメモリ13に設定された非重なり部外接矩形格納領域
に記憶される(ブロック503)。この例では、ラベル
1、2、7、・・・、mが重なりの無いラベル(外接矩
形)として記憶される。
【0033】図10に示す外接矩形重なりテーブルを参
照して、重なりのあるラベルが抽出され、この重なりの
あるラベルを特定する座標データ(図9の外接矩形格納
領域)に基づいて重なりのある各ラベルの面積を算出す
る。そして、その重なりのあるラベル(a)を面積の小
さい順にソートして、図12に示すようなテーブルに記
憶する(ブロック504)。
【0034】図12に示すテーブルを参照して、重なり
のあるラベルのうち最も面積の小さいラベル(b)が選
択される(ブロック505)。この例の場合、まず最も
面積の小さいラベル3が選択される。その後、ブロック
504にてソートされたラベル(a)全ての処理が終了
したか否か(ブロック506)、ブロック505にて選
択されたラベル(b)に重なっているラベル全ての処理
が終了しているか否か(ブロック507)が判定され
る。そして、それらの処理が終了していない場合、SU
BJECT1の処理が実行される。
【0035】SUBJECT1の処理が、図5に示す手
順に従って実行される。図5において、ブロック505
にて選択されたラベル(外接矩形領域)(b)のラベリ
ングが行われる(ブロック510)。このラベリング
は、ブロック501の処理と同様に、選択されたラベル
内の画像を連結する画素の外接矩形が演算される。例え
ば、図3(a)に示す画像の場合、ラベル(外接矩形領
域)1及び2のうち面積の小さいラベル1が選択され、
その選択されたラベル1が、ブロック510にて1−1
及び1−2にラベリングされる。なお、ラベル1−1は
親ラベル1と同じである。
【0036】上記のように得られたラベル(c)から処
理すべきラベル(d)が1つ選択される(ブロック51
1)。例えば、図3に示す例の場合、ラベリングされた
領域1−1及び1−2から、ラベル1−2が選択され
る。ここで、ブロック510で得られたラベル(c)
(例えば、1−1、1−2)についての処理が全て終了
したか否か(ブロック512)、ブロック511にて選
択されたラベル(d)(例えば、1−2)の処理が既に
終了しているか否か(ブロック513)が判定される。
そして、それらの処理が終了していない場合、更に、処
理の対象となるブロック505にて得られたラベル
(b)(例えば、A1(1−1))のラベル画像がすで
にあるか否かが判定される(ブロック515)。ここ
で、まだラベル画像が生成されていなければ、ブロック
511で選択されたラベル(d)が更にラベリングされ
る(ブロック516)。例えば、図3に示す例の場合、
選択されたラベル1−2が1−2及び1−3にラベリン
グされる。
【0037】このブロック516にて得られたラベル
(e)が単一ではなく、かつ、そのなかに処理が終わっ
ていないラベルが存在するという条件が満足されるか否
かが判定され(ブロック517)、そのような条件を満
足する場合は、更に、ブロック505で選択されたラベ
ル(b)の面積が指定される面積より大きいか否かが判
定される(ブロック519)。これは、例えば、そのラ
ベルのラベル画像を作成する場合に必要なメモリ量が所
定の量(例えば、64kバイト)以下か否かにて行われ
る。ここで、その面積が指定面積より小さいと判定され
ると、ブロック505にて選択されたラベル(b)のラ
ベル画像が作成される(ブロック521)。このラベル
(b)の面積は、指定面積より小さいので、ラベル画像
のワークメモリ13上への展開は可能である。
【0038】このように、ブロック505にて選択され
たラベル(b)のラベル画像が作成されると、以後、図
6に示す手順に従って処理が実行される。図6におい
て、ブロック511にて抽出されたラベル(d)の矩形
領域を特定する座標データ、図13に示すようなテーブ
ルにおけるラベル(b)の重なり部外接矩形格納領域に
記述される(ブロック522)。そして、そのラベル
(d)に−(マイナス)の演算子が付与される。例え
ば、図3に示す例の場合、ブロック511にて抽出され
たラベル1−2の矩形領域を特定する座標データが、ラ
ベル1−1の重なり部外接矩形格納領域に記述される。
そして、このラベル1−2に演算子−が付与される。
【0039】その後、上記のように処理されたラベル
(d)の矩形領域にブロック505にて選択されたラベ
ル(b)が含まれるか否かが判定される(ブロック52
3)。この例の場合、ラベル(d)はラベル(b)に完
全に含まれているので、ラベル(d)の矩形領域にラベ
ル(b)の矩形領域の部分が含まれていると判定され
る。そして、ブロック511にて選択されたラベル
(d)のラベリングが更に行われる(ブロック52
4)。例えば、図3の画像の例の場合、ブロック511
にて選択されたラベル1−2が更に1−2及び1−3に
ラベリングされる。
【0040】このように得られたラベル(f)から1つ
のラベル(g)が選択される(ブロック525).例え
ば、図3に示す画像の例の場合、ブロック514にて得
られたラベル1−2及び1−3からラベル1−3が選択
される。その後、ブロック524にて得られたラベルの
処理が全て終了したか否か(ブロック526)、ブロッ
ク525にて選択されたラベル(g)はブロック505
にて選択されたラベル(b)のラベル画像を含むか否か
が判定される。このブロック525にて選択されたラベ
ル(g)がブロック505にて選択されたラベル(b)
のラベル画像を含む場合、ラベル(g)の矩形領域を特
定する座標データが図13に示すようなテーブルのラベ
ル(b)の重なり部外接矩形格納領域に記述される(ブ
ロック528)。そして、そのラベル(g)に+(プラ
ス)の演算子が付与される。例えば、図3に示す画像の
例の場合、ブロック525にて抽出されたラベル1−3
の矩形領域を特定する座標データがラベル1−1の重な
り部外接矩形格納領域に記述される。そして、このラベ
ル1−3に演算子+が付与される。
【0041】ラベル(g)の中にラベル(b)に含まれ
ないラベルも存在する場合があるので、以後、(g)を
(b)に相当させてSUBJECT1の処理を再帰的に
実行する。上記の処理の結果、重なりのあるラベルとし
て特定されたラベルは、図13のテーブルにおける、そ
のラベルの重なり部外接矩形格納領域に記述されたラベ
ル(座標データ)及びその演算子を用いて表現される。
例えば、図3に示すが画像の例の場合、画素1の連結成
分A1は、全体の外接矩形を示すラベル1−1及びそれ
に含まれるラベル1−2及び1−3により、 A1=(1−1)−(1−2)+(1−3) …(1) のように表現される。
【0042】上記処理におけるブロック527におい
て、ラベル(g)がラベル(b)のラベル画像の一部で
ない場合、更に、ブロック524にて得られたラベル
(f)から次のラベル(g)が選択され(ブロック52
5)、その選択されたラベルについて上記と同様の処理
が行われる。また、ブロック524にて得られたラベル
についての処理が全て終了した場合、あるいは、ブロッ
ク511にて選択されたラベル(d)の矩形領域にブロ
ック505にて選択されたラベル(b)の矩形領域の一
部が含まれないと判定された場合は、処理がSUBJE
CT1のブロック511に戻る。そして、ブロック51
0にて得られたラベルから次のラベルが選択され、以
後、上述と同様の処理が実行される。なお、図3に示す
画像の例の場合、上記ラベル1−2の処理が終了した後
には、ブロック510にて得られたラベルで更に処理す
べきラベルはないので(ブロック512)、SUBUJ
ECT1の処理が終了する。
【0043】上記のようにして、SUBJECT1の処
理が終了すると、図4に示す手順におけるブロック50
5に戻る。ここで、図12に示すテーブルを参照してブ
ロック505にて得られたラベル(a)から次に面積の
小さいラベル(b)が選択される。この例の場合、ラベ
ル4が選択される。また、図3に示す画像の例の場合、
ラベル2−1が選択される。そして、ブロック504に
て得られたラベル(a)についての処理がまだ全て終了
しておらず、また、ブロック505にて選択されたラベ
ル(b)に重なっている全てのラベルについての処理が
終わっていなければ、上述したように、SUBJECT
1の処理が実行される(ブロック509)。例えば、図
3に示す画像の例の場合、ブロック504にて得られる
ラベルは、2つのラベル1及び2であるので、ブロック
505において、ラベル2が選択されると、その時点
で、そのラベルに重なっている全てのラベル(連結画像
領域A1)についての処理が終了していることとなる。
従って、この場合、このラベル2に重なっているラベル
番号全てが、図13に示すようなテーブルにおけるラベ
ル2の重なり部外接矩形格納領域に記述される(ブロッ
ク508)。そして、このラベル2に重なるラベル1は
それぞれ異なるラベル画像となることから、ラベル2の
重なり部外接矩形格納領域に記述されたラベル1には演
算子−(マイナス)が付与される。その結果、ラベル2
に対応した連結成分A2は、 A2=(2−1)−A1 =(2−1)−{(1−1)−(1−2)+(1−3)}…(2) のように表現される。この場合、特に、SUBJECT
1の処理を実行しなくても、既に処理されたラベルの結
果を用いて、重なりラベルが記述できる。
【0044】上記ブロック507の処理において全ての
ラベルについての処理は終了していないと判定された場
合であっても、一部のラベルについての処理が終了して
いる場合には、SUMBJECT1の処理においてその
処理が終了しているラベルに含まれるラベルがブロック
511にてラベル(d)として選択されると、処理はブ
ロック513からブロック514に移行する。この場合
も、既に処理されたラベル(d)を特定するラベル番号
がそのまま、いま処理の対象となるラベル(b)の重な
り部外接矩形格納領域に記述される。
【0045】また、更に、SUBJECT1の処理にお
けるブロック517にて、ブロック516にて得られた
ラベル(e)が単一のラベルでなく、処理が終わってい
ないラベルを含むという条件を満足しない場合、ブロッ
ク511にて得られたラベル(d)の矩形領域を特定す
る座標データがラベル(b)の重なり部外接矩形格納領
域に記述される(ブロック518)。そして、この場
合、ラベル(d)はラベル(b)とは異なるラベル画像
となることから、そのラベル(d)に演算子−(マイナ
ス)が付与される。
【0046】上記SUBJECT1の処理におけるブロ
ック519にて処理の対象となるラベル(b)が所定の
面積より大きいと判定された場合は、SUBJECT2
の処理を実行する。SUBJECT2の処理は、図7に
示す手順に従って実行される。
【0047】図7において、ブロック511にて選択さ
れたラベル(d)について、ブロック518と同様な処
理が行われる(ブロック529)。即ち、ラベル(d)
の矩形領域を特定する座標データがラベル(b)の重な
り部外接矩形格納領域に記述される。そして、ラベル
(d)が、ブロック516での処理と同様に、ラベリン
グされる(ブロック530)。これにより得られたラベ
ル(h)から1つのラベル(i)が選択れる(ブロッ
ク531)。ここで、ブロック530にて得られた全て
のラベルについての処理が終了したか否かが判定され
(ブロック532)、終了していれば、SUBJECT
2の処理が終了する。
【0048】一方、その全てのラベルについての処理が
まだ終了していない場合には、ブロック531にて選択
されたラベル(i)のラベル画像の輪郭追跡を行う(ブ
ロック533)。この輪郭追跡は、例えば、鳥脇純一郎
著「画像理解のためのディジタル画像処理II」(株)昭
晃堂のPP.66-79に記載される境界線追跡( 輪郭追跡)等
の公知の手法にて行われる。ラベル(i)のラベル画像
の輪郭追跡が終了すると、ラベル(i)がいま処理の対
象となているラベル(b)の一部であるか否かが、輪郭
追跡により得られた結果に基づいて、判定され(ブロッ
ク534)、その一部である場合には、ラベル(i)の
矩形領域を特定する座標データがラベル(b)の重なり
部外接矩形格納領域に記述される(ブロック535)。
そして、そのラベル(i)に演算子+(プラス)が付与
される。一方、ラベル(i)がラベル(b)の一部でな
い場合、ブロック530にて得られたラベル(h)から
次のラベル(i)が選択され、上記と同様の処理が行わ
れる。
【0049】ブロック534では、輪郭追跡の結果に基
づいてラベル(i)が親のラベル(b)に含まれるか否
かが判定されるが、その具体例を、図14を参照して説
明する。なお、図14では、便宜的に画像7と画像8を
区別しているが、実際の処理は二値画像に対して実行さ
れる。
【0050】図14(a)において、親ラベル(矩形領
域)8が分割矩形領域8−1,8−2,8−3,8−4
にて構成される。この場合、分割矩形領域8−3がラベ
ル(i)として選択されると(ブロック531)、その
外接する矩形の黒画素から出発して輪郭を、例えば、図
14(b)に示すように、からの順番で追跡する。
その追跡後、追跡した座標値の最大値(XMAX,YM
AX)と最小値(XMIN,YMIN)を求める。この
最大値(XMAX,YMAX)と最小値(XMIN,Y
MIN)が親ラベル8を特定する座標データ(x18,
y18)、(x28,y28)と一致するか否かが判定
される。これらが一致する場合には、ラベル8−3が親
ラベル8に含まれると判定される。上記輪郭追跡の出発
画素として、注目する分割領域8−3の境界に位置する
画素で、他の分割領域に属さない画素が選ばれる。
【0051】また、上記の輪郭追跡において、追跡の途
中で対象となる親ラベル8(外接矩形領域)を超えた場
合は、該輪郭追跡の画素を含む分割領域が親ラベル8に
含まれないと判定される。上記の処理が終了すると、ラ
ベル(i)が更にラベリングされる(ブロック53
6)。そして、そのラベリングにより得られたラベル
(j)から1つのラベル(k)が選択される(ブロック
537)。その選択されたラベル(k)の輪郭追跡がブ
ロック536にて得られた全てのラベル(j)について
行われる(ブロック538)。選択された各ラベル
(k)について、その輪郭追跡の結果に基づいて、その
ラベル(k)が親ラベル(b)の一部ではないかが判定
される(ブロック540)。そしえ、親ラベル(b)の
一部でないラベル(k)について、SUBJECT2
の処理が再帰的に行われる。これにより、ラベル(k)
内のラベルがさらに処理される。
【0052】上述したように、本実施例によれば、画像
が複数のラベル(矩形領域)に区別され、得られたラベ
ルのうち重なりのないものは、その矩形領域を特定する
座標データが記憶される。そして、重なりのあるラベル
については、面積の小さい順に処理が行われ、特に、所
定の面積より小さいものだけについてラベル画像が作成
され、その結果に基づいて、重なったラベルの構造が決
定される。従って、ワークエリアを低減させることが可
能となる。また、重なったラベルを処理するに際して、
前の処理にて得られた結果を利用するようにしているの
で(ブロック508、514、518参照)、更に、ワ
ークエリア節約した状態で高速の処理が実現できる。
【0053】そして、所定の面積より大きいラベルにつ
いては、輪郭追跡の結果に基づいて、その重なったラベ
ルの構造を決定しており、この場合も、ワークエリアの
節約が図れる。なお、上記のように各ラベルの外接矩形
領域を特定するために該矩形の左上頂点及び右下頂点の
座標を用いたが、これに限定されることなく、種々の特
定の手法が可能である。
【0054】また、上記実施例において、重なるラベル
(b)から処理の対象となるラベル(d)は小さい順に
選択されているが、更に、他のラベルの中に包含される
ラベルを優先的に選択するようにしてもよい。この場
合、他のラベルを包含する比較的大きなラベルを処理す
る際には、必ず、包含されるラベルについての処理は終
了しており、その比較的大きなラベルの処理において、
包含されたラベルの処理結果を利用することができる。
【0055】また、上記実施例は、文字認識システムに
適用したものであるが、本発明に係る画像連結領域抽出
装置は、の画像処理システムにも適用できる。
【0056】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項1記載
の発明によれば、既に処理された他の外接矩形領域に対
する処理結果を用いて当該選択された外接矩形領域につ
いての判定結果を得るようにしたので、重なり部処理手
段にて必要となるワークエリア(メモリ容量)を低減さ
せることが可能となる。また、その処理時間も短縮され
る。
【0057】請求項7記載の発明によれば、輪郭追跡手
段での処理結果に基づいて判定結果を得るようにしてい
るので、ラベル画像を生成する場合に比して、必要とな
るワークエリアを低減させることが可能となる。更に、
請求項11記載の発明によれば、特に、大きな外接矩形
領域についての処理を行う場合のみ、輪郭追跡が行わ
れ、小さい外接矩形領域についての処理では、ラベル画
像が生成さる。従って、必要以上のワークエリアを必
要とせずに領域の判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】文字認識システムの基本構成を示すブロック図
である。
【図2】本発明の実施例に係る画像連結成分抽出装置の
基本構成を示すブロック図である。
【図3】画像と連結成分の関係を示す図である。
【図4】連結領域を抽出するための処理フローを示すフ
ローチャート(その1)である。
【図5】連結領域を抽出するための処理フローを示すフ
ローチャート(その2)である。
【図6】連結領域を抽出するための処理フローを示すフ
ローチャート(その3)である。
【図7】連結領域を抽出するための処理フローを示すフ
ローチャート(その4)である。
【図8】ラベリングされた画像の例を示す図である。
【図9】各ラベルの外接矩形領域を特定する座標データ
の格納領域を示す図である。
【図10】外接矩形領域の重なりを示すテーブルであ
る。
【図11】重なりのない外接矩形領域を示すテーブルで
ある。
【図12】順序付けされた各ラベル(外接矩形領域)を
示すテーブルである。
【図13】ラベルの重なり状態及び重なり部に付与され
る演算子を示すテーブルである。
【図14】細分割された画像と輪郭追跡によるラベル一
致の判定の原理を示す図である。
【図15】画像と連結成分と外接矩形領域の関係を示す
図である。
【符号の説明】
10 CPU 11 プログラムメモリ 12 画像メモリ 13 ワークメモリ 14 スキャナ 15 メモリ 16 辞書ファイル 17 ディスプレイユニット 18 プリンタ 19 インタフェース回路 101 連結成分外接矩形抽出部 102 重なり連結成分抽出部 103 重なり連結成分順序付け部 104 連結成分細分割部 105 判定部 106 細分割領域サイズ判定部 107 ラベル画像生成部 108 輪郭追跡部 109 細分割領域判定部 110 細分割領域記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 7/00 - 7/60 G06T 1/00 JICSTファイル(JOIS)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対象となる画像を連結した画素により構成
    される連結成分に分けて各連結成分の外接矩形領域を抽
    出する外接矩形抽出手段と、 外接矩形抽出手段にて抽出された外接矩形領域のうち重
    なり合うものを抽出する重なり外接矩形抽出手段と、 重なり外接矩形抽出手段にて抽出された外接矩形領域か
    ら所定の順番にて処理すべき外接矩形領域を選択し、そ
    の選択された外接矩形領域を分割矩形領域切りわけ
    て、その切り分けにより得られた分割矩形領域が上記
    なった外接矩形領域に対応したいずれの連結成分に属す
    べきかを判定する重なり部処理手段とを有し、その判定
    結果に基づいて、当該選択された外接矩形領域に対応す
    る連結成分を特定するようにした画像連結成分抽出装置
    において、 該重なり部処理手段は、 当該選択された外接矩形領域に重なる既に処理された他
    の外接矩形領域に対する処理にて得られた判定結果を用
    いて当該選択された外接矩形領域についての判定結果を
    得る結果流用手段を有する画像連結成分抽出装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の画像連結成分抽出装置にお
    いて、 該結果流用手段は、切りわけにより得られた分割矩形領
    域のうちに既に処理された連結成分の外接矩形領域の分
    割矩形領域が存在する場合に、その処理された連結成分
    の外形矩形領域の分割矩形領域に対する判定結果を当該
    選択された連結成分の外形矩形領域についての判定結果
    として用いる手段を有する画像連結成分抽出装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の画像連結成分抽出装置にお
    いて、 該結果流用手段は、切りわけにより得られた分割矩形領
    域を包含し、かつ、既に処理された連結成分の外形矩形
    領域が存在する場合に、その処理された外接矩形領域
    包含される分割矩形領域に対する判定結果をすべて用い
    る手段を有する画像連結成分抽出装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載の画像連結成分抽出装置にお
    いて、 該結果流用手段は、切りわけにより得られた矩形領域を
    包含し、かつ、既に処理した連結成分の外形矩形領域が
    存在する場合に、その処理された外接矩形領域包含さ
    れる分割矩形領域に対する判定結果のうち当該選択され
    た外接矩形領域に重なた部分の分割矩形領域に対する
    判定結果を用いる手段を有する画像連結成分抽出装置。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4いずれか記載の画像連結成
    分抽出装置において、 該重なり部処理手段は、重なる外接矩形領域から処理す
    べき外接矩形領域をその面積の小さい順に選択する領域
    選択手段を有する画像連結成分抽出装置。
  6. 【請求項6】請求項1乃至5いずれか記載の画像連結成
    分抽出装置において、 該重なり部処理手段は、他の外接矩形領域に包含されて
    いる外接矩形領域を優先的に選択する手段を有する画像
    連結成分抽出装置。
  7. 【請求項7】対象となる画像を連結した画素により構成
    される連結成分に分けてその外接矩形領域を抽出する外
    接矩形抽出手段と、 外接矩形抽出手段にて抽出された外接矩形領域のうち重
    なりあうものを抽出する重なり外接矩形抽出手段と、 重なり外接矩形抽出手段にて抽出された外接矩形領域か
    ら所定の順番にて処理すべき外接矩形領域を選択し、そ
    の選択された外接矩形領域を分割矩形領域切りわけ
    て、その切り分けにて得られた分割矩形領域が上記重な
    った外接矩形領域に対応したいずれの連結成分に属すべ
    きかを判定する重なり部処理手段とを有し、その判定結
    果に基づいて、当該選択された外接矩形領域に対応する
    連結成分を特定するようにした画像連結成分抽出装置に
    おいて、 該重なり部処理手段は、 切り分けにて得られた分割矩形領域内の所定の画素から
    出発する輪郭追跡を行う輪郭追跡手段と、その輪郭追跡
    の結果に基づいて、該分割矩形領域が該選択された外接
    矩形領域に対応する連結成分に属するか否かの判定結果
    を得る判定手段とを有する画像連結成分抽出装置。
  8. 【請求項8】請求項7記載の画像連結成分抽出装置にお
    いて、 該判定手段は、輪郭追跡した座標の最大値と最小値にて
    特定される矩形が連結成分の外接矩形領域と一致するか
    否かを判定する手段を有し、一致の判定がなされたとき
    に、該輪郭追跡の出発画素を含む分割矩形領域が該連結
    成分に含まれると判定するようにした画像連結成分抽出
    装置。
  9. 【請求項9】請求項7または8記載の画像連結成分抽出
    装置において、 該輪郭抽出手段は、出発の画素として、該注目する分割
    矩形領域の境界に位置する画で、かつ他の分割矩形領
    域に属さない画を選択するようにした画像連結成分抽
    出装置。
  10. 【請求項10】請求項7乃至9いずれか記載の画像連結
    成分抽出装置において、 該判定手段は、輪郭追跡の途中で選択された外接矩形領
    域を超えた場合に、該輪郭追跡の出発画素を含む分割
    形領域が該外接矩形領域に対応する連結成分に含まれな
    いと判定する手段を有する画像連結成分抽出装置。
  11. 【請求項11】対象となる画像を連結した画素により構
    成される連結成分に分けてその外接矩形領域を抽出する
    外接矩形抽出手段と、 外接矩形抽出手段にて抽出された外接矩形領域のうち重
    なりあうものを抽出する重なり外接矩形抽出手段と、 重なり外接矩形抽出手段にて抽出された外接矩形領域か
    ら所定の順番にて処理すべき外接矩形領域を選択し、そ
    の選択された外接矩形領域を分割矩形領域切りわけ
    て、その切り分けにより得られた分割矩形領域が上記
    なった外接矩形領域に対応したいずれの連結成分に属す
    べきかを判定する重なり部処理手段とを有し、その判定
    結果に基づいて、当該選択された外接矩形領域に対応す
    る連結成分を特定するようにした画像連結成分抽出装置
    において、 該重なり部処理手段は、 選択された外接矩形領域の大きさが所定値より大きいか
    否かを判定するサイズ判定手段と、 該サイズ判定手段が選択された外接矩形領域の大きさが
    所定値より大きいと判定したときに、切り分けにて得
    れた分割矩形領域内の所定の画素から出発する輪郭追跡
    を行う輪郭追跡手段と、その輪郭追跡の結果に基づい
    て、該分割矩形領域が該選択された外接矩形領域に対応
    する連結成分に属するか否かの判定結果を得る判定手段
    と、 該サイズ判定手段が選択された外接矩形領域の大きさが
    所定値より大きくないと判定したときに、該選択された
    外接矩形領域内に含まれる連結成分に対応したラベル画
    像を作成するラベル画像作成手段と、 その作成されたラベル画像に基づいて、切りわけにて得
    られた分割矩形領域がいずれの連結成分に属するか否か
    を判定する手段を有する画像連結成分抽出装置。
  12. 【請求項12】請求項11記載の画像連結成分抽出装置
    において、 該重なり部処理手段は、更に、当該選択された外接矩形
    領域に重なる既に処理された他の外接矩形領域が有る場
    合、その他の外接矩形領域に対する処理にて得られた判
    定結果を用いて当該選択された外接矩形領域についての
    判定結果を得る結果流用手段を有する画像連結成分抽出
    装置。
  13. 【請求項13】請求項11または12記載の画像連結成
    分抽出装置において、 該重なり部処理部手段は、更に、重なる外接矩形領域か
    ら処理すべき外接矩形領域を面積の小さい順に選択する
    領域選択手段を有する画像連結成分抽出装置。
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