JPH04112385A - ベクトル近似方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 イメージ・データまたはストローク・データからベクト
ル・データを作成するためのベクトル近似方式に関し、 従来のベクトル近似方式に比べ、ベクトルの数を増加さ
せることなく、近似精度の高いベクトル・データを生成
するベクトル近似方式を提供することを目的とし、 複数の点を接続した線図形を入力して、その線図形を折
れ線で近似したベクトルを作成するベクトル作成手段と
、ベクトル作成手段によって作成したベクトルの端点が
咳線図形上の特徴点か否かを判定する特徴点判定手段と
、該ベクトル作成手段によって作成したベクトルの端点
が特徴点でない場合、該線図形上の特徴点が、該ベクト
ルの端点の近傍に存在するか捜す特徴点発見手段と、特
徴点発見手段によって該ベクトルの端点の近傍に該線図
形上の特徴点が発見された場合、該ベクトルの端点と該
ベクトルに接続しているベクトルの端点を該特徴点に移
動するベクトル端点移動手段とを備えるように構成する
。

［産業上の利用分野〕 本発明はイメージ・データまたはストローク・データか
らベクトル・データを作成するためのベクトル近似方式
に関する。

近年、ＯＡ／ＦＡ（７）発達に伴い、Ｆ　Ａ　／　ＯＡ
　システムにスキャナやディジタイザ等によってイメー
ジ・データやストローク・データを入力する必要性が高
まってきている。

ＦＡ１０Ａシステムでは、イメージ・データやストロー
ク・データとして入力されたデータを蓄積したり加工し
たりするために、入力データをベクトル・データに変換
する必要がある。そのため、入力データの特徴をとらえ
た再現性の良いベクトル近似方式が必要とされている。

〔従来の技術〕

イメージ・データに関して、従来の技術は次の方法でベ
クトル近似を行うのが一般的である。

まず、イメージ・データを細線化して画素幅１の細線化
イメージを作成し、細線化イメージの端点もしくは交点
を両端点としたベクトルで近似する。その後、該ベクト
ルと元の細線化イメージの最遠点を求め、該ベクトルと
該最遠点の距離があらかじめ決められた値である誤差の
許容値より大きい場合、その点を中間点として２本のベ
クトルに分割する。さらに、該２本のベクトルにそれぞ
れ、上記の条件を満足しなくなるまで分割処理を再帰的
に繰り返し、ベクトルを作成する。

ストローク・データに関しては、細線化は行わずに、ス
トロークを構成する各点について上記と同じ方法で近似
を行い、ベクトルを作成する。

第８図は従来の技術の説明図である。

第８Ａ図は分割前の図であり、元の細線化イメージ８１
の両端点をベクトル８２の両端点としている。このベク
トルから最も遠い細線化イメージ上の点８３を求める。

該ベクトル８２との距離が誤差の許容値８４より大きい
ので、該最遠点８３を中間点として２本のベクトル８５
とベクトル８６に分割する（第８Ｂ図）。さらに、２本
のベクトルからの最遠点を求めると、一方のベクトル８
５の最遠点８７までの距離が誤差の許容値８４より大き
いので、該最遠点８７で２本のベクトル８８とベクトル
８９に再分割する（第８Ｃ図）。分割した２本のベクト
ルの最遠点を求めると、両方ともベクトルからの距離が
誤差の許容値８４以内なので、これで分割を終了する。

端点も交点もない単独のループを形成する入力データに
対しては、第一の方法として、ループ上の適当な点を始
点かつ終点として上記処理を行い、ベクトルを作成する
方法と、第二の方法として、始点より順次入力データを
追跡し、ベクトルを延長していって、該ベクトルからの
最遠点までの距離が誤差の許容値を越える直前の点また
は終点を該ベクトルの終点とする方法がある。

第９Ａ図は第一の方法の説明図であり、ベクトルａ１、
ａ２（往復２本）を作成し、２本とも最遠点までの距離
が誤差の許容値より大きいので、それぞれ分割して、ベ
クトルａ３、ａ４、ａ５、ａ６としたものである。第９
Ｂ図はベクトルａ６の最遠点までの距離が誤差の許容値
より大きいので分割してベクトルａ７、ａ８としたもの
である。

第９Ｃ図は第二の方法の説明図であり、始点より始めて
入力データ上を時計回りに追跡し、最遠点までの距離が
誤差の許容値りを越える直前の点をベクトルの終点とし
、ベクトルｄ１を作成したものである。第９Ｄ図は同様
にして、ベクトルｄ２、ｄ３、ｄ４を作成したものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来の技術では、ベクトルと最遠点の距離
による誤差の許容値によって決定しているために、特徴
点が正しく反映されないことがある。例えば、第１０Ａ
図のような四角形に対して図中の点１０１が始点とされ
た場合、上記第一の方法では第１０Ｂ図のように近似さ
れ、第二の方法では第１０ｃ図のように近似される。

この問題は、ループに限らず他の形状においても発生す
るが、特にループ状の形状において発生しやすい。

また、近似精度を高めるためには、誤差の許容値の値を
小さくすればよいが、それでは生成されるベクトルの数
が多くなり、好ましくない。

第１ＯＤ図は上記第一の方法に対して誤差の許容値を小
さくした場合の結果であり１０２のような短いベクトル
が生成されている。第１０Ｅ図は第二の方法に対して誤
差の許容値を小さくした場合の結果であり、１０３のよ
うな短いベクトルが生成され、他のベクトルも近似精度
が低い。

本発明は、従来方式に比べて、ベクトルの数を増加させ
ることなく、近（以精度の高いベクトル・データを生成
するベクトル近似方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図中、１はベクトル作成手段であり、複数の点を接
続した線図形を入力して、その線図形を折れ線で近似し
たベクトルを作成するもの、２は特徴点判定手段であり
、ベクトル作成手段１によって作成したベクトルの端点
が該線図形上の特徴点か否かを判定するもの、３は特徴
点発見手段であり、該ベクトル作成手段１によって作成
したベクトルの端点が特徴点でない場合、該線図形上の
特徴点が、該ベクトルの端点の近傍に存在するか捜すも
の、４はベクトル端点移動手段であり、特徴点発見手段
３によって該ベクトルの端点の近傍に該線図形上の特徴
点が発見された場合、該ベクトルの端点と該ベクトルに
接続しているベクトルの端点を該特徴点に移動するもの
である。

〔作　　用］ 零“発明では、最初にベクトル作成手段１によって、従
来の技術と同様に、複数の点を接続した線図形を入力し
て、折れ線で近似したベクトルを作成する。

次に、特徴点判定手段２によって、該ベクトルの端点が
該線図形上の特徴点であるか否かを判定する。特徴点判
定手段２で判定する特徴点は線図形の端点、分岐点また
は交点とする。

該ベクトルの端点が特徴点でなければ、特徴点発見手段
３により、該ベクトルの端点の近傍に該線図形上の特徴
点が存在するか捜す。

特徴点発見手段３では、ベクトルが近似する線図形の該
ベクトルからの最遠点を求め、その最遠点を通る直線が
該ベクトルと直交する交点を求める。その交点で該ベク
トルを２分割したとき、該ベクトルの端点までのベクト
ル長と全体のベクトル長の比が一定値以下の場合に、該
ベクトルの端点の近傍に特徴点があると判定し、該最遠
点を特徴とする特徴点発見手段３で発見する特徴点は線
図形の屈曲点となる。

該ベクトルの近傍に特徴点が存在している場合には、ベ
クトル端点移動手段４により、該ベクトルと該ベクトル
に接続するベクトルの端点を該特徴点に移動する。

該ベクトルの端点が該線図形の特徴点の場合、または、
該ベクトルの近傍に該線図形上の特徴点が存在しない場
合は、該ベクトルの端点は移動しない。

第２図は本発明の特徴点発見手段の説明図である。図中
２１は入力の線図形である。ベクトル２２と２３はベク
トル作成手段１によって作成されたベクトルとする。ベ
クトル２２の終端点２４の近傍に特徴点があるか調べる
には、線図形２１のベクトル２２からの最遠点２５を求
め、その最遠点を通る直線が該ベクトルと直交する交点
２６を求める。その交点２６でベクトル２２を２分割し
たとき、ベクトル２２の終端点までのベクトル長２７と
全体のベクトル長２８の比が一定値、例えば０．３以下
であるので、ベクトルの終端点２４の近傍に特徴点があ
ると判定し、最遠点２５を特徴点とする。ベクトル端点
移動手段４は、ベクトル２２の終端点を新しい特徴点２
５に移動してベクトル２９に変更し、ベクトル２３の始
点２４を新しい特徴点２５に移動してベクトル３０に変
更する。

第３図は、本発明のベクトル近似方式による効果を示す
図である。第３Ａ図は入力された線図形、第３Ｂ図は本
方式の第一の方法によるベクトル化後の図、第３Ｃ図は
本方式の第二の方法によるベクトル化後の図である。

第１ｚ図は、第一の方法の一りトル化後に特徴点判定手
段２によりベクトルｄ４の終点が特徴点でないと判定し
、特徴点発見手段３により特徴点ｄ５を発見して、ベク
トル端点移動手段４によりベクトルｄ４の終点を特徴点
ｄ５に移動し、同時にベクトルｄ１の始点も特徴点ｄ５
に移動した例である。

第＝峯図は、第二の方法のベクトル化後に上記と同様に
本発明の方法を適用した場合の結果である。図から分か
るように、第３Ｃ図と比較して近似精度は大幅に改善さ
れている。

このように、本発明のベクトル近似方式では、−度作成
したベクトルの端点を線図形上の特徴点に移動するため
、ベクトルの数は増加せず、結果のベクトルの近イ以精
度は高くなる。

〔実　施　例〕

第５図は実施例の構成図、第６図はベクトル生成部の処
理フロー図である。

本実施例は、図面を入力してベクトル化を行い、文字に
ついては文字認識を行って、図形のベクトルと文字コー
ドをＣＡＤ／ＣＡＭシステムに出力する認識装置である
。

第５図において、５０はスキャナ、５１は認識装置、５
２は全体制御部、５３はスキャナ制御部、５４はフレー
ム・メモリ、５５は画像処理部、５６はベクトル・メモ
リ、５７はベクトル生成部、５８は文字分離部、５９は
ベクトル演算部、６０は文字認識部、６１はコード・メ
モリ、６２は通信制御部、６３はＣＡＤまたはＣＡＭシ
ステムを表す。

第５図の実施例の全体の動作を説明する。

最初に、図面をスキャナ５０により読み込み、２値イメ
ージ・データに変換する。この時スキャナ５０の制御を
スキャナ制御部５３が行い、読み込まれたイメージ・デ
ータは、フレーム・メモリ５４に格納される。なお、認
識装置５１内の各部の制御は全体制御部５２により行わ
れる。

フレーム・メモリ５４上のイメージ・データは画像処理
部５５により細線化して画像上の全ての線を１画素幅に
する。ベクトル生成部５７は、本発明のベクトル近似方
式により、１画素幅となった点列を追跡して一定の闇値
のもとで折れ線近僚を行い、ベクトルを作成してベクト
ル・メモリ５６に記憶する。

ベクトル演算部５９は、ベクトル・メモリ５６に格納さ
れたベクトル・データについて演算処理を行うことによ
り、文字のベクトルをグループ化して文字列データを作
成する。この文字列データを文字分離部５８が参照して
、フレーム・メモリ５４に格納されているイメージ・デ
ータから文字イメージを切り出し、文字分離を行う。

文字分離部５８で切り出された文字イメージは、文字認
識部６０で文字認識が行われ、文字認識結果はコード・
メモリ６１に格納される。

認識の結果としてのベクトル・データ、文字データは通
信制御部６２を介してＣＡＤ／ＣＡＭシステム６３等に
入力される。

各処理部は電子回路により実現することも出来るが、本
実施例に於いてはすべてソフトウェアで実現する。

次に、本発明の要部であるベクトル生成部５７の処理に
ついて、第６図のベクトル生成部の処理フロー図によっ
て説明する。

ベクトル生成部５７の入力は、画像処理部５５で作成さ
れたフレーム・メモリ５４上の細線化画像である。ベク
トル生成部５７の出力はベクトル・メモリ５６上のベク
トル・データである。

第６図中、点線で囲まれた部分は繰り返しの範囲である
。

ベクトル生成部５７は、最初に細線化画像の全黒画素に
ついて繰り返しく第６図６１０）、黒画素テーブルを作
成する（同６１１）。黒画素テーブルには各黒画素毎に
Ｘ座標、Ｙ座標、連結数を登録する。連結数とは各黒画
素に隣接する８画素の中の黒画素の数であり、０ならば
孤立した点、１ならば端点、２ならば連続した線の一部
、３ならば分岐点、４ならば交点を表す。黒画素チーフ
ルを作成する際、隣接した黒画素の連続した順番に登録
していき、分岐点、交差点で分割して、もとの細線化画
像を分岐も交差も含まない線セグメントに分割する。

次に、ベクトル・メモリ５６に、ベクトル・データを登
録する。ベクトル・データは各線セグメントの始点と終
点を各ベクトルの始点と終点とする。処理は、黒画素テ
ーブルの全黒画素について繰り返しく同６１２）、ベク
トルの始点ならばベクトル・メモリにベクトルの始点を
設定しく同６１３）、ベクトルの終点ならばベクトル・
メモリにベクトルの終点を設定してベクトルの登録位置
を次のベクトルに進める。

次に、各線セグメントを折れ線のベクトルで近似し、各
折れ線のベクトルをベクトル・メモリに登録する。処理
は、ベクトル・メモリの全ベクトルについて繰り返しく
同６２０）、ベクトルから黒画素までの最遠点を求め（
同６２１）、最遠点までの距離が近似精度より大きい場
合は、ベクトル・メモリからもとのベクトルを削除しく
同６２２）、ベクトル・メモリに、もとのベクトルを２
分割したベクトルを追加する（同６２３）。

ベクトルから黒画素までの最遠点を求める方法は後述す
る。

次に、以上の処理で作成した近似ベクトルの終点の近傍
に特徴点があれば、ベクトルの終点を移動する処理を行
う。処理は、ベクトル・メモリの全ベクトルについて以
下の処理を繰り返す（同６３０）。先ず、ベクトルの終
点の黒画素の連結数を取り出しく同６３１）、特徴点か
判定する。連結数が２以外の場合は特徴点であり、以下
の処理は行わない。ベクトルの終点が特徴点でない場合
は、ベクトルから黒画素までの最遠点を求め（同６３２
）、その最遠点を通る直線がベクトルと直交する点でベ
クトルを２分割したベクトル長の比を求める。ベクトル
の始点の座標を（Ｘｓ、Ｙｓ）　、終点の座標を（Ｘｅ
、Ｙｅ）　、最遠点の座標を（Ｘｔ、Ｙ＋）とすると、
ベクトル長の比Ｎの計算は以下の式による。

（Ｘｅ−Ｘｓ）　”　　＋　　（Ｙｅ−Ｙｓ）　２ベク
トル長の比Ｎが一定値よりも小さい場合、ベクトルの終
点の近傍に最遠点すなわち特徴点があるものとして、当
ベクトルの終点をその特徴点に移動させる。具体的には
、ベクトル・メモリの中の当ベクトルの終点の座標を書
き換える。

同様に、当ベクトルに接続したベクトルの始点も移動さ
せる。

以上かベクトル生成部の処理である。

次に、ベクトルから黒画素までの最遠点を求める方法を
第７図の距離の最遠点を求める処理フロー図により、説
明する。

始めに、距離の最大値をＯに初期化する（第７図７００
）。

次に、当ベクトルのもとになった全黒画素について以下
の処理を繰り返す（同７０１）。

ベクトルから黒画素までの距離を計算する（同７０２）
。ベクトルの始点の座標を（Ｘｓ、Ｙｓ）　、終点の座
標を（Ｘｅ、　Ｙｅ）　、最遠点の座標を（Ｘｉ、Ｙｉ
）とすると、黒画素までの距離りは次の式による。

（（Ｘｅ−Ｘｓ）２＋（Ｙｅ−Ｙｓ）２）　””距ｇＩ
Ｄが距離の最大値よりも大きい場合は、距離の最大値を
更新しく同７０３）、５点をベクトルからの最遠点とす
る（同７０４）。

〔発明の効果〕

本発明によれば、−度作成したベクトルの端点を、線図
形上の特徴点に移動するため、ベクトルの数を増加させ
ることなくベクトルの近似精度を高めることができる。

：ベクトル端点移動手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の点を接続した線図形を入力して、その線図
   形を折れ線で近似したベクトルを作成するベクトル作成
   手段（１）と、 ベクトル作成手段（１）によって作成したベクトルの端
   点が該線図形上の特徴点か否かを判定する特徴点判定手
   段（２）と、 該ベクトル作成手段（１）によって作成したベクトルの
   端点が特徴点でない場合、該線図形上の特徴点が、該ベ
   クトルの端点の近傍に存在するか捜す特徴点発見手段（
   ３）と、 特徴点発見手段（３）によって該ベクトルの端点の近傍
   に該線図形上の特徴点が発見された場合、該ベクトルの
   端点と該ベクトルに接続しているベクトルの端点を該特
   徴点に移動するベクトル端点移動手段（４）とを備える
   ことを特徴とするベクトル近似方式。
2. （２）前記特徴点発見手段（３）は、ベクトルが近似す
   る線図形の該ベクトルからの最遠点を求め、その最遠点
   を通る直線が該ベクトルと直交する交点で該ベクトルを
   ２分割したとき、該ベクトルの端点までのベクトル長と
   全体のベクトル長の比が一定値以下である場合に、該最
   遠点を特徴点とすることを特徴とする請求項１記載のベ
   クトル近似方式。