JPH05151350A - 画像データの位置歪み補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】図面データの自動入力時などに生ずる位置歪み
を補正する画像データの位置歪み補正方法において、処
理時間の短縮と処理に必要なメモリの容量の低減を図
る。 【構成】輝度と色の少なくとも一方と二次元空間（Ｘ，
Ｙ）内の座標とを属性として有する画素群から成るラス
ターデータのＸ方向又はＹ方向に沿う輝度と色の少なく
とも一方の属性の連続性をランとして検出し、このラン
の始点と長さの対又は始点と終点との対から成るランデ
ータに変換する処理を検出した各ランについて行う段階
（ステップ４）と、上記各ランデータの始点と終点に対
して位置歪み補正を行う段階（ステップ５）と、この位
置歪み補正済みのランデータをラスターデータに復元す
る段階（ステップ６）とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、図面データの自動入力
装置などに利用される画像データの位置歪み補正方法に
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ーなどで電子的
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、記号等の図形要素の認識とを行う図面の
自動入力装置が開発されている。このような自動入力装
置では、図面の描かれている媒体( 例えば紙やマイラー
紙) の伸縮や、イメージスキャナの有限の解像度、ある
いは媒体の送り精度等に起因する図形データの微小な位
置誤差( 歪み) が自動入力された図面データ全体にわた
って生じる。特に、Ａ３乃至Ａ１サイズ程度の大型の設
計図などでは、大きな位置歪みが発生する。このため、
ベクトル化処理や文字等の認識の前処理として、位置歪
みの補正を行うことが往々にして必要になる。

【０００３】このような位置歪みを補正する方法として
は、例えば周知のアフィン変換による方法( 例えば「エ
レクトロニクス技術集中基礎口座 ディジタル画像処理
技術」日本工業技術センター 昭和58年発行参照) や、
立体幾何の“点による投影"に基づく方法( 例えば「数
学ワンポイント双書 立体幾何」 共立出版昭和54年発
行参照) 、あるいは水平もしくは垂直方向に存在する位
置歪みをその位置歪みの方向と直交する方向に段階的に
補正する方法( 特開平1-２５３７９６等) などが知られ
ている。いずれの方法による場合でも、イメージスキャ
ナで読取ったラスターデータを構成する画素群のそれぞ
れについて位置歪みを補正している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の位置歪み補
正方法では、ラスターデータを構成する画素群のそれぞ
れに対して位置歪みの補正を行っている。これは、従
来、位置歪み補正対象の図面サイズが数百画素×数百画
素程度と比較的小さかったためと考えられる。

【０００５】しかしながら、Ａ３乃至Ａ１サイズの大き
な設計図などをイメージスキャナで読取って処理する図
面の自動入力装置などでは、位置歪み補正対象のラスタ
ーデータの画素数が数万画素×数万画素程度もの膨大な
ものとなるため、処理時間が長引くという問題がある。

【０００６】また、補正対象のラスターデータを蓄積し
ておく大容量のメモリに加えて位置歪み補正中のラスタ
ーデータを蓄積しておく大容量のメモリも必要になり、
装置が高価になるという問題がある。従って、本発明の
解決課題は、処理時間の短縮と所要メモリ容量の低減が
可能な位置歪み補正方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係わる
画像データの位置歪み補正方法は、 ａ．位置歪み補正対象のラスターデータのＸ方向又はＹ
方向に沿う輝度と色の少なくとも一方の属性の連続性を
ランとして検出し、このランの始点と長さの対又はこの
ランの始点と終点との対から成るランデータに変換する
処理を検出した各ランについて行う段階と、 ｂ．上記各ランデータの始点と終点に対して位置歪み補
正を行う段階と、 ｃ．この位置歪み補正済みのランデータをラスターデー
タに復元する段階とを含んでいる。

【０００８】

【作用】位置歪み補正対象のラスターデータには、水平
／垂直方向の長区間にわたって黒画素が連続する水平成
分や垂直成分が含まれることが多い。特に設計図などか
ら読取ったラスターデータではその傾向が強い。本発明
によれば、このラスターデータの水平／垂直成分が一旦
ランの始点と長さ（又は終点）とによって定義されるラ
ンデータに変換され、各ランデータの始点と終点の２点
だけについてアフィン変換などによる位置歪み補正が行
われ、この位置歪み補正済みのランデータがラスターデ
ータに復元される。このため、この水平／垂直成分を構
成する全ての画素に対しアフィン変換などの位置歪み補
正を施す従来方法に比べて、位置歪み補正のための演算
対象の画素数が２／〔画像データ中に出現する水平又は
垂直方向の平均的なラン長〕程度に圧縮され、補正に必
要な処理時間の大幅な短縮と、補正中のデータを保持し
ておくためのメモリの容量の大幅な低減が可能となる。
本発明の作用の詳細については以下の実施例と共に説明
する。

【０００９】

【実施例】図２は、本発明の一実施例の画像データの位
置歪み補正方法をベクトル化や文字認識等の前処理とし
て行う図面自動入力システムの構成を示すブロック図で
あり、１はＣＰＵ、２はワークＲＡＭ、３はグラフィッ
クコントローラ、４は画像メモリ、５は表示装置、６は
イメージスキャナ、７はスキャナインタフェース、８は
入力インタフェース、９はキーボード、１０はマウス、
１１はシステムバスである。

【００１０】図２の図面自動入力システムでは、Ａ３乃
至Ａ１程度の大型の設計図や地図などの二次元画像デー
タがイメージスキャナ６のラインセンサで読取られ、図
面上の明暗に応じて変化する読取りレベルが量子化さ
れ、白画素（“０”）と黒画素（“１”）の二値信号の
画素列に変換される。この二値信号の画素列には、ライ
ンセンサによる主走査と副走査との組合せから成る読取
り順序に対応して、原図上の二次元座標（Ｘ，Ｙ）が属
性の一つして自動的に付与される。この明暗の属性と二
次元座標の属性とを有する画素列（以下「ラスターデー
タ」と称する）は、スキャナインタフェース７、システ
ムバス１１、グラフィックコントローラ３を介して画像
メモリ４に転送され、二次元座標に対応して割当てられ
るアドレスに書込まれる。この画像メモリ４に書込まれ
たラスターデータは、グラフィックコントローラ３の制
御のもとに画像メモリ４から読出され表示装置５に表示
される。

【００１１】この画像メモリ４に書込まれたラスターデ
ータは、往々にして前述したような位置歪みを含んでい
るため、線分のベクトル化処理や文字、記号の認識処理
に先立つ前処理として本実施例による位置歪みの補正が
行われる。本実施例による位置歪みの補正を図１のフロ
ーチャートによって説明する。

【００１２】まず、既に詳述したように、イメージスキ
ャナ６で画像データが読取られ、ラスターデータとして
画像メモリ４に書込まれ（ステップ１）、この画像メモ
リ４から読出されたラスターデータが表示装置５のＣＲ
Ｔや液晶パネルなどの二次元表示画面上に表示される
（ステップ２）。

【００１３】次に、表示中の画像データについて位置歪
みの補正が必要であれば、外部からキーボード９やマウ
ス１０を介して位置歪み補正指令が発せられ、この補正
指令が入力インタフェース部８とシステムバス１１とを
介してＣＰＵ１に転送される（ステップ３）。通常、読
取った画像データの位置歪みは画像の傾き（スキュー）
と伸縮とが組合わされた形態で発生しており、その補正
は位置歪みの生じた画像の周辺部分（例えば図枠）の３
点をアフィン変換によって正しい水平、垂直成分をもつ
矩形の３点に一致させることなどによって行われる。こ
の場合、外部から入力される位置歪み補正指令には、表
示装置５に表示中の画像データの図枠の３点と、これら
に対応させるべき無歪みの矩形の３点とを指定するマウ
ス９で例示した適宜なポインティング・グデバイスによ
る入力データが含まれる。

【００１４】ＣＰＵ１は、上記位置歪み補正指令を受取
ると、これらのデータからアフィン変換係数を算定して
内蔵のレジスタに一旦保存したのち、画像メモリ４から
ラスターデータを読出してランデータに変換し、このラ
ンデータをワークＲＡＭ２に書込むというランデータへ
の変換処理を開始する（ステップ５）。このランデータ
への変換処理は、画像メモリ４内のラスターデータを１
ラインずつ走査してゆき、各ライン上の黒画素
（“１”）の連続性をランとして検出し、このランの始
点と長さとの対でラスターデータを表現し直すことから
成る。

【００１５】例えば、画像データが図３に黒丸群で例示
するようなＸ，Ｙ方向に配列された黒画素群から成るも
のとする。図中、Ｘ方向は表示画面の垂直方向（ライン
の配列方向）、Ｙ方向は表示画面の水平方向である。こ
の黒画素群で例示される画像データは、表示画面内を斜
め右上がりに延在される所定幅の線分を表している。ｎ
番目のライン上にはＸ＝ｍ＋３を始点とする長さ４のラ
ンが存在し、ｎ＋１番目のライン上には、Ｘ＝ｍ＋２を
始点とする長さ４のランが存在する。同様に、ｎ＋２番
目のライン上にはＸ＝ｍ＋１を始点とする長さ４のラン
が存在し、ｎ＋３番目のライン上には、Ｘ＝ｍを始点と
する長さ４のランが存在する。

【００１６】このランデータは、図４に例示するよう
に、各ライン上で検出された各ランについてその検出順
に配列される〔始点のＸ座標とラン長の対〕と、このラ
イン上にはもはやランが存在しないことを示すライン終
了記号（ＥＯＬ：End Of Line)とから構成される。ラン
が全く存在しないラインについてはラン終了記号（ＥＯ
Ｌ）のみが記録される。図４の例では、説明の便宜上、
各ラインのランデータの冒頭にライン番号が付されてい
るが、実際には、データ量を圧縮するためにこのライン
番号の付加が省略され、読取りに際しては上記ＥＯＬの
カウント値からライン番号が識別される。

【００１７】ＣＰＵ１は、上記ランデータへの変換処理
が終了すると、変換済みのランデータに対して位置歪み
補正を行い、ワークＲＡＭ２に書込む（ステップ５）。
この位置歪み補正、この例ではアフィン変換は、読取っ
たランデータの始点とラン長とからまずこのランの終点
を算出し、この読取った始点と算定した終点とに対しア
フィン変換を行い新たな始点と終点の対を作成すること
により行われる。すなわち、大きなラン長の長い線分に
ついも始点と終点の２点だけについてアフィン変換を行
えば足り、中間の各点についてはアフィン変換が不要に
なる。

【００１８】ＣＰＵ１は、上記ランデータへの変換が終
了すると、グラフィックコントローラ３を起動する。起
動されたグラフィックコントローラ３は、位置歪み補正
済みのランデータをワークＲＡＭ２から読出し、ラスタ
ーデータに復元しながら画像メモリ４に書込むと共に、
表示装置５に転送して表示する（ステップ６）。この図
面自動入力システムの利用者は、この表示装置５に表示
された位置補正済みの画像データを観察することより補
正の効果を確認し満足するものであれば補正処理を終了
し、必要であれば再度の補正を繰り返す。

【００１９】画像メモリ４に保持されている歪み補正済
みのラスターデータに対しては、線分のベクトル化処理
や文字、記号の認識処理が行われる。なお、必要な場合
には、上記ベクトル化処理の代りにあるいはベクトル処
理と前後して位置歪み補正済みのラスターデータ自体を
外部メモリなどに保存する処理が行われる。このラスタ
ーデータの保存に際しては、通常、ＭＨ符号化などの適
宜な符号化によるデータ圧縮が行われる。

【００２０】以上、ランデータを各ランの始点と長さの
対として作成する構成を例示したが、これらを始点と終
点の対として作成する構成としてもよい。

【００２１】また、位置歪み補正をアフィン変換によっ
て行う構成を例示した。しかしながら、従来技術に関連
して説明したような各種の補正方法、あるいは単純な回
転処理など他の適宜な補正方法を適用する場合について
も本発明を適用できることは明らかである。

【００２２】さらに、ラスターデータが白黒の２値の画
素群から構成される場合を例にとって本発明を説明し
た。しかしながら、ラスターデータを構成する各画素が
赤や緑などの色彩を属性として持つ場合についても、赤
画素のランや緑画素のランなど同一の属性に関するラン
データへの変換、位置歪み補正、ラスターデータへの復
元を順次行うことにより本発明を適用できることは明ら
かである。

【００２３】また、ランデータを水平方向に１ラインず
つ作成する構成を例示したが、縦線を多く含む図面など
については垂直方向（ラインの配列方向）にランデータ
を作成する構成としてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、このラスターデータの水平／垂直成分が一旦ラン
の始点と長さ（又は終点）とによって定義されるランデ
ータに変換され、これら始点と終点の２点だけについて
アフィン変換などの位置歪み補正を行われたのち、この
位置歪み補正済みのランデータがラスターデータに復元
される。このため、この水平／垂直成分を構成する全て
の画素に対しアフィン変換などの位置歪み補正を施す従
来方法に比べて、位置歪み補正のための演算対象の画素
数が２／〔ラスターデータの画像データ中に出現する平
均的なラン長〕倍程度に圧縮される。この結果、補正に
必要な処理時間の大幅な短縮と、補正中のデータを保持
しておくためのメモリの容量の大幅な低減が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の位置歪み補正方法の処理内
容をイメージスキャナからの読取り処理も含めて示すフ
ローチャートである。

【図２】上記実施例の処理を前処理の一部として実行す
る図面自動入力システムの構成の一例を示すブロック図
である。

【図３】上記一実施例の位置歪み補正の対象となる画像
データの構成の一例を示す概念図である。

【図４】上記実施例で作成されるランデータの構成を例
示する概念図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ ワークＲＡＭ ３ グラフィックコントローラ ４ 画像メモリ ５ 表示装置 ６ イメージスキャナ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輝度と色の少なくとも一方と二次元空間
   （Ｘ，Ｙ）内の座標とを属性として有する画素群から成
   る画像データ（以下「ラスターデータ」と称する）の位
   置歪みを補正する方法であって、 ａ．前記ラスターデータのＸ方向又はＹ方向に沿う輝度
   と色の少なくとも一方の属性の連続性をランとして検出
   し、このランの始点と長さの対又はこのランの始点と終
   点との対から成るランデータに変換する処理を検出した
   各ランについて行う段階と ｂ．前記各ランデータの始点と終点に対して位置歪み補
   正を行う段階と、 ｃ．この位置歪み補正済みのランデータをラスターデー
   タに復元する段階とを含むことを特徴とする画像データ
   の位置歪み補正方法。
2. 【請求項２】前記位置歪み補正は、アフィン変換によっ
   て行われることを特徴とする請求項１記載の画像データ
   の位置歪み補正方法。