JPH06149997A

JPH06149997A - 切断された線図形の自動接続方法

Info

Publication number: JPH06149997A
Application number: JP31599092A
Authority: JP
Inventors: Taku Furukawa; 卓古川; Yuzo Hirai; 有三平井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】高速化が可能である空間フィルタリング処理
を用いた簡単な手法でもって切断された線図形を補完し
て接続できるようにすることを目的とする。【構成】入力画像データに対して第１の荷重マトリッ
クスとの第１の畳み込み積分を行う第１の処理Ａと、予
め決められた第１の閾値未満の画素値を０とする第１の
閾値処理を行う第２の処理Ｂと、第２の荷重マトリック
スとの第２の畳み込み積分を行う第３の処理Ｃと、予め
決められた第２の閾値未満の画素値を０とする第２の閾
値処理を行う第４の処理Ｄと、以上の処理から得られた
２つの画像データの画素対応での画像間論理演算を行う
第５の処理Ｅとにより切断された線図形を処理するよう
にして、条件判断等の複雑な処理を行うことなく線図形
の自動接続を行うことができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は切断された線図形の自動
接続方法に関し、更に詳しくは、計算機に読み込まれた
地図、機械図面等の図面画像データ中の隠ぺい、上書き
等により切断された線図形を自動的に接続する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、ある情報を図示する図面、
特に、地図等は様々な種類の図形を含んでいる。ところ
で、これらの図形は同じ位置に描かれなくてはならない
場合には、重ねて表示されたり、あるいは上書きされた
りすることになる。そのような場合、図面から特定の図
形を抽出したり、認識したりする処理において、隠ぺい
されて情報が失われた図形を補完、修復しなければなら
ない。

【０００３】線画の線切れ部分を認識するものとして
は、原画を細線化、端点の検出等の二値画像処理を施し
て線画の端点を検出し、その端点部における線画の方向
をもとに探索範囲を設定し、その範囲内に他の端点があ
るかどうかを調べ、線切れ部分を認識しているものがあ
る（例えば、線画の線切れ部分認識装置、特開平４−１
５３８８９号公報参照）。

【０００４】また、文字等によって隠ぺいされた道路の
接続については、隠ぺいによって切断された部分の道路
図形の輪郭線データより道路ベクトルを求める。そし
て、それらのベクトルの位置関係と角度とにより、接続
すべき道路を調べて接続するものがある。

【０００５】すなわち、ある道路ベクトルの終点から、
別の異なる道路ベクトルの終点に向かうベクトルを考
え、そのベクトルと道路ベクトルとのなす角を調べ、そ
の角度が閾値内にあれば、そのベクトルは道路の一部と
見なすというものである（画像電子学会誌、第19巻、第
3号、pp 131 - 137、1990 参照）。いずれにしても、
一般に、切断された線図形の接続処理は難しく、条件判
断等の処理は複雑で高速処理は困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図形や記号等が重ねて
表示されていたり、あるいは上書きされている図面か
ら、特定の図形を抽出し、認識を行う処理において、従
来の処理方法では抽出された図形が重なったり、あるい
は上書きされた部分が抽出されずに切断されたまま残さ
れるので、切断された図形を補完する処理が必要となっ
てくる。

【０００７】本発明は上述の問題点にかんがみ、高速化
が可能である空間フィルタリング処理を利用した簡単な
手法を用いて、切断された線図形を補完して接続する方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の切断された線図
形の自動接続方法は、入力画像データに対して第１の荷
重マトリックスとの第１の畳み込み積分を行う第１の処
理と、予め決められた第１の閾値未満の画素値を０とす
る第１の閾値処理を行う第２の処理と、第２の荷重マト
リックスとの第２の畳み込み積分を行う第３の処理と、
予め決められた第２の閾値未満の画素値を０とする第２
の閾値処理を行う第４の処理と、以上の処理から得られ
た２つの画像データの画素対応での画像間論理演算を行
う第５の処理とを行う。

【０００９】また、本発明の他の特徴とするところは、
前記第１の荷重マトリックスを、正の値をとる中心部
と、前記中心部をコの字形に囲む負の値をとる周辺部と
により構成している。

【００１０】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記第１の処理で、正の値をとる中心部と、前記中
心部をコの字形に囲む負の値をとる周辺部とにより構成
される第１の荷重マトリックスと画像データとの積和演
算によって畳み込み積分を行い、画像中の特定方向の端
点を抽出する。

【００１１】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記第２の荷重マトリックスを、正の値を持つ縦長
の領域と、前記縦長の領域以外の０の領域とで構成して
いる。

【００１２】また、本発明においては、前記第３の処理
で、正の値を持つ縦長の領域と、前記縦長の領域以外の
０の領域とで構成した第２の荷重マトリックスと画像デ
ータとの積和演算によって畳み込み積分を行い、画像中
の特定方向や特定位置の端点を延長するようにしてい
る。

【００１３】

【作用】本発明の切断された線図形の自動接続方法は、
図面画像データとの第１および第２の畳み込み積分と、
第１および第２の閾値処理と、画像データ間の論理演算
とによって線図形を接続するものである。すなわち、第
１の荷重マトリックスによる第１の畳み込み積分を行う
第１の処理、および第１の閾値処理である第２の処理を
実行することによって、特定方向の線分の端点が抽出さ
れる。また、第２の荷重マトリックスによる第２の畳み
込み積分を行う第３の処理、および第２の閾値処理であ
る第４の処理を実行することによって、画像中の特定方
向、特定位置の端点が延長される。更に、画像間論理演
算を行う第５の処理は、反対方向の第２の荷重マトリッ
クスで畳み込み積分された２つの画像の画素値の間で論
理演算を行うことにより、画像中の切断された線図形の
端点の間が充填され、切断された線図形の自動接続が行
なわれる。望ましくは、以上の処理を複数の方位につい
て行い、その結果の総和、あるいは論理和をとれば、あ
らゆる方位の切断された線分を接続することができる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の線分自動接続処理の手順の
一実施例を説明するための図である。図１に示したよう
に、本実施例の切断された線図形の自動接続方法は、５
つの処理Ａ〜Ｅによって構成されている。

【００１５】これらの処理のうち、第１の処理Ａは、入
力画像データに対して第１の荷重マトリックスとの第
１の畳み込み積分を行う。また、第２の処理Ｂは、予
め決められた第１の閾値未満の画素値を０とする処理
を行う。

【００１６】第３の処理Ｃは、第２の荷重マトリックス
と第２の畳み込み畳み込み積分を行うものであり、
第４の処理Ｄは予め決められた第２の閾値未満の画素
値を０とする処理を行うものである。更に、第５の処理
Ｅは、以上の第１の処理Ａ〜第４の処理Ｄから得られた
２つの画像データの画素対応での画像間論理演算を行う
ものである。このような処理Ａ〜Ｅにより、切断された
線分が接続される。

【００１７】図４は、隠ぺい領域１によって分断された
線図形２を示したものであるが、この図４を処理対象と
して、先ず、第１の畳み込み積分を行う第１の処理Ａ
で特定方位の線図形の端点の抽出を行う。

【００１８】線図形の端点の抽出は、図２のような端点
検出用の第１の荷重マトリックスで入力画像データと
の積和演算を実行する。この第１の荷重マトリックス
は、正の値を持つ長方形の領域Ｓと、それを囲む負の値
を持つコの字形の領域Ｔから構成され、方向性を持って
いる。

【００１９】正の長方形の領域Ｓは、短軸方向の幅は対
象となる線図形の線幅程度に、長軸方向の幅は、短軸方
向の２倍程度。また、負のコの字形領域Ｓの幅は短軸方
向の幅程度か、それより少なくてもよい。

【００２０】この第１の荷重マトリックスは方向性を
持っているため、全ての方向に対応するように、０〜２
π［ｒａｄ］まで均等に、３６ないし７２方向に回転さ
せて使用する。したがって、マトリックス全体のサイズ
は、正、負の領域を、その中で回転させることができる
程度でよい。なお、図２において、荷重マトリックス
の方向と、それによって検出される端点の方向は矢印で
示されている。

【００２１】畳み込み積分は、サイズ荷重マトリックス
と画像データとの間で積和をとるものとする。処理対象
画像をf(i,j)、荷重マトリックスをw(i,j)、結果画像を
g(i,j)とし、荷重マトリックスのサイズをＭ×Ｍとする
と、畳み込み積分は以下のように表される。

【００２２】

【数１】

【００２３】第１の閾値処理が行われる第２の処理Ｂ
では、決められた第１の閾値以下の数値を０にする。
これによりマトリックスの方向と同一の方向の端点が検
出される。図５は、各方向の端点の抽出を行った結果で
ある。抽出された端点３は各々方向情報を持っている。

【００２４】第２の畳み込み積分が行われる第３の処
理Ｃでは、特定方位、特定位置の端点の延長が行われ
る。線図形の端点は第２の荷重マトリックスで、画像
データとの積和演算を実行することによって延長され
る。

【００２５】図３に示すように、第２の荷重マトリック
スは縦長の正の値を持つ領域（形状は、楕円形でも長
方形でも良い）Ｐと、それ以外の０の領域Ｎから構成さ
れる。この場合、正の値の領域Ｐの長軸方向の長さは、
接続しようとする切断部のギャップの長さ以上が必要で
ある。一方、短軸方向の幅は、線図形の線幅と同程度で
良い。

【００２６】なお、図３において、荷重マトリックス
と、それによって延長される端点の方向は矢印で示され
ている。各端点に対して、第２の荷重マトリックスは
端点の方向、すなわち、第１の畳み込み積分で用いた
第１の荷重マトリックスと同じ方向のものを作用させ
る。

【００２７】第２の閾値処理を行う第４の処理Ｄで
は、予め決められた第２の閾値以下の数値を０にす
る。これによりマトリックスの方向、すなわち、端点の
方向と同一の方向に端点が延長される。

【００２８】次に、画像間論理演算を行う第５の処理Ｅ
では、第２の畳み込み積分、第２の閾値処理を経た
画像について，以下の方法で論理演算を行う。すなわ
ち、互いに反対方向（１８０［ｄｅｇ］）のマトリック
スで畳み込み処理された２枚の画像について、画素間で
論理積をとる。

【００２９】論理積は、２つの画像データの同一座標点
の画素について行う。座標ｘ、ｙの画素値を P(x,y), Q
(x,y) とし、出力画像をR(x,y)とする。これらの画像の
各画素値が二値（０、１）の場合、 P(x,y) AND Q(x,y) = R(x,y) で表記できる。

【００３０】延長した画素が互いに同一の点（ｘ、ｙ）
上に存在するのであれば、 P(x,y) = 1 Q(x,y) = 1 であるから、 R(x,y) = 1 となる。

【００３１】また、この論理積は画素値 P(x,y), Q(x,
y) が多値となる場合は、 MIN ｛P(x,y), Q(x,y)｝ = R(x,y) で表記できる。

【００３２】これらの２点の画素値から以上の式の値を
計算し、出力画素値とすれば、切断された部分の端点が
同一直線上にあり、互いに反対方向で向き合うという関
係にあれば補完され、切断された部分は接続される。

【００３３】図６は、端点より延長された線図形につい
て画像間論理演算を行い、切断された部分を補完した結
果である。最終的に、あらゆる方向の切断線図形を補完
するため、以上の処理を複数方位について行った結果の
総和、あるいは論理和をとる必要がある。

【００３４】図７は、本実施例の切断された線図形の自
動接続方法を実施する装置の一例を示す構成図である。
図７に示すように、この線図形の自動接続装置は第１の
処理部４、第２の処理部５、第３の処理部６、第４の処
理部７、第５の処理部８を有している。

【００３５】第１の処理部部４には、第１の荷重マトリ
ックス９が設けられていて、この第１の荷重マトリック
ス９と入力画像データとの畳み込み積分を行って、切断
部の端面を検出する処理を行う。また、第２の処理部５
には、第１の閾値１０が決められていて、この第１の閾
値１０未満の画素値を０とする閾値処理を行い、切断部
の端面を検出する処理を行う。

【００３６】第３の処理部６には、第２の荷重マトリッ
クス１１が設けられていて、この第１の荷重マトリック
ス９と第２の畳み込み積分との畳み込み積分を行って、
検出した端点からの線セグメントを延長する処理を行
う。また、第４の処理部７には、第２の閾値１２が決め
られていて、この閾値未満の画素値を０とする閾値処理
を行い、端点からの線セグメントを延長する処理を行
う。

【００３７】更に、第５の処理部８には論理積回路ＡＮ
Ｄが設けられていて、以上の第１の処理Ａ〜第４の処理
Ｄから得られた２つの画像データの画素対応での画像間
論理演算を行い、同一線上で、反対方向の端点から延長
された線図形と接続する処理を行う。このようにして処
理された画像データが論理和回路１３を介して出力され
る。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
条件判断等の複雑な処理を行うことなく、積和演算、閾
値処理および論理演算といった基本的な画像処理の手法
を組み合わせて線図形を自動接続することができるの
で、地図、機械図面などの図面上の切断された線図形を
接続する際に、専用ハードウェアや並列処理等で高速に
処理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】線図形の接続処理の手順を説明する図である。

【図２】端点検出用マトリックスとして用いられる第１
の荷重マトリックスを示した図である。

【図３】端点延長用マトリックスとして用いられる第２
の荷重マトリックスを示した図である。

【図４】切断された線図形の例を示した図である。

【図５】図４の図形から検出された端点を示した図であ
る。

【図６】図５の端点をもとに線図形を接続した結果を示
した図である。

【図７】接続処理を複数方向について実施した形態を示
した図である。

【符号の説明】

１隠ぺい領域２切断された線図形３検出された端点４第１の処理部５第２の処理部６第３の処理部７第４の処理部８第５の処理部９第１の荷重マトリックス１０第１の閾値１１第２の荷重マトリックス１２第２の閾値Ａ第１の処理Ｂ第２の処理Ｃ第３の処理Ｄ第４の処理Ｅ第５の処理

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像データに対して第１の荷重マト
リックスとの第１の畳み込み積分を行う第１の処理と、予め決められた第１の閾値未満の画素値を０とする第１
の閾値処理を行う第２の処理と、第２の荷重マトリックスとの第２の畳み込み積分を行う
第３の処理と、予め決められた第２の閾値未満の画素値を０とする第２
の閾値処理を行う第４の処理と、以上の処理から得られた２つの画像データの画素対応で
の画像間論理演算を行う第５の処理とを行うことを特徴
とする切断された線図形の自動接続方法。
【請求項２】前記第１の荷重マトリックスは、正の値
をとる中心部と、前記中心部をコの字形に囲む負の値を
とる周辺部とからなることを特徴とする請求項１記載の
切断された線図形の自動接続方法。
【請求項３】前記第１の処理は、中心部が正の値で、
それをコの字形に囲む負の値をとる周辺部からなる第１
の荷重マトリックスと画像データとの積和演算によって
畳み込み積分を行い、画像中の特定方向の端点を抽出す
ることを特徴とする請求項１記載の切断された線図形の
自動接続方法。
【請求項４】前記第２の荷重マトリックスは、正の値
を持つ縦長の領域と、前記縦長の領域以外の０の領域と
から構成されることを特徴とする請求項１記載の切断さ
れた線図形の自動接続方法。
【請求項５】前記第３の処理は、周囲が０で、正の値
の縦長の領域を持つ第２の荷重マトリックスと画像デー
タとの積和演算によって畳み込み積分を行い、画像中の
特定方向、特定位置の端点を延長することを特徴とする
請求項１記載の切断された線図形の自動接続方法。
【請求項６】前記第４の処理は、互いに反対方向の第
２の荷重マトリックスで畳み込み積分された２つの画像
の画素値の間で論理演算を行うことで、画像中の切断さ
れた線図形の端点の間を充填することを特徴とする請求
項１記載の切断された線図形の自動接続方法。