JPH0668305A - 線図形の特徴抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 文字等の線図形の骨格線等の構造的特徴を確
実かつ効率よく抽出する。 【構成】 境界点と境界点列の抽出（処理１）、線分に
直交する断面の抽出（処理２）、断面の連なりである断
面系列の抽出と不要な断面系列の削除（処理３，４）、
断面系列の統合（処理５）、不明領域の抽出と断面系列
グラフの作成（処理６）、断面系列グラフの修正（処理
７）を順に行なう。処理４で、外接矩形の重なった断面
系列のペアについて各断面系列の任意の１断面間の交差
を調べて断面系列間の交差を判断する。処理５で、ギャ
ップを隔てた断面系列間の幅を比較し、所定条件を満た
さない場合はその統合を試みない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業の利用分野】本発明は、文字認識装置や図面認識
装置、その他の線図形を扱う装置における線図形の特徴
抽出方法に係り、特に、文字等の線図形の骨格線等の構
造的特徴を抽出する目的に好適な特徴抽出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の目的に好適な方法として、特願
平２−１３４８７９号に係る線図形の特徴抽出方法が考
案されている。この特徴抽出方法は、線図形イメージデ
ータから線分の方向にほぼ直交する断面を抽出し、この
断面の連なりを断面系列となし、また断面系列以外の領
域を不明領域となし、ノードで断面系列または不明領域
を表わすとともにアークでノードの接続関係を表わした
グラフ構造（断面系列グラフ）を作成し、この断面系列
グラフを線図形の特徴とすることを骨子とするものであ
る。

【０００３】図３に、線図形イメージデータ（原画像デ
ータ）と断面系列グラフ並びに骨格線（芯線））との関
係を示す。このような階層構造を持つ断面系列グラフに
よる線分記述において、その構造要素である断面は線分
の方向にほぼ直交するという性質を持ち、またその上位
の構造要素たる断面系列は、断面をあたかも時系列の如
く順序付けたものとなっている（図３の（イ）の部
分）。不明領域は、断面系列に含まれない領域であっ
て、線端や屈曲、分岐あるいは交差の面状の領域がこれ
に相当する（図３の（ロ）の部分）。

【０００４】このように断面系列グラフは、線図形を単
純な線とそうでない部分に明確に分けて線図形を記述し
たシンプルなものであり、これに基づいて骨格線等の構
造的特徴マッチングや大まかな構造的マッチングをとる
ことが容易になる。

【０００５】この特徴抽出方法は、前記特願平２−１３
４８７９号に添付の明細書に詳述されているように、そ
の基本原理によるところの多くの利点を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような特徴抽出方法の改良方法を提供することにある。
より具体的には、不要な断面系列の削除やノイズ等によ
って分断された断面系列の統合の処理効率の改善や、ノ
イズの影響の排除、断面系列グラフの修正の際の不用意
な断面系列の削除の防止等を達成しようとするものであ
る。

【０００７】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明は、線図
形イメージデータから線分の方向にほぼ直交する断面の
連なりからなる断面系列を抽出する段階と、線図形イメ
ージデータから断面系列以外の不明領域とを抽出する段
階と、断面系列または不明領域をノードで表わし、それ
らの接続関係をアークで表わす断面系列グラフを線図形
の特徴として作成する段階とを有する線図形の特徴抽出
方法において、前記断面系列抽出の段階に不要な断面系
列を削除する段階を含み、この段階において、外接矩形
が重なる断面系列のペアについては、それぞれの断面系
列から任意の断面を一つずつ選び、それらが交差する場
合には当該断面系列のペア中の幅の大きいほうの断面系
列を不要な断面系列として削除することを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の発明の
方法において、不要な断面系列の削除の段階で、ノイズ
の影響でてきたと見做される境界点列に属する境界点を
含む断面系列を、不要な断面系列として削除することを
特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１記載の発明の
方法において、断面系列抽出の段階に断面系列の統合の
段階を含み、この段階において、前後する二つの断面列
の間にギャップが検出された場合、各断面列の幅を比較
し、これが予め定められた条件を満たさないときには、
当該ギャップに関する統合を試みないことを特徴とす
る。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載の発明の方法において、断面系列グラフから不要な
断面系列のノードを削除して断面系列グラフを修正する
段階を有し、この段階において、幅と長さの関係から削
除対象とされた断面系列であっても、それが隣接断面と
滑らかに繋らない場合には削除対象から排除することを
特徴とする。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１，２，３また
は４記載の発明の方法において、得られた断面系列グラ
フにおいて、ある不明領域に隣接する二つ以上の断面系
列の間に異常な関係が認められた場合に、骨格線グラフ
の抽出が困難である旨の情報を出力することを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】請求項１の発明によれば、全ての断面について
その交差を調べる場合にくらべ、断面系列の交差検出の
ための処理量が大幅に減り、したがって不要断面系列の
削除処理の処理量を削減し、処理効率を上げることがで
きる。

【００１３】請求項２の発明によれば、ノイズの影響で
できた断面系列を削除し、ノイズの影響を排除できる。

【００１４】請求項３の発明によれば、ギャップを隔て
た断面系列の幅が予め定めた条件を満たさない場合に
は、その統合を試みないので、断面系列の統合のための
処理量を削減し、その処理効率を上げることができる。

【００１５】請求項４の発明によれば、断面系列の修正
に際し、削除すべきでない短い突起の部分等の削除を防
止し、正確な特徴抽出が可能となる。

【００１６】請求項５の発明によれば、骨格線グラフの
正常な抽出が困難であるような画像を無理に認識するこ
とによる誤認を回避可能になる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面により
説明する。

【００１８】図１は、本発明を実現するハードウエア構
成の一例を示す概略ブロック図である。図１において、
１は特徴抽出や認識処理等を実行する中央処理装置（Ｃ
ＰＵと略記する）、２はＣＰＵ１の処理に必要なプログ
ラムを格納するプログラムメモリである。ここでは、Ｃ
ＰＵ１はプログラムメモリ２の断面系列グラフ特徴抽出
プログラム２１に基づき、線図形のイメージデータから
断面系列グラフを抽出する処理等を実行する。３は原稿
や図面をスキャンし、線図形のイメージデータを入力す
るイメージスキャナである。４は入力された線図形のイ
メージデータを格納するパターンメモリ、５はＣＰＵ１
での処理の途中データ、結果データ等を格納するデータ
メモリである。

【００１９】図２は、線図形イメージデータから断面系
列グラフを求める処理の流れ図である。対象とする線図
形イメージデータは２値でも多値でもよいが、多値の場
合は、ある閾値で画素の白／黒を判定しながら処理を行
なう。ここで、以下の処理説明中で使用される用語等に
ついて説明する。

【００２０】前方向・後方向 線図形イメージ上の黒部分の境界点を、黒画素を左に見
るように追跡をしたときの追跡方向を境界点の前方向と
呼び、その反対の方向に境界点追跡をしたときの追跡方
向を境界点の後方向と呼ぶ（図５（ａ）参照）。なお、
境界点の連なりを境界点列と呼ぶ。

【００２１】延長境界点 延長境界点の例を図４に示す。図中、黒部分（ハッチ領
域）の境界内部に示された丸印が境界点の黒画素であ
り、丸印の内部の矢印は境界点の傾き方向を示してい
る。また、黒部分の外側に示された丸印は非境界点の白
画素である。

【００２２】注目した境界点をｐとし、その傾き方向ａ
ｎｇ（ｐ）を微分オペレータにより求める。ただし、濃
淡勾配を求める微分オペレータを用いず、境界点列の局
所的な方向を求め、この方向に直交する方向を境界点の
傾き方向ａｎｇ（ｐ）としてもよい。このような方法に
よれば、幅が１画素の線分の境界点についても、その傾
き方向を正しく求めることが可能になる。なお、傾き方
向は平滑化されたものであってもよい。

【００２３】図４（ａ）に示すように、注目境界点ｐか
ら、その傾き方向へ黒画素を追跡して最初に現われた境
界点ｑを、ｐに対する延長境界点と呼ぶ。ただし図４
（ｂ）に示すように、境界点追跡を８連結で行なった場
合は、ｐからその傾き方向へ黒画素を追跡しても境界点
に出会わずに白画素に出会うことがあるが、このとき
は、最初に出会った白画素（非境界点）に隣接する境界
点から適当な一つを選び、これをｐに対する延長境界点
とする。以下、境界点ｐに対する延長境界点をｐａｉｒ
（ｐ）で表わす。

【００２４】なお、幅が１画素である線分の境界点は、
境界点列を求める過程で重複して追跡されるため、これ
らの境界点は同じ座標を持つ異なる境界点として扱い、
互いに他の境界点の延長境界点であるとする。ただし、
幅が１画素である線分の分岐点や交差点における境界点
について、それらが互いに向き合うことのないようにす
る必要がある。例えば、ある分岐点で同じ座標を持つ異
なる境界点をｐ１，ｐ２，ｐ３であるとすれば、ｐａｉ
ｒ（ｐ１）＝ｐ２、ｐａｉｒ（ｐ２）＝ｐ３、ｐａｉｒ
（ｐ３）＝ｐ１とする。

【００２５】断面 任意の二つの境界点ｑ，ｐを結ぶ直線経路において白画
素がほとんど出現しないと看做せるときに、この境界点
ペアとその直線経路とを併せて断面と呼び、これをＳ
（ｑ，ｐ）で表わす。Ｓの方向は、ｐの方向に一致し、
ｑの方向の反対であるとする。一つの境界点は複数の断
面に属することができる。

【００２６】断面系列 直観的には、断面を隙間や交差なしに並べた系列である
と言える（例えば図３の（イ）の部分）。厳密には、断
面系列とは一つ以上の断面の連なった系列であって、系
列に含まれる全ての隣接断面（これをＳ（ｐ１．ｑ
１），Ｓ（ｐ２，ｑ２）とする）が、次の 「ｐ１とｐ２とは同一または隣接する」かつ 「ｑ１とｑ２とは同一または連節する」かつ 「ｐ１とｐ２とは同一でない、またはｑ１とｑ２とは同
一でない」かつ 「境界点を除いて、Ｓ（ｐ１，ｑ１）とＳ（ｐ２，ｑ
２）とは交差しない」 なる条件を満たすものとする。

【００２７】断面系列のある断面が、前方向に別の断面
を持たないとき、その断面を断面系列のヘッド（ｈｅａ
ｄと記す）と呼ぶ。ある断面が後方向に断面を持たない
ときに、その断面を断面系列のテール（ｔａｉｌと記
す）と呼ぶ。ただし、断面系列がループの場合には、適
当な二つの隣接した断面を選び、それぞれをｈｅａｄと
ｔａｉｌとする。

【００２８】識別番号がｎの断面系列をＬｎ、Ｌｎのｈ
ｅａｄとｔａｉｌをそれぞれｈｅａｄ（Ｌｎ）とｔａｉ
ｌ（Ｌｎ）で表わす。一つの断面は高々一つの断面系列
に属する。同様に、一つの境界点は高々一つの断面系列
に属する。

【００２９】不明領域 断面系列に属さない境界点と、断面系列のｈｅａｄまた
はｔａｉｌとで囲まれており、内部に断面系列を含まな
い黒領域（例えば図３の（ロ）の部分）を、不明領域と
呼ぶ。

【００３０】以下、図２に示す処理の流れに従って、断
面系列グラフ抽出処理の手順を説明する。なお、この処
理は実際的にはＣＰＵ１によるプログラム２１の実行に
相当し、処理結果はデータメモリ５に得られる。

【００３１】処理１（全境界点と全境界点列の抽出） まず、パターンメモリ４中の線図形イメージデータにつ
いて、黒画素を左手に見るように境界点を追跡し、全て
の境界点列ＰＳに（ｉ＝０．．．Ｍ）と、全ての境界点
ｐｉｊ（ｉ＝０．．．Ｍ，ｊ＝０．．．Ｎｉ）を求め、
それぞれの境界点についてその境界延長点を求める。抽
出した全境界点と全境界点列はデータメモリ５に格納す
る。

【００３２】処理２（初期的な断面抽出） 抽出した境界点とその延長境界点との関係に着目して、
線分の方向に直交するような断面を次のようにして求め
る。

【００３３】境界点ｐｉｊ（ｉ＝０．．．Ｍ，ｊ＝
０．．．Ｎｉ）のうち注目境界点をｐとすると、ｐが以
下の１から３の条件のいずれかを満たし、Ｓ（ｐａｉｒ
（ｐ），ｐ）がまだ登録されていなければ、断面Ｓ
（ｐ，ｐａｉｒ（ｐ））を登録する。登録はデータメモ
リ５を用いて行なう。 １．ｐａｉｒ（ｐａｉｒ（ｐ））＝ｐ ２．ａｎｇ（ｐ）とａｎｇ（ｐａｉｒ（ｐ））がほぼ向
かい合う ３．ｐａｉｒ（ｐａｉｒ（ｐ））とｐとの間の境界点が
ある個数以下 以上の処理で、極率の小さな部分の断面が求められる。

【００３４】さらに、距離の大きな部分での断面を求め
るために、上記の１から３のいずれかの条件を満たすｐ
に関し、ｐから追跡方向（及び逆方向）に追跡するとき
の注目境界点をｐ’とすると、ｐａｉｒ（ｐ’）とｐａ
ｉｒ（ｐ）が同一である限りｐ’の追跡を続け、Ｓ（ｐ
ａｉｒ（ｐ），Ｐ’）が登録されていなければ、Ｓ
（ｐ’，ｐａｉｒ（ｐ））を登録する。この処理はちょ
うど、ｐａｉｒ（ｐ’）を中心として円を描くかのよう
に断面を求める処理であると言える。

【００３５】処理３（断面系列の抽出） 前記処理２によって求められた断面の前後関係に注意
し、断面系列を求める。ここでの処理の概略は「未処理
の断面を取り出し、これに隣接する未処理の断面の中か
ら適当なものを選んで前後に関係付ける、という処理を
隣接断面が存在しなくなるまで行なう」という処理の繰
り返しにより、全ての断面系列を抽出する、というもの
である。断面が未処理かどうかは、断面に属する境界点
のラベル（これは断面系列の識別番号を表わす）によっ
て判断する。

【００３６】処理の詳細は以下の通りである。なお、記
号を次のように定める。 ＬＢＬ（ｐ）：境界点ｐのラベル。断面系列の識別番号
を表わす ｃ ：断面系列の識別番号を表わすカウンタ ＣＮＧ（ ）：断面の方向を反転するオペレータすなわ
ち、ＣＮＧ（Ｓ（ｐ，ｑ））＝Ｓ（ｑ，ｐ） ＳＳ ：説明のために便宜的に用いる変数で、断
面を表わす なお、以下の説明中で「Ａ ← Ｂ」という表現が用い
られるが、これは「ＡにＢを代入もしくは設定する」あ
るいは「ＢをＡとする」という意味である。

【００３７】ＳＴＥＰ１（初期設定） ＬＢＬ（ｐｉｊ）← −１ （ｉ＝０．．．Ｍ，ｊ＝
０．．．Ｎｉ） ｃ ← −１ の処理を行なう。

【００３８】ＳＴＥＰ２ 断面を一つ取り出す（取り出せなければ終了）。取り出
した断面をＳ（ｐ，ｑ）とすると、 ＬＢＬ（ｐ）≧０またはＬＢＬ（ｑ）≧０ であれば既に調べられた断面であると看做し、ＳＴＥＰ
２の初めへ戻り次の断面の取り出しを行ない、そうでな
ければＳＴＥＰ３へ行く。

【００３９】ＳＴＥＰ３ ｃをインクリメントする（１だけ増加させる）。識別番
号がｃの断面系列を登録する。 ＳＳｐｑ ← Ｓ（ｐ，ｑ） ＬＢＬ（ｐ） ← ｃ ＬＢＬ（ｑ） ← ｃ の処理を行ない、ＳＴＥＰ３．１へ行く。

【００４０】ＳＴＥＰ３．１（前方向への処理） ｐ’をｐの前の境界点、ｑ’をｑの後の境界点とする
（図５（ａ）参照）。 ＬＢＬ（ｐ’）≧０かつＬＢＬ（ｑ’）≧０ であれば、ｈｅａｄ（Ｌｃ）←ＳＳｐｑとしてＳＴＥＰ
３．２へ行く。

【００４１】そうでなければ、ＳＳｐ’ｑ’，ＳＳｐ’
ｑ，ＳＳｐｑ’を次のようにして求める。 ＳＳｐ’ｑ’ ←Ｓ（ｐ’，ｑ’） 但し Ｓ（ｐ’，ｑ’）が存在し ＬＢＬ（ｐ’）＜０かつ ＬＢＬ（ｑ’）＜０のとき ←ＣＮＧ（Ｓ（ｑ’，ｐ’）） 但し Ｓ（ｑ’，ｐ’）が存在し ＬＢＬ（ｐ’）＜０かつ ＬＢＬ（ｑ’）＜０のとき ←ＮＵＬＬ 但し 上記以外のとき ＳＳｐ’ｑ ←Ｓ（ｐ’，ｑ） 但し Ｓ（ｐ’，ｑ）が存在し ＬＢＬ（ｐ’）＜０のとき ←ＣＮＧ（Ｓ（ｑ’，ｐ’）） 但し Ｓ（ｑ，ｐ’）が存在し ＬＢＬ（ｐ’）＜０のとき ←ＮＵＬＬ 但し 上記以外のとき ＳＳｐｑ’ ←Ｓ（ｐ，ｑ’） 但し Ｓ（ｐ，ｑ’）が存在し ＬＢＬ（ｑ’）＜０のとき ←ＣＮＧ（Ｓ（ｑ’，ｐ）） 但し Ｓ（ｑ’，ｐ）が存在し ＬＢＬ（ｑ’）＜０のとき ←ＮＵＬＬ 但し 上記以外のとき このようにしてＳＳｐ’ｑ’，ＳＳｐ’ｑ，ＳＳｐｑ’
を求めたのち、次の場合分け（ａ）から（ｅ）に従った
処理を行なう。

【００４２】（ａ）ＳＳｐ’ｑ’≠ＮＵＬＬのとき（図
５（ｂ）参照） ＳＳｐｑとＳＳｐ’ｑ’を前後に関係付けする。ｐ←
ｐ’、ｑ←ｑ’、ＳＳｐｑ←ＳＳｐ’ｑ’とする。 （ｂ）ＳＳｐ’ｑ’＝ＮＵＬＬかつＳＳｐｑ’≠ＮＵＬ
ＬかつＳＳｐ’ｑ≠ＮＵＬＬのとき（図５（ｂ）参照） Ｓ（ｐ’，ｑ’）を登録してＳＳｐｑと前後に関係付け
する。ｐ←ｐ’、ｑ←ｑ’、ＳＳｐｑ←Ｓ（ｐ’，
ｑ’）とする。 （ｃ）ＳＳｐ’ｑ’＝ＮＵＬＬかつＳＳｐｑ’≠ＮＵＬ
ＬかつＳＳｐ’ｑ＝ＮＵＬＬのとき（図５（ｃ）参照） ＳＳｐｑとＳＳｐｑ’を前後に関係付けする。ｑ←
ｑ’、ＳＳｐｑ←ＳＳｐｑ’とする。 （ｄ）ＳＳｐ’ｑ’＝ＮＵＬＬかつＳＳｐｑ’＝ＮＵＬ
ＬかつＳＳｐ’ｑ≠ＮＵＬＬのとき（図５（ｄ）参照） ＳＳｐｑとＳＳｐ’ｑを前後に関係付けする。ｐ←
ｐ’、ＳＳｐｑ←ＳＳｐ’ｑとする。 （ｅ）ＳＳｐ’ｑ’＝ＮＵＬＬかつＳＳｐｑ’＝ＮＵＬ
ＬかつＳＳｐ’ｑ＝ＮＵＬＬのとき（図５（ｅ）参照） ｈｅａｄ（Ｌｃ）←ＳＳｐｑとしてＳＴＥＰ３．２へ行
く。 但し、（ａ）乃至（ｄ）の場合はＬＢＬ（ｐ）←ｃ、Ｌ
ＢＬ（ｑ）←ｃとしてＳＴＥＰ３．１の初めに戻る。

【００４３】ＳＴＥＰ３．２（後方向への処理） ＳＴＥＰ３．１と同様であるので省略する。なお、系列
付けができなくなった時点で、ｔａｉｌ（Ｌｃ）←ＳＳ
ｐｑとして、ＳＴＥＰ２へ戻り次の断面系列を求める。

【００４４】以上の処理で、どの未処理断面を最初に選
択するかによって、処理結果に多少の違いが現われ得る
が、処理２での条件１〜３が十分に厳しければ、大きな
違いとはならない。

【００４５】本発明の処理を逐時的機構により実現する
場合には、以上の処理２，３の処理をまとめて行なって
もよい。すなわち、全ての断面を予め求めるのではな
く、一つの断面が見つかった時点で、隣接する断面を可
能な限り一つの系列にまとめることとし、その後あらた
めて他の断面を探して同様の処理を繰り返すようにして
もよい。

【００４６】処理４（不要な断面系列の削除） （イ）ここまでの処理によって得られた断面系列には、
図６に例示するように互いに交差する断面系列の組が存
在する可能性がある。そこで、断面系列の間で交差する
ものがあるかどうかを調べ、交差がある場合には、交差
した断面系列の中で幅（断面に属する境界点間の距離の
平均）が大きい方の断面系列について、そこに含まれる
境界点のラベルをクリア（−１にセット）したのち、当
該断面系列を登録から削除する。

【００４７】ここでの断面系列の交差検出は次の手順に
よって行なう。予め断面系列の外接矩形（直立長方形）
を求めておく。次に外接矩形が重なるような断面系列の
ペアを検出する。このような断面系列のペアが見つかっ
たならば、それぞれの断面系列から任意の断面（例えば
ｈｅａｄやｔａｉｌ）を一つずつ取り出し、これらの断
面間の交差を調べ、これが交差しているならば当該断面
系列のペアを交差していると判断する。このように、全
ての断面の交差可能性を計算することなく断面系列間の
交差を検出できる。

【００４８】なお、幅に対して十分な断面数を持たない
断面系列を、この時点で削除してもよい。

【００４９】（ロ）また、線図形イメージ上のノイズの
影響で出来たと見做されるような不要な境界点列に属す
る境界点を含む断面系列を、この時点で削除する。例え
ば、断面系列の外側境界点列が非常に短いものであれ
ば、数画素の集まりからなるノイズであると見做すこと
ができるので、この断面系列は削除対象となる。また、
断面系列の内側境界点列が非常に短いものであり、それ
に含まれる境界点のいずれかと同じ座標を持つ境界点が
外側境界点列にある場合は、これは意味のあるループで
はなく、「かすれ」によって出来た小さな孔を表わすと
見做すことができるので、この断面系列は削除対象とな
る。

【００５０】処理５（断面系列の統合） ノイズの影響が大きい場合には一つの線分上でも断面系
列が複数個に分かれることがあるため、こうした断面系
列の間に断面を作って、これら断面系列を一つの断面系
列に統合する。その流れ図を図７に示し、処理手順を説
明する。

【００５１】ＳＴＥＰ５．１ 断面系列を一つずつ取り出し、前方向、後方向それぞれ
について以下の処理を行なう。ここで、取り出した断面
系列をＬｎとする。そして、前方向の統合処理を行なう
（ＳＴＥＰ５．２〜ＳＴＥＰ５．９）。

【００５２】ＳＴＥＰ５．２ 断面系列Ｌｎのｈｅａｄ（Ｌｎ）が処理済みであるか否
かを調べる。処理済みであれば何もせず、前方向の処理
を終了する。処理済みであれば、ＳＴＥＰ５．３に行
く。

【００５３】ＳＴＥＰ５．３ ｈｅａｄ（Ｌｎ）を処理済みにする。 Ｓ（ｐ，ｑ）←ｈｅａｄ（Ｌｎ） ｐｐ←（ｐから前方向に境界点を追跡し、ラベルが−１
でない最初の境界点） ｑｑ←（ｑから後方向に境界点を追跡し、ラベルが−１
でない最初の境界点） ＳＴＥＰ５．４ ｐｐ＝ｑである（線端である）と判定した場合、または
ＬＢＬ（ｐｐ）≠Ｓ（ｐｐ，ｑｑ）である（分岐あるい
は交差である）と判定した場合には、何もしないで前方
向処理を終わる。いずれでもない場合にはＳＴＥＰ５．
５に行く。

【００５４】ＳＴＥＰ５．５ ｎ’←ＬＢＬ（ｐｐ）ＳＴＥＰ５．６，ＳＴＥＰ５．７ ｈｅａｄ（Ｌｎ’）＝Ｓ（ｑｑ，ｐｐ）（またはｔａｉ
ｌ（Ｌｎ’）＝Ｓ（ｐｐ，ｑｑ））でなければ前方向処
理を終わる。そうであれば、ここに断面系列のギャップ
があるということであるので、ＬｎとＬｎ’の幅を比較
する。この幅の差がある閾値以上であれば、もともと一
本に線ではないと考えられるので前方向処理を終わる。
幅の差が閾値未満であればＳＴＥＰ５．８以降の処理に
行く。

【００５５】ＳＴＥＰ５．８ ｈｅａｄ（Ｌｎ）とｈｅａｄ（Ｌｎ’）（またはｔａｉ
ｌ（Ｌｎ’））を統合できる可能性があるとして、先の
ＳＴＥＰ３．１と類似する方法で断面系列Ｌｎ，Ｌｎ’
間に断面を作って行く。ただし、ＳＴＥＰ３．１では断
面が存在しているかどうかで系列付けを行なったが、こ
こでは断面がないことが分かっているので、ＳＳｐ’
ｑ’，ＳＳｐｑ’，ＳＳｐ’ｑを一時的に作成し、その
中である評価関数を最小にする断面を採用する。この評
価関数は、断面に含まれている二つの境界点の傾き方向
が向き合うほど小さく、その距離が短いほど小さくなる
ようなものとすればよい。

【００５６】ＳＴＥＰ５．９，ＳＴＥＰ５．１０ そして、最も小さな評価値がある閾値を超えれていれ
ば、間が埋められた断面系列間を（必要ならば一方の断
面系列の方向を反転したうえで）統合し、後方向の統合
処理５．１１に行く。最も小さな評価値が閾値以下なら
ば何もしないで後方向の統合処理５．１１へ行く。

【００５７】ＳＴＥＰ５．１１（後方向の統合処理） 境界点の追跡方向等、注目する方向が逆になる以外は前
方向統合処理（ＳＴＥＰ５．２〜５．１０）と同様であ
るため、説明を省略する。

【００５８】処理６（不明領域の抽出、不明領域と断面
系列との参照付け） 断面系列にならなかった部分を求め、これを不明領域と
する処理である。

【００５９】まず、境界点列ＰＳｉ（ｉ＝０．．．Ｍ）
のうちで断面系列が存在しなないものがあれば、これを
一つの不明領域であるとする。

【００６０】他方、断面系列が存在する境界点列の場合
は以下のようにする。予め前記処理５（断面系列の統
合）の段階で統合されなかった断面系列間について、ｐ
とｐｐ、ｑとｑｑが互いに参照可能にされるものとす
る。これらの境界点（すなわち、断面系列のｈｅａｄま
たはｔａｉｌに属する境界点）がループを構成する部分
を検出し、これを不明領域にするとともに、不明領域に
接続する断面系列がｈｅａｄで接続するかｔａｉｌで接
続するかを明らかにして、断面系列と不明領域からなる
グラフ構造を求める。

【００６１】以上の処理１から処理６により、線図形イ
メージデータに対し、ノードが断面系列または不明領域
を表わし、アークがこれらの接続関係を表わすグラフ構
造（断面系列グラフ）を抽出することができる（図３参
照）。

【００６２】処理７（断面系列グラフの修正） まず、全ての不明領域について、それを代表する点（す
なわち、接続している断面系列から骨格線を抽出した場
合に、これらを滑らかに繋ぎ得るような点）を、次のよ
うにして求める。着目した不明領域に隣接する断面系列
の数をＫとする。Ｋが１以下であれば、着目不明領域の
代表点は無い、とする。

【００６３】Ｋが２以上のときは、着目した不明領域に
接続する断面系列をＬｋ（ｋ＝ｋ1．．．ｋk）とし、着
目不明領域内（境界点を含む）の黒画素について次式で
定義される評価値Ｆを求める。 Ｆ＝ｍｉｎ（ｃｏｓ（θｋ）） （ｋ＝ｋ
1．．．ｋk） θｋ：ベクトルＶｋとベクトルＷｋのなす角度 Ｖｋ：断面系列Ｌｋの着目している不明領域の付近での
進行方向を表わすベクトル（不明領域側を向く） Ｗｋ：ｈｅａｄ（Ｌｋ）の（ただし、ｔａｉｌが不明領
域に接続していればｔａｉｌ（Ｌｋ）の）中央を始点、
着目する黒画素を終点とするベクトル この評価値Ｆは、着目している黒画素が全ての断面系列
Ｌｋの延長上にあるときに最大になるので、Ｆを最大に
する黒画素を求め、これを不明領域を代表する点とする
（図８参照）。

【００６４】次に、全ての断面系列Ｌｉ（ｉ＝１．．．
Ｎ）について、Ｌｉの長さｌｅｎ（Ｌｉ）と幅ｗｉｄ
（Ｌｉ）、すなわち ｌｅｎ（Ｌｉ）＝（Ｌｉに含まれる断面数） ＋（ｈｅａｄ（Ｌｉ）の中央からｈｅａｄ（Ｌｉ）に隣接する 不明領域の代表点までの距離） ＋（ｔａｉｌ（Ｌｉ）の中央からｔａｉｌ（Ｌｉ）に隣接する 不明領域の代表点までの距離） ｗｉｄ（Ｌｉ）＝（Ｌｉに含まれる断面の二つの境界点間の距離の平均） を求める。そして、ｌｅｎ（Ｌｉ）がｗｉｄ（Ｌｉ）に
対して長さを持たない場合には、断面系列Ｌｉは線分で
ないと看做し、Ｌｉを表わすノードを断面系列グラフか
ら削除する。

【００６５】ただし、このような削除対象とされた断面
系列であっても、それが隣接断面と滑らかに繋らない場
合には、削除しない。この滑らかに接続しているか否か
は次のようにして判定する。 Ｓ（ｐ，ｑ）←ｈｅａｄ（Ｌｉ） ｐｐ←（ｐから前方向に境界点を追跡し、ラベルが−１
でない最初の境界点） ｑｑ←（ｑから後方向に境界点を追跡し、ラベルが−１
でない最初の境界点） とし、ｐからｐｐまでの境界点列及びｑからｑｑまでの
境界点列に関し、その滑らかさＴｐ，Ｔｑ Ｔｐ＝ｍａｘ（ｖｅｘｃａｖｅ（ｐｉ）） （ｐｉ＝
ｐ，．．．，ｐｐ） Ｔｑ＝ｍａｘ（ｖｅｘｃａｖｅ（ｑｉ）） （ｑｉ＝
ｑ，．．．，ｑｑ） を求める。ここでｖｅｘｃａｖｅ（ｘ）は、ｘのｍ個前
の境界点の傾き方向とｍ個後の境界点の傾き方向との差
の絶対値を表わす。そして、ＴｐまたはＴｑのいずれか
が、ある閾値を超えていればＬｉは周囲の断面系列と滑
らかに接続していないと判定する。ｔａｉｌ方向につい
ても同様である。

【００６６】以上の処理によって目的とする断面系列グ
ラフが得られる。ここでは、この断面系列グラフに基づ
き骨格線グラフ（芯線）を求める処理について述べる
（図２には、この処理は示されていない）。

【００６７】断面系列グラフでは、その作成過程から明
らかなように、断面系列を表わすノード同士が隣接する
ことはなく、同様に不明領域を表わすノード同士が隣接
することはない（図３参照）。したがって、断面系列に
ついては、ｈｅａｄ、ｔａｉｌに加えて、いくつかの断
面を選び、その中央の座標を持つ骨格点を作って接続す
ることにより、容易に骨格線が得られる。一方、不明領
域については、既に処理６で代表点が求められているの
で、その代表点を隣接する断面系列について作られた骨
格点と正しく繋ぎ合わせればよい。

【００６８】以上の処理で骨格線グラフを求めることが
できるが、骨格線グラフの粗さを変えるには断面を選ぶ
間隔を変えればよい。

【００６９】なお、線図形イメージの画質が悪い場合に
は、得られた断面系列グラフにおいて、ある不明領域に
隣接する二つ以上の断面系列の幅が適当な関係にないこ
とがある。例えば数字の６や９のイメージの孔が潰れて
消失している場合には、太い断面系列と細い断面系列が
一つの不明領域に接続されることとなり、誤認を引き起
こす原因となりやすい。数字の８の一方の孔が潰れた場
合も同様であり、無理に骨格線グラフを作ると、６や９
と誤認される可能性がある。

【００７０】そのため、このようにある不明領域に隣接
する断面系列の幅の差がある閾値を超え、しかもそれが
局所的なものでなく、文字全体にしめる割合が大きい場
合、単に骨格線グラフを出力するのみでなく、異常が起
きている旨を出力する。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、その方法の基本原理に
よるところの効果（特願平２−１３４８７９号に添付の
明細書を参照）に加え、次のような効果を得られる。

【００７２】（１）不要な断面系列の削除の際における
断面系列の交差検出のための処理量を大幅に削減でき
る。

【００７３】（２）ノイズの影響による不要な断面系列
を削除するため、ノイズに対して頑健な特徴抽出が可能
となる。

【００７４】（３）断面系列の統合に際し、ギャップを
隔てた断面系列の幅が予め定めた条件を満たさない場合
には、その統合を試みないので、断面系列の統合のため
の処理量を削減できる。

【００７５】（４）断面系列グラフの修正に際し、幅と
長さの関係から削除対象とされた断面系列であっても、
それが隣接断面と滑らかに繋らない場合には削除対象か
ら排除するため、短い突起の部分が不用意に削除される
ことがなくなり、正確な特徴抽出が可能である。

【００７６】（５）不明領域に隣接した二つ以上の断面
系列が異常な関係にある場合に、骨格線グラフ抽出が不
可能である旨の情報を出力するため、骨格線グラフの正
常な抽出が困難であるような画像を無理に認識すること
による誤認を回避可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するためのハードウエア構成の一
例を示すブロック図である。

【図２】イメージデータから断面系列グラフを得るまで
の処理の流れ図である。

【図３】イメージデータ、断面系列グラフ、骨格線グラ
フの関係を示す図である。

【図４】延長境界点の説明図である。

【図５】断面系列抽出の説明図である。

【図６】断面系列の交差の例を示す図である。

【図７】断面系列の統合処理の流れ図である。

【図８】不明領域の代表点の求め方の説明図である。

【符号の説明】

１ 中央処理装置 ２ プログラムメモリ ３ 断面系列グラフ抽出プログラム ４ イメージスキャナ ５ パターンメモリ ６ データメモリ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線図形イメージデータから線分の方向に
   ほぼ直交する断面の連なりからなる断面系列を抽出する
   段階と、線図形イメージデータから断面系列以外の不明
   領域とを抽出する段階と、断面系列または不明領域をノ
   ードで表わし、それらの接続関係をアークで表わす断面
   系列グラフを線図形の特徴として作成する段階とを有す
   る線図形の特徴抽出方法において、 前記断面系列抽出の段階に不要な断面系列を削除する段
   階を含み、この段階において、外接矩形が重なる断面系
   列のペアについては、それぞれの断面系列から任意の断
   面を一つずつ選び、それらが交差する場合には当該断面
   系列のペア中の幅の大きいほうの断面系列を不要な断面
   系列として削除することを特徴とする線図形の特徴抽出
   方法。
2. 【請求項２】 前記不要な断面系列の削除の段階におい
   て、ノイズの影響でてきたと見做される境界点列に属す
   る境界点を含む断面系列を、不要な断面系列として削除
   することを特徴とする請求項１記載の線図形の特徴抽出
   方法。
3. 【請求項３】 前記断面系列抽出の段階に断面系列の統
   合の段階を含み、この段階において、前後する二つの断
   面列の間にギャップが検出された場合、各断面列の幅を
   比較し、これが予め定められた条件を満たさないときに
   は、当該ギャップに関する統合を試みないことを特徴と
   する請求項１記載の線図形の特徴抽出方法。
4. 【請求項４】 断面系列グラフから不要な断面系列のノ
   ードを削除して断面系列グラフを修正する段階を有し、
   この段階において、幅と長さの関係から削除対象とされ
   た断面系列であっても、それが隣接断面と滑らかに繋ら
   ない場合には削除対象から排除することを特徴とする請
   求項１、２または３記載の線図形の特徴抽出方法。
5. 【請求項５】 得られた断面系列グラフにおいて、ある
   不明領域に隣接する二つ以上の断面系列の間に異常な関
   係が認められた場合に、骨格線グラフの抽出が困難であ
   る旨の情報を出力することを特徴とする請求項１，２，
   ３または４記載の線図形の特徴抽出方法。