JPH0816921B2

JPH0816921B2 - 図形分離装置

Info

Publication number: JPH0816921B2
Application number: JP61043774A
Authority: JP
Inventors: 雅久矢野; 憲一朗内村; 義征山下
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPS62202287A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、図形，文字，記号等が混在する入力画像よ
り図形のみを含む図形パタン、もしくは該図形パタンと
文字，図形等を含む文字パタンとを分離し抽出する装置
に関するものである。

（従来の技術）図形，文字，記号等が混在する入力画像を効率良く確
認しようとする場合、認識処理に先だって、図形と、文
字，記号等（以下、文字等と称す。）とを分離する必要
がある。

従来、この種の装置では、「文字等は閉ループ図形の
内側に書く」というような、図形と文字等との相対位置
関係を記入制限条項とし、記入制限条項そのものを図形
と文字等との分離・抽出の論理として図形と文字等とを
分離・抽出し、あるいは角本他著『図面に書かれた文
字の一処理方式』（昭和52年度電子通信学会情報部門全
国大会論文集,173）に記載されたように「一定以下の大
きさの孤立図形」のみを文字等として、図形と文字等と
を分離・抽出する如くなしていた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前者の装置では、融通性がなく認識対
称画像が限定されると共に、記入制限事項を守ることは
記入者にとって困難であり、実用的でなく、また、後者
の装置では、文字と文字との接触等により、分離対象の
孤立図形の大きさが一定以上となった場合、文字等とし
て分離不可能であり、また、文字等を抽出するために連
続した黒領域を１つずつ抽出する手段と、連続した黒領
域の広がりの大きさを検出する手段等が必要であり、処
理が複雑となる等の問題点があった。

本発明は前記問題点を除去し、文字等に対する記入制
限条項がなく、しかも図形の傾き等に左右されることな
く、簡単且つ確実に図形パタンもしくは該図形パタンと
文字パタンとを分離し抽出し得る図形分離装置を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段）前記架台を解決するために、第１の発明では、図形，
文字，記号等が混在する入力画像を走査して白画素およ
び黒画素からなる２値画像に変換する第１の手段と、前
記２値画像中の各画素について、その画素が白画素であ
れば白画素のままとし、黒画素であれば水平方向又は垂
直方向のいずれかで連結する黒画素数を水平方向および
垂直方向別に前記走査に同期して計数することにより前
記連結黒画素からなる図形の外接枠データを作成し、該
外接枠データの水平方向成分又は垂直方向成分のいずれ
か一方の計数結果が所定数以上の場合は黒画素のままと
し、所定数未満の場合は白画素に置き換えることによ
り、仮図形パタンを作成する第２の手段と、前記２値画
像中から前記仮図形パタン内の黒画素に連結するあらゆ
る方向の黒画素を抽出し、仮図形パタン中の白画素のう
ち前記抽出した黒画素に対応する位置の白画素を黒画素
に置き換えることにより、図形パタンを作成する第３の
手段とを備えたことを特徴とする。

また、第２の発明では、前記第１、第２および第３の
手段に加えて、図形，文字，記号等が混在する入力画像
を走査して白画素および黒画素からなる２値画像に変換
する第１の手段と、前記２値画像中の黒画素のうち、前
記図形パタン内の黒画素に対応する位置の黒画素を白画
素に置き換えることにより、文字パタンを作成する第４
の手段とを備えたことを特徴とする。

（作用）第１の発明によれば、図形，文字，記号等が混在する
入力画像を走査して変換した２値画像中の各画素につい
て、白画素であれば白画素のままとされ、黒画素であれ
ば水平方向又は垂直方向のいずれかで連結する黒画素数
が水平方向および垂直方向別に前記走査に同期して計数
され、前記連結黒画素からなる図形の外接枠データが作
成され、その水平方向成分又は垂直方向成分のいずれか
一方の計数結果が所定数以上の場合は黒画素のままとさ
れ、所定数未満の場合は白画素に置き換えられ、これに
よって図形の一部を含む仮図形パタンが、例えば該図形
が傾いている場合等においても作成され、さらに２値画
像中から前記仮図形パタン内の黒画素に連結するあらゆ
る方向の黒画素が抽出され、仮図形パタン中の白画素の
うち前記抽出された黒画素に対応する位置の白画素が黒
画素に置き換えられ、これによって前記抽出された図形
の一部に連続する全ての図形を含む図形パタンが作成さ
れる。

また、第２の発明によれば、前記２値画像中の黒画素
のうち、前記図形パタン内の黒画素に対応する位置の黒
画素、即ち図形として抽出された黒画素が白画素に置き
換えられ、これによって２値画像中の文字，記号等が抽
出される。

（実施例）まず、本発明の考え方を第２図（ａ）について説明す
る。図中、10は図形や文字等が混在する入力画像、例え
ば論理回路図を含む図面であり、また、図面10中、11は
抵抗，アンド回路等を示すシンボル、12は信号線、13は
文字等である。

各シンボル11は、信号線12にて互いに連結されてお
り、該シンボル11又は信号線12はその一部に一定の長さ
以上の線分を有している。この線分は、水平方向又は垂
直方向に伸びている場合が多いが、図形が紙面に対して
傾いたりして斜めになる場合もある。この場合でも、該
線分は水平（又は垂直）方向に所定の長さ、例えばL_t以
上の長さ（広がり）を有している。これに対して、文字
等13における水平（又は垂直）方向の線分の長さは、２
つ又はそれ以上の文字等同士が接触した場合においても
前記長さL_t以上になることはほとんどない。また、通
常、文字等13はシンボル11および信号線12より、やや離
れた所に記入されている。

従って、図面10中より水平方向又は垂直方向のいずれ
かで前記長さL_t以上をもって連続する線分を検出し、そ
の線分と連結している線分のみを抽出することによっ
て、信号線12およびシンボル11のみを抽出する、即ち図
形と文字等とを分離することが可能となる。

なお、以下の説明では、前記水平方向に連続する線
分、又は垂直方向に連続する線分、あるいは水平方向お
よび垂直方向に連続する線分を、全て一括して線分枠と
称するものとする。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、図中、１は
画像入力部、２は線分枠判定部、３はオリジナルパタン
メモリ、４は図形パタンメモリ、５は黒連結伝播部、６
は文字パタン抽出部である。

画像入力部１は、図形や文字等が混在する入力画像、
例えば前記図面10を光電変換し、第２図（ｂ）に示す水
平（x:主走査）方向および垂直（y:副走査）方向からな
る走査方向イに沿ってラスタを走査し、白画素および黒
画素からなる２値画像データD1を出力する。

線分枠判定部２は、前記２値画像データD1を構成する
全ての画素についてそれぞれ、その画素が白画素であれ
ば白画素のまま出力し、黒画素であれば前記２値画像デ
ータD1中の水平方向又は垂直方向のいずれかで連結する
黒画素数を、水平方向および垂直方向別に前記走査に同
期して、即ち走査・光電変換された画素が出力される毎
に計数することにより前記連結黒画素からなる図形の外
接枠データを作成し、該外接枠データのし、水平方向成
分又は垂直方向成分のいずれか一方の計数結果が予め定
められた閾値以上の場合は黒画素のまま出力し、閾値未
満の場合は白画素に置き換えて出力し、仮図形パタンD3
（全画素数は２値画像データD1と同一）を作成するとと
もに、該仮図形パタンD3を構成する各画素を出力する
際、その画素と同一画素位置（座標値）の２値画像デー
タD1を同時に２値画像データD2（データ内容は２値画像
データD1と同一）として出力する。

オリジナルパタンメモリ３は、前記２値画像データD2
をそのまま格納する如くなっている。

図形パタンメモリ４は、前記仮図形パタンD3と、後述
する図形パタンを格納する。

黒連結伝播部５は、適当な大きさのウインドで図形パ
タンメモリ４とオリジナルパタンメモリ３とを後述する
４方向に同期して走査する（両メモリの同一画素位置の
データを同時に参照する）ことにより、２値画像データ
D2中から仮図形パタンD3内の黒画素に連結するあらゆる
方向の黒画素を順次抽出し、図形パタンメモリ４上の仮
図形パタンD3中の白画素のうち前記抽出した黒画素に対
応する位置の白画素を黒画素に置き換えることにより、
図形パタンD4を図形パタンメモリ４上に作成する如くな
っている。

文字パタン抽出部６は、オリジナルパタンメモリ３と
前記図形パタンD4が格納された図形パタンメモリ４とを
同期して走査し、得られるデータ同士の間で排他的論理
和をとって、２値画像データD2中の黒画素のうち図形パ
タンD4内の黒画素に対応する位置の黒画素を白画素に置
き換えることにより、文字等を含む文字パタンD5を出力
する。

次に、細部の構成、動作について説明する。

線分枠判定部２は、第３図に示すように２値画像バッ
ファ211と連結判定ウインド212と黒連結判定器213とか
らなる黒連結判定部210と、枠データバッファ221と枠デ
ータウインド222と枠計算器223とからなる枠データ伝播
部220と、枠判定器231と閾値設定器232とからなる枠判
定部230とから構成されている。

前記構成において、画像入力部１のラスタ走査に同期
して得られる２値画像データD1は、主走査（ｘ）方向の
画素数と同一ビット数を有するシフトレジスタ２列から
なる２値画像バッファ211に図示の如く入力される。即
ち、２値画像中の２行分の画像データの最初の１行目の
画像データが図示の下側のシフトレジスタに入力され、
２行目の画像データが図示の上側のシフトレジスタに入
力されることになる。従って、この２つのシフトレジス
タから前記ラスタ走査に同期して出力されるデータを観
察する（２×２）画素の連結判定ウインド212と、その
観察した結果に基づいて現走査点画素（以下、着目画素
と称す。）d22およびその周囲の３つの画素の状態に応
じた枠計算器223への指示信号D213を出力する黒連結判
定器123とは、実質的に入力図面10上を主走査方向にラ
スタ走査していることになる。

ここで、連結判定ウインド212における各画素位置の
関係は、着目画素がd22であり、その１画素前がd21、当
該着目行の直前の行におけるd22の上（例えば第２図の
図面上での上の位置）の画素がd12、その１画素前がd11
となる。なお、前述したd11,d12,d21,d22はウインド内
の画素位置を示すとともにその画素位置における画素値
をも示すものであり、黒画素の場合を画素値「１」と
し、白画素の場合を画素値「０」と表すものとする。

枠データバッファ221は、線分枠の外接枠データの水
平方向成分Δｘと垂直方向成分Δｙとからなる外接枠デ
ータ値を、該線分枠を構成する画素毎に記憶するもの
で、主走査方向の画素数と同一のビット数を有するシフ
トレジスタ２列から構成されており、画像入力部１のラ
スタ走査に同期して、枠計算器223の出力Δx_R，Δy_Rが
それぞれのシフトレジスタにシフト入力される。また、
この外接枠データ値は枠判定器231にも入力され、各走
査時点において閾値設定器232に設定されている閾値と
比較される。

従って、１行の走査が終了し、走査点位置が次の行の
先頭に位置している時には、この枠データバッファ221
には１行前の２値画像の各画素についての外接枠データ
値が格納されていることになる。

次に、枠データバッファ221に接続されている（２×
４）のサイズの枠データウインド222について説明す
る。この枠データウインド222におけるΔx12およびΔy1
2は図面のラスタ走査に同期して枠データバッファ221か
ら出力される前記外接枠データ値のうち、連結判定ウイ
ンド212内のd12の画素位置の外接枠データ値であり、同
様にΔx11およびΔy11は連結判定ウインド212内のd11の
画素位置の外接枠データ値である。また、Δx21および
Δy21は着目画素d22の直前の画素であるd21の画素位置
の外接枠データ値であり、Δx_RおよびΔy_Rは黒連結判定
器213より出力される前記指示信号D213と枠データウイ
ンド222の各値により決まる着目画素の外接枠データ値
である。

連結判定ウインド212の画素状態による黒連結判定器2
13の出力、即ち枠計算器223への指示信号S213による枠
計算器223の動作は次の通りである。

d22＝０の時： Δx_R＝0,Δy_R＝０ ……（１） d22＝1,d11＝１の時： Δx_R＝Δx11＋1,Δy_R＝Δy11＋１ ……（２） d22＝1,d11＝０であって、 Δx12＞Δx21の時： Δx_R＝Δx12 ……（３） Δx12≦Δx21の時： Δx_R＝Δx21＋１ ……（４） Δy12≧Δy21の時： Δy_R＝Δy12＋１ ……（５） Δy12＜Δy21の時： Δy_R＝Δy21 ……（６）なお、初期状態において、枠データバッファ221およ
び枠データウインド222は「０」にクリアされているも
のとする。

前記外接枠データ値（Δx_R，Δy_R）は枠データバッフ
ァ221にシフト入力され、図面のラスタ走査に同期して
画素単位に順次シフトされていくため、入力図面10上の
連結した黒画素、即ち線分枠の外接枠データ値が更新さ
れながら、入力図面10上に左から右に、また、上から下
へ順次伝播されていくことになる。

枠判定器231は、画素毎に入力される外接枠データ値
（Δx_R，Δy_R）と、閾値設定器232に予め設定された閾
値（例えば、前記長さL_tに対応するl_t）とを比較し、Δ
x_R≦l_t且つΔy_R≦l_tの時、当該画素においては図形は検
出されていないと判定して、仮図形パタンD3として白画
素値「０」を当該画素位置に対応する図形パタンメモリ
に書き込む。また、Δx_R＞l_t又はΔy_R＞l_tの時には当該
画素は図形の一部であると判定して（仮図形が検出され
たとして）仮図形パタンD3として黒画素値「１」を図形
パタンメモリに書き込む。

ここで、閾値l_t（長さL_t）は、図面10に記入される文
字等に存在し得る線分枠の最大値と、図形に存在し得る
線分枠の最小値で決まる値である。

第４図は２値画像データD1と仮図形パタンD3との対応
を示すもので、ここでは閾値l_tは便宜上「10」に設定し
てある。図中、●印は２値画像データD1のみにおける黒
画素を示し、は２値画像データD1および仮図形パタンD3の両方におけ
る黒画素を示している。

第５図は、前記第４図に示す２値画像データD1に対応
した外接枠データ値（Δx_R，Δy_R）を各桝毎に表わした
ものである。ここで、図中の桝内の上段の数字は外接枠
データ値のｘ方向成分Δx_Rを示し、下段の数字は外接枠
データ値のｙ方向成分Δy_Rを示す。

黒連結伝播部５は、第６図（ａ）〜（ｄ）に示すよう
な（２×２）画素のウインド（以下、単にウインドと称
す。）5aを有し、該ウインド5aで図形パタンメモリ４と
オリジナルパタンメモリ３上を、第６図（ａ）〜（ｄ）
に示す走査方向ロ，ハ，ニ，ホの順に同期して走査し、
以下に述べるように図形パタンメモリ４上のウインド5a
内のいずれかの画素位置に黒画素があれば、該図形パタ
ンメモリ４上のウインド5a内の内容を、その時点のオリ
ジナルパタンメモリ３上のウインド5a内の内容に一致さ
せる。

まず、図形パタンメモリ４上におかれたウインド5a内
に黒画素が存在するか否か、即ち下記式（７）を満足す
るかどうかを調べ、満足しない場合は次の画素に走査を
進め、満足する場合はオリジナルパタンメモリ３上のウ
インド5a内の黒画素の位置に対応した図形パタンメモリ
４上の画素位置を黒画素に置き換える、即ち下記式
（８）の処理を行なう。

Ｚ（x,y）＝Ｒ（x,y） ……（８）前記式（７），（８）において、x,yはウインド5a内
の座標値（ここでは１又は２）であり、Ｚ（x,y）は図
形パタンメモリ４上におかれたウインド5aの各座標点に
おける画素値であって、黒画素の時に「１」、白画素の
時に「０」である。またＲ（x,y）はオリジナルパタン
メモリ３上におかれたウインド5aの各座標点における画
素値であって、同じく黒画素の時に「１」、白画素の時
に「０」である。

以下、前記式（７），（８）の意味を第７図（ａ）〜
（ｃ）を用いて説明する。

第７図（ａ）のウインド20はある走査時点における図
形パタンメモリ４上のウインド5aの内容を示し、また、
第７図（ｂ）のウインド30は同一走査位置におけるオリ
ジナルパタンメモリ３上のウインド5aの内容を示す。

ウインド20内の各画素について式（７）を適用する
と、ｘ＝１、ｙ＝１の画素21が黒画素であり、画素値が
「１」であるため、式（７）の条件を満足する。従っ
て、この場合は式（８）を適用することになる。即ち、
第７図（ｃ）に示すように図形パタンメモリ４上のウイ
ンド20において、オリジナルパタンメモリ３上のウイン
ド30内の黒画素のうち、ｘ＝2,y＝１の画素31およびｘ
＝2,y＝２の画素32に対応する位置の画素22および23が
黒画素に置き換えられる。

前記処理について第４図を用いて、より具体的に説明
する。例えば、第６図（ａ）に示す走査方向ロの方向に
走査している前記ウインド5aがｘ＝10,11、ｙ＝4,5の位
置にあるとする（この時、第４図中のｘ＝10,11とウイ
ンド5aのｘ＝1,2との画素位置が対応し、第４図中のｙ
＝4,5とウインド5aのｙ＝1,2との画素位置が対応してい
る。）。

この場合、図形パタンメモリ４上のウインド5aのｘ＝
2,y＝２（第４図ではＸ＝11、ｙ＝５）の画素が黒画素
であるから前記式（７）が満足され、これによって式
（８）が適用され、オリジナルパタンメモリ３上でウイ
ンド5a内の黒画素のうち、ｘ＝10,y＝５の画素に対応す
る図形パタンメモリ４上の画素が黒画素に置き換えられ
る。

第８図は黒連結伝播部５によって得られた図形パタン
の一例を示す。図中、無印は白画素、は線分枠判定部２によって抽出された黒画素、は第７図における走査方向ロの走査によって抽出された
黒画素、は走査方向ハの走査によって抽出された黒画素、●印は
２値画像データD2上においては黒画素であるが、図形パ
タンD4では白画素となる画素である。

なお、前記走査方向ロの走査と、画像入力部１におけ
る走査とを同時に行なうことによって処理時間の短縮を
図ることができる。

文字パタン抽出部６は、黒連結伝播部５の処理の終了
後、オリジナルパタンメモリ３と図形パタンメモリ４と
を同期して走査し、得られたデータをデータ毎に排他的
論理和の演算を施すことによって文字パタンD5を抽出す
る。

（発明の効果）以上説明したように第１発明によれば、従来のように
文字等の記入制限条項を設ける必要がなく、文字等の大
きさにもあまり左右されずに図形のみを含む図形パタン
を、図形の傾き等に左右されることなく抽出でき、ま
た、第２発明によれば、図形パタンとともに文字等を含
む文字パタンを抽出でき、処理が簡単且つ高速で確実な
図形分離装置を提供できる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の図形分離装置の一実施例を示す構成
図、第２図（ａ）（ｂ）は入力図面の一例とその走査方
向を示す図、第３図は線分枠判定部の構成図、第４図は
２値画像データと仮図形パタンとの対応を示す図、第５
図は第４図に示す２値画像データに対応する枠データ値
を示す図、第６図（ａ）〜（ｄ）は黒連結伝播部におけ
る走査方向を示す図、第７図（ａ）〜（ｃ）は図形パタ
ンへの変換のようすを示す図、第８図は抽出された図形
パタンの一例を示す図である。１……画像入力部、２……オリジナルパタンメモリ、３
……線分枠判定部、４……図形パタンメモリ、５……黒
連結伝播部、６……文字パタン抽出部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】図形，文字，記号等が混在する入力画像を
走査して白画素および黒画素からなる２値画像に変換す
る第１の手段と、前記２値画像中の各画素について、その画素が白画素で
あれば白画素のままとし、黒画素であれば水平方向又は
垂直方向のいずれかで連結する黒画素数を水平方向およ
び垂直方向別に前記走査に同期して計数することにより
前記連結黒画素からなる図形の外接枠データを作成し、
該外接枠データの水平方向成分又は垂直方向成分のいず
れか一方の計数結果が所定数以上の場合は黒画素のまま
とし、所定数未満の場合は白画素に置き換えることによ
り、仮図形パタンを作成する第２の手段と、前記２値画像中から前記仮図形パタン内の黒画素に連結
するあらゆる方向の黒画素を抽出し、仮図形パタン中の
白画素のうち前記抽出した黒画素に対応する位置の白画
素を黒画素に置き換えることにより、図形パタンを作成
する第３の手段とを備えたことを特徴とする図形分離装置。
【請求項２】図形，文字，記号等が混在する入力画像を
走査して白画素および黒画素からなる２値画像に変換す
る第１の手段と、前記２値画像中の各画素について、その画素が白画素で
あれば白画素のままとし、黒画素であれば水平方向又は
垂直方向のいずれかで連結する黒画素数を水平方向およ
び垂直方向別に前記走査に同期して計数することにより
前記連結黒画素からなる図形の外接枠データを作成し、
該外接枠データの水平方向成分又は垂直方向成分のいず
れか一方の計数結果が所定数以上の場合は黒画素のまま
とし、所定数未満の場合は白画素に置き換えることによ
り、仮図形パタンを作成する第２の手段と、前記２値画像中から前記仮図形パタン内の黒画素に連結
するあらゆる方向の黒画素を抽出し、仮図形パタン中の
白画素のうち、前記抽出した黒画素に対応する位置の白
画素を黒画素に置き換えることにより、図形パタンを作
成する第３の手段と、前記２値画像中の黒画素のうち、前記図形パタン内の黒
画素に対応する位置の黒画素を白画素に置き換えること
により、文字パタンを作成する第４の手段とを備えたことを特徴とする図形分離装置。