JPH09147105A - 図面閉領域の抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】グリッド状の補助線が印刷された用紙に手書き
または印刷された図面の閉領域を抽出する場合に，線の
蛇行，切れまたはかすれがあっても，それらの影響を小
さくし，精度よく閉領域を抽出できるようにする。 【解決手段】パターンマップ作成処理10により，各グリ
ッド交点の複数方向の線分の有無を検出し，線分の有無
に応じてグリッド交点の状態パターンを決定し，パター
ンマップを作成する。閉領域抽出処理20により，パター
ンマップにおけるグリッド交点の状態パターンから，経
路探索方向の優先順位に基づき閉領域の輪郭となる経路
を順次探索し，開始点に到達した経路を閉領域として抽
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，イメージスキャナ
等を介して入力される手書きまたは印刷された図面情報
から自動的に閉領域を抽出する方法に関し，特に，対象
とする図面は結合部の角度が数種類に限定されている線
分を基本構成として持つものとし，その線分からなる閉
領域を，線のかすれや切れまたは雑音があっても抽出で
きるようにした図面閉領域の抽出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】手書きまたは印刷された図面を自動認識
する場合，図面を構成する線分や閉領域の抽出処理が必
要になる。閉領域の抽出方法としては，領域の内部や外
部の境界点追跡を行う手法が使われてきた。しかし，従
来の境界点追跡の技術では，線のかすれや切れの存在に
よって，隣接する別々の領域が結合して１つの領域とし
て抽出されたり，閉領域として抽出できないといった問
題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，従来の図面
閉領域の抽出方法における上記の問題を解決し，正確に
印刷された図面だけでなく，線のかすれや切れの多い手
書き図面にも対応できる新しい閉領域抽出方法を提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の図面閉領域の抽
出方法では，上記課題を解決するために，（１）イメー
ジスキャナ等を介して得られたラスタデータを，線分の
始終点パターンを使って格納する手法と，（２）始終点
パターンを使って輪郭追跡を行い，閉領域を抽出する手
法とを用いる。

【０００５】図１は，本発明の処理の流れを示す図であ
る。図１において，１０はパターンマップ作成処理，２
０は閉領域抽出処理の過程を表す。パターンマップ作成
処理１０は，２値データの図面情報が入力されると，グ
リッド状の補助線が印刷された用紙上のグリッド交点か
ら複数の方向に延びるグリッド線上に線分の探索領域を
設定し，各方向に対して線分の有無を判定し（Ｓ１
１），線分の有無に応じて符号を割り当て，存在する各
方向の線分の組み合わせによりグリッド交点の状態パタ
ーンを決定し，全グリッド交点について状態パターンを
決定してパターンマップを作成する（Ｓ１２）過程であ
る。

【０００６】閉領域抽出処理２０は，パターンマップか
ら閉領域探索の開始点を見つけ（Ｓ２１），開始点のグ
リッド交点パターンから次方向の優先順位に基づき次の
点を決定して次経路を決定し（Ｓ２２），決定した経路
を閉領域の輪郭として（Ｓ２３），閉領域を抽出する過
程である。

【０００７】各グリッド交点の状態パターンは，例えば
グリッド交点から延びるグリッド線の線分の数に応じた
桁（ビットまたはビット群）を含む符号であって，その
各線分に対応する符号中の各桁の位置が所定の方向から
左回りまたは右回りに現れる線分の方向の順番になるよ
うに定められた符号で表される。経路探索における探索
方向の優先順位は，この状態パターンを表す符号におけ
る既知の経路方向の桁の次の桁位置から順番に桁の並び
に従って定められる。

【０００８】本発明のパターンマップ作成処理１０で
は，線分の始終点パターンを用いて各グリッド交点ごと
の状態パターンのパターンマップを作成するため，手書
きによる線の蛇行を修正し，切れやかすれを減少させる
ことができる。

【０００９】また，閉領域抽出処理２０では，前記パタ
ーンマップを用いてグリッド交点間の線分の接続を判定
するようにしているため，線分の切れやかすれに影響さ
れにくくなるとともに，雑音による影響をも除外するこ
とができる。また，輪郭の経路探索方向の優先順位を，
状態パターンに割り当てた符号の桁（ビットまたはビッ
ト群）の並びに従って決定できるようにすることによ
り，簡単な論理による効率のよい探索を実現することが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の図面閉領域の抽出方法
は，グリッド状の補助線が記された用紙を用いて作成さ
れた回路配線を示す論理回路図面，間取りの空間配置を
示す間取り図面などの様々な図面における閉領域の自動
抽出処理に利用することができる。

【００１１】図２は，それら図面を書き込むための用紙
にドロップアウト・カラーなどで記されたグリッド状の
補助線の例を示す図である。この補助線は，等間隔に交
点ができるように，いくつかの方向に，平行な線を等間
隔で引いたものである。図２（Ａ）は，縦と横方向の２
種類の補助線であり，図２（Ｂ）は，これに左右の斜め
４５度の補助線を加えたものである。

【００１２】以下，本発明の実施の一形態として，間取
り図面中の閉領域抽出に本発明を適用した場合について
説明する。間取り図面専用の用紙には，通常，基準線と
して図２（Ａ）に示すような縦横の線が等間隔に引かれ
ている。この図面上の基準線をグリッド線，基準線の交
点をグリッド交点と呼ぶこととする。

【００１３】間取り図面を構成する多くの要素（壁，建
具，畳，階段等）のサイズが，グリッド線の間隔の整数
倍で表現される。このため，この専用用紙に間取り図面
を書く場合，大部分の線分がグリッド線上に書かれ，さ
らにその線分の始終点はグリッド交点上に書かれる。本
発明の閉領域の抽出方法は，この特徴を利用するもので
あり，図面要素を構成する線分をグリッド線上に書くこ
とを筆記条件として，グリッド線上に書かれた図面要素
を構成する線分が作る閉領域を抽出対象とする。

【００１４】図１に示す本発明の処理手順を詳細に説明
する。パターンマップ作成処理１０で，入力された２値
のラスタデータを本発明のパターンマップへ変換し，次
に，閉領域抽出処理２０で閉領域の輪郭部分の探索を行
う。

【００１５】まず，パターンマップ作成処理１０につい
て説明する。パターンマップとは，図面上のグリッド交
点部分を通過する線分の状態を，予め用意していた線分
の状態パターンとマッチングさせ，適合した状態パター
ンのパターンコードを記録したデータのことである。手
書きで書かれた間取り図面を，イメージスキャナを介し
て得られるラスタデータに変換し，そこからパターンマ
ップを生成する。

【００１６】このとき用いるパターンコードは，２進数
に変換した場合に，その各桁とグリッド交点から延びる
各方向とが対応したものとする。つまり，線分が存在し
ている方向に対応しているパターンコードの桁は１と
し，存在していない方向に対応している桁は０とする。

【００１７】例えば，図３に示すように，グリッド交点
から４方向に延びるパターンでは，パターンコードは２
進数表現で４桁であり，Ｎ方向（上方向）は第１桁に，
Ｅ方向（右方向）は第２桁に，Ｓ方向（下方向）は第３
桁に，Ｗ方向（左方向）は第４桁に対応する。これらす
べての方向に，記入された線分が存在している場合に
は，その対応する各桁がすべて１（１，１，１，１）と
なる。

【００１８】本実施例で使われる図面において，印刷さ
れたグリッド線の線分が水平方向と垂直方向の２種類で
あるとした場合，グリッド交点のパターンは，図４に示
すような１６パターンである。状態パターンの決定で
は，図面中のグリッド交点を中心に上下左右の４方向に
関して，書かれた線分の有無を判定し，存在した線分の
組み合わせでパターンを決定する。

【００１９】図５は，グリッド交点付近における線分の
有無の判定方法の例を説明する図である。図５（Ａ）
は，線分の有無の判定対象となるグリッド交点を示す。
図５（Ｂ）に示すように，グリッド交点の近辺において
グリッド交点を中心に４方向に線分の探索領域を設定す
る。この領域を線分の方向と垂直な方向に１列ずつ走査
し，黒画素が存在する列を１，存在しない列を０とす
る。こうしてすべての列を走査した結果，１となった列
が，あるしきい値を越えている場合に，線分が存在して
いると判定する。

【００２０】図５（Ｃ）に各方向の黒画素の存在の割合
を示す。ここで，しきい値を４／７とすると，上，右，
下の３方向に線分が存在し，左方向のみ存在していない
と判定される。この結果，図５（Ａ）に示すグリッド交
点は，図４に示すグリッド交点の１６パターンのうち，
パターン７と判定され，パターンコード〔０１１１〕が
付与される。こうして，すべてのグリッド交点につい
て，パターンを判定し，パターンコードを付与すること
により，パターンマップを作成する。

【００２１】図６は，手書きの図面データをパターンマ
ップに変換した例を示す。図６（Ａ）に示す図面データ
のすべてのグリッド交点について，状態パターンを決定
する。グリッド交点Ｐ１は，図４に示すグリッド交点パ
ターンのうち，パターン６と合致すると判定し，パター
ンマップのグリッド交点Ｐ１の位置に「６」を格納す
る。同様にグリッド交点Ｐ２は，図４に示すグリッド交
点パターンのうち，パターンＡと合致すると判定し，パ
ターンマップのグリッド交点Ｐ２の位置に「Ａ」を格納
する。この処理をすべてのグリッド交点について行うこ
とにより，図６（Ｂ）に示すようなパターンマップが得
られる。

【００２２】図７は，パターンマップ作成処理の処理フ
ローチャートである。図７において，ステップＳ３１で
は，グリッド交点からグリッド線上に所定の大きさの線
分探索領域を設定する。

【００２３】ステップＳ３２では，各方向の探索領域内
の線分の有無を，図５で説明した方法により判定する。
ステップＳ３３では，線分の有無の判定結果により，線
分の存在する方向の組み合わせから状態パターンを決定
する。

【００２４】ステップＳ３４では，パターンマップ上の
該当するグリッド交点の位置に決定した状態パターンを
示す値（パターンコード）を格納する。ステップＳ３５
によりすべてのグリッド交点についての処理が終了した
かどうかを判定し，終了していなければ，ステップＳ３
１へ戻って同様に処理を繰り返す。すべてのグリッド交
点について終了したならば，パターンマップ作成処理を
終了する。

【００２５】このパターンマップ作成処理１０の特徴
は，図６に示すように図面上のすべてのグリッド交点に
ついてパターンコード化したデータを作成すること，各
パターンコードは，図５に示すように，多少の線の途切
れやかすれに影響されないように，一定範囲の広さで画
素をチェックして求めること，パターンコードを２進数
表現した場合の各桁が，図３に示すように，グリッド交
点の各方向の線分状態と対応していることである。

【００２６】次に，閉領域抽出処理２０について説明す
る。閉領域抽出処理２０は，先に，パターンマップ作成
処理１０で生成したパターンマップを利用し，図面閉領
域の境界点を探索する処理である。

【００２７】その手順は，まずパターンマップから開始
点の候補を見つける。次に，その開始点のグリッド交点
の状態パターンをもとに，次点への経路探索方向の優先
順位に基づいて，閉領域の輪郭上の次のグリッド交点を
決定する。このとき，線分が進んできた方向に対し，次
のグリッド交点の状態パターンがその方向（前の交点の
方向）に線分が存在するものでなければ，線分が連続し
ているとは言えないので，その確認処理を行う。さら
に，同様に次々と次経路を決定していく。経路が開始点
に戻った時点で，一つの閉領域の輪郭を表す経路が抽出
されたことになる。図面上に他の開始点候補があれば，
そのグリッド交点を第２の開始点として，同様に上記処
理を繰り返す。

【００２８】本実施例では，探索開始点とするグリッド
交点の状態パターンを，図４に示す状態パターンのうち
パターン６，７，Ｅ，Ｆの４パターンとして，パターン
マップ上にそのいずれかのパターンコードがあった場合
に，そのグリッド交点を探索開始点とする。開始点から
の探索方向は右方向とする。この後の経路探索に関して
は，図８に示すように，経路の進行方向に対して左回り
の優先順位（右方向，直進方向，左方向，後進方向）と
する。

【００２９】このとき，前述したように２進数変換した
パターンコードの各桁が，どの方向に線分が延びている
かを表しているので，以下のような処理で経路探索を行
うことができる。なお，各桁と各方向の対応は図３で示
したとおりである。

【００３０】図６に示す図面データをもとに具体的に説
明する。図面データの左上からラスタスキャンを行って
いくと，グリッド交点Ｐ１（パターン６）が最初の開始
点としてピックアップされる。開始点からの経路探索の
進行方向は右方向としているため，第２点の候補はグリ
ッド交点Ｐ２となる。

【００３１】ここで，グリッド交点Ｐ１とＰ２の接続状
態をチェックする。接続しているかどうかは，グリッド
交点Ｐ１を始点，グリッド交点Ｐ２を終点としたとき，
終点側のパターンが始点方向に線の延びているものであ
るかどうかで判断する。すなわち，終点のＰ２にとって
始点のＰ１は図３のＷ方向（左）の位置にあるので，グ
リッド交点Ｐ２の状態パターンにおいて，このＷ方向の
位置に線分が存在すれば，グリッド交点Ｐ１とグリッド
交点Ｐ２は接続していると判断する。図３に示すよう
に，Ｗ方向（左）の位置はビット列で４桁目にあたるた
め，パターンコードの第４桁目が１であれば，線分が存
在することになる。

【００３２】ここで，グリッド交点Ｐ２のパターンコー
ドはＡ（＝１０１０）であるため，グリッド交点Ｐ１と
グリッド交点Ｐ２は接続していると判断する。これによ
ってグリッド交点Ｐ２が第２点となる。第３点以降は，
図８に示すように後進方向の次（進行方向に対して右方
向）から左回りの優先順位の方向でその候補点を決めて
いく。

【００３３】この経路探索の左回りの優先順位をパター
ンコードのビット列の表現で言えば，４桁目→３桁目→
２桁目→１桁目→４桁目→・・・の順（ただし，最優先
の桁は進行方向に対して右方向の桁）となる。つまり，
優先順位は進行方向を表す桁に対して，右側へシフトし
た桁が最も高くなる。第２点のグリッド交点Ｐ２（パタ
ーンＡ＝１０１０）では，開始点であるグリッド交点Ｐ
１（パターン６＝０１１０）からの進行方向が４桁目で
あったので，次方向で最も優先順位の高いのは３桁目
（Ｓ方向）となる。第２点のグリッド交点Ｐ２はパター
ンＡ＝１０１０であり，パターンコードの第３桁目は０
であるためこの方向には進めない。次に優先順位が高い
方向は第２桁目であり，この桁は１となっているため，
第２桁目，つまり図３におけるＥ方向（右の方向）に進
み，第３点候補をグリッド交点Ｐ３とする。

【００３４】上記と同様に第２点と第３点とのグリッド
交点間の接続状態をチェックする。第２点のグリッド交
点Ｐ２はグリッド交点Ｐ３からみてＷ方向（左）である
ため，先ほどと同様にパターンコードのビット列表現で
第４桁目をチェックする。グリッド交点Ｐ３は，パター
ンＥ＝１１１０であるため，第４桁目が１となっており
接続していると判断する。さらに第４点候補について考
える。第３点では第２点からの進行方向が第４桁目であ
ったので，最も優先順位の高い方向は第３桁目である。
グリッド交点Ｐ３は，パターンＥ＝１１１０で，第３桁
目は１となっているので，線分は存在しておりこの方向
が，第４点目の最初の探索方向として選択される。この
経路探索を繰り返し，開始点に到達した時点で探索を終
了する。続いて，次の開始点を探索し，同様に閉領域抽
出のための経路探索を行っていく。

【００３５】図９は，閉領域抽出処理の処理フローチャ
ートである。ステップＳ４１では，パターンマップから
探索の開始点を検出し，それを処理対象のグリッド交点
Ｐs とする。

【００３６】ステップＳ４２では，次点への経路の探索
方向の優先順位に従って，現在のグリッド交点Ｐs の状
態パターンから次のグリッド交点Ｐe を決定する。ステ
ップＳ４３では，次のグリッド交点Ｐe の状態パターン
から，現在のグリッド交点Ｐs と次のグリッド交点Ｐe
との間の線分の存在を確認する。

【００３７】ステップＳ４４では，線分の存在を確認で
きたかどうかを判定し，確認できた場合にはステップＳ
４５の処理へ進み，確認できない場合にはステップＳ４
２へ戻り，次の優先順位の探索方向について経路を探索
する。

【００３８】ステップＳ４５では，２つのグリッド交点
Ｐs とグリッド交点Ｐe 間の線分を経路とし，グリッド
交点Ｐe を次の処理対象のグリッド交点Ｐs とする。ス
テップＳ４６では，グリッド交点Ｐs が探索の開始点で
あるかどうかを判定する。グリッド交点Ｐs が探索の開
始点であれば，ステップＳ４７の処理を行い，グリッド
交点Ｐs が開始点でなければ，ステップＳ４２へ戻る。

【００３９】ステップＳ４７では，決定された経路を閉
領域の輪郭として抽出する。ステップＳ４８では，他に
開始点候補があるかどうかを判定し，他に開始点候補が
あればステップＳ４１へ戻って同様に処理を繰り返し，
なければ処理を終了する。

【００４０】この閉領域抽出処理２０の特徴は，図８に
示すように，次方向の探索優先順位を進行方向に対して
左回り（または右回り）の一定の順序としていること，
パターンマップ上のパターンコードを使って，線分の有
無をチェックし，経路を探索すること，パターンコード
を使って閉領域を探索しているため，線分の間の途切れ
やかすれに影響されないこと，パターンコードの各桁
が，図３に示すようにグリッド交点の各方向の線分と対
応しているため，次方向探索が容易であることである。

【００４１】以上のように，本発明はグリッド交点の状
態パターンを使って閉領域探索を行っているため，線分
途中の切れやかすれに影響されずに閉領域の抽出を行う
ことができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば，パターンマップ作成処
理により，手書きによる線の蛇行を修正するとともに，
線の切れやかすれを減少させることができる。また，閉
領域抽出処理により，線の切れやかすれに影響されにく
くするとともに，閉領域の輪郭をなす線分以外の雑音に
よる影響を除外して，閉領域抽出処理の精度を高めるこ
とができる。

【００４３】また，グリッド交点の状態を示すパターン
コードを，その各桁が各線分の方向に対応したものと
し，次方向の探索優先順位を考慮して定めた桁の並びで
表すことにより，次方向の探索を容易にかつ効率よく行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理の流れを説明する図である。

【図２】図面用紙に記される補助線の例を示す図であ
る。

【図３】グリッド交点のパターンコード化の例を説明す
る図である。

【図４】グリッド交点の状態パターンの例を示す図であ
る。

【図５】グリッド交点付近における線分の有無の判定方
法の例を説明する図である。

【図６】パターンマップの例を示す図である。

【図７】パターンマップ作成処理の処理フローチャート
である。

【図８】経路探索方向の優先順位を説明する図である。

【図９】閉領域抽出処理の処理フローチャートである。

【符号の説明】

１０ パターンマップ作成処理 ２０ 閉領域抽出処理

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グリッド状の補助線が印刷された用紙上
   に，手書きまたは印刷された図面の閉領域を抽出する方
   法であって，グリッド交点から複数の方向に延びるグリ
   ッド線上に線分の探索領域を設定し，前記各方向に対し
   て線分の有無を判定し，線分の有無に応じて符号を割り
   当て，存在する各方向の線分の組み合わせによりグリッ
   ド交点の状態パターンを決定し，全グリッド交点につい
   て状態パターンを決定してパターンマップを作成する過
   程と，前記パターンマップから閉領域探索の開始点を見
   つけ，開始点のグリッド交点パターンから順次，所定の
   経路探索方向の優先順位に基づき次の点を決定して，次
   経路を決定する過程とを有することを特徴とする図面閉
   領域の抽出方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の図面閉領域の抽出方法に
   おいて，前記経路探索方向の優先順位は，第１点から第
   ２点への接続が検出されて次に接続される第３点を求め
   るとき，第２点から第１点へ向かう方向を基準として，
   左回りまたは右回りに現れるグリッド線の線分方向の順
   番であり，前記状態パターンを表す符号の線分方向に応
   じた桁の並びに従って決められることを特徴とする図面
   閉領域の抽出方法。