JPS5820074B2 - 図形分離方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は図形分離方式、特に認識対象図形のレジスタ内
容と標準図形のメモリ内容とを比較して図形認識処理を
行なう図形分離方式において、定形図形の輪郭を縁どっ
た標準パターンのデータと定形図形の輪郭外部を反転し
た標準パターンのデータとを用意し、切り出した観測図
形を走査して得られた２値化データと前記２つの標準図
形の対応画素に対するデータとを各々比較して各々の例
えば一致ビット数を計数するようにし、観測図形の輪郭
内部や外部の状態をいわば無視して当該一致ビット数が
共に一定の閾値以上であることを条件として定形図形の
存在位置を検出する図形分離方式に関するものである。

一般に図形認識においては、認識対象図形の標準的パタ
ーンを記憶しておいて、認識すべき図形のパターンと標
準的パターンの各々との一致の程度を一定規準で比較し
、一定規準値以上の一致をしているならば比較対象図形
と同一であると判定するパターン整合方式が広く採用さ
れている。

しかし場合によっては図形内部の模様あるいは図形の外
形と接する線分の存在等まで認識の区別を必要としない
で一定の大きさ、一定の外形を有する定形図形の存在位
置を検出したい場合がある。

例えばプリント板原画パターン図の穴、天気図に使用さ
れる晴、雲、雨、雪等における定形外部形状を持つ図形
の存在位置が知りたいときなどがこれに当たる。

本発明は、上記の点を解決することを目的としており、
所定の大きさ、所定の外部形状を持つ複数の図形を包含
する図面の中から当該図形の存在位置を検出することを
目的とする。

そしてそのため本発明の図形分離方式では白・黒の２値
で処理した認識対象図形のパターンビデオデータを格納
する認識対象図形レジスタと標準図形のパターンデータ
を予かしめ格納している標準図形メモリとをそなえ、前
記認識対象図形レジスタと前記標準図形メモリとの対応
画素の２値化データの対応状態を比較して図形認識処理
を行なう図形分離方式において、定形図形の輪郭を縁ど
った標準パターンと当該定形図形の輪郭外部を反転した
標準パターンとにそれぞれ対応した各パターンのデータ
を予かしめ格納したメモリをもうけると共に、切り出し
た観測図形を走査して得られた２値化データと前記標準
パターンのデータと上記反転した標準パターンのデータ
とを各々比較して対応する画素の対応状態を計数するカ
ウンタと、該カウンタに計数されたカウント数と予かし
め定められた規準値とを比較する比較器とをもうけ、該
比較器がともに一定の閾値以上であるとき一致信号を出
すことにより定形図形の存在位置を検出することを特徴
としている。

以下図面を参照しつつ説明する。第１図は一定の大きさ
、所定の外部形状の図形を包含する図面、第２図は定形
図形の輪郭を縁どった標準パターン、第３図は定形図形
の輪郭外部を反転した標準パターン、第４図は第１図か
ら切り出した定形図形の観測パターン、第５図は所定の
大きさ、所定の外部形状の図形に放射状の線を有する図
形を包含する図面、第６図は定形図形の輪郭外部及び放
射状の線を反転した標準パターン、第７図は第５図から
切り出した定形図形の観測パターン、第８図は本発明に
係る図形分離方式による一実施例の回路構成を示す。

第１図において、格子交点を中心に存在する所定の大き
さ、所定の外形を有する定形図形例えば天気図に使用さ
れる単なる丸、黒丸、二重丸、半黒丸等の円と、三角、
四角その他線等が交錯する図中から所定外形の例えば円
を分離し、その存在位置を検出する手法として（１）定
形図形である円の輪郭部が黒であること、（２）円の輪
郭外部が白であること、の２つの条件を観測すればよい
。

そのために認識対象図形の円１の輪郭を縁どって黒とし
た第２図の標準パターンＰＳと当該標準パターンｐｓに
対応する対象図形の１の輪郭外部だけを反転して黒とし
た標準パターンＰＢとを用意する。

そして例えば飛点走査器で各標準パターンＰｓ、ＰＢを
走査して得られる白、黒の２値画としての画素データを
ＲＯＭ等に書込んでお匂 次に第２図、第３図の標準パターン枠２と同一の大きさ
で格子交点を中心に切り出して得た観測図形の第４図を
入力図形ＰＩとし、該入力図形ＰＩを走査して２値化図
形のデータを得ると共に次の値を計算する。

Ｊ ｓ＝Ｎ （Ｐ ｓｎ Ｐ 工） ”・−■Ｊ Ｂ
＝Ｎ （Ｐ Ｂ ｎ Ｐ Ｉ ） ”−−０２ここでＪ
ｓ、ＪＢは標準パターンＰｓ、ＰＢの２値化データと入
力図形ＰＩ、該入力図形ＰＩの反転入力図形ＰＩとの対
応画素データとを比較したとき、対応画素データが一致
した入力図形の画素数を各々表わす。

即ちＪｓは第２図の標準パターンＰＳの円１の輪郭が黒
である画素とこれに対応する位置における入力図形Ｐ■
の各画素を比較した場合、入力図形Ｐ工の画素が黒で一
致する画素数を表わす。

なお円１の輪郭内３の画素については比較しなくともよ
い。

ＪＢは第３図図示の反転標準パターンＰＢの円１の輪郭
外部が黒である画素とこれに対応する位置における入力
図形ＰＩの各画素を比較した場合入力図形ＰＩの画素が
黒で一致する画素数を表わす。

なお円１の輪郭内３の画素についても比較しなくともよ
い。

従がって切り出した定形図形が枠２の中央位置にある第
４図の入力図形ＰＩを考えると標準パターンＰｓの輪郭
部の黒領域画素数と入力図形ＰＩのそれとは輪郭におい
て全く一致するから前記■は標準パターンＰｓの黒領域
画素数ＪＳ＝Ｎ（ＰＳ）に一致する。

同様に反転標準パターンＰＢの輪郭外部の黒領域画素数
と入力図形ＰＩの輪郭外部の白領域画素数とは全く一致
しているから前記■は反転標準パターンＰＢの黒領域画
素数ＪＢ＝Ｎ（Ｐｓ）に一致する。

即ちＪ ５＝Ｎ（ＰｓｎＰ ■）＝Ｎ（ＰＳ ）・−”
・■Ｊ Ｂ＝Ｎ （Ｐ ＢｎＰ ■）＝Ｎ （Ｐ Ｂ
）−・”・０４また第１図から切り出した枠２内にいか
なる図形も入っていない場合、即ち第４図において円図
形１が全く存在しない状態の入力図形ＰＩの場合を考え
ると、標準パターンＰｓの輪郭部の黒領域画素に対応す
る入力図形ＰＩの画素はすべて白領域であるから０式は Ｊ ５＝Ｎ（Ｐ３ｎＰ Ｉ）＝０ となる。

一方標準パターンＰＢの輪郭外部の黒領域画素に対応す
る状態を考えると、入力図形ＰＩの当該対応する画素は
すべて白領域であるから、その反転図形ＰＩはすべて黒
領域となり０式はＪＢ＝Ｎ（ＰＢｎＰｉ）−Ｎ（ＰＢ） が成立する。

また第１図から切り出した枠２内に認識対象図形の円１
と異なる図形が入っている場合や、認識対象図形の円１
と同一ではあるがその位置が枠２の中心からずれている
場合の■、■式％式％） （） となる。

このことがら■、■式が同時に成立すれば所定の大きさ
の所定の形状図形の存在することが確認され、第１図か
ら切り出した入力図形ＰＩの位置関係よりその存在及び
存在位置が検出される。

■、■式が成立する場合即ち第４図の入力図形ＰＩと標
準パターンＰｓ、反転標準パターンＰＢとが全く一致す
ることは、入力図形ＰＩのわずかなカスレや線幅の相異
により現実的には極めて困難なことである。

そこで本発明においては修正を加え一致の判断基準式■
、■は Ｊｓ≧ｋＳＮ（ＰＳ）０＜ｋｓ≦１・・・・・・・・・
■ＪＢ≧ｋＢＮ（ＰＢ）０くｋＢ≦１・・・・・・・・
・■を適用する。

また標準パターンについては標準パターンＰｓの輪郭部
の縁どりを太くすると同時に反転標準パターンＰＢの円
１は大きくしたパターンを用い、これらのパターンから
得られる２値化データを各メモリに格納しておき、第１
図から切り出した第４図の入力図形Ｐ工のデータとの対
応画素の一致を比較する。

このような手法を用いることにより所定の大きさ、所定
の外形を有する定形図形を包含する図面から定形図形周
辺に雑音のないように切り出せば定形図形の存在位置を
検出できる。

しかし第５図に示す如く所定の大きさ、所定の外形を有
する定形図形に放射状の線を有するものにあっては、上
記の標準パターンＰＳ、反転標準パターンＰＢを用いた
のでは０式は満足するが０式は満足せずその存在位置を
検出することができない。

そこで第５図から解るように一定の大きさの定形図形で
ある日１に放射状の線を有する場合においてもその存在
位置を検出できる標準パターンを示したのが第６図標準
パターンＰＢ′即ち定形図形の輪郭外部及び放射状の線
を反転した標準パターンＰＢ′である。

第５図に示されているプリント板原画パターンにおける
ランドは所定の大きさ、所定外形の足固であり、かつ該
ランドから他のランドへの線の放出方向は放射状に４５
°の角をなす縦横斜の一定方向の８方向とされている。

従がって当該ランド位置の検出に当っては４５°の角で
８方向に線分が存在するものとした円１に対する反転標
準パターンＰＢ′が使用される。

例えば第５図から切り出した第７図の入力図形Ｐ■′に
対しても標準パターンＰｓと反転標準パターンＰＢ′と
が使用される。

このときの標準パターンも前記と同様輪郭部の縁どりが
太くとられた標準パターンＰｓと、円１及び８本の放射
状線分に相当する場所を太くしたパターンの反転標準パ
ターンＰＢ′とを使用できる。

そして入力図形ＰＩ′とそれらの対応画素の一致数は Ｊｓ′二Ｎ（Ｐｓ′口Ｐ■′）≧ｋｓＮ（Ｐｓ） ０
＜ｋＳ≦１・・・・・・・・・■ ＪＢ’＝Ｎ（ＰＢ’口ｐ ■／）≧ｋＢＮ（ＰＢ′）
０くｋＢ≦１・・・・・・・・・■ によって得られる規準値Ｊｓ′、ＪＢ′で認識対象図形
の存否が判断される。

第８図は本発明に係る図形分離方式による一実施例の回
路構成を示し、図中４，５はアンド回路、６はノット回
路、７，８はカウンタ、９，１０は比較器、１１はアン
ド回路、１２はフリラフプロップ回路、ＥＤはエンド信
号、ＣＫはクロック信号、ＳＴはスタート信号、Ｘ、Ｙ
は標準信号入力端子、Ｚは入力信号端子、Ｑは判断結果
出力端子、ＸＳは標準信号入力端子Ｘから入力される標
準パターンに対する一致度を調べるための比較規準値、
ｙＢは標準信号入力端子Ｙから入力される標準パターン
に対する一致度を調べるための比較規準値をそれぞれ表
わす。

今、標準信号入力端子Ｘに第２図の標準パターンＰｓ２
値化データを格納するメモリを接続し、標準信号入力端
子Ｙに第３図の標準パターンＰＢ２値化データを格納す
るメモリを接続した場合比較規準値ｘｓ、ｙＢには前記
■、■式から求められた値ＪＳ、ＪＢが所定値を超える
か否かを調べる閾値が用いられる。

同様に、標準信号入力端子Ｘ、Ｙに第２図、第６図の標
準パターンＰｓ、ｐｉの２値化データを格納するメモリ
がそれぞれに接続されたとき、比較許準値ＸＳ、ｙＢに
は前記■。

■式から求められた値Ｊｓ′、ＪＢ′が所定値を超える
か否かを調べる閾値がそれぞれ用いられる。

標準信号入力端子Ｘ、Ｙ、比較規準値ＸＳ、ＹＢが定ま
った第８図の回路構成において、第１図または第５図か
ら格子交点に添って適当に切り出された観測図形を走査
して得られた白・黒の２値化データが入力信号端子Ｚに
クロック信号に同期して順次入力される。

この２値化入力データに対応した画素の標準データがク
ロック信号に同期して各メモリから読み出され、各々の
対応画素データが一致するか否かをアンド回路４，５は
判定し、一致した場合はその一致信号をカウンタ７．８
がそれぞれカウントする。

比較器９，１０は前記カウンタ７．８のカウント数が■
、■式或は■、■式から得た規準値と比較され、該規準
値以上に達すると各標準パターンと一致することを意味
する一致信号を発する。

該一致信号はアンド回路１１に入力されているから比較
器９，１０の両者からの一致信号がくると次段のフリッ
プフロップ回路１２を作動させ、その出力Ｑに作動信号
が現われる。

フリップフロップ回路１２の出力Ｑに作動信号が現われ
ることによって切り出した観測図形が認識対象図形の存
在を検出し、また観測図形の切り出し位置から認識対象
図形の存在位置を検出できる。

−・方他の図形を観測図形として切り出してもフリップ
フロップ回路１２の出力Ｑには作動信号が現われること
がないから、他の図形と認識対象図形とが分離される。

また認識対象図形の外形が数種類存在する場合は標準パ
ターンを複数個用い、各々に対して■。

■式からの規準値を用いることによって解決される。

以上説明した如く、本発明によれは格子交点上にある認
識対象図形の存在位置検出は切り出し回数が少すくする
ので全体としての走査回数が減少し判断の高速化が可能
となる。

才だ入力図形の候補領域に対する走査が１回で判断でき
回路の簡潔化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は所定の大きさ、所定の外部形状の図形を包含す
る図面、第２図は定形図形の輪郭を縁どった標準パター
ン、第３図は定形図形の輪郭外部を反転した標準パター
ン、第４図は第１図から切り出した定形図形の観測パタ
ーン、第５図は所定の大きさ、所定の外部形状の図形に
放射状の線を有する図形を包含する図面、第６図は定形
図形の輪郭外部及び放射状の線を反転した標準パターン
、第７図は第５図から切り出した定形図形の観測パター
ン、第８図は本発明に係る図形分離方式による一実施例
の回路構成を示す。 図中７，８はカウンタ、９，１０は比較器、Ｐ８は標準
パターン、ＰＢは反転標準パターン、ＰＩは入力図形、
Ｊｓ、ＪＢは規準値をそれぞれ表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 白・黒の２値で処理した認識対象図形のパターンビ
   デオデータを格納する認識対象図形レジスタと模準図形
   のパターンデータを予かしめ格納している標準図形メモ
   リとをそなえ、前記認識対象図形レジスタと前記標準図
   形メモリとの対応画素の２値化データの対応状態を比較
   して図形認識処理を行なう図形分離方式において、定形
   図形の輪郭を縁どった標準パターンと当該定形図形の輪
   郭外部を反転した標準パターンとにそれぞれ対応した各
   パターンのデータを予かしめ格納したメモリをもうける
   と共に、切り出した観測図形を走査して得られた２値化
   データと前記標準パターンのデータと上記反転した標準
   パターンのデータとを各各比較して対応する画素の対応
   状態を計数するカウンタと、該カウンタに計数されたカ
   ウント数と予かしめ定められた規準値とを比較する比較
   器とをもうけ、該比較器がともに一定の閾値以上である
   とき一致信号を出すことにより定形図形の存在位置を検
   出することを特徴とする図形分離方式。