JPS59103178A - 線図形のストロ−ク抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は図形９図面の認識や理解などを行なう際、７腺
図形中から、その形状特徴を示す線部分要素としてのス
トロークを抽出するストローク抽出装置に関するもので
ある。

従来クリの構成とその問題点 従来、計算機へ線図形（論理回路図面や図表等）情報を
入力には、 ■　線図形の座標情報をコーディングし、カードで入力
する ■　ディジタイザ、タブレット等で線図形の座標を指定
して入力する ■　グラフィックディスプレイ上にキイボードやタブレ
ットからの入力により線図形を描きながら入力する ■　線図形を画像データとして読み取り、パターン認識
によって情報を得る 等の方法がある。この中で■の入力方法は、計算機によ
る自動化が計れること、処理工数の短縮が計れること、
および人手介入によるミスを減少できることなど非常に
大きな効果が期待できる。そのだめ■に関する方法には
これまでいくつかの装置が考案されている。

しかしながら従来の方法には、ストロークや線図形の構
成要素を抽出するために、原画像の全てのデータ上での
追跡方法を採っているため、原画像の全てのデータを蓄
積する大容量の記憶部が必要である。また、追跡方法の
前処理として細線化処理が必要な場合もあり、この場合
は処理時間が長くかかる。さらに抽出を確実にまた効率
良く行なうだめには、直線は定規を使用して書いたり、
図面構成要素の形はテンプレートを使用して書く必要が
ある等２図面作成上に大きな制約を有するという欠点が
ある。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、原画篩デ
ータすべてを蓄積する記憶部をもたなくとも、線図形を
構成する水平ストローク、垂直ストローク、ななめスト
ロークとその接続関係を抽出でき、ａ線化処理等の前処
理が不要であり、さらに対象とする図形にも大きな制約
を加える必要がない線図形のストローク抽出装置を提供
することを目的とする。

発明の構成 本発明は２次元平面上に表現される２次元線図形をライ
ンスキャナなどの線走査により観測しながら観測値を順
次２値化処理する読取手段と、前記２値化処理により生
成された白画素、黒画素を表現する２値化データを一走
査線上で連続する黒画素の果合毎に、上記２次元平面上
における始点と終点の座標値データに変換する処理およ
び一走査線上に存在する上記連続する黒画素の集合の数
を計数する処理とを行なうスキャンリスト生成手段と、
前記スキャンリスト生成手段により生成された座標値デ
ータと連続する黒画素の集合の数とを、最新のものから
２走査線分記憶するスキャンリスト記憶部と、前記スキ
ャンリスト記憶部に記憶されているデータをもとに、隣
接する２本の走査線上にある一走査線上で連続する黒画
素の集合の長さと、前記連続する黒画素の隣接する２本
の走査線相互の接続関係とを調べ、あらかじめ設定され
た接続ノ（ターン毎に処理を撮り分けるパターン処理呼
出手段と、前記・くターン処理呼出手段により起動され
、各接続）々ターンより、図形を構成する線部分である
ストロークとストローク相互間の接続部分を表わすノー
ドとを生成してパターン処理を行なう・くターン処理手
段とを設け、前記２走査線分の一走査線で連続する黒画
素の集合の始点と終点の座標値データと一走査線上に存
在する前記連続する黒画素の集合の数とを一走査線分更
新し、上記ノくターン毎に処理を振り分け、パターン処
理を行なうことを反復することによって、図形を構成す
る線部分として、水ｊ１２．　　垂直、ななめの３種の
ストロークとその接続関係を抽出するものである。

実施例の説明 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

第１図は本発明の一実施クリにおける線図形のス１−　
ローフ抽出装置のブロック図である。

同図において、１はファクシミリ等のラスク走査型の読
取部で、２次元線図形に２値化処理を行ない、白画素と
黒画素とを表現する２値化データを出力する。２はスキ
ャンリスト生成部で、読取部１の出力情報に基いて黒ラ
ン毎の始点、終点の座標値データへの変換と一走査線上
の黒ラン数の計数と水平、垂直及びななめストロークの
いずれを構成する黒ランかの識別を行なう。３はスキャ
ンリスト生成部で、スキャンリスト生成部２から送出さ
れる黒ランの始点、終点の座標瞳データ。

黒ランの種類及び一走査線上の黒ランの数を常に新しい
ものから２走査線分だけ記憶するｕ４は・々ターン処理
呼出部で、上下２走査線上の黒ランの接続関係を調べ、
あらかじめ設定されたパターンのうちどのパターンに属
するかを類別し、対応するパターン処理部６を呼び出す
。６はリスト処理部で、パターン処理部６の呼び出しに
応じてストロークの基本的抽出処理を行なう。７ａ、７
ｂ及び７Ｃはそれぞれストロークリスト記憶部、ノート
リスト記憶部及びランリスト記憶部で、リスト処理部６
の処理結果に応じて最新のデータに遂次更新され、最終
的にストロークとストロークの接続関係を記憶する。８
は出力部で、線図形のストローク抽出結果を出力する。

上記のように構成された装置について、以下その動作を
説明する。

まず対象となる２次元線図形は、ファクシミリ等のラス
ク走査型の読取部１で観測され、２値化処理により、白
画素と黒画素を表現する２値化データとなる。この２値
化データは、順次、スキャンリスト生成部１２に入力さ
れ、黒ラン毎に、２次元平面上での始売、終点の座標値
データに変換され、出力される。

まだスキャンリスト生成部２では、黒ランの長さによっ
て、それが水平ストロークを構成する黒ラン（以下水平
シンと言う）か、垂直ストロークあるいはななめストロ
ークを構成する黒ラン（以下、非水平ランと言う）かを
識別する。すなわち第２図に示すように２次元線図形の
代表線巾をＷ。

ストローク２１の水平方向からの傾きをθとすると、ラ
ン長りは、 Ｌ　＝　（１／ｓｉｎθ）Ｗ となる。したがって水平ストロークとみなす最大のθを
θＨとすると、ラン長りが、 Ｌ　４　（１／ｓｉｎθＨ）ｗ となる黒ランを水平ランとする。θＨとしては例えば１
６°程度を選ぶことにより、通常の手書き図形に対し、
良好な結果を得ることができる。

そしてスキャンリスト生成部２は、対象と考えている黒
ランが水平ランか非水平ランかの識別結果と、一走査線
上に存在する黒ランの閂数ト出力する。

次にスキャンリスト生成部２から出力される黒ランの始
点、終点の座標値データ、黒ランの種類及び一走査線上
の黒ランの数は、常に新しいものから２走査線分がスキ
ャンリスト記憶部３に登録される。（以下、スキャンリ
スト記憶部３の内容を単にスキャンリストと言い、最新
走査線のスキャンリストを第２走査線のスキャンリスト
、その１本前のスキャンリストを第１走査線のスキャン
リストと言う。） そしてパターン処理呼出部１４では、上記スキャンリス
トをもとに、第２走査線上の黒シンと、第１走査線上の
黒ランを順に対応させ、上下２走査線上の黒ランの接続
関係を調べ、その接続関係と、それらの黒ランの種類（
水平ランか非水平ランか）に応じて、あらかじめ設定さ
れたパターンのうちどのパターンに属するか類別し、対
応するパターン処理部５を呼び重子。

なお上記黒ランの接続関係は、スキャンリストをもとに
、次のように調べる。

すなわち、第３図に示すように第２走査線上の黒ランの
始点、終点のＸ座標をｘＳ　、２１　ｘＥ　、２、寸だ
、第１走査線」二の黒ランの始点、終点Ｘ座標をｘＳ、
１ｒ　”Ｅ、１とすると、これらの間に次の■。

■、■のうち、どれか１つの関係がある時、上下２走査
線上の黒ランは接続していると判定する。

■　”Ｓ、２≦ｘｓ、１≦Ｘ　Ｅ　、　２　＋１■　Ｘ
　Ｓ　、　２−１≦”Ｅ、１≦ｘＥ、２■　ｘＳ　、１
　”Ｓ　、２≦ｘＥ　、２＜”Ｅ　、１なおことで座標
を次のようにとる。ラインスキャナの主走査方向をＸ座
標とし、副走査方向（主走査方向に垂直方向）をｙ座標
とする。Ｘ方向は画素毎に、Ｘ方向は１走査線毎に座標
値が１だけ増加するものとする。

上記のあらかじめ設足された接続パターンは多種類ある
が、その中で基本的なものは次の７種類である。

八−・第４図（ａ）に示すように、第２走査線に第１走
査線の黒ランと接続しない水平ランが存在する場合。

Ｂ−第４図（１））忙示すように、第２走査線に第１走
査線の黒う／と接続しない非水平ランが存在する場合。

Ｃ−第４図（ｃ）に示すように、第２走査線の水平シン
と第１走査線の水平ランが接続している場合。

Ｄ−第４図（ｄ）に示すように第２走査線の非水平ラン
と、第１走査線の非水平ランが接続している場合。

Ｅ−４４図（ｅ）に示すように、第２走査線の水平ラン
と、第１走査線の非水平ランとが接続している場合。

Ｆ−・第４図（ｆ）に示すように、第２走査線の非水平
シンと、第１走査線の水平ランとが接続している場合。

Ｇ−・第４図（ｑ）に示すように、第１走査線に非水平
ランがあり、第２走査線にこれと接続されるべき黒ラン
が存在しない１合。

以上のように、スキャンリストをもとに黒ランの接続関
係が分類できる。

さてパターン処理呼出部４で呼出されたパターン処理部
５では、パターンに応じた処理手順に従い、後述するリ
スト処理部６を複数個呼び出し。

彼達するストロークリスト記憶部７ａ、ノードリスト記
憶部７ｂ、ランリスト記憶部７Ｃをリスト処理部６の処
理、結果に応じて最新のデータに遂次更新して、最終的
にストロークとストロークの接続１列系をこれらの記憶
部７ａ〜７Ｃに蓄積する。

ここでパターン処理部５と、パターン処理部６から呼び
出されるリスト処理部６で行われるストロークの基本的
な抽出過程について、上記ｄピ憶部と関連させながら説
明をする。

（イ）第５図（ａ）に示すように水平ランが接続してい
る場合、 順次走査をして行くと２走査線分のスキャンリストの最
新のスキャンリストである第２走査線のスキャンリスト
にまず第１ランが現われる。この場合、この黒ランから
水平ストロークが始まると判断し、ストロークリスト記
憶部７ａにストロークの種類と第ｉランのｙ座標、始点
および終点のＸ座標を登録する。

次にスキャンリストを１ライン分更新すると第１走査線
のスキャンリストに第ｉランが第２走査線のスキャンリ
ストに第（ｉ−＋−１）ランが現われる。

ここで、ストロークリスト記憶部７ａの始点および終点
のＸ座標と第（ｉ＋１）ランの始点および終点のＸ座標
を比較し、ストロークリスト記憶部７ａを更新する。即
ち、 ｘＢ＝ＭｉＮ（ｘＢ、ｘｓ、１＋１）を始点Ｘ座標ＸＥ
＝ＭＡＸ（ＸＥ、ＸＥ、１＋１）を終点Ｘ座標とする。

但し、ＸＳ、ＸＥ：　ストロークリスト記憶部１７ａに
登録されている水平ス）ｏ−りの始点および終点のＸ座
標。

ｘＳ、Ｉ＋１．ＫＥ、ｉ＋１：Ｊ（ｉ＋１）ランの始点
および終点のＸ座標。

以丁、順次スキャンリストを更新しながら同様の処理を
繰り返し、第１走査線上のスキャンリストに第（ｉ＋ｋ
）７ンが現われた時に、第２走査線には続く黒ランが無
いため水平ストロークの抽出が完了する。すなわち、第
６図（ｂ）に示すように、最小の始点座標Ｘ３と最大の
終点座標ＸＥとを結ぶストローク５１が検出される。

（ロ）第６図（ａ）に示すように非水平ランが連続して
いる場合、 順次走査を行なうと丑ず第２走査線のスキャンリストに
４ｉランが現われる。この時この黒ランより垂直ストロ
ークあるいはななめストロークが始まったと判断し、ラ
ンリスト記憶部７０に第１ランのｙ座標、始点および終
点のＸ座標を登録する。その後スキャンリストを順次更
新してゆくと第２走査線のスキャンリストには、Ｊ（ｉ
＋１）ラン、ｇ（ｉ＋２）ラン・・・・と現わ扛るが、
その都度ランリスト記憶部１７ｃにそのランの情報（例
えば始点と終点の座標）を登録してゆく。そして、第１
走査線のスキャンリストに第（ｉ＋ｋ）ランが現われた
時、第２走査線上に続く黒ランが存在しないために垂直
ストロークあるいは、ななめストロークが終結したと判
断し、遂次記憶したランリストの情報より、それが垂直
ストロークか、ななめストロークか、あるいは雑音であ
るか判別し、ストロークリスト記憶部７ａにそのストロ
ークの種類と始点および終点の座標を登録する。その結
果、ストロークは第６図（ｂ）６１に示すように抽出さ
れる。

ここで、垂直ストロークとななめストロークとの判別は
、１列としてス）ｏ−りを構成する第６図（ａ）Ｊｉシ
ランよび第（ｉ＋ｋ）う／の位置関係より、求めること
ができる。即ち、始ラン（最初の黒ラン）の中点をＣｘ
ｓ、ｙｓ）終ラン（最後の黒ラン）の中点を（ＸＥ、ｙ
Ｅ）とすれば、ある値θＶを設定し、 ならば、垂直ストローク、それ以外はななめストローク
とする。ここでｔａｎθＶの設定は任意にできるが、通
常の緋図形の場合は、例えば、θＶ−８０゜ 程度とすることにより、良好な結果が得られる。

（ハ）第７図（ａ）に示すように、水平シンと非水平ラ
ンが接続している場合、 順次走査をくり返し、スキャンリストを更新し第２走査
線のスキャンリストに第１ランが、第１走査線のスキャ
ンリストに第（ｉ−１）ランが現われた場合、１ず第（
ｉ−１）ランで水平ス）。

−りが終了したと判断し、そのストロークリスト記憶部
７ａのそのストロークの更新を終了する。

そして、第ｉランより新だに垂直ストロークあるいはな
なめストロークが現われたと判断し、第１ランのｙ座標
および始点および終祖のＸ座標をランリスト記憶部７Ｃ
に登録する。

さらに、この２種のストロークの接続関係を表現するた
め「メート」という概念を用い、ノードリスト記憶部７
ｂにそのノードの座標と、そのノードで接続するストロ
ークとを登録する。抽出されたストロークとノードは第
７図（ｂ）に示すようになる。ここで、ノードの座標と
して上記ｇｉシラン現われた黒ランのほぼ中心相当位置
を用いている。

に）第８図（ａ）に示すように非水平ランと水平ランが
接続している場合、 順次走査をくり返し、スキャンリストを更新し第２走査
線のスキャンリストにｉｔシラン、第１走査線のスキャ
ンリストに第（ｉ−１）ランが現われた場合、まずｇ（
ｉ−１）ランの情報をランリスト記憶部７Ｃに登録し、
第（ｉ−１）ランで垂直あるいはななめス）ローフが終
結したと判断し、このストロークを構成するランリスト
記憶部の情報より、それが垂直ストロークかななめスト
ロークか雑音かを判別し、ストロークリスト記憶部７ａ
にそのストロークの種類と始点および終点座標を登録す
る。さらに、第２走在線のスキャンリストにあるｄｉシ
ランら水平ストロークが始まると判断し、ストロークリ
ストにＪｉシランストロークの種類、ｙ座標、始点およ
び終点のｙ座標を登録する。同時にこの２種のストロー
クの接続関係を表わすため、ノードリスト記憶部７ｂに
そのノードの座標すなわち第（１−１）ランの中心相当
位置座標とそのノードに接続するストロークとを登録す
る。これにより第８図（ｂ）のようにストロークとノー
ドが抽出される。

なお上記（イ）〜に）の処理における、ストローク記憶
部７ａ、ノード記憶部７ｂ、ランリスト記憶部７Ｃとの
入出力処理は、リスト処理部が行なう。

以上本実施例によれば例えば、Ａ４版の原図形を副走査
８本／卿で走査する場合、原図形の全画像データを蓄積
する方法に較べて本方式は約１／１２００の画像データ
蓄積容量で済むことになり、低コストの装置を実現する
ことができる。

なお本実施列においては基本的部分を説明しだが、実際
の場合には第９図に示すように水平ランの最初および最
後に蝮かい黒ランが検出されることが多い。そのような
黒ランは一旦は非水平シンとしてランリストに登録され
るが、一定走査、腺数以上続いて出現しない場合はノイ
ズと見做してその情報を捨てる。例えば２本以内の黒ラ
ンの連続はノイズとして捨てても、本方式によるストロ
ーク抽出に何等悪影響を与えないばかりでなく、ノイズ
成分が少なくなり良好な結果が得られる。

また、本実施例では１走査線上に単一の黒ランが存在す
る場合を述べたが、１走査線上に複数の黒ランが存在す
る場合にも全く同様にストロークを抽出することができ
る。

発明の効果 同時に一走査線の走査毎にその走査線内の黒ランの情報
を座標値データに変換し、黒ランの始点および終点の座
標値から成るスキャンリストを蓄積するスキャンリスト
記憶部を主たる記憶部として設けるだけで、線図形を構
成する水平ス）ローフ。

垂直ストローク、ななめストロークとそれらの接続関係
を抽出することができ、従来の装置に比べ蓄積容量が少
なくて済み、データ量も少なく、高効率で高速の処理が
できるという効果がある。

丑だ、一連の処理のうち最も図形入力部分に近い部分に
おいて、画像データを、ストロークとその接続関係とい
う符号化され圧縮された情報に変換するので、従来の細
線化を行なう手法などと比較して全体の処理速度を大幅
に短縮することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における線図形のストローク
抽出装置のブロック結線図、第２図は水平ランと非水平
ランの区別を示す図、第３図は黒係 ラン相互の接続開−を示す図、第４図は黒ジンの接続関
係の基本を示す図、第５図は水平ラン相互の接続関係か
ら水平ス）ｏ−りの抽出を示す図、第６図は非水平ラン
相互の接続関係力為ら夛ト水平（垂直またはななめ）ス
トロークの抽出を示す図、第７図は水平ランに非水平ラ
ンが続きノードを形成する場合の抽出方法を示す図、第
８図は１１水平ランに水平ランが続きノードを形成する
場合の抽出を示す図、第９図は水平ランにノイズ的な１
ト水千ランが続く場合を示す図である。 １−・・読取部、２−・−スキャンリスト生成部、３　
・・−スキャンリスト記憶部、４−・・・ノくターン処
理呼出部、６−−　ノ：ターン処理部、６・・・・ＩＪ
スト処理部、了ａ・−・ストロークリスト記憶部、７ｂ
・・　・・ノードリスト記憶部、７Ｃ・・−・−・ラン
リスト暦己憶部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　は力・１名第
１図 第２図 、ｌＳ、２　　　　　　ＺＥ、／ 第５図 （０−）（ｂ） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２次元子面上に表現される２次元１腺図形をライ
   ンスヤナなどの線走査により観測しながら観測値を順次
   ２値化処理する読取手段と、前記２値化処理により生成
   された白画素、黒画素を表現する２値化データを一走査
   線上で連続する黒画素の集合毎に、上記２次元子面上に
   おける始点と終点の座標値データに変換する処理、およ
   び一走査線上に存在する上記連続する黒画素の集合の数
   を計数する処理とを行なうスキャンリスト生成手段と、
   前記スキャンリスト生成手段により生成された座標値デ
   ータと連続する黒画素の集合の故とを、最新のものから
   ２走査線分記憶するスキャンリスト記憶部と、前記スキ
   ャンリスト記憶部に記憶されているデータをもとに、隣
   接する２本の走査線上にある、一走査線上で連続する黒
   画素の果合の長さと、前記連続する黒画素の隣接する２
   本の走査相互の接続関係とを調べ、あらかじめ設定され
   た接続パターン毎に処理を振り分けるパターン処理呼出
   手段と、前記パターン処理呼出手段により起動され、各
   接続パターンより、図形を構成する線部分であるストロ
   ークとストローク相互間の接続部分を表わすノードとを
   生成してパターン処理をｒｌなうパターン処理手段とを
   具備し、前記２走査線分の一走査線で連続する黒画素の
   集合の始へと終戦の座標値データと一走査線上に存在す
   る前記連続する黒画素の集合の数とを一走査線分更新し
   、上記パターン毎に処理を撮り分け、パターン処理を行
   なうことを反復することによって、図形を構成する線部
   分として、水平、垂直、ななめの３種のストロークとそ
   の接続関係を抽出することを特徴とする線図形のストロ
   ーク抽出装置。 ？）パターン処理手段は図形を構成する線部分であると
   ころのストロークの始点および終点の座標とストローク
   の種類とを登録するストロークリスト記憶部と、ストロ
   ーク相互間の接続部分を表わすノードの座標、およびそ
   のノードで接続するストロークを登録するノードリスト
   記憶部と、垂直あるいは、ななめのストロークを構成す
   ると考えられている一連の黒画素の集合の始点、および
   終点の座標を登録するランリスト記憶部と、谷パターン
   毎に前記ストロークリスト記憶部、前記ノードリスト記
   憶部、および前記ランリスト記憶部のデータを操作する
   りスト処理手段とを具備する特許請求の範囲第１項記載
   の線図形のス）ｏ−り抽出装置攪。