JPS5924471B2 - パタ−ン認識装置における線認識方法 - Google Patents

パタ−ン認識装置における線認識方法

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JPS5924471B2
JPS5924471B2 JP54111761A JP11176179A JPS5924471B2 JP S5924471 B2 JPS5924471 B2 JP S5924471B2 JP 54111761 A JP54111761 A JP 54111761A JP 11176179 A JP11176179 A JP 11176179A JP S5924471 B2 JPS5924471 B2 JP S5924471B2
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茂 嶋田
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【発明の詳細な説明】 本発明は、図形パターンを認識するパターン認識装置に
おいて、種々の種類の図形に用いられている破線または
鎖線、すなわち複数の線セグメントからなる線図形を線
セグメント単位ではなく、連結した一本の線として認識
する線認識方法に関するものである。
種々の設計図面では、実線、破線、鎖線等のように線の
種類を変えることによつて線の意味を与えている。
したがつて、このような設計図面を認識するには、破線
、鎖線等は連結した一本の線として認識する必要がある
。第1図は認識の対象とする図面で、実線で書かれた線
図形ABCDと、破線で書かれた線図形EFGH) 一
点鎖線で書かれた線図形IJKL以上3つの線図形をそ
れぞれ神霊して、第2図におけるABCD)第3図にお
けるEFOHN第4図におけるIJKLなる線図形とし
て認識することを考える。
計算機にオンラインでつながつた座標読取装置を用いて
上記の認識処理を行うためには、人間がまず実線で書か
れた線図形、破線で書かれた線図形、一点鎖線で書かれ
た線図形をそれぞれ区別して認識し、つぎに人間はそれ
らの線図形の端点または屈曲点の位置に座標読取用指標
を移動させながら座標値を計算機に記憶させていくとい
つた一連の操作を行なう必要があつた。本発明の目的は
、破線または鎖線を一本の線図形として自動的に認識す
るパターン認識装置における破線または鎖線の認識方法
を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明では、破線ま
たは鎖線を構成している各線セグメントの端点を認識し
、各線セグメントの端点位置と他の線セグメントの端点
位置を比較することにより、各線セグメントに続いて位
置すべき他の線セグメントを決定し、複数の線セグメン
トを、該決定結果により定まる順序に連結した線として
認識するようにしたことに特徴がある。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
第1図において、破線で書かれた線図形EFGHを第3
図EFGHのように認識し、第1図鎖線で書かれた線図
形JKLを第4図1JKLのように認識するためには、
各破線または鎖線を構成している線セグメントの有する
方向にそつて線セグメントを追跡する必要がある。第5
図は本発明に係るパターン認識装置の全体構成を示すプ
ロック図であり、以下順を追つて説明する。第5図にお
(・て、1は認識すべき図面、2は光電変換装置、3は
画像メモリ、4は実線経路認識装置、5は特徴点格納メ
モリ、6は破線経路認識装置、7は近隣侯補限定回路、
8は接続候補格納メモリ、9は方向判定回路、10は接
続判定回路、11は結線情報格納メモリである。このよ
うな構成において、テレビジヨンカメラ等の光電変換装
置2により、第1図に示すような認識対象の図面1の映
像情報を2値の電気信号に変換し、画像メモリ3に一時
記憶する。
次に、実線経路認識装置4により1画像メモリ3に記憶
された情報から実線の経路を認識し、その実線の特徴点
、具体的には端点および屈曲点の座標を抽出し、特徴点
格納メモリ5に記憶する。ここで、破線または鎖線を構
成する線セグメントは、それぞれ単独の実線として記憶
される。この内実線経路認識装置4は、文字読取装置等
で用いられるような細線化手法等の応用で実現可能であ
シ、例えば、特公昭38−21255号公報に示される
ようなもので実現できる。本発明に係る破線経路認識装
置6において、近隣候補限定回路7は、特徴点格納メモ
リ5に記憶されている特定の線セグメントの端点座標例
えば、最初に記憶されている端点座標を基点座標として
、その基点座標を中心にして各線セグメントの各端点へ
の距離を計算し、その距離が一定の閾値よりも小さけれ
ば、その端点座標を近隣候補として、その端点座標の属
する線セグメント上で、その端点座標に隣接する他の端
点または屈曲点座標とともに、接続候補格納メモリ8に
転送すると同時に、メモリ5に記憶Δれている基点座標
の値およびその基点座標の属する線セグメント上で、基
点座標に隣接する端点または屈曲点座標もメモリ8に転
送する。
次に、方向判定回路9では、接続侯補格納メモリ8に記
憶されたこれらの座標から、基点座標の属する線セグメ
ントのベクトル、基点座標から近隣候補点座標へのベク
トル、および、近隣候補点座標の属するベクトルが基準
ベクトル(ここでは水平軸)となす角度を計算し、これ
らの角度が一定の基準値以下であるかどうかを判定し、
それによつて、接続判定回路10では、両線セグメント
を接続すべきかどうかを判定し、その結果を結線情報格
納メモリ11に格納する。第6図は第5図の破線経路認
識装置6内の近隣侯補限定回路7の具体的構成の一例を
示すもので、21,22はセレクタ、23〜28はレジ
スタ、29,30は比較器、31,32はスレツシヨー
ルド回路、33〜38はアンドゲート、39はアドレス
バス、40はデータバス、41は制御バス、42は中央
処理装置(CPU)を示す。
第7図に示すようなセグメント映像情報が光電変換装置
2から人力▲れた場合、実線経路認識装置4の認識によ
ジ、特徴点格納メモリ5には、第8図に示すようなデー
タが格納される。
すなわち、各線セグメントL1〜L3毎に、セグメント
構成点数、始点および終点情報、始点、屈曲点および終
点座標の情報がメモリ5に格納される。この内、セグメ
ント構成点数は端点、屈曲点の数を表わし、始点、終点
情報は後述するようにそれぞれ始点座標、終点座標に付
されるフラグを表わす。
このような特徴点格納メモリ5の内容は、CPU42に
よジ設定▲れるアドレスパス39上のアドレスに従つて
読み出される。
その内容はデータバス40を通してセレクタ21および
セレクタ22によつて分類される。いまBPは探索基点
座標、BP−1は基点座標BPの属する線セグメント上
で、座標BPに隣接する端点または屈曲点座標をあられ
す。CPlは探索されるべき線セグメントの始点側の侯
補点座標、CPl−1は座標CPlの属する線セグメン
ト上で、座標CPlに隣接する端点または屈曲点座標、
CP2はその終点側の候補点座標、CP2−1は座標C
P2の属する線セグメント上で、座標CP2に隣接する
端点または屈曲点座標をあられすものとする。セレクタ
21ではアドレスバス39が座標BP,BP−1に相当
する点のアドレスのときに作用し、座標BPはレジスタ
23に、座標BP−1はレジスタ24に記憶される。一
方、セレクタ22では、アドレスバス39が座標CPl
,CPl−1,CP2,CP2−1に相当する点のアド
レスのときに作用し、座標CPlはレジスタ25、座標
CP,−1はレジスタ26、座標CP2はレジスタ27
、および座標CP2−1はレジスタ28にそれぞれ記憶
される。比較回路29では座標BPとCPlの距離すな
わち、E1二1BP−CPllの値を計算する。一方比
較回路30では、E2=1BP一CP2lの値を計算す
る。スレツシヨールド回路31では、計算値E1があら
かじめ記憶された近隣領域を設定するバラメータεより
も小▲いときにオンの信号を発する。同様にスレツシヨ
ールド回路32では、計算値E2がバラメータεよりも
小さいときにオンの信号を発する。これらのスレツシヨ
ールド回路31,32の信号はレジスタ25〜28の値
とアンドゲート35〜38でアンド論理がとられ、接続
候補格納メモリ8への人力が制限される。接続候補格納
メモリ8のアドレスは、アドレスバス39を介してCP
U42により設定される。その結果接続候補格納メモリ
8には、BP,BP−1,CPi,CPi−1(i二1
または2)が順次記憶?れていくことになる。同様に、
座標BP,BP−1を固定したまま、次の線セグメント
CPi,CPi−1を設定して上述した動作を行なう。
i番目の線セグメント端点の探索基点と、それに対応し
た接続侯補点を接続する操作を行つた後に、それに連続
した線セグメントを追跡するためには、(1+1)番目
の探索基点をi番目の接続候補の存在する線セグメント
上の点で、接続候補に隣接する端点に移動させる。
探索基点であるための必要条件は、前項探索基点の設定
条件と同じで、端点情報にも、座標値にもフラグがつい
ていない点である必要がある。もしもフラグが既につい
ている点を次段の探索基点に設定しようとする場合は、
破線または鎖線を構成しているセグメントが、孤立端点
に達した場合か、孤立端点の存在しない、ループ状に線
セグメントが並んでいる場合である。第9図は第1図の
破線経路認識装置6内の方向判定回路9および接続判定
回路10の具体的構成の→1を示すもので、51,52
はセレクタ、53〜56はレジスタ、51〜59は計算
回路、60〜62はスレツシヨールド回路、63〜65
はアンドゲート、66はラッチ回路を示す。
このような回路の動作を説明するに先立つて、接続可能
候補点の選択の原理について説明する。第10図のよう
に探索領域内に出現する近隣侯補点座標CPが1つだけ
の場合は、この探索基点に接続可能な候補を座標CPと
する。一方探索領域内に出現する近隣侯補点座標CPが
複数個存在する場合には、接続可能条件を調査する。す
なわち第11図に示すように、探索基点座標BPの存在
するセグメント上の点で、座標BPと隣接する点を座標
BP−1、また接続候補点座標CPの存在する線セグメ
ント上の点で、座標CPと隣接する点を座標CP−1と
すると、座標BP,BP−1,CP,CP−1の4点が
一直線上に並んでいるかどうかを調べる。第11図のよ
うにこのような4点の一直線条件を満足する点が1つだ
け存在する場合は、その座標CPを接続可能な候補点と
し、第12図のように4点の一直線条件を満足する点が
複数個存在する場合には、座標BPとCPの距離を計算
し、その距離の小さい側の座標CPを接続可能な候補点
とする。一方第13図のように近隣侯補点が複数個存在
し、一直線条件を満足する点が1つもない場合は、接続
不能フラグを微小領域に出現した座標CPとBPにつけ
る。また、近隣侯補探索用微小領域に近隣候補点が1つ
も存在しない場合は、探索基点の端点情報に孤立点のフ
ラグをつける。以上接続可能侯補の選択アルゴリズムの
フローは、第14図のようになる。接続侯補格納メモリ
8は近隣候補限定回路7の出力で、アドレスバス39を
介してCPU42によりアドレスが設定へれるものとす
る。その内容はデータバス40を通してセレクタ51と
セレクタ52によつて分類される。セレクタ51はデー
タバス40上のデータが座標BPおよびBP−1に相当
する点のアドレスのときにCPU42からの制御バス4
1への信号により作用し、座標BPはレジスタ53、座
標BP−1はレジスタ54に記憶Aれる。一方セレクタ
52はデータバス40上のデータが座標CpおよびC声
−1に相当する点のアドレスのときに制御信号によジ作
用し、座標CPはレジスタ55に座標CP−1はレジス
タ56に記憶される。計算回路57〜59は2点で構成
される線セグメントが基準ベクトル(この場合は水平軸
)となす角度を計算する回路である。たとえば2点の座
標を(Xl,Yl),(X2,Y2)とすると、(X2
−X1)2Δ= (X2−X1)2+(Y2−Y1)2 の計算を行う。
(これは内積の二乗を意味する。)計算回路57ではこ
の演算を座標BP,BP−1について行い、計算回路5
8ではこの演算を座標BP,CPについて行ない、計算
回路59ではこの演算を座標CP,CP−1について行
なう。そしてそれぞれの計算値をΔBPBP−1ΔBP
CPJCPCP−1とするOスレツシヨールド回路60
〜62で、いま計算した値が一定値よジも小さい場合に
オンの信号を発する。
スレッシヨールド回路60はΔBPBP−1が一定値ε
よりも小さいときにオンの信号を発し、スレツシヨール
ド回路61はΔBPCPが一定値εよりも小さいときに
オンの信号を発し、スレツシヨールド回路62はΔCP
CP−1が一定値εよりも小さいときにオンの信号を発
する。この3つのスレツシヨールド回路60〜62の出
力はゲート63によりアンドがとられ、そのときの座標
BPおよびCPがラツチ回路66に記憶▲れるのをゲー
トする。すなわちラッチ回路66に記憶された座標BP
とCPは接続可能な点の対である。以上述べたように、
本発明によれば、図面内に破線または鎖線で掛かれた図
形を、追跡しながら自動的に認識できる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は認熾対象の図面の説明図、第5図は本
発明に係るパターン認識装置の→1の全体構成図、第6
図は第5図の近隣候補限定回路の具体的構成の一ダqの
構成図、第7図、第8図は第6図を説明するための説明
図、第9図は第5図の方向判定回路および接続判定回路
の具体的構成の一例の構成図、第10〜第14図は本発
明による接続可能侯補点の選択の原理を示す図である。 6・・・破線経路認識装置、7・・・近隣候補限定回路
、9・・・方向判定回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の線セグメントからなる線を含む線図形を認識
    するパターン認識装置において、各線セグメントの特徴
    点として、各セグメントの両端を表わす端点の位置を各
    セグメントごとに認識し、各セグメントの端点位置と他
    の複数の線セグメントの端点位置とを比較することによ
    り、各線セグメントに続いて位置すべき線セグメントを
    決定することを特徴とする線認識方法。 2 該決定において、該各線セグメントの第1の端点か
    ら所定の距離にある第2の端点を有する他の線セグメン
    トを検出し、検出された線セグメントが一つのみのとき
    には、該一つの線セグメントを該各線セグメントに続い
    て位置すべき線セグメントとして決定することを特徴と
    する第1項の線認識方法。 3 該決定において、該検出された線セグメントが複数
    のときには、該各線セグメントの方向と同一の方向を有
    し、かつ、該第1の端点と該第2の端点を結ぶ方向が該
    各線セグメントの方向と同一である他の線セグメントを
    該各線セグメントに接続すべき線セグメントとして決定
    することを特徴とする第1項の線認識方法。 4 該各線セグメントの端点の認識時に、それが屈曲点
    を有するときにはその座標をも認識し、該決定において
    比較される線セグメントの各々の方向は、比較される各
    線セグメントに屈曲点がないときには、該比較される各
    線セグメントの両端の端点を結ぶ方向とし、該比較され
    る各線セグメントに屈曲点があるときには、比較に用い
    られる端点と該屈曲点を結ぶ方向とすることを特徴とす
    る第3項の線認識方法。
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