JPS61184690A - 図形認識装置 - 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、三角形、四角形、五角形、六角形、円、長円
および楕円等の図形形状や、物体形状を識別分類する装
置に関するものである。

（従来の技術） 例えば、電子計算機にプログラムを入力するためには、
一般に、フローチャートを作成した後コーディングを行
ない、カードやテープなどにパンチしてから入力機器に
より入力するという手順を踏んでいる。このため、多く
の手数を必要とじている。そこで、フローチャートを認
識しうる入力機器があれば、フローチャートから直接電
子計算機にプログラムを入力することが可能であり、そ
の省力効果は絶大である。

ところで、フローチャートを認識するためには、まずフ
ローチャートに使用される記号、すなわち処理（長方形
）、判断（菱形、六角形）、端子（長円）、結合子（五
角形、円、三角形）などの図形を識別分類することが重
要である。

第２図に、従来の図形認識装置の一構成例を示す。同図
に示す構成は、例えば特開昭５８−６２７６７号公報に
開示されている。まず、基本的構成について説明すると
、読取部１は平面図形を光学的に読み取り、図形を構成
する線分の各点の座標に対応する電気信号を提供する。

読取部１の出力は、例えばディジタル形式である。読取
部１により読み取った図形パターンの外形である輪郭点
を、輪郭追跡部２にて追跡する。その後、線分・角抽出
部３により線分情報、角情報を抽出した後、形状判定部
５において読取り図形の識別分類を行なう。

輪郭追跡部２は、例えば特開昭５８−１９１０８３号公
報に記載の８連結輪郭追跡法等で構成される。

次に、線分・角抽出部３について説明する。まず、輪郭
追跡部２にて抽出された輪郭点座標（図示しない記憶装
置に格納されている）を所定の間隔ｄにて取り出す。例
えば一番最初は、輪郭の第１番目の点（Ｐ＋と略称する
）と第（１＋ｄ）番目の点（Ｐ＋＋ａと略称する）が取
り出される。この２点を各々始点、終点とする線分を暫
定線分りとする。中間の輪郭点、すなわち第２番目の点
Ｐ２と暫定線分りとの距離Ｄ２が所定の閾値３ｇ以内で
あれば、第３′番目の点Ｐ、との距離Ｄ３・・・・・・
、第６番目の点Ｐｄとの距離Ｄｄという具合に順次所定
の閾値Δｅ以内であるか否かを判別し、もし距離がΔｌ
をこえる点があったらその点を終点とし、Ｄ、を始点と
する線分を抽出線分Ｓｌとし、距離がすべて３１以内で
あるときは、Ｌを抽出線分Ｓ１とする。抽出線分Ｓ１の
終点を始点とし、ｄだけ隔たった点を終点とする線分を
暫定線分りとして、中間の輪郭点とＬとの距離から上記
と同様の操作を行なって抽出線分Ｓを決定する。抽出線
分Ｓと、−回前に抽出された抽出線分（この場合はＳｌ
）との交角θ、を算出し、θ、が直線化判定角θＳより
も大きい場合は抽出線分Ｓを抽出線分Ｓ２とし、θ１が
直線化判定角θＳよりも小さい場合は抽出線分Ｓと抽出
線分Ｓ、とを一本化したものを抽出線分Ｓ１とする。す
なわち、Ｓ、の始点を始点とし、Ｓの終点を終点とする
線分を改めて抽出線分Ｓ、とする。また、交角θ、が直
線化判定角θＳよりも大きい場合には、更に交角θ、が
角判定角θＬよりも大きいか否かを調べ、大きい場合に
は交角θ１を検出角に１として登録するとともに、検出
角数に１を加える。そうでない場合には交角θ、を検出
角とはせず、検出角数にも１を加えない。

以上を整理すると、現在の抽出線分Ｓと一回前に抽出さ
れた抽出線分Ｓ、との交角θ１を算出し、θ、≦θＳの
とき　　ＳｌとＳとを一直線とみなした線分を８１とす
る。

θ５〈θ１≦θＬの　　Ｓを抽出線分Ｓ２とし、Ｓｌと
トキＳ２とが弧をなしていると判 断する。

θ１くθ１のとき　　Ｓを抽出線分Ｓ、とし、Ｓｌと８
２との交点が図形の角であ ると判断する。

ということになる。

上記操作を輪郭線に沿って、輪郭線の１周分をなぞり終
るまで順次繰り返し、抽出線分情報と抽出角情報を得る
。

しかしながら、きっちり１周をなぞっただけでは、最後
の抽出線分Ｓｎと最初の抽出線分ＳＪとの接続関係がわ
からないから、ＳｏとＳ、との交角θ。

を求めて、上記と同様の操作、すなわちθ。〉θＬ〉θ
５のときＳｎを正式な抽出線分として登録すると共に検
出角数に１を加え、抽出角Ｋｍとしてｏｎを登録する。

またθＬ≧θｎ〉θ、のとき、抽出線分Ｓ。

と交角θｎを正式に登録する。また先〉θＳ≧θｎのと
き、Ｓｎと８１とを一本化した線分を抽出線分ＳＩとし
て登録しなおすことが必要である。こうして、線分情報
と角情報との抽出が完了する。

ここで、第３回内に示す図形パターンに対し、上述した
処理を施し得られた線分情報と角情報とを第３図ｆＢ）
に示す。第３図において、・印は輪郭点Ｐ、、Ｐ２・・
・である。実線８１〜Ｓ８は抽出線分、θ１〜θ８は交
角である。交角０１〜θ８はこの例の場合いずれも角判
定角θＬよりも大きいので、そ′れぞれ検出角に、〜に
８とされる。すなわち、θ、　：に、　。

θ２＝に２・・・θ８＝に８である。従って、第３図（
んの図形パターンの場合、検出角数は８で、抽出線分数
は８となる。

このようにして得られた線分情報と角情報を用いて、形
状判定部５は図形パターンの外形形状を識別分類する。

例えば、検出角数が３であれば三角形、４であれば四角
形のように識別分類される。

従って、第３図ＧＡＩの場合には六角形であるとされる
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の図形認識装置にあっては次の
ような問題点を有する。例えば印影パターン（図形パタ
ーン）の外形形状を丸型、小判型および角型に識別分類
する場合、角形印鑑の印影パターンは正確な正方形でな
く第３図（５）に示すように、四角に丸みをつけたもの
が一般的である。

ところが、従来の図形認識装置にあっては前述したよう
に、第３図（５）の図形パターンを六角形であると識別
してしまうので、識別分類性能が低いという問題点があ
った。

また、テンプレートと鉛筆とを用いて描いたフローチャ
ート・シンボルの三角形、四角形、六角形および菱形な
どの図形パターンの形状を識別分類する場合にも、筆記
状態によっては、カドの部分に丸みがついてしまう場合
が生じて、やはり検出角数が望む値よりも大きくなって
しまい、識別分類性能を低下させるという場合があった
。

従って、本発明はこれらの問題点を解決することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、媒体上の図形を光学的に読取り、該図形を構
成する各点の座標に対応する電気信号を提供する読取部
と、 該読取部にて読み取った図形パターンの輪郭点を追跡す
る輪郭点追跡部と、 得られた輪郭点を結んで形成される輪郭線を所定条件に
従う複数の暫定線分で直線近似し、前記暫定線分の相隣
る二重線相互のなす交角と、大・小２種の閾値との大小
関係により、交角が小なる閾値以下の場合は該二重線を
一本の直線に統合し、交角が小なる閾値より大きい場合
には、該二重線を一本化せずに抽出線分として登録し、
なおかつ交角が大なる閾値より大きい場合には、該交角
を検出角として登録するという操作を繰り返して線分情
報と角情報とを抽出する手段とで構成される線分・角抽
出部と、 線分情報と角情報とから図形を識別分類する形状判定部
とを有する図形認識装置を対象とする。

本発明によれば、このような図形認識装置において、前
記線分・角抽出部で抽出された抽出線分および検出角に
関し、隣接する２つの検出角の間に抽出線分が１本のみ
存在し、かつ該抽出線分の長さが所定の閾値Ｔ未満のと
き、該２つの検出角を１角に統合するように前記線分情
報と前記角情報とを修正する角数修正部を設けたことに
ある。

（作　用） 読取部により光学的に読み取られ出力された電気信号に
基づき、輪郭追跡部は読み取った図形パターンの輪郭点
を追跡する。線分・角抽出部は輪郭線を所定条件に従う
複数の暫定線分で直線近似した後、読み取った図形に関
する線分情報と角情報を抽出する。これらの情報に基づ
き、角数修正部は隣接する２つの検出角の間に抽出線分
が１本のみ存在し、かつ該抽出線分の長さが所定の閾値
Ｔ未満のとき、該２つの検出角を１角に統合するように
前記線分情報と前記角情報とを修正する。

修正された線分情報と角情報に基づき、形状判定部は図
形を認識分類する。このように、本発明によれば角数修
正部の作用により、図形の識別分類性能は向上する。

（実施例） 以下、本発明を一実施例に基づき図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明による図形認識装置の一実施例を示すブ
ロック図である。第１図中、第２図と同一構成要素には
同一の参照番号を付し、ここでの詳細な説明は省略する
。本実施例の特徴は、第２図に示す線分・角抽出部３と
形状判定部５の間に角数修正部４を設けたことにある。

角数修正部４は、隣接する検出角ＫｎとＫｎ＋１の間に
抽出線分Ｓが１本しかなく、かつ該抽出線分の長さが所
定閾値Ｔ未満の場合には隣接する検出角の２角をまとめ
て１角とし、検出角数から１を減すると共に抽出線分数
からもｌを減するという処理を行なう。

前述したように、第３区内に示す図形パターンに対する
線分・角抽出部３の出力としては、検出角数が８で、抽
出線分数は８である。ここで角数修正を行なうと、隣接
する検出角に、とに２との間には抽出線分Ｓ２が１本あ
るだけで、かつＳ２の長さが所定閾値Ｔ未満であるから
１角に統合するので検出角数＝７、抽出線分数＝７とな
る。次に、隣接する検出角に２とに３との間には抽出線
分Ｓ３が１本あるだけであるが、Ｓ３の長さが所定閾値
Ｔよりも長いため１角に統合することはしない。

次に隣接する検出角に、とに４との間には抽出線分Ｓ４
が１本あるだけで、かつＳ４の長さが所定閾値Ｔ未満で
あるから１角に統合するので検出角数＝６、抽出線分数
＝６となる。このような操作を順次繰り返して、最後に
隣接する検出角に８とに、との間には抽出線分Ｓ１が１
本あるだけであるが、Ｓ。

の長さが所定閾値Ｔよりも長いため１角に統合すること
はしな℃・ことまでを行なって角数修正を終了する。そ
の結果、本例の場合には角数修正を施した後の検出角数
【°ま４、抽出線分数は４となる。

なお、各種印影を分解能８メツシユ／朋で読み取った印
影バトンを用いた実験によれば、輪郭点座標を取りだす
所定間隔の初期設定値ｄ＝７点、抽出線分の分割点を判
定するための所定の閾値Δｇ＝２１１メツシー、直線と
弧とを切りわけるための直線化判定角θ５＝１５°、弧
と角とを切りわけるための角判定角θＬ＝３０°とした
場合、角数修正のための所定閾値Ｔ＝１０メツシーが適
切な値であった。その理由は輪郭点座標を取りだす所定
間隔の初期設定値ｄ＝７点であるから、その７点の始点
・終点間の距離が最大となるのは４５°の斜め線の場合
の７ＪΣ＝ｉ＝ｉｏメツシユであるからであろう。

すなわち、Ｔの値として初期設定値の〜Ｑ−倍程度の値
が好ましい。

こうして得られた角情報や線分情報を用いて、形状判定
部５において図形パターンの外形形状を識別分類するこ
とができる。例えば印影パたンの外形形状を識別分類す
る場合は、一般に丸型（円）、小判型（楕円）および角
型（正方形）に分類すればよいわけであるから、例えば
検出角数が４で、抽出線分数が４〜５本程度であれば角
型と識別分類し、検出角数が２以下で抽出線分数がｌＯ
本程度以上であれば円弧部が多いということになるから
丸型か小判型と識別分類し、それ以外の場合には「その
他の形状」と識別分類すればよい。なお、丸型と小判型
との識別分類は、例えば特開昭５８−１０６６５９号公
報に開示の図形パターンのＹ軸、Ｙ軸への射影をとり、
そのＸ軸方向の幅とＹ軸方向の高さとの比が１近傍の場
合に丸型と識別分類し、幅と高さとの比が１近傍でない
場合に小判型と識別分類するが如きものが適用可能であ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、従来の図形認識
装置において、輪郭線を直線近似する際に抽出図形パタ
ーンのカドの部分に丸みがあっても正しくカドを検出し
うるという利点があるため、特に印影パタンの外形形状
の識別分類に利用することができる。また、テンプレー
トを用いて描いたフローチャート・シンボル等において
、鉛筆の芯の太さなどに起因してシンボル・バトンのカ
ドに丸みがついてしまった場合の形状識別分類にも利用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来の図形認識装置の一構成例を示すブロック図、第３
回内及び（Ｂ）はそれぞれ図形パ大ンの一例とこの図形
バ大ンに関する線分情報と角情報を示す図である。 ｌ・・・読取部、　　　　　２・・・輪郭追跡部、３・
・・線分・角抽出部、　４・・・角数修正部、５・・・
形状判定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 媒体上の図形を光学的に読取り、該図形を構成する各点
   の座標に対応する電気信号を提供する読取部と、 該読取部にて読み取った図形パターンの輪郭点を追跡す
   る輪郭点追跡部と、 得られた輪郭点を結んで形成される輪郭線を所定条件に
   従う複数の暫定線分で直線近似し、前記暫定線分の相隣
   る二直線相互のなす交角と、大・小２種の閾値との大小
   関係により、交角が小なる閾値以下の場合は該二直線を
   一本の直線に統合し、交角が小なる閾値より大きい場合
   には、該二直線を一本化せずに抽出線分として登録し、
   なおかつ交角が大なる閾値より大きい場合には、該交角
   を検出角として登録するという操作を繰り返して線分情
   報と角情報とを抽出する手段とで構成される線分・角抽
   出部と、 線分情報と角情報とから図形を識別分類する形状判定部
   とを有する図形認識装置において、前記線分・角抽出部
   で抽出された抽出線分および検出角に関し、隣接する２
   つの検出角の間に抽出線分が１本のみ存在し、かつ該抽
   出線分の長さが所定の閾値Ｔ未満のとき、該２つの検出
   角を１角に統合するように前記線分情報と前記角情報と
   を修正する角数修正部を設けたことを特徴とする図形認
   識装置。