JPS63213083A - 手書き線画像浄書処理方法と装置 - 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、ディジタル画像処理方法を用いて、人
間の手書きした線画から余分な情報量を削除して、整っ
た線図形図面にする処理方法および装置゛−−−　に関
するものである。

（従来の技術） 従来技術の中で、このような分野の技術としては、線図
形認識の技術と、線画のデータ量圧縮の技術がある。

まず、線図形認識の技術では、プログラムのフローチャ
ート図などの線図形図面を対象として、線図形をシ／が
ル、例えば、フローチャート図であれば第２図に示す「
処理」や「判断」などの単位で認識するものがある。

つぎに、線画のデータ量圧縮の技術では、入力線画をラ
ンレノゲス情報を用いて符号化したシ、入力原画を見た
目になるべく異ならないように直線分近似して、伝送す
る際の情報量を少なくするものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、線図形認識の技術はシンがル単位の認識である
ため、そのシンがルが存在する図面に対象が限られてい
た。また逆に、対象とする図面の種類が異なった場合に
は、プログラムを書きかえなければならなかった。また
、たとえ、書きかえ不要な処理部と各々の対象図面によ
って異なるシンボルの辞書およびこれを使用して処理す
る部分とを切シ分けて、プログラム変更の際の手間を簡
便にしたとしても、書きかえることに違いはなく、未知
の図面すなわちシンボル辞書が用意されていない図面を
対象とする場合には、誤認識をするか、リジェクトされ
るかして、使用者が意図する結果が得られないという欠
点があった。

また、線画のデータ量圧縮の技術ではこの処理は、デー
タ量圧縮を目的としているので原形をなるべく崩さない
ような処理が行われておシ、処理結果は人間の見た目に
整っているというわけではなかった。

くわえて、線図形認識の技術と線画のデータ量圧縮の技
術両者の欠点としては、それらの処理の目的が、人間の
目で見て美しいとか整つているなどの条件を満足してい
る出力結果を得ることではないことであシ、ラフに描か
れ入力されたデータから余分な情報量を削除して、残っ
た情報量をさらに整理することによって、結果的に美し
いもしくは整った出力図面を得るという目的には適さな
いという欠点があった。

本発明は、手書き線画像を浄書して、整った線図形図面
を出力する処理に関する従来の方法において、対象とす
る図面の種類に制限があるさという問題点、および出力
結果が人間の目に整って見えていないという問題点を解
決した、手書き線画像浄書処理方法および装置を提供す
るものである。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために、本発明においては、まず
、原画を線分近似して線分群を得、雑音成分や浄書の対
象としない文字成分などを除くために、この線分群から
不必要な線分を除去する、（第一浄書処理部）。と次に
、線分群から特徴を取出して、この特徴のもとに、各線
分の位置や角度をより統−感のある整った線図形になる
ように修正する、（第二浄書処理部）。とを設けたもの
で、すなわち、手書き線画像浄書処理方法として、（１
）人間の手書きした線画像図面を入力して、人間の見た
目に整った図面を出力する、手書き線画像浄書処理方法
において、まず、人間の手書きした線画像図面である入
力図面を画像入力部より入力してディジタル画素となし
、つぎに、二値化処理部において、前記画像に白黒二値
化の処理を行い、つぎに、細線化処理部において、線幅
一画素の線画にする細線化の処理を行い、つぎに、線追
跡処理部において、前記細線化された線画を順次たどっ
て線の追跡を行い、黒画素部分の座標値点列を作り出し
ていく処理を行い、つぎに、近似線分抽出処理部におい
て、前記点列上の各座標点とこの点の点列上の両側の近
傍の点との間で折れ曲がり角度を算出し、予め定めてお
いたしきい値より大きな折れ曲がり角度を有する点を選
び、これらの点間を直線で補間する処理を行って、線分
（直線）群を得る、近似線分抽出処理を行い、つぎに、
第一浄書処理部において、前記線分群の各部分に対し、
関数操作を施し、得られた値が予め定めておいたしきい
値より小さい場合に、この線分を削除する処理を行い、
つぎに、第二浄書処理部において、残った線分群に対し
、関数操作を施し、得られた値をもとに、線分群を整形
する処理を行うことによって、所期の目的を実現するこ
とを特徴とする手書き線画像浄書処理方法とすると共に
その装置として、 （２）人間の手書きした線画像図面を入力して、人間の
見た目に整った図面を出力する、手書き線画像浄書装置
において、人間の手書きした線画像図面である入力図面
をディジタル画素となす手段を有する画像入力部と、前
記画素に白黒二値化の処理を行う二値化処理部と、線幅
一画素の線画に細線化の処理を行う細線化処理部と、前
記細線化された線画を順次たどって線の追跡を行い、黒
画素部分の座標値点列を作り出していく処理を行う線追
跡処理部と、前記点列上の各座標点と該点の点列上の両
側の近傍の点との間で折れ曲がり角度を算出し、予め定
めておいたしきい値より大きな折れ曲がり角度を有する
点を選び、これらの点間を直線で補間する処理を行って
、線分（直線）群を得る、近似線分抽出処理を行う近似
線分抽出処理部と、前記線分群の各部分に対し、関数操
作を施し、得られた値が予め定めておいたしきい値より
小さい場合に、この線分を削除する処理を行う第一浄書
処理部と、残った線分群に対し、関数操作を施し、得ら
れた値をもとに線分群を整形する処理を行う第二浄書処
理部とから構成した。

（作用） 本発明を前記の通シ構成したので、入力された線画の浄
書結果で余分な線分は除去され、残った線分群は整形さ
れて、結局、手書きに入力線画から浄書された線図形が
得られる。

このように、本発明では、線分単位の調整を行うため、
入力される線画の種類に対して柔軟性を有している。ま
た、線分群全体の統計量から、整形するための情報を得
ているので全体として統一した浄書線図形が得られる。

この作用は、ことに表枠などの場合に顕著であシ、例え
ば、まず第一浄書処理によって、入力された表枠以外の
成分（文字成分や雑音）を除去し、次に第二浄書処理部
によって、線分群に対して角度のヒストグラムをとり、
頻度の多いものは離散化した値を与えて角度を修正し、
頻度の少ないものは離散化しないもとのままの値を用い
ることで、横方向・縦方向の線が整列して一方向に並び
、また線分群に対して長さのヒストグラムをとり、頻度
の多いものは離散化した値を与えて長さを修正し、頻度
の少ないものは離散化しないもとのままの値を用いるこ
とで、横方向・縦方向の線の長さが揃い、さらに線分群
に対して線分間の距離のヒストグラムをとり、頻度の多
いものは離散化した値を与えて線分間の距離を修正し、
頻度の少ないものは離散化しないもとのままの値を用い
ることで、線分間の長さが揃うのである。

（実施例） 本発明の一実施例を図面と共に説明する。

第１図は本発明の一実施例の方法による装置のブロック
構成図である。

第１図において、１１は原画、１２は画像入力部であっ
て、原画１１を図示しないカメラ・ドラムスキャナ等を
用いた画像入力部１２によって入力し電子化する。１３
は二値化処理部で、二値化処理部１３で二値化処理を行
う。１４は細線化処理部であって、細線化処理部１４で
前記の画像は公知の技術により細線化される。１５は線
追跡処理部であって、線追跡処理部１５で前記の画像は
公知の技術により線追跡が行われ、線がＸ、Ｙ座標で表
される点の連なシとして表現される。１６は近似線分抽
出処理部であって、近似線分抽出処理部１６は前記の点
列上の各点で曲率計算を行い、曲率の大きな点を線分の
端点と見なし、このようにして原画１１を線分で近似す
る。１７は第一浄書処理部１７であシ、第一浄書処理部
１７は、後から説明するように、線分の長さ分布をとり
、しきい値を用いて短い線分を除去し、文字成分や雑音
成分を除去する。また隣接する線分間の角度分布をと９
、同じくしきい値を用いて微小角度で隣接する線分を一
つにする。１８は第二浄書処理部であり、第二浄書処理
部１８は、後から説明するように、線分の長さ分布をと
り、離散化して頻度の多い長さを持つ線分にはこの離散
化された値を与えて長さを修正し、頻度の少ない長さを
持つ線分には離散化されないもとのままの値にしておく
。

また線分の角度分布をとり、離散化して頻度の多い角度
を持つ線分にはこの離散化された値を与えて角度を修正
し、頻度の少ない角度を持つ線分には離散化されないも
とのままの値にしておく。また線分間の距離分布をとり
、離散化して頻度の多い線分間距離を持つ線分群はこの
離散化された値で各線分の位置を修正し、頻度の少ない
線分間距離を持つ線分群はもとのままの位置にしておく
。

１９は計算機のメモリ、２０は計算機の中央処理部（Ｃ
ＰＵ　）、２１はディスプレイ、２２は計算機の共通バ
スであって図示の通シ接続されている。

第３図は、この実施例で行われる実際の処理の流れであ
る。この処理の流れに沿って、以下のように動作する。

前記各部の動作を説明すると、例えば人間の手書きした
線画の原画１１はまず画像入力部１２にカメラもしくは
ファクスのようなイメージリーダ等の装置から入力され
、一画素あたシ数階調の濃度を持つ画像が出力される。

次に、二値化処理部１３で、一画素あたシニ階調の濃度
、すなわち背景は白色で線は黒色しか持たない画像とな
る。次に細線化処理部１４で、画像中の線の線幅を細め
て幅一画素の線図形とする。

次に、線追跡処理部１５において、線が追跡さく１４） れ、線上の黒画素がそれぞれＸ、Ｙ座標値の連なシとし
て出力される。次に、近似線分抽出処理部１６において
、線上黒画素近傍の黒画素間でＸ。

Ｙ座標値をもとに、折れ曲がり角度の計算を行って、こ
の値の大きい画素を線上の折れ曲がり点と判断する処理
を基本として、線を直線で分割、近似する。以上は一点
鎖線で示した前処理部２ｏにおける動作である。つぎに
同じく一点鎖線で浄書処理部２１の動作を説明する。

第４図は浄書処理部における処理の説明図である。第４
図に示す如く、浄書前と浄書後を矢印で示し■端点間距
離と■隣接角度と■角度と■端点位置と■端点間間隙と
の処理を示した。

本発明の主要部分である、第一・第二浄書処理部１７・
１８で行われる処理は、まず、第一浄書処理部１２につ
いて述べると、第４図の■と■に示す処理が行われる。

つまシ、■に示す処理は、近似線分抽出処理部１６にお
いて得られた線分の長さを算出し、短い線分を削除する
というものである。まだ■に示す処理は、同じく近似線
分抽出処理部１６において得られた線分で、隣接するも
のに関して、隣接角度が微小な場合、この隣接する二つ
の線分を一つの線分にするというものである。この二つ
の処理によって、余分な線分が削除される。つまり余分
な情報量が削減される。

次に、第二浄書処理部１８について述べると、■、■、
■に示す処理が行われる。■に示す処理は１．線分群の
傾き角度を離散値化して頻度グラフ（ヒストグラム）を
とり、頻度の多い角度の線分を、離散値化された角度で
強制的に置換える。つまシ線分の位置を修正することで
、線図形全体を整形する。同様に■に示す処理は、線分
群の端点について、離散値化してその座標値のヒストグ
ラムをとり、頻度の多い座標値を端点にもつ線分の端点
を強制的に置換える。また同様に、■に示す処理は、線
分間の端点間距離について、これを離散値化してその座
標のヒストグラムをとり、頻度の多い線分間の距離であ
る線分群を強制的に置換える。以上のようにして線分群
の位置や角度を修正し、線図形全体を整形する。例えば
、第５図に示すように、手書き原画を入力して、浄書図
を出力するのである。

第５図は浄書処理例の説明図であって、矢印で示す如く
手書き原画例１（ａ）と例２（ｂ）を浄書した浄書図を
対比して示した。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明を用いれば、入力された手
書きの線画をシンボルの認識処理を行わずに浄書するこ
とができる。従って、より多様な線図形図面を、辞書を
用いずに浄書することができる。

また、ラフに入力された線画を浄書して、文章作成の際
の人間の労を低減する装置に使用した場合に効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の方法による装置のブロック
構成図、 第２図は従来のフローチャート図中のシンボルの例の図
、 第３図は本発明の一実施例で行われる処理の流れ図、 第４図は浄書処理部における処理の説明図、第５図は浄
書処理例の説明図である。 １１・・・原画、１２・・・画像入力部、１３・・・二
値化処理部、１４・・・細線化処理部、１５・・・線追
跡処理部、１６・・・近似線分抽出処理部、１７・・・
第一浄書処理部、１８・・・第二浄書処理部、１９・・
・メモリ、２０・・・ＣＰＵ、２１・・・ディスプレイ
、２２・・・共通バス、２３・・・前処理部、２４・・
・浄書処理部。 ０、処理　　　　　　ｂ１判断 従来のフローチャート図中のシンプルの例の図第２図 第３図 ■端点間距離　　　　　　　Φ端点位置手書き原画　　
　　　　　　　　　　　浄書図（ｂ）例２ 浄書処理例の説明図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）人間の手書きした線画像図面を入力して、人間の
   見た目に整った図面を出力する、手書き線画像浄書処理
   方法において、 まず、人間の手書きした線画像図面である入力図面を画
   像入力部より入力してディジタル画素となし、 つぎに、二値化処理部において、前記画素に白黒二値化
   の処理を行い、 つぎに、細線化処理部において、線幅一画素の線画にす
   る細線化の処理を行い、 つぎに、線追跡処理部において、前記細線化された線画
   を順次たどって線の追跡を行い、黒画素部分の座標値点
   列を作り出していく処理を行い、つぎに、近似線分抽出
   処理部において、前記点列上の各座標点とこの点の点列
   上の両側の近傍の点との間で折れ曲がり角度を算出し、
   予め定めておいたしきい値より大きな折れ曲がり角度を
   有する点を選び、これらの点間を直線で補間する処理を
   行って、線分（直線）群を得る、近似線分抽出処理を行
   い、 つぎに、第一浄書処理部において、前記線分群の各部分
   に対し、関数操作を施し、得られた値が予め定めておい
   たしきい値より小さい場合に、この線分を削除する処理
   を行い、 つぎに、第二浄書処理部において、残った線分群に対し
   、関数操作を施し、得られた値をもとに、線分群を整形
   する処理を行うことによって、所期の目的を実現するこ
   とを特徴とする 手書き線画像浄書処理方法。
2. （２）人間の手書きした線画像図面を入力して、人間の
   見た目に整った図面を出力する、手書き線画像浄書装置
   において、 人間の手書きした線画像図面である入力図面をディジタ
   ル画素となす手段を有する画像入力部と、前記画素に白
   黒二値化の処理を行う二値化処理部と、 線幅一画素の線画に細線化の処理を行う細線化処理部と
   、 前記細線化された線画を順次たどって線の追跡を行い、
   黒画素部分の座標値点列を作り出していく処理を行う線
   追跡処理部と、 前記点列上の各座標点と該点の点列上の両側の近傍の点
   との間で折れ曲がり角度を算出し、予め定めておいたし
   きい値より大きな折れ曲がり角度を有する点を選び、こ
   れらの点間を直線で補間する処理を行って、線分（直線
   ）群を得る、近似線分抽出処理を行う近似線分抽出処理
   部と、 前記線分群の各部分に対し、関数操作を施し、得られた
   値が予め定めておいたしきい値より小さい場合に、この
   線分を削除する処理を行う第一浄書処理部と、 残った線分群に対し、関数操作を施し、得られた値をも
   とに線分群を整形する処理を行う第二浄書処理部とから
   、構成されたことを特徴とする手書き線画像浄書装置。
3. （３）線分群の各線分に対して施す関数操作として、線
   分の両端点間の直線距離を求める計算を用いる第一浄書
   処理部を有することを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の手書き線画像浄書装置。
4. （４）線分群の各線分に施す関数操作として、隣接線分
   の接続角度を求める計算を用いる第一浄書処理部を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の手書き
   線画像浄書装置。
5. （５）線分群の傾き（角度）の分布（ヒストグラム）を
   とり、これを離散値化し、頻度の多い値を持つ線分は離
   散値で描き直し、頻度の少ない値を持つ線分はもとのま
   まにしておく処理を線分群に施す関数操作とした第二浄
   書処理部を有することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の手書き線画像浄書装置。
6. （６）線分群に施す関数操作として、線分群の端点の座
   標値の分布（ヒストグラム）をとり、これを離散値化し
   、頻度の多い値を持つ線分は離散値で描き直し、頻度の
   小ない値を持つ線分はもとのままにしておく処理を用い
   る第二浄書処理部を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の手書き線画像浄書装置。
7. （７）線分群に施す関数操作として、線分群の端点間の
   直線距離の分布（ヒストグラム）をとり、これを離散値
   化し、頻度の多い値を持つ線分は離散値で描き直し、頻
   度の少ない値を持つ線分はもとのままにしておく処理を
   行う第二浄書処理部を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の手書き線画像浄書装置。