JPS6042990B2

JPS6042990B2 - パタ−ン認識方法

Info

Publication number: JPS6042990B2
Application number: JP53059933A
Authority: JP
Inventors: 繁角本; 好司藤本; 邦弘岡田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1978-05-22
Publication date: 1985-09-26
Also published as: JPS54152433A; US4272756A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、大型の図面、帳票等に書かれた２次元画像
データを認識するためのパターン認識方法に関するもの
である。

従来、大型の図面や帳票等に書かれた線図形を認識す
る場合には、線図形は、図面等全体に広がりを有し、全
体として１つの意味を有するものてあるから、線図形を
特定するために、該全体の画像データを一度に記憶でき
るメモリ容量が必要とされた。

つまり、図面全体に広がる線を追跡し処理する関係上、
図面全体のデータを処理装置が直接アクセスできるメモ
リに入れる必要があるのである。しかし、大画面の線図
形をパターン認識するためには非常に大きなメモリ容量
を必要とするから、処理装置が直接アクセスできるメモ
リの容量が少ないマイクロコンピュータ等では大画面の
線図形認識を行なうことができないという不都合があつ
た。本発明の目的は、大型の画面認識のためにメモリの
容量を、従来に比べて低減し、簡易な装置で線図形の認
識が可能なパターン認識方法を堤供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、認識すべ
き画面を、隣り合う画面が一部重複した部分を有するよ
うな複数の部分画面に分割し、複数の部分画面のうちの
一つの部分画面である第１の部分画面のデータを画面格
納用メモリに記憶し、第１の部分画面に含まれる線図形
のデータに基づいて第１の部分画面の線図形の特徴点を
検出し、第１の部分画面以外の他の部分画面の各々につ
いて、第１の部分画面でなされる手順と同じ手順で、順
次前記画面格納用メモリに記憶した部分画面のデータに
基づいて線図形の特徴点を検出し、複数の部分画面全体
について特徴点を検出した後に、検出された特徴点座標
から隣り合う部分画面に含まれる線図形が同一線分に属
するかを判断し、判断結果に基づいて線図形全体の特徴
を求めることにより線図形全体を認識することを特徴と
する。以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明す
る。第１図は、本発明によるパターン認識方法の原理を
示すもので、大型図面の読取りを行なう例である。

図から解るように、全画面１０は一度に処理できる単位
である複数個の小領域１１，１２，１３，・・・・に分
割されており、隣接する小領域、例えば、１１と１３の
間には重複領域１４が設けられ、１１と１２との間にも
同様に重複領域１５が設けれている。

このような大画面１０のデータを読取る場合、小領域単
位で行なわれる。例えば、小領域１１，１２の順番で矢
印で示す行方向に小領域単位で光電変換を行ない、次い
で、小領域１３を含む行の光電変換を順次行なうように
し、また、このような光電変換で得られた各小領域の画
像データを順次認識処理するようにし、そして、各小領
域の認識結果を基に全体の画面データの読取りを完了す
る。第２図は、本発明によるパターン認識方法を実現す
る大型図面読取装置の一実施例のブロック図を示すもの
で、２１は分割画面入力装置、２２は分割画面格納用メ
モリ、２３は線認識部、２４はは認識テーブル格納メモ
リ、２５は制御部、２６はは接続処理部である。

設計図などの図面には、第３図ａに示すように一般に、
線２８を含んており、線を含む大画面を読取る場合、大
画面１０中の小領域、例えば、横および縦方向長さ力Ｇ
ＸおよびＳＹである領域１１の分割画面を分割画面入力
装置２１により光電変換し、２値化処理などの前処理を
行なつた後、分割画面格納用画像メモリ２２に格納する
。

したがつて、このメモリ２２には、第３図ｂに示すよう
なデータとして格納される。

但し、第４図ｂ（７）Ｐｉは座標を示してるいる。次に
、このメモリ２２に格納された画像データを読取り、文
字、線認識部２３に送り、分割画面中の文字、線の認識
を行なう。認識の結果、第３図Ｃに示すような分割画面
認識テーブル２７を得、それを認識テーブル格納メモリ
２４に格納する。この認識結果では、線は端点、屈曲点
等の特徴点の座標によつて表わされる。例えば、線ａは
、座標Ｐｌ，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４によつて、線ａ（Ｐｌ，
ｐ２，ｐ３，ｐ，）のように表わされる。さらに、図に
は示されていないが、曲線は折れ線近似等の手法で表わ
される。こ１のようにして小領域１１の分割画面の認識
が終了すると、次の小領域１２の分割画面の取込み、認
識処理を上述したと同様して行ない、大画面１０の全領
域あるいは所望領域の分割画面の認識処理を行なう。こ
のようにして、メモリ２４には、各分割画面の認識結果
が分割画面認識テーブル２７として格納される。

これらの処理が終了すると、接続処理部２６では、これ
らの分割画面認識テーブル２７の内容を読み出し、その
内容を取捨選択して隣接ノする分割画面間の、認識結果
の接続を行ない、その結果、第３図ｄに示すような認識
テーブル２８を作成し、認識テーブル格納用メモリ２４
に格納する。線の場合は、一方の分割画面の境界上に線
分が存在したとしても、隣接した分割画面の境界上に完
全な型で存在しているので、線として確実に認識するこ
とができ、脱落してしまうことはない。

また、上述したように、１つの分割画面が画像メモリ２
２に格納され、認識処理された後に次の分割画面が画像
メモリ２２に柿納されるので、画像メモリ２２としては
１つの分割画面を記憶する容量を有しておればよく、全
体画面を格納する場合に比べて、メモリ容量を著るしく
低減できる。なお、第２図の、構成では、分割画面入力
装置２１、線認識部２３および接続処理部２６の動作は
、制御部２５からの制御データ、タイミング信号によつ
て制御される。以下、第２図の装置の各部分の動作につ
き、以下に詳細に説明する。

第４図は第２図の分割画面入力装置２１の具体的構成の
一例を示すものである。

図において、３１は大画面載置台、３２はテレビカメラ
等からなる画像入力ヘッド、３３は可動レール、３４，
３５は固定レール、３６は画像入力ヘッド移動用モータ
、３７は可動レール移動用モータ、３８はモータ駆動回
路、３９は画像入力ヘッド移動制御回路、４０は画像入
力制御回路を示す。

また、１０は大画面、２２は画像メモリである。このよ
うな構成において、制御部２５から画像入力ヘッド移動
制御回路３９に画像入力ヘッド３２の移動目標値をセッ
トし、それによつて、モータ駆動回路３８を通して可動
レール移動用モータ３１および画像入力ヘッド移動用モ
ータ３６を駆．動し、画像入力ヘッド３２を可動レール
３３に沿つてＹ方向に移動させるとともに、可動レール
３３を固定レール３４，３５に沿つてｘ方向に移動させ
、画像入力ヘッド３２を目標位置に移動させる。

次に、制御部２５から画像入力制御回路４０に入力の起
動を発すると、画像入力ヘッド３２のテレビカメラ等で
撮像された小領域の分割画面の映像信号が前処理され、
その結果が画像メモリ２２に記憶される。そして、次々
に制御部２５から移動目標値が入力され、その度に、対
応する小領域の分割画面が画像メモリ２２に格納される
。

なお、画像入力ヘッド３２の内に、ｘ方向に直線状に配
列されたアレーセンサを用いる場合には、画像入力ヘッ
ド３２を目標位置に移動させた後、画像入力ヘッド３２
をＹ方向に小領域に対応する分だけ移動させながら、映
像信号を入力に、それが終つた後、重複領域分だけ、画
像入力ヘッド３２を後退させ、次の隣接領域の分割画面
の映像信号を入力すれはよい。

なお、分割画面入力装置２１としては、画像入力ヘッド
を固定して、図面を移動させるようにしフたものを用い
ることもできるし、また、全画面あるいは必要な画面部
分をカバーする複数個の画像入力ヘッドを配置し、それ
らヘッドからの出力を選択的に取り出すようにしてもよ
い。

第５図は、第２図の線認識部２３における線認７識の一
例の手順を示すものである。

まず、画像メモリ２２に格納された画面データを所定の
順序に従つて取り出し、“１゛の絵素（黒の絵素）を捜
す。

゜゜１゛の絵素が検出されると、第６図ａに、示すよう
に、その絵素を中心とζしたリング状のウインド領域Ｗ
１を設定し、その領域内の絵素を抽出する。その領域内
に“１゛の絵素が含まれていれば、その“１゛の絵素の
領域の中心座標を求め、その位置を座標テーブルに記憶
するとともに、その位置を中心としたウインド領域Ｗ２
を設定する。それと同時に、ウインド領域Ｗ１とその内
円領域Ｒ１内の゜“１゛の絵素を特定の６６２″の絵素
にし、次のウインド領域Ｗ２の絵素を抽出し、その内の
゜゜１゛の絵素を検出する。このようにして、線の追跡
を行なうことができる。また、第６図ｂのように、すで
に追跡を終了した線ａに交叉して現在追跡中の線ｂが存
在する場合、図のようにウインド領域Ｗ３が設定される
と、そのウインド領域“′ｒ゛の絵素がないので、間違
つて判定される可能性がある。

そこで、ウインド領域６４２゛２の絵素がある場には、
ウインド領域を大きくして、その領域内の“１゛の検出
を行なうようにする。このような手法に従えば、画面上
の線を追跡することができ、その追跡結果として得られ
る座標に基づいて、線認識がなされる。

線認識を行なう場合は、上述した例に限らず、種々の方
法が従来から考えられており、それらのいずれの方法を
とつてもよい。

この線認識部２３としては、公知の専用装置を使つても
よいし、あるいは、マイクロコンピュータ等のプロセッ
サを使つて実現してもよい。

第７図は第３図の接続処理部２５の動作の原理を説明す
るもので、２つの隣接する領域の分割画．面の線を接続
する場合を示す。第７図において、重なり領域１４を有
する隣接する２つの小領域１１および１２の分割画面の
内、小領域１１に線Ａｌ，ａ２，ａ３が含まれており、
小領域１２に線Ｂｌ，ｂ．，Ｙ）３が含まれているとす
ると、認識テーブル格納メモリ２４内の、それぞれの領
域１１．および１２に対応する分割画面認識テーブル４
１および４２には図のように、結線数ｄと特徴点座標ｅ
とが格納されている。

接続処理部２５では、この認識テーブル４１，４２の内
容により、重複領域１４における線ａと線ｂとの重なり
を調べ、線の特徴点座標の取捨選択を行なつて線の結合
を行ない、新たな認識テーブル４３を作成して、メモリ
２４に格納する。第８図は上述した接続処理の手順の一
例を示す−ローチャートである。

第７図に示す分割画面の線ａと線ｂとを接続する例につ
いて以下説明する。

領域１１および１２上の各線ａおよびｂの座標をＰ，お
よびＱｊとし、また、両線Ａ，ｂの座標が一致しない状
態をＦ＝０、一致がある状態をＦ＝１とする。

まず、ｉ＝１，ｊ＝１，Ｆ＝０として、線ｂ上の座標ｑ
１すなわち、ｑ１が線ａのセグメントＰ，〜Ｐｉ＋１す
なわち、Ｐ１〜Ｐ２の上にあるかどうかを調べる。

そのセグメント上に線ｂはなければ、ｉを１＋１にし、
それがｍ（ｍは接続状態を調べている線ａの特徴点座標
の数を表わす。）に達したかどうかを調べる。ｍに達し
ていなければ、今度はＰ２〜Ｐ３のセグメント上に点ｑ
１があるかどうかを調べる。動作をｉがｍに達するまで
続ける。一方これらのセグメントＰ，〜Ｐｉ＋１上に点
Ｑ，があることが確認されると、Ｆ＝１を設定するとと
もに、ｊをｊ＋１にし、、それがｎ＋１（ｎは接続状態
を調べている線ｂの特徴点座標の数）に達したかどうか
を調べる。この場合、ｎ＋１に達していなければ、次の
点座標Ｑｊ＋１がセグメントＰ，〜Ｐ，＋１上にあるか
どうかを調べる。上述した動作を繰り返し、ｉがｍに達
すると、その時、Ｆ＝１であるかどうかが調べられ、Ｆ
＝０であれば、接続はなかつたものとして、点座標ｑ１
〜Ｑｎの線を認識テーブル４３に登録する候補とする。
一方、Ｆ＝１であれば、Ｐ．．＝Ｑ，−１に一致するか
どうかを調べて、一致すれば、Ｐ．．の後にＱ，〜Ｑｎ
を続けて一つの線として認識テーブル４３に登録し、Ｐ
ｍ半Ｑ，−１であれば、Ｐｒｎ−１にＱｊ−Ｑｎを続け
て１つの線として認識テーブル４３に登録する。

また、ｊがｎ＋１に達すれば、点Ｑｊ−Ｑｎは完全に７
［有］１〜Ｐ．ｎに含まれると判断して、点ｑ１〜Ｑｎ
を消去してしまう。このように処理することにより、隣
接する領域の分割画面の線の接続がなされる。

なお、上述した例では分割画面が２つの場合について説
明したが、３つ以上の分割画面の場合でも同様な手順で
処理できる。

このような処理をマイクロコンピュータ等のプロセッサ
を使つて実行するようにすれば、簡単に処理できる。

また、上記した機能を果す専用装置を接続処理部２６と
して構成するようにしもよい。なお、制御部２５として
は、マイクロコンピュータ等ののプロセッサで構成され
得る。

また、メモリ２２および２４としては、マイクロコンピ
ュータ等のランダムアクセスメモリなどが使用できる。

さらに、第２図の装置を１つのマイクロコンピュータ等
て構成するようにしてもよい。以上述べたように本発明
によれば、大画面の画面認識を、１つの分割画面を格納
するメモリにより行なうことができ、従来の方法に比べ
て著しく小容量のメモリによつて画面認識をすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパターン認識方法の原理の説明図
、第２図は本発明によるパターン認識方法を実現する大
型図面読取装置の一実施例のフロック図、第３図は第２
図の動作の説明図、第４図は第２図の分割画面入力装置
の一例の具体的構成ノ図、第５図は第２図の線認識部の
処理手順を示すフローチャート、第６図は第５図の処理
手順の説明図、第７図および第８図は第２図の接続処理
部の処理手順の説明図。１０は大画面、１１〜１３は小領域、１４，１５は重複
領域、２１は分割画面入力装置、２２は象メモリ、２６
は接続処理部を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１線図形を有する画面を隣り合う画面が一部重複した
部分を有するような複数の部分画面に分割し、前記複数
の部分画面のうち１つの部分画面である第１の部分画面
のデータを画面格納用メモリに記憶し、該第１の部分画
面に含まれる線図形のデータに基づいて第１の部分画面
に含まれる線図形の特徴を表わす点（以下特徴点という
）を検出し、第１の部分画面以外の他の部分画面の各々
について、前記第１の部分画面でなされる手順と同じ手
順で、順次前記画面格納用メモリに記憶した部分画面に
含まれる線図形のデータに基づいて線図形の特徴点を検
出し、前記複数の部分画面全体について特徴点を検出し
た後に、該検出された特徴点座標から、上記隣り合う部
分画面に含まれる線図形が同一線分に属するかを判断し
、該判断結果に基づいて線図形全体の特徴を求めること
により線図形全体を認識することを特徴とするパターン
認識方法。２線図形を有する画面を隣り合う画面が一部重複した
部分を有するような部分画面ごとに光電変換し、該光電
変換された第１の部分画面のデータを画面格納用メモリ
に記憶し、該第１の部分画面に含まれる線図形のデータ
に基づいて第１の部分画面に含まれる線図形の特徴点を
検出し、第１の部分画面以外の他の部分画面の各々につ
いて、前記第１の部分画面でなされる手順と同じ手順で
、順次前記画面格納用メモリに記憶した部分画面に含ま
れる線図形のデータに基づいて線図形の特徴点を検出し
、前記複数の部分画面全体について特徴点を検出した後
に、該検出された特徴点座標から、上記隣り合う部分画
面に含まれる線図形が同一線分に属するかを判断し、該
判断結果に基づいて線図形全体の特徴を求めることによ
り線図形全体を認識することを特徴とするパターン認識
方法。