JPH0434653A - 図面処理装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムや地理情報管理シス
テムにおける入力データとして用いる図形データを、画
像太刀された線画像データがら効果的に抽出することの
できる図面処理装置に関する。

（従来の技術） 近時、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの普及に伴い、既存図面
からそこに記載されている図形情報を自動的に読み取り
入力したいと云う要求が高まっている。このような要求
に応えるべく、従来よりバターン認識技術を用いて、例
えば設＃ｉ図面から配管のネットワーク情報を線図形と
して自動的に抽出したり、機械図面中の寸法線等の各線
種を読み取るための図面入力装置の開発が種々試みられ
ている。

ところが既存図面の中には、例えば設備図面のように地
図の上に重ね書きされて作成されたものが多々ある。こ
のような場合、その図面情報（図形情報）をＣＡＤ／Ｃ
ＡＭシステムに入力するには、地図情報と設備図情報と
を分離して所望とする図形情報だけを抽出する必要があ
る。然し乍ら、この種の地図情報と設備図情報とが混在
した図面にあっては、−船釣にその線画像データは各種
の線分が多様に入り込んだ非常に複雑なもとなっている
ことが多い。この為、図面入力装置におけるパターン認
識による各種の線分を正確に抽出することが困難になり
、所望とする線分データだけを数値データ化して抽出す
ることが非常に難しい。

しかも図面処理装置としての処理速度や認識性能が著し
く低下すると云う不具合があった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の図面入力装置では、図面の背景となる
地図情報と、その地図上に書かれた設備図情報とを分類
することが困難であり、また設備図のみのパターン認識
においても処理性能が低下するという問題点があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、図面に対するパターン認識処理
を行うに先立って、その背景となる図面の図形要素を分
離することで図面中の図形を数値データとして効果的に
抽出することを可能とする図面処理装置を提供すること
にある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明に係る図形処理装置は、背景図面とその背景図面
上に図形が書かれた処理対象図面をそれぞれ画像データ
として読み込み、これらの各画像データを格納すると共
に、その図面間の位置合わせを行う。そして上記各画像
データの図形部を線分データとして数値化し、線分デー
タをベクトル化した場合は前記処理対象図面から求めら
れたベクトル中から前記背景図面から求められたベクト
ルと対応付くベクトルを分類し、またベクトル化を行わ
ない場合は背景図面の図形部の画素に対応する処理対象
図面の画素を図形部以外にデータに変更し、その上で処
理対象図面中の図形を数値データとして数値化すること
を特徴としている。

（作　用） このような構成を有する本発明によれば、処理対象図面
の中から、その処理対象図面の作成の元となった背景図
面における図形部を分類して予め排除することが可能と
なるので、処理対象図面中の線分を整理した上でその中
の図形をそれぞれ効果的にパターン認識し、数値データ
化することが可能となる。この結果、その認識処理性能
を高め、またその処理速度の高速化を図ることが可能と
なる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る図面処理
装置について説明する。

第１図は実施例装置における図形処理手順の概略を示す
図である。この実施例装置では、基本的には処理対象図
面の作成に用いられた背景となる図面（地図；背景図面
）と、その背景図面上に設備図情報等の図形を重ね書き
して作成された処理対象図面の画像データとしての入力
をそれぞれ行う（ステップａ）、しかる後、上記背景図
面の図形成分と処理対象図面の図形成分との対応付けが
容易なるように、倒木セ細線化処理等の所定の前処理を
それぞれ行い・（・ステップｂ）、例えば上記各図面に
おける予め定められた特徴点の位置情報に従って上記２
つの図面の位置合わせを行う（ステップｃ）。

その後、例えば各図面の線分をそれぞれベクトル化して
、これらの各図面間でのベクトルの対応付けを行ったり
、背景図面の図形成分をなす画素に対応する処理対象図
面の画素°を図形以外のデータに変更する等して、前記
処理対象図面と背景図面との間で図形成分を対応付けし
て分類しくステップｄ）、処理対象図面中に存在する図
形成分だけを前記背景図面上に記載された設備図情報で
あるとして出力する（ステップｅ）。

このような処理手続きを踏まえることにより、実施例装
置では処理対象図面中における設備図情報等の所望とす
る図形だけを効果的に抽出し、これを精度良く認識処理
して数値データ化して出力することが可能となる。

第２図は上述した図面処理を実行する実施例装置のハー
ドウェア的な概略構成を示すブロック図である。

第２図において１は装置全体の制御と処理を司るプロセ
ッサである。このプロセッサｌにバスを介して図面を画
像データとして入力するスキャナ２や、その入力画像デ
ータを格納するための画像メモリ３、各種処理データを
記憶したり画像データ処理ワークエリアとして用いられ
る記憶部４、更にはキーボード等の操作部５およびデイ
スプレィ等の出力部６がそれぞれ接続される。

尚、処理対象画像や背景画像が予め２値画像データ化さ
れている場合や、線画像データ化されている場合には、
所定のインターフェースを介してその画像データの取り
込みが行われる。

次にこのように構成された実施例装置おける処理動作を
具体的にて説明する。

最も基本的な処理形態としては、画像データとして入力
された背景図面と処理対象図面とにおける図形部分をそ
の画像データレベルで対応付け、背景図面中に存在する
図形部分の画素に対応する処理対象図面中の画素を図形
以外のデータに変更し、その後、処理対象図面中の図形
部分を数値データ化することにより実現される。

この処理は、前記スキャナ２を用いて背景図面と処理対
象図面をそれぞれ光学的に読み込み、各図面を２値化し
て画像データとしてメモリ８に格納することから行われ
る。この２値画像データ化は入力画像の図形部の画素を
［１］、その他の画素を［０］とする二とによって実現
される。しかる後、上述した如く２値画像データ化して
入力された２枚の画像間の位置合わせを行う。この位置
合わせは、例えば第３図に示すように予め対応する３つ
の基準点ａを背景図面Ｘと処理対象図面Ｙ上にそれぞれ
付けておき、画像データ上で上記基準点ａをそれぞれ検
出する。そして検出された３つの基準点の位置に基づい
て前記２枚の画像（背景図面Ｘ、処理対象図面Ｙ）をア
フィン変換することによって実現される。このような位
置合わせ処理によって上記２枚の図面は同一座標系の基
準点をもとに重なり合わせられる。

しかる後、前記画像メモリ３に格納された背景図面Ｘの
画像Ｘと、処理対象図面Ｙの画像ｙとを同期させながら
、前述した如く位置合せされた同一座標の画素をスキャ
ン走査し、背景図面Ｘの画像Ｘの画素が［１］の時、処
理対象図面Ｙの画像ｙの同一座標の画素を［０］に変換
していく。

つまり背景図面の図形を示す画素に対応する処理対象図
面の画素の値を図形以外のデータ、ここでは［０］に順
次変更していく。このような処理を経た後、例えば処理
対象図面中の図形の連結成分（画素［１］の連結成分）
を求め、雑音と思われる小さな孤立図形を処理対象図面
Ｙの画像ｙ中から削除する。この孤立図形の削除は、図
形の連結成分の大きさや長さを所定の閾値と比較し、図
形としての予め定められた条件を満たさないものの画素
の値を［０］に変更していくことにより実現される。

以上のような処理手続きを実行することにより、その処
理結果が第３図の図面Ｚのように求められ、処理対象図
面Ｙの画像ｙから背景図面Ｘの画像Ｘを除いたもの、つ
まり背景図面Ｘ上に記載された設備図等の図形情報だけ
を抽出したものとなる。

従ってこのような処理が施された図面Ｚの図形部分を線
分データとして抽出する際、不本意で余分な図形情報が
予め除去されているので、その処理を非常に効率的に、
しかも精度良く検出することが可能となる。

ところで上述した処理手続きは、入力画像データに対し
て直接的に処理を施して処理対象図面中から背景図面の
情報を除去したが、入力画像データを処理する上での前
処理として各図面の線分をベクトル化して数値化表現し
、このベクトルデ−夕を用いて処理対象図面中から背景
図面の図形要素を分類・排除するようにしても良い。

この場合には、スキャナ２を用いて読み込まれる背景図
面と処理対象図面とをそれぞれ２値化画像データとして
画像メモリ３に格納する。その後、これらの画像間の位
置合わせを上述した画像データレベルでの処理と同様に
行っても良いが、例えばここでは上記各図面の画像デー
タの線分をベクトル化し、このベクトル化されたデータ
レベルで行われる。このようにしてベクトルデータを用
いて画像間の位置合せを行う場合、画像データの全てを
アフィン変換することに代えて、ベクトルのアフィン変
換だけで位置合わせを実現することができるので、その
処理を高速に行うことが可能となる。

尚、前記図面の画像に示される図形のベクトル化は、例
えばその線図形を細線化処理した後、これを折れ線近似
してベクトル表現するようにしても良いし、或いは図形
の輪郭線を求め、この輪郭線情報を折れ線近似してベク
トル化表現するようにしでも良い。更には上記輪郭線の
ベクトルからその中心線を求め、この中心線をベクトル
化することによっても実現できる。

しかる後、次に前記背景図面から得られたベクトルと、
処理対象図面から得られたベクトルと対応付ける。この
両図面間におけるベクトルの対応付けは、例えば第４図
に示すような処理手続きにより実現される。即ち、この
処理は、先ず前記各図面からそれぞれ求められたベクト
ルを高速に検索するべく、例えば 「坂内正夫著、”画像データベース。

１９８７年、昭晃堂　　　　　　　」 に紹介されるように各ベクトルをブロック法またはＢＤ
−木によってデータベース化し、管理する（ステップＡ
）。このようなデータベース管理により、任意のベクト
ルを高速に検索することが可能となる。

次に前記背景図面Ｘから求められたベクトルを順に取り
出し、これを元ベクトルとしてその元ベクトルを囲む外
接長方形を求める（ステップＢ）。

そしてこの外接長方形にかかる処理対象図面中のベクト
ルを全て検索抽出し、そのベクトルを候補ベクトルとす
る（ステップＣ）。候補ベクトルとしては、１つだけ求
められる場合もあるが、−船釣には複数測水められる。

しかる後、抽出された候補ベクトルに対して元ベクトル
との重なり度を計算する（ステップＤ）。

この重なり度は、例えば第５図に示すように、元ベクト
ルａおよび候補ベクトルβの各端点γから相手方のベク
トルに対して引いた垂線の長さａ。

ｂ、ｃ、ｄの最小の２つの和として求められる。

尚、垂線を引いたところがベクトル上でない場合には、
最近隣のベクトルの端点との距離を上記垂線の長さと着
像す。

このようにして求められた重なり度が成る閾値より小さ
い時、これらの２つのベクトルは相互に対応付くと判定
する。そしてこの判定処理により元ベクトルαに対応付
けられた候補ベクトルβを、次のようにして背景図面に
存在する図形のベクトルとして分類する。このようにし
て対応付けられるベクトルの対応関係には、′１ａ６図
に例示するような３つのパターンが考えられる。

その１つは、第６図（ａ）に示すように背景図面から求
められた元ベクトルαが、それに対応する処理対象図面
から求められた候補ベクトルβに包含される場合である
。この場合には、元ベクトルａに対応付いた候補ベクト
ルβに対して上記元ベクトルαの端点からそれぞれ垂線
を降ろし、その垂線が候補ベクトルβに達した点で上記
候補ベクトルβを３つに分割する。そしてその中間に位
置するベクトルを、背景図面に存在するベクトルである
旨の属性を付与し、前記ベクトル管理データベースを更
新する。

これに対して第６図（ｂ）に示すように、背景図面から
求められた元ベクトルαが、それに対応する処理対象図
面から求められた候補ベクトルβを包含する場合には、
その候補ベクトルβにそのまま、そのベクトルが背景図
面のベクトルαに相当すると云う旨の属性を付与し、前
記ベクトル管理データベースを更新する。

しかして対応付けられたベクトルが上述した包含関係に
無い場合には、つまり第６図（ｃ）に示すように互いに
その一部が重なり合っているような場合には、次のよう
に処理する。この場合には、元ベクトルβの端点から、
これに対応付けられた候補ベクトルβに垂線を降ろし、
垂線が到達した点で前記候補ベクトルβを２つに分割す
る。そして２つに分割されたベクトルの内、元ベクトル
αに重なる方のベクトルに対して、そのベクトルが背景
図面のベクトルαに相当すると云う旨の属性を付与し、
前記ベクトル管理データベースを更新する。

以上のようにして背景図面から求められたベクトルと処
理対象図面から求められたベクトルとの対応付は処理を
行う。そして前記元ベクトルαを囲む外接長方形に掛か
る候補ベクトルβの全てに対して上述したステップＤに
示される処理が施されたか否かを検査しくステップＥ）
。更に背景図面から求められた元ベクトルαの全てに対
して上述した処理を行ったかどうか検査しくステップＥ
）、必要ならば上述した処理手続きを繰り返し実行する
。そして全てのベクトルに対する処理が完了した時点で
、このベクトルの対応付けの処理を終える。

以上のようなベクトルの対応付は処理において背景図面
から求められた元ベクトルαに対応付けられなかったベ
クトル、つまり処理対象図面から求められたベクトルの
中の処理対象図面固有のベクトルを抽出することにより
、前述した第３図に示すように背景図面状に記載された
設備図等の図形データだけを抽出し、これを認識処理す
ることが可能となる。

尚、背景図面が既にベクトルデータとして与えられるよ
うな場合には、この背景図面のデータ構造と同じになる
ように処理対象図面の図形部分をベクトルデータ化した
り、或いはベクトルデータとして与えられる処理対象図
面のベクトルデータ構造を変換した上で上述したベクト
ルデータの対応付けと、その分類処理を行うようにすれ
ば良い。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば図形に対するベクトル化の手法や、その対応付
は処理は従来より種々提唱されているベクトル処理技術
を適宜応用すれば良い。また予め明らかに背景図面の情
報であると分かっている部分を処理対象から除外した後
に上述した処理手続きを進めるようにしても良い。その
他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、処理対象図面中か
ら、上記処理対象図面の作成の元となった背景図面の図
形部を分類削除し、処理対象図面中の新たに記載された
図形部分だけを選択的に抽出するので、不本意な図形情
報を除去して図形データに対する認識処理（数値データ
化）を進めることができる。この結果、図面処理におけ
る処理時間の短縮化を図り、またその認識率の向上を図
ることが可能となる等の実用上多大なる効果が奏せられ
る。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の一実施例に係る図面処理装置について示す
もので、第１図は実施例装置における処理手順の概略を
示す図、第２図は実施例装置の概略構成を示すブロック
図、第３図は実施例装置における図面処理の概念を模式
的に示す図、第４図はベクトルの対応付は処理の流れを
示す図、第５図はベクトルの重なり度について説明する
為の図、第６図は候補ベクトルの分類処理を説明する為
の図である。 ■・・・プロセッサ、２・・・イメージスキャナ、３・
・・画像メモリ、４・・・記憶部、５・・・操作部、６
・・・出力部、ａ・・・図面入力処理、ｂ・・・前処理
（ベクトル化）、Ｃ・・・図面間の位置合せ処理、ｄ・
・・線分の対応付け・分類処理、ｅ・・・処理図面出力
処理。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 〕 第 図 第 図 仏 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）図面中の図形を数値データとして抽出する図面処
   理装置において、 背景図面、およびこの背景図面上に図形が書かれた処理
   対象図面をそれぞれ読込む為の図面入力手段と、入力さ
   れた上記各図面をそれぞれ画像データとして格納する画
   像格納手段と、上記各図面間の位置合わせを行う手段と
   、位置合わせされた前記各図面の画像データからその図
   面における図形部を線分データとしてそれぞれ数値化す
   るベクトル化手段と、前記処理対象図面から求められた
   ベクトル中の前記背景図面から求められたベクトルに対
   応付くベクトルを分類する手段とを具備したことを特徴
   とした図面処理装置。
2. （２）図面中の図形を数値データとして抽出する図面処
   理装置において、 背景図面、およびこの背景図面上に図形が書かれた処理
   対象図面をそれぞれ読込む為の図面入力手段と、入力さ
   れた上記各図面をそれぞれ画像データとして格納する画
   像格納手段と、上記各図面間の位置合わせを行う手段と
   、前記背景図の図形部の画素に対応する前記処理対象図
   面の画素を図形部以外のデータに変更する手段とを具備
   したことを特徴とする図面処理装置。