JPH0434668A - 画像処理方法および装置 - Google Patents

画像処理方法および装置

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JPH0434668A
JPH0434668A JP13957390A JP13957390A JPH0434668A JP H0434668 A JPH0434668 A JP H0434668A JP 13957390 A JP13957390 A JP 13957390A JP 13957390 A JP13957390 A JP 13957390A JP H0434668 A JPH0434668 A JP H0434668A
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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、図面読取装置等において画像入力された図面
を認識処理する際の入力画像の近似線分図形を精度良く
求めることのできる画像処理装置に関する。
(従来の技術) 近時、地図や施設管理図等の各種図面を画像入力し、そ
の入力画像中の文字・シンボル・線分を認識処理してデ
ータ入力する図面読取装置が種々開発されている。この
種の図面読取装置において入力画像中の文字・シンボル
・線分等の図面構成要素を高性能に認識する上で、図面
中の各種線情報を如何にして精度良く検出するかが重要
な課題となる。
従来、この種の図面中の図形領域における直線を検出す
る代表的な手法としては、例えば次のような報告がなさ
れている。その1つは、図面中の図形領域を細線化処理
し、これによって求められた細線を折れ線近似すること
により図面中の直線を検出する手法である。然し乍ら、
細線化処理におけるノイズの為、精度の良い近似直線が
得られないと云う欠点がある。
一方、図形領域の連結黒画素領域の輪郭を折れ線近似し
、これらの輪郭線の平行線ベアを求めることによって、
図面中の線分の中心線(芯線)を求めることでその近似
直線を得る手法がある。しかしこの手法にあっては、次
のような原因により高精度な近似直線が得られないと云
う問題がある。
即ち、図面中における図形領域の近似直線(芯線)は、
折れ線近似された輪郭線に基づいて求められるので、芯
線の精度が輪郭線近似の精度に大きく依存してしまうと
云う問題がある。しかも輪郭線を折れ線近似する場合、
一般的にはその線分の端点を曲率の変化点上で求めるた
め、1点(1画素ブずれただけで、その近似直線の精度
が大きく変化すると云う不具合がある。また、例えば直
線の交差部のような曲率変化の大きい場所では、入力画
像の2値化の際のノイズの影響を受は易い為、輪郭線の
形状自体が正確でないと云う問題がある。
更には図面中において、例えば直線の片側に文字列が接
触する場合など、必ずしも輪郭の近似直線の平行線ペア
が得られない場合が多々生じる。
このような場合には、線分としての認識自体ができなく
なるので、その芯線を検出することができなくなると云
う問題が生じる。
(発明が解決しようとする課題) このように従来にあっては、画像として入力された図面
の線分を直線近似して文字・記号・線分の認識処理に供
する際の、直線近似精度に問題があり、認識性能低下の
要因となっている等の問題があった。
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、画像入力された図面についての
近似直線を簡易にして高精度に得ることができ、図面認
識処理性能の向上に大きく寄与することのできる画像処
理装置を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明に係る画像処理装置は、入力画像を細線化処理し
た細線化画像から前記入力画像の近似線分を得ると共に
、前記入力画像の連結黒画素領域の輪郭線の近似線分を
得、前記細線化画像から求められた近似線分を前記輪郭
線近似線分を用いて整形するようにしたことを特徴とす
るものである。
(作 用) このように構成された本発明によれば、細線化画像から
求められる有る程度精度の高い近似線分を、輪郭線近似
線分を用いて整形するので、細線化処理時のノイズ等に
起因する精度低下の要因を効果的に補正することが可能
となるので、入力画像の近似直線を簡易な処理にて高精
度に得る二′とが可能となる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明に係る画像処理装置の一実
施例について説明する。
第1図は実施例装置の基本的な処理手続きの流れを示し
ている。この実施例装置では、入力画像を細線化処理し
、その細線化処理画像を折れ線近似して第1の近似直線
を得る処理手続き(処理A)と、前記入力画像の連結黒
画素領域を求め、この連結黒画素領域の輪郭線を折れ線
近似して第2の近似直線を得る処理手続き(処理B)と
が並列的に行われる。
しかる後、上記第1および第2の近似直線を、その入力
画像中での位置情報や近似直線としての特徴に従って対
応付けしく処理C)、その対応関係に従って前記細線化
画像から求められた第1の近似直線を、前記輪郭線から
求められた第2の近似直線に従って整形処理しく処理D
)、ここに近似精度の高い前記入力画像の近似直線を求
めることを特徴としている。
ここで前記入力画像を細線化処理して求められる細線化
画像から得られる第1の近似線分を(L 11として、
また前記入力画像の連結黒画素領域の輪郭線を直線近似
して求められる第2の近似線分を IRilとしてそれ
ぞれ表すものとする。
しかして前記第1の近似直線 (Ll)は、基本的には
前述したように入力画像を従来より種々提唱される細線
化処理の手法を適宜用いて線幅[1](1画素の大きさ
に相当)の細線化画像を求め、この細線化画像における
各線分を、例えば曲率の大きい点を区切り点として各区
切り点間を直線で結ぶことで直線近似して求められる。
このような細線化画像の直線近似処理により、例えば第
2図に示すような入力画像の第1の近似直線 ILl)
として、例えば第3図に示されるような線分情報11.
1! 2.・・・に関する情報と、これらの各線分11
゜12、・・・の端点P 1.P 2.・・・に関する
第4図に示すような情報とが求められる。つまり直線近
似した各線分# 1.N 2.・・・の端点がどこであ
るか、また各端点P 1.P 2.・・・はどの線分に
属するかの情報が求め′られる。
一方、前記第2の近似直線 IRl)は、入力画像の連
結黒画素領域の全ての輪郭を求め、この輪郭を直線近似
処理することによって求められる。この入力画像の輪郭
検出は、例えば ”A high 5peed raster to v
ector conversionuslng 5pe
cial hardware for contour
 tracking″(IAPRworkshop o
n CV −5pec1al hardware an
dindustrial application、 
1988. pp、18−23)に紹介されるような手
法を用いて行われる。
この輪郭検出処理は連結黒画素領域の輪郭を追跡しなが
ら、次のような処理を実行することにより達せられる。
即ち、この輪郭追跡処理では、先ず入力画像中の[黒/
白]の境界を追跡しながら、輪郭線の向きを示すチェー
ンコードを順次出力する。このチェーンコードは入力画
像中の[黒/白]の境界が示す向きを、例えば第5図に
示すように45″刻みに設定したコードの系列からなる
。しかしてこの輪郭線分の直線近似処理では、先ず上記
チェーンコードに従って次の第(1)式に示す計算を行
い、追跡点ptにおける曲率Ciを計算することから開
始される。
但し、kjは、輪郭追跡点Pjにおけるチェーンコード
である。
次に上記輪郭線上において、曲率Ciの絶対値が所定の
閾値T以下である連続輪郭線(Pl、P2゜・・・・・
・Pn)を抽出する。そしてこの連続輪郭線チェーンコ
ードに基づいて、例えば第6図に示すように求められる
連続輪郭線と、その端点PI、Pnを結ぶ直線[P 1
−P n]とで構成される閉領域の面積Sを、第(2)
式に示す計算により求める。
S−Σ  (Xi*  δxi−Yi*  δyl) 
  −(2)但し、(Xi、Yi )は、点P1の座標
値であり、δxi−Xi+l −Xi 、δyi −Y
 i+1− Y iである。
このようにして求められる値(面積S)が成る閾値より
小さいとき、この連続輪郭線が1本の直線を表すものと
し、上記端点P1.Pnを結ぶ線分[P L−P n]
を当該連続輪郭線の近似直線とする。
また上記第(2)式に示す計算により求められる値(面
積S)が前記閾値より大きいときには、当該連続輪郭線
は複数本の線分より構成されるものと判断する。そして
この連続輪郭線を、例えば2分割法により折れ線近似す
る。この2分割法は、例えば ”Pattern classification a
nd 5cene analysls″R1chard
 O,Duda and Peter E、 Hart
。
A Viley−1nterseince Publl
cation、pp43B−339なる文献に紹介され
るような手法を用いて実行される。
このようにして入力画像の全ての輪郭について上述した
処理を実行し、この結果水められる全ての輪郭について
の各近似直線を前述した第2の近似直線 (Rilとし
て登録する。尚、この輪郭線の直線近似処理については
、前記入力画像の輪郭を単純に2分割法により折れ線近
似するだけでもいが、上述したような処理を実行する方
が入力画像の輪郭を直線近似すると云う点で精度が良い
ものが得られる。
以上のようにして入力画像に対する第1の近似直線 I
L itと、第2の近似直線 (R1)とが求められる
と、次にこれらの第1および第2の近似直線 IL i
l、  fRil間での対応付けを行う。この対応付は
処理は、第1の近似直線 +L l+の各線分L1につ
いて、ソノ端点P 1O(XiO,YiO)P 1t(
Xil、 Yil)の近傍に存在する第2の近似直線I
R1)中の線分R1を探索することから開始される。こ
の探索は、例えば線分Liの中点Pi2からこの線分の
方向に対して左右両方向を区別し、前記中点Pi2に最
も近い線分のうち、線分L1とのなす角度が成る閾値θ
以下の直線を求めることによってなされる。
例えば後述する第10図に示す例では、細線化画像から
求められた近似直線 (L ilの線分L1については
、図中右側に対して線分R1が、また左側に対して線分
R5がそれぞれ求められる。このような線分の対応付は
処理を全ての線分Liに対してそれぞれ実行する。
次に上述した如く対応付けられた線分Liと線分Riと
の関係に基づき、第2の近似直線 (Rilの情報を用
いた前記第1の近似直線 (L i)の整形処理を行う
。
この整形処理は線分Liに対応付けられた2つの線分R
iに基づき、細線近似線分Liの端点P1の位置を決定
することにより実現される。
ここで成る細線近似線分Liに対応付けられた2つの輪
郭近似線分R1である輪郭近似線分対(ベア)を(Ri
、Rj )として表すものとする。
そしてこの組で決定される直線を、例えば第7図に示す
ように輪郭近似線分Ri、Rjの各端点を相互に結ぶ線
分(破線で示す)の中点c 11.  Cjjで決定さ
れる直線として定義する。
しかし細線近似線分L1に対応する輪郭近似線分は必ず
しも上述したように組として存在するとは限らない。そ
の際には、例えば第8図に示すように、細線近似線分L
Lの中点P1を通る前記細線近似線分L1に対応し、且
つ輪郭近似線分R1に平行な線分kを前記直線として定
義する。このようにして直線を定義することにより、以
下の説明では輪郭近似線分対(R1,Rj )と示した
際には、その一方がない場合であっても2つの輪郭近似
線分R1が存在する場合と同様な議論が成立することに
なる。
また輪郭近似線分対(R1,R2)と輪郭近似線分対(
RLR4)との交点として、前記輪郭近似線分R1(i
=1.・・・、4)が全て異なっている場合には、前述
した輪郭近似線分対(R1,R2)で決定される直線と
、輪郭近似線分対(R3,R4)で決定される直線の交
点として定義する。また上記輪郭近似線分R1が[R1
=Rj (1−1or 2.j−3or 4) ]なる
関係を持つ場合には、前記交点は次のようにして得られ
る点Qとして定義されるものとする。
即ち、例えば第9図に示すように、前記交点Qは、2つ
の細線近似線分LL、L2の中点を結ぶ直線にと、輪郭
近似線分R2と輪郭近似線分R3との端点を結ぶ線分の
中点を通り、且つ輪郭近似線分R1(−R4)に垂直な
直線mとの交点であるとする。
以上のような定義の下で第1の近似線分 (L il 
’に対する整形処理は次のようにして進められる。
具体的には、例えば第10図に示すようにその線分が分
岐している場合、細線近似直線L1の端点P1の位置の
決定による当該細線近似直線L1の整形は次のようにし
て行う。即ち、細線近似直線L1の端点P1には、細線
近似直線Llを含めて3つの細線近似直線LL、L2.
L3が接続されている。そこでこれらの各細線近似直線
Ll。
R2,R3にそれぞれ対応する第2の近似線分(R1)
の組(R1,R5)  (R2,R3)  (R4,R
5)をそれぞれ求める。
そしてこの場合には前記第2の近似線分 [Ri)の組
(R1,R5)  (R4,R5)の各交点を通り、且
つ輪郭近似線分R5に平行な直線と、前記第2の近似線
分 (R1)の組(R2,R1)から求められる直線の
交点Qiの位置を求める。このようにして求められる交
点Q1の位置を前記端点PIの位置として変更して前記
細線近似直線L L(L 2.L 3.)を整形する。
また第11図に示すように線分が折れ曲がっている場合
には、細線近似直線LLの端点P1に接続する2つの細
線近似直線LL、L2について、これらの細線近似直線
Ll、L2に対応する第2の近似線分 (Rflの組(
R1,R2)  (R3,R4)を求める。そしてこれ
らの第2の近似線分 (R1)の組(R1,R2)  
(R3,R4)の交点Q1の位置を求め、前記端点Pi
の位置を上記交点Q1の位置に変更する。この端点Pi
の位置変更により細線近似直線L1.L2が整形される
。
更に第12図に示すように線分が交差しているような場
合には、上述した第11図に示す例のように、先ず折れ
線として求められている細線近似直線LLの端点Piの
位置を、細線近似直線LL、L2に対応する第2の近似
線分 (R1)の組(R2,R3)  (R4,R5)
の交点Q1の位置に変更し、また折れ線として求められ
て0る細線近似直線L3の端点P2の位置を、他の細線
近似直線L3.L4に対応する第2の近似線分(Ri)
の組(R8,R7)(RLRI )の交点Q2の位置に
変更する。尚、前記交点Qlが第2の近′似線分 iR
ilの組(RI3.R7)の間にあり、且つ組(R8,
R1)の間にある場合には、前記点P1と点P2とを仮
想的に結ぶ線分Lxを除去して上記点P1と点P2とを
併合し、その座標値を前記交点Q1と交点Q2との中点
とする。このようにして求められる位置を前記細線近似
直線LL  (L2.L3.L4)の端点P1の位置と
して変更する。この処理により前記細線近似直線LJ、
。
L2.L3.L4がそれぞれ整形される。
また第13図に示すように折れ曲がり線分が直線に接触
しているような場合には次のようにする。
つまり線分L1に示すようにその線分長が短く、且つこ
れに対応する輪郭近似線分が無く、しかも上記線分L1
の端点P1に接続される他の2つの細線近似線分に対応
する輪郭近似線分が共通した線分R4である場合には、
上記線分L1を除去する。そして線分L1の端点てあり
、他の細線近似線分との接続点であったPL、P2の位
置を、輪郭近似直線対(R3,R4)  (R4,R5
)の交点、および輪郭近似直線対(R1,R2)  (
R3,R4)の交点としてそれぞれ変更し、細線近似線
分を整形する。
更に第14図に示すように、2つの輪郭近似線分(R1
,R2)の間に2つの分岐点Pl、P2が存在するよう
な場合には、線分LL、・・・L5を除去する。そして
新たに点P3と点P4とを結ぶ線分、および点P5と点
P6とを結ぶ線分をそれぞれ発生させて、細線近似線分
を整形する。
以上のような処理を第1の近似直線 (L 11の端点
にそれぞれ適用することにより、細線近似線分の整形処
理が施されることになる。
このように上述した整形処理によれば、入力画像を細線
化処理してなる細線化画像から求められる図面の近似直
線を、上記入力画像の輪郭線から求められる近似直線を
用いて整形処理するので、入力画像中のノイズに起因し
て細線化画像の精度が悪く、これによって近似直線の精
度が悪い場合であっても、入力画像の輪郭線情報に従っ
てこれを効果的に補正することができ、修正された近似
精度の高い図面の直線近似データを求めることが・可能
となる。しかも入力画像の輪郭線情報に従ってその細線
化画像から求められる近似直線の整形を上述したように
線分を対応付けながら行うので、簡易にして精度の高い
直線近似データを効率的に求めることができる等の実用
上多大なる効果が奏せられる。
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば入力画像に対して細線化を完全に施すのではな
く、限定回数だけ境界上の黒画素を除去する部分細線化
処理を施すことで塗り潰し領域を求めることができる。
従ってこのような上記部分細線化処理により完全に線幅
[1]にならなかった領域を塗り潰し領域として求め、
その部分については当該部分細線化画像の輪郭情報を用
いて上述した細線近似直線を整形した場合と同様な処理
により整形することかできる。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、入力画像を細線化
処理してなる細線化画像から求められる近似直線を、上
記入力画像の輪郭線の情報に従って整形すると云う手法
を導入することて、簡易にして高精度な直線近似データ
を効率的に求めることが可能となる。この結果、直線近
似データに基づく各種の認識処理を高精度に行なわせる
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】
図は本発明に係る画像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概略的な処理の流れを表す図
、第2図は細線化画像の近似線分について示す図、第3
図および第4図は細線近似線分のデータ構造の例を示す
図、第5図はチェ−ンコードを表す図、第6図は輪郭線
を近似する近似線分と原画像と関係を示す図、第7図は
輪郭近似線分の組で決定される直線を示す図、第8図は
輪郭近似線分の組が存在しない場合の輪郭近似線と細線
化近似線との関係で決定される直線を示す図、第9図は
2つの輪郭近似線分の交点について示す図、第10図乃
至第14図はそれぞれ細線′近似直線の輪郭近似直線を
用いた整形処理を説明する為の図である。 A・・・細線化画像からの直線近似処理、B・・・輪郭
線の直線近似処理、C・・・細線近似直線と輪郭近似直
線との対応材は処理、D・・・輪郭近似直線を用いた細
線近似直線の整形処理、 IL l・・・第1の近似直
線(細線近似直線)   1R1)・・・第2の近似直
線(輪郭近似直線)。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第5 図 第6図 第1 第2図 第7図 第8図 RI=R4 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力画像を細線化処理した細線化画像から前記入力画像
    の第1の近似線分を得る手段と、前記入力画像から求め
    られる連結黒画素領域の輪郭を線分近似して上記輪郭の
    第2の近似線分を得る手段と、前記細線化画像から得ら
    れた第1近似線分を、前記輪郭の第2近似線分により整
    形する手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置
    。
JP13957390A 1990-05-31 1990-05-31 画像処理方法および装置 Expired - Lifetime JP2885476B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08329227A (ja) * 1995-03-27 1996-12-13 Nippon Steel Corp 対話型図面認識処理方法
JP2009193361A (ja) * 2008-02-14 2009-08-27 Canon Inc 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び、記録媒体

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JP2009193361A (ja) * 2008-02-14 2009-08-27 Canon Inc 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び、記録媒体

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