JPH08262974A

JPH08262974A - 地図入力システムにおける家屋認識方法

Info

Publication number: JPH08262974A
Application number: JP7093014A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kono; 秀樹河野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-10-11
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JP3582143B2

Abstract

(57)【要約】【目的】オペレータの作業負担を軽減することができ
ると共に、処理を迅速に行うことができる地図入力シス
テムにおける家屋認識方法を提供する。【構成】地図をスキャナ１２により読み取り、二値画
像データをベクトルデータに変換した後、オペレータが
ＣＲＴ表示装置１４の画面上で枠を指定すると、その枠
内において閉ループ形状であって所定の大きさ以上であ
る図形を認識対象の家屋図形として抽出する。そして、
認識対象の家屋図形について整形処理や接続処理を行
い、その処理結果をＣＲＴ表示装置１４の画面上に表示
する。オペレータは、処理されたものが実際家屋を表す
ものであるかどうかについて正誤判定を行い、登録する
必要があるものだけを登録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地図を入力して得られ
た二値画像データをベクトルデータに変換した後、家屋
図形を認識しコード化する地図入力システムにおける家
屋認識方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地図を読み取り、各図形要素をベ
クトルデータに変換し、家屋図形については認識しコー
ド化する地図入力システムが各種提案されている。たと
えば、従来の対話型の地図入力システムでは、まず、地
図をスキャナで読み取って、二値画像データを得る。次
に、オペレータが位置入力装置を用いて、図形要素を一
つずつピックしてベクトルデータに変換する。そして、
家屋図形については一つずつピックすることにより家屋
図形であることを認識しコード化する。その後、地図中
に含まれるシンボルについてはシンボル認識を行い、ま
た、図形への属性付けや図形間の関連付け等の構造化処
理を行い、構造化されたデータベースが構築される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
対話型の地図入力システムでは、家屋図形を認識する
際、オペレータが家屋図形を一つずつ指定することによ
って処理していたので、オペレータに多大な作業負担が
かかると共に、処理を迅速に行うことができないという
問題があった。

【０００４】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、オペレータの作業負担を軽減することができる
と共に、処理を迅速に行うことができる地図入力システ
ムにおける家屋認識方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の発明は、予め処理対象である地図を
読み取り、得られた二値画像データをベクトルデータに
変換した後、家屋図形を認識する地図入力システムにお
ける家屋認識方法において、画面上で枠を指定したとき
に、前記枠内において閉ループ形状であって所定の大き
さ以上である図形を認識対象の家屋図形として抽出し、
その抽出した前記認識対象の家屋図形を家屋形状に整形
して画面上に表示した後、前記認識対象の家屋図形につ
いて登録するかどうかを指示することを特徴とするもの
である。

【０００６】請求項２記載の発明に係る地図入力システ
ムにおける家屋認識方法は、請求項１記載の発明におい
て、前記認識対象の家屋図形を家屋形状に整形した後、
前記認識対象の家屋図形とすでに登録されている家屋図
形とに対して本来重なるべき辺がずれている場合にその
ずれている辺を一致させる接続処理を行うことを特徴と
するものである。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明は前記の構成によって、画
面上で枠を指定すると、枠内において閉ループ形状であ
って所定の大きさ以上である図形を認識対象の家屋図形
として抽出し、整形処理を行って画面上に表示すること
により、オペレータは、枠で認識対象の家屋図形を一括
して指定した後は、認識対象の家屋図形については画面
上に表示された結果に基づいて登録するかどうかを指示
するだけでよいので、オペレータの作業負担を軽減する
ことができると共に、処理を迅速に行うことができる。
また、枠で認識対象の家屋図形を一括して指定すること
ができるので、従来の対話的な処理方法に比べて、操作
性が向上する。

【０００８】請求項２記載の発明は前記の構成によっ
て、認識対象の家屋図形を家屋形状に整形した後、接続
処理を行うことにより、認識対象の家屋図形について必
要な修正を自動的に行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例である家屋認識
方法を用いた地図入力システムの概略構成図である。

【００１０】図１に示す地図入力システムは、画像入力
装置としてのスキャナ１２と、ＣＲＴ表示装置１４と、
位置入力装置（pointing device ）１６と、中央処理装
置１８と、要素ファイル２２と、輪郭線ファイル２４
と、領域ファイル２６と、ベクトルファイル２８と、構
造化ファイル３２とを備えるものである。本実施例で
は、たとえば住宅地図をデータベース化する場合を考え
る。

【００１１】スキャナ１２は、図面を光学的に走査し、
二値画像データとして入力するものである。ＣＲＴ表示
装置１４は、図面を入力した結果や後に詳述する家屋認
識処理の結果等を表示するものである。位置入力装置１
６は、認識対象図形を選択するためにその図形の位置座
標データを入力するものであり、キーボードやマウス等
が用いられる。特に、家屋認識処理を行う場合には、マ
ウスを用いてＣＲＴ表示装置１４の画面上で枠を指定
し、その枠内に含まれる図形を一括して選択することが
できる。

【００１２】ここで、スキャナ１２から入力された二値
画像データとしては、ファクシミリ等で使用されている
ランレングス形式を基本としたラスターデータを採用し
ている。このラスターデータは、たとえば走査線上で画
素値が「０」（白）から「１」（黒）に変化した始めの
座標を始点、画素値が「１」から「０」に変化する最後
の座標を終点とするベクトルデータである。

【００１３】要素ファイル２２には、ラスターデータを
ラベリング処理した後、各図形要素毎に抽出した特徴量
（要素データ）が記憶される。ここでは、要素データと
して、重心、面積、外接長方形、モーメント等を用い
る。輪郭線ファイル２４には、各図形要素毎にそのラス
ターデータのエッジを取り出した輪郭線のデータが記憶
される。輪郭線は多角形近似され、多数の線分から構成
されており、また、一の輪郭線は閉じた折れ線になって
いる。このため、輪郭線データは、各輪郭線毎にそれを
構成する線分をベクトル化したデータとして持ってい
る。尚、要素データは、輪郭線のデータとポインタによ
りリンクが取られている。

【００１４】領域ファイル２６には、輪郭線を構成する
各線分が図面全体のどの領域に含まれるのかを示す領域
データが記憶される。領域データは木構造で管理され
る。かかる木構造によるデータ管理では、各分岐節点が
図面上の分割途中の領域を表し、葉にそれが表す領域に
含まれる輪郭線データへのポインタが記憶される。した
がって、ある領域を指定すると、その指定された領域に
対応する葉を探索し、そこのポインタに基づいて、その
指定された領域に含まれる輪郭線の線分を決定すること
ができる。一例として、略十字の図形について領域デー
タの木構造を説明する。この十字の図形について、ラス
ターデータのエッジを取り出した輪郭線を図２（ａ）に
示す。輪郭線を構成する各線分はその外接長方形毎に管
理される。そして、図面全体は、図２（ｂ）に示すよう
に、各線分の外接長方形が一つずつ含まれるような領域
まで分割される。この分割過程は、図２（ｃ）に示すよ
うな領域管理ツリーとして表され、領域管理ツリーの葉
が、最小の分割領域に対応する。

【００１５】中央処理装置１８は、対話型図面入力プロ
グラムに基づいて、所定の処理を実行するものである。
たとえば、入力された二値画像データ（ラスターデー
タ）に基づいて前処理的にラベリング処理、特徴量抽出
処理や輪郭線抽出処理等を施し、要素データ、輪郭線デ
ータ、領域データを作成したり、また、対話的に認識対
象図形を芯線化し、ラスターデータのベクトル化処理を
行う。ベクトルファイル２８には、ベクトル化処理後の
ベクトルデータが格納される。更に、このベクトル化処
理の後、家屋図形を認識しコード化する家屋認識処理を
行う。この家屋認識処理の際には、整形処理や接続処理
等も実行させることができる。整形処理とは、家屋図形
を単にベクトル化した段階では、家屋図形の一つの辺も
複数の折れ線となっていることがあるため、これを一本
の線に整形したり、また、家屋図形の角が面取りされる
ことがあるため、この面取りされた部分を元の角に整形
したりする処理のことである。接続処理とは、認識対象
の家屋図形とすでに登録されている家屋図形とについ
て、本来重なるべき辺がずれている場合に、そのずれて
いる辺を一致させる処理のことである。

【００１６】また、中央処理装置１８は、図形に対しそ
の意味や属性を与える属性付与、図形間の意味的関係を
定義する関連付けといった構造化処理を行う。構造化フ
ァイル３２には、構造化されたデータが格納され、ＣＡ
Ｄデータベースとして使用される。尚、これらの各処理
は、ＣＲＴ表示装置１４の画面上に表示されたメニュー
の中から所定のコマンドを位置入力装置１６で指定する
ことにより、実行される。

【００１７】次に、本実施例の地図入力システムにおけ
る処理手順について図３乃至図６を用いて説明する。図
３は芯線化処理の手順を説明するための図、図４はその
芯線化処理を具体的に説明するための図、図５は本実施
例の地図入力システムにおける家屋認識方法を説明する
ための図、図６はその地図入力システムにおける家屋認
識方法において接続処理を説明するための図である。

【００１８】まず、図面をスキャナ１２により読み取
り、ラスターデータを得る（step 2）。たとえば、図４
（ａ）に示すような四つの家屋図形についてのラスター
データを得たとする。中央処理装置１８は、このラスタ
ーデータに基づいてラベリング処理を行った後、ラベリ
ングした各図形要素毎に特徴量を抽出し、要素データを
作成し、これを要素ファイル２２に記憶する。また、各
図形要素毎にそのラスターデータのエッジを取り出して
輪郭線のデータを得て、これを輪郭線ファイル２４に記
憶する（step 4）。その後、輪郭線データに基づいて、
輪郭線を構成する各線分についてその外接長方形に関す
る情報を木構造で管理する領域データを作成する（step
6）。

【００１９】次に、認識対象図形について芯線化処理を
対話的に行う。ここで、芯線化処理とは、二つの線分に
内接する円の中心を繋いだ線を求める処理のことであ
る。まず、オペレータが位置入力装置１６によりＣＲＴ
表示装置１４の画面上の所定領域をピックし、認識対象
となる一対の線分を指定する（step 8）。ここでは、図
４（ａ）に示すように、左上の家屋図形の上側の略平行
な二つの線分Ｓ₁，Ｓ₂を指定したとする。すると、図
４（ｂ）に示すように、領域管理ツリー内を探索し、ピ
ックされた画面上の所定領域に対応する葉を見つけだす
（step12）。そして、その葉に記憶されたポインタに基
づいて、線分Ｓ₁，Ｓ₂に対応する輪郭線データを輪郭
線ファイル２４から抽出する（step14）。次に、図４
（ｃ）に示すように、抽出した二つの線分Ｓ₁，Ｓ₂に
芯線化処理を施し、芯線を生成する（step16）。このよ
うに領域を指定し、二つの線分から芯線を生成した後
は、その二つの線分を追跡処理して、引き続き芯線を生
成していく。すなわち、輪郭線自体は一本に繋がってい
るので、直接、輪郭線ファイル２４から、いま芯線化し
た線分Ｓ₁，Ｓ₂と所定方向、たとえば図４（ａ）にお
いて左方向に繋がっている輪郭線の線分を自動的に取り
出し、芯線を生成して折れ線を生成する（step18）。そ
して、たとえば、家屋図形の交差点や曲がり角等にくる
と、芯線が生成されなくなり、芯線化処理が止まる。そ
の後、オペレータが、次の認識対象となる一対の線分を
図面入力装置１６により指定すると、たとえば左上の家
屋図形の左側の略平行な二つの線分Ｓ₃，Ｓ₄を指定す
ると、同様に芯線化処理が行われる。このようにしてす
べてのラスターデータについて芯線化処理を行う。こう
して芯線化して得られたベクトルデータは、ベクトルフ
ァイル２８に格納される（step22）。

【００２０】次に、具体的な家屋図形について家屋認識
処理を行う。ここでは、家屋認識処理の際に、接続処理
も行うようにコマンドを選択しているとする。まず、オ
ペレータが位置入力装置１６によりＣＲＴ表示装置１４
の画面上で枠を設定し、その枠内の領域を指定する（st
ep32）。ここでは、説明を簡単にするために、図６
（ａ）に示すように、右上の家屋図形Ｈ₄のみを含む領
域を指定したとする。また、家屋図形Ｈ₄の近傍に存在
する家屋図形Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃はすでに認識されて登録
されているとする。step32で領域を指定すると、この指
定した領域内で、閉ループ形状であって所定の大きさ以
上である図形を抽出する（step34）。一般に家屋図形は
四角形等の簡単な閉じた図形となっているため、この閉
ループ形状のものは、認識対象の家屋図形であるとみな
される。また、地図上では家屋図形はある程度の大きさ
をもって描かれているため、予め指定した大きさ以上の
図形だけを抽出することにしている。これにより、枠内
に含まれる、たとえば地図記号のような小さな図形を最
初から排除して、認識対象の家屋図形を効率よく抽出す
ることができる。その後、抽出した認識対象の家屋図形
について、各辺を真っ直ぐな線に修正したり、面取りさ
れた部分を角に修正したりして、家屋形状に整形する
（step36）。

【００２１】次に、認識対象の家屋図形について、すで
に登録されている家屋図形との接続処理を行う（step3
8）。まず、認識対象の家屋図形Ｈ₄の各辺に対して、
所定の範囲内で一番近い登録家屋図形を選択する。たと
えば、認識対象の家屋図形Ｈ₄の辺ａ₄については、登
録家屋図形Ｈ₁が選択される。そして、認識対象の家屋
図形Ｈ₄の辺ａ₄に対して、略平行で、かつ所定の距離
以下である登録家屋図形Ｈ₁の辺があるかどうかを調べ
る。ここで、所定の距離としては、たとえば、数ピクセ
ル、すなわち０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度に設定してい
る。具体的には、この距離は、太い線であるか細い線で
あるかも考慮に入れて、線幅の何割であるというように
指定している。実際、二つの辺が０．３ｍｍ〜０．４ｍ
ｍ程度ずれていても、人間が見る限りでは、あまり違い
はないが、たとえば画面をズームしたりすると、違いが
出てくる。この接続処理は、たとえば土地の面積を計算
したり、実際にデータを数値として使用する必要がある
場合に有効である。

【００２２】そして、認識対象の家屋図形Ｈ₄の辺ａ₄
に対して、略平行で、かつ所定の距離以下である登録家
屋図形Ｈ₁の辺があれば、これを接合辺として決定す
る。この場合は、登録家屋図形Ｈ₁の辺ａ₁が接合辺と
して決定される。そして、図６（ｂ）に示すように、認
識対象の家屋図形Ｈ₄の辺ａ₄の両端の点ｐ₄，ｑ₄が
登録家屋図形Ｈ₁の辺ａ₁の両端の点ｐ₁，ｑ₁に一致
するようにして、認識対象の家屋図形Ｈ₄の辺ａ₄を伸
縮したり、移動することにより、認識対象の家屋図形Ｈ
₄の辺ａ₄を接合辺に接合する。その後、認識対象の家
屋図形Ｈ₄の他の辺ｂ₄，ｃ₄，ｄ₄についても順次、
同様の処理を行い、認識対象の家屋図形Ｈ₄の辺ｂ₄は
登録家屋図形Ｈ₃の辺ｂ₃に接合される。一方、認識対
象の家屋図形Ｈ₄の辺ｃ₄，ｄ₄については、どの登録
家屋図形の辺とも接合されないが、認識対象の家屋図形
Ｈ₄の辺ａ₄，ｂ₄が接合された結果、自動的に伸縮、
移動される。こうして、認識対象図形Ｈ₄は、図６
（ｃ）に示すように、登録家屋図形Ｈ₁，Ｈ₃と境界が
一致するようになる。

【００２３】このように一つの認識対象の家屋図形につ
いて接続処理を行った後、その処理結果をＣＲＴ表示装
置１４の画面上に表示する。家屋認識処理を閉ループ形
状の図形に対して行っているので、たとえば円形の図形
等、実際には家屋図形でないものについてまで処理して
いる可能性がある。このため、オペレータは、処理され
たものが実際家屋を表すものであるかどうかについて正
誤判定を行い（step42）、それが家屋であるならば、画
面上に表示された「登録」のボタンを押す。これによ
り、認識対象の家屋図形はベクトルファイル２８にコー
ド化して登録される。一方、処理されたものが家屋でな
かったり、登録する必要がなければ、オペレータは、画
面上に表示された「取消」のボタンを押して、登録を行
わない。そして、枠で指定した領域内に、他の認識対象
の家屋図形が含まれていれば、それらについても、同様
に整形処理（step36）及び接続処理（step38）が行わ
れ、その結果がＣＲＴ表示装置１４の画面上に表示され
るので、オペレータは、その処理結果について正誤判定
を行う。

【００２４】その後、地図中に含まれるシンボルについ
てはシンボル認識を行い、また、構造化処理を対話的に
行って、得られた構造化データは構造化ファイル３２に
格納される。尚、シンボル認識処理においては、要素デ
ータと輪郭線データが必要となるが、輪郭線データは要
素データとリンクが取られているため、輪郭線データを
要素データから取り出すという処理になっている。

【００２５】本実施例の地図入力システムにおける家屋
認識方法では、画面上で枠を指定すると、枠内において
閉ループ形状であって所定の大きさ以上である図形を認
識対象の家屋図形として抽出し、整形処理や接続処理を
行って画面上に表示することにより、オペレータは、枠
で認識対象の家屋図形を一括して指定した後は、認識対
象の家屋図形については画面上に表示された結果に基づ
いて登録するかどうかを指示するだけでよいので、オペ
レータの作業負担を軽減することができると共に、処理
を迅速に行うことができる。また、枠で認識対象の家屋
図形を一括して指定することができるので、従来の対話
的な処理方法に比べて、操作性が向上する。更に、認識
対象の家屋図形を家屋形状に整形した後、接続処理をも
行うことにより、認識対象の家屋図形について必要な修
正を自動的に行うことができる。

【００２６】尚、本発明は上記の実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可
能である。たとえば、上記の実施例において、家屋認識
処理の際に、接続処理についてのコマンドを選択してい
ない場合には、認識対象の家屋図形を家屋形状に整形し
た後、その処理結果を画面に表示し、オペレータが正誤
判定することになる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、画面上で枠を指定すると、枠内において閉ル
ープ形状であって所定の大きさ以上である図形を認識対
象の家屋図形として抽出し、整形処理を行って画面上に
表示することにより、オペレータは、枠で認識対象の家
屋図形を一括して指定した後は、認識対象の家屋図形に
ついては画面上に表示された結果に基づいて登録するか
どうかを指示するだけでよいので、オペレータの作業負
担を軽減することができると共に、処理を迅速に行うこ
とができる地図入力システムにおける家屋認識方法を提
供することができる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、認識対象の
家屋図形を家屋形状に整形した後、接続処理を行うこと
により、認識対象の家屋図形について必要な修正を自動
的に行うことができる地図入力システムにおける家屋認
識方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である家屋認識方法を用いた
地図入力システムの概略構成図である。

【図２】領域データの構造を説明するための図である。

【図３】芯線化処理の手順を説明するための図である。

【図４】その芯線化処理を具体的に説明するための図で
ある。

【図５】本発明の一実施例である地図入力システムにお
ける家屋認識方法を説明するための図である。

【図６】その地図入力システムにおける家屋認識方法に
おいて接続処理を説明するための図である。

【符号の説明】

１２スキャナ１４ＣＲＴ表示装置１６位置入力装置１８中央処理装置２２要素ファイル２４輪郭線ファイル２６領域ファイル２８ベクトルファイル３２構造化ファイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め処理対象である地図を読み取り、得
られた二値画像データをベクトルデータに変換した後、
家屋図形を認識する地図入力システムにおける家屋認識
方法において、画面上で枠を指定したときに、前記枠内において閉ルー
プ形状であって所定の大きさ以上である図形を認識対象
の家屋図形として抽出し、その抽出した前記認識対象の
家屋図形を家屋形状に整形して画面上に表示した後、前
記認識対象の家屋図形について登録するかどうかを指示
することを特徴とする地図入力システムにおける家屋認
識方法。
【請求項２】前記認識対象の家屋図形を家屋形状に整
形した後、前記認識対象の家屋図形とすでに登録されて
いる家屋図形とに対して本来重なるべき辺がずれている
場合にそのずれている辺を一致させる接続処理を行うこ
とを特徴とする請求項１記載の地図入力システムにおけ
る家屋認識方法。