JPH0954793A - 図形入力システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリーハンド図面であってもイメージ取り込
みによるＣＡＤデータ入力の精度を向上させることので
きる図形入力システムを提供する。 【解決手段】 図形要素に対する特定情報を付加する色
マークが付加された図面を受け入れる画像入力手段（２
０）と、この画像入力手段で得られた図形と各色の色マ
ークについてそれぞれ別個に認識する認識手段（１２）
と、この認識手段により認識された図形情報を色マーク
の持つ特定情報をもとにＣＡＤデータを得る変換手段
（１３）と、この変換手段で得られたＣＡＤデータをも
とに図面を再構成する再構成手段（１４）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、図形入力システム
に関するもので、特に手書き図面をコンピュータを用い
て製図を行うためのＣＡＤデータに変換するシステムに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータを用いて設計、製図を行う
ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇ
ｎ）が普及し、設計者にとっては必要不可欠な道具とな
りつつある。

【０００３】従来のＣＡＤシステムにおいては、処理装
置本体に接続されたキーボードで作図点の座標値やコマ
ンドを入力したり、マウスで画面上に表示された作図点
を指示しながら作図を進めることになる。

【０００４】しかしながら、このシステムではすべての
図形データを設計者がキーボードやマウスを用いて入力
する必要があり、迅速に設計を進めるにはかなりの熟練
が必要となる。また、設計の構想段階では設計者は紙と
鉛筆を用いてフリーハンドで自由に図を描いたり、消し
ゴムで消したりしながら設計を進めるが、ＣＡＤシステ
ムではそのような簡略的な使い方はできない。

【０００５】作図の効率化のため、簡略的に作図された
図形をイメージスキャナで入力する方法も採用される。
この場合、スキャナに備えられたラインセンサを被入力
画像に対して相対的に走査させ、画像を取り込む。

【０００６】しかしながら、この方法は手軽な入力では
あるが、入力された図形は点群として一括して取り扱う
ことができるのみであり、全体に対する縮小および拡
大、縦横比の変更などを行うことができるものの、個々
の図形要素を任意に変形するようなことは不可能であ
る。すなわち、図形は点群として表現されているのみ
で、ＣＡＤデータとして利用することはできない。

【０００７】このため、さらに進んだ図形入力方法とし
て、イメージスキャナで取り込んだ図形を直線、曲線な
どの図形要素に分解し、これらの線の始点、終点の位置
などのベクトルデータとして認識する技術が開発されて
いる。このような方法では、角の変形、移動、新たな図
形要素の結合などの操作を行うことができる。このよう
な場合、ＣＡＤデータとなるから、ＣＡＤソフトを用い
て角の移動、変形や新たな図形の結合を行うことができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法を用いてもＣＡＤデータとしての利用を十分に
行うことは不可能である。

【０００９】図１６〜図１８は図形要素の集合体として
のフリーハンド図面をイメージスキャナで取り込んだ場
合の問題点について示す説明図である。

【００１０】図１６は設計者が本来図１８に示すような
４つの直角を含む長方形を意図してフリーハンドで描い
た図形である。しかし、イメージスキャナで取り込ま
れ、認識された図形は図１７に示すような角が１２ある
多角形となっており、設計者の意図とはかけ離れたもの
となっている。これは図形要素の認識アルゴリズムにお
いて、図形の角の位置、角と直線の区別、曲線と直線の
区別等がつきにくいためである。このように、一般に、
フリーハンド図面からＣＡＤデータを得ようとする場
合、正しく認識されることは稀であり、これを修正する
必要が生じる。そして、この修正に多くの時間がかかる
こととなり、最初からすべてＣＡＤによりデータを入力
する場合よりも時間がかかる結果になる場合もある。

【００１１】本発明はこのような問題を解決するためな
されたもので、イメージスキャナ等を用いてコンピュー
タに画像データを入力するシステムにおいて、設計者が
フリーハンドで紙に自由に描いた構想図やスケッチを、
設計者の意図通りにＣＡＤデータに変換することがで
き、図形データ入力の手間を大幅に削減することのでき
る図形入力システムを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、線、角
等の図形要素および寸法表示よりなる図形と前記図形要
素および寸法表示に対する特定情報を与えるために付加
された複数色の色マークとを含む図面を受け入れる画像
入力手段と、前記画像入力手段で前記図形と各色の色マ
ークについてそれぞれ別個に認識する認識手段と、前記
認識手段により認識された図形情報を各色の色マークに
ついて認識された前記特定情報をもとに図形を再構成す
る再構成手段とを備えた図形入力システムが提供され、
色マークで認識された特定情報で図形情報を補いながら
図形の再構成が行われるため、フリーハンドで描かれた
図面からでも正確なＣＡＤデータを得ることが可能とな
る。

【００１３】再構成手段では、認識された図形情報と色
マークについて認識された特定情報が矛盾するときは、
図形情報を優先して図形を再構成するようにしているの
で、文字等の誤認識を排除して正確な再構成が可能とな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本願発明の
実施の形態につき詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明にかる図形入力システムの実
施の一形態の構成を示すブロック図である。

【００１６】これらに図示されているように、処理装置
本体１０には図面のイメージを取り込むためのイメージ
スキャナ２０、各種データを入力するためのキーボード
３０、カーソル位置を指示したりコマンドをクリックし
て指示するためのマウス４０、各種情報を表示するディ
スプレイ５０、結果を印刷するためのプリンタ６０が接
続されている。処理装置本体１０はシステム全体を制御
する制御部１１、イメージスキャナ２０で得られた画像
情報から図形情報および各色の情報をそれぞれ認識する
認識部１２、認識結果を図形情報および各色の情報ごと
に記憶する画像メモリ１５、この画像メモリ１５の内容
を用いて必要な演算を行いながらＣＡＤデータを得る変
換部１３、この変換部で得られたデータを用いて図形を
再構成する再構成部１４、再構成された図形データをデ
ィスプレイ５０およびプリンタ６０に対して出力する出
力部１６を備えている。

【００１７】次に、このような図形入力システムの動作
を説明する。

【００１８】ここでは図３に示す図面の入力を行うもの
とする。この図面は設計者が紙に鉛筆等でフリーハンド
で図形を描いた簡単なスケッチである。次に、図４に示
すように、この図面に所定の約束に従ってカラーマーカ
ーで設計者によって着色が行われる。この着色は、例え
ば、角や線の変わり目を表す端点は緑色１、円あるいは
円弧部は赤色３、その他の曲線部は黄色４、寸法線は青
色５とし、また、角のうち直角部には鈎型の緑色マーク
２が付加され、寸法を表す数字は数字の記載方向に応じ
た楕円状マーク６（垂直方向）、７（水平方向）、８
（斜め方向）で囲まれている。

【００１９】図２は図形入力システムにおける動作を示
すフローチャートであり、以下、この図面を参照する。

【００２０】図４に示す図面がスキャナに挿入されると
（ステップＳ１）、線および各色の情報に分解される。
図５〜図８はこのような図形入力の様子を示す説明図で
ある。まず、入力された図面に付された各色を認識する
（ステップＳ２）。図５は緑色の端点部分のみを分離し
て認識した様子を示す図である。図６は赤色の円弧部分
のみを分離して認識した様子を示す図、図７は黄色の曲
線部分のみを分離して認識した様子を示す図、図８は青
色の寸法線および寸法を示す数字のみを分離して認識し
た様子を示す図である。これらの各色についての認識結
果はそれぞれビデオメモリのフレームとして記憶され
る。

【００２１】なお、ここで用いられる色は赤、青、緑、
黄などの基本的な色とし、事前に使用するマーカーの種
類を決めておけば、色が混合したときにも、色と輝度に
より正確に分離を行うことが可能である。

【００２２】次にすべての色を無視して線の情報が認識
される（ステップＳ３）。

【００２３】次に、これらの色と線の認識結果からＣＡ
Ｄデータへの変換が変換部により行われる。まず、ステ
ップＳ３で得られた線情報から図８に示した青色の寸法
線および寸法数字部分を除去する（ステップＳ４）と、
図９に示すような図形データが得られる。この図形デー
タ上の点のうち、図５には端点である位置が特定されて
いるから、これらは線の端点であることが認識される
（ステップＳ５）。図６には円弧、図７には曲線部分で
あることが特定されているからこれらはその条件を満足
するように線が特定される。すなわち、円弧は円弧上の
２点と凹凸の方向さえ決まれば一応円弧を形成すること
ができる（ステップＳ６）。また、曲線部分についても
その上の２点と凹凸の方向が決まれば３次スプライン曲
線等を用いて２点間を結ぶことができる（ステップＳ
７）。これらの円弧および曲線部分に関しては、この時
点では必ずしも正確なものでなくても良い。これらの円
弧、曲線部分以外の線は直線であるので、角として認識
されている端点間を直接結ぶことにより直線部が得られ
る（ステップＳ８）。。以上得られたＣＡＤデータをも
とに、再構成手段により図面を再構成する（ステップＳ
９）と、図１０に示すような概略図形が得られる。

【００２４】次に、図８に示された寸法線および寸法数
字を認識する（ステップＳ１０）。寸法数字はこれを囲
んでいる楕円の長軸方向に沿って認識が行われる。な
お、手書き文字の認識は困難な場合が多いが、認識すべ
き文字の種類を数字および直径を表すφおよび半径を表
すＲなどに限ることにより認識率を向上させることが可
能である。

【００２５】ここで認識された文字とすでに認識された
図形とを比較して修正が行われる（ステップＳ１１）。
例えば、仮に与えられた円弧の径を認識された半径を表
す数字によって正確な円弧に訂正が行われる。この際、
すでに認識された図形と矛盾する場合があるかどうかを
調べる（ステップＳ１２）。特に、文字については誤認
識の可能性が高いため、矛盾が生じたときには図形の認
識結果の方を優先する（ステップＳ１３）。この際、デ
ィスプレイ上には図形の認識結果と数字の認識結果との
間に矛盾があることおよび正しい数字を入力すべきメッ
セージが表示され、これにオペレータが応じて入力を行
うことにより、その入力数字にしたがった作図が行われ
ることになる。また、入力がなく単にリターンキーが押
されたような場合には、すでに作図された図形データを
そのまま取り込むことになる。

【００２６】このようにして、フリーハンドで描かれた
スケッチからＣＡＤデータを得ることができ、このＣＡ
Ｄデータを用いて再構成手段によって寸法線および寸法
を含む最終的な図面の再構成が行われる（ステップＳ１
４）。図１１はこのようにして再構成された図面をプリ
ンタで出力した結果を示す図である。

【００２７】また、取り込まれたＣＡＤデータをもと
に、変形手段により図１０の状態に対して図１２に示す
ような全体の縮小、図１３に示すような縦横比の変更、
図１４に示すような角の変形、移動、図１５に示すよう
な図形要素の付加等の操作を自由に行うことができる。
このような各種の変形に伴って寸法を変更して表示させ
ることもできる。

【００２８】以上の実施の形態においては、フリーハン
ドで描かれた図面を対象として説明をしているが、定規
等を使って正確に描かれた手書き図面および機械的に出
力された図面について色マーカーで着色された図面であ
っても、本発明にかかる図形入力システムを用いること
ができ、この場合にはＣＡＤデータの精度をより向上さ
せることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、予め所
定の規則にしたがった着色情報が付加された図面、特に
フリーハンド図面をスキャナで取り込み、線および着色
情報に基づいて図形要素を特定するようにしているの
で、精度の良いＣＡＤデータを得ることが可能となる。

【００３０】認識手段で認識された結果を記憶する画像
メモリをさらに備えることにより認識動作を効率的に行
うことができる。

【００３１】再構成手段は、認識された図形情報と色マ
ークについて認識された特定情報が矛盾するときは、図
形情報を優先して図形を再構成するものとすることによ
り、設計者の意図とかけ離れた図形として認識されるこ
とを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる図形入力システムの全体構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明にかかる図形入力システムにおける動作
を示すフローチャートである。

【図３】データ入力対象となるフリーハンド図面を示す
図である。

【図４】図３に種々の色情報を付加した様子を示す図で
ある。

【図５】図４の認識結果から変曲点を表す色のみを抽出
した様子を示す図である。

【図６】図４の認識結果から円弧を表す色のみを抽出し
た様子を示す図である。

【図７】図４の認識結果から曲線を表す色のみを抽出し
た様子を示す図である。

【図８】図４の認識結果から寸法線および寸法数字を表
す色のみを抽出した様子を示す図である。

【図９】全体の認識結果から寸法関連の情報を除いた概
略図形を示す図である。

【図１０】図９の図形を各種の色情報をもとに修正した
図形を示す図である。

【図１１】図１０の図形に寸法情報を記入した様子を示
す図である。

【図１２】図１０に対して縮小を行った様子を示す図で
ある。

【図１３】図１０に対して縦横比を変更した様子を示す
図である。

【図１４】図１０に対して角の変形および移動を行った
様子を示す図である。

【図１５】図１０に対してさらに図形要素を付加した様
子を示す図である。

【図１６】従来のイメージスキャナを用いた図形取り込
みの問題点を示す図であってフリーハンドで描かれた図
面を示す。

【図１７】従来のイメージスキャナを用いた図形取り込
みの問題点を示す図であって図１６を変換して得られた
図面を示す。

【図１８】従来のイメージスキャナを用いた図形取り込
みの問題点を示す図であって設計者の意図した図面を示
す。

【符号の説明】

１０ 処理装置本体 １１ 制御部 １２ 認識部 １３ 変換部 １４ 再構成部 １５ 画像メモリ １６ 出力部 ２０ イメージスキャナ ３０ キーボード ４０ マウス ５０ ディスプレイ ６０ プリンタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】線、角等の図形要素および寸法表示よりな
   る図形と前記図形要素および寸法表示に対する特定情報
   を与えるために付加された複数色の色マークとを含む図
   面を受け入れる画像入力手段と、 前記画像入力手段で前記図形と各色の色マークについて
   それぞれ別個に認識する認識手段と、 前記認識手段により認識された図形情報を各色の色マー
   クについて認識された前記特定情報をもとにＣＡＤデー
   タを得る変換手段と、 この変換手段で得られたＣＡＤデータをもとに図面を再
   構成する再構成手段とを備えた図形入力システム。
2. 【請求項２】前記認識手段で認識された結果を記憶する
   画像メモリをさらに備えた請求項１に記載の図形入力シ
   ステム。
3. 【請求項３】前記再構成手段は、認識された図形情報と
   色マークについて認識された特定情報が矛盾するとき
   は、図形情報を優先して図形を再構成するものであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の図形入力システム。
4. 【請求項４】画像入力手段に受け入れられる入力図面が
   フリーハンドで描かれた図面であることを特徴とする請
   求項１に記載の図形入力システム。