JPS5987582A - 座標補正方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はカーソル等を用いて入力された座標位置の補正
方式に係り、特に印刷された格子位置を正確に求める場
合に好適な補正方式に関する。

〔従来技術〕

従来図面の認識装置等では、図面の基準位置を計算機へ
入力するのにカーソルを人間の手によって入力したい基
準位置の近くへ移行させ、その位置の座標値を入力する
ことが考えられる。ところが、カーソルの取付精度の不
足又はカーソルの拡大倍率が不足している場合は人間の
意図した基準位置にカーソルの中心が必ずしも合致しな
いという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであシ、その目
的はカーソル等を用いて人間の手で入力した基準位置又
は線認識によって得られた特徴点の座標を図面上に印刷
された格子の交点上の正確な位置へ補正することにある
。

〔発明の概要〕

多くの図面（％に設計図）は図面上に印刷された格子を
単位として図形が描かれており、図面の基準点もその格
子上にある。しかしカーソル等で入力される基準点また
は線認識によって得られた特徴点の座標は格子交点を意
識したものであるにもかかわらず誤差を含んでいる。本
発明はその誤差が格子間隔の１／２以下である場合に、
格子映像の周辺分布から推定した格子の正確な位置へ補
正することに特徴がある。

〔実施例〕

第１図は本発明による座標補正方式を実現する認識装置
の一実施例を示すもので、ドラム型の線図形認識装置の
例である。第１図において、認識の対象となる図面１は
ドラムに密着して巻きつけられておυ、ドラム２はＹ方
向モーター３よシ矢印の方向へ回転される。この回転に
よるドラム２の位置の変位は、Ｙ方向エンコーダ４によ
って検出され、そのパルス信号はＹ方向アップダウンカ
ウンタ５に送られる。画像入力ヘッド６は第２図のよう
にレンズ７、照明用ランプ８、光センサ９、ポールナツ
ト１０より構成され、第１図のＸ方向モータ１１に直結
されたボールネジ１３によって左右に移動する。カーソ
ル１２は図面上の任意の位置を指定するために画像入力
ヘッド６に固定され連動する。また画像入力ヘッド６は
、Ｘ方向位置の変位を検知するために、リニアスケール
１４を備え、画像入力ヘッド６に直結したヘッド部分１
５から位置パルスがＸ方向アップダウンカウンタ１６に
送られる。第１図におけるＸ方向モータ１１およびＹ方
向モータ３は、制御回路１７によつで制御されるＸ方向
モータ駆動回路１８およびＹ方向モータ駆動回路１９に
よって駆動される。

制御回路１７の制御命令および状態は、コマンドステー
タスレジスタ２ｏによって反映される。コマンドステー
タスレジスタ２０．Ｙ方向アップダウンカウンタ５、お
よびＸ方向アップダウンカウンタ１６は、セレクタ２２
によって選択され、データバス２３に接続される。マイ
クロプロセッサ２４　ｕ、７−タ／（ス２３を介してプ
ログラムメモリ２５、データメモリ２６、セレクタ２２
、補正データメモリ２７、画像メモリ２８をアクセス可
能とする。マイクロプロセッサ２４は、プログラムメモ
リ２５に記憶されている命令を解読して実行する。一方
モータ制御キーボード２１は、オペレータによってカー
ソル１２をドラム２上の任意の位置に移動させるような
制御を与えるため、副側１回路１７に接続され、Ｘ方向
モータ駆動回路１８およびＹ方向モータ駆動回路１９を
オフライン的に＋１ｊｌＪ　ＸＩする。そして同時に、
そのときのカーソルの位置座標値を、Ｘ方向アップダウ
ンカウンタ１６の値および、Ｙ方向アップダウンカウン
タ５の値から読み出し、その値を補正データ記憶メモリ
２７に転送するためのコマンドをコマンドステータスレ
ジスタ２０に与える。

さて人間の手で図面１をドラム２に装着して図面の認識
を行なう場合には、図面の傾き・図面の読取範囲等を設
定する必要がある。たとえば第３図に示すように、ドラ
ム２の入力可能領域をＤＩ。

ＤＩ　、Ｄｓ　、ＤＩとし、図面１をＰｒ　＋　ｈ　＋
　Ｐｓ　＋　Ｐ４、図面の入力範囲をＯｓ、　Ｏｔ、　
Ｏｎ−Ｏａとすると、図面１はドラム基準り、　、　Ｄ
、に対しθの傾斜を持っている。

そこで傾斜角の補正データと図面の読取範囲を設定する
ために図面の基準となる座標０＋、０□、ｏ３゜０４を
入力する。ただし０４の入力は必ずしも必要としない。

この３つの基準座標入力のためには、カーソル１２の中
心をキーボード２１を用いて基準座標位置に移動させ座
標値をＸ方向リニアスケール１４とＹ方向エンコーダ４
から読み取る。ところがカーフルの機械的な取付精度が
不足していたシ、カーソルの倍率が低く人間の目による
解像度がリニアスケールやエンコーダのサンプルピッチ
相当まで取れない場合にはカーソルの中心と実際に入力
したい位置座標とのずれが生ずる。そこでカーソルによ
り指定された位置を中心に、横ＤＸ、縦ＤＹの大きさの
格子画像を画像入力ヘッド６よシ画像メモリ２８へ入力
し、マイクロプロセッサ２４によりずれを補正する処理
を行なう。

すなわちカーソルとキーボード操作により指定された３
つの基準位ａｔ中心とした領域（ＯＩＫ関して領域８１
１ｓＳｔｔｅＳ１８ｓＳ１４．０鵞に関してＳａｔ　＊
　５ｔｙｓ　Ｓ！３１８２４　、Ｏｎ　Ｋ関しテｓｓｓ
　＋　Ｓｓｔ　＊Ｓａｍ、８ｓａ）の格子画像の周辺分
布から格子中心位置を推定し、カーソルにより入力され
た値を格子中心位置へ補正する処理をそれぞれ行なう。

第４図はカーソルで入力された基準位置（Ｘ、Ｙ）を中
心とした領域の１つの格子画像を拡大したもので、横Ｄ
Ｘ、縦ＤＹの範囲にわたって、十印を印刷された格子の
画像部分、Ｏ印を図面の白地の部分として示したもので
ある。第４図において格子上の本来入力すべき基準位置
（ＯＸ、　ＯＹ）とカーソルで入力した基準位置（ｘ、
　ｙ）との間には、０ＦＦＸ。

０ＦＦＹの位置ずれが存在する。ここで格子間隔をＧと
すると、 の場合は、カーソルで入力された基準位１ｆｔ（Ｘ、Ｙ
）を本来入力すべき基準位置（ＯＸ、　ＯＹ）へ移行す
る処理を行なう。基準位置（ＯＸ、　ＯＹ）は第１図に
おける画像入力ヘッド６から入力され画像メモリ２８に
格納されている格子画像を用いて、マイクロプロセッサ
２４により、第５図に示すような一連の処理を行なりこ
とにより求める。最初に格子画像ＶＸＹ　（Ｉ、　Ｊ　
）　（Ｉ＝１〜ＤＸ、　Ｊ＝１〜ＤＹ　、ＤＸ、　ＤＹ
は第４図における画像のサイズ）からＸ方向の周辺分布
ＣＸ（Ｉ）と、Ｘ方向の周辺分布ＣＹＩＪ）とを求める
。画像データＶＸＹ（Ｉ、Ｊ）は０の場合を背景、０以
外の場合格子であるように第１図面像入力ヘッド６から
画像メモリ２８に格納されているとすると、第６図に示
すように各Ｉ、Ｊの位置において、ＶＸＹ（１，Ｊ）が
０以外のとき各周辺分布のカウントを１だけ増加させる
。

すなわち、 ＣＸ（Ｉ）＝　ＣＸ（Ｉ）＋　１　。

ＣＹ（Ｊ）＝ＣＹ（Ｊ）＋１ とする。以上の流れに従がって第４商のような格子画像
の周辺分布を計算するとＸ方向の周辺分布は第４図の画
像上側に、ｙ六回の周辺分布は第４図の画像右側のよう
になる。このような周辺分布を計算する方式で問題とな
るのは、周辺分布’６ｘ軸又はｙ軸と平行方向に求める
ため、画像の傾斜が一定以上を越えると、その周辺分布
が正確に求まらなくなる。すなわち第７図において傾き
θを持ち、格子間隔Ｇ１大きさＤＸ、ＤＹの格子画像に
おいて、θの大きさが となると、周辺分布は平坦になり、格子位置を推定する
だけの有意な分布の差がみられなくなる。

たとえば、ＤＸ＝５０．０＝１０　　と考えるととなる
。ところが第１図におけるドラム２にＡ４版の図面１を
１１°傾斜させて装着すると、傾斜による位置ずれ量ｄ
は、Ａ４版長手方回で５７＋ａ程度となり、実際それた
け傾斜させて図面を装着することはない。通常人間の手
で図面の傾きがないように意識して装着すれば、２°以
下になることが実験的にわかっている。したがって格子
画像の周辺分布から格子位置を推定することが可能であ
る。

次に、得られた周辺分布ＣＸ（Ｉ）　、　ＣＹＩＪ）の
和をそれぞれ独立に求め平均値ＴＨＸ、ＴＨＹを求める
。そして各ＣＸ（Ｉ）　、　ＣＹ（Ｊ）の平均値以下の
値をとる要素をＯにする。第８図（ａ）　ｅ第４図にお
けるＸ方向の周辺分布とすると、この処理によって第８
図（ｂ）のように、ＴＨＸ以下の成分は０となる。

これによって格子の中心位置は、０以外の連続する各要
素の中に存在すると考えられる。そこで第８図（ｂ）の
ように、周辺分布の値が０から０以外の値になる位置’
ｅ　Ｓ　Ｘ（Ｉ）、周辺分布の値が０以外の値から０に
なる位置ＥＸ（Ｉ）を求め、その各区間（Ｓ　Ｘ（Ｉ）
　、　Ｅ　Ｘ（Ｉ）　）内での周辺分布の最大値金とる
位置ＭＸ（Ｉ）’に求める。ただし最大値が同一の値を
とる場合は、その中間位置をとるものとする。第８図（
Ｃ）は、このようにして求めた格子中心の推定位置Ｍ　
Ｘ（Ｉ）’を示す。

Ｙ方向の格子中心の推定位置ＭＹ（Ｉ）も同様の処理に
よって得る。

格子間隔Ｇを得るためには、まず隣接する格子中心の推
定位置の間隔を計算し、その値に対応した頻度分布を求
める。すなわち、ＩＭＸ（Ｉ）−ＭＸ（Ｉ＋１）ｌから
値の頻度ＣＭＭＣＩ）を、ＩＭＹ（Ｊ）−ＭＹ（Ｊ＋１
）ｌから値の頻度ＣＭＹ（Ｊ）’ｔ−求める。通常の図
面では、Ｘ方向およびＸ方向の格子間隔は同一であるの
で、頻度ＣＭＸ（Ｉ）とＣＭＹＵ）とが最も高いものを
格子間隔Ｇとする。

つぎに同一の格子間隔Ｇを持った格子の推定位＠を得る
ために、その基準となる位置ＭＭＸ。

ＭＭＹｋ求める。最適な基準位置はその位置における周
辺分布の値が最も大きく、かつ２つの隣接する格子中心
の推定位置との間隔が両方ともＧとなる位置である。こ
のような条件を満たす位置がない場合は、２つの隣接す
る格子中心の推定位置との間隔が両方ともＧとなる位置
を求める。さらに上記条件を満足する位置がない場合は
、周辺分布の値が最も大きい位置を求める。以上ＭＭＸ
’ｅ求める具体的な処理の流れを第９図に示す。最初に
周辺分布の最大となる位置ＭＭＸをＭＭＸＯに記憶させ
る。（ＳＴＥＰＩ）。ＭＭＸに隣接するＭＸ（１）とＭ
ＭＸとの間隔を求め、その値がＧと合致するかどうかヲ
調べる（ＳＴＥＰ２）。もし両側ともにＧに合致するな
らば、そのときのＭＭ）ｌ格子発生の中心とする。この
条件を満足しない場合は、−たんＭＭＸを右側に隣接す
るＭＸ（Ｉ）　（ＳＴＥＰ３）に移し同様に両側ともに
Ｇに合致するかどうかを調べる（ＳＴＥＰ４）。合致し
ない場合は境界に達するまでＭＭＸを右側のＭＸ（Ｉ）
に移動させる。境界に達した場合は、ＭＭＸを−たんＭ
ＭＸＯにもどしく５ＴＥＰ５）今度は左側に隣接するＭ
Ｘ（Ｉ）にＭＭＸを移動させ同様の処理を行なう（ＳＴ
ＥＰ６〜５ＴＥＰ８）このように左側の境界に達した場
合は、ＭＭＸをＭＭＸＯ（ＳＴＥＰ的にもどす。ＭＭＹ
の計算方法もＭＭＸと同様に行なう。

上記処理によって得られたＭＭＸ、ＭＭＹの位置を中心
にして境界に達するまで一定の間隔Ｇｉ持った格子中心
位置Ｘ　Ｘ（Ｉ）とＹＹ（Ｊ）とを求める。

さてカーソルで入力された位置座１Ｍ　（Ｘ、　Ｙ）　
全それぞれＸ　Ｘ（Ｉ）　、　Ｙ　ＹＧＪ）と比較し、
最も距離の近い格子中心位置（ＯＸ、ＯＹ）’ｅ求める
。

さて第１図の構成において、格子を意識して訃かれた図
面を認識する場合を考える。最初にドラム２に貼られた
図面１の傾きゃ位置ずれの設定、および図面の読取範囲
の設定を兼ねて、３つの基準点の入力をカーソル１２を
用いて行なう。すなわち、オペレーターがモータ制御用
のキーボード２１を使ってカーソルの中心が図面上の基
準位置の中心となるように移動させ、その位置における
Ｘ方向アップダウンカウンタ１６およびＹ方向のアップ
ダウンカウンタ５の値をセレクタ２２およびデータバス
２３を介し、データメモリ２６へ読込む。ところがデー
タメモリ２６に格納されたカーソルの中心位置は図面上
の基準位置に対し０ＦＦＸ、０ＦＦＹの誤差が含まれて
いると考えられるので、カーソルによる入力座標位置を
中心にＤＸ、ＤＹの大きさの格子画像を画像入力ヘッド
６から画像人力メモリ２８へ読み込み、本発明による座
標補正処理を行なう。これによって補正された３つの基
準座標をＯＲＧ、Ｏ几ＧＸ、０ＲＧＹとすると、座標変
換によって０ｆｔ（］−０ＲＧＸをＸ軸、０ＲＧ−０几
Ｇｌ：）’軸とした座標系の傾斜を補正するとともに、
線認識後の端点・屈曲点等の特徴点の座標値が０ＲＧ−
ＯＲＧＸ間０ＲＧ−ＯＲＧＹ間を格子間隔で等分割した
格子推定位置をとるように補正する。一方策１図で示し
たハードウェアの構成以外にカーソルやモーター制御用
のキーボードがないファックスとライトベン付のＣＲＴ
とで構成した線認識装置においても本発明による座標補
正方式は有効である。すなわちファックスにより人力さ
れた画像のうち図１の基準点付近’に＆示して、その基
準位置をライトペンによって指示する場合、ライトベン
の解像度の不足等により位置ずれを生ず。そこで本発明
で述べたような格子画塚の周辺分布から推定した格子中
心位置に基準位置座標値を補正することにより、線認識
後の特徴点の座標ｌ［を正確にすることが可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によればカーソル等を使って入
力した図面の基準点の入力位置と、図面用紙に印刷され
た間隔Ｇ’に持つ本来入力すべき格子中心位置との差が
Ｇ／２以下の場合であれば、自動的に格子中心位置へ修
正することができ、轟認識後の特徴点の位置精屁を同上
させる効呆ケ持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による座ぜ（補正方式を実現する装置の
一実施例の］；り成図、第２図は第１図の一部の具体的
構成図、第３図は基準座標の図面上の位置を示す図、第
４図は処理の対象とする格子画像の例とその周辺分布、
第５図は補正座標位置を求めるための処理の全体の流れ
金示す図、第６図は格子映像の周辺分布を求める流れ図
、第７図は有意な周辺分布を求める原理図、第８図は周
辺分布から格子中心位置を推定するだめの原理図、第９
図は等間隔の格子中心位置の基準を得るための流れ図。 ■・・・図面、２・・・ドラム、６・・・画像入力ヘッ
ド、第　　１　　図 ５１ 第７図 高　３　図 ｆＪ　４　　図 ＶＪ　ｓ　　図 寡　６　図 第３図 ＭＸ（すＭＸ（Ｚ）？ｊｘ（３）ＭＸ（４）ＭＸ（Ｓ）
第９図 第１頁の続き ■出　願　人　日立精工株式会社 東京都千代田区大手町二丁目６ 番２号 ■出　願　人　日立ソフトウェアエンジニアリング株式
会社 横浜市中区尾上町６丁目８１番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、図面の基準点を指示する手段を備えた図面読取り装
   置において、読取られた図面の映像信号から該図面に印
   刷された格子の映像の周辺分布を求め、核周辺分布から
   格子点位置を推定し、最初指示された基準点の座標値に
   最も近い格子点座標を該指示された基準点の座標とする
   ことを特徴とする座標補正方式。 ２、特許請求の範囲第１項記載の座標補正方式において
   、格子映像の周辺分布の平均以下の値を０にし、０以外
   の連続する個々の領域内での最大位置を求め、それを一
   時的な格子中心の推定位置とし、隣接した格子中心の推
   定位置の間隔を大きさの順に頻度を調べ、最もＷ４＃の
   高い値を格子間隔とし、周辺分布の最も大きな値を持つ
   位置でかつ、その位置の両側に隣接する格子中心との間
   隔が格子間隔と合致するか、又は単に両側に隣接する格
   子中心との間隔が格子間隔と合致する位置を中心として
   新たに一定の格子間隔を持つ格子中心の推定位置として
   求め、最初入力された基準点の座標値を推定した格子中
   心の最も近い交点座標位置に補正することを特徴とする
   座標補正方式。 ３、特許請求の範囲第２項記載の座標補正方式において
   、線認識後の特徴点となる座標を推定した格子の最も近
   い交点座標位置に補正することを特徴とする座標補正方
   式。