JPS62177669A - 画像清書装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、手書き等によって作成された不規則に描かれ
た複数の線で構成された線図を清書する画像清書装置に
関する。

「従来の技術」 例えばＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて、電気回路や論
理回路の設計の際、設計者が手書きくフリーハンド）で
作成した回路図を自動認識し、その清書を行う装置があ
る。

この装置は、例えば次のような原理で動作する。

第１０図にその装置のブロック図を示した。

まず読取部１は、ＣＣＤ等から成るイメージセンサで構
成され、手書きで作成された回路図をドツト（１画素分
の点）単位で読み取り電気信号に変換する。

この信号は白または黒に対応する画信号に２値化される
。

そして、認識処理部２において、接ぎ穴埋めによる雑音
処理が行われる。

その後、これらの画信号はメモリに終結される。

次に、これらの画信号から特徴点の抽出を行い、文字、
シンボル、交点、接続点の認識が行われる。

これは第１１図に示すように、メモリから読み出した入
力信号を、図形等のパターンについては、パターンの観
測くステップ■）、パターンの切り出しと整形（ステッ
プ■）、特徴の抽出（ステップ■）、変形の正規化（ス
テップ■）を行い、文字については、文字検出を行う（
ステップ■）。

その後、パターンの類似の度合評価（ステップ■）を、
辞書を読み（ステップ■）これと比較しながら実行し、
比較決定（認識）を行う（ステップ■）この結果が出力
されると、第１０図において、絹集部３が辞書から得た
パターンを絹集配列し、清書された画像に対応する画信
号を作成する。

その画像がファインカラーディスプレイ４に表示される
と、設計者はタブレット５からさらに修正等の指示を与
え、最後にプリントアウトの指示を与える。

こうして、清書された画像がプリンタ等から成る出力部
６に送られて、清書された回路図等のハードコピーが得
られる。

「発明が解決しようとする問題点」 このような従来の装置における処理は、手書きで作成さ
れた回路図等から、特定のパターンを探し出し、そのパ
ターンが、例えばアンド回路のシンボルであることを認
識するというような作業から出発している。

そして、シンボルとシンボルとの間の結線は、シンボル
の位置関係と、その端子間を結ぶ線の有無から判断して
、その結果をもとに進められる。

。　ところが、同じ線図であっても、例えば縦横の罫線
のみで作成された図表についてみると、この中には顕著
なシンボルが存在しない。

例えば罫線の交点をシンボルとしてみた場合、手書きで
作成された線図の場合には、それが交点か終点かが必ず
しも明瞭に示されていない。

しかも、多数の罫線が必ずしも平行にあるいは直交する
ように描かれてはおらず、これらの交点や終点の位置関
係は不正確で、これらの間の結線方法も、回路図のそれ
とは条件が相違する。

従って、従来の手法ではこの種の線図を清書することが
できない。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、手書き等
によって作成された、すなわち不規則に描かれた線図を
自動認識し、これを清書することのできる画像清書装置
を提供することを目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」 本発明の画像清書装置は、不規則な複数の直線で構成さ
れた線図をドツト単位で解析し処理する画像処理部を有
し、この画像処理部は、上記線図を構成する各線の、始
点と、終点と、ドツトの分布と、その連続性を調べて、
直線の存在を認識する解析手段と、その結果に従って直
線の配置を決定し、かつ、これらを一定の方向に向ける
方向修正手段と、方向を修正した各直線の位置関係から
これらの両端の位置を補正する端部補正手段とから構成
されたことを特徴とするのである。

「作用」 このように、線図を構成する各線の始点と、終点と、ド
ツトの分布とその連続性を調べると、その間に連続した
直線が存在するか否かを認識することができる。

この結果に従ってそのまま直線の配置を決定すると、そ
れぞれ長さや傾きの不揃いな縦横の罫線で構成された線
図が得られる。

そこで、各縦線や横線の方向を所定の方向に修正する。

最後に、各直線の両端の位置が妥当であるか否かを判断
し、両端を伸縮して端部補正を施す。

こうして、多数の直線により形成された線図を清書する
ことができる。

「実施例」 （ブロックの説明） 第１図は本発明の画像清書装置の実施例を示すブロック
図である。

この装置は、原稿上に描かれた線図の読み取りを行う読
取部１０と、この読取部１０で読み取った画像を表示す
る表示部１１と、この画像に対応する画信号を処理する
画像処理部１２と、オペレータが種々の指示を人力する
キーボード１３およびポインティングデバイス１４と、
処理された画信号を格納するディスクメモリ１５と、最
終的に清書された線図をプリントアウトするプリンタ１
６とから構成される装置 画像処理部１２には、読み取った画像の画信号を記憶す
る主メモリ２１と、清書のための処理作業に使用するサ
ブメモリ２２が設けられている。

また、このほかに、画信号処理のためのマイクロプロセ
ッサ等で構成された解析手段２３と方向修正手段２４と
端部補正手段２５とが設けられている。これらの手段の
機能は後で説明する。

読取部１０はＣＣＤ等のイメージセンサから構成され、
原稿上の線図をドツト単位で読み取り、２値化された画
信号を得るものである。

表示部１１はいわゆるビットマツプディスプレイから成
り、読み取った画像をドツト単位で表示する装置である
。

キーボード１３は、清書作業の命令を画像処理部１２に
向けて入力するためのもので既知の構成のものを使用す
る。

また、ポインティングデバイス１４は、机上で前後左右
にスライドさせると、この動きに合わせて表示部１１に
表示されたカーソルを移動させ、コマンドの入力を行う
ことのできるもので、マウスとも呼ばれる既知の入力装
置である。

ディスクメモリ′、５は、例えばフロッピーディスクド
ライバ等から成り、ここで処理された画信号を他の装置
で利用する場合に使用される、この装置も、既知の構成
のものである。

プリンタ１６は、ドツト単位で線図をプリントアウトで
きるドツトプリンタやＸＹプロッタ等から成る。

なお、以上の装置は、データ通信用の通信線路２６にト
ランシーバ２７を介して接続されている。

トランシーバ２７は、この通信線路２６に対する信号の
送受信のタイミングを制御する既知の回路で、この通信
線路２６を通じてデータがファイルサーバ２９に格納さ
れ、あるいは、プリントサーバ２８によりプリントアウ
トされる。これによりこの装置の設置された場所と離れ
た場所においても、清書された線図を利用することがで
きる。

このようなシステムとしては、例えばゼロックス社の開
発したイーサネットワーク等が知られている。

（線図の解析の概要） 第２図は、本発明の画像清書装置の線図の解析方法を説
明する説明図である。

例えば、図のような、手書きによる線図をＸ方向および
Ｙ方向から見て、これをドツト（画素）単位で分析して
みると、黒ドツトの存在率は図中５ｘＳｓｙで示したと
おりとなる。

図から明らかなように、この、黒ドツトの存在率のピー
クの部分に、直線が存在すると認識することができる。

第１図に示した読取部１０でこのような線図を読み取り
、例えばＸ軸に平行な一定の幅の領域３１について、黒
ドツトに相当する画信号をカウントする。これによって
Ｙ軸方向の黒ドツトの存在率を調べることができる。

ここで、Ｘ軸、Ｙ軸に平行でない線例えば直線３２の存
在については次のようにして調べる。

第３図ａは、Ｘ軸に平行な一定の幅ｄの領域３１内に直
線３２が入った場合を示す。このときは、黒ドツトの存
在率が図のＳＹＩのようにピーク値をもつ。

一方、第３図すのように、この領域３１が直線３３と交
叉した場合、黒ドツトの存在率ＳＹ２が領域３１の両側
から平坦なものになる。

この場合、Ｘ軸に平行な直線はここに存在しないとＳ忍
識する。

な右、このような直線については、Ｘ軸およびこれと直
交するＹ軸についてのみならず、各種の角度から黒ドツ
トの存在率を調べ、第３図すの場合、一点鎖線に挾まれ
た方向の領域３４に直線が存在すると認識する。

この実施例においては、このような直線の存在の認識作
業を、第３図ａに示すように、Ｘ軸に平行な線で囲まれ
た領域３１を適当な長さしの区間ずつに区切って実施し
ていく。この一単位の領域を以後検査領域３５と呼ぶこ
とにする。

なお、検査領域３５の、黒ドツトの存在率がピーク値を
示すようなものであっても、それが点か線かはそれだけ
では不明である。

また、直線については、その両端がどこにあるかを認識
することおよび、認識した各領域の直線が相互に連続し
ているかどうかの検査が必要となる。

その作業の詳紹は後で述べることとし、本発明の画像清
書装置の動作の概要を、第４図のフローチャートで−通
り説明する。

まず、読取部１０（第１図）で原稿の読み取りを行い、
対応する画信号を得る（ステップ■）。

これは、第１図の主メモリ２１に格納し、ベースとなる
ファイルを生成する（ステップ■）。

次に、その原稿中で、清書すべき線図の記載されている
領域を、ポインティングデバイス１４を用いて指定する
（ステップ■）。第２図の場合を例にとれば、一点鎖線
のような枠で処理領域４１を指定する。画像処理すべき
領域を限定して、処理速度を速めるためである。

次に、線情報を（尋るための処理を行う（ステップ■）
。ここで、上記各検査領域ごとに直線の始点や終点、連
続した直線の存在の認識等を行う。

そして、各検査領域ごとに直線候補を定める（ステップ
■）。

同様にして、となりの検査領域についても直線候補を定
める（ステップ■）。その後、隣合う検査領域の直線候
補が連続しているか否かを調べて同一直線か否かを判断
する（ステップ■）。これは、直線の接点が一致してい
るかどうかで判断することができる。同一直線であれば
、またその隣の検査領域について同様の作業を行う（ス
テップ■）。この場合、ステップ■−■−■のループに
そって作業をくり返す。直線の両端が検出されると、そ
の両端位置を基準にした直線情報を作成する（ステップ
■）。

先に清書すべき旨指定された領域のすべての検査領域に
ついて、上記の処理がすんだか否かを判断しくステップ
０）、残りの検査領域の処理に移る（ステップ■）。

また、先に示したステップ■−■−■のループ実行中に
すべての検査領域の処理が終了した場合、このループか
ら抜けて直線情報を作成する（ステップ０）。

以上の処理は、解析手段２３（第１図）が実行する。

こうして得られた直線情報をもとに、各直線について、
その方向をそろえるために方向修正をし、端部位置をそ
ろえるために端部補正をする（ステップ■）。これらの
処理は、方向修正手段２４および端部補正手段２５（第
１図）により実行される。

このようにして、清書を終了する。

なお、ディスプレイ上で、例えばポインティングデバイ
スの軌跡によってオペレータが線図を作成したような場
合、読取部を使用せずに、直接ファイルの生成を行うこ
とができる。この場合を一点鎖線のルートで図示したく
ステップ０）。

（具体的な直線のデータ処理） 第５図に、Ｘ軸方向にほぼ平行な手書きの直線のデータ
を例示した。このデータは、Ｘ軸方向にパ０”から“２
９″まで３０区画、Ｙ軸方向に′０”から９′”まで１
０区画にこの直線を分割し、合計３００個の白あるいは
黒ドツトのマトリクスで構成されている。　この白ドツ
ト部分は“０”、黒ドツト部分は“１”の内容の画信号
となる。この３００個のドブトマトリクスで構成された
部分を１つの検査領域３５（第３図）と仮定する。

ここで、Ｘ軸に平行な方向の黒ドツトの分布認識を行う
。その場合、第１表のようなデータを作成する。

第　　１　　表 第１表において、存在率の分母はその軸の全ドット数す
なわち３０である。例えば、Ｙ１軸については、全３０
ドツト中７個が黒ドツトで、その存在率は２３％となる
。ここで直線の存在の有無の判定基準を例えば６０％と
定めておく。この場合Ｙ１軸に直線は無しと判断する。

同様にＹ２、Ｙ３、Ｙ４軸を調べると、黒ドツトの存在
率が６゛７．９３．７６％といずれも６０％を上まわっ
ており、この方向に直線ありと判断する。

次に左端認識を行う。その場合、第２表のようなデータ
を作成する。

第　　２　　表 この第２表から、Ｘｌの付近に黒ドツトの左端集中して
おり、ここに左端ありと認識する。

右端認識についても同様である。第３表はそのためのデ
ータである。

第３表 この第３表から、右端がＸ２８の付近にあることを３忍
識する。なお、通常この検査領域の長さはそれほど長く
ないため、この領域内に両端があると、他の検査領域の
直線との連続性が無しと判断される。従って、通常、右
端、左端あるいは両端が領域の両端部と一致することに
なる。

次に、存在率だけでは、必ずしもそれを連続した直線と
判断することはできない。

そこで、直線の連続性を調べるため、第４表のようなデ
ータを得る。

第　　４　　表 第４表は、この検査領域内で直線が途切れているか連続
しているかの判断するためのものである。

この場合、始点から黒ドツトが何個連続しているかをカ
ウントする。

例えばＹ２軸については、Ｘｉから８個、Ｘ１８から１
０個黒ドツトが連続している。合計１８個となるが、こ
れについて、第１表のドツト数を分母として、連続率を
求める。

この結果が例えば７０％以上のときは連続、それ以下の
ときは不連続と判断する。

これにより、Ｙ２からＹ６までは間違いなく直線が連続
していると判断できる。

以上の処理により、直線の両端を決定すると、まず、そ
の両端を結ぶ直線を引いてしまう。

第６図にその状態を示した。

この図では、第２図に示した線図について、Ｘ軸に平行
な５本の線の方向決定処理が既に完了しており、これか
らＹ軸に平行な６本の線（一点鎖線６１で図示した）の
方向を定める場合を示している。

各直線の両端の位置は、不規則となっており、また、そ
の方向も平行でない。

これらを、各線ごとに、その両端のＸ軸方向の位置につ
いて、平均値をとって、すべてＹ軸に平行な直線５１と
してしまう。これらを実線で示した。この処理は第１図
の方向修正手段２４により実行される。

その結果、Ｘ軸に平行な線とＹ軸に平行な線とで構成さ
れ、各線の交点がまちまちな図表が得られる。

次に第７図に示すように、先に求めた直線７１の端部に
ついて、その端部から一定の距離内に交叉する直線７２
の有無を調べる。交叉する直線があれば、その交点７３
を終点として端部位置を補正する。第８図のように直線
７３の端部と他の直線７４が接近している場合について
も同様の処理を行う。

以上の処理は第１図の端部補正手段２５により実行され
る。

以上説明した手順によって、第９図ａに示した手書きの
線図が同図すに示したように清書されて、第１図のディ
スクメモリ等に格納され、必要に応じてプリンタにより
プリントアウトされる。

なお、線図を構成する直線の太さは、オペレータが適宜
別途選択すればよい。

「変形例」 本発明の画像清書装置は以上の実施例に限定されない。

いわゆる全くのフリーハンドで書かれた図表に限らず、
方眼紙に定規を用いて線引きしたような図表についても
、これをイメージセンサ等で読み取った後の画信号の乱
れを修正するようにすれば、プリンタにきわめて明瞭な
傷の無い図面のプリントアウトをさせることができる。

また、イメージセンサで読み取った図表にｔ艮らず、ブ
ラウン管ディスプレイ等の画面上にオペレータがライト
ペンやポインティングデバイスを使用してフリーハンド
で作成した図表等についても、全く同様の処理を行うこ
とができる。

「発明の効果」 以上説明した本発明の画像清書装置は、手書き等で作成
された線図を自動的に清書することができ、事務能率の
向上に役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像清書装置の実施例を示すブロック
図、第２図と第３図はその動作を説明する説明図、第４
図はその動作の概要を示すフローチャート、第５図は直
線の画信号の例を示すドツトマトリクス説明図、第６図
から第８図までは、直線の解析動作を説明する説明図、
第９図は手書きの線図と清書された線図を示す説明図、
第１０図は従来の画像処理装置の一例を示すブロック図
、第１１図はその動作のフローチャートである。 １２・・・・・・画像処理手段、 ２３・・・・・・解析手段、 ２４・・・・・・方向修正手段、 ２５・・・・・・端部補正手段。、 出　　願　　人 富士ゼロックス株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 不規則に描かれた複数の線で構成された線図をドット単
   位で解析し処理する画像処理部を有し、この画像処理部
   は、前記線図を構成する各線の、始点と、終点と、ドッ
   トの分布と、その連続性を調べて、直線の存在を認識す
   る解析手段と、その結果に従って直線の配置を決定し、
   かつ、これらを一定の方向に向ける方向修正手段と、方
   向を修正した各直線の位置関係からこれらの両端の位置
   を補正する端部補正手段とから構成されたことを特徴と
   する画像清書装置。