JPS6313227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、図面等のパターンを認識するパター
ン認識装置において、パターン中に含まれる線の
種類を判別する線種判別方法に関するものであ
る。

一般に、設計図面などにおいては、実線、破
線、鎖線等のように線の種類を変えることによつ
て線の意味を与えているが、このような実線、破
線、鎖線等の複数線種で描かれた図面の線情報を
計算機に入力する場合、各線の経路とともに線種
を認識する必要がある。

従来、図面の計算機入力のためにデイジタイザ
等を用い、人手によつて、線の端点、屈折点等の
特徴点を選択的に抽出して、登録するものが知ら
れているが、非常に操作が面倒であり、かつ、長
時間を要する。

本発明は、自動的に実線、破線、鎖線等の線種
の判別を行なえるようにしたパターン認識装置に
おける線種判別方法を提供するものである。

このような目的を達成するために、本発明で
は、線を構成する線セグメントのそれぞれの長さ
または線セグメント間の間隔を計測し、線セグメ
ントの長さまたは間隔毎の出現頻度の分布を調
べ、その分布状態によつて線種を判別するように
したことに特徴がある。

第１図は、本発明に係るパターン認識装置の一
実施例の構成を示すもので、１は認識すべき図
面、２はテレビジヨンカメラ等の光電変換装置、
３は画像メモリ、４は実線経路認識装置、５は特
徴点メモリ、６は破線経路認識装置、７は結合情
報格納メモリ、８は本発明による線種判別装置を
示す。

また、線種判別装置において、８１は線長計測
回路、８２はヒストグラム作成回路、８３は正規
化回路、８４はヒストグラム格納メモリ、８５は
線種決定回路を示す。

このような構成において、第２図に詳細に示す
ような図面１を読み取る場合について説明する。

このような図面１を光電変換装置２により光電
変換し、その結果を画像メモリ３に格納する。次
に、実線経路認識装置４としては、コンピユータ
などのプログラムとして実現することも可能であ
る。いずれの場合でも本認識装置４は、画像メモ
リ３と特徴点格納メモリ５に接続され、画像メモ
リを参照、解析して、線を構成する各線セグメン
トの端点、屈曲点および構成点数などを求め、特
徴点格メモリ５に格納する。この解析方法につい
ては、種々の方式がとられているが、最も一般的
な方法は、画像データに細線化処理を施こし、線
の芯線画像を求め、方向コード化する手法であ
る。本出願においては、この解析の方法としてい
かなる手法を用いても良い。しかし、ここで、実
線経路認識装置４では、複数線種の線が描かれて
いる場合には、すべて実線として処理される。例
えば、第２図に示すような線セグメントl₁〜l_kを
認識する場合、それらの構成点数をn₁〜n_kとした
時、特徴点格納メモリ５には第３図に示すような
データが格納される。なお、実線経路認識装置４
は、光学、文字読取装置等で用いられている線抽
出手段を導入することにより容易に実現できる。

次に、破線経路認識装置６では、特徴点格納メ
モリ５に格納されたデータを順次読み出し、線が
破線、鎖線からなる場合に、それらを構成する線
セグメントの接続を行なう。具体的には、まず、
特徴点格納メモリ５から所定の線セグメントの情
報を読み出し、そのセグメントの端点を探索基点
とし、続いて読み出される線セグメントの端点が
探索基点から所定距離内にあり、かつ、両セグメ
ントのなす角が一定以内であるかどうかなどの条
件を調べ、それらの条件を満たす線セグメントを
接続可能候補として結線情報格納メモリ７に格納
する一方、特徴点格納メモリ５から読み出された
線セグメントが接続可能であることを示す信号を
線種判別装置８に送る。

このように、メモリ５から読み出された線セグ
メントが接続可能候補であれば、前述探索基点と
接続される点とは異なる他の端点を探索基点とし
て設定し、次に読み出された線セグメントとの関
係を前述したようにして調べて行く。このように
して、メモリ５のすべての線セグメントについて
上述した動作を繰り返すことにより、破線、鎖線
等の１つの線における線セグメントの接続を行な
い、その線を実線として表現して経路を求めその
端点、屈曲点の情報を求める。さらに次の線の経
路を求めるためには、所定の線セグメントの端点
を探索基点として同様な動作を行なえばよい。な
お、破線経路認識装置６は汎用のマイクロコンピ
ユータに、メモリ５，７線種判別装置８を接続す
ることによつて容易に実現できる。ここで、線種
判別装置８は、管線経路認識装置６からはレジス
タ群と見なせるため、その接続にも特別な対応は
不要である。

一方、線種判別装置８は、本発明に従つて、実
線、破線、鎖線等の線種を判別するための装置で
特徴点格納メモリ５に格納されている線セグメン
トの情報を破線経路認識装置６に入力する度に、
線種判別装置８にも入力し、その情報と、認識装
置６から送られる接続情報とを基に、対応する線
の種類を判定し、その結果を、認識装置６で得ら
れる端点、屈曲点情報とともに、結線情報格納メ
モリ７に格納する。それによつて、メモリ７には
第４図に示すようなデータが格納される。但し
T₁〜T₃は線種、L₁〜L₄は線を示す。

以下、線種判別装置８の具体的動作につき説明
する。

線長計測回路８１では、メモリ５から読み出さ
れる各線セグメントの端点および屈曲点情報によ
り、各線セグメントの線長を求め、その結果をヒ
ストグラム作成回路８２に入力する。このヒスト
グラム作成回路８２では、対応する線セグメント
が接続可能かどうかを示す接続情報が認識装置６
から入つた時、計測回路８１からの線長を取り込
み、その線長の出現頻度を求めるためのデータと
する。同様に、次々と読み取られる線セグメント
について線長を求め、接続情報によりその情報を
作成回路８２に取り込み、それぞれの線長の出現
頻度をヒストグラムとして作成し、その結果をメ
モリ８４に格納する。

一方、正規化回路８３では、認識装置６から送
られてくる接続情報の数を計数し、その計数値に
より、メモリ８４に格納されているヒストグラム
の正規化を行なう。それによつて、各線長のセグ
メントが現われる割合を百分率として表わすこと
ができる。

第５図は、このようにして求めたヒストグラム
の例を示すもので、ａは破線、ｂは一点鎖線、ｃ
は二点鎖線、ｄは実線の場合を示している。な
お、第５図ｄでは、所定長さ以上の線長を一定値
として扱つている。

図から解るように、破線および実線の場合は単
蜂性を表わしており、その内、破線は短い線長部
分に分布し、実線は、長い線長部分に分布してい
る。また、一点鎖線の場合は、同じ高さを有する
双峰性を表わしており、二点鎖線の場合は、短い
線長の線分数が長い線分の２倍となつた双峰性を
表わしている。

したがつて、ヒストグラムの峰の数、その位置
およびその高さを調べれば、どの線種であるかが
決定される。このような決定を各線の経路の認識
毎に線種決定回路８５において行ない、その結果
を結線情報格納メモリ７に格納する。

第６図〜第８図は第１図の線種判別装置８中の
各回路の具体的構成の一例を示すもので、第６図
は線長計測回路８１の構成、第７図はヒストグラ
ム作成回路８２、正規化回路８３の構成、第８図
は線種決定回路８５の構成を示す。

第６図において、１１，１２および１３，１４
はそれぞれ特徴点格納メモリから読み出された線
セグメントの端点または屈曲点のｘおよびｙ座標
の入力端子で、入力端子１１および１３には、あ
る端点または屈曲点の座標x₁およびｙ座標y₁が入
力され、入力端子１２および１４には、次の端点
または屈曲点のｘ座標x_i+1およびｙ座標y_i+1が入
力される。１５は線セグメントの構成点数ｎを入
力する入力端子、１６はメモリ・リード・ストロ
ーブの入力端子、１７および１８は減算回路、１
９および２０は乗算回路、２１および２３は加算
回路、２２は平方根計算回路２４および２５はラ
ツチ回路、２６は減算カウンタ、２７は零判別回
路、２８および２９は遅延回路、３０〜３２はア
ンドゲート、３３はフリツプフロツプを示す。

このような構成において、入力端子１６へ入力
されるようなメモリ・リード・ストローブによ
り、メモリ５から、まず、構成点数ｎと１つ目の
端点のｘ座標x₁およびｙ座標y₁とを読み出し、そ
れぞれ入力端子１５，１１および１３に入力す
る。この内、構成点数ｎはカウンタ２６に入力さ
れるので、零判別回路２７ではカウンタ２６の内
容が零でないことを示す信号をアンドゲート３０
に入力する。一定時間たつと、遅延回路２８から
信号が出て、アンドゲート３０が開かれ、それに
よつてカウンタ２６の内容が１だけ減算されると
ともに、フリツプフロツプ３３がセツトされる
が、このフリツプフロツプ３３からセツト信号が
出る前に、遅延回路２８の出力であるストローブ
信号はなくなつているので、アンドゲート３２は
開かれない。次のメモリ・リード・ストローブが
入力端子１６から入ると、線セグメントの次の端
点または屈曲点のｘおよびｙ座標x_i+1およびy_i+1
が入力端子１２および１４に供給される。それに
よつて、減算回路１７，１８、乗算回路１９，２
０、加算回路２１、平方根計算回路２２の働きに
より、 √（_i+1−）²＋（_i+1−）² が求められる。

一方、メモリ・リード・ストローブの遅延出力
がアンドゲート３０から出力されるが、この時、
フリツプフロツプ３３はセツト状態にあるので、
アンドゲート３２が開かれ、計算回路２２の出力
が加算回路２３を通してラツチ回路２４に入力さ
れる。

さらに次のストローブが入ると、次の端点また
は屈曲点の座標が入力端子１１，１３に入力さ
れ、同様な計算機がなされるが、この時加算回路
２３にはラツチ回路２４の出力が入力されている
ので、それらの加算結果が、アンドゲート３０か
らのセツト信号でラツチ回路２４に入力される。
このような動作を繰り返すことによつて、ラツチ
回路２４には次のような線長L_Nが得られる。

L_N＝_o-1 〓ⁱ⁼¹ √（_i+1−）²＋（_i+1−）² そして、カウンタ２６の内容が零になると、そ
れによつてアンドゲート３１に信号が出て、次の
ストローブにより、ラツチ回路２４の内容をラツ
チ回路２５に移し、一定時間後、遅延回路２９の
出力でラツチ回路２４をリセツトする。

このようにして、ラツチ回路には対応する線セ
グメントの線長L_Nが格納される。

次に第７図において、４１は第１図の破線経路
認識装置６からの対応する線セグメントの接続情
報を入力する入力端子、４２は第６図のラツチ回
路２５からの線長データ入力端子、４３はカウン
タ、４４はデコーダ、４５〜４７はアンドゲー
ト、４８〜５０はカウンタ、５１〜５３は演算回
路を示す。

このような構成において、第６図のラツチ回路
２５からの線長データをデコーダ４４に入力し
て、線長毎の信号を発生し、アンドゲート４５〜
４７に入力するが、この時、入力端子４１から対
応する線セグメントの接続可能を示す接続情報が
入力されていると、それらのアンドゲートが開か
れ、特定の線長に対応するカウンター４８〜５０
の計数が行なわれる。このような動作を各線セグ
メント毎に繰り返すことにより、カウンタ４８〜
５０には、対応する線長の出現頻度を現わすデー
タC₁〜C_kが得られる。これが、格納メモリ８４
に格納される。

一方、カウンタ４３では接続情報の数、すなわ
ち、線を構成する線セグメントの数をカウントす
る。

１つの線の経路認識が終ると、図示されていな
い制御信号により、演算回路５１〜５３が動作さ
れ、メモリ８４からの接続線セグメントの数の情
報CTと、カウンタ４８〜５０の出力C₁〜C_kと、
一定値Ｓ、例えば100とを入力し、次の演算を行
なう。

Hi＝Cj×Ｓ／CT このようにして求められたH₁〜H_kは正規化さ
れたヒストグラムの各線長における出現頻度を表
わしていることになる。これらの情報は格納メモ
リ８４に格納される。

第８図において、６１〜６４は閾値回路、６
５，６６はリード・オンリ・メモリ（ROM）、
６７，６８は出力端子である。なお、閾値回路６
１，６２はある閾値V₁を有し、６３，６４はV_t
を有している。

このような構成において、図示されない上記制
御信号により正規化回路から送られる線長毎の出
現頻度H₁〜H_kを格納メモリ８４から読み出し複
数の閾値V₁〜〜V_tでレベル比較し、その結果の
出力信号H₁₁〜H_k1，T_1t〜H_ktをROM６５，６６
にアドレスとして入力し、ROMの出力を出力端
子６７，６８から線種コードＴとして出力し、第
１図の結線情報メモリ７に格納する。

なお、図のように複数のROMの代りに１つの
ROMを使用してもよい。

上述した実施例では、線セグメントの線長を求
め、その線長に対応する出現頻度を表わすヒスト
グラムを作成したが、線セグメント間の白領域の
長さすなわちセグメント間隔に対応する出現頻度
を表わすヒストグラムを作成するようにしてもよ
い。その場合は、第６図の入力端子１１〜１４に
２つの線セグメントの対向する端点の情報を入力
し、同様な演算を行なうことにより、所望のヒス
トグラムが得られ、線セグメント間の間隔の違い
によつて線種を異ならせるような場合に有効であ
る。

なお、上述した例に限らず、本発明は種々の実
施例、変形が考えられることは言うまでもない。

以上述べたように、本発明によれば、簡単な構
成で、自動的に線種を判別することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパターン認識装置の全体
構成図、第２図〜第５図は第１図の動作を説明す
るための説明図、第６図〜第８図は第１図の主要
部の具体的構成の一例を示す図である。 １…図面、６…破線経路認識装置、８…線種判
別装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数線種で描かれたパターンを認識する認識
   装置において、線を構成する各線セグメントの長
   さ、または線を構成する２つの線セグメント間の
   間隔を求め、これらの値から、各線における上記
   長さまたは間隔の出現頻度の分布を調べ、その分
   布状態により線種を判別するようにしたことを特
   徴とするパターン認識装置における線種判別方
   法。 ２ 複数線種で描かれたパターンを認識する認識
   装置において、線を構成する各線セグメントの長
   さを計測し、該計測値により、線セグメントの長
   さ毎の出現頻度を表わすヒストグラムを作成し、
   該スヒトグラムを正規化し、正規化されたヒスト
   グラムにより線種を判別するようにしたことを特
   徴とするパターン認識装置における線種判別方
   法。