JPH048832B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、論理回路図などの幾何学的形状図形
と文字が存在する図面における円形状抽出処理方
式に関する。

論理回路図はアンド、ナンド、オア、ノア、フ
リツプフロツプなどの各シンボルとそれらを結ぶ
線および説明用の文字又は短い文章などからなる
が、予め定められた格子軸上に沿つて描かれた
（方眼紙に手書きされた）かかる論理回路図をフ
アクシミリなどの自動読取装置で読取り、その出
力ビデオ信号を分析して図形認識および文字認識
コンピユータなどの処理装置へ入力し、自動回路
設計などをさせることが考えられている。本発明
はその一部の円図形認識、即ちロジツクシンボル
には第１図ａ，ｂの如き円図形があるがこれを抽
出し、何のマークかを認識しようとするものであ
る。

論理回路図における円図形は第１図ａの如き反
転を意味するもの、及び同図ｂの如き頁結合子
（この先はどこへ飛ぶかを示すマーク）を意味す
るものからなる。第１図ａの場合は円図形Ｍがな
ければアンドゲート、あればナンドゲートである
から、図形Ｍはそれが円であること、およびどの
ような周囲図形と結合しているかが重要である。
本発明では円図形Ｍの周囲図形Ｎ、第１図ａで言
えばアンドシンボルは別途他の手段で認識される
としており、図形Ｍは円なのか、その近傍にはど
のような線分があるかを認識し、該円図形の意味
を知ろうとするものである。

円形状の抽出には、一般の文字、図形認識で採
用されるｎ×ｎビツト通常は３×３ビツトの窓を
使用する（例えば公知例として、特開昭52−
117527号公報に記載がある）。第２図ａは該窓Ｗ
を示す。この窓Ｗは、図形認識に当つてはフアク
シミリ装置などの光電変換装置で図面を読取つて
メモリに格納し、該メモリより認識対象図形部分
を切出して認識を行うが、その認識対象図形があ
るメモリ部分のアドレス領域を示すもので、この
窓を左右方向及び上下方向に移動させる（該窓の
物理アドレスをそのように変える）ことにより該
図形メモリ全域の走査を行なう。図形メモリには
第３図ａの如き円図形（環状体として示している
が、これは円の輪郭線の幅をも示したもの）が記
憶されているとすると、窓Ｗで該メモリを水平、
垂直走査するとき該窓Ｗが図形上になければＷ内
記憶データは全て０（０は非図形部分、本例では
白地とする）である。窓Ｗがｂに示す位置にあれ
ばＷ内記憶データは第３図ｂの如くなる。ここで
１は図形部分、本例では黒部分を示す。同様にし
て窓Ｗが第３図ａのｃ，ｄ，ｅ位置にあればＷ内
記憶データは同図ｃ，ｄ，ｅの如くなる。

かかる窓Ｗ内白、黒２値データの分布により、
図形輪郭の方向を知ることができる。例えば第３
図ｂ又はｅの２値データ分布なら図形の窓対向部
の輪郭線の方向は上下方向であり、ｃ，ｄなら斜
め方向、詳しくはＣはXY座標軸の正Ｘ軸に対し
て45゜方向、ｄは同135゜方向である。このように
して窓Ｗにより第２図ｂに示すように上下Ｖ、左
右Ｈ、斜めＤの８方向を判断することができる。
図形輪郭線の各部分の方向が分ると、これは図形
認識に対する有力な情報を与える。

例えば円図形は上下、左右、斜め各方向を均等
に備えているのに対し、第１図ｇに示す如き矩形
（正方形もこれに含める）は上下、左右方向しか
持たない（方眼紙に書くから）。従つて斜め方向
成分があるか否かで円と矩形の区別ができる。

しかし論理回路図では第１図c.dのような三角
形もよく現われる。この三角形は斜め方向を持つ
て手書き三角形では円と誤認されるものが生じ
る。誤認の原因は次の如くであると考えられる。
即ち第１図ｃの三角形は上下方向と、水平方向に
対し30゜の斜辺とを持つており、第１図ｄの三角
形は水平方向と、垂直方向に対して30゜の斜辺を
持つている。つまり斜辺は30゜成分である。論理
回路図には第１図ｅ，ｆの如きシンボルもあり、
この場合も点線で囲つた如き各区分に同様な三角
形が現われる。ところで窓Ｗによる方向判断では
前述のように水平、垂直、およびこれらに45゜の
斜め方向の８種としており、これらには30゜斜め
成分は入つていない。従つて８方向判断では30゜
成分は、45゜成分または水平、垂直成分のいずれ
かに、いわば量子化され、その際量子化誤差が出
る。円も、水平、垂直、45゜斜め成分より、これ
ら各成分を均等にもつものとして認識されるか
ら、若し上記三角形における30゜斜めが、手書き
による乱れのために45゜斜めのおよび、垂直また
は水平へ配分されると該三角形はいずれの方向成
分も持つことになつて円との区別がつかなくな
る。

本発明はかかる点を改善しようとするもので、
手書き論理回路図中に存在する円形を有するシン
ボルを、三角形などの他のシンボルと確実に分離
して円形認識を行い、更に、近傍のシンボル輪郭
との位置関係から円形シンボルの意味を判定可能
としようとするものである。

本発明は格子軸に沿つて描かれた幾何学的形状
図形と文字が存在する図面を変換装置により自動
的に読取つてメモリに格納し、その読出し出力か
ら円形状を有する線図形を抽出し、該図形の近傍
の線図形との関連から該円図形の性格を認識する
円形状抽出処理方式において、中央のビツトは重
みを０とされ、残りの周囲の８ビツトにはそれぞ
れ異なる重み（≠０）が付与される３×３ビツト
の窓であつて、当該窓に現れるデータパターンに
もとづいて得られる重み付き加算結果が、水平、
垂直、30゜及び45゜斜め方向を含む16種の方向F₁，
F₂，……F₁₆別にそれぞれ異なる固有値となるよ
うな窓を用意し、該３×３ビツトの窓を用いて該
メモリを走査し、該窓に現われるデータパターン
から水平、垂直、30゜および45゜斜め方向を含む16
種の方向別に当該図形輪郭の方向を求め、該方向
の分布状態から円図形を抽出し、更に該円図形と
格子点およびその情報との関係を求めて該円図形
の性格を認識することを特徴とするものである。
以下実施例を参照しながらこれを説明する。

第４図は本発明による16方向識別要領を示す。
窓Ｗ内の２値データ分布が第４図１，２，……１
６の如くなつたとき、図形輪郭はF₁，F₂，……
F₁₆の方向を持つとする。この16種の方向は360゜
を16分割するものではあるが、均等分割ではな
く、第５図に示すように30゜成分と45゜成分を持つ
不均一分割なものである。８方向方式の場合も、
窓Ｗに現われる２値データビツトの分布状況は第
４図１〜１６の如き種々のケースがあるが、８方
向方式ではあいまい性を与えることにより、具体
的には一部のビツトを無視する（Don´t Careにす
る）ことにより８方向のいずれかに纏めている。
本発明ではそれを原図形輪郭に一層忠実に16方向
に纏めるものである。

窓Ｗは１ドツトずつずらしながら領域を走査
し、各走査位置ごとに窓内のデータビツトの分布
が第４図の16種の方向のいずれと一致するかを調
べ、一致するパターンを検出する。いずれの方向
とも一致しない場合には無視して、窓Ｗを次の走
査位置へずらみ、同様な処理を行う。

３×３ビツトの窓Ｗの各ビツトには第４図１７
に示すようにそれぞれ異なる重み１，２，４，
８，16，32，64，128を付ける。中央のビツトは
ウエイト０とする。第４図１〜１６においても×
印のビツト又はセルはドントケアとする。このよ
うな重みを付けて各ビツトのデータ１，０と掛算
し、総和を求めると第４図１，２，３，……に付
記したようにそれぞれ異なる総和214，146（150），
147（151），……が得られ（括弧内数値は×印部も
計算した場合）、このような総和が得られたとき
当該図形輪郭の方向はF₁，F₂，F₃，……各方向
であると判断する。

図形輪郭が方向F₁〜F₁₆以外にあれば、窓Ｗ内
に現われるデータパターンは第４図１〜１６以外
のものとなり、重み付き加算結果も該図付記とは
異なるものになる。また円形図形も手書きの場合
は真円ではなく、従つて全方向を均等に持つこと
にはならない。そこで方向F₁，F₂，……F₁₆の出
現頻度にマージンを設けて、それらがある範囲内
に収まつておれば円図形とする。数式的な表現を
すると、方向F₁，F₂，……の出現頻度をHIST
F₁，同F₂，……とし、各頻度の上、下限値をH₁
〜H₁₆，L₁〜L₁₆とし（これらの上、下限値は図
形の大きさや該図形を２値信号に変換する装置の
解像度などから決定する。つまり図面を読取るイ
メージスキヤナやフアクシミリなどの光電変換装
置の解像度が線分を検出するのに十分であれば、
16種の方向の出現頻度は高くなり、逆に解像度が
悪ければ出現頻度は低くなるので、解像度に合わ
せて、出現頻度に対し設定する上限値、下限値を
変更する） L₁HIST F₁H₁ L₂HIST F₂H₂ 〓 L₁₆HIST F₁₆H₁₆ なら当該図形は円であるとする。勿論この条件を
満たさないものは、円でない、である。三角形の
場合はもしそれが第１図ｃの三角形なら方向F₁，
F₄，F₆，F₉，F₁₂，F₁₄の出現頻度は高くなり、
上記条件の上限値を超える可能性が高い。また、
その他の方向に関する出現頻度は低くなり、上記
条件の下限値に達しない可能性が高い。一般に、
論理回路図で円形シンボルは主として他のシンボ
ルに付帯して意味を持つ。即ち、例えば第１図ａ
の円形シンボルＭは、アンドゲートＮに付帯して
ナンドゲートというシンボルを形成する。この場
合、円形シンボルＭは信号の反転を意味する。従
つて円形の意味の把握には、近傍にあるシンボル
のチエツクが不可欠である。本発明では論理回路
図は格子軸上に画かれ、円形図形の位置にも制約
がある。即ちナンドゲートの場合は第６図M₁の
ように格子点＋は円形図形M₁の左右にあり、あ
るいはM₂のように格子点＋は円形図形M₁の上下
にある。各格子点には、その上下、左右の格子点
との接続情報等についてのデータ格納用メモリ領
域（本例では32ビツトのメモリ領域）が確保され
ており、第６図の例では半円形１０の解析（これ
は点線で示すように上下、左右に投影して行う）
で格子点１２には上下に腕（上方向に伸びる線分
と下方向に伸びる線分）があることが分かつてい
るので、該格子点１２の情報格納メモリ領域の円
形存在可能性の欄に“１”（有り）を書込む。こ
の「円形存在可能性の欄」というのは「逆ロジツ
クシンボルの有無の欄」を意味している。これが
あれば当該図形はナンドゲートである確率が高く
なり、格子点１４，１６の左方に線分ありなどの
情報があれば、それらと共に当該図形はナンドゲ
ートであると判定する。ナンドゲートが垂直方向
を向いている場合は図形M₂が検出され、その上
部格子点１７または下部格子点１８に、左右に腕
（左方向に伸びる線分と右方向に伸びる線分）あ
りのものがあれば、上記と同様にして、その格子
点の情報格納用メモリ領域の円形存在可能性の欄
（逆ロジツクシンボルの有無の欄）に“１”（有
り）を書込む。頁結合子の場合は格子点を囲むよ
うに円が画かれ、円周上には格子点がない。この
場合は円の中心の格子点の情報欄に円図形の存在
を示す情報を付与する。

第７図は上述の円図形抽出認識処理の要領を示
すフローチヤートである。この図の画像入力装置
とは例えばフアクシミリであり、正方形領域とは
認識対象が円図形ならその円図形を含む走査領域
をいう。方向性テーブルとは、円形、三角形、四
角形などにつき16方向F₁〜F₁₆がどのように現わ
れるのかの一覧表をいう。４方向コードテーブル
とは各格子点の上下、左右４方向連結状況の一覧
表をいう。全体の処理要領は上述の通りである。

本発明によれば論理回路図の円図形を三角形な
どと混同せずに正しく認識でき、アンドゲートと
ナンドゲートなどの区別を確実に行うことができ
る。

また本発明ではヒストグラムの個々の値HIST
F₁，同F₂，……を独立に利用して形状抽出する
ため、ヒストグラムの相対的な分布状態（ピーク
とバレー、あるいはその差など）を利用する方式
に比べて、単純な処理で形状抽出を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は幾何学的図形の例を示す説明図、第２
図は走査用窓と認識される方向の説明図、第３図
は走査状況の説明図、第４図は16方向割出し要領
の説明図、第５図は16方向の説明図、第６図は図
形と格子点との関係の説明図、第７図は円図形抽
出、認識処理のフローチヤートである。 図面でＭは円図形、Ｗは窓、F₁〜F₁₆は16方向、
＋印は格子点を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 格子軸に沿つて描かれた幾何学的形状図形と
   文字が存在する図面を変換装置により自動的に読
   取つてメモリに格納し、その読出し出力から円形
   状を有する線図形を抽出する円形状抽出処理方式
   において、 中央のビツトは重みを０とされ、残りの周囲の
   ８ビツトにはそれぞれ異なる重み（≠０）が付与
   される３×３ビツトの窓であつて、当該窓に現れ
   るデータパターンにもとづいて得られる重み付き
   加算結果が、水平、垂直、30゜及び45゜斜め方向を
   含む16種の方向F₁，F₂，……F₁₆別にそれぞれ異
   なる固有値となるような窓を用意し、該３×３ビ
   ツトの窓を用いて該メモリを走査し、該窓に現わ
   れるデータパターンから水平、垂直、30゜及び45゜
   斜め方向を含む16種の方向F₁，F₂，……F₁₆別に
   当該図形輪郭の方向を求め、該方向F₁，F₂，…
   …F₁₆の各出現頻度が各々所定範囲内に属してい
   る条件のもとで円図形を抽出することを特徴とし
   た円形状抽出処理方式。