(57)【要約】【課題】  文字、図形が混在する図面の電子データから、ＣＡＤデータを、短時間で精度よく認識処理する。【解決手段】  ラスター図面データを入力として、記号の認識処理を行うラスター記号パターン認識手段５と、ラスター記号パターン認識手段５で認識された記号の候補の中から、編集可能化フォーマット図面データを入力として記号認識を行なう線図化記号パターン認識手段７と、線図化記号パターン認識手段７で認識された記号に対してＣＡＤデータとしてのＩＤ情報を付与する記号認識手段９と、前記認識された記号位置を参照して図面を領域分割し、この領域分割を反映した文字列のグループ化を行なう文字領域推定手段１０と、推定された文字領域の文字列を記号の属性情報として認識する文字列認識手段１１と、認識された記号位置と属性情報とＩＤ情報を統合してＣＡＤデータベースに格納する統合認識手段１２と、を備えて図面認識装置を構成する。【選択図】      図１
2006227824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字、記号を含む図面のラスター図面データを記憶する画像記憶装置と、文字と図形を個別に編集することが可能な編集可能化フォーマット図面データで表現された前記図面を記憶する編集可能化フォーマット図面データ記憶装置と、認識結果がＣＡＤデータとして格納されるＣＡＤデータベースと、記号をラスター図面データ形式で表現したラスターパターンを記憶するラスターパターン記憶装置と、前記記号を編集可能化フォーマット形式で記述した線図化パターン及び前記記号と属性文字の相対的位置関係を記憶する線図化パターン記憶装置と、ＣＡＤデータベース上での記号種別のＩＤ情報と、前記ラスターパターン及び線図化パターンとを対応付ける情報を格納する記号ライブラリ記憶装置と、前記ラスターパターン記憶装置に記憶されたラスターパターンと前記画像記憶装置に格納されたラスター図面データとを照合して前記図面中の記号位置の範囲を絞り込むラスター記号パターン認識手段と、前記線図化パターン記憶装置に記憶された線図化パターンと前記編集可能化フォーマット図面データ記憶装置に格納された編集可能化フォーマット図面データとを照合し、前記絞り込まれた範囲から編集可能化フォーマット形式で記述された記号を認識する線図化記号パターン認識手段と、前記認識された線図化パターンに対して、記号ライブラリ記憶装置の情報を参照して記号の位置ＣＡＤデータとしてのＩＤ情報を付与する記号認識手段と、前記画像記憶装置に記憶されたラスター図面データの文字領域を推定する文字領域推定手段と、推定された文字領域の文字列を認識する文字列認識手段と、文字列の位置情報と文字列の内容、および、線図化記号パターン認識手段で認識された記号位置を用いて、記号の位置と記号に関する属性文字列を認識しＣＡＤデータベースに格納する統合認識手段と、を含んで構成されて図面中の文字、記号及びその相互の関係を認識する図面認識装置。
【請求項２】
請求項１に記載の図面認識装置において、前記文字領域推定手段は、認識された記号の位置情報を利用してラスター図面から文字列の領域分けを行なうよう構成されていることを特徴とする図面認識装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の図面認識装置において、ラスター図面データと編集可能化フォーマット図面データ相互の位置の対応関係を設定する図面位置対応データ手段を含んでなることを特徴とする図面認識装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の図面認識装置において、編集可能化フォーマット図面データを入力とし、該データの文字の情報を位置情報とともに抽出するとともに、該編集可能化フォーマット図面データから消去し、文字が消去された該編集可能化フォーマット図面データをラスター図面データに変換する非文字部画像データ生成手段を含んでなることを特徴とする図面認識装置。
【請求項５】
文字、記号を含む図面のラスター図面データ及び文字と図形を個別に編集することが可能な編集可能化フォーマット図面データで表現された前記図面を記憶する手順と、前記記憶されたラスター図面データと予め記号をラスター図面データ形式で表現したラスターパターンを参照して該記号の図面上の位置の範囲を絞り込む手順と、前記記号を編集可能化フォーマット形式で記述した線図化パターン、前記ラスターパターンと線図化パターンとを対応付ける情報及び前記文字と図形を個別に編集することが可能な編集可能化フォーマット図面データで表現された前記図面を参照し、前記絞り込まれた図面上の位置の範囲から編集可能化フォーマット形式で記述された記号を認識する手順と、前記認識された記号の線図化パターンに対して、予め設定されているＣＡＤデータベース上での記号種別のＩＤ情報を参照して記号の位置ＣＡＤデータとしてのＩＤ情報を付与する手順と、前記認識された記号位置を参照して、前記記憶されたラスター図面データの文字領域を推定する手順と、推定された文字領域の文字列を認識する手順と、文字列の位置情報と文字列の内容、予め記憶されている記号と属性文字の相対的位置関係および、前記認識された記号位置を用いて、記号の位置と記号に関する属性文字列を認識しＣＡＤデータベースに格納する手順と、を含んで構成されて図面中の文字、記号及びその相互の関係を認識する図面認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文字、記号、線分が混在する図面情報を電子データとして表現したものから必要な情報をエンジニアリングデータとして認識する方法と装置に係り、特に図面が表現する文字列・記号および相互の関連性を自動的に認識し設計データに活用可能な電子データとして認識する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、文字、記号、線分が混在する図面情報を電子データとして表現したものから設計データに活用可能な電子データとして読み取る技術としては、例えば、特許文献１に開示されている、文字、記号、線分間の相対的位置関係と登録されている描画規則とを比較し、その知識を用いて認識結果を修正して精度を向上しているものがある。
【０００３】
また、非特許文献１には、認識した文字、記号、線分と、それらの間のあらかじめ登録された相対的位置関係を用い、その部分について再度認識処理を行うことで認識精度を向上させている方法が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９２９６７号公報 （第４−６頁、第３、６図）
【非特許文献１】笠原他、”図面認識システムの開発”,平成１５年電気学会シンポジウム,2003年.
【非特許文献２】Image  Processing−画像処理標準テキストブック,財団法人  画像情報処理教育振興会.
【非特許文献３】グラフィックファイルフォーマットハンドブック, David C.Kay/John R.Levine著・MbCD訳,アスキー出版。
【非特許文献４】“ＤＸＦハンドブック“,オーム社.
【非特許文献５】プログラミング Microsoft Windows 下,日経BPソフトプレス
【非特許文献６】中川聖一,”パターン情報処理”,p153,丸善.
【非特許文献７】中川聖一,”パターン情報処理”,pp239−245,丸善.
【非特許文献８】Mike Heath,et.al “Comparison of Edge Detectors”, Computer Vision and Image Understanding Vol.69, No.1, pp.38−54, January, 1998
【非特許文献９】大津ほか,”パターン認識”,pp62−64,朝倉書店
【非特許文献１０】J. O’Rouke “Computational Geometry”,Cambridge University Press,1988.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の方法のように、図面のイメージデータから文字列、記号を抽出する場合、特に、文字列の認識精度には限界があり、エンジニアリングデータなど誤りが許されないデータの場合、最終確認に多くの手間を要する。確認に要する手間は、認識誤りが少ないほど小さいと考えられ、また、最終的な品質も自動認識精度よりは、少なくとも高くなると考えられる。
【０００６】
一方、近年、設計情報としての意味付けはされていないが、線と文字列だけは、区別して編集可能としたデータフォーマットが広く流布しており(非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４)、これを用いれば、特定位置の文字列情報は、１００％の精度で求まると考えられる。しかしながら、これらのデータフォーマットで記述されたものは、意味づけを考慮されていない見掛けの形だけのデータのため以下のような問題がある。
（１）文字のグループ化がされていない場合がある。（たとえば、機器のＩＤが“ＲＡ−１２４”の場合、スペースの都合で“ＲＡ”と“１２４”が改行されていた場合、該編集可能化フォーマット中では、別の文字列として扱われる場合がある。
（２）記号についても、一般には、線の集まりとして、ばらばらに記述されている。ばらばらの線を端点の位置関係から接続関係をたどり、記号として認識するのは、一般的には、非常に大きな計算量を要する。極端な場合、一本の線分でも、任意の箇所で区切られ、内部では、短い線分の連続のデータとして扱われている場合がありうる。
【０００７】
本発明の課題は、文字情報と線の情報からなるベクトルフォーマットの図面データから、所望のエンジニアリングデータを精度よく、かつ高速に取得することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明は、文字、記号を含む図面のイメージデータ、すなわちラスター図面データと、図面を、文字と図形を個別に編集することが可能な形式で表現した編集可能化フォーマット図面データとを併用することにより、ラスター図面データでおおまかな記号の認識を行い、その候補の中で、編集可能化フォーマット図面データを利用してさらに認識対象を絞り組むことを特徴としている。
【０００９】
具体的には、上記課題を達成する本発明は、文字、記号を含む図面のラスター図面データを記憶する画像記憶装置と、文字と図形を個別に編集することが可能な編集可能化フォーマット図面データで表現された前記図面を記憶する編集可能化フォーマット図面データ記憶装置と、認識結果がＣＡＤデータとして格納されるＣＡＤデータベースと、記号をラスター図面データ形式で表現したラスターパターンを記憶するラスターパターン記憶装置と、前記記号を編集可能化フォーマット形式で記述した線図化パターン及び前記記号と属性文字の相対的位置関係を記憶する線図化パターン記憶装置と、ＣＡＤデータベース上での記号種別のＩＤ情報と、前記ラスターパターン及び線図化パターンとを対応付ける情報を格納する記号ライブラリ記憶装置と、前記ラスターパターン記憶装置に記憶されたラスターパターンと前記画像記憶装置に格納されたラスター図面データとを照合して前記図面中の記号位置の範囲を絞り込むラスター記号パターン認識手段と、前記線図化パターン記憶装置に記憶された線図化パターンと前記編集可能化フォーマット図面データ記憶装置に格納された編集可能化フォーマット図面データとを照合し、前記絞り込まれた範囲から編集可能化フォーマット形式で記述された記号を認識する線図化記号パターン認識手段と、前記認識された線図化パターンに対して、記号ライブラリ記憶装置の情報を参照して記号の位置ＣＡＤデータとしてのＩＤ情報を付与する記号認識手段と、前記画像記憶装置に記憶されたラスター図面データの文字領域を推定する文字領域推定手段と、推定された文字領域の文字列を認識する文字列認識手段と、文字列の位置情報と文字列の内容、および、線図化記号パターン認識手段で認識された記号位置を用いて、記号の位置と記号に関する属性文字列を認識しＣＡＤデータベースに格納する統合認識手段と、を含んで構成されて図面中の文字、記号及びその相互の関係を認識する図面認識装置である。
【００１０】
上記構成によれば、文字、記号を含む図面の電子データから記号を認識する際に、図面のビットマップデータ等のイメージデータ、すなわちラスター図面データから、認識しようとする記号をラスター図面データで表現したラスターパターンを参照して記号の候補（位置）を絞り込み、絞り込んだ候補（位置）に対して、記号を編集可能化フォーマットで記述した線図化パターンを用いて、図面を編集可能化フォーマットで表現した編集可能化フォーマット図面データから記号を認識する。
【００１１】
したがって、記号を編集可能化フォーマットで記述した線図化パターンを用いて、図面を編集可能化フォーマットで表現した編集可能化フォーマット図面データ全体から記号を認識する場合よりも演算量が低減され、図面の認識に要する時間が短縮される。
【００１２】
前記文字領域推定手段は、認識された記号の位置情報を利用してラスター図面データから文字列の領域分けを行なうよう構成されていることが望ましい。このように、認識された記号の位置情報を利用してラスター図面データから文字列の領域分けを行なうことにより、文字列の認識精度が向上する。
【００１３】
また、ラスター図面データと編集可能化フォーマット図面データ相互の位置の対応関係を設定する図面位置対応データ手段を設けることが望ましい。
【００１４】
また、編集可能化フォーマット図面データを入力とし、該データの文字の情報を位置情報とともに抽出するとともに、該編集可能化フォーマット図面データから消去し、文字が消去された該編集可能化フォーマット図面データをラスター図面データに変換する非文字部画像データ生成手段を含んでなる図面認識装置としてもよい。このような手段を設けることにより、編集可能化フォーマット図面データのみが入手可能であるときでも、編集可能化フォーマット図面データから文字が消去されたラスター図面データを生成し、ラスター図面データと編集可能化フォーマット図面データを用いた図面認識装置による図面認識を行なうことができる。
【００１５】
上記の課題は又、文字、記号を含む図面のラスター図面データ及び文字と図形を個別に編集することが可能な編集可能化フォーマット図面データで表現された前記図面を記憶する手順と、前記記憶されたラスター図面データと予め記号をラスター図面データ形式で表現したラスターパターンを参照して該記号の図面上の位置の範囲を絞り込む手順と、前記記号を編集可能化フォーマット形式で記述した線図化パターン、前記ラスターパターンと線図化パターンとを対応付ける情報及び前記文字と図形を個別に編集することが可能な編集可能化フォーマット図面データで表現された前記図面を参照し、前記絞り込まれた図面上の位置の範囲から編集可能化フォーマット形式で記述された記号を認識する手順と、前記認識された記号の線図化パターンに対して、予め設定されているＣＡＤデータベース上での記号種別のＩＤ情報を参照して記号の位置ＣＡＤデータとしてのＩＤ情報を付与する手順と、前記認識された記号位置を参照して、前記記憶されたラスター図面データの文字領域を推定する手順と、推定された文字領域の文字列を認識する手順と、文字列の位置情報と文字列の内容、予め記憶されている記号と属性文字の相対的位置関係および、前記認識された記号位置を用いて、記号の位置と記号に関する属性文字列を認識しＣＡＤデータベースに格納する手順と、を含んで構成されて図面中の文字、記号及びその相互の関係を認識する図面認識方法によっても達成される。
【００１６】
この方法によっても、先に述べたと同様に、図面の認識に要する時間が短縮される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、文字、記号、線分が混在する図面情報を、編集可能化フォーマット図面データのみを用いて認識する場合よりも、精度よく、短時間で自動認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る図面認識装置の全体構成を示すブロック図である。図示の図面認識装置は、大きく分けて、コンピュータと、このコンピュータに接続された画像データ入力装置１、データ出力装置１６、及びインターフェースからなる。
【００１９】
インターフェースは、表示画面と、キーボード、マウス及びそれらを制御する装置を含んで構成され、ソフトウエアとして、図面位置対応データ設定手段１８、認識結果修正手段１４、認識結果表示手段１３を備える。
【００２０】
画像データ入力装置１は、紙図面をラスター図面データフォーマットとして読み取る機能を持ったスキャナと処理ソフト、及び、編集可能化フォーマット図面データを読み取るファイル入力装置が組み合わされた装置である。
【００２１】
データ出力装置１６は、コンピュータに保持されたデータを、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に出力する装置である。
【００２２】
コンピュータは、ＲＡＭ、ＣＰＵ、記憶装置からなる。ＲＡＭは、処理結果を一時的に保持するもので、画像データ入力装置１から入力されるラスター図面データを保持する画像記憶装置２、画像データ入力装置１から入力される編集可能化フォーマット図面データを保持する編集可能化フォーマット図面データ記憶装置３、及び、図面位置対応データ設定手段１８から入力されるデータを保持する図面位置対応データ記憶装置１７からなる。
【００２３】
ＣＰＵは、ラスター記号パターン認識手段５、線図化記号パターン認識手段７、記号認識手段９、文字領域推定手段１０、文字列認識手段１１、統合認識手段１２の各ソフトウエアの処理を実行する。
【００２４】
記憶装置は、データを恒久的に保持するもので、ハードディスク及びその制御装置が対応し、ラスターパターン記憶装置６と、線図化パターン記憶装置８と、記号ライブラリ記憶装置１５と、前記認識結果修正手段１４と前記統合認識手段１２の処理結果が格納されるＣＡＤデータベース４と、からなる。ラスターパターン記憶装置６には、予め記号認識の基準となるラスターパターンが格納される。
【００２５】
画像データ入力装置１のスキャナに紙図面を入力すると、スキャナからはラスター図面データが出力され、画像記憶装置２に格納される。また、画像データ入力装置１のファイル入力装置に、編集可能化フォーマット図面データを入力すると入力されたデータは、編集可能化フォーマット図面データ記憶装置３に格納される。
【００２６】
ラスター図面データの種類としては、ＢＭＰ（ビットマップ）形式（非特許文献２）、ｔｉｆｆ形式（非特許文献３）などがある。また、編集可能化フォーマットは、ＤＸＦ（Ａutodesk社）形式（非特許文献４）、Ｗindows(登録商標)(非特許文献５)メタファイル（マイクロソフト社）形式など、文字と図形とを区別してその位置座標とともに、登録できるフォーマットとする。また、ラスター図面フォーマットの特定の位置座標（Ｘ，Ｙ）と、対応する同じ点での編集可能化フォーマットでの座標（Ｘ’，Ｙ’）との間には、１対１の対応関係があり、相互に対応点座標を計算可能とする。
【００２７】
この２つの対応関係の設定は、インターフェースに組み込まれた図面位置対応データ設定手段１８によって実行される。図１５にインターフェース上の表示例を示す。この例では、左側にラスター図面（例えばＢＭＰ形式）を、右側に編集可能化フォーマット図面を表示し、ポインティングデバイスで対応点を順次、設定していくことにより、図面中の対応点を設定する。図１５の例では、対応点１として、１５０１の点と、１５０２の点が、対応点３として、１５０３の点と１５０４の点が、それぞれ対応するように、設定されている。設定点を何点対応づけすればよいかは、用いる手法によって異なるが、もっとも一般的な方法であるアフィン変換（非特許文献１０）を用いた場合、最低４点の対応関係を設定すれば、２つの図面全体で、対応関係を定義できる。図１５では、対応点２，４の記載が省略されている。図１５のインターフェースによって設定されたデータは、図面位置対応データ記憶装置１７に記憶される。
【００２８】
図１６に、図面位置対応データ記憶装置１７に記憶された図面位置対応データの例を示す。ラスター図面（イメージデータ図面）と、編集可能化フォーマット図面における対応点の組が表形式で記憶されている。図１５のような表示を行なうインターフェースがなくても、図１６に示すデータをユーザが作成して、図面位置対応データ記憶装置１７に取り込むことにより、同様の機能を実現することもできる。
【００２９】
図２は、編集可能化フォーマット図面データの例のひとつとして、ＤＸＦ形式によるもの(非特許文献４)を示したもので、線はＰＯＬＹＬＩＮＥタグで線をつなぐ端点の集合として表示されている。一方、文字列は、ＴＥＸＴタグにより、線とは区別されてその文字領域の矩形座標、及び文字の向きとともに記述されている。
【００３０】
図３は、単線結線図のラスター図面の例を示したもので、このようなラスター図面データは、例えば、ＢＭＰのモノクロ形式であれば、各座標の位置ごとに、０か１かの値として保持されている。
【００３１】
一方、ＣＡＤデータとしては、図面の表す意味を抽出して登録する必要がある。図３の例では、母線に４個の機器が接続されており、それぞれの機器が、どのようなものかは、母線からぶらさがっている図形の形状から認識し、ＣＡＤデータ化する必要がある。また、それぞれの機器の機器番号とシーケンス番号は、図の下側の表に記述されており、これらのデータも機器の種類とともにＣＡＤデータ化する必要がある。
【００３２】
図４に、図１に示す構成の装置を使用し、ラスター図面データと編集可能化フォーマット図面データの２種類のフォーマットを用いて、ＣＡＤデータを作成する概略処理手順を示す。
【００３３】
まず、手順２００で、画像データ入力装置１でラスター図面データと編集可能化フォーマット図面データが読み込まれ、画像記憶装置２と編集可能化フォーマット図面データ記憶装置３にそれぞれ格納される。
【００３４】
手順２０１では、ラスター記号パターン認識手段５により、あらかじめラスターパターン記憶装置６に格納されている基準となるラスターパターンと、画像記憶装置２に格納されたラスター図面データとがパターン照合され、ラスター図面データの中の記号が認識される。そのための方法としては、直接、形状をなどるテンプレートマッチングの方法（非特許文献６）や、部分特徴を組みあわせたもの（非特許文献７）、それらの処理にフーリエ変換やウエーブレット変換などの画像処理を利用した方法（非特許文献８）などの公知の方法を用いることができる。これらの、処理に必要なテンプレートや部分特徴は、ラスターパターン記憶装置６にあらかじめ登録しておく。図１３に、弁の記号のラスターパターンの例を示す。この例は、０と１で表現されるＢＭＰファイルフォーマットの記号テンプレートの例であり、１のところが線のあるところを示している。手順２０１の処理では、次の手順２０２の処理でさらに詳細な照合をすることを前提としているため、厳密にパターンが一致しなくても、記号の候補の領域（位置）を取りだしておく。
【００３５】
手順２０２の処理は、線図化記号パターン認識手段７により実行される。手順２０１の処理で絞りこまれた記号の候補の領域（位置）に対して、あらかじめ線図化パターン記憶装置８に登録された線図化記号のパターン（線図化パターン）を基準に用いて編集可能化フォーマット図面データ記憶装置３に格納された編集可能化フォーマット図面データと照合し、最終的な記号の認識を実行する。図５は線図化パターン記憶装置８に予め格納されている、認識の基準となる線図化パターンの例を示す。線図化パターンは、記号パターンの基準座標位置に対する相対的な位置に存在する線の位置座標で記述する。このため、本発明のように記号位置の候補を絞りこまないで、図面全体でこのような線図のパターンの照合を行うと大きな計算量が必要となる。
【００３６】
図５の左側は、パターン対象を目でみてわかるようにラスター表示したもので、符号５０１の場所が基準点である。右側が対応する線図のパターンの一部をしめしたもので、ラスターの５０３に対応するのが、線図化パターンの５０５、ラスターの５０４に対応するのが線図化パターンの５０７、ラスターの５０２に対応するのが線図化パターンの５０６となる。線図化パターンでは、基準点からの相対位置座標で表されており、この例では、ｙ座標は、下向きとしている。たとえば、５０５の部分は、４点からなるポリラインで、４点の座標がそれぞれ。(−200.0,50.0),(−200.0,70.0),(−150.0,70.0),(−150.0,50.0)であることを示している。このような記法は、一般的なものである。実際には、ラスター図面データで絞り込まれたパターンの位置が、多少ずれている場合も考えられるので、この周辺に余裕をみて線を探索する。また、編集可能化フォーマット中でのポリラインとしてのグループ分けが必ずしも、パターンと一致しない場合もあるので、探索は、ポリラインで定義された、各点を結ぶそれぞれの線に対して、線があるかどうかを照合して実施される。
【００３７】
手順２０３は、記号認識手段９により実行される。手順２０３では、手順２０２で認識されたパターンに対して、記号ライブラリ記憶装置１５に定義された記号ライブラリを用いて、ＣＡＤに用いるための記号の種別のＩＤと、付与すべき属性の数や種類が与えられる。これらは、手順２０６の統合認識において用いられる。図１４に、記号ライブラリ記憶装置１５に定義された記号ライブラリの例を示す。この例では、図５の線図化パターンＡに対応する記号ライブラリが登録されており、ＣＡＤ中における記号ＩＤや、付随する属性データが設定されている。
【００３８】
次に、文字領域推定手段１０により手順２０４が実行される。手順２０４においては、ＣＡＤデータ化に必要な属性文字列の領域がグループ化して認識される。図面の中の文字列の中には、必ずしもＣＡＤデータ化に必要なものだけがあるわけではない。また、たとえば、弁の属性などの文字列のデータは、スペースの都合等で、途中で改行されて図３の下側の表のシーケンス番号のように“ＱＡ−”と“２３１”のように改行されていても、“ＱＡ−２３１”と、ひとつの属性文字列として認識される必要がある。
【００３９】
このような場合に、ラスター図面データと編集可能化フォーマット図面データを併用して認識精度を上げる方法として、(１)特許文献１に記述された記号の位置と属性文字との相対位置関係を用いて属性文字列を探す方法、(２)文字と記号以外の線をまたいでいる場合は、同じグループの属性文字列になる可能性が低いことを利用する方法、および、（３）記号以外には、残された線と文字列とを区別して文字列属性のグループ化をする方法、の３つの公知の手段がある。ここでは、一例としてこの３つを併用した方法によって、手順２０４の文字列領域のグループ化の詳細処理手順を説明する。
【００４０】
図６は手順２０４の処理の流れを示したもので、おおまかにいえば、輪郭線を線分近似した場合の線分の長さに基づいて、記号以外の残された直線と文字の線を区別し、記号の矩形領域と図中の文字以外の線と記号の矩形の領域を用いて図面を領域分割して、領域をまたいでの文字列のグループ化の閾値を大きくして文字列をグループ化する。
【００４１】
まず、手順６０１で、すでに手順２０３において認識された記号の領域がラスター図面から削除される。削除の方法としては、ラスター図面から記号として認識された領域を削除する方法や、ラスター図面が編集可能化フォーマット図面データから生成される場合には、編集可能化フォーマット図面データの記号に対応するポリラインデータのみを消去した後、ラスター化する方法で実現できる。
【００４２】
次に手順６０２で、手順６０１で残された図面領域の輪郭線が生成される。これは、Ｃannyのアルゴリズム（非特許文献８）で容易に実現することができる。この輪郭線を設定した近似で線分近似する。これは、ある画素中の近似線分とのずれが閾値以下になるような近似により（非特許文献９）実現できる。通常、ＣＡＤデータにする属性文字列は、ある大きさの範囲以下であるので、線分近似された一本の線がある閾値より大きいと、ＣＡＤデータの属性文字の線とは考えられず、文字以外の線と考えられる。
【００４３】
手順６０３では、前記線分近似された一本の線がある閾値より大きいかどうかの判定が実施され、閾値以上の長い線分のみが取り出される。閾値は、図面全体で設定するか、記号パターンのデータの属性位置のデータに、図５の５１１，５１２，５１３のように定義しておく。図５の５１１，５１２，５１３は、それぞれ、５０８、５０９、５１０の位置に対応する属性文字列が存在することを定義するデータで、属性文字列の位置はポリラインデータとして、属性名称は属性タグの直後に、たとえば、５１１の例では、“機器名”として、定義されており、文字列の大きさは、文字サイズタグとして、５１１の例では、一文字の矩形の大きさが２０ピクセルとして定義されている。このように定義された文字列の大きさよりも、例えば２倍以上の長さを持つ線分は、文字列の一部とは考えられないので、文字以外の線とみなすわけである。
【００４４】
手順６０４では、こうして認識された線と、記号の矩形領域の上下左右の線を用いて、図面が図７のように領域分割される。
【００４５】
手順６０５では、短い直線からなる輪郭線の近傍が、図７の領域分割と、図５に示したそれぞれの記号に対する属性位置の両方を考慮してグループ化される。図８は、もとの図７から記号領域と文字以外の線を消去し、文字列と境界線のみを示したものである。この例では、図５の属性文字列の領域と境界をまたいでグループ化が競合しないため、結果として、文字列は、図９の点線枠で示したように、グループ化される。グループ化に際しては、閾値を設定するなどして、図５で定義された同じ属性範囲にある文字列領域の候補は、同じグループになるように、かつ、図７の領域を分割する分割線をまたぐグループ化は、できるだけ避けるようにグループ化される。この２つの要求が競合を生じた場合には、領域を設定している線の位置、（領域を設定している線や、記号の位置が、グループ化しようとする文字列から遠い場合には、分割線の効力は小さいと考えられる）、属性文字列の種類（属性によっては、図５の属性パターンに、文字列の大きさだけでなく、文字の種類（英数、漢字、あるいは、属性名の限定（アルファベット−数字４桁のパターンなど））を総合的に考慮してグループ化をおこなう。
【００４６】
手順２０４で文字列領域が推定、グループ化されたら、手順２０５に進む。手順２０５では、文字列認識手段１１により、手順２０４で推定された文字列領域と、編集可能化フォーマット図面データ記憶装置３に記憶されている編集可能化フォーマット図面データの中の、図２の例のように定義されているＴＥＸＴの矩形座標を比較して、推定された領域にある文字を編集可能化フォーマットから抽出することで、認識文字列が生成される。あるいは、推定された領域に対して、文字認識ソフトを起動して文字列を抽出することも可能である。
【００４７】
生成された文字列は、統合認識手段１２により、図１０に概念的に示したように、それぞれの記号に対して属性文字列として付与されることになる（手順２０６）。どの記号にどの文字列が付与されるのかは、主として、記号と文字の位置関係及び文字の種類、文字の内容により、マッピングは限定される。最終的にＣＡＤデータベース４に格納されるデータ（ＣＡＤデータ）は、図１０のように、記号の種類と位置、および、認識された属性データの組となる。
【００４８】
生成されたＣＡＤデータは、手順２０７において、認識結果表示手段１３によって表示画面に表示され、ユーザにより確認される。必要ならユーザは、表示されたデータをキーボードを介し認識結果修正手段１４によって修正する。認識結果表示手段１３には、たとえば、ＤＸＦデータを表示できる、ＡutoＣＡＤなどのＣＡＤソフトや、配管設計や地図データ作成に特有のＣＡＤソフトを用いることができる。また、認識結果修正手段１４は、上記表示に用いたＣＡＤソフトと同じものを用いることができるが、たとえば、図１７に示すような、表形式で属性データの修正入力を行うインターフェース画面を用いることも考えられる。
【００４９】
確認・修正されたＣＡＤデータは、手順２０８において、ＣＡＤデータベース４に登録される。登録されたＣＡＤデータは、必要に応じて、データ出力装置１６から取り出して用いることができる。
【００５０】
本実施の形態によれば、記号の認識に際し、まず、基準となるラスターパターンと、画像記憶装置２に格納されたラスター図面データとをパターン照合してラスター図面データの中の記号が存在する領域を取り出し、次いで、絞りこまれた記号の候補の領域（位置）に対して、あらかじめ線図化パターン記憶装置８に登録された線図化記号のパターンを基準に用いて編集可能化フォーマット図面データ記憶装置３に格納された編集可能化フォーマット図面データと照合し、最終的な記号の認識を実行する。したがって、線図化パターン記憶装置８に登録された線図化記号のパターンを基準に用いて編集可能化フォーマット図面データ記憶装置３に格納された編集可能化フォーマット図面データと照合する場合の対象領域が限定され、演算量が少なくて済むから、図面認識、すなわち、必要な情報のＣＡＤデータ化に要する時間が短縮される。
（第２の実施の形態）
本実施の形態においては、編集可能化フォーマット図面データのみを入力として、編集可能化フォーマット図面データを、ＢＭＰなどのラスター図面データに変換して用いることにより第１の実施の形態と同様の効果が得られる。このような、編集可能化フォーマット図面データからＢＭＰなどのラスター図面データへの変換は、一般的に可能である。
【００５１】
図１１に、本発明の第２の実施の形態に係る機能ブロック図を示す。本実施の形態の構成が前記第１の実施の形態の構成と異なるのは、次ぎのイ〜ハの点であり、他の構成は前記第１の実施の形態と同じであるので、同一の符号を付して説明を省略する。
イ．画像データ入力装置１１０１が、非文字部画像データ生成手段１１２２と文字列データ抽出手段１１２１を含んで構成されている点
ロ．ＲＡＭが、非文字部画像データ記憶装置１１０２と文字以外編集可能化フォーマット図面データ記憶装置１１０３Ａと文字限定編集可能化フォーマット図面データ記憶装置１１０３Ｂで構成されている点
ハ．インターフェースが、図面位置対応データ設定手段を欠いている点
図１２に、本実施の形態に係る処理手順を、概略フローチャートで示す。まず、手順１２００で、画像データ入力装置１１０１において、編集可能化フォーマット図面データが入力される。次いで、手順１２０１において、文字列データ抽出手段１１２１により、そのデータを解析して、文字列のデータのみを抽出し、文字限定編集可能化フォーマット図面データ記憶装置１１０３Ｂに、文字列と、文字列の領域（位置情報）からなるデータを記憶する。このような抽出は、たとえば、ＤＸＦ形式の場合には、図２に示したように、文字列に対しては、ＴＥＸＴタグがついているため容易に実行することができる。
【００５２】
一方で、非文字部画像データ生成手段１１２２では、この文字列のタグのついた部分だけを除去した編集可能化フォーマット図面データが生成され、そのデータをもとに文字列を除去したラスター図面データが生成され、非文字部画像データ記憶装置１１０２に記憶される（手順１２０２）。文字列をあらかじめ除去しておくのは、編集可能化フォーマット図面データでは、文字はあらかじめ電子データとして文字限定編集可能化フォーマット図面データ記憶装置１１０３に抽出してあるので必要なく、ラスター化した場合文字列が残っていると、記号と混同する可能性があるからである。文字列のタグのついた部分だけを除去した編集可能化フォーマット図面データを文字以外編集可能化フォーマット図面データ記憶装置１１０３Ａに記憶する。
【００５３】
次に、手順１２０３で、ラスター記号パターン認識手段１１０５により、ラスターパターン記憶装置１１０６に記憶されているラスターパターンを用いてラスター記号パターンが認識処理されて記号位置が絞り込まれ、次いで、線図化記号パターン認識手段１１０７により線図化パターン記憶装置１１０８を参照して記号位置が抽出される。手順１２０４では、文字領域推定手段１１１０において、前記抽出された記号位置と、線図化パターン記憶装置１１０８に、図５の形式で記憶された記号と属性文字との相対的位置関係を用いて、文字領域が推定される。ここが第１の実施の形態と大きく異なるところで、第１の実施の形態では、記号でも線でもない残りの部分を輪郭線処理したものを文字領域のグループ化の初期候補として用いたが、本実施の形態では、文字限定編集可能化フォーマット図面データ記憶装置１１０３に記憶された、文字限定編集可能化フォーマット図面データをグループ化の初期候補として用いる。グループ化のための閾値の与え方などは、第１の実施の形態と同様に、図８のように記号の認識結果に基づいて、領域分けした領域線の境界を越えにくいような設定によって行なう。
【００５４】
手順１２０５以降の処理は、前記図４で説明したとおりであり、説明は省略する。なお、前記図４の手順では、手順２０４で文字列の領域をグループ化した後、手順２０５で文字列を認識するが、本実施の形態では、編集可能化フォーマット図面データでは、図2のＴＥＸＴのラインのように、それぞれの文字はすでにわかっているので、改めて文字を認識する必要はない。
【００５５】
なお、第１、第２の実施の形態では、記号の認識において、ラスター図面データ、編集可能化フォーマット図面データの両方を用いているが、どちらか一方でも実現可能である。
【００５６】
本実施の形態は、ラスター図面データがない場合に、編集可能化フォーマット図面データからラスター図面データを生成し、生成したラスター図面データを用いて記号パターンの位置を認識する方式の例であり、前記第1の実施の形態と同様に、線図化記号のパターンを基準に用いて編集可能化フォーマット図面データと照合する場合の対象領域が限定され、演算量が少なくて済むから、図面認識、すなわち、必要な情報のＣＡＤデータ化に要する時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る図面認識装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る編集可能化フォーマット図面データの例を示す図である。
【図３】ＣＡＤデータ生成の対象となる図面の例を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る図面認識の処理手順の例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る線図化パターンの例を示す図である。
【図６】図４に示すフローチャートにおける文字領域グループ化の実施手順の例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る文字領域グループ化のための図面の領域分割処理の経過の例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る文字領域グループ化のための図面の領域分割処理の経過の例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る文字領域グループ化処理の結果の例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る属性つきＣＡＤデータへの変換結果の例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る図面データ認識装置の機能構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る図面データ認識の実施手順を示すフローチャート。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係るラスターパターンの例を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る記号ライブラリの例を示す図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る図面位置対応データ設定手段の入力画面の例を示す平面図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態に係る図面位置対応データの例を示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態に係る認識結果修正手段の入力画面の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  画像データ入力装置
２  画像記憶装置
３  編集可能化フォーマット図面データ記憶装置
４  ＣＡＤデータベース
５  ラスター記号パターン認識手段
６  ラスターパターン記憶装置
７  線図化記号パターン認識手段
８  線図化パターン記憶装置
９  記号認識手段
１０  文字領域推定手段
１１  文字列認識手段
１２  統合認識手段
１３  認識結果表示手段
１４  認識結果修正手段
１５  記号ライブラリ記憶装置
１６  データ出力装置
１８  図面位置対応データ設定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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