Forschungsschwerpunkt

Aufbereitung, Interpretation und Vergleich von technischen Zeichnungen und Plänen


Einleitung

Ziel des Projektes ist die Optimierung von Algorithmen zur Bildvorverarbeitung und -analyse von Schwarz/Weiß-Zeichnungen hinsichtlich einer höheren Rauschunempfindlichkeit, um eine Interpretation solcher Zeichnungen auch unter stark gestörten Bedingungen zu ermöglichen.

Die für solche Probleme vorhandenen Algorithmen setzen zumeist ideale (rauschfreie) Bedingungen voraus, die aber in der Praxis zumeist nicht gegeben sind.

Weiterhin sollen Verfahren entwickelt werden, die den Vergleich verschiedenen interpretierter Zeichnungen ermöglichen.

Vorhaben

Zur Digitalisierung und Interpretation einer Zeichnung sind i.a. mehrere Schritte notwendig:

Scannen:Digitalisierung der Zeichnung (die Zeichnung wird zeilen- und spaltenweise optisch abgetastet und der Helligkeitswert an jedem Rasterpunkt (Pixel) registriert).

Das Scannen von Zeichnungen und Plänen ist heute mit geeigneter Hardware in mehr als ausreichender Güte (Auflösung) zu realisieren.

Pre-Processing:Dieser Schritt dient zur Elimination von Störungen, Flecken, optischen Rauschen sowie der Durchführung von Beleuchtungs- und Kontrastkorrekturen.
Danach wird das gescannte Grauwertbild in ein Schwarz / Weiß-Bild umgewandelt (binärisiert).
Vektorisierung:Die Rasterdaten werden durch geeignete Verfahren in Vektordaten (Menge von Liniensegmenten) konvertiert. Die Rasterdaten werden allerdings noch für die Schrifterkennung und die Analyse ausgefüllter Objekte benötigt.

Dieser Grobvektorisierung schließt sich eine lokale Feinvektorisierung an, bei der kurze Vektoren zu längeren "bereinigt" und Lücken geschlossen werden.

Segmentierung und
Klassifizierung:
Die den Vektordaten zugrundeliegenden primitiven Grafikelemente (Linien, Kreise, Bögen, Rechtecke, Dreiecke, Texte, Maßpfeile etc.) werden extrahiert (rekonstruiert).
Schrifterkennung:Textstücke (hand- oder maschinenschriftlich) werden mit geeigneten OCR-Verfahren erkannt.
Post-Processing:Die erkannten Maßangaben werden zur Geometriekorrektur herangezogen. Grafik- und Textdaten werden für die weitere Verwendung aufbereitet (z.B. durch Konvertierung in geeignete Datenformate wie etwa das DXF-Format von AutoCAD o.ä.).
Vergleich:Um verschiedene Zeichnungen desselben Objektes im Bestand aufzufinden, ist abschließend ein automatisierter Vergleich aller Zeichnungen des Bestandes notwendig.

Dazu muß von je zwei zu vergleichenden Zeichnungen eine einer geeigneten, durch ein Optimierungsverfahren zu bestimmenden affinen Transformation unterworfen werden, so daß das Resultat bestmöglich mit der zweiten Zeichnung oder einem Ausschnitt derselben übereinstimmt.

Liegen Zeichnungen von verschiedenen Seitenansichten eines Objekts vor, so ist vor dem Vergleich die Bildung eines dreidimensionalen Modells in Erwägung zu ziehen.

Klar ist dabei, daß die Qualität der Resultate der letzten Schritte sehr von der Güte der ersten abhängt. Es wird deshalb notwendig sein, die zu den ersten Schritten (insbesondere der Vektorisierung) vorliegenden Standard-Verfahren hinsichtlich Ausgabegüte hin zu optimieren.

Literatur

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Veröffentlichungen zu diesem und anderen Forschungschwerpunkten unseres Lehrstuhls finden Sie auf unserer Publikationsseite.


Ansprechpartner: Dipl.-Math. Jochen Biedermann, Prof. Dr. Ludwig Cromme


Zur Darstellung eines zugehörigen Anwendungsproblems