JPH0128432B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の背景 〔産業上の利用分野〕 本発明はデジタル信号の集合のようなパターン
の認識に関するものである。 かかるパターン認識に対する既知の対象物とし
ては、２進化されたキヤラクタ（文字・数字）、
血球、染色体、飛行体のレーダ像等がある。他の
可視パターンとしては一連の符号デジツト、音声
パターンその他のパターン等々がある。 本発明は特に、少なくとも１つの座標に添つて
配列されおのおのが信号値を有する所定個数の個
別のデジタル信号のパターンを認識する装置であ
つて、全体のパターンを受信して記憶するための
第１記憶手段と、それぞれが対応するパターンに
対する記憶容量を有する所定個数の記憶位置を有
する第２記憶手段と、前記第１記憶手段のデータ
出力端子に接続された第１入力端子と、前記第２
記憶手段のデータ出力端子に接続された第２入力
端子と、不一致／一致信号を供給するための出力
端子とを有する差決定装置を具えてなるパターン
認識装置に関するものである。 〔従来の技術〕 この種装置の従来例についてはS.Kashioka等
による文献：「Ａ transistor wire―bonding
system utilizing multiple local pattern
matching techniques」，（IEEE Transactions
on systems，man and cybernetics，
August1976，Vol，SMC―６，No.８、第562〜
570頁）に開示されている。この文献によれば、
関連する基準点に対する中間的なフオーカシング
すなわち、勾配の局部的最大に調整を行なうこと
なく走査期間にサブ像を直接比較している。この
ことは像の走査する期間中に多数の比較を直接リ
アルタイムで行なうので、少数の基準パターンを
使用することができるにすぎないことを意味して
いる。 上述した処によれば、比較は窓装置が適切にフ
オーカシングした後にのみ行なわれる。さらに、
前述の文献によれば、差の許容範囲も小さい。こ
のことは変数が少ししかない場合にのみ操作が可
能であることを意味している。従来装置は二次元
的な並進および回転のみを行ない得る、例えばト
ランジスタの製造時のパターンニングにのみ用い
られているものである。すなわち、一定の大きさ
のトランジスタパターンのみしか識別し得ない。
この既知の技術は、対象物のデイメンシヨンが変
化して詳細部間の距離が変化し得る場合には、不
適当である。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の対象装置で、二次元像の場合には、こ
れら座標をｘ方向およびｙ方向とし得る。また、
受信される一連の符号ビツトの場合には座標は時
間でありうるし、さらに音声パターンの場合には
座標は周波数と振幅とし得る（二次元）。かかる
点を考えると座標の個数は１，２，３或いはそれ
以上の個数が対象として考え得る。信号値は二次
元像の場合には濃度或いはカラーコードに関係し
得、音声パターンの場合には声の強度に関係し得
る等々である。以前から未知のパターンの認識に
ついて注目されており、多くの文献および特許明
細書で問題として提起されている。以下の説明に
おいては、二次元の静止像を認識する場合につき
説明するが、本発明は他のパターンに対しても使
用し得ること明らかである。 本発明は多くのパターンは、それ自体有意義で
ある構成成分の結合体であるというアイデアに基
づいて成されたものである。 例えば、医療Ｘ線像はスケルトンの一部分のよ
うな多数の詳細部（デイテール）を含み得る。ま
た別の像では例えば計数したり或いは識別したり
する必要のある個々の染色体とか血球とかを含み
得る。 本発明は大きな階調度、すなわち例えば像の強
度の勾配（グラジエント：gradient）を有するよ
うな部分像（サブ像）中に情報が多く含まれてい
るという事実の認識に基づいて成されたものであ
る。 これがため、本発明の目的は局所パターンの認
識のためにその局所パターン中に存在する好まし
くは信号値の勾配の特性を利用し、とくにかかる
勾配に富んだ局所パターンを基準情報と比較でき
る装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段と作用〕 本発明によれば、 第１記憶手段に記憶されている全体のパターン
より局所パターンを選択し、これを差決定装置に
供給する窓装置と、 かかる窓を記憶された全体のパターン上に座標
に添つてステツプ移動させるステツピング機構
と、 窓内の各所定の座標値に対しこれら座標値にお
いて存している前記デジタル信号の値の座標に添
つた勾配の絶対値を決定する勾配決定装置と、 前記絶対値を受信して窓の基準点に対するその
絶対値のモーメントを決定するためのモーメント
発生器と、 該モーメント発生器の出力信号によつて制御さ
れ、前記窓の前記座標に添つてのステツプ移動を
制御し、これによつて窓内の勾配を最大ならしめ
る手段とを具えてなることを特徴とする。 本発明によれば例えば未知の像を連続走査する
ことができるが、その場合には時間または位置を
独立変数とする。その場合、その都度モーメント
を決定しかつ局所パターン全体にわたり平均化さ
れたような座標方向の勾配の最大値（時間的また
は位置的な）にフオーカシング（focussing）に
応答して、すなわち最大値にフオーカスされたと
きのみに比較を開始させる。かかる最大値は微分
によつて求める。従つてこれをこの平均化された
値を時間微分する装置の零交差とし得る。最小値
はほんの僅かしか情報を発生しないので、この最
小値のフオーカシングではなく最大値へフオーカ
シングするようにモーメントを形成する。この勾
配を種々の方法で決定することができる。前述の
モーメントを一次モーメント或いは高次のモーメ
ントとし得る。 本発明の好適実施例においては、前記窓装置に
対し所定の個数の予備調整用ステツプによつてこ
れと対応する個数の開始位置を与えるための予備
調整用ステツピング機構を具えており、前記窓装
置がある開始位置に達した後においてのみ前記モ
ーメント発生器を作動させるために前記予備調整
用ステツピング機構の出力端子を前記モーメント
発生器の入力端子へ接続することができる。 各開始位置では１回の極限（または最終的）フ
オーカシング従つて１回の比較を行ない得る。こ
れら開始位置の分布が好適である場合には、重要
なデイテールに対してパターンを広範囲にわたり
検査することができる。各開始点の近くで前述し
た座標方向の匂配の局所最大値を見出すことがで
きる。これを例えば窓装置を開始位置から所定の
シーケンスでステツプさせることによつて見出し
得る。２個以上の開始位置から極限フオーカシン
グを達成することもできる。所望ならば、このよ
うなフオーカシングを防ぐことができるが、これ
を例えば既に検査された位置を記憶して斯様な位
置に二度目に達した時に作動解除信号を差決定装
置に供給するような追加の装置によつて行なうこ
とができる。 従つてパターンの検査を前述の開始位置を適切
に離間させることによつてシステマチツクに行な
うことができる。 さらに本発明の実施に当つては、前記ステツピ
ング機構にステツプ方向信号を供給するために前
記モーメント発生器の出力端子と前記ステツピン
グ機構の作動用入力端子との間に帰還接続部を具
えることができる。窓を開始位置に調整させた後
にできるだけ迅速に前述のモーメントを最小にす
るためにその調整の都度この窓を正しい方向にス
テツプさせて移動させる。このようにして自動フ
オーカシングを達成し得ると共に極限フオーカシ
ングには、ほんの数ステツプで達することができ
る。 本発明の他の好適実施例においては、前記ステ
ツピング機構に供給されるステツプ方向信号によ
つて開始位置から作動され得るステツプ数に上限
を課すための限界素子を具えることができる。こ
のように構成することにより、ステツプ回数があ
まりにも多くなり過ぎる場合でも窓のそれ以上の
フオーカシング作動を終了させることができる。
このステツプ回数が多くなるのはある所定の区域
中に座標方向の勾配の局所最大値が存在しない場
合（しかしながら例えば局所最小値が存在する場
合）である。この場合、極限フオーカシングには
異なる開始位置からも達することができる。これ
は最終的に同一点に二重フオーカシングするのを
回避する。多数のステツプが生じる他の場合とは
比較のために呈示された局所パターンが時間に依
存する雑音を受ける場合である。この雑音現象は
例えばＡ／Ｄ変換時における微小なレベルシフト
に基因し得るものである。従つて、この窓装置の
最適なフオーカシングも時間に依存し得るので、
同一ステツプを繰返し行なう。その場合、前述の
限界素子（termination element）を再び使用す
ることにより時間のロスを低減することができ
る。 本発明の他の好適実施例においては、座標方向
にフオーカスできる窓装置を使用することによつ
てパターン全体から選出された局所パターンを認
識するために、前記窓装置はこれを座標方向に１
ステツプにわたりフオーカスするためのステツピ
ング機構を具えており、さらに前記窓装置内の所
定の座標値に対し、これら座標値における前記デ
ジタル信号の値の座標方向の勾配の絶対値を決定
するための勾配決定装置を具えており、さらに前
記差決定装置は、第１および第２記憶手段から比
較のために呈示される一対の信号が所定の座標値
に対する所定の差を示すと共に関連するパターン
の双方が前記所定の座標値に対する信号値での所
定の座標方向の勾配を有する場合に、前記所定の
座標値に対し発生した前記所定の差を無視するよ
うに作用する手段を具えることができる。２値像
の場合には、この所定の差を論理レベル「１」と
「０」との間の差とし得る。多値像の場合にはこ
の差を濃度または色の所定の差に関するものとし
得る。勾配の決定を窓装置をフオーカスさせる場
合と同じ方法で或いは別の異なる方法で行なうこ
とができる。 前述の所定の差を無視することによつて、例え
ばキヤラクタ部分の端縁は微小なシフトや、瞬間
的な微小な差や或いは信号振幅の変化等が生じて
も全体像から得た局所像と記憶された局所像との
差には寄与しないと考えられる。このため第２記
憶手段に記憶すべきパターンの個数を相当節減し
得ることが判つた。 記憶すべきパターンの個数が一層少ない場合で
も、好適な識別を行ない得る。従つて、第２記憶
手段に記憶させるような局所パターン内での信号
値の勾配の発生と斯様な勾配の発生する座標値の
許され得る許容範囲との間における妥協を好適な
ものとし得る。その結果、基準値と検査されるべ
き対象物との間の差には正確に盛り込まれた許容
範囲が得られる。 本発明の実施に当つては、さらに前記差決定装
置からの一致信号による制御の下でその時存して
いる前記窓装置の基準位置および前記第２記憶手
段に対するアドレス信号を記憶するための第３記
憶手段を具えることができる。 この記憶手段を設けることによつて、多数の既
知部分またはサブパターンから従来知られていな
い方法で構成されているある像を基準とすること
ができる。 本発明の他の好適実施例においては、さらに前
記絶対値を受信して前記窓装置の基準点に対する
その絶対値のモーメントを決定し、しかも前記座
標方向の勾配の値を局所パターンにわたり平均化
した場合、局所的に高い値に達したことを表示す
るために前記モーメントの所定の最小値に達した
時出力信号を発生するためのモーメント発生器を
具えており、さらに前記出力信号を前記差決定装
置に作動信号として供給するための接続部を具え
ており、さらに前記第２記憶手段から各記憶され
たデータを前記差決定装置に呈示するためのサイ
クル発生器を具えており、この場合、前記一致信
号を認識を信号化するための第１停止信号として
作用させ、不一致信号を前記第２記憶手段に記憶
されている別のパターンを全てのパターンを呈示
し終るまで比較のために呈示させるための続行信
号として作用され第２停止信号を前記第１記憶手
段に記憶されたパターンを前記第２記憶手段中の
空き記憶位置に記憶するために前記第１記憶手段
の出力端子と前記第２記憶手段の入力端子との間
の阻止素子を解除するように作用させることがで
きる。 これら記憶された像を異なる比較素子において
同時に或いは順次に比較のために呈示させること
ができる。このように構成することによつて、記
憶されたサブパターンの１つによつて未知のサブ
パターンの識別が可能となる。その場合には、前
記第１停止信号はステツピング機構に対する作動
信号を意味し得る。 さらに、前記第１停止信号によつてブツクキー
ピング機構のみを作動させてどの局所パターンが
一致信号を発生させたかを記録させることができ
る。 その場合、このステツピング機構を第２停止信
号で常に作動させる。しかしながら、局所パター
ンを認識することができない場合には、この認識
されないパターンを「新しい」基準パターンとし
て自動的に記憶することができる。局所パターン
に対する斯様な常習状況（learning phase）およ
び認識状態は同時に発生するのが好ましい。その
理由は予かじめ異なる局部パターンがどの位多く
存在しているかを知ることができないからであ
る。従つて前述したような装置はある程度の自己
編成能力を有している。さらに新しく呈示される
パターンを撮像手段（例えば撮像カメラに窓装置
を組込んであるもの）から導出することができ
る。他方、第１記憶手段を例えばシフトレジスタ
の如き特定のメモリとして構成することができ
る。 本発明のさらに他の好適実施例においては、前
記差決定装置に対するデータの有効な供給を、前
記信号値の所定の座標方向の勾配が検出されるか
或いは隣接した座標位置で前記信号値の所定の座
標方向の勾配が検出される第２記憶手段に記憶さ
れるべきパターンに対する座標位置に制限するた
めに、前記第２記憶手段のデータ用接続部に第２
窓装置を接続することができる。二次元２値像の
場合には、隣接する座標位置さえもが勾配を示さ
ないようなサブパターンを、像の幾何形状に関す
る情報を含まない（黒または白の）均一な部分に
よつて、形成する。第２窓装置を第２記憶手段の
データ入力端子に接続する場合には、パターンの
斯様な勾配の無い部分は重要でない（indiffernt）
（注意されない：don't care）情報として記憶さ
れてその後比較時にも考慮されるものではない。
この注意されない情報と他の任意の情報との組合
わせによつても差信号を生じない。その場合、そ
の後に認識されるべきパターンとの比較を一層良
好にすることができる。その理由は例えば別の勾
配の無いパターン部分中の信号雑音が比較の結果
には影響を及ぼさないからである。しかしなが
ら、第２窓装置を第２記憶手段のデータ出力端子
に接続する場合に、斯様な勾配の無い部分を記憶
するが、しかしその後の比較に際してはこれを考
慮しない。後者の場合には、やや記憶容量が小さ
くても十分である。このように２つの窓装置は密
接に協動する。すなわち第１窓装置は位置の決定
を行ない、第２窓装置は比較すべきサブパターン
の大きさの決定を行なう。像の端縁が乱れる場合
として多少遠方に移動し得る隣接した対象物によ
る場合がある。 本発明の実施に当つては、さらにステツピング
機構にステツプ方向信号を供給するためにモーメ
ント発生器の出力端子とステツピング機構の作動
用入力端子との間に帰還用接続部を具え、さらに
第２記憶手段に記憶されている全てのパターンを
呈示した後にその時優勢である窓装置の基準位置
を中間的に記憶するための第４記憶手段を具えて
おり、さらに少なくとも１個の追加の開始位置を
発生するための反復装置を具えており、さらに続
いて再び前記モーメントの最小値に達した後にそ
の時優勢である前記窓装置の基準位置を前記第４
記憶手段に記憶されている基準位置と比較し、ラ
ンニング状態における一致の総数を形成し、さら
に前記少なくとも１個の開始位置から出発して所
定の最小総数に達した後に最終的に前記第２停止
信号を発生するための比較素子を具えることがで
きる。 ある場合には、信号値の勾配中に局所的最大値
が存在すると、これは窓装置に対し著しく微小な
遮断領域のみを提供する。すなわちその場合に
は、非常に特定された開始位置のみが安定な或い
は注意のされない平衡状態を生ずる。その場合、
斯様な局所パターンは、たいして重要ではないの
で、このパターンを基準パターンとして記憶しな
い。追加の開始位置の形成方法には種々の方法が
ある。すなわち、これら追加の開始位置を「正規
の」開始位置とし得るので、これら開始位置は、
少なくとも２個の「正規の」開始位置から新しい
基準パターンに達する場合にのみ、その新しい基
パターンを生ずる。さらに、これら追加の開始位
置を到達されたフオーカシングポイントからある
所定の座標値だけ離れて位置した１個以上の追加
の位置とすることもできる。 さらに本発明の実施に当つては、前記第２停止
信号による制御の下で一時的なフラグ信号を記憶
しかつランニング状態の総数を形成するための第
５記憶手段を具ており、さらに少なくとも１個の
追加の開始位置を発生しかつ前記第２記憶手段に
記憶手段された最新のパターンに対する次の第１
停止信号によつて前記ランニング状態の総数を増
大させて所定の最小のランニング状態の総数に達
した時にのみ前記少なくとも１個の追加の開始位
置から出発して前記一時的なフラグ信号をリセツ
トさせるが、その他の点では前記最新パターンを
無効にするための反復装置を具えることができ
る。ある一方の方向におけるフオーカシングの安
定性が重要でない場合があり、その場合の例とし
て境界が直線の場合がある。この場合、同一パタ
ーンをわずかに離れたところで見出す場合でも、
これは尚も当該パターンである。 前述したことは必らずしも全てのサブパターン
が基準パターンとして記憶するために等しく有益
であることを意味するものではない。その有益性
は特に記憶されている認識結果のその後の使用に
依存する。例えばパターン全体が認識される所定
の個数のサブパターンと１個以上の認識され得な
いサブパターンとから成つているとすることがで
きる。また比較的限られた個数の認識されるサブ
パターンを基礎として認識できる場合もある。こ
れは例えば穿孔プレートの如き互いに重なり合つ
た物を認識する必要がある場合に生ずる。重なり
合いによつて形成されるサブパターンは認識に対
しては不適切である。さらに、第２記憶手段に記
憶されている基準パターンは座標位置のスケール
値に関しては不要であるのが好適である。像走査
に当り、例えば物体と走査部材との間の距離によ
つて与えられる像の寸法自体は知られていない。
これがため、記憶される基準パターンに対し、こ
のパターンは最大でも前述の座標値の所定の変化
に収まるべきであるという追加の要件を課すこと
ができる。 実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 既に述べたように、本発明はデジタル信号の
種々のパターンに対して使用することができる。 （二次元像） 説明の便宜のために、以下２値データすなわち
黒および白のデータから成る二次元像について説
明する。これがため、「ｘ」座標および「ｙ」座
標と称し得る２つの独立座標を考える。 第１図にはかかる二次元像の原形を破線で示し
てあり、その２値化された変形（binarized
version）を実線で示してある。所要の認識
（recoginition）とは、回転位置あるいは重なり
位置に存在することもありうる構成図形の個数お
よび場所を見出すことである。関連のあるサブパ
ターン（局部像）は例えば円の場合には上側端
縁、下側端縁、左側端縁および右側端縁である。
三角形に対するサブパターンは例えば３つの隅部
であり、これらは三角形の大きさによつて影響さ
れるものではない。 第２図は同様に２値化されたキヤラクタ（文
字）「４」を示す。関連するサブ像を文字Ａ〜Ｆ
で示す。適当な個数のサブ像が互いにあるべき位
置において認識されたときに、当該キヤラクタ
（文字）として、認識することができる。いくつ
かのキヤラクタ（文字）で同じキヤラクタが著し
く変形をされている場合には、比較的に多数のサ
ブ像を記憶する。従つて、前述の第２記憶装置の
記憶容量を適切に使用する。これらのキヤラクタ
の予備処理を行ない、例えば端縁の骨組化すなわ
ち平滑化を行なえば前述のサブ像にさらに特色を
持たせるか或いは雑音に対する感度を一層低くさ
せることができる。 （走査と記憶） 第３図は二次元像に対する本発明による装置の
一例を示すブロツク線図である。 撮像装置１は既知のラスタ走査装置であつて、
この装置は呈示された像をライン５Ａに生じるク
ロツクパルスによつて同期制御されて走査する。
装置１Ａは実際の走査のための信号発生器であつ
て既知のようにｘカウンタ、ｙカウンタおよび走
査の開始点（すなわち多数のレジスタに記憶し得
る２つのプリセツトされた座標）のための発生器
を具えている。この像を、前置増幅器兼リミツタ
２においてライン５Ａに現われるクロツクパルス
によつて同期させて、ビツト流へと変換する。こ
の実施例においては、この像は20×20の配列から
成つており、この配列は例えば解析のために呈示
されたテレビジヨン像の大きさを有し得る全体像
の一部分とし得る。前述の400個の画素の情報を
二次元シフトレジスタ（第４ａ図参照）として構
成した装置３に供給する。この場合、制御装置５
から第４ｂ図に示すようにデータフリツプフロツ
プ１６０が“１”−位置にある場合にアンドゲー
ト１６２を経てライン５Ａで送られてくるクロツ
クパルスによつて、記憶処理を制御する。入力端
子１６３に現われるクロツクパルスの正方向立上
り端縁によつて装置１，２，３の制御を行なう。
このデータフリツプフロツプ１６０は、その端子
６に加えられインバータ１６１を介して反転され
たクロツクパルスと協動するリセツト信号RAZ
によつて制御されて“１”−位置をとる。オアゲ
ート１６５を介する信号によつて、フリツプフロ
ツプ１６０を引き続き“１”−位置に維持する。
これがため、リセツト信号RAZを少なくとも１
クロツクパルス期間中存在させる必要がある。こ
の信号は手動信号とすることもできる。所望なら
ば、オアゲート１６５の出力部にジツタ対策手段
を組込むこともできる。装置７は制御装置（すな
わちクロツク）５のクロツクパルスを受信してそ
の立上り端縁を計数する。計数位置「400」にお
いて、この装置７はライン８に出力桁上げ信号
（output carry signal）を供給する。この場合、
この装置７は零位置をとり得る。さらに、この装
置７を信号RAZによる共同制御によつて零にリ
セツトさせることもできる。ライン８上の信号は
端子１６４に送られてフリツプフロツプ１６０に
対するリセツト信号として作用する。このリセツ
ト信号はオアゲート１６５の出力信号よりも優先
する信号である。リセツト信号RAZが現われな
い限り、このフリツプフロツプは零位置に留まつ
ているので、撮像操作は終了する。 （２次元シフトレジスタ） 第４ａ図は３×３個の位置を有する二次元シフ
トレジスタを示すブロツク線図である。各シフト
レジスタ段１３０は１ビツトの情報を有するか、
或いは各像位置に対し装置２が発生すると同数の
情報を有するようになし得る。これらシフトレジ
スタ段をデータの供給或いは記憶のためのクロツ
クパルス（図示せず）によつて一緒に作動させ
る。この作動は各シフトレジスタ段がマスタース
レーブフリツプフロツプを具えている場合に可能
である。パターン認識の分野では二次元シフトレ
ジスタの使用はこれまでも知られており、例えば
文献：V.R.Ullmann著の「Pattern Recognition
Techniques」，London1973、第34〜37頁に開示
されている。図示の実施例においては、撮像中
は、セレクタスイツチ１３７Ａを図中下側の切換
位置とし、３個のクロツクパルス後に第１列が満
たされるまでゲート素子１３１，１３２を作動さ
せる。第４クロツクパルスに応答させてゲート素
子１３１，１３３を作動させ、すでに記憶されて
いる情報を１列だけさらにシフトさせる。続いて
現われる２個のクロツクパルスによつてゲート素
子１３１，１３２を作動させ、次いで現われる１
個のクロツクパルスによつてゲート素子１３１，
１３３を作動させ、さらに続いて現われる２個の
クロツクパルスによつてゲート素子１３１，１３
２を作動させる。これらの後には９ビツトの情報
が記憶されている。そしてスイツチ１３７Ａをそ
の上側の切換位置とする。大規模シフトレジスタ
の場合にも、その編成はこれと同様である。スキ
ヤナからのデータを入力端子１３６で受信する。
これらの各シフトレジスタ段１３０は４個のゲー
ト素子に接続させた１個のデータ入力端子と他の
４個のゲート素子に接続させた１個のデータ出力
端子とを具えている。ゲート素子の制御シーケン
スを第４ｃ図に示す計数器３００によつて制御す
る。この計数器は記憶クロツクパルスを受信して
その計数位置を復号化して正しいゲート素子を作
動させる。さらに多くのグレーレベル（中間調レ
ベル）或いはカラーレベルが存在する場合には、
シフトレジスタ段１３０に適切な個数の並列接続
されたビツト記憶素子を設ければよい。 （シフトレジスタの制御） 第４ｃ図は二次元シフトレジスタ３の制御を説
明するための回路を示すブロツク線図である。 計数器３００はライン５Ａ上のクロツクパルス
を受信する。20×20点（ポイント）に対するシフ
トレジスタでは、この計数器は計数器７と同様に
400個の計数位置を具えている。復号器３０１は
この計数器の計数位置を復号してゲート素子１３
１，１３２，１３３を作動させるための制御信号
を対応する出力端子に選択して供給する。既知の
処理動作を行ない、ライン５Ａのクロツクパルス
によつてシフトレジスタ段を作動させる期間中
は、デコーダ３０１の出力端子における信号状態
が不変のまま留まるようにする。この計数器３０
０には出力桁上げ信号用の出力端子３０５と、書
込み開始時に例えば信号RAZによつて計数器を
零位置にリセツトさせるための入力端子３０６と
を設け得る。この場合、後者の２つの信号はスイ
ツチ１３７Ａを作動させる。このシフトレジスタ
３の制御装置はさらに内部クロツク装置３０２を
具え、その周波数をシフトレジスタ３における最
大シフト速度に適合させる。これがため、この周
波数を書込み速度に対しては少なくとも充分高く
する必要があるが、データ処理速度は後述のよう
にはるかに低い。さらにデータ入力端子３０７と
負荷制御入力端子３０８とを有しているｘ―アド
レスレジスタ３０３を設ける。また、データ入力
端子３０９と負荷制御入力端子３１０とを有する
ｙ―アドレスレジスタ３１１を設ける。また、２
方向性ｘ―アドレス計数器１３および計数入力端
子３１２および３１３を有するこれに対応するｙ
―アドレス計数器１４とを具えている（これら計
数入力端子は関連するセレクタ１３Ａおよび１４
Ａに接続されており、これら入力端子は内外部両
作動用の複式のものである）。ｘ―アドレス計数
器１３およびｘ―アドレスレジスタ３０３の両位
置を、クロツク装置３０２から作動クロツク信号
を受信する比較装置３０４で、比較する。同様
に、比較装置３１４を設けてｙ―アドレスレジス
タ３１１およびｙ―アドレス計数器１４の両ｙ位
置を比較する。この比較装置もまたクロツク装置
３０２からの作動クロツク信号を受信する。この
内部クロツク装置３０２を入力端子３０８／３１
０の負荷制御信号によつて始動させる。続いて、
比較装置３０４，３１４を交互に作動させてその
作動時に“より大きい”／“一致”／“より小さ
い”信号を供給する。一致信号が現われた場合に
は、それ以上何も起らない。“より大きい”また
は“より小さい”信号が現われる場合には、関連
したアドレス計数器は正しい極性の計数パルス
（或いはおそらくは２ビツト信号、計数ビツトお
よび方向ビツト）を受信しおよびｘ―ゲート素子
１３１，１３２または１３５を比較装置３０４に
よつて適切に作動させるか或いはｙ―ゲート素子
１３２，１３４または１３６Ａを比較装置３１４
によつて適切に作動させるので、続いて記憶され
いる像が１ステツプだけシフトされる。比較装置
３０４，３１４の“一致”信号は出力端子３１
５，３１６に現れる。クロツク装置３０２を入力
端子３１７の信号によつて不作動にすると、比較
装置３０４，３１４は信号の供給を停止する。計
数器１３，１４の零位置へのリセツトを関連する
入力端子３１８，３１９に現われる好適な信号例
えば信号RAZによつて行なうことができる。こ
の信号は比較装置３０４，３１４の出力信号を導
通させるための位置にセレクタ１３Ａ，１４Ａを
設定することができる（素子１３Ａ，１４Ａの制
御入力端子を省略してある）。 第３図に示すライン８の信号はオアゲート１０
を介してメモリ９での読取サイクルを作動する。
このメモリ９を読取専用メモリ（ROMまたは
PROM）とし得る。従つて、第１アドレスを読
取る各アドレス位置においてメモリ９はいわゆる
初期フオーカシングポイント（initial focussing
point）のアドレスデータを含んでいる。これら
初期フオーカシングポイントを使用して他の処理
を開始させる。画素（従つてシフトレジスタ内の
データ）は〔１：20，１：20〕に従つて二次元配
列を形成する。初期フオーカシングポイントは例
えば〔３，３；３，８；３，13；３，18；８，
３，８，８……18，18〕に従つてより粗い配列を
形成している。メモリ９から読取られた語（ワー
ド）は二次元シフトレジスタ３に対するｘおよび
ｙ座標を形成する。従つて、そこに記憶されてい
るデータは窓を介して処理用として利用できるよ
うになる。既に説明したように、初期フオーカシ
ングポイントへのシフトレジスタの調整を第４ｃ
図に示す各素子によつて内部的に行なう。 シフテイングの期間に情報が失われないように
シフトレジスタ３を構成する。これはシフトレジ
スタ段１３０のマスタースレーブ構成により達成
され、この際、レジスタの外側の行の出力端子を
循環的に結合させる。シフトレジスタの所定部分
の素子のデータを図示していないシフトレジスタ
段の出力端子を経て別の処理のために利用するこ
とができる。これら出力端子の配置は像上にいわ
ゆる「窓（ウインドウ）」を構成する。この窓を
負のｘ方向にシフトさせるために、データを正の
ｘ方向にシフトさせる。このシフトは、第４ａ図
の全ての段がシフトパルスを受信し、かつゲート
素子１３１および１３３を作動させるようにして
行なう。この場合、スイツチ１３７Ａが上側の切
換位置を占めるようにして一番右側の列のデータ
を一番左側の列に再び記憶させる。窓を正のｘ方
向にシフトさせるために、ゲート素子１３５を作
動させ、かつ一番左側の列のデータを一番右側の
列に再び記憶させる。同様に、シフトレジスタの
下側の行と上側の行との間に２方向トラフイツク
を行なわせるための循環的結合（図示せず）を設
けることができる。ゲート素子１３４を作動させ
ることによつてデータを負のｙ方向にシフトさせ
ることが可能である。ゲート素子１３６Ａを作動
させることによつてデータを正のｙ方向にシフト
させることができる。さらにシフトレジスタには
データを記憶する時に満たされない多数の追加の
行／列を設けることができる。その結果、例えば
像の上側端縁のデータと像の下側端縁のデータと
の間の相互作用を回避することができる。これら
追加の位置を循環的結合システム内に組込むこと
ができるが、この場合入力端子１３６を「端縁」
段に接続しないで、例えばシフトレジスタがより
新しい像で満たされた時でも空のままであるよう
にする。 シフトレジスタ３の実験（グロス）の容量を例
えば26×26点（ポイント）とし得る。像を記憶す
るための全く別な方法としては、他の処理のため
の一連の語（像のラインまたは列）を導出し得る
ランダムアクセス読取／書込メモリを設けること
が考えられる。このようにするときは、計数器１
３および１４は例えばグレータイプコード（中間
調符号）に従つて計数を行なつてシフトレジスタ
内の像の位置を表示する。出力端子３１５，３１
６の双方に“一致”信号が現われた場合には、窓
はメモリ９から読取られる初期フオーカシングポ
イントへ調整されている。この場合、例えば、シ
フトレジスタ内の11×11点から成る正方形のデー
タを別の評価のために使用することが可能とな
る。この窓を第３図に破線１８で示してある。窓
を形成しているこの回路は、関連段のデータ出力
端子のみを該回路の別の部分に接続される。関連
する121本の出力ラインが相俟つてライン束１９
を形成する。このライン束を窓の９×９の中央の
位置に対する座標に関する勾配を決定するための
装置２０に接続する。これについては第４ｄ図を
参照してさらに説明する。 （勾配決定回路） 第４ｄ図は９×９の点（ポイント）の窓の１つ
に対する適当な回路を示すブロツク線図である。
素子１０６はある中心点とこれに直接隣接する４
つの点を記号で表わしたものである。この素子の
データを４個の排他的オアゲート１０７〜１１０
に前述したように選択して供給する。従つて、こ
れらのオアゲートは受信されたデータがそれぞれ
一致しない場合に“１”レベルの信号を供給しそ
の他の場合には「０」レベルの信号を供給する。
これらの出力信号を加算装置１１１において加算
し、その和信号を出力端子１１２に導出し、これ
をさらに他の目的に使用する。この和信号の値の
範囲は閉区間〔０，４〕である。他の実施例にお
いては、この勾配を決定するため、互いに相違す
るアルゴリズムを利用する。例えば８個の排他的
オアゲートを用いて、３×３マトリツクスの場合
には中心点を８個の隣接点と比較する。さらにグ
レーレベルを考える場合には、素子１０７〜１１
０を差動増幅器として差の絶対値を供給するよう
にする。 （勾配決定回路の変形例） 勾配を決定する別の方法として、隣接点間の最
も極端な強度値間の差を決定する方法がある。９
×９の点の窓の勾配データを装置２０からライン
３３０を経て装置２１に供給する。その関係を第
４ｅ図に示す。この９×９の点（ポイント）を正
方形１００で示す。上側の９個の窓の点に対する
勾配値を加算増幅器１０１で加算する。乗算器１
０２は受信した値に一定因子例えば４を乗算する
（尚、この因子を加算増幅器１０１に永久的に組
込むことができる）。出力信号を加算装置１０３
に供給する。同様に、他の行の信号を処理する
が、この場合乗算因子は最初は下方に向つて減少
し、続いて負の符号であるが再び増大するものと
する。中間の行はこの点に関しては考慮されてお
らず、乗算因子は零である。中央の窓の点はフオ
ーカシングポイントである。 （勾配のモーメントの形成） 加算装置１０３の出力端子の信号を正、負また
は零とし得る（尚、その値の大きさは閉区間〔−
360，＋360〕内にあり、最大値は像の半分がチエ
ツカーボードパターンと同じ場合に生ずる）。そ
の結果は勾配の和と、水平対称軸の回りでフオー
カシングポイント（窓の中心原点）に関する勾配
の絶対値の（ｙ方向の）モーメントとの積に等し
い。かくしてモーメントを見つけ出すことができ
る。また所望ならば従来の分割回路を用いてこれ
を見つけ出すことができる（ここでは詳細に説明
しない）。以上においては、20×20点の像の端縁
は勾配に寄与しないものとした。この像の端縁が
画像内の対象物の端縁として作動するのを禁止す
る問題には幾通りかの解決法がある。先ず第１の
解決法は端縁に達する前にシフテイングを停止さ
せることである。このためには、多数の初期フオ
ーカシングポイントを20×20点のサブ像の微小な
中心領域中にのみ位置させる。この場合に初期フ
オーカシングポイントの好適な個数は位置：（８，
８），（８，13），（13，８）および（13，13）にお
ける４個であり；初期フオーカシングポイント当
り許容され得るシフトの回数に対して上限を課す
べきである。他の解決法では、像を「白」背景上
の「黒」素子から構成し、この場合上述の追加の
シフトレジスタの位置もまた「白」と考える。さ
らに他の解決法によれば、追加のシフトレジスタ
の位置を、排他的オアゲートの出力端子に信号を
決して生じることのない「ドントケア（don't
care）」（不適切）データで最初から満たしてお
く。 （勾配を最大とするシフトの説明） 前述したモーメントが正である場合には、窓の
上側の半部は大きな勾配を含んでいるので、窓を
上方へシフトさせる必要がある。数が負である場
合には、窓を下方へシフトさせる必要がある。数
が零である場合（または少なくとも所定値よりも
小さい場合）には、窓をさしあたり同一レベルに
維持し得る。第４ｆ図および第４ｇ図はある像の
黒部分（斜線で示す）を投影したコーナー部分に
対するフオーカシングを示す図であつて、第４ｇ
図は関連する勾配の値を示しているが、値が零の
ものは省略してある。加算装置１０３の演算結果
は ８＋６＋４＋２−２−10−９＝−１ である。この結果は最適なフオーカシングであ
る。同様に、勾配の列方向の和を素子１１３〜１
１５で決定する。この和が正である場合には、窓
を右シフトさせる必要がある。この和が負である
場合には、この窓を左へシフトさせる必要があ
る。図示の状態において、和は、 ８＋６＋18＋７＝39 である。窓を右へ１位置だけシフトさせる場合に
は、形成される和は次の通りである。

【表】 この位置におけるこのコーナー部分を破線で示
す。この場合にはフオーカシングは両方向におい
て最適である。第３図において、装置２０は９×
９の窓の点に対する局所勾配を決定する。この装
置２０は例えば第４ｄ図に示すような回路の81個
で構成される。すなわち、シフトレジスタ３の11
×11＝121の点（ポイント）の一群のデータに作
用する回路を例えば81個含んでいる。装置２１は
例えば３ビツト符号として形成された81個のデー
タを受信し、かつ第４ｅ図に示す構成成分を具え
ている。加算装置１０３，１１５の出力信号を図
示していない３―値発生器によつて３価（トライ
バレント）の値にする。この３―値発生器は２つ
のスレツシヨールド素子から成つており、これら
各素子は例えばモーメントが＋４より大きいか或
いは−４よりも小さい場合に信号“１”を供給す
るものである。従つて、和が区間〔−４，＋４〕
内に存在するときには、２ビツトの出力信号は関
連する座標方向に対し（０，０）となる。各加算
装置１０３，１１５も夫々クロツク装置４からラ
イン３２０および３２１を経て作動クロツクパル
スを受ける。これらクロツクパルスはライン５Ａ
のクロツクパルスのクロツク周波数よりも低い
（例えば10分の１の）周波数を有している。これ
は装置２０，２１は信号処理のためにある時間を
必要とするからである。これらのクロツクパルス
は装置１５を介して伝達される。（第４ｈ図参照）
装置１５は端子３１５および３１６から信号を受
信する。これら信号は関連するフリツプフロツプ
３２２および３２３を“１”位置にセツトする。
両フリツプフロツプが論理レベル“１”の信号を
供給する場合には微分出力端子を有するアンドゲ
ート３２７は論理レベル“１”のパルスを供給し
てゲートフリツプフロツプ３２４を“１”位置に
セツトするので、前述したアンドゲート３２５，
３２６はこれら交互のクロツクパルス列の期間は
ブロツクされない。さらに他の解決法では、ライ
ン３１５，３１６の信号の各々によつて単安定マ
ルチバイブレータを作動させる。これらマルチバ
イブレータは比較装置３０４，３１４に対する２
つの順次のクロツクパルス間の期間の半分よりも
わずかに長い無安定期間を有している。これら単
安定マルチバイブレータの出力によつてゲート３
２７を作動させるので、フリツプフロツプ３２
２，３２３を省略し得る。図示の回路では、入力
端子３２８のパルスによつてフリツプフロツプ３
２２，３２３，３２４を零にセツトする。ゲート
３２７の出力パルスを使用して入力端子３１７を
経てクロツク装置３０２の作動を解除し、またラ
イン２３Ａの信号に対してセレクタ１３Ａ，１４
Ａを導通させる。図示の簡略化のために第３図に
おいてはこれらセレクタを省略してある。装置２
１の２ビツト出力信号は、比較装置３０４，３１
４の出力信号と同様に、ライン２３Ａを経てアド
レス計数器１３，１４を作動させる。本実施例に
おいては、２つのモーメントの絶対値が５よりも
小さい場合には窓をフオーカスさせる。この窓の
フオーカシングは直ちに行なうことは必要ではな
いが、窓をフオーカスさせた時、装置１５のフリ
ツプフロツプはライン３２８を経てブロツキング
位置（０）にセツトされる。本実施例において
は、ゲート３２５を経て導出されたパルスを分割
器１７４において６分の１に分割することによつ
てリセツトを行なう。このようにすることにより
フオーカシングの期間に、窓が遠くへまでドリフ
トしないので、他の初期基準点を通りすぎること
はない。（尚、この分割数は６以外の数であつて
も良いこと勿論である。）分割器１７４の出力信
号は端子３２８に現われ、この出力信号を使用し
てフオーカシングの終了を表示させることができ
る。 （比較回路） 第３図に２４で示すラインに生ずる前述の信号
によつて比較サイクルを作動させる。比較サイク
ルでは先ず第１にオアゲート２７を経て供給され
る読取制御信号によつて、メモリ２５のアドレス
０を読取る。このメモリ２５は多数のアドレス位
置を具えている。各アドレス位置には局所基準パ
ターンを記憶している。さらに、ライン２４上の
信号によつて比較装置２６のフリツプフロツプ１
８０（第４ｉ図）をセツトすることによつてこの
比較装置２６を作動させる。ライン束１９のある
分岐線１９Ａを経て、比較装置２６は９×９の中
心の窓の点のデータを受信する。この比較装置２
６は作動すると、この装置は、クロツク装置４か
らの信号によつて並列制御されて、２価の信号す
なわち“一致”または“不一致”の信号を供給す
る。簡単な実施例では、各窓の点の２値のデータ
を、メモリ２５から読取られかつデータライン２
３を経て比較装置２６に供給されるデータと比較
する。この比較装置２６は窓の点当り１個の排他
的オアゲートを具える。尚、図示の便宜のため
に、第４ｉ図には３個のかかるゲート１８２〜１
８４のみを示してある。これらゲートは比較を行
ない、それらの出力信号を加算装置１８５に供給
する。その出力信号を識別回路１８６において処
理する。この識別回路をアンドゲート１８１を経
てクロツクパルスにより作動させる。 （端縁の影響をブロツクする実施例） 第４ｊ図は第５ａ図ないし第５ｃ図と共に比較
装置２６における処理が如何にして行われるかを
さらに詳細に説明するためのブロツク線図であ
る。この図は第４ｄ図の構成素子１０６〜１１１
すなわち第３図の装置２０の構成成分とし得る構
成素子を示してある。この回路では、加算装置１
１１の出力端子には勾配の値が現われ、この値を
さらにライン束３３０を経て比較装置２１に供給
することができる。像の点当りのこの値の範囲は
閉区間〔０，４〕である。さらに、本回路にはメ
モリ２５に記憶されている５個の対応する基準点
の記号化されたデータ値を含む素子１３７を並列
に配置させて設けてある。その勾配値を４個の排
他的オアゲート１３８〜１４１および１個の加算
装置１４２を介して決定する。装置１４３および
１４４は受信された信号から２進信号を形成す
る。従つてこの２進信号の意義は勾配が＝０また
は≠０を示す。１４５は排他的オアゲートであつ
て、２つの「中心」点のデータを比較し、これら
２つのデータが一致する場合には“０”レベルの
信号を供給する。また２つの中心点のデータが一
致しないとき、すなわち“１”，“０”または
“０”，“１”のとき“１”レベルの信号を供給す
る。すなわちこの排他的オアゲート１４５は第４
ｉ図に示すゲート１８２〜１８４に対応する。装
置１４６は論理ナンドゲートであつて、これら両
中心点に対する勾配が零に等しくない場合には、
“０”レベルの信号を供給する。また両者の勾配
の何れかが零のときは“１”レベルの信号を供給
する。従つてアンドゲート１４７は２つの点のデ
ータが一致しない場合で、さらにこれらの点の少
なくとも１点に対する勾配が“０”である場合に
は、論理レベル“１”の信号を供給する。この種
の装置を第４ｉ図に示した排他的オアゲートの
各々に対して設けることができる。 グレー値を有する像の場合には、次のようにし
て一致を検出することができる。検査しようとす
る像点に対して、その像点のグレー値は、隣接す
る４点のグレー値と相俟つて認知しうるグレー間
隔を決定する。同じことを記憶されている基準パ
ターンに対しても行なう。像点および基準点のグ
レー値が相互に認知しうるグレー間隔中に位置し
ている場合には、一致が生じる。従つて、勾配が
局部的に大きい場合には、像点および基準点のグ
レー値間の差がより大きくても認知し得る。 第５ａ図ないし第５ｄ図は種々の窓の構成例を
示す線図である。この場合にも、各窓は81点（ポ
イント）を具えているが、その形状は円の形状に
類似している。場合により、この形状はより良好
な認知を可能とする。第５ａ図は斜線を施こして
示す暗い像部分の端縁（中央の実線）を示してい
る。図示の位置はフオーカシングが最適である２
つの位置のうちの一方の位置である（また端縁を
右側へ１列だけシフトし得る）。第５ｂ図は例え
ば、第５ａ図の端縁が僅かに右に回転した物体か
ら生じている同様な端縁を示している。この場
合、画像が２進値画素で構成されていることに注
意されたい。第５ａ図と第５ｂ図とでは５つの点
で相違している。第５ｃ図は中央より左に向つて
突出部を有する暗い像部分の端縁を示す図であ
る。この場合にはフオーカシングは最適ではな
い。なぜならば、実際にはこの端縁を窓の内側で
一層右側に位置させることが必要であるからであ
る。しかしながら、説明上ここではこれを無視す
る。この場合にも相違は５点に達する。 第４ｊ図に示した装置は、かかる暗い像の端縁
の近くの相違に感応しない。すなわち第５ａ図と
第５ｂ図間も５点の差で、第５ａ図と第５ｃ図の
間も５点の差であるが、第４ｊ図に示した装置
は、第５ａ図および第５ｂ図間の相違が０であ
り、第５ａ図および第５ｃ図間の相違が４である
ことを算出する。これは第５ｂ図の５つの点の相
違はすべて端縁の近くであつて、識別されないの
に対し、第５ｃ図の突出部は第５ａ図の画像の均
一の部分で、グレー値のないところに延長されて
いるため、５つの点の相違のうち端縁の近くの１
つを除いて４つが相違点として識別されるからで
ある。従つて、この第４ｊ図の装置は像における
微小のシフトに対しては感じないと云いうる。 しかしこの第４ｊ図の装置は、第５ａ図と第５
ｃ図のパターンを互に相違するものとして識別す
ることができる。 以上の理由により、グレー値の数が多い場合に
は、第４ｉ図に示す排他的オアゲートよりもむし
ろ第４ｊ図に示す複雑な装置を使用することが適
しており、かつこれに対応したさらに複雑な解決
法が適していることが認められる。 （比較の追加説明） 比較装置２６における比較の結果、排他的オア
ゲート１８２〜１８４または第４ｊ図のアンドゲ
ート１４７からの信号を受信し得る加算装置１８
５の出力信号が或る最小値を越える場合には、こ
の信号を“不一致”ビツトに変換する。この比較
装置２６は中央に位置した９×９の窓の点或いは
第５ａ図につき説明したような選択された異なる
形状の点に関する信号を受信することができる。
“一致”の場合には、ゲート１８１を経て得られ
る比較的クロツク周波数の低いクロツク信号によ
る共同制限によつて、ライン２８上に“一致”信
号が現われて、この信号によつて装置２９を更新
（アツプデート）させる。ある簡単な実施例にお
いては、この装置２９をメモリ２５におけると同
数のアドレス位置を有するメモリとし得る。この
場合、ライン２８の信号は読取り変更書込みサイ
クルを制御するように作用する。このサイクルの
期間中にメモリ２９をメモリ２５のアドレスレジ
スタ３０によつてライン３０Ａを経てアドレスす
る。この場合アドレスされたメモリ位置の変更は
増分“１”の増大である。従つてサブ像を認識す
るためのリストがメモリ２９中に形成される。次
のステツプにおいて、このリストから完全な像に
関しての結論を導出することができる。 この次のステツプは本発明の範囲以外であるた
め、その詳細な説明を省略する。 前述の認識は第１停止信号としてサイクルを終
了させると共に次の新たなサイクルの基準点を作
動させる。前述の認識は、メモリ２９に並列に接
続されたホールド装置（hold element）におい
てフラグ信号を発生させることもできる。このフ
ラグ信号は、その後局所パターンが“新しい”パ
ターンとしてメモリ２５に記憶されるのを阻止す
る。同様に、ライン３１には“不一致”信号が現
われ、この信号によつてオアゲート２７を介して
メモリ２５を作動させて次のパターンに到達す
る。ライン３２の信号を用いてアドレスレジスタ
を１単位だけ増分させる。ライン３３を経てアド
レスレジスタ３０からのアドレスに関する信号を
比較装置３５に供給する。さらにこの比較装置３
５は計数器３４の位置に関する信号を受信する。
この位置は最大占有アドレスよりも１だけ大き
い。不一致を検出した場合には、比較装置３５は
信号を供給しない。その理由は、その場合には、
メモリ２５にさらに問合せ（インタロゲーシヨ
ン）する必要があるからである。一致を検出する
ことは、メモリ２５中の占有されているアドレス
位置の全てが一致を生ずることなく比較に呈示さ
れたことを意味する。簡単な実施例では、この一
致信号を第２停止（ストツプ）信号として作用さ
せることができ、これに続いて新しいフオーカス
点を動作させ得る。自己編成による変形において
は、この“一致”信号はライン３６上では書込制
御信号として作用する。この信号はメモリ２５中
の次の高位のアドレスにおける書込み演算を制御
する。この場合にはライン１９Ａの情報は記憶さ
れるべきデータとして作用する。この書込み演算
は例えばライン３６上のパルス状信号の立上り端
縁で行なわれる。この場合その信号の立下り端縁
によつて計数器３４の増分を制御する。メモリ２
５に新しいパターンを書込むと同時に、メモリ２
９中で前述の書込み演算が行なわれ得る。図示の
簡略化のためにこれを省略している。ライン２８
の“一致”信号およびライン３６の増分信号をオ
アゲート３７で結合させる（ホールド装置に記憶
された）前述のフラグ信号を用いる場合には、オ
アゲート３７を省略するが、その場合にはライン
３６をブロツキングゲートからのみ導出させ、こ
のゲートを比較装置３５およびホールド装置から
のブロツキング信号によつて制御する。短時間の
遅延後に、前記ホールド装置は再びリセツト信号
を受信する。この比較装置３８は比較装置３５に
よつて常に直接作動させる。比較装置３８は、受
信された信号を短い時間遅延させる。続いて、こ
の信号を比較装置２６に供給してフリツプフロツ
プ１８０をリセツトさせることによつてアンドゲ
ート１８１をブロツクさせてこの比較装置の作動
を解除する。さらに、この比較装置３８の信号を
計数形アドレスレジスタ３０に供給してこのレジ
スタを零位置にリセツトする。さらに、装置３８
の信号をメモリ９のアドレスレジスタ９Ａに供給
してこのレジスタを１単位だけ増分させると共
に、オアゲート１０に対しても供給して増分され
たアドレスにおいて読取演算を開始させる。最后
に、ゲート１０の信号をレジスタ３０３，３１１
の負荷入力端子に供給すると共にクロツク装置３
０２の作動入力端子にも供給する。かくして新し
い比較動作が開始する。メモリ９のアドレス計数
器が所定位置に到達した時には、出力端子３９に
は“待機（レデー：ready）”信号が現われる。
この信号を用いて新しい像の書込みを開始させた
り（すなわち信号RAZとして使用するので、こ
の場合には撮像装置１Ａには新しい開始値を供給
することが必要である）、或いは時間的に変化す
る像を再書込みしたりすることができ、或いはま
たこの信号をユーザ（オペレータ）に対する信号
として使用することができる。必要ならば、この
信号によつてライン３１７を経てクロツク装置３
０２を不作動にする。この目的のために、端子３
９の信号を図示していないオアゲートを経て装置
１５の出力信号と結合させる。 前述した処においては、メモリ２５および２９
間には密接な関係があつた。しかしながら以下の
説明においては、一層複雑なセツトアツプにつき
説明する。不一致の場合の工程は上述したと同様
である。一致が生じた場合には、メモリ２９はラ
イン３０Ａを経てメモリ２５のアドレスを受信す
る（従つて基準アドレスは知られている）。さら
に、メモリ２９はアドレス計数器１３，１４の図
示していない分岐線を介して計数器の内容を受信
する一方、ライン２８の“一致”信号が書込み演
算を制御し従つてアドレスレジスタを１単位だけ
増分させる。このように、ある全体像の適当数の
詳細部を相互に関連した位置において検出する場
合には、その全体像を認識することができる。あ
るワークピース（work―piece）の２個以上の詳
細部を基とすれば、別のワークピースが混ざつて
並べて呈示された場合でもその方位と位置とを決
定することができる。認識されたワークピースの
詳細部を用いることによつて工作機械を制御する
ことは本願人による先の米国特許出願第618031号
からも既知である。そこに開示されている技術は
単一の像詳細部のみに関するものである。全ての
初期フオーカシングポイントを処理する場合に
は、メモリ２９はメモリ２５に記憶されている全
ての基準データに対して、これら基準データを認
識したかどうかおよびこれら基準データを認識し
た箇所についてのリストを含んでいる（その場合
には、全体像は２つの等しいワークピースを同一
方位で含み得ない）。 （問題あるケースの説明） 第５ｄ図は適切にフオーカスされたパターンを
示す線図であるが、このフオーカシングは不安定
である。すなわち、窓を右側へ１列だけシフトさ
せる場合には、右への別のシフト命令が発生す
る。順次にシフトを行なうことによつて、窓をパ
ターンの右端縁上にフオーカスさせることができ
る。その場合記憶しようとするパターンに対して
インタセプシヨン区域すなわちこのパターン上で
フオーカシングが行なわれ始める区域が充分に大
きいことが要求される。また例えばインタセプシ
ヨン区域は少なくとも２個の初期フオーカシング
ポイントを含む必要があると要求することもでき
る。これらのことを２回目にパターンに出会う時
のみに妥当性ビツト（validity bit）を追加する
ことで実現することができる（尚１回目はメモリ
２５に記憶を行なわせ、２回目は認識を行なう）。
さらに、あるフオーカシングポイントに対して追
加の初期フオーカシングポイントを隣接するフオ
ーカシングポイント間の距離よりも例えば短かい
距離で追加することが好適である。このフオーカ
シングポイントを最小数の追加の初期フオーカシ
ングポイントに対して見つけ出せる場合にのみこ
のフオーカシングポイントを許容し得る。これを
２通りの方法で行なうことができる。すなわち、 ａ 探し出す場所にかかわりなく同一パターンを
探し出す。この方法によればインデイフアレン
ト（indifferent）な安定性を有するパターン
（第５ｄ図参照）の探し出しに対して有益であ
る。このことは、満たされているメモリ位置を
尚も表示しているアドレス計数器５０の最大計
数位置に対して認識が行なわれることを意味す
る。この場合和形成装置を設け、その最終アド
レスにおいて認識が正確に行なわれた場合にそ
の位置を増分させる。これがため認識が行なわ
れて比較装置３５は“一致”信号を供給する。 ｂ 同じフオーカシングポイントを探し出す。こ
の場合には、アドレス計数器１３，１４の計数
位置を前に見い出されてメモリ２９に記憶され
得るフオーカシングポイントのデータと比較す
る。これが一致する場合には、和計数器を再び
増分させる。初期フオーカシングポイント間の
間隔をｘ方向またはｙ方向において５ポイント
とするのが好適である。その場合、ある１つの
フオーカシングポイントの近くに、ｘ方向また
はｙ方向に約３ポイントの距離間隔で４個の追
加の初期フオーカシングポイントを発生させ
る。これらの点の形成を対応する数のステツピ
ング信号をアドレス計数器１３，１４に対し供
給することによつて行なう。和がその都度増加
する場合には、ある適切な局所パターンに関係
しており、このことは例えば和計数器からのオ
ーバーフロー信号によつて信号化される。この
オーバーフロー信号が発生しない場合には、不
適切なパターンに関係している。この場合に
は、１単位だけ計数器３４を減少させることに
よつてこれを無効にすることができる。両場合
において、装置１５は第４番目の追加の初期フ
オーカシングポイントからのフオーカシングの
後に“続行（プロシード：proceed）”信号を
発生する。この方法によれば、メモリ２５中に
記憶するパターンの個数を相当低減することが
できる。前述した処から、第５ｄ図に示すｙ方
向のフオーカシングは重要ではない。その場合
には、追加のフオーカシングポイントを発生さ
せるかどうかは異なる座標位置において同一局
所パターンを再び探し出すかどうかにある。 次に第５ｂ図および第４ｋ図を参照して他の改
良例につき説明する。第５ｂ図において、破線は
現実に適切な情報が存在する中央区域を示してお
り、この情報は黒と白との間の境界近くの区域
（または面積）および端縁である。折れ曲つた一
対のラインはマスクを示しており、後段での比較
に対しては中間区域のみを呈示する。残りの区域
を例えば各記憶点に対して“ドントケア（不適
切）”を表示することができるメモリ２５中に記
憶された追加のデータによつてマスク処理を行な
う。従つてある点において座標方向の勾配が存在
するかまたはｘ方向およびｙ方向に直接隣接する
４つの点の少なくとも１個の点に対して座標方向
の勾配が存在する場合には、その点は適切な点で
ある。第４ｋ図は単位点当りの勾配データを得る
ための配置１９０〜１９６を示す線図である。従
つて、各データ項１９０〜１９６は第４ｄ図に示
す加算装置１１１の２進化された出力信号であ
る。オアゲート１９９は素子１９１，１９３〜１
９６のデータを受信して中央点２０６に対するデ
ータを形成し、このデータが“１”である場合に
は、点１９４をマスク内に位置させる。他の点に
対しては、マスクの一部分のみが示される。従つ
て、この装置をメモリ２５のデータ入力端子の前
に接続してデータ点当り１個のマスクデータを呈
示することができる。マスクデータが“１”であ
る場合には読取後に第４ｊ図に示すアンドゲート
１４７を作動させるので、相違が明らかになり得
る。マスクデータが“０”である場合には、常に
一致している。第４ｋ図に示すような回路をメモ
リ２５と比較装置２６との間のデータ通路に設け
ることができる。このように第２窓装置を設ける
ことができる。 （フローチヤートの見出し表） 第６ａ図ないし第６ｃ図は第３図に示した装置
における像のデータの処理を説明するためのフロ
ーチヤートである。 このフローチヤートにおける各ブロツクは次の
ような意味を有している。すなわち ４０１：スタート（開始）：ここでは20×20点像
の書込みがスタートする； ４０２：計数器をリセツトさせる； ４０３：シフトレジスタ３へクロツクパルスをゲ
ートさせる； ４０４：データを読取りおよび記憶する； ４０５：計数器７を増分させる； ４０６； 計数器＝400？：サブ像を読取つた
か？； ４０７：初期フオーカシングポイントメモリ９を
アドレスする； ４０８：レジスタ３０３，３１１にフオーカシン
グポイントを記憶する：アドレス（ｘ，ｙ）を
記憶する； ４０９：シフトレジスタクロツク３０２をスター
トさせる； ４１０：＋ｘ方向または−ｘ方向にステツプさせ
る：比較装置３０４で制御しながらｘ方向に
正、負または零ステツプを行なう ４１１：＋ｙ方向または−ｙ方向にステツプさせ
る：比較装置３１４で制御しながらｙ方向に同
様にステツプを行なう。 ４１２：シフトレジスタ３をセトルしたか？ ４１３：シフトレジスタ３０２を停止させる。 ４１４：作動モーメント決定装置：装置１５をア
ンブロツキングすることによつてモーメントを
決定するため装置２１を作動させる； ４１５：ステツプ計数器１７４を増分させる； ４１６：計数器１７４が満たされているか？ ４１７：窓内のポイントワイズ勾配を決定する
（装置２０）； ４１８：ｘ，ｙモーメントを決定する：装置２１
でｘ方向およびｙ方向の勾配のモーメントを決
定する。 ４１９：ｘまたはｙモーメントは限界外か？ ４２０：窓を±ｘまたは±ｙ方向にステツプさせ
る：前記モーメントを低減させるために±ｘ方
向、±ｙ方向にワンステツプさせる； ４２１：比較装置２６を附勢する； ４２２：基準パターンをコールする：基準パター
ンに対するメモリ２５を読取る； ４２３：一致するか？未知のパターンが記憶され
ているパターンと一致するか？ ４２４：アドレス計数器を増分させる：アドレス
計数器３０の増分位置； ４２５：記憶されているかアドレスと一致する
か？アドレス計数器の位置は計数器３４の内容
と一致するか？ ４２６：新しい基準パターンを記憶する：未知パ
ターンをメモリ２５に新しい基準パターンとし
て記憶する； ４２７：記憶されたアドレス計数器３４を増分さ
せる； ４２８：ブツクキーピングメモリにアドレスと窓
座標を記憶する：メモリ２５にアドレスを記憶
しメモリ２９にレジスタ１３，１４の座標を記
憶する； ４２９：比較装置を解除する：装置１５を再びブ
ロツキング位置にセツトすることによつて比較
装置２６の作動を終了させる； ４３０：初期フオーカシングポイントメモリのア
ドレスを増分させる：初期フオーカシングポイ
ントに対するメモリ９のアドレス計数器の位置
を増分させる； ４３１：アドレスがオーバーフローするか？：全
ての初期フオーカシングポイントを処理した
か？ ４３２：停止 前述とはわずかに異なる方法として次の方法
がある： ４２１：アドレス基準メモリをリセツトする：ア
ドレス計数器５０を零にセツトする； ４２２：基準パターンをコールし比較装置２６を
附勢する；基準パターンに対しメモリ２５を読
取り比較装置２６を作動させる。 本発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく多くの変更または変形を行ない得ること
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はデジタル信号の第１パターンを示す線
図、第２図はデジタル信号の第２パターンを示す
線図、第３図は本発明装置の１例を示すブロツク
線図、第４ａ図ないし第４ｋ図は第３図の装置の
詳細部を示すブロツク線図、第５ａ図ないし第５
ｄ図は比較原理に基づく幾つかの像を説明するた
めの線図、第６ａ図ないし第６ｃ図は信号処理の
順序を表わすフローチヤートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの座標に添つて配列されおの
   おのが信号値を有する所定個数の個別のデジタル
   信号のパターンを認識する装置であつて、全体の
   パターンを受信して記憶するための第１記憶手段
   と、それぞれが対応するパターンに対する記憶容
   量を有する所定個数の記憶位置を有する第２記憶
   手段と、前記第１記憶手段のデータ出力端子に接
   続された第１入力端子と、前記第２記憶手段のデ
   ータ出力端子に接続された第２入力端子と、不一
   致／一致信号を供給するための出力端子とを有す
   る差決定装置を具えてなるパターン認識装置にお
   いて、 本パターン認識装置は、 第１記憶手段に記憶されている全体のパターン
   より局所パターンを選択し、これを差決定装置に
   供給する窓装置と、 かかる窓を記憶された全体のパターン上に座標
   に添つてステツプ移動させるステツピング機構
   と、 窓内の各所定の座標値に対しこれら座標値にお
   いて存している前記デジタル信号の値の座標に添
   つた勾配の絶対値を決定する勾配決定装置と、 前記絶対値を受信して窓の基準点に対するその
   絶対値のモーメントを決定するためのモーメント
   発生器と、 該モーメント発生器の出力信号によつて制御さ
   れ、前記窓の前記座標に添つてのステツプ移動を
   制御し、これによつて窓内の勾配を最大ならしめ
   る手段と を具えてなることを特徴とするパターン認識装
   置。 ２ 前記窓装置に対し所定の個数の予備調整用ス
   テツプによつてこれと対応する個数の開始位置を
   与えるための予備調整用ステツピング機構を具え
   ており、前記窓装置がある開始位置に達した後に
   おいてのみ前記モーメント発生器を作動させるた
   めに前記予備調整用ステツピング機構の出力端子
   を前記モーメント発生器の入力端子へ接続したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲１記載のパターン
   認識装置。 ３ 前記ステツピング機構にステツプ方向信号を
   供給するために前記モーメント発生器の出力端子
   と前記ステツピング機構の作動用入力端子との間
   に帰還接続部を具えてなることを特徴とする特許
   請求の範囲２記載のパターン認識装置。 ４ 前記ステツピング機構に供給されるステツプ
   方向信号によつて開始位置から作動され得るステ
   ツプ数に上限を課するための限界素子を具えてな
   ることを特徴とする特許請求の範囲３記載のパタ
   ーン認識装置。 ５ 少なくとも１個の座標に添つて配列され各々
   が信号値を有する所定個数の個別のデジタル信号
   のパターンを認識する装置であつて、前記パター
   ンを受信して記憶するための入力端子を有する第
   １記憶手段と、夫々対応するパターンに対する記
   憶容量を有する所定個数の記憶位置を備える第２
   記憶手段と、前記第１記憶手段のデータ出力端子
   に接続された第１入力端子を備える差決定装置
   と、前記第２記憶手段のデータ出力端子に接続さ
   れた第２入力端子と、不一致／一致信号を択一的
   に供給するための出力端子とを具えるパターン認
   識装置において、 座標方向にフオーカスできる窓装置を使用する
   ことによつてパターン全体から選出された局所パ
   ターンを認識するために、前記窓装置はこれを座
   標方向に１ステツプにわたりフオーカスするため
   のステツピング機構を具えており、 さらに前記窓装置内の所定の座標値に対しこれ
   ら座標値における前記デジタル信号の値の座標方
   向の勾配の絶対値を決定するための勾配決定装置
   を具えており、 さらに前記差決定装置は、第１および第２記憶
   手段から比較のために呈示される一対の信号が所
   定の座標値に対する所定の差を示すと共に関連す
   るパターンの双方が前記所定の座標値に対する信
   号値での所定の座標方向の勾配を有する場合に、
   前記所定の座標値に対し発生した前記所定の差を
   無視するように作用する手段を具えていることを
   特徴とするパターン認識装置。 ６ 前記差決定装置からの一致信号による制御の
   下でその時存している前記窓装置の基準位置およ
   び前記第２記憶手段に対するアドレス信号を記憶
   するための第３記憶手段を具えることを特徴とす
   る特許請求の範囲１ないし５のいずれか１項に記
   載のパターン認識装置。 ７ さらに前記絶対値を受信して前記窓装置の基
   準点に対するその絶対値のモーメントを決定し、
   しかも前記座標方向の勾配の値を局所パターンに
   わたり平均化した場合に局所的に高い値に達した
   ことを表示するために前記モーメントの所定の最
   小値に達した時出力信号を発生するためのモーメ
   ント発生器を具えており、さらに前記出力信号を
   前記差決定装置に作動信号として供給するための
   接続部を具えており、さらに前記第２記憶手段か
   ら各記憶されたデータを前記差決定装置に呈示す
   るためのサイクル発生器を具えており、この場
   合、前記一致信号の認識を信号化するための第１
   停止信号として作用させ、不一致信号を前記第２
   記憶手段に記憶されている別のパターンを全ての
   パターンを呈示し終るまで比較のために呈示させ
   るための続行信号として作用させ、第２停止信号
   を前記第１記憶手段に記憶されたパターンを前記
   第２記憶手段中の空き記憶位置に記憶するために
   前記第１記憶手段の出力端子と前記第２記憶手段
   の入力端子との間の阻止素子を解除するように作
   用させることを特徴とする特許請求の範囲２ない
   し６のいずれか１項に記載のパターン認識装置。 ８ ステツピング機構にステツプ方向信号を供給
   するためにモーメント発生器の出力端子とステツ
   ピング機構の作動用入力端子との間に帰還用接続
   部を具えている特許請求の範囲７記載のパターン
   認識装置において、さらに第２記憶手段に記憶さ
   れている全てのパターンを呈示した後にその時存
   している窓装置の基準位置を中間的に記憶するた
   めの第４記憶手段を具えており、さらに少なくと
   も１個の追加の開始位置を発生するための反復装
   置を具えており、さらに続いて再び前記モーメン
   トの最小値に達した後にその時存している前記窓
   装置の基準位置を前記第４記憶手段に記憶されて
   いる基準位置と比較し、ランニング状態における
   一致の総数を形成しおよび前記少なくとも１個の
   開始位置から出発して所定の最小総数に達した後
   に最終的に前記第２停止信号を発生するための比
   較装置を具えていることを特徴とする特許請求の
   範囲７記載のパターン認識装置。 ９ ステツピング機構にステツプ方向信号を供給
   するためにモーメント発生器の出力端子とステツ
   ピング機構の作動用入力端子との間に帰還用接続
   部を具えている特許請求の範囲７記載のパターン
   認識装置において、前記第２停止信号による制御
   の下で一時的なフラグ信号を記憶しかつランニン
   グ状態の総数を形成するための第５記憶手段を具
   えており、さらに少なくとも１個の追加の開始位
   置を発生しかつ前記第２記憶手段に記憶された最
   新のパターンに対する次の第１停止信号によつて
   前記ランニング状態の総数を増大させて所定の最
   小のランニング状態の総数に達した時にのみ前記
   少なくとも１個の追加の開始位置から出発して前
   記一時的なフラグ信号をリセツトさせるがその他
   の点では前記最新パターンを無効にするための反
   復装置を具えてなることを特徴とする特許請求の
   範囲７記載のパターン認識装置。 １０ 前記差決定装置に対するデータの有効な供
   給を、前記信号値の所定の座標方向の勾配が検出
   されるか或いは隣接した座標位置で前記信号値の
   所定の座標方向の勾配が検出される前記第２記憶
   手段に記憶されるべきパターンに対する座標位置
   に制限するために、前記第２記憶手段のデータ用
   接続部に第２窓装置を接続したことを特徴とする
   特許請求の範囲１ないし９のいずれか１項に記載
   したパターン認識装置。