JPH02273880A - パターン認識装置 - Google Patents

パターン認識装置

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JPH02273880A
JPH02273880A JP1095659A JP9565989A JPH02273880A JP H02273880 A JPH02273880 A JP H02273880A JP 1095659 A JP1095659 A JP 1095659A JP 9565989 A JP9565989 A JP 9565989A JP H02273880 A JPH02273880 A JP H02273880A
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Nobuo Sugi
杉 伸夫
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昭 中山
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は入力音声や図形等の未加入力パターンを高性能
に認識することのできるノくターン認識装置に関する。
(従来の技術) パターン認識技術の目覚ましい発展に伴い、種々のパタ
ーン認識装置か開発されている。中でも未知カテゴリの
人力を特徴分析して求められる人カバターンXと、認識
対象カテゴリΩ (N−1゜2、〜L)に属する標孕パ
ターンの集合をそれぞれM個の直交ベクトルに展開した
標準パターンセットφ”m’ (m −1,2−M ;
直交展開軸)との間で、その類似度Stt+を 5LJI−Σ w、(X・φ−1)2 としてそれぞれ計算する。そしてその中で最大類似度S
 lK’  (−iaxis ”’ ) )が得られる
カテゴリKを前記人カバターンXに対する認識結果とし
て求めるパターン認識方式が注目されている。
尚、上式において()は内積を示し、w、は〈0≦W、
≦1)なる重み係数を示している。
しかして上述した如く求められる類似度5(1)は、入
力パターンXに対する標準パターンセットφ−2の各部
分空間への射影成分の累計と看做すことができる。そし
て各カテゴリの標準パターンセットφN!、ゝに対する
類似度SL#ゝが最大となる標章パターンセットφ11
のカテゴリを求めると云うことは、前記入力パターンX
が認識対象カテゴリρ中のどのカテゴリに属するかと云
う類別規則であると云える。従ってこのようなパターン
認識方式は、パターン変動を効用的に吸収して人カバタ
ーンを類別しiするものと云える。
ところがこのようなパターン認識においては、同時に認
識対象外のパターンを如何にして効率的にリジェクトす
るかと云う要求がある。このリジェクトについては、各
カテゴリにの11パターンセットφl!ゝに対して求め
られた類似度S(にゝに対してリジェクトレベルR(に
)の概念を導入し、5IKI   >  RLKI  
・・・リジェクトしない3 LKI   <  RtK
l  ・・・リジェクトするなるリジェクト?+1定を
行うことが試みられている。
然し乍ら、−船釣にはこのようなりジェツト判定が有効
に機能しないことが非常に多い。即ち、上記リジェクト
レベルR”ゝは、入力パターンXに対する標準パターン
セットφ−ゝの各部分空間への射影成分の累計(類似度
830)に対して設定されるものであり、この類似度3
11は上述したように入力パターンの変動を吸収して求
められたものとなっている。これ故、類似度830とし
て求められる情報は、パターン変動の吸収に1′l!っ
て人カバターンXの特徴自体も抑え込まれたものとなっ
ている。従ってパターン変動や認識対象外の人カバター
ンに対する類似度s1目の変動、更には類似カテゴリ間
での類似度S11′の接近等を考慮した上で、そのリジ
ェクトレベルR(11を適正に設定することが甚だ困難
である。
この為、認識対象外の入力パターンに対するリジェクト
効果を高めてパターン認識しようとするパターン変動の
吸収効果が薄れ、逆にパターン変動の吸収効果を高めて
パターン認識しようとするとリジェクト効果が薄れてし
まうと云う相反する問題が生じた。
(発明が解決しようとする課題) このように従来のパターン認識方式にあっては、パター
ン変動等を吸収して認識性能を高め、しかも、認識対象
外の人カバターンに対するリジェクト効果を高める上で
相反する問題があり、認識対象とする入力パターンだけ
を高性能に認識する上で大きな課題が残されている。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、認識対象外の入力パターンを効
果的にリジェクトしながら認識対象パターンを高性能に
認識することのできるパターン認識装置を提供すること
にある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明に係るパターン認識装置は、未知カテ。
ゴリを特徴分析して入力パターンXを求める特徴分析部
と、認識対象カテゴリN  B) −1,2,〜L)に
属する標やパターンの集合をM個の直交ベクトルに展開
した標準パターンセットφ’L’ (m −1,2゜〜
M;直交展開軸)を記憶した標章パターンセット部とを
備え、 類似度演算部にて前記入力パターンXの上記標章パター
ンセットφL4)に対する最大類似度ジ1を用軸角に求
め、この最大類似度ジ1とrn軸軸角予め定められてリ
ジェクトテーブル部に格納されているリジェクト値R−
3とをm軸角に比較し1、このリジェクト判定によりリ
ジェクトが生じた場合には前記類似度演算部における(
m+1)軸の類似JU演算を中止するようにしたごとを
特徴とするものである。
(作 用) 本発明によれば、m軸角に求められる人カバターンXの
標準パターンセットφ1.1に対する最大類似度SL 
!! lを、その都度、m軸角に予め定められたりジェ
ツトrR’!’と比較してその入力パターンXをリジェ
クトするか否かを判定し、リジエクトが生じなかった場
合にのみ次の(m+1)軸での最大類似度を求めていく
ので、標準パターンセットφ(−)に対する個々の部分
空間への射影成分の特徴を白゛効に利用して認識対象外
のパターンをリジェクトしながら、そのパターン認識処
理を進めていくことが可能となる。
(実施例) 以下、図面を参!(べして本発明の一実施例に係るパタ
ーン認識装置について説明する。このパターン認識装置
は、例えば入力音声を認識する音声認識装置や、イメー
ジ人力される文字・図形、或いは筆記ストローク情報と
してオンライン入力される文字・図形を認識する文字・
図形パターン認識装置等として実現される。
第1図は実施例装置の概略構成図で、1は未知カテゴリ
の入力を特徴分析してその入力パターンXを求める特徴
分析部である。類似度演算部2は’nn微分郡部1求め
られる入力パターンXと、標桑パターンセット部3に登
録されている認識対象カテゴリN  (it−1,2,
〜L)についての各標準ハターンセットφ’L’ (m
 −1,2,〜M ;直交展開軸)との間で個々にその
類似度を計算し、その中で最大値を示す最大類似度とそ
の最大類似度を得る認識対象カテゴリとを、後述するよ
うにm軸毎に順次求める。
即ち、上記標準パターンセット部3に登録されている複
数の認識対象カテゴリgについての各標準パターンセッ
トφ3巳ゝは、予め認識対象カテゴリpに属する複数の
人カバターン(標準パターン)の集合を、例えばKL展
開して求めたM個の正規化直交ベクトルのセットからな
る。類似度演算部2はこのような複数の認識対象カテゴ
リΩについての各標準パターンセットφ−1と前記人カ
バターンXとの間の類似度CJ%)を、m軸(m −1
,2,〜M )毎にそれぞれ としてそれぞれ演算する。このようにして求められるm
軸での各認識対象カテゴリlの[4パターンセットφ(
l)mに対する類似度3fjlは、前記入力パターンX
の各標準パターンセットφ(−)に対するm軸までの部
分空間への射影成分の累計となる。
類似度演算部2は、このようにしてm軸毎に求められる
複数の認識対象カテゴリgの各標準パターンセットφ4
−1と前記入力パターンXとの間のm軸までの類似度3
Fl、、lを相互に比較し、その中で最大値を示す最大
類似度S’!’ (−wax(S’L’l )と、その
最大類似度S′1を得る認識対象カテゴリにとを求める
しかしてリジェクト判定部4は上述した如く類似度演算
部2で求められたm軸での最大類似度Sl二〇とその最
大類似度SL!!ゝを得る認識対象カテゴリl(とに従
い、リジェクトテーブル部5から上記認識対象カテゴリ
Kに対して予め設定されているm軸でのリジェクト値R
’ ! ’を求め、前記最大類似度SL W +と比較
する。即ち、リジェクトテーブル部5には、前記複数の
認識対象カテゴリpのそれぞれに対してm軸におけるリ
ジェクト値R31が予め設定登録されている。リジェク
ト判定部4は類似度演算部2で求められた最大類似度3
+K)を得る認識対象カテゴリI(に従い、当該認識対
象カテゴリI(についての当該m軸に対して予め設定登
録されているリジェクト値R’ ! ’を読み出し、こ
のリジェクト値R(!!ゝと前記類似度演算部2で求め
られた最大類似度SL!りとを比較する。そして、例え
ばH,−5l −R なるリジェクト判別関数H1を求め、 H,>Q   ・・・リジェクトしないH,≦0  ・
・・リジェクトする として前記入力パターンXをリジェクトするか否かを判
定する。
工別判定部6はこのようなリジェクト判定結果に従って
前述した類似度演算部2におけるm軸毎の類似度演算を
制御するもので、m軸での上述したりジェクト判定にお
いてリジェクトが発生した時にはそのリジェクト結果を
出力し、前記類似度演算部2による次の(m+1)軸に
ついての類似度演算を中止する。またこのm軸でのリジ
ェクト判定でリジェクトが生じなかった場合には前記類
似度a算部2を付勢し、次の(m+1)軸につぃての前
述した類似度演算、および最大類似度S(ユ)とその最
大類似度5(5+を得る認識対象カテゴリの抽出処理を
実行させる。
この結果、前記類似度演算部2は識別判定部0からの制
御に基づいてm軸角の類似度演算を順次繰り返し実行す
る。そして識別判定部0はリジェクトの発生を生じるこ
となくM軸までの類似度演算が繰り返し実行され、この
M軸での類似度演算結果として求められた最大類似度8
12がリジェクトされなかったとき、この最大類似度s
J)を得る認識対象カテゴリK Mを前記入力パターン
Xの認識結果として出力する。
第2図は上述した如く構成された実施例装置におけるパ
ターン認識処理手続きの流れを示すものである。この処
理手続きの流れに沿って上述したパターン認識処理につ
いて今少し詳しく説明すると、先ず準備処理として前記
類似度演算部2においてm軸角に求められる最大類似度
5(1,)と、その最大類似度831′を得たカテゴリ
に、を格納する為のメモリ領域をそれぞれ[0]に初期
設定しくステップa)、次に前記類似度演算部2におけ
るm軸角の類似度演算を制御する為のパラメータlを[
1]に初期設定する(ステップb)。
このような準備手続きの後、認識対象カテゴリgに対す
る制御パラメータgを[1]に初期設定しくステップc
)、人カバターンXと上記パラメータiで示される直交
化軸での前記制御パラメータgで示される標準パターン
セットφゝ−1との類似度S、を計算する(ステップd
)。そしてこの演算処理によって求められた類似度S1
と、前記メモリ領域に格納されている最大類似度3(j
+とを比較しくステップe)、新たに求められた類似度
S−の方が大きい場合には、その類似度S、を用いて前
記メモリ領域に格納されている最大類似度81%′を更
新し、同時に前記メモリ領域に格納されているカテゴリ
に、を更新する(ステップf)。
尚、新たに求められた類似度S、の方が小さい場合には
、メモリ領域の格納情報をそのままにして次の処理に進
む。
この処理を前記制御パラメータgをインクリメントしな
がら(ステップg)、全ての認識対象カテゴリについて
の類似度演算処理と、その類似度に対する評価が行われ
るまで、繰り返し実行する(ステップh)。この繰り返
し処理により、前記メモリ領域にパラメータiで示され
る直交化軸での人カバターンXと標準パターンセットφ
f1mlとの間での最大類似度SI1.′と、その最大
類似度5fj)を得た認識対象カテゴリの情報がそれぞ
れ格納されることになる。
しかる後、リジェクトテーブル部5から、上記パラメー
タiで示される軸での前記メモリ領域に格納された認識
対象カテゴリK 、に対応するリジェクトレベルRL 
K )を求め、前記メモリ領域に格納されている最大類
似度5(K)との差をリジェクト判別関数H1として求
める(ステップi)。そしてこのリジェクト判別関数H
iが[0コより大きいか否かを判定し、リジェクト対象
とならないことを確認する(ステップj)。この判定処
理にて入力パターンXがリジェクト対象となることが確
認された場合には、当該人カバターンXが認識不能(認
識リジェクト)である旨をメツセージ出力して、そのパ
ターン認識処理を終了する(ステップn)。
これに対してリジェクト判別関数H,が[0]より大き
いことが確認された場合には、前記m軸角の類似度演算
を制御する為のパラメータiをインクリメントしくステ
ップlO1その値が最大軸数Mに達していないことを確
認して前述したステップCからの処理手続きを11f度
実行させる(ステップI)。
この処理制御により、次の軸での類似度演算と、その最
大類似度に対するリジェクト判定処理が、前記制御パラ
メータgをインクリメントしながら全ての認識対象カテ
ゴリの標準パターンセットφ(l)mに対して同様にし
て繰り返し実行される。そして認識リジェクトが生じな
い限り、前記パラメータiのインクリメントによってそ
の軸数を増やしなから各軸での類似度演算と、その最大
類似度に対するリジェクト判定処理が順次繰り返し実行
される。そしてM軸までの類似度演算と、その最大類似
度に対するリジェクト判定処理が行われたにも拘らずリ
ジェクトが発生しなかった場合には、その時に前記メモ
リ領域に求められる最大類似度S(Kゝをjl多た認識
対象カテゴリK Mを前記入カッくターンXに対する認
識結果として出力する(ステ・ツブm)。
かくして前述した第1図に示すように構成され、第2図
に示すように処理動作する本装置によれば、人カバター
ンXに対する標準パターンセ・ソトφ3−)のi軸まで
の部分空間への射影成分の累計をそれぞれ判定しながら
、上記人カバターンXに対するリジェクトを制御するの
で、標弗パターンセ・ノドφ吃り効各軸で示されるパタ
ーン特徴を有効に活かして認識対象外のパターンを効果
的にリジェクトしていくことが可能となる。つまり各軸
角に予め定められたリジェクトレベルRI L lに従
い、その軸で最大類似度S4+を得るにも拘らず、標準
ツマターンセットψ−2の特徴を反映していない入カッ
くターンをリジェクトしていくので、認識対象外のパタ
ーンを効果的にリジェクト判定ていくことが可能となる
。この結果、標準パターンセットφf1mlの任意の部
分空間に対する正確なリジェクト処理を行うことが可能
となる。
また認識リジェクトが生じなかった場合には、標準パタ
ーンセットφ−ゝの各部分空間への射影成分の累計であ
るM軸までの類似度演算結果の最大類似度5Lii)を
得るカテゴリKMが求められることになるので、パター
ン変動を効果的に吸収したパターン認識をなされること
になる。従って認識対象外のパターンを効果的にリジェ
クトしつつ、パターン変動を効果的に吸収して性能の高
いパターン認識処理を行うことが可能となる。
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。この実施例では各軸角に標準パターンセットφ3−)
との最大類似度を求めてリジェクト判定したが、例えば
予め定められた軸での最大類似度に対してだけリジェク
ト判定を行うようにしても良い。また最大類似度を得た
カテゴリに対するリジェクト判定だけではなく、その他
のカテゴリについて求められた類似度に対してもリジェ
クト¥11定を行い、そこでリジェクトされたカテゴリ
については認識対象から除外し、その後の軸に対する類
似度演算を行わないようにしても良い。換言すれば、各
軸においてリジェクトされなかったカテゴリについての
み、類似度演算結果の対象を絞り込んで行くことにより
、演算処理の無駄を省くようにすることも効果的である
。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、標準、(ターンセ
ットに対して各軸角に類似度を求め、各軸において定め
られたリジェクトレベルを用いてリジェクト判定を行い
ながらパターン認識処理を進めるので、認識対象外のパ
ターンを効果的に排除しながら、パターン変動を効果的
に吸収して認識処理を高性能に進めることができる等の
実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るパターン認識装置の要
部概略構成図、第2図は実施例装置における認識処理手
続きの流れを示す図である。 1・・・特徴分析部、2・・・類似度演算部、3・・・
標準パターンセット部、4・・・リジェクト判定部、5
・・・リジェクトテーブル部、6・・・識別判定部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 未知カテゴリの入力を特徴分析して入力パターンXを求
    める特徴分析部と、認識対象カテゴリl(l=1、2、
    〜L)に属する標準パターンの集合をM個の直交ベクト
    ルに展開した標準パターンセットφ^(^l^)_m(
    m=1、2、〜M;直交展開軸)を記憶した標準パター
    ンセット部と、前記入力パターンXの上記標準パターン
    セットφ^(^l^)_mに対する最大類似度S^(^
    K^)_mをm軸毎に求める類似度演算部と、m軸毎に
    予め定められたリジェクト値R^(^l^)_mを格納
    したリジェクトテーブル部と、前記最大類似度S^(^
    K^)_mと上記リジェクト値R^(^K^)_mとを
    m軸毎に比較してリジェクト判定を行うリジェクト判定
    部と、このリジェクト判定部にてリジェクトが生じた場
    合には前記類似度演算部における(m+1)軸以降の類
    似度演算を中止する手段とを具備したことを特徴とする
    パターン認識装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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