JPH03141476A - 分類装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、文字９図形、音声、制御信号等の種々の処理
対象を分類する分類装置に関し、特に処理対象の基本要
素の状態、量の組合わせに基づいて分類する分類装置に
関する。

〔従来の技術〕

パターン認識は文字認識９図形認識、音声認識等に広く
用いられており、パターンを予め定められた分類データ
に分類することにより認識している。パターン認識技術
としては従来よりテンプレートマツチング法、構造解析
法等の種々の技術が公知となっている。テンプレートマ
ツチング法とは予め用意された標準的なパターンの一部
と、入力されたパターンの一部との類似の度合いにより
パターンを認識するものである。一方、構造解析法はパ
ターンを所定ブロックに分割し、そのブロックの構造を
所定のアルゴリズムに基づいて解析して、それらを組合
わせてパターンの認識を行うものである（例えば特開平
１−９３８７４号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら構造解析法は認識の課程で構成要素（＝画
素）のブロック化が行われ、ブロック毎に判断を行うた
め、ブロックにノイズが混入すると、そこで判断不能に
陥る虞があり、ノイズに弱かった。さらに構造解析法は
解析処理のためにコンピュータ処理に長時間を要すると
いう問題がある。

また双方に共通な問題として人間がパターンを認識する
場合、パターン全体を考慮して判断するので、パターン
に多少の欠け、ゴミ等の付着及び汚れ等の欠陥が生じて
いてもパターンを認識できるが、前述した２つの従来の
認識技術ではパターンの一部に着目して認識するか、又
は一定のアルゴリズムに従って認識するので、パターン
の一部に欠陥が生じると認識できない虞がある。

さらに前述の技術では処理の前に正規化処理等の前処理
が行われるが、パターンに欠陥等によりノイズが生じた
場合に前処理が正しく行われず、以後の処理も正しく行
われないという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、分類デ
ータ記憶手段への分類データの記憶時に、対象の基本要
素を所定のブロックに分け、ブロック毎の全ての基本要
素の状態量を量子化し、量子化データを所定順に並べて
アドレス情報を生成すると共に、分類データ記憶手段の
ビット長を分類に関連して定め、アクセスされたアドレ
スの前記対象の分類に対応するビットをセットし、各ブ
ロック毎の分類データとして記憶し、読出し時に各ブロ
ックのアクセスされたアドレスの対応するビットの論理
積演算を行い、対象の全体を判断して分類データを出力
することにより、ノイズに強く対象の一部に欠陥が生じ
ている場合であっても分類可能であり、またアルゴリズ
ムを使用せずに認識処理を行うことにより、アルゴリズ
ムに起因する認識ミスを防止できると共に、簡単なハー
ドウェアで高速処理が可能な分類装置を提供することを
目的にする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る分類装置は、基本要素を組合わせて構成さ
れた対象を、前記基本要素の状態を示す状態量に基づき
分類する分類装置において、前記状態量を前記基本要素
毎に量子化データに変換する量子化手段と、前記基本要
素を選択して構成されるブロック毎に、該ブロックの全
ての基本要素の量子化データを所定順に並べ、それを前
記ブロックのアドレス情報として出力するアドレス生成
手段と、前記ブロック毎に設けられ、前記アドレス情報
によりアクセスされ、前記対象の分類に対応するビット
をセットした分類データが記憶してある分類データ記憶
手段と、全ブロックの前記分類データ記憶手段について
、前記分類データの対応ビット毎に論理積演算を行う論
理積演算手段とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、ブロック毎に設けられた分類データ
記憶手段はそのビット長を分類数に関連して定めてあり
、分類データの記憶時に対象を基本要素毎に量子化デー
タに変換し、基本要素を選択して構成されるブロック毎
に、該ブロックの全ての基本要素の量子化データを所定
順に並べて各ブロックの分類データ記憶手段のアドレス
情報を生成し、生成されたアドレス情報の示すアドレス
をアクセスし、ブロック毎に分類に対応するビ・ントを
セットする。また読出し時には生成されたアドレス情報
の示すアドレスをアクセスし、各ブロックの分類データ
を読出し、論理積演算手段で対応するビット毎に論理積
演算を行い、対象全体の分類を判断する。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。第１図及び第２図は本発明に係る分類装置であるマ
ーク識別分類装置の構成を示す模式的ブロック図であり
、第１図は分類データ記憶時の構成を、また第２図はマ
ーク識別分類時の構成を夫々示している。第１図におい
て１は分類データを人力するための対象であるマークで
あり、該マーク１は上下、左右方向及び前記２方向で規
定される面内の回転方向の３方向に移動可能な偏位装置
２に取付けられている。マーク１はＯから９までの１０
の数字を図示したものであり、０〜９及び分類不能を示
す１０の１１種類に分類している。

偏位装置２に取付けられたマークｌは例えば６４×６４
画素の解像度のカメラ３で撮像される。カメラ３は撮像
したマーク１の画像を画素毎のアナログ信号ＡＳに変換
し、２値化処理部４に送る。−２値化処理部４は後述す
るｃｐｕ　ｓから送られた闇値ＴＤによりアナログ信号
ＡＳを画素毎に２値化する。２値化された画像信号ＢＳ
は量子化手段たるぼかし処理部５に与えられ、そこでぼ
かし処理が施され、６４×６４画素の画像信号Ｏ５を縦
横８画素を基本要素とし、８×８基本要素の２値データ
ＢＤＩに変換する。

ここでのぼかし処理は例えば８　Ｘ　８　＝６４画素中
に“１″の画素が所定値ａ以上あれば、その基本要素を
“１＃とする。

ぼかし処理部５からの６４基本要素の２値データＢＤＩ
は横８基本要素、縦２基本要素からなる４つのブロック
Ｂｌ、Ｂ２．Ｂ３．Ｂ４毎にアドレス生成部６に与えら
れ、ブロック毎の２値データＢＤＩの左上をＭＳＢ　、
右下をＬＳＢとする１６ビツトのアドレス情報によりブ
ロック毎に設けられた４つの分類データ記憶部７ａ、７
ｂ・・・の１６ビツトのアドレスを生成する。

分類データ記憶部７ａ、７ｂ・・・のビット長は分類数
以上必要であり、ここではデータ長が８ビツトのＲＡＭ
を２個を１ブロツク用として用い、データ長１６ビツト
を実現している。なおこれは１１ビット長以上のＲＡＭ
又はＲＯＭであればどのようなものでもよい。

分類データ記憶部７ａ、７ｂ・・・はマーク１の１〜１
０の分類データをマークｌが“０”のときはその第１ビ
ツトをセットし、“９″のときは第１０ビツトを“１”
にセットし、判別不能のときは第１１ビツトをセットし
て記憶するためのものであり、アドレス生成部６で生成
されたアドレス情報によりアクセスされ、そこに記憶さ
れでいるブロック毎の分類データＲＤを後述する論理積
演算部９に出力する。論理積演算部９は分類データ記憶
時はＣＰＩＩ　８に分類信号ＳＤを出力し、ｃｐｕ　ｓ
はアクセスされたアドレスに既に有効なデータがセット
されているか否かを判定する。

なお、分類データ記憶時にはそこに何も記憶されていな
いので、読出される分類データＲＯはなく、ＣＰＵ　８
から書込み命令Ｒ／−により分類データＷＤが書込まれ
る。

ｃｐｕ　ｓは２値化処理部４に闇値ＴＤを、分類データ
記憶部７ａ、　７ｂ・・・に書込み命令Ｒ／Ｗ及び分類
データー〇を出力すると共に、偏位装置２に偏位信号Ｄ
Ｓを出力する。またｃｐｕ　ｓはアドレス生成部６に直
接２値データＢＤ２を出力できる。これはカメラ３の撮
像により生成できない２値データＢＤ２を直接アドレス
生成部６に入力する場合に用いられる。

これにより分類データ記憶部７ａ、７ｂ・・・の未記憶
アドレスに直接分類データーロを書込むことができる。

一方第２図に示すデータ分類時においては偏位装置２は
不要であり、２値化処理部４では所定の闇値で２値化さ
れる。２値化された画像信号ＢＳは同様にぼかし処理部
５で８×８基本要素の２４ｉｆ！データＢＤ１に変換さ
れ、アドレス生成部６に与えられ、そこで各ブロック毎
に１６ビツトのアドレス情報が生成され、それにより分
類データ記憶部７ａ、７ｂ・・・がアクセスされ、その
アドレスの分類データ１口が読出され、論理積演算部９
に出力され、撮像されたマーク１の分類がなされる。

論理積演算部９は分類データ記憶部？ａ、７ｂ・・・か
らの分類データＲＤを対応ビット毎に論理積演算し、そ
の結果が“１′となったビットの分類に入力されたマー
ク１を分類する。例えば演算結果の第７ビツトが“１″
となった場合はマーク１は“６＃であると識別し、その
分類信号ＳＤ＝“６”を出力する。

次にこのように構成された本発明装置の動作について説
明する。

第３図はカメラの撮像による分類データの記憶動作を説
明するフローチャート、第４図は第３図のステップＳ２
．Ｓ４．３６の処理内容を説明する図である。最初に例
えば分類８のマーク１をセットするときはＣＰＵ　８に
その分１（＝８）をセットする（ステップＳｌ）。次に
分類８のマーク１を偏位装置２に取付けるとカメラ３に
よりマーク１を撮像する（ステップＳ２）。カメラ３に
て撮像されたマ−りｌはアナログ信号ＡＳで出力され、
６４　Ｘ　６４画素で２値化される（ステップＳ３）。

次にぼかし処理部５で８×８基本要素で２値化される（
ステップＳ４）。そして２値化された状態の２値データ
ＢＤＩを１６ビツト毎に４つのブロックＢ１．Ｂ２・・
・に分け、それを先頭から順に並べてブロック毎のアド
レス情報（例えば第４図では第１ブロツクＢ１は“ＩＣ
２２”）が生成される（ステップＳ５）。次に生成され
たアドレスによりブロック毎の分類データ記憶部７ａ、
７ｂ・・・がアクセスされ、そこに記憶されている各ブ
ロックの分類データＲＤを続出し、それを論理積演算部
９に出力し、各ブロックの対応するビット（例えば第９
ビツト）の論理積演算を行い、演算結果の対応するビッ
トが“ｌ”か否かによりそこに有効な分類データが既に
記憶されているか否かをチエツクする（ステップＳ６）
。そこに分類データが記憶されていないとき、そのアド
レスにｃｐｕ　ｓからの分類データーＤ＝“８”を記憶
するため、分類データ記憶部７ａ、７ｂ・・・の第９ビ
ツトを“ｌ”にセットする（ステップＳ？）。また分類
データが既に記憶されているときはステップＳ７をスキ
ップする。

なおこのとき例えば“２′及び“３”のマーク１の第１
ブロツクのアドレスが同様に“ＩＣ２２”のときは第４
図に示す如く第３及び第４ビツトが既に“１”にセット
されているが、他のブロックでは第３゜第４ビツトがセ
ットされていないので、論理積の結果は第９ビツトが“
１”になるだけとなる。

次にＣＰＵ　８は偏位装置２の偏位の要否を判断しくス
テップＳ８）、必要な場合は偏位信号ＯＳが出力され、
偏位装置２を所定量偏位させる（ステップＳ９）。そし
てステップＳ２からの動作を繰り返し、アドレス情報を
生成する。ここで偏位によって得られたアドレスが前に
生成されたアドレスと等しいときはステップＳ６でＹＥ
Ｓとなり、分類データＷＤの書込みは行われない。また
異なるときはステップＳ６でＮＯと判断され、各分類デ
ータ記憶部？ａ、７ｂ・・・の生成されたアドレスの第
９ビツトをセットし、分類データＷＤ＝“８”が書込ま
れる。以後同様にして一定の範囲内で偏位が行われ、そ
こで生成されたアドレスの第９ビツトをセットし、分類
データＷＤ＝“８“が書込まれる。同様にしてＯ〜７．
９〜１０のマークについても分類データの書込みが行わ
れる。

次にＣＰＵ　８による分類データの記憶動作を説明する
。カメラ３の撮像によっては分類データ記憶部７ａ、７
ｂ　−の２盲’　（＝６５．５３６）のアドレス空間全
てに分類データＨＯを書込めないので、ＣＰＵ　８によ
り分類データ記憶部？ａ、７ｂ・・・の全アドレスを生
成し、ブロック毎のアドレスによりつくられたパターン
によりオペレータがその分類データを判断し分類データ
記憶部７ａ、７ｂ・・・に書込む。

第５図はＣＰＵ　８による分類データの記憶動作を説明
するフローチャートである。最初にアドレスを１にセッ
トしくステップ５１０）、各分類データ記憶部７ａ、７
ｂ・・・のアドレス１の分類データＲＤを読出しくステ
ップ５１１）、論理積演算部９で論理積演算し、演算結
果のいずれかのビットが“１”か否かにより、ステップ
Ｓ１２でそこに既に分類データが記憶されているか否か
を判断する０分類データが記憶されていない場合、８×
８のビットパターンをｃｐｕ　ｓのデイスプレィに表示
し、オペレータがそのパターンを見て分類データを判断
しくステップ５１４）、０〜１０までの分類データを入
力し、そのアドレスの分類データ記憶部７ａ、７ｂ・・
・の対応するビットを“１”にセットし、分類データを
記憶する（ステップ５１５）、ここで分類データ＝“１
０”は表示されたパターンの分類の判断が不能であるこ
とを示す。そしてアドレスを１インクリメントしくステ
ップ５１６）、全アドレスのアクセスが終了したか否か
を判定しくステップ５１７）、終了していない場合はス
テップＳｌｌに戻り、次のアドレスのアクセスを行う、
全アドレスのアクセスが終了したときは終了し、ステッ
プＳ１２で分類データが既に記憶されているときはステ
ップ３１３〜５１５をスキップする。このようにして全
アドレス空間に何らかの分類データを記憶する。

次にマークの分類動作について説明する。第６図は分類
動作を示すフローチャートである。カメラ３による撮像
からアドレスの生成までの動作（ステップＳ２１〜同５
２４）は第３図に示す分類デ−夕の記憶動作と同じであ
り、説明を省略する。但し２値化処理部４での闇値は記
憶動作時の中心値が使用される。アドレスが生成される
と、生成されたアドレスにより分類データ記憶部？ａ、
７ｂ・・・がアクセスされ、分類データＲＤが読出され
（ステ・ノブ５２５）、論理積演算部９に出力され、各
プロ・ンクの対応するビットの論理積演算が行われる（
ステップ５２６）。

次に論理積演算部９での演算結果により分類信号ＳＤが
“１０′か否かが判定され（ステップ５２７）、分類信
号ＳＤ＝”１０′が出力されたときはマーク１の判別が
不能であり、これはマーク面の照度等の周囲の環境の変
化及び闇値の変動等の原因によると考えられるので、Ｃ
ＰＩＩ８からの指示によりマーク面への照度の変更、闇
値の変更等の動作条件の変更を行い（ステップ５２８）
、再度ステップＳ２１からの撮像を行い、分類を行うよ
うにする。なお分類動作時において動作条件の変更を行
わない場合はＣＰＵ８は不要となる。

なお本実施例ではマークを撮像して分類するマ一り識別
分類装置に本発明を適用したが、本発明はこれに限るも
のではなくノイズを含む文字、音声、制御信号等の種々
の信号を分類し、それに応じた出力を得る装置に用いる
ことができる。

また本実施例では分類データ記憶部の全アドレスに分類
データを記憶するようにしたが、本発明はこれに限るも
のではなく、分類データは必ずしも全アドレスに記憶す
る必要はなく、アドレスに分類データを何も記憶してい
ないときは判別不能と判断してもよい。

〔効果〕

以上説明したとおり、本発明においてはブロックに分け
て記憶した分類データの論理積をとり、処理対象の全体
により分類を判定しているので、処理対象の分類がパタ
ーンの欠け、ノイズ、回転等に影響されにくくなると共
に、認識時にアルゴリズムを用いず対象全体を見て分類
しているので正規化処理等の前処理が不要であり、アル
ゴリズム及び前処理に起因する誤認識による分類不能が
回避される。また種々のセンサより得られる信号により
最適制御を行う制御装置にも用いることができるが、セ
ンサ信号を個別に処理するとエラー率が高くなる場合で
あっても本発明では全体で判断するのでエラー率の低い
ものが実現できる。さらに対象分類時に各分類データ記
憶手段を１回アクセスするだけで対象の分類ができるの
で簡単なハードウェアで高速処理が可能となる等価れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る分類装置であるマーク識別分類装
置の分類データ記憶時の構成を示す模式的ブロック図、
第２図はマーク識別装置のマーク識別分類時の構成を示
す模式的ブロック図、第３図はカメラによる分類データ
の記憶動作を示すフローチャート、第４図は第３図のス
テップＳ２．Ｓ４゜Ｓ６の処理内容を説明する図、第５
図はｃｐｕによる分類データの記憶動作を示すフローチ
ャート、第６図はマーク分類動作を示すフローチャート
である。 生成部　７ａ、７ｂ　　・・・・・・分類データ記憶部
９・・・論理積演算部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基本要素を組合わせて構成された対象を、前記基本
   要素の状態を示す状態量に基づき分類する分類装置にお
   いて、 前記状態量を前記基本要素毎に量子化データに変換する
   量子化手段と、 前記基本要素を選択して構成されるブロック毎に、該ブ
   ロックの全ての基本要素の量子化データを所定順に並べ
   、それを前記ブロックのアドレス情報として出力するア
   ドレス生成手段と、 前記ブロック毎に設けられ、前記アドレス情報によりア
   クセスされ、前記対象の分類に対応するビットをセット
   した分類データが記憶してある分類データ記憶手段と、 全ブロックの前記分類データ記憶手段について、前記分
   類データの対応ビット毎に論理積演算を行う論理積演算
   手段と を備えることを特徴とする分類装置。