JPH0321948B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0321948B2 JPH0321948B2 JP56074421A JP7442181A JPH0321948B2 JP H0321948 B2 JPH0321948 B2 JP H0321948B2 JP 56074421 A JP56074421 A JP 56074421A JP 7442181 A JP7442181 A JP 7442181A JP H0321948 B2 JPH0321948 B2 JP H0321948B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- latch
- class
- unit
- structural unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
- G06V10/74—Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
- G06V10/75—Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Character Discrimination (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は標本パターンを統計的特徴量によつて
複数の類に分類するパターン認識装置に関するも
のである。
複数の類に分類するパターン認識装置に関するも
のである。
従来、或るパターンに対して、幾つかの統計的
特徴量を求めこれを特徴ベクトルとしこの特徴空
間における位置とあらかじめ決定されている複数
の類に対する位置との或る種の距離を比較し、距
離が最も小さい類にそのパターンが属すると判断
するパターン認識方法が行われている。第１図を
参照して従来考えられているパターン認識装置を
説明する。パターンの特徴量はデータ・バス１上
を順次送られてくる。演算器群２は、類の数だけ
存在し、データ・バス１上の特徴量と、レジスタ
３に置数されている各類の特徴量との距離を計算
し、その結果（距離）をデータ・バス群４に出力
する。比較器５は、データ・バス群４の距離デー
タを比較し、最も小さい値の類の番号を認識結果
として出力線６に出力する。
特徴量を求めこれを特徴ベクトルとしこの特徴空
間における位置とあらかじめ決定されている複数
の類に対する位置との或る種の距離を比較し、距
離が最も小さい類にそのパターンが属すると判断
するパターン認識方法が行われている。第１図を
参照して従来考えられているパターン認識装置を
説明する。パターンの特徴量はデータ・バス１上
を順次送られてくる。演算器群２は、類の数だけ
存在し、データ・バス１上の特徴量と、レジスタ
３に置数されている各類の特徴量との距離を計算
し、その結果（距離）をデータ・バス群４に出力
する。比較器５は、データ・バス群４の距離デー
タを比較し、最も小さい値の類の番号を認識結果
として出力線６に出力する。
しかしながら、上記のような装置には次のよう
な欠点があつた。第１に各パターンの認識を高速
で実行する場合、データ・バス１には次々と特徴
量が送られてくるが、類の数が多いと、比較器５
には多くの距離データがデータ・バス群４から同
時に入力されてくるため、最小値を計算するため
には非常な高速性が要求されること。第２にパタ
ーン認識の対象によつて、類の総数は異なるが、
第１図のような構成では、簡単には装置の拡張・
縮小などが行いにくいことである。
な欠点があつた。第１に各パターンの認識を高速
で実行する場合、データ・バス１には次々と特徴
量が送られてくるが、類の数が多いと、比較器５
には多くの距離データがデータ・バス群４から同
時に入力されてくるため、最小値を計算するため
には非常な高速性が要求されること。第２にパタ
ーン認識の対象によつて、類の総数は異なるが、
第１図のような構成では、簡単には装置の拡張・
縮小などが行いにくいことである。
本発明の目的は多くの標本パターンが次々に認
識される必要のある対象に対して特別に高速な回
路を使用することなく、高速なパターン認識装置
を提供することにある。
識される必要のある対象に対して特別に高速な回
路を使用することなく、高速なパターン認識装置
を提供することにある。
本発明の他の目的は、類の総数が異なる対象に
認識速度を変化させずに簡単に適応できるパター
ン認識装置を提供することにある。
認識速度を変化させずに簡単に適応できるパター
ン認識装置を提供することにある。
本発明の構成を第２図の実施例を参照して説明
する。本発明は直列に並べられた構成単位７の連
鎖から成る。構成単位７は認識対象の類の数だけ
存在し、各々は、一段前の構成単位７からデータ
バス１上を送られてくる各パターンの特徴量を一
定時間毎にサンプル・ホールドし次の構成単位７
に出力する第１のラツチ８と、同じく一段前の構
成単位７からデータバス１１上を送られてくる距
離を一定時間毎にサンプル・ホールドする第２の
ラツチ１４と、同じく一段前の構成単位７から類
信号１３として送られてくる類番号を一定時間毎
にサンプル・ホールドする第３のラツチ１５と、
各類の特徴量を置数しているレジスタ３と、レジ
スタ３に置数されている特微量と前記第１のラツ
チ８にホールドされている特徴量との特徴空間に
おける距離を計算する演算器２と、演算器２の出
力である距離と前記第２のラツチ１４にホールド
されている一段前の構成単位７から得られた距離
を比較し最小値をデータバス１１を介し次の構成
単位７に送り、かつ、比較結果を信号線１２に出
力する比較器９と、信号線１２から得られた比較
結果により現在の構成単位７の類番号または前記
第３のラツチ１５にホールドされている一段前の
構成単位７から得られた類信号を切り換えて次の
構成単位７にデータバス１３を介し次の構成単位
７に出力するゲート１０から構成される。
する。本発明は直列に並べられた構成単位７の連
鎖から成る。構成単位７は認識対象の類の数だけ
存在し、各々は、一段前の構成単位７からデータ
バス１上を送られてくる各パターンの特徴量を一
定時間毎にサンプル・ホールドし次の構成単位７
に出力する第１のラツチ８と、同じく一段前の構
成単位７からデータバス１１上を送られてくる距
離を一定時間毎にサンプル・ホールドする第２の
ラツチ１４と、同じく一段前の構成単位７から類
信号１３として送られてくる類番号を一定時間毎
にサンプル・ホールドする第３のラツチ１５と、
各類の特徴量を置数しているレジスタ３と、レジ
スタ３に置数されている特微量と前記第１のラツ
チ８にホールドされている特徴量との特徴空間に
おける距離を計算する演算器２と、演算器２の出
力である距離と前記第２のラツチ１４にホールド
されている一段前の構成単位７から得られた距離
を比較し最小値をデータバス１１を介し次の構成
単位７に送り、かつ、比較結果を信号線１２に出
力する比較器９と、信号線１２から得られた比較
結果により現在の構成単位７の類番号または前記
第３のラツチ１５にホールドされている一段前の
構成単位７から得られた類信号を切り換えて次の
構成単位７にデータバス１３を介し次の構成単位
７に出力するゲート１０から構成される。
次に本発明の実施例の動作を第２図を参照して
詳細に説明する。第２図に示された装置はＮ（整
数）個の類にパターンを分類するものである。パ
ターンはこの例では４個の特徴量（ｘ、ｙ、ｚ、
ｗ）を持ち、データ・バス１上を周期的に順次送
られる。特徴量は１周期の間第１のラツチ８に保
持される。第ｉ番目の構成単位７の演算器２は保
持されている（ｘ、ｙ、ｚ、ｗ）とレジスタ３に
置数されている第ｉ類の特徴量の値（xi、yi、zi、
wi）との距離を計算する。例として、問題の対象
では、距離としてユークリツド距離が用いられて
いれば、演算結果diは式(1)により計算される。
詳細に説明する。第２図に示された装置はＮ（整
数）個の類にパターンを分類するものである。パ
ターンはこの例では４個の特徴量（ｘ、ｙ、ｚ、
ｗ）を持ち、データ・バス１上を周期的に順次送
られる。特徴量は１周期の間第１のラツチ８に保
持される。第ｉ番目の構成単位７の演算器２は保
持されている（ｘ、ｙ、ｚ、ｗ）とレジスタ３に
置数されている第ｉ類の特徴量の値（xi、yi、zi、
wi）との距離を計算する。例として、問題の対象
では、距離としてユークリツド距離が用いられて
いれば、演算結果diは式(1)により計算される。
di＝√（−i）2＋（−i）2＋（−
i）2＋（−i）2(1) 比較器９は、先行する構成単位７の比較器９から
データ・バス１１によつて得られ、第２のラツチ
１４にホールドされている前段迄の最小距離と該
構成単位７の演算器２で得られた距離とを比較
し、小さい方の値を次段へのデータ・バス１１へ
出力する。また、この段で得られた距離の方が小
さい場合にはゲート信号を信号線１２に出力す
る。ゲート回路１０は通常類信号１３によつて得
られ、第３のラツチ１５にホールドされている前
段迄の最小距離に対応する類の番号をそのまま次
段への類信号１３として出力するが、信号線１２
にゲート信号が存在するときはこの段の類番号ｉ
を出力する。
i）2＋（−i）2(1) 比較器９は、先行する構成単位７の比較器９から
データ・バス１１によつて得られ、第２のラツチ
１４にホールドされている前段迄の最小距離と該
構成単位７の演算器２で得られた距離とを比較
し、小さい方の値を次段へのデータ・バス１１へ
出力する。また、この段で得られた距離の方が小
さい場合にはゲート信号を信号線１２に出力す
る。ゲート回路１０は通常類信号１３によつて得
られ、第３のラツチ１５にホールドされている前
段迄の最小距離に対応する類の番号をそのまま次
段への類信号１３として出力するが、信号線１２
にゲート信号が存在するときはこの段の類番号ｉ
を出力する。
以上の動作は各段で同時に実行され、パターン
の特徴量及びそれに付随する最小距離並びに類番
号は同期毎に、１段ずつ第２図では右向きに、進
行する。このとき認識結果は未知パターンの特徴
量が第１段目に与えられてＮ周期後から次々に第
Ｎ段目の出力として類信号１３に該パターンの属
する類番号が得られる。またデータ・バス１１上
にはその特徴量と属する類の特徴量との距離が得
られる。第１段目については前段が存在しないの
で、データ・バス１１には非常に大きな値を与え
ておいてもよいが、第２図に示したように許容最
大距離dmaxを与え、類信号１３には０を与える
こともできる。この場合、dmaxは各類として認
識される距離として許される限界の距離であり、
入力パターンがどの類ともこのdmaxより大きい
距離を持つ場合には、認識結果として０が得られ
る。これは入力パターンがどの類にも分類されず
リジエクトされたことを示す。
の特徴量及びそれに付随する最小距離並びに類番
号は同期毎に、１段ずつ第２図では右向きに、進
行する。このとき認識結果は未知パターンの特徴
量が第１段目に与えられてＮ周期後から次々に第
Ｎ段目の出力として類信号１３に該パターンの属
する類番号が得られる。またデータ・バス１１上
にはその特徴量と属する類の特徴量との距離が得
られる。第１段目については前段が存在しないの
で、データ・バス１１には非常に大きな値を与え
ておいてもよいが、第２図に示したように許容最
大距離dmaxを与え、類信号１３には０を与える
こともできる。この場合、dmaxは各類として認
識される距離として許される限界の距離であり、
入力パターンがどの類ともこのdmaxより大きい
距離を持つ場合には、認識結果として０が得られ
る。これは入力パターンがどの類にも分類されず
リジエクトされたことを示す。
本発明では類の総数Ｎが非常に大きく多数の類
への分類が必要とされる場合にも、特徴量は１周
期毎に受けつけられるので高速に認識処理が実行
される。
への分類が必要とされる場合にも、特徴量は１周
期毎に受けつけられるので高速に認識処理が実行
される。
また、本発明では、装置が構成単位７の直列接
続の形であるので、拡張、縮小が容易である。例
えば、既存の装置に新たに類をつけ加える場合に
もこれ迄の部分には何ら変更を加えることなくた
だ構成単位７を（Ｎ＋１）段目、（Ｎ＋２）段目
…と追加接続するだけで、拡張することができる
し、不要な類を削除する場合も構成単位７毎に取
り除けばよい。
続の形であるので、拡張、縮小が容易である。例
えば、既存の装置に新たに類をつけ加える場合に
もこれ迄の部分には何ら変更を加えることなくた
だ構成単位７を（Ｎ＋１）段目、（Ｎ＋２）段目
…と追加接続するだけで、拡張することができる
し、不要な類を削除する場合も構成単位７毎に取
り除けばよい。
以上述べたように、本発明により、高速でかつ
類の拡張・縮小が容易なパターン認識装置を構成
することができる。
類の拡張・縮小が容易なパターン認識装置を構成
することができる。
尚、上述の実施例では、複数の特徴量は、同時
に別々の信号線でデータ・バス１上を送られてい
るが、時分割によりシリアルに伝送されても構わ
ない。この場合には第１のラツチ８は順次送られ
てくるデータをスイツチして保持する機能を持つ
必要がある。また実施例では演算器が計算する特
徴量間の距離はユークリツド距離であるが、最尤
法によりパターン認識を行う場合にはこの距離は
マハラノビス距離となり特徴量が４個の場合は式
(2)を計算する。
に別々の信号線でデータ・バス１上を送られてい
るが、時分割によりシリアルに伝送されても構わ
ない。この場合には第１のラツチ８は順次送られ
てくるデータをスイツチして保持する機能を持つ
必要がある。また実施例では演算器が計算する特
徴量間の距離はユークリツド距離であるが、最尤
法によりパターン認識を行う場合にはこの距離は
マハラノビス距離となり特徴量が４個の場合は式
(2)を計算する。
di＝ｘ−xi
ｙ−yi
ｚ−zi
ｗ−wi t・Σ-1 i・ｘ−xi
ｙ−yi
ｚ−zi
ｗ−wi＋1o｜Σi｜ (2)
式(2)に於いてΣiはｉ番目の類の特徴量の共分散行
列を示し、Σ-1 iはその逆行列、｜Σi｜は行列式の値
を意味する。この他、装置の目的に応じて距離と
しては各種のものを用いることができる。更に、
パターンの類への帰属関係としては距離の代わり
に確率の概念を用いることもできる。この場合に
は、演算器２はパターンが第ｉ番目の類に属する
確率Piを計算し、比較器９は前段迄の最大確率と
このPiを比較し、大きい方の値を次段へ伝達し、
Piが大きい場合ゲート信号を１２に発生する。１
段目の比較器に与えられるデータバス１１へのデ
ータはdmaxの代わりに許容最小距離Pminとな
る。
列を示し、Σ-1 iはその逆行列、｜Σi｜は行列式の値
を意味する。この他、装置の目的に応じて距離と
しては各種のものを用いることができる。更に、
パターンの類への帰属関係としては距離の代わり
に確率の概念を用いることもできる。この場合に
は、演算器２はパターンが第ｉ番目の類に属する
確率Piを計算し、比較器９は前段迄の最大確率と
このPiを比較し、大きい方の値を次段へ伝達し、
Piが大きい場合ゲート信号を１２に発生する。１
段目の比較器に与えられるデータバス１１へのデ
ータはdmaxの代わりに許容最小距離Pminとな
る。
第１図は従来考えられているパターン認識装置
の構成図、第２図は本発明のパターン認識装置の
構成図である。 なお図において、１は特徴量が伝送されるデー
タ・バス、２は演算器、３はレジスタ、８は第１
のラツチ、９は比較器、１０はゲート、１４は第
２のラツチ、１５は第３のラツチである。
の構成図、第２図は本発明のパターン認識装置の
構成図である。 なお図において、１は特徴量が伝送されるデー
タ・バス、２は演算器、３はレジスタ、８は第１
のラツチ、９は比較器、１０はゲート、１４は第
２のラツチ、１５は第３のラツチである。
Claims (1)
- １ 一段前の構成単位から送られてくる各パター
ンの特徴量を一定時間毎にサンプル・ホールドし
次の構成単位に伝える第１のラツチと、同じく一
段前の構成単位から送られてくる距離を一定時間
毎にサンプル・ホールドする第２のラツチと、同
じく一段前の構成単位から送られてくる類番号を
一定時間毎にサンプル・ホールドする第３のラツ
チと、各類の特徴量を置数しているレジスタと、
前記レジスタに置数されている特徴量と前記第１
のラツチにホールドされている特徴量との特徴空
間における距離を計算する演算器と、前記演算器
の出力である距離と前記第２のラツチにホールド
されている一段前の構成単位から得られた距離を
比較し最小値を次の構成単位に送り、かつ、比較
結果を出力する比較器と、前記比較結果により現
在の構成単位の類番号または前記第３のラツチに
ホールドされている一段前の構成単位から得られ
た類番号を切り換えて次の構成単位に送るゲート
から成る構成単位を類の数だけ直列に接続したこ
とを特徴とするパターン認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56074421A JPS57189278A (en) | 1981-05-18 | 1981-05-18 | Pattern recognizing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56074421A JPS57189278A (en) | 1981-05-18 | 1981-05-18 | Pattern recognizing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57189278A JPS57189278A (en) | 1982-11-20 |
| JPH0321948B2 true JPH0321948B2 (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=13546709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56074421A Granted JPS57189278A (en) | 1981-05-18 | 1981-05-18 | Pattern recognizing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57189278A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6115286A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-23 | Fujitsu Ltd | エツジ検出回路 |
| JP3020240B2 (ja) * | 1988-11-16 | 2000-03-15 | 富士通株式会社 | 色識別回路 |
| JP2859619B2 (ja) * | 1988-11-18 | 1999-02-17 | 富士通株式会社 | 色識別回路 |
| JP2732816B2 (ja) * | 1995-05-30 | 1998-03-30 | キヤノン株式会社 | 制御装置 |
-
1981
- 1981-05-18 JP JP56074421A patent/JPS57189278A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57189278A (en) | 1982-11-20 |
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