JPH03238567A - パターン認識装置 - Google Patents
パターン認識装置Info
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- JPH03238567A JPH03238567A JP2035246A JP3524690A JPH03238567A JP H03238567 A JPH03238567 A JP H03238567A JP 2035246 A JP2035246 A JP 2035246A JP 3524690 A JP3524690 A JP 3524690A JP H03238567 A JPH03238567 A JP H03238567A
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- Japan
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- pattern
- input image
- pixel data
- input
- recognition device
- Prior art date
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- 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
- G06V10/751—Comparing pixel values or logical combinations thereof, or feature values having positional relevance, e.g. template matching
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Image Analysis (AREA)
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。
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］
本発明はパターン認識装置、特に予め用意された複数の
参照パターンと入力画像パターンとを比較するパターン
マツチング法を用いたパターン認識装置に関する。
参照パターンと入力画像パターンとを比較するパターン
マツチング法を用いたパターン認識装置に関する。
［従来の技術］
画像読取り装置によって読取られた画像を処理して物体
の位置や姿勢、形状等の幾何学的性状を認識するパター
ン認識は、外界の状況に応じて自らの行動を変更できる
知的ロボットの視角装置等に必須の機能であり、ロボテ
ィックスやコンピュタビジョンの分野において中心的な
課題となっている。
の位置や姿勢、形状等の幾何学的性状を認識するパター
ン認識は、外界の状況に応じて自らの行動を変更できる
知的ロボットの視角装置等に必須の機能であり、ロボテ
ィックスやコンピュタビジョンの分野において中心的な
課題となっている。
従来よりこのパターン認識を行うための実用的かつ基本
的な手法の一つとしてパターンマツチング法か知られて
いる。このパターンマツチング法は入力画像パターンを
予め設定された複数の参照パターンと直接比較し、入力
画像パターンに最も近い参照パータンを選択する方法で
あり、最も近い参照パターンを選択する際に評価関数と
呼ばれる関数か用いられる。
的な手法の一つとしてパターンマツチング法か知られて
いる。このパターンマツチング法は入力画像パターンを
予め設定された複数の参照パターンと直接比較し、入力
画像パターンに最も近い参照パータンを選択する方法で
あり、最も近い参照パターンを選択する際に評価関数と
呼ばれる関数か用いられる。
このような評価関数としては幾つかの関数が知られてい
るが、相関関数及び空間距離か一般に良く用いられる関
数である。
るが、相関関数及び空間距離か一般に良く用いられる関
数である。
ｆを入力画像パターンヘクトル、ｇ、を第１番目の参照
パターンベクトル、＊をベクトルの内積、１１１１をユ
ークリッド空間におけるベクトルの距離とすると、相関
関数は次式で定義される。
パターンベクトル、＊をベクトルの内積、１１１１をユ
ークリッド空間におけるベクトルの距離とすると、相関
関数は次式で定義される。
（ｆ １ｇ 、） ／ （ＩＩ ｆ ＩＩ・ＩＩ ｇ
、ＩＩ ）１
１（１） 但し、定義よりｆ、をベクトルｆの要素としてＩＩ ｆ
１１ ＝ （Σ、２）０°５ ・・・・・・・
・・（２）である。そして、パターン認識時にはこの相
関関数の値をすべての参照パターンについて算出し、そ
の値が最大となる参照パターンを認識結果として採用す
る。
、ＩＩ ）１
１（１） 但し、定義よりｆ、をベクトルｆの要素としてＩＩ ｆ
１１ ＝ （Σ、２）０°５ ・・・・・・・
・・（２）である。そして、パターン認識時にはこの相
関関数の値をすべての参照パターンについて算出し、そ
の値が最大となる参照パターンを認識結果として採用す
る。
一方、空間距離は次式で定義される。
ｌｌｆ−ｇ、ｌｌ ・・・・・・
・・・（３）そして、パターン認識時には相関関数同様
にこの空間関数の値をすべての参照パターンについて算
出し、その値か最小となる参照パターンを認識結果とし
て採用する。
・・・（３）そして、パターン認識時には相関関数同様
にこの空間関数の値をすべての参照パターンについて算
出し、その値か最小となる参照パターンを認識結果とし
て採用する。
このように、評価関数として相関関数や空間距離を用い
ることによりパターンマツチングが行われるが、これら
の評価関数の関数値は各参照パターンに対して比較的近
い値となり、従って最大値や最小値は高精度に算出しな
ければならず、誤認識が生じやすいという問題があった
。また、（１）式や（３）式を用いて実際に計算すべき
計算量は少くなく、このためハードウェア化が困難であ
るという問題もあった。
ることによりパターンマツチングが行われるが、これら
の評価関数の関数値は各参照パターンに対して比較的近
い値となり、従って最大値や最小値は高精度に算出しな
ければならず、誤認識が生じやすいという問題があった
。また、（１）式や（３）式を用いて実際に計算すべき
計算量は少くなく、このためハードウェア化が困難であ
るという問題もあった。
そこで、従来においては（１）式や（３）式で示される
評価関数ではなく、他の評価関数を用いてパターンマツ
チングを行うことも提案されている。このような評価関
数の一例としては、例えば１９５７ ＩＲＥ Ｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ ｐｔ
−４，ｖｏ１５、ｐｐＨ９，”Ｃｏｎ５ｊｄｅｒａｔｉ
ｏｎｉｎ Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｒＣｈａｒａｃｔ
ｅｒ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ 、
Ｅ、Ｃ，Ｇｒｅａｎｉａｓ ＆Ｙ、Ｍ、Ｈ４１ｌに開示
された評価関数かある。この評価関数は次式で定義され
る。
評価関数ではなく、他の評価関数を用いてパターンマツ
チングを行うことも提案されている。このような評価関
数の一例としては、例えば１９５７ ＩＲＥ Ｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ ｐｔ
−４，ｖｏ１５、ｐｐＨ９，”Ｃｏｎ５ｊｄｅｒａｔｉ
ｏｎｉｎ Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｒＣｈａｒａｃｔ
ｅｒ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ 、
Ｅ、Ｃ，Ｇｒｅａｎｉａｓ ＆Ｙ、Ｍ、Ｈ４１ｌに開示
された評価関数かある。この評価関数は次式で定義され
る。
（入力画像パターンの面積）／（入力画像パターンと参
照パターンの不一致面積の平均）・・・・・・・・・（
４） 但し、（４）式の分母は入力画像パターンと参照パター
ンの不一致部の全面積を２で除算した値である。
照パターンの不一致面積の平均）・・・・・・・・・（
４） 但し、（４）式の分母は入力画像パターンと参照パター
ンの不一致部の全面積を２で除算した値である。
ここで、入力画像パターンと参照パターンが非常に近い
場合には、（４）式の分母がほぼＯになり、（４）式の
値は非常に大きくなる。従って、この関数値が大きな値
となる参照パターンを選択することが容易となり、（１
）式や（３）式を用いた場合に比べ認識が容易となるの
である。
場合には、（４）式の分母がほぼＯになり、（４）式の
値は非常に大きくなる。従って、この関数値が大きな値
となる参照パターンを選択することが容易となり、（１
）式や（３）式を用いた場合に比べ認識が容易となるの
である。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、この（４）式を用いたパターン認識にお
いてもいくつかの問題かあった。
いてもいくつかの問題かあった。
すなわち、入力画像パターンと参照パターンとがほぼ同
一である場合においても、入力画像パターンと参照パタ
ーンとの間に位置ずれが生じると入力画像パターンと参
照パターンの不一致面積が増え、（４）式の分母か増大
することとなる。
一である場合においても、入力画像パターンと参照パタ
ーンとの間に位置ずれが生じると入力画像パターンと参
照パターンの不一致面積が増え、（４）式の分母か増大
することとなる。
方、（４）式の分子の値は入力画像パターン又は参照パ
ターンの面積であるため、大面積入力画像パターンと小
面積入力画像パータンとては（４）式の値に大きなばら
つきが生じてしまう。そして、入力画像パターンの面積
が小さいほど（４）式の値は小さくなるため、各参照パ
ターン間での値が接近して認識率が低下してしまう問題
があった。
ターンの面積であるため、大面積入力画像パターンと小
面積入力画像パータンとては（４）式の値に大きなばら
つきが生じてしまう。そして、入力画像パターンの面積
が小さいほど（４）式の値は小さくなるため、各参照パ
ターン間での値が接近して認識率が低下してしまう問題
があった。
なお、本願出願人はこの（４）式を用いて活字数字の認
識を試みた結果、入力活字数字パターンと参照活字パタ
ーンとの間に数画素分の僅かの位置すれか生しても認識
率が極端に低下することを見出しており、このような（
４）式を用いたパターン認識装置は実用的でないことを
見出している。
識を試みた結果、入力活字数字パターンと参照活字パタ
ーンとの間に数画素分の僅かの位置すれか生しても認識
率が極端に低下することを見出しており、このような（
４）式を用いたパターン認識装置は実用的でないことを
見出している。
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は図形等の入力画像パターンを容易かつ高速に自
動認識することが可能なパターン認識装置を提供すると
共に、入力画像パターンの位置すれに対する広範囲な許
容範囲を有し、認識精度か極めて高いパターン認識装置
を提供することにある。
の目的は図形等の入力画像パターンを容易かつ高速に自
動認識することが可能なパターン認識装置を提供すると
共に、入力画像パターンの位置すれに対する広範囲な許
容範囲を有し、認識精度か極めて高いパターン認識装置
を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、請求項（１）に係るパター
ン認識装置は、参照パターンを構成する複数の参照画素
データを格納する記憶手段と、入力画像パターンを構成
する複数の入力画素データの各入力画素データと前記記
憶手段に格納された参照画素データの内前記入力画素デ
ータに対応する参照画素データとが同一であるか否かを
↑り定する判定手段と、前記判定手段にて同一であると
判定された画素数を計数する第１計数手段と、前記判定
手段にて同一でないと判定された画素数を計数するＳ２
計数手段と、前記第１計数手段にて計数された画素数の
前記第２計数手段にて計数された画素数に対する比率を
算出する算出手段と、前記算出手段からの比率に基づき
入力画像パターンを複数の参照パターンのいずれか一の
参照パターンに特定する特定手段とを具備することを特
徴としている。
ン認識装置は、参照パターンを構成する複数の参照画素
データを格納する記憶手段と、入力画像パターンを構成
する複数の入力画素データの各入力画素データと前記記
憶手段に格納された参照画素データの内前記入力画素デ
ータに対応する参照画素データとが同一であるか否かを
↑り定する判定手段と、前記判定手段にて同一であると
判定された画素数を計数する第１計数手段と、前記判定
手段にて同一でないと判定された画素数を計数するＳ２
計数手段と、前記第１計数手段にて計数された画素数の
前記第２計数手段にて計数された画素数に対する比率を
算出する算出手段と、前記算出手段からの比率に基づき
入力画像パターンを複数の参照パターンのいずれか一の
参照パターンに特定する特定手段とを具備することを特
徴としている。
また、上記目的を達成するために、請求項（２）に係る
パターン認識装置は、前述した請求項（１）に係るパタ
ーン認識装置において、前記判定手段にて判定すべき参
照画素データが前記参照バタンの輪郭近傍の所定範囲に
相当する輪郭近傍参照画素データである場合には前記第
１及び第２計数手段の計数動作を禁止する輪郭処理手段
を設けたことを特徴としている。
パターン認識装置は、前述した請求項（１）に係るパタ
ーン認識装置において、前記判定手段にて判定すべき参
照画素データが前記参照バタンの輪郭近傍の所定範囲に
相当する輪郭近傍参照画素データである場合には前記第
１及び第２計数手段の計数動作を禁止する輪郭処理手段
を設けたことを特徴としている。
［作用］
このように、本発明のパターン認識装置は入力画像パタ
ーン画素と参照パターン画素の一致、不一致を判定し、
一致画素数及び不一致画素数を第１及び第２計数手段に
てカウントする。
ーン画素と参照パターン画素の一致、不一致を判定し、
一致画素数及び不一致画素数を第１及び第２計数手段に
てカウントする。
そして、この一致画素数の不一致画素数に対する比率を
算出する。すなわち、一致画素数をＮａ、不一致画素数
をＮｄとすると、 Ｎａ／Ｎｄ となる。入力画像パターンと参照パターンとがほぼ一致
する場合には分母はＯに収束し、一方分子は予め与えら
れた参照パターンを構成する所定の画素数に収束する。
算出する。すなわち、一致画素数をＮａ、不一致画素数
をＮｄとすると、 Ｎａ／Ｎｄ となる。入力画像パターンと参照パターンとがほぼ一致
する場合には分母はＯに収束し、一方分子は予め与えら
れた参照パターンを構成する所定の画素数に収束する。
従って、この比率は入力画像パターンと参照パターンと
がほぼ一致する場合には速やかに無限大に収束するため
、容易かつ高精度に最も近い参照パターンを特定手段に
て特定し、パターン認識を行うことができる。
がほぼ一致する場合には速やかに無限大に収束するため
、容易かつ高精度に最も近い参照パターンを特定手段に
て特定し、パターン認識を行うことができる。
そして、輪郭処理手段により判定すべき画素ブタが参照
パターンの輪郭近傍の参照画素データである場合にカウ
ントを禁止することにより、入力画像パターンと参照パ
ターンとの間に位置ずれが生じても、参照パターンの輪
郭近傍の位置ずれは前記比率に影響を与えないため、位
置ずれに伴なう算出誤差を排除することができる。
パターンの輪郭近傍の参照画素データである場合にカウ
ントを禁止することにより、入力画像パターンと参照パ
ターンとの間に位置ずれが生じても、参照パターンの輪
郭近傍の位置ずれは前記比率に影響を与えないため、位
置ずれに伴なう算出誤差を排除することができる。
［実施例］
以下、図面を用いながら本発明のパターン認識装置の好
適な実施例を説明する。
適な実施例を説明する。
第１図は請求項（１）に係るパターン認識装置の一実施
例のパターンマツチング回路図である。
例のパターンマツチング回路図である。
入力画像はＣＣＤ固体撮像カメラ等の画像読取り装置に
よって読み取られ、第４図（Ａ）に示されるようにＭＸ
Ｎ個の画素情報としてこのパターンマツチング回路に入
力される。本実施例においては、画素情報は濃淡のいず
れかに二値化しており、例えば第４図（Ａ）においては
入力画像の図形パターン１０に相当する画像情報は濃（
論理レベル０）であり、その周囲の背景部は淡（論理レ
ベル１）に二値化されている。そして、このような画像
情報は入力画像パターン用り型フリップフロップ１２の
Ｄ端子に入力される。
よって読み取られ、第４図（Ａ）に示されるようにＭＸ
Ｎ個の画素情報としてこのパターンマツチング回路に入
力される。本実施例においては、画素情報は濃淡のいず
れかに二値化しており、例えば第４図（Ａ）においては
入力画像の図形パターン１０に相当する画像情報は濃（
論理レベル０）であり、その周囲の背景部は淡（論理レ
ベル１）に二値化されている。そして、このような画像
情報は入力画像パターン用り型フリップフロップ１２の
Ｄ端子に入力される。
一方、このパターンマツチング回路は、予め与えられた
複数の参照パターンを構成する参照画素データを格納す
る記憶手段として参照マスクＲＯＭ１４を備えており、
例えば第４図（Ｂ）に示されるような参照図形パターン
１６を有するＭＸＮ個の画素情報が格納されている。こ
の画素情報も入力画像の画素情報と同様に濃淡いずれか
のレベルに２値化されており、参照図形パターン１６に
相当する画素情報はａ（論理レベル０）であり、その背
景部は淡（論理レベル１）に二値化されている。そして
、アドレス回路１８からのアドレス信号に従ってこの参
照マスクＲＯＭ１４から指定されたアドレスの参照画素
データが読み出され、参照パターン用り型フリップフロ
ップ２０のＤ端子に入力される。
複数の参照パターンを構成する参照画素データを格納す
る記憶手段として参照マスクＲＯＭ１４を備えており、
例えば第４図（Ｂ）に示されるような参照図形パターン
１６を有するＭＸＮ個の画素情報が格納されている。こ
の画素情報も入力画像の画素情報と同様に濃淡いずれか
のレベルに２値化されており、参照図形パターン１６に
相当する画素情報はａ（論理レベル０）であり、その背
景部は淡（論理レベル１）に二値化されている。そして
、アドレス回路１８からのアドレス信号に従ってこの参
照マスクＲＯＭ１４から指定されたアドレスの参照画素
データが読み出され、参照パターン用り型フリップフロ
ップ２０のＤ端子に入力される。
なお、参照マスクＲＯＭ１４の読出しを制御するアドレ
ス回路１８にはクロック信号及びリセット信号が入力さ
れており、リセット信号によってアドレスをリセット後
、クロック信号によってアドレスが順次インクリメント
される構成となっている。
ス回路１８にはクロック信号及びリセット信号が入力さ
れており、リセット信号によってアドレスをリセット後
、クロック信号によってアドレスが順次インクリメント
される構成となっている。
第２図にリセット信号、クロック信号及び入力画像情報
のタイミングチャートを示す。リセットパルスによって
アドレス回路１８がリセットされた後、入力画像の画素
情報か入力されるのである。
のタイミングチャートを示す。リセットパルスによって
アドレス回路１８がリセットされた後、入力画像の画素
情報か入力されるのである。
そして、入力画像パターン用り型フリップフロップ１２
に入力された入力画像の画素情報及び参照パターン用り
型フリップフロップ２０に入力された参照パターンの画
素情報はこれらフリップフロップ１２２０てラッチされ
、クロック端子Ｃに入力されるクロック信号によって位
相が揃えられた後、両画素情報が同一か否かを判定する
判定手段としての排他的論理和ＥＸ−ＯＲゲート２２に
入力する。周知の如く、排他的論理和ＥＸＯＲゲート２
２は入力か共に同−論理レベルである時には論理レベル
０を出力し、入力か叉なる論理レベルを有する時には論
理レベル１を出力するゲートである。従って、入力画像
パターン用り型フリップフロップ１２からの入力画像パ
ターンの画素情報及び参照パターン用り型フリップフロ
ップ２０からの参照パターンの画素情報が不一致である
場合にのみこの排他的論理和ＥＸ−ＯＲケート２２は論
理レベル１を出力する。
に入力された入力画像の画素情報及び参照パターン用り
型フリップフロップ２０に入力された参照パターンの画
素情報はこれらフリップフロップ１２２０てラッチされ
、クロック端子Ｃに入力されるクロック信号によって位
相が揃えられた後、両画素情報が同一か否かを判定する
判定手段としての排他的論理和ＥＸ−ＯＲゲート２２に
入力する。周知の如く、排他的論理和ＥＸＯＲゲート２
２は入力か共に同−論理レベルである時には論理レベル
０を出力し、入力か叉なる論理レベルを有する時には論
理レベル１を出力するゲートである。従って、入力画像
パターン用り型フリップフロップ１２からの入力画像パ
ターンの画素情報及び参照パターン用り型フリップフロ
ップ２０からの参照パターンの画素情報が不一致である
場合にのみこの排他的論理和ＥＸ−ＯＲケート２２は論
理レベル１を出力する。
排他的論理和ＥＸ−ＯＲゲート２２からの出力は不一致
用同期カウンタ２４に入力すると共に、インバータ２６
を介して一致用同期カウンタ２８に入力し、それぞれ不
一致画素の数及び−数画素の数がカウントされる。なお
、この不一致用同期カウンタ２４及び一致用同期カウン
タ２８は入力が論理レベル１の時にクロックに同期して
カウントか行われるもので、この場合インバータ３０に
よって反転されたクロック信号及びリセット信号が入力
されており、排他的論理和ＥＸ−ＯＲゲート２２からの
出力を確実にカウントすることかできる。
用同期カウンタ２４に入力すると共に、インバータ２６
を介して一致用同期カウンタ２８に入力し、それぞれ不
一致画素の数及び−数画素の数がカウントされる。なお
、この不一致用同期カウンタ２４及び一致用同期カウン
タ２８は入力が論理レベル１の時にクロックに同期して
カウントか行われるもので、この場合インバータ３０に
よって反転されたクロック信号及びリセット信号が入力
されており、排他的論理和ＥＸ−ＯＲゲート２２からの
出力を確実にカウントすることかできる。
そして、不一致用同期カウンタ２４及び一致用同期カウ
ンタ２８からの出力は除算器３２に入力し、一致用同期
カウンタ２８にてカウントされた一致画素及び不一致用
同期カウンタ２４にてカウントされた不一致画素の数の
比率が算出される。
ンタ２８からの出力は除算器３２に入力し、一致用同期
カウンタ２８にてカウントされた一致画素及び不一致用
同期カウンタ２４にてカウントされた不一致画素の数の
比率が算出される。
さらに、本実施例においてはこのようなバタンマツチン
グ回路を第３図の構成ブロック図に示すように参照パタ
ーンの数たけ複数設け、これら各パターンマツチング回
路からの出力値を比較器３４にて比較し、最大値を抽出
することにより入力画像パターンに最も近い参照パター
ンを特定する構成となっており、入力画像ノくターンを
リアルタイムで処理し、高速認識を可能としている。
グ回路を第３図の構成ブロック図に示すように参照パタ
ーンの数たけ複数設け、これら各パターンマツチング回
路からの出力値を比較器３４にて比較し、最大値を抽出
することにより入力画像パターンに最も近い参照パター
ンを特定する構成となっており、入力画像ノくターンを
リアルタイムで処理し、高速認識を可能としている。
本実施例のパターン認識装置はこのような構成を有して
おり、前述した排他的論理和ＥＸ−ＯＲゲート２２にて
入力画素データと参照画素データが一致するか否かが判
定され、２個の同期カウンタ２４，２８にて一致画素数
及び不一致画素数かカウントされるが、このことを第５
図の模式図を用いて詳細に説明する。
おり、前述した排他的論理和ＥＸ−ＯＲゲート２２にて
入力画素データと参照画素データが一致するか否かが判
定され、２個の同期カウンタ２４，２８にて一致画素数
及び不一致画素数かカウントされるが、このことを第５
図の模式図を用いて詳細に説明する。
第５図は第４図（Ａ）に示された入力画像ノくターンと
同図（Ｂ）に示された参照パターンとを重ね合せた模式
図を示しており、入力画像の図形ノくターン１０と参照
図形パータン１６とが一致するか否かに応じて以下の４
つの領域に分割することがてきる。
同図（Ｂ）に示された参照パターンとを重ね合せた模式
図を示しており、入力画像の図形ノくターン１０と参照
図形パータン１６とが一致するか否かに応じて以下の４
つの領域に分割することがてきる。
ＷＷ：入力画像パターンと参照パターンが共に淡（論理
レベル１）の領域 ＢＢ：入力画像パターンと参照パターンか共にａ（論理
レベル０）の領域 ＷＢ９入力画像パターンが淡（論理レベル１）で参照パ
ターンがａ（論理レベル０）の領域 ＢＷ：入力画像パターンが濃（論理レベル０）で参照パ
ターンか淡（論理レベル１）の領域 これら４つの領域の内、不一致用同期カウンタ２４にて
カウントされるカウント数は入力画像パターンと参照パ
ターンが異なるＷＢ及びＢＷの２つの領域に相当する画
素数であり、−敷用同期カウンタ２８にてカウントされ
るカウント数は入力画像パターンと参照パターンとが共
に同一であるＢＢ及びＷＷの領域に存在する画素数であ
る。従って、これら２つの同期カウンタ２４．２８から
の出力を入力し除算演算を行う除算器３２からの出力は
、結局 （ＢＢ＋ＷＷ）／ （ＷＢ＋ＢＷ） となる。この式の形から明らかなように、入力画像パタ
ーンと参照パターンとが近づくにつれ、分子： Ｂ Ｂ
＋ＷＷ−４Ｎ ｘ Ｍ分母：ＷＢ＋ＢＷ→０ に収束していく。すなわち、この式においては入力画像
パターンと参照パターンとが近づくにつれ分母がＯとな
るにもかかわらず分子は入力画像パターンの面積によら
ず一定値に収束するため、無限大への収束性が従来の（
４）式に比べて遥かに優れていることがわかる。
レベル１）の領域 ＢＢ：入力画像パターンと参照パターンか共にａ（論理
レベル０）の領域 ＷＢ９入力画像パターンが淡（論理レベル１）で参照パ
ターンがａ（論理レベル０）の領域 ＢＷ：入力画像パターンが濃（論理レベル０）で参照パ
ターンか淡（論理レベル１）の領域 これら４つの領域の内、不一致用同期カウンタ２４にて
カウントされるカウント数は入力画像パターンと参照パ
ターンが異なるＷＢ及びＢＷの２つの領域に相当する画
素数であり、−敷用同期カウンタ２８にてカウントされ
るカウント数は入力画像パターンと参照パターンとが共
に同一であるＢＢ及びＷＷの領域に存在する画素数であ
る。従って、これら２つの同期カウンタ２４．２８から
の出力を入力し除算演算を行う除算器３２からの出力は
、結局 （ＢＢ＋ＷＷ）／ （ＷＢ＋ＢＷ） となる。この式の形から明らかなように、入力画像パタ
ーンと参照パターンとが近づくにつれ、分子： Ｂ Ｂ
＋ＷＷ−４Ｎ ｘ Ｍ分母：ＷＢ＋ＢＷ→０ に収束していく。すなわち、この式においては入力画像
パターンと参照パターンとが近づくにつれ分母がＯとな
るにもかかわらず分子は入力画像パターンの面積によら
ず一定値に収束するため、無限大への収束性が従来の（
４）式に比べて遥かに優れていることがわかる。
このように、本実施例においては入力画像パターンの面
積によらず、入力画像パターンと参照パターンとかほぼ
一致する場合には速かに無限大へ収束していくため、高
精度に最も近い参照パターンを特定してパターン認識を
行うことが可能となる。
積によらず、入力画像パターンと参照パターンとかほぼ
一致する場合には速かに無限大へ収束していくため、高
精度に最も近い参照パターンを特定してパターン認識を
行うことが可能となる。
なお、このように本実施例のパターン認識装置において
は無限大への収束性が優れているため、最大値を抽出す
る代りに閾値処理を用いることが可能となる。すなわち
、第３図の構成ブロック図において比較器３４に十分大
なる所定の閾値を入力し、この閾値以上となるパターン
マツチング回路からの出力のみを出力することにより、
入力画像パターンに最も近い参照パターンを特定するこ
とが可能となる。
は無限大への収束性が優れているため、最大値を抽出す
る代りに閾値処理を用いることが可能となる。すなわち
、第３図の構成ブロック図において比較器３４に十分大
なる所定の閾値を入力し、この閾値以上となるパターン
マツチング回路からの出力のみを出力することにより、
入力画像パターンに最も近い参照パターンを特定するこ
とが可能となる。
第６図は請求項（２）に係るパターン認識装置の一実施
例におけるパターンマツチング回路の回路図である。
例におけるパターンマツチング回路の回路図である。
主要構成は第１図に示された請求項（１）に係るパター
ン認識装置のパターンマツチング回路と同一であるが、
本パターン認識装置において特徴的なことは、第７図の
模式図に示される場合のように、入力画像パターンと参
照パターンとか同一であるにもかかわらず、両パターン
間に位置ずれが生じた場合においても、高精度にパター
ン認識を行うための輪郭処理手段を設けたことにある。
ン認識装置のパターンマツチング回路と同一であるが、
本パターン認識装置において特徴的なことは、第７図の
模式図に示される場合のように、入力画像パターンと参
照パターンとか同一であるにもかかわらず、両パターン
間に位置ずれが生じた場合においても、高精度にパター
ン認識を行うための輪郭処理手段を設けたことにある。
この輪郭処理手段は不感領域ＲＯＭ３６及び２つのＡＮ
Ｄゲート３８．４０から構成されている。
Ｄゲート３８．４０から構成されている。
この不感領域ＲＯＭ３６には参照図形パターン１６の輪
郭近傍の所定範囲の画素データが格納されており、例え
ば第８図に示されるような図中破線部分の参照図形パタ
ーン１６の輪郭に隣接する１画素分の領域４２に存在す
る画素データが格納されており、この範囲内の画素デー
タは全て論理レベル０として不感領域ＲＯＭ３６に格納
されている。そして、この不感領域ＲＯＭ３６の読み出
しは、前述の実施例と同様にアドレス回路１８からのア
ドレス信号によって制御される。
郭近傍の所定範囲の画素データが格納されており、例え
ば第８図に示されるような図中破線部分の参照図形パタ
ーン１６の輪郭に隣接する１画素分の領域４２に存在す
る画素データが格納されており、この範囲内の画素デー
タは全て論理レベル０として不感領域ＲＯＭ３６に格納
されている。そして、この不感領域ＲＯＭ３６の読み出
しは、前述の実施例と同様にアドレス回路１８からのア
ドレス信号によって制御される。
そして、この不感領域ＲＯＭ３６からの出力はＡＮＤゲ
ート３８，４０の一方の入力端子に入力され、他方の入
力端子には前記排他的論理和ＥＸ−ＯＲゲート２２から
の出力が入力される構成となっている。
ート３８，４０の一方の入力端子に入力され、他方の入
力端子には前記排他的論理和ＥＸ−ＯＲゲート２２から
の出力が入力される構成となっている。
さて、ＭＸＮ個の入力画像の画素情報及び参照マスクＲ
ＯＭ１４内に格納された参照画素データが排他的論理和
ＥＸ−ＯＲゲート２２にて比較され、一致した画素数及
び不一致の画素数が２個の同期カウンタ２４．２８にて
カウントされるが、この時アドレス回路１８にて指定さ
れたアドレスが前述した参照図形パターン１６の輪郭近
傍の領域４２に相当するアドレスである場合には、参照
マスクＲＯＭ１４からこのアドレスに対応する画素デー
タが出力されるのみならず、不感領域ＲＯＭ３６からも
このアドレスに相当する論理レベル０の画素データが出
力される。この侍、入力画像の画素情報と参照マスクＲ
ＯＭ１４からの画素データとが排他的論理和ＥＸ−ＯＲ
ゲート２２にて比較され、両画素情報が一致する場合に
はＥＸＯＲゲート２２からは０が出力される。この時、
ＡＮＤゲート３８の入力には不感領域ＲＯＭ３６からの
論理レベル０とＥＸ−ＯＲゲート２２からの論理レベル
０とか入力されるためその出力は０となり、不一致用同
期カウンタ２４では不一致画素数はカウントされない。
ＯＭ１４内に格納された参照画素データが排他的論理和
ＥＸ−ＯＲゲート２２にて比較され、一致した画素数及
び不一致の画素数が２個の同期カウンタ２４．２８にて
カウントされるが、この時アドレス回路１８にて指定さ
れたアドレスが前述した参照図形パターン１６の輪郭近
傍の領域４２に相当するアドレスである場合には、参照
マスクＲＯＭ１４からこのアドレスに対応する画素デー
タが出力されるのみならず、不感領域ＲＯＭ３６からも
このアドレスに相当する論理レベル０の画素データが出
力される。この侍、入力画像の画素情報と参照マスクＲ
ＯＭ１４からの画素データとが排他的論理和ＥＸ−ＯＲ
ゲート２２にて比較され、両画素情報が一致する場合に
はＥＸＯＲゲート２２からは０が出力される。この時、
ＡＮＤゲート３８の入力には不感領域ＲＯＭ３６からの
論理レベル０とＥＸ−ＯＲゲート２２からの論理レベル
０とか入力されるためその出力は０となり、不一致用同
期カウンタ２４では不一致画素数はカウントされない。
一方、ＡＮＤゲート４０にはＥＸ−ＯＲゲート２２から
の反転された論理レベル１と不感領域ＲＯＭ３６からの
論理レベル０とが入力されるため、このＡＮＤゲート４
０からの出力もＡＮＤゲート３８と同様に０が出力され
るため、−敷用同期カウンタ２８にて一致画素数のカウ
ントも行われない。すなわち、参照画素データが参照図
形パターン１６の輪郭近傍の範囲４２に相当する場合に
は入力画像の図形パターンと参照図形パターンとの一致
不一致の判定が禁止されることとなり、この範囲４２内
で入力画像の図形パターンと参照パターンとの間に位置
ずれが生じても、除算器３２にて算出される比率には影
響を及はさないこととなる。
の反転された論理レベル１と不感領域ＲＯＭ３６からの
論理レベル０とが入力されるため、このＡＮＤゲート４
０からの出力もＡＮＤゲート３８と同様に０が出力され
るため、−敷用同期カウンタ２８にて一致画素数のカウ
ントも行われない。すなわち、参照画素データが参照図
形パターン１６の輪郭近傍の範囲４２に相当する場合に
は入力画像の図形パターンと参照図形パターンとの一致
不一致の判定が禁止されることとなり、この範囲４２内
で入力画像の図形パターンと参照パターンとの間に位置
ずれが生じても、除算器３２にて算出される比率には影
響を及はさないこととなる。
すなわち、この範囲４２はカウントに影響を与えない不
感領域として作用しく以下、この範囲を不感領域４２と
いう）、この不感領域４２内で入力画像の図形パターン
１０と参照図形パターン１６との間に位置ずれが生して
も領域ＢＷ及びＷＢ内の不一致画素数はカウントされず
、（６）式の分母は以前として０近傍に保たれるため、
（６）式の値は極めて大きな値を維持することとなり、
パターンマツチングを行うことが可能となる。
感領域として作用しく以下、この範囲を不感領域４２と
いう）、この不感領域４２内で入力画像の図形パターン
１０と参照図形パターン１６との間に位置ずれが生して
も領域ＢＷ及びＷＢ内の不一致画素数はカウントされず
、（６）式の分母は以前として０近傍に保たれるため、
（６）式の値は極めて大きな値を維持することとなり、
パターンマツチングを行うことが可能となる。
このように、参照パターンの輪郭近傍に予め入力画像パ
ターンとの一致不一致の判定を行わない不感領域を設定
して輪郭処理することにより、入力画像パターンと参照
パターンとの間に位置ずれが生じても、高精度にパター
ン認識を行うことができる。
ターンとの一致不一致の判定を行わない不感領域を設定
して輪郭処理することにより、入力画像パターンと参照
パターンとの間に位置ずれが生じても、高精度にパター
ン認識を行うことができる。
なお、上記実施例においては図形パターンを認識する場
合を示したか、本発明はこれに限定されるものではなく
、活字文字や数字等の認識をも行うことができることは
言うまでもない。
合を示したか、本発明はこれに限定されるものではなく
、活字文字や数字等の認識をも行うことができることは
言うまでもない。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明に係るパターン認識装置に
よれば、図形等のパターン認識を容易かつ高速に行うこ
とかできると共に、入力画像パターンの位置ずれに対し
て広範囲の許容範囲を有し、パターン認識の精度向上を
図ることかできる効果かある。
よれば、図形等のパターン認識を容易かつ高速に行うこ
とかできると共に、入力画像パターンの位置ずれに対し
て広範囲の許容範囲を有し、パターン認識の精度向上を
図ることかできる効果かある。
第１図は本発明に係るパターン認識装置の第１実施例に
おけるパターンマツチング回路図、第２図は同実施例に
おけるタイミングチャート図、 第３図は同実施例における構成ブロック図、第４図は同
実施例における入力画像パターンと参照パターンを示す
説明図、 第５図は同実施例における入力画像パターンと参照パタ
ーンとの重ね合せを示す説明図、第６図は第２実施例に
おけるパターンマツチング回路図、 第７図は同実施例における入力画像パターンと参照パタ
ーンとの位置すれを示す説明図、第８図は同実施例にお
ける参照パターン輪郭近傍に設けられた不感領域を示す
説明図である。 １４ ・・・ 参照マスクＲＯＭ ２２ ・・・ ＥＸ−ＯＲゲート ２４ ・・・ 不一致用同期カウンタ ２８ ・・・ −敷用同期カウンタ ３２ ・・・ 除算器 ３４ ・・ 比較器 ３６ ・・・ 不感領域ＲＯＭ ３８．４０ ・・・ ＡＮＤゲート ４２ ・・・ 不感領域 ・褐 ヌ３鮭Ａ）’Ｊ−＝ｌハ・ターンで、す〉り区劃２４の
第 図 垂、１８会わ已 第５図 クロッ７ 」１旧Ｕ 丁じ七 尋 ′Ｘの仁イタＩＪのタイミンクナマート第 図 蔓 Ｘ３邑ダＪのｊｊ−１＋八フロンク冒 ’＄２Ｊ→邑夕」っハソーンマノナンク巨υ賂４才第 図
おけるパターンマツチング回路図、第２図は同実施例に
おけるタイミングチャート図、 第３図は同実施例における構成ブロック図、第４図は同
実施例における入力画像パターンと参照パターンを示す
説明図、 第５図は同実施例における入力画像パターンと参照パタ
ーンとの重ね合せを示す説明図、第６図は第２実施例に
おけるパターンマツチング回路図、 第７図は同実施例における入力画像パターンと参照パタ
ーンとの位置すれを示す説明図、第８図は同実施例にお
ける参照パターン輪郭近傍に設けられた不感領域を示す
説明図である。 １４ ・・・ 参照マスクＲＯＭ ２２ ・・・ ＥＸ−ＯＲゲート ２４ ・・・ 不一致用同期カウンタ ２８ ・・・ −敷用同期カウンタ ３２ ・・・ 除算器 ３４ ・・ 比較器 ３６ ・・・ 不感領域ＲＯＭ ３８．４０ ・・・ ＡＮＤゲート ４２ ・・・ 不感領域 ・褐 ヌ３鮭Ａ）’Ｊ−＝ｌハ・ターンで、す〉り区劃２４の
第 図 垂、１８会わ已 第５図 クロッ７ 」１旧Ｕ 丁じ七 尋 ′Ｘの仁イタＩＪのタイミンクナマート第 図 蔓 Ｘ３邑ダＪのｊｊ−１＋八フロンク冒 ’＄２Ｊ→邑夕」っハソーンマノナンク巨υ賂４才第 図
Claims (2)
- （１）入力画像パターンを予め与えられた複数の参照パ
ターンと比較することにより認識するパターン認識装置
において、 参照パターンを構成する複数の参照画素データを格納す
る記憶手段と、 入力画像パターンを構成する複数の入力画素データの各
入力画素データと前記記憶手段に格納された参照画素デ
ータの内前記入力画素データに対応する参照画素データ
とが同一であるか否かを判定する判定手段と、 前記判定手段にて同一であると判定された画素数を計数
する第１計数手段と、 前記判定手段にて同一でないと判定された画素数を計数
する第２計数手段と、 前記第１計数手段にて計数された画素数の前記第２計数
手段にて計数された画素数に対する比率を算出する算出
手段と、 前記算出手段からの比率に基づき入力画像パターンを複
数の参照パターンのいずれか一の参照パターンに特定す
る特定手段と、 を具備することを特徴とするパターン認識装置。 - （２）請求項（１）記載のパターン認識装置において、
前記判定手段にて判定すべき参照画素データが前記参照
パターンの輪郭近傍の所定範囲に相当する輪郭近傍参照
画素データである場合には前記第１及び第２計数手段の
計数動作を禁止する輪郭処理手段を設けたことを特徴と
するパターン認識装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035246A JPH03238567A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | パターン認識装置 |
| US07/534,068 US5121444A (en) | 1990-02-15 | 1990-06-06 | Pattern recognition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035246A JPH03238567A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | パターン認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03238567A true JPH03238567A (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=12436479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2035246A Pending JPH03238567A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | パターン認識装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5121444A (ja) |
| JP (1) | JPH03238567A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002024835A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Namco Ltd | 動作検出装置、動作検出方法および情報記憶媒体 |
| JP2005309795A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Japan Fisheries Information Service Center | 同一目標判定装置及び同一目標判定方法及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及びプログラム |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6356671B1 (en) * | 1991-07-05 | 2002-03-12 | Fanuc Ltd. | Image processing method for an industrial visual sensor |
| CH684590A5 (de) * | 1991-09-26 | 1994-10-31 | Grapha Holding Ag | Verfahren zur Einheitlichkeitsprüfung von Druckbogen und Vorrichtung zur Durchführung desselben. |
| US5303313A (en) * | 1991-12-16 | 1994-04-12 | Cartesian Products, Inc. | Method and apparatus for compression of images |
| JP3154429B2 (ja) * | 1992-03-10 | 2001-04-09 | 株式会社リコー | 画像符号化処理における情報処理装置及びその方法 |
| US5305392A (en) * | 1993-01-11 | 1994-04-19 | Philip Morris Incorporated | High speed, high resolution web inspection system |
| JP3647885B2 (ja) * | 1993-05-07 | 2005-05-18 | 日本電信電話株式会社 | 画像処理装置 |
| DE69427677T2 (de) * | 1993-12-02 | 2002-05-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo | Bildmusteridentifikations/Erkennungsverfahren |
| US5454045A (en) * | 1994-04-15 | 1995-09-26 | Battelle Memorial Institute | Apparatus and method for identification and recognition of an item with ultrasonic patterns from item subsurface micro-features |
| US5790692A (en) * | 1994-09-07 | 1998-08-04 | Jeffrey H. Price | Method and means of least squares designed filters for image segmentation in scanning cytometry |
| US5661763A (en) * | 1995-07-28 | 1997-08-26 | Adtran, Inc. | Apparatus and method for detecting programmable length bit pattern in serial digital data stream |
| US5835634A (en) * | 1996-05-31 | 1998-11-10 | Adobe Systems Incorporated | Bitmap comparison apparatus and method using an outline mask and differently weighted bits |
| US20080273769A1 (en) * | 2007-05-01 | 2008-11-06 | Motorola, Inc. | Print matching method and system using direction images |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3601802A (en) * | 1966-09-09 | 1971-08-24 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Pattern matching character recognition system |
| US4205302A (en) * | 1977-10-28 | 1980-05-27 | Einar Godo | Word recognizing system |
| JPS57137977A (en) * | 1981-02-18 | 1982-08-25 | Nec Corp | Similarity degree comparing circuit of character recognizing device |
| DE3212054A1 (de) * | 1982-04-01 | 1983-10-06 | Blaupunkt Werke Gmbh | Digitaler demodulator |
| US4783829A (en) * | 1983-02-23 | 1988-11-08 | Hitachi, Ltd. | Pattern recognition apparatus |
| US4905162A (en) * | 1987-03-30 | 1990-02-27 | Digital Equipment Corporation | Evaluation system for determining analogy and symmetric comparison among objects in model-based computation systems |
| GB2211968A (en) * | 1987-11-04 | 1989-07-12 | Philips Nv | Divider circuit e.g. for normalising |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP2035246A patent/JPH03238567A/ja active Pending
- 1990-06-06 US US07/534,068 patent/US5121444A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002024835A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Namco Ltd | 動作検出装置、動作検出方法および情報記憶媒体 |
| JP2005309795A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Japan Fisheries Information Service Center | 同一目標判定装置及び同一目標判定方法及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5121444A (en) | 1992-06-09 |
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