JPH0765176A - 形状識別装置 - Google Patents

形状識別装置

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JPH0765176A
JPH0765176A JP5239086A JP23908693A JPH0765176A JP H0765176 A JPH0765176 A JP H0765176A JP 5239086 A JP5239086 A JP 5239086A JP 23908693 A JP23908693 A JP 23908693A JP H0765176 A JPH0765176 A JP H0765176A
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JP
Japan
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image data
storage means
binarized image
unit
fft
Prior art date
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JP5239086A
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Inventor
Hiroshi Ide
宏 井手
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 目標画像の回転の影響を受けることなく正確
に処理することができ、しかも、簡単な構造で短時間に
形状認識処理することができる形状識別装置を提供す
る。 【構成】 画像データーaを2値化する2値化手段1
と、2値化手段1で2値化された画像データーbの重心
位置を求める重心検出手段2と、重心位置を中心とし
て、螺旋状に順次2値化画像データーbを記憶する2値
化画像記憶手段3と、2値化画像記憶手段3から読み出
された2値化画像データーcをFFT演算するFFT演
算手段5と、予め得られた図形毎に固有なFFT演算結
果qを書き込んだパターン記憶手段6と、パターン記憶
手段6から読み出したFFT演算結果qと、FFT演算
手段5により得られたFFT演算結果eとを比較し、一
致したときに、一致図形に対応した出力信号fを発生す
る比較手段7とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像データーに基づい
て物体の形状を識別する形状識別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の形状識別装置として、図
4及び図5に示すようなものがある。図4の形状識別装
置において、符号102は、画像データー入力端101
を有する目標選択部であり、この目標選択部102の後
段に、2次元形状抽出部104と正規化処理部105か
らなる前処理部103が設けられている。そして、この
前処理部103で前処理された画像データーと基準とな
る図形との相関値を求めて、画像の形状を認識すべく、
前処理部103の後段に、相関部106と、形状辞書部
108と、判定部107とが設けられている。なお、符
号109は判定出力端である。
【0003】一方、図5の形状識別装置は、前処理部1
03の後段に、重心モーメント算出部110と、重心モ
ーメント辞書部111と、重心モーメント比較判定部1
12とが設けられており、これにより、重心モーメント
という不変特徴量を比較して、画像の形状を認識しよう
とするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の形状識
別装置では、次のような問題がある。図4に示した形状
識別装置においては、目標画像の正規化を行ったり、目
標画像の回転の影響を考慮する必要があるので、複雑な
構造の前処理部103が必要不可欠である。したがっ
て、この前処理部103の精度如何によって、装置の識
別能力に重大な影響を与えるので、前処理部103を高
精度で形成しなければならないが、実際上なかなか困難
である。
【0005】一方、図5に示した形状識別装置において
は、目標画像の正確な識別を行うためには、高次の重心
モーメントを算出しなければならない。したがって、本
装置では、計算量が膨大になるので、処理時間が長くな
ってしまう。
【0006】また、特開昭60−25468号公報記載
の装置や、特開平4−262286号公報記載の装置の
ように、目標画像を直交座標で処理せずに、極座標で処
理して、処理能力の向上を図ったものもあるが、FFT
(Fast FourierTransform)演算
処理の前後で、複雑な処理を行う必要があるので、処理
時間が長くなるおそれがある。
【0007】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
もので、目標画像の回転の影響を受けることなく正確に
処理することができ、しかも、簡単な構造で短時間に形
状認識処理することができる形状識別装置の提供を目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の形状識別装置は、画像データーを2値化す
る2値化手段と、この2値化手段で2値化された上記画
像データーの重心位置を求める重心検出手段と、この重
心検出手段で求めた上記重心位置を中心として、螺旋状
に順次上記2値化画像データーを記憶する2値化画像記
憶手段と、この2値化画像記憶手段から読み出された2
値化画像データーをFFT(Fast Fourier
Transform)演算するFFT演算手段と、予
め得られた図形毎に固有なFFT演算結果を書き込んだ
パターン記憶手段と、このパターン記憶手段から読み出
した上記FFT演算結果と、上記FFT演算手段により
得られたFFT演算結果とを比較し、一致したときに、
一致図形に対応した出力信号を発生する比較手段とを備
えた構成としてある。
【0009】また、請求項2記載の形状識別装置におい
ては、請求項1において、上記2値化手段は、上記画像
データーの2値化を行うための2値化判定値を発生する
2値化判定値発生部と、2値化判定値発生部からの2値
化判定値に基づいて、上記画像データーを2値化する2
値化判定部とを有し、上記2値化画像記憶手段は、原点
から螺旋状の座標値をとるような2次元極座標値を発生
する極座標発生部と、極座標発生部からの2次元極座標
値を2次元直交座標値に変換する座標変換部と、座標変
換部からの2次元直交座標値に基づいて、上記重心検出
手段で求めた重心位置を中心として、螺旋状に順次上記
2値化画像データーを記憶する画像メモリ部とを有し、
上記FFT演算手段は、上記画像メモリ部から読み出さ
れた2値化画像データーをスペクトラムデーターに変換
するものであり、上記パターン記憶手段は、予め得られ
た図形毎に固有なFFT演算結果であるテンプレートス
ペクトラムデーターを記憶するものであり、上記比較手
段は、上記パターン記憶手段から読み出した所定のテン
プレートスペクトラムデーターと、上記FFT演算手段
からのスペクトラムデーターとを比較し、一致したとき
に、一致図形に対応した出力信号を発生するものである
構成としてある。
【0010】
【作用】上記形状識別装置によれば、2値化手段で2値
化された画像データーの重心位置が重心検出手段によっ
て求められると、2値化画像記憶手段において、この重
心位置を中心として、螺旋状に順次2値化画像データー
が記憶される。そして、この2値化画像記憶手段から読
み出された画像データーはFFT演算手段によってFF
T演算される。すると、比較手段によって、このFFT
演算結果がパターン記憶手段から読み出され、このFF
T演算結果と、パターン記憶手段から読み出したFFT
演算結果とが比較され、一致したときに、一致図形に対
応した出力信号が出力される。
【0011】また、請求項2に記載の形状識別装置によ
れば、2値化判定値発生部から、画像データーの2値化
判定値が2値化判定部に出力され、2値化判定部におい
て、この2値化判定値に基づいて、画像データーが2値
化される。この作用と並行して、極座標発生部から螺旋
状の座標値をとるような2次元極座標値が座標変換部へ
と出力され、座標変換部において、2次元極座標値が2
次元直交座標値に変換される。すると、画像メモリ部に
おいて、2次元直交座標値に基づいて、重心検出手段で
求めた重心位置を中心として、螺旋状に順次2値化画像
データーが記憶される。この2値化画像データーは、F
FT演算手段によって、画像メモリ部から読み出され、
スペクトラムデーターに変換され、比較手段によって読
み出される。そして、比較手段において、パターン記憶
手段から読み出した所定のテンプレートスペクトラムデ
ーターと、FFT演算手段からのスペクトラムデーター
とが比較され、一致したときに、一致図形に対応した出
力信号が発生させられる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の一実施例に係る形状識別
装置を示すブロック図である。本実施例の形状識別装置
は、2値化手段1と、重心検出手段としての重心位置算
出部2と、2値化画像記憶手段3と、掛け算器4と、F
FT演算手段としてのFFT演算部5と、パターン記憶
手段としてのテンプレートスペクトラムパターン記憶部
6と、パターン比較手段としてのスペクトラム比較器7
とを備えている。
【0013】2値化手段1は、画像データ入力側が画像
データ入力端11に接続された2値化判定値発生部12
と、同じく画像データ入力端11に入力側が接続され、
出力側が2値化画像記憶手段3に接続された2値化判定
部13とで形成されている。2値化判定値発生部12
は、画像データ入力端11から標本化画像データaを入
力し、この画像データaを2値化して、その2値化判定
値gを2値化判定部13に出力する。一方、2値化判定
部13は、同じく画像データaを入力し、2値化判定値
発生部12からの2値化判定値gに基づいて、2値化画
像データbを形成し、この2値化画像データbを重心位
置算出部2と2値化画像記憶手段3とに出力するもので
ある。
【0014】重心位置算出部2は、2値化手段1で2値
化された画像データaの重心位置を求めるもので、その
入力側が2値化判定部13の出力側に接続され、その出
力側が2値化画像記憶手段3に接続されている。具体的
には、この重心位置算出部2は、2値化判定部13から
2値化画像データbを入力し、その2値化画像データb
の重心位置を求めて、2次元標本化空間の座標としての
重心位置データh(x0 ,y0 )を出力するものであ
る。
【0015】2値化画像手段3は、この重心位置算出部
2で求めた重心位置データh(x0,y0 )を中心とし
て螺旋状に順次上記2値化画像データbを記憶するもの
である。具体的には、この2値化画像記憶手段3は、時
刻信号発生部32に接続された極座標発生部31と、極
座標発生部31と重心位置算出部2とに接続された座標
変換部33と、座標変換部33に接続され、2値化判定
部の入力側に接続された画像メモリ部34とで形成され
ている。
【0016】極座標発生部31は、時刻信号発生部32
からの時刻信号nとr値変化率発生部8からのr値変化
率データmとを入力し、これらのデータに基づいて、原
点から螺旋状の座標値となるような一定の変化率をもつ
角度値kとr値lを座標変換部33に出力するものであ
る。座標変換部33は、重心位置算出部2からの重心位
置データh(x0 ,y0 )を入力し、極座標発生部31
からの角度値kとr値lとを2次元標本化空間の直交座
標i,j(x,y座標)に変換して画像メモリ部34に
出力するものである。
【0017】画像メモリ部34は、2値化判定部13か
らの2値化画像データbを入力して記憶すると共に、座
標変換部33からの2次元標本空間の直交座標i,j
(x,y座標)に基づいて、記憶している2値化画像デ
ータbを読み出し、図3に示すような波形のデータcを
掛け算器4に出力するものである。すなわち、図2に示
すように、重心位置データh(x0 ,y0 )を中心とし
て、角度値θを0から一定の変化率で増加させ、この角
度値θが2π(rad)増加する毎にr値を一定量増加
させる。このように、r値が2値化された画像が占める
領域の重心(x0 ,y0 )から最大距離、rmax より大
きくなるまで、角度値θ,r値の増加を続ける。そし
て、時間変化と共に画像データを読出し、P(x,y)
を螺旋状に変化させる。これにより、結果画像メモリ部
34からは図3に示すような波形の読出しデータcが読
み出されて出力される。なお、r値変化率発生部8は、
図3に示す波形でtH がある定められた一定値になるよ
うに、図2のr値の変化量が設定され、2値化画像の大
きさによる読出しデータcへの影響を抑圧する正規化を
行うものである。
【0018】掛け算器4は、窓関数発生器41からの窓
関数出力信号sを使用して、画像メモリ部34からの読
出しデータcから、不要な時間領域を除去した後、FF
T入力ビデオ信号dとして、FFT演算部5に出力する
ものである。
【0019】FFT演算部5は、掛け算器4からのFF
T入力ビデオ信号dに基づいて、スペクトラムデータe
を形成し、スペクトラム比較器7に出力するものであ
る。このスペクトラム比較器7にはテンプレートスペク
トラムパターン記憶部6が接続されている。
【0020】テンプレートスペクトラムパターン記憶部
6は、スペクトラム比較器7からのテンプレートスペク
トラムパターン読み出し信号pにより、予め得られた基
準となる図形毎に固有なFFT演算結果であるテンプレ
ートスペクトラムデータqをスペクトラム比較器7に出
力するものである。
【0021】スペクトラム比較器7は、FFT演算部5
からのスペクトラムデータeを入力し、このスペクトラ
ムデータeとテンプレートスペクトラムパターン記憶部
6からのテンプレートスペクトラムデータqとを比較し
て、一致度を判定する。そして、判定出力fとして、一
致度の大きい基準となった図形に対応した出力信号を判
定出力端qに出力するものである。
【0022】次に、本実施例の形状識別装置の動作につ
いて説明する。撮像素子等によって得られた標本化画像
データaは、画像データ入力端11を介して、2値化判
定値発生部12と2値化判定部13とに入力される。2
値化判定値発生部12に画像データaが入力されると、
2値化され、その2値化判定値gが2値化判定部に出力
される。
【0023】2値化判定部13に入力された画像データ
aは、2値化判定値発生部12からの2値化判定値gに
基づいて、2値化画像データbとして重心位置算出部2
と画像メモリ部34とに出力される。2値化画像データ
bが重心位置算出部2に入力されると、その重心位置が
求められ、重心位置データh(x0 ,y0 )が座標変換
部33に出力される。
【0024】重心位置データh(x0 ,y0 )が座標変
換部33に入力されると、極座標発生部34からの角度
値kとr値lが2次元標本化空間の直交座標i,jに変
換されて、画像メモリ部34に出力される。座標変換部
33から座標i,jが入力されると、これらの座標i,
jに基づいて、記憶している2値化画像データbが読み
出され、図3に示すような波形の読み出しデータcが形
成されて、掛け算器4に出力される。読み出しデータc
が掛け算器4に入力されると、不要な時間領域が除去さ
れ、FFT入力ビデオ信号dとしてFFT演算部5に出
力される。
【0025】FFT演算部5に入力されたFFT入力ビ
デオ信号dは、スペクトラムデータeとして、スペクト
ラム比較器7に出力される。スペクトセラムデータeが
スペクトラム比較器7に入力されると、テンプレートス
ペクトラムパターン記憶部からのテンプレートスペクト
ラムデータqが入力され、このテンプレートスペクトラ
ムデータqとスペクトラムデータeとが比較され、その
一致度が判定されて、判定出力fとして出力される。す
なわち、テンプレートスペクトラムデータqと一致度の
最も大きい基準となる図形に対応した出力信号が、判定
出力端9に出力されることとなる。
【0026】このように、本実施例の形状識別装置によ
れば、FFT演算部5からのスペクトラムデータeとテ
ンプレートスペクトラムパターン記憶部6からのテンプ
レートスペクトラムデータqとのスペクトラム比較とい
う比較的単純な方法で短時間に形状の識別を可能にして
いる。また、2値化画像記憶手段3において、画像デー
タの重心位置を中心として、螺旋状に記憶するので、識
別しようとする画像の回転にはほとんど影響されずにそ
の画像の形状を識別できる。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明の形状識別装置によ
れば、重心位置を中心として、螺旋状に順次2値化画像
データーを記憶し、2値化画像データーに基づいて、形
状認識処理するので、目標画像の回転に影響されること
なく形状認識処理をすることができる。
【0028】さらに、比較手段によって、FFT演算手
段のFFT演算結果と、パターン記憶手段から読み出し
たFFT演算結果とを比較する簡単な構造で処理するの
で、短時間で形状認識処理することができる。特に、請
求項2に記載の形状識別装置によれば、テンプレートス
ペクトラムデーターとスペクトラムデーターとの比較、
すなわち、スペクトラムの比較という単純な動作で形状
認識することができるので、さらに認識処理の短時間化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る形状識別装置を示すブ
ロック図である。
【図2】画像メモリ部の画像データー読み出しを説明す
るための座標図である。
【図3】画像メモリ部の出力データーの波形図である。
【図4】従来例に係る形状識別装置を示すブロック図で
ある。
【図5】他の従来例に係る形状識別装置を示すブロック
図である。
【符号の説明】
1 2値化手段 2 重心位置算出部 3 2値化画像記憶手段 31 極座標発生部 33 座標変換部 34 画像メモリ部 5 FFT演算部 6 テンプレートスペクトラムパターン記憶部 7 スペクトラム比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7459−5L G06F 15/70 360

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データーを2値化する2値化手段
    と、 この2値化手段で2値化された上記画像データーの重心
    位置を求める重心検出手段と、 この重心検出手段で求めた上記重心位置を中心として、
    螺旋状に順次上記2値化画像データーを記憶する2値化
    画像記憶手段と、 この2値化画像記憶手段から読み出された2値化画像デ
    ーターをFFT演算するFFT演算手段と、 予め得られた図形毎に固有なFFT演算結果を書き込ん
    だパターン記憶手段と、 このパターン記憶手段から読み出した上記FFT演算結
    果と、上記FFT演算手段により得られたFFT演算結
    果とを比較し、一致したときに、一致図形に対応した出
    力信号を発生する比較手段とを備えることを特徴とした
    形状識別装置。
  2. 【請求項2】 上記2値化手段は、上記画像データーの
    2値化を行うための2値化判定値を発生する2値化判定
    値発生部と、2値化判定値発生部からの2値化判定値に
    基づいて、上記画像データーを2値化する2値化判定部
    とを有し、 上記2値化画像記憶手段は、原点から螺旋状の座標値を
    とるような2次元極座標値を発生する極座標発生部と、
    極座標発生部からの2次元極座標値を2次元直交座標値
    に変換する座標変換部と、座標変換部からの2次元直交
    座標値に基づいて、上記重心検出手段で求めた重心位置
    を中心として、螺旋状に順次上記2値化画像データーを
    記憶する画像メモリ部とを有し、 上記FFT演算手段は、上記画像メモリ部から読み出さ
    れた2値化画像データーをスペクトラムデーターに変換
    するものであり、 上記パターン記憶手段は、予め得られた図形毎に固有な
    FFT演算結果であるテンプレートスペクトラムデータ
    ーを記憶するものであり、 上記比較手段は、上記パターン記憶手段から読み出した
    所定のテンプレートスペクトラムデーターと、上記FF
    T演算手段からのスペクトラムデーターとを比較し、一
    致したときに、一致図形に対応した出力信号を発生する
    ものである請求項1記載の形状識別装置。
JP5239086A 1993-08-31 1993-08-31 形状識別装置 Pending JPH0765176A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03290786A (ja) * 1990-04-06 1991-12-20 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 硬貨等のパターン認識装置
JPH04177894A (ja) * 1990-11-13 1992-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品の品種判別方法
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