JPS6069786A - 画像認識装置 - 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】 （技術分野） 本発明は画像文字等の認識装置に関するものである。

（背景技術） 従来の画像認識装置では、画像信号を適当なフライスで
２値化した２値画像として取扱うか、この場合にはスラ
イスレベルの値如何によっては、２４１（ｉ画像か大き
く変化するため、認識効果が、スライスレベルによって
影響を受けるという欠点があった。

（発明の課題） 本発明のＬｌ的はこれらの欠点を除くため、入力画像信
−）を２値化せず、多値レベルの階調画像信−Ｊ−のま
まで処理することを４ν徴としたもので以下ｉｉＴ細に
説明する。

（発明の構成および作用） 第１図及び第２図は本発明の実施例であってｌは入力信
号端子、２は出力信号端子、３は入力信りと５の予測信
号の加算器、４は適応予測フィルタ、６は認識対象に対
する標準バタン、？、　１０．１４は切付スイッチ、８
は判定部、９は］１１：定制御部、１１はマツチング用
のマスク、１２は認識すべき未知バタン、１３は認識部
、１５は認識結果の出力端子である。まず本実施例に於
て主要な役割を果すところの適応予測フィルタの動作に
ついて第３図により述べる。第３図において、ｌ−１入
力端子、１−２は出力信号端子、１−３は入力信号と１
−５の予１１１１１信号の加算器、１−４は、適応予４
１１１フィルタである。

系の動作は、時刻ｋにおいて１２１１故的入力信り５Ｋ
に対して、線形予測方式にノ、（づいた予測イ１１じＳ
ｇを発生させ、入力信号５にと加算されて、差分イ１Ｘ
号ｅ＝Ｓに一５Ｋをイ１する。

この様な帰還ループを含む系においては、雑↑“ｔによ
る誤動作、適応制御による安定条件からの離脱によって
系が発振し易くなることか知られている。予１１１１１
フィルタの安定性判定のため予Ｊｌ１１フィルタを構成
する伝達関数の根を厳密に制御しなければならない。

従来、予測フィルタの安定性判定は、フィルタの伝達関
数の分１工Ｉ多項一式の根を実時間でめインパルス応答
の収束条件から根が１より火（Ｚ−ｅ−ｉｓｔで定義し
た場合、１より火）のｒ１定をノ、（僧として行ってき
た。しかし、分ＩＵ多ダＩ式の次数か増すに従って実時
間での処理は不ＩＩｆ能となり、分ＤＪ多項式の次数を
２次に制限しなければならなかった。

本発明は、任、０１次数の極と零点を含む伝達関数によ
って構成された予Ａ１１１フィルタの安定性宿理を容易
にし、同時に逐次最小位相推移形を保証する。

チェヒシェフ近似より、Ｚのｎ次多ダ１式Ｈ（ｚ）か、 Ｈ（ｚ）　＝ａｏ　＋　ａ、ｚ　−”＋　ａ、ｚ　”＋
−−−＋　ａｎｚ　（１） で表われ、ｚ−１かｌ　ｚ　−’　ｌ≦１の範囲で所’
−ｔ’！　！ｔＪＩ性に最も良く近似された時、次項が
成りｉｔつ。

１）　ｎが偶数の場合 Ｈ（ｚ）＋εは、ｚ　−’　−−１テ、ｃｌｉ根、ｔ（
（ｚ）−ｅはＺ−’−＋１テ単根を持ち、（Ｈ（ｚ）＋
ｔ−）／（ｚ　’士　ｌ）と（Ｈ（ｚ）−ε）／（ｚ−
１−１）の根は、−・対の共役複素根となり、ｚ　、ｉ
ｌＺ面」二におけるｒｉｉ位円−ににおいて根の分離則
を満足する。

＋】／２ Ｕ２（Ｚｌ−１−１（ｚ）−ε−（Ｚ　’−１）、１１
　（Ｚ−’−（ｌ□Ｚ−’＋１）　（３）−１ ここで、。ｉ＝２　（ｅ’ω’＋ｅ’ω’　）　−２Ｃ
Ｏ８（ｒ）ｉ　。

ｄｉ−２（ｅ’θｉ　＋ｅ−，ｉθ’　）　−２ｃｏｓ
Ｏ；である。第２式、第３式よりＩＪＪらかに次式が成
立つ。

ＪＴ　（ｚｌ−（Ｕｌ（ｚ）　−ｌ−（Ｊ２（ｚ）　ｌ
　（、・１）２）　ｎか奇数の場合 第１項と同様にして、 ここでｃ　ｉ　＝　２　（ｅ””’　＋　ｅ””　）　
＝　２Ｃｏｓω１゜ｃｔｉ＝２（ｅ’θ’　十ｅ　−”
’　）　−２ｃｏＳθ・１第５式、第６式より明らかに
次式が成り立つ。

１−Ｊ（Ｚ）−−−（（コ＋　（Ｚ）　＋０２（Ｚ）　
）　（７１本発明は、−１−記第１．２．３．４式、あ
るいは、第５．６．７式を適応予測デジタルフィルタと
して適用することにより、任意次数のフィルタの根（極
と零点）の逐次制御を容易に行う二とによって、逐次最
適系の構成をｌ−］的とするものである。すなわち、−
１−記伝達関数の次数ｎを音数とすると（偶数としても
同一の取扱いかｉｊｆ能である）第２式中の係数ｃｉ（
ωｌとしても同様の取扱いができる）、および、第３式
中の係数ｄ□（０□としても同様の取扱いができる）は
、Ｚ・Ｆ　＋ｆ＋ｉ上の中位円トに存在し、分離則を満
足する。ここで、第２．３式又は、第５，６式の値が複
素平面Ｊ＝において単位円の周］二で交ノＬに存在する
ことを分階則と−１；−う。すなわち、適応予測デジタ
ルフィルタの安定性は、上記係数ｃｉ（又は６月）とｄ
ｉ（又はＯｉ）の分敲則だけを逐次管理することによつ
て保証される。

さて、式（２）、（３）又は（５）、（６）の根（θｌ
、０支（４＝１−１１／２）は、角周波数のＤｉｍｅｎ
ｓｉｏｎを持っており、それぞれ２−１平面の？ｊｉ位
円にで０く（ωｌ。

θ１）くπの範囲に本発明の特徴である分敲則に従って
配置される。従って、人力信号の特徴に応した各根の位
置および相り二間距敲が規定できる。

次に本実施例全体についての動作を説明する。

第１図に示すように、認識対象の標準バタンがら、認識
のためのマツチング用マスクを作成する特徴抽出と、第
２図にポすように、第１図でイ１？られたマツチングマ
スクを用いて未知バタンを認識するという２つの動作か
らなる。まず第１図の特徴抽出について、詳述する。

認識対象画像としてＣＩ”Ｃｎのｎ個の画像（例えば○
、Δ−−−−Ｘ）かあり、それらに対して標準的なバタ
ンを作成する。これらの標準バタンは視野の中心に位置
する稼、位：；／；に関して正規化されているものとす
る。まずスイッチ７により入力信５Ｊ・端子１には標準
バタンｃｌの出力端子６−１が接続されている。標準バ
タンｃ１は図示してない。

Ａ／Ｄ変換器及びマスクスキャン制御により一次元のｇ
ｈ　ｆｆｋ的ディジタル信号Ｓにとして人力信号端−ｆ
１に印加される。適応予測フィルタ４には安定な初期イ
１ｆ（係数か与えられており、入力信号５にに対して予
４］１１信号Ｓにを発生させ人力信号Ｓ暫と加算されて
で）られた差分信りｅｋ　＝５に−５には判定部８に送
られる。判定部８ではあるｉｉ’ｆ価基準例えばバタン
全体の差分信りの累積値と評価値ε１（ε≧０）との大
小を比較し、累積（＋ｒｉかεｌより大であればＪ１ト
定制御Ｆ；ｌｉ　ｇに係数の更新を指令する。推定制御
部９では適当なアルゴリズム（例えば傾斜Ｖ、）により
裸像の更新と安夏判別を行い、予測フィルタの係数を更
新し、内ひバタンＣ１のスキャンを行う。この操作を累
積差分が評価値ε１以下になるまで繰返し、５１′価仙
　以下どなったときの係数ｃｉ、ｄｉを標準バタンＣ１
のマツチングマスクとし、スイッチ１０を介してマスク
ｌレジスタに貯える。標べ（バタン０２〜Ｃｎについて
も同様にスイッチ７および　１０を１１「１次切替えマ
ツチングマスク２〜ｎをめ、それぞれのマスクレジスタ
に１（１゛える。この様にして各マスクレジスタには各
標ｔす；バタンと誤差ε１の範囲内で最も大きな相関を
与える係数ｃ　ｉ、　、　ｄ　ｉが貯えられる。

次に特徴抽出で得られたマツチングマスクにより未知バ
タンの認識を行う認識動作について述べる。

第２図に於て未知バタン１２は入力信号端子ｌに接続さ
れており、図示してないＡ／Ｄ変換器及びマスクスキャ
ン制御により一次元の離散的ディジタル信号Ｓにとして
入力信号端子ｌに印加される。

最初スイッチ１４はマスク１の出力１１−１に接続され
、マスクｌに対応する係数Ｃｉ　、ｄｉが適応予測フィ
ルタ４に与えられる。

適応予′Ａｌ１１フィルタ４は、入力’ｈＵ　”ｆ　５
１：に対して与えられた係数に相応した予測信すな発生
させ、入力信号Ｓにと加算されて得られた差分信”ｉ　
ｅｋ　＝　５ｘ−Ｓトは判定部８に送られる。判定部８
ではある評価、＋、１．：べ１□例えばバタン全体の差
分信すな加算した累積差分を計算する。この累積差分は
バタンの位；１°′１によって変化を受けるため、位置
ずれによる影響をなくず必要があるが、例えば中心位置
からトド左右に移動したバタンそれぞれについて累積差
分をめそれらのうちの最小値をとることにより位置ずれ
の影響を取除くことができる。この様にしてめた累積差
分の最小値をマスクｌによる未知バタンの出力０１とし
て認識部１３に送る。

次にスイッチ１４を順次マスク２〜ｎの出〕月１−２〜
ｎに接わｎし、それぞれのマスクに対応した係数ｃｉ、
ｄｉと適応予測フィルタに与え、同様の力法によりマス
ク２〜ｎに対応した最小出力値０２〜Ｏｎをめ認識部１
３に送る。認識部では、出力値が小さい程未知バタンと
の相関か大きいという理由から、最小出力４００１〜０
□、のうちで最も小さい出力値０１１１１ｎをめ、０ｍ
Ｉｎを１Ｊ−えるマツチングマスクに対応した標Ｑｌｉ
パタンを認識候補とする。次に実験等によりあらかじめ
決定しておいた評価ｆ＋／ｉε２とＯｍ１１１を比較し
、０１１１１１１≦６２のときは候補を採用し、出力端
ｆ−１５から認識結果コードを出力する。ｏｎ＝＞ε２
のときは相関の度合が小さいためその候補は採用せず、
読取不能コードを出力する。

（発明の効果） 濃淡画像やカラー画像を白黒画像として扱う場合に得ら
れる濃淡画像をあるスライスで２値化して認識する場合
、設定スライスレベルによって得られる２値画像が大き
く変化する欠点があるが、本発明では画調画像のままで
処理できるため、スライスレベルに影響を受けず、ハー
フトーンも考慮に入れた画像認識が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の特徴抽出の説明図、第２図は本実施
例に於る認識の説明図、第３図は適応予測フィルタの説
明図である。 １、入力信号端子、２．出力信号端子、３．加算器、４
．適応予測フィルタ、　５．予測信号、　６゜標準バタ
ン、　７．１０．１４．切替スイッチ、　８６判定部、
９．推定制御部、　１１．マツチング用マスク、１２、
未知バタン、　１３．認識部、　１５．認識結果の出力
端子。 特許出願人 沖電気工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　山木恵−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 認識の対象となる画像に対応する標準パタンの＃数的入
   力信号に対して、予測信号を発生する適応子４（リフィ
   ルタと、入力信号と予測信号を加算して差分信号を発生
   する加算器と、得られた差分信号により予Ａ１１ｌ信号
   の適応性を判定する判定部と、判定部からの指令によっ
   て最適な予ＩｔＩＩＩ信吟な与える係数の推定、更新及
   び安定性の判定を行う推定制御部と、各々の標準パタン
   に対して最適な予測信号を与える係数ｃＬ及びｄｉを格
   納する、各標準バタンに対応したマツチング用マスクレ
   ジスタとをイＩし、未知バタンの＃数的入力信号に対し
   て、前記のマンチング用マスクに格納された係数を＋＋
   ＋ｎ次適応予７１１１１フィルタに与えたときの差分信
   号によりそれぞれのマスクに対応した最大相関値を判定
   部によりめ、それらの最大相関イ〆ｌのなかで最も大き
   な最大相関イ〆１を認識部によりある一定の認識判定基
   準イ〆１と比較して認識し、結果を出力することを特徴
   とする画像認識装置。