JPS61156487A - 画像処理装置 - 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〕 本発明は手書文字、印字文字、その他あらゆるパターン
の認識が可能な画像処理装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来からパターン認識について様々な提案がある。例え
ば、パターンの輪郭情報を用いてパターン認識を行う場
合、各輪郭点における輪郭線方向を第１図に示す１〜８
の方向コードに従って頃子化したコートとして求められ
ていた。

しかし、この方法では、例えば第２図に示す様なパター
ンがあった場合、図の５１を始点とし。

時計回りに輪郭を追跡した時に得られる方向コードは、
第３図に示す様になり、本来連続的に変化する方向コー
トが、ｔ５３図のＡ、Ｈの部分（第２図のａ、ｂに対応
）で示す様に、コード上不連続になってしまい、認識す
る際に不都合を生じる。

このことは、元のパターンが回転した場合等による開始
点の変化が、その後の認識を困難にするということを意
味し、処理時間の増大をもたらすという欠点があった。

〔目　　的〕

以上の点に鑑み、本願発明は上記欠点を除去しパターン
の輪郭を連続したデータとしてとらえ、パターンの位置
ずれ、回転、大きさの変化なとに影響されない安定した
パターンの認識が可能な画像処理装置を提供することに
ある。

〔実施例〕

以下、図面を参照し、本願発明について詳細に説明する
。本願でいう画像は文字、マーク、記号、絵等を示すも
のである。

第４図（ａ）、（ｂ）は本願発明の適用が可能な画像処
理装置の１例を示す図である。１はリーク、２はＯＣＲ
、リーグ又はプリンタ等の制御部、３はプリンタ、４は
ディスプレイ付コノピユータで各機器の制御指令を出し
たり、所望のデータを表示させることが可能である。５
はキーホードである。又、（ｂ）では１０は／＼ンデイ
型の画像処理装置本体で、１１は光源、１２は読み取る
べき原稿である。なお１３は光学系で、光源１１及び原
稿１２上のパターンからの光を光電変換素子（例えば面
状Ｃ０Ｄ）１４に導（，１５は光電変換素子１４から出
力データ処理及び／又は出力を行う処理部である。なお
、この様な構造に限る必要はない。又、ディスク装置や
、マイクロフィルムワークステーション等を具備したシ
ステムの−・つであってもよい。

次にｒｉｉｊ記処理部１５について、詳細に説明する。

第５−１図は前記処理部１５のブロック図である。１６
は前処理回路で入カバターンに対し。

２値化、ノイズ除去等を行う。次にＣＰＵ１７及びメモ
リ１８によってパターンの特徴を抽出する。特徴抽出に
ついては、第５−２図の破線内に示す流れとなる。つま
り、１次特徴抽出を行うことにより該パターンの輪郭情
報をコード化する。

そしてパターンあるいは抽出法によってはそのコードを
そのまま用いる。又、更に２次特徴抽出により前記コー
ド列とは別の特徴を抽出してもよい。そして以上によっ
て得られた特徴について、メモリ１８等の辞書と照合し
たり、あるいは類似度や相関を計算し、該パターンを判
定してもよい。更にト記特徴抽出を繰り返してもよいし
、他の特徴抽出を行い、その後パターンを決定してもよ
い。

次に、本発明の特徴抽出について、更に詳細に説明する
。１次特徴抽出では、まずパターンの輪郭を形成する画
素の中からあらかじめ定めた一定個数だけ抽出する。次
いで、その抽出点に基づいて輪郭接線方向の方向差を求
め、順次それをコート化する。

輪郭点抽出のフローチャートを第６図に示す。

即ち、まず画像をラスクスキャンして最初にパターンに
当たる画素を求める等の方法により輪郭追跡開始点を求
め、その位置を記憶する（ＳＴＥＰＩ）、’次いで、輪
郭上例えば右隣りに隣接する輪郭点を求め（ＳＴＥＰ３
）、開始点からの距離交を求める（ＳＴＥＰ４）、開始
点からの距離文は例えば以下の（１）　　、　（１’）
式に従って積算していく。

例えば隣接輪郭点が上下右左に位置する詩文＝文＋１　
　　　　　　　　　（１）隣接輪郭点が斜め方向に位置
する詩 文＝党＋１．４　　　　　　　　　　（１′）以にによ
り、５ＴＥＰ６までで輪郭の一周の長さＬか求まる。

次いで、このＬの値を元に一定個数Ｎの輪郭点抽出を行
なう。まず開始点を抽出点として選び（ＳＴＥＰ８）　
、隣接輪郭点とその開始点からの輪郭長文を求める（Ｓ
ＴＥＰ　ｌ　ｌ　、　１２）。ここで交の求め方は先の
（１）、（１’）に従う。そし見 て距＃Ｎ毎に輪郭点を求めるために以下の条件を判定す
る（ＳＴＥ、ＰＩ３）。

文≧Ｖ工土ニュ上　　　　　　（２〕 ここで、Ｎはあらかじめ定められた抽出すべき輪郭点の
個数である。もし、（２）式が成り立てば５ＴＥＰ８に
戻って輪郭点を抽出し、成り立だない間つまり、次の輪
郭点まで達していない場合は５ＴＥＰ１１．１２を繰り
返す。そして、Ｎ個の輪郭点が抽出されると終了する（
ＳＴＥＰｌｏ）。

以上の方法を、例えば第７図に示すパターンに適用すれ
ば、図の斜線で示した画素（Ｓ＋〜５２ｏ）が抽出され
る。詳細は省略するが、各輪郭り 点の間はＮになっている。但し、Ｎ＝２０とし、輪郭追
跡開始点はＳｌで、右回りに輪郭を追跡した。

次に、輪郭抽出点に基ついて輪郭接線方向の方向差を順
次求めコート化する。例えば輪郭抽出点が第８図に示す
様に並んでいる時、輪郭接線方向の方向差は図のαで、
それを例えば第９図に示す様に８方向に量子化し、コー
ト化する。

ここで、常に最初の輪郭接線方向（第８図のＳｉ丁了了
ゴ）をコー１”　Ｏの方向に一致させる。

この様に、輪郭接線方向の方向差をコード化することに
より　不当な不連続点が生しることなく、かつ輪郭を何
度回っても周期的に変化するコード列が得られる。−例
として、第２図のパターンの総ての輪郭点を用いて得ら
れるコード列を＠ＩＯ図に示す。第３図と比較して明ら
かな様に、不当な不連続点がなく、以後の識別処理に適
しており、かつコードの開始点の変動などに対し安定で
ある。

第７図に示したパターンに対し、以り詳述した処理を施
した結果が第１１図である。図の（）で示したものかコ
ート列であるか、パターンの４１１かな凹凸に影響され
ずに輪郭形状をよく表現しており、かつ長さも正規化さ
れている。

次に、以」二説明した１次特徴抽出によって得られたコ
ート列を用いて２次特徴抽出では、該コート列から、以
後の識別に特に有効な情報を、特徴パラメータとして抽
出する。特徴パラメータの１例を以下に示す。

Ｐｌ　：コード「４」の数 Ｐ２　：コード「３」の数 Ｐ３　：コード「２」の数 Ｐ、：コードｒｌＪの数 Ｐ５　・コード「０」の数 Ｐ６　：コード「−１」の数 Ｐ７　・コード「−２Ｊの数 Ｐｒｌ　、コード「−３」の数 Ｐｌ、：マイナスのコードのかたまりの数、但し間にコ
ード「０」が入ってもよい。

Ｐ＋ｏ：ｒ−２Ｊ以下のコードのがたまりの数Ｆ＋＋：
ｒ２Ｊ以上のコードのかたまりの数Ｆ、２：ｒ３Ｊ以上
のコードのかたまりの数Ｐ１３．コード「０」の最大連
続個数 Ｐ　Ｉ／、・マイナスのコードの総和 ト記パラメータにおいて、例えばＰｏはループの数や分
離したパターンの数に、Ｐ９はパターンの凹部の数に相
等し、共にパターンの大局的な特徴を表わす。Ｐ５．Ｐ
ｌ３はパターンの外郭形状の直線性を表わし、Ｐ　ＩＩ
はとがった箇所の数に相当する。

次に、以」二のデータをもとにして判定は２次特徴抽出
により得られる特徴パラメータの値を、あらかしめメモ
リに格納されている各カテゴリ毎の辞書と照合し、入力
されたパターンがどのカテゴリに属すか、又はどれにも
属さないかを判定する。辞書の一例を第１２図に示す。

図でＭＡＸ　。

ＭＩＮは各特徴パラメータの許容される最大、最小値で
あり、Ｘ印は制限がないことを示す。そして、Ｐ１〜Ｐ
　１４の総ての特徴パラメータか条件を満たせば、入カ
バターンはそのカテゴリに属すと判定する。

その判定結果は、そのまま１に識結果として出力しても
よいし、また候補カテゴリとして記憶し、さらに別の認
識処理に進むこともできる。

１１１１記実施例において、輪郭点の抽出法は第６図に
示した方法に限られるものではなく、パターンの輪郭形
状の細かな凹凸やノイズなどになるべく影響されずにパ
ターンの形状の特徴を表わすような画素を一定個数抽出
する方法であれば、後の処理に全く影響を及ぼすことな
く適用できる。また方向コードも第９図に示す８方向に
限らず、認識対象に応じて、より細かく（例えば、第１
３図の様に）又は粗くすることは効果的である。

さらに、特徴パラメータは、ここで示したＰ０〜Ｆ　＋
４に限られるものではなく、やはり認識対象に従って種
々のものを用いることができる。

また利足法も、第１２図で示した様な辞書と照合する方
法以外に、入カバターンと各カテゴリとの距＃Ｄを特徴
パラメータＰ０〜Ｐｋの各関数として計算し、Ｄの大小
により判定する方法もある。

例えば、 Ｄ＝７＝ａ、（ｂ　、−Ｐ、）　２　　　　（３）１・
０１ 但し、ａ、、ｂ、は各カテゴリ毎に定める定数である。

〔効　　果〕

以上、詳述したように本願発明によりパターンの輪郭点
を一定個数抽出し、それに基づいて輪郭接線方向の方向
差を求めてコード化し、さらにそこから特徴パラメータ
を求めることにより。

少ない情報でパターン形状の特徴を安定にかつ忠実に表
現することができ、簡単な判定法と組み合わせて、全体
として高速かつ高認識率のパターン認識装置を提供する
ことが可能となった。

又、簡単なアルゴリズムで、所定の個数の輪郭点を抽出
することができ、その後のパターン認識の精度を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方向コードを示す図、 第２図はパターンの１例を示す図、 第３図は輪郭点と方向コードの関係を示す図、第４図は
本発明の適用が可能な画像処理装置の１例を示す図、 第５−１図は処理部のブロック図、 第５−２図はパターンの特徴抽出の流れを示す図、 第６図は１次特徴抽出部における輪郭点の抽出法を示す
図、 第７図はパターンの１例と、その輪郭抽出点を示す図、 第８図は輪郭抽出点と輪郭接線方向の方向差の関係を示
す図、 第９図は本発明適用の各輪郭抽出点における方向コード
を示す図、 第１０図は輪郭点と方向コードの関係を示す図、 第１１図は本発明による方向コードを示す図、第１２図
は判定部で用いる各カテゴリ毎の辞書の１例を示す図、 第１３図は細分化した方向コードを示す図。 １６は前処理回路、１はリーダ。 隻＋２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像パターンの輪郭情報を所定方向に、追跡し輪郭点を
   検出する検出手段、 上記輪郭点の中から、所定個数の輪郭点を抽出する抽出
   手段、 上記抽出手段によって抽出された抽出点に基づいて輪郭
   接線方向の方向差を求め、コード化し、パターンの形状
   を反映するパラメータを求め、該パラメータに従って、
   該画像パターンを識別する識別手段を有したことを特徴
   とする画像処理装置。