JPS6174082A - パタ−ンマツチング用標準パタ−ンの作成方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、標僧パターンの作成方法に係り、画像を処理
することによって、対象を認識する装置、特に、パター
ンマツチングにより対象を認識する装置のために、対象
品種毎の標準パターンを自動的に作成する方法に関する
ものである。

〔発明の背景〕

従来から、特公昭５８−３９３５７号に記載のように、
物体の輪郭パターンや表面に存在するパターンを用いて
その物体の位置を検出する方法として部分パターンマツ
チング法があり、トランジスタ、ＩＣ，ＬＳＩなどの組
立に広く利用されている。この方法では、物体中の特徴
的な部分パターンを予め記憶しておき、入力される物体
の画像からそのパターンの位置を検出することを基本と
する。ここでは、対象の全体ではなく部分のみを標準パ
ターンとすることによって、標準パターンの構成点数を
小さく抑えることができ、従って実用的な装置規模で専
用の高速処理回路を構成することができる。しかし、こ
の方法の実施に際しては、どの部分を標準パターンとす
ればよいかということが問題となり、標準パターンのユ
ニークさが問われることになる。すなわち、標準パター
ンとしては画面内で他に類似のパターンが現れないよう
な部分を選択しなければならない。

当初、この選択は、特開昭５０−１４４３４３号に記載
されたような装置を用いることによって、・　人の直感
にたよっておこなわれたが、対象物体の品種切替が多い
ときにはそのための手間、熟練者の必要なことが問題と
なり、自動化が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、部分パターンマツチングのため−に、
自動的に標準パターンを選択する有効な方法を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

目的を達成するため、まず誤マツチングの原因を解析し
、誤マツチングを起さないための条件を求め、次いで標
準パターンとしてのユニークさを表わす評価関数を考案
した。さらに標準パターン選択の処理時間を短縮するた
め、補助評価関数を併せて考案した。

まず、本発明の説明に先たち、部分パターンマツチング
の定義をしておく。

画像を標本化したときの各櫟本点を画素と呼ぶ。

２値画像を構成する画素数をＭＸＭ、座標を（Ｘ。

Ｙ）とし、（Ｘ、Ｙ）における画素の値をＰ（Ｘ、Ｙ）
とする。こ、：でＰ（Ｘ、Ｙ）＝０または１．１≦Ｘ≦
Ｍ、ｌ≦Ｙ≦Ｍである。一方探準パターンの横縦の画素
数をＮＸＮ、座標を（ｉ、ｊ）、（ｉ、ｊ）における値
をＴ（ＩＩ　ｊ）とする。このとき、Ｔ（ｉ、ｊ）＝０
または１であり、 とする。

２値画像から縦横ともに画素毎にサンプリングした圧縮
画像の中から部分パターンを抜き出すことを考える。最
初のサンプリング点、すなわちサンプリングの位相をξ
、ηとする。Ｏ≦ξ≦に−１，０≦η≦に−１であり、
このときサンプリング点の座標（ｘ、ｙ）は１次式を満
たす。

Ｘ＝に工＋ξ、Ｙ＝に、＋ワ ここで工、ｙはサンプリングした画像における座標であ
る。したがって、（Ｘ、Ｙ）の代りに（Ｘ。

ｙ、ξｒ　　ｉ）でも画素の座標を表現できる。

このように画像の大きさＭ、ｓ準パターンの大きさＮ、
サンプリングの間隔には記述の簡単のため縦横同じ値と
したが、これは以下の議論の一般性を失うものではない
。

任意の点（Ｘ、Ｙ’）＝（ＸＩ　ｙ＋　　ξ、η）を中
心とするＮＸＮの部分パターンと標準パターンとのマツ
チング誤差Ｅを次式で定義する。

Ｅ（ＸＩ　Ｙ）＝Ｅ（ＸＩ　ｙ＋ξ、η）＝ΣΣＰ（ｘ
十ｉ、ｙ十ｊ、ξ、η）■Ｔ（ｉ、ｊ）　　　　　（２
）ｉ ここで■は排他的論理和に相当する２を法とする加算を
示し一１ｒＪは（１）式の範囲を移動するものとする。

部分パターンマツチングの処理は１画面中の部分パター
ンに対しく２）式の演算を行ない、次式により最小誤差
Ｅｒｎとそのときの部分パターンの座標ｘｍ、ｙ、、を
求めることである。

ＥＴ、、＝　　　ｍｉｎ　　　Ｅ（Ｘ、！／ｌ　　ξ、
り）Ｘｒ　Ｖ　ｒξ、η ＝Ｅ（Ｘ、ｎ、ｙ□、ξ、η）（３） こうして求まった座標（Ｘ□、Ｙ□）＝（ｘ−。

ｙｍ、ξ、η）を標準パターンに対応する位置として認
識する。

さて、標準パターンの選択が不適切であると誤マツチン
グが起ったり、あるいはそのポテンシャルが高くなる。

部分パターンマツチングで誤マツチングとは標準パター
ンに対応する本来の部分が求まらず、それと異なる部分
が求まることをいう。

（２）式のマツチング誤差で、標準パターンに対応する
部分のものを自己誤差値Ｅａと呼び、その他の部分のも
のを自己誤差値Ｅ。と呼ぶことにする。自己誤差値が増
大し、画面中いずれかの部分の相互誤差値を越えた時、
誤マツチングが起る。

従って、自己誤差値と相互誤差値の両方の変動について
考慮する必要がある。

とくに、標準パターン登録時とマツチング時では、同一
品種の対象を撮った画像であっても、以下に挙げるよう
な原因で入力画像が変動するため、標準パターンに対応
する部分のパターンが異なり。

従って自己誤差値が増大することは当然起ることとして
考慮しておかなければならない。　　。

（１）対象の回転。部分パターンマツチングでは対象が
画像入力装置に対して多少回転している（例えば１０度
程度）ことは許容していて、これが画像変動の一因とな
る。ただし、これは標準パターンの形状にも依存し、例
えば同心円パターンではほとんど影響はないが、反対に
放射状のパターンでは影響は大きい。

（ｉｉ）　　標本化誤差。対象の画像入力装置に対する
位置ずれ量は一般に連続であり、必ずしも標本化間隔の
整数倍ではないので、標本点と対象との位置関係も毎回
異なり、境界近傍の点が０，１いずれになるかが不確定
である。この観点からだけで言えば、自己誤差値の増大
を抑えるには標準パターンにおける境界点は少ない方が
良いことにな゛る。

（ｉｉｉ）　　２値化の変動。対象の２値画像に変動を
起す原因として照明系、センサ、ビデオ回路、対象の表
面状態などの変動があり、これらの組合わせの全てに対
して常に同一の画像を得るような汎用的かつ実用的な２
値化の方式は存在しない。

自己誤差値がこのように増大しても、他の部分の相互誤
差値が大きいときには誤マツチングは起らない。しかし
、標準パターンを切り出す部分によっては、画面中の他
の部分に相互誤差値ＥＣがもともと小さい部分があるこ
とがある。さらにＥＣは登録画像のときより減少する方
向にもばらつく。すなわち相互誤差値Ｅ０の全画面での
最小値Ｅ。ｍが小さいと誤認識のポテンシャルが高くな
る。従って、ここではこのＥ。□をもって評価関数とし
、この値の大きい程ユニークさを持つ良好な標準パター
ンとする。ただし、マツチング誤差の標準パターンの位
置での分布が特に尖鋭でなければ、その近傍でＥＣ□が
発生してしまうので。

標準パターンの位置を含むある幅の領域はＥ。□を求め
る処理から除くこととする。すなわち評価関数Ｅ　ｃｍ
は次式で定義される。

ただしＲは次式に示すように、標準パターンの位置（ｘ
ｏ、ｙｏ）の近傍を除いた領域である。

ＩＸ−Ｘ、ｌ＞ω、　ＩＹ−Ｙｏｌ　＞ω（５）一つの
標準パターン候補に対しＥＣを求めるためにはＮ’Ｍ’
回の２人力排他的論理和演算と加算か必要で、これを全
画面の標準パターン候補について処理すると２Ｎ２Ｍ’
回の演算となる。例えばＮ＝８．に＝１．Ｍ＝２５６と
すると２．４Ｘ　１．　Ｏ”回となり、この処理をアド
レス計算を含め１μｓで実行する高速計′Ｂ、機で行な
うと約６７１、＋ｉ間かかる。マイクロコンピュータで
はさらに１桁以−ヒ長くかかると考えられる。また、パ
ターンマツチング専用のＪＡ置を用いても約１７分とな
る。

こ才りが１＜＝５となるとに４＝６２５分の１となり、
おなし高速計０．機で６．５分に短縮されるがやはり長
い。そこで標償パターン候補内部で演算できる補助評ｆ
ｉｆｌｉ関数を導入してＮ２　Ｍ　２オーダの演算で１
次選択を１１なう事を考える。どのような特徴を用いる
かを考えるために、実際の対象の画像について、そこか
ら切出した標準パターンによるマツチング誤差分布を観
察すると次のような性質がわかる。

（１）原画像中に白と黒の広い塗り潰し領域が存在する
ため、その領域に含まれる部分パターン（全て白あるい
は全て黒）との誤差値の頻度が際立って大きい。標準パ
ターンの白画素比が０．５のときはこの２つのピークは
重なって１つとなるが、そうでないときには中央から等
間隔の所に現れる。従って標準パターンの白画素比が０
あるいは１のいずれに近づいても、このピークが０に近
づき誤マツチングの可能性が高くなる。

（２）原画像におけるａ￥準パターンの位置と大きさが
同じときにはマツチング誤差の分散がほぼ同じとなる。

すなわちＮが異なってもＫＸＮが同じであれば同程度の
分散となる。

これらの観察から次のような標準パターン選択の指針が
得られる。

（１）　　ＦｒＬパターンにおける白画素比は０．５に
近くする。

（２）　　装置や時間の制約からＮを小さくせざるを得
ない応用ではサンプリングを行ない間隔Ｋを適切に選ぶ
。これによって大きなパターンによるマツチングとほぼ
等価な効果を保つことができる。

評価関数として用いる基本的な特徴量を求めるため、２
×２の部分パターンに関する統計を用いることを考える
。この部分パターンは４画素からなるので２’＝１６通
り存在する。これをその部分パターンに含まれる境界線
の方向に従って次の６グループに分類する。

ＮＸＮの部分画像には２×２の部分パターンが（Ｎ−ｔ
）”個あり、これを上記グループに分類してその頻度を
求めｈｋ（ｋ＝１．２’、３’、４）とする。ただしｈ
２はＧ２１と６２□の頻度の和すなわち斜め線の頻度、
１１．はＧ　３ＬとＧ　３２の頻度の和すなわち垂直水
平線の頻度とする。また構成比率ｄｋを次式で求める。

こうすると、Ｄ＝（ｄ□、ｄ２．ｄ３．ｄ４）は部分画
像の性質の一面を表わす特徴ベクトルといえる。

次に、複雑さを一つのスカラ量で表わすために、部分画
像に含まれる境界長を単位画素あたりに換算した正規化
境界長Ｃを求める。これは２Ｘ２パターンの頻度から近
似的に求めることができる。

第５図に式（６）のＧ２１．Ｇヨ□ｌ　Ｇ　４の３つの
グループの各先頭の２Ｘ２パターンと、その４つの標本
点あるいは格子点に囲まれた領域に含まれる境界線を示
す。他のパターンも同様であり、格子点間隔を１とする
と、近似的にグループＧ２ではＨ／２、Ｇ３では１．Ｇ
４では５の境界長を持つと考えられる。従って、境界長
を面積で割った正規化境界長は次式によって算出できる
。

ｃ＝（＃／２）ｄ２−＋−ｄ、＋７Ｔｄ、　　　　（８
）特徴ベクトルＤ、正規化境界長Ｃは各々画面の複雑さ
を反映している。標準パターンについてもこれらの特徴
を求めることができる。

上述の特徴量を用いて、標準パターンの必要条件として
次の評価関数を定義する。

（１）　　白画素比（Ｗｈｉｔ、ｅ　Ｐｉｘｅｌ　Ｒａ
仁１０）′白画素数ＷのＮ２に対する比（Ｗ／Ｎ２）ｔ
’ｏ’、５が最適テアリ、ｌ　Ｗ／Ｎ”　−０，５ｌ≦
εで判定する。

（２）単純パターン比（Ｓ　ｉｍｐｉｅ　Ｐ　ａｌｅｒ
ｎ　Ｒａｔｉｏ）標準パターンの特徴ベクトルの第一要
素をを除外する。

（３）正規化境界長（Ｂ　ｏｕｎｄａｒｙ　Ｌ　ｅｎｇ
ｔｈ）γ１≦Ｃ≦７２で判定する。

これも（２）と同様の意味を持つ。

（４）　　直交要素 標準パターンの中に直交する境界成分の存在を示す次の
判定式を用いる。

（ｄ２１≧θ）ＡＮＤ　（ｄ２□≧０）（ｄ３１≧θ）
　ＡＮ　Ｄ　Ｃｄ　ｓ２≧θ）ただしＯは閾値で簡単の
ため４つとも同じとする。これは水平垂直の両境界 （ｔ（ｏｒｉｚｏｒ＋ｔａｌ　ａｎｄ　Ｖｅｒｔｉｃａ
ｌ　Ｅｄｇｅ）が存在゛　するか、あるいは斜め２方向
の両境界が存在するかを検定するものである。これは１
つの標準パターンでＸ、Ｙ方向ともに最適位置が決まる
ためのものである。

これらの評価関数は標準パターンの複雑さに関係するも
のである。このように候補を絞り、その中から式（４）
の評価関数によって最適な標準パターンを選択すればよ
い。

これまでの説明ではとくに標準パターンの数には触れな
いで来た。部分パターンマツチングを回転ずれのないこ
とが保証されている対象に適用するときには、適正な標
準パターン１つを用いて位置検出ができることになる。

しかしこのときには。

誤マツチングが起っていないことを確認する手段がなく
、高い信頼性を要求される応用には問題であるにれに対
して複数の４Ｍ’１９３パターンを用いると、２つの標
準パターンに対して求まった位置の相互関係を検定する
ことによって誤マツチングの検査ができ、さらに予備の
標準パターンを＄備しておくことにより、冗長性を持た
せて高い認識率を達成することができる。そのためには
画面から複数の標準パターンを選択することになるが、
このとき相互の配置関係が問題となる。

複数の標準パターンを用いる部分パターンマツチングで
は、ある角度範囲までの回転補正も幾何学的計算によっ
て可能であるが、その精度を確保するためには２つの標
準パターンの画面上での距離が離れていることが要求さ
れる。冗長性を持たせるため３以上の標準パターンを用
意するときには、どの２つをとってもそうなっていなけ
ればならない。回転補正の必要がないときには、この条
件は不要である。

ユニークさの評価関数Ｅｃｍの大きいものを例式とする
。この方式では相互の最短距離が保証される。次にその
アルゴリズムを示す。

ｂ）　　Ｅｃｍの最大の標準パターン候補を採択し登録
する。

（１１）残った標準パターン候補の中でＥ　Ｃｍの最大
のものをとりあげ、既に登録した標準パターンとの距離
が定めた最短距離より大であるかどうかを検定する。検
定に合格すれば登録し、合格しなければ捨てる。

（ｉｉｉ）　　所定の個数登録できるまで（ｉｎ）のス
テップに戻る。

〔発明の実施例〕

以上、本発明の基本的な方法を述べた。以下この方法を
実施する装置について説明する。

一般に標準パターンの作成を行なうと、それを用いての
認識は非常に回数多く行なわれ、従って、認識時間は極
力短かくすることが要求されるが。

標準パターンの作成時間に対する要求は、それほど厳し
くはない６従って１本発明の最も前車な実現方法は認識
対象の像を含む入力画像を画像メモリに記憶し１画像メ
モリの任意の位置の情報を計算機が読み取れるように準
備することである。このようにすれば既に述へた標準パ
ターン作成のための処理は全て計算機上で行なうことが
可能となり自動作成が行なわれる。

しかし、マツチング誤差の計算は一般の計算機ではかな
りの時間を要するので、認識の・ために既に備えられて
いるマツチング回路を用いることが好ましい。第１図が
そのための装置の構成を示したものである。図において
、１０はテレビカメラなどの撮像装置であり、光学系や
対象物体の供給固定装置などと共に対象物体の像を得る
働きをする。Ｉ５は撮像装置からの信号を受信し５閾値
と比較して２値化する回路である。２０は撮像装置やマ
ツチング回路へのタイミング信号を発生するタイミング
発生回路であり、撮像装置の画面走査と対応する走査座
標（ｘ、ｙ）を示す信号２１を基本クロックから作り出
し、またＸ、Ｙの周期毎に撮像装置で必要とする水平・
垂直の同期信号２２を発生する。計算機９０から画像取
込みコマンド９１が来ると、一画面分だけ画像メモリ４
０へ書込み信号２３を送り、画像を取込む。このときの
画像メモリ４０のアドレスはアドレス切換回路４１を走
査座標信号２１の方に接続すればよい。

画像の取込みが終るとアドレス切換回路４１を計′ａ、
機９０からのアドレス信号９２に切換えることによって
計算機９０から任意の座標の画像データを読取ることが
できる。従ってＢ市パターンの候補とする部分パターン
もこの方法で取出すことができ、上述した一次選択のた
めの評価関数の計算も計算機内で行なうことができる。

そして主な評価関数である最小相互誤差値については、
認識時に用いる高速のマツチング専用回路５０を用いる
。

マツチング専用回路５０については既に特Ｒ［４９−１
１１６６５号、特開昭５２−９１３３１号、特開昭５３
−１３４３３０号などに詳しく述べられているので、こ
こでは簡単に説明する。２値化回路１５の出力が直接（
図中破線で示した線によって）、あるいは画像メモリ４
０から読出した出力がマツチング回路に供給されると、
まずＮ−１本の直列に接続されたシフトメモリ５１に入
力される。各シフトメモリの長さ、すなわち段数は水平
走査毎に送り込まれる画素数に等しく設定する。従って
この入力とＮ−１本のシフトメモリの出力先の信号は互
いに１水平走査づつ離れた画素に対応している。このＮ
本の信号を並列切出しレジスタ５２に入力する。これは
Ｎ本の直列入力並列出力の各Ｎ段のシフトレジスタで構
成されていて、結局ＮＸＮの並列出力が取出せ、これは
画面内で２次元に配列した部分パターンに対応している
。シフトメモリ５１．並列切出しレジスタ５２ともにク
ロック２４の入力毎に１段ずつシフトするので、並列切
出しレジスタ５２の出力に対応する部分パターンは画面
内で刻々移動し、タイミング発生回路２０が１画面分の
走査をするのと同時に移動を行なう。これに対し同じＮ
ＸＮの並列出力を持つ標準パターンレジスタ５３は計算
機９０からその内容を設定される。標準パターン作成時
に１才ここに標準パターンの候補が設定される。この２
つのレジスタ５２．５３の出力は、パターン照合回路５
４に入力される。ここでは、切出しレジスタ５２と標準
パターンレジスタ５３の各々対応する出力信号を組にし
、その不一致を検出する。このためには排他的論理和演
算回路を用いればよい。そうすると不一致のときに”　
１″′の出力が得られる。そしてＮＸＮの不一致検出の
結果を加算すると、これが（２）式で示したマツチング
誤差に対応した信号５５となる。

このマツチング誤差信号に対しく３）式に示す最小値を
求めるが最小値検出回路８０である。その詳細を第２図
により説明する。初期値設定回路８１は最小値レジスタ
８２に初期値として大きな数を与えるためのものである
。最小値の探索を開始するに先だって送られる初期化信
号８３により。

切替回路８４を初期値設定回路に切替え、さらに論理和
ゲート８５を通って最小値レジスタ８２のセラＩ−を行
なわせる。その後切替え回路８４はマツチング誤差信号
５５に切替え、比較器８６によってマツチング誤差値と
、その時点での最小値レジスタ８２の値とを刻々比較し
、マツチング誤差値の方が小であれば出力を出す。この
出力は論理積ゲート８７によって比較クロック６９でゲ
ートされた後、論理和ゲート８５を通って最小値レジス
タ８２のセットを行なうように働らく。このようにすれ
ば走査の終了時に最小値レジスタ８２には最小値が求ま
っていて、その値は信号９４として計算機へ取り込まれ
、計算機から読出すことができる。また、最小値の更新
毎に論理積回路８７の出力パルスが出るので、走査座標
信号２１をマツチング座標レジスタ８８に入力し、論理
積回路８７の出力パルスによって走査座標をレジスタ８
８にセノ１−すれば、最後の更新すなわち最小値が発生
したときの走査座標がレジスタ８８に残り、これを信号
９５として計算機に取り込み計算機から読出すことがで
きる。

認識の際には走査範囲全体での最小値を求めればよいの
で比較クロック６９は常に与えておけばよい。しかし標
準パターン候補に対し最小相互誤差値を求めるときには
（５）式で表わす領域でのみ最小値を求めることが必要
である。この領域の限定を行ない、領域内でのみ比較ク
ロックを出すのが、領域限定回路６０である。その詳細
を第３図により説明する。

まず、計算機から設定されるＸ。レジスタ６１−１とＹ
０レジスタ６１−２があり、また（５）式のωを表わす
定数レジスタ６２がある。これらの間で加減算を行なう
。減算器６３−１はＸｏ−ωを加算器６４−１はＸ０＋
ωを、減算器６３−２はＹ。−ωを加算器６４−２はＹ
。十ωを算出する。これらの値と走査座標Ｘ、Ｙとの比
較を行なう起比較器６５−１ではＸくＸ。−〇のとき比
較器６５−２ではＸ＞Ｘ　０＋ωのとき出力を″ビ′と
するので論理和回路６６−１の出力が１となるのは結局
１ＸＸｏｌ＞ωのときとなる６同様に啓 比硬イ５　３ではＹ＜Ｙｏ−ωのとき、比較器６５−４
ではＹ＞Ｙ　０＋ωのとき出力をＩＩ　１　ｕとし、論
理和回路６６−２の出力はＩＹ−Ｙｏｊ＞ωのとき”　
１　”となる。最後に論理積回路６７によってＸ、Ｙの
条件を共に満足しかつクロック２４のタイミングで出る
比較クロック６９をつくり出力する。

以上に説明した装置を用いると計算機９０の制御によっ
て部分パターンを画像メモリ４０から取出し、それを標
準パターン候補としてマツチング回路５０に送り込み、
（４）式（５）式に表わされた最・　小値相互誤差値の
算出を高速の専用回路で実行でき、最小値を信号９４と
して読取ることができることになり、処理の高速化が図
れる。

また、この装置は、特開昭５２−９１３３１号に示され
た位置検出装置に対して、領域限定回路６０と画像メモ
リ４０とその関連回路を追加し、計算機９０のプログラ
ムを入れかえることにより構成でき、追加のために増加
するコストは小さい。

さて１次に一次選択関数の内で白画素比を高速↓こ演算
する回路の例を第４図に示す。これは、第１図の回路に
追加して構成されているので、共通の部分については説
明を省略する。

白画素比を求めるときには、標準パターンレジスタ５３
には全て黒すなわち５０の標準パターンを設定する。そ
うすると並列切出レジスタ５２に表われる部分パターン
の内向の画素が不一致となり、照合回路５０の出力５５
には部分パターンの自画：＠数Ｗが求まっている。そこ
で、値域判定回路１００で値が（０，５−ε）Ｎ２以上
かつ（０，５＋Ｅ）Ｎ”以下であるときにのみ判定出力
”　１　”を出すようにする。この判定出力は、部分パ
ターン選択ビットメモリ略して選択メモリ１１０に書込
まれる。このときには選択メモリの７１〜レス切換回路
１１１は走査座標信号２１を接続していて１部分パター
ンの画面中における位置かアドレスとして供給される。

ただし走査座標は部分パターンの一度後から入力される
、右下ずみの座標となっていて、中心からＸ、ＹともＮ
／２づつ大きくなっている。

この選択メモリ１１０の内容によって部分パターンの予
備選択を行ない、マツチング誤差の判定を行なうには次
の手順で処理する。候補の部分パターンの位置を画面走
査と同じ順序で発生する。

このとき部分パターンの位置は中心ではなく、右下ずみ
の画素の位置として発生する。この位置座標を領域限定
回路６０のＸ。、Ｙ０レジスタ６１に送り込む。このレ
ジスタの値は信号６８として送り出され、アドレス切換
回路ｉｌｌを通って選択メモリ１１０のアドレスとして
与えられる。従って選択メモリに書込まれてあった予備
選択の結果すなわち、いまの例では白画素比の適性なも
のが′１″という情報が読出され、読取線９６を通じて
計算機９０に読取られる。もしこの情報が”　ｏ　”で
不適であれば、直ちに次の部分パターン候補に移り、そ
の位置座標をＸｏ、Ｙ０レジスタ６１に送り込めばよい
。選択メモリ１１０の情報が”　ｌ　”となってはじめ
て、その部分パターンを画像メモリ４から読取り、必要
であれば、その他の一次選択関数による適否の検定を行
なって、さらにふるいにかけた後その部分パターンを候
補として標情パターンレジスタ５３に送り込み、マツチ
ング誤差の最小値を求める。なお、ここで用いた値域判
定回路１００は２つの数値比較回路と論理蹟回路て簡貼
に構成できるので詳細については省略する。

マツチング誤差の最小値は座標とともに計算機９０内の
メモリに記憶しておき、全ての位置の部分パターンにつ
いて調入終ると、この計算機内のメモリに記憶されたマ
ツチング誤最小値の内で最も太きいものから既に述へた
方法で選択するとよし）６ 〔発明の効果〕 本発明によれば、テレビカメラの画面の内から自動的に
パターンマツチングに用いる適切な標準パターンあるい
は標準パターンの組を選択することができるので、テレ
ビカメラの視野に新しい品種の対象を供給して選択処理
の起動をかけるだけで、その後の新品種の認識のための
＄備が出来ることになる。従って、従来七大＃標準パタ
ーンを選択するために行なっていた人間の直感をたより
とする慎重な選択の操作は必要でなくなり、熟練を要せ
ず誰でもが簡単な操作で済ませることができる。また１
選択のために必要な時間も、マツチング回路への小規模
の附加回路によって短縮され、特に複数の標僧パターン
を選択するときには、より短い時間で処理できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置の一例を示すブロック
図、第２図は第１図における最小値検出回路のブロック
図、第３図は同じく領域限定回路のブロック図、第４図
は、第１図の装置にさらに高速化のための附加回路を追
加した一実施例を示すブロック図、第５図は周囲長算出
の説明図であ　。 る。 符号の説明 ＩＯ・・・カメラ、２０・・・タイミング発生回路、４
０　画像メモリ、５０　マツチング回路、５３・−標情
パターンレジスタ、６０・・領域限定回路２８０　最小
値検出回路、９０　・計算機、１００　値域判定回路、
１１０　　選択メモリ。 第　ｚ　区 と 第　４図 毛　左　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、検出対象の画像から求めるべき標準パターンの大き
   さの部分パターンを順次切出して、標準パターンの候補
   とし、順次切出された部分パターンあるいは該部分パタ
   ーンと検出対象の画像とから標準パターンとしての適性
   を表わす評価値を求め、その値に基づいて標準パターン
   を決定することを特徴とするパターンマッチング用標準
   パターンの作成方法。 ２、第１項記載の作成方法において、上記評価値として
   、候補部分パターンと、その部分パターンを切出した位
   置を除く全画面から順次切出した同じ大きさの部分パタ
   ーンとの一致あるいは不一致の程度を求めることを特徴
   とするパターンマッチング用標準パターンの作成方法。 ３、第２項記載の作成方法において、上記部分パターン
   を切出した位置だけでなく、ある定めた近傍の位置を除
   外して一致あるいは不一致の程度を求めることを特徴と
   するパターンマッチング用標準パターンの作成方法。 ４、第２項又は第３項記載の作成方法において、一致あ
   るいは不一致の程度を求めるために、位置検出の際に用
   いる部分パターンの切出しおよび一致あるいは不一致の
   程度を求める手段を共用することを特徴とするパターン
   マッチング用標準パターンの作成方法。 ５、処理すべき画像の各構成画素が２値であるとき、上
   記評価値として、候補部分パターンの各画素の内２値の
   内どちらか１方の値を持つ画素の数と部分パターンの全
   画素数の１／２との差の絶対値を用い、その評価値が小
   さいほどよいとすることを特徴とする第１項記載のパタ
   ーンマッチング用標準パターンの作成方法。 ６、第５項記載の作成方法において、上記評価値を求め
   るために、位置検出の際に用いる部分パターンの切出し
   および一致あるいは不一致の程度を求める手段を共用す
   ることを特徴とするパターンマッチング用標準パターン
   の作成方法。 ７、第２項記載の作成方法において、上記評価値による
   選択の外に、候補部分パターン内部の情報から標準パタ
   ーンとしての適性を検定する処理を加えて不適切なもの
   を除外することを特徴とするパターンマッチング用標準
   パターンの作成方法。 ８、第７項記載の作成方法において、上記検定の処理と
   して、候補部分パターンの構成画素における値の出現頻
   度分布が所定の条件を満しているか否かを調べることを
   特徴とするパターンマッチング用標準パターンの作成方
   法。 ９、第７項記載の作成方法において、上記検定の処理と
   して、対象とする画像が２値のときには、候補部分パタ
   ーンの構成画素の内、所定の値をとる画素の数が、予め
   定めた範囲にあるか否かを調べることを特徴とするパタ
   ーンマッチング用標準パターンの作成方法。 １０、第７項記載の作成方法において、上記検定の処理
   として、候補部分パターンに含まれる境界線長さが所定
   の範囲にあるか否かとを調べることを特徴とするパター
   ンマッチング用標準パターンの作成方法。 １１、第７項記載の作成方法において、上記検出の処理
   として、候補部分パターンに直交する２方向の境界線が
   存在するか否かを調べることを特徴とするパターンマッ
   チング用標準パターンの作成方法。 １２、第７項記載の作成方法において、上記検出の処理
   として、候補部分パターンの中からさらに切出される２
   ×２の部分パターンの内、４画素全てが同じ値であるも
   の個数を求め、それが所定の範囲にあるか否かを調べる
   ことを特徴とするパターンマッチング用標準パターンの
   作成方法。 １３、第１項から第１２項までのいずれかに記載の作成
   方法において、上記評価値を用いて、順次評価値のよい
   候補部分パターンを標準パターンとして採用するとし、
   次に評価値のよい候補部分パターンについて、その候補
   部分パターンの位置が、それ以前に採用した候補部分パ
   ターンの位置のいずれとも所定の距離以上、離れている
   ときには当該候補部分パターンを標準パターンとして採
   用するようにして、所定の個数の標準パターンが求まる
   までその処理を繰り返すことを特徴とする、パターンマ
   ッチング用標準パターンの作成方法。