JPS62274484A - パタ−ン認識装置 - 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】 ８、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像データから特定のパターンを認識する
パターン認識装置Ｃζ間するものである。

〔従来の技術〕

従来この種のパターン認識装置として第７図の表のが浄
１つ斧−筆８図は従来のパターン認識装置が行っている
、手塚慶−１北橋忠宏、小川秀夫著、ディジタル画像処
理工学、日刊工業新聞社、１９８５゜ｐｐ　１０？　−
１１１に示さ１．たテンプレートマツチングと呼ばれる
手法を示す図である。第７図において、（１）はテンプ
レートデータを記憶するテンプレートメモリ、（２］は
図面の画像データを記憶する記憶装置、（３）はテンプ
レートメモ１月１）と記憶装置！！　（２１に記憶され
たデータの一致度を計測する演算装置である。

次に動作について説明する。第８図（ａ）に示すパター
ンを認識する場合にはテンプレートメモリ（１）に第８
図（ｂ）に示すテンプレートデータを用意し、記憶装置
（２）に記憶された図面の画像データと演算装置（３）
で照合する。演算装！　（３）では画像データ中のテン
プレートデータのサイズ内の画素（第８図（Ｃ）の破線
内の部分）について、テンプレートデータの画素の値と
の一致を調べ、パターンの一致を判定する。この操作を
画像データ中の照合範囲を一画素ずつ移動しく第８図（
ｃ）の矢印）、画像データ全面について行い、結果を記
憶装置（２）に格納する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のパターン認識装置は以上のように構成されている
ので、テンプレートデータの画素数の演算を画像データ
の画素数回だけ行うことになる。

テンプレートデータが８２　Ｘ　８２画素、画像データ
が１０００　Ｘ　１０００画素とすると演算回数は約１
．０００，０００，０００回となる。演算装置（３）が
１秒に１、、ＯＯＯ，０００回演算可能としても１００
０秒かかる。このように処理に時間がかかるという問題
点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、短時間で画像データから特定パターンを認識
するパターン認識装置を碍ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るパターン認識装置１；、認識しようとす
るパターンに特徴的な値をもつ画素を指定さ１．た画素
のみに注目する−とともに、画像データに対し高速のラ
スター演算を実行するようにしたものである。

〔作　用〕

この発明におけるパターンの特定画素の指定は、演算回
数を減らし、ラスター演算の実行は画素の演算を高速に
行う。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図にわいて％（４）ｌ二図面の２値画像データと認識し
ようとするパターンのデータと演算結果を記憶する記憶
装置、（５）はラスター演算を行うラスター演算装置、
（６）は中央処理装置である。なお、ラスター演算と（
；、ビット単位に指定した記憶領域を他の領域に転送し
、転送先の領域と論理演算を行う画面で、ワークステー
ションに装備さ１．ている（「ワークステーションのマ
ルチウィンドウ表示方法を比較する」日経エレクトロニ
クス。

１９８５年７月２９日号、　ｎｏ、　８７４参照）。ラ
スター演算Ｉ；、本来ディスプレイ装置のマルチウィン
ドウ表示等を行うための機能である。

ラスター演算において（；、転送元のビットをＳ、転送
先のビットをり、論理演算をＦとして、Ｄ−Ｆ（Ｓ、Ｄ
）　　　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・（１
）を数Ｍバイト／秒程度で行う（板材、「高機能ワーク
ステーションのアーキテクチャ」、情報処理、ｖｏｌ、
２５．　ｎｏ、２．　ｐｐ９１−１０２．１９８４年２
月）。この機能を用いてパターン認識を高速に行う。

動作１こついて説明する。第２図に示すフローチャート
において、ステップ（７）で初期設定を行う。

図面等の２値画像データ、認識しようとするパターンの
基準画素およびそのパターンに特徴的ｒｔｍ素の値と基
準画素に対する座標を記憶装置（４）に入力する。さら
に、記憶装置（４）に画像データのサイズに合わせて、
演算結果データの領域を確保して′１′に初期化する。

以下、第８図（ａ）のパターンを認識するものとして説
明する。この場合、ステップ（７）では第８図（ｂ）に
示すように、基準画素人と特徴的な画素Ｂ、Ｃ，Ｅの情
報を入力する。

Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｅをパターンの特定画素とする。ステップ
（８）では特定画素の基準画素に対する座標（ｘ、ｙ）
とその値Ｐを基準画素Ａの値に設定する。

すなわち、Ｘ＝Ｙ−０，Ｐ＝１である。

ステップ（９）ではＸ、Ｙによりラスター演算の演算対
象領域を設定する１画像データが（ｘ、ｙ）。

Ｏ≦Ｘ≦ｘｒｎ＋０≦ｙ≦ｙｍ　のとき、領域は次のよ
うになる。ＸについてはＸ≧Ｏのとき０≦Ｘ≦ｘｍ−Ｘ
＋Ｘ＜Ｏのとき−Ｘ≦Ｘ≦Ｘｍ＋ｙについてもＹ２Ｏの
とき０≦ｙ≦ｙｍ−Ｙ＋　Ｙ　＜　０のとき−Ｙ≦ｙ≦
ｙｍである。ステップ（０ではｐの短を判定し、ｐ≠０
すなオ）ちｐ＝１ならばステップＱυへ、ｐ＝ｏ＃らは
ステップ（６）へ移る。

ステップαηでは画像データに対し次のラスター演算を
行う１゜ ［）（Ｘ、’り　−Ｓ（Ｘ＋Ｘ、　ｙ＋Ｙ）　・Ｄ（Ｘ
、Ｙ）・（２ＪＳ（ｘ、ｙ）は画像データの画素、Ｄ（
ｘ、ｙ）　は記憶装置（４）の演算結果データを格納す
る領域の画素である。ｘ、ｙｌユｌ［ｉ！ｉ伝データ、
演算結束データの座標、・ｌ二輪埋積を表す。この演算
について第４図で説明する。第４図（ａ）は１Ｉｌｉ像
データを示す図、第４図（ｂ）はＳ（ｘ＋Ｘ、ｙ＋Ｙ）
を第８図（ｂ）のＢについて説明する図、第４図（Ｃ）
は演算結果を示す図である。

第４図（ａ）の画像データＳ（ｘ、ｙ）の第８図（ｂ）
　ノＢについての演算を考える。Ｂの基準画素Ａｌこ対
する座標は（ｘａ、ｙａ）で値は１１′であるから、Ｓ
　（ｘ＋Ｘａ　、　ｙ＋Ｙａ　）と５（ｘ−ｙ）を重ね
ると第４図（ｂ）のようになる。（６）はＳ（ｘ、ｙ）
すなわち画像データ、（６）はＳ　（ｘ＋Ｘａ　、　ｙ
十Ｙａ　）を示す。画像データ上でパターンの基準画素
となる画素（Ｘｏ、Ｙｏ）では、Ｓ　（Ｘｏ　＋ＸＩ３
　、ｙ６　＋Ｙａ　）が１１′となる。従って、パター
ン上の特定画素（Ｘ、Ｙ）が′″１′なら、Ｓ（ｘ＋Ｘ
、ｙ＋Ｙ）が％１′となる画素にパターンの基準画素が
存在する可能性がある。それ以前の演算結果データＤ（
ｘ、ｙ）に式（２）の演算を行うことにより、Ｄ（ｘ、
ｙ）には基準画素のある可能性のある画素が′″１′と
なって残る。′″１′に初期化したＤ（ｘ、ｙ）に対し
、Ａについて式（２）を行うと、Ｄ（ｘ、ｙ）はＳ（ｘ
、ｙ）と等しくなる。このＤ（ｘ。

ｙ）に対し、ＢＩζついて式（２）を行った結果が第４
図（Ｃ）である。ステップ（９）で設定する領域はＡに
ついての演算では画像データ全域、Ｂについての演算で
は、第４図（ｂ）の（財）と盤が重なっている領域であ
る。

ステップ（２）では次のラスター演算を行う。

の演算について第５図で説明する。第５図（ａ）は画像
データを示す図、第５図（ｂ）はＳ（ｘ＋Ｘ、　ｙ＋Ｙ
）　について第８図（ｂ）のＥについて説明する図、第
５図（Ｃ）は演算結果を示す図である。ＥのＡｔζ対す
る座標は（ＸＥ、ＹＥ）で値＋！’Ｏ’でアルカら、Ｓ
　（Ｘ＋ＸＥ　。

Ｙ十ＹＥ　）とＳ（ｘ、ｙ）を重ねると第５図（ｂ）の
ようになる＃　＠］ＪはＳ（ｘ、ｙ）、＠はＳ　（Ｘ十
ＸＥ、　ｙ＋ＹＥ　）を示す。

画像データ上でパターンの基準画集となる画素（Ｘｏ　
＊　Ｙａ　）ではＳ　（ＸＯ＋ＸＥ　、ｙｏ　＋ＹＥ　
）は１０′になる。

従って、パターン上の特定画素（Ｘ、　Ｙ）が０′なら
、Ｓ（ｘ＋Ｘ、　ｙ十Ｙ）が１′となる画像データ上の
画素（ｘ、ｙ）にパターンの基準画素が存在する可能性
がある。それ以前の演算結果データＤ（ｘ、ｙ）に式（
３）の演算を行うことにより、Ｄ（ｘ、ｙ）には基準画
素のある可能性のある画素が″１′となって残る。Ｓ（
Ｘ、Ｙ）に等しいＤ（Ｘ、ｙ）に対し、Ｅについて式（
３）を行った結果が第５図（Ｃ）である。

ステップ餞では、パターンの特定画素すべてについて演
算を終了したかを判断し、終了してい１゜ば処理を終了
し、残ってい１１．ば、ステップＣＩＪでＸ。

Ｙ、Ｐ　　を次の特定画素の情報裔こ変更してステップ
（８）に移る。この装置１ζよるパターン認識を第６図
に示す、第６図（ａ）の１佇データから、第３図（ａ）
のパターンを認識する。画像データに第３図（ｂ）のＡ
についての演算を行うと演算結果Ｄ（ｘ、ｙ）ｌ＝第６
図（ａ）に等しくなる。これにＢについての演算を行う
と第６図（ｂ）　１．さらにＣについて行うと第６図忙
）、さらにＥについて演算を行うと第６図（ｄ）に示す
演算結果が「辱られ、第８図（ａ）のパターンの基準画
素が存在する画素が１′のまま残り、パターンが認識さ
する。パターン上の特定画素の指定は１曹データとの関
連で、そのパターンに特徴的な画素を選ぶ。式（力、（
３）の演算、ステップα刀、叫はラスター演息値盲で腺
速に行う。

１０００　Ｘ　１０００画素の画像データの場合、ラス
ター演算装置の能力をＩＭバイト／秒としてもパターン
上の特定画素１画素分について、演算時間１は約０．１
秒、パターン上、指定する画素を１０画素とすると演算
時間は約１秒となる。また、仮に８２×３２画素のパタ
ーンについて３２　Ｘ　３２画素すべてを特定画素とし
たとしても演算時間は約１ｏｏ　９でアル。パターンの
特定画素の指定と、ラスター演算の実行により処理時間
を短縮することができる。

なお、上記実地例では、Ｄ（ｘ、ｙ）を１′に初期化し
たが、パターンの基準画素の値によす、１′なら画像デ
ータ、０′なら画像データを反転したものに初期化して
もよい、また、最初のラスター演算で、Ｐが１なら Ｄ（ｘ、ｙ）−Ｓ（ｘ＋Ｘ、ｙ＋Ｙ）　　　−−−（４
）ＰがＯなら Ｄ（ｘ、Ｙ）−Ｓ（ｘ＋Ｘ、ｙ十Ｙ）　　　＝−・・−
ｔｓ）を実行するよう１こ丁１．は、Ｄ（ｘ、ｙ）　　
の初期化は必要ない、また、Ｄ（ｘ、ｙ）においてパタ
ーンの存在する画素を１′としたが、１′と０′を反転
さセて考え、存在するＩＹｉＩｉ素を′″Ｏ′として行
うこともできる。また、パターンの基準点（ｊ１パター
ンごとに設定しても、全パターンで同一の画素にしても
よい、また、Ｓ（ｘ、ｙ）とＤ（ｘ、ｙ）はラスター演
算装置によるラスター演算がｏＪ能であれば、異なる記
憶装置に格納してもよい。とくに、　Ｄ（ｘ。

ｙ）をディスプレイ装置上のディスプレイ用の記ｔｉ装
置に格納す１．ば、演算結果が１４Ｊ座にディスプレイ
装置に表示される。また、複数の２値画像データからな
るカラーの画像データにも適用できる。

また、パターンの基準画素については、設定だけを行っ
て、その画素の値によるラスター演算は行わない動作に
してもよい。豪た、パターンの特定画素は、初期設定の
段階ですべて入力したが、第２図のステップ□□□の手
前で１画素ずつ逐次的に入力してもよい。東た、すべて
の特定画素Ｇこりいて演算を行ったときｌ：Ｂ！理を終
了したが、演算結果データＤ（ｘ、ｙ）がすべて′″０
′になるか、′″１′となる画素の数が一定値以下にな
ったときに処理を終了してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明１ζよｒ、ば、パターンの特定
画素を指定し、高速のラスター演算の実行により、短時
間で特定のパターンを認識できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１因はこの発明の一美施例によるパターン認識装置を
示すブロック図、力２図はこの発明の一￥施例によるパ
ターン認識装置の動作を示すフローチャート、第８図・
第４図、第５図及び第６図１＝この発明の一実施例Ｉζ
よるパターン認識＊Ｈの動作を示す説明図、第７図は従
来のパターン認識装置を示すブロック図、第８図は従来
のパターン′Ｊｊ−装重の動作を示す説明図である。 （４）は記憶装置、（６）　ｌ！ラスター演算装置、（
６）は中央処理装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像データを格納し、認識するパターンの特定画素のデ
   ータを格納する記憶装置と、この記憶装置のビット単位
   の領域のデータを他の領域に転送し、転送先の領域のデ
   ータと論理演算を行うラスター演算装置と、上記記憶装
   置に格納されたパターンの特定画素の位置情報と画素の
   値とにより上記ラスター演算装置のそれぞれ転送先およ
   び転送元の領域と論理演算の種類とを制御する中央処理
   装置とを備えたパターン認識装置。