JP2000057348A

JP2000057348A - パターンの認識方法及び装置

Info

Publication number: JP2000057348A
Application number: JP10224164A
Authority: JP
Inventors: Masao Yajima; 正男矢島; Mitsuo Yokozawa; 満雄横沢
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】迅速で効率の良い認識を行う。【解決手段】パターンに座標変換を施して比較パター
ンを形成し（ステップ１）、該比較パターンを基準であ
るテンプレートと比較してパターンを認識するようにし
たパターンの認識方法において、テンプレートとして、
パターンのうちその特徴部分を表す粗マッチング演算用
テンプレートとパターンの全体をパターン識別に十分な
程度に表す詳細マッチング演算用テンプレートとを用意
しておき（ステップ２）、比較パターンを粗マッチング
演算用テンプレートと比較してこれらの概略のマッチン
グ度とパターンの概略の回転角度とを求め（ステップ
３）、概略のマッチング度が適合したテンプレートのみ
について（ステップ４）パターンの概略の回転角度を基
にして比較パターンを詳細マッチング演算用テンプレー
トと比較して（ステップ５）、パターンを認識する（ス
テップ６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パターンの認識方
法及び装置に関する。更に詳述すると、本発明は、コイ
ン等の円形のパターン判別に適したパターンの認識方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コインの判別等に使用されるパターン認
識装置では、装置に認識対象物が取り込まれると認識対
象物の画像が撮像されて、これを基に比較パターンが作
成される。この比較パターン２は、例えば図３（Ａ）に
示すように、認識対象物の読取画像１３に対してリング
状のテンプレート範囲１４を設定して画像を切り出して
エッジ強調等の処理を施し、さらにテンプレート範囲１
４を例えば径方向に１０画素、周方向に１２８画素に分
割して、図３（Ｂ）に示すように縦横１２８×１０画素
の矩形状に座標変換して作成される。

【０００３】そして、認識対象物の画像の画像処理や、
または他のセンサの検出結果等により認識対象物の材質
や外径や穴の有無等を判断する。この材質や外径等の判
断結果を基にして、予め準備されている各種コインのテ
ンプレート、即ち基準パターンのうちの条件が合致する
ものを選択して比較パターンと詳細に比較するマッチン
グ演算を行うようにしている。テンプレートとしては、
予め各種コインについて比較パターンと同様に１２８×
１０画素の矩形状の画像を作成しておいたものを利用す
る。

【０００４】ここで、比較パターンとテンプレートとの
マッチング演算の際は、コインの姿勢、即ち回転角度が
不明であるので、両画像を長手方向に相対的に１画素ず
つずらしながら比較演算するようにする。つまり、１枚
のテンプレートについて１２８回ずらしてマッチング演
算を行っている。このため、各テンプレートでのマッチ
ング演算に長い処理時間を要してしまい、例えば１秒間
に３０枚のコインを処理することが要求されていること
から、１枚の認識対象物についてマッチング演算するテ
ンプレートの枚数を例えば４枚程度に抑えている。そし
て、１枚のコインについて新しくきれいな物と古く汚れ
た物との各々表裏で計４枚のテンプレートが作成されて
いることから、１枚の認識対象物について外径や材質等
の同じである１種類のコインの判定を行うようにしてい
る。

【０００５】そして、１枚のテンプレートにおける１２
８回のマッチング演算で得られた類似度のうちの最高値
をこのテンプレートに対する比較パターンの類似度とし
て採用する。さらに、マッチング演算を行った例えば４
枚のテンプレートのうちで、最も高い類似度を有するも
のにより認識対象物の種類を認識している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たパターン認識装置による認識方法では、マッチング演
算を行うテンプレートを認識対象物の外径や材質等を基
に選択しているので、例えば外径や材質等が同じで図柄
の異なるコインが多種類ある場合は、マッチング演算す
べきテンプレートの枚数が４枚を超えて非常に多くなっ
てしまい、認識対象物の認識に非常に長時間を要して処
理能力が低下してしまう。

【０００７】さらに、認識対象物の外径等を認識するた
めに別センサを設けているので、当該センサの開発や設
置や調整等に多くの費用や時間やスペースを要してしま
う。

【０００８】そこで、本発明は、迅速で効率の良い認識
を行うことができるパターンの認識方法及び装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、パターンに座標変換を施し
て比較パターンを形成し、該比較パターンを基準である
テンプレートと比較してパターンを認識するようにした
パターンの認識方法において、テンプレートとして、パ
ターンのうちその特徴部分を表す粗マッチング演算用テ
ンプレートとパターンの全体をパターン識別に十分な程
度に表す詳細マッチング演算用テンプレートとを用意し
ておき、比較パターンを粗マッチング演算用テンプレー
トと比較してこれらの概略のマッチング度とパターンの
概略の回転角度とを求め、概略のマッチング度が適合し
たテンプレートのみについてパターンの概略の回転角度
を基にして比較パターンを詳細マッチング演算用テンプ
レートと比較して、パターンを認識するようにしてい
る。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、パターンに
座標変換を施して比較パターンを形成し、該比較パター
ンを基準であるテンプレートと比較してパターンを認識
するようにしたパターンの認識装置において、テンプレ
ートとして、パターンのうちその特徴部分を表す粗マッ
チング演算用テンプレートとパターンの全体をパターン
識別に十分な程度に表す詳細マッチング演算用テンプレ
ートとを備えると共に、比較パターンを粗マッチング演
算用テンプレートと比較する粗マッチング演算部と、比
較パターンを詳細マッチング演算用テンプレートと比較
する詳細マッチング演算部とを備えて、粗マッチング演
算部により比較パターンの粗マッチング演算用テンプレ
ートに対する概略のマッチング度とパターンの概略の回
転角度とを求め、粗マッチング演算部の演算結果により
概略のマッチング度が適合したテンプレートのみについ
てパターンの概略の回転角度を基にして詳細マッチング
演算部により比較パターンを詳細マッチング演算用テン
プレートと比較演算して、パターンを認識するようにし
ている。

【００１１】したがって、比較パターンを粗マッチング
演算用テンプレートと比較してこれらの概略のマッチン
グ度とパターンの概略の回転角度とを求めているので、
候補になる詳細マッチング演算用テンプレートの種類と
およその回転角度を求めることができる。そして、概略
のマッチング度が適合した詳細マッチング演算用テンプ
レートのみについて比較パターンと比較できると共にこ
の比較をパターンの概略の回転角度の前後の僅かな範囲
で行うことができるので、１枚の詳細マッチング演算用
テンプレートにおけるマッチング演算の回数を大幅に減
らすことができる。よって、迅速なパターン認識を行う
ことができる。

【００１２】また、詳細マッチング演算用テンプレート
の１枚当たりのマッチング演算に要する時間を短縮でき
るので、従来の処理時間と同等の時間を掛ければより多
数の詳細マッチング演算用テンプレートについてマッチ
ング演算を行うことができる。このため、外径等が同じ
で図柄の異なるパターンが多種類ある場合でも、短時間
にパターン認識を行うことができる。

【００１３】しかも、比較対象となる全ての詳細マッチ
ング演算用テンプレートについて粗マッチング演算用テ
ンプレートを作成して比較パターンとマッチング演算を
行うことができるので、従来のように候補を絞り込むた
めに外径等を検出する別センサを設ける必要が無くな
る。このため、装置の低コスト化や省スペース化を図る
ことができる。

【００１４】また、請求項２記載のパターンの認識方法
及び請求項４記載のパターンの認識装置では、粗マッチ
ング演算用テンプレートは、詳細マッチング演算用テン
プレートの一部を用いて構成されたもの、または詳細マ
ッチング演算用テンプレートを基に部分ごとに平均化し
て作成したものとしている。

【００１５】したがって、粗マッチング演算用テンプレ
ートとして特別に用意をする必要が無いので、省メモリ
化を図ることができる。

【００１６】また、請求項５記載のパターンの認識装置
では、粗マッチング演算用テンプレートは詳細マッチン
グ演算用テンプレートと該詳細マッチング演算用テンプ
レートのうちの特徴部分を指定するルックアップテーブ
ルとから作成されると共に、ルックアップテーブルを変
更可能に構成するようにしている。

【００１７】したがって、ルックアップテーブルの使用
により、詳細マッチング演算用テンプレートと比較パタ
ーンのそれぞれから同条件で比較データを切り出すこと
ができる。このため、粗マッチング演算を迅速かつ容易
に行うことができる。ルックアップテーブルを変更する
ことにより粗マッチング演算用テンプレートを変更する
ことができるので、パターンの認識に要求される精度や
速度に応じて最適な粗マッチング演算用テンプレートを
得ることができるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。図１〜図
６に、本発明のパターンの認識方法を利用するパターン
の認識装置の一実施形態を示す。このパターン認識装置
１は、パターンに座標変換を施して比較パターン２を形
成し、該比較パターン２を基準であるテンプレートと比
較してパターンを認識するようにしたものである。この
パターン認識装置１では、テンプレートとしてパターン
のうちその特徴部分を表す粗マッチング演算用テンプレ
ート３とパターンの全体をパターン識別に十分な程度に
表す詳細マッチング演算用テンプレート４とを備えてい
る。そして、このパターン認識装置１は、図２に示すよ
うに比較パターン２を粗マッチング演算用テンプレート
３と比較する粗マッチング演算部５と、比較パターン２
を詳細マッチング演算用テンプレート４と比較する詳細
マッチング演算部６とを備えている。

【００１９】さらに、このパターン認識装置１では、粗
マッチング演算部５により比較パターン２の粗マッチン
グ演算用テンプレート３に対する概略のマッチング度と
パターンの概略の回転角度とを求める。そして、粗マッ
チング演算部５の演算結果により、概略のマッチング度
が適合したテンプレートのみについてパターンの概略の
回転角度を基にして、詳細マッチング演算部６により比
較パターン２を詳細マッチング演算用テンプレート４と
比較演算して、パターンを認識するようにしている。

【００２０】また、粗マッチング演算用テンプレート３
は、図４と図７と図９にそれぞれ示すように詳細マッチ
ング演算用テンプレート４の一部を用いて構成されたも
の、または図８に示すように詳細マッチング演算用テン
プレート４を基に部分ごとに平均化して作成したものと
している。この粗マッチング演算用テンプレート３は、
詳細マッチング演算用テンプレート４と該詳細マッチン
グ演算用テンプレート４のうちの特徴部分を指定するル
ックアップテーブル（以下、ＬＵＴと略称する）７とか
ら作成される。そして、ＬＵＴ７は変更可能に構成され
ている。

【００２１】ここで、ＬＵＴ７は詳細マッチング演算用
テンプレート４ごとに固有に設定しているので、どのよ
うな粗マッチング演算用テンプレート３を作成するかに
よって、各ＬＵＴ７は全く異なったものとなる。

【００２２】図２に示すように、ＣＰＵ８はＬＵＴ７に
直接、またはアドレス発生手段９を介して接続されてい
る。このアドレス発生手段９は、ＬＵＴ７が詳細マッチ
ング演算用テンプレート４の特徴部分を指定するための
アドレスを指定するものである。ＬＵＴ７は、詳細マッ
チング演算用テンプレート４に基づいて粗マッチング演
算用テンプレート３を作成する粗マッチング演算用テン
プレート作成部１０に接続されると共に、比較パターン
２に基づいて粗マッチング演算用テンプレート３と比較
する部分を作成する比較部分作成部１１に先頭シフト手
段１２を介して接続されている。先頭シフト手段１２
は、ＬＵＴ７で指定される比較パターン２の特徴部分の
先頭アドレス、即ち起点アドレスを、図６に示すように
比較パターン２に対して１画素ずつずらして１回りさせ
るものである。本実施形態では比較パターン２の長さを
１２８画素としているので、１２８回ずらすことにな
る。

【００２３】粗マッチング演算用テンプレート作成部１
０と比較部分作成部１１とには、粗マッチング演算部５
が接続されている。この粗マッチング演算部５では、粗
マッチング演算用テンプレート作成部１０から送られた
粗マッチング演算用テンプレート３と比較部分作成部１
１から送られた比較パターン２の比較部分とを比較演
算、即ち粗マッチング演算する。この粗マッチング演算
は、１枚の粗マッチング演算用テンプレート３について
比較パターン２から比較部分を１２８回ずらしながら取
り出して行う。さらに、比較対象となる複数の粗マッチ
ング演算用テンプレート３の全てについて行う。

【００２４】この比較演算により、比較パターン２の粗
マッチング演算用テンプレート３に対するマッチング度
とパターンの概略の回転角度を得ることができる。例え
ば、１０種類の粗マッチング演算用テンプレート３につ
いて比較演算した結果、マッチング度が閾値を超えたも
のが３つあった場合、この３つの粗マッチング演算用テ
ンプレート３について各々マッチング度が閾値を超えた
ときのパターンの回転角度を算出するようにする。また
選択の基準は閾値を設定しておくことには限られず、例
えばマッチング度の高いものから順に３つ等を選択する
ようにしても良い。

【００２５】さらに、粗マッチング演算部５には、詳細
マッチング演算部６が接続されている。この詳細マッチ
ング演算部６では、粗マッチング演算部５から送られた
結果に基づいて、詳細マッチング演算用テンプレート４
と比較パターン２とを比較演算、即ち詳細マッチング演
算する。例えば、粗マッチング演算部５から３つの粗マ
ッチング演算用テンプレート３とそれぞれのパターンの
概略の回転角度が送られた場合は、各粗マッチング演算
用テンプレート３に対応する詳細マッチング演算用テン
プレート４について、それぞれのパターンの回転角度に
対して例えばプラスマイナス５画素（あるいは５度）程
度の範囲で比較パターン２との比較演算を行う。

【００２６】そして、詳細マッチング演算部６での演算
により、比較パターン２に対して最も高いマッチング度
を有する詳細マッチング演算用テンプレート４の種類が
パターンの種類として認識される。

【００２７】上述したパターン認識装置１の作動手順を
図１に示すフローチャートに基づいて説明する。

【００２８】まず認識対象物の撮像を行ってパターンを
形成する。本実施形態では認識対象物をコインとしてい
る。そして、図３（Ａ）に示すように、認識対象物の読
取画像１３に対してリング状のテンプレート範囲１４を
設定して画像を切り出してエッジ強調等の処理を施す。
さらに、テンプレート範囲１４を例えば径方向に１０画
素、周方向に１２８画素に分割して、図３（Ｂ）に示す
ように縦横１２８×１０画素の矩形状に座標変換して比
較パターン２を作成する（ステップ１）。

【００２９】一方、読取りが想定される各種のコインに
ついて、予め詳細マッチング演算用テンプレート４を作
成しておく。ここでの詳細マッチング演算用テンプレー
ト４の作成方法は、上述した認識対象物から比較パター
ン２を作成する方法と同様にしている。すなわち、図４
（Ａ）に示すように、コインの読取画像１３に対してリ
ング状のテンプレート範囲１４を設定して画像を切り出
してエッジ強調等の処理を施し、さらにテンプレート範
囲１４を分割して図４（Ｂ）に示すように縦横１２８×
１０画素の矩形状に座標変換して詳細マッチング演算用
テンプレート４を作成する。

【００３０】また、各詳細マッチング演算用テンプレー
ト４に対応するＬＵＴ７を作成しておく。ＬＵＴ７は詳
細マッチング演算用テンプレート４の特徴的部分のアド
レスを指定して粗マッチング演算用テンプレート３を作
成するためのものである。例えば、図４（Ｂ）に示す例
では、詳細マッチング演算用テンプレート４の中央部に
「５」という特徴的な文字があるので、詳細マッチング
演算用テンプレート４の短辺をそのままで長辺を短くし
た矩形枠によりその特徴的部分をそのままの解像度で取
り出して粗マッチング演算用テンプレート３を作成する
ようにしている。

【００３１】また、例えば図５（Ａ）に示すように詳細
マッチング演算用テンプレート４の左寄りの位置に特徴
部分がある場合や、図５（Ｂ）に示すように詳細マッチ
ング演算用テンプレート４の右寄りの位置に特徴部分が
ある場合は、それぞれの特徴部分のアドレスをＬＵＴ７
により指定してそのままの解像度で取り出して粗マッチ
ング演算用テンプレート３を作成する。ここで、各粗マ
ッチング演算用テンプレート３の大きさは、各詳細マッ
チング演算用テンプレート４の大きさに応じて異ならせ
ても良い。

【００３２】そして、複数の詳細マッチング演算用テン
プレート４から順番に１つずつ選んで、当該詳細マッチ
ング演算用テンプレート４に対応するＬＵＴ７を使用し
て粗マッチング演算用テンプレート３を作成する（ステ
ップ２）。ここで、ＣＰＵ８は該当するＬＵＴ７を選択
して、そのＬＵＴ７から粗マッチング演算用テンプレー
ト作成部１０にアドレスが送られる。粗マッチング演算
用テンプレート作成部１０では、ＬＵＴ７からのアドレ
スに基づいて詳細マッチング演算用テンプレート４から
粗マッチング演算用テンプレート３を作成する。また、
選択されたＬＵＴ７から先頭シフト手段１２を介して比
較部分作成部１１にアドレスが送られる。比較部分作成
部１１では、先頭シフト手段１２により指定されたアド
レスを起点にして比較パターン２から比較部分を抽出す
る。このときの指定された起点の比較パターン２に対す
るオフセット量に基づいてパターンの回転角度を決定す
ることになる。

【００３３】さらに、粗マッチング演算部５において、
粗マッチング演算用テンプレート３と比較パターン２の
比較部分とが比較演算されて粗マッチング演算が行われ
る（ステップ３）。そして、これら粗マッチング演算用
テンプレート３と比較パターン２の比較部分とのマッチ
ング度及びパターンの回転角度をメモリ（図示せず）に
記録しておく。

【００３４】そして、先頭シフト手段１２により比較パ
ターン２の比較部分のアドレスを１画素だけ長手方向に
変更して再び比較部分を抽出して粗マッチング演算を行
う。これを繰り返すことにより、粗マッチング演算は１
つの粗マッチング演算用テンプレート３について１２８
回行うようにする。この粗マッチング演算は、図６に示
すように比較パターン２と粗マッチング演算用テンプレ
ート３とを１画素ずつ相対的にずらしながら比較演算し
ていくことに相当する。

【００３５】さらに、予め用意された全ての詳細マッチ
ング演算用テンプレート４について、粗マッチング演算
用テンプレート３を作成して比較パターン２と粗マッチ
ング演算を行うようにする。

【００３６】全ての粗マッチング演算の終了後に、マッ
チング度が閾値を超えたものを全て抽出したり、または
マッチング度が大きい順に例えば３つ抽出する等して、
類似性が高いと推測される詳細マッチング演算用テンプ
レート４を選択する（ステップ４）。そして、詳細マッ
チング演算部６において、これらの選択した詳細マッチ
ング演算用テンプレート４について、それぞれ既に記録
されているパターンの回転角度の近傍で比較パターン２
と比較演算して詳細マッチング演算を行う（ステップ
５）。例えば、既に記録されているパターンの回転角度
のプラスマイナス５画素（または５度）の範囲で詳細マ
ッチング演算を行うようにする。

【００３７】詳細マッチング演算の結果、比較パターン
２に対して最も高いマッチング度を有する詳細マッチン
グ演算用テンプレート４の種類をパターンの種類として
認識する（ステップ６）。

【００３８】上述したように本実施形態のパターン認識
装置１によれば、比較パターン２を粗マッチング演算用
テンプレート３と比較してこれらの概略のマッチング度
とパターンの概略の回転角度とを求めているので、候補
になる詳細マッチング演算用テンプレート４の種類とお
よその回転角度を求めることができる。そして、マッチ
ング度が適合した詳細マッチング演算用テンプレート４
のみについてパターンの概略の回転角度の前後の狭い範
囲で比較パターン２と比較しているので、マッチング演
算の量を大幅に減らすことができ、迅速なパターン認識
を行うことができる。

【００３９】例えば、比較パターン２及び詳細マッチン
グ演算用テンプレート４の画像のサイズを１２８×１０
＝１２８０画素として、従来は比較パターン２を４枚の
詳細マッチング演算用テンプレート４と所定時間内にマ
ッチング演算できたとすると、この場合のマッチング演
算では、１２８０（画素）×１２８（ずらし回数）×４
（枚）＝６５５３６０回の画素間演算を行っている。こ
こで、マッチング演算として正規化相関を用いた場合
は、画素間演算として積和演算を採用する。

【００４０】これに対し、パターンの外径に基づいて４
枚の詳細マッチング演算用テンプレート４を選択して、
本実施形態のパターン認識装置１により各詳細マッチン
グ演算用テンプレート４について例えば１２８画素の粗
マッチング演算用テンプレート３を作成する。そして、
４枚の粗マッチング演算用テンプレート３を粗マッチン
グ演算により２つの候補に絞り込んで、各候補について
従来通り１２８０画素の詳細マッチング演算用テンプレ
ート４を概略の回転角度の前後５画素（計１０箇所）に
亘って詳細マッチング演算した場合について考える。こ
の場合の両マッチング演算では、１２８（画素）×１２
８（ずらし回数）×４（枚）＋１２８０（画素）×１０
（ずらし回数）×２（枚）＝１５６６７２回の画素間演
算を行うことになる。

【００４１】したがって、画素間演算の回数を従来の約
１／４に低減することができる。よって、迅速なパター
ン認識を行うことができるようになる。

【００４２】一方、迅速なパターン認識を行うことがで
きるので、従来と同様の時間を掛ければより多くの詳細
マッチング演算用テンプレート４についてマッチング演
算を行うことができる。

【００４３】例えば従来は上述のように６５５３６０回
の画素間演算を行っていたものとする。これに対し、本
実施形態のパターン認識装置１により同じ回数の画素間
演算を行ったときにマッチング演算可能な詳細マッチン
グ演算用テンプレート４の枚数Ｘを算出する。すなわ
ち、Ｘ枚の詳細マッチング演算用テンプレート４を用意
しておき、各詳細マッチング演算用テンプレート４につ
いて例えば１２８画素の粗マッチング演算用テンプレー
ト３を作成する。そして、粗マッチング演算用テンプレ
ート３を粗マッチング演算により４つの候補に絞り込ん
で、各候補について従来通り１２８０画素の詳細マッチ
ング演算用テンプレート４を概略の回転角度の前後５画
素（計１０箇所）に亘って詳細マッチング演算した場合
について考える。

【００４４】この場合、粗マッチング演算では、１２８
（画素）×１２８（ずらし回数）×Ｘ（枚）＝１６３８
４・Ｘ回の画素間演算を行っている。また、詳細マッチ
ング演算では、１２８０（画素）×１０（ずらし回数）
×４（枚）＝５１２００回の画素間演算を行っている。
これらのマッチング演算の合計が６５５３６０回以内で
有れば良いので、１６３８４・Ｘ＋５１２００＝＜６５
５３６０としてＸを算出すると最大３６枚となる。

【００４５】したがって、従来と同様の処理時間により
３６枚の詳細マッチング演算用テンプレート４に対して
マッチング演算を行うことができるようになる。よっ
て、例えばコインの表裏を１組として詳細マッチング演
算用テンプレート４を作成している場合は１８種類のコ
インについてマッチング演算を行うことができるように
なる。このため、外径等が同じで図柄の異なるパターン
が多種類ある場合でも、短時間にパターン認識を行うこ
とができる。

【００４６】しかも、本実施形態のパターン認識装置１
によれば、比較対象となる全ての詳細マッチング演算用
テンプレート４について粗マッチング演算用テンプレー
ト３を作成して比較パターン２とマッチング演算を行う
ことができるので、従来のように候補を絞り込むための
パターンの外径等を認識する別センサを設ける必要が無
くなる。このため、パターン認識装置１の低コスト化や
省スペース化を図ることができる。

【００４７】また、本実施形態のパターン認識装置１に
よれば、粗マッチング演算用テンプレート３は詳細マッ
チング演算用テンプレート４の一部を用いて構成してい
るので、粗マッチング演算用テンプレート３として特別
に用意をする必要が無いので省メモリ化を図ることがで
きる。

【００４８】さらに、本実施形態のパターン認識装置１
によれば、ＬＵＴ７を使用しているので、詳細マッチン
グ演算用テンプレート４と比較パターン２のそれぞれか
ら同条件で比較するデータを切り出すことができる。こ
のため、粗マッチング演算を迅速かつ容易に行うことが
できる。また、ＬＵＴ７を変更することにより粗マッチ
ング演算用テンプレート３を変更することができるの
で、パターンの認識に要求される精度や速度に応じて最
適な粗マッチング演算用テンプレート３を得ることがで
きるようになる。

【００４９】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば本実施形態では粗マッチング演算用テンプ
レート３は図５に示すように詳細マッチング演算用テン
プレート４の短辺をそのままで長辺を短くした形状とし
ているが、これには限られず要は粗マッチング演算用テ
ンプレート３は詳細マッチング演算用テンプレート４の
特徴的部分を有していれば良い。

【００５０】例えば、図７（Ａ）に示すようにコインの
画像１５の周方向に沿った模様が特徴的部分であれば、
図７（Ｂ）に示すように詳細マッチング演算用テンプレ
ート４の長辺をそのままで短辺を短くした矩形形状によ
り粗マッチング演算用テンプレート３を作成しても良
い。また、図８に示すように、詳細マッチング演算用テ
ンプレート４において、例えば矩形の３×３や１０×２
画素ごとに画像１５の平均化を行って全体として解像度
を落とすようにして粗マッチング演算用テンプレート３
を作成しても良い。さらに、図９に示すように、詳細マ
ッチング演算用テンプレート４において、特徴的な図形
を何点か選んでその部分のみを取り出して粗マッチング
演算用テンプレート３を作成しても良い。さらに、粗マ
ッチング演算用テンプレート３が詳細マッチング演算用
テンプレート４の特徴的部分を有してれば、上述した各
作成方法以外であっても良いのは勿論である。いずれも
場合も詳細マッチング演算用テンプレート４の特徴的部
分を基にして粗マッチング演算用テンプレート３を作成
することができる。

【００５１】また、図８に示すように詳細マッチング演
算用テンプレート４の解像度を落として粗マッチング演
算用テンプレート３を作成する場合は、例えば図１０に
示すように１つの詳細マッチング演算用テンプレート４
に２段のＬＵＴ７，７’を用意して、１段目の第１ＬＵ
Ｔ７では例えば平均化する部分の中心点１６のアドレス
を指定して、２段目の第２ＬＵＴ７’では当該中心点の
周囲の平均化すべき範囲１７の大きさを指定するように
する。そして、この範囲１７の画像データの平均化を行
って、また次の平均化する部分の中心点１６のアドレス
を指定して範囲１７を設定するようにする。これによ
り、詳細マッチング演算用テンプレート４の解像度をマ
ッチング演算途中に落としながら粗マッチング演算用テ
ンプレート３を作成することができる。

【００５２】さらに、上述した各実施形態では認識対象
物としてコインを使用しているが、これには限られず例
えばカードや指紋等を認識対象とすることもできる。そ
の場合も、迅速で効率の良いパターン認識を行うことが
できる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載のパターンの認識方法及び請求項３記載のパター
ンの認識装置によれば、比較パターンを粗マッチング演
算用テンプレートと比較してこれらの概略のマッチング
度とパターンの概略の回転角度とを求めているので、候
補になる詳細マッチング演算用テンプレートの種類とお
よその回転角度を求めることができる。そして、概略の
マッチング度が適合した詳細マッチング演算用テンプレ
ートのみについて比較パターンと比較できると共にこの
比較をパターンの概略の回転角度の前後の僅かな範囲で
行うことができるので、１枚の詳細マッチング演算用テ
ンプレートにおけるマッチング演算の回数を大幅に減ら
すことができる。よって、迅速で効率の良いパターン認
識を行うことができる。

【００５４】また、詳細マッチング演算用テンプレート
の１枚当たりのマッチング演算に要する時間を短縮でき
るので、従来の処理時間と同等の時間を掛ければより多
数の詳細マッチング演算用テンプレートについてマッチ
ング演算を行うことができる。このため、外径等が同じ
で図柄の異なるパターンが多種類ある場合でも、短時間
にパターン認識を行うことができる。

【００５５】しかも、比較対象となる全ての詳細マッチ
ング演算用テンプレートについて粗マッチング演算用テ
ンプレートを作成して比較パターンとマッチング演算を
行うことができるので、従来のように候補を絞り込むた
めに外径等を検出する別センサを設ける必要が無くな
る。このため、装置の低コスト化や省スペース化を図る
ことができる。

【００５６】また、請求項２記載のパターンの認識方法
及び請求項４記載のパターンの認識装置によれば、粗マ
ッチング演算用テンプレートは、詳細マッチング演算用
テンプレートの一部を用いて構成されたもの、または詳
細マッチング演算用テンプレートを基に部分ごとに平均
化して作成したものとしているので、粗マッチング演算
用テンプレートとして特別に用意をする必要が無い。こ
のため、省メモリ化を図ることができる。

【００５７】さらに、請求項５記載のパターンの認識装
置によれば、ルックアップテーブルの使用により、詳細
マッチング演算用テンプレートと比較パターンのそれぞ
れから同条件で比較データを切り出すことができる。こ
のため、粗マッチング演算を迅速かつ容易に行うことが
できる。ルックアップテーブルを変更することにより粗
マッチング演算用テンプレートを変更することができる
ので、パターンの認識に要求される精度や速度に応じて
最適な粗マッチング演算用テンプレートを得ることがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパターンの認識方法の一実施形態を示
すフローチャート図である。

【図２】本発明のパターンの認識装置の一実施形態を示
すブロック図である。

【図３】認識対象物であるコインの画像から比較パター
ンを作成する過程を示す図であり、（Ａ）はコインの画
像とテンプレート範囲であり、（Ｂ）は座標変換により
得られた比較パターンである。

【図４】コインの画像から詳細マッチング演算用テンプ
レートを作成する過程の一実施形態を示す図であり、
（Ａ）はコインの画像とテンプレート範囲であり、
（Ｂ）は座標変換により得られた詳細マッチング演算用
テンプレートである。

【図５】詳細マッチング演算用テンプレートに対する粗
マッチング演算用テンプレートの位置の例を示す図であ
り、（Ａ）は左寄りに位置する場合、（Ｂ）は右寄りに
位置する場合である。

【図６】比較パターンに対して粗マッチング演算用テン
プレートをずらしながらマッチング演算する状態を示す
図である。

【図７】コインの画像から詳細マッチング演算用テンプ
レートを作成する過程の他の例を示す図であり、（Ａ）
はコインの画像とテンプレート範囲であり、（Ｂ）は座
標変換により得られた詳細マッチング演算用テンプレー
トである。

【図８】詳細マッチング演算用テンプレートから粗マッ
チング演算用テンプレートを作成する他の例を示す図で
ある。

【図９】詳細マッチング演算用テンプレートから粗マッ
チング演算用テンプレートを作成する別の例を示す図で
ある。

【図１０】図８に示す粗マッチング演算用テンプレート
を作成するためのパターンの認識装置の一部を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１パターンの認識装置２比較パターン３粗マッチング演算用テンプレート４詳細マッチング演算用テンプレート５粗マッチング演算部６詳細マッチング演算部７，７’ ルックアップテーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA03 AA26 AA31 AA61 BB02 BB03 CC00 DD06 FF04 FF61 QQ00 QQ23 QQ25 QQ32 QQ38 QQ42 3E002 AA06 BD05 CA04 CA06 CA08 5B057 AA20 CD16 DA11 DB02 DC08 DC33 DC38 DC39 5L096 BA18 EA35 FA26 FA67 HA09 JA09 JA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パターンに座標変換を施して比較パター
ンを形成し、該比較パターンを基準であるテンプレート
と比較して前記パターンを認識するようにしたパターン
の認識方法において、前記テンプレートとして、前記パ
ターンのうちその特徴部分を表す粗マッチング演算用テ
ンプレートと前記パターンの全体をパターン識別に十分
な程度に表す詳細マッチング演算用テンプレートとを用
意しておき、前記比較パターンを前記粗マッチング演算
用テンプレートと比較してこれらの概略のマッチング度
と前記パターンの概略の回転角度とを求め、前記概略の
マッチング度が適合した前記テンプレートのみについて
前記パターンの概略の回転角度を基にして前記比較パタ
ーンを前記詳細マッチング演算用テンプレートと比較し
て、前記パターンを認識するようにしたことを特徴とす
るパターンの認識方法。
【請求項２】前記粗マッチング演算用テンプレート
は、前記詳細マッチング演算用テンプレートの一部を用
いて構成されたもの、または前記詳細マッチング演算用
テンプレートを基に部分ごとに平均化して作成したもの
であることを特徴とする請求項１記載のパターンの認識
方法。
【請求項３】パターンに座標変換を施して比較パター
ンを形成し、該比較パターンを基準であるテンプレート
と比較して前記パターンを認識するようにしたパターン
の認識装置において、前記テンプレートとして、前記パ
ターンのうちその特徴部分を表す粗マッチング演算用テ
ンプレートと前記パターンの全体をパターン識別に十分
な程度に表す詳細マッチング演算用テンプレートとを備
えると共に、前記比較パターンを前記粗マッチング演算
用テンプレートと比較する粗マッチング演算部と、前記
比較パターンを前記詳細マッチング演算用テンプレート
と比較する詳細マッチング演算部とを備えて、前記粗マ
ッチング演算部により前記比較パターンの前記粗マッチ
ング演算用テンプレートに対する概略のマッチング度と
前記パターンの概略の回転角度とを求め、前記粗マッチ
ング演算部の演算結果により前記概略のマッチング度が
適合した前記テンプレートのみについて前記パターンの
概略の回転角度を基にして前記詳細マッチング演算部に
より前記比較パターンを前記詳細マッチング演算用テン
プレートと比較演算して、前記パターンを認識するよう
にしたことを特徴とするパターンの認識装置。
【請求項４】前記粗マッチング演算用テンプレート
は、前記詳細マッチング演算用テンプレートの一部を用
いて構成されたもの、または前記詳細マッチング演算用
テンプレートを基に部分ごとに平均化して作成したもの
であることを特徴とする請求項３記載のパターンの認識
装置。
【請求項５】前記粗マッチング演算用テンプレートは
前記詳細マッチング演算用テンプレートと該詳細マッチ
ング演算用テンプレートのうちの特徴部分を指定するル
ックアップテーブルとから作成されると共に、前記ルッ
クアップテーブルを変更可能に構成したことを特徴とす
る請求項３または４記載のパターンの認識装置。