JP2626108B2 - パターン認識方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、入力されたモノクロ画像およびカラー画像
に含まれる文字やシンボルなどのパターンを認識すると
きなどに利用できるパターン認識方法および装置に関す
る。

（従来の技術） 従来のパターン認識に関する技術では、入力画像の様
々な色変化に対して同じ基準で色の評価を行っていた。
例えば、認識したいパターンを切り出すために文献［ア
ツリエル ローゼンフェルト、アヴィナシュ カク、
「ディジタル ピクチャ プロセシング」、pp.265−28
3（Azriel Rosenfeld,“Avinash C.Kak,Digital Pic
ture Processing",pp.265−283）］に記載の閾値処理
を用いた場合を説明する。入力画像には模様や入力時の
色誤差のために、各画素は色変化に応じた様々の空間周
波数成分を持っているが、その中に人間の視覚の感度の
よい成分や悪い成分がある。従来の技術では空間周波数
成分に依存することなく、各画素の値と与えられた閾値
との大小関係だけを調べることにより、目標のパターン
を切り出し、標準パターンとの照合を行っていた。

（発明が解決しようとする課題） パターン認識が必要とされている対象は、主として人
間が読むことを前提として書かれた文字やシンボルであ
り、人間の視覚では読みやすいものである。例えば、切
手から切手の値段を読み取る場合、人間の視覚では背景
に絵が描かれていても数字は読みやすく感じられるが、
これは人間の視覚には空間周波数に応じて感度が異なる
性質があり、文字部分の空間周波数の方が背景の絵の部
分の空間周波数に比べて、感度がよいからである。ま
た、同じ色で印刷された切手の数字部分に対応する画素
でも、入力の条件やノイズなどにより誤差を含んで異な
った色で入力されることが多い。しかし、前記誤差によ
る色変化が人間の視覚には小さく、人間が切手の数字を
読む場合には問題にならない。前記従来の技術では多様
な色変化に対して、人間の視覚に対する重要度に応じて
特別に異なった評価を行っていない。従って、人間の視
覚にはあまり影響のない不必要な色変化の成分が現れて
いる部分の色が、閾値処理によって二分される場合、文
字やパターンを正しく切り出せないし、ひいては正しい
パターン認識ができない。このように従来のパターン認
識方法および装置には解決すべき課題があった。

本発明の目的は、切手などの読み取りや入力による色
誤差のために生じる上記問題点を、人間の視覚特性を基
にしたフィルタ処理によって回避することにより、モノ
クロ画像やカラー画像に写っている文字・シンボルなど
のパターンを正しく読み取った後、上記パターンを認識
する方法および装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 第１の発明のカラー画像からのパターン認識方法は、 入力されたカラー画像に対して、空間周波数の高周波
数部分と低周波数部分の透過性が低く、中間周波数部分
の透過性が高いというバンドパス型のフィルタ処理を前
記カラー画像を表現する表色系を構成する各色成分毎に
独立に行い、フィルタ処理画像を色空間の色分布に変換
し、色分布に応じて色空間を複数の色領域に分割し、各
分割領域に含まれている色を同一色と判断し、前記入力
画像中の画素を走査しながら、同一色と判断された色を
持つ全ての画素を“1"、それ以外の画素を“0"とする処
理を前記各分割領域毎に繰り返すことにより２値画像群
を作成し、各２値画像について標準パターンと照合する
ことを特徴としている。

第２の発明のモノクロ画像からのパターン認識方法
は、 入力されたモノクロ画像に対して、空間周波数の高周
波数部分と低周波数部分の透過性が低く、中間周波数部
分の透過性が高いというバンドパス型のフィルタ処理を
行い、フィルタ処理画像の明度に関するヒストグラムを
複数の明度領域に分割し、各分割領域に含まれている明
度を同一の明度と判断し、前記入力画像中の画素を走査
しながら、同一と判断された明度を持つすべての画素を
“1"、それ以外の画素を“0"とする処理を前記各分割領
域毎に繰り返すことにより２値画素群を作成し、各２値
画像について標準パターンと照合することを特徴として
いる。

第３の発明のカラー画像からのパターン認識装置は、 入力されたカラー画像を格納するカラー画像メモリ
と、 前記カラー画像メモリに格納されているカラー画像に
対して、前記カラー画像を表現する表色系を構成する各
色成分毎に独立にバンドパス型のフィルタ処理を行うバ
ンドパス型フィルタ処理手段と、 前記バンドパス型フィルタ処理手段で作成されたフィ
ルタ処理画像を格納するフィルタ処理画像メモリと、 前記フィルタ処理画像を色空間の色分布に変換し、前
記色分布に応じた色空間における色分割により得られた
それぞれの分割領域を同一色の領域として判断する色空
間における分割手段と、 前記入力画像中の画素を走査しながら、色分割後の領
域において同一色と判断された色を持つすべての画素を
“1"、それ以外の画素を“0"とすることにより、２値画
像群を生成する２値画像生成手段と、 前記各２値画像の記憶手段としての２値画像メモリ
と、 前記カラー画像中に含まれるパターンを、前記各２値
画像についてパターン認識するパターン認識手段とを備
えていることを特徴としている。

第４の発明のモノクロ画像からのパターン認識装置
は、 入力されたモノクロ画像を格納するモノクロ画像メモ
リと、 前記モノクロ画像メモリに格納されているモノクロ画
像に対して、バンドパス型のフィルタ処理を行うバンド
パス型フィルタ処理手段と、 前記バンドパス型フィルタ処理手段で作成されたフィ
ルタ処理画像を格納するフィルタ処理画像メモリと、 前記フィルタ処理画像から合成される明度に関するヒ
ストグラムを分割することにより得られたそれぞれの分
割領域を同一明度の領域として判断する明度に関する分
割手段と、 前記入力画像中の画素を走査しながら、分割後の領域
において同一と判断された明度を持つすべての画素を
“1"、それ以外の画素を“0"とすることにより、２値画
像を生成する２値画像生成手段と、 前記各２値画像の記憶手段としての２値画像メモリ
と、 前記モノクロ画像中に含まれるパターンを、前記各２
値画像についてパターン認識するパターン認識手段とを
備えていることを特徴としている。

（作用） 第１の発明のカラー画像からのパターン認識方法は、
第２図に例示するように、まず例えば３枚の画像に分解
し（101）、高周波数と低周波数部分の透過性が低く、
中間周波数部分の透過性が高いバンドパス型のフィルタ
処理を行い（102−１〜３）、フィルタ処理画像を色空
間の色分布に変換し、前記色分布を一つのクラスタと考
え、クラスタに対する統計データテーブル・ヒストグラ
ムテーブルを用意した上で、各クラスタについて第１主
軸方向のヒストグラムを求め（103,105）、上記ヒスト
グラムに対する分割の閾値を与え（106）、各クラスタ
を与えられた閾値で分割する（104）。総クラスタ数が
予め与えられた規定値に達していなければ以上のアルゴ
リズムを繰り返し行い、達したならば各クラスタに色コ
ードを割り当てる（107,108）。さらに、各色コードの
領域が入力画像中で示す領域に属する画素に“1"、そう
でない画素に“0"を代入した２値画像群を生成する（10
9）。そして、前記各２値画像について標準パターンと
の照合を行う。

第２の発明のモノクロ画像からのパターン認識方法
は、上記カラー画像からのパターン認識方法で処理して
いたカラー画像を１バンドの画像に対してだけ行うもの
である。すなわち、第３図に示すように、高周波数と低
周波数部分の透過性が低く、中間周波数部分の透過性が
高いバンドパス型のフィルタ処理を行い（201）、フィ
ルタ処理画像を明度に関するヒストグラムに変換し、
（202）、前記ヒストグラムを一つのクラスタと考え、
クラスタに対する統計データテーブル・ヒストグラムテ
ーブルを用意した上で、各クラスタに対する分割の閾値
を与え（203）、各クラスタを与えられた閾値で分割す
る（205）。総クラスタ数が予め与えられた規定値に達
していなければ以上のアルゴリズムを繰り返し行い、達
したならば各クラスタに色コードを割り当てる（204,20
6）。さらに、各色コードの領域が入力画像中で示す領
域に属する画素に“1"、そうでない画素に“0"を代入し
た２値画像群を生成する（207）。そして、前記各２値
画像について標準パターンとの照合を行う。

次に、本発明のパターン認識方法の原理に関し、切手
を内容とするカラー画像から、切手の値段を表す数字を
認識する場合を例にあげ、第２図、第７図、第８図を参
照して説明する。

切手では背景に絵が描かれており、その中に値段を表
す文字部分がある。一般に、切手では背景に描かれてい
る絵の部分も値段を表す文字部分も色変化が多様である
が、人間の視覚には読みやすくなっている。これは人間
の視覚で読みやすいように、模様を選ぶことにより色変
化に配慮をしているからである。色の変化を示す空間周
波数の成分に分解して考えると、人間の視覚には第８図
に例示する空間周波数特性（テレビジョン学会誌第31巻
第１号（1977）pp.29〜35）、すなわち、空間周波数の
高周波数部分と低周波数部分は感度が低く、中間の周波
数部分で感度が高くなるバンドパス型の特性がある。従
って、多様な色変化の構成にもかかわらず切手の文字が
読みやすいのは、上記バンドパス型の特性が切手の文字
部分に対して感度が高くなり、背景の絵の部分に対して
感度が低くなるように作用しているためであると考えら
れる。

そこで、例えば入力画像をフーリエ変換し、フーリエ
空間において前記バンドパス型の特性を作用させるフィ
ルタ処理を行う本発明のパターン認識方法を例にあげて
説明する。まず、第１段階としてパターン認識をしたい
切手をカラー画像として取り組む（第７図（ａ））。第
２段階として上記カラー画像を、明度画像、赤−緑画
像、青−黄画像からなる３枚の画像に変換する。第３段
階として空間周波数成分を評価するために、上記各画像
をフーリエ変換する。そして、第４段階として上記各フ
ーリエ変換画像に対して前記視覚の特性を反映するフィ
ルタを作成する。例えば、ｘを空間周波数としたとき
に、テレビジョン学会誌第31巻第１号（1977）p.31の図
４のグラフがガウス分布関数で近似した、ｘに対する下
記式（１），（２），（３）で得られるｙは０≦ｙ≦１
を満たし、ｙを重みとしてフーリエ変換画像に重み付け
を行うフィルタがバンドパス型になる一例になってい
る。

明度画像に対して、 ｙ＝exp（−（log₁₀（x/2.70））²/2） ……（１） 赤−緑画像に対して ｙ＝exp（−（log₁₀（x/0.36））²/3） ……（２） 青−黄画像に対して ｙ＝exp（−（log₁₀（x/0.33））²/4） ……（３） （ただし、ｘ＝０のときはｙ＝０と仮定する。） 上記各フィルタを前記各フーリエ変換画像に作用させ
た後、第５段階としてフィルタ処理を行った画像を逆フ
ーリエ変換する。逆フーリエ変換してできた画像では、
前記バンドパス型の特性により、切手の文字部分が人間
の視覚で見る場合と同じように誤差の少ない色になる
（第７図（ｂ））。上記逆フーリエ変換画像について、
必要ならば画像の輝度値の範囲を正規化する。

逆フーリエ変換画像を作成した後の第６段階の処理
は、特願平１−150109号に記載のモノクロ画像およびカ
ラー画像からのパターン認識の方法に従って説明する。
また、前記処理における色空間における領域分割の方法
として、特願昭63−311192号に記載の限定色表示技術に
用いられているクラスタ分割の方法を利用することがで
きる。

上記限定色表示に関する技術は、入力されたフルカラ
ー画像が、例えば、１画素につきR,G,B各８ビットの階
調で表されているものを、予め与えられた数の代表色で
表すものであり、人の視覚特性を考慮することにより原
画像と変わらぬ高品質の限定色表示を得ることを目標と
している。ここに示されている代表色の選考方法の骨子
は、入力画像を色空間における色分布に変換し、色分布
をひとつのクラスタと考え、クラスタの数が限定色数に
達するまでクラスタ分割することである。

上記クラスタ分割の方法について第５図、第６図を用
いて説明する。ただし、第５図では、説明を簡単にする
ため２次元で表現している。まず、フルカラー画像を変
換してできた色空間の色分布全体をひとつのクラスタと
考える。次に、第５図（ａ）に示すように、上記クラス
タの第１主軸20を求め、第５図（ｂ）のような第１主軸
方向のヒストグラム21を作る。そして、第５図（ｃ）の
ように、例えば判別分析の手法を用いた２値化の手法に
基づき、前記ヒストグラム21を２つのクラスタに分割す
る。すなわち、親クラスタＸの第１主軸方向のヒストグ
ラムに対して定められたある閾値を用いて分割を行った
ときの二つの子クラスタをX1,X2とする。X,X1,X2の画素
の数をそれぞれN,N1,N2とし、X1,X2の平均値をA1,A2と
し、（４）式によりＶを求める。

このとき、上記Ｖの値を最大にするようにX1,X2すな
わち閾値を選び、分割を行う。このような閾値の計算方
法をとるのは、クラスタに対する誤差、すなわち分散を
最小化しようとする意図があるからである。親クラスタ
についてこのような分割を行ってできた、二つの子クラ
スタ間の平均色素が、予め与えられた閾値より小さいと
き、この分割により与えられる代表色は人の目に識別で
きないと判断して、上記親クラスタに分割を行わないこ
とを示すマークをつけた後、分割が可能なクラスタを分
割する。クラスタの総数が予め定めておいた代表色数に
達したか、分割が可能なクラスタがなくなったら処理を
終了し、そうでなければ更に同じ操作を繰り返す。

本発明に上記方法を利用する場合は、高品質な限定色
表示を得る場合と違い、もともと同じ色の領域に含まれ
ると考えられる画素に同じ代表色を与える必要がある。
従って、クラスタ間の平均色差による分割の閾値を大き
くし、上記条件だけで分割が終了した場合の総クラスタ
数を想定し、代表色数は十分大きくしておく。

一般に、文字やシンボルなどのパターン認識が必要と
されている対象は、人の目に分かりやすい色で書かれて
いるはずである。従って、その一例である切手も、上記
切手の値段が人の目にわかりやすいように配色されてい
るはずであるから、色による領域分割により値段を示す
数字部分が切り出しやすくなっているはずである。そこ
で上記値段を認識するために、まず各クラスタに対する
統計データテーブル・ヒストグラムテーブルを用意す
る。次に、切手画像を色空間における色分布に変換し、
色分布全体をひとつのクラスタと考える。以下、第２図
に示す流れ図のように色分割、２値画像の作成を行う。
現在ある全てのクラスタについて第１主軸を計算し、第
１主軸方向についてのヒストグラムを作る。上記ヒスト
グラムに対する分割の閾値を上記のように判別分析の手
法を用いる２値化の方法で計算して与える。各クラスタ
を親クラスタと考え、親クラスタを分割することにより
得られる２つの子クラスタ間の平均色差が、パラメータ
として予め与えられた閾値より小さい場合には、上記親
クラスタに分割を行わないことを示すマークをつける。
分割可能なクラスタが存在する場合には、上記クラスタ
を分割し、上記の操作を繰り返し行う。分割可能なクラ
スタが存在しない場合には、各クラスタに色コードを割
り当て、色コード画像を作成する。色コード画像から、
各色コードの領域が入力画像中で示す領域に属する画素
に“1"、そうでない画素に“0"を代入して２値画像群を
生成する（第６図（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ））。
切手の文字の色を予め知ることは困難であるが、１色で
描かれていることが仮定きるから、上記２値画像群の中
の１枚に含まれていると考えられる。例えば、切手の値
段を示す数字は第６図（ｂ）のように前記２値画像群の
中の１枚の２値画像の中に含まれるので、それぞれの２
値画像についてパターン認識を行うことにより数字が認
識される。ここで用いるパターン認識には、対象となる
画像が既に２値化されているので、公知の技術で認識す
ることもできる。また、切手の値段を表す数字は、右
上、右下、左上、左下のようにある程度決まった位置に
存在するので、位置的な画像の切り出しは不要である。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は第３の発明のカラー画像からのパターン認識
装置に関する一実施例を示すブロック図であり、第４図
は第４の発明のモノクロ画像からのパターン認識装置に
関する一実施例を示すブロック図である。

第１図において、入力されたカラー画像は、カラー画
像記憶手段としてのカラー画像メモリ１−１〜３に格納
される。２−１〜３はカラー画像メモリ１−１〜３に格
納されているカラー画像から、空間周波数の高周波部分
と低周波部分の透過性を低く、中間周波数部分の透過性
を高くするという方法でバンドパス型のフィルタ処理を
するバンドパス型フィルタ処理手段で、作成されたフィ
ルタ処理画像はフィルタ処理画像記憶手段としてのフィ
ルタ処理画像メモリ３−１〜３に格納される。４は、フ
ィルタ処理画像メモリ３−１〜３に格納されているカラ
ー画像を色空間における色分布に変換し、色空間におけ
る色情報、すなわち、明度や色相をもとに色分布を分割
し、分割により得られる分割領域の中で同一のものに属
する画素は同じ色であるものと判断し、更に、それぞれ
の分割領域について対応する色コードを割り当て、同じ
分割領域に含まれるそれぞれの画素、すなわち、同じ色
と判断された画素に該当する色コードを与え、上記情報
を色コード画像メモリ５に色コード画像として格納する
色分布分割手段であり、特願昭63−311192号における限
定色表現装置100,200,300,400の構成で実現できる。６
は、色コード画像メモリ５に登録されている色コード毎
に２値画像を作成するもので、例えば色コード“1"に対
応する２値画像を作成する場合には、色コード画像メモ
リ５を走査し、各画素の色コードが“1"であれば“1"、
そうでなければ“0"となる画素値を付与された２値画像
を作成する２値画像作成手段であり、作成された２値画
像群は２値画像メモリ７−１〜ｎに格納する。２値画像
メモリ７−１〜ｎは、色コード画像メモリ５に与えられ
た色コードの数、すなわち、色分布分割手段４で分割さ
れてできた分割領域の数を予想し、十分な数を用意して
いる。８は、２値画像メモリ７−１〜ｎに格納されてい
るそれぞれの２値画像から、パターンの認識を行うパタ
ーン認識手段である。ここで、対象となる画像は２値画
像なので、パターン認識には公知の技術を利用できる。
第１図では２値画像を同時に生成し、複数の２値画像メ
モリに記憶する構成になっているが、２値画像を同時に
一つだけ作り、パターン認識を行ってから次の２値画像
を作るという、２値画像メモリを一つだけ用意した構成
も可能である。また、パターン認識手段を２値画像メモ
リの数にあわせて用意し、パターン認識を並列に行う構
成も可能である。

第４図において、入力されたモノクロ画像は、モノク
ロ画像記憶手段としてのモノクロ画像メモリ９に格納さ
れる。２はモノクロ画像メモリ９に格納されているモノ
クロ画像から、空間周波数の高周波数部分と低周波数部
分の透過性を低く、中間周波数部分の透過性を高くする
という方法でバンドパス型のフィルタ処理するバンドパ
ス型フィルタ処理手段で、作成されたフィルタ処理画像
はフィルタ処理画像記憶手段としてのフィルタ処理画像
メモリ３に格納される。10は、まず、フィルタ処理画像
メモリ３に格納されているモノクロ画像を明度に関する
ヒストグラムに変換し、明度分布をもとにヒストグラム
を分割し、分割により得られる分割領域の中で同一のも
のに属する画素は同じ明度であるものと判断するもの
で、それぞれの分割領域について対応する明度コードを
割り当て、同じ分割領域に含まれるそれぞれの画素、す
なわち、同じ明度と判断された画素に該当する明度コー
ドを与えるヒストグラム分割手段であり、上記情報を明
度コード画像メモリ11に明度コード画像として格納す
る。６は明度コード画像から各明度コードに対応する２
値画像、すなわち、各画素について該当する明度コード
を持つ場合は“1"、そうでない場合には、“0"となる画
素値を付与された２値画像を生成する２値画像作成手段
であり、２値画像作成手段６で作られた２値画像群は２
値画像記憶手段としての２値画像メモリ７−１〜ｎに格
納される。８は、２値画像メモリ７−１〜ｎに格納され
ているそれぞれの２値画像から、パターンの認識を行う
パターン認識手段である。

以下、パターン認識の対象として切手画像を例にと
り、第３の発明のカラー画像からのパターン認識装置を
適用し、バンドパス型フィルタ処理にフーリエ変換を利
用する場合について、第６図と第７図を参照して説明す
る。まず、第１図のカラー画像メモリ１−１〜３には、
カラースキャナ、TVカメラ等のカラー画像入力手段によ
ってパターンの認識を行いたい切手のフルカラー画像
が、例えば明度、赤−緑、青−黄の３つの色成分で入力
され（テレビジョン学会誌第31巻第１号（1977）pp.29
〜35）、例えば各画素につき明度、赤−緑、青−黄各８
ビットの階調で格納されている（第７図（ａ））。上記
切手を内容とする３つの色成分からなるカラー画像に対
し、バンドパス型フィルタ処理手段２−１〜３において
以下の処理を行う。まず、カラー画像メモリ１−１〜３
に格納されているカラー画像をフーリエ変換する。フー
リエ変換画像の高周波数部分と低周波数部分を軽く、中
間周波数部分を重く扱うバンドパス型の重み付けを行う
フィルタ処理のために、例えば前記式（１），（２），
（３）を用いてフィルタ画像を各色成分毎にあわせて３
枚作成する。フーリエ変換画像とフィルタ画像とを基に
してフィルタ処理を行ってフィルタ処理画像を作成す
る。切手画像は数字部分を人間が読むことを前提として
人間の目に読みやすいように書かれており、切手の数字
部分の色変化に強く現れる周波数成分は重要視され、背
景の絵の部分の色変化に対応する周波数成分は軽視され
る。フィルタ処理画像に逆フーリエ変換を行って作成さ
れる逆フーリエ変換画像は、第７図（ｂ）のように人間
の目に読みやすい切手の文字部分の保存したまま、人間
の目に目立たない色変化成分を軽減したパターン認識し
やすい画像となっている。逆フーリエ変換画像をフィル
タ処理画像としてフィルタ処理画像メモリ３−１〜３に
格納する。フィルタ処理画像は色分布分割手段４におい
て色分割されて色コード画像に変換され、色コード画像
メモリ５に格納される。切手の絵の中に含まれている値
段を示す数字は、人間の目に読みやすいように配色され
ているはずであるから、このような色分割により数字の
領域の切り出しは容易である。次に、色コード画像に含
まれる色コード毎に第６図に例示する２値画像が生成さ
れ、各画素１ビットで２値画像メモリ７−１〜ｎに格納
される。この場合、パターンに相当するものは切手の値
段を表している数字部分である。第６図（ａ）はフィル
タ処理画像、（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）はそれぞ
れ第1,2,3,4の２値画像メモリを表している。２値画像
作成手段６において作られた２値画像は、それぞれ一つ
の色を表しており、その色の表す領域は“1"、それ以外
の領域は“0"となっている。第６図（ｂ）は切手の値段
を示す数字の色を表しており、数字の部分が“1"、それ
以外の部分が“0"となっている。従って、数字の部分が
２値化されて切り出されている。切手画像については、
切手の値段を表す部分は、右上、右下、左上、左下のあ
る程度決まった位置にあると考えることができるので、
パターン認識を行う際、全体を走査する必要はない。従
って、２値画像メモリ７−１〜ｎに格納された各々の２
値画像について、パターン認識手段８により文字が存在
する部分のパターン認識を行う。第１の２値画像から切
手の値段を表す数字が認識され、第2,3の２値画像から
は何も認識されないという結果となる。

本発明のバンドパス型フィルタ処理の結果を第７図
（ｂ）に示す。また、特願平１−150109号の技術によっ
て色分割した結果について第７図（ｃ）に示す。さら
に、切手文字の色成分を持つ領域だけを切り出した場合
について第７図（ｄ）に示す。いずれの場合にも、本発
明を利用した場合に切手の文字部分を十分に無駄なく読
み取れることがわかる。

上述した手順により、パターンを含むカラー画像につ
いて、人間の目に読みやすく書かれている文字やシンボ
ルなどのパターンの色変化成分を重視し、逆に人間の目
に読みにくい背景の模様やノイズなどの色変化成分を軽
視することにより、従来のパターン認識技術では困難で
あった複雑な色変化の成分を持つ画像でも、容易にパタ
ーン認識することが可能となる。

（発明の効果） 以上に説明したように、第１の発明の方法および第３
の発明の装置によれば、入力されたカラー画像の中に、
必要なパターンだけではなく背景に絵や模様などの複雑
な構造が入った場合にも、そのパターンが人間の視覚に
とって読み取りやすいものであるならば、パターンを認
識することができる。従って、複雑な装飾を施した文書
からの文字の読み取りや自然情景の中からの文字やシン
ボルの認識など、従来読み取りの自動化が困難であった
パターンの認識に幅広く対応することが可能ある。

また、第２の発明の方法および第４の発明の装置によ
れば、第１の発明の方法および第３の発明の装置の効果
に加えて、バンドパス型フィルタ処理の色成分が１つの
画像への制限、色分割における第１主軸の計算の省略な
どにより、処理を高速に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３の発明のカラー画像からのパターン認識装
置の一実施例を示すブロック図、第２図は第１の発明の
カラー画像からのパターン認識方法のフィルタ処理およ
び色分割に関する流れ図、第３図は第２の発明のモノク
ロ画像からのパターン認識方法のフィルタ処理および色
分割に関する流れ図、第４図は第４の発明のモノクロ画
像からのパターン認識装置の一実施例を示すブロック
図、第５図は色空間におけるクラスタ分割の方法を示す
説明図、第６図は第１図および第４図における入力画像
メモリと２値画像メモリの関係の一例を示す説明図、第
７図は本発明による切手文字の切り出しの説明図、第８
図は人間の視覚の空間周波数特性を示す説明図である。 １……カラー画像メモリ、2,2−１〜２−３……フィル
タ処理手段、3,3−１〜３−３……フィルタ処理画像メ
モリ、４……色分布分割手段、５……色コード画像メモ
リ、６……２値画像作成手段、７−１〜７−ｎ……２値
画像メモリ、８……パターン認識手段、９……モノクロ
画像メモリ、10……ヒストグラム分割手段、11……明度
コード画像メモリ。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力されたカラー画像に対して、空間周波
   数の高周波数部分と低周波数部分の透過性が低く、中間
   周波数部分の透過性が高いというバンドパス型フィルタ
   処理を前記カラー画像を表現する表色系を構成する各色
   成分毎に独立に行い、フィルタ処理画像を色空間の色分
   布に変換し、色分布に応じて色空間を複数の色領域に分
   割し、各分割領域に含まれている色を同一色と判断し、
   前記入力画像中の画素を走査しながら、同一色と判断さ
   れた色を持つ全ての画素を“1"、それ以外の画素を“0"
   とする処理を前記各分割領域毎に繰り返すことにより２
   値画像群を作成し、各２値画像について標準パターンと
   照合することを特徴とするカラー画像からのパターン認
   識方法。
2. 【請求項２】入力されたモノクロ画像に対して、空間周
   波数の高周波数部分と低周波数部分の透過性が低く、中
   間周波数部分の透過性が高いというバンドパス型のフィ
   ルタ処理を行い、フィルタ処理画像の明度に関するヒス
   トグラムを複数の明度領域に分割し、各分割領域に含ま
   れている明度を同一の明度と判断し、前記入力画像中の
   画素を走査しながら、同一と判断された明度を持つすべ
   ての画素を“1"、それ以外の画素を“0"とする処理を前
   記各分割領域毎に繰り返すことにより２値画像群を作成
   し、各２値画像について標準パターンと照合することを
   特徴とするモノクロ画像からのパターン認識方法。
3. 【請求項３】入力されたカラー画像を格納するカラー画
   像メモリと、 前記カラー画像メモリに格納されているカラー画像に対
   して、前記カラー画像を表現する表色系を構成する各色
   成分毎に独立にバンドパス型のフィルタ処理を行うバン
   ドパス型フィルタ処理手段と、 前記バンドパス型フィルタ処理手段で作成されたフィル
   タ処理画像を格納するフィルタ処理画像メモリと、 前記フィルタ処理画像を色空間の色分布に変換し、前記
   色分布に応じた色空間における色分割により得られたそ
   れぞれの分割領域を同一色の領域として判断する色空間
   における分割手段と、 前記入力画像中の画素を走査しながら、色分割後の領域
   において同一色と判断された色を持つすべての画素を
   “1"、それ以外の画素を“0"とすることにより、２値画
   像群を生成する２値画像生成手段と、 前記各２値画像の記憶手段としての２値画像メモリと、 前記カラー画像中に含まれるパターンを、前記各２値画
   像についてパターン認識するパターン認識手段と を備えていることを特徴とするカラー画像からのパター
   ン認識装置。
4. 【請求項４】入力されたモノクロ画像を格納するモノク
   ロ画像メモリと、 前記モノクロ画像メモリに格納されているモノクロ画像
   に対して、バンドパス型のフィルタ処理を行うバンドパ
   ス型フィルタ処理手段と、 前記バンドパス型フィルタ処理手段で作成されたフィル
   タ処理画像を格納するフィルタ処理画像メモリと、 前記フィルタ処理画像から合成される明度に関するヒス
   トグラムを分割することにより得られたそれぞれの分割
   領域を同一明度の領域として判断する明度に関する分割
   手段と、 前記入力画像中の画素を走査しながら、分割後の領域に
   おいて同一と判断された明度を持つすべての画素を
   “1"、それ以外の画素を“0"とすることにより、２値画
   像を生成する２値画像生成手段と、 前記各２値画像の記憶手段としての２値画像メモリと、 前記モノクロ画像中に含まれるパターンを、前記各２値
   画像についてパターン認識するパターン認識手段と を備えていることを特徴とするモノクロ画像からのパタ
   ーン認識装置。