JP2841782B2

JP2841782B2 - パターン認識装置

Info

Publication number: JP2841782B2
Application number: JP2212523A
Authority: JP
Inventors: 孝夫南雲
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JPH0498375A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、画像センサを用いて得られた画像から目的
とする対象物を検出して位置決め等のパターン認識を行
うパターン認識装置に関する。

従来の技術従来、この種のパターン認識装置は、テレビカメラ等
の画像センサからの画像を適切に二値化して得られた二
値化画像に対し、パターンマッチングを適用することに
より認識を行う装置として知られている。

第５図は従来の認識装置の構成を示すブロック図であ
る。

第５図において、画像センサであるテレビカメラ31は
認識対象物体の画像信号を得るようになっている。テレ
ビカメラ31は、その画像信号を二値化回路32に供給す
る。二値化回路32は、その画像信号を適切な二値化レベ
ルをもって“0",“1"の二値データに変換する。二値化
回路32は、二値の入力画像を二値画像メモリ33に与えて
一画面について記憶させるようになっている。この二値
画像メモリ33とは別の標準パターンメモリ34には、前記
二値入力画像から、例えば16×16画素の領域について切
出したデータを標準パターンとして記憶させるようにな
っている。

また、切出アドレス発生回路35は、二値画像メモリ33
の入力画像について標準パターンと照合する領域を決定
するための切出アドレスを順次発生する。この切出アド
レス発生回路35は、切出アドレスを加算器37に供給す
る。掃引アドレス発生回路36は、掃引アドレスを前記加
算器37に供給する。加算器37は、前記両アドレスを加算
し、例えば16×16画素の領域を読み出す読出アドレスを
発生し、このアドレスを二値画像メモリ33に与える。ま
た、この掃引アドレス発生回路36は、標準パターンメモ
リ34において例えば16×16画素の領域を掃引アドレスを
発生し、このアドレスを標準パターンメモリ34に与え
る。二値画像メモリ33は、画像データを比較回路38に供
給する。比較回路38には標準パターンメモリ34からの標
準パターン画像が入力されており、比較回路38は二つの
画像を比較し、両者が同じ値を持つときは“0"、異なる
値を持つときは“1"を出力する。この比較回路38はその
比較結果を累算器39に入力し、この累算器39は掃引アド
レス発生回路36が掃引を始める前にリセットされ、比較
回路38から出力される入力画像と標準パターン画像の比
較結果を16×16画素の領域の掃引の間、累算して評価値
として保持する。最小値保持回路40は、切出アドレス発
生回路35が入力画像の切出しを開始する前に本回路の持
つ最小値がリセットされ、16×16画素の領域の掃引が終
了する毎に、累算器39の出力が保持している評価値と本
回路の持つ最小値を比較して、評価値の方が小さい時に
は最小値を評価値で置き換えるとともに、置き換えたこ
とを示す置き換えパルスを出力するようになっている。
最小値保持回路40の出力は切出アドレス保持レジスタ41
に入力され、この切出アドレス保持レジスタ41は切出ア
ドレス発生回路35の発生する切出アドレスを受け、最小
値保持回路40が置き換えパルスを出力した際の切出アド
レスを記憶する。

このような装置の動作を説明する。

まず、テレビカメラ31、二値化回路32および二値画像
メモリ33を動作させて得られた二値入力画像から認識対
象となる形状のうち特徴をとらえた部分を標準パターン
として標準パターンメモリ34に記憶させておく。

以下の認識動作は、二値画像メモリ33の切出アドレス
を変更しながら評価の最小値を求める第一の大きなルー
プ動作と、二値画像メモリ読出アドレスおよび標準パタ
ーンメモリ読出アドレスを掃引しながら評価値を求める
第二の小さなループ動作に分かれる。この第二のループ
動作は第一のループの中に含まれる。

まず、第一の大きなループ動作に先立って、切出アド
レス発生回路35より最小値保持回路40に対し最小値リセ
ットを送り、最小値を大きな値に設定しておく。

次に、第一の大きなループ動作に入り、切出アドレス
発生回路35の出力する切出アドレスをＸ方向に「９」、
Ｙ方向に「９」の矩形の領域を掃引するように変更しな
がら評価の最小値を求める。

第一の大きなループにおける切出アドレスの一つに対
して、掃引アドレス発生回路36により累算器リセット信
号を出力し、累算器39の評価値を“0"にする。

次に、第二の小さなループ動作に入り、掃引アドレス
発生回路36は、16×16の領域を掃引するように掃引アド
レスを発生する。この掃引アドレスは標準パターンメモ
リ読出アドレスとなり、当初、標準パターンの左上のコ
ーナーの画素を示すアドレスから始まって、標準パター
ンの16×16の領域を掃引するように次々と出力される。
掃引アドレスは加算器37において切出アドレス発生回路
35から出力される切出アドレスと加算され二値画像メモ
リ33の読出アドレスとなる。二値画像メモリ33の読出ア
ドレスは、二値の入力画像の切出アドレスから始まっ
て、このアドレスを左上のコーナーとする16×16の領域
を掃引するように次々と出力される。二値画像メモリ33
の読出アドレスは前記メモリ33に送られ、二値画像メモ
リ33に記憶されている入力画像の読み出しのアドレスを
決定する。二値画像メモリ33から読み出された入力画像
は、比較回路38に送られる。一方、標準パターン読出ア
ドレスは標準パターンメモリ34に送られ、標準パターン
メモリ34に記憶されている標準パターン画像の読出アド
レスを決定する。標準パターンメモリ34から読み出され
た標準パターン画像は比較回路38に送られ、先の二値画
像メモリ33から送られた入力画像と当該標準パターン画
像とを比較し、その結果を累算器39に送る。累算器39で
は、掃引アドレス発生回路36の指示により、二値画像メ
モリ33と標準パターンメモリ34の16×16の領域の掃引に
従って、その１画素毎に比較回路38の出力を累算器39に
加算する。二値画像メモリ33と標準パターンメモリ34の
16×16の領域の掃引が終了すると累算器39には評価値が
得られており、この値を最小値保持回路40に送出する。
最小値保持回路40では、掃引アドレス発生回路36の出力
する評価ストローブ信号により評価値と最小値を比較
し、評価値の方が小さい時は最小値を評価値により置き
換えると共に、置き換えパルスを切出アドレス保持回路
41に出力する。切出アドレス保持回路41では、切出アド
レス発生回路35の出力する切出アドレスを置き換えパル
スに従って保持し、評価の最小値を得た切出アドレスを
記憶する。二値画像メモリ33と標準パターンメモリ34の
16×16の領域の掃引を行う第二の小さなループ動作が終
了し、評価ストローブ信号により評価値と最小値を比較
すると、切出アドレス発生回路35の出力する切出アドレ
スを次に値として第一の大きなループの実行を続ける。
切出アドレス発生回路35の出力する切出アドレスがＸ、
Ｙが、それぞれ「９」の矩形領域の掃引を行うと第一の
大きなループ動作を終了し、最小の評価値およびＸ、Ｙ
の値が求められ、目的とされる認識動作を終了する。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来の認識装置では認識時に適切
な二値化レベルを求める必要が生じるとともに、濃淡を
含む多階調の認識が困難であるという問題があった。

また、画像センサの感度変化あるいは対象物周囲の照
明の明度変化により、対象物の形状によっては検出され
る被認識パターンの濃度が変化するため、認識精度が劣
化したりあるいは認識が困難になるという問題があっ
た。

本発明は、上述した従来の問題を解決するものであ
り、濃淡を含む画像の認識動作が可能で、画像センサの
感度変化あるいは照明の明度変化にも影響されることな
く、認識可能な対象物を広げることのできる優れたパタ
ーン認識装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段本発明は、上記目的を達成するため、画像センサから
の画像信号をディジタル化してディジタル画像を得て、
これをフレームメモリに記憶させる入力画像処理手段
と、前記入力画像処理手段のフレームメモリのディジタ
ル画像から一部を切り出し標準パターンとして記憶する
標準パターンメモリと、前記標準パターン全体の平均値
を記憶するとともに、切出アドレスによりディジタル画
像から被認識パターンを切り出し、前記標準パターン全
体の平均値を被認識パターン全体の平均値で割って得た
最適明度補正係数を得る最適明度補正係数生成手段と、
認識時に、被認識パターンの画素データ毎に前記最適明
度補正係数生成手段から最適明度補正係数を掛けた値
と、当該被認識パターンの画素データに対応する標準パ
ターンの画素データの値との差分を求め、この差分の二
乗を全画素について加算して評価値を得る評価値処理手
段と、前記評価値処理手段からの評価値が最小になる入
力画像の切り出し位置を求める位置算出手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

作用本発明は上記のような構成にしたが、次のようなこと
が分かっている。すなわち、被認識パターンの画素デー
タＸ（ｉ）毎に最適明度補正係数を掛けた値と、これに
対応する標準パターンの画素データＹ（ｉ）との差分の
二乗を求めて全画素について加算して評価値を得る場合
（下記第式右辺）において使用する最適明度補正係数
（＝標準パターン全体の平均値Ｙを被認識パターン全体
の平均値Ｘで割った商）は、被認識パターンの画素デー
タＸ（ｉ）毎に一定の明度補正係数Ｋを掛けた値に対応
する標準パターンの画素データＹ（ｉ）との差分の二乗
を求めて全画素について加算して得た評価値を最小にし
たもの（下記第式左辺）と同一である。

左辺のΣ以下をX,Yの関数とみてＦ（x,y）とすると、 x,yについて偏微分すると、Ｆ（x,y）が最小になるのは＝0,＞0,＝0,＞０
の時である、したがって＝０よりこのように構成した本発明は、次のような作用を奏す
る。すなわち、認識パターンに掛ける最適明度補正係
数、最小評価値、そして入力画像の切り出し位置を求め
ることにより、予め収集された濃淡情報を含む標準パタ
ーンと最も形の似た位置を入力画像の中から求めること
ができる。

実施例以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るパターン認識装置の
構成を示すブロック図である。

第１図において、入力画像処理手段１は、画像センサ
であるテレビカメラ11からの画像信号をA/Dコンバータ1
2でディジタル画像化して、これをフレームメモリ13に
記憶させるようになっている。この入力画像処理手段１
のフレームメモリ13のディジタル画像は、その一部が切
り出されて標準パターンとされ、標準パターンメモリ２
に記憶される。

前記入力画像処理手段１は、最適明度補正係数生成手
段３および評価値処理手段４に必要なデータを供給でき
るようにしてある。

最適明度補正係数生成手段３は、前記標準パターン全
体の平均値を標準パターン平均値保持回路19に記憶する
とともに、切出アドレス発生回路15,掃引アドレス発生
回路16および加算器17から出力される切出アドレスによ
りフレームメモリ13のディジタル画像から被認識パター
ンを切り出して平均値計算回路18で被認識パターン全体
の平均値を求め、割り算器20で前記標準パターン全体の
平均値を前記被認識パターン全体の平均値で割って得た
最適明度補正係数を最適明度補正係数保持回路21に記憶
できるようにしてある。

前記評価値処理手段４は、認識時に、加算器17から出
力される切出アドレスに従って読み出された被認識パタ
ーンの画素データ毎に掛け算器22において前記最適明度
補正係数保持回路21からの最適明度補正係数を掛け、標
準パターンメモリ２より当該被認識パターンの画素デー
タに対応する標準パターンを読み出し、当該補正係数を
掛け値と標準パターンの値との差分を減算器23において
求め、この差分の二乗を二乗器24で求めて全画素につい
て累算器25にて評価値を得るようになっている。

前記評価値処理手段４からの評価値は、位置算出手段
５に入力される。この位置算出手段５は、評価値処理手
段４の累算器25からの評価値が保持している最小値より
小さいときに最小値を評価値に置き換えるとともに当該
置き換えを示すパルスを出力する最小値保持回路26と、
前記最小値保持回路26からのパルスにより切出アドレス
発生回路15の切出アドレスを記憶する切出アドレス保持
回路27とからなる。

さらに、上記構成を詳細に説明すると、画像センサで
あるテレビカメラ11は、認識動作を行う対象物体の画像
信号を得ることができる。テレビカメラ11は、その画像
信号をA/Dコンバータ12に入力する。A/Dコンバータ12
は、前記画像処信号をディジタル画像に変換し、フレー
ムメモリ13に与える。フレームメモリ13は、前記入力デ
ィジタル画像を一画面について記憶してる。

二値標準パターンメモリ２は、本実施例では入力ディ
ジタル画像から16×16画素の領域を切出して標準パター
ンとして予め記憶できる。

切出アドレス発生回路15は、フレームメモリメモリ13
の入力画像について、標準パターンと照合する領域を決
定する切出アドレスを本実施例では９×９回順次発生す
るものである。

掃引アドレス発生回路16は、フレームメモリ13および
標準パターンメモリ２において、16×16画素の領域を掃
引する掃引アドレスを発生でき、この掃引アドレスを標
準パターンメモリ２に標準パターンメモリ読出アドレス
として送出される。切出アドレス発生回路15および掃引
アドレス発生回路16は、加算器17に接続されており、加
算器17は、前記切出アドレスおよび掃引アドレスの加算
を行いフレームメモリ13に対しフレームメモリ読出アド
レスとして送出する。

平均値計算回路18は、フレームメモリ13の中の加算器
17が出力するフレームメモリ読出アドレスを始点とし
て、フレームメモリ13から16×16画素の被認領域のデー
タを取り込み、これを平均化する。標準パターン平均値
保持回路19は、二値標準パターンメモリ２のデータを平
均して値を予め記憶しておく。平均値計算回路18および
標準パターン平均値保持回路19の出力は割り算器20の入
力端に接続されており、割り算器20は標準パターン平均
値保持回路19から出力される標準パターン平均値を平均
値計算回路18が出力する被認識領域の平均値で割った商
を最適明度補正係数として出力する。割り算器20の出力
は最適明度補正係数保持回路21に接続されており、最適
明度補正係数保持回路21は最適明度補正係数を保持す
る。この最適明度補正係数保持回路21は、フレームメモ
リ13からのデータを取り込む掛け算器22に接続されてい
る。掛け算器22は、フレームメモリ13からムメモリ13の
中の加算器17が出力するフレームメモリ読出アドレスの
指す被認識画素データを、最適明度補正係数保持回路21
に保持されている最適明度補正係数を掛け、最適化され
た被認識画素データとして出力する。

この掛け算器22の出力は減算器23に接続されており、
減算器23は、掛け算器22からの被認識画素データから、
掃引アドレス発生回路16が出力する標準パターンメモリ
読出アドレスの指す画素データを差し引く。この減算器
23からの出力は二乗器24に接続されており、この二乗器
24は減算器23からの被認識画素データと標準パターンデ
ータの差の二乗を得る回路である。この二乗器24は累算
器25に接続されており、累算器25において二乗器24の出
力を、16×16画素の領域の掃引の間、累算して評価値と
して保持している。この累算器25の出力は最小値保持回
路26に与えられている。最小値保持回路26は、切出アド
レス発生回路15が入力画像の切出しを開始する前に本回
路の持つ最小値がリセットされ、16×16画素の領域の掃
引が終了する毎に、累算器24の出力が保持している評価
値と本回路の保持する最小値とを比較して、評価値の方
が小さい時には小さい値を評価値で置き換えるととも
に、置き換えたことを意味する置き換えパルスを出力で
きる。この最小値保持回路26の出力は切出アドレス保持
回路27に与えられるようになっている。この切出アドレ
ス保持回路27は、最小値保持回路26が置き換えパルスを
出力したとき、そのときの切出アドレスを記憶するよう
になっている。

次に、上記実施例の動作について説明する。

第２図は、上記実施例の動作を説明するタイミングチ
ャートである。第２図は、横軸に、切出アドレス発生回
路15の出力する最小値リセット信号、切出アドレス、掃
引アドレス発生回路16の出力する累算器リセット信号、
評価ストローブ信号、標準パターンメモリ読出アドレ
ス、加算器17の出力するフレームメモリ読出アドレス、
および最適明度補正係数保持回路21の保持する最適明度
補正係数の各タイミングを、横軸に時間をそれぞれ示し
ている。

第３図は、Ｘ方向、Ｙ方向共に24画素からなるフレー
ムメモリの入力画像のアドレスを説明するための図であ
る。

ここで、第２図の切出アドレスが「１」のタイミング
では第３図の番地“1"の示すＸ＝「１」、Ｙ＝「１」の
フレームメモリアドレスを出力し、第２図の切出アドレ
ス「２」のタイミングでは第３図の番地“2"の示すＸ＝
「２」、Ｙ＝「１」のフレームメモリアドレスを、……
…、第２図の切出アドレス「９」のタイミングでは第３
図の番地“9"の示すＸ＝「９」、Ｙ＝「１」のフレーム
メモリのアドレスを、第２図の切出アドレス「25」のタ
イミングでは第３図の番地“25"の示すＸ＝「１」、Ｙ
＝「２」のフレームメモリのアドレスを、………、とい
うように順次出力する。このように切出アドレスを順次
増加しながら、Ｘ方向に「９」、Ｙ方向に「９」の矩形
領域を掃引し、最後に、第２図のフレームメモリのアド
レスが「201」のタイミングでは第３図の番地「201」の
示すＸ＝「９」、Ｙ＝「９」のフレームメモリアドレス
を出力する。さらに、この切出アドレス（Ｘ＝「９」、
Ｙ＝「９」における「201」）が決まると、この切出ア
ドレス（「201」）を左上の画素とし、アドレス「201」
〜「216」，「225」〜「240」，「249」〜「264」，…
…「561」〜「576」からなる16×16画素の領域が評価の
対象となる。

第４図は、標準パターンメモリの標準パターンのアド
レスを説明する図であり、Ｘ方向、Ｙ方向共に16画素か
ら構成されている。

このような第１図、第２図、第３図、および第４図を
用いて、上記実施例の動作について以下に説明する。

画像センサであるテレビカメラ11から得られた画像
は、A/Dコンバータ12でディジタル化されてフレームメ
モリ13に記憶される。このようにフレームメモリ13に記
憶された入力画像から認識対象となる形状のうち特徴を
とらえた部分を標準パターンとして得て、標準パターン
として標準パターンメモリ２にセットしておく。また、
標準パターンデータの全領域での平均値を標準パターン
平均値保持回路19にセットしておく。

次の認識動作では、フレームメモリ13の切出アドレス
を変更しながら評価の最小値を求める９×９回の第一の
大きなループ動作と、フレームメモリ13の中のフレーム
メモリ読出アドレスを掃引しながら16×16画素の被認識
領域のデータを平均する第二の小さなループ動作と、フ
レームメモリ読出アドレスおよび標準パターンメモリ読
出アドレスを掃引しながら、16×16画素での評価値の累
計を求める第三の小さなループ動作とに分かれている。
この第二、第三のループ動作は第一のループ動作の中に
含まれる。

まず、第一の大きなループ動作に先立って、切出アド
レス発生回路15より最小値保持回路26に対し最小値リセ
ット信号を送り（時刻t₀）、最小値を適当に大きな値に
設定しておき、第一の大きなループ動作に入る（時刻
t₁）。

第一の大きなループ動作では、切出アドレス発生回路
15の出力する切出アドレスは、第２図、第３図に示すと
おり、Ｘ方向に「９」、Ｙ方向に「９」の矩形の領域を
掃引するように変更しながら最小の評価値を求める。

次に、第二の小さなループ動作に入り（時刻t₁）、掃
引アドレス発生回路16は、16×16の領域を掃引するよう
に掃引アドレスを発生する。掃引アドレスは、加算器17
において、切出アドレス発生回路15から出力される切出
アドレスと加算されるフレームメモリ読出アドレスとな
る。フレームメモリ読出アドレスは、最初、入力画像の
切出アドレス（「１」）から始まって、このアドレス
（「１」）を左上のコーナーとする16×16の領域を掃引
するように、アドレスを「１」〜「16」，「25」〜「4
0」，「49」〜「64」，………，「361」〜「376」の如
く次々と出力する。このフレームメモリ読出アドレス
は、フレームメモリ13に送られ、フレームメモリ13に記
憶されている入力画像の読出アドレスを決定する。フレ
ームメモリ13からこのように読み出された被認識画素デ
ータは、平均計算回路18に次々と入力され平均値計算が
行われる。第二のループが終了すると（時刻t₂）、平均
値計算回路18からは、被認識領域全体の平均値が得られ
る。

掛け算器20は、標準パターン平均値保持回路19からの
標準パターン平均値を平均値計算回路18からの被認識領
域の平均値で割った商が最適明度補正係数として最適明
度補正係数保持回路21に保持されている。

次に、第三の小さなループ動作に入る前に第２図に示
すように、掃引アドレス発生回路16から累算器リセット
信号を出力し、累算器25の評価値を零とする（時刻
t₃）。

そして、第三の小さなループ動作に入ると（時刻
t₄）、掃引アドレス発生回路16は、16×16の領域を掃引
するように掃引アドレスを次々と出力する。掃引アドレ
スは、加算器17において切出アドレス発生回路15から出
力される切出アドレスと加算されフレームメモリ読出ア
ドレスとなる。フレームメモリ読出アドレスは、最初、
入力画像の切出アドレスから始まって、このアドレスを
左上のコーナーとする16×16の領域を掃引するように、
「１」〜「16」，「25」〜「40」，「49」〜「64」，…
……，「361」〜「376」の如く次々と出力される。この
ようなフレームメモリ読出アドレスは、フレームメモリ
13に送られ、フレームメモリ13に記憶されている入力画
像の読み出しのアドレスを決定する。フレームメモリ13
から上述のように読み出された被認識画素データは、掛
け算器22において最適明度補正係数保持回路21から送ら
れた最適明度補正係数と掛け算されて最適化された被認
識画素データとして減算器23に送られる。

一方、標準パターン読出アドレスは、標準パターンメ
モリ２に送られ、標準パターンメモリ２に記憶されてい
る標準パターン画像の読出アドレスを決定する。標準パ
ターンメモリ２から上述のように読み出された標準パタ
ーン画像データは減算器23に送られ、掛け算器22からの
最適化被認識画素データから対応する標準パターン画素
データが減算され、二乗器24に送られる。二乗器24で
は、被認識画素データから対応する標準パターン画素デ
ータの差分の二乗が算出され、その算出結果が累算器25
に与えられる。累算器25では、掃引アドレス発生回路16
の指示により、フレームメモリ13と標準パターンメモリ
２の16×16の領域の掃引に従って、その一画素毎に差分
画像の二乗を累算器25で累算する。フレームメモリ13と
標準パターンメモリ２の16×16の領域の掃引が終了し、
すなわち第三の小さなループが終了すると（時刻t₅）、
累算器25には評価値が得られており、この値を最小値保
持回路26に送出する。

最小値保持回路26では、第２図時刻t₆において掃引ア
ドレス発生回路16の出力される評価ストローブ信号によ
り評価値と最小値とを比較し、評価値の方が小さいとき
は最小値に置き換えるとともに、置き換えパルスを切出
アドレス保持回路27に出力する。切出アドレス保持回路
27では、切出アドレス発生回路15の出力する切出アドレ
スを置き換えパルスに従って保持し、評価値を最小にし
た切出アドレスを記憶する。一方、最小値保持回路26で
は、第２図時刻t₆において出力される評価ストローブ信
号により評価値と最小値とを比較し、評価値が最小値よ
りも大きいか等しいときは最小値の置き換えも切り出し
パルスの出力もしない。

この比較が終了すると、切出アドレス発生回路15は、
切出アドレスを次の値「２」，「３」，「４」，…，
「201」と変更しながら、第一の大きなループの実行を
続ける。

切出アドレス発生回路15の出力する切出アドレスがX,
Yそれぞれ「９」の矩形領域の掃引を行うと、第一の大
きなループ動作を終了し（時刻t₈）、矩形領域内での最
小の評価値とこの値を得たX,Yのアドレスが求められ、
目的とした認識動作を終了する。

このように上記実施例によれば、標準パターン全体の
平均値を認識パターン全体の平均値で割った商（最適明
度補正係数）と、入力画素との積に対応する標準パター
ン画素の差分の二乗を全画素について加算した値が最小
となるように切出アドレスを所定の範囲において変化さ
せることにより、認識パターンの画素に一定のメイド全
画素について加算して求めた値が最小になるように切出
アドレスと明度補正係数を定められた範囲で変化させた
ことと同一の認識結果が得られるため、濃淡を含む画像
の認識動作が可能である。

また、上記実施例での二乗器24を絶対値回路で置き換
えると、標準パターン全体の平均値を認識パターン全体
の平均値で割った商（最適明度補正係数）と入力画素の
積に対応する標準パターン画素の差分の絶対値を全画素
について加算可動体値が最小となるように切出アドレス
を定められた範囲において変化させることにより、濃淡
を含む画像の認識動作が可能である。ここで、標準パタ
ーンは、テレビカメラ11、A/Dコンバータ12を通したも
のを標準パターンとして用いる手法や、認識対象画像と
なる被認識画像にもメディアンフィルタを通したものを
標準パターンとして用いる手法も考えられる。また、標
準パターンを平均値を同一のまま、大きさを、80％、12
0％としたものを用意しておき、三個の標準パターンで
の最小値評価を評価値とする手法も考えられる。

発明の効果以上のように本発明は、上記実施例より明らかなよう
に、標準パクーンの平均値を認識パターンで割ることに
より得た最適明度補正係数と入力画素とを掛けて得た画
素データと当該画素データに対応する標準パターン画素
の差分の二乗を全画素について加算した値が最小となる
ように切出アドレスを定められた範囲において変化させ
ることにより、画像センサの感度変化あるいは対象物周
囲の照明の明度変化が発生して被認識パターンの濃度が
変化した場合にも、対象物の形状に制約されることな
く、確実に安定した認識が可能となる利点がある。ま
た、本発明は、濃淡を含む画像の認識動作が可能となる
ため、二値化レベルを求める処理が不要となり、認識時
間が短くてよいという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるパターン認識装置の
概略ブロック図、第２図は同装置の動作を説明するため
に示すタイミングチャート、第３図はフレームメモリ上
の画素のアドレス、切出アドレス掃引領域、同領域の最
後の画素を視点とする被認識領域の関係を示す図、第４
図は標準パターンメモリ上の画素の配置を示す図、第５
図は従来の認識装置の構成を示すブロック図である。 11……テレビカメラ、12……A/Dコンバータ、13……フ
レームメモリ、14……標準パターンメモリ、15……切出
アドレス発生回路、16……掃引アドレス発生回路、17…
…加算器、18……平均値計算回路、19……標準パターン
平均値保持回路、20……割り算器、21……最適明度補正
係数保持回路、22……掛け算器、23……減算器、25……
累算器、26……最小値保持回路、27……切出アドレス保
持回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像センサからの画像信号をディジタル化
してディジタル画像を得て、これをフレームメモリに記
憶させる入力画像処理手段と、前記入力画像処理手段のフレームメモリのディジタル画
像から一部を切り出し標準パターンとして記憶する標準
パターンメモリと、前記標準パターン全体の平均値を記憶するとともに、切
出アドレスによりディジタル画像から被認識パターンを
切り出し、前記標準パターン全体の平均値を被認識パタ
ーン全体の平均値で割って得た最適明度補正係数を得る
最適明度補正係数生成手段と、認識時に、被認識パターンの画素データ毎に前記最適明
度補正係数生成手段からの最適明度補正係数を掛けた値
と、当該被認識パターンの画素データに対応する標準パ
ターンの画素データの値との差分を求め、この差分の二
乗を全画素について加算して評価値を得る評価値処理手
段と、前記評価値処理手段からの評価値が最小になる入力画像
の切り出し位置を求める位置算出手段と、を備えたことを特徴とするパターン認識装置。