JP2913103B2 - パターン認識装置 - Google Patents

パターン認識装置

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JP2913103B2
JP2913103B2 JP2011775A JP1177590A JP2913103B2 JP 2913103 B2 JP2913103 B2 JP 2913103B2 JP 2011775 A JP2011775 A JP 2011775A JP 1177590 A JP1177590 A JP 1177590A JP 2913103 B2 JP2913103 B2 JP 2913103B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 渦巻状の走査処理により文字,数字,記号等のパター
ン認識を行うパターン認識装置に関し、 マッチング走査回数を削減してパターン認識に要する
時間を短縮することを目的とし、 入力された画像データから切り出された被検査パター
ンを予め準備された辞書パターンによりパターンマッチ
ングしてパターン認識を行うパターン認識装置であっ
て、前記被検査パターンに対して前記辞書パターンを渦
巻状に走査する渦巻状走査処理手段と、前記辞書パター
ンの走査位置が前記被検査パターンの至近位置に来たと
き、前記渦巻状走査処理手段による渦巻状走査の初点を
該至近位置へ修正する走査初点位置修正手段と、前記被
検査パターンと前記辞書パターンとの不一致ビット量か
ら、一致・不一致を判定するパターン判定手段とを具備
するように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、パターン認識装置に関し、特に、渦巻状の
走査処理により文字,数字,記号等のパターン認識を行
うパターン認識装置に関する。
現在、各種製品の外観検査、例えば、キーボード上に
正しいキートップが挿入されているか、或いは、プリン
ト板に正しい型番のICが搭載されているか等の検査は、
目視による検査から自動検査へと変化しつつある。しか
し、自動検査を行う場合、製品の位置出し、製品に記載
されたパターン(文字、数字)の位置ずれ等が問題とな
り、これらのパターンを高速にかつ高精度に認識する装
置が要望されている。
〔従来の技術〕
第6図は従来のパターン認識装置の一例を示すブロッ
ク図である。同図に示されるように、従来のパターン認
識装置は、撮像系101,A/D変換回路102,フレームメモリ
回路103,パターン切出回路104,辞書メモリ回路105,マッ
チング位置走査回路106,パターンマッチング回路107,判
定回路110および結果出力回路111を備えている。
撮像系101はカメラにより検査対象の画像を撮影する
もので、該撮像系101からのアナログ画像信号はA/D変換
回路102によりをデジタル化されて、フレームメモリ回
路103へ格納される。フレームメモリ回路103へ格納され
た画像データは、パターン切出回路104によりその中か
ら所定の被検査パターンが切り出されてマッチング位置
走査回路106へ供給される。また、マッチング位置走査
回路106には、予め辞書メモリ回路105に格納された辞書
パターンも供給され、該マッチング位置走査回路106に
より被検査パターンと辞書パターンとのパターンマッチ
ング位置が走査されるようになされている。
切り出された被検査パターンと辞書パターンとパター
ンマッチングは、パターンマッチング回路107で行わ
れ、また、判定回路110では、パターンマッチング回路1
07で算出された不一致ビット量から、一致・不一致を判
定されることになる。そして、判定回路110からの出力
は、結果出力回路111に供給され、該結果出力回路111か
ら判定結果が出力される。ここで、判定回路110の出力
信号は、マッチング位置走査回路106に供給され、被検
査パターンに対する辞書パターンのパターンマッチング
位置が渦巻状に順次走査されるようになされている。
第7図はパターン認識装置における渦巻状の走査処理
を説明するための図である。同図に示されるように、従
来のパターン認識装置における渦巻状の走査処理は、パ
ターン切出回路104により切り出された被検査パターン
の切り出し枠の中で、該切り出し枠の中心を初点P1とし
てその周囲へ渦巻状に辞書パターンをマッチング位置走
査回路106で走査するようになされている。
各マッチング位置において、パターンマッチング回路
107で算出された不一致ビット量Mは、判定回路110で一
致判定レベルSと比較され、M>Sであれば上記渦巻状
の走査順序でマッチング位置をずらし、そして、M≦S
となる位置(P3)が存在した場合、その時点で結果出力
回路111からパターン一致の認識結果が出力される。こ
こで、切り出し枠内を全て走査した結果、M≦Sとなる
位置がなければパターン不一致の認識結果が結果出力回
路111から出力されることになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述したように、従来のパターン認識装置は、渦巻状
の走査処理を行ってパターン認識を行うようになされて
いる。
ところで、従来のパターン認識装置では、パターンマ
ッチング回路107で算出される不一致ビット量Mが判定
回路110の一致判定レベルSに対してM≦Sとなるマッ
チング位置P3まで辞書パターンを渦巻状に走査した場
合、第8図に示されるように、切り出し枠の中心(初点
P1)からマッチング位置P3までの距離をlとすると、全
走査回数NはN≒(2l+1)2となる。
その結果、従来のパターン認識装置では、例えば、被
検査パターンが渦巻状走査の初点P1(切り出し枠の中
心)からずれていればいる程、無駄な検索エリアが広が
りマッチング走査回数が増加してマッチング処理時間
(パターン認識に要する時間)が増大するという課題が
あった。
本発明は、上述した従来のパターン認識装置が有する
課題に鑑み、マッチング走査回数を削減してパターン認
識に要する時間を短縮することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明に係るパターン認識装置の原理を示す
ブロック図である。
本発明によれば、入力された画像データから切り出さ
れた被検査パターンを予め準備された辞書パターンによ
りパターンマッチングしてパターン認識を行うパターン
認識装置であって、前記被検査パターンに対して前記辞
書パターンを渦巻状に走査する渦巻状走査処理手段A
と、前記辞書パターンの走査位置が前記被検査パターン
の至近位置に来たとき、前記渦巻状走査処理手段Aによ
る渦巻状走査の初点を該至近位置へ修正する走査初点位
置修正手段Bと、前記被検査パターンと前記辞書パター
ンとの不一致ビット量から、一致・不一致を判定するパ
ターン判定手段Cとを具備することを特徴とするパター
ン認識装置が提供される。
〔作用〕
本発明のパターン認識装置によれば、渦巻状走査処理
手段Aにより、入力された画像データから切り出された
被検査パターンに対して予め準備された辞書パターンが
渦巻状に走査される。さらに、走査初点位置修正手段B
により、辞書パターンの走査位置が被検査パターンの至
近位置に来たとき、上記渦巻状走査処理手段Aによる渦
巻状走査の初点を該至近位置へ修正するようにされてい
る。そして、パターン判定手段Cにより、被検査パター
ンと辞書パターンとの不一致ビット量から一致・不一致
が判定されるようになされている。これによって、マッ
チング走査回数を削減してパターン認識に要する時間を
短縮することができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明に係るパターン認識装置
の一実施例を説明する。
第2図は本発明のパターン認識装置の一実施例を示す
ブロック図である。同図に示されるように、本実施例の
パターン認識装置は、撮像系1,A/D変換回路2,フレーム
メモリ回路3,パターン切出回路4,辞書メモリ回路5,マッ
チング位置走査回路6,パターンマッチング回路7,判定弁
別回路8,走査初点位置修正回路9,判定回路10および結果
出力回路11を備えている。
撮像系1はカメラにより検査対象の画像を撮影するも
ので、該撮像系1からのアナログ画像信号はA/D変換回
路2によりをデジタル化されて、フレームメモリ回路3
へ格納される。フレームメモリ回路3へ格納された画像
データは、パターン切出回路4によりその中から所定の
被検査パターンが切り出されてマッチング位置走査回路
6へ供給される。また、マッチング位置走査回路6に
は、予め辞書メモリ回路5に格納された辞書パターンも
供給され、該マッチング位置走査回路6により被検査パ
ターンと辞書パターンとのパターンマッチング位置が渦
巻状に走査されるようになされている。
切り出された被検査パターンと辞書パターンとのパタ
ーンマッチング処理は、パターンマッチング回路7で行
われ、被検査パターンと辞書パターンとの一致ビットお
よび不一致ビットを算出するようになされている。判定
弁別回路8は、パターンマッチング回路7で算出された
不一致ビット量に応じて出力信号を走査初点位置修正回
路9と判定回路10とに切り換えるものである。
走査初点位置修正回路9は、パターンマッチング回路
7で算出された不一致ビット量Mが或る余裕度(t)を
持った所定の値S′(S+t)以下になったとき、渦巻
状の走査を行う初点の位置を該不一致ビット量が所定値
以下となった位置へ修正する(第5図を参照して後に詳
述する)もので、その修正する位置情報は走査初点位置
修正回路9からマッチング位置走査回路6へ供給される
ようになされている。
判定回路10は、従来のパターン認識装置と同様のもの
で、パターンマッチング回路7で算出された不一致ビッ
ト量から、一致・不一致を判定するものである。そし
て、判定回路10から出力は、結果出力回路11に供給さ
れ、該結果出力回路11から判定結果が出力される。ここ
で、判定回路10の出力信号は、従来のパターン認識装置
と同様に、マッチング位置走査回路6に供給され、被検
査パターンに対する辞書パターンのパターンマッチング
位置が渦巻状に順次走査されるようになされている。
このように、本実施例のパターン認識装置において
は、まず、マッチング位置走査回路6およびパターンマ
ッチング回路7によって、切り出し枠の中心を初点とし
た従来と同様な渦巻状の走査が行われ、その走査位置で
のマッチングの程度(例えば、不一致ビット量)はパタ
ーンマッチング回路7から判定弁別回路8に供給され
る。そして、判定弁別回路8において、被検査パターン
に対して辞書パターンが半一致状態(辞書パターンの走
査位置が被検査パターンの至近位置にある状態)である
と判別されると、走査初点位置修正回路9およびマッチ
ング位置走査回路6により該至近位置が新たな初点とな
るように渦巻状走査の初点位置が修正され、該新たな初
点の位置から新たな渦巻状の走査が行われる。そして、
パターンマッチング回路7からのマッチング結果は、判
定弁別回路8によって、判定回路10に供給されるように
切り換えられ、該判定回路10で一致・不一致が判定され
る。これによって、従来のパターン認識装置において行
われていた無駄な領域での走査(第8図における右上の
領域における渦巻状走査)を省略して被検査パターンに
対する辞書パターンのマッチング走査回数を削減するこ
とができ、パターン認識に要する時間を短縮することが
可能となる。
第3図は本発明が適用される検査対象の一例を示す図
である。
本実施例のパターン認識装置は、例えば、第3図に示
されるようなキーボード31の外観検査に使用されるもの
で、該キーボード31の所定個所(例えば、テンキー32の
数字『8』の位置)に正しいキートップ(例えば、数字
『8』のキートップ)が挿入されているかどうかを検査
するために使用されるものである。
第4図はフレームメモリ回路から切り出された被検査
パターンの一例を示す図である。
例えば、本実施例のパターン認識装置を使用してキー
ボード31の外観検査を行う場合、まず、撮像系1により
キーボード全体または所定範囲の画像を撮影し、この画
像信号をA/D変換回路2でデジタル化してフレームメモ
リ回路3へ格納する。そして、例えば、キーボード31の
テンキー32において、数字『8』のキートップが挿入さ
れるべき領域の画像データをパターン切出回路4で切り
出す。ここで、キートップに刻印された数字『8』は、
理想的には切り出された枠の中央に位置することになる
が、実際には、第4図に示されるように、撮像系1とキ
ーボードの位置ずれ等に起因して、切り出し枠の中央に
位置しないことが多い。第4図の場合には、切り出し枠
の左下の位置に偏っている。このとき、切り出された被
検査パターンに対して辞書パターンを渦巻状に走査して
パターンマッチングを行うが、本発明のパターン認識装
置では、さらに、渦巻状の走査回数を削減してパターン
認識に要する処理時間を一層短縮するために、パターン
マッチング回路7で算出された不一致ビット量が或る余
裕度を持った所定の値以下になったとき、すなわち、辞
書パターンが被検査パターンの至近にあって半一致であ
ると判定弁別回路8が判断したとき、渦巻状走査を行う
初点を該不一致ビット量が所定値以下となった位置へ修
正するようになされている。
第5図は本発明のパターン認識装置における処理動作
を説明するための図である。
第2図を参照して述べたように、例えば、検査対象で
あるキーボード(際2図参照)は、撮像系1によりアナ
ログ信号として入力され、該アナログの画像信号はA/D
変換回路2によりデジタル化されてフレームメモリ回路
3に格納される。パターン切出回路4ではフレームメモ
リ回路3から、被検査パターンを切り出す(第4図参
照)。マッチング位置走査回路6で最初に切り出し枠の
中心P1をマッチング位置(渦巻状走査の初点)として、
辞書メモリ回路5から読み出された辞書パターンとのパ
ターンマッチングをパターンマッチング回路7で行う。
上記パターンマッチング回路7で算出された不一致ビッ
ト量Mは、判定弁別回路8に供給され、一致・不一致を
判定する一致判定レベルSよりも余裕度t(tは辞書パ
ターンにより異なる)を付加した値S′(ここで、S′
=S+t)で判定する。ここで、不一致ビット量Mの値
S′による判定は、判定弁別回路8で行わずに、走査初
点位置修正回路9の前に前判定回路を設け、そこで行う
ように構成することもできる。また、値S′はパターン
の一致とまではいかないが半一致(一致に近い)という
レベルである。
判定弁別回路8において、不一致ビット量M>S′、
すなわち、全く一致していない場合は、走査初点位置修
正回路9で渦巻状の走査方向を修正することなく、従来
のパターン認識装置と同様に、上記マッチング位置走査
回路6により渦巻状の走査をしながらパターンマッチン
グを行なっていく。一方、判定弁別回路8において、不
一致ビット量M≦S′となる位置P2が存在した場合、す
なわち、辞書パターン位置が被検査パターンに近づいた
場合には、走査初点位置修正回路9にて、第5図の様に
位置P2(初点P1からの縦方向の距離m)を渦巻状走査の
新たな初点として、新たな渦巻状走査を行うように走査
方向を修正する。マッチング位置走査回路6による初点
P2からの新たな渦巻状走査を行って得られる不一致ビッ
ト量M′は、判定弁別回路8から判定回路10へ供給さ
れ、一致判定レベルSと比較判定される。
判定回路10において、不一致ビット量M′がM′>
S、すなわち、パターンが一致していない場合は、さら
に走査を続ける。そして、不一致ビット量M′≦Sとな
る位置P3(初点P1からの縦方向の距離l)が存在した場
合、すなわち辞書パターンと被検査対象のパターンが一
致した場合は、結果出力回路11からパターン一致が出力
される。また、切り出し枠内を全走査し、M≦S(M′
≦S)となる位置がない場合は、結果出力回路11からパ
ターン不一致が出力される。
本実施例のパターン認識装置におけるマッチング走査
回数N′は、第5図に示されるように、切り出し枠の中
心(最初の渦巻状走査の初点)P1から新たな渦巻状走査
の初点P2までの縦方向の距離をm,該新たな初点P2からパ
ターン位置P3までの縦方向の距離をn(ここで、l=m
+n)とすると、全走査回数N′はN′≒(2m+1)2
+(2n+1)2−1となる。ここで、従来のパターン認
識装置における全走査回数NはN≒(2l+1)2=〔2
(m+n)+1〕2であるから、その差は、N−N′≒8
mnとなる。従って、本実施例のパターン認識装置では、
約8mn回だけマッチング走査回数を削減することがで
き、パターン認識に要する時間を短縮することができる
ことになる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のパターン認識装置によ
れば、辞書パターンの走査位置が被検査パターンの至近
位置に来たとき、渦巻状走査の初点を該至近位置へ修正
し、そこから渦巻状走査を再度行うことによって、マッ
チング走査回数を削減してパターン認識に要する時間を
短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るパターン認識装置の原理を示すブ
ロック図、 第2図は本発明のパターン認識装置の一実施例を示すブ
ロック図、 第3図は本発明が適用される検査対象の一例を示す図、 第4図はフレームメモリ回路から切り出された被検査パ
ターンの一例を示す図、 第5図は本発明のパターン認識装置における処理動作を
説明するための図、 第6図は従来のパターン認識装置の一例を示すブロック
図、 第7図はパターン認識装置における渦巻状の走査処理を
説明するための図、 第8図は従来のパターン認識装置における処理動作を説
明するための図である。 (符号の説明) A……渦巻状走査処理手段、B……走査初点位置修正手
段、C……パターン判定手段、1……撮像系、2……A/
D変換回路、3……フレームメモリ回路、4……パター
ン切出回路、5……辞書メモリ回路、6……マッチング
位置走査回路、7……パターンマッチング回路、8……
判定弁別回路、9……走査初点位置修正回路、10……判
定回路、11……結果出力回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−195585(JP,A) 特開 平2−122380(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 1/00 G06T 7/00 - 7/60

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力された画像データから切り出された被
    検査パターンを予め準備された辞書パターンによりパタ
    ーンマッチングしてパターン認識を行うパターン認識装
    置であって、 前記被検査パターンに対して前記辞書パターンを渦巻状
    に走査する渦巻状走査処理手段(A)と、 前記辞書パターンの走査位置が前記被検査パターンの至
    近位置に来たとき、前記渦巻状走査処理手段による渦巻
    状走査の初点を該至近位置へ修正する走査初点位置修正
    手段(B)と、 前記被検査パターンと前記辞書パターンとの不一致ピッ
    ト量から、一致・不一致を判定するパターン判定手段
    (C)とを具備することを特徴とするパターン認識装
    置。
  2. 【請求項2】前記走査初点位置修正手段(B)は、前記
    被検査パターンと前記辞書パターンとの不一致ビット量
    が或る余裕度を持った所定の値以下になったとき、前記
    辞書パターンの走査位置が前記被検査パターンの至近位
    置に来たとして、前記渦巻状走査の初点を修正するよう
    になっている請求項第1項に記載のパターン認識装置。
  3. 【請求項3】検査対象の画像を撮影する撮像系(1)
    と、 該撮像系からのアナログ画像信号をデジタル化するA/D
    変換回路(2)と、 該A/D変換回路からのデジタル信号を格納するフレーム
    メモリ回路(3)と、 該フレームメモリ回路の中から被検査パターンを切り出
    すパターン切出回路(4)と、 該切り出された被検査パターンと比較する辞書パターン
    が予め格納された辞書メモリ回路(5)と、 前記被検査パターンと前記辞書パターンとのパターンマ
    ッチング位置を走査するマッチング位置走査回路(6)
    と、 前記切り出された被検査パターンと前記辞書パターンと
    のパターンマッチングを行うパターンマッチング回路
    (7)と、 前記パターンマッチング回路で算出された不一致ビット
    量に応じて出力信号を切り換える判定弁別回路(8)
    と、 該判定弁別回路により前記パターンマッチング回路で算
    出された不一致ビット量が或る余裕度を持った所定の値
    以下になったとき、渦巻状の走査を行う初点位置を該不
    一致ビット量が所定値以下となった位置へ修正する走査
    初点位置位置修正回路(9)と、 前記パターンマッチング回路で算出された不一致ビット
    量から、一致・不一致を判定する判定回路(10)と、 該判定回路による判定結果を出力する結果出力回路(1
    1)とを具備するパターン認識装置。
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