JP2917461B2 - Pattern recognition device - Google Patents

Pattern recognition device

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JP2917461B2
JP2917461B2 JP2212521A JP21252190A JP2917461B2 JP 2917461 B2 JP2917461 B2 JP 2917461B2 JP 2212521 A JP2212521 A JP 2212521A JP 21252190 A JP21252190 A JP 21252190A JP 2917461 B2 JP2917461 B2 JP 2917461B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像センサからの画像信号より目的とする
対象物を検出して位置決め等のパターン認識を行う装置
に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting a target object from an image signal from an image sensor and performing pattern recognition such as positioning.

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多値化して得られた濃淡画像
に対し、パターンマッチングを適用することにより認識
が行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of pattern recognition apparatus performs recognition by applying pattern matching to a grayscale image obtained by converting an image from an image sensor such as a television camera into a multi-valued image.

第5図は従来のパターン認識装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional pattern recognition device.

第5図において、テレビカメラ31は、認識動作を行う
対象物体の画像を得てA/Dコンバータ32に供給する。A/D
コンバータ32は、入力された画像信号をディジタル値に
変換し、フレームメモリ33に入力する。フレームメモリ
33は、入力された二値の入力画像を一画面について記憶
する。また、標準パターンメモリ34は、従来装置では、
例えば16×16画素の領域を切出し標準パターンとして記
憶する。切出アドレス発生回路35は、フレームメモリ33
の入力画像において、標準パターンと照合する領域を決
定する切出しアドレスを順次発生するものである。この
切出アドレス発生回路35からの切出アドレスは、掃引ア
ドレス発生回路36からの掃引アドレスと加算器37で加算
され、フレームメモリ33にフレームメモリ読み出しアド
レスとして与えられる。この掃引アドレス発生回路36
は、フレームメモリ33および標準パターンメモリ34にお
いて、16×16画素の領域を掃引アドレスを発生し、この
信号が標準パターンメモリ34に標準パターンメモリ読み
出しアドレスとして供給される。
In FIG. 5, a television camera 31 obtains an image of a target object on which a recognition operation is performed, and supplies the image to an A / D converter 32. A / D
The converter 32 converts the input image signal into a digital value and inputs the digital value to the frame memory 33. Frame memory
Reference numeral 33 stores the input binary input image for one screen. Further, the standard pattern memory 34 is
For example, an area of 16 × 16 pixels is stored as a cutout standard pattern. The cutout address generation circuit 35 includes a frame memory 33.
Are sequentially generated in the input image of FIG. The extracted address from the extracted address generation circuit 35 is added to the sweep address from the sweep address generation circuit 36 by the adder 37, and is added to the frame memory 33 as a frame memory read address. This sweep address generation circuit 36
Generates a sweep address for a 16 × 16 pixel area in the frame memory 33 and the standard pattern memory 34, and this signal is supplied to the standard pattern memory 34 as a standard pattern memory read address.

符号38は不一致度算出回路であり、不一致度算出回路
38はフレームメモリ33から出力される入力画像と標準パ
ターンメモリ34から出力される標準パターン画像を比較
し、不一致の度合いを不一致度として出力し、累算器39
に供給する。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、不一致度算出回路38
から出力される入力画像と標準パターン画像の不一致度
を、16×16画素の領域の掃引している間、累算して評価
値として保持する。この累算器39の出力は、最小値保持
回路40に入力される。最小値保持回路40は、切出しアド
レス発生回路35が入力画像に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
えたことを示す置換えパルスを切出しアドレス保持回路
41に出力する。切出しアドレス保持回路41は、最小値保
持回路40からの置き換えパルスが入力されたときに、そ
のときに切出しアドレス発生回路35から発生された切出
しアドレスを記憶する回路である。
Reference numeral 38 denotes a mismatch degree calculation circuit.
38 compares the input image output from the frame memory 33 with the standard pattern image output from the standard pattern memory 34, outputs the degree of mismatch as the degree of mismatch, and outputs an accumulator 39.
To supply. The accumulator 39 includes a sweep address generation circuit 36
Is reset before starting the sweep, and the inconsistency calculation circuit 38
The degree of inconsistency between the input image output from and the standard pattern image is accumulated and held as an evaluation value during the sweep of the 16 × 16 pixel area. The output of the accumulator 39 is input to the minimum value holding circuit 40. The minimum value holding circuit 40 resets the minimum value of the present circuit before the cutout address generation circuit 35 starts cutting out the input image, and every time the sweeping of the 16 × 16 pixel area is completed, the accumulator 39 is output. The evaluation value held by the output of this circuit is compared with the minimum value of this circuit, and when the evaluation value is smaller, the minimum value is replaced with the evaluation value, and a replacement pulse indicating the replacement is extracted and the address holding circuit is extracted.
Output to 41. The cut-out address holding circuit 41 is a circuit that, when a replacement pulse is input from the minimum value holding circuit 40, stores the cut-out address generated by the cut-out address generation circuit 35 at that time.

このような従来のパターン認識装置の動作について説
明する。
The operation of such a conventional pattern recognition device will be described.

第5図において、テレビカメラ31、A/Dコンバータ32
およびフレームメモリ33を動作させて得られたディジタ
ルの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。
In FIG. 5, a television camera 31, an A / D converter 32
A part of the shape to be recognized from the digital input image obtained by operating the frame memory 33 is stored in the standard pattern memory 34 as a standard pattern.

以下の認識動作は、フレームメモリ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、二値画像メモリ読み出しアドレスおよび標準
パターンメモリ読み出し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ている。ここ
で、第二のループ動作は第一のループ動作の中に含まれ
ている。
The following recognition operation includes a first large loop operation for finding the minimum value of the evaluation while changing the cutout address of the frame memory 33, and an evaluation value while sweeping the binary image memory read address and the standard pattern memory read address. It is divided into a second small loop operation to seek. Here, the second loop operation is included in the first loop operation.

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。
First, prior to the first large loop operation, a minimum value reset is sent from the cutout address generation circuit 35 to the minimum value holding circuit 40, and the minimum value is set to a large value.

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から出力される切出アドレスをX方向に
「8」、Y方向に「8」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。
Next, a first large loop operation is entered, and the cutout address output from the cutout address generation circuit 35 is changed so as to sweep a rectangular area of "8" in the X direction and "8" in the Y direction. Find the minimum value of the evaluation.

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から累算器リセット信号
を出力し、累算器39の評価値を零にする。
An accumulator reset signal is output from the sweep address generation circuit 36 for one of the cut addresses in the first large loop, and the evaluation value of the accumulator 39 is set to zero.

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、棲準パターンメ
モリ読み出しアドレスとなり、最初、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フレ
ームメモリ33のフレームメモリ読み出しアドレスとな
る。フレームメモリ読み出しアドレスは、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次々と出
力される。フレームメモリ読み出しアドレスはフレーム
メモリ33に送られ、フレームメモリ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。フレームメ
モリ33から上述のように読み出された入力画像は不一致
度算出回路38に送られる。
Next, a second small loop operation is started, and the sweep address generation circuit 36 generates a sweep address so as to sweep a 16 × 16 area. The sweep address becomes a reference pattern memory read address, and is output sequentially starting from an address indicating a pixel at the upper left corner of the standard pattern, and sequentially sweeping a 16 × 16 area of the standard pattern. The sweep address is added to the cut address output from the cut address generation circuit 35 in the adder 37, and becomes the frame memory read address of the frame memory 33. The frame memory read address is first output from the cut-out address of the input image, and is sequentially output so as to sweep a 16 × 16 area having this address as the upper left corner. The frame memory read address is sent to the frame memory 33, and determines the read address of the input image stored in the frame memory 33. The input image read out from the frame memory 33 as described above is sent to the inconsistency calculation circuit 38.

一方、標準パターン読み出し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を読み出す。この標準パターン画
像は不一致度算出回路38に送られる。このフレームメモ
リ33からの入力画像と前記標準パターン画像の対応画素
同士の不一致度が算出され、その結果が累積器39に送ら
れる。累算器39では、掃引アドレス発生回路36の指示に
より、フレームメモリ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、その一画素毎に不一致度算出
回路38からの出力を加算する。フレームメモリ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、この値は最小値保持
回路40に送られる。最小値保持回路40では、掃引アドレ
ス発生回路36からの評価ストロープ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、かつ置き換えパルスを切出アドレス
保持回路41に出力する。この切出アドレス保持回路41
は、その置き換えパルスが入力されているときの切出ア
ドレス発生回路15からの切出アドレスを記憶する。
On the other hand, the standard pattern read address is sent to the standard pattern memory 34, and the standard pattern image stored in the standard pattern memory 34 is read. This standard pattern image is sent to the mismatch degree calculation circuit 38. The degree of mismatch between the input image from the frame memory 33 and the corresponding pixel of the standard pattern image is calculated, and the result is sent to the accumulator 39. In accumulator 39, 16 × of the frame memory 33 and the standard pattern memory 34
In accordance with the sweep of the 16 areas, the output from the inconsistency calculating circuit 38 is added for each pixel. When the sweep of the 16 × 16 area of the frame memory 33 and the standard pattern memory 34 is completed, the evaluation value is obtained in the accumulator 39, and this value is sent to the minimum value holding circuit 40. In the minimum value holding circuit 40, the evaluation value and the minimum value are compared with the evaluation strobe signal from the sweep address generation circuit 36, and when the evaluation value is smaller, the minimum value is replaced with the evaluation value, and the replacement pulse is extracted from the cut-out address. Output to the holding circuit 41. This extracted address holding circuit 41
Stores the cutout address from the cutout address generation circuit 15 when the replacement pulse is input.

フレームメモリ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、つ
いで評価ストローブ信号により評価値と最小値の比較が
完了し、切出アドレス発生回路35の出力する切出アドレ
スを次の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「8」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それを得
たX、Yの値が求められ、目的とする認識動作を終了す
る。
The second small loop operation for sweeping the 16 × 16 area of the frame memory 33 and the standard pattern memory 34 is completed, and the comparison between the evaluation value and the minimum value is completed by the evaluation strobe signal. The execution of the first large loop is continued with the cut-out address output from as the next value.
When the cut address output from the cut address generation circuit 35 is X,
When sweeping of a rectangular area where Y is “8”, the first large loop operation is completed, the minimum evaluation value and the X and Y values obtained are obtained, and the target recognition operation is completed. .

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、切出アドレ
スX、Yがそれぞれ「8」の矩形領域の掃引(8×8
回)に対し、標準パターンメモリの16×16の領域の掃引
を行うため、不一致度処理回数が合計16×16×8×8回
となることからわるるように、不一致度算出回路が切出
矩形領域画素数と、標準パターンメモリの領域画素数と
の積になるため、不一致度算出処理回数が非常に大きく
なり、不一致度算出処理の合計の時間、すなわち認識時
間が非常大きくなるという問題があった。
However, in the above-described conventional recognition device, sweeping (8 × 8) of a rectangular area having cutout addresses X and Y of “8” is performed.
Times), the 16 × 16 area of the standard pattern memory is swept, so that the number of inconsistency processing is 16 × 16 × 8 × 8 times, so the inconsistency calculation circuit is cut out. Since the product is the product of the number of rectangular area pixels and the number of area pixels in the standard pattern memory, the number of times of inconsistency calculation processing becomes extremely large, and the total time of inconsistency degree calculation processing, that is, the recognition time becomes extremely long. there were.

本発明は、上述した問題点を解消し、認識位置の分解
能を落とすことなく認識時間を小さくすることのできる
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。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide an excellent pattern recognition apparatus capable of reducing a recognition time without reducing the resolution of a recognition position.

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に、画像センサか
ら得られる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する入力画像処理
手段と、前記入力ディジタル画像を標準パターンとして
記憶する標準パターンメモリと、認識時は、前記入力画
像処理手段から切出アドレスに基づいて被認識パターン
を切り出し、被認識パターンを複数画素からなる複数の
グループに分割し、各グループの代表値と、同様に分割
した標準パターンメモリから読み出した標準パターンの
被認識パターンに対応するグループの代表値との不一致
度を、全グループについて加算した評価値が最も小さく
なる切出アドレスをグループ単位に求める第一の手段
と、被認識パターンの各画素と、これに対応する標準パ
ターンの画素との不一致度を全画素について加算し、そ
の加算結果の評価値が最も小さくなる切出アドレスを、
前記第一の手段で求めた評価値が最も小さくなる切出ア
ドレスと、その近傍を含む複数画素全体の中から画素単
位に求める第二の手段とを具備するものである。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present invention provides an input image processing means for digitizing an image signal obtained from an image sensor to obtain a digital image and storing the digital image in a frame memory, A standard pattern memory for storing an input digital image as a standard pattern, and at the time of recognition, a pattern to be recognized is cut out from the input image processing means based on a cut-out address, and the pattern to be recognized is divided into a plurality of groups including a plurality of pixels. The degree of inconsistency between the representative value of each group and the representative value of the group corresponding to the pattern to be recognized of the standard pattern read from the similarly divided standard pattern memory is added to all the groups. A first means for obtaining an address in a group unit, each pixel of the pattern to be recognized, and a corresponding mark. The degree of inconsistency with the pixel of the quasi-pattern is added for all pixels, and the cut-out address with the smallest evaluation value of the addition result is
There is provided a cutout address at which the evaluation value obtained by the first means is the smallest, and a second means for obtaining a pixel address from among a plurality of pixels including the vicinity thereof.

作用 本発明は上記のような構成により次のような効果を有
する。すなわち、本発明では、第一の手段により、入力
画像を複数画素からなる複数のグループ単位に分けて、
同様に分割した標準パターンとのグループ単位での最小
評価値、およびグループ単位での切出位置を求めた後、
第二の手段により、入力画像に対応する標準パターンと
の画素単位での最小評価値、および入力画像の切出位置
を求めている。
Operation The present invention has the following effects by the above configuration. That is, in the present invention, by the first means, the input image is divided into a plurality of group units including a plurality of pixels,
After calculating the minimum evaluation value in the group unit with the standard pattern divided in the same way, and the cutout position in the group unit,
The second means obtains the minimum evaluation value in pixel units with the standard pattern corresponding to the input image, and the cutout position of the input image.

これにより、認識可能の最小画素(認識位置)の分解
能を落とすことなく、切出矩形領域画素数Sと、標準パ
ターンメモリの領域画素数Pとの積をグループを構成す
る画素数Gの二乗で割った商に、標準パターンメモリの
領域画素数Pと、グループを構成する画素数Gと、近傍
グループ数Fとの三者の積を加えた値と等しい不一致度
算出処理回数Nbで決まる認識時間で認識できるため、入
力画像の中から、あらかじ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パターンの位置を、短い認
識時間で求めることが可能となる。すなわち、従来のパ
ターン認識時間に対する本発明のパターン認識時間につ
いは、不一致度算出回数をN、切出領域画素数をS、標
準パターン領域画素数をPとすると、従来の不一致度算
出回数Naは、 Na=S×P となる。また、グループ構成画素数をG、近傍グループ
数をFとすると、本発明による不一致度算出回数Nbは、 Nb=〔(S×P)/G2〕+P×G×F となる。
Thus, without lowering the resolution of the smallest recognizable pixel (recognition position), the product of the number S of the extracted rectangular area pixels and the number P of the area pixels of the standard pattern memory is the square of the number G of pixels forming the group. Recognition time determined by the number Nb of non-coincidence degree calculation processing, which is equal to a value obtained by adding the product of the divided quotient to the number P of area pixels of the standard pattern memory, the number G of pixels forming a group, and the number F of neighboring groups Therefore, the position of the pattern most similar to the standard pattern including the previously collected density information can be obtained from the input image in a short recognition time. That is, regarding the pattern recognition time of the present invention with respect to the conventional pattern recognition time, assuming that the number of inconsistency calculation times is N, the number of cutout area pixels is S, and the number of standard pattern area pixels is P, the conventional inconsistency calculation number Na is , Na = S × P. Further, assuming that the number of pixels constituting a group is G and the number of neighboring groups is F, the number of times Nb of calculating the degree of mismatch according to the present invention is Nb = [(S × P) / G 2 ] + P × G × F.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例のパターン認識装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a pattern recognition device according to an embodiment of the present invention.

第1図において、パターン認識装置1は、入力画像処
理手段2と、標準パターンメモリ3と、第一の手段4
と、第二の手段5とを備えている。
In FIG. 1, a pattern recognition device 1 comprises an input image processing means 2, a standard pattern memory 3, a first means 4
And a second means 5.

ここで、入力画像処理手段2は、画像センサであるテ
レビカメラ11から得られる画像信号を、A/Dコンバータ1
2でディジタル化してディジタル画像とし、これをフレ
ームメモリ13に記憶させる。二値標準パターンメモリ3
は、入力ディジタル画像を標準パターンとして予め切出
し、この標準パターンを所定の二値化レベルで二値化し
て得た二値標準パターンを記憶する。第一の手段4は、
認識時は、切換器25a〜25eを「B」側に切り換えて構成
される標準パターンメモリ3、被認識データ圧縮回路1
9、標準パターン圧縮回路20、不一致算出回路21、累算
器22、最小値保持回路23、切出アドレス保持回路24から
なる。すなわち、第一の手段4では、前記入力画像処理
手段2のフレームメモリ13から切出アドレスに基づいて
被認識パターンを切り出し、被認識パターンを複数画素
からなる複数のグループに分割し、被認識データ圧縮回
路19により各グループの代表値を求める。標準パターン
メモリ3から同様に分割して読み出した標準パターンの
被認識パターンに対応するグループの代表値を被認識デ
ータ圧縮回路20で求める。これら代表値の不一致度は不
一致算出回路21で求める。不一致算出回路21で求めた不
一致度は、累算器22で全グループについて加算し、最小
値保持回路23および切出アドレス保持回路24により評価
値が最も小さくなる切出アドレスをグループ単位に求め
るようにしてある。第二の手段は、認識時は、切換器25
a〜25eを「A」側に切り換えて構成される標準パターン
メモリ3、被認識データ圧縮回路19、標準パターン圧縮
回路20、不一致算出回路21、累算器22、最小値保持回路
23、切出アドレス保持回路24からなる。第二の手段5で
は、前記入力画像処理手段2のフレームメモリ13から切
出アドレスに基づいて切り出した被認識パターンの各画
素と、これに対応する標準パターン3の画素との不一致
度を不一致算出回路21で求める。このようにして求めた
不一致度は、累算器22で全画素について加算される。そ
の加算結果の評価値が最も小さくなる切出アドレスは、
最小値保持回路23および切出アドレス保持回路24によ
り、前記第一の手段4で求めたアドレスと、その近傍を
含む数画素全体の中から画素単位に求められる。
Here, the input image processing means 2 converts an image signal obtained from the television camera 11 as an image sensor into an A / D converter 1
The image is digitized in step 2 to form a digital image, which is stored in the frame memory 13. Binary standard pattern memory 3
Stores a binary standard pattern obtained by previously cutting out an input digital image as a standard pattern and binarizing the standard pattern at a predetermined binarization level. The first means 4 is
At the time of recognition, the standard pattern memory 3 constructed by switching the switches 25a to 25e to the "B" side, the recognized data compression circuit 1
9, a standard pattern compression circuit 20, a mismatch calculation circuit 21, an accumulator 22, a minimum value holding circuit 23, and a cut-out address holding circuit 24. That is, the first means 4 cuts out the pattern to be recognized from the frame memory 13 of the input image processing means 2 based on the cut-out address, divides the pattern to be recognized into a plurality of groups of a plurality of pixels, A representative value of each group is obtained by the compression circuit 19. A recognized data compression circuit 20 obtains a representative value of a group corresponding to the recognized pattern of the standard pattern read out in the same manner from the standard pattern memory 3. The degree of mismatch between these representative values is obtained by the mismatch calculation circuit 21. The degree of inconsistency calculated by the non-coincidence calculation circuit 21 is added to all the groups by the accumulator 22, and the minimum value holding circuit 23 and the extraction address holding circuit 24 determine the cut-out address having the smallest evaluation value for each group. It is. The second means is that the switch 25
The standard pattern memory 3, a data compression circuit 19 to be recognized, a standard pattern compression circuit 20, a mismatch calculation circuit 21, an accumulator 22, and a minimum value holding circuit configured by switching a to 25e to the "A" side.
23, a cutout address holding circuit 24. The second means 5 calculates a mismatch between each pixel of the pattern to be recognized cut out from the frame memory 13 of the input image processing means 2 based on the cut-out address and the corresponding pixel of the standard pattern 3 by a mismatch. Determined by circuit 21. The inconsistency thus obtained is added by the accumulator 22 for all pixels. The cut-out address with the smallest evaluation value of the addition result is
The minimum value holding circuit 23 and the cut-out address holding circuit 24 obtain the address obtained by the first means 4 and the whole several pixels including the address in pixel units.

さらに、上記構成の詳細を説明すると、テレビカメラ
11は、認識動作を行う対象物体の画像を得る装置であ
り、その画像をA/Dコンバータ12に出力する。A/Dコンバ
ータ12は、入力された画像処信号をディジタル値に変換
し、フレームメモリ13に出力する。フレームメモリ13
は、入力されたディジタル値の入力画像を一画面につい
て記憶する。
Further, the details of the above configuration will be described.
Reference numeral 11 denotes a device for obtaining an image of the target object on which the recognition operation is performed, and outputs the image to the A / D converter 12. The A / D converter 12 converts the input image processing signal into a digital value and outputs the digital value to the frame memory 13. Frame memory 13
Stores an input image of an input digital value for one screen.

符号15は切出アドレス発生回路であり、切出アドレス
発生回路15はフレームメモリ13の入力画像において標準
パターンと照合する領域を決定する切出アドレスを、例
えば8×8回順次発生するものである。グループ切出ア
ドレス発生回路16は、フレームメモリ13の入力画像にお
いて、標準パターンと照合するグループ単位の領域を決
定するグループ切出アドレスを、本実施例では4×4
回、一アドレス飛ばしに発生する回路である。また、こ
の掃引アドレス発生回路17は、フレームメモリ13および
標準パターンメモリ3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し、この信号は標準パターンメ
モリ3に標準パターンメモリ読み出しアドレスとして送
出される。切出アドレス発生回路15からの切出アドレ
ス、あるいはグループ切出発生回路16からのグループ切
出アドレスは切換器25aで切り換えられて、加算器18に
おいて、掃引アドレス発生回路17からの掃引アドレスに
加算され、フレームメモリ13に対しフレームメモリ読み
出しアドレスとして送出される。
Reference numeral 15 denotes a cut-out address generation circuit. The cut-out address generation circuit 15 sequentially generates cut-out addresses for determining an area to be compared with a standard pattern in an input image of the frame memory 13, for example, 8 × 8 times. . The group cutout address generation circuit 16 calculates a group cutout address for determining an area of a group unit to be compared with the standard pattern in the input image of the frame memory 13 in the present embodiment.
This is a circuit that occurs every time one address is skipped. The sweep address generation circuit 17 generates a sweep address for sweeping a 16 × 16 pixel area in the frame memory 13 and the standard pattern memory 3, and this signal is sent to the standard pattern memory 3 as a standard pattern memory read address. You. The cutout address from the cutout address generation circuit 15 or the group cutout address from the group cutout generation circuit 16 is switched by the switch 25a, and is added to the sweep address from the sweep address generation circuit 17 in the adder 18. Then, it is sent to the frame memory 13 as a frame memory read address.

前記フレームメモリ読み出しアドレスによりフレーム
メモリ13から読み出された画像データは、切換器25bに
より、被認識データ圧縮回路19、あるいは直通回線26に
供給されるようにしてある。被認識データ圧縮回路19
は、フレームメモリ13の中の加算器18が出力するフレー
ムメモリ読み出しアドレスで示される画素データを、本
実施例では四データ入力し、平均値を被認識パターンの
グループ代表値として切換器25cに供給する。切換器25c
は、被認識データ圧縮回路19または直通回線26の一つを
不一致度算出回路21に与える。
The image data read from the frame memory 13 by the frame memory read address is supplied to the recognized data compression circuit 19 or the direct line 26 by the switch 25b. Recognized data compression circuit 19
In this embodiment, pixel data indicated by the frame memory read address output by the adder 18 in the frame memory 13 is input as four data, and the average value is supplied to the switch 25c as the group representative value of the pattern to be recognized. I do. Switch 25c
Gives one of the recognized data compression circuit 19 and the direct communication line 26 to the mismatch degree calculation circuit 21.

また、掃引アドレス発生器17からの掃引アドレスによ
り標準パターンメモリ3から読み出された画素データ
は、切換器25dにより、標準パターン圧縮回路20、ある
いは直通回線27に供給されるようにしてある。標準パタ
ーン圧縮回路20は、前記標準パターンメモリ3からの画
素データを、本実施例では四データ入力し、平均値を標
準パターンのグループ代表値として切換器25eに供給す
る。標準パターン圧縮回路20または直通回線27からの出
力は切換器25eに入力され、これにより両者のうちの一
つを選択して不一致度算出回路21に与える。
The pixel data read from the standard pattern memory 3 by the sweep address from the sweep address generator 17 is supplied to the standard pattern compression circuit 20 or the direct line 27 by the switch 25d. The standard pattern compression circuit 20 inputs four pieces of pixel data from the standard pattern memory 3 in this embodiment, and supplies the average value to the switch 25e as a group representative value of the standard pattern. The output from the standard pattern compression circuit 20 or the direct communication line 27 is input to the switch 25e, whereby one of the two is selected and given to the mismatch degree calculation circuit 21.

不一致度算出回路21は、被認識データ圧縮回路19から
の被認識パターンのグループの代表値と、標準パターン
圧縮回路20からの標準パターンの代表値との不一致度を
算出し、その算出結果を累算器22に与える。累算器22
は、掃引アドレス発生回路17が掃引を始める前にリセッ
トされ、不一致度算出回路21が出力する不一致度を16×
16画素の領域の掃引の間、累積して評価値として保持す
る。累算器22からの出力は、最小値保持回路23に入力さ
れる。最小値保持回路23は、グループ切出アドレス発生
回路16により、入力画像のブロック単位の切出しを開始
する前、および切出アドレス発生回路15により、入力画
像の画素単位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画素の領域のグループ単位の
掃引が終了する毎に、累算器22が保持している評価値と
本回路の保持する最小値を比較して、評価値の方が小さ
いときには最小値を評価値で置き換えるととともに、置
き換えたことを示す置換パルスを切出アドレス保持回路
24に出力する。この切出アドレス保持回路24は、該置換
パルスが入力されたときの、切出アドレスまたはグルー
プ切出アドレスを記憶する装置である。切換器25a〜25e
は、グループ単位の不一致度算出時には「B」、画素単
位の不一致度算出時には「A」に、連動して切り換わる
ようになっている。
The mismatch degree calculating circuit 21 calculates the degree of mismatch between the representative value of the group of the recognized pattern from the recognized data compression circuit 19 and the representative value of the standard pattern from the standard pattern compression circuit 20, and accumulates the calculation results. It is given to the calculator 22. Accumulator 22
Is reset before the sweep address generation circuit 17 starts sweeping, and the mismatch degree output from the mismatch degree calculation circuit 21 is set to 16 ×
During the sweep of the area of 16 pixels, it is accumulated and held as an evaluation value. The output from the accumulator 22 is input to the minimum value holding circuit 23. The minimum value holding circuit 23 is used by the group extraction address generation circuit 16 before starting the extraction of the input image in block units and before the extraction address generation circuit 15 starts the extraction of the input image in pixel units. Each time the minimum value of the circuit is reset and the sweep of the 16 × 16 pixel area in groups is completed, the evaluation value held by the accumulator 22 is compared with the minimum value held by the circuit, When the evaluation value is smaller, the minimum value is replaced with the evaluation value, and a replacement pulse indicating the replacement is extracted from the address holding circuit.
Output to 24. The cutout address holding circuit 24 is a device that stores a cutout address or a group cutout address when the replacement pulse is input. Switch 25a-25e
Is switched to “B” when calculating the degree of inconsistency in group units, and to “A” when calculating the degree of inconsistency in pixel units.

次に、上記実施例の動作について説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.

第2図は動作タイミングを説明する図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining the operation timing.

ここで、第2図の縦軸には、切出アドレス発生回路15
またはグループ切出アドレス回路16より出力される最小
値リセット信号、切出アドレス発生回路15より発生され
る切出アドレス、グループ切出アドレス発生回路16から
のグループ切出アドレス、掃引アドレス発生回路17から
の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18の出力するフレーム
メモリ読出アドレス、不一致度算出回路21の出力する不
一致度、切出アドレス保持回路23の保持する最小値アド
レス、切換器25a〜25eの状態タイミングを、かつ横軸に
は時刻tを示している。
Here, the vertical axis of FIG.
Or the minimum value reset signal output from the group extraction address circuit 16, the extraction address generated by the extraction address generation circuit 15, the group extraction address from the group extraction address generation circuit 16, and the sweep address generation circuit 17. Accumulator reset signal, evaluation strobe signal, standard pattern memory read address, frame memory read address output from adder 18, mismatch degree output from mismatch degree calculation circuit 21, minimum value held by cutout address holding circuit 23 The address, the state timing of the switches 25a to 25e, and the time t are shown on the horizontal axis.

第3図は、X方向、Y方向共に23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図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the address of an input image of a frame memory consisting of 23 pixels in both the X and Y directions.

第2図の切出アドレスが“1"のタイミングでは第3図
の「1」の示すX=「1」、Y=「1」のフレームメモ
リのアドレスを出力し、グループ切出アドレスが「3」
のタイミングでは第3図の「3」の示すX=「3」、Y
=「1」のフレームメモリのアドレスを出力する。以
下、同様にグループ切出アドレスを「1」つ飛ばしに増
加しながら、X方向に「8」、Y方向に「8」の矩形領
域を掃引し、最後に、第2図のフレームのアドレスが
「145」のタイミングでは第3図の「145」の示すX=
「7」、Y=「7」のグループ切出アドレスを出力す
る。更に、この切出アドレスが決まると、この切出アド
レスを左上の画素とする16×16画素の領域の評価の対象
となる。
At the timing when the cutout address in FIG. 2 is "1", the address of the frame memory of X = "1" and Y = "1" indicated by "1" in FIG. 3 is output, and the group cutout address is "3". "
At the timing shown in FIG. 3, X = “3”, Y indicated by “3” in FIG.
= Output the address of the frame memory of "1". Hereinafter, while similarly increasing the group cutout address by "1", a rectangular area of "8" in the X direction and "8" in the Y direction is swept, and finally, the address of the frame in FIG. At the timing of “145”, X = “145” shown in FIG.
A group cutout address of “7”, Y = “7” is output. Further, when the cut-out address is determined, the cut-out address is to be evaluated in a 16 × 16 pixel area having the upper left pixel.

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方向ともに16画素か
ら構成されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining addresses of standard patterns in the standard pattern memory, and is composed of 16 pixels in both the X and Y directions.

上述した第1図、第2図、第3図および第4図を用い
て動作について具体的に説明する。
The operation will be specifically described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG.

上記実施例において、テレビカメラ11、A/Dコンバー
タ12およびフレームメモリ13を動作させて得られた入力
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切出し、これを標準パターンとし
て標準パターンメモリ3にセットしておく。
In the above embodiment, a portion of the shape to be recognized that captures the feature is cut out as a standard pattern from the input image obtained by operating the TV camera 11, the A / D converter 12, and the frame memory 13, and this is extracted as a standard pattern. Is set in the standard pattern memory 3.

以下の認識動作は、ヘレームメモリ13の切出アドレス
を変更しながら、グループ単位の最小評値を求める4×
4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画素の被認識
領域のデータをグループ単位に圧縮してグループ単位の
不一致度の累計する(評価値を求める)第二の小さなル
ープと、フレームメモリ13の切出アドレス変更しながら
画素単位に最小値を求める16×16画素の第三の大きなル
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
での画素単位の不一致度の累計(評価値)を求める第四
の小さなループ動作に分かれている。なお、第二の小さ
なループ動作は第一の大きなループの中に、第四の小さ
なループ動作は第四の大きなループの中に含まれる。
The following recognition operation is performed by changing the cut-out address of the frame memory 13 and obtaining the minimum evaluation value of each group by 4 ×
The first large loop operation is performed four times, and while the frame memory read address and the standard pattern memory read address in the frame memory 13 are swept, the data of the area to be recognized of 16 × 16 pixels is compressed in groups to form a group. A second small loop for accumulating the degree of unit mismatch (to obtain an evaluation value), a third large loop operation of 16 × 16 pixels for obtaining the minimum value in pixel units while changing the cutout address of the frame memory 13, While sweeping the frame memory read address and the standard pattern memory read address, the operation is divided into a fourth small loop operation for calculating the total (evaluation value) of the degree of inconsistency of each pixel in 16 × 16 pixels. Note that the second small loop operation is included in the first large loop, and the fourth small loop operation is included in the fourth large loop.

まず、第一の大きなループ動作に先立って、切換器25
a〜25eが「B」側のグループ動作側にセットされる。ま
た、グループ切出アドレス発生回路16から最小値保持回
路23に対して最小値リセット信号を送り(時刻t0)、最
小値保持回路23の最小値を適当な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、グループ切出アドレス発生回路
16の出力する切出アドレスを、第2図、第3図に示すと
おり、X方向に「8」、Y方向に「8」の矩形領域を掃
引するように「1」つ飛ばしながら最小の評価値を求め
る。
First, prior to the first large loop operation, the switch 25
a to 25e are set to the group operation side on the “B” side. Further, a minimum value reset signal is sent from the group cutout address generation circuit 16 to the minimum value holding circuit 23 (time t 0 ), and the minimum value of the minimum value holding circuit 23 is set to an appropriate large value. The operation enters one large loop operation (time t 1 ). In the first large loop operation, the group cut address generation circuit
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the minimum evaluation is performed while skipping one "1" so as to sweep a rectangular area of "8" in the X direction and "8" in the Y direction. Find the value.

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を第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。
In the first large loop operation, the cut address generation circuit
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the cut-out address outputted by 15 is changed so as to sweep a rectangular area of "9" in the X direction and "9" in the Y direction to obtain the minimum evaluation value. .

次に、第二の小さなループ動作に先立ち、掃引アドレ
ス発生回路17により、累算器22に対してリセット信号を
出力し、累算器22を零にする。第二の小さなループ動作
に入ると(時刻t1)、掃引アドレス発生回路17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18において、切換器25aで選択さ
れているグループ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本実施
例では、右隣、下、右斜め下、の順に四画素からなる一
グループを掃引し、次のグループへと掃引を続ける。そ
して、グループ切出アドレスを左上をコーナーとする16
×16の領域を64グループに分割した各グループを、順次
掃引するように出力される。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。こ
れにより、フレームメモリ13から読み出された被認識画
素データは、切換器25b、25cで選択されている被認識デ
ータ圧縮回路19にグループ単位、本実施例では、四画素
分入力される。被認識データ圧縮回路19では、グループ
単位の大小値、本実施例では、四画素の平均値がとられ
る。
Next, prior to the second small loop operation, the sweep address generation circuit 17 outputs a reset signal to the accumulator 22 to set the accumulator 22 to zero. In the second small loop operation (time t 1 ), the sweep address generation circuit 17
Generate sweep addresses to sweep 16 areas. The sweep address is added by the adder 18 to the group cutout address selected by the switch 25a to become a frame memory read address. The frame memory read address first starts from the cut-out address of the input image, and in this embodiment, sweeps one group of four pixels in the order of right next, lower, diagonally lower right, and sweeps to the next group. to continue. Then, set the group cutout address as the upper left corner 16
Each of the groups obtained by dividing the × 16 area into 64 groups is output so as to be sequentially swept. The frame memory read address is sent to the frame memory 13 and determines the read address of the input image stored in the frame memory 13. As a result, the recognized pixel data read from the frame memory 13 is input to the recognized data compression circuit 19 selected by the switches 25b and 25c in units of groups, in this embodiment, for four pixels. The recognized data compression circuit 19 takes the magnitude value of each group, in this embodiment, the average value of four pixels.

一方、標準パターン読出アドレスは、最初、標準パタ
ーンの左上、すなわち第3図の「1」のアドレスから始
まって本実施例では、右隣、下、右斜め下、の順に四画
素からなるグループを掃引する。このように標準バター
ンメモリ3を四画素からなる“64"のグループに分割
し、グループ単位の掃引を全グループについて行う標準
パターン読出アドレスが出力される。これにより、標準
パターンメモリ3から読み出された標準パターン画素デ
ータは、切換器25d、25eで選択されている標準パターン
圧縮回路20にグループ単位、本実施例では、四画素分入
力される。標準パターン圧縮回路20では、グループ単位
の代表値、本実施例では、四画素の平均値がとられてい
る。不一致度算出回路21では、被認識データ圧縮回路19
からの被認識データ代表値と、標準パターン圧縮回路20
からの標準パターン代表値との不一致がとられる。不一
致度算出回路21からの不一致は、累算器22で累計され保
持される。フレームメモリ13と標準パターンメモリ3の
16×16の領域のグループ単位の掃引すなわち第二の小さ
なループが終了すると(時刻t3)、累算器22には評価値
が得られており、この値を最小保持評価値ストローブ信
号により評価値と最小とを比較し、評価値の方が小さい
ときは最小値を評価値に置き換えるとともに、置換パル
スを切出アドレス保持回路24に出力する。切出アドレス
保持回路24では、グループ切出アドレス発生回路16の出
力するグループ切出アドレスを置換パルスに従って保持
し、評価値を最小にしたグループ切出アドレスを記憶す
る。
On the other hand, the standard pattern read address starts from the upper left of the standard pattern, that is, the address of "1" in FIG. 3, and in the present embodiment, a group consisting of four pixels in the order of right next, lower, and diagonally lower right. To sweep. In this manner, the standard pattern memory 3 is divided into “64” groups each composed of four pixels, and a standard pattern read address for performing sweeping in group units for all groups is output. Thus, the standard pattern pixel data read from the standard pattern memory 3 is input to the standard pattern compression circuit 20 selected by the switches 25d and 25e in units of groups, in this embodiment, four pixels. In the standard pattern compression circuit 20, a representative value in a group unit is obtained, and in this embodiment, an average value of four pixels is obtained. In the non-coincidence degree calculating circuit 21, the data compression circuit 19
And the standard pattern compression circuit 20
Mismatch with the standard pattern representative value from. The inconsistency from the inconsistency degree calculating circuit 21 is accumulated in the accumulator 22 and held. Frame memory 13 and standard pattern memory 3
When the group-by-group sweep of the 16 × 16 area, that is, the second small loop ends (time t 3 ), an evaluation value is obtained in the accumulator 22 and this value is evaluated by the minimum holding evaluation value strobe signal. The value is compared with the minimum. If the evaluation value is smaller, the minimum value is replaced with the evaluation value, and a replacement pulse is output to the cutout address holding circuit 24. The cutout address holding circuit 24 holds the group cutout address output from the group cutout address generation circuit 16 according to the replacement pulse, and stores the group cutout address with the minimum evaluation value.

一方、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、切出パルスの出力もしない。この
比較が終了すると、グループ切出アドレス発生回路16の
出力するグループ切出アドレスを次の値として第一の大
きなループの実行を続ける。切出アドレス発生回路15の
出力する切出アドレスがX、Yそれぞれ「8」の矩形領
域の「1」つ飛ばしの掃引を終了すると、第一の大きな
ループ動作を終了し(時刻t4)、切出アドレス保持回路
24には、矩形領域内での最小の評価値を得たX、Yのア
ドレスがグループ単位で求められている。本実施例で
は、以下の説明がし易いようにフレームメモリ13の「9
7」(第3図のX=「5」、Y=「5」)のアドレスが
求められていたとする。このグループ単位の最小評価値
切出アドレスは、切出アドレス発生回路15に送られる。
On the other hand, when the evaluation value is greater than or equal to the minimum value,
Neither replacement of the minimum value nor output of the extraction pulse is performed. When this comparison is completed, the execution of the first large loop is continued with the group cutout address output from the group cutout address generation circuit 16 as the next value. If the output is clipped address of cutting the address generating circuit 15 is X, and terminates the "one" skip sweep of the Y rectangular regions of the respective "8", to exit the first large loop operation (time t 4), Cutout address holding circuit
In 24, the X and Y addresses that have obtained the minimum evaluation value in the rectangular area are obtained for each group. In the present embodiment, “9” in the frame memory 13 is used to facilitate the following description.
It is assumed that the address of "7" (X = "5", Y = "5" in FIG. 3) has been obtained. The minimum evaluation value cutout address for each group is sent to the cutout address generation circuit 15.

次に、第三の大きなループ動作に先立って、切換器25
a〜25eが「A」すなわち画素単位の動作側にセットされ
る。また、切出アドレス発生回路15より最小値保持回路
23に対して最小値リセット信号を送り、最小値を適当に
大きな値に設定しておき、第三の大きなループ動作に入
る(時刻t5)。
Next, prior to the third large loop operation, the switch 25
a to 25e are set to "A", that is, the operation side in pixel units. In addition, the minimum value holding circuit
Sends the minimum reset signal to 23, may be set to a minimum value to a proper large value, it enters the third major loop operation (time t 5).

第三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を、第2図、第3図に示すと
おり、第1の大きなループ動作で得られた、グループ単
位の最小評価値切出アドレス「97」の近傍画素、本実施
例では、X=「3」〜「8」、Y=「3」〜「8」で囲
まれる36画素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。
In the third big loop operation, the cut address generation circuit
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the cut-out address output from the pixel 15 is a pixel in the vicinity of the minimum evaluation value cut-out address "97" in the group unit obtained by the first large loop operation. Then, a minimum evaluation value is obtained while changing so as to sweep an area of 36 pixels surrounded by X = “3” to “8” and Y = “3” to “8”.

第四の小さなループ動作に先立ち、掃引アドレス発生
回路17より累算器リセット信号を出力し、累算器22の評
価値を零にする。第四の小さなループ動作に入ると(時
刻t5)、掃引アドレス発生回路17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18で切換器25aで選択されている切出アドレス発
生回路15からの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を左上のコーナーとする
16×16の領域を順次掃引するように出力される。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。これにより、フレームメモリ13から読
み出された被認識画素データは、切換器25b、25cで選択
されている直通回線26を介して不一致算出回路21に出力
される。
Prior to the fourth small loop operation, an accumulator reset signal is output from the sweep address generation circuit 17 to make the evaluation value of the accumulator 22 zero. Upon entering the fourth small loop operation (time t 5), the sweep address generating circuit 17 generates a sweep address to sweep an area of 16 × 16. The sweep address is added by the adder 18 to the cutout address from the cutout address generation circuit 15 selected by the switch 25a, and becomes the frame memory read address. The frame memory read address is
First, set the cropping address of the input image to the upper left corner
The data is output so as to sequentially sweep the 16 × 16 area. The frame memory read address is sent to the frame memory 13,
The read address of the input image stored in the frame memory 13 is determined. As a result, the pixel data to be recognized read from the frame memory 13 is output to the mismatch calculating circuit 21 via the direct line 26 selected by the switches 25b and 25c.

一方、標準パターン読出アドレスは、最初、標準パタ
ーンの左上、すなわち第3図の「1」のアドレスから始
まって16×16の領域を掃引する。これにより、標準パタ
ーンメモリ3から読み出された標準パターン画素データ
は、直通回線27を介して不一致算出回路21に供給され
る。不一致算出回路21では、フレームメモリ13・直通回
線27からの被認識データと、標準パターンメモリ3・直
通回線27からの標準パターンデータとの不一致度がとら
れる。不一致度算出回路21からの不一致度は、累算器22
で累計され保持される。フレームメモリ13と標準パター
ンメモリ3の16×16の領域の掃引すなわち第四の小さな
ループが終了すると、累算器22には評価値が得られてお
り、この値を最小保持回路23に送出する。最小保持回路
23では、掃引アドレス発生回路17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
小さいときは最小値を評価値に置き換えるとともに、置
換パルスを切出アドレス保持回路24に出力する。切出ア
ドレス保持回路24では、切出アドレス発生回路16の出力
する切出アドレスを置換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。
On the other hand, the standard pattern read address sweeps a 16 × 16 area starting from the upper left of the standard pattern, that is, the address “1” in FIG. Thus, the standard pattern pixel data read from the standard pattern memory 3 is supplied to the mismatch calculating circuit 21 via the direct line 27. The mismatch calculating circuit 21 calculates the degree of mismatch between the recognized data from the frame memory 13 and the direct line 27 and the standard pattern data from the standard pattern memory 3 and the direct line 27. The inconsistency from the inconsistency calculation circuit 21 is calculated by an accumulator 22.
Is accumulated and held. When the sweep of the 16 × 16 area of the frame memory 13 and the standard pattern memory 3, that is, the fourth small loop, is completed, the evaluation value is obtained in the accumulator 22, and this value is sent to the minimum holding circuit 23. . Minimum holding circuit
At 23, the evaluation value and the minimum value are compared by the evaluation strobe signal output from the sweep address generation circuit 17, and when the evaluation value is smaller, the minimum value is replaced with the evaluation value, and the replacement pulse is replaced with the cut-out address holding circuit 24. Output to The cut-out address holding circuit 24 holds the cut-out address output from the cut-out address generation circuit 16 in accordance with the replacement pulse, and stores the cut-out address with the minimum evaluation value.

一方、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、切出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16の出力する
切出アドレスを次の値として第三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
レスが本実施例ではX、Yそれぞれ「6」の矩形領域の
掃引を終了すると、第三の大きなループ動作を終了し、
切出アドレス保持回路24には、矩形領域内での最小の評
価値を得たX、Yのアドレスが画素単位で求められ、目
的として認識動作を終了する。フレームメモリ13と二値
標準パターンメモリ3の16×16の領域の掃引(すなわち
第四の小さなループ)が終了すると(時刻t6)、累算器
24には評価値が得られており、この値を最小保持回路25
に送出する。
On the other hand, when the evaluation value is greater than or equal to the minimum value,
Neither replacement of the minimum value nor output of the extraction pulse is performed. When the comparison is completed, the cutout address output from the cutout address generation circuit 16 is used as the next value, and the execution of the third large loop is continued. In this embodiment, when the extraction address output from the extraction address generation circuit 15 completes the sweeping of the rectangular area of X and Y, each of which is "6", the third large loop operation ends.
The cut-out address holding circuit 24 obtains the X and Y addresses at which the minimum evaluation value in the rectangular area is obtained in pixel units, and ends the recognition operation for the purpose. When the sweep of the 16 × 16 area of the frame memory 13 and the binary standard pattern memory 3 (ie, the fourth small loop) is completed (time t 6 ), the accumulator
The evaluation value is obtained for the minimum holding circuit 25.
To send to.

最小保持回路25では、掃引アドレス発生回路16の出力
す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時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26に出力す
る。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、評価値が最小値の切り換
えも切出パルスの出力もしない。この比較結果が終了す
ると、切出アドレス発生回路15の出力する切出アドレス
を次の値として第三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、第三の大きな
ループ動作を終了し(時刻t7)、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。
The minimum holding circuit 25 compares the evaluation value and the minimum value with the evaluation strobe signal output from the sweep address generation circuit 16, and when the evaluation value is smaller, replaces the minimum value with the minimum value. Output to 26. The cut-out address output from the cut-out address generation circuit 15 is held according to the replacement pulse, and the cut-out address with the minimum evaluation value is stored. On the other hand, neither the switching of the evaluation value to the minimum value nor the output of the cutout pulse is performed. When the comparison result is completed, the cutout address output from the cutout address generation circuit 15 is used as the next value, and the execution of the third large loop is continued. When the extraction address output from the extraction address generation circuit 15 sweeps the rectangular area of X and Y, each of which is “9”, the third large loop operation ends (time t 7 ), and the minimum within the rectangular area Is obtained, and the addresses of X and Y that obtain this value are obtained, and the intended recognition operation is completed.

このように上記実施例によれば、フレームメモリ13の
入力画像を複数のグループに分割し、同様に分割した標
準パターンの対応するグループの代表値同士の不一致度
の全グループでの累計が最小になる切り出しアドレス
を、グループ単位に求めた後、被認識パターンと、対応
する標準パターンの画素同士の不一致を、全画素につい
て加算した評価値がもっとも小さくなる切出アドレス
を、先にグループ単位で求めたアドレスの近傍を含む複
数画素全体の中から画素単位に求めることにより、濃淡
を含む画像を認識することが可能である。また、上記実
施例では、グループの分割を四画素としてが、九画素、
十六画素などの正方形の分割、あるいは六画素、十二画
素等の長方形の分割にする手法も考えられる。また、各
グループの代表値を各グループ内での平均値としたが、
この他に中央値などを用いる手法も考えられる。さら
に、第四のグループ毎に求まる各々の評価値を記憶して
おき、X、Yアドレスをパラメータとしてときの、これ
らの評価値の分布の様子から、数分の一画素の分解能
で、標準パターンと似たパターンのある一を求める手法
も考えられる。そして、上記実施例では、フレームメモ
リ13、標準バターンメモリ3から、不一致算出回路21に
データを取り込むときに双方の代表値を求めているが、
代表値用の標準パターンメモリと、フレームメモリを用
意しておき、代表値用標準パターンメモリには、予めグ
ループ化した代表値を入れておき、代表値用フレームメ
モリにはA/Dコンバータ12からフレームメモリ13にデー
タを転送するときに平行して転送する手法も考えられ
る。
As described above, according to the above-described embodiment, the input image of the frame memory 13 is divided into a plurality of groups, and the cumulative total of the inconsistencies between the representative values of the corresponding groups of the similarly divided standard patterns in all the groups is minimized. After obtaining the cutout address for each group, the cutoff address that minimizes the evaluation value obtained by adding the mismatch between the pixels of the pattern to be recognized and the corresponding standard pattern for all the pixels is first obtained for each group. An image including shading can be recognized by obtaining a pixel unit from a plurality of pixels including the vicinity of the address. In the above embodiment, the group is divided into four pixels, but nine pixels,
A method of dividing a square such as 16 pixels or a rectangle such as 6 pixels or 12 pixels is also conceivable. Also, the representative value of each group was the average value within each group,
In addition, a method using a median or the like can be considered. Further, each evaluation value obtained for each fourth group is stored, and based on the distribution of these evaluation values when the X and Y addresses are used as parameters, a standard pattern is obtained at a resolution of a fraction of a pixel. A method of finding a certain pattern with a pattern similar to that described above is also conceivable. In the above-described embodiment, when the data is taken into the mismatch calculation circuit 21 from the frame memory 13 and the standard pattern memory 3, both representative values are obtained.
A standard pattern memory for representative values and a frame memory are prepared, and representative values grouped in advance are stored in the standard pattern memory for representative values, and the representative value frame memory is supplied from the A / D converter 12. A method of transferring data to the frame memory 13 in parallel is also conceivable.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、上記実施例より明らか
なように、フレームメモリの入力画像を複数のグループ
に分割し、同様に分割した標準パターンの対応するグル
ープの代表値同士の不一致度の全グループでの累計が最
小値になる切出アドレスを、グループ単位に求めた後、
被認識パターンと、これに対応する標準パターンの画素
同士の不一致度を、全画素について加算した評価値が最
も小さくなる切出アドレスを、先にグループ単位で求め
たアドレスの近傍を含む複数画素全体の中から画素単位
に求めることにより、濃淡を含む画像を認識位置の分解
能を落とさず認識することが可能になるとともに、不一
致度算出回数を小さく、すなわち認識時間を短くできる
利点がある。
As described above, according to the present invention, the input image of the frame memory is divided into a plurality of groups, and the total degree of inconsistency between the representative values of the corresponding groups of the similarly divided standard patterns is evident from the above embodiment. After calculating the cutout address that minimizes the total in the group for each group,
A cutout address having the smallest evaluation value obtained by adding the degree of inconsistency between the pixels of the pattern to be recognized and the corresponding standard pattern for all the pixels is obtained. By obtaining pixel values from among the above, it is possible to recognize an image including shading without lowering the resolution of the recognition position, and to reduce the number of times of calculating the degree of mismatch, that is, to shorten the recognition time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

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図は二値標準パターンメ
モリ上の画素の配置を示す図、第5図は従来装置を示す
ブロック図である。 1……パターン認識装置、2……入力画像処理手段、3
……標準パターンメモリ、4……第一の手段、5……第
二の手段、11……テレビカメラ、12……A/Dコンバー
タ、13……フレームメモリ、15……切出アドレス発生回
路、16……グループ切出アドレス発生回路、17……掃引
アドレス発生回路、18……加算器、19……被認識データ
圧縮回路、20……標準パターン圧縮回路、21……不一致
算出回路、22……累算器、23……最小値保持回路、24…
…切出アドレス保持回路。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a pattern recognition apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart of the apparatus, FIG. 3 is an address of a pixel on a frame memory, a cut-out address sweep area, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the recognition target regions with the last pixel as a viewpoint, FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of pixels on a binary standard pattern memory, and FIG. 5 is a block diagram showing a conventional device. 1 ... pattern recognition device, 2 ... input image processing means, 3
... standard pattern memory, 4 ... first means, 5 ... second means, 11 ... television camera, 12 ... A / D converter, 13 ... frame memory, 15 ... cutout address generation circuit , 16: Group cut-out address generation circuit, 17: Sweep address generation circuit, 18: Adder, 19: Data compression circuit to be recognized, 20: Standard pattern compression circuit, 21: Mismatch calculation circuit, 22 ... accumulator, 23 ... minimum value holding circuit, 24 ...
... Cutout address holding circuit.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】画像センサから得られる画像信号をディジ
タル化した入力ディジタル画像を得て、これをフレーム
メモリに記憶する入力画像処理手段と、 前記入力ディジタル画像を標準パターンとして記憶する
標準パターンメモリと、 前記標準パターンメモリに記憶した前記標準パターンと
前記フレームメモリに記憶した被認識パターンとを照合
するメモリ上の領域を指定する切り出しアドレスに基づ
いて前記被認識パターンを切り出し、前記切り出された
被認識パターンを複数画素からなる複数のグループに分
割し、このグループ毎に画素の代表値を出力するグルー
プ化処理を行う被認識データ圧縮回路と、前記標準パタ
ーンを前記標準パターンメモリから読み出し、前記標準
パターンを前記被認識パターンのグループ化処理と同様
に複数画素からなる複数のグループに分割し、このグル
ープの代表値を得る標準パターン圧縮回路と、前記被認
識データ圧縮回路と標準パターン圧縮回路の出力する代
表値との不一致度を全グループについて求め、その総和
を評価値とし、この評価値が最も小さくなる切出しアド
レスをグループ単位に求める第一の手段と、 前記第一の手段で求めた切出しアドレスを用いて前記フ
レームメモリから切出した前記被認識パターンの画素
と、これに対応する前記標準パターンの画素との不一致
度を、この前記被認識パターンの画素の近傍を含む複数
画素全体の中から求め、この結果の評価値が最も小さく
なる切出しアドレスを求める第二の手段と、 前記フレームメモリの出力と前記標準パターンメモリの
出力を前記第一手段への出力と前記第二手段への出力と
に切り換える切換器とを を備えたことを特徴とするパターン認識装置。
An input image processing unit for obtaining an input digital image obtained by digitizing an image signal obtained from an image sensor and storing the input digital image in a frame memory; a standard pattern memory for storing the input digital image as a standard pattern; Cutting out the recognized pattern based on a cutout address designating an area on a memory for comparing the standard pattern stored in the standard pattern memory with the recognized pattern stored in the frame memory; Dividing the pattern into a plurality of groups of pixels, performing a grouping process to output representative values of pixels for each group, and a recognized data compression circuit; reading the standard pattern from the standard pattern memory; In the same manner as the grouping process of the pattern to be recognized. A standard pattern compression circuit that obtains a representative value of this group, and a degree of inconsistency between a representative value output from the recognized data compression circuit and the standard pattern compression circuit are obtained for all groups. The sum as an evaluation value, first means for obtaining a cutout address at which the evaluation value becomes the smallest in a group unit, and the recognition target pattern cut out from the frame memory using the cutout address obtained by the first means. The degree of inconsistency between a pixel and a pixel of the standard pattern corresponding to the pixel is determined from a plurality of pixels including the vicinity of the pixel of the pattern to be recognized, and a cut-out address that minimizes the evaluation value of the result is determined. A second means, an output of the frame memory and an output of the standard pattern memory to the output to the first means and to the second means Pattern recognition apparatus comprising the a switcher for switching on the power.
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