JPH02100775A - 多値強度を有するフィールドにおけるパターン認識方法及びかかる方法を実施する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロジックハイ単位とロジックロー単位とからな
る基準マスクとの協働による多値強度を有するフィール
ドにおけるパターン認識方法に関する。

本発明はまたかかる方法を実施する装置に関する。

上記の種類の方法及び装置は、異なるグレー値のビクセ
ルからなる映像イメージ中のパターン認識の場合に関す
るドイツ公開公報Ｄ［−０３３２１０８１４から公知で
ある。

公知の方法は、多値映像イメージを、それぞれ異なる判
別圏（１により数個の２値甲位によるイメージに変換す
る。これらのイメージのうちの幾つかのイメージの対応
位置部分が、所望のパターンを表わす２値基準マスクと
比較される。問題とされているイメージの部分どに％準
マスクとの対応度は、基準マスクの対応４ＪｉＩ間の単
位と同一ロシック値を右する当該部分中での単位の数で
決められる１、。

この対応度は、判別閾値に依存する量である。

所望パターンを検出し位置特定するための映像イメージ
閾値処理用に最適の判別閾値として、閾値処理を受ける
映像イメージの該当部分の各々と基準マスクとの対応度
の累積値が最大となる判別閾値が用いられる。

公知の方法によれば、所望パターンの有無が導き出され
る最大対応度を見出すには、閾値処理による映像イメー
ジの変換を全ての適用可能なＩＪ値について行なわなけ
ればならない。

様々なｒＩ値による閾値処理が順次行なわれ、通常の数
の閾値（例えば２５６個の異なる閾値）が用いられる場
合には、閾値処理金体に【ユ艮い時間がかかる。入力イ
メージの四値処理を全ての閾値に対し同時に行なうには
、２５６個の映像イメージを並列的にＩＩ値処叩し及び
変換を後続の勧告に準備しておくために！′！＋１ｉＩ
Ｉｉな設漏が必ａとなる。

従って本発明の目的の１つは、多（「１強度のフィール
ド内でのパターンＣＡＲをより＾速に行なうより甲純な
方法を（２供するにある。

これを達成するため本発明による方法は、基準マスクが
該当するロジックハイ栄位を有する第１の４Ｊブマスク
と、該当するロジックロー単位を有する第２のサブマス
クとに分けられ、サブマスクをフィールド内に位置決め
する段階と、位置決めされた第１と第２のサブマスクの
該当する窓内のそれぞれのフィールドの領域内での強度
の相対的最低値及び相対的最高値をそれぞれ判定する段
階と、相対的最低値と相対的最高値との差が負でない場
合パターンを認識する段階とからなることを特徴とする
。多値強匪のフィールドが、前記相対的最低値より低い
判別閾値に基づいて２値強度のフィールドであると判断
されるなら、強度が相対的最低値よりも高いフィールド
の少なくとも第１の領域はロジックハイの値ヘマツピン
グされることになる３、同様に判別が萌記相対的最高伯
よりも高い判別閾値に基づいて行なわれるものなら強度
が相対的最高値よりも低いフィールドの少なくとも第２
の領域はロジックローの値ヘマツピングされることにな
る。相対的最低値から相対的最高値を引いた差が負でな
い（講負の）場合、これらの値の間にあるｌ８ｆｌによ
る判別において第１の領域はロジックハイの値ヘマッピ
ングされ、第２の領域は［１シツクローの値へ７ツビン
グされる。パターン検出のため多値強度のフィールドの
判別を実際に実行する代わりに、第１のサブマスクの窓
内及び第２のサブマスクの窓内それぞれで測定された強
度の相対的最低値と相対的最＾Ｗｒの差の符号を判定す
れば本発明の方法を用いるのに１分である。。

本発明による方法の別の態様は、パターンの認識は溝角
の差が所定値を越える際に起こることをｆｉ徴とする。

差が所定値よりも大きいためイメージ内で存在がより明
白なパターンのみが認識に受容される。

本発明によ、る方法の別の態様は、相対的最高値と相対
的最低値とが、該当サブマスクの該当窓内のフィールド
での位置を表わす強度の値を大きさに従ってソーティン
グし、そのようにしてできた該当する順序に４５いてそ
れぞれ所定の差の数を除いて端の位置を占める。値を判
定することで決められることを特徴とする。

ソーティングにより順序付けられた値の集合が得られる
。カウントダウンすることで、該当する順序において該
当する差の数を除いた端の値を判定するのは簡単である
。次いでこの値は、相対的最高値又は相対的最低値に等
しいとされる。該当する差の数が大きくなると、この相
対的最低値と相対的最高値との差も増大する。これは特
に、差の数が小さい場合には認識されないパターンが差
の数が大きい場合には認識されるということである。つ
まり差の数は、パターン認識の許容差を表わす。

本発明の他の目的は、本発明による方法を実施する装置
を提供するにある。本発明による装置は、大きさによる
値のソーティングを行なうため、順序中の所定値での値
を出力する少なくとも１つのランク値フィルタが設けら
れることを特徴とする。

ランク値フィルタは、その自体は公知であり、例えばＬ
ＳＩロジック」−ボレーシコン製のＬ６４２２０がある
。ランク値フィルタは、例えばＭ×Ｋｌ［ｉＪの値の所
定の窓内において、入力値の大きさの順序中の所定ラン
クを＝＋ｔｉして、所定ランクでの１直を出力値とする
ものである。通常かかるランク値フィルタは、所定の種
類の雑音を抑圧するのに用いられる。本発明の装置は、
相対的最高値及び相対的最低値を判定するのにランク値
フィルタを用いる。

本発明による５Ａ置の実施例は、入力側が互いに結合さ
れる第１のランク値フィルタと第２のランク値フィルタ
が設けられることを特徴とする１゜従って少なくとも２
つのサブマスクが同時に同一のフィールドと比較される
。

本発明の装置の別の実施例は、ランク値フィルタが、少
なくとも２つの値を供給され、航記少なくとも２つの値
を比較し、前記少なくとも２つの値の最高値又は最低値
を出力する比較器と、比較器の出力から比較器の一入力
への結合とからなることを特徴とする。

この実施例は、非常に単ＩＩ４なランク偵フィルタから
なる。以前の比較中に最高値又は最低値とされた値は、
再び比較器に供給されて、少なくとも１つの現ｎ比較嘉
に供給されている他の値と比較される。

本発明の装置の他の実施例は、順序中の所定位置が調整
可能であることを特徴とする。

順序中の位置を調整可能にすることで、様々な認識の許
容差を使用しうる。

第１図は例として多値強度及び離敗殻素を有する２次元
フィールドを示す。各要素の値は数字でホされている。

例えば映像イメージ中のパターン認識の場合には、これ
らの数字はピクセルのグレー値を表わす。

例えば、リモートセンシングの分野の場合は、数字番よ
測定用、例えば温度又は基準点からの距離の値を表わす
。この場合測定値とそれら相互の向きとの間の所定の統
一性が追求される１゜本発明による方法及び装置の使用
は、第１図に示された例の２次元フィールドに限定され
るもので１．ｔない。１次元フィールドについて本発明
の方法を使用することには、例えば（歪／ｖだ）ディジ
タル１言号中で所定パターンを探すことがある。３次元
フィールドで本発明の方法を使用することには、例えば
対象の」ンビュータ断層検査で１ｑられたデータフィー
ルド中で所定パターンを探すことがある。また、検査き
るべきフィールドは、多値強度を有するとして、例とし
て第１図に示された如き（類似の）要素に分割される必
要はない。連続的フィールドも、表示する離散値がサブ
マスクとの協動を考慮してフィールドの部分に割当てら
れるならば、所定パターンについての検査が可能である
。

第２図は、ロジック単位で表わされるパターンを有する
基準マスクの例を丞す。暗い単位はロジックハイの値を
有する栄位であり、明るい栄位はロジックローの値を有
する単位である。Ｘ印が付けられた単位は、無関係なロ
ジック値を有する単位である１、 従来の方法では、第１図に示される如きフィールドの閾
値処理中では、所定値を有する該当単位は、例えば所定
値が判別閾値より人であるが判別閾値以下であるかのそ
れぞれの場合にロジックハイの値を有する９位又はロジ
ックローの値を有する９位へンツビングされる。例えば
第２図に示されるパターンの全該当単位が、ロジック値
及び位置について第１図のフィールドの閾値処理された
イメージ中の該当栄位に対応するなら、パターンはこの
イメージにおいて認識される。

フィールド中で所望パターンを検出するため本発明では
次の如き手続をとる。基準マスクは、パターン中との位
置でロジックハイの値を有する該当ユニットが発生する
かを特定する第１のサブマスク（第３図）と、パターン
中どの位置でロジックＯ−の値を有する該当単位が発生
するかを特定する第２のサブマスク（第４図）との２つ
のサブマスクに分けられる。第３図及び第４図のサブマ
スクの各々は、１つのロジック値を有する単位と、無関
係なロジック値を有する栄位のみからなる。

第１図のフィールドは、第３図及び第４図に小されるサ
ブマスクと組み合わされる。第３図の第１のサブマスク
の窓内でのフィールドの該当要素は、第１のサブマスク
の該当単位に対応する位置を右する殻素である。これら
の要素の関係及び値は第５図に示されている。同様に第
６図は、第４図の第２のサブマスクと組み合わせられる
該当要素の関係及び値を示す。

次いで第５図及び第６図の該当要素の値が第７図及び第
８図にそれぞれ示される如く大きさに応じソーティング
される。第７図では最低値は７に等しく、最高値は１０
に等しい。第８図では最低値は３に等しく、最高値は５
に等しい。閾値処理時第５図の全要素がロジックハイの
値を有する単位へ７ツビングされるとすると、判別閾値
は値７より小さくなければならない。これは第９図の左
側のバーに示されている。この場合ロジックハイの値に
適する判別閾値は、Ｏで閉じ７で開いたＯと７との間の
区間内にある。同様に閾値処理時第６図の要素がロジッ
クローの値にマツピングされるとすると、判別閾値は５
より人きいか５に等しくなければならない。これは第９
図の右側のバーに示されている４、この場合ロジックロ
ーの値に適する判別量１１ｒｉは、５と１０との間の閉
区間内にある。第９図の中央のバーは前記区間の共通部
分である。この共通部分内にある判別閾値は、第５図中
に示される■桑をロジックハイの値の単位にマツピング
するのにも、また第６図中に示される要素をロジックロ
ーの値の単位にマツピングするのにも適する。判別閾値
が５で閉じ７で開いた５と７との間の区間内にある場合
、第１図に示されるフィールドは閾値処理時、両方のサ
ブマスクが合致する２ｔｉｎ単位の形状ヘマッピングさ
れる。本発明のｈ法においてはパターン検出は閾値処理
とその後の基準マスクとの比較を含まない。その代りに
強度の端の値が測定された後にそれらの端の値開の差の
符号が判定される。端の値の判定は、フィールドが閾値
処理を受ける際にそれぞれのサブマスクが認識され続け
る判別量（ａの限界レベルの判定とみなされる。差の判
別の判定は、前記の区間の共通部分の有無の確認と考え
される。

フィールド中のパターンを認識するには共通部分ができ
るという条件のほかに、区間の共通部分が所定の長さを
越えねばならない。

共通部分が大きいほど、閾値処ＩｇＩ時ロジックハイの
値へ７ツビングされる要素の値の集合での相対的最低値
と、閾１ｌｔｉ処１１時ロジックローの値へマツピング
される要素の値の集合での相対向辺ｉｆ”ｌｉ値との差
は大きくなる。このことは特に検出されるためには当該
フィールド中のパターンの存在がより明白でなければな
らないことを意味する。

−上記において、認識には、例として第１の勺ブマスク
の該当窓内の土工Ω値の最低値と第２のサブ７スクの該
当窓内の土工Ω値の＠高値との差が非負でなければなら
ないという条件が課せられる。

別の認識条件を以下に説明する。強度の値は、それぞれ
の１ノブマスクの該当窓内で大きさに応じソーティング
される６のと仮定する。この例では相対的最低値として
、第１のサブマスクの窓に関する順序において第１の差
の数を除いて最低位置を占める値が取られる。相対的最
高値としては、第２のリプマスクの窓に関する順序にお
いて第２の差の数を除いて最高位胃を占める値が用いら
れる。差は、相対的最低値から相対的最高値を引いた値
に等しいから、相対的な差の数が大きいほど大きくなる
。例えば第１図乃至第８図において、例えば第１の差の
数が２で第２の差の数が１である場合、上記のことは相
対的最低値は７に等しい（まま）であり、相対的最高値
は４に等しくなることを意味する。第９図を参照して説
明された例では、共通部分は相対的最低値と相対的最高
値との差であるから１甲位増加する。第１図のフィール
ドが、共通部分内の判別閾値で閾値処理されると、第５
図の窓内の値は全てロジックハイの単位ヘマツビングさ
れる。第６図の窓内の値３及び４はロジックローの栄位
ヘマツビングされる。しかし値５は、判別閾値は５より
小さい場合があるから［コシツクハイの単位へマツピン
グされる。これはフィールドの閾値処理時に第２のサブ
マスクに最高１単位の偏移が生じても認識がなされると
いうことである。つまりそれぞれの差の数によって当該
順序における相対的最低値及び相対的最高値の判定は、
該当サブマスクからの偏移が該当する差の数の単位を越
えない２値フイールドの認識を許容することに対応する
。

第１０図は本発明による装置の一部の実施例を示す。第
１０図は、各々が最高でＭＸＫ多値要素の同−窓に作用
するランク値フィルタ１００及び１０２を丞す。ランク
値フィルタの出力値は、窓内の要素の値へ大きさ順の順
序での所定位ｎ（ランク）を占める要素の値である。か
かるランク値フィルタとしては、例えば１−８■ロジツ
ク」−ボレーシコンによるＬ　６４２２０があるが、特
に所定種類の雑音を除去するのに用いられる。この例で
は多値要素の２次元フィールドは、各々がＮ要素の良さ
を有する行からなるものとする。ランク値フィルタに要
素の値をロードするため、入力　１０６を介して順次の
行の鯰索の値データを順次供給されるレジスタ　１０４
が設【ノられる。レジスタ　１０４は、各々がＮ要素の
遅延を有し、直列結合されたＭ−１木の遅延線から公知
の方法で構成される。明瞭にするため２本の遅延線１０
８及び１１０のみが示されている。ランク姶フィルタ　
１００の人力１１２とランク値フィルタ　１０２の入力
１１４とは、２つ毎に相互接続される。同一のランク値
フィルタの隣り合う人力対は、Ｎｆｆ１素ジットされた
同一のデータ列を供給される。

ランク値フィルタ　１００の選択入力１１６を介して、
大きさに応じソートされるべき１直を有する要素が現在
の窓内で選択される。それらは、現在のイン１０ゲーシ
ヨン段階中に第１のりブマスク内の該当単位の位置に対
応する位置を有する曹桑である（第３図および第５図参
照）。同様にランク値フィルタ　１０２の選択入力１１
８を介して、現在の判別段階中第２のサブマスク内の該
当単位の位置に対応する位置を有する要素が選択される
（第４図及び第６図）。つまり選択入力１１６及び１１
８におけるデータは第１と第２とのサブマスクを表わす
。

ランク賄フィルタ　１００のランク設定１２０を介して
、何らかの第１の差の数Ｎ１を除いて当該順序中での最
高値とされる値が出力値として選択される。ランク値フ
ィルタ　１０２のランク設定１２２を介して、何らかの
第２の差の数Ｎ２を除いて当該順序中での最低値である
値が出力値として選択される。

このようにして選択された値は、選択された碩間の差を
判定する比較器１２４へ供給される。次いでこの差はこ
の差を入力１２８での基準値と比較づる比較器１２６へ
供給される。前記差が基準値を越えるならパターンは窓
内で認識されており、小さいなら認識されていない。

【図面の簡単な説明】

第１図は離散要素からなる場合の多値強度を有する検査
されるべきフィールドの例を示す図、第２図は２値単位
で表わされた所望パターンを有する基準７スクの例を示
す図、第３図及び第４図は合わせて第２図のパターンを
表わすサブマスクをそれぞれ示す図、第５図及び第６図
は第３図及び第４図のそれぞれのサブマスクと比較され
る要楽の部分集合をそれぞれ示す図、第７図及び第８図
は第５図及び第６図の該当要素の大きさについてのソー
ティングを説明する図、第９図は以上の図の例について
相当的最低値と相対的最高値との間の」ヒーレンスを説
明する図、第１０図は本発明による装置の実施例を示す
図である。 １００１０２・・・ランク値フィルタ、１０４・・・レ
ジスタ、１０６、　１１２．　１１４．　１２８・・・
入力、１０８．　１１０・・・遅延線、１１６．　１１
８・・・選択入力、１２０．　１２２・・・ランク設定
、１２４．　１２６・・・比較器。 ＦｌＯ，３ ＦｌＧ、４ ＦＩＧ、５ ＦｌＯ，６ 匡匡工ＩＩコ ＦＩＧ、７ 匡匡１ ＦＩＧ、８ ＦｌＧ、９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ロジックハイ単位とロジックロー単位とからなる
   基準マスクとの協働による多値強度を有するフィールド
   におけるパターン認識方法であつて、 基準マスクが該当するロジックハイ単位を有する第１の
   サブマスクと、該当するロジックロー単位を有する第２
   のサブマスクとに分けられ、サブマスクをフィールド内
   に位置決めする段階と、位置決めされた第１と第２のサ
   ブマスクの該当する窓内のそれぞれのフィールドの領域
   内での強度の相対的最低値及び相対的最高値をそれぞれ
   判定する段階と、相対的最低値と相対的最高値との差が
   負でない場合パターンを認識する段階とからなることを
   特徴とするパターン認識方法。 （２）パターンの認識は非負の差が所定値を越える際に
   起こることを特徴とする請求項１記載のパターン認識方
   法。 （３）相対的最高値と相対的最低値とが、該当サブマス
   クの該当窓内のフィールドでの位置を表わす強度の値を
   大きさに従つてソーティングし、そのようにしてできた
   該当する順序においてそれぞれ所定の差の数を除いて端
   の位置を占める値を判定することで決められることを特
   徴とする請求項１又は２記載のパターン認識方法。 （４）大きさによる値のソーティングを行なうため、順
   序中の所定位置での値を出力する少なくとも１つのラン
   ク値フィルタが設けられることを特徴とする請求項３記
   載のパターン認識方法を実施する装置。 （５）入力側が互いに結合される第１のランク値フィル
   タと第２のランク値フィルタからなることを特徴とする
   請求項４記載の装置。 （６）ランク値フィルタが、少なくとも２つの値を供給
   され、前記少なくとも２つの値を比較し、前記少なくと
   も２つの値の最高値又は最低値を出力する比較器と、比
   較器の出力から比較器の一入力への結合とからなること
   を特徴とする請求項４又は５記載の装置。 （７）順序中の所定位置が調整可能であることを特徴と
   する請求項４又は５記載の装置。（８）大きさによる値
   のソーティングに関連する部分を選択する選択手段が設
   けられることを特徴する請求項４乃至７のいずれか一項
   記載の装置。 （９）選択手段は調整可能であることを特徴とする請求
   項８記載の装置。 （１０）ランク値フィルタはプログラムされた手段から
   なることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか一項記
   載の装置。 （１１）選択手段はプログラムされた手段からなること
   を特徴とする請求項８又は９記載の装置。 （１２）多値強度の信号サンプルからなるフィールド内
   の所定パターンを、該所定パターンに関係し該フィール
   ドに対し位置決め可能な基準マスクとの協働により検出
   する方法であつて、該マスクは該フィールド上に第１の
   窓を定める第１のサブマスクと該フィールド上に第２の
   窓を定める第２のサブマスクに分けられ、該方法は該第
   １と第２の窓内それぞれで該フィールドからフィールド
   サンプルの第１と第２の部分集合を選択するよう該第１
   と第２のサブマスクを該フィールドに対し位置決めし、
   該第１の部分集合における該第１の強度の相対的強度ラ
   ンクに基づいて該第１の部分集合内の信号強度から第１
   の強度を選択し、該第２の部分集合における該第２の強
   度の相対的強度ランクに基づいて該第２の部分集合内の
   信号強度から第２の強度を選択し、差信号を形成するよ
   う該第２の信号は強度から該第１の信号強度を減算し、
   該差信号が所定値以上であることに応じて該パターンを
   検出したことを信号として出す検出方法。 （１３）該選択する段階の少なくとも一方は、部分集合
   の信号強度から所定のランク順序位置を有する強度を選
   択することからなる請求項１２記載の方法。 （１４）該第１の強度は、第１の部分集合の信号強度に
   おいて最高強度に対し第１の所定ランク順序位置を有し
   、第２の強度は、第２の部分集合の信号強度において最
   低強度に対し第２の所定ランク順序位置を有する請求項
   １２記載の方法。