JPH03141477A - パターン分類装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、文字９図形、音声等の種々の信号のパターン
を分類するパターン分類装置に関し、特にパターン認識
に用いるパターン分類装置に関する。

〔従来の技術〕

パターン認識は文字認識１図形認識、音声認識等に広く
用いられており、パターンを予め定められた分類データ
に分類することにより認識している。パターン認識技術
としては従来よりテンプレートマツチング法、構造解析
法等の種々の技術が公知となっている。テンプレートマ
ツチング法とは予め用意された標準的なパターンの一部
と、入力されたパターンの一部との類似の度合いにより
パターンを認識するものである。一方、構造解析法はパ
ターンを所定領域に分割し、その構造を所定のアルゴリ
ズムに基づいて解析して、それらを組合わせてパターン
の認識を行うものである（例えば特開平１−９３８７４
号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらテンプレートマツチング法は入力されたパ
ターンと標準的なパターンとの間にずれ又は回転が生じ
ていると認識できない虞がある。

また構造解析法は解析処理のために、コンピュータ処理
に長時間を要するという問題がある。

また双方に共通な問題として人間がパターンを認識する
場合、パターン全体を考慮して判断するので、パターン
に多少の欠け、ゴミ等の付着及び汚れ等の欠陥が生じて
いてもパターンを認識できるが、前述した２つの従来の
認識技術ではパターンの一部に着目して認識するか、又
は一定のアルゴリズムに従って認識するので、パターン
の一部に欠陥が生じると認識できない虞がある。

さらに前述の技術では処理の前に正規化処理等の前処理
が行われるが、パターンに欠陥等によりノイズが生じた
場合に前処理が正しく行われず、以後の処理も正しく行
われないという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、分類デ
ータ記憶手段への分類データ記憶時にパターン及びそれ
に関連するパターン、即ちパターンの欠け、汚れ、ずれ
及び回転等の欠陥が生じたパターンを基本要素毎に夫々
２値データに変換し、夫々のパターンの２値データを所
定順に並べたアドレス情報の示す各別のアドレスに同一
分類データを記憶し、分類時に分類対象のパターンの全
ての２値データによりアドレス情報を生成し、そこに記
憶された分類データに分類対象のパターンを分類するこ
とにより、パターンの欠け、汚れ、ずれ及び回転等によ
る認識ミスを防止でき、認識時にアルゴリズムを使用し
ないことにより、アルゴリズムに起因する認識ミスを防
止でき、簡単なハードウェアで高速処理が可能なパター
ン分類装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るパターン分類装置は、基本要素を組合わせ
て構成された複数のパターンを、前記基本要素の状態を
示す状態量に基づき分類するパターン分類装置において
、前記状Ｂ量を前記基本要素毎に２値データに変換する
変換処理手段と、変換された全ての基本要素の２値デー
タを所定順に並べ、それをアドレス情報として出力する
アドレス生成手段と、前記アドレス情報によりアクセス
され、前記パターンを分類する分類データが記憶してあ
る分類データ記憶手段とを備え、該分類データ記憶手段
は任意のパターンから得られたアドレス情報が示すアド
レスと、それに関連するパターンから得られたアドレス
情報が示すアドレスとに同じ分類データを記憶すべくな
してあることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、分類対象のパターンが入力されると
、その状態量を基本要素毎に２値データに変換し、全て
の２値データを所定順に並べてアドレス情報を生成し、
生成されたアドレス情報をアドレスとして分類データ記
憶手段がアクセスされ、分類データが出力される。そし
て分類データ記憶手段に分類データを記憶するとき、任
意のパターンとその関連パターンとから得られた夫々の
アドレスに同一の分類データを記憶する。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。第１図及び第２図は本発明に係るパターン分類装置
であるマーク識別分類装置の構成を示す模式的ブロック
図であり、第１図は分類データ記憶時の構成を、また第
２図はマーク識別分類時の構成を夫々示している。第１
図においてｌは分類データを入力するためのマークであ
り、該マーク１は上下、左右方向及び前記２方向で規定
される面内の回転方向の３方向に移動可能な偏位装置２
に取付けられている。第３図はマークの種類を示す図で
あり、マーク１を１又は２本の直線で構成しており、そ
の組合せによりＡ〜Ｈの８種類に分類している。なお第
１図に示すマーク１は分類ＡのマークにノイズＮ１．Ｎ
２が付着した場合を示している。偏位装置２に取付けら
れたマークｌは例えば４０　Ｘ　４０画素の解像度のカ
メラ３で撮像される。カメラ３は撮像したマー、７１の
画像を画素毎のアナログ信号ＡＳに変換し、２値化処理
部４に送る。２値化処理部４は後述するＣＰＵ　８から
送られた闇値ＴＤによりアナログ信号ＡＳを画素毎に２
値化する。２値化された画像信号ＢＳは変換処理手段た
るぼかし処理部５に与えられ、そこでぼかし処理が施さ
れ、４０　Ｘ　４００画素画像信号ＢＳを８画素を１ブ
ロツク（基本要素）とし５×５ブロツクの２値データＢ
ＤＩに変換する。ここでのぼかし処理は例えば８　Ｘ　
８　＝６４画素中に“１″の画素が所定値ａ以上あれば
、そのブロックを“１”とする。

ぼかし処理部５の２値データＢＤＩはアドレス生成部６
に与えられ、２値データＢＤＩの左上をＭＳＢ、右下を
ＬＳＢとする２５ビツトのアドレス情報により分類デー
タ記憶部７の２５ビツトのアドレスを生成する。分類デ
ータ記憶部７はＲＡＭからなり、マーク１のＡ−Ｈの分
類データを記憶するためのものであり、アドレス生成部
６で生成されたアドレス情報によりアクセスされ、そこ
に記憶されている分類データＲＤをＣＰＵ　８に対して
読出す。

なお、分類データ記憶時にはそこに何も記憶されていな
いので、読出される分類データＲＤはなく、ＣＰＵ　８
から書込み命令Ｒ／Ｈにより分類データＷＤ＝“Ａ″が
書込まれる。

ＣＰＵ　８は２値化処理部４に闇値ＴＤを、分類データ
記憶部７に書込み命令Ｒ／Ｗ及び分類データＷＤを出力
すると共に、偏位装置２に偏位信号Ｏ５を出力する。ま
たｃｐｕ　ｓはアドレス生成部に直接２値データＢＤ２
を出力できる。これはカメラ３の撮像により生成できな
い２値データＢＤ２を直接アドレス生成部６に入力する
場合に用いられる。これにより分類データ記憶部７の未
記憶アドレスに直接分類データＷＤを書込むことができ
る。

一方第２図に示すデータ分類時においては偏位装置２は
不要であり、２値化処理部４では所定の闇値で２値化さ
れる。２値化された画像信号ＢＳは同様にぼかし処理部
５で５×５ブロツクの２値データＢＤＩに変換され、ア
ドレス生成部６に与えられ、そこで２５ビツトのアドレ
ス情報が生成され、それにより分類データ記憶部７がア
クセスされ、そのアドレスの分類データＲＤが読出され
、撮像されたマーク１の分類がなされる。

次にこのように構成された本発明装置の動作について説
明する。

第４図はカメラの撮像による分類データの記憶動作を説
明するフローチャート、第５図は第４図のステップ８２
〜同Ｓ５までの処理内容を説明する図である。まず分類
Ａのマーク１をセットするときはＣＰＵ　８にその分Ｈ
＜＝　Ａ）をセットする（ステップＳｌ）。次に分類Ａ
のマーク１を偏位装置２に取付けるとカメラ３によりマ
ーク１を撮像する（ステップＳ２）、カメラ３にて撮像
されたマーク１の画像にはノイズＮｌ、Ｎ２が付いてお
り、それがアナログ信号ＡＳで出力され、４０　ｘ　４
００画素２値化される（ステップＳ３）。このときノイ
ズＮｌ、Ｎ２も一緒に２値化される。次にぼかし処理部
５で５×５ブロツクに２値化される（ステップＳ４）。

ここでも第５図に示す如くノイズＮｌ、Ｎ２が共に２値
化される。そしてノイズが２値化された状態の２値デー
タＢＤＩから２５ビツトのアドレス情報（＝０１０１０
１１１１１０１０１００１１１００１０１０）が生成さ
れる　（ステップＳ５）。

次に生成されたアドレスにより分類データ記憶部７がア
クセスされ、そこに記憶されている分類データを読出し
、そこに分類データが既に記憶されているか否かをチエ
ツクする（ステップＳ６）。そこに分類データが記憶さ
れていないとき、そのアドレスにＣＰＵ　８からの分類
データＷＤ＝“Ａ″を記憶する（ステップＳ？）。また
分類データが既に記憶されているときはステップＳ７を
スキップする。次にＣＰｔ１８は偏位装置２の偏位の要
否を判断しくステップＳ８）、必要な場合は偏位信号Ｄ
Ｓが出力され、偏位装置２を所定量偏位させる（ステッ
プＳ９）。

そしてステップＳ２からの動作を繰り返し、アドレス情
報を生成する。ここで偏位によって得られたアドレスが
前に生成されたアドレスと等しいときはステップＳ６で
ＹＥＳとなり、分類データＷＤの書込みは行われない。

また異なるときはステップＳ６でＮＯと判断され、その
アドレスに分類データＷＤ＝“Ａ”が書込まれる。以後
同様にして一定の範囲内で偏位が行われ、そこで生成さ
れたアドレスにその都度、分類データＷＤ−“Ａ”が書
込まれる。同様にしてＢ−Ｈのマークについても分類デ
ータの書込みが行われる。

次にｃｐｕ　ｓによる分類データの記憶動作を説明する
。カメラ３の撮像によっては分類データ記憶部７の２　
”（＝３３．５５４．４３２）のアドレス空間全てに分
類データー〇を書込めないので、ＣＰＵ　８により分類
データ記憶部７の全アドレスを生成し、オペレータがそ
の分類データを判断し分類データ記憶部７に書込む。第
６図はＣＰＵ　８による分類データの記憶動作を説明す
るフローチャートである。最初にアドレスを１にセ・ノ
ドしくステップ５１０）、分類データ記憶部７のアドレ
ス１の分類データを読出しくステップ５１１）、ステッ
プＳ１２でそこに既に分類データが記憶されているか否
かを判断する。分類データが記憶されていない場合、５
×５のビットパターンをＣＰＵ　８のデイスプレィに表
示し、オペレータがそのパターンを見て分類データを判
断しくステップ５１４）、Ａ〜■までの分類データを入
力し、そのアドレスの分類データを分類データ記憶部７
に記憶する（ステップ５１５）。ここで分類データ＝“
Ｉ“は表示されたパターンの分類の判断が不能であるこ
とを示す。そしてアドレスを１インクリメントしくステ
ップ５１６）、全アドレスのアクセスが終了したか否か
を判定しくステップ５１７）、終了していない場合はス
テップＳｌｌに戻り、次のアドレスのアクセスを行う。

全アドレスのアクセスが終了したときは終了し、ステッ
プ５１２で分類データが既に記憶されているときはステ
ップＳ１３〜Ｓ１５をスキップする。このようにして全
アドレス空間に何らかの分類データを記憶する。

次にマークの分類動作について説明する。第７図は分類
動作を示すフローチャートである。カメラ３による撮像
からアドレスの生成までの動作（ステップ５２１〜同５
２４）は第４図に示す分類データの記憶動作と同じであ
り、説明を省略する。但し２値化処理部４での閾値は記
憶動作時の中心値が使用される。アドレスが生成される
と、生成されたアドレスにより分類データ記憶部７がア
クセスされ、分類データＲＤが読出される（ステップ５
２５）。

次に分類データＲＤが“■”か否かが判定され（ステッ
プ５２６）、分類データＲＤ＝“Ｉ”が出力されたとき
はマーク１の判別が不能であり、これはマーク面の照度
等の周囲の環境の変化及び閾値の変動等の原因によると
考えられるので、ＣＰＵ　８によりマーク面への照度の
変更、闇値の変更等の動作条件の変更を行い（ステップ
５２７）、再度ステップ５２１からの撮像を行い、分類
を行うようにする。

なお、分類動作において動作条件の変更を行わない場合
は分類データＲＤがそのまま外部への出力データになる
のでＣＰＵ　８は不要である。また分類データ記憶部７
がＲＯＭ化可能であることは言うまでもない。

また、分類データ記憶部７に記憶される分類データはコ
ード化されたものでも、また択一的なものであってもよ
い。

また本実施例ではマークを撮像して分類する装置に本発
明を適用したが、本発明はこれに限るものではなくノイ
ズを含む文字、音声等の種々の信号パターンを分類し、
それに応じた出力を得る装置に用いることができる。

また本実施例では分類データ記憶部の全アドレスに分類
データを記憶するようにしたが、本発明はこれに限るも
のではなく、分類データは必ずしも全アドレスに記憶す
る必要はなく、アドレスに分類データを何も記憶してい
ないときは判別不能と判断してもよい。

〔効果〕

以上説明したとおり、本発明においては分類データ記憶
時に任意のパターンと欠け、ノイズ等の欠陥を含んだ関
連パターンとから生成された夫々のアドレスに同じ分類
データを記憶しているので、パターンの分類がパターン
の欠け、ノイズ、回転等に影響されにくくなると共に、
アルゴリズムを用いずパターン全体を見て分類している
ので正規化処理等の前処理が不要であり、アルゴリズム
及び前処理に起因する誤認識による分類不能が回避され
る。また種々のセンサより得られるパターンにより最適
制御を行う制御装置にも用いることができるが、センサ
信号を個別に処理するとエラー率が高くなる場合でも、
本発明では全体より制御するのでエラー率の低いものが
実現できる。更にパターン分類時に分類データ記憶手段
を１回アクセスするだけでパターンを分類できるので、
簡単なハードウェアで高速処理が可能となる等価れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパターン分類装置であるマーク識
別分類装置の分類データ記憶時の構成を示す模式的ブロ
ック図、第２図はマーク識別装置のマーク識別分類時の
構成を示す模式的ブロック図、第３図はマーク種類と分
類データとの関係を示す図、第４図はカメラによる分類
データの記憶動作を示すフローチャート、第５図は第４
図のステップＳ１〜同Ｓ４までの処理内容を説明する図
、第６図はｃｐｕによる分類データの記憶動作を示すフ
ローチャート、第７図はマーク分類動作を示すフローチ
ャートである。 １・・・マーク　５・・・ぼかし処理部　６・・・アド
レス生成部　７・・・分類データ記憶部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基本要素を組合わせて構成された複数のパターンを
   、前記基本要素の状態を示す状態量に基づき分類するパ
   ターン分類装置において、前記状態量を前記基本要素毎
   に２値データに変換する変換処理手段と、変換された全
   ての基本要素の２値データを所定順に並べ、それをアド
   レス情報として出力するアドレス生成手段と、前記アド
   レス情報によりアクセスされ、前記パターンを分類する
   分類データが記憶してある分類データ記憶手段とを備え
   、該分類データ記憶手段は任意のパターンから得られた
   アドレス情報が示すアドレスと、それに関連するパター
   ンから得られたアドレス情報が示すアドレスとに同じ分
   類データを記憶すべくなしてあることを特徴とするパタ
   ーン分類装置。