JPH03191482A

JPH03191482A - パターン認識方法および装置

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Publication number: JPH03191482A
Application number: JP1334196A
Authority: JP
Inventors: Toru Ikeda; 徹池田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1991-08-21
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JP2626108B2

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、入力されたモノクロ画像およびカラー画像に
含まれる文字やシンボルなどのパターンを認識するとき
などに利用できるパターン認識方法および装置に関する
。

（従来の技術）従来のパターン認識に関する技術では、入力画像の様々
な色変化に対して同じ基準で色の評価を行っていた０例
えば、認識したいパターンを切り出すために文献［アラ
リニル　ローゼンフエルト、アヴイナシュ　カフ、「デ
ィジタル　ピクチャ　プロセシングＪ、ＰＰ、２６５−
２８３（Ａｚｒｉｅｌ　　　Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄ。

’Ａｖｉｎａｓｈ　　Ｃ，Ｋａｋ、ＤｉｇｔｔａｌＰ　
ｉ　ｃ　ｔ　ｕ　ｒ　ｅ　　Ｐ　ｒ　ｏ　ｃ　ｅ　ｓ　
ｓ　ｉ　ｎ　ｇｐｐ、２６５−２８３）］に記載の閾値
処理を用いた場合を説明する。入力画像には模様や入力
時の色誤差のなめに、各画素は色変化に応じた揉々な空
間周波数成分を持っているが、その中に人間の視覚の感
度のよい成分や悪い成分がある。従来の技術では空間周
波数成分に依存することなく、各画素の値と与えられた
閾値との大小関係だけを調べることにより、目標のパタ
ーンを切り出し、標準パターンとの照合を行っていた。

（発明が解決しようとする課Ｉｇ）パターン認識が必要とされている対象は、主として人間
が読むことを前提として書かれた文字やシンボルであり
、人間の視覚では読みやすいものである０例えば、切手
から切手の値段を読み取る場合、人間の視覚では背景に
絵が描かれていても数字は読みやすく感じられるが、こ
れは人間の視覚には空間周波数に応じて感度が異なる性
質があり、文字部分の空間周波数の方が背景の絵の部分
の空間周波数に比べて、感度がよいからである。

また、同じ色で印刷された切手の数字部分に対応する画
素でも、入力の条件やノイズなどにより誤差を含んで興
なった色で入力されることが多い。

しかし、前記誤差による色変化が人間の視覚には小さく
、人間が切手の数字を読む場合には問題にならない、前
記従来の技術では多様な色変化に対して、人間の視覚に
対する重要度に応じて特別に異なった評価を行っていな
い、従って、人間の視覚にはあまり影響のない不必要な
色変化の成分が現れている部分の色が、閾値処理によっ
て部分される場合、文字やパターンを正しく切り出せな
いし、ひいては正しいパターン認識ができない。このよ
うに従来のパターン認識方法および装置には解決すべき
課題があった。

本発明の目的は、切手などの読み取りや入力による色誤
差のなめに生じる上記問題点を、人間の視覚特性を基に
したフィルタ処理によって回避することにより、モノク
ロ画像やカラー画像に写っている文字・シンボルなどの
パターンを正しく読み取った後、上記パターンを認識す
る方法および装置を提供することである。

（課題を解決するための手段）第１の発明のカラー画像からのパターン認識方法は、入力されたカラー画像に対して、空間周波数の高周波数
部分と低周波数部分の透過性が低く、中間周波数部分の
透過性が高いというバンドパス型のフィルタ処理を各バ
ンド毎に独立に行い、フィルタ処理画像を色空間の色分
布に変換し、色分布を色空間における複数の色領域に分
割し、各分割領域に含まれている色を同一色と判断し、
前記入力画像中の画素を走査しながら、同一色と判断さ
れた色を持つすべての画素を“１″、それ以外の画素を
”０”とする処理を前記各分割領域毎に繰り返すことに
より２値画像群を作成し、各２値画像について標準パタ
ーンと照合することを特徴としている。

第２の発明のモノクロ画像からのパターン認識方法は、入力されたモノクロ画像に対して、空間周波数の高周波
数部分と低周波数部分の透過性が低く、中間周波数部分
の透過性が高いというバンドパス型のフィルタ処理を行
い、フィルタ処理画像の明度に間するしストダラムを複
数の明度領域に分割し、各分割領域に含まれている明度
を同一の明度と判断し、前記入力画像中の画素を走査し
ながら、同一と判断された明度を持つすべての画素を“
１″、それ以外の画素を“０″とする処理を前記各分割
領域毎に繰り返すことにより２値画像群を作成し、各２
値画像について標準パターンと照合することを特徴とし
ている。

第３の発明のカラー画像からのパターン認識装置は、入力されたカラー画像を格納するカラー画像メモリと、前記カラー画像メモリに格納されているカラー画像に対
して、各バンド毎に独立にバンドパス型のフィルタ処理
を行うバンドパス型フィルタ処理手段と、前記バンドパス型フィルタ処理手段で作成されたフィル
タ処理画像を格納するフィルタ処理画像メモリと、前記フィルタ処理画像を色空間の色分布に変換し、色空
間における色分割により得られたそれぞれの分割領域を
同一色の領域として判断する色空間における分割手段と
、前記入力画像中の画素を走査しながら、色分割後の領域
において同一色と判断された色を持つすべての画素を“
１”、それ以外の画素を“Ｏ′°とすることにより、２
値画像群を生成する２値画像生成手段と、前記各２値画像の記憶手段としての２値画像メモリと、前記カラー画像中に含まれるパターンを、前記各２値画
像についてパターン認識するパターン認識手段とを備え
ていることを特徴としている。

第４の発明のモノクロ画像からのパターン認識装置は、入力されたモノクロ画像を格納するモノクロ画像メモリ
と、前記モノクロ画像メモリに格納されているモノクロ画像
に対して、バンドパス型のフィルタ処理を行うバンドパ
ス型フィルタ処理手段と、前記バンドパス型フィルタ処
理手段で作成されたフィルタ処理画像を格納するフィル
タ処理画像メモリと、前記フィルタ処理画像から合成される明度に関するしス
トダラムを分割することにより得られたそれぞれの分割
領域を同一明度の領域として判断する明度に関する分割
手段と、前記入力画像中の画素を走査しながら、分割後の領域に
おいて同一と判断された明度を持つすべての画素を“１
″、それ以外の画素を“０”とすることにより、２ｆｆ
ｉ画像を生成する２値画像生成手段と、前記各２値画像の記憶手段としての２値画像メモリと、前記モノクロ画像中に含まれるパターンを、前記各２値
画像についてパターン認識するパターン認識手段とを備
えていることを特徴としている。

（作用）第１の発明のカラー画像からのパターン認識方法は、第
２図に例示するように、まず例えば３枚の画像に分解し
く１０１）、高周波数と低周波数部分の透過性が低く、
中間周波数部分の透過性が高いバンドパス型のフィルタ
処理を行い（１０２−１〜３）、フィルタ処理画像を色
空間の色分布に変換し、前記色分布を一つのクラスタと
考え、クラスタに対する統計データテーブル・ヒストグ
ラムテーブルを用意した上で、各クラスタについて第１
主軸方向のヒストグラムを求め（１０３゜１０５＞、上
記ヒストグラムに対する分割の闇値を与え（１０６）、
各クラスタを与えられた閾値で分割する（１０４）、総
クラスタ数が予め与えられた規定値に達していなければ
以上のアルゴリズムを繰り返し行い、達したならば各ク
ラスタに色コードを割り当てる（１０７，１０８）、さ
らに、各色コードの領域が入力画像中で示す領域に属す
る画素に“１”、そうでない画素に“０”を代入した２
値画像群を生成する（１０９）、そして、前記各２値画
像について標準パターンとの照合を行う。

第２の発明のモノクロ画像からのパターン認識方法は、
上記カラー画像からのパターン認識方法で処理していた
カラー画像を１バンドの画像に対してだけ行うものであ
る。すなわち、第３図に示すように、高周波数と低周波
数部分の透過性が低く、中間周波数部分の透過性が高い
バンドパス型のフィルタ処理を行い（２０１）、フィル
タ処理画像を明度に関するヒストグラムに変換し、（２
０２）、前記ヒストグラムを一つのクラスタと考え、ク
ラスタに対する統計データテーブル・ヒストグラムテー
ブルを用意した上で、各クラスタに対する分割の閾値を
与え（２０３）、各クラスタを与えられた閾値で分割す
る（２０５＞、総クラスタ数が予め与えられた規定値に
達していなければ以上のアルゴリズムを繰り返し行い、
達したならば各クラスタに色コードを割り当てる（２０
４．２０６＞、さらに、各色コードの領域が入力画像中
で示す領域に属する画素に“１”そうでない画素に“０
”を代入した２値画像群を生成する（２０７＞、そして
、前記各２値画像について標準パターンとの照合を行う
。

次に、本発明のパターン認識方法の原理に関し、切手を
内容とするカラー画像から、切手の値段を表す数字を認
識する場合を例にあげ、第２図、第７図、第８図を参照
して説明する。

切手では背景に絵が描かれており、その中に値段を表す
文字部分がある。一般に、切手では背景に描かれている
絵の部分も値段を表す文字部分も色変化が多様であるが
、人間の視覚には読みやすくなっている。これは人間の
視覚で読みやすいように、模様を選ぶことにより色変化
に配慮をしているからである０色の変化を示す空間周波
数の成分に分解して考えると、人間の視覚には第８図に
例示する空間周波数特性（テレビジョン学会誌第３１巻
第１号（１９７７）ｐｐ、２９〜３５）、すなわち、空
間周波数の高周波数部分と低周波数部分は感度が低く、
中間の周波数部分で感度が高くなるバンドパス型の特性
がある。従って、多様な色変化の構成にもかかわらず切
手の文字が読みやすいのは、上記バンドパス型の特性が
切手の文字部分に対して感度が高くなり、背景の絵の部
分に対して感度が低くなるように作用しているためであ
ると考えられる。

そこで、例えば入力画像をフーリエ変換し、フーリエ空
間において前記バンドパス型の特性を作用させるフィル
タ処理を行う本発明のパターン認識方法を例にあげて説
明する。まず、第１段階としてパターン認識をしたい切
手をカラー画像として取り組む（第７図（ａ））、第２
段階として上記カラー画像を、明度画像、赤−録画像、
青−黄画像からなる３枚の画像に変換する。第３段階と
して空間周波数成分を評価するために、上記各画像をフ
ーリエ変換する。そして、第４段階として上記各フーリ
エ変換画像に対して前記視覚の特性を反映するフィルタ
を作成する０例えば、Ｘを空間周波数としたときに、テ
レビジョン学会誌第３１巻第１号（１９７７）ｐ、３１
の図４のグラフがガウス分布関数で近似した、Ｘに対す
る下記式（１）、（２＞、＜３）で得られるｙは０≦ｙ
≦１を溝なし、ｙを重みとしてフーリエ変換画像に重み
付けを行うフィルタがバンドパス型になる一例になって
いる。

明度画像に対して、ｙ＝ｅｘｐ　（−（ｌｏｇ＋。

（ｘ／２．７０）＞２／２）　　　　　・・・（１）赤
−録画像に対してｙ＝ｅｘｐ（（ｌｏｇ（ｘｌｏ、３６）＞２／３）　　　　　・・・（２）青
−黄画像に対してｙ＝ｅｘｐ　（−（ｌｏｇ＋。

（ｘｌｏ、３３））　２／４）　　　　　・・・（３）
（ただし、ｘ＝Ｏのときはｙ＝Ｑと仮定する。）上記各
フィルタを前記各フーリエ変換画像に作用させた後、第
５段階としてフィルタ処理を行った画像を逆フーリエ変
換する。逆フーリエ変換してできた画像では、前記バン
ドパス型の特性により、切手の文字部分が人間の視覚で
見る場合と同じように誤差の少ない色になる（第７図（
ｂ））、上記逆フーリエ変換画像について、必要ならば
画像の輝度値の範囲を正規化する。

逆フーリエ変換画像を作成した後の第６段階の処理は、
特願平１−１５０１０９号に記載のモノクロ画像および
カラー画像からのパターン認識の方法に従って説明する
。また、前記処理における色空間における領域分割の方
法として、特願昭６３−３１１１９２号に記載の限定色
表示技術に用いられているクラスタ分割の方法を利用す
ることができる。

上記限定色表示に関する技術は、入力されたフルカラー
画像が、例えば、１画素につきＲ，Ｇ。

Ｂ各８ビットの［１で表されているものを、予め与えら
れた数の代表色で表すものであり、人の視覚特性を考慮
することにより原画像と変わらぬ高品質の限定色表示を
得ることを目標としている。

ここに示されている代表色の選考方法の骨子は、入力画
像を色空間における色分布に変換し、色分布をひとつの
クラスタと考え、クラスタの数が限定色数に達するまで
クラスタ分割することである。

上記クラスタ分割の方法について第５図、第６図を用い
て説明する。ただし、第５図では、説明を簡単にするな
め２次元で表現している。まず、フルカラー画像を変換
してできた色空間の色分布全体をひとつのクラスタと考
える０次に、第５図（ａ）に示すように、上記クラスタ
の第１主軸２０を求め、第５図（ｂ）のような第１主軸
方向のヒストグラム２１を作る。そして、第５図（Ｃ）
のように、例えば判別分析の手法を用いた２値化の手法
に基づき、前記ヒストグラム２１を２つのクラスタに分
割する。すなわち、親クラスタＸの第１主軸方向のヒス
トグラムに対して定められたある閾値を用いて分割を行
ったときの二つの子クラスタをＸＩ、Ｘ２とする。Ｘ、
Ｘｉ、Ｘ２の画素の数をそれぞれＮ、Ｎ１．Ｎ２とし、
Ｘｔ。

Ｘ２の平均値をＡＩ、Ａ２とし、（４）式によりＶを求
める。

このとき、上記Ｖの値を最大にするようにＸｌ。

Ｘ２すなわち閾値を選び、分割を行う、このような闇値
の計算方法をとるのは、クラスタに対する誤差、すなわ
ち分肢を最小化しようとする意図があるからである。親
クラスタについてこのような分割を行ってできた、二つ
の子クラスタ間の平均色差が、予め与えられた閾値より
小さいとき、この分割により与えられる代表色は人の目
に識別できないと判断して、上記親クラスタに分割を行
わないことを示すマークをつけた後、分割が可能なりラ
スタを分割する。クラスタの総数が予め定めておいな代
表色数に達したか、分割が可能なりラスタがなくなった
ら処理を終了し、そうでなければ更に同じ操作を繰り返
す。

本発明に上記方法を利用する場合は、高品質な限定色表
示を得る場合と違い、もともと同じ色の領域に含まれる
と考えられる画素に同じ代表色を与える必要がある。従
って、子クラスタ間の平均色差による分割の閾値を大き
くし、上記条件だけで分割が終了した場合の化クラスタ
数を想定し、代表色数は十分大きくしておく。

一般に、文字やシンボルなどのパターン認識が必要とさ
れている対象は、人の目に分かりやすい色で書かれてい
るはずである。従って、その−例である切手も、上記切
手の値段が人の目にわかりやすいように配色されている
はずであるから、色による領域分割により値段を示す数
字部分が切り出しやすくなっているはずである。そこで
上記値段を認識するために、まず各クラスタに対する統
計データテーブル・ヒストグラムテーブルを用意する０
次に、切手画像を色空間における色分布に変換し、色分
布全体をひとつのクラスタと考える。

以下、第２図に示す流れ図のように色分割、２ｆｉｆ１
画像の作成を行う。現在ある全てのクラスタについて第
１主軸を計算し、第１主軸方向についてのヒストグラム
を作る。上記ヒストグラムに対する分割の閾値を上記の
ように判別分析の手法を用いる２値化の方法で計算して
与える。各クラスタを親クラスタと考え、親クラスタを
分割することにより得られる２つの子クラスタ間の平均
色差が、パラメータとして予め与えられた閾値より小さ
い場合には、上記親クラスタに分割を行わないことを示
すマークをつける０分割可能なりラスタが存在する場合
には、上記クラスタを分割し、上記の操作を繰り返し行
う０分割可能なりラスタが存在しない場合には、各クラ
スタに色コードを割り当て、色コード画像を作成する０
色コード画像から、各色コードの領域が入力画像中で示
す領域に属する画素に１″、そうでない画素に“０”を
代入して２色画像群を生成する（第６図（ｂ）（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ））、切手の文字の色を予め知ることは囲
器であるが、１色で描かれていることが仮定きるから、
上記２色画像群の中の１枚に含まれていると考えられる
０例えば、切手の値段を示す数字は第６図（ｂ）のよう
に前記２１画像群の中の１枚の２値画像の中に含まれる
ので、それぞれの２値画像についてパターン認識を行う
ことにより数字が認識される。ここで用いるパターン認
識には、対象となる画像が既に２値化されているので、
公知の技術で認識することもできる。

また、切手の値段を表す数字は、右上、右下、左上、左
下のようにある程度決まった位置に存在するので、位置
的な画像の切り出しは不要である。

（実施例）次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は第３の発明のカラー画像からのパターン認識装
置に関する一実施例を示すブロック図であり、第４図は
第４の発明のモノクロ画像からのパターン認識装置に関
する一実施例を示すブロック図である。

第１図において、入力されたカラー画像は、カラー画像
記憶手段としてのカラー画像メモリ１１〜３に格納され
る。２−１〜３はカラー画像メモリ１−１〜３に格納さ
れているカラー画像から、空間周波数の高周波部分と低
周波部分の透過性を低く、中間周波数部分の透過性を高
くするという方法でバンドパス型のフィルタ処理をする
バンドパス型フィルタ処理手段で、作成されたフィルタ
処理画像はフィルタ処理画像記憶手段としてのフィルタ
処理画像メモリ３−１〜３に格納される。

４は、フィルタ処理画像メモリ３−１〜３に格納されて
いるカラー画像を色空間における色分布に変換し、色空
間における色情報、すなわち、明度や色相をもとに色分
布を分割し、分割により得られる分割領域の中で同一の
ものに属する画素は同じ色であるものと判断し、更に、
それぞれの分割領域について対応する色コードを割り当
て、同じ分割領域に含まれるそれぞれの画素、すなわち
、同じ色と判断された画素に該当する色コードを与え、
上記情報を色コード画像メモリ５に色コード画像として
格納する色分布分割手段であり、特願昭６３−３１１１
９２号における限定色表現装置１．００，２００，３０
０，４００の構成で実現できる。６は、色コード画像メ
モリ５に登録されている色コード毎に２値画像を作成す
るもので、例えば色コード“１パに対応する２値画像を
作成する場合には、色コード画像メモリ５を走査し、各
画素の色コードが“１”であれば″１パ、そうでなけれ
ば″０′°となる画素値を付与された２値画像を作成す
る２値画像作成手段であり、作成されな２値画像群は２
値画像メモリ７−１〜ｎに格納する。２値画像メモリ７
−１〜ｎは、色コード画像メモリ５に与えられた色コー
ドの数、すなわち、色分布分割手段４で分割されてでき
た分割領域の数を予想し、十分な数を用意している。８
は、２値画像メモリ７−１〜ｎに格納されているそれぞ
れの２値画像から、パターンの認識を行うパターン認識
手段である。ここで、対象となる画像は２値画像なので
、パターン認識には公知の技術を利用できる。第１図で
は２値画像を同時に生成し、複数の２値画像メモリに記
憶する構成になっているが、２値画像を同時に一つだけ
作り、パターン認識を行ってから次の２値画像を作ると
いう、２値画像メモリを一つだけ用意した構成も可能で
ある。また、パターン認識手段を２値画像メモリの数に
あわせて用意し、パターン認識を並列に行う構成も可能
である。

第４図において、入力されたモノクロ画像は、モノクロ
画像記憶手段としてのモノクロ画像メモリ９に格納され
る。２はモノクロ画像メモリ９に格納されているモノク
ロ画像から、空間周波数の高周波数部分と低周波数部分
の透過性を低く、中間周波数部分の透過性を高くすると
いう方法でバンドパス型のフィルタ処理するバンドパス
型フィルタ処理手段で、作成されたフィルタ処理画像は
フィルタ処理画像記憶手段としてのフィルタ処理画像メ
モリ３に格納される。１０は、まず、フィルタ処理画像
メモリ３に格納されているモノクロ画像を明度に関する
ヒストグラムに変換し、明度分布をもとにヒストグラム
を分割し、分割により得られる分割領域の中で同一のも
のに属する画素は同じ明度であるものと判断するもので
、それぞれの分割領域について対応する明度コードを割
り当て、同じ分割領域に含まれるそれぞれの画素、すな
わち、同じ明度と判断された画素に該当する明度コード
を与えるヒストグラム分割手段であり、上記情報を明度
コード画像メモリ１１に明度コード画像として格納する
。６は明度コード画像から各明度コードに対応する２値
画像、すなわち、各画素について該当する明度コードを
持つ場合は“１“、そうでない場合には、“０”となる
画素値を付与された２値画像を生成する２値画像作成手
段であり、２値画像作成手段６で作られた２値画像群は
２値画像記憶手段としての２値画像メモリ７−１〜ｎに
格納される。８は、２値画像メモリ７−１〜ｎに格納さ
れているそれぞれの２値画像から、パターンの認識を行
うパターン認識手段である。

以下、パターン認識の対象として切手画像を例にとり、
第３の発明のカラー画像からのパターン認識装置を適用
し、バンドパス型フィルタ処理にフーリエ変換を利用す
る場合について、第６図と第７図を参照して説明する。

まず、第１図のカラー画像メモリ１−１〜３には、カラ
ースキャナ、ＴＶ左カメラのカラー画像入力手段によっ
てパターンの認識を行いたい切手のフルカラー画像が、
例えば明度、赤−緑、青−黄の３バンドで入力され（テ
レビジョン学会誌第３１巻第１号（１９７７）ｐｐ、２
９〜３５）、例えば各画素につき明度、赤−緑、青−黄
各８ビットの階調で格納されている（第７図（ａ））、
上記切手を内容とする３バンドのカラー画像に対し、バ
ンドパス型フィルタ処理手段２−１〜３において以下の
処理を行う、まず、カラー画像メモリ１−１〜３に格納
されているカラー画像をフーリエ変換する。

フーリエ変換画像の高周波数部分と低周波数部分を軽く
、中間周波数部分を重く扱うバンドパス型の重み付けを
行うフィルタ処理のために、例えば前記式（１）、（２
）、（３）を用いてフィルタ画像を各バンドにあわせて
３枚作成する。フーリエ変換画像とフィルタ画像とを基
にしてフィルタ処理を行ってフィルタ処理画像を作成す
る。切手画像は数字部分を人間が読むことを前提として
人間の目に読みやすいように書かれており、切手の数字
部分の色変化に強く現れる周波数成分は重要視され、背
景の絵の部分の色変化に対応する周波数成分は軽視され
る。フィルタ処理画像に逆フーリエ変換を行って作成さ
れる逆フーリエ変換画像は、第７図（ｂ）のように人間
の目に読みやすい切手の文字部分の保存したまま、人間
の目に目立たない色変化成分を軽減したパターン認識し
やすい画像となっている。逆フーリエ変換画像をフィル
タ処理画像としてフィルタ処理画像メモリ３１〜３に格
納する。フィルタ処理画像は色分布分割手段４において
色分割されて色コード画像に変換され、色コード画像メ
モリ５に格納される。切手の絵の中に含まれている値段
を示す数字は、人間の目に読みやすいように配色されて
いるはずであるから、このような色分割により数字の領
域の切り出しは容易である０次に、色コード画像に含ま
れる色コード毎に第６図に例示する２値画像が生成され
、各画素１ビツトで２値画像メモリ７−１〜ｎに格納さ
れる。この場合、パターンに相当するものは切手の値段
を表している数字部分である。第６図（ａ）はフィルタ
処理画像、（ｂ）。

（Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ第１．２，３゜４の
２値画像メモリを表している。２値画像作成手段６にお
いて作られた２値画像は、それぞれ一つの色を表してお
り、その色の表す領域は“１”それ以外の領域は“０”
となっている、第６図（ｂ）は切手の値段を示す数字の
色を表しており、数字の部分が′１”、それ以外の部分
が′０″となっている。従って、数字の部分が２値化さ
れて切り出されている。切手画像については、切手の値
段を表す部分は、右上、右下、左上、左下のある程度決
まった位置にあると考えることができるので、パターン
認識を行う際、全体を走査する必要はない、従って、２
（ｉｆｆ画像メモリ７−１〜ｎに格納された各々の２値
画像について、パターン認識手段８により文字が存在す
る部分のパターン認識を行う、第１の２値画像から切手
の値段を表す数字が認識され、第２，３の２値画像から
は何も認識されないという結果となる。

本発明のバンドパス型フィルタ処理の結果を第７図（ｂ
）に示す０．ｔな、特願平１−１５０１０９号の技術に
よって色分割した結果について第７図（Ｃ）に示す、さ
らに、切手文字の色成分を持つ領域だけを切り出した場
合について第７図（ｄ）に示す、いずれの場合にも、本
発明を利用した場合に切手の文字部分を十分に無駄なく
読み取れることがわかる。

上述した手順により、パターンを含むカラー画像につい
て、人間の目に読みやすく書かれている文字やシンボル
などのパターンの色変化成分を重視し、逆に人間の目に
読みにくい背景の模様やノイズなどの色変化成分を軽減
することにより、従来のパターン認識技術では回能であ
った複雑な色変化の成分を持つ画像でも、容易にパター
ン認識することが可能となる。

（発明の効果）以上に説明したように、第１の発明の方法および第３の
発明の装置によれば、入力されたカラー画像の中に、必
要なパターンだけではなく背景に絵や模様などの複雑な
構造が入った場合にも、そのパターンが人間の視覚にと
って読み取りやすいものであるならば、パターンを認識
することができる。従って、複雑な装飾を施した文書か
らの文字の読み取りや自然情景の中からの文字やシンボ
ルの認識など、従来読み取りの自動化が回能であったパ
ターンの認識に幅広く対応することが可能ある。

また、第２の発明の方法および第４の発明の装置によれ
ば、第１の発明の方法および第３の発明の装置の効果に
加えて、バンドパス型フィルタ処理の１バンドの画像へ
の制限、色分割における第１主軸の計算の省略などによ
り、処理を高速に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３の発明のカラー画像からのパターン認識装
置の一実施例を示すブロック図、第２図は第１の発明の
カラー画像からのパターン認識方法のフィルタ処理およ
び色分割に関する流れ図、第３図は第２の発明のモノク
ロ画像からのパターン認識方法のフィルタ処理および色
分割に関する流れ図、第４図は第４の発明のモノクロ画
像からのパターン認識装置の一実施例を示すブロック図
、第５図は色空間におけるクラスタ分割の方法を示す説
明図、第６図は第１図および第４図における入力画像メ
モリと２値画像メモリの関係の一例を示す説明図、第７
図は本発明による切手文字の切り出しの説明図、第８図
は人間の視覚の空間周波数特性を示す説明図である。１・・・カラー画像メモリ、２．２−１〜２−３・・・
フィルタ処理手段、３．３−１〜３−３・・・フィルタ
処理画像メモリ、４・・・色分布分割手段、５・・・色
コード画像メモリ、６・・・２値画像作成手段、７−１
〜７−ｎ・・・２値画像メモリ、８・・・パターン認識
手段、９・・・モノクロ画像メモリ、１ｏ・・・ヒスト
グラム分割手段、１１・・・明度コード画像メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力されたカラー画像に対して、空間周波数の高
周波数部分と低周波数部分の透過性が低く、中間周波数
部分の透過性が高いというバンドパス型のフィルタ処理
を各バンド毎に独立に行い、フィルタ処理画像を色空間
の色分布に変換し、色分布を色空間における複数の色領
域に分割し、各分割領域に含まれている色を同一色と判
断し、前記入力画像中の画素を走査しながら、同一色と
判断された色を持つすべての画素を“１”、それ以外の
画素を“０”とする処理を前記各分割領域毎に繰り返す
ことにより２値画像群を作成し、各２値画像について標
準パターンと照合することを特徴とするカラー画像から
のパターン認識方法。
（２）入力されたモノクロ画像に対して、空間周波数の
高周波数部分と低周波数部分の透過性が低く、中間周波
数部分の透過性が高いというバンドパス型のフィルタ処
理を行い、フィルタ処理画像の明度に関するヒストグラ
ムを複数の明度領域に分割し、各分割領域に含まれてい
る明度を同一の明度と判断し、前記入力画像中の画素を
走査しながら、同一と判断された明度を持つすべての画
素を“１”、それ以外の画素を“０”とする処理を前記
各分割領域毎に繰り返すことにより２値画像群を作成し
、各２値画像について標準パターンと照合することを特
徴とするモノクロ画像からのパターン認識方法。
（３）入力されたカラー画像を格納するカラー画像メモ
リと、前記カラー画像メモリに格納されているカラー画像に対
して、各バンド毎に独立にバンドパス型のフィルタ処理
を行うバンドパス型フィルタ処理手段と、前記バンドパス型フィルタ処理手段で作成されたフィル
タ処理画像を格納するフィルタ処理画像メモリと、前記フィルタ処理画像を色空間の色分布に変換し、色空
間における色分割により得られたそれぞれの分割領域を
同一色の領域として判断する色空間における分割手段と
、前記入力画像中の画素を走査しながら、色分割後の領域
において同一色と判断された色を持つすべての画素を“
１”、それ以外の画素を“０”とすることにより、２値
画像群を生成する２値画像生成手段と、前記各２値画像の記憶手段としての２値画像メモリと、前記カラー画像中に含まれるパターンを、前記各２値画
像についてパターン認識するパターン認識手段とを備えていることを特徴とするカラー画像からのパター
ン認識装置。
（４）入力されたモノクロ画像を格納するモノクロ画像
メモリと、前記モノクロ画像メモリに格納されているモノクロ画像
に対して、バンドパス型のフィルタ処理を行うバンドパ
ス型フィルタ処理手段と、前記バンドパス型フィルタ処理手段で作成されたフィル
タ処理画像を格納するフィルタ処理画像メモリと、前記フィルタ処理画像から合成される明度に関するヒス
トグラムを分割することにより得られたそれぞれの分割
領域を同一明度の領域として判断する明度に関する分割
手段と、前記入力画像中の画素を走査しながら、分割後の領域に
おいて同一と判断された明度を持つすべての画素を“１
”、それ以外の画素を“０”とすることにより、２値画
像を生成する２値画像生成手段と、前記各２値画像の記憶手段としての２値画像メモリと、前記モノクロ画像中に含まれるパターンを、前記各２値
画像についてパターン認識するパターン認識手段とを備えていることを特徴とするモノクロ画像からのパタ
ーン認識装置。