JPH05324925A - Fuzzy pattern recognizing device - Google Patents

Fuzzy pattern recognizing device

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JPH05324925A
JPH05324925A JP4130607A JP13060792A JPH05324925A JP H05324925 A JPH05324925 A JP H05324925A JP 4130607 A JP4130607 A JP 4130607A JP 13060792 A JP13060792 A JP 13060792A JP H05324925 A JPH05324925 A JP H05324925A
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pattern
fuzzy
goodness
fit
recognition
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Abstract

PURPOSE:To provide the fuzzy pattern recognizing device which can exactly recognize patterns even when a pattern formed with a line thicker than that of an ideal input pattern is inputted. CONSTITUTION:Concerning the pattern of an inputted recognizing object, a first processor 3 calculates the confidence degree of recognition by collating it with a pattern for collation. A second processor 9 calculates the total sum of the lengths of equal goodness-of-fit lines maximizing the goodness-of-fit of a three-dimensional membership function constituting the pattern for collation, decides the value of a parameter for deciding the fuzzy entropy of the three- dimensional membership function corresponding to the calculated value and prepares the pattern for collation corresponding to the value of the parameter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ファジィ理論を利用し
て、例えば活字体に対する手書き文字のように基本パタ
ーンから変形されたパターンについても的確に認識する
機能を備えたファジィパターン認識装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuzzy pattern recognition apparatus having a function of accurately recognizing a pattern transformed from a basic pattern, such as a handwritten character for a typeface, by using a fuzzy theory.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のパターン認識装置は、一般に形状
が厳密に定められたパターンを認識するものであるが、
手書き文字のように一定の形状に限定されない曖昧なパ
ターンでも認識するための手段としてニューラルネット
ワークを用いる方法が知られている。これは、予め認識
対象のパターンについて学習をすることによりニューラ
ルネットワークを形成し、それによって入力パターンを
認識するものである。
2. Description of the Related Art A conventional pattern recognition device generally recognizes a pattern whose shape is strictly defined.
A method using a neural network is known as a means for recognizing an ambiguous pattern that is not limited to a certain shape such as handwritten characters. In this, a neural network is formed by learning a pattern to be recognized in advance, and the input pattern is recognized thereby.

【0003】しかし、このニューラルネットワークを用
いる方法は、学習という作業を必要とし、識別すべきパ
ターンの候補が増えるたびに再学習が必要である。ま
た、ニューラルネットがブラックボックスであって、認
識対象のパターン信号を取り込む入力装置の経年変化等
により、識別すべきパターンの候補の特徴に変化が認め
られた場合、それを装置の動作に反映することが難し
く、誤認識が発生することもある等の問題点がある。
However, the method using this neural network requires a work of learning, and requires re-learning each time the number of pattern candidates to be identified increases. In addition, if the neural network is a black box and changes in the characteristics of the candidate of the pattern to be identified due to secular change of the input device that takes in the pattern signal of the recognition target, it is reflected in the operation of the device. It is difficult to do so, and there is a problem that erroneous recognition may occur.

【0004】これに対し、近年ファジィ理論を用いて曖
昧なパターンを認識する方法が提案されている。この方
法は、例えば「この部分の近傍に縦の線がある」のよう
に、パターンの特徴に関する知識を複数個持っていてそ
れらを一つ一つチェックすることを基本としている。し
かしながら、ファジィ理論による従来のパターン認識方
法では、ソフトウエアを含むシステム開発に際してパタ
ーンの特徴に関する知識を獲得する作業(ルール作成作
業)が必要であり、実際のパターン認識を行う際にパタ
ーンの特徴抽出アルゴリズムが必要となる。そのため、
多くのルールとファジィ集合のメンバシップ関数を必要
とし、処理が複雑になるという問題点があった。
On the other hand, in recent years, a method of recognizing an ambiguous pattern using a fuzzy theory has been proposed. This method is based on having a plurality of knowledge about the characteristics of the pattern and checking them one by one, such as "there is a vertical line near this portion". However, in the conventional pattern recognition method based on the fuzzy theory, it is necessary to acquire knowledge about pattern features (rule creation work) when developing a system including software, and pattern feature extraction is performed when actual pattern recognition is performed. An algorithm is needed. for that reason,
There is a problem that processing is complicated because many rules and membership functions of fuzzy sets are required.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで、発明者は、従
来のファジィ理論によるパターン認識の問題点を解決す
るものとして、予め設定したファジィ集合のメンバシッ
プ関数を組み合わせることにより、認識対象と照合すべ
き基本的なパターンを用意しておき、これと認識対象の
パターンを比較することにより、当該パターンを評価す
るための指標である確信度を算出するようにしたパター
ン認識方法を先に提案した(特願平2−274355
号)。この方法によれば、任意の形状(例えば楕円)の
境界を有するファジィ領域を示すメンバシップ関数を組
み合わせることで、認識対象と照合されるパターンが形
成されるので、学習のように手間のかかる作業に要せず
に効率よく文字や図形等のパターンを認識することがで
きる。なお、この方法でメンバシップ関数を組み合わせ
ることによって形成される照合用のパターンを「ファジ
ィテンプレート」と呼ぶこととし、本明細書でも、この
「ファジィテンプレート」を用いる。
Therefore, as a solution to the problem of pattern recognition based on the conventional fuzzy theory, the inventor combines a preset fuzzy set membership function to collate it with a recognition target. We have proposed a pattern recognition method that prepares a basic pattern that should be used and compares it with the pattern to be recognized to calculate the certainty factor, which is an index for evaluating the pattern ( Japanese Patent Application No. 2-274355
issue). According to this method, a pattern to be collated with a recognition target is formed by combining membership functions indicating a fuzzy region having a boundary of an arbitrary shape (for example, an ellipse). It is possible to efficiently recognize patterns such as characters and figures without needing to do so. The matching pattern formed by combining the membership functions by this method is called a "fuzzy template", and this "fuzzy template" is also used in this specification.

【0006】上記の方法では、ファジィテンプレートを
構成する3次元メンバシップ関数のファジィエントロピ
ーについては、一定の値に固定するエントロピー固定方
式か或いは3次元メンバシップ関数ごとに個別に設定す
る任意設定方式が採用されている。
In the above method, the fuzzy entropy of the three-dimensional membership function constituting the fuzzy template is fixed to a fixed value or an arbitrary setting method is set individually for each three-dimensional membership function. Has been adopted.

【0007】例えば、適合度の値が最大(適合度1)に
なる部分が長さの特定できない一点だけの、次式(1) で
表わされるような3次元メンバシップ関数のみの組み合
わせでも、ファジィテンプレートを構成することができ
る、つまり、ファジィテンプレートの設定に数学的拘束
条件がなく、自由度が高いという利点がある。
For example, even if a combination of only a three-dimensional membership function represented by the following equation (1), in which the length of the portion having the maximum fitness value (fitness 1) is unspecified, fuzzy There is an advantage that the template can be configured, that is, there is no mathematical constraint condition in the setting of the fuzzy template and the degree of freedom is high.

【0008】 f=2 exp[−{(x−A)2 /ax 2+(y−B)2 /ay 2}] …(1) 上式で、ax ,ay はそれぞれx,y方向のファジィエ
ントロピーに比例するパラメータである。
[0008] f = 2 exp [- {( x-A) 2 / a x 2 + (y-B) 2 / a y 2}] ... (1) In the above equation, a x, a y respectively x, It is a parameter proportional to the fuzzy entropy in the y direction.

【0009】ここで、「8」という数字を例にとって説
明すると、ファジィテンプレートは次のように表現され
る。
Here, taking the number "8" as an example, the fuzzy template is expressed as follows.

【0010】中心点が (6, 15)で半径4.5 の円を適合
度1とする3次元楕円メンバシップ関数の適合度の範囲
を[-1, 1] に拡張したもの(「8」の上部の円)
An extension of the range of goodness of fit of a three-dimensional elliptic membership function with a goodness of fit of a circle having a center point of (6, 15) and a radius of 4.5 to [-1, 1] (the upper part of "8") Circle)

【0011】[0011]

【数1】 [Equation 1]

【0012】中心点が(6, 6)で半径が 4.5の円を適合
度1とする3次元楕円メンバシップ関数の適合度の範囲
を[-1, 1] に拡張した場合(「8」の下部の円)
When the range of the goodness of fit of a three-dimensional elliptic membership function having a goodness of fit of a circle having a center point of (6, 6) and a radius of 4.5 is [-1, 1] (of "8", Bottom circle)

【0013】[0013]

【数2】 [Equation 2]

【0014】ここで、適合度の範囲を[-1, 1] に拡張し
た理由は、不適当な入力座標値に対しては−(マイナ
ス)の評価値を与えるためで、例えば真っ黒な画像信号
が入力された時、後述の適合度の総和が小さい値になる
ようにするためである。
Here, the reason for expanding the range of the fitness to [-1, 1] is to give an evaluation value of- (minus) to an inappropriate input coordinate value. For example, a black image signal This is because, when is input, the total sum of the degree of conformity described later becomes a small value.

【0015】「8」のファジィテンプレートは、上記
との組み合わせによって作られる次の関数で表現され
る。
The fuzzy template of "8" is expressed by the following function created by the combination with the above.

【0016】f=max(f1 ,f2 ) …(4) 上式に対して、図2に示すように、横12個×縦21個
のドットをxy座標平面上に設定する。すなわち、
「8」の文字を包含する領域をx軸方向に12個、y軸
方向に21個の領域に分割し、各領域(ドット)を文字
の形に対応した2値信号に変換する。ここで、空白の領
域は2値信号の“0”に変換し、黒の領域は2値信号の
“1”に変換する。大きさの補正としては、上下左右そ
れぞれの端から2つ目の黒領域が上下左右それぞれの端
から2列目に入るようにする。
F = max (f 1 , f 2 ) (4) With respect to the above equation, as shown in FIG. 2, 12 horizontal dots × 21 vertical dots are set on the xy coordinate plane. That is,
An area including the character "8" is divided into 12 areas in the x-axis direction and 21 areas in the y-axis direction, and each area (dot) is converted into a binary signal corresponding to the character shape. Here, the blank area is converted into a binary signal “0”, and the black area is converted into a binary signal “1”. As the size correction, the second black areas from the upper, lower, left, and right ends are placed in the second column from the upper, lower, left, and right ends, respectively.

【0017】このとき、図8に示すパターンが入力され
たものとすると、12×21=252 個のドットのうちn=42
個に、2値信号の“1”(黒)が与えられる。
At this time, assuming that the pattern shown in FIG. 8 is input, n = 42 out of 12 × 21 = 252 dots.
The binary signal “1” (black) is given to each of the two.

【0018】そこで、上式(4) のメンバシップ関数fを
用いて、これらn個の黒いドットの適合度の総和T1
各ドット当りの平均適合度S1 =T1/nとを求める。図
8のの例では、n=42個の黒いドットの座標値によって
算出される適合度の合計T1=36.05 、平均適合度S1
=36.05/42=0.858 となる。
Therefore, by using the membership function f of the above equation (4), the sum T 1 of the fitness of these n black dots and the average fitness S 1 = T 1 / n for each dot are obtained. .. In the example of FIG. 8, a total of goodness of fit T 1 = 36.05 calculated by the coordinate values of n = 42 black dots and an average goodness of fit S 1
= 36.05 / 42 = 0.858.

【0019】同様に、最も理想的な「8」のパターンが
入力された場合の適合度の総和T2と平均適合度S2
求める。この場合、44個の黒いドットの適合度の総和T
2 =43.59 、平均適合度S2 =43.59/44=0.991 とな
る。
Similarly, the sum T 2 of the goodness of fit and the average goodness of fit S 2 when the most ideal “8” pattern is input are obtained. In this case, the sum T of the suitability of 44 black dots
2 = 43.59 and the average goodness of fit S 2 = 43.59 / 44 = 0.991.

【0020】上記の結果から、適合度の総和(総適合
度)の比率T1/T2 と平均適合度の比率S1/S2 の加重
平均をとることにより、確信度を算出する。この場合、
確信度は次のようになる。
From the above results, the certainty factor is calculated by taking the weighted average of the ratio T 1 / T 2 of the total sum of the goodness of fit (total goodness of fit) and the ratio S 1 / S 2 of the average goodness of fit. in this case,
The confidence is as follows.

【0021】[0021]

【数3】 [Equation 3]

【0022】なお、総適合度の比率T1/T2 は、場合に
よっては1を越えてしまうが、その場合は無条件に1と
する。すなわち、min(T1/T2,1) とする。
The ratio T 1 / T 2 of the total goodness of fit exceeds 1 in some cases, but in that case, it is unconditionally set to 1. That is, min (T 1 / T 2 , 1).

【0023】ここで、ファジィテンプレートは次のよう
に表示される。すなわち、3次元メンバシップ関数の台
集合平面(適合度を表わす座標軸以外の2つの座標軸に
よって構成される座標平面)を、図2のように有限個の
ドットに分割し、各ドットの中心点の座標値によって得
られる3次元メンバシップ関数の適合度が得られると、
各ドット毎の適合度の大きさに比例する半径の黒塗りの
円を各ドット内に表示する。これにより、図8に示され
たファジィテンプレートのように、適合度の高い所ほど
黒っぽく、適合度の低い所ほど白っぽく表示される。
Here, the fuzzy template is displayed as follows. That is, as shown in FIG. 2, a three-dimensional membership function base set plane (a coordinate plane formed by two coordinate axes other than the coordinate axis indicating the goodness of fit) is divided into a finite number of dots, and the center point of each dot is When the goodness of fit of the three-dimensional membership function obtained by the coordinate values is obtained,
A black circle with a radius proportional to the size of the goodness of fit for each dot is displayed in each dot. As a result, like the fuzzy template shown in FIG. 8, a place with a high degree of conformity is displayed in black, and a place with a low degree of conformity is displayed in white.

【0024】次に、パターン認識の例として、数字
“3”と“8”のように、一方のパターン“8”が他方
のパターン“3”を完全に包含してしまう場合を考える
と、図9(a)に示すように、想定される理想的な
“3”の文字と同じ太さの“3”という入力パターンが
与えられたとき、図9(a)に示す“8”のファジィテ
ンプレートとの照合による確信度は、 (39.5/51.3)×0.5 +(0.98/0.98)×0.5 = 0.89 図9(b)に示す“3”のファジィテンプレートとの照
合による確信度は、 (39.5/39.5)×0.5 +(0.98/0.98)×0.5 = 1.0 となる。すなわち、“8”よりも“3”の方が確信度が
高くなり、正しい認識結果が得られる。これは、総適合
度の比率の差によるものである。
Next, as an example of pattern recognition, consider a case where one pattern "8" completely includes the other pattern "3" like the numbers "3" and "8". As shown in FIG. 9 (a), when an input pattern of "3" having the same thickness as the supposed ideal character of "3" is given, the fuzzy template of "8" shown in FIG. 9 (a). The certainty factor by collation with (39.5 / 51.3) × 0.5 + (0.98 / 0.98) × 0.5 = 0.89 is (39.5 / 39.5) ) × 0.5 + (0.98 / 0.98) × 0.5 = 1.0. That is, the certainty factor is higher in "3" than in "8", and a correct recognition result is obtained. This is due to the difference in the ratio of total goodness of fit.

【0025】しかし、図10(a)に示すように太い線
で書かれた“3”が入力されると、入力パターンの総適
合度が大きな値になり、“8”のファジィテンプレート
との照合では、 総適合度の比率 : min(63.3/51.3,1)=1.0 平均適合度の比率: min(0.90/0.98,1)=0.92 であるから、この場合の確信度は、 1.0 ×0.5 + 0.92 ×0.5 = 0.96 となり、図10(b)の“3”のファジィテンプレート
との照合では、 総適合度の比率 : min(63.3/39.5,1)=1.0 平均適合度の比率: min(0.90/0.98,1)=0.92 であるから、この場合の確信度も、 1.0 ×0.5 + 0.92 ×0.5 = 0.96 となる。すなわち、“3”も“8”も確信度が同じ値に
なって、見分けがつかなくなる。
However, when "3" written in a thick line is input as shown in FIG. 10 (a), the total matching degree of the input pattern becomes a large value, and it is collated with the fuzzy template of "8". Then, the ratio of total goodness of fit: min (63.3 / 51.3, 1) = 1.0 The ratio of average goodness of fit: min (0.90 / 0.98, 1) = 0.92, so the confidence in this case is 1.0 × 0.5 + 0.92 × 0.5 = 0.96, and in the collation with the fuzzy template of "3" in Fig. 10 (b), the ratio of total goodness of fit: min (63.3 / 39.5, 1) = 1.0 Ratio of goodness of fit: min (0.90 / 0.98) , 1) = 0.92, the confidence factor in this case is also 1.0 × 0.5 + 0.92 × 0.5 = 0.96. In other words, both “3” and “8” have the same certainty factor, which makes them indistinguishable.

【0026】これは、前述の固定エントロピー方式で
は、ファジィエントロピーが一定の値であるから、認識
対象の文字や数字の太さの変化に対応できないためであ
る。他方、任意設定方式では、文字や数字の太さの変化
に応じて、どのようにメンバシップ関数のパラメータを
設定するのかという問題が生じる。
This is because the above-mentioned fixed entropy method cannot deal with the change in the thickness of the character or number to be recognized because the fuzzy entropy has a constant value. On the other hand, in the arbitrary setting method, there arises a problem of how to set the parameters of the membership function according to changes in the thickness of letters and numbers.

【0027】従って、本発明の目的は、ファジィテンプ
レート照合用に参照した理想的な入力パターンよりも太
い線で形成されたパターンが入力されたときでも、用意
されているファジィテンプレートとの照合によって的確
なパターン認識ができるファジィパターン認識装置を提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to accurately perform matching with a prepared fuzzy template even when a pattern formed by a line thicker than the ideal input pattern referred to for fuzzy template matching is inputted. An object of the present invention is to provide a fuzzy pattern recognition device capable of various pattern recognition.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明は、ファジィ集合
を表わすメンバシップ関数に基づいてパターン認識を行
う装置において、認識対象のパターンを入力するパター
ン入力部と、前記メンバシップ関数を1以上発生し、該
メンバシップ関数を組み合わせることにより、前記パタ
ーン入力部から入力される認識対象のパターンを認識す
るための照合用パターンを形成する照合パターン形成手
段と、前記パターン入力部から入力された認識対象のパ
ターンを前記照合パターン形成手段で形成された照合用
パターンと比較することにより認識の確信度を算出する
演算処理手段とを備え、演算処理手段は、照合用パター
ンを構成する全ての3次元メンバシップ関数の適合度が
最大の等適合度線の長さの総和を求め、その値に応じ
て、前記照合用パターンを構成する全ての3次元メンバ
シップ関数のファジィエントロピーを決定するパラメー
タの値を決定し、該パラメータの値により照合用パター
ンを作成することを特徴とする。
According to the present invention, in a device for pattern recognition based on a membership function representing a fuzzy set, a pattern input section for inputting a pattern to be recognized and one or more membership functions are generated. Then, by combining the membership functions, a matching pattern forming means for forming a matching pattern for recognizing a recognition target pattern input from the pattern input section, and a recognition target input from the pattern input section. Of the three-dimensional members forming the collation pattern, the arithmetic processing means calculating the certainty factor of recognition by comparing the pattern of No. 3 with the collation pattern formed by the collation pattern forming means. The total sum of the lengths of the equi-fitness lines having the maximum goodness of fit of the ship function is obtained, and the matching pattern is obtained according to the value. Determines the value of the parameter that determines the fuzzy entropy of all three-dimensional membership functions constituting down, characterized by creating a collation pattern on the value of the parameter.

【0029】[0029]

【作用】本発明においては、照合用パターンを構成する
全ての3次元メンバシップ関数の適合度最大(適合度
1)の等適合度線の長さの総和が求められ、その値に応
じて、照合用パターン(ファジィテンプレート)を構成
する全ての3次元メンバシップ関数のファジィエントロ
ピーを決定するパラメータの値が、各ファジィテンプレ
ート毎に自動的に決定される。そして、そのパラメータ
の値をもってファジィテンプレートが作成されるので、
入力パターンの線の太さが変化しても、認識精度の劣化
を補償することができる。
In the present invention, the total sum of the lengths of the equi-fitness lines having the maximum goodness of fit (fitness 1) of all three-dimensional membership functions constituting the matching pattern is obtained, and according to the value, The values of the parameters that determine the fuzzy entropy of all three-dimensional membership functions that make up the matching pattern (fuzzy template) are automatically determined for each fuzzy template. And the fuzzy template is created with the value of that parameter,
Even if the line thickness of the input pattern changes, the deterioration of the recognition accuracy can be compensated.

【0030】[0030]

【実施例】図1は、本発明に係るファジィパターン認識
装置の一実施例を示すブロック図である。この装置は、
文字を認識するように構成されたもので、以下の構成要
素から成る。
1 is a block diagram showing an embodiment of a fuzzy pattern recognition apparatus according to the present invention. This device
It is configured to recognize characters and consists of the following components.

【0031】画像読取装置1は、活字体又は手書き文字
の画像を読み取るために、認識対象を照明する光源と、
画像の反射光により画像を読み取って電気信号に変換す
る光電変換器とを含む。或いは、感圧式の手書き文字入
力装置を用いてもよい。
The image reading device 1 includes a light source for illuminating a recognition target in order to read an image of a typeface or handwritten characters,
A photoelectric converter that reads an image by reflected light of the image and converts the image into an electric signal is included. Alternatively, a pressure-sensitive handwritten character input device may be used.

【0032】信号変換部2は、画像読取装置1により読
み取られた画像信号を、例えば“0”(=「白」)又は
“1”(=「黒」)の2値信号に変換し、また、読み取
り画像の大きさを補正するように構成されている。この
補正(スケーリング)は、例えば文字が上下につぶれた
形状である場合には、その形状を上下に引き延ばすこと
になる。
The signal converter 2 converts the image signal read by the image reading device 1 into a binary signal of, for example, "0" (= "white") or "1" (= "black"), and , Is configured to correct the size of the read image. This correction (scaling) extends the shape up and down, for example, when the character has a shape crushed up and down.

【0033】上記の画像読取装置1と信号変換部2と
で、認識対象のパターンを入力するためのパターン入力
部を構成する。
The image reading apparatus 1 and the signal conversion section 2 constitute a pattern input section for inputting a pattern to be recognized.

【0034】第1のプロセッサ3は、信号変換部2によ
り2値化され且つ形状が補正された読み取り画像(入力
パターン)を認識する。すなわち、認識対象のパターン
が入力されると、これと後述のファジィテンプレート記
憶部6に記憶されている照合用パターン(ファジィテン
プレート)を比較(照合)して、当該入力パターンの認
識確信度を算出する。更に、境界が曖昧な他のパターン
と比較して最も確信度が高いパターンに分類し、認識結
果を出力する。
The first processor 3 recognizes the read image (input pattern) which has been binarized and whose shape has been corrected by the signal converter 2. That is, when a pattern to be recognized is input, this is compared with a collation pattern (fuzzy template) stored in a fuzzy template storage unit 6 described later (collation) to calculate the recognition certainty factor of the input pattern. To do. Further, the pattern is classified into the pattern with the highest certainty as compared with other patterns with ambiguous boundaries, and the recognition result is output.

【0035】このプロセッサ3による認識結果を示すパ
ターンは、信号変換部4により2値化信号からアナログ
信号に変換され、CRT等の出力装置5により出力され
る。
The pattern indicating the recognition result by the processor 3 is converted from a binarized signal to an analog signal by the signal conversion unit 4 and output by the output device 5 such as a CRT.

【0036】ファジィテンプレート記憶部6は、入力パ
ターンを認識するための基準となるファジィテンプレー
トを記憶する。この記憶部6に記憶されたファジィテン
プレートのパラメータは、コンピュータの端末装置とし
て用いられるCRTとキーボードのようなマンマシンイ
ンタフェース7を介して、マニュアルで調整及び変更可
能である。
The fuzzy template storage unit 6 stores a fuzzy template serving as a reference for recognizing an input pattern. The fuzzy template parameters stored in the storage unit 6 can be manually adjusted and changed via a CRT used as a terminal device of a computer and a man-machine interface 7 such as a keyboard.

【0037】3次元メンバシップ関数発生装置8は、フ
ァジィテンプレートを形成するために必要なメンバシッ
プ関数を発生する。
The three-dimensional membership function generator 8 generates a membership function required to form a fuzzy template.

【0038】上記のファジィテンプレート記憶部6とマ
ンマシンインタフェース7と3次元メンバシップ関数発
生装置8とで、照合パターン形成手段を構成している。
The fuzzy template storage unit 6, the man-machine interface 7 and the three-dimensional membership function generator 8 constitute a collation pattern forming means.

【0039】第2のプロセッサ9は、上記マンマシンイ
ンタフェース7を介して操作者がファジィテンプレート
を作成するときに、後述の記憶部10に格納されている
輪郭連動エントロピー決定アルゴリズムに従って、ファ
ジィエントロピーを決定し、ファジィテンプレート記憶
部6に送る。
When the operator creates a fuzzy template via the man-machine interface 7, the second processor 9 determines the fuzzy entropy according to the contour-linked entropy determination algorithm stored in the storage unit 10 described later. And sends it to the fuzzy template storage unit 6.

【0040】輪郭連動エントロピー決定アルゴリズム記
憶部10は、ファジィテンプレートの作成時に、適合度
が最大(適合度1)の等適合度線の長さの総和に応じ
て、ファジィエントロピーを決定するためのアルゴリズ
ムを格納している。
The contour interlocking entropy determination algorithm storage unit 10 is an algorithm for determining the fuzzy entropy according to the sum of the lengths of the equi-fitness lines having the maximum goodness of fit (goodness of fit 1) when the fuzzy template is created. Is stored.

【0041】なお、上記実施例では、演算処理手段とし
て2つのプロセッサ3及び9を使用するものとして説明
したが、実際の装置(ハードウエア)では、1つのCP
U(メインプロセッサ)でこれら2つのプロセッサの機
能を実現することができる。
In the above embodiment, the two processors 3 and 9 are used as the arithmetic processing means, but in the actual device (hardware), one CP is used.
U (main processor) can realize the functions of these two processors.

【0042】次に、実施例の特徴となる輪郭連動エント
ロピー決定アルゴリズムについて説明する。
Next, the contour-linked entropy determination algorithm, which is a feature of the embodiment, will be described.

【0043】まず、ファジィテンプレートを構成する3
次元メンバシップ関数の適合度が最大(適合度1)の等
適合度線の長さの総和をLとする。このとき、ファジィ
エントロピーを決定するパラメータaF を次式で求め
る。
First, the fuzzy template is constructed 3
Let L be the sum of the lengths of the equi-fitness lines having the highest fitness of the dimension membership function (fitness 1). At this time, the parameter a F that determines the fuzzy entropy is calculated by the following equation.

【0044】 aF =A−L/B (A,B:任意の定数) 例として、A=4,B=50、すなわち aF =4−L/50 とする。このとき、図3(a)に示す“8”のファジィ
テンプレートの適合度最大(適合度1)の等適合度線の
長さL8 は、円周の長さを求めることにより、 L8 =56.55 となり、図3(b)に示す“3”のファジィテンプレー
トの適合度最大(適合度1)の等適合度線の長さL3
は、同様に円周の長さを求めることにより、 L3 =42.41 となる。従って、各々のファジィエントロピーを決定す
るパラメータaF8,aF3は、 aF8=4−56.55/50≒2.87 aF3=4−42.41/50≒3.15 となる。
A F = A−L / B (A, B: arbitrary constants) As an example, let A = 4, B = 50, that is, a F = 4-L / 50. At this time, the length L 8 of the equi-fitness line having the maximum goodness of fit (fitness 1) of the fuzzy template of “8” shown in FIG. 3A is calculated as L 8 = 56.55, which is the length L 3 of the equi-fitness line of the best fit (fitness 1) of the fuzzy template “3” shown in FIG. 3B.
Similarly, L 3 = 42.41 is obtained by obtaining the length of the circumference. Therefore, the parameters a F8 and a F3 for determining the respective fuzzy entropies are a F8 = 4-56.55 / 50≅2.87 a F3 = 4-42.41 / 50≅3.15.

【0045】この結果、輪郭の短いパターンほど大きな
ファジィエントロピーの値を持つことになり、前述のよ
うな太い“3”の入力パターン(図10(a)及び図3
(a)参照)に対して、“8”のファジィテンプレート
との照合では、 総適合度の比率 : min(63.3/51.3,1)=1.0 平均適合度の比率: min(0.90/0.98,1)=0.92 であるから、確信度は、 1.0 ×0.5 + 0.92 ×0.5 = 0.96 となるが、図3(b)の“3”のファジィテンプレート
との照合では、 総適合度の比率 : min(65.8/39.5,1)=1.0 平均適合度の比率: min(0.94/0.98,1)=0.96 であるから、確信度は、 1.0 ×0.5 + 0.96 ×0.5 = 0.98 となる。
As a result, the shorter the contour, the larger the value of the fuzzy entropy, and the thicker the input pattern of "3" (FIGS. 10A and 3).
In comparison with the fuzzy template of "8", the ratio of total goodness of fit: min (63.3 / 51.3, 1) = 1.0 Ratio of goodness of fit: min (0.90 / 0.98, 1) = 0.92, the certainty factor is 1.0 × 0.5 + 0.92 × 0.5 = 0.96, but in the matching with the fuzzy template of "3" in Fig. 3 (b), the ratio of total goodness of fit: min (65.8 / 39.5, 1) = 1.0 The ratio of average goodness of fit: min (0.94 / 0.98, 1) = 0.96, so the certainty factor is 1.0 x 0.5 + 0.96 x 0.5 = 0.98.

【0046】すなわち、“3”のファジィテンプレート
との照合において平均的に高めの適合度が得られるの
で、“3”の確信度の方が“8”の確信度よりも大きな
値になり、正しいパターン認識ができる。
That is, since a high matching degree is obtained on average in the collation with the fuzzy template of "3", the certainty factor of "3" becomes a larger value than the certainty factor of "8", which is correct. Can recognize patterns.

【0047】図4は、他の入力パターン例として、数字
“2”と認識されるべきパターンを示す。これは、中間
が空白の閉じた輪郭で表わされた太いパターンの例であ
る。本発明の実施例では、このような白抜き文字でも認
識できる。
FIG. 4 shows a pattern to be recognized as the numeral "2" as another input pattern example. This is an example of a thick pattern represented by a closed contour with a blank in the middle. In the embodiment of the present invention, such white characters can be recognized.

【0048】また、図5〜図7は、数字“3”と認識さ
れるべきパターンの例を示す。これらの入力パターンに
対して、前述の固定エントロピー方式では、いずれも
“3”か“8”か区別がつかなくなってしまうが、本発
明によれば“3”と認識される。
5 to 7 show examples of patterns to be recognized as the numeral "3". In the fixed entropy method described above, it is impossible to distinguish between these input patterns from "3" and "8", but according to the present invention, "3" is recognized.

【0049】[0049]

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、ファジ
ィテンプレートの適合度が最大の等適合度線の長さに応
じて3次元メンバシップ関数のファジィエントロピーを
決定するようにしたので、認識対象のパターンの線の太
さに対しても制限なしに、入力パターンを的確に認識す
ることができる。
As described above, according to the present invention, the fuzzy entropy of the three-dimensional membership function is determined according to the length of the equi-fitness line having the maximum fit of the fuzzy template. The input pattern can be accurately recognized without any limitation on the line thickness of the pattern to be recognized.

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

【図1】本発明に係るファジィパターン認識装置の一実
施例を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a fuzzy pattern recognition device according to the present invention.

【図2】入力画像の座標を示す図。FIG. 2 is a diagram showing coordinates of an input image.

【図3】入力パターンが太い場合の本発明によるパター
ン照合結果を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a pattern matching result according to the present invention when an input pattern is thick.

【図4】数字“2”の太い入力パターン例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a thick input pattern of a numeral “2”.

【図5】数字“3”の太い入力パターン例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a thick input pattern of the numeral “3”.

【図6】数字“3”の別の入力パターン例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing another input pattern example of the numeral “3”.

【図7】数字“3”の更に別の入力パターン例を示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing another input pattern example of the numeral “3”.

【図8】入力パターンに対応するファジィテンプレート
による照合例を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of collation using a fuzzy template corresponding to an input pattern.

【図9】入力パターンが通常の場合のパターン照合結果
を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a pattern matching result when the input pattern is normal.

【図10】入力パターンが太い場合の従来方法によるパ
ターン照合結果を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a pattern matching result by a conventional method when an input pattern is thick.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画像読取装置、2…信号変換部、3…第1のプロセ
ッサ、4…信号変換部、5…出力装置、6…ファジィテ
ンプレート記憶部、7…マンマシンインタフェース、8
…3次元メンバシップ関数発生装置、9…第2のプロセ
ッサ、10…輪郭連動エントロピー決定アルゴリズム記
憶部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image reading device, 2 ... Signal conversion part, 3 ... 1st processor, 4 ... Signal conversion part, 5 ... Output device, 6 ... Fuzzy template storage part, 7 ... Man-machine interface, 8
A three-dimensional membership function generator, a second processor, a contour interlocking entropy determination algorithm storage unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ファジィ集合を表わすメンバシップ関数に
基づいてパターン認識を行う装置において、 認識対象のパターンを入力するパターン入力部と、 前記メンバシップ関数を1以上発生し、該メンバシップ
関数を組み合わせることにより、前記パターン入力部か
ら入力される認識対象のパターンを認識するための照合
用パターンを形成する照合パターン形成手段と、 前記パターン入力部から入力された認識対象のパターン
を前記照合パターン形成手段で形成された照合用パター
ンと比較することにより認識の確信度を算出する演算処
理手段とを備え、 前記演算処理手段は、前記照合用パターンを構成する全
ての3次元メンバシップ関数の適合度が最大の等適合度
線の長さの総和を求め、その値に応じて、前記全ての3
次元メンバシップ関数のファジィエントロピーを決定す
るパラメータの値を決定し、該パラメータの値により照
合用パターンを作成することを特徴とするファジィパタ
ーン認識装置。
1. An apparatus for pattern recognition based on a membership function representing a fuzzy set, a pattern input section for inputting a pattern to be recognized, and one or more of the membership functions are generated and the membership functions are combined. As a result, a matching pattern forming unit that forms a matching pattern for recognizing a recognition target pattern input from the pattern input unit, and a recognition target pattern input from the pattern input unit by the matching pattern formation unit And a calculation processing unit that calculates a certainty factor of recognition by comparing with the matching pattern formed by the above-mentioned. Obtain the sum of the lengths of the maximum equal-fitness lines, and according to the value, all 3
A fuzzy pattern recognition device characterized in that a value of a parameter that determines fuzzy entropy of a dimension membership function is determined and a matching pattern is created based on the value of the parameter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110108661A (en) * 2019-04-22 2019-08-09 江苏大学 A kind of tealeaves near infrared light profile classification method of fuzzy Maximum Entropy cluster

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CN110108661A (en) * 2019-04-22 2019-08-09 江苏大学 A kind of tealeaves near infrared light profile classification method of fuzzy Maximum Entropy cluster
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