JPH06236458A - ファジィパターン認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファジィパターン認識において、適合度がよ
り速く求められるようにすることを目的とする。 【構成】 画像データのドット毎の階調値と閾値との比
較により、各ドットの値を「０」か「１」にする画像デ
ータの２値化がマッチングデータ選択部２１で行わる。
そして並列して、この２値化により「１」が与えられた
ドットに対応するファジィテンプレートのテンプレート
データの累積加算がテンプレートマッチング部２２０〜
２２９で行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ファジィ理論を利用
して、例えば手書き文字のように厳密な形状に限定され
ていない図形を境界のあいまいなファジィテンプレート
によって評価し分類するファジィパターン認識装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】手書きによるあいまいな文字を認識する
手段として、ファジィ推論を利用したファジィパターン
認識がある。これは、メンバシップ関数によるドットで
構成されたファジィテンプレートを複数用意し、このフ
ァジィテンプレートに対する認識対象の文字との適合度
を求め、この適合度により認識対象の文字を識別しよう
とするものである。例えば、手書きの数字を認識しよう
とする場合、まず、「０」〜「９」に対応する１０個の
ファジィテンプレートを用意する。ついで、ドットで構
成された画像データとして入力された認識対象の数字
と、この「０」〜「９」のファジィテンプレートとの適
合度をそれぞれ求め、これにより認識対象の数字を決定
する。

【０００３】図３は、この従来の手書き文字の数字を認
識するファジィパターン認識装置の構成を示す構成図で
ある。同図において、１は認識する画像を１３×２０の
ドットに分割して取り込み、それぞれに入力の明るさに
対応した０〜９の階調値を与える画像読み取り部、２は
取り込んでドット毎の階調値のデータに変換された画像
データを記憶しておく画像記憶部、３は「０」〜「９」
のファジィテンプレートが格納されているテンプレート
記憶部、５ａはテンプレート記憶部３に格納されている
ファジィテンプレートそれぞれと、画像記憶部２に記憶
されている入力された画像データとの適合度を算出する
などの処理を行うマイクロプロセッサである。また、６
はデータバス、７はアドレスバスである。

【０００４】例えば、手書き文字「５」を入力した場
合、画像記憶部２に記憶される画像データは、図４
（ａ）に示すように、各ドットに階調値が与えられたも
のとなっている。また例えば、テンプレート記憶部３に
設定されている数字「５」のファジィテンプレートは、
図４（ｂ）に示すように、メンバシップ関数により算出
された適合度が、入力画像のドットに対応して与えられ
ている。そして、これらは、図４（ｃ）に示すように、
ドット座標（１，１）が番地［０］，ドット座標（２，
１）が番地［１］・・ドット座標（３，４）が番地［４
１］・・というように対応して、画像記憶部２，テンプ
レート記憶部３それぞれの番地［０］〜［２５９］に格
納されている。

【０００５】次に、このファジィパターン認識装置のマ
イクロプロセッサ５ａの動作について、図５のタイミン
グチャートを用いて説明する。まず、マイクロプロセッ
サ５ａは、アドレスバス７を介して画像記憶部２に番地
［０］を出力して、画像記憶部２に記憶されている番地
［０］の画像データ「１」をデータバス６を介して読み
出し（ステップＳ５１）、予め設定されている閾値
「６」との大小を比較する（ステップＳ５２）。

【０００６】比較の結果、画像データが閾値より大きい
場合は（ステップＳ５３）、この番地に対応するテンプ
レート記憶部３の番地［０］のテンプレートデータ
「３」を読み出し（ステップＳ５４）、累積加算する
（ステップＳ５５）。この場合は、画像記憶部２の番地
［０］の画像データ「１」は、閾値「６」より小さいの
で、テンプレート記憶部３の番地［０］のテンプレート
データ「１」は累積加算されない。そして、読み出す番
地を更新し（ステップＳ５６）、再び上記と同様のこと
を繰り返す。

【０００７】ここで、以上の動作を、手書き文字「５」
が入力されていて、これとファジィテンプレート「５」
との適合度を求める場合について考えると、以下のよう
になる。すなわち、画像記憶部２に記憶されている画像
データの中で、階調値６より大きいものは、図４（ａ）
に示す白抜き数字で示された階調値である。そして、図
４（ａ）に示す白抜き文字の番地に対応する、ファジィ
テンプレート「５」のテンプレート記憶部３における番
地の値は、図４（ｂ）の白ぬきの数字で示したものとな
る。図５に示した６個のステップを２６０回繰り返すこ
とにより、これら、図４（ｂ）に示す白抜きの数字全て
が加算され、適合度５８３を得る。

【０００８】以上のようにして、テンプレート記憶部３
に設定されている全てのファジィテンプレートに対する
適合度を算出し、これにより最も可能性の高いファジィ
テンプレートを選び、図示していない出力手段などにそ
の結果を出力する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来は、以上のように
構成されていたので、適合度の算出に時間がかかるとい
う問題があった。すなわち、マイクロプロセッサ５ａ
は、一度に１つの処理しかしないので、前述したよう
に、２６０画素のデータについて処理する場合、入力画
像の１つのファジィテンプレートに対する適合度を算出
するのに、６×２６０のステップを踏んで、ドットデー
タの読み出しなどの処理を１つ１つ順に処理して行かな
ければならなかった。これでは、例えば、「０」〜
「９」のファジィテンプレートに対する適合度を求めよ
うとすると、６×２６０×１０のステップが必要とな
り、ファジィテンプレートが増えれば増えるほど、適合
度算出のための時間が増大してしまう。

【００１０】この発明は、以上のような問題点を解消す
るために成されたものであり、ファジィパターン認識に
おいて、適合度がより速く求められるようにすることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明のファジィパタ
ーン認識装置は、認識対象の画像を所定の数のドットに
分割して読み取る画像読み取り部と、画像読み取り部が
取り込んだ画像データを記憶する画像記憶部と、画像記
憶部に記憶されている画像データのドット毎の階調値を
読み込み、この階調値が予め設定されている閾値より大
きいときは信号を出力するコンパレータと、メンバシッ
プ関数から作られるファジィテンプレートを予め設定し
てあるテンプレートメモリと、コンパレータより信号が
出力されているときは、画像データのドットに対応する
テンプレートメモリのテンプレートデータを累積加算す
る累積加算手段と、画像読み取り部，画像記憶部，コン
パレータ，テンプレートメモリ，累積加算器におけるデ
ータの読み出し書き込みなどを制御するマクロプロセッ
サとを有することを特徴とする。

【００１２】

【作用】画像データのドット毎の階調値と閾値との比較
により、各ドットの値を「０」か「１」にする画像デー
タの２値化と、この２値化により「１」が与えられたド
ットに対応するファジィテンプレートのテンプレートデ
ータの累積加算とを並列して行う。

【００１３】

【実施例】以下この発明の１実施例を図を参照して説明
する。図１は、この発明の１実施例であるファジィパタ
ーン認識装置の構成を示す構成図である。同図におい
て、１は画像読み取り部、２は画像読み取り部１で取り
込んだ画像データを記憶しておく画像記憶部、４は画像
記憶部２に記憶されている入力された画像データの適合
度を算出する処理を行うマッチング処理部、５は画像読
み取り部１，画像記憶部２，マッチング処理部４に対し
て、データの読み出し，書き込みなどの制御を行うマイ
クロプロセッサ、６はデータバス、７はアドレスバスで
ある。

【００１４】また、２１はマッチング処理部４のマッチ
ングデータ選択部であり、入力された値と予め設定され
ている閾値「６」とを比較して入力された値が閾値
「６」より大きいときはイネーブル信号９を出力するコ
ンパレータ２１ａより構成されている。そして、２２０
〜２２９はマッチング処理部４のテンプレートマッチン
グ部であり、ファジィテンプレートが記憶されているテ
ンプレートメモリ２２ａと、コンパレータ２１ａがイネ
ーブル信号９を出力しているときはテンプレートメモリ
２２ａから出力されたテンプレートデータを累積加算す
る累積加算器２２ｂとから構成されている。ここで、テ
ンプレートマッチング部２２０〜２２９のテンプレート
メモリ２２ａには、それそれ数字「０」〜「９」のファ
ジィテンプレートが設定されている。

【００１５】次に、図２のタイミングチャートを用い
て、このファジィパターン認識装置の動作について説明
する。ここでは、画像記憶部２に図４（ａ）に示すデー
タが記憶されている場合について説明する。また、テン
プレートマッチング部２２０〜２２９については、テン
プレートマッチング部２２５を代表にして説明する。ま
ず、マイクロプロセッサ５より出力されるクリアー信号
８によって累積加算器２２ｂ内の加算結果が「０」とな
る。ついで、マイクロプロセッサ５は、図４（ａ）に示
すように、画像記憶部２に記憶されている各ドットに階
調値が与えられた入力画像の番地と、この番地に対応す
る画像データを順次出力する。

【００１６】すなわち、まず、ステップＳ１として、番
地［０］をアドレスバス７に出力し、同時にこの番地
［０］に対応する入力画像のデータ「１」（図４
（ａ））をデータバス６に出力する。データバス６に出
力された画像データ「１」を受けたマッチングデータ選
択部２１のコンパレータ２１ａでは、予め設定されてい
る閾値「６」とこの画像データ「１」との大小を比較す
る。そして、画像データ「１」が閾値「６」より小さい
ので、累積加算器２２ｂに対してイネーブル信号９を出
力しない。

【００１７】一方、番地［０］をアドレスバス７より受
けたテンプレートマッチング部２２５のテンプレートメ
モリ２２ａは、設定されている数字「５」のファジィテ
ンプレートの番地［０］のテンプレートデータ「３」
（図４（ｂ））を累積加算器２２ｂに対して出力する。
ここで、イネーブル信号９を受けていない累積加算器２
２ｂでは、テンプレートメモリ２２ａよりテンプレート
データ「３」が出力されているが加算しない。

【００１８】この、ファジィパターン認識装置では、図
３に示すように、以上の動作が並列してステップＳ１と
して行われる。次いでステップＳ２，Ｓ３・・として、
マイクロプロセッサ５は、入力画像の番地と、この番地
に対応する画像データを順次出力しており、アドレスバ
ス７に番地［１］，番地［２］・・、データバス６に画
像データ「２」，画像データ「４」・・と出力してい
く。そして、マッチング処理部４では、コンパレータ２
１ａで画像データと閾値との大小を比較して、これによ
りイネーブル信号９の出力を制御し、このイネーブル信
号９の出力、無出力により、累積加算器２２ｂの加算動
作を制御する。

【００１９】例えば、ステップＳ１５（図２）では、マ
イクロプロセッサ５から番地［１４］がアドレスバス７
に出力され、この番地の画像データ「７」は閾値「６」
より大きいので、コンパレータ２１よりイネーブル信号
９が出力される。累積加算器２２ａでは、このイネーブ
ル信号９を受けることにより、このときテンプレートメ
モリ２２ａより出力されるテンプレートデータ「９」を
累積加算する。

【００２０】以上のことを、マイクロプロセッサ５が出
力する番地［２５９］まで繰り返すと、累積加算器２２
ｂでは、累積加算結果が「５８３」となる。マイクロプ
ロセッサ５は、番地［２５９］を出力すると、次いで累
積加算器２２ｂの番地［Ｍ０］〜［Ｍ９］を順次出力
し、テンプレートマッチング部２２０〜２２９それぞれ
の累積加算器２２ｂより累積加算結果を読み出す。例え
ば、マイクロプロセッサ５が番地［Ｍ５］を出力したと
きは、テンプレートマッチング部２２５の累積加算器２
２ｂより累積加算結果「５８３」を読み出し、これを入
力画像のファジィテンプレート「５」に対する適合度と
する。

【００２１】以上のように、この実施例では、２６０画
素の入力画像データについて処理する場合、入力画像の
１つのファジィテンプレートに対する適合度を算出する
のに２６０ステップで済む。また、テンプレートマッチ
ング部をファジィテンプレートの数だけ設けているの
で、入力画像の複数のファジィテンプレートに対する適
合度が、一度に算出されるので、従来に比較して約１／
６０のステップで済むことになる。なお、テンプレート
マッチング部は１個でも良く、この場合でも従来より約
１／６のステップで適合度が算出できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、取り込んだ画像データの各ドットの階調値の読み出
し、その値の２値化処理、ファジィテンプレートの各ド
ット毎の比較、各ドット毎の適合度の算出が同時に行わ
れるので、適合度算出が高速に行えるという効果を有す
る。また、テンプレートメモリと累積加算手段とを複数
設けることで、各ファジィテンプレートとの照合が同時
に行えるようになるので、適合度の算出がより高速に行
えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例であるファジィパターン認
識装置の構成を示す構成図である。

【図２】図１のファジィパターン認識装置の動作を説明
するためのタイミングチャートである。

【図３】従来のファジィパターン認識装置の構成を示す
構成図である。

【図４】ドット毎に階調値が与えられた入力した手書き
文字「５」の画像データと、それに対応するファジィフ
ァジィテンプレート「５」を示す説明図である。

【図５】従来のファジィパターン認識装置の動作を説明
するためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 画像読み取り部 ２ 画像記憶部 ４ マッチング処理部 ５ マイクロプロセッサ ６ データバス ７ アドレスバス ８ クリアー信号 ９ イネーブル信号 ２１ マッチングデータ選択部 ２１ａ コンパレータ ２２ａ テンプレートメモリ ２２ｂ 累積加算器 ２２０〜２２９ テンプレートマッチング部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファジィ集合を規定するメンバシップ関
   数に基づいてパターン認識を行う装置において、 認識対象の画像を所定の数のドットに分割して読み取る
   画像読み取り部と、 前記画像読み取り部が取り込んだ画像データを記憶する
   画像記憶部と、 前記画像記憶部に記憶されている画像データのドット毎
   の階調値を読み込み、この階調値が予め設定されている
   閾値より大きいときは信号を出力するコンパレータと、 メンバシップ関数から作られるファジィテンプレートを
   予め設定してあるテンプレートメモリと、 前記コンパレータより前記信号が出力されているとき
   は、前記画像データのドットに対応する前記テンプレー
   トメモリのテンプレートデータを累積加算する累積加算
   手段と、 前記画像読み取り部，画像記憶部，コンパレータ，テン
   プレートメモリ，累積加算器におけるデータの読み出し
   書き込みなどを制御するマクロプロセッサとを有するこ
   とを特徴とするファジィパターン認識装置。