JPH07192133A - Circular pattern discriminating method - Google Patents

Circular pattern discriminating method

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Publication number
JPH07192133A
JPH07192133A JP5333662A JP33366293A JPH07192133A JP H07192133 A JPH07192133 A JP H07192133A JP 5333662 A JP5333662 A JP 5333662A JP 33366293 A JP33366293 A JP 33366293A JP H07192133 A JPH07192133 A JP H07192133A
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JP
Japan
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data
pattern
circular pattern
template
identification
Prior art date
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Application number
JP5333662A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Komatsu
保雄 小松
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Nidec Instruments Corp
Original Assignee
Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To realize an excellent dicrimination ratio while shortening the discriminating time of a circular pattern. CONSTITUTION:A circular pattern is read, the density of each picture element is stored as a digital signal, a part showing the feature of the circular pattern excellently from the stored information is segmented in a circular or ring shape with the center coordinate of the circular pattern as the center, two-dimensional basic data is obtained, a processing which is necessary for this basic data is performed and data array for discrimination of the same size as a binary template is obtained. A binary conversion is performed for this data array for discrimination by using the value of a template : data of the number 1, a comparison pattern is obtained, the matching calculation of the comparison pattern and the template is performed from 0 to 2 for the angular coordinate of the circular pattern, the similarity or the non-similarity of the comparison pattern and the template is detected. Based on the detected similarity or non-similarity, whether the circular pattern includes the pattern according to the template or not is decided.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は「円形パターン識別方
法」に関する。この発明は、例えば自動販売機等におけ
る硬貨判別や遊技用円札判別等に利用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a "circular pattern identification method". INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used, for example, for discriminating coins and discriminating yen bills for games in vending machines and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】硬貨や遊技用円札の識別等に関連して従
来から知られた円形パターン識別方法としては、特徴抽
出法やパターンマッチング法があるが、硬貨や遊技用円
札のように、流通期間や使用期間の長短により、表面状
態に個体差がある識別対象の場合、取り込んだパターン
のデータは各硬貨・円札の表面状態によりコントラスト
が異なるから、単純にパターンマッチングを行なって
も、必ずしも良い識別率は得られない。
2. Description of the Related Art Conventionally known circular pattern identification methods related to the identification of coins and gaming yen bills include a feature extraction method and a pattern matching method. , In the case of an identification target that has individual differences in the surface state due to the length of the distribution period and the usage period, the contrast of the captured pattern data differs depending on the surface state of each coin / yen bill, so even if simple pattern matching is performed , A good identification rate cannot always be obtained.

【0003】識別力を高める方策としては、読取対象領
域の各画素のデータを多値化し、読取データが識別対象
に忠実に対応するようにすることが考えられるが、デー
タ量の増大に伴うデータ処理時間の延長という好ましか
らぬ問題を生じてしまう。
As a measure for enhancing the discriminating power, it is conceivable that the data of each pixel in the reading target area is multi-valued so that the read data faithfully corresponds to the identifying target. This causes an unfavorable problem of extending the processing time.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述の如
き事情に鑑みてなされたものであって、データ処理時間
の短時間化が可能で、良好な識別率を実現できる、新規
な円形パターン識別方法の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a novel circular pattern capable of shortening the data processing time and realizing a good identification rate. The purpose is to provide an identification method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明の円形パターン
識別方法は、硬貨や遊技用円札の模様のような「円形パ
ターン」を識別する方法である。
The circular pattern identifying method of the present invention is a method for identifying a "circular pattern" such as a pattern of coins or game yen bills.

【0006】請求項1の方法は、図1に示すように、入
力工程と、切り出し工程と、2値変換工程と、演算工程
と、識別工程とを有する。
As shown in FIG. 1, the method of claim 1 has an input step, a cutting step, a binary conversion step, a calculation step, and an identification step.

【0007】「入力工程」は、識別対象となる円形パタ
ーンを読取り、各画素の濃度をデジタルの信号として記
憶する工程である。「切り出し工程」は、記憶された情
報から、円形パターンの「特徴を良く表す部分」を、円
形パターンの中心座標を中心とする、円形状もしくはリ
ング状に切り出して「2次元の基礎データ」を得、この
基礎データに必要な処理を行ない、2値のテンプレート
と同サイズの「識別用データ配列」を得る工程である。
The "input step" is a step of reading a circular pattern to be identified and storing the density of each pixel as a digital signal. The "cutting step" cuts out "a portion that shows the characteristics well" of the circular pattern into a circular or ring shape with the center coordinates of the circular pattern as the center, from the stored information, to obtain "two-dimensional basic data". In this step, necessary processing is performed on this basic data to obtain an "identification data array" of the same size as the binary template.

【0008】「2値変換工程」は、識別用データ配列
を、テンプレートにおける「値:1の数のデータ」を用
いて2値変換し、「比較パターン」を得る工程である。
「演算工程」は、比較パターンとテンプレートとのマッ
チング演算を、「円形パターンの角座標(上記中心画像
を原点とする)に関して、0から2πまで」行ない、比
較パターンとテンプレートとの類似度もしくは非類似度
を検出する工程である。「識別工程」は、検出された類
似度もしくは非類似度に基づき、円形パターンが「テン
プレートに応じたパターンを含むか否か」を判定する工
程である。
The "binary conversion step" is a step of binary-converting the identification data array using the "value: 1 number of data" in the template to obtain a "comparison pattern".
The “calculation step” performs matching calculation between the comparison pattern and the template “from 0 to 2π with respect to the angular coordinates of the circular pattern (with the central image as the origin)” to determine whether the similarity between the comparison pattern and the template or not. This is a step of detecting the degree of similarity. The "identification step" is a step of determining "whether or not the circular pattern includes a pattern according to the template" based on the detected similarity or dissimilarity.

【0009】切り出し工程に於いては、切りだしの基準
となる「円形パターンの中心座標」が必要である。この
場合、硬貨や遊技用円札の読取り位置を「機構的に固
定」するような場合に於いては、中心座標は予め一義的
に定めることが出来る。読取り位置が固定的でなく、円
形パターンの中心座標が、読取りごとに変動するような
場合には、「入力工程で記憶された情報に対し、円形パ
ターンの中心座標の検出を、切り出し工程において行
う」ようにすればよい(請求項2)。
In the cutting process, the "center coordinates of the circular pattern", which is a reference for cutting, is necessary. In this case, in the case where the reading position of coins or game yen bills is "mechanically fixed", the central coordinates can be uniquely determined in advance. When the reading position is not fixed and the center coordinates of the circular pattern fluctuate with each reading, "The center coordinates of the circular pattern are detected in the cutting process from the information stored in the input process. It is sufficient to do so (Claim 2).

【0010】上記2値のテンプレートのサイズは、「2
次元の基礎データ」と同サイズとすることもでき、その
場合は「基礎データ自体を識別用データ配列として用い
る」ことができる(請求項3)。また、2次元の基礎デ
ータから識別用データ配列を得るための処理が、微分絶
対値和作成処理及び/またはデータ圧縮処理を含むよう
にすることができる(請求項4)。
The size of the binary template is "2
The size may be the same as that of the "dimensional basic data", and in that case, "the basic data itself is used as an identification data array" (claim 3). Further, the processing for obtaining the identification data array from the two-dimensional basic data may include differential absolute value sum creation processing and / or data compression processing (claim 4).

【0011】また、2値のテンプレートは1種に限ら
ず、これを複数種類用意し、複数種の識別用データ配列
を、各テンプレートと1対1に対応させて切り出し、各
識別用データ配列ごとに得られる比較パターンと、対応
するテンプレートとの類似度もしくは非類似度を検出す
ることもできる(請求項5)。
Further, the binary template is not limited to one type, a plurality of types are prepared, and a plurality of types of identification data arrays are cut out in one-to-one correspondence with each template, and each identification data array is extracted. It is also possible to detect the degree of similarity or the degree of dissimilarity between the comparison pattern obtained in step 1 and the corresponding template (claim 5).

【0012】[0012]

【作用】硬貨・遊技用円札の模様に代表されるように、
一般に円形パターンには、その一部に「円形パターンの
特徴を最も良く表す部分」が有る。従って、円形パター
ンの識別に当っては、パターン全体をテンプレート化し
てパターン照合を行なう必要は必ずしもなく、「特徴あ
る部分」のみを対象としてパターン照合を行なえば良
い。
[Function] As represented by the pattern of coins and yen bills for games,
Generally, a circular pattern has a "portion that best represents the characteristics of the circular pattern" in a part thereof. Therefore, in identifying a circular pattern, it is not always necessary to make the entire pattern into a template for pattern matching, and it is sufficient to perform pattern matching only for "characteristic portions".

【0013】ただし、円形パターンではパターン形状の
回転対称性により、読み取ったパターン情報の、中心か
らどちらの方向に、上記「特徴ある部分」が存在するの
か明らかでないので、この発明では上記特徴ある部分
が、円形パターンの中心座標からどの距離に有るかに応
じて、特徴ある部分を含む「円形状もしくはリング状」
の部分を切り出して、この部分をテンプレートとの照合
の対象とするのである。従ってテンプレート自体も、上
記「特徴ある部分」に基づき作成される。
However, in the circular pattern, it is not clear in which direction from the center of the read pattern information the "characteristic portion" exists due to the rotational symmetry of the pattern shape. Is a “circular or ring-shaped” that includes a characteristic part depending on the distance from the center coordinates of the circular pattern.
The portion of is cut out and this portion is the target of collation with the template. Therefore, the template itself is also created based on the "characteristic part".

【0014】この発明の今一つの特徴は、テンプレート
が「0と1」とにより2値化された2値のテンプレート
であり、テンプレートと照合する「比較パターン」がテ
ンプレートに於ける「値:1の数のデータ」を用い、上
記識別用データ配列を2値変換することにより形成され
ることである。このようにすると、円形パターン自体の
「コントラストの個体差」に基づく識別誤差を有効に防
止できる。
Another feature of the present invention is that the template is a binary template which is binarized by "0 and 1", and the "comparison pattern" to be compared with the template is "value: 1" in the template. It is formed by performing binary conversion on the above-mentioned identification data array using "number data". By doing so, it is possible to effectively prevent an identification error based on the “individual difference in contrast” of the circular pattern itself.

【0015】「識別用データ配列」から「比較パター
ン」を得る、上記2値変換は、上記の如く、この発明の
特徴の一端をなすものである。
The binary conversion for obtaining the "comparison pattern" from the "identification data array" is one of the features of the present invention as described above.

【0016】2値のテンプレートは、識別対象となる円
形パターンの「理想的な読取データ」を基礎データと
し、これから「識別用基礎データを得るのと同じ手法で
得られたデータ」を2値化することにより作成される。
The binary template uses "ideal read data" of the circular pattern to be identified as basic data, and binarizes "data obtained by the same method as obtaining the basic data for identification" from this. It is created by doing.

【0017】説明の簡単のために、請求項3記載の発明
の場合のように、「基礎データ自体が、識別用データ配
列として用いられる」場合を例に取ると、この場合、2
値のテンプレートは、理想的に読み取られた円形パター
ンから切りだした基礎データを2値化したものである。
For simplification of description, taking the case where "basic data itself is used as an identification data array" as in the case of the invention of claim 3, in this case, 2
The value template is the binarized basic data cut out from the ideally read circular pattern.

【0018】ここで、「理想的に読み取られた円形パタ
ーンから切りだした基礎データ」が、N画素分のデータ
からなり、各画素のデータは濃度データで、濃度レベル
が8ビット分、即ち、256段階にレベル分けされてい
るものとする。
Here, the "basic data cut out from the ideally read circular pattern" consists of data for N pixels, the data for each pixel is density data, and the density level is for 8 bits, that is, It is assumed that there are 256 levels.

【0019】画素のアドレスをアドレス番号:I(1≦
I≦N)とし、濃度レベルをJ(0≦J≦256)とす
ると、識別用データ配列は、データ(I,J)の集合と
して表されることになる。このようにして得られるN個
のデータを、濃度レベル:Jによりヒストグラム化す
る。即ち、イメージ的には、横軸に濃度レベル0〜25
6を取り、各濃度レベルに属する画素の数(度数)を縦
軸に取る。
The pixel address is the address number: I (1 ≦
When I ≦ N) and the density level is J (0 ≦ J ≦ 256), the identification data array is represented as a set of data (I, J). The N pieces of data thus obtained are made into a histogram by density level: J. That is, imagewise, the horizontal axis represents density levels 0 to 25.
6 is taken and the number of pixels (frequency) belonging to each density level is taken on the vertical axis.

【0020】このようにしてヒストグラム化されたデー
タにおいて、度数:nは、濃度レベル:Jの関数であ
り、n(J)と表すことが出来る。
In the histogram data, the frequency: n is a function of the density level: J and can be expressed as n (J).

【0021】そこで、ある特定の濃度レベル:J1を選
び、この濃度レベル:J1より大きい濃度レベル:j
(J1≦j≦256)を有する画素数:n(j)の和:
Σn(j)が、全画素数:Nに対して所定の割合、例え
ば30%(2値のテンプレートが、円形パターンを最も
良く表現するように実験的に設定する)となるようにす
る。このように選ばれた濃度レベルを持つ画素の濃度デ
ータを1、他の濃度レベルを持つ画素の濃度データを0
とするのである。
Therefore, a specific density level: J 1 is selected, and the density level larger than this density level: J 1 is j.
Number of pixels having (J 1 ≦ j ≦ 256): sum of n (j):
Σn (j) is set to a predetermined ratio with respect to the total number of pixels: N, for example, 30% (a binary template is experimentally set so as to best represent a circular pattern). The density data of the pixel having the density level thus selected is 1, and the density data of the pixel having the other density level is 0.
And

【0022】このようにして、濃度データとして、0と
1の2値を持つ2値のテンプレートが得られる。この2
値化法は公知の「P−タイル法(工業用画像処理:江尻
正員著 )」の1種である。
In this way, a binary template having binary values of 0 and 1 is obtained as the density data. This 2
The valuation method is one of the well-known "P-tile method (industrial image processing: written by Masato Ejiri)".

【0023】同様に、円形パターンを識別用に読取り、
切り出された基礎データ(識別用データ配列として用い
られる)も、N画素分のデータからなり、各画素のデー
タは濃度データで256段階にレベル分けされている。
従って、この場合の画素のアドレスをアドレス番号:L
(1≦L≦N)とし、濃度レベルをK(0≦K≦25
6)とすると、識別用データ配列は、データ(L,K)
の集合として表されることになる。
Similarly, the circular pattern is read for identification,
The cut out basic data (used as an identification data array) also includes data for N pixels, and the data of each pixel is divided into 256 levels by density data.
Therefore, the address of the pixel in this case is the address number: L
(1 ≦ L ≦ N) and the density level is K (0 ≦ K ≦ 25
6), the identification data array is the data (L, K).
Will be represented as a set of.

【0024】このN個のデータ(L,K)に付き、テン
プレートの「値:1の数のデータ」を用いて2値化を行
う。この2値化が「2値変換」である。2値化は以下の
ように行われる。即ち、N個のデータ(L,K)を濃度
順に並べ、濃度の高い順、即ち濃度レベル:256の側
からΣn(j)番目までの画素の濃度データを「1」、
残りの画素の濃度データを「0」とするのである。
With respect to the N data (L, K), binarization is performed using the template "value: 1 number of data". This binarization is “binary conversion”. Binarization is performed as follows. That is, N pieces of data (L, K) are arranged in the order of the density, and the density data of pixels from the density level: 256 side to Σn (j) th is “1”,
The density data of the remaining pixels is set to "0".

【0025】このように2値変換されたN画素データ
は、もとのアドレス順に配列されて、比較パターンとな
る。上記説明から用意に理解されるように、2値のテン
プレートにおける値:1の数と、読み取られた円形パタ
ーンから切り出されて作成された比較パターンとでは、
値:1の数と値:0の数とが互いに等しくなり、テンプ
レートの元になっている円形パターンと、識別対象とな
っている円形パターンが同じパターンである場合には、
その一致性が極めて高くなる。
The binary converted N pixel data are arranged in the original address order to form a comparison pattern. As will be readily understood from the above description, the number of values: 1 in the binary template and the comparison pattern created by cutting out from the read circular pattern are:
If the number of value: 1 and the number of value: 0 are equal to each other, and the circular pattern that is the source of the template and the circular pattern that is the identification target are the same pattern,
The agreement is extremely high.

【0026】さらに、上記2値変換により、比較パター
ンがテンプレートと同じ条件に基準化されるため、硬貨
や遊技用円札の表面状態に個体差があっても、類似度も
しくは非類似度の演算を確実に行うことができる。
Further, since the comparison pattern is standardized under the same conditions as the template by the above binary conversion, even if there is an individual difference in the surface state of coins or game yen bills, the similarity or dissimilarity calculation is performed. Can be reliably performed.

【0027】[0027]

【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。EXAMPLES Specific examples will be described below.

【0028】図2は、請求項4記載の円形パターン識別
方法の実施例を説明するための図である。図2(I)に
示すように、識別するべき円形パターンは、500円硬
貨の模様である。図2(II)は(I)のパターンを読
取り、各画素の濃度を多値のデジタル信号として記憶し
た状態を示す。この状態で円形パターンの中心座標の検
出が行なわれる(請求項2)。
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the circular pattern identifying method according to the present invention. As shown in FIG. 2 (I), the circular pattern to be identified is a pattern of a 500-yen coin. FIG. 2 (II) shows a state in which the pattern of (I) is read and the density of each pixel is stored as a multivalued digital signal. In this state, the center coordinates of the circular pattern are detected (claim 2).

【0029】中心座標検出のアルゴリズムは公知の種々
の方法が可能であるが、ここでは円形パターンに接する
x,y方向の直線の接点位置として中心座標(x0
0)を求める。前述のように、円形パターンを読み取
るとき、500円硬貨の位置を一定の位置に固定して行
う場合には、中心座標(x0,y0)は予め与えることが
出来、中心座標の検出は無用である。
Various well-known methods can be used for the central coordinate detection algorithm. Here, the central coordinate (x 0 , x 0 ,
y 0 ). As described above, when reading a circular pattern, if the position of the 500-yen coin is fixed at a fixed position, the center coordinates (x 0 , y 0 ) can be given in advance, and the center coordinates cannot be detected. Useless.

【0030】続いて、図2(III)に示すように、円
形パターンの、中心座標から所定の距離にある「同心円
で囲まれたリング状部分」を切り出し、これを図2(I
V)に示すように、X,Y方向の「2次元の配列」に展
開する。このように展開された状態が「2次元の基礎デ
ータ」である。
Then, as shown in FIG. 2 (III), a "ring portion surrounded by concentric circles" at a predetermined distance from the center coordinates of the circular pattern is cut out, and this is cut out as shown in FIG. 2 (I).
As shown in V), it is developed into a "two-dimensional array" in the X and Y directions. The state thus developed is the "two-dimensional basic data".

【0031】この例では、基礎データは、X,Y方向に
それぞれ、512,22のデータで構成されている。Y
方向は円径パターンの「半径方向」に対応する。また、
X方向の両端は、図2(III)における基準線Z(そ
の方向は、画像メモリー部において適宜に設定されてお
り、中心座標が定まると、この中心座標の位置と上記方
向により一義的に定まる)に対応する。
In this example, the basic data is composed of 512 and 22 data in the X and Y directions, respectively. Y
The direction corresponds to the “radial direction” of the circle diameter pattern. Also,
Both ends in the X direction are the reference line Z in FIG. 2 (III) (the direction is appropriately set in the image memory unit, and when the center coordinate is determined, it is uniquely determined by the position of the center coordinate and the direction. ) Corresponds to.

【0032】切り出された2次元の基礎データは、前述
のように、これをそのまま「識別用データ配列」として
使用することもできるが(請求項3)、この実施例で
は、更に「微分絶対値和作成」処理と「データ圧縮」処
理とを行なう(請求項4)。
As described above, the cut-out two-dimensional basic data can be used as it is as the "identification data array" (claim 3), but in this embodiment, the "differential absolute value" is further added. A "sum creation" process and a "data compression" process are performed (claim 4).

【0033】先ず、図1(IV)に示す「2次元の基礎
データ」の個々の要素に就いて、その要素の「周囲8要
素」のデータとの差を、X,Y各方向に就いて求める。
図2(V)は、図2(IV)に示す基礎データのうちの
一つの要素(黒く塗りつぶした要素)の、周囲8要素に
対する「X方向の差」を示す。また図1(VI)は、同
じ要素の、周囲8要素に就いての「Y方向の差」を示
す。これらの差を「微分値」と呼ぶ。X方向の微分値
と、Y方向の微分値は、それぞれの絶対値の和を演算さ
れ、その演算結果が当該要素についての「微分絶対値
和」として記憶される。
First, regarding each element of the "two-dimensional basic data" shown in FIG. 1 (IV), the difference from the data of the "eight surrounding elements" of the element is calculated in each of the X and Y directions. Ask.
FIG. 2 (V) shows the “difference in the X direction” of one element (element filled in black) of the basic data shown in FIG. 2 (IV) with respect to eight surrounding elements. Further, FIG. 1 (VI) shows the “difference in the Y direction” for the same eight elements and the surrounding eight elements. These differences are called “differential values”. The sum of the absolute values of the differential value in the X direction and the differential value in the Y direction is calculated, and the calculation result is stored as the “sum of differential absolute values” for the element.

【0034】図2(VII)は、このように記憶された
微分絶対値和のデータ配列を示している。ξ方向は図1
(IV)のX方向に、η方向は同じくY方向に対応す
る。基礎データにおいて、Y方向両端の要素列は周囲要
素が5要素しかなく、微分値を算出できないため、図2
(VII)の微分絶対値和データでは、η方向の要素数
が20となっている。微分絶対値和作成処理を行なう
と、基礎データにおける濃度変化分をデータ化できるた
め、パターン画像の凹凸の変化を強調することができ
る。
FIG. 2 (VII) shows a data array of differential absolute value sums stored in this way. Figure 1
In the (IV) X direction, the η direction also corresponds to the Y direction. In the basic data, the element row at both ends in the Y direction has only five surrounding elements, and the differential value cannot be calculated.
In the differential absolute value sum data of (VII), the number of elements in the η direction is 20. When the differential absolute value sum generation process is performed, the density change amount in the basic data can be converted into data, so that the change in the unevenness of the pattern image can be emphasized.

【0035】次に、図2(VII)に示すデータ配列
を、同図(VIII)に示すような、データ群(その一
つをハッチを施して示す)に分け、各データ群における
データ(微分絶対値和)の和を取って、これを新たに
「集約データ」として、データ配列(図2(IX))を
形成する。このようにして得られた集約データのデータ
配列が,「識別用データ配列」である。この実施例にお
いて上記「データ群」は、ξ方向に4要素、η方向に2
要素で形成され、従って識別用データ配列は、上記ξ方
向に対応する:u方向に128要素、η方向に対応す
る:v方向に就いて10要素で構成されている。このよ
うに「データ圧縮」処理を行うことにより、マッチング
演算に必要な時間を、有効に短縮できる。
Next, the data array shown in FIG. 2 (VII) is divided into data groups (one of which is shown by hatching) as shown in FIG. 2 (VIII), and data (differentiation) in each data group is divided. The sum of absolute values) is taken and this is newly set as "aggregated data" to form a data array (FIG. 2 (IX)). The data array of the aggregated data thus obtained is the "identification data array". In this embodiment, the “data group” has 4 elements in the ξ direction and 2 elements in the η direction.
Therefore, the identification data array is composed of 128 elements corresponding to the ξ direction: 128 elements in the u direction, and 10 elements in the v direction corresponding to the η direction. By performing the "data compression" process in this way, the time required for the matching calculation can be effectively shortened.

【0036】2値のテンプレートは、上記識別用データ
配列と同サイズであって、識別パターンである500円
硬貨の標準的なパターンから、上記「識別用データ配
列」を形成するのと同じ手順を経て得られる集約データ
を、前述の「P−タイル法」で2値化することにより、
予め形成されている。
The binary template has the same size as the above-mentioned identification data array, and the same procedure as that for forming the above-mentioned "identification data array" from the standard pattern of 500-yen coins, which is the identification pattern. By binarizing the aggregated data obtained through the above-mentioned “P-tile method”,
It is preformed.

【0037】図3において、(a)はテンプレート用
に、10×128データに集約されたものを集約データ
のレベルに従ってヒストグラム化した例を示している。
2値化は、ヒストグラム(ヒストグラムの面積は10×
128である)において、斜線部の面積が、全面積(1
0×128)の所定の割合(例えば30%=384)と
なるように選択された閾値レベル(鎖線で表す)より大
きいレベルのデータは値:1、他のデータは値:0とす
ることにより行う。
In FIG. 3, (a) shows an example in which a 10 * 128 data aggregated as a template is made into a histogram according to the level of the aggregated data.
Binarization is a histogram (the area of the histogram is 10 ×
128), the shaded area is the total area (1
By setting a value of 1 for data having a level higher than a threshold level (represented by a chain line) selected so as to have a predetermined ratio (for example, 30% = 384) of 0 × 128, and setting a value of 0 for other data. To do.

【0038】図3(b)は、このように2値化されたデ
ータを、前記集約データ配列に従って配列して得られ
る、2値のテンプレートの状態を説明図的に示してい
る。黒く塗りつぶした部分は値:1、他の部分は値:0
である。値:1のデータ数は、説明中の例では上記38
4データである。
FIG. 3B is an explanatory diagram showing the state of a binary template obtained by arranging the binarized data in this manner according to the aggregated data array. Value: 1 for black areas, value: 0 for other areas
Is. The number of data with a value of 1 is 38 in the above example.
There are 4 data.

【0039】上述のようにして形成された「識別用デー
タ配列(図2(IX))」に対し、前述の「2値変換」
を施して「比較パターン」を形成する。即ち、識別用デ
ータ配列におけるデータのレベルの高い順に、384デ
ータを選んでこれらを値:1、他のデータを値:0とす
る。このようにして2値化されたデータを、もとの識別
用データ配列に従って配列することにより、図2(I
X)に示す識別用データ配列を2値化した「比較パター
ン」が得られる。比較パターンにおける、値:1のデー
タの数は、テンプレートにおける値:1のデータ数に等
しい。
With respect to the "identification data array (FIG. 2 (IX))" formed as described above, the above "binary conversion" is performed.
To form a “comparison pattern”. That is, 384 data are selected in the descending order of the data level in the identification data array, and these are set to a value of 1 and the other data are set to a value of 0. By arranging the binarized data in this manner according to the original identification data array, the data shown in FIG.
A “comparison pattern” obtained by binarizing the identification data array shown in X) is obtained. The number of data of value: 1 in the comparison pattern is equal to the number of data of value: 1 in the template.

【0040】比較パターンは、上記u,vを変数として
2値関数:F(u,v)と表わすことができ、一方のテ
ンプレートもu,vを変数として2値関数:T(u,
v)と表せる。2値関数は0と1のみを関数値として取
る。
The comparison pattern can be expressed as a binary function: F (u, v) with u and v as variables, and one template also has a binary function: T (u, v with u and v as variables.
v) can be represented. The binary function takes only 0 and 1 as the function value.

【0041】次に、演算工程を行って、比較パターンと
テンプレートとの、類似度もしくは非類似度を演算す
る。図4に示すように、例えば「非類似度」を演算する
場合だと、演算式:ΣΣ|f−t|やΣΣ(f−
t)2、「類似度」を演算する場合だと、ΣΣ(f・
t)(和はアドレスu,vの全域にわたって取る)を演
算式として利用できる。
Next, a calculation step is performed to calculate the similarity or dissimilarity between the comparison pattern and the template. As shown in FIG. 4, for example, in the case of calculating the “dissimilarity”, the calculation formulas: ΣΣ | ft− and ΣΣ (f−
t) 2 , when calculating the “similarity”, ΣΣ (f ·
t) (the sum is taken over the entire range of addresses u and v) can be used as an arithmetic expression.

【0042】類似度もしくは非類似度を算出するマッチ
ング演算は、円形パターンの角座標に関して、0から2
πまで行なう。円形パターンの、中心座標に対する回転
対称性によるマッチング誤差を除くためである。これを
行なうには、比較パターンにおいて,u=i(i=0〜
126)の要素をu=i+1と変換し、u=127の要
素をu=0と変換して、「新たな比較パターン」を生成
するプロセスを循環的に、合計128回繰り返せば良
い。真の「非類似度」は、この1連の演算の結果の「最
小値」で与えられる。また真の類似度は、この一連の演
算の結果の「最大値」で与えられる。
The matching operation for calculating the similarity or dissimilarity is 0 to 2 for the angular coordinates of the circular pattern.
Perform up to π. This is because a matching error due to rotational symmetry of the circular pattern with respect to the center coordinates is removed. To do this, in the comparison pattern u = i (i = 0 ...
The process of converting the element of 126) to u = i + 1, converting the element of u = 127 to u = 0, and generating the “new comparison pattern” cyclically may be repeated 128 times in total. The true "dissimilarity" is given by the "minimum value" of the result of this series of operations. The true similarity is given by the "maximum value" of the result of this series of operations.

【0043】このようにして得られた非類似度(類似
度)は、予め識別パターンに関して統計的に求められた
非類似度(類似度)の閾値と比較され、非類似度(類似
度)が閾値よりも高(低)ければ、読み取った円形パタ
ーンはテンプレートに応じたパターンを含んでいないと
判定される(識別工程)。
The dissimilarity (similarity) thus obtained is compared with a threshold value of the dissimilarity (similarity) statistically obtained in advance for the identification pattern, and the dissimilarity (similarity) is determined. If it is higher (lower) than the threshold value, it is determined that the read circular pattern does not include a pattern corresponding to the template (identification step).

【0044】図5に、この発明を実施するための装置の
1例を、機能図として示す。円形パターンは、映像信号
として画像入力部1で読み取られ、A/D変換部2でデ
ジタル信号に変換される。画像入力部1とA/D変換部
2とは「入力部」を構成する。
FIG. 5 is a functional diagram showing an example of an apparatus for carrying out the present invention. The circular pattern is read as a video signal by the image input unit 1 and converted into a digital signal by the A / D conversion unit 2. The image input unit 1 and the A / D conversion unit 2 form an “input unit”.

【0045】入力部から入力されたデータは、画像メモ
リー部3に記憶される。そして、記憶された円形パター
ンの「中心座標」が、中心座標演算部4で検出され、検
出された中心座標を中心とする、「リング状の領域」
が、切り出し部5で切り出される。画像切り出し部5は
また、切り出された情報から、「2次元の基礎データ」
を生成して、これを切り出し部5の内蔵メモリーに記憶
する。この内蔵メモリーの記憶内容に基づき、微分絶対
値和作成部6が「微分絶対値和データ配列」を形成し、
その結果を画素集約処理部7に出力する。
The data input from the input section is stored in the image memory section 3. Then, the "center coordinates" of the stored circular pattern are detected by the center coordinate calculation unit 4, and the "ring-shaped area" is centered on the detected center coordinates.
Is cut out by the cutout unit 5. The image cutout unit 5 also extracts “two-dimensional basic data” from the cutout information.
Is generated and stored in the built-in memory of the clipping unit 5. Based on the stored contents of the built-in memory, the differential absolute value sum creation unit 6 forms a “differential absolute value sum data array”,
The result is output to the pixel aggregation processing unit 7.

【0046】画素集約処理部7は、微分絶対値和データ
配列から「識別用データ配列」を形成して、画像集約処
理部7に内蔵されたメモリーに記憶する。このメモリー
の記憶内容に基づいて、濃度順テーブル作成部8で、2
値変換に必要なテーブル(データをレベルの順に配列し
たテーブル)が形成される。
The pixel aggregation processing unit 7 forms an “identification data array” from the differential absolute value sum data array and stores it in the memory incorporated in the image aggregation processing unit 7. Based on the stored contents of this memory, the concentration order table creating unit 8
A table required for value conversion (a table in which data is arranged in order of level) is formed.

【0047】そして、2値変換部9では、濃度順テーブ
ル作成部8で形成されたテーブルと、メモリー部12に
記憶された、テンプレートの値:1の数のデータに基づ
いて2値変換が行われ、比較パターンが生成される。微
分絶対値和作成部6と画素集約部7と濃度順テーブル作
成部8と2値変換部9とは「データ処理部」を構成す
る。
In the binary conversion unit 9, binary conversion is performed based on the table formed by the density order table creation unit 8 and the data of the template value: 1 stored in the memory unit 12. The comparison pattern is generated. The differential absolute value sum creation unit 6, the pixel aggregation unit 7, the density order table creation unit 8, and the binary conversion unit 9 form a “data processing unit”.

【0048】非類似度演算部10は「演算部」として、
比較パターンとテンプレート(メモリー部13に記憶さ
れている)とのマッチング演算を、円形パターンの角座
標に関して0から2πまで行ない、比較パターンとテン
プレートとの「非類似度」を検出する。
The dissimilarity calculation unit 10 serves as a "calculation unit".
The matching calculation between the comparison pattern and the template (stored in the memory unit 13) is performed from 0 to 2π with respect to the angular coordinates of the circular pattern, and the “dissimilarity” between the comparison pattern and the template is detected.

【0049】制御識別部11は、上記検出結果に基づき
「円形パターンが、テンプレートに応じたパターンを含
むか否か」を判定する。制御識別部11は、識別判定を
行うとともに、中心座標検出から非類似度演算にいたる
各プロセスが適正に行われるように各部を制御する。
The control identification section 11 determines "whether or not the circular pattern includes a pattern corresponding to the template" based on the above detection result. The control identification unit 11 performs identification determination and controls each unit so that each process from the detection of the central coordinates to the calculation of the dissimilarity is properly performed.

【0050】上記装置の入力部を除く部分は、コンピュ
ーターあるいはコンピューターと付加的なメモリーとで
構成することができる。
The part excluding the input part of the above device can be configured by a computer or a computer and an additional memory.

【0051】図6には、請求項5記載の発明を実施する
ための装置の1例を、機能図として示す。煩雑を避ける
ため、混同の虞れがないと思われるものについては、図
5におけると同一の符号を付した。
FIG. 6 is a functional diagram showing an example of an apparatus for carrying out the invention described in claim 5. In order to avoid complication, the same symbols as those in FIG.

【0052】この装置では、メモリー部のメモリー15
に、切り出すべき切り出し形状として複数の形状データ
(同心円状の複数のリング状領域のデータ)が、またこ
れら各切り出し形状に対応する複数の2値のテンプレー
トのデータ、およびこれらテンプレートにおける値:1
の数のデータが、それぞれメモリー13A,12Aに記
憶されている。
In this device, the memory 15 of the memory section
, A plurality of shape data (data of a plurality of concentric ring-shaped areas) as a cutout shape to be cut out, a plurality of binary template data corresponding to each cutout shape, and a value in these templates: 1
Are stored in the memories 13A and 12A, respectively.

【0053】画像の切り出しから非類似度の演算に到る
プロセスは、切り出す領域を変えて順次繰り返される。
切り出し領域の変更は、切り出しデータ切り換え部14
により画像切り出し部5を制御して行い、切り出される
領域が変わるごとに、テンプレートの切り換えが、テン
プレート切り換え部17により、値:1の数のデータの
切り換えが、値:1の数データ切り換え部16により行
われる。
The process from the cutout of the image to the calculation of the dissimilarity is repeated sequentially while changing the cutout region.
The cutout area is changed by the cutout data switching unit 14
The image cut-out unit 5 is controlled by means of, and the template is switched every time the area to be cut out is changed, and the template switching unit 17 is used to switch the data of the value of 1 and the data switching unit of the value of 1. Done by.

【0054】このように、2以上の切り出し部でマッチ
ングを行うことにより、識別の精度が格段に向上する。
As described above, by performing matching with two or more cutout portions, the accuracy of identification is significantly improved.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
「円形パターン識別方法」を提供できる。この発明で
は、円形パターンの全部ではなく「特徴有る部分」のみ
を切り出し、2値変換関して識別を行うので、類非の判
定に必要なマッチング演算の演算時間を有効に短縮する
ことができる。また請求項4の方法のように、データ圧
縮を行えば演算時間をより短縮できる。
As described above, according to the present invention, a novel "circular pattern identification method" can be provided. According to the present invention, only the "characteristic portion" is cut out rather than the entire circular pattern, and the identification is performed in relation to the binary conversion. Therefore, it is possible to effectively reduce the operation time of the matching operation necessary for the determination of the unlikeness. If data compression is performed as in the method of claim 4, the calculation time can be further shortened.

【0056】また類非の判定は、テンプレートの値:1
の数のデータにより基準化した比較パターンと2値のテ
ンプレートとの間で行われるので、円形パターン個々の
画像のコントラスト差の影響を受けにくく、演算も簡単
で演算時間を短縮できる。
The value of the template: 1
Since it is performed between the comparison pattern and the binary template that are standardized by the number of data, the influence of the contrast difference between the individual images of the circular patterns is small, and the calculation is simple and the calculation time can be shortened.

【0057】請求項5記載の発明では、照合する部分が
増えるので、識別率を格段と向上させることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the number of parts to be collated increases, so that the identification rate can be significantly improved.

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

【図1】この発明を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention.

【図2】請求項4記載の方法の実施例の、読取工程から
識別用データ配列までを説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining from a reading process to an identification data array in the embodiment of the method according to claim 4;

【図3】2値のテンプレートを説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining a binary template.

【図4】類比演算を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an analogy calculation.

【図5】請求項4記載の方法を実施するための装置の1
例を、機能図として示す図である。
FIG. 5: One of the devices for carrying out the method according to claim 4
It is a figure which shows an example as a functional diagram.

【図6】請求項5記載の方法を実施するための装置の1
例を、機能図として示す図である。
FIG. 6 a device for carrying out the method according to claim 5;
It is a figure which shows an example as a functional diagram.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9061−5L 460 A 5─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location 9061-5L 460 A 5

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】円形パターンを読取り、各画素の濃度をデ
ジタルの信号として記憶する入力工程と、 記憶された情報から上記円形パターンの特徴を良く表す
部分を、上記円形パターンの中心座標を中心とする、円
形状もしくはリング状に切り出して2次元の基礎データ
を得、この基礎データに必要な処理を行なって、2値の
テンプレートと同サイズの識別用データ配列を得る切り
出し工程と、 上記識別用データ配列を、上記テンプレートにおける
値:1の数のデータを用いて2値変換し、比較パターン
を得る2値変換工程と、 上記比較パターンと上記テンプレートとのマッチング演
算を、上記円形パターンの角座標に関して0から2πま
で行ない、比較パターンとテンプレートとの類似度もし
くは非類似度を検出する演算工程と、 検出された類似度もしくは非類似度に基づき、上記円形
パターンが、上記テンプレートに応じたパターンを含む
か否かを判定する識別工程とを有することを特徴とす
る、円形パターン識別方法。
1. An input step of reading a circular pattern and storing the density of each pixel as a digital signal, and a portion which shows the characteristics of the circular pattern well from the stored information, with the center coordinates of the circular pattern as the center. A cutting step of obtaining a two-dimensional basic data by cutting out into a circular shape or a ring shape and performing necessary processing on this basic data to obtain a data array for identification having the same size as the binary template; The data array is binary-converted by using the number of data of the template: 1 to obtain a comparison pattern, and a binary conversion step of obtaining a comparison pattern, and a matching calculation between the comparison pattern and the template are performed on the angular coordinates of the circular pattern. Is performed from 0 to 2π, and a calculation step of detecting the similarity or dissimilarity between the comparison pattern and the template is detected. Based on the similarity score or dissimilarity, the circular pattern, and having a determining identification step whether including a pattern corresponding to the template, a circular pattern identification method.
【請求項2】請求項1記載の円形パターン識別方法にお
いて、 入力工程で記憶された情報に対し、円形パターンの中心
座標の検出を、切り出し工程において行うことを特徴と
する、円形パターン識別方法。
2. The circular pattern identifying method according to claim 1, wherein the center coordinates of the circular pattern of the information stored in the input step are detected in the cutting step.
【請求項3】請求項1または2記載の円形パターン識別
方法において、 2値のテンプレートが2次元の基礎データと同サイズで
あり、上記基礎データ自体が、識別用データ配列として
用いられることを特徴とする、円形パターン識別方法。
3. The circular pattern identification method according to claim 1, wherein the binary template has the same size as the two-dimensional basic data, and the basic data itself is used as an identification data array. The circular pattern identification method.
【請求項4】請求項1または2記載の円形パターン識別
方法において、 2次元の基礎データから識別用データ配列を得るための
処理が、微分絶対値和作成処理及び/またはデータ圧縮
処理を含むことを特徴とする、円形パターン識別方法。
4. The circular pattern identification method according to claim 1 or 2, wherein the processing for obtaining the identification data array from the two-dimensional basic data includes differential absolute value sum creation processing and / or data compression processing. A method for identifying a circular pattern, characterized by:
【請求項5】請求項1または2または3または4記載の
円形パターン識別方法において、 2値のテンプレートが複数種類用意され、複数種の識別
用データ配列を、各テンプレートと1対1に対応させて
切り出し、各識別用データ配列ごとに得られる比較パタ
ーンと対応するテンプレートの類似度もしくは非類似度
を検出することを特徴とする、円形パターン識別方法。
5. The circular pattern identification method according to claim 1, 2 or 3 or 4, wherein a plurality of binary templates are prepared, and a plurality of types of identification data arrays are associated with each template in a one-to-one correspondence. A circular pattern identification method characterized by detecting the similarity or dissimilarity of a template corresponding to a comparison pattern obtained for each identification data array.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016184338A (en) * 2015-03-26 2016-10-20 株式会社エム・アイ・エル Luminance data storage processing method and image processing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016184338A (en) * 2015-03-26 2016-10-20 株式会社エム・アイ・エル Luminance data storage processing method and image processing apparatus

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