JPH0789362B2 - Non-linear normalization method - Google Patents

Non-linear normalization method

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JPH0789362B2
JPH0789362B2 JP62276900A JP27690087A JPH0789362B2 JP H0789362 B2 JPH0789362 B2 JP H0789362B2 JP 62276900 A JP62276900 A JP 62276900A JP 27690087 A JP27690087 A JP 27690087A JP H0789362 B2 JPH0789362 B2 JP H0789362B2
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axis
buffer
dimensional
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博三 山田
泰一 斉藤
山本  和彦
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工業技術院長
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、2次元図形の非線形正規下方式に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention relates to a non-linear normal lower system for a two-dimensional figure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

パターン認識、特に文字認識の手法は、通常、重ね合せ
法と構造解析法の2つに分けられる。従来、重ね合せ法
は印刷文字に対して、また構造解析法は手書き文字に対
して用いられてきた。しかし、近年の手書き漢字認識の
研究においては、次のような理由により、手書き漢字に
対しても重ね合せ法が広く用いられるようになってきて
いる。
Pattern recognition methods, especially character recognition methods, are generally divided into two methods: an overlay method and a structure analysis method. Conventionally, the overlay method has been used for printed characters, and the structural analysis method has been used for handwritten characters. However, in recent researches on handwritten Chinese character recognition, the overlapping method has been widely used for handwritten Chinese characters for the following reasons.

(1) 字種が多く、辞書の自動学習が容易であること (2) 形が複雑で、構造解析法では特徴の組合せ数が
発散すること (3) 高次特徴による重ぬ合せ法という考え方が導入
され、重ね合せ法の適用範囲が広がったこと等である。
(1) There are many types of characters and it is easy to automatically learn a dictionary. (2) The shape is complicated and the number of feature combinations diverges in the structural analysis method. Was introduced and the application range of the superposition method was expanded.

重ね合せ法では、通常、未知入力パターンと標準パター
ンの整合(マッチング)に先立って、未知入力パターン
の大きさや位置をそろえる(規格化する)処理が行われ
る。これを正規化と呼ぶ。重ね合せ法では、標本点の位
置は固定であるとの仮定にたってマッチングを行うた
め、標本点の位置をなるべく合せる正規化の処理が特に
重要になるのである。
In the superposition method, a process of aligning (standardizing) the size and position of an unknown input pattern is usually performed prior to matching (matching) the unknown input pattern and the standard pattern. This is called normalization. In the superposition method, since the matching is performed on the assumption that the positions of the sample points are fixed, the normalization process for matching the positions of the sample points is particularly important.

従来、正規化は、外接多角形の情報や、重心等モーメン
トの情報を用い、位置,大きさ,傾きが一定になるよう
変換するものであった。そこでの変換は、旧座標を(X,
Y)、変換後の新座標を(X′,Y′)としたとき、 で表される範囲に限られる。この変換はアフィン変換と
呼ばれ、旧座標の直線は新座標でも直線になるなどの性
質を持ち、数学的な扱いも容易である。しかし、手書き
文字では形が部分的に変形することを考えれば、この線
形的な変換だけでは不十分である。
Conventionally, normalization has been performed by using information on circumscribed polygons and information on moments such as the center of gravity so that the position, size, and inclination are constant. The conversion there is to convert the old coordinates to (X,
Y), and the new coordinates after conversion are (X ', Y'), Limited to the range represented by. This transformation is called an affine transformation, and the straight line in the old coordinates has the property that it becomes a straight line even in the new coordinates, and it is easy to handle mathematically. However, considering that the shape of handwritten characters is partially deformed, this linear conversion is not sufficient.

このような線形的変換の持つ限界を克服するために、文
献A(山田,斎藤,山本“非線形正規化の一手法”、電
子通信学会論文誌D、J67−D巻、11号、1984年11月)
では、線密度を均質化する非線形変換による正規化方式
が提案されている。そこでは、線密度として各点での縦
方向および横方向の線の数(黒成分との交差の数)が用
いられ、線の数と標本化間隔との積が一定になるように
X,Y軸それぞれ独立に再標本化のための非線形変換関数
の決定を行っている。すなわち、線密度として縦・横方
向の線の本数という大局的な特徴が用いられ、かつ縦・
横方向独立に(1次元的)非線形変換が行われている。
このような非線形変換によって2次元空間の有効利用と
標本点の位置の安定化が図られ、実験的にも認識率の向
上が得られたことが報告されている。
In order to overcome the limitation of such linear transformation, reference A (Yamada, Saito, Yamamoto “A method of nonlinear normalization”, IEICE Transactions D, J67-D, No. 11, 1984, 11 Month)
Proposes a normalization method by non-linear transformation that homogenizes the linear density. There, the number of vertical and horizontal lines at each point (the number of intersections with the black component) is used as the line density, so that the product of the number of lines and the sampling interval is constant.
The non-linear transformation function for resampling is determined independently for the X and Y axes. That is, the global characteristic of the number of lines in the vertical and horizontal directions is used as the line density, and
A laterally independent (one-dimensional) non-linear transformation is performed.
It is reported that such a non-linear transformation achieves effective use of the two-dimensional space and stabilization of the position of the sampling point, and that the recognition rate is improved experimentally.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、変換がX,Yが互いに独立な1次元的変換である
ため、いくつかの不自然な例が見られる。その典型例が
第5図の“言”の下側の“口”の部分に如実に現れてい
る。すなわち、第5図(a)は入力図形、第5図(b)
は従来の外接四角形による線形正規化図形、第5図
(c)が文献Aによる非線形正規化図形、第5図(d)
がこの発明による非線形正規化図形であり、それぞれ1,
3,5,7,9,11,13の番号が付してあり、同じ番号のものが
それぞれ対応している。
However, some unnatural examples can be seen because the transformation is a one-dimensional transformation in which X and Y are independent of each other. A typical example thereof clearly appears in the "mouth" portion below the "word" in FIG. That is, FIG. 5 (a) is an input figure, and FIG. 5 (b).
Is a linear normalized figure by a conventional circumscribing quadrangle, FIG. 5 (c) is a non-linear normalized figure according to document A, FIG. 5 (d)
Is a non-linear normalized figure according to the present invention, and
The numbers 3, 5, 7, 9, 11, and 13 are attached, and those with the same number correspond to each other.

入力像第5図(a)に対し、前記文献Aによる非線形変
換(c)では、左側の“三”の部分が異常に狭められて
いる。これは、“三”の横方向の線の数が0または1と
“口”の部分に比べて相対的に小さいため、縦方向に
“三”の部分が小さくなるように変換されたものであ
る。しかし、本来の線密度を均一化するように非線形変
換するという主旨からすれば第5図(d)のように全体
のバランスを保った変形がされるべきである。第5図
(c)のような不自然な変換は当然認識性能の向上に対
しても支障をきたしている。
In contrast to the input image shown in FIG. 5 (a), in the non-linear conversion (c) according to Document A, the left "three" portion is abnormally narrowed. This is because the number of horizontal lines of "three" is 0 or 1, which is relatively small compared to the part of "mouth", so it is converted so that the part of "three" becomes smaller in the vertical direction. is there. However, in view of the purpose of performing non-linear conversion so as to make the original linear density uniform, it is necessary to carry out a modification in which the overall balance is maintained as shown in FIG. 5 (d). The unnatural conversion as shown in FIG. 5 (c) naturally hinders the improvement of the recognition performance.

この発明は、手書き文字のような不規則(非線形)に変
形するパターンに対する正規化において、2次元的、か
つ局所的な線密度を抽出することにより、自然な非線形
正規化を行う方式を提供することを目的とする。
The present invention provides a natural non-linear normalization method by extracting a two-dimensional and local line density in the normalization for a pattern deformed irregularly (non-linearly) such as a handwritten character. The purpose is to

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明にかかる非線形正規化方法は、外界のパター
ンを一定の標本化間隔γで観測して電気信号に変換して
標本値の集合としての2次元パターンf(Xi,Yj),i=
1〜I,j=1〜Jを得、前記2次元パターンf(Xi,Y
j)から、2次元の各点(Xi,Yj)において、点(Xi,Y
j)の周りのX方向の線間隔とY方向の線間隔を求め、
これらの線間隔の逆数の最大値から点(Xi,Yj)の線
密度関数h(Xi,Yj)を求め、新しい標本点(X′i,
Y′j)の標本間隔(δi,εj)を前記(X′i,Y′j)
における線密度関数h(Xi,Yj)の値とδiの積がiを
変化させても平坦になるようにするとともに、線密度関
数h(Xi,Yj)の値とεjの積がjを変化させても平坦
になるように定め、新しい標本点(X′i,Y′j)に
おける正規化された標本値を、前記標本化間隔(δi,ε
j)に基づいて非等間隔に再観測して求めるようにする
か、もしくは2次元パターンf(Xi,Yj)から再計算し
て求め、前記〜の順序において、,,,,
を実行することにより正規化パターンを得るようにし
たものである。
The non-linear normalization method according to the present invention observes an external pattern at a constant sampling interval γ, converts it into an electric signal, and outputs a two-dimensional pattern f (Xi, Yj), i = as a set of sample values.
1 to I, j = 1 to J are obtained, and the two-dimensional pattern f (Xi, Y
j), at each two-dimensional point (Xi, Yj), the point (Xi, Yj
Find the line spacing in the X and Y directions around j),
The linear density function h (Xi, Yj) of the point (Xi, Yj) is obtained from the maximum value of the reciprocal of these line intervals, and a new sample point (X′i,
The sampling interval (δi, εj) of Y′j) is calculated as (X′i, Y′j)
The product of the linear density function h (Xi, Yj) and δi at is flat even if i is changed, and the product of the linear density function h (Xi, Yj) and εj changes j. Even if it is made to be flat, the normalized sample value at the new sample point (X'i, Y'j) is set to the sampling interval (δi, ε).
j), and re-observing them at non-uniform intervals, or recalculating from the two-dimensional pattern f (Xi, Yj).
The normalization pattern is obtained by executing.

〔作用〕[Action]

この発明においては、各標本点でX,Yそれぞれの方向に
ついて局所的な線間隔を求め、縦方向と横方向の線間隔
の逆数の最大値として線密度を計算し、線密度と標本化
間隔との間に一定の関係が成り立つように再標本化もし
くは変換する。
In the present invention, at each sampling point, the local line spacing in each of the X and Y directions is obtained, and the line density is calculated as the maximum value of the reciprocal of the line spacing in the vertical and horizontal directions. Resample or transform so that a certain relationship holds between.

〔実施例〕〔Example〕

まず、この発明の原理について説明する。 First, the principle of the present invention will be described.

紙等に書かれた外界の情報を、TVカメラ等の観測装置に
よって電気信号に変換したものを f(Xi,Xj),i=1,2……I j=1,2……J ……(2) とする。この時、Xi,Yjは外界の紙に定義されたX軸,Y
軸のそれぞれ第i番目,第j番目の標本点の座標であ
り、標本点の間隔はγである。また、それぞれの点の標
本値fは、外界の情報が白の時0,黒の時1の2値図形と
する。ここで、標本化される対象となった元の図形の標
本点以外の点、すなわち、連続座標系上での値は、 f(x,y)=f(Xi,Yj) ……(3) ただし、 (Xi−1=)Xi−γ<x≦Xi,Xo=0 (Yj−1=)Yj−γ<y≦Yi,yo=0 であると考える。すなわち、標本点以外の連続座標系上
の値は、その座標が属する標本点の標本値に等しいと考
える。
F (Xi, Xj), i = 1,2 …… I j = 1,2 …… J …………, which is obtained by converting the external information written on paper etc. into an electrical signal by an observation device such as a TV camera. (2) At this time, Xi and Yj are the X axis and Y defined on the external paper.
These are the coordinates of the i-th and j-th sample points on the axis, respectively, and the interval between the sample points is γ. In addition, the sample value f of each point is a binary figure of 0 when the external information is white and 1 when the external information is black. Here, points other than the sample points of the original figure to be sampled, that is, the values on the continuous coordinate system are f (x, y) = f (Xi, Yj) (3) However, it is considered that (Xi−1 =) Xi−γ <x ≦ Xi, Xo = 0 (Yj−1 =) Yj−γ <y ≦ Yi, yo = 0. That is, the value on the continuous coordinate system other than the sample point is considered to be equal to the sample value of the sample point to which the coordinate belongs.

ここで、点(Xi,Yj)における線密度ρ(i,j)を以下の
処理で求める。まずx方向の右エッジ の位置L1,L2および左エッジ の位置L3,L4を検出する。L1およびL3は点(Xi,Xj)の左
側、L2およびL4は右側に存在するエッジである(第6
図)。
Here, the linear density ρ (i, j) at the point (Xi, Yj) is obtained by the following process. First, the right edge in the x direction Position L1, L2 and left edge The positions L3 and L4 of are detected. L1 and L3 are edges on the left side of the point (Xi, Xj), and L2 and L4 are edges on the right side (6th
Figure).

L1=max{i′|i′<i,f(i′,j), ^f(i′+1,j)=1} L2=min{i′|i′≧i,f(i′,j), ^f(i′+1,j)=1} L3=max{i′|i′<i, ^f(i′−1,j),f(i′,j)=1} L4=min{i′|i′≧i, ^f(i′−1,j),f(i′,j)=1} ……(4) ただし、^fはfの論理否定である。また、該当するi′
がない場合はその旨の指標(不定)が入っている。
L1 = max {i '| i'<i, f (i ', j), ^ f (i' + 1, j) = 1} L2 = min {i '| i'≥i, f (i', j ), ^ F (i ′ + 1, j) = 1} L3 = max {i ′ | i ′ <i, ^ f (i′−1, j), f (i ′, j) = 1} L4 = min {I '| i'≥i, ^ f (i'-1, j), f (i', j) = 1} (4) where ^ f is the logical negation of f. Also, the corresponding i ′
If it does not exist, an indicator (indefinite) to that effect is included.

次にL1,L2,L3,L4から、点(Xi,Yj)におけるx方向の線
間隔LXを計算する。
Next, the line spacing L X in the x direction at the point (Xi, Yj) is calculated from L1, L2, L3, L4.

第6図はこのLXを示したものであり、黒丸が求める(X
i,Yj)、斜線は黒地、残りは白地、1点鎖線は中心を表
している。LXの式の右辺の後のアルファベットは、第6
図(a)〜(f)に対応している。wは入力像の幅であ
り、上式の(c),(b),(f)の場合は、文字線の
内側に比べ、ある程度大きな値とするために2wおよび4w
を入れている。(e)は一番外側の黒地においては、内
側の長さのみを用いることを示している。
Fig. 6 shows this L X , which is calculated by the black circle (X
i, Yj), the slanted line is the black background, the rest is the white background, and the dashed-dotted line is the center. The alphabet after the right side of the expression for L X is the 6th
It corresponds to FIGS. w is the width of the input image, and in the case of (c), (b), and (f) in the above equation, 2w and 4w are used to make the value somewhat larger than the inside of the character line.
Is put in. (E) indicates that the outermost black background uses only the inner length.

以上、各点におけるX方向の線間隔LXを求める方法につ
いて述べたが、Y方向についても同様にLyを求める。
Although the method of obtaining the line spacing L X in the X direction at each point has been described above, L y is similarly obtained in the Y direction.

次に、LX,Lyから線密度ρを、基本的には逆数の最大値
として求める。
Next, the linear density ρ is basically obtained from L X and L y as the maximum value of the reciprocal.

次に、ρ(i,j)のX軸、Y軸への射影 を求める。 Next, the projection of ρ (i, j) on the X and Y axes Ask for.

この射影された関数も、第(3)式と同様に、連続座標
系上で、 hX(x)=hX(Xi),xi−γ<x≦Xi hy(y)=hy(Yi),Yi−γ<y≦Yj ……(8) と考える。
This projected function is also h X (x) = h X (Xi), xi−γ <x ≦ Xi h y (y) = h y (on the continuous coordinate system, as in the equation (3). Yi), Yi−γ <y ≦ Yj (8)

次に、それぞれの関数の総和 を求める。Then the sum of each function Ask for.

以上の準備のもとで、この発明の意図する正規化図形g
(X′i,Y′j)は次のように表現できる。
With the above preparations, the normalized figure g intended by the present invention
(X'i, Y'j) can be expressed as follows.

g(X′i,Y′j),i=1,2,……,I j=1,2,……J δ(i)・hx(X′i)=γ・Cx/I=定数 X′i−δ(i)=X′i−1 ε(j)・hy(Y′j)=γ・Cy/J=定数 Y′j−ε(i)=Y′j−1 ……(10) すなわち、X軸の第i番目の標本点X′iはその標本化
間隔δ(i)と、その点における特性値hx(X′i)と
の積が一定になる場所に定められる。
g (X'i, Y'j), i = 1,2, ..., I j = 1,2, ... J δ (i) · h x (X′i) = γ · C x / I = Constant X′i−δ (i) = X′i−1 ε (j) · hy (Y′j) = γ · C y / J = Constant Y′j−ε (i) = Y′j−1 (10) That is, the i-th sample point X'i on the X axis is a place where the product of the sampling interval δ (i) and the characteristic value h x (X'i) at that point becomes constant. Stipulated in.

Y軸についても同様である(第4図(b))。なお、定
数をγ・Cx/Iおよびγ・Cy/Jにするのは、正規化図形の
標本点数もI×Jにするためである。なお、第4図
(a)はX軸およびY軸への線密度の射影の図、第4図
(b)は新しい標本点の位置を示す図、第4図(c)は
正規化された図形の図である。
The same applies to the Y axis (FIG. 4 (b)). The constants of γ · C x / I and γ · C y / J are set so that the number of sample points of the normalized figure is also I × J. Note that FIG. 4 (a) is a projection of the linear density on the X-axis and Y-axis, FIG. 4 (b) is a view showing the position of a new sampling point, and FIG. 4 (c) is normalized. It is a figure of a figure.

このような再標本化で得た正規化図形g(X′i,Y′
j)では線が均質に分布するようになり、2次元空間が
有効に利用されるようになる(第4図(c))。このた
め、重ね合わせによるマッチングを行ったときに、変形
に対して安定な結果が得られるようになるのである。
Normalized figure g (X'i, Y 'obtained by such resampling
In j), the lines are uniformly distributed, and the two-dimensional space is effectively used (Fig. 4 (c)). Therefore, when matching is performed by superposition, a stable result against deformation can be obtained.

以上がこの発明の原理であるが、第(10)式で表された
再標本化を行うため、まず、hの累積関数を次のように
定義する。
The above is the principle of the present invention. In order to perform the resampling represented by the equation (10), first, the cumulative function of h is defined as follows.

ここで、hは第(8)式で定義された連続座標系上での
関数である。
Here, h is a function on the continuous coordinate system defined by the equation (8).

このようにすれば、正規化されあ標本化図形g(X′i,
Y′j)の標本点の位置(X′i,Y′j)は、 X′i={x|dx(x)=i・Cx/I} Y′j={y|dy(y)=j・Cy/J} ……(12) と計算される。
In this way, the normalized figure g (X'i,
The position (X'i, Y'j) of the sample point of Y'j) is: X'i = {x | dx (x) = i.Cx / I} Y'j = {y | dy (y) = j · Cy / J} (12) is calculated.

次にここの発明の実施例について説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described.

第1図にこの発明の一実施例のブロック図を示す。この
図において、101は対象となる像、102は標本化図形用バ
ッファ、103はX軸射影バッファ、104はY軸射影バッフ
ァ、105はX軸係数バッファ、106はY軸係数バッファ、
107は正規化図形用バッファ、110は観測装置、111は線
密度計算回路、112はX軸変換計算回路、113はY軸変換
計算回路、114は非線形正規化回路、121,122,123,124は
データバスを示す。
FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention. In this figure, 101 is a target image, 102 is a sampled figure buffer, 103 is an X-axis projection buffer, 104 is a Y-axis projection buffer, 105 is an X-axis coefficient buffer, 106 is a Y-axis coefficient buffer,
107 is a normalized figure buffer, 110 is an observation device, 111 is a linear density calculation circuit, 112 is an X-axis conversion calculation circuit, 113 is a Y-axis conversion calculation circuit, 114 is a non-linear normalization circuit, and 121, 122, 123 and 124 are data buses.

次に動作について説明する。Next, the operation will be described.

対象となる像101は、観測装置110を通して観測・2値化
され、標本化図形用バッファ102に蓄えられている。線
密度計算回路111において、この標本化図形を用い第
(5)式を計算し、次に第(6)式の計算を行い、さら
に第(7)式のごとくX,Y方向に加算を行い、結果をそ
れぞれX軸射影バッファ103およびY軸射影バッファ104
に入れる。
The target image 101 is observed / binarized through the observation device 110 and stored in the sampled figure buffer 102. In the linear density calculation circuit 111, the equation (5) is calculated using this sampled figure, then the equation (6) is calculated, and addition is performed in the X and Y directions as in the equation (7). , The result is respectively an X-axis projection buffer 103 and a Y-axis projection buffer 104.
Put in.

次にX軸変換計算回路112において、X軸射影用バッフ
ァ103の内容に対して第(11)式の計算を行うことによ
り、第(12)式の計算に用いるためのI個のX軸新座標
点の座標をX軸係数ハッファ105に入れる。ここで、第
(11)式および第(12)式ではdx(x)は連続座標系上
で定義されているので、このままで計算できない。そこ
で、実際の計算は、 により行う。i′は正規化図形のX軸の第i番目の標本
点が元の標本図形の第i′番目の標本点であることを示
すものである。このi′がX軸係数バッファ105の第i
番目の考えられる。
Next, in the X-axis conversion calculation circuit 112, the formula (11) is calculated with respect to the contents of the X-axis projection buffer 103, and I X-axis new values to be used in the calculation of the formula (12) are calculated. The coordinates of the coordinate points are put into the X-axis coefficient haffa 105. Here, since dx (x) is defined on the continuous coordinate system in the equations (11) and (12), it cannot be calculated as it is. So the actual calculation is By. i'indicates that the i-th sample point of the X-axis of the normalized figure is the i'-th sample point of the original sample figure. This i ′ is the i-th value of the X-axis coefficient buffer 105.
Second thought.

同様にY軸についても、Y軸変換計算回路113におい
て、Y軸射影バッファ104の内容に対し、第(11)式
(実際は第(13)式と同様の式)に従って計算を行うこ
とにおり、J個のY軸新標本座標が求められ、Y軸係数
バッファ106に入れられる。
Similarly, with respect to the Y-axis, the Y-axis conversion calculation circuit 113 calculates the Y-axis projection buffer 104 according to the equation (11) (actually the same equation as the equation (13)). J Y-axis new sample coordinates are determined and stored in the Y-axis coefficient buffer 106.

最後に非線形正規化回路114の動作について説明する。Finally, the operation of the nonlinear normalization circuit 114 will be described.

まず、X軸係数バッファ105の第i番目の内容をi′、
Y軸係数バッファ106の第j番目の内容をj′とする。
このとき、非線形正規化回路114は標本化図形バッファ1
02からX軸の第i′番目、Y軸の第j′番目の内容を取
り出して、正規化図形用バッファ107のX軸の第i番
目、Y軸の第j番目に入れる。この操作をi=1,2,…
…,I,J=1,2,……,Jについて行うことにより正規化図形
用バッファ107の正規化図形が完成する。
First, the i-th content of the X-axis coefficient buffer 105 is i ′,
The j-th content of the Y-axis coefficient buffer 106 is j '.
At this time, the non-linear normalization circuit 114 uses the sampled figure buffer 1
The contents of the i-th position on the X-axis and the j-th position on the Y-axis are taken out from 02 and placed in the i-th position on the X-axis and the j-th position on the Y-axis of the normalized graphic buffer 107. This operation i = 1,2, ...
.., I, J = 1, 2, ..., J completes the normalized figure in the normalized figure buffer 107.

[変形例1] 上記実施例では、非線形正規化の際に、既に標本化され
た図形(第1図の標本化図形用バッファ102)を用いた
が、第1図の観測装置110から非線形正規化回路114への
破線で示すように、実施例のX軸係数バッファ105およ
びY軸係数バッファ106に求めた変換係数を用いて非線
形変換しながら観測装置110から再観測することができ
る。こ方式を実施例と比較すると、よりきめの細かい正
規化図形が得られる。また、第1図において、標本化図
形用バッファ102と正規化図形用バッファ107が共用でき
るのも特徴である。
[Modification 1] In the above embodiment, the already sampled graphic (sampled graphic buffer 102 in FIG. 1) was used in the non-linear normalization, but the non-linear normalization from the observation apparatus 110 in FIG. As indicated by a broken line to the conversion circuit 114, the observation device 110 can perform re-observation while performing non-linear conversion using the conversion coefficients obtained in the X-axis coefficient buffer 105 and the Y-axis coefficient buffer 106 of the embodiment. When this method is compared with the embodiment, a finer normalized figure is obtained. Further, in FIG. 1, the sampled figure buffer 102 and the normalized figure buffer 107 can be shared.

[変形例2] 上記実施例では、各点で線密度を求めた後、X,Y軸への
射影を取りX,Y軸の1次元の変換関数として再標本化の
点を求めている。結果的には、第4図においてメッシュ
分割は非等間隔ではあるが、分割線は直線であるのが特
徴である。
[Modification 2] In the above-described embodiment, after the linear density is obtained at each point, the projection to the X and Y axes is taken and the re-sampling point is obtained as a one-dimensional conversion function of the X and Y axes. As a result, in FIG. 4, the mesh divisions are non-equidistant, but the dividing line is a straight line.

これに対して、より2次元的な変換とするために射影は
取らず、2次元上の密度関数そのものを用い、2次元的
な変換を行うことができる。そこでは、結果としてでき
るメッシュは非等間隔であると同時に分割線は曲線(実
際は折線)である。以下、その例を示す。
On the other hand, in order to perform a more two-dimensional conversion, the projection is not taken and the two-dimensional density function itself can be used to perform the two-dimensional conversion. There, the resulting mesh is non-equidistant and at the same time the dividing lines are curves (actually polygonal). The example is shown below.

第(6)式において、各点で線密度ρ(i,j)を求めた
後、 を求める。これは、線密度を2×2に分割して加算した
ものである。その上で非線形変換(Xi,Yj)→(X′i,
Y′j)を次のように行う。
In equation (6), after obtaining the linear density ρ (i, j) at each point, Ask for. This is the linear density divided into 2 × 2 and added. Then, the nonlinear transformation (Xi, Yj) → (X'i,
Perform Y'j) as follows.

Yj≦Y J/4のとき Yj≧Y 3J/4のとき Y J/4<Yj<Y 3J/4のとき X′i=X′(i,j) =(Y3J/4−Yj)・X′(i,J/4)/Y J/2 +(Yj−Y J/4)・X′(i,3J/4)/Y J/2 ……(15) Y方向の変換Yj→Y′j=Y′(i,j)もX方向と同様
に求める。
When Yj ≤ YJ / 4 When Yj ≧ Y 3J / 4 When YJ / 4 <Yj <Y 3J / 4 X'i = X '(i, j) = (Y3J / 4-Yj) X' (i, J / 4) / YJ / 2 + (Yj-YJ /4).X'(i,3J/4)/YJ/2 (15) Y direction conversion Yj → Y'j = Y '(i, j) is also obtained in the same manner as in the X direction.

上記X′(i,j)、Y′(i,j)により、変換(Xi,Yj)
→(X′i,Y′j)を行う。ここでX′,Y′は、点(i,
j)毎に、すなわち、2次元的に求まっている点が第(1
0),(12),(13)式による実施例と異なる点であ
る。
Conversion (Xi, Yj) by the above X '(i, j) and Y' (i, j)
→ Perform (X'i, Y'j). Where X ′, Y ′ are points (i,
For each j), that is, the point obtained in two dimensions is the first (1
This is a difference from the embodiment based on the expressions (0), (12), and (13).

第2図は、h11:h21:h21:h22=1:3:4:2の場合の非線形変
換による空間の歪みの例を示している。なお、アイウエ
オ…は対応する領域を示す。
FIG. 2 shows an example of spatial distortion due to nonlinear conversion in the case of h11: h21: h21: h22 = 1: 3: 4: 2. It should be noted that "aiueo" indicates the corresponding area.

なお、この例では、2×2分割によって変換を求めてい
るが、この方式を1/4の領域に対して繰り返し階層的に
適用することにより、より精密な変換が可能である。
In this example, the conversion is calculated by 2 × 2 division, but more precise conversion can be performed by repeatedly applying this method hierarchically to a 1/4 area.

第3図に上記の方式を実現するための回路構成を示す。FIG. 3 shows a circuit configuration for realizing the above method.

第3図において、201は対象とする像、202は標本化図形
用バッファ、203は線密度バッファ、204は正規化図形用
バッファ、210は観測装置、211は線密度計算回路、212
は非線形正規化回路、221,222,223,224はデータバスを
示す。
In FIG. 3, 201 is a target image, 202 is a sampled figure buffer, 203 is a linear density buffer, 204 is a normalized figure buffer, 210 is an observation device, 211 is a linear density calculation circuit, 212
Is a non-linear normalization circuit, and 221, 222, 223 and 224 are data buses.

第3図を、第1図の実施例と比較すると、線密度計算回
路111または211の出力が、上記実施例ではX,Y独立なバ
ッファであったのに対し、変形例2で線密度バッファ20
3が2次元的になっている。したがって、非線形正規化
回路212における入力も2次元情報に変わっている。な
お、第3図破線のように再観測によるより精密な正規化
が可能なのは実施例の場合と同様である。
Comparing FIG. 3 with the embodiment of FIG. 1, the output of the linear density calculation circuit 111 or 211 is a buffer independent of X and Y in the above embodiment, whereas in the modification 2, the linear density buffer is 20
3 is two-dimensional. Therefore, the input to the nonlinear normalization circuit 212 is also changed to two-dimensional information. As in the case of the embodiment, more precise normalization by re-observation is possible as indicated by the broken line in FIG.

[変形例3] 2×2の粗い分割に対して、変形例2の方式を用いた
後、4×4に分割されたマス目に対して、実施例に述べ
た射影による方式を用いることが可能である。
[Modification 3] It is possible to use the method of modification 2 for 2 × 2 coarse division and then use the method of projection described in the embodiment for squares divided into 4 × 4. It is possible.

この場合、大局的な2次元的変形に対しては、変形例2
の2次元的変形を行い、局所的変形の吸収は処理が単純
な射影方式を用いることになる。
In this case, the modification 2 is applied to the global two-dimensional deformation.
The two-dimensional deformation is performed and the local deformation is absorbed by using the projection method whose processing is simple.

第5図(a),(b),(c),(d)は、先に説明し
たようにこの発明の実施例に示された方法により正規化
された図形と、従来の正規化図形とを比較したものであ
る。この図からこの発明によれば従来の非線形正規化法
に比べてより自然的な正規化図形が得られていることが
わかる。
FIGS. 5 (a), (b), (c) and (d) show a figure normalized by the method shown in the embodiment of the present invention as described above and a conventional normalized figure. Are compared. From this figure, it is understood that a more natural normalized figure is obtained according to the present invention as compared with the conventional non-linear normalization method.

この方法の効果については、手書き文字認識実験によっ
ても確かめられている。下記の表にその結果を示す。
The effect of this method has been confirmed by handwriting recognition experiments. The results are shown in the table below.

実験条件 実験データ:電総研手書き教育漢字データベースETL8
(956字種160データセット)計956×160字のうち、奇数
番データセットを辞書作成に用いデータセット2および
34で評価を行った。
Experimental condition Experimental data: ETL8 Handwriting Educational Kanji Database by the Institute of Electro-Communications
(956 character type 160 data sets) Of the total 956 x 160 characters, the odd numbered data set was used to create the dictionary and data set 2 and
The evaluation was made at 34.

線形正規化:文字の外接四角形を正方形に正規化する。Linear normalization: normalizes the circumscribed rectangle of a character to a square.

非線形正規化1:前述の文献Aに述べられている方式。Nonlinear normalization 1: The method described in the above-mentioned document A.

非線形正規化2:この発明の実施例による正規化。Non-Linear Normalization 2: Normalization according to an embodiment of the present invention.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳細に述べたように、この発明は、外界のパター
ンを一定の標本化間隔γで観測して電気信号に変換して
標本値の集合としての2次元パターンf(Xi,Yj),i=
1〜I,j=1〜Jを得、前記2次元パターンf(Xi,Y
j)から、2次元の各点(Xi,Yj)において、点(Xi,Y
j)の周りのX方向の線間隔とY方向の線間隔を求め、
これらの線間隔の逆数の最大値から点(Xi,Yj)の線
密度関数h(Xi,Yj)を求め、新しい標本点(X′i,
Y′j)の標本間隔(δi,εj)を前記(X′i,Y′j)
における線密度関数h(Xi,Yj)の値とδiの積がiを
変化させても平坦になるようにするとともに、線密度関
数h(Xi,Yj)の値とεjの積がjを変化させても平坦
になるように定め、新しい標本点(X′i,Y′j)に
おける正規化された標本値を、前記標本化間隔(δi,ε
j)に基づいて非等間隔に再観測して求めるようにする
か、もしくは2次元パターンf(Xi,Yj)から再計算し
て求め、前記〜の順序において、〜を実行する
ことにより正規化パターンを得るようにしたので、部分
的に標本化間隔を変えながら変換しつつ、より自然な正
規化図形を得ることができる。このため、手書き文字の
ように部分的に変換したパターンに対しても、重ね合せ
法を有効に用いることができる利点がある。
As described in detail above, according to the present invention, a two-dimensional pattern f (Xi, Yj), i = as a set of sample values is obtained by observing an external pattern at a constant sampling interval γ and converting it into an electric signal.
1 to I, j = 1 to J are obtained, and the two-dimensional pattern f (Xi, Y
j), at each two-dimensional point (Xi, Yj), the point (Xi, Yj
Find the line spacing in the X and Y directions around j),
The linear density function h (Xi, Yj) of the point (Xi, Yj) is obtained from the maximum value of the reciprocal of these line intervals, and a new sample point (X′i,
The sampling interval (δi, εj) of Y′j) is calculated as (X′i, Y′j)
The product of the linear density function h (Xi, Yj) and δi at is flat even if i is changed, and the product of the linear density function h (Xi, Yj) and εj changes j. Even if it is made to be flat, the normalized sample value at the new sample point (X'i, Y'j) is set to the sampling interval (δi, ε).
j), and re-observe at non-uniform intervals, or recalculate from the two-dimensional pattern f (Xi, Yj), and normalize by executing ~ in the order of ~. Since the pattern is obtained, it is possible to obtain a more natural normalized figure while converting while partially changing the sampling interval. Therefore, there is an advantage that the superposition method can be effectively used even for a partially converted pattern such as a handwritten character.

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

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
はこの発明の変形例において2次元的変換の際の分割升
目の変化の様子を示した図、第3図はこの変形例を実現
するためのブロック図、第4図(a),(b),(c)
は実施例による処理過程を示す図、第5図(a),
(b),(c),(d)はこの発明の実施例により正規
化された図形および従来の方式により正規化された図形
を示す図、第6図はX方向の線間隔の定義を示す図であ
る。 図中、101は像、102は標本化図形用バッファ、103はX
軸射影バッファ、104はY軸射影バッファ、105はX軸係
数バッファ、106はY軸係数バッファ、107は正規化図形
用バッファ、108は正規化図形用バッファ、110は観測装
置、111は線密度計算回路、112はX軸変換計算回路、11
3はY軸変換計算回路、114は非線形正規化回路、121,12
2,123,124はデータバスである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a state of change of divisional cells during two-dimensional conversion in a modification of the present invention, and FIG. 3 is a modification thereof. FIG. 4 (a), (b), (c) is a block diagram for realizing
Is a diagram showing a processing process according to the embodiment, FIG. 5 (a),
(B), (c) and (d) are diagrams showing figures normalized by the embodiment of the present invention and figures normalized by the conventional method, and FIG. 6 shows the definition of the line spacing in the X direction. It is a figure. In the figure, 101 is an image, 102 is a sampled figure buffer, and 103 is X.
Axis projection buffer, 104 Y axis projection buffer, 105 X axis coefficient buffer, 106 Y axis coefficient buffer, 107 normalized figure buffer, 108 normalized figure buffer, 110 observation device, 111 line density Calculation circuit, 112 is an X-axis conversion calculation circuit, 11
3 is a Y-axis conversion calculation circuit, 114 is a non-linear normalization circuit, 121, 12
2,123,124 are data buses.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−251482(JP,A) 電子通信学会論文誌,Vol.67−D, No.11,(1984−11),P.1379−1383 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-251482 (JP, A) Transactions of the Institute of Electronics and Communication Engineers, Vol. 67-D, No. 11, (1984-11), P. 1379-1383

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外界のパターンを一定の標本化間隔γで
観測して電気信号に変換して標本値の集合としての2次
元パターンf(Xi,Yj),i=1〜I,j=1〜Jを得、前
記2次元パターンf(Xi,Yj)から、2次元の各点(Xi,
Yj)において、点(Xi,Yj)の周りのX方向の線間隔と
Y方向の線間隔を求め、これらの線間隔の逆数の最大
値から点(Xi,Yj)の線密度関数h(Xi,Yj)を求め、
新しい標本点(X′i,Y′j)の標本間隔(δi,εj)
を前記(X′i,Y′j)における線密度関数h(Xi,Yj)
の値とδiの積がiを変化させても平坦になるようにす
るとともに、線密度関数h(Xi,Yj)の値とεjの積が
jを変化させても平坦になるように定め、新しい標本
点(X′i,Y′j)における正規化された標本値を、前
記標本化間隔(δi,εj)に基づいて非等間隔に再観測
して求めるようにするか、もしくは2次元パターンf
(Xi,Yj)から再計算して求め、前記〜の順序にお
いて、,,,,を実行することにより、線間
隔が均一化された正規化パターンを得るようにしたこと
を特徴とする非線形正規化方法。
1. A two-dimensional pattern f (Xi, Yj), i = 1 to I, j = 1 as a set of sampled values obtained by observing an external pattern at a constant sampling interval γ and converting it into an electric signal. .. J, and two-dimensional points (Xi, Yj) from the two-dimensional pattern f (Xi, Yj).
Yj), the line spacing in the X direction and the line spacing in the Y direction around the point (Xi, Yj) are obtained, and the linear density function h (Xi, Yi) of the point (Xi, Yj) is calculated from the maximum value of the reciprocal of these line spacings. , Yj)
Sampling interval (δi, εj) of new sampling point (X'i, Y'j)
Is the linear density function h (Xi, Yj) in (X'i, Y'j)
And the product of the value of the linear density function h (Xi, Yj) and εj are set to be flat even if j is changed. Normalized sample values at new sample points (X'i, Y'j) are re-observed at non-uniform intervals based on the sampling intervals (δi, εj), or two-dimensional Pattern f
Non-linear normalization characterized in that a normalization pattern with uniform line intervals is obtained by recalculating from (Xi, Yj) and executing ,,,,, in the order of to. Method.
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