JPS5930317B2 - パタ−ンニンシキホウシキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パターン認識方式、特に認識対象図 ・形の
形状にもとずく影響を場の形で白メッシュ領域に伝播せ
しめて特徴抽出を行なうに当つて、黒メッシュに予め定
めた多値レベルの値φを与えると共に、該値φの影響を
静電界場に対応せしめて場の伝播を行なわせる場伝播回
路をもうけ、該場伝播回路からの出力にもとずいて特徴
抽出を行なうようにしたパターン認識方式に関するもの
である。

一般に文字、記号、図形等（本説明書においては簡単の
ため図形と総称する）のパターン認識に当つては、図形
を例えば飛点走査器で走査して１次元の電気信号に変換
し、雑音等を除去する前処理操作をへて、特徴抽出部に
送られる。

そして該特徴抽出部において特徴を抽出した上で判定部
において標準図形からの標準パターンと対応づけを行な
つてパターン認識を行なう。上記特徴抽出部の処理に当
つて、図形のストロークを追跡する方式が存在するも、
該方式は図形の細部特徴を抽出する際には有利であるが
図形の大局的な特徴を抽出する際には必らずしも有利で
はない。

このため、２次元的な平面パターンから特徴を抽出する
方式として、図形ストロークの影響を場の形で白メッシ
ュ領域に伝播せしめる処理を行ない、これによつて大局
的な特徴を抽出することが行なわれる。しかし、従来の
この種の方式においては、場の伝播を行なつてゆく処理
が複雑であつた。本発明は下記の点を簡単な構成で解決
することを目的としており、認識対象図形の黒メッシュ
に予め定めた電位を与えたときの静電界場に対応せしめ
て場の伝播をとらえ、図形の特徴を抽出してゆくように
することを目的としている。

そしてそのため本返明のパターン認識方式は認識対象図
形を白黒２値に量子化した白黒メッシュにもとづいてパ
ターン認識を行なうパターン認識方式において、上記図
形黒メッシュに予め定めた多値レベルの値を与えると共
に、ｎＸｎメッシュの観測窓を用いて認識対象図形を走
査し、各走査位置におけるｎＸｎメッシュの周囲画素値
により中央画素のレベルを決定して該多値レベル値をも
つ黒メッシュによる影響を静電界場に対応せしめて上記
白メッシュ上に多値レベル情報の形で伝播せしめる場伝
播回路をそなえ、該場伝播回路から得られた上記多値レ
ベル値をとる白メッシュの情報を、１つまたは複数個分
時系列に対応して検出し、上記認識対象図形の特徴抽出
に利用するようにしたことを特徴としている。以下図面
を参照しつつ説明する。第１図は本発明により静電界場
に対応せしめた場の伝播態様を表わす一例、第２図は本
発明による静電界場を決定してゆく３×３メツシユの観
測窓を説明する説明図、第３図は本発明に用いる場伝播
回路の一実施例構成、第４図は本発明による処理を行な
う一実施例構成を示す。

第１図は漢字「水」を対象とした場の伝播状況を表わし
ており、図中１は認識対象図形、２は図形枠、３−１、
３−２、・・・・・・３−１０は夫々等電位線、４ない
し８は夫々電位の決線、９ないし１３は夫々電位の谷部
を表わしている。

本発明の場合、第１図図示の如く、図形１の黒メツシユ
に予め定めた電位を与えたときに、該電位によつて白メ
ツシユ領域に静電界場が伝播される状況を調べるように
する。

即ち（１）上記電位の谷部９ないし１３がどの座標位置
に現われるか、（４）該電位の谷部９ないし１３の電位
レベルがどの程度であるか（図中６、４、９などは電位
レベルを表わしている）、（１１ｉ）上記沢線がどの方
向に向つているかなどを決定し、大局的な特徴を抽出す
るようにする。なお、本発明の場合認識対象図形の黒メ
ツシユと図形枠２とに共に予め定めた電位を与える方式
を採用することもできる。この場合および／または漢字
「口」の如き図形に対して場の伝播を考慮する場合、場
の伝播処理を有限回数で停止すると、いずれの方向に向
つても電位が大となる即ち電位の穴部が発生される。本
発明の場合、該穴部を電位の目と称し、これもあわせて
大局的特徴の重要な１つとして利用するようにされる。
上記図形黒メツシユに対し、または図形黒メツシユと図
形枠との両者に対し、予め定めた電位を与えたときにそ
の周囲に現われる静電界場はラプラスの式を満足する。

なお上記（１）式において、φは電位、Ｘ，ｙはｘ軸、
ｙ軸座標を表わしている。本発明の場合上記（１）式を
解くために、差分方程式に直し、第２図図示のメツシユ
１′５」の電位決定のため、 １φ，（ｔ）＝τ｛
φ２（ｔ−１）＋φ４（ｔ−１）＋φ６（ｔ−１）＋φ
８（ｔ−１）｝ （２）なる差分方程式を用いるよう
にする。

即ち、第１図図示の場の伝播を行なうに当つて、次の如
く行なわれる。（１）先ず図形１の黒メツシユに夫々例
えば値「１５」を与えると共にその周囲のすべての白メ
ツシユに値「０」を与えた原パターンを用意する。

（２）そして第２図図示の如き３×３メツシユの観測窓
１４によつて上記原パターン上を走査し、上記第（２）
式にしたがつてメツシユ「５」の電位レベルφ５を決定
し、第１次伝播パターンを得る。

即ち、メツシユ「５」の電位レベルを決定するに当つて
、該メツシユ「５」の上下左右に位置するメツシユ「２
」、「４」、「６」、「８」における原パターン上の電
位レベルを用いるようにする。そして得られた結果を第
１次伝播パターンとして得る。（３）ついで、上記第１
次伝播パターンに対して観測窓を作用せしめて、上記第
（２）式にしたがつた演算を行なつて第２次伝播パター
ンを得る。

（４）以下同様に第３次、第４次、・・・・・・ 第ｎ
次伝播パターンを得る。第１図は第１０次伝播パターン
に対応しているものと考えてよい。第３図は、上述の場
の伝播を処理する場伝播回路の一実施例構成を示してい
る。

図中、１５，１６，１７は夫々１走査列シフトレジスタ
で第１図図示図形枠内を垂直方向走査するものとしたと
きの１垂直走査列上に存在する各メツシユの情報（多値
レベル値で表わされる）が順次シフトされてゆくもの、
１８，１９，２０は夫々３メツシユ分のシフトレジスタ
でレジスタ１５，１６，１７上をシフトされてくる連続
する３メツシユ分の情報が順にシフトされるもの、２１
は演算回路で第（２）式にしたがつた処理を行なうもの
、２２は選択回路であつて上記レジスタ１９上のメツシ
ユ「５」の情報を調べ上記演算回路２１からの出力情報
と上記メツシユ「５」の情報とのいずれか１方を選択し
て出力するものを表わしている。上記原パターンおよび
一般に第ｒ次伝播パターン上の各メツシユに対応して、
各メツシユ毎に１６レベルのレベル値を決定すべく４ビ
ツト情報が与えられている。第３図図示の如く夫々４ビ
ツトよりなる各メツシユ情報がシフトレジスタ１５，１
６，１７内をシフトされてゆく間に、各レジスタ１５な
いし１７の出力端から連続する３メツシユ分のメツシュ
情報がレジスタ１８，１９，２０に与えられる。

この結果あるタイミングにおいて、第２図図示の観測窓
１４によつて観測できるメツシユ「１」ないし「９」の
メツシユ情報φ１ないしφ，が、レジスタ１８，１９，
２０上に保持される。そして、次のタイミングにおいて
すべてのメツシユ情報がシフトされると、レジスタ１８
，１９，２０上には第２図観測窓１４を上記パターンに
対して下方に１メツシユだけ移動せしめたときのメツシ
ユ情報がセツトされることになり、以下シフト処理が進
んでゆく間に観測窓１４によるパターン全体についての
走査が行なわれる。上記の如くレジスタ１８，１９，２
０上にセツトされたメツシユ情報のうち情報φ２、φ４
、φ６、φ８は、演算回路２１に供給され、上記第（２
）式にしたがつた演算が行なわれ、その結果が選択回路
２２に導びかれる。

このときメツシユ「５」がもともと黒メツシユであつた
場合、当該メツシユ「５」は上述の如くレベル値［１５
」をとるべきである。このため、当該メツシユ「５」の
値（４ビツトで表現されている）は直接選択回路２２に
導びかれ、もしも該４ビツトが「１１１Ｕである場合（
値「１５」である場合）には、上記演算回路２１による
演算結果を採用することなく、上記「１１１１」が選択
される。即ち、レジスタ１８，１９，２０上にセツトさ
れたメツシユ「５」に対応する情報φ５（ｔ−１）が「
１１１１」をとるとき、当該メツシユ［５」の新しい情
報φ．５（ｔ）として「１１１１」が採用され、上記情
報φ５（ｔ−１）が［１１１１」でないとき、当該メツ
シユ「５」の新しい情報φ５（ｔ）として第（２）式に
したがつた演算結果が採用される。そして走査が進んで
ゆくにつれて、自動的にすべてのメツシユについて新し
い情報が決定され、上述の如く原パターンから第１次伝
播パターンが、第１次伝播パターンから第２次伝播パタ
ーンが・・・・・・得られる。

そしてその過程を利用して順次大局的特徴を抽出してゆ
くことにより、大分類から小分類へと候補カテゴリを減
少せしめてくるようにすることが可能となる。第４図は
本発明による処理を行なう一実施例構成を示し、図中２
３は原パターン発生部、２４ないし２６は夫々場伝播回
路で第１次ないし第ｎ次伝播パターンを発生するもの、
２７ないし２８は第１次ないし第ｎ次伝播パターン格納
部を表わしている。

原パターン発生部２３は、白黒２値に量子化されたメツ
シユ情報が与えられると、黒メツシユに対して値「１５
」である４ビツト情報「１１１１」を発生せしめ、白メ
ツシユに対して値「０」である４ビツト情報「００００
」を発生せしめる。第１次伝播パターンの場伝播回路２
４ないし第ｎ次伝播パターンの場伝播回路２６は夫夫第
３図に示した構成と同じ構成をそなえていると考えてよ
い。そして回路２４から第１次伝播パターンが発生され
て格納部２７に格納される。また回路２５から第２次伝
播パターンが発生され、・・・・・・回路２６から第ｎ
次伝播パターンが発生されて格納部２８に格納される。
そして各格納部の内容は伝播経過にしたがつた伝播パタ
ーンとして例えば時系列順に調べられて、各種の大局的
特徴が抽出される。なお第４図において各パターン格納
部２７・・・・・・２８を省略して、各場伝播回路２４
ないし２６から各パターンを４ビツトのシリアル情報と
して取出すと共に、各場伝播回路２４，２５・・・・・
・の出力を直接次の各場伝播回路２５、・・・・・・２
６に導びくことができることは言うまでもない。以上説
明した如く、本発明によれば静電界場に対応せしめた場
の伝播を利用するようにしている。このため、場の伝播
処理のための構成が簡単となり、あわせて大局的な特徴
を抽出することが可能となる。また大局的特徴抽出過程
を利用して候補カテゴリを順次減少せしめている処理を
可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により静電界場に対応せしめた場の伝播
態様を表わす一例、第２図は本発明による静電界場を決
定してゆく３×３メツシユの観測窓を説明する説明図、
第３図は本発明に用いる場伝播回路の一実施例構成、第
４図は本発明による処理を行なう一実施例構成を示す。 図中、１は認識対象図形、２は図形枠、３−１ないし３
−１０は夫々等電位線、４ないし８や９ないし１３は夫
々特徴部、１４は観測窓、１５ないし１７はシフト・レ
ジスタ、１８ないし２０はレジスタ、２１は演算回路、
２２は選択回路、２３は原パターン発生部、場伝播回路
を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 認識対象図形を白黒２値に量子化した白黒メッシュ
   にもとづいてパターン認識を行なうパターン認識方式に
   おいて、上記図形黒メッシュに予め定めた多値レベルの
   値を与えると共に、ｎ×ｎメッシュの観測窓を用いて認
   識対象図形を走査し、各走査位置におけるｎ×ｎメッシ
   ュの周囲画素値により中央画素のレベルを決定して該多
   値レベル値をもつ黒メッシュによる影響を静電界場に対
   応せしめて上記白メッシュ上に多値レベル情報の形で伝
   播せしめる場伝播回路をそなえ、該場伝播回路から得ら
   れた上記多値レベル値をとる白メッシュの情報を、１つ
   または複数個分時系列に対応して検出し、上記認識対象
   図形の特徴抽出に利用するようにしたことを特徴とする
   パターン認識方式。