JPS5951034B2 - パタ−ン認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パターン認識装置、特にｍ次元の座’標系上
の認識対象パターンについて該パターンに属する点（Ｘ
ＮｙＮＺＮＵＮＶ）Ｗ、。

・・・）を抽出し、該点を利用して点相互間の距離を決
定してパターン認識を行なうようにしたパターン認識装
置に関するものである。５ 例えば図形認識を考慮し、
２次元座標系上によつて特定される２つの図形パターン
について、両図形パターンが類似するか否かを調べると
き両者図形パターンの大きさを正規化して両図形パター
ンの重なりの度合を調べることが行なわれる。

該両図形パターンの重なりの度合を調べる方式として多
くの方式が考慮されているが、１つの図形パターン上の
点と他の図形パターン上の点との距離を測定することに
よつて上記重なりの度合を調べることができれば上記重
なりの度合を定量化することが可能となる。また２つの
図形パターンの類似の程度を調べる他の方式として、各
図形毎に固有の特徴を夫々定量化して比較する方式が考
慮されている。

この場合に個々の図形パターン上の点と予め定めた１つ
または複数個の基準点との距離を測定することができれ
ば、上記固有の特徴を定量化することが可能となる。本
発明は、上記の点を考慮して、認識対象パターン上の点
を抽出し他の点との距離１として一般にを決定し、該距
離１１，１２，・・・・・・・・・・・・・・・，１ｐ
について平均値を決定することによつて類似度判定の基
準とするようにしたパターン認識装置を提供することを
目的としている。

そしてそのため、本発明のパターン認識装置はＸ．Ｙｌ
Ｚ．Ｕ．Ｖ．Ｗ・・・・・・・・・・・・・・・で与え
られるｍ次元座標系上の認識対象パターンに対して該パ
ターンに属する点（Ｘ．ｙ．ｚ、Ｕ．ｖ．ｗ、・・・・
・・・・・・・・・・・）を抽出し、上記認識対象パタ
ーンをＮ個の与えられたカテゴリの１つとして認識する
パターン認識装置において、上記認，識対象パターンを
走査して当該パターンに属する予め定めた条件にある複
数個点の座標を決定する座標決定装置部、該座標決定装
置部によつて決定された複数個の点と上記Ｎ個のカテゴ
リに対応して夫々用意されている複数個の標準点との距
離をＺ測定して上記複数個の各点毎に正規化された最短
距離を決定する最短距離決定処理部、該最短距離決定処
理部によつて決定された各点対応の最短距離を平均化す
る平均距離抽出部、および該平均距離抽出部によつて得
られた各カテゴリ対応の平均距離のうち最小の平均距離
に対応するカテゴリを抽出する識別処理部をそなえたこ
とを特徴としている。以下２次元パターンを例に挙げて
図面を参照しつつ説明する。第１図、第２図および第８
図は本発明によるパターン認識の概念を説明する説明図
、第３図は認識対象パターン上の予め定めた点の座標を
決定する座標決定装置部の一実施例構成、第４図は上記
第２図による概念にもとずく本発明の全体装置を表わす
一実施例構成、第５図ないし第７図は第１図Ａ図示のパ
ターンと第１図Ｂ図示のパターンとの間の類似の度合を
説明する説明図、第９図は上記第８図による概念にもと
ずく本発明の全体装置を表わす他の一実施例構成を示す
。

第］図において、］， ２は夫々認識対象パターンであ
つて図形パターンとして示すもの、３は図形枠であつて
大きさを８単位×１０単位に正規化されたもの、Ｓｌ，
Ｓ２は夫々走査方向を表わしている。

図示の図形パターン１と２との類似の度合を調べるに当
つて、図形パターン１，２に属する予め定めた点を決定
するようにされる。

本発明の場合、例えば図形パターン］を図示Ｓ１方向で
ある左から右への走査方向およびＳ２方向である下から
上への走査方向に走査したときの走査情報の立上り点（
○印）と走査情報の立下り点（×印）とを決定し、図形
パターン２についても同様に立上り点（●印）と立下り
点（８印）とを決定する。本発明の第１の発明の場合、
第２図に示す如く両図形パターンに夫々属する点相互間
の距離を調べるようにされる。即ち第２図Ａは図形パタ
ーン１に対して図形パターン２がどの程度の位置歪をも
つているかを調べる場合を示し、第２図Ｂは図形パター
ン２に対して図形パターン１がどの程度の位置歪をもつ
ているかを調べる場合に対応し、これらを用いるように
される。第２図図示の場合、次のように図形パターン間
の距離を定量化する。

図は簡単のため、第１図Ａおよび第１図Ｂ図示に存在す
る所の立上り点相互についてのみ示している。即ち、第
２図Ａ図示の場合、（１）図形パターン１の上の立上り
点ｄと図形パターン２の上の立上り点ｈとの距離１１１
、点ｎとの距離１，，、点ｍとの距離１，，、・・・・
・・・・・・・・・・・点ｈとの距離１，，とを測定し
、上記各距離１，，ないし１，，について最も短い距離
１，，または１，，を選ぶ。

今距離１，，を選んだとすると、正規化された距離ｌ、
＝０．２を決定する。なお正規化する処理は図形枠３が
８単位×１０単位であり、なる演算によつて決定された
ものと考えてよい。

（２）以下、図形パターン１の上の立上り点Ｃ，ｂ，ａ
について夫々正規化された距離１。

，１。，１，を決定し、（３）上記正規化された距離１
，ないし１。

の平均値即ち平均距離＋（１，＋１。

＋１，＋１，）を得る。

また第２図Ｂ図示の場合、 （４）図形パターン２の上の立上り点ｈと図形パタ．−
ン１の上の立上り点ｄとの距離１，ｈ点ｂとの距離１，
。

、点ａとの距離１，。、点ｃとの距離１，，とを測定し
、上記各距離１，，ないし１，，について最も短い距離
１，，を選ぶ（なお１，，と１，。とを比べると正規化
するときには１，，の方が小さい）。そして正規化され
た距離１，としてを決定する。

（５）以下、図形パターン２の上の立上り点Ｇ，ｆ，ｅ
，ｋ，ｊ，ｉ，ｎ，ｍ，ｌについて夫々正規化された距
離１，ないし１，。

を決定し、（６）上記正規化された距離１，ないし１，
。の平均値即ち平均距離を得る。

そして上記平均距離をもつて両図形パターン間の位置歪
とし、該位置歪がもつとも小さい力テゴリを認識するよ
うにする。

本発明の第２の発明の場合、第８図に示す如く、各図形
パターンに属する点と予め定めた基準点ｘとの間の距離
を調べて、各図形パターンの特徴を定量化する。

図は簡単のため、走査情報の立上り点についてのみ示し
ている。即ち、（７）第８図Ａ図示の場合、基準点Ｘと
立上り点Ａ，ｂ，ｃ，ｄとの距離１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄを正規化した上で平均化する。（８）即ち距離１ａと
して正規化された距離を、距離１ｂとして正規化された
距離を、距離１ｃとして正規化された距離 を、距離１ｄとして正規化された距離 を得る。

（９）そしてそれらの平均値により平均化距離０．５４
１を得る。

ＡＯ）第８図Ｂ図示の場合、基準点Ｘと立上り点Ｅ，ｆ
，ｇ，゜゜゜゜゜゜゜゜゜゜゜Ｉ゜゜゜ｌ，ｍ，ｎとの
距離を正規化した上で平均化する。

そして平均化距離０．６６９を得る。ａｌ）第１図Ａ図
示の図形パターン１と第１図Ｂ図示の図形パターン２と
の類似の度合は、上記平均化距離相互間の例えば差によ
つて与えられる。

第３図は、第１図に示す走査情報の立上り点座標と立下
り点座標とを抽出する座標決定装置部の一実施例構成を
示す。

図中、４ −１，４− ２，・・・・・・・・・・・・
・・・は夫々１走査線分の長さに対応するシフトレジス
タ、５は走査情報立下り点抽出回路、６は走査情報立上
り点抽出回路、７ −１，７− ２・・・・・・・・・
・・・・・・は夫々立下り点抽出第１、第２ ・・・
・・・ ・・・ ・・ ・ ・・・カウンタ、８一”１
，８−２は夫々立上り点抽出第１、第２ ・・・・・・
・・・・・・・・・カウンタ、９，１０はアンド回路、
１１，１２はオア回路を表わしている。

例えば第１図図示矢印Ｓ，方向に走査したビデオ信号が
走査クロツクに同期して入力されるとき、走査メツシユ
に対応した情報がシフトレジスタ４一１，４−２・・・
・・・・・・・・・・・・に入力されてシフトされてゆ
く。

このときの走査クロツクはカウンタJヨ■■・・・・・
・・・・によつて計数される。

該１走査の間に最初に走査情報の立上り＃１立上り）が
あると上記立上り点抽出回路６における３つの入力信号
が図示の上方から「黒（１）、黒（１）、白（０）」を
示すとき、即ち走査方向に「白、黒、黒」なるパターン
が現われたとき、カウンタ８−１がクロツクを計数する
動作を停止する。以下同様に、次に立上り＃２立上り）
があるとカウンタ８−２による計数が停止され、・・・
・・・・・・・・・・・・てゆく。また同様に該１走査
の間に最初に走査情報の立下り＃１立下り）があるとカ
ウンタJヨ黷Pによる計数が停止され、次に立上り＃２立
下り）があるとカウンタJヨ黷Qによる計数が停止され、
・・・・・・・・・・・・・・・てゆく。同様な計数動
作が複数回の走査について夫々行なわれ、当該複数回の
走査についてカウンタ７１の内容の平均をとり、当該複
数回の走査についてカウンタJヨ黷Qの内容の平均をとり
・・・・・・・・・・・・・・・して、第１図図示の各
×印の如き点が夫々決定される。

なお上記水平座標と共に垂直座標をもあわせて決定され
ることは言うまでもない。また同様にカウンタ８−１，
８−２，・・・・・・・・・・・・・・・の内容につい
ても平均化されて、第１図図示○印の如き夫々の点が決
定される。第４図は第２図に関連して説明した認識を行
なう一実施例構成を示す。

図中１３は第３図図示の如き座標決定装置部によつて決
定された座標情報格納部、１４−１ないし１４−Ｎは夫
々Ｎ個の力テゴリに対応した標準座標情報メモリ、１５
−１ないし１５−Ｎは夫々演算部であつて本発明にいう
最短距離決定処理部と平均距離抽出部とで構成されるも
の、１６は識別処理部を示している。認識対象パターン
に対応して得られた座標情報と各カテゴリに対応して用
意されている標準座標情報とについて、第２図を参照し
て説明した如き平均距離が各演算部１５−１ないし１５
−Ｎによ・つて決定される。これら各平均距離は識別処
理部１６に導びかれ、最小の平均距離に対応するカテゴ
リを決定する。第５図ないし第７図は第１図Ａ図示のパ
ターンと第１図Ｂ図示のパターンとの間の類似の度合を
説明する説明図であり、第４図図示の構成によつて行な
われる認識処理を説明しているものと考えてよい。

第５図は、第１図Ａ図示のパターン１を走査したときの
立上り点Ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ａ″，ｂ″，・・・・・・・
・・・・・・・・〆の座標情報、ストロータの数、同一
ストロークに属するメツシユの数をテーブルにまとめて
示している。

即ち図示点Ｃ″が存在する位置（図示ｙ座標が値「Ｙ３
」を左から右へ上記Ｓ１方向に走査したとき、ｉ 当該
走査線が文字ストロークと交差する回数は値「２」であ
り、このことが図示「ストローク数」の欄に記述されて
おり、１１当該走査線上で黒メツシユとなつているメツ
シユ数が、＃１ストロークに関して値「１」であり、＃
２ストロークに関して値「１」であり、合計値「２」で
あり、このことが図示「メツシユ数」の欄に記述されて
おり、１１１当該走査線上での＃１の立上り点のＸ座標
値が値「０」であり、＃２の立上り点のｘ座標値が値「
２」であり、これらＸ座標値の合計値が「２」であり、
このことが図示「立上り点」の欄に記述されており、Ｉ
ｖ当該走査線上での＃１の立下り点のｘ座標値が値「１
］であり、＃２の立下り点のｘ座標値が値「３」であり
、これらｘ座標値の合計が値「４」であり、このことが
図示「立下り点」の欄に記述されている。

他の走査の場合も同様であると考えてよい。また第６図
は、第１図Ｂ図示のパターン２に対応する同様な情報を
テーブルにまとめて示している。

更に第７図Ａは、第５図図示の立上り点Ａ，ｂ，Ｃ，ｄ
の夫々と第６図図示の立上り点Ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ
，ｋ，ｌ，ｍ，ｎとの距離をテーブルにまとめて示し、
第７図Ｂは第５図図示の立上り点ａ″，ｂ″，ｃ″，ｄ
″，ｅ″，ｆ″，ｇ′と第６図図示の立上り点ｈ″，ｉ
″，ｊ″，ｋ″，ｌ″との距離をテーブルにまとめて示
している。

即ち例えば第７図Ａ図示の場合、第５図図示のパターン
「４」に関して＃１の立上り点に属する立上り点Ａ，ｂ
，ｃ，ｄの座標を図示上段に配置し、第６図図示のパタ
ーン「２」に関して＃１の立上り点に属する立上り点Ｅ
，ｆ，ｇ，ｈの座標を図示左段の上位に配置し、第６図
図示のパターン「２」に関して＃２の立上り点に属する
立上り点Ｉ，ｊ，ｋの座標を図示左段の中位に配置し、
第６図図示のパターン「２」に関して＃３の立上り点に
属する立上り点１，ｍ，ｎの座標を図示左段の下位に配
置している。第７図Ａを参照すると判る如く、点ａと点
Ｅ，ｆ，ｇ，・・・・・・・・・・・・・・・ ｎとの
各距離のうち最小のものは、図中丸で囲つた如く点Ａ，
ｅ間である。

そしてこれを正規化することによつて上記（１）の如く
正規化された距離０．２が得られる。同様に点Ｂ，ｆ間
、点Ｃ，ｇ間、点Ｄ，ｈ間又はＤ，ｋ間の各距離を決定
し、上記（３）で説明した如く平均距離０．１５を得る
。また第７図Ｂを参照して判る如く、点ａ’と点ｈ’，
ｉ’，ｊ’，ｋ’ｌ’との各距離のうち最小のものは、
図中丸で囲つた如く点ａ’，ｈ’間であり、正規化され
た距離０．５が得られる。

同様に点ｂ’，ｉ’間、点ｃ’，ｊ’間、点ｄ’，ｊ’
間、点ｅ’，ｌ’間、点Ｆ，ｋ’間、点ｇ’， ｋ’間
の各距離を決定し、平均距離０．１８を得る。これら２
つの平均距離は更に重みを乗じて平均化されて、第４図
図示の識別処理部１６に供給されると考えてよい。

第９図は、第８図に関連して説明した如き認識処理を実
行する他の一実施例構成を示している。

図中の符号は第４図に対応し、１７は演算処理部を表わ
している。そしてメモリ１４−１ないし１４−Ｎは夫々
のカテゴリに対応する標準平均化距離を格納している。
第３図図示の如き座標決定装置部によつて得られた座標
情報は演算処理部１７に導びかれる。

演算処理部は本発明にいう平均化距離決定処理部に対応
しており、第８図を参照して説明した如き平均化距離を
決定して識別処理部１６に供給する。識別処理部１６は
、各メモｌ月４−１ないし１４−Ｎからの標準平均化距
離との比較を行ない、最類似平均化距離に対応するカテ
ゴリを抽出する。なお、本発明によるパターン認識装置
において、上記の如き点間の距離を測定する方式に附加
して、第５図および第６図に示すストローク数情報や同
一ストロークに属するメツシユ数情報を用いる類似度処
理を採用することは自由である。以上説明した如く、本
発明によればｍ次元座標系で与えられるパターンについ
て、当該パターンに属する点（Ｘ） Ｙ，．ＺＮＵ）
Ｖ） Ｗ）゜゜゜゜゜゜’゜゜’゜゜・・・）を決定し
て点相互間の距離を測定する方式を採用している。この
ため、パターン相互間またはパターン自体を簡単に定量
化でき、識別処理の一助とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第８図は本発明によるパターン認
識の概念を説明する説明図、第３図は認識対象パターン
上の予め定めた点の座標を決定する座標決定装置部の一
実施例構成、第４図は上記第２図による概念にもとずく
本発明の全体装置を表わす一実施例構成、第５図ないし
第７図は第１図Ａ図示のパターンと第１図Ｂ図示のパタ
ーンとの間の類似の度合を説明する説明図、第９図は上
記第８図による概念にもとずく本発明の全体装置を表わ
す他の一実施例構成を示す。 図中１，２は夫々認識対象パターン、３は図形ノ枠、４
はシフトレジスタ、５は走査情報立下り点抽出回路、６
は走査情報立上り点抽出回路、７はカウンタ、１４はメ
モリ、１５は演算部、１６は識別処理部、１７は演算処
理部を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗ・・・・・・・・・・・・
   ・・・で与えられるｍ次元座標系上の認識対象パターン
   に対して該パターンに属する点（ｘ、ｙ、ｚ、ｕ、ｖ、
   ｗ・・・・・・・・・・・・・・・）を抽出し、上記認
   識対象パターンをＮ個の与えられたカテゴリの１つとし
   て認識するパターン認識装置において、上記認識対象パ
   ターンを走査して当該パターンに属する予め定めた条件
   にある複数個点の座標を決定する座標決定装置部、該座
   標決定装置部によつて決定された複数個の点と上記Ｎ個
   のカテゴリに対応して夫々用意されている複数個の標準
   点との距離を測定して上記複数個の各点毎に正規化され
   た最短距離を決定する最短距離決定処理部、該最短距離
   決定処理部によつて決定された各点対応の最短距離を平
   均化する平均距離抽出部、および該平均距離抽出部によ
   つて得られた各カテゴリ対応の平均距離のうち最小の平
   均距離に対応するカテゴリを抽出する識別処理部をそな
   えたことを特徴とするパターン認識装置。 ２ 上記座標決定装置部は、上記認識対象パターンを、
   上記ｍ次元の座標系に沿つた方向に走査したときに得ら
   れる走査情報の立上り点の座標を決定するよう構成され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパター
   ン認識装置。 ３ 上記座標決定装置部は、上記認識対象パターンを、
   上記ｍ次元の座標系に沿つた方向に走査したときに得ら
   れる走査情報の立下り点の座標を決定するよう構成され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載のパターン認識装置。 ４ Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗ・・・・・・・・・・・・
   ・・・で与えられるｍ次元の座標系上の認識対象パター
   ンに対して該パターンに属する点（ｘ、ｙ、ｚ、ｕ、ｖ
   、ｗ・・・・・・・・・・・・・・・）を抽出し、上記
   認識対象パターンをＮ個の与えられたカテゴリの１つと
   して認識するパターン認識装置において、上記認識対象
   パターンを走査して当該パターンに属する予め定めた条
   件にある複数個の座標を決定する座標決定装置部、該座
   標決定装置部によつて決定された複数個の点と予め定め
   た１つまたは複数個の基準点との距離を測定して当該パ
   ターンに対応した正規化された平均化距離を決定する平
   均化距離決定処理部、上記Ｎ個のカテゴリに対応して夫
   々用意されている標準平均化距離と上記平均化距離決定
   処理部によつて得られた平均化距離とを比較して最類似
   平均化距離に対応するカテゴリを抽出する識別処理部を
   そなえたことを特徴とするパターン認識装置。