JPS62245390A - 物体等認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 これからの情報と制御の時代わハイテク技術の急速な成
長に支えられ、未来の人類に意識革命をもたらし、又そ
の福祉生活を急速に向上させるものと期待されています
。

このような情報と制御の時代の創造にまず必要とされる
基本的課題わ情報認識の手段であります。

情報認識に対する我々の基本的な知見として、いわゆる
、不確定性原理を上げることが出来ます。

しかしながら、これわもっばらミクロの世界の理論と考
えられている訳でありますが、これがマクロのＩｊｊＷ
でどのような展開と宿命を持つのかわ認識の基本問題と
して我々により明確に認識と位置ずけを与えられるべき
重要なテーマでありまず。

本発明わ、私自身の長年に亘たる認識の研究の結果とし
ての°°認識の不確定性パにたいする理論と回路構成技
術により°°認識の手段゛と”認識の不確定性＝認識の
正しさく間違い）の確率”を同時に判定し、出力するこ
とができる装置にかかわるものであります。

この様な認識の手段が、以後の行動に対する意志の決定
原理として本来不可欠であることわよく理解されるとこ
ろであります。

上記の様な観点から本装置の応用される範囲わ各種自動
装置、ロボット、物体の選別、選択、分類作業、各種自
動管理システム、装置、等等と広範な技術、産業の分野
にわたるものでありまず。

本装置わ主として、データーマトリックス作成装置（］
）、標準マトリックス出力装置（２）、許容誤差マトリ
ックス出力装置（３）、比較演算装置（４）、および制
御装置（５）とから構成されるものである。

次に本装置の構成と機能に就いて説明する。＜１）わデ
ーターマトリックス作成装置であって認識しようとする
物体の有する物理量、化学Ｉｔ（寸法、形状、温度、圧
力、濃度、色、波長、時間等）を測定、し予め定められ
た形式に従ってデーターマトリックス［ｘ、）コとして
ｆ構成、出力する。（２）わ標準マトリックス出力装置
であって上記と同様の形式に従ってあらかじめ設定され
た標準マトリックス［Ｓ、ｉを出力する。（４）上記デ
ーターマトリックスと標準マトリックスを比較演算し、
その結果のアンサ−マトリックス［、Ａ、、−］を予め
指定された許容誤差マトリッス ［Δ１．］と比較し。

＜ｉ）　　　　［Ａ、、］≦［Δ、・］の場合”ＹＥへ
と　　　　　　　　　リ Ｓ゛を出力する。

（ｉｉ　）　　　　［Ａ、、］　＞　［△４．．］の場
合”Ｎ。

″を出力してつぎの過程に［Ｘ、、　］　、及び［Ｓ、
、］を送る。

上記”ＮＯ”の信号を受けた制御装置（４）でわ次の２
通りの機能を行う。

（ｉ）予め指定された方法（プログラム）によるフィー
ドバック制御信号を（１）に送る。このフィードバック
信号わ（１）のデーターマトリックス作成装置に対して
データー作成方法の変更を指示する。

（ｉｉ）しＡ、−が最小となる方向を与える位相変換マ
トリックス［Ｔ、、］を求めて出力してデーターマトリ
ックスに作月ル、［Ｘ、、］　＊　［Ｔ、］→しＸ、］
、とする、ここに［Ｘ、、Ｊ、わ変換後デークーマトリ
ックスを示す。

又予め位相変換マトリックス［黒、］が標準マトリック
スに作用するように指定されている場合にわ［８，Ｊ　
＊　［刀つ］→［３，、、］。

ここで［Ｓ、、］、わ交換後標準マトリックスを示しｔ す、このように変換された各変換後マトリックスわ再び
比較演算部に送られ以後同様のプロセスを繰り返す事と
なる。

上記のプロセスで予め用意されたプログラムの範囲角で
総て°°ＮＯ°°である場合、および極値計算での鼓車
ア〉・サーフ１−リックスで’　Ｎｏ’“である場合最
終的に’　Ｎｏ’”を出力する。

次に容袋；ηの構成、機能、原理及び理論について詳細
な説明を行う。

データーマトリックス作成部 一般に、物理量、化学量の測定をおこなう場合その空間
的、またわ時間豹変ｆヒが含む最大周波数をｆとすれば
、元の波形わ２ｆの周波数によってサンプリングされた
データー系列によ−）で再現される。ａ用足系に要求さ
れる精度や再現性によりしっつさいの測定でわ必要、十
分な範囲で省略し、簡略化される。

この様にして測定されたデーターわ上記の様に数値化さ
れ、これを一定の配列基準に従ってマトリックスとして
表示することが出来る。たとえば写真等によって得られ
る映像わ横ｉ＊縦ｊの数値マトリックスとして、各ドツ
トのサンプリングデーターのマトリックスで示される。

この各ドツトの性質に従い、次のような例が考えられる
。

くｉ）　同一物理量よたわ化学量の単一型。

（ｉｉ）　　異なった物理量、化学量混在型。

（ｉｉｉ　）　　同一物理量、化学量等をフィルター等
で分離し、またわ、異なる物理量、化学量を別別のマト
リックスとする分離多重型。

このような各種の作成方法わ全認識プロセスでの無駄時
間、重複、等を避けてより効率的、効果的な構成に有効
用ある。

認識判定演算部と認識の不確定性 認識判定の次の２つの方法、及びその併用とが考えられ
る。

（ｉ）　　差分法 ［Δ、、］　＝　［Ｘ、、　］　−［Ｓ、；　］＜ｉｉ
ｉ　　化分法 ［Ｘ　　］／［Ｓ、］＝１＋ｒΔ２．］値 さて、一般に物体の物理的特性わ、それ自体、分布した
範囲を持つ物である。一方認識のプロセスでも測定に用
いる媒体、手段等により測定誤差や量子化誤差お佳う。

従って各データーマトリックのニレメンｌ−ｘわ真値Ｘ
、の周辺に成る分布をする。

これをｆ（ｘ−ｘ、、ｔ）とする。

一般的な物理量でわｆ（ｘ−ｘ、、ｔ）わ正規分布に成
ると言われている。従ってＸがＸ、土△の中に入る確率
Ｐ（Δ）わ λ６＋＋＆ ５　　ｆ　（ｘ−ｘ、　、ｔ）　ｄｘ で与えられる。

従って、本認識系（測定系〜出力系）での各種アナログ
誤差、量子化誤差等お１番目のエレメントにたいしてｆ
、　　（Ｘ、−Ｘ、、　、ｔ）とすればｘ／　　Ｓ　　
　ｆ　（ｘ、−ｘ、、　、ｔ）ｄｘ従って単一エレメン
トで考えると、△、を定めればＸ、をｘｌ、と判定する
にわ２通りの考えかたが有ることが理解される。

（ｉ）　　Ｘｈ（Ｘ、でないのにＸ、とする誤り。

（ｉｉ）　　ＸわＸ、であるのにＸ、でわないとする誤
り。

一般的にわ、各エレメントの誤差の分布関数をｆ、。

（Ｘ、１、ｔ）とすれば、各事象わ多重相互相関事象で
あるから ［Ｘ、、］が［Ｘ、、］、±［Δ、Ｊの範囲に発生すし
−１−レＣ る確率わ −Ｘ・　　・し）ｄｘ　　・・・ｄｘ二よ、、ｄｘ、。

であたえられる、勿論この場合の認識誤差（限界）マト
リックス［Δ、−である。

このように認識の確かされ誤認識の発生と表裏一体の関
係にあり、これを認識の”不確定性原理”呼ぶことにす
る。

以上の事から本認識装置自体の誤差関数を予め求め、検
定しておく事により、［Δ　］をさだめて、おけば本装
置により認識と同時にその確かさの確率も合わせて知る
事が出来る。

分布が正規でない場合も Ｘ：ｒ ｄｘ、ま ただし Δ、−Ｈ−Δ。、わ正値 Δゆ。、、矢、わ負値 であたえられる。

制御機構 制御機構の機能の内で最も重要なものわアンサ−マトリ
ックス［Ａ　　］を最小の方向に向わせるように作用す
る、位相変換マトリックスを求める事である。

必要な位相変換マトリックスの機能を θ　、ｉ＝１〜ｐ として、各マトリックス要素Ｘ、の変換後の値をｘ／ｒ
Ｌとすれば Ｘ、、ｊｚ＝Ｊｊ　、、　ｔｘ、、ｅ　　、　、　、　
ｅ、　１峙　　　寸　　　　　− なる、ｉ　＊ｊＭの関数があたえられなければならない
、ただし　ｐ＝ｉ＊ｊとする。

この方法としてわ、要求される問題に適合する極値計算
の各種の方法を適用すればよい、具体的にわ、リニヤ−
プログラミング、ダイナミック１０グラミグ、最大原理
、直接極値計算等が有る。

又その全過程の効率化のためにわ、プログラム追跡と極
値計算の繰り返し適用がよいと考えられるが、特に一つ
の重要な機能わブタ−マトリックスと標準マトリックス
の整合化を行う事である。

各図面に於いて、１１１．データーマトリックス作成装
置、２．、、標準マトリックス出力装置、３０１．許容
誤差マｊ・リックス出力装置、４．、、比較演算装置、
５９８．制御装置、をしめし、６わ被認識物体等、７及
び７′わそれぞれ変換マトリックスを演算ｆＩＰ用させ
る演算部、８わデータマトリックス（またわその変換後
）と標準マトリックス（またわその変換後）を比較する
演算部、を示す。

又第３図９わ計算された判定の正しさくまたわ誤り）の
確率の表示部を示す。

又同時に記入されている記号わ、［Ｘ、ｉ、、。

データマトリックス、［Ｘ、、］、、、、変変換後−タ
ーマトリックス、［Ｓ、、］　、、、ａ準マトリックス
、ＬＳ−］　、、、、変換ｔ＆標準マトリックス、［Ａ
、、］　、、、比較後のアンンサーマトリックス、そし
て、［△；、Ｊ　、　、　、許容誤差マトリックスをし
めず。

１、ν詐出願人　株式会社　ソフテム 代表取締役　大月　玲子 図−１ 図−２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　認識しようとする物体の物理的、化学的特性値を測
   定し、これを定められた形式のデーターマトリクックス
   （行列式）に作成して出力する装置と、上記と同じ形式
   で用意された標準物体を示す標準マトッリクスを出力す
   る装置との間に、上記２つのマトリックスを比較演算す
   る装置を設ける。 上記の比較演算によって得られた答えお示めすアンサー
   マトリックスが、別に示される理論によって、その認識
   の確からしさ、すなはち認識の正しさの確率を指定する
   ことによって与えられる許容誤差を示すところの許容誤
   差マトリックスの範囲内にある場合にわ被認識体わ標準
   物体と同一の母集団に属する物体として判定して出力し
   、上記の誤差マトッリクスの範囲お越える場合わ予め与
   えられたプログラムにしたがってデーターマトリッスの
   作成の方法お変更し、そして、またわデーターマトッリ
   クスと標準マトリックスの差 、すなはちアンサーマトリックスが最小の方向に向かう
   様に作用する変換マトッリクスを原データーマトリック
   スの近傍に求め（極値解析）、これおフィードバックし
   てデーターマトッリクスまたわ標準マトッリクスに演算
   し、この変換後データーマトリクッスまたわ変換後標準
   マトッリックスを前記の比較演算装置に更めて入力させ
   る制御装置を有し、これによって再び比較演算装置にお
   いて得られるアンサーマリトックスが許容誤差マトリッ
   クスの範囲内に成ったとき、被認識物体わ標準物体と同
   一の母集団に属すると判定し、出力する。 又上記の繰り返しによるアン−マトリックスの最小計算
   値が誤差マトリックス内に入らない場合、被認識物体わ
   標準物体と同一の母集団にわ属さないと測定し、出力す
   る装置。 ２　前記の装置において許容誤差マトリックスを指定せ
   ず（またわ許容誤差マトリックスを０と指定）に作動さ
   せることにより得られるアンサーマトリッリックスの最
   小計算値をもとめる。 次に、別に示される理論により上記最小アンサーマトリ
   ックス値に対応する、予め与えられた標準マトリックス
   の発生確率分布関数から計算される誤差マトリックスに
   対応する、被認識物体が標準と同一の母集団に属する確
   率を求め、本データーマトリックッスが、標準データー
   マトリックスと同一母集団に属すると判断される確率を
   計算して、その結果を出力する装置を前記１の発明に付
   加した装置。