JPS6232584A - Method for extracting contour shape feature - Google Patents

Method for extracting contour shape feature

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JPS6232584A
JPS6232584A JP60171112A JP17111285A JPS6232584A JP S6232584 A JPS6232584 A JP S6232584A JP 60171112 A JP60171112 A JP 60171112A JP 17111285 A JP17111285 A JP 17111285A JP S6232584 A JPS6232584 A JP S6232584A
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JP
Japan
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feature
points
straight line
features
point
Prior art date
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Pending
Application number
JP60171112A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Hagiwara
萩原 昇
Ichirou Wakimoto
脇素 一郎
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS6232584A publication Critical patent/JPS6232584A/en
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Abstract

PURPOSE:To upgrade the identification capability and to simplify respective feature extracting mechanism by executing an extraction using plural feature groups. CONSTITUTION:Two points (P1 and P9) are optionally selected. The furest point P9 among the each points (P1-P8) such as the points that the distances Di(i=1-8) form the two points between the straight line connecting the two points are below the fixed value (K1) (D1<=K; ik=1-8) is obtained, and the two points are connected directly. Such consecutive two points as whose circumscribed angles are of the same polarity are taken, and the distance between them is assumed as La, the maximum value among respective distances Di between the straight line connecting the two points and respective points existing the said two points is assumed as maxDi; when (Lad<=La<=Lau) and (Did<=dmaxDi<=Diu), the partial stroke between the two points is made as a curved primary feature. The circumscribed angle Ca as a curved primary feature is defined as the sum of external angles (alpha+beta+gamma+delta) between two straight line primary feature. The circumscribed angle X between the two straight line primary features CD and GH is obtained by X=D+Ca+G. Geometrical feature, primary feature group, higher primary feature group are arranged to accommodate the request by the object of identification, and then outputted.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の属する技術分野) 本発明は各種方法により、2次元画像化された物体を識
別するために、その物体の輪廓形状を解析し、もって対
象物体の特徴を抽出する輪廓形状特徴抽出方法に関する
ものである。
Detailed Description of the Invention (Technical Field to which the Invention Pertains) The present invention uses various methods to analyze the contours of an object in order to identify it as a two-dimensional image, thereby extracting the characteristics of the object. The present invention relates to a method for extracting contour shape features.

(従来の技術) 従来の技術に関する参考文献としては「高野英彦著パ形
状パターンの認識技術″情報調査会。
(Prior art) References regarding the prior art include ``Hidehiko Takano's Recognition Technology for Pa-shape Patterns'' by the Information Research Group.

19g4.10Jや「特公昭59−6420Jが挙げら
れる。
Examples include 19g4.10J and ``Special Publication Showa 59-6420J.''

従来の輪廓形状による物体識別方法における、物体識別
特徴としては、大別して次項が挙げられる。
Object identification features in the conventional object identification method using a circular shape can be broadly classified into the following items.

幾何学的特徴群:x、y座標系列に変換された物体の輪
廓形状と、この形状に内接又は外接する図形に関して、
測定して得られる量又はその諸態から算出される量であ
る。
Geometric feature group: Regarding the contour shape of an object converted into an x, y coordinate series and figures inscribed or circumscribed to this shape,
It is an amount obtained by measurement or an amount calculated from its various aspects.

例えば、縦・横寸法、重心座標、面積、周囲長、内接(
外接)円や、内接(外接)四角形、の諸量(半径、面積
、辺長等)である。
For example, vertical and horizontal dimensions, center of gravity coordinates, area, perimeter, inscribed (
These are the various quantities (radius, area, side length, etc.) of a circumscribed (circumscribed) circle and an inscribed (circumscribed) quadrilateral.

この様な幾何学的特徴群は、その統計的性質から図形を
マクロに見ていることになり、雑音に強いという利点が
ある。しかし、詳細識別に弱いという識別能力上に問題
がある。
Such a group of geometric features has the advantage of being resistant to noise, since it means that the figure is viewed from a macro perspective due to its statistical properties. However, there is a problem in the discrimination ability that it is weak in detailed discrimination.

輪廓線特徴群二輪廓縁の凹凸状態に着目した特徴であり
、輪廓線を直線、曲線、円弧等の素特徴の並びに近似し
て特徴とする。
2. A feature that focuses on the uneven state of the rim of the rim, and the rim is characterized by approximating the arrangement of elementary features such as straight lines, curves, and circular arcs.

形状の詳細記述が可能となり、識別能力の向」二が期待
できる。
This makes it possible to describe shapes in detail, and is expected to improve identification ability.

次に、輪廓線特徴群の従来の抽出法について説明する(
特公昭59−6420参照)。
Next, we will explain the conventional extraction method of the contour line feature group (
(See Special Publication No. 59-6420).

輪廓線の任意の部分をストロークと呼び、1つのストロ
ークの座標点系列から順次1点ずつずらせて3点ずつ座
標点を取り出し、各3点で与えられる2つのベクトルの
方向変化と、一方のベクトルの長さとの積を、変化量と
して検出する過程を設ける。
Any part of the contour line is called a stroke, and three coordinate points are taken out by sequentially shifting one point at a time from the coordinate point series of one stroke, and the direction change of the two vectors given by each three points, and one vector A process is provided to detect the product of and the length of as the amount of change.

そして、予め定められた値よりも大きい変化量に対応し
た座標点で分割し、そのような座標点が無い場合で円特
徴でないストロークの場合には。
Then, the stroke is divided at a coordinate point corresponding to an amount of change larger than a predetermined value, and if there is no such coordinate point and the stroke is not a circular feature.

ストロークの全長に応じて決められた長さで分割し、部
分ストロークにする過程を設ける。
A process is provided to divide the stroke into predetermined lengths depending on the total length of the stroke to create partial strokes.

その後、各部分ストロークについて、変化量の総和とベ
クトルの長さの総和との比を検出する。
Thereafter, for each partial stroke, the ratio between the total amount of change and the total length of vectors is detected.

そして、その比をベクトルの長さの平均に応じた値と比
較して大小関係を検出することによって、直線であるか
1曲線であるかを判定する。
Then, by comparing the ratio with a value corresponding to the average length of the vector and detecting a magnitude relationship, it is determined whether it is a straight line or a single curve.

そして、その比較結果を含み、部分ストロークの始終点
方向などの情報に基づいて、各部分ストロークを円、曲
線及び直線形状の予め定められた素特徴形状に近似対応
させる。
Then, each partial stroke is made to approximately correspond to a predetermined elementary characteristic shape of a circle, a curved line, and a linear shape based on information including the comparison result and the direction of the starting and ending points of the partial stroke.

次に図面を用いて素特徴の検出及び素特徴の検出手順に
ついて説明する。
Next, the detection of elementary features and the procedure for detecting elementary features will be explained using the drawings.

第1図は輪廓線の部分ストロークの説明図であり、輪廓
線の一部P0〜P5(部分ストローク)を取り上げた図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of partial strokes of a contour line, and is a diagram showing parts P0 to P5 (partial strokes) of a contour line.

P0〜P、を図示の如く結ぶ時、P0〜PSによる線分
が直線か曲線かを次の様な方法で区別する。
When connecting P0 to P as shown in the figure, it is determined whether the line segment P0 to PS is a straight line or a curve using the following method.

第2図は量子化係数の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of quantization coefficients.

ベクトルP。P□に対するベクトルp1p、の方向変化
を、第2図の様に16分周し、図のような量子化係数(
0〜7.−1〜−8)を与え、P1P2の長さをL工と
して、PiP2の変化量d、を、dx = alX L
、 (alは量子化係数)と定義し、これを各ベクトル
P、P□、P、P4.P、P、について求める。
Vector P. The direction change of the vector p1p with respect to P□ is divided by 16 as shown in Figure 2, and the quantization coefficient (
0-7. -1 to -8), and the length of P1P2 is L, the amount of change d in PiP2 is, dx = alX L
, (al is a quantization coefficient), and this is defined as each vector P, P□, P, P4 . Find P and P.

この様にして求めたd工*dx +d31d4に基づき
、o = (dt +d、 +d、 +d4) / (
Lユ+Lz”La”L4)を計算し一定値と比較する。
Based on dt*dx +d31d4 obtained in this way, o = (dt +d, +d, +d4) / (
L+Lz"La"L4) is calculated and compared with a constant value.

L工+L、 +L、÷L、=Lとして。As L + L, +L, ÷L, =L.

L≧T11゜のとき、+01<TH□ならば直線とする
When L≧T11°, if +01<TH□, it is a straight line.

TH,、TH工は長さり、により決まる一定値である。TH, TH is a constant value determined by the length.

第3図は8方向分類図である。FIG. 3 is an 8-direction classification diagram.

この様にして判定される直線及び曲線について。Regarding straight lines and curves determined in this way.

その始点と終点を結び、始終点方向を第3図で示すよう
な8方向に分類して、夫々の方向におりる直線、曲線及
び円に対し、第4図に示す様なコード番号を与える。
Connect the starting point and the ending point, classify the starting and ending point directions into eight directions as shown in Figure 3, and give code numbers as shown in Figure 4 to straight lines, curves, and circles that fall in each direction. .

第4図はコード番号の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of code numbers.

これらのコード番号で示される直線、曲線などを索特徴
群と呼ぶ。
Straight lines, curved lines, etc. indicated by these code numbers are called a search feature group.

次に、素特徴の検出の手順を以下に説明する。Next, the procedure for detecting elementary features will be explained below.

1)座標点P0〜Pnの1ストローク内で計算したd0
〜dn内で1d11≧Tll、を満たす点I〕1が有る
か調べる。T11.はLlの平均値などで決める一定値
である。
1) d0 calculated within one stroke of coordinate points P0 to Pn
Check whether there is a point I]1 within ~dn that satisfies 1d11≧Tll. T11. is a constant value determined by the average value of Ll.

2)Plが有ればPlによりストロークを分割し、Po
−P、、Plや、〜P、、の各部分ストロークについて
素特徴を検出する。
2) If Pl exists, divide the stroke by Pl, and
Elementary features are detected for each partial stroke of −P, , Pl, and ~P, .

3)P、が無い場合、P0〜pHの1ストロークについ
て円かどうか、及び、2において曲線が検出された場合
について円かどうかを調べる。
3) If there is no P, check whether one stroke from P0 to pH is a circle, and if a curve is detected in 2, check whether it is a circle.

条件は、TH工<T11□≦D、Q≦TH4である。The conditions are TH<T11□≦D, Q≦TH4.

ここで、TH□、TH,はLlの平均値などで決める一
定値である。
Here, TH□ and TH are constant values determined by the average value of Ll, etc.

第5図は円弧の定義を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the definition of a circular arc.

Qは第5図においてPxとPX+Gを結んだ線分長をy
とすればQ”y/(L、+LX、1+・・・””Lx’
5)で計算する。
Q is the line segment length connecting Px and PX+G in Figure 5.
Then, Q"y/(L, +LX, 1+...""Lx'
Calculate in 5).

4)2において検出された曲線が円でないものは、曲線
として登録する。Plが検出されない場合は始点よりL
を加算して行きL≧TH0を満たすとき、IDI≧TH
1により直線か曲線かを判定し、始終点方向により素特
徴コードを検出し登録する。
4) If the curve detected in 2 is not a circle, register it as a curve. If Pl is not detected, L from the starting point
When adding L≧TH0, IDI≧TH
1 to determine whether it is a straight line or a curve, and detect and register the elementary feature code based on the direction of the start and end points.

このような輪郭線特徴群は詳細な形状の記述ができて高
い識別能力の実現が期待出来るが、反面雑音に弱いとい
う欠点を有している。
Although such a group of contour features can describe a detailed shape and can be expected to achieve high discrimination ability, it has the drawback of being susceptible to noise.

第6図は従来の手法の欠点を例示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the drawbacks of the conventional method.

簡単な例として第6図(a)、(b)に示すように、雑
音によって生じた相似形部分は、前記の条件を満たす限
りにおいて有意味な特徴と化けてしまうことが挙げられ
る。
As a simple example, as shown in FIGS. 6(a) and 6(b), similar portions caused by noise turn into meaningful features as long as the above conditions are satisfied.

第6図(b)が本来の形状であり、(イ)、(ロ)部か
らなる。
FIG. 6(b) shows the original shape, consisting of parts (A) and (B).

一方、第6図(a)は(イ)部に雑音が重畳して変形し
、(ロ)部と同じ条件を満たしてあたかも(ロ)部が2
つ有るように特徴を抽出してしまうことを例示する。
On the other hand, in Fig. 6(a), noise is superimposed on part (A) and it is deformed, so that part (B) satisfies the same conditions as part (B) and appears to be two parts.
This example shows how to extract features such that there are multiple features.

第6図(C) 、 (d)は明らかに異なる形状も条件
を満たす限りにおいて、量子化誤差により同一視されて
しまう例を示す。
FIGS. 6(C) and 6(d) show an example in which clearly different shapes are considered the same due to quantization error as long as they satisfy the conditions.

以上の様に、幾何学的特徴群は雑音に強いが、詳細識別
に弱いという識別能力上に問題が有り、輪郭線特徴群に
は詳細な記述ができて高い識別能力の実現が期待出来る
が、平面雑音に弱いという欠点を有していた。
As mentioned above, geometric features are strong against noise, but have a problem with their discrimination ability because they are weak against detailed discrimination.Contour feature groups can be described in detail and can be expected to achieve high discrimination ability. , which had the disadvantage of being susceptible to plane noise.

(発明の目的) 本発明の目的は、上記従来の技術の欠点を改善すること
にあり1輪郭線特徴と幾何学的特徴とを共にに抽出する
ことにある。
(Object of the Invention) The object of the present invention is to improve the drawbacks of the above-mentioned conventional techniques, and to extract both contour line features and geometric features.

(発明の構成) 本発明は、輪郭線特徴を抽出する過程において、同時に
その幾何学的特徴の抽出を行うことを最も主要な特徴と
し、複数の特徴群を用いて特徴抽出としているため、識
別能力を高く出来、更に、これにより各特徴抽出機構を
簡略化出来る点が異なる。
(Structure of the Invention) In the process of extracting contour features, the main feature of the present invention is to simultaneously extract the geometric features thereof, and feature extraction is performed using a plurality of feature groups. The difference is that the performance can be increased and furthermore, each feature extraction mechanism can be simplified.

第7図は本発明による輪廓形状特徴抽出方法の概略フロ
ー図である。
FIG. 7 is a schematic flow diagram of a method for extracting contour shape features according to the present invention.

1は輪廓形状入力部、2は入力された輪廓形状の座標点
系列に対して、雑音除去、データ量の圧縮及び直線素特
徴抽出を行う圧縮部、3は輪廓形状入力やその圧縮結果
を用いて輪廓形状の幾何学的特徴を抽出するための幾何
学的特徴抽出部、4は圧縮された輪廓形状図形から曲線
素特徴を抽出するための素特徴抽出部であり、輪廓線を
分割した部分ストロークに対して曲線素特徴である条件
を満たしているか否かにより、曲線素特徴か直線素特徴
かを判定し抽出する。5は素特徴群と対象に関する知識
を用いて、より高次の特徴群を抽出する高次輪廓線特徴
抽出部、6は輪廓線の素特徴群や高次輪郭線特徴群及び
幾何学的特徴群とを互いにその属性値として整理して出
力するための特徴出力部である。
1 is a contour shape input unit; 2 is a compression unit that removes noise, compresses the amount of data, and extracts line element features for the input coordinate point sequence of the contour shape; 3 is a circuit that uses the contour shape input and its compression results. 4 is a geometric feature extraction unit for extracting geometric features of the contour line, and 4 is an elemental feature extraction unit for extracting curve element features from the compressed contour figure. Depending on whether the stroke satisfies the condition of being a curved feature, it is determined and extracted whether it is a curved feature or a straight line feature. 5 is a high-order contour line feature extraction unit that extracts a higher-order feature group using the elementary feature group and knowledge about the object; 6 is a high-order contour line feature extraction unit that extracts a higher-order feature group using the elementary feature group and knowledge about the object; 6 is a high-order contour line feature group, a high-order contour line feature group, and geometric features. This is a feature output unit for arranging and outputting groups as their attribute values.

次に、図面を用いて輪郭線特徴及び幾何学的特徴の検出
手順について説明する。
Next, a procedure for detecting contour line features and geometric features will be described using the drawings.

ITVカメラ等により取り込まれた認識対象物体像から
、2値化処理等適当な画像処理により抽出された輪廓形
状は、X、Y座標点系列として入力される。
A contour shape extracted by appropriate image processing such as binarization processing from an image of the object to be recognized captured by an ITV camera or the like is input as a series of X and Y coordinate points.

入力されたデータは、以後の解析の容易化・輪廓線の不
要な部分の削除(雑音除去)・直線素特徴の抽出準備を
兼ねて圧縮される。
The input data is compressed to facilitate subsequent analysis, remove unnecessary portions of contour lines (noise removal), and prepare for extraction of line element features.

第8図は直線近似法の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of the linear approximation method.

即ち、第8図に示すように、任意の2点(P工、P9)
を選び、この2点間を結ぶ直線からその2点間に存在す
る各点(px〜pjまでの距離o、(i=t〜8)が一
定値(K、)以下(0+≦に、;i=1〜8)を満たす
最遠点(P、)を求めて、この2点を直接結ぶ。
That is, as shown in Fig. 8, any two points (P work, P9)
, and each point (distance o from px to pj, (i=t to 8) between the straight line connecting these two points, (i=t to 8) is less than or equal to a certain value (K,) (0+≦,; Find the farthest point (P, ) that satisfies (i=1 to 8) and connect these two points directly.

K1値は、図形全体の大きさや以後に呪われる曲線製特
徴の特性によって決まる。この結果、初めに入力された
N個の座標点系列はM(M≦N)個の座標点系列に圧縮
される。
The K1 value is determined by the overall size of the figure and the characteristics of the curved feature that will be cursed thereafter. As a result, the initially input sequence of N coordinate points is compressed into a sequence of M (M≦N) coordinate points.

この処理過程において、N角形又はM角形及びこれらに
内接(外接)するする図形から、縦・横寸法、面積、周
囲長、及び、これらから算出される諸量等を幾何学的特
徴群として抽出する。圧縮されたデータは素特徴抽出部
に入力される。
In this processing process, the vertical and horizontal dimensions, area, perimeter, and various quantities calculated from these are calculated as a group of geometric features from the N-gon or M-gon and the figures inscribed (circumscribed) to these. Extract. The compressed data is input to the elementary feature extraction section.

素特徴としては、直線素(L)、曲線素(C)、及び角
度素(A、B)のみとし処理の簡略化と融通性を持たせ
る。この内で直線については既に圧縮過程でその前処理
を終了しているので、ここでは単に曲線か否かを判定す
ればよい。即ち、曲線製特徴になり得なかった部分スト
ロークは複数の直線書特徴に置換される。
As elementary features, only a line element (L), a curve element (C), and an angle element (A, B) are used to simplify processing and provide flexibility. Since the preprocessing for straight lines has already been completed during the compression process, here it is sufficient to simply determine whether the line is a curved line or not. That is, partial strokes that could not become curved features are replaced with a plurality of straight line features.

第9図は各素特徴の定義とその説明図である。FIG. 9 is a definition of each elemental feature and an explanatory diagram thereof.

第9図(a) 、 (b)は、直線書特徴(1、)と角
度素特徴(A、B)を示す。
FIGS. 9(a) and 9(b) show the straight line feature (1,) and the angular element features (A, B).

直線書特徴にはその属性として長さを付加する。Length is added as an attribute to the straight line feature.

角度素特徴は隣接する2つの素特徴間の外接角であり、
第9図(a)の様に右向きの角度を正の極性と定義しB
で表し、その属性として角度の大きさを付加する。
An angle elementary feature is a circumscribed angle between two adjacent elementary features,
As shown in Figure 9(a), the rightward angle is defined as positive polarity, and B
, and add the size of the angle as its attribute.

特徴端点の定義としての第1の条件は、外接角の極性や
角度の大きさが挙げられる。
The first condition for defining a characteristic endpoint includes the polarity of the circumscribed angle and the size of the angle.

第9図(c)に曲線製特徴の定義を示す。即ち、外接角
が同一極性で連続する任意の2点間において、2点間の
距離をLa、2点間を結ぶ直線から2点間に存在する各
点までの距離Diの最大値をmax D iとし、La
、maxI)iが夫々第2の条件、第3の条件を同時に
満たすとき、即ち、 (Lad:iLa≦Lau)&(Did≦d maxD
i≦Diu)の場合、2点間の部分ストロークは曲線製
特徴とする(Lad。
FIG. 9(c) shows the definition of curved features. That is, between any two consecutive points whose circumscribed angles have the same polarity, the distance between the two points is La, and the maximum value of the distance Di from the straight line connecting the two points to each point between the two points is max D. i, La
, maxI) i simultaneously satisfy the second condition and the third condition, that is, (Lad:iLa≦Lau) & (Did≦d maxD
If i≦Diu), the partial stroke between two points is a curved feature (Lad.

Lau 、 Did 、 Diuの値は図形の大きさ等
により決まる一定値である)。
The values of Lau, Did, and Diu are constant values determined by the size of the figure, etc.).

この曲線製特徴の属性としては、位置情報としての2点
間の中心座標や、曲線製特徴としての外接角Caをもた
せる。
The attributes of this curved feature include the center coordinates between two points as position information and the circumscribed angle Ca as the curved feature.

曲線製特徴としての外接角は、曲線製特徴を構成する直
線素特徴間の外角の和として定義する。
The circumscribed angle of a curved feature is defined as the sum of the external angles between straight line features that make up the curved feature.

即ち、第9図(c)においてはCa =α+β+γ+δ
となる。
That is, in FIG. 9(c), Ca = α + β + γ + δ
becomes.

このCaを用いることにより、曲線製特徴に挟まれた2
直線素特徴間の外接角を求めることが出来る。
By using this Ca, two
It is possible to find the circumscribed angle between linear features.

第9図(d)において、2直線素特徴CD、GHとの外
接角XはX=D+Ca+Gと求まる。
In FIG. 9(d), the circumscribed angle X with the two-line element features CD and GH is determined as X=D+Ca+G.

高次素特徴抽出部では抽出された各種素特徴群の並びに
対し、対象に関する知識を第4の条件として用いて新た
な特徴を抽出する。この場合、各素特徴群ばかりでなく
、必要に応じて幾何学的特徴も使用する。
The higher-order elementary feature extraction unit extracts new features from the array of extracted elementary feature groups using knowledge about the object as a fourth condition. In this case, not only each elementary feature group but also geometric features are used as necessary.

特徴出力部はこれまでに得られた、幾何学的特徴群、索
特徴群、高次素特徴群を識別対象の要求に合った形に整
理して出方する。
The feature output unit organizes and outputs the geometric feature group, search feature group, and higher-order elementary feature group obtained so far into a form that meets the requirements of the identification target.

(実施例) 以下実施例について、図面を用いて詳細に説明する。(Example) Examples will be described in detail below with reference to the drawings.

第10図は圧縮部の実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of the compression section.

これは、任意に決めた始点と、始点からの最遠点を捜し
、この2点を起点として以下に示した手順により直線近
似していく方法である。
This is a method of searching for an arbitrarily determined starting point and the farthest point from the starting point, and using these two points as starting points to perform a straight line approximation using the procedure shown below.

第10図において、入力データは破線で、直線近似結果
は太い実線で示し、又、小文字のアルファベットa−n
は頂点の決定順序を示す、この内、()を付した(i)
〜(n)は結果のみを示す。
In Fig. 10, input data is shown as a broken line, straight line approximation results are shown as a thick solid line, and lowercase letters a-n
indicates the order in which the vertices are determined, in which (i) with parentheses
~(n) shows only the results.

く直線近似の手順〉 ■ 始点を決める。Steps for straight line approximation ■ Decide on the starting point.

■ 始点からの最遠点を求め終点とする。■ Find the farthest point from the starting point and use it as the ending point.

■ 始点−終点を結ぶ直線からの距離が最大となる点(
Pl)を解析方向に終点までの間に求める。
■ The point with the maximum distance from the straight line connecting the starting point and ending point (
Pl) is obtained in the analysis direction up to the end point.

この距離が許容値であれば■に、そうでなければ■に行
く。
If this distance is an acceptable value, go to ■, otherwise go to ■.

(◇ 始点−終点は直線近似出来るので、21点を新た
な始点として■に行く。
(◇ Since the starting point and ending point can be approximated by a straight line, use the 21st point as the new starting point and go to ■.

■ 終点をスタックに記録し、P1点を新たな終点とす
る。
■ Record the end point on the stack and set the P1 point as the new end point.

■ 始点−終点を結ぶ直線からの距離が最大となる点(
Pl)を解析方向に終点迄の間に求める。その距離が許
容値であれば■に、そうでなければ■に行く。
■ The point with the maximum distance from the straight line connecting the starting point and ending point (
Pl) is obtained in the analytical direction up to the end point. If the distance is an acceptable value, go to ■, otherwise go to ■.

■ 始点−終点は直線近似出来るので、P1点を新たな
始点とする。
■ Since the starting point and ending point can be approximated by a straight line, the P1 point is set as the new starting point.

■ スタックの中を調べ、「空」ならば■に行き。■ Check inside the stack, and if it is "empty", go to ■.

「空」でなければスタックの内容をポツプアップ(1つ
取り出す)して、その点を新たな終点として■に行く。
If it is not "empty", pop up the contents of the stack (take out one item), use that point as the new end point, and go to ■.

■ 以上の処理について、始点が閉曲線を一周するまで
繰返し、順次始点を結ぶことにより、直線近似曲線を得
る。
■ The above process is repeated until the starting point goes around the closed curve, and by sequentially connecting the starting points, a straight line approximated curve is obtained.

第11図は幾何学的特徴群及びその抽出法の説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a geometric feature group and its extraction method.

第11図において、ハツチングを施した部分が対象図形
である。ここでは、幾何学的特徴として、縦横比、周囲
長、面積、重心位置等を示す。
In FIG. 11, the hatched area is the target figure. Here, the aspect ratio, perimeter, area, center of gravity position, etc. are shown as geometric features.

く縦横比〉 入力データの外接四角形を求め、縦・横の
辺長を夫々Y enm n X In&とするとき、縦
横比=Y、n、/x、n1と定義する。
Aspect Ratio> When a circumscribed rectangle of input data is found and the vertical and horizontal side lengths are Y enm n X In&, the aspect ratio is defined as Y, n, /x, n1.

縦横比は図形の大きさに対する規格化作用を持っており
、応用範囲を広く出来る。勿論、Y、、、、X、。、共
そのまま幾何学的特徴となる。
The aspect ratio has a normalizing effect on the size of a figure, and can be applied to a wide range of applications. Of course, Y,...,X. , both become geometric features as they are.

〈周囲長〉 輪廓線特徴であり、N角形の周囲長は次式
により求まる。
<Perimeter length> This is a contour line feature, and the perimeter of an N-gon is determined by the following formula.

周囲長=Σ5QrtT((X、、i−X、)2+ (Y
、、1−Y、)”)但し、X、 、Y、は多角形の頂点
の、夫々、X座標値、Y座標値であり、Xn+、= x
x +Yn*x = Ylである(SQRTは開平を表
す)。
Perimeter = Σ5QrtT((X,,i-X,)2+(Y
,,1-Y,)") However, X, , Y are the X and Y coordinate values, respectively, of the vertices of the polygon, and Xn+, = x
x + Yn*x = Yl (SQRT represents square root).

〈面積〉 輪廓線の囲む面積であり、N角形の面積は次
式により求まる。
<Area> This is the area surrounded by the contour line, and the area of the N-gon is determined by the following formula.

頂点座標が(Xi、YL)、 (X2.Y2)、 ・・
、 (Xn、Y、)ノドき、面積=1/211 ((x
、−x、)−(Y、+Y、)+(x、−X3) 傘(Y
、+Y、)+−・・”” Cxn−xx )拳(yn”
yj月但し、率は乗算記号を示す。
Vertex coordinates are (Xi, YL), (X2.Y2), ・・
, (Xn, Y,) throat, area = 1/211 ((x
, -x,)-(Y, +Y,)+(x,-X3) Umbrella (Y
,+Y,)+-...””Cxn-xx)Fist(yn”
yj month However, the rate indicates the multiplication symbol.

く複雑度〉 図形の複雑さを以下の量で示す。Complexity: The complexity of a figure is expressed as the following quantity.

複雑度=(周囲長)2/面積 〈重心位置〉 図形の中心座標値(Gx、 Gy)第1
2図は輪廓線の素特徴抽出の説明図である。
Complexity = (Perimeter) 2 / Area <Position of center of gravity> Center coordinate values of figure (Gx, Gy) 1st
FIG. 2 is an explanatory diagram of extraction of elementary features of contour lines.

曲線素特徴の抽出における始点の候補としては、第1の
条件(負の外接角を持つ頂点)を満たす特徴端点(P1
〜pg)とし、これに右回りに隣接する特徴端点を終点
とする(例えば、P工に対してはP2等である)。
As a candidate for the starting point in extracting curve element features, a feature end point (P1
~ pg), and the feature end point adjacent to this in a clockwise direction is the end point (for example, P2 etc. for P construction).

この始点・終点間が曲線素特徴の条件を満たさないとき
は、終点を始点側に1つずらした頂点(pzの場合はQ
、)とし、始点と終点が隣接するまで繰り返す。
If the distance between the starting point and the ending point does not satisfy the conditions of the curve element feature, the ending point is shifted by one position toward the starting point (in the case of pz, Q
, ) and repeat until the start and end points are adjacent.

始点と終点が隣接した場合は、この間を直線素特徴(P
□〜Q工)とし、この時の終点(Ql)を新たな始点と
して上記操作を繰り返す。
If the start point and end point are adjacent, the line element feature (P
□~Q) and repeat the above operation using the end point (Ql) at this time as the new starting point.

第12図における最初の曲線素特徴としては01〜06
部が抽出される6 各素特徴についてその属性を計算するが、曲線素特徴の
場合は一定角度値A0で規格化した曲線の外接角と曲線
の中心座標である。
The first curve element features in Fig. 12 are 01 to 06.
6. The attributes are calculated for each elemental feature, and in the case of a curved elemental feature, the attributes are the circumscribed angle of the curve normalized by a constant angle value A0 and the center coordinates of the curve.

直線素特徴に対する属性は一定長L0で規格化した長さ
である。
The attribute for the straight line element feature is a length normalized by a constant length L0.

以上の素特徴抽出過程において、2つの素特徴間に第9
図で定義した角度製特徴を挿入する。
In the above elementary feature extraction process, there is a 9th point between two elementary features.
Insert the angle feature defined in the diagram.

第13図は素特徴抽出結果例である。FIG. 13 shows an example of the elementary feature extraction results.

第13図において、L、C,L、Bの次の数値で、夫々
の規格化長、規格化角度を示す。
In FIG. 13, the following numerical values for L, C, L, and B indicate the respective normalized lengths and normalized angles.

最初のアルファベット(L、C,A、B)の並びに輪廓
線の概要が呪われ、次の数値で示された属性により詳細
な形状が算出出来る。更に1曲線素特徴の中心座標から
特徴点の位置関係を求めることが出来る。
The first alphabet (L, C, A, B) and outline of the contour line are cursed, and the detailed shape can be calculated using the attributes indicated by the next numerical value. Furthermore, the positional relationship of the feature points can be determined from the center coordinates of the one-curve element feature.

第14図は高次素特徴抽出部の構成例である。FIG. 14 shows an example of the configuration of the high-order elemental feature extraction section.

11は素特徴群又は第(n−1)沃素特徴群、12は第
n吹製特徴抽出部であり、第4の条件である辞書部13
と、辞書部を参照しながら第(n−1)吹製特徴から第
n吹製特徴を抽出する抽出部14からなり、15は高水
素特徴群である。
11 is the elementary feature group or the (n-1)th iodine feature group, 12 is the n-th blown feature extraction section, and the dictionary section 13 which is the fourth condition.
and an extraction section 14 that extracts the nth blowing feature from the (n-1)th blowing feature while referring to the dictionary section, and 15 is a high hydrogen feature group.

第15図は高次素特徴抽出部の動作例を示す。FIG. 15 shows an example of the operation of the high-order elemental feature extraction section.

第15図において、その入力(a)は第13図の素特徴
列であり、(b)は対象に対する知識を示した第4の条
件である辞書例であり、入力された素特徴列の並びに一
定の条件が満たされた場合に、新たな特徴(F、N)が
抽出されることを示す。(C)はF、Nを主に注目し、
FやNの間の間隔が大きい(一定値Lwより大きい場合
はWを、ある範囲内(一定値L工よりも大きくて、Lw
よりも小さい)である場合はLを夫々その長さを属性と
して付加して抽出した第1水素特徴群の例である。なお
、F、Nには属性として、その中心座標が付加されてい
る。
In Fig. 15, the input (a) is the elementary feature sequence shown in Fig. 13, and (b) is an example dictionary that is the fourth condition indicating knowledge of the subject, and the input element sequence is the sequence of the input elementary feature sequence. This indicates that a new feature (F, N) is extracted when a certain condition is met. (C) focuses mainly on F and N,
If the interval between F and N is large (larger than a constant value Lw, set W within a certain range (larger than a constant value L, Lw
(smaller than ), this is an example of the first hydrogen feature group extracted by adding each length of L as an attribute. Note that the center coordinates of F and N are added as attributes.

第16図は高次素特徴例であり、F、Nのみを図示した
例(第2水素特徴群とも言える)である。
FIG. 16 is an example of a higher-order elemental feature, and is an example in which only F and N are illustrated (also referred to as the second hydrogen feature group).

特徴出力部では幾何学的特徴、輪廓線の素特徴群、第1
吹製特徴群、・・・・・、第n吹製特徴群等を整理して
出力する。
In the feature output section, geometric features, elementary features of contour lines, and the first
The blowing feature group, . . . , the n-th blowing feature group, etc. are organized and output.

(発明の効果) 以上説明したように1本発明においては、対象に関する
統計的な量や構造的な特徴を、対象に関する知識と共に
有効に連結して特徴出力している為、高い識別能力が期
特出来る。
(Effects of the Invention) As explained above, in the present invention, the statistical quantities and structural features related to the object are effectively connected with the knowledge about the object to output the characteristics, so high discrimination ability can be expected. Specially possible.

又、各特徴群は互いに簡単で良く、従来の様に1個の特
徴群だけで完全な識別を目指す方式に比べ、特徴抽出部
が簡単になること、あるいは特徴抽出部を並列動作させ
ることにより高速な特徴抽出動作が期特出来る等の利点
がある。
In addition, each feature group can be simple relative to each other, and compared to conventional methods that aim for complete identification using only one feature group, the feature extraction section is simpler, or the feature extraction section can be operated in parallel. It has the advantage of being able to perform high-speed feature extraction operations.

本発明の応用分野としては、工業製品の様に比較的形状
の定まった物体に関するシステムばかりでなく、人間の
身体部分(例えば手や顔等)の様にどこをとっても曲面
であり、柔軟であり、移動・変形して一般に基準点が設
定しにくい様な物体の識別システム等が考えられる。
The field of application of the present invention is not only systems related to objects with relatively fixed shapes such as industrial products, but also systems related to objects that are curved and flexible, such as human body parts (such as hands and faces). , an identification system for objects that move or deform and for which it is generally difficult to set a reference point.

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

第1図は輪廓線の部分ストロークの説明図、第2図は量
子化係数の説明図、第3図は8方向分類図、第4図はコ
ード番号の説明図、第5図は円弧の定義を示す説明図、
第6図は従来の手法の欠点を例示した図、第7図は本発
明による輪廓形状特徴抽出方法の概略フロー図、第8図
は直線近似法の説明図、第9図は各素特徴の定義とその
説明図、第10図は圧縮部の実施例を示す図、第11図
は幾何学的特徴群及びその抽出法の説明図、第12図は
輪廓線の素特徴抽出の説明図、第13図は素特徴抽出結
果例、第14図は高水素特徴抽出部の構成例、第15図
は高水素特徴抽出部の動作例、第16図は高次素特徴例
である。 1 ・・輪廓形状入力部、2・・・圧縮部、3 ・・・
幾何学的特徴抽出部、 4 ・・・素特徴抽出部、5 ・・・高水素特徴抽出部
、6 ・・・特徴出力部、 11・・・素特徴群又は第(n−1)沃素特徴群、12
・・・第n吹製特徴抽出部、13・・・辞書部、14・
・・抽出部、15・・・特徴出力。 特許出願人 日本電信電話株式会社 第1図 第2図 第3図 第4図 第6図 (c)       (d) 第7図 第8図 ヒー Oル≦に+  (ル=1〜8) Oっ)Kl 第9図 第10図 !+ り[#<角彬 第13図 (B1) 第14図
Figure 1 is an explanatory diagram of partial strokes of contour lines, Figure 2 is an explanatory diagram of quantization coefficients, Figure 3 is an 8-direction classification diagram, Figure 4 is an explanatory diagram of code numbers, and Figure 5 is a definition of circular arcs. An explanatory diagram showing
Fig. 6 is a diagram illustrating the drawbacks of the conventional method, Fig. 7 is a schematic flow diagram of the method for extracting contour shape features according to the present invention, Fig. 8 is an explanatory diagram of the linear approximation method, and Fig. 9 is a diagram of each elementary feature. Definition and its explanatory diagram, Fig. 10 is a diagram showing an example of the compression section, Fig. 11 is an explanatory diagram of a geometric feature group and its extraction method, Fig. 12 is an explanatory diagram of extraction of elementary features of contour lines, FIG. 13 shows an example of elementary feature extraction results, FIG. 14 shows an example of the configuration of the high hydrogen feature extraction section, FIG. 15 shows an example of the operation of the high hydrogen feature extraction section, and FIG. 16 shows an example of high-order elementary features. 1...Ring shape input section, 2...Compression section, 3...
Geometric feature extraction unit, 4...Elementary feature extraction unit, 5...High hydrogen feature extraction unit, 6...Feature output unit, 11...Elementary feature group or (n-1)th iodine feature group, 12
. . . nth blowing feature extraction section, 13. . . dictionary section, 14.
... Extraction unit, 15... Feature output. Patent applicant: Nippon Telegraph and Telephone Corporation Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 6 (c) (d) Figure 7 Figure 8 Heel≦+ (Le=1 to 8) O ) Kl Figure 9 Figure 10! + Ri[#<Kakuaki Figure 13 (B1) Figure 14

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)輪廓形状による物体の認識において、認識すべき
輪廓形状のパタンの情報をN個の座標点系列として入力
し、そのN個の座標点系列をM(M≦N)個の座標点系
列に変換し、M個の座標点を各々頂点とするM角形の各
頂角を算出し、M角形及びM角形に内接又は外接する図
形から幾何学的特徴を抽出すると共に、 素特徴抽出手段により頂角が任意に設定した第1の条件
を満たしている場合には、その頂点を特徴端点と呼び、 任意の隣接する2つの特徴端点の間に他の頂点が存在し
ない場合は、その2特徴端点間を直線素特徴と定めて、
所定の属性値を算出し、 任意の隣接する特徴端点の間に少なくとも1つ頂点が存
在し、特徴端点間の距離が任意に設定した第2の条件を
満たし、旦つ、特徴端点間を結ぶ直線からその特徴端点
間の各頂点迄の距離が任意に設定した第3の条件を満た
しているとき、その特徴端点間を曲線素特徴と定めて、
所定の属性を算出し、 第2の条件と第3の条件が同時に満たされない場合には
、その2特徴端点間に存在し一方の特徴端点に隣接する
頂点を新たな特徴端点として、直線素特徴又は曲線素特
徴の抽出を再帰的に行い、任意の特徴端点を始点として
M角形を一巡して、各部分を予め定めた素特徴もしくは
その系列に置換して輪廓線特徴とすることを特徴とする
輪廓形状特徴抽出方法。
(1) In recognizing an object based on a circular shape, information on the pattern of the circular shape to be recognized is input as a series of N coordinate points, and the N coordinate point series is converted into a series of M (M≦N) coordinate points. , calculates each apex angle of an M-gon whose vertices are M coordinate points, and extracts geometric features from the M-gon and figures inscribed or circumscribed to the M-gon. If the vertex angle satisfies the first condition arbitrarily set by Defining the distance between the feature end points as a straight line feature,
Calculate a predetermined attribute value, and connect the feature end points once at least one vertex exists between any adjacent feature end points and the distance between the feature end points satisfies the arbitrarily set second condition. When the distance from the straight line to each vertex between the feature end points satisfies the arbitrarily set third condition, the distance between the feature end points is defined as a curve element feature,
After calculating the predetermined attributes, if the second condition and the third condition are not satisfied at the same time, the vertex that exists between the two feature end points and is adjacent to one feature end point is set as a new feature end point, and the straight line element feature is Alternatively, the feature is to recursively extract curve element features, go around the M-gon from an arbitrary feature end point as a starting point, and replace each part with a predetermined element feature or a series thereof to form a contour line feature. A method for extracting contour shape features.
(2)素特徴抽出過程において、少なくとも1度抽出し
た素特徴もしくはその系列を入力として、他に定めた第
4の条件に基づく他の特徴群に対応させた、新たな素特
徴もしくはその系列を出力することを特徴とする特許請
求の範囲第(1)項記載の輪廓形状特徴抽出方法。
(2) In the elementary feature extraction process, by inputting the elementary feature or its series extracted at least once, a new elementary feature or its series is generated corresponding to another feature group based on the fourth condition specified elsewhere. A contour shape feature extraction method according to claim (1), characterized in that the contour shape feature extraction method is output.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01251181A (en) * 1988-03-31 1989-10-06 Meidensha Corp Contour detector
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JPH0264782A (en) * 1988-04-25 1990-03-05 Meidensha Corp Outline detecting device

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