JPS63245777A - Processing method for image pattern - Google Patents

Processing method for image pattern

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JPS63245777A
JPS63245777A JP7759187A JP7759187A JPS63245777A JP S63245777 A JPS63245777 A JP S63245777A JP 7759187 A JP7759187 A JP 7759187A JP 7759187 A JP7759187 A JP 7759187A JP S63245777 A JPS63245777 A JP S63245777A
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JP
Japan
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image
normalized
original image
pattern
normalized image
Prior art date
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Application number
JP7759187A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Nakamura
匡伸 中村
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To omit a memory to be used for blur processing and to simplify its constitution and address control by adding a blur effect to a normalized image only by one arithmetic operation by means of a scale converting function. CONSTITUTION:An unnormalized original image pattern is regarded as one belonging to a coordinate system (i, j), and when a normalized image pattern is picked up, a reference image pattern belongs to a coordinate system (i', j'). When it is defined that an unnormalized original image is f(i, j), a scale converting function is phi(x, y), a normalized image to which blur effect is added is h(t, u), scale factors are r'=t/i, s'=u/j, and the area of the original image to which blur is added is iS<=i<=iE, jS<=j<=jE, an objective normalized image (t, u) is obtained. Since the normalized image including the blur effect which is ordinarily obtained by coordinate transformation arithmetic can be obtained only by one arithmetic operation, address control can be reduced and it is unnecessary to prepare a memory for storing the normalized image to use it for the succeeding blur processing.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パターン・マツチングによるパターン認識に
際して、その前処理として行われる画像パターンの処理
方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of processing an image pattern, which is performed as preprocessing during pattern recognition by pattern matching.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば成る文字画像なら文字画像を、例えば24×32
のメソシュに分割してこれらのメソシュ点(格子点)に
おける濃度値をディジタル値で表すことにより得られた
ディジタル画像があるものとする。このディジタル画像
をパターン・マツチング法によりパターン認識する場合
には、該ディジタル画像を成る標準パターンと比較し、
そのマツチングの程度によって認識することが行われる
For example, if the character image consists of 24x32
Assume that there is a digital image obtained by dividing the image into meshes and expressing the density values at these meshes (lattice points) as digital values. When this digital image is pattern-recognized by the pattern matching method, the digital image is compared with a standard pattern consisting of
Recognition is performed based on the degree of matching.

このようにして認識の対象とするディジタル画像を標準
パターンと比較する場合、両パターンの大きさが余り違
っていると、有効な比較が出来ない。そこで前処理とし
て、ディジタル画像の大きさを標準パターンの大きさに
揃えることが行われ、この操作を正規化と言う。ディジ
タル画像を正規化して標準パターンの大きさに揃える場
合、正規化前のディジタル画像に対してとられていた格
子点座標が、正規化後において、標準パターン(正規化
パターン)に対してとられていた格子点座標(正規化座
標)とぴったり一致することは少なく、どうしてもその
間にずれを生じるので、そのずれた分を補間することに
より、正規化後のディジタル画像が得られる。
When comparing a digital image to be recognized with a standard pattern in this way, if the sizes of the two patterns are too different, an effective comparison cannot be made. Therefore, as preprocessing, the size of the digital image is made equal to the size of the standard pattern, and this operation is called normalization. When normalizing a digital image to match the size of a standard pattern, the grid point coordinates that were taken for the digital image before normalization will be taken for the standard pattern (normalized pattern) after normalization. The coordinates of the lattice points (normalized coordinates) rarely match exactly, and a deviation inevitably occurs between them, so by interpolating the deviation, a normalized digital image can be obtained.

以下、第2図を参照してこの補間について説明する。This interpolation will be explained below with reference to FIG.

第2図はこの補間操作の説明図である。同図において、
正規化前のディジタル画像(原画像)は、横軸がiで縦
軸がjの座標系に属し、f  (i。
FIG. 2 is an explanatory diagram of this interpolation operation. In the same figure,
The digital image (original image) before normalization belongs to a coordinate system where the horizontal axis is i and the vertical axis is j, and f (i.

j)なる関数として表されるものとしている。また正規
化後のディジタル画像は、横軸がkで縦軸がlの座標系
(正規化座標系)に属し、g (k。
j) is expressed as a function. Further, the digital image after normalization belongs to a coordinate system (normalized coordinate system) in which the horizontal axis is k and the vertical axis is l, and g (k.

β)なる関数として表されるものとする(但し、第2図
において、座標軸にと!そのものは図示されていない)
β) (However, in Figure 2, the coordinate axes themselves are not shown)
.

今、正規化前の原画像f  (i、j)の成る格子点(
im、jn)が、正規化後において正規化座標系内に位
置したとき、その位置(im、jn)の周囲に正規化座
標系に属する4つの格子点、即ち(kp、βq)、(k
p+1. j!q)、(kp+1.βq+1)、(kp
、jlq+1)が存在したとする。
Now, the grid points (
im, jn) is located within the normalized coordinate system after normalization, four grid points belonging to the normalized coordinate system, namely (kp, βq), (k
p+1. j! q), (kp+1.βq+1), (kp
, jlq+1) exists.

すると、正規化後の画像としては、そのとり得る格子点
は、もはや横軸がiで縦軸がjの座標系に属する格子点
(in、jn)ではなく、正規化座標系に属する格子点
でなければならないので、この場合、格子点(im、j
n)における値f(im、jn)をその周囲の格子点(
kp、j!q)、(kp+1. 7!q)、(kp+1
. 1 q +1)、(kp、j2q+1)に振り分け
ることが行われ、この操作が補間操作である。補間後の
各格子点における値をそれぞれf  (kp、Aq) 
、f(kp+1.42q) 、f  (kp+1.Nq
+1)、f  (kp、6q+1>とすると、補間法と
して線形補間法を採用した場合、次のような式で表され
る。
Then, in the normalized image, the possible grid points are no longer grid points (in, jn) belonging to the coordinate system with i on the horizontal axis and j on the vertical axis, but grid points belonging to the normalized coordinate system. In this case, the grid point (im, j
The value f(im, jn) at the surrounding grid points (
kp, j! q), (kp+1. 7!q), (kp+1
.. 1 q +1) and (kp, j2q+1), and this operation is an interpolation operation. The value at each grid point after interpolation is f (kp, Aq)
, f (kp+1.42q), f (kp+1.Nq
+1), f (kp, 6q+1>), and when a linear interpolation method is adopted as the interpolation method, it is expressed by the following equation.

但し、原画像f  (i、Dの大きさを(iQxjO)
としたとき、正規化後の画像g (k、  jりの大き
さが(kO×β0)になるものとして、その正規化に伴
う大きさ寸法の変換比が横軸方向においてr=kQ/i
Q、縦軸方向において5=A0/jOであるものとする
However, the original image f (i, the size of D is (iQxjO)
Assuming that the size of the image g (k, j) after normalization is (kO x β0), the size conversion ratio due to normalization is r = kQ/i in the horizontal axis
Q, 5=A0/jO in the vertical axis direction.

・ (1−β)       ・・・・・・・・・(1
)(1−β)         ・・・・・・・・・(
2)α)・β        ・・・・・・・・・(3
)、β           ・・・・・・・・・(4
)但し、k−(r −1) 11= (s −j) α=r−4−(r−i) β−5−j−(s−j) ここで、〔〕はガウス記号、つまり〔〕内の数値が整数
と小数部から成るとき、整数をとることを意味する記号
である。
・ (1-β) ・・・・・・・・・(1
)(1-β) ・・・・・・・・・(
2) α)・β ・・・・・・・・・(3
), β ・・・・・・・・・(4
) However, k-(r-1) 11= (s-j) α=r-4-(r-i) β-5-j-(s-j) Here, [] is a Gauss symbol, that is, [ ] This symbol means that when the number in brackets consists of an integer and a decimal part, it is an integer.

上記(1)〜(4)式による計算を、im=1〜io、
jn=1〜jOにより定義される各格子点について行う
ことにより、正規化後の画像g(k、1)が得られる。
Calculations using equations (1) to (4) above are performed as im=1 to io,
By performing this for each grid point defined by jn=1 to jO, a normalized image g(k, 1) is obtained.

さてパターン・マツチング法によりパターン認識を行う
場合、正規化後の画像か、或いはその比較の対象である
標準パターン(標準画像)の何れかに対してボケ処理を
行うと、有効な場合がある。
When performing pattern recognition using the pattern matching method, it may be effective to perform blurring processing on either the normalized image or the standard pattern (standard image) to be compared.

両画像のうち、一方が拡がりを持ち、他方がシャープな
場合、後者にボケ処理を施してやると、比較の際、良く
マツチして誤認識を起こすことがない。
If one of the two images is expansive and the other is sharp, if you apply blurring to the latter, the images will match well when compared and will not cause erroneous recognition.

かかるボケ処理は、正規化後の画像をg (k。Such blur processing involves converting the normalized image to g (k.

l)、ボケ処理を施した後の画像をh (t、u)、ボ
ケ処理を行う領域の大きさをす。×b。、ボケの係数を
Cv、、(1≦V≦b0,1≦W≦bo)とすると以下
の式で表される。
l), the image after performing the blurring process is h (t, u), and the size of the area to be subjected to the blurring process. ×b. , the blur coefficient is Cv, (1≦V≦b0, 1≦W≦bo), it is expressed by the following equation.

W)            ・・・・・・・・・・・
・(5)〔発明が解決しようとする問題点〕 以上説明したように、従来は、パターン認識に際しての
前処理として、原画像の正規化のための座標変換とボケ
処理のための演算の2段階の作業が必要であり、正規化
後の画像を次のボケ処理に備えて一旦蓄積するためのメ
モリが必要になるという問題があった。
W) ・・・・・・・・・・・・
・(5) [Problems to be solved by the invention] As explained above, conventionally, as preprocessing for pattern recognition, there are two steps: coordinate transformation for normalizing the original image and calculation for blurring. This method requires multiple steps, and there is a problem in that a memory is required to temporarily store the normalized image in preparation for the next blurring process.

本発明の目的は、かかる問題点を解決し、正規化とボケ
処理を一回の作業で実現することを可能にする前処理と
しての画像パターンの処理方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image pattern processing method as pre-processing that solves these problems and allows normalization and blurring to be performed in one operation.

第3図を参照して具体的に説明すると、第3図(イ)は
従来の処理方法を示し、第3図(ロ)は本発明の目的と
する処理方法を示すものと言える。
To explain specifically with reference to FIG. 3, it can be said that FIG. 3(a) shows a conventional processing method, and FIG. 3(b) shows a processing method aimed at by the present invention.

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

上記問題点解決のため、本発明では、縮尺変換関数なる
関数を定義して用いる。この縮尺変換関数とは、各格子
点毎に定義されるものであり、成る格子点を中心とする
直交軸x、  yを想定した場合、X軸を中心とする対
称な座標位置に対して同じ値の重み付けを付与し、同様
にy軸を中心とする対称な座標位置に対しても同じ値の
重み付けを付与する関数であって、φ(x、y)で表さ
れる。
In order to solve the above problem, the present invention defines and uses a function called a scale conversion function. This scale conversion function is defined for each grid point, and if we assume orthogonal axes x and y centered on the grid point, the scale conversion function is the same for symmetrical coordinate positions centered on the It is a function that assigns weighting to a value and similarly assigns the same weighting to coordinate positions that are symmetrical about the y-axis, and is expressed as φ(x, y).

第4図はかかる縮尺変換関数の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of such a scale conversion function.

同図において、1=kp  なる座標軸とj=#qなる
座標軸との交点0について定義された縮尺変換関数φ(
i−kp、j  nq)が立体的な曲線として示されて
いる。即ち、この曲線の高さが座標値(i−kp、j−
βq)の関数としての縮尺変換関数φ(i−kp、  
j−j!q)を表している。
In the figure, the scale conversion function φ(
i-kp, j nq) is shown as a three-dimensional curve. That is, the height of this curve is the coordinate value (i-kp, j-
The scaling function φ(i−kp,
j-j! q).

1=kp  なる座標軸を中心とする対称な座標位置に
対して同じ値をとり、またj−βq なる座標軸を中心
とする対称な座標位置に対しても同じ値をとっているこ
とが認められるであろう。
It can be seen that it takes the same value for symmetrical coordinate positions centered on the coordinate axis 1=kp, and also takes the same value for symmetrical coordinate positions centered on the coordinate axis j-βq. Probably.

〔作用〕[Effect]

次に第5図を参照して作用を説明する。同図において、
正規化されていない原画像パターンは座標系(i、j)
に属するものとし、そのうえに正規化画像(標準画像)
パターンを写像したところ、該標準画像パターンは座標
系(i”、j′)に属することになったとする。
Next, the operation will be explained with reference to FIG. In the same figure,
The unnormalized original image pattern is in the coordinate system (i, j)
and the normalized image (standard image)
Assume that when the pattern is mapped, it is determined that the standard image pattern belongs to the coordinate system (i'', j').

このとき正規化されていない原画像をf  (t。At this time, the unnormalized original image is f (t.

j)とし、縮尺変換関数をφ(x、  y)とし、ボケ
効果を加えた正規化画像をh (t、u)とし、縮尺率
をr’=t/i、s’ 出u/j、ボケを加える原画像
の領域をi3≦i≦i+:+Js≦j≦jtとすれば、
次の式によって目的とするh (t。
j), the scale conversion function is φ(x, y), the normalized image with the blurring effect is h(t, u), and the scale rate is r'=t/i, s' out u/j, If the area of the original image to which blur is added is i3≦i≦i+:+Js≦j≦jt, then
The desired h (t.

U)が得られる。U) is obtained.

・f  (i、j)       ・・・・・・(6)
ボケを加える領域1s+  tE、Js+  JEと縮
尺変換関数φ(x、y)は対象画像の大きさ、画像の種
類等によって最適なものを選択する。
・f (i, j) ・・・・・・(6)
The areas 1s+tE and Js+JE to which blur is added and the scale conversion function φ(x, y) are optimally selected depending on the size of the target image, the type of image, etc.

縮尺変換関数φ(x、y)としそは、 8次多項式 φ(x、y)= (x”−a2) 2・(
y2 1,2)! 双曲線型  φ(x、  y) = (1−a・1x1
)・ (1−b ・ 1 y 1) 等を用いることができる。
The scale conversion function φ(x, y) is an 8th degree polynomial φ(x, y)= (x”−a2) 2・(
y2 1,2)! Hyperbolic type φ(x, y) = (1-a・1x1
)・(1-b・1 y 1) etc. can be used.

第6図(i) 、  (ii)はこれらの関数のグラフ
つまり(i)は8次多項式の縮尺変換関数を表わし、(
ii)は双曲線型のそれを表わしている。
Figures 6(i) and (ii) are graphs of these functions, i.e., (i) represents the scale conversion function of the 8th degree polynomial, and (
ii) represents a hyperbolic type.

〔実施例〕〔Example〕

次に、図を参照して本発明の詳細な説明する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention.

同図において、(イ)は、正規化画像(標準画像)を示
し、その大きさは、20X20のメソシュから構成され
ているものとする。他方、(ロ)は原画像を示し、その
大きさは、123X147のメソシュから構成されてい
るものとする。この原画像(123X147)を正規化
画像(20×20)に変換し、しかもボケ効果を加えた
後の正規化画像を得る場合について説明する。
In the figure, (A) shows a normalized image (standard image), and its size is assumed to be composed of 20×20 meshes. On the other hand, (b) shows the original image, and its size is assumed to be composed of 123×147 meshes. A case will be described in which this original image (123×147) is converted into a normalized image (20×20) and a normalized image is obtained after adding a blurring effect.

既に述べたように、(イ)に示す正規化画像を(ロ)に
示す原画像に写像した後、(ハ)に示す如き領域(斜線
領域)にわたり、原画像のサンプリング値と定義した縮
尺変換関数の値との積の和を求める。
As already mentioned, after mapping the normalized image shown in (a) to the original image shown in (b), scale conversion defined as the sampling value of the original image is performed over the area (hatched area) shown in (c). Find the sum of products with the value of a function.

定量的に説明すれば次の如(である。A quantitative explanation is as follows.

縮尺率はr−20/123,5=20/147であるか
ら 1 / r =6.15 、 1 / s =7.
35である。縮尺変換関数として双曲線型を用い、a=
1/12.b=1/14とすると φ(x、  y) −、(1−l x l/12)  
・ (1−lyl/14) となる。この場合、ボケ効果を加えた正規化画像の第(
10,’10)画素、h (10,10) は1s−C
61,5−12) +1= (49,5) +1=50
it = (61,5+12) = (73,5) ”
’73j  s=  (73,514)  +l=  
(59,5)  +1=60L −(73,5+14)
 −(87,5) =87従って j) となる。他の画素も同様にして求められる。
Since the scale factor is r-20/123,5=20/147, 1/r=6.15, 1/s=7.
It is 35. Using a hyperbolic type as a scale conversion function, a=
1/12. If b=1/14, φ(x, y) −, (1−l x l/12)
・(1-lyl/14). In this case, the normalized image with the blur effect (
10,'10) pixel, h (10,10) is 1s-C
61,5-12) +1= (49,5) +1=50
it = (61,5+12) = (73,5)”
'73j s= (73,514) +l=
(59,5) +1=60L -(73,5+14)
−(87,5) =87, so j). Other pixels are found in the same way.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、従来2回にわたる座標変換演算によ
り得ていたボケ効果の加えられた正規化画像を1回の演
算により得られるようにしたので、アドレス制御が少な
くて済み、一旦正規化した画像を次のボケ処理に備えて
記憶しておくためのメモリも不要になる利点がある。
According to this invention, a normalized image with a blurring effect, which was conventionally obtained by two coordinate transformation operations, can be obtained by a single operation, so there is less need for address control, and once the normalization is performed, This has the advantage of eliminating the need for memory to store images in preparation for the next blurring process.

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

第1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2図は補間
操作の説明図、第3図は従来技術と本発明の目的とする
処理方法との対比説明図、第4図は本発明において用い
る縮尺変換関数の説明図、第5図は本発明の詳細な説明
するための座標系の説明図、第6図は本発明において用
いる縮尺変換関数の例を示す説明図、である。 符号の説明 i、j・・・座標軸
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of an interpolation operation, FIG. 3 is an explanatory diagram of a comparison between the conventional technology and the processing method targeted by the present invention, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of the scale conversion function used in the present invention, FIG. 5 is an explanatory diagram of a coordinate system for explaining the present invention in detail, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the scale conversion function used in the present invention. . Explanation of symbols i, j...coordinate axis

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)比較の対象となる標準パターンとしての正規化画像
を、正規化されていない原画像上に逆写像し、該正規化
画像における正規化座標に従って原画像をサンプリング
すると共に、そのサンプリング値に、正規化座標の各格
子点毎に定義された所与の縮尺変換関数(格子点を通る
座標軸からみて対称的な位置にある画素に対して同じ量
の重み付けを行う重み付け関数)による値を乗算して重
み付けを行い、それらの和を求めることにより、前記原
画像のボケ効果を加えた正規化画像を得ることを特徴と
する画像パターンの処理方法。
1) A normalized image as a standard pattern to be compared is inversely mapped onto a non-normalized original image, the original image is sampled according to the normalized coordinates in the normalized image, and the sampling value is Multiply the value by a given scale conversion function defined for each grid point of the normalized coordinates (a weighting function that weights pixels at symmetrical positions by the same amount when viewed from the coordinate axis passing through the grid point). A method for processing an image pattern, characterized in that a normalized image with a blurring effect added to the original image is obtained by weighting the original image and calculating the sum thereof.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0358283A (en) * 1989-07-27 1991-03-13 Fujitsu Ltd Distorted picture preparing and processing system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60225282A (en) * 1984-04-23 1985-11-09 Hitachi Ltd Reducing system of picture

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