KR910007033B1 - 패턴인식장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

패턴인식장치
제1도는 종래의 인식장치를 나타내는 블록 다이아그램.
제2도는 본 발명에 의한 패턴인식장치의 일실시예를 나타내는 블록 다이어그램.
제3도는 사서 패턴을 설명하는 다이어그램.
제4도는 특징사서를 형성하는 처리를 도시한 다이어그램.
제5도 및 제6도는 제4도에 도시된 특징사서를 형성하는 처리를 설명하는 플로우 챠트.
제7도는 제2도에 도시된 패턴정합회로를 상세히 설명하는 블록 다이어그램.
제8도는 제7도에 도시된 국부밀도 카운터의 서브 매트릭스를 나타내는 다이어그램.
제9도는 본 발명에 의한 판정동작을 설명하는 다이어그램.
제10도는 제7도에 도시된 패턴비교회로와 국부밀도카운터의 블록 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 대상 패턴 2 : 이미지 입력장치
3 : A/D변환기 4 : 프레 임 메모리
5 : 패턴정합회로 6 : 사서 메모리
7 : 제어 시스템 8 : 특징사서 형성회로
9 : 사서 정합회로
본 발명은 패턴인식장치에 관한 것이다. 특히, 패턴이 비교되고 대조될 경우에 사용되는 특정사서를 형성하기 위한 향상된 방법, 및 특징 사서를 가중시키기 위한 방법에 관한 것이다.
패턴을 인식하는 종래방법에서, 대상 패턴은 이전에 등록된 사서 패턴과 비교되고 대조되어 최소한의 부정합도(또는 초대 정합도)를 갖는 사서 패턴이 대상 패턴으로서 인식되는 판정을 한다.
이러한 형식으로 패턴인식의 결점은 유사한 패턴간의 판정을 하는데 있어서 양호하지 않다는 것이다. 특, 매우 유사한 패턴이 비교되는 경우에는, 부정확한 인식이 발생할 수 있다. 이것은 유사한 패턴 사이에 몇몇 부정합 부분만이 존재하기 때문인데, 대상 패턴과 그것의 유사한 패턴 종류의 사서 패턴간의 부정합도는 대상 패턴 자체의 양자 오류 또는 불왕전에 의해 발생된 부정합도와 동일하게 낮다.
전술한 결점을 제거하기 위해, 다음 방법이 사용된다. 즉, 특징 패턴으로서 등록된 유사한 패턴들간의 상이한 부분이 인식 정확도를 향상시키기 위해 대상 패턴과 면밀히 비교되고 대조(즉, 가중)된다. 그러나, 이 방법에서는, 유사한 패턴쌍간의 특징점을 얻는 것과 특징 사서를 형성시키는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 유사한 문자들 또는 패턴들간의 인식시에 오류를 방지할 수 있는 패턴인식장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인식처리를 쉽고 간단하게 수행할 수 있는 패턴인식장치를 제공하는 것이다.
대상 패턴의 이미지를 입력하는 이미지 입력장치, 상기 이미지 입력장치로부터의 아날로그 영상 신호를 2진 신호로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기, 상기 2진 신호를 기억하는 프레임 메모리, 상기 프레임 메모리에 기억된 신호를 사서 메모리의 사서패턴과, 비교하는 패턴정합회로, 상기 사서 메모리 내의 문자 및 이미지 패턴의 사서 패턴을 서로 비교하는 사서 정합회로, 상기 사서 패턴쌍의 부정합 부분을 특징 사서로서 자동으로 형성하고 내부에 그것을 등록하고 있는 특징 사서 형성회로로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴인식장치의 제공에 의해 상기 언급한 목적을 달성할 수 있다.
본 발명의 특징과 장점은 본 발명의 범위가 제한되지 않는 첨부도면을 참조로 한 이후의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
제1도는 종래의 패턴인식장치의 블록도이다.
제1도에서, 대상 패턴(1)의 이미지가 이미지 입력장치(2)에 의해 포착되고, 이 포착된 아날로그 영상신호는 아날로그-디지탈 변환기(3)에 의해 디지탈 신호로 변환되어, 2차원 프레임 메모리(4)에 기억된다. 이어서, 사서 메모리(6)에 기억된 사서 패턴 및 프레임 메모리(4)에 기억된 디지트화된 대상 패턴이 패턴정합회로(5)에서 비교되고 대조되어, 최소한의 부정합을 갖는 사서 패턴이 대상 패턴이 되도록 판정한다. 이러한 동작은 제어 시스템(7)에 의해 제어된다.
대상 패턴에서 양자 오류 등을 감소시키기 위해, 패턴간의 실제 비교 및 대조 동작에서, 원(原) 이미지 자체로부터 형성되는 사서는 사서로서 사용되지 않으며, 그 대신 원 패턴이 넓은 광 사서 및 원 패턴이 좁은 협 사서가 이 목적을 위해 사용된다. 더욱이, 판정 정확도를 증가시키기 위해, 대상 패턴을 특징 사서와 대조시킨다.
패턴 정합이 이러한 사서를 사용해서 실시될 경우에는, 특징 사서와 대상 패턴간의 부정합도, 대상 패턴의 협 사서간이 부정합도, 대상 패턴과 광 사서간의 부정합도는 가중계수를 곱해서 얻어진다. 그리고, 이러한 총 부정합도는 대상 패턴을 인식하는데 사용된다.
패턴인식장치의 정밀도는 비교 및 대조 동작에 사용된 사서 패턴에 의해 판정되며, 따라서 양질의 사서 패턴과 특징 사서 패턴을 형서하는 것은 중요하다. 그러나, 특징사서를 형성하는데 사용된 패턴수는 그것이 각 사서 패턴의 조합이므로, 많아진다. 특징 사서를 형성할 경우, 유사한 패턴의 조합은 조작자에 의해 결정되며, 유사한 패턴들간의 특징될 부분들도 조작자에 의해 선택된다.
따라서, 전술한 방법에서, 특징 사서는 정량적 기준에 의해 형성도지 않으므로, 그것은 애매한 동시에 많은 공정수를 요하게 된다. 그러므로, 필요로 하는 완전한 특징 사서가 형성될 수 없다.
제2도는 본 발명의 일실시예에 대한 블록도이다. 제2도에서, 대상 패턴의 이미지는 이미지 입력장치(2)에 의해 포착된다. 이 포착된 아날로그 영상 신호는 아날로그-디지탈 변환기(3)에서 디지탈신호로 변환되고, 2차원 프레임 메모리(4)에 기억된다. 이어서, 사서 메모리(6)에 기억된 사서 패턴 및 프레임 메모리(4)에 기억된 디지트화된 대상 패턴은 패턴정합회로(5)에서 비교되고 대조되어, 최소한의 부정합을 갖는 사서패턴이 대상 패턴이 되도록 판정된다. 이러한 동작은 제어시스템(7)에 의해 제어되며, 본질적으로 제1도에 표시된 종래 장치의 것과 동일하다.
제2도에 표시된 본 발명에서, 사서 정합회로(9)가 특징 사서를 형성하기 위해 제공된다. 사서 정합회로(9)는 사서 쌍의 정합을 개시하도록 사서 메모리(6)에 명령을 보내며, 따라서 사서 패턴이 사서 메모리(6)에 등록된 사서 패턴의 모든 조합에 대해 비교되고 대조되며, 이때 유사한 사서 패턴쌍을 선택한다. 즉, 사서 패턴간의 부정합도는 사서 메모리(6)에 등록된 것과 같으며, 소정의 기준보다 더 작게 된다.
패턴정합회로(5)의 소정의 기준으로 선택된 유사한 패턴의 조합에 관해서, 유사한 사서간의 부정합 패턴은 특징 사서 형성회로(8)로 보내지며, 특징 사서는 유사한 패턴쌍을 정합시킴으로써 형성된다. 이러한 특징 사서는 메모리(6)에 등록된다.
본 발명에 의한 패턴인식장치에서, 사서 정합회로(9) 및 특징 사서 형성회로(8)에 의해 형성된 특징 사서 패턴 및 대상 패턴이 비교되어 정합될 경우, 비교를 수행하기 위해 가중 정합회로에 의해 가중된 부정합 비트수가 계수되고 사서 패턴과의 비교에 의해 관측된 부정합 부분수는 계수된 결과에 의해 가산되어 대상 패턴이 판정된다.
다음에, 특징 사서를 형성하기 위한 방법이 예제로서 문자("0" 및 "C")를 사용해서 설명할 것이다.
제3도는 원(原) 사서, 광 사서, 협 사서, 및 특징 사서간의 관계를 나타낸다.
제3도에서, (a)는 문자(O)의 원 패턴(20)을 나타내고, (b)와 (c)는 문자(0)의 광 사서(21) 및 협 사서(22)를 각각 나타낸다.
이 패턴(b)와 (c)은 패턴(a)으로부터 자동으로 형성된다. 패턴(d)은 문자 (0)가 문자(C)와 정합된 경우 문자(O)에 대한 특징 사서를 나타낸다. 또한, 제3도에서 (e)는 문자(C)의 원 패턴(23)을 나타내고, (f)와 (g)는 문자(C)의 광 사서(24)와 협 사서(25)를 나타낸다. 이러한 패턴((f)와 (g))은 원 패턴(e)으로부터 자동으로 형성된다. 패턴(h)은 문자(C)가 문자 (O)와 정합될 경우 문자(C)의 특징 사서를 나타낸다.
제4도는 특징 사서를 형성하는 처리를 예시하는 다이어그램이다. 특징 사서를 형성할 경우, 문자(C)의 광 사서(24) 및 문자(O)의 협 사서(22)가 제4a도와 같이 정합되고, 문자(C)의 광 사서(21)와 정합하지 않는 문자(O)의 협 사서(22)의 부분(26)은 제4b도와 같이 문자(C)의 특징사서에 대한 배경의 특징으로서 등록되며, 또한 제4c도와 같이 문자(O)의 특징으로서 등록되며, 또한 제4c도와 같이 문자(O)의 특징 사서에 대한 문자부분의 특징으로서 등록된다. 전술한 설명에서는, 문자(O)와 문자(C)에 관한 설명만이 기술되었으나, 문자의 다른 조합에 있어서, 비슷한 비교 및 정합동작은 부정합 부분수가 소정의 부분보다 더 작은 비슷한 패턴의 조합만을 위해 실행된다.
제5도는 특징 사서를 형성하는 알고리즘을 나타내느 플로우 챠트이다.
제5도에서 예를들어 Mm(x,y)는 문자(C)를 나타내며, Mn(x,y)은 문자(O)를 나타낸다. 제5도에서, 블록(51)은 광 사서 및 협 사서를 포함하는 대상사서이다. 블록(51)의 대상 사서는 블록(52)의 모든 다른 등록된 사서와 비교된다. 블록(53)에서, 사서의 수평방향이 주사되고 부정합 카운터(CT)가 계수된다.
다음에, 블록(54)에서, 사서의 수직방향이 주사된다. 블록(55)에서, O의 광 서서와 C이 협 사서 사이, 또한, C이 광 사서 및 O 사서 사이의 비교가 이루어지며, 조건 Mn(x,y)이 협 문자부분이고 Mm(x,y)이 배경부분인가, 또는 Mn(x,y)이 배경부분이고 Mm(x,y)이 협 문자부분인가가 판정된다. 원하는 조건이 블록(55)에서 만족될 경우, 부정합 카운터(CT)는 블록(56)에서 상향으로 계수된다. 원하는 조건이 블록(55)에서 만족되지 않을 경우에는, 블록(55)의 출력은 블록(57)으로 공급되고 다음 주사가 전송된다. 유사한 동작이 블록(57,58,59 및 60)의 수평 및 수직방향에 대해 반복된다. 블록(61)은 블록(59)의 출력이 비슷한 문자를 정하는가의 여부를 판정한다.
대상 사서(Mn(x,y)) 및 다른 사서(Mn(x,y)에 대응하는 이미지의 부정합도((Qmn)는 다음 식에 의해 판정된다.
Figure kpo00001
x=0
y=0
Figure kpo00002
x=0
y=0
Qmn=Qmn1+Qmn
여기서, Mn1(x,y) 및 (x,y)은 광 사서를 나타내고, Mm2(x,y) 및 Mn2(x,y)는 협 사서를 나타낸다.
이러한 부정합도는 소정의 상수(α)와 비교된다. 한쌍의 특징이 형성된 후에, 처리는 블록(63,64,65 및 66)을 경유하여 다음 사서로 전송된다.
제6도는 제5도에서의 블록(62)의 특징 형성에 관한 알고리즘을 나타내는 플로우 챠트이다.
제6도에서, 블록(71 내지 8)은 제5도에 표시된 것과 비슷한 동작을 나타낸다.
제7도는 제2도의 패턴정합회로가 상세히 도시되어 있는 패턴인식장치의 블록 다이어그램이다. 제7도에서, 대상 패턴(1)의 이미지가 영상 입력장치(2)에 의해 포착되고, 이 포착된 아날로그 영상 신호(a)는 아날로그-디지탈 변환기(3)에서 디지탈 신호(b)로 변환되며, 2차원 프레임 메모리에 기억된다. 사서 메모리(6)는 이전에 기준용으로 사용된 많은 수의 사서 패턴을 기억하고 있다. 프레임 메모리(4)에 기억된 대상 패턴(j) 및 사서 메모리(6)에 기억된 사서 패턴(i)을 정합되고 패턴비교회로(5a)에서 비교된다.
패턴비교회로(5a)는 대상 패턴(j)과 사서 패턴(i)간의 부정합 비트수를 계수하며, 부정합부분(c)의 정도를 출력한다. 게다가, 패턴비교회로(5a)는 대상 패턴(j)과 사서 패턴(i)을 정합시켜 비교함으로써 얻어진 패턴을 분할시키며, 예를들어 3비트×3비트의 서브 매트릭스와 같이 비트 단위로 정합 또는 부정합도를 나타내며, 이러한 판정을 국부 패턴(f)으로서 국부 밀도 카운터(5b)에 입력시킨다. 제8도는 전술한 서브 매트릭스의 개략적인 다이어그램이다. 제8도에서, X는 부정합 비트를 나타내고, 실선은 서브 매트릭스의 경계를 나타낸다. 국부 패턴(f)은 서브 매트릭스의 단위로 국부 밀도 카운터(5b)에 순서적으로 입력되어, 서브 매트릭스의 모든 비트가 부정합 단계(제8도에서 F로 도시된)에 있는 국부 패턴(f)수가 계수된다.
제8도에서, 3개의 이러한 국부 패턴(f)이 존재한다. 판정회로(5c)(제7도)는 부정합부분(c)의 정도 및 국부 밀도 카운터(5b)로부터 수신된 밀도(g)의 계수치에 의존하여 판정(h)을 한다.
제9도는 본 발명에 의한 판정동작을 설명하는 다이어그램이다.
제9a도는 사서 패턴(앙파베트 문자 0)을 나타내고, b도는 대상 패턴이 알파베트 문자(C)인 경우의 부정합부분의 분포를 나타낸다.
제9b도에서, 부정합비트를 검은 점들로 나타내었다.
제9도에서 명백하듯이, 부정합 비트수가 비슷하고 사서 패턴이 대상 패턴과 상이 하면, 부정합 비트가 국부적으로 집중되어 있는 영역이 형성된다.
본 발명은, 부정합 비트가 국부적으로 집중된 영역이 형성되는 경우 사서 패턴이 대상 패턴과 일치하지 않는 것을 판정하는 방법으로 이러한 현상을 이용한다.
즉, 부정합 비트(i)수을 A로 정하고, 모든 비트가 부정합인(제8도에 도시된 것처럼) 서브 매트릭스의 수를 B로 정하며, 판정표준을 S로 정하여, 다음 식이 만족될때, 사서 패턴(i)이 대상 패턴과 같지 않다는 것으로 판정한다.
A+nB≥S(n : 계수)
예를들어, 제9b도의 경우에 B≥1이다. 그러므로, 판정하기 어려운 문자에 대한 패턴은 단지 부정합 비트 수로부터 쉬운 인식에 의해 판정될 수 있다.
제7도와 같이, 이와 같이 얻어진 판정(h) 결과가 제어시스템(7)으로 보내진다. 사서 패턴이 제어시스템(7)에서 대상 패턴과 동일하다고 판정될 경우, 제어시스템(7)은 판정결과를 공급하는 출력(e)을 발생시킨다. 사서 패턴이 대상 패턴과 동일하지 않다고 판정될 경우, 제어시스템(7)은 다음 사서 패턴을 출력시키기 위해 사서 메모리(6)로 명령(d)을 출력시킨다.
제10도는 제7도에 도시된 패턴비교회로(5a)와 국부밀도카운터(56)을 구비하는 전술한 판정회로의 일실시예에 대한 블록 다이어그램이다.
제10도에서, (30)은 정합회로이고, (31)은 부정합 도트 카운터이며, (32)은 AND 게이트익고, (33)은 카운터이며, S1내지 S3은 시프트 레지스터이고, ι1내지 S9은 시프트 레지스터(S1내지 S3)의 각 단에 대한 출력이다.
본 발명의 실시예에서, 3개의 시프트 레지스터(S1내지 S3)가 사용되고, 3×3비트 서브 매트릭스의 데이타가 이러한 시프트 레지스터에 순서적으로 가중된다. 서브 매트릭스의 데이타가 가중되는 경우, 시프트 레지스터(S1내지 S3)의 각 단에 대한 출력(ι1내지 ι9)은 AND게이트(32)로 입력된다. 서브 매트릭스의 모든 비트가 부정합 비트 경우, AND게이트(32)의 출력은 카운터(33)을 상향으로 계수한다.
전술한 실시예에서, 시프트 레지스터가 사용된다. 그러나, 부정합 비트의 분포 밀도의 판정이 시프트레지스터에 국한되는 것은 아니다.
예를들어, 주파수 필터는 푸리에(fourier)변화에 의한 화상 변환(공간 주파수 화상) 후에 사용될 수 있다.
상기에서 언급했듯이, 종래방법에 의해 판정될 수 없는 ("0" 및 "C"와 같은)문자들이 높은 인식율로 판정될 수 있다.

Claims (8)

  1. 인식될 이미지 패턴을 입력하여 아날로그 신호를 발생하는 이미지 입력장치(2) : 상기 이미지 입력장치(2)로부터의 아날로그 영상 신호를 수신하여 아날로그 신호를 2진 신호로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기(3) : 상기 변환기로부터 2진 신호를 수신하여 상기 2진 신호를 기억하는 프레임 메모리(4) : 상이한 이미지 패턴의 사서를 기억하는 사서 메모리(6) : 상기 프레임 메모리(4)에 기억된 신호를 사서 메모리(6)의 사서 패턴과 비교하는 패턴정합회로(5) : 상기 사서 메모리(6)의 사서 패턴을 서로 비교하여 유사한 사서 쌍을 선택하는 사서 정합회로(9) : 및 상기 사서 패턴쌍의 부정합 부분을 특징 사서로서 자동으로 형성하고 특징 사서를 등록하는 특징 사서 형성회로(8)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴인식장치.
  2. 제1항에 있어서, 소정치보다 더 낮은 부정합도를 갖는 상기 사서 쌍의 부정합 부분이 상기 특징 사서로서 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴인식장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 사서 메모리(6)내의 상기 사서가, 패턴이 넓은 광 사서 종류, 패턴이 좁은 협 사서 종류, 및 상기 광 사서 패턴과 정합하지 않은 상기 협 사서 패턴의 부분이 상기 광 사서 패턴의 배경부분 특징과 상기 협 사서 패턴의 이미지 특징으로서 등록되는 특징 사서 종류로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴인식장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 특징 사서의 상기 특징 부분을 가중시키는 패턴가중정합회로(10)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴인식장치.
  5. 제1항에 있어서, 모든 다른 이미지 패턴을 비교하는 패턴의 모든 부정합 부분을 포함하는 패턴이 상기 특징사서로서 사용되는 것을 특징으로 하는 패턴인식장치.
  6. 제1항에 있어서, 인식될 패턴과 사서 메모리내에 기억된 사서 패턴을 비교하여 비트로서 그곳에 정합 또는 부정합을 나타내는 국부 패턴을 형성하는 패턴비교회로(5a), 상기 패턴비교회로의 제1출력에 연결되어 부정합 비트의 밀도가 높은 국부패턴수를 계수하는 국부 밀도 카운터(5b), 및 상기 패턴정합회로(5)이 제2출력과 상기 국부 밀도 카운터(5b)의 출력에 연결되어 인식될 패턴과 비교되는 사서 패턴이 일치하는가의 여부를 판정하는 판정회로(5c)로 상기 패턴정합회로(5)를 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴인식장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 패턴비교회로(5a)가 정합회로(30), 상기 패턴정합회로(30)이 출력에 접속된 입력을 구비한 부정합 카운터(31), 및 상기 판정회로(56)에 연결된 출력(f)을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴인식장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 국부 밀도 카운터(5b)가 상기 정합회로(30)의 출력에 연결된 다수의 시프트 레지스터(S1,S2,S3), 상기 시프트 레지스터의 각 단의 출력에 연결된 AND게이트(32), 및 입력이 AND회로(32)의 출력에 연결되어 있고 출력은 상기 판정회로(5c)에 연결된 카운터(33)을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴인식장치.
KR1019850004476A 1984-06-25 1985-06-24 패턴인식장치 KR910007033B1 (ko)

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