KR960001751B1 - 2치 화상 처리에 의한 패턴 식별 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

2치 화상 처리에 의한 패턴 식별 장치

제1도는 본 발명의 한 예의 계통도.

제2도는 내지 제11도는 그 설명을 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 2치화 회로 32 : 프레임 메모리

36 : 발생기

본 발명은 2치 화상 처리에 의한 패턴 식별 장치에 관한 것이다.

본 발명은 2치 화상 처리에 의한 패턴 식별 장치에 있어서, 특이점을 식별의 판정점과 동시에 2치 처리에 의한 식별을 행함으로써 플렉시블하고 고속 처리를 할 수 있게 한 것이다.

물품의 형상등을 식별하는 패턴 매칭은 일반적으로 템플레이트 배칭법으로 행해지고 있다.

그런데, 이 템플레이트 매칭법은 미리 등록해 둔 마스터 패턴을 텔레비젼 화면의 전면에 대해서 주사하고 일치하는 패턴을 찾아내는 방법이므로 예컨대 문자 식별일 경우에는 1문자마다 스크롤할 필요가 있으며 식별에 시간이 소요된다.

또, 마스터 패턴의 크기, 종류 또는 수등의 점에서 제약이 있고 사용하기 거북한 면이 있다.

본 발명은 이들 문제점을 해결하려는 것이다.

그 때문에 본 발명에 있어선 식별의 기준이 되는 마스터 패턴 및 식별의 대상이 되는 대상 패턴을 촬상한 비데오 신호를 2치 신호로 변환하는 2치화 회로와 상기 2치 신호를 스토어하는 프레임 메모리와 이 프레임 메모리에 스토어된 상기 마스터 패턴의 화상을 표시하고 있는 화면상의 임의의 위치에 커저를 설정하는 설정 수단과 상기 마스터 패턴의 2치 신호중 상기 설정 수단으로 설정된 커저 위치에 대응하는 신호로 그 커저 위치의 흑백 정보를 마스터 데이터로서 등록하는 수단과 상기 대상 패턴의 2치 신호중, 상기 커저 위치에 대응하는 신호로 그 커저 위치의 흑백정보를 대상 데이터로서 끄집어내는 수단과 이 대칭 데이터와 상기 마스터 데이터를 비교하는 비교 수단과 이 비교 수단의 비교 출력에 기준해서 상기 식별 대상이 되는 대상 패턴에 관하는 식별 결과를 출력하도록 한 2치 화상 처리에 의한 패턴 식별 장치로 한 것이다.

플렉시블하게 또한, 고속으로 패턴 인식이 행해진다.

이 예에 있어선 7개의 표시 세그먼트가 자형으로 배열되어서 「0」부터「9」까지의 숫자중의 1개를 표시하고 있을 경우에 그 숫자를 식별하는 경우이다. 또, 제5도 내지 제10도는 모니터 디스플레이에 표시된 화상이며, 이것은 흑백 및 흑색으로 2치 처리된 것이다.

제1도에 있어서 (11)은 본 장치의 동작을 제어하는 16비트의 CPU, (12)는 BIOS등이 써넣어진 ROM, (13)은 RAM을 도시하며, 이 RAM(13)에는 예컨대 제2도에 도시하듯이 식별 처리의 프로그램, 마스터 데이터, 식별 실행시에 있어서의 식별 대상의 데이터등이 억세스됨과 더불어 일부가 CPU(11)의 작업 영역으로 된다. 그리고, 이들 메모리(12), (13)은 시스템 버스(19)를 통해서 CPU(11)에 접속된다.

또, (21)은 FDD, (22)는 키보드, (23)은 조이스틱(JS)을 도시하며 FDD(21)은 FDC(24)를 통해서 버스(19)에 접속되어 있음과 더불어 키보드(22) 및 조이스틱(23)은 인터페이스(25)를 통해서 버스(19)에 접속된다. 또한, FDD(21)의 플로피 디스크(29)에는 식별 처리의 프로그램으로서 제3도 및 제4도에 도시하는 흐름도의 프로그램(100), (200)이 세이브되어 있다.

또한, (41)은 기준이 되는 패턴 및 대상이 되는 패턴을 촬상하는 비데오 카메라를 도시하며, 이 카메라(41)로부터 휘도 신호 Sy가 끄집어 내어지며, 이 신호 Sy가 2치화 회로(31)에 공급되어서 소정의 임계 레벨보다 백 레벨측일 때에는 "0"레벨(백 레벨)이 되며, 그 임계 레벨보다 흑 레벨측일 때에는 "1"레벨(흑 레벨)이 되는 2치 신호 Sb로 되며 이 신호 Sb가 프레임 메모리(32)에 공급된다.

이 프레임 메모리(32)는 신호 Sb의 1 프레임분을 512화소×512화소의 분해능으로 스토어하는 것이며 메모리(32)로의 신호 Sb의 로드는 DMA 제어기(33)으로 신호 Sb의 수평 및 수직 동기에 동기해서 DAM 전송으로 행해진다.

또, (34)는 캐릭터 메모리, (35)는 캐릭터 발생기를 도시하며, 메모리(34)는 소위 V-RAM의 구성으로 되며, 이 메모리(34)에 캐릭터 발생기(35)의 캐릭터 코드가 로드됨으로서 모니터 화면에 대응하는 문자, 숫자, 기호가 표시된다. 또한, (36)은 커저로서 표시되는 신호를 형성하는 커저 발생기(37)은 CRT 제어기를 도시하며, 이 제어기(37)로 회로(32), (34) 내지 (36)이 제어됨과 더불어 그것들의 출력 신호가 합성되어서 모니터 디스플레이(42)에 공급되며 소정의 표시가 행해진다.

그리고 이 장치를 들어올리면 플로피 디스크(29)에 세이브되어 있는 프로그램(100), (200)이 제2도에 도시하듯이 RAM(13)에 로드되어서 명령 대기로 된다.

그때, 키보드(22)로부터 티칭 모드를 지시하면 프로그램(100)이 실행되어서 티칭이 행해진다.

즉, 프로그램(100)이 시작하면 스텝(101)에 있어서 패턴 인식의 기준이 되는 마스터 패턴의 화상이 카메라(41)로 촬상되며 이때의 신호 Sb의 1프레임이 메모리(32)에 DMA로 써넣어진다. 또, 이 써넣어진 신호 Sb가 CRT 제어기(37)로 판독되어서 디스플레이(42)에 공급되며 제5도에 도시하듯이 기준이 되는 마스터 패턴이 디스플레이 면에 표시된다.

이 도면에 있어선 마스터 패턴으로서 4종류(5문자)이 숫자 「2」, 「3」, 「5」, 「8」이 백색 및 흑색으로 2치화되어서 표시된 경우이다.

이어서 CPU(11)의 처리는 스텝(102)로 나아가며, 이 스텝(102)에 있어서 절대 좌표에 의한 기준점의 설정 처리가 행해진다. 즉, 커저 발생기(36) 및 캐릭터 발생기(35)의 신호가 디스플레이(42)에 공급되어서 디스플레이 화면에는 제6도에 도시하듯이, +자형인 커저 및 기준점 번호가 표시됨과 더불어 그 표시 위치는 조이스틱(23)의 조작에 따라서 임의로 변경되어서 기준점이 설정된다.

이 도면에 있어선 숫자 패턴의 좌견부에 각각 기준점(및 기준점 번호) 「+1」 내지 「+5」가 설정된 경우이다.

다음으로, 처리는 스텝(104)으로 나아가며, 이 스텝에 있어서 판정점의 설정 처리가 행해진다. 즉, 스텝(102)와 마찬가지로 해서 디스플레이 화면에는 제7도에 도시하듯이 X자형의 커저 및 판정 번호가 표시됨과 더불어 그 표시 위치는 조이스틱(23)의 조작에 따라서 임의로 변경되어서 판정점이 설정된다.

이 경우, 판정점은 기준점을 원점으로 하는 상대 좌표로 지정점과 더불어 패턴을 인식하는 데에 유의의 한 점에 설정되는 것이다. 이 때문에 이 도면에 있어선 제1번째의 기준점 「+1」을 원점으로 하고 이 기준점 「+1」이 위치하는 제1번째의 숫자 패턴에 대해서 「X1」 내지 「X7」의 판정이 설정된 경우이다.

이어서 처리는 스텝(104)로 나아가며, 이 스텝(104)에 있어서 스텝(103)에 있어서 설정한 판정점의 흑백 정보가 계산 및 판정되며, 그 판정 결과가 제8도에 도시하듯이 표시된다.

즉, 이 도면에 있어서 2행째가 그 판정 길이를 나타내는 것이며, 제1번째(좌단)의 숫자는 제1번째 내지 제8번째의 숫자가 판정점 「X1」 내지 「X7」의 판정결과를 도시하며, 이 숫자가 "0"일때는 판정점이 백색이며, "1"일 때는 흑색임을 도시한다.

다음으로 처리는 스텝(105)로 나아가며, 이 스텝(105)에 있어서 스텝(104)의 판정 결과 내지 표시 출력이 정확한지 어떤지를 묻는 문장의 디스플레이(42)에 표시되며, 이 물음에 대해서 키보드(22)로 착오로 입력했을 때엔 처리는 스텝(103)으로 되돌아가서 판정점 「X1」 내지 「X7」의 재설정 및 이후의 처리가 반복되며 정확하다고 입력되었을 때에는 처리는 스텝(106)으로 나아간다.

그리고 이 스텝(106)에 있어서 제1의 기준점 「+1」의 절대 좌표 및 판정점 「X1」내지 「X7」의 상대 좌표가 RAM(13)에 위치 데이터로서 등록되며 다음에 스텝(107)에 있어서 스텝(104)에 있어서의 판정 결과가 마스터 데이터로서 RAM(13)에 등록됨과 더불어 이것이 숫자의 「8」의 데이터임이 등록되며, 이것으로 제1의 기준점 「+1」를 대하는 마스터 패턴(숫자 패턴)에 대한 처리를 종료한다.

그리고 이후, 나머지 기준점 「+2」 내지 「+5」에 대해서도 마찬가지로 스텝(104) 내지 (107)이 실행된다. 단, 이 경우, 기준점「+2」 내지 「+5」에 대한 판정점 「X1」 내지 「X7」의 상대 위치는 기준점 「+1」에 대한 그것과 마찬가지로 되며, 유저에 의한 판정점「X1」 내지 「X7」의 설정은 행해지지 않으며, 기준점 「+1」에 대한 판정점「X1」 내지 「X7」의 상대 좌표의 데이터가 기준점「+2」 내지 「+5」에 대해서도 사용되어서 자동적으로 판정점 「X1」 내지 「X7」이 설정된다. 또, 기준점 「+2」 내지 「+5」에 대한 판정점 「X1」 내지 「X7」의 상대 좌표도 등록되지 않는다.

제9도는 모든 기준점 「X1」 내지 「X7」의 판정 결과가 표시된 상태를 도시하며 이 도면중의 숫자의 의미는 제8도와 마찬가지다.

그리고 이상으로 마스터 패턴의 티창을 종료하고, 장치는 다시 명령 대기로 된다.

그때, 키보드(22)로 식별 실행 모드를 지시하면 프로그램(200)이 실행되어서 대상이 되는 패턴의 식별이 행해진다.

즉, 프로그램(200)이 시작하면 스텝(201)에 있어서 패턴 식별의 대상이 되는 패턴의 2차 신호 S6의 1프레임이 DMA로 메모리(32)에 써 넣어진다. 또, 이 써넣어진 신호 Sb가 CRT 제어기(37)로 판독되어서 디스플레이(42)에 공급되며, 제5도에 도시하듯이 대상이 되는 패턴이 디스플레이 화면에 표시된다.

이어서 CPU(11)의 처리는 스텝(202)로 나아가며, 이 스텝(202)에 있어서 제1의 기준점 「+1」의 절대 좌표 및 판정점 「X1」 내지 「X7」의 상대 좌표를 도시하는 위치 데이터가 RAM(13)로부터 판독되어서 판정점「X1」 내지 「X7」의 위치(절대 좌표)가 계산되며 다음으로 스텝(203)에 있어서 스텝(202)에서 구한 위치의 흑백 정보 즉 대상 데이터가 메모리(32)의 신호 Sb로 계산된다.

그리고 스텝(204)에 있어서 스텝(203)에서 산출한 대상 데이터가 RAM(13)에 등록하고 있는 마스터 데이터와 비교되며 제10도에 도시하듯이 그 대상 데이터에 가장 가까운 마스터 데이터에 대응하는 숫자가 인식 결과로서 디스플레이 화면에 표시된다.

제10도에 있어선 3행째 이하에 있어서 좌측에 대상 데이터의 번호(기준점의 번호)가 표시되며, 그 우측에 대상이 되는 패턴을 「0」 내지 「9 」중의 어느 것으로 인식했는가가 표시되어 있다. 또, 이때의 기준점「+1」 내지 「+5」 및 판정점 「X1」 내지 「X7」도 표시되어 있다.

그리고 다음으로 스텝(205)에 있어서 모든 기준점에 대해서 인식 결과가 표시되었는지 여부가 체크되며, 모두에 대해서 표시되어 있을 때에는 (제10도), 프로그램(200)을 종료하며 모두에 대해서 표시되어 있지 않을 때엔 스텝(206)으로 다음 기준점이 선택되고 나서부터 스텝(202)로 되돌아간다.

다음으로 판정점에 대한 흑색, 백색의 판정법에 대해서 설명키로 한다.

비데오 카메라로 촬상된 화상은 제11a도에 도시하듯이 512화소×512화소의 크기로 분해함과 동시에 각 화소마다 백 레벨 또는 흑 레벨로 2치화한다. 그리고, 동 a도에 굵은 선으로 둘러싸 도시하듯이 커저가 도시하는 화소를 중심으로 하는 3화소×3화소를 판정점으로 간주하는 것이며(흑색, 백색의 판단에 사용한다), 이 3화소×3화소에 대해서 동 b도에 도시하듯이 무게 부여를 한다. 단, 이 무게의 배분은 유저가 임의로 설정하는 것이며, 그 총화는 100으로 한다.

그리고, 지금, 이 3화소×3화소가 예컨대 동 c도에 도시하는 것 같은 백색 및 흑색의 배분이었다고 하면 백색의 화소를 「0」, 흑색의 화소를 「1」로 하면, 동 c도는 동 d도와 같이 나타내어지므로 카솔이 도시하는 판정점(3화소×3화소 영역)에 대한 평가치 Ev를

Ev=5×0+10×0+5×0+10×0+40×1+10×1+5×1+10×1+5×1=70

과 같이 구한다.

그리고, 이때 임계 레벨 E_TH를 유저가 임으로 설정해두고 평가치 EV를 레벨 E_TH와 비교하고 그 비교결과로 커저가 나타내는 판정점이 흑색인지 백색인지를 판정한다.

지금의 경우에는 Ev=70이므로 E_TH=60으로 설정했을 때엔

E_V＞E_TH

이므로 커저가 도시하는 판정점은 「흑색」으로 판단한다. 또, E_TH=80으로 설정했을 때엔

E_V＜E_TH

이므로 커저가 나타내는 판정점은 「백색」으로 판단한다.

이같이 되서, 본 발명에 의하면 패턴 인식이 행해지는데 이 경우, 특히 본 발명에 의하면, 판정점 및 흑백 판정의 기준을 설정하는 것만으로도 되므로 종래의 패턴 매칭법에 비해 설정이 매우 간단하다. 게다가 절대 좌표에 의한 기준점을 원점으로 하는 상대 좌표로 판정점을 설정하고 있으므로 이것으로도 복수의 마스터 패턴 또는 대상 패턴에 대해서 판정점의 설정이 간단하다.

또, 판정점 및 흑백 판정 기준은 유저가 임의로 설정할 수 있으므로 패턴의 종류나 수에 대한 범용성이 크다.

또한, 판정은 판정에 필요한 특이점에 대해서만 2치 데이터에 의한 흑백 판별만으로 행하므로 처리 시간이 늦다.

또한, 상술에 있어서 마스터 데이터 및 대상 데이터 처리를 할 때, 이것을 랜덤 억세스 코드화해도 되며, 이것은 소프트웨어로 실현된다. 또, 2치화 회로(31)에 있어서의 임계 레벨도 유저로 임의로 설정하도록 해도 된다.

또한, 마스터 데이터는 다음번의 판정에 대비해서 플로피 디스크(29)에 세이브해 둬도 되며, 또는 대상 데이터를 디스크(29)에 세이브해 두고 이것을 통계 처리함으로서 문제점을 찾는 데이터로서 이용할 수도 있다. 또 조이스틱(23) 대신에 키보드(22)의 커저 또는 마우스등도 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면 판정점 및 흑백 판정의 기준을 설정하는 것만으로도 되므로 종래의 패턴 매칭법에 비해서 설정이 매우 간단하다. 게다가 절대 좌표에 의한 기준점을 원점으로 하는 상대 좌표로 판정점을 설정하고 있으므로 이것으로도 복수의 마스터 패턴 또는 대상 패턴에 대해서 판정점의 설정이 간단하다.

또, 판정점 및 흑백 판정 기준은 유저가 임의로 설정되므로 패턴의 종류나 수에 대한 범용성이 크다.

또한, 패턴은 판정에 필요한 특이점에 대해서만 2치 데이터에 의한 흑백 판별만으로 행하므로 처리 시간이 빠르다.

Claims (1)

1. 식별의 기준이 되는 마스터 패턴 및 식별의 대상이 되는 대상 패턴을 촬상한 비데오 신호를 2치 신호로 교환하는 2치화 회로와, 상기 2치 신호를 스토어하는 프레임 메모리와, 상기 이 프레임 메모리에 스토어된 상기 마스터 패턴의 화상을 표시하고 있는 임의의 위치에 커저를 설정하는 설정 수단과, 상기 마스터 패턴의 2치 신호중 상기 설정 수단으로 설정된 커저 위치에 대응하는 신호로 그 커저 위치의 흑백 정보를 마스터 데이터로서 등록하는 수단과, 상기 대상 패턴의 2치 신호중, 상기 커저 위치에 대응하는 신호로 그 커저 위치의 흑백 정보를 대상 데이터로서 끄집어내는 수단, 이 대상 데이터와 상기 마스터 데이터를 비교하는 비교 수단을 구비하고, 상기 비교 수단의 비교 출력에 기준해서 상기 식별의 대상이 되는 대상 패턴에 관한 식별 결과를 출력토록한 것을 특징으로 하는 2치 화상 처리에 의한 패턴 식별 장치.

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