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JP4966397B2 - Information processing apparatus and information processing method - Google Patents
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Description

本発明は、例えば文字、図形および音声などのパターンから抽出する特徴の有効性を判断するための情報処理装置および情報処理方法に関する。   The present invention relates to an information processing apparatus and an information processing method for determining the effectiveness of features extracted from patterns such as characters, graphics, and sounds.

文字や図形などのパターンが描かれている帳票をスキャナなどで読み取り、帳票に描かれている元のパターンを認識するパターン認識装置がある。   There is a pattern recognition device that reads a form on which patterns such as characters and figures are drawn with a scanner and recognizes the original pattern drawn on the form.

このパターン認識装置では、パターン認識の際には、画像から認識対象のパターンが存在するエリアを切り出して、そのエリアの画像から抽出した特徴が予めパターン辞書に記憶されている参照パターンの特徴とどの程度類似しているかを判定し、帳票に描かれているパターンを特定する。   In this pattern recognition apparatus, at the time of pattern recognition, an area in which a pattern to be recognized exists is cut out from an image, and features extracted from the image of the area are pre-stored in the pattern dictionary. It is determined whether the patterns are similar to each other, and the pattern drawn on the form is specified.

このため、画像から抽出した特徴がパターン識別にどれだけ有効かどうかを検証することが極めて重要な課題となる。   For this reason, it is extremely important to verify how effective the feature extracted from the image is for pattern identification.

特徴抽出に関する従来の技術として、例えば処理対象の画像の画素ごとに特徴を形成し、該特徴が質的性質や量的性質が予め定めた条件を満たすとき、該特徴に対応する処理対象の画像の画素を色付けする技術が既に公開されている(例えば特許文献1参照)。   As a conventional technique related to feature extraction, for example, when a feature is formed for each pixel of an image to be processed, and the feature satisfies a predetermined condition of a qualitative property or a quantitative property, the image to be processed corresponding to the feature A technique for coloring these pixels has already been disclosed (see, for example, Patent Document 1).

この特許文献1の技術では、質的性質のことを濃淡情報、位置情報、方向情報等としている。また、量的性質のことを特徴量の大きさとしている。またこの特許文献1では、色付けされた画像を目視することにより、誤認識の原因解明に必要な情報が得られるとしている。   In the technique of this Patent Document 1, qualitative properties are used as density information, position information, direction information, and the like. The quantitative property is the size of the feature amount. In Patent Document 1, information necessary for elucidating the cause of misrecognition can be obtained by viewing a colored image.

特開2008−3730号公報JP 2008-3730 A

しかしながら、上記特許文献1に記載されている従来の技術の場合、処理対象の画像から抽出した特徴の性質については表わされるものの、特徴が画像識別にどれだけ有効かどうかといったことまでは判らないという問題がある。   However, in the case of the conventional technique described in Patent Document 1, the nature of the feature extracted from the image to be processed is expressed, but it is not known how effective the feature is for image identification. There's a problem.

また、特許文献1の技術の場合、適用可能な特徴抽出の方法は、画素単位で特徴を形成する方法に限定されるため、画素の集合に対する特徴を形成する場合には適用できないという問題があった。   In the case of the technique disclosed in Patent Document 1, the applicable feature extraction method is limited to a method of forming a feature in units of pixels, and thus cannot be applied when forming a feature for a set of pixels. It was.

なお、上述した先行技術文献1には、特徴評価で得られた特徴の評価値や識別過程の分析で得られた特徴の有効性の度合いに従って処理対象の画像を色付けすることが可能という記載はあるものの、その技術についての具体的な記述はない。   In the above-mentioned prior art document 1, there is a description that the image to be processed can be colored according to the evaluation value of the feature obtained by the feature evaluation or the effectiveness of the feature obtained by the analysis of the identification process. Although there is no specific description of the technology.

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、ある特徴抽出方法によって算出されたパターンの特徴がパターン認識にどれだけ有効か否か、または特徴がパターンの誤認識にどれだけ影響したか、を判別するための定量的な情報を提供することのできる情報処理装置および情報処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and how effective the feature of a pattern calculated by a certain feature extraction method is for pattern recognition, or how much the feature affects misrecognition of a pattern. It is an object of the present invention to provide an information processing apparatus and an information processing method capable of providing quantitative information for determining whether or not the information has been received.

上記の課題を解決するために、本発明の情報処理装置は、処理対象のパターンを取得する取得部と、前記取得部から得たパターンを所定のルールにより複数のパターンに分割した上で、該分割した各パターンの特徴を示す特徴ベクトルを算出する特徴算出部と、識別候補の種別と該識別候補の代表ベクトルの集合とが対応して記憶された辞書格納部と、前記辞書格納部から前記種別に対応する前記代表ベクトルの集合を取得し、該集合と前記特徴ベクトルとから得られる前記処理対象と識別候補との類似度あるいは相違度を前記特徴ベクトルの各成分に対応するように分解し、該分解した値を前記特徴ベクトルの各成分がパターンの識別に影響する度合いとして算出する識別影響度算出部と、前記識別影響度算出部により算出された前記分解した値に応じた色情報を生成し、該色情報を前記分割した各パターンに対応付け、該色情報と前記分割した各パターンとの色情報の対応を示す画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された画像を出力する画像出力部とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an information processing apparatus according to the present invention includes an acquisition unit that acquires a pattern to be processed, and a pattern obtained from the acquisition unit divided into a plurality of patterns according to a predetermined rule. A feature calculation unit that calculates a feature vector indicating the feature of each divided pattern , a dictionary storage unit that stores the type of identification candidate and a set of representative vectors of the identification candidate, and the dictionary storage unit The set of representative vectors corresponding to the type is acquired, and the similarity or difference between the processing target and the identification candidate obtained from the set and the feature vector is decomposed so as to correspond to each component of the feature vector. , the degraded identification influence calculation unit which each component is calculated as the degree of influence on the identification of the pattern of the values the feature vector, the calculated degraded by the identification influence calculation unit Color information corresponding to the obtained value, associating the color information with the divided patterns, and generating an image indicating the correspondence between the color information and the divided patterns, And an image output unit that outputs an image generated by the image generation unit .

本発明の情報処理方法は、取得部、特徴算出部、識別影響度算出部、画像生成部、画像出力部を有する情報処理装置における情報処理方法において、処理対象のパターンを前記取得部が取得し、前記取得部が得た前記パターンを所定のルールにより複数のパターンに分割した上で、該分割した各パターンの特徴を示す特徴ベクトルを前記特徴算出部が算出し、識別候補の種別と該識別候補の代表ベクトルの集合とが対応して記憶された辞書格納部から前記種別に対応する前記代表ベクトルの集合を前記識別影響度算出部が取得し、該集合と前記特徴ベクトルとから得られる前記処理対象と識別候補との類似度あるいは相違度を前記特徴ベクトルの各成分に対応するように分解し、該分解した値を前記特徴ベクトルの各成分がパターンの識別に影響する度合いとして算出し、前記識別影響度算出部により算出された前記分解した値に応じた色情報を前記画像生成部が生成し、該色情報を前記分割した各パターンに対応付け、該色情報と前記分割した各パターンとの色情報の対応を示す画像を生成し、前記画像生成部により生成された画像を前記画像出力部が出力することを特徴とする An information processing method of the present invention, acquisition unit, feature calculation unit, identification influence calculation unit, the image generating unit, an information processing method in an information processing apparatus having an image output unit, a pattern to be processed acquired by the acquiring unit , after dividing the pattern in which the acquisition unit to obtain a plurality of patterns by a predetermined rule, a feature vector indicating a feature of each pattern the divided calculate said feature calculation unit, of the identification candidate type and identification a set of the representative vector the identification influence calculation unit obtains in which the set of representative vectors of the candidate corresponding to the type from the dictionary storage unit stored to correspond, obtained from the feature vector and said population if the The similarity or dissimilarity between the processing target and the identification candidate is decomposed so as to correspond to each component of the feature vector, and each component of the feature vector is used to identify the pattern. Calculated as the degree of sound, said image generating unit a color information corresponding to a value obtained by the decomposition calculated by identifying influence calculation unit generates, correspondence to the patterns of the color information and the divided, the color An image showing correspondence between color information of information and each divided pattern is generated, and the image output unit outputs the image generated by the image generation unit .

本発明によれば、ある特徴抽出方法によって算出されたパターンの特徴がパターン認識にどれだけ有効か否か、または特徴がパターンの誤認識にどれだけ影響したか、を判別するための定量的な情報を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to quantitatively determine how effective a pattern feature calculated by a certain feature extraction method is for pattern recognition, or how much the feature has affected pattern misrecognition. Information can be provided.

第1実施形態の画像処理システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image processing system of 1st Embodiment. 第1実施形態の画像処理システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the image processing system of 1st Embodiment. 特徴ベクトル算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a feature vector calculation process. 識別影響度算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an identification influence degree calculation process. 識別辞書格納部に格納されているデータを示す図である。It is a figure which shows the data stored in the identification dictionary storage part. 識別影響度算出処理の他の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other example of an identification influence degree calculation process. 識別辞書格納部のデータの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the data of an identification dictionary storage part. 可視化画像群の生成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the production | generation process of a visualization image group. 第1実施形態の処理過程で得られる画像および数値の模式図である。It is a schematic diagram of the image and numerical value obtained in the process of 1st Embodiment. 第2実施形態の画像処理システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing system of 2nd Embodiment. 第2実施形態の画像処理システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the image processing system of 2nd Embodiment. 特徴ベクトル算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a feature vector calculation process. 特徴ベクトル算出処理の際に参照する画像の分割領域を示す図である。It is a figure which shows the division area of the image referred in the case of a feature vector calculation process. 識別影響度算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an identification influence degree calculation process. 可視化画像群の生成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the production | generation process of a visualization image group. 第3実施形態の画像処理システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing system of 3rd Embodiment. 第3実施形態の画像処理システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the image processing system of 3rd Embodiment. 部分空間射影処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a partial space projection process.

以下、図面を参照して一つの実施の形態の画像処理システムについて詳細に説明する。(第1実施形態)
図1は本発明の情報処理装置に係る第1実施形態の画像処理システムの構成を示すブロック図である。
Hereinafter, an image processing system according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings. (First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image processing system according to the first embodiment of the information processing apparatus of the present invention.

図1に示すように、この画像処理システムは、入力装置としてのスキャナ1と、このスキャナ1に接続されたコンピュータ2と、このコンピュータ2に接続された出力装置としての表示装置3とを備えている。コンピュータ2は、CPU、メモリ、ハードディスク装置、外部インターフェースなどの汎用的なハードウェアを備えるものである。   As shown in FIG. 1, this image processing system includes a scanner 1 as an input device, a computer 2 connected to the scanner 1, and a display device 3 as an output device connected to the computer 2. Yes. The computer 2 includes general-purpose hardware such as a CPU, a memory, a hard disk device, and an external interface.

スキャナ1は、例えばフラットベッド型や自動給紙型などのスキャナであり、ラインセンサなどの読取部にセットされた帳票を読み取り、読み取った帳票の画像(以下「入力画像」または処理対象の画像などと称す)をコンピュータ2に入力する。この他、コンピュータ2にはキーボード及びマウスなどの入力装置が接続されており、ユーザの操作による指示をコンピュータ2に入力する。入力装置としては、キーボード以外に、任意の指示情報が設定された設定ファイルなどであってもよい。表示装置3は、コンピュータ2から出力される情報を表示する。   The scanner 1 is a scanner such as a flatbed type or an automatic paper feed type, for example. The scanner 1 reads a form set in a reading unit such as a line sensor, and an image of the read form (hereinafter referred to as an “input image” or an image to be processed). Is input to the computer 2. In addition, an input device such as a keyboard and a mouse is connected to the computer 2, and an instruction by a user operation is input to the computer 2. The input device may be a setting file in which arbitrary instruction information is set in addition to the keyboard. The display device 3 displays information output from the computer 2.

コンピュータ2は、画像受付部21、画像記憶部22、特徴抽出部23、識別辞書格納部25、識別影響度算出部24、画像生成部26、画像出力部27などを有している。画像記憶部22と識別辞書格納部25はメモリまたはハードディスク装置により実現される。その他の構成、つまり画像受付部21、特徴抽出部23、識別影響度算出部24、画像生成部26および画像出力部27などは、ハードディスク装置にインストールされた画像処理プログラムの機能の一つとして実現される。   The computer 2 includes an image reception unit 21, an image storage unit 22, a feature extraction unit 23, an identification dictionary storage unit 25, an identification influence degree calculation unit 24, an image generation unit 26, an image output unit 27, and the like. The image storage unit 22 and the identification dictionary storage unit 25 are realized by a memory or a hard disk device. Other configurations, that is, the image reception unit 21, the feature extraction unit 23, the identification influence calculation unit 24, the image generation unit 26, the image output unit 27, and the like are realized as one of the functions of the image processing program installed in the hard disk device. Is done.

画像受付部21はスキャナ1から入力される処理対象の画像(文字や図形のパターン以下「入力画像」と称す)を受け付け(取得し)、受け付けた(取得した)画像を画像記憶部22に記憶する。すなわち画像受付部21は処理対象のパターンを取得する取得部として機能する。   The image receiving unit 21 receives (acquires) an image to be processed input from the scanner 1 (hereinafter referred to as “input image”), and stores the received (acquired) image in the image storage unit 22. To do. That is, the image reception unit 21 functions as an acquisition unit that acquires a pattern to be processed.

特徴抽出部23は、入力画像を画像記憶部22から読み出して、その入力画像の画素情報から被写体の特徴をベクトル形式で表す計算を行い、該ベクトル(特徴ベクトル)をメモリに記憶する。   The feature extraction unit 23 reads the input image from the image storage unit 22, performs calculation to represent the feature of the subject in the vector format from the pixel information of the input image, and stores the vector (feature vector) in the memory.

特徴抽出部23は、画像を所定のルールで分割した各分割領域毎に、その領域の特徴を示す第1の特徴ベクトルを算出する特徴算出部として機能する。   The feature extraction unit 23 functions as a feature calculation unit that calculates a first feature vector indicating the feature of each divided region obtained by dividing the image according to a predetermined rule.

識別辞書格納部25には、画像の被写体の種別と、該種別を特徴付ける情報(種別識別情報)との対が複数記憶されている。画像の被写体の種別とは、例えば「1」という文字であれば「1」という数字(文字種)を示し、猫の画像であれば「猫」がこれに該当する。種別識別情報は前記種別を代表するベクトル群(種別代表ベクトル群)である。ただし、種別代表ベクトル群は1つの代表ベクトルだけで構成することもできる。すなわち識別辞書格納部25は、参照用のパターンの種別とその種別に対応する種別代表ベクトル群とが対応して記憶された辞書格納部として機能する。   The identification dictionary storage unit 25 stores a plurality of pairs of a subject type of an image and information (type identification information) characterizing the type. The type of subject of the image indicates a number (character type) of “1” if the character is “1”, for example, and “cat” corresponds to this if it is a cat image. The type identification information is a vector group (type representative vector group) representing the type. However, the type representative vector group can be composed of only one representative vector. That is, the identification dictionary storage unit 25 functions as a dictionary storage unit in which the type of reference pattern and the type representative vector group corresponding to the type are stored in association with each other.

識別影響度算出部24は、特徴抽出部23により抽出された入力画像の特徴ベクトルと、識別辞書格納部25の種別識別情報を用いて、処理対象のパターンと参照用のパターンとの分解された類似度あるいは相違度を算出し、該分解した値を前記特徴ベクトルの各成分が入力画像の識別にどれだけ影響するかの度合いを示す識別影響度として算出する。   The identification influence calculation unit 24 uses the feature vector of the input image extracted by the feature extraction unit 23 and the type identification information in the identification dictionary storage unit 25 to decompose the processing target pattern and the reference pattern. The degree of similarity or the degree of difference is calculated, and the decomposed value is calculated as an identification influence degree indicating how much each component of the feature vector affects the identification of the input image.

画像生成部26は入力画像の空間的領域を分割した領域(分割領域)と識別影響度とを対応付け、識別影響度に応じた色情報を生成することにより、前記対応付けを可視化した画像(可視化画像)を生成し、メモリに記憶する。入力画像の空間的領域とは該画像を構成する全画素の集合のことである。   The image generation unit 26 associates an area (divided area) obtained by dividing the spatial area of the input image with the identification influence degree, and generates color information according to the identification influence degree, thereby visualizing the association ( Visualized image) is generated and stored in the memory. The spatial area of the input image is a set of all pixels constituting the image.

入力画像は図13に示すように形状がランダムな領域に分割してもよく、また同じ大きさの矩形の小領域に定型的に分割してもよい。
処理対象のパターンは入力画像の画素であるから、前記分割領域からは処理対象のパターンを分割したパターンが得られる。以降、該分割したパターンのことを分割パターンと記すものとする。すなわち、画像生成部26は前記識別影響度算出部により算出された識別影響度に応じた色情報を生成し、該色情報を各分割パターンに対応付け、該色情報と分割パターンとの色情報の対応を示す画像を生成する。
The input image may be divided into regions with random shapes as shown in FIG. 13, or may be regularly divided into small rectangular regions of the same size.
Since the pattern to be processed is a pixel of the input image, a pattern obtained by dividing the pattern to be processed is obtained from the divided area. Hereinafter, the divided pattern is referred to as a divided pattern. That is, the image generation unit 26 generates color information according to the identification influence degree calculated by the identification influence degree calculation unit, associates the color information with each division pattern, and color information between the color information and the division pattern. An image showing the correspondence of is generated.

画像出力部27は画像生成部26により可視化された画像をメモリから読み出して表示装置3へ出力し表示装置3の画面に表示する。識別対象の入力画像の個々の分割領域に対応する識別影響度の大小は前記色情報によって視覚できる形式で表現されているため、どのような前記分割領域が識別に有効に働いているか否かを視覚的に把握できるようになる。これにより、処理対象のパターンの識別に有効な特徴を把握するための目安が明確になり、例えば特徴抽出方法の改善に役立つ。   The image output unit 27 reads the image visualized by the image generation unit 26 from the memory, outputs the image to the display device 3, and displays the image on the screen of the display device 3. Since the magnitude of the identification influence corresponding to each divided area of the input image to be identified is expressed in a format that can be visually recognized by the color information, it is possible to determine what kind of the divided area works effectively for identification. It becomes possible to grasp visually. As a result, a guideline for identifying a feature effective for identifying a pattern to be processed is clarified, which is useful for improving a feature extraction method, for example.

続いて、図2乃至図8を参照して第1実施形態の画像処理システムの動作を説明する。この画像処理システムの場合、スキャナ1が帳票の画像を読み取ってコンピュータ2に入力すると、その帳票の画像は画像受付部21により受け付けられて、画像記憶部22に記憶される(ステップA-ST1)。   Next, the operation of the image processing system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In this image processing system, when the scanner 1 reads a form image and inputs it to the computer 2, the form image is received by the image receiving unit 21 and stored in the image storage unit 22 (step A-ST1). .

具体的にはコンピュータ2に接続されたスキャナ1により読み取りコンピュータ2へ入力し、ハードディスク装置に書き込む。スキャナ1を用いない方法としては、例えばコンピュータ2のハードディスク装置の画像記憶部22に予め処理対象のパターンが描かれた画像(入力画像)を記憶しておき、その入力画像をハードディスク装置から読み出しメモリに書き込んでもよい。また入力画像を、ネットワーク上のサーバコンピュータやNASなどの記憶装置に記憶しておき、記憶装置の入力画像を、ネットワークを経由してコンピュータ2へ送り、コンピュータ2の画像受付部21が画像記憶部22に記憶してもよい。   Specifically, the data is input to the reading computer 2 by the scanner 1 connected to the computer 2 and written to the hard disk device. As a method not using the scanner 1, for example, an image (input image) on which a pattern to be processed is drawn in advance is stored in the image storage unit 22 of the hard disk device of the computer 2, and the input image is read from the hard disk device and stored in the memory. You may write to. The input image is stored in a storage device such as a server computer or NAS on the network, and the input image in the storage device is sent to the computer 2 via the network. 22 may be stored.

次に、特徴抽出部23は、メモリから入力画像を読み出して、その入力画像の特徴ベクトルを算出し(ステップA-ST2)、メモリに記憶する。   Next, the feature extraction unit 23 reads an input image from the memory, calculates a feature vector of the input image (step A-ST2), and stores it in the memory.

続いて、識別影響度算出部24は、ステップA-ST2でメモリに記憶された特徴ベクトルと識別辞書格納部25に格納された種別代表ベクトル群を用いて識別影響度列、すなわち1つかそれ以上の識別影響度を算出し(ステップA-ST3)、メモリに記憶する。   Subsequently, the identification influence degree calculation unit 24 uses the feature vector stored in the memory in step A-ST2 and the type representative vector group stored in the identification dictionary storage part 25, that is, one or more identification influence degree sequences. Is calculated (step A-ST3) and stored in the memory.

画像生成部26は、入力画像をメモリから読み出して、入力画像の分割領域と識別影響度とを対応付けて可視化画像を生成し(ステップA-ST4)、メモリに記憶する。   The image generation unit 26 reads the input image from the memory, generates a visualized image by associating the divided area of the input image with the identification influence level (step A-ST4), and stores the visualized image in the memory.

画像出力部27は、画像生成部26により生成された可視化画像をメモリから読み出して表示装置3へ出力する(ステップA-ST5)。   The image output unit 27 reads out the visualized image generated by the image generation unit 26 from the memory and outputs it to the display device 3 (step A-ST5).

ここで、上記各ステップの処理の詳細を説明する。まずステップA-ST2の特徴ベクトル算出処理について説明する。   Here, the details of the processing of each step will be described. First, the feature vector calculation process in step A-ST2 will be described.

図3に示すように、特徴抽出部23は、入力画像をグレースケール画像に変換する。具体的には、入力画像のすべての画素に関して、画素値に含まれる赤、青、緑といった色を区別する情報を取り除いて明暗情報だけを残すことにより、入力画像をグレースケール画像に変換する(ステップA-ST2-1)。   As shown in FIG. 3, the feature extraction unit 23 converts the input image into a grayscale image. Specifically, with respect to all the pixels of the input image, information that distinguishes colors such as red, blue, and green included in the pixel value is removed and only the light and dark information is left, thereby converting the input image into a grayscale image ( Step A-ST2-1).

次に、特徴抽出部23は、グレースケールに変換した入力画像のすべての画素に関して、画素値の勾配ベクトルを算出する。勾配ベクトルは画素の明暗の濃淡値が、2次元平面上でどの方向に変化しているかを示すベクトルである。該グレースケール画像中の任意の座標(px ,py)(但しpx とpyは整数値である)における画素値をIpx,pyとしたとき、座標(px ,py)の画素に関する勾配ベクトルgpx,pyを下記(式1)により算出する(ステップA-ST2-2)。
px,py =((Ipx+1,py−Ipx−1,py)/2(Ipx,py+1−Ipx,py+1)/2)…(式1)
但し、座標(px,py)が入力画像の上下左右の端の画素を指すとき、(式1)では勾配ベクトルを求められないので、該画素に関しては、勾配ベクトルgpx,py =0とする。
Next, the feature extraction unit 23 calculates a gradient vector of pixel values for all pixels of the input image converted to grayscale. The gradient vector is a vector indicating in which direction the lightness / darkness value of the pixel changes on the two-dimensional plane. Arbitrary coordinate in the gray scale image (px, py) (however px and py is an integer) when the pixel values in the I px, and py, coordinates (p x, p y) gradient vector for the pixel of g px and py are calculated by the following (formula 1) (step A-ST2-2).
g px, py = ((I px + 1, py -I px-1, py ) / 2 (I px, py + 1 -I px, py + 1 ) / 2) t (Formula 1)
However, when the coordinates (p x, p y) points to the pixels of the upper and lower left and right edges of the input image, since (Equation 1) In not required gradient vector, for the pixel, the gradient vector g px, py = 0 And

特徴抽出部23は、グレースケールに変換した入力画像の空間的領域を横wc個、縦hc個に等分割する(ステップA-ST2-3)。wcとhcは定数である。すなわち、特徴抽出部23は、パターンを所定のルール(この例の場合、パターンを横wc個、縦hc個に等分割)で分割して複数の分割領域を生成する。 Feature extraction unit 23 equally divides the spatial region of the input image converted into gray-scale lateral w c pieces, the vertical h c number (step A-ST2-3). w c and h c are constants. That is, the feature extraction unit 23 divides the pattern according to a predetermined rule (in this example, the pattern is equally divided into w c in the horizontal direction and h c in the vertical direction) to generate a plurality of divided regions.

このとき、該分割領域の縦位置と横位置をそれぞれbx,by(0≦bx <wc ,0≦by <hc ,但しbx とby は整数である)とし、各領域に番号(bx+bywc)を振る。以降、該分割領域の集合をRと記す。Rは(w−1)個の分割領域の集合であるから、
R={R,R,…,Rwchc−1 }である。
At this time, the respective b x the vertical position and horizontal position of the divided region, b y (0 ≦ b x <w c, 0 ≦ b y <h c, is provided that b x and b y are integers), and the A number (bx + bywc) is assigned to the area. Hereinafter, the set of the divided areas is denoted as R. Since R is a set of (w c h c −1) divided regions,
R = {R 0 , R 1 ,..., R wchc−1 }.

特徴抽出部23は、ステップA-ST2-3で分割した領域毎に、各領域内のすべての画素に対応する勾配ベクトルの平均を算出する(ステップA-ST2-4)。
以降、Ri(0≦i<|R|,|R|=w, 但しiは整数である)における平均勾配ベクトルを

Figure 0004966397
とする。ベクトルの成分の番号は0から順に始まるものとしており、
Figure 0004966397
はそれぞれRiにおける勾配ベクトルの第0番成分の平均、第1番成分の平均である。 The feature extraction unit 23 calculates the average of gradient vectors corresponding to all the pixels in each region for each region divided in step A-ST2-3 (step A-ST2-4).
Hereinafter, the average gradient vector in R i (0 ≦ i <| R |, | R | = w c h c , where i is an integer)
Figure 0004966397
And The vector component numbers start from 0 in order,
Figure 0004966397
Are the average of the 0th component and the average of the 1st component of the gradient vector at R i, respectively.

特徴抽出部23はステップA-ST2-4で得た平均勾配ベクトルを連結して特徴ベクトルを生成し(ステップA-ST2-5)、メモリに記憶する。すなわち特徴抽出部23は勾配ベクトルの平均値から各分割領域の特徴ベクトルを算出する。   The feature extraction unit 23 generates a feature vector by concatenating the average gradient vectors obtained in step A-ST2-4 (step A-ST2-5) and stores it in the memory. That is, the feature extraction unit 23 calculates the feature vector of each divided region from the average value of the gradient vectors.

具体的には、下記(式2)の形式で特徴ベクトルxを得る。

Figure 0004966397
Specifically, the feature vector x is obtained in the following (formula 2) format.
Figure 0004966397

以上のようにして特徴ベクトルを算出するものとしたとき、

Figure 0004966397
は、上記分割した領域のうち、bx=0,by=0である領域における平均勾配ベクトルの第0番成分、という特徴の種類を意味する。 When the feature vector is calculated as described above,
Figure 0004966397
Means the feature type of the 0th component of the average gradient vector in the region where b x = 0 and b y = 0 among the divided regions.

ここで、識別影響度算出部24による識別影響度算出処理(上記ステップA-ST3の処理)の詳細な動作を説明する。   Here, the detailed operation of the identification influence degree calculation process (the process of step A-ST3) performed by the identification influence degree calculation unit 24 will be described.

この際、識別辞書格納部25には、図5に示すように、数値(画像の被写体の種別)と、種別代表ベクトル群(種別識別情報)とが対応して記憶されているものとする。   At this time, as shown in FIG. 5, it is assumed that the identification dictionary storage unit 25 stores numerical values (types of subjects of the image) and type representative vector groups (type identification information) in association with each other.

第1実施形態において、種別代表ベクトル群は被写体に同じ種別を割り当てた画像の集団から特徴抽出部23と同等の処理によって得られる特徴ベクトルの集合をKarhunen-Loeve展開(以下「KL展開」と称す)して得られる固有ベクトル群であり、該固有ベクトル群は事前に算出されてあるものとする。なお、該固有ベクトル群は該特徴ベクトルの集合の特徴空間上での分布を近似する空間(部分空間)の軸(基底)を意味する。   In the first embodiment, in the type representative vector group, a set of feature vectors obtained by a process equivalent to the feature extraction unit 23 from a group of images in which the same type is assigned to the subject is referred to as Karhunen-Loeve expansion (hereinafter referred to as “KL expansion”). ), And the eigenvector group is calculated in advance. The eigenvector group means an axis (base) of a space (subspace) that approximates the distribution of the set of feature vectors on the feature space.

識別影響度算出部24は、被写体の種別(整数値)をコンピュータ2の利用者に入力させるための画面を表示する。そして、この画面において、利用者がキーボードから被写体の種別(整数値)を入力すると、識別影響度算出部24は、入力された該整数値を受け付け(図4のステップA-ST3-1)、受け付けた数値に対応する種別識別情報(固有ベクトル群)を識別辞書格納部25から取得する(ステップA-ST3-2)。   The identification influence degree calculation unit 24 displays a screen for allowing the user of the computer 2 to input the type (integer value) of the subject. Then, on this screen, when the user inputs the type of the subject (integer value) from the keyboard, the identification influence calculation unit 24 accepts the input integer value (step A-ST3-1 in FIG. 4), The type identification information (eigenvector group) corresponding to the received numerical value is acquired from the identification dictionary storage unit 25 (step A-ST3-2).

以降、該固有ベクトル群を固有ベクトルの集合としてφと記す。つまり、

Figure 0004966397
である。但しrはφに含まれる固有ベクトルの総数である。 Hereinafter, the eigenvector group is denoted as φ as a set of eigenvectors. In other words,
Figure 0004966397
It is. Where r is the total number of eigenvectors included in φ.

識別影響度算出部24は、ステップA-ST2で算出した特徴ベクトルxをメモリから読み出し、そのベクトルをφがなす部分空間に正射影し(ステップA-ST3-3)、射影ベクトルx'を得る。ただし、該射影ベクトルを特徴空間上のベクトルとして記述することにより、入力画像と前記画像の被写体の種別との類似度を分解可能にする。x’の算出方法を式で表すと(式3)となる。

Figure 0004966397
ここで<x ,φi >はx とφi の内積を表す。識別影響度算出部24は下記(式4)により入力画像と前記画像の被写体の種別との類似度を分解した形式で算出し(ステップA-ST3-4)、該分解した類似度を識別影響度としてメモリに書き込む。
Figure 0004966397
上記(式4)において、sはxの第i成分の識別影響度であり、
Figure 0004966397
また、dは特徴空間の次元数であり、第1実施形態においては、特徴空間の次元数d=2wである。 The discriminating influence calculation unit 24 reads the feature vector x calculated in step A-ST2 from the memory, and orthogonally projects the vector onto the partial space formed by φ (step A-ST3-3) to obtain a projection vector x ′. . However, the similarity between the input image and the type of subject of the image can be decomposed by describing the projection vector as a vector on the feature space. The calculation method of x ′ is expressed by an expression (Expression 3).
Figure 0004966397
Here, <x, φ i > represents the inner product of x and φ i . The discriminating influence calculation unit 24 calculates the similarity between the input image and the type of subject of the image according to the following (Equation 4) (step A-ST3-4), and uses the decomposed similarity to discriminate influence. Write to memory as a degree.
Figure 0004966397
In the above (Equation 4), s i is the discriminative influence degree of the i-th component of x,
Figure 0004966397
Further, d is the number of dimensions of the feature space, and in the first embodiment, the number of dimensions of the feature space is d = 2w c h c .

続いて、図6,図7を参照して、識別影響度算出部24による識別影響度算出処理(上記ステップA-ST3の処理)の他の動作例を説明する。   Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, another operation example of the identification influence degree calculation process (the process of step A-ST3) performed by the identification influence degree calculation unit 24 will be described.

この際、識別辞書格納部25には、図7に示すように、数値(画像の被写体の種別、以降単に種別と記す)と、ベクトル値の集合(種別識別情報)とが対応して記憶されているものとする。ただし、種別識別情報は、被写体に同じ種別を割り当てた画像の集団から特徴抽出部23と同等の処理によって得られる特徴ベクトルの平均(平均ベクトル)である。   At this time, as shown in FIG. 7, the identification dictionary storage unit 25 stores numerical values (types of subject of the image, hereinafter simply referred to as types) and sets of vector values (type identification information) correspondingly. It shall be. However, the type identification information is an average (average vector) of feature vectors obtained by a process equivalent to the feature extraction unit 23 from a group of images in which the same type is assigned to the subject.

すなわち、識別辞書格納部25に記憶される種別代表ベクトル群(種別識別情報)は該種別識別情報が対応する種別に属する画像群から算出した特徴ベクトル群を平均したベクトル(平均ベクトル)である。   That is, the type representative vector group (type identification information) stored in the identification dictionary storage unit 25 is a vector (average vector) obtained by averaging the feature vector groups calculated from the image group belonging to the type to which the type identification information corresponds.

続いて、識別影響度算出部24は、ハードディスクに予め記憶された画像の被写体の種別(整数値)を読み出し(ステップA-ST3’-1)、該整数値に対応する種別識別情報(平均ベクトル)を識別辞書格納部25から取得する(ステップA-ST3’-2)。以降、該平均ベクトルをTと記すこととする。   Subsequently, the identification influence degree calculation unit 24 reads the type (integer value) of the subject of the image stored in advance in the hard disk (step A-ST3′-1), and type identification information (average vector) corresponding to the integer value ) Is acquired from the identification dictionary storage unit 25 (step A-ST3'-2). Hereinafter, the average vector is denoted as T.

特徴ベクトルxと平均ベクトルTの差分ベクトルx’’=T−xを算出する(ステップA-ST3’-3)。   A difference vector x ″ = T−x between the feature vector x and the average vector T is calculated (step A-ST3′-3).

特徴ベクトルxのすべての成分に関して、下記(式5)により入力画像と前記画像の被写体の種別との相違度を分解した形式で算出し(ステップA-ST3-4)、該分解した相違度を識別影響度としてメモリに書き込む。

Figure 0004966397
(式5)において、sは特徴空間の第i軸の識別影響度であり、
Figure 0004966397
For all components of the feature vector x, the degree of difference between the input image and the type of subject of the image is calculated in the form of decomposition according to the following (Equation 5) (step A-ST3-4). Write to memory as identification impact.
Figure 0004966397
In (Expression 5), s i is the discriminative influence degree of the i-th axis of the feature space,
Figure 0004966397

なお、ステップA-ST3-1〜A-ST3-4で算出した識別影響度の総和は部分空間法による類似度と一致することから、該識別影響度は部分空間法による類似度に対する特徴ベクトルの各成分影響度を意味している。   Since the sum of the discriminating influences calculated in steps A-ST3-1 to A-ST3-4 coincides with the similarity based on the subspace method, the discriminating influence is calculated based on the feature vector corresponding to the similarity based on the subspace method. It means each component influence degree.

また、ステップA-ST3’-1〜A-ST3’-4で算出した識別影響度の総和はxとTの特徴空間上でのユークリッド距離の2乗と一致することから、該識別影響度はユークリッド距離による相違度に対する特徴ベクトルの各成分の影響度を意味している。   In addition, since the sum of the discriminative influences calculated in steps A-ST3'-1 to A-ST3'-4 coincides with the square of the Euclidean distance in the feature space of x and T, the discriminative influence is This means the degree of influence of each component of the feature vector on the degree of difference due to the Euclidean distance.

以上のように識別影響度列を算出する場合、「識別影響度は部分空間法による類似度を対象としている」、あるいは「識別影響度はユークリッド距離による相違度を対象としている」などと記すこととする。また、類似度や相違度等の入力画像の識別に利用する基準値のことをまとめて、識別の評価尺度と示したり、または単に評価尺度と示すこととする。   When calculating the discriminating influence level sequence as described above, it should be noted that "the discriminating influence degree is targeted for similarity based on the subspace method" or "the discriminating influence degree is targeted for the degree of difference due to the Euclidean distance". And Further, reference values used for identification of input images such as similarity and dissimilarity are collectively indicated as an identification evaluation scale or simply as an evaluation scale.

識別辞書格納部25のデータ構造に関して、上記説明では種別のデータ形式を整数値としたが、他にも文字列など、入力画像の種別を区別可能なデータ形式であってもよい。   Regarding the data structure of the identification dictionary storage unit 25, the data format of the type is an integer value in the above description, but other data formats such as a character string that can distinguish the type of the input image may be used.

続いて、図8のフローチャートを参照して画像生成部26による可視化画像の生成処理(ステップA-ST4の処理)を詳細に説明する。   Next, the visualization image generation process (the process of step A-ST4) by the image generation unit 26 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

画像生成部26は、以下のサブステップA-ST4-1〜A-ST4-6(図8のフローチャート)を実行して可視化画像群I={Iv(0),Iv(1)}を生成し、メモリに記憶する。 The image generation unit 26 executes the following sub-steps A-ST4-1 to A-ST4-6 (flowchart of FIG. 8) to visualize the image group I v = {I v (0) , I v (1) } Is generated and stored in the memory.

画像生成部26は、まず、可視化画像Iv(0),Iv(1)を初期化する。具体的には、各可視化画像を赤、緑、青の色チャネル(色区分)を持つカラー画像とし、各可視化画像の寸法を幅wc画素、高さhc画素として、可視化画像Iv(0),Iv(1)のすべての色チャネルのすべての画素の画素値に0を代入する。wcとhcはステップA-ST2-3で用いたwcとhcと同じである。 First, the image generation unit 26 initializes the visualized images I v (0) and I v (1) . Specifically, each visualized image is a color image having red, green, and blue color channels (color divisions), and each visualized image has a width w c pixel and a height h c pixel, and the visualized image I v ( 0) , 0 is substituted into the pixel values of all pixels of all color channels of Iv (1) . w c and h c are the same as w c and h c used in step A-ST2-3.

以降、第i番の可視化画像の色チャネルcにおける任意の座標(p ,p )の画素値を

Figure 0004966397
と記す。但しiは1か0であり、cは0か1か2であり、cの各値は0=赤、1=緑、2=青であるものとする。 Thereafter, the pixel value at an arbitrary coordinate (p x , p y ) in the color channel c of the i-th visualized image is determined.
Figure 0004966397
. However, i is 1 or 0, c is 0 or 1 or 2, and each value of c is 0 = red, 1 = green, and 2 = blue.

続いて、画像生成部26は、可視化画像の赤チャネルに識別影響度を書き込む(ステップA-ST4-2)ことにより、識別影響度に応じた色情報を生成する。具体的には、第i番の可視化画像Iv(i)の赤チャネルの座標(p ,p )の画素の画素値

Figure 0004966397
に、ステップA-ST3で算出した第(p+(p+ih)w)番の識別影響度を代入する。該操作を式で表すと下記(式6)となる。
Figure 0004966397
なお記号「←」は代入操作を意味する。 Subsequently, the image generation unit 26 generates color information corresponding to the identification influence degree by writing the identification influence degree in the red channel of the visualized image (step A-ST4-2). Specifically, the pixel value of the pixel of the coordinates (p x , p y ) of the red channel of the i-th visualized image I v (i)
Figure 0004966397
The identification impact degree of the (p x + (p y + ih c ) w c ) number calculated in step A-ST3 is substituted. This operation is expressed by the following formula (formula 6).
Figure 0004966397
The symbol “←” means an assignment operation.

画像生成部26は、各可視化画像の各画素の画素値の範囲を、入力画像の画素値が取り得る範囲[llow ,lhigh]に変換する(ステップA-ST4-3)。例えば、下記(式7)のようにして画素値を変換する。

Figure 0004966397
The image generation unit 26 converts the range of pixel values of each pixel of each visualized image into a range [l low , l high ] that can be taken by the pixel value of the input image (step A-ST4-3). For example, the pixel value is converted in the following (formula 7).
Figure 0004966397

この(式7)のlmin ,lmax は、それぞれステップA-ST4-2実行直後の第i番可視化画像の赤チャネル中の画素の画素値の最大値、最小値を意味する。 In this (Equation 7), l min and l max mean the maximum and minimum pixel values of the pixels in the red channel of the i-th visualized image immediately after execution of step A-ST4-2.

画像生成部26は、入力画像の画素値から赤、緑、青の色成分を抽出し、抽出した入力画像の色成分をそれぞれ赤、緑、青チャネル(区分)に割り当て、入力画像をカラー画像に変換する(ステップA-ST4-4)。   The image generation unit 26 extracts red, green, and blue color components from the pixel values of the input image, assigns the extracted color components of the input image to red, green, and blue channels (sections), respectively, and the input image is a color image. (Step A-ST4-4).

入力画像がグレースケール画像や白黒画像(画素が白か黒で表される画像)であれば、該入力画像の各画素の値vを赤、緑、青チャネルそれぞれの色成分の値とする。このほか、入力画像がもともと赤、緑、青チャネルを持つカラー画像であれば、特に変換処理を行わない。   If the input image is a grayscale image or a black and white image (an image in which pixels are represented by white or black), the value v of each pixel of the input image is set as the value of the color component of each of the red, green, and blue channels. In addition, if the input image is originally a color image having red, green, and blue channels, no particular conversion process is performed.

画像生成部26は、各可視化画像を入力画像と同じ寸法に伸縮するなどして、各可視化画像の寸法(サイズ)を調整する(ステップA-ST4-5)。このとき、画像の伸縮時の画素値の補間方法として最近傍法を用いる。この他、画像の伸縮時の画素値の補間方法として、3次スプライン補間法など他の方法を用いても良い。   The image generation unit 26 adjusts the size (size) of each visualized image by expanding or contracting each visualized image to the same size as the input image (step A-ST4-5). At this time, the nearest neighbor method is used as a pixel value interpolation method when the image is expanded or contracted. In addition, other methods such as a cubic spline interpolation method may be used as a pixel value interpolation method during image expansion / contraction.

最後に、画像生成部26は、各可視化画像毎に、入力画像との合成を行い(ステップA-ST4-6)、合成した画像群をメモリに記憶する。合成された画像群は新たな可視化画像群となる。   Finally, the image generation unit 26 performs synthesis with the input image for each visualized image (step A-ST4-6), and stores the synthesized image group in the memory. The synthesized image group becomes a new visualized image group.

該可視化画像と入力画像の合成にはアルファブレンディング法を用いる。アルファブレンディング法は合成する画像に重みを付け、該重み付けした画像を足し合わせることで合成画像を生成する。なお、該重みは0以上、1以下の実数値であり、各画像に付けられた重みの総和は1である。画像生成部26においては該重みはあらかじめ定めた任意の値とする。アルファブレンディング法によって合成され、生成された新たな可視化画像は、入力画像における識別影響度が高い分割領域ほど赤の輝度値が高く表示される。   Alpha blending is used to synthesize the visualized image and the input image. In the alpha blending method, an image to be synthesized is weighted, and the weighted images are added to generate a synthesized image. The weight is a real value between 0 and 1, and the sum of the weights assigned to each image is 1. In the image generation unit 26, the weight is an arbitrary value determined in advance. A new visualized image synthesized and generated by the alpha blending method is displayed with a higher luminance value of red in a divided region having a higher identification influence in the input image.

上記ステップA-ST4の説明では、識別影響度を赤チャネル(赤区分)に書き込むものとしたが、代わりに青チャネル(青区分)や緑チャネル(緑区分)に書き込んでもよく、また複数のチャネル(区分)に同時に書き込んでもよい。   In the description of step A-ST4 above, the identification influence level is written in the red channel (red section). Alternatively, it may be written in the blue channel (blue section) and the green channel (green section), or multiple channels. (Section) may be written simultaneously.

この他、合成結果に可視化画像の画素値が反映される方法であれば、他の方法で画像を合成しても良い。   In addition, the image may be synthesized by another method as long as the pixel value of the visualized image is reflected in the synthesis result.

最後に、画像出力部27による可視化画像の出力処理(ステップA-ST5の処理)を詳細に説明する。画像出力部27は、可視化画像を表示装置3へ出力する。各可視化画像を例えば表示装置3へ出力し表示装置3の画面へ表示する。この他、各可視化画像をコンピュータ2に接続されたプリンタへ送り印刷してもよい。また各可視化画像をコンピュータ2に接続された例えば外付けハードディスク装置等の外部記憶装置に記憶してもよい。さらに各可視化画像をネットワーク経由で他のコンピュータへ送信し保存してもよい。   Finally, the output process of the visualized image (the process of step A-ST5) by the image output unit 27 will be described in detail. The image output unit 27 outputs the visualized image to the display device 3. Each visualized image is output to, for example, the display device 3 and displayed on the screen of the display device 3. In addition, each visualized image may be sent to a printer connected to the computer 2 and printed. Each visualized image may be stored in an external storage device such as an external hard disk device connected to the computer 2. Furthermore, each visualized image may be transmitted to another computer via a network and stored.

このように、この第1実施形態の画像処理システムによれば、入力画像から得た特徴ベクトルと画像の種別を代表する情報(固有ベクトルや平均ベクトルなど)を用いて、特徴ベクトルの各成分が入力画像の識別に関わる値に影響する度合い(識別影響度)を算出するので、該特徴ベクトルの算出方法を利用する画像識別装置における画像の識別に有効な特徴を探る上での指標または指針を得ることができる。また、識別影響度列を画像化(可視化)し、入力画像と合成することにより、視覚を用いて上述した指標または指針を直感的に理解するための手掛かりを提供できる。特徴ベクトルの各成分(特徴の種類)がどれだけ識別の評価尺度に影響しているのかを可視化することにより、どの種類の特徴が識別に有効か否かを判断するための手掛かりを提供できる。   As described above, according to the image processing system of the first embodiment, each component of the feature vector is input using the feature vector obtained from the input image and the information representative of the type of the image (eigen vector, average vector, etc.). Since the degree of influence on the value related to image identification (identification influence degree) is calculated, an index or a guideline for searching for an effective feature for image identification in an image identification apparatus using the feature vector calculation method is obtained. be able to. Further, by visualizing the identification influence degree sequence and synthesizing it with the input image, it is possible to provide a clue for intuitively understanding the above-described index or guideline using vision. By visualizing how much each component (feature type) of the feature vector affects the evaluation scale for identification, a clue for determining which type of feature is effective for identification can be provided.

図9は第1実施形態の処理過程で得られる画像、および数値の模式図である。図9(a)に示すように、入力画像を縦横に3分割して、9つの分割領域を生成した場合、それぞれの分割領域の特徴ベクトル成分は、図9(b)に示すように、分割領域毎に2種類の特徴値(勾配ベクトルの横方向成分と、縦方向成分)として得られる。   FIG. 9 is a schematic diagram of images and numerical values obtained in the process of the first embodiment. As shown in FIG. 9A, when an input image is divided into three vertically and horizontally to generate nine divided regions, the feature vector components of each divided region are divided as shown in FIG. 9B. Two types of feature values are obtained for each region (a horizontal direction component and a vertical direction component of the gradient vector).

この特徴値から算出した各分割領域の識別影響度は、図9(c)に示すような値となったものとする。この識別影響度から可視化した結果、つまり生成した可視化画像は、図9(d)に示すように、2つの画像が得られる。左の可視化画像はlV(0)であり、右の可視化画像はlV(1)である。 Assume that the identification influence degree of each divided region calculated from this feature value is a value as shown in FIG. As a result of visualization from the identification influence degree, that is, the generated visualization image, two images are obtained as shown in FIG. The left visualized image is lV (0) , and the right visualized image is lV (1) .

可視化画像の輝度値が高い分割領域から得られる特徴ほど評価尺度に影響したことを意味する。それ故、可視化画像は2つとなり、それぞれが異なる種類の特徴値に関する識別影響度を示している。最終的に、入力画像と可視化画像とを合成した結果、図9(e)のような画像が得られる。   A feature obtained from a divided region having a high luminance value of a visualized image means that the evaluation scale is affected. Therefore, the number of visualized images is two, and each indicates the identification influence degree regarding different types of feature values. Finally, as a result of combining the input image and the visualized image, an image as shown in FIG. 9E is obtained.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態を説明する。図10は第2実施形態の画像処理システムの構成を示すブロック図である。なお第1実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the image processing system of the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

図10に示すように、この画像処理システムは、特徴抽出装置40とネットワークを介して接続されたコンピュータ2と、このコンピュータ2に接続されたスキャナ1および表示装置3とを有している。特徴抽出装置40は、画像から処理対象の特徴ベクトルを抽出し、抽出した特徴ベクトルをコンピュータ2へ送信する。   As shown in FIG. 10, the image processing system includes a computer 2 connected to the feature extraction device 40 via a network, and a scanner 1 and a display device 3 connected to the computer 2. The feature extraction device 40 extracts a feature vector to be processed from the image and transmits the extracted feature vector to the computer 2.

コンピュータ2は、特徴取得部28、識別辞書格納部25、識別影響度算出部24、画像生成部26、画像出力部27、特徴ベクトル記憶部30を有している。   The computer 2 includes a feature acquisition unit 28, an identification dictionary storage unit 25, an identification influence degree calculation unit 24, an image generation unit 26, an image output unit 27, and a feature vector storage unit 30.

特徴取得部28は、処理対象となる特徴ベクトルを特徴抽出装置40より取得し、コンピュータ2のハードディスク装置またはメモリに設けた特徴ベクトル記憶部30に記憶する。なお特徴ベクトルは外部から取得するだけでなく、例えばコンピュータ2に予め内蔵されたハードディスク装置に記憶しておき、それを読み出すようにしてもよい。
識別影響度算出部24は、特徴ベクトル記憶部30から得られる特徴ベクトルと、識別辞書格納部25から得られる種別識別情報を用いて識別影響度列を算出し、算出した識別影響度列をメモリに記憶する。画像生成部26は識別影響度列を画像化し、該画像をメモリに記憶する。
The feature acquisition unit 28 acquires a feature vector to be processed from the feature extraction device 40 and stores it in the feature vector storage unit 30 provided in the hard disk device or memory of the computer 2. Note that the feature vector is not only acquired from the outside, but may be stored, for example, in a hard disk device built in the computer 2 in advance and read out.
The identification influence degree calculation unit 24 calculates an identification influence degree sequence using the feature vector obtained from the feature vector storage unit 30 and the type identification information obtained from the identification dictionary storage unit 25, and stores the calculated identification influence degree sequence in the memory. To remember. The image generation unit 26 images the identification influence degree sequence and stores the image in the memory.

図11乃至図15を参照してこの第2実施形態の画像処理システムの動作を説明する。
この第2実施形態の場合、特徴取得部28は、例えばコンピュータ2に接続されたハードディスク装置の特徴ベクトル記憶部30に予め記憶しておいた特徴ベクトルを読み出して、処理対象となる特徴ベクトルを取得し(図11のステップB-ST1)、メモリに記憶する。
The operation of the image processing system according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
In the case of the second embodiment, the feature acquisition unit 28 reads out a feature vector stored in advance in the feature vector storage unit 30 of the hard disk device connected to the computer 2, for example, and acquires a feature vector to be processed. (Step B-ST1 in FIG. 11) and stored in the memory.

なお本例ではコンピュータ2とは別に設けた特徴抽出装置40から特徴ベクトルをUSBケーブルおよびインターフェースやLANなどのネットワークを経由してコンピュータ2に取り込んだが、コンピュータ2に特徴抽出装置40を内蔵してもよい。   In this example, feature vectors are taken into the computer 2 from a feature extraction device 40 provided separately from the computer 2 via a network such as a USB cable and an interface or a LAN, but the feature extraction device 40 may be built in the computer 2. Good.

上記特徴ベクトルは、次のステップFT-ST1〜FT-ST4(図12のフローチャート)を特徴抽出装置40が実行して算出され、それを特徴取得部28が取得するものとする。
第1実施形態のステップA-ST4-4と同様にして、特徴抽出装置40は入力画像を赤チャネル、緑チャネル、青チャネルを有するカラー画像(R,G,Bの画像)に変換する(ステップFT-ST1)。
The feature vector is calculated by the feature extraction device 40 executing the following steps FT-ST1 to FT-ST4 (flowchart in FIG. 12), and the feature acquisition unit 28 acquires it.
Similar to step A-ST4-4 of the first embodiment, the feature extraction device 40 converts the input image into a color image (R, G, B image) having a red channel, a green channel, and a blue channel (steps). FT-ST1).

続いて、図13に示すように、入力画像の空間的領域を、例えば6つの領域R〜Rに分割する(ステップFT-ST2)。但し、各領域R〜Rは重複を許容し、図12においては重複する領域を斜線で示している。図13の中のw、hはそれぞれ入力画像の幅、高さの寸法(画素数)を意味する。 Subsequently, as shown in FIG. 13, the spatial region of the input image is divided into, for example, six regions R o to R 5 (step FT-ST2). However, the regions R o to R 5 are allowed to overlap, and the overlapping regions are indicated by hatching in FIG. In FIG. 13, w and h mean the width and height dimensions (number of pixels) of the input image, respectively.

分割した領域R〜R毎に、各領域R〜R内のすべての画素の画素値の平均を算出する(ステップFT-ST3)。 Divided for each region R o to R 5, and calculates the average of the pixel values of all pixels in each region R o to R 5 (step FT-ST3).

以降、領域Ri(0≦i<5,但しiは整数であるものとする。)における平均画素値をベクトル形式で

Figure 0004966397
赤、緑、青チャネルの画素値の平均である。 Hereinafter, the average pixel value in the region R i (0 ≦ i <5, where i is an integer) is expressed in a vector format.
Figure 0004966397
This is the average of the pixel values of the red, green, and blue channels.

ステップFT-ST3で得られた平均画素値をすべて連結して特徴ベクトルを生成し(ステップFT-ST4)、メモリに記憶する。具体的には、下記(式8)の形式で特徴ベクトルxを得る。

Figure 0004966397
All the average pixel values obtained in step FT-ST3 are connected to generate a feature vector (step FT-ST4) and stored in the memory. Specifically, the feature vector x is obtained in the following (formula 8) format.
Figure 0004966397

識別影響度算出部24は、特徴抽出装置40が取得した特徴ベクトルと種別識別情報を用いて識別影響度列を算出し(ステップB-ST2)、メモリに記憶する。具体的には、本ステップは次のサブステップB-ST2-1〜BST2-3(図14のフローチャート)を実行する。但し、識別辞書格納部25のデータ構造は図5に示したものとする。各固有ベクトルの次元数はステップB-ST1で取得した特徴ベクトルxの次元数d(=18)である。   The identification influence degree calculation unit 24 calculates an identification influence degree sequence using the feature vector and type identification information acquired by the feature extraction device 40 (step B-ST2), and stores it in the memory. Specifically, this step executes the following sub-steps B-ST2-1 to BST2-3 (the flowchart in FIG. 14). However, the data structure of the identification dictionary storage unit 25 is as shown in FIG. The number of dimensions of each eigenvector is the number of dimensions d (= 18) of the feature vector x acquired in step B-ST1.

識別影響度算出部24は、利用者のキーボード入力やハードディスク上の設定ファイルから種別ωα(整数値)を取得し、種別ωαに対する固有ベクトル群を読み出す。
そして、識別影響度算出部24は、識別辞書格納部25から読み出した種別ωαに対する固有ベクトル群と、特徴ベクトル記憶部30から読み出した特徴ベクトルxとを用いて識別影響度列を算出する(ステップB-ST2-1)。具体的にはサブステップA-ST3-1〜A-ST3-4の処理を実行する。但し、特徴ベクトルxは上記ステップFT-ST1〜ステップFT-ST4で算出したので、特徴空間の次元数d=18である。
The identification impact calculation unit 24 acquires the type ωα (integer value) from the user's keyboard input or the setting file on the hard disk, and reads the eigenvector group for the type ωα.
Then, the identification influence degree calculation unit 24 calculates an identification influence degree sequence using the eigenvector group for the type ωα read from the identification dictionary storage part 25 and the feature vector x read from the feature vector storage part 30 (step B -ST2-1). Specifically, the processes of sub-steps A-ST3-1 to A-ST3-4 are executed. However, since the feature vector x is calculated in steps FT-ST1 to FT-ST4, the dimension number d = 18 of the feature space.

次に、識別影響度算出部24は、利用者のキーボード入力やハードディスク上の設定ファイルから種別ωβを取得し、種別ωβに対する固有ベクトル群を読み出す。
そして、識別影響度算出部24は、識別辞書格納部25から読み出した種別ωβ(整数値)に対する固有ベクトル群と、特徴ベクトルxを用いて識別影響度列を算出する(ステップB-ST2-2)。具体的にはサブステップA-ST3-1〜A-ST3-4の処理を実行する。(但しd=18)。
Next, the identification influence degree calculation unit 24 acquires the type ωβ from the user's keyboard input or the setting file on the hard disk, and reads the eigenvector group for the type ωβ.
Then, the identification influence degree calculation unit 24 calculates an identification influence degree sequence using the eigenvector group for the type ωβ (integer value) read from the identification dictionary storage part 25 and the feature vector x (step B-ST2-2). . Specifically, the processes of sub-steps A-ST3-1 to A-ST3-4 are executed. (However, d = 18).

識別影響度算出部24は、ステップB-ST2-1とステップB-ST2-2それぞれで算出した識別影響度列を用いて最終的な識別影響度列を算出し(ステップB-ST2-3)、メモリに記憶する。   The identification influence degree calculation unit 24 calculates a final identification influence degree sequence using the identification influence degree sequences calculated in step B-ST2-1 and step B-ST2-2, respectively (step B-ST2-3). Store in memory.

以降、ステップB-ST2-1とステップB-ST2-2で算出した識別影響度列のうち、特徴ベクトルの第i成分(0≦i<18,但しiは整数)に対応する識別影響度をそれぞれsα,i 、sβ,iと記す。 Thereafter, the identification influence degree corresponding to the i-th component (0 ≦ i <18, where i is an integer) of the feature vector in the identification influence degree sequence calculated in step B-ST2-1 and step B-ST2-2. These are denoted as s α, i and s β , i , respectively.

識別影響度算出部24は、特徴ベクトルの各成分に関して(式9)によって最終的な識別影響度を算出する。

Figure 0004966397
この他、(式9)の代わりに下記(式10)を用いて識別影響度を算出してもよい。
Figure 0004966397
また、(式9)の代わりに下記(式11)を用いて識別影響度を算出してもよい。
Figure 0004966397
The discriminating influence degree calculation unit 24 calculates the final discriminating influence degree by (Equation 9) for each component of the feature vector.
Figure 0004966397
In addition, the discriminating influence degree may be calculated using (Equation 10) below instead of (Equation 9).
Figure 0004966397
Further, the identification influence degree may be calculated by using the following (Expression 11) instead of (Expression 9).
Figure 0004966397

画像生成部26は、識別影響度列を可視化し(図11のステップB-ST3)、該画像をメモリに記憶する。この際、画像生成部26は、次のサブステップB-ST3-1〜B-ST3-2(図15のフローチャート)を実行して可視化画像群Iv = {Iv(0) ,Iv(1) ,Iv(2) }を生成し、メモリに記憶する。但し、可視化画像Iv(0) ,Iv(1) ,Iv(2)はグレースケール画像であるものとする。 The image generation unit 26 visualizes the identification influence degree sequence (step B-ST3 in FIG. 11), and stores the image in the memory. At this time, the image generation unit 26 executes the following sub-steps B-ST3-1 to B-ST3-2 (flowchart of FIG. 15) to visualize the image group I v = {I v (0) , I v ( 1) , I v (2) } is generated and stored in the memory. However, the visualized images I v (0) , I v (1) , and I v (2) are assumed to be gray scale images.

画像生成部26は、3つの可視化画像Iv(0) ,Iv(1) ,Iv(2)を初期化する(ステップB-ST3-1)。具体的には、各可視化画像をグレースケール画像とし、各可視化画像の寸法は幅wv画素、高さhv画素として、すべての可視化画像のすべての画素の画素値に0を代入する。幅wvおよび高さhvは予め定めた値である。 The image generation unit 26 initializes the three visualized images I v (0) , I v (1) , and I v (2) (step B-ST3-1). Specifically, each visualized image is a gray scale image, and the size of each visualized image is a width w v pixel and a height h v pixel, and 0 is substituted for the pixel value of all the pixels of all the visualized images. The width w v and the height h v are predetermined values.

以降のステップでは、各可視化画像を分割領域単位で扱う。該分割領域とは、ステップB-ST2で説明した図13に示す形状の6つの領域R〜Rである。但し、図13に示した可視化画像の幅wをwv 、高さhをhvに置き換える。以降、第i番の可視化画像における第j番(0≦j<5)の領域をIv(i,j)と記す。但しiは0か1か2であり、jは整数であるものとする。 In the subsequent steps, each visualized image is handled in units of divided areas. The divided areas are the six areas R o to R 5 having the shape shown in FIG. 13 described in step B-ST2. However, the width w of the visualized image shown in FIG. 13 is replaced with w v and the height h is replaced with h v . Hereinafter, the j-th (0 ≦ j <5) region in the i-th visualized image is denoted as I v (i, j) . However, i is 0, 1 or 2, and j is an integer.

画像生成部26は、各可視化画像に識別影響度列を割り当て(ステップB-ST3-2)、該可視化画像をメモリに書き込む。具体的には、Iv(i,j)に対し、ステップB-ST2で算出した第(3j+i)番識別影響度を加算する。本ステップを式で表すと下記(式12)となる。

Figure 0004966397
The image generation unit 26 assigns an identification influence sequence to each visualized image (step B-ST3-2), and writes the visualized image in the memory. Specifically, the (3j + i) th identification influence degree calculated in step B-ST2 is added to Iv (i, j) . This step is expressed by the following (Expression 12).
Figure 0004966397

識別影響度を加算するのは、図13に示す複数の空間的領域R〜R同士が重複を許容しているためである。
最後に、画像出力部27は、第1実施形態で示したステップA-ST5と同様に、画像生成部26により生成された可視化画像を出力する(図11のステップB-ST4)。
The reason why the discriminating influence is added is that the plurality of spatial regions R o to R 5 shown in FIG.
Finally, the image output unit 27 outputs the visualized image generated by the image generation unit 26 as in Step A-ST5 shown in the first embodiment (Step B-ST4 in FIG. 11).

このようにこの第2実施形態によれば、コンピュータ2の外部の特徴抽出装置40から得て特徴ベクトル記憶部30に記憶しておいた特徴ベクトルxと、識別辞書格納部25から読み出した種別ωαおよび種別ωαに対する固有ベクトル群から、種別ωαと種別ωαそれぞれに対する特徴ベクトルの各成分の識別影響度を求め、入力画像の分割領域毎に種別ωαと種別ωαに対する識別影響度の差や比を出力する。つまり2つの種別間の識別影響度の差や比を出力するので、どちらの種別の識別影響度が大きいのかといった、種別間での識別影響度比較が可能となる。例えば、種別ωαを正解種別、種別ωβをコンピュータ2以外のパターン認識(画像識別)装置が誤識別し易い種別とすることにより、該コンピュータ2以外の画像識別装置における誤識別の原因を探る上での指針を得ることが可能になる。また識別影響度列は可視化されるので、種別間の識別影響度の差や比を観察することにより、どのような特徴がどれだけ2つの種別の違いを表しているかといった情報を視覚を用いて直感的に知ることができ、識別影響度の対象となった評価尺度を利用する画像識別装置における特徴抽出方法や評価尺度算出アルゴリズムの改善につながる。   As described above, according to the second embodiment, the feature vector x obtained from the feature extraction device 40 outside the computer 2 and stored in the feature vector storage unit 30, and the type ωα read from the identification dictionary storage unit 25. In addition, from the eigenvector group for the type ωα, the identification influence of each component of the feature vector for the type ωα and the type ωα is obtained, and the difference or ratio of the classification influence for the type ωα and the type ωα is output for each divided region of the input image. . That is, since the difference or ratio of the identification influence between the two types is output, it is possible to compare the identification influence between the types such as which type has the higher identification influence. For example, when the type ωα is a correct answer type and the type ωβ is a type that is easily misidentified by a pattern recognition (image identification) device other than the computer 2, the cause of misidentification in the image identification device other than the computer 2 is searched. Can be obtained. In addition, since the identification impact column is visualized, information such as what kind of feature represents the difference between the two types can be visually observed by observing the difference or ratio of the identification impact between the types. The feature extraction method and the evaluation scale calculation algorithm in the image identification apparatus that can be intuitively known and use the evaluation scale that is the target of the identification influence level are improved.

(第3実施形態)
図面を参照して第3実施形態の画像処理システムを説明する。図16は第3実施形態の画像処理システムの構成を示すブロック図である。
(Third embodiment)
An image processing system according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing system according to the third embodiment.

図16に示すように、第3実施形態の画像処理システムは、特徴抽出装置40とネットワークを介して接続されたコンピュータ2と、このコンピュータ2に接続されたスキャナ1および表示装置3とを有している。特徴抽出装置40は、処理対象の特徴ベクトルをコンピュータ2へ送信する。   As shown in FIG. 16, the image processing system according to the third embodiment includes a computer 2 connected to the feature extraction device 40 via a network, and a scanner 1 and a display device 3 connected to the computer 2. ing. The feature extraction device 40 transmits the feature vector to be processed to the computer 2.

コンピュータ2は、識別影響度算出部24、識別辞書格納部25、特徴取得部28、部分空間射影部29、特徴ベクトル記憶部30と、識別影響度出力部31を有している。   The computer 2 includes an identification influence degree calculation unit 24, an identification dictionary storage unit 25, a feature acquisition unit 28, a subspace projection unit 29, a feature vector storage unit 30, and an identification influence degree output unit 31.

特徴取得部28は、処理対象となる特徴ベクトルを特徴抽出装置40より取得し、コンピュータ2のハードディスク装置またはメモリに設けた特徴ベクトル記憶部30に記憶する。なお特徴ベクトルは外部から取得するだけでなく、例えばコンピュータ2に予め内蔵されたハードディスク装置に記憶しておき、それを読み出すようにしてもよい。   The feature acquisition unit 28 acquires a feature vector to be processed from the feature extraction device 40 and stores it in the feature vector storage unit 30 provided in the hard disk device or memory of the computer 2. Note that the feature vector is not only acquired from the outside, but may be stored, for example, in a hard disk device built in the computer 2 in advance and read out.

識別影響度算出部24は、識別辞書格納部25から読み出した、種別ωαに対する固有ベクトル群(種別識別情報)と、特徴ベクトル記憶部30から読み出した特徴ベクトルxとを用いて識別影響度列を算出し、メモリに記憶する。部分空間射影部29は、入力された種別(整数値)を受け付け、受け付けた種別に対応する固有ベクトル群(種別識別情報)を識別辞書格納部25から取得する。部分空間射影部29は識別影響度算出部24の内部にある。部分空間射影部29は、特徴ベクトルxをメモリから読み出し、そのベクトルを、φがなす部分空間に正射影し、射影ベクトルx’を得て識別影響度算出部24へ出力する。識別影響度出力部31はメモリから識別影響度列を読み出して外部へ出力する。他の構成要素の機能は上記第1及び第2実施形態と同様でありその説明は省略する。   The identification influence degree calculation unit 24 calculates an identification influence degree sequence using the eigenvector group (type identification information) for the type ωα read from the identification dictionary storage unit 25 and the feature vector x read from the feature vector storage unit 30. And store it in the memory. The subspace projection unit 29 receives the input type (integer value), and acquires the eigenvector group (type identification information) corresponding to the received type from the identification dictionary storage unit 25. The subspace projection unit 29 is inside the discrimination influence calculation unit 24. The subspace projection unit 29 reads out the feature vector x from the memory, orthonormally projects the vector onto the subspace formed by φ, obtains the projection vector x ′, and outputs the projection vector x ′ to the discrimination influence degree calculation unit 24. The identification influence degree output unit 31 reads out the identification influence degree sequence from the memory and outputs it to the outside. The functions of the other components are the same as those in the first and second embodiments, and a description thereof is omitted.

図17、図4、図18のフローチャートを参照して第3実施形態の動作を詳細に説明する。   The operation of the third embodiment will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. 17, 4, and 18.

この第3実施形態の場合、コンピュータ2外部の特徴抽出装置40から特徴取得部28が取得し、ハードディスク装置の特徴ベクトル記憶部30に予め記憶しておいた特徴ベクトルを読み出すことによって、処理対象となる特徴ベクトルを取得し(図17のステップC-ST1)、メモリに記憶する。   In the case of the third embodiment, the feature acquisition unit 28 acquires from the feature extraction device 40 outside the computer 2 and stores the feature vector stored in advance in the feature vector storage unit 30 of the hard disk device, thereby Is obtained (step C-ST1 in FIG. 17) and stored in the memory.

識別影響度算出部24は、特徴ベクトルと2つの種別に対応する種別識別情報を用いて識別影響度列を算出し(ステップC-ST2)、メモリに記憶する。具体的には、部分空間射影部29を呼び出し、その処理結果を用いて図18のフローチャートに示すサブステップC-ST2-1〜C-ST2-3を実行し、識別影響度列を算出する。このとき、識別辞書格納部25には、図5に示したデータが記憶されているものとする。また固有ベクトル群の各固有ベクトルの次元数はステップC-ST1で取得した特徴ベクトルと同じである。   The identification influence degree calculation unit 24 calculates an identification influence degree sequence using the feature vector and the type identification information corresponding to the two types (step C-ST2), and stores it in the memory. Specifically, the subspace projection unit 29 is called, and the sub-steps C-ST2-1 to C-ST2-3 shown in the flowchart of FIG. 18 are executed using the processing results to calculate the identification influence degree sequence. At this time, it is assumed that the identification dictionary storage unit 25 stores the data shown in FIG. The number of dimensions of each eigenvector of the eigenvector group is the same as the feature vector acquired in step C-ST1.

識別影響度算出部24は、まず部分空間射影部29を呼び出し、部分空間射影部29から出力された射影ベクトルx’、つまり戻り値をベクトルx’αに代入する(ステップC-ST2-1)。 The discriminating influence calculation unit 24 first calls the subspace projection unit 29, and substitutes the projection vector x ′ output from the subspace projection unit 29, that is, the return value, into the vector x ′ α (step C-ST2-1). .

続いて、識別影響度算出部24は、部分空間射影部29を呼び出し、部分空間射影部29から出力された射影ベクトルx’、つまり戻り値をベクトルx’βに代入する(ステップC-ST2-2)。 Subsequently, the identification influence calculation unit 24 calls the subspace projection unit 29 and substitutes the projection vector x ′ output from the subspace projection unit 29, that is, the return value, into the vector x ′ β (step C-ST2- 2).

そして、識別影響度算出部24は、これら2つの射影ベクトル(ベクトルx’αとベクトルx’β)を用いて識別影響度列を算出し(ステップC-ST2-3)、メモリに書き込む。
以降、ベクトルx’αとベクトルx’βの第i成分(0≦i<18,但しiは整数)をそれぞれ、x’αi,x’βiと記す。
Then, the identification influence degree calculation unit 24 calculates an identification influence degree sequence using these two projection vectors (vector x ′ α and vector x ′ β ) (step C-ST2-3), and writes it in the memory.
Thereafter, the i-th component (0 ≦ i <18, where i is an integer) of the vector x 'alpha and the vector x' beta, respectively, x '.alpha.i, x' referred to .beta.i.

例えば特徴ベクトルxのすべての成分に関して、下記(式13)によって1つの識別影響度を算出する。

Figure 0004966397
この他、(式13)の代わりに(式14)を用いて識別影響度を算出してもよい。
Figure 0004966397
また、(式13)の代わりに(式15)を用いて識別影響度を算出してもよい。
Figure 0004966397
For example, with respect to all the components of the feature vector x, one identification influence degree is calculated by the following (formula 13).
Figure 0004966397
In addition, the identification influence degree may be calculated using (Expression 14) instead of (Expression 13).
Figure 0004966397
Further, the identification influence degree may be calculated using (Expression 15) instead of (Expression 13).
Figure 0004966397

部分空間射影部29は、図4に示したフローチャートの処理ステップA-ST3-1〜ステップA-ST3-3を実行する。但し、この第3実施形態ではステップA-ST3-3における特徴ベクトルxは、図18の処理ステップC-ST1で取得した特徴ベクトルである。以上の処理で部分空間射影部29は、部分空間射影を終了し、射影ベクトルx’を識別影響度算出部24へ出力する。   The subspace projection unit 29 executes processing steps A-ST3-1 to A-ST3-3 in the flowchart shown in FIG. However, in the third embodiment, the feature vector x in step A-ST3-3 is the feature vector acquired in processing step C-ST1 in FIG. With the above processing, the subspace projection unit 29 ends the subspace projection and outputs the projection vector x ′ to the discrimination influence calculation unit 24.

ステップC-ST2の種別識別影響度算出処理で、識別影響度算出部24により算出される識別影響度は、識別影響度が対象とする評価尺度の種別間での差や比等に対する、特徴ベクトルの各成分の影響度を意味する。   In the type identification influence calculation processing in step C-ST2, the identification influence calculated by the identification influence calculation unit 24 is a feature vector with respect to a difference or ratio between the types of evaluation scales targeted by the identification influence. Means the influence of each component.

識別影響度出力部31は、識別影響度算出部24により算出された識別影響度列を外部へ出力する(ステップC-ST3)。一例としては、識別影響度列を数字列として表示装置3へ出力し、表示装置3の画面に識別影響度列の数字列を表示する。   The identification influence degree output unit 31 outputs the identification influence degree sequence calculated by the identification influence degree calculation unit 24 to the outside (step C-ST3). As an example, the identification influence degree sequence is output to the display device 3 as a numeric string, and the numeric string of the identification influence degree sequence is displayed on the screen of the display device 3.

この他、識別影響度列を、例えば数字の列としてコンピュータ2に接続されたプリンタへ出力し、識別影響度列の数字列を印刷してもよい。また識別影響度列をコンピュータ2に接続されたハードディスク装置へ記憶してもよい。さらに識別影響度列をネットワーク経由で他のコンピュータへ送信してもよい。   In addition, the identification influence degree sequence may be output to a printer connected to the computer 2 as, for example, a numeric string, and the numeric string of the identification influence degree sequence may be printed. Further, the identification influence degree sequence may be stored in a hard disk device connected to the computer 2. Further, the identification influence degree sequence may be transmitted to another computer via the network.

このようにこの第3実施形態によれば、コンピュータ2以外で行うパターン認識(画像識別)における誤識別の原因を探る上での指針を得ることが可能になる。具体的には、識別影響度が対象とする評価尺度の差や比に対する、特徴ベクトルの各成分の影響度を出力するので、どの種類の特徴がどれだけ種別同士の違いを表しているかを知ることが可能になる。   As described above, according to the third embodiment, it is possible to obtain a guideline for searching for the cause of erroneous identification in pattern recognition (image identification) performed by other than the computer 2. Specifically, since the influence of each component of the feature vector on the difference or ratio of the evaluation scale targeted by the identification influence is output, it is possible to know how many types of features represent the difference between the types. It becomes possible.

例えば1つの種別を正解の種別、他の1つの種別を誤識別する可能性が高い種別として、2種別間の違いを出力することで、どの種類の特徴が誤識別にどれだけ影響したかを可視化することができる。したがって、可視化画像を観察することで、どの種類の特徴が誤識別に起因しているかを知る手掛かりを得ることが可能になり、識別影響度の対象となった評価尺度を利用する画像識別装置における特徴抽出方法や評価尺度算出アルゴリズムの改善につながる。   For example, if one type is the correct answer type and the other one type is highly likely to be misidentified, the difference between the two types is output, so that what type of features affected the misidentification Can be visualized. Therefore, by observing the visualized image, it becomes possible to obtain a clue to know what kind of feature is caused by misidentification, and in the image identification apparatus using the evaluation scale that is the target of the identification influence degree It leads to improvement of the feature extraction method and evaluation scale calculation algorithm.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

すなわち、本願発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を削減したり組み合わせたりするなどして変型してもよい。例えば各構成要素を、コンピュータのハードディスク装置などのストレージにインストールしたプログラムで実現してもよく、また上記プログラムを、コンピュータ読取可能な電子媒体:electronic mediaに記憶しておき、プログラムを電子媒体からコンピュータに読み取らせることで本発明の機能をコンピュータが実現するようにしてもよい。   That is, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be modified in the implementation stage by reducing or combining the components without departing from the scope of the invention. For example, each component may be realized by a program installed in a storage such as a hard disk device of a computer, and the above program is stored in a computer-readable electronic medium: electronic media, and the program is transferred from the electronic medium to the computer. The computer may realize the functions of the present invention by causing the computer to read them.

電子媒体としては、例えばCD−ROM等の記録媒体やフラッシュメモリ、リムーバブルメディア:Removable media等が含まれる。さらに、ネットワークを介して接続した異なるコンピュータに構成要素を分散して記憶し、各構成要素を機能させたコンピュータ間で通信することで実現してもよい。   Examples of the electronic medium include a recording medium such as a CD-ROM, flash memory, and removable media. Further, the configuration may be realized by distributing and storing components in different computers connected via a network, and communicating between computers in which the components are functioning.

上記実施形態では画像を処理対象としたが、それ自身をパターンとして記述できるものであれば、処理対象は画像以外でも良く、例えば音声波形などがこれに含まれる。   In the above-described embodiment, an image is a processing target. However, if the image can be described as a pattern, the processing target may be other than an image, and includes, for example, an audio waveform.

1…スキャナ、2…コンピュータ、3…表示装置、21…画像受付部、22…画像記憶部、23…特徴抽出部、24…識別影響度算出部、25…識別辞書格納部、26…画像生成部、27…画像出力部、28…特徴入力部、29…部分空間射影部、30…特徴ベクトル記憶部、31…識別影響度出力部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scanner, 2 ... Computer, 3 ... Display apparatus, 21 ... Image reception part, 22 ... Image memory | storage part, 23 ... Feature extraction part, 24 ... Identification influence calculation part, 25 ... Identification dictionary storage part, 26 ... Image generation 27: Image output unit, 28: Feature input unit, 29 ... Subspace projection unit, 30 ... Feature vector storage unit, 31 ... Discrimination influence output unit

Claims (5)

処理対象のパターンを取得する取得部と、
前記取得部から得たパターンを所定のルールにより複数のパターンに分割した上で、該分割した各パターンの特徴を示す特徴ベクトルを算出する特徴算出部と、
識別候補の種別と該識別候補の代表ベクトルの集合とが対応して記憶された辞書格納部と、
前記辞書格納部から前記種別に対応する前記代表ベクトルの集合を取得し、該集合と前記特徴ベクトルとから得られる前記処理対象と識別候補との類似度あるいは相違度を前記特徴ベクトルの各成分に対応するように分解し、該分解した値を前記特徴ベクトルの各成分がパターンの識別に影響する度合いとして算出する識別影響度算出部と
前記識別影響度算出部により算出された前記分解した値に応じた色情報を生成し、該色情報を前記分割した各パターンに対応付け、該色情報と前記分割した各パターンとの色情報の対応を示す画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を出力する画像出力部と
を具備することを特徴とする情報処理装置。
An acquisition unit for acquiring a pattern to be processed;
A feature calculation unit that calculates a feature vector indicating a feature of each divided pattern after dividing the pattern obtained from the acquisition unit into a plurality of patterns according to a predetermined rule ;
A dictionary storage unit in which the types of identification candidates and a set of representative vectors of the identification candidates are stored correspondingly;
The set of representative vectors corresponding to the type is acquired from the dictionary storage unit, and the similarity or difference between the processing target and the identification candidate obtained from the set and the feature vector is used as each component of the feature vector. An identification influence calculation unit that decomposes correspondingly and calculates the decomposed value as a degree that each component of the feature vector affects pattern identification ;
Color information corresponding to the decomposed value calculated by the identification influence degree calculation unit is generated, the color information is associated with the divided patterns, and color information of the color information and the divided patterns An image generation unit for generating an image indicating correspondence;
An information processing apparatus comprising: an image output unit that outputs an image generated by the image generation unit .
前記代表ベクトルの集合は、
前記特徴ベクトルが存在する特徴空間の部分空間の基底ベクトル群であり、
前記特徴ベクトルの各成分がパターンの識別に影響する度合いは、前記特徴ベクトルを前記部分空間に射影して得られる射影ベクトルを前記特徴空間上に記述したときに、該射影ベクトルの各成分の値を基準とすることを特徴とする請求項1記載の情報処理装置。
The set of representative vectors is
A base vector group of a subspace of the feature space in which the feature vector exists;
The degree to which each component of the feature vector affects pattern identification is determined by the value of each component of the projection vector when the projection vector obtained by projecting the feature vector onto the partial space is described on the feature space. claim 1 Symbol placement of the information processing apparatus, characterized in that a reference.
前記代表ベクトルの集合は、前記特徴ベクトルが存在する特徴空間の部分空間の基底ベクトル群であり、
前記特徴ベクトルの各成分がパターンの識別に影響する度合いは、前記特徴ベクトルを前記部分空間に射影して得られる射影ベクトルを前記特徴空間上に記述したときに、該射影ベクトルと前記特徴ベクトルとの差分ベクトルの各成分の値を基準とすることを特徴とする請求項1記載の情報処理装置。
The set of representative vectors is a base vector group of a subspace of the feature space where the feature vector exists,
The degree to which each component of the feature vector influences the pattern identification is determined when the projection vector obtained by projecting the feature vector onto the partial space is described on the feature space. The information processing apparatus according to claim 1, wherein a value of each component of the difference vector is used as a reference.
前記識別影響度算出部は、
複数の識別候補に対する処理対象のパターンとの類似度あるいは相違度を分解し、複数の前記識別候補に対する該分解した値同士の大小関係を表す数値を前記特徴ベクトルの各成分がパターンの識別に影響する度合いとして算出することを特徴とする請求項1記載の情報処理装置。
The identification influence calculation unit
Decompose the degree of similarity or dissimilarity with the pattern to be processed for a plurality of identification candidates, and each component of the feature vector affects the pattern identification with a numerical value representing the magnitude relationship between the decomposed values for the plurality of identification candidates claim 1 Symbol placement of the information processing apparatus, and calculates a degree of.
取得部、特徴算出部、識別影響度算出部、画像生成部、画像出力部を有する情報処理装置における情報処理方法において、
処理対象のパターンを前記取得部が取得し、
前記取得部が得た前記パターンを所定のルールにより複数のパターンに分割した上で、該分割した各パターンの特徴を示す特徴ベクトルを前記特徴算出部が算出し、識別候補の種別と該識別候補の代表ベクトルの集合とが対応して記憶された辞書格納部から前記種別に対応する前記代表ベクトルの集合を前記識別影響度算出部が取得し、該集合と前記特徴ベクトルとから得られる前記処理対象と識別候補との類似度あるいは相違度を前記特徴ベクトルの各成分に対応するように分解し、該分解した値を前記特徴ベクトルの各成分がパターンの識別に影響する度合いとして算出し、
前記識別影響度算出部により算出された前記分解した値に応じた色情報を前記画像生成部が生成し、該色情報を前記分割した各パターンに対応付け、該色情報と前記分割した各パターンとの色情報の対応を示す画像を生成し、
前記画像生成部により生成された画像を前記画像出力部が出力する
ことを特徴とする情報処理方法。
In an information processing method in an information processing apparatus having an acquisition unit, a feature calculation unit, an identification influence calculation unit , an image generation unit, and an image output unit ,
The acquisition unit acquires a pattern to be processed,
After the pattern obtained by the acquisition unit is divided into a plurality of patterns according to a predetermined rule, the feature calculation unit calculates a feature vector indicating the feature of each divided pattern , and the type of identification candidate and the identification candidate The identification influence degree calculation unit acquires the set of representative vectors corresponding to the type from the dictionary storage unit in which the set of representative vectors is stored correspondingly, and the processing obtained from the set and the feature vector The degree of similarity or difference between the target and the identification candidate is decomposed so as to correspond to each component of the feature vector, and the decomposed value is calculated as a degree that each component of the feature vector affects pattern identification ,
The image generation unit generates color information corresponding to the decomposed value calculated by the identification influence degree calculation unit, associates the color information with the divided patterns, and the color information and the divided patterns. An image showing the correspondence of color information with
The information processing method , wherein the image output unit outputs an image generated by the image generation unit .
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