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JPS5814708B2 - Pattern recognition device classification device - Google Patents
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JPS5814708B2 - Pattern recognition device classification device - Google Patents

Pattern recognition device classification device

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Publication number
JPS5814708B2
JPS5814708B2 JP53068791A JP6879178A JPS5814708B2 JP S5814708 B2 JPS5814708 B2 JP S5814708B2 JP 53068791 A JP53068791 A JP 53068791A JP 6879178 A JP6879178 A JP 6879178A JP S5814708 B2 JPS5814708 B2 JP S5814708B2
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JP
Japan
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similarity
pattern
memory
degree
patterns
Prior art date
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JP53068791A
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安田道夫
花野井歳弘
中野康明
藤沢造道
北爪吉明
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、漢字等のように扱うカテゴリ数が大きいパタ
ーンを認識するパターン認識装置における分類装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a classification device in a pattern recognition device that recognizes patterns with a large number of categories, such as Chinese characters.

印刷漢字認識においては、数字、アルファベット、かな
文字の認識に比べて、扱う字種が2000〜4000と
格段に多いので、この問題を解決するために、従来、例
えば電子通信学会論文誌、VOW56−D,No6,P
P36 5〜372に記載されているように、階層的パ
ターンマッチングによる漢字認識手法が知られている。
In printed kanji recognition, the number of character types to be handled is much larger (2,000 to 4,000) than in the recognition of numbers, alphabets, and kana characters. D, No. 6, P
As described in P.36 5-372, a kanji recognition method using hierarchical pattern matching is known.

この認識方法は、マクロな観察から細かい解像によるミ
クロな観察への階層的パターンマッチング構造をとるこ
と、言い換えれば、文字パターンを何段階かにぼかして
、ぼけの多い階層からぼけの少ない階層へ、層を経る毎
に文字の属するカテゴリの候補を減らして認識する方法
で、この方法によれば、(1)漢字認識の処理が効率良
く実行できること、(2)ノイズに対する信頼性が高い
ことなどの特徴がある。
This recognition method adopts a hierarchical pattern matching structure from macroscopic observation to microscopic observation using fine resolution.In other words, the character pattern is blurred in several stages, from a layer with more blur to a layer with less blur. , is a recognition method that reduces the number of candidates for the category to which a character belongs as it passes through each layer.This method has the following advantages: (1) Kanji recognition processing can be performed efficiently, (2) Reliability against noise is high, etc. It has the characteristics of

そして、このような認識方法を実現する手段として、従
来、汎用計算機などの処理装置と記憶装置を使い、プロ
グラム処理によって認識を行なうことが知られている。
As a means for realizing such a recognition method, it is conventionally known to use a processing device such as a general-purpose computer and a storage device to perform recognition through program processing.

しかしながら、このような従来の処理方法で候補文字を
選択するには、未知入力パターンと各標準パターンとの
類似度(相関値)を順次求めてメモリに記憶しておき、
すべての標準パターンについての動作が終了した時点で
、類似度の大きい順にメモリの内容を並び換え,その内
から類似度の大きいN個を選び、それに対応する候補標
準パターンを抽出する必袈があるため、各標準パターン
に対応する類似度を記憶するためのメモリが必要になり
、メモリ容量の増大を招くばかりか、メモリ内容の並び
換えなどの複雑な処理を行なう必要があるため,処理時
間が非常に長くなるという欠点があった。
However, in order to select candidate characters using such conventional processing methods, the degree of similarity (correlation value) between the unknown input pattern and each standard pattern is sequentially determined and stored in memory.
When the operations for all standard patterns are completed, it is necessary to sort the contents of the memory in descending order of similarity, select N patterns with the highest degree of similarity, and extract the corresponding candidate standard patterns. Therefore, a memory is required to store the similarity corresponding to each standard pattern, which not only increases the memory capacity but also requires complex processing such as rearranging the memory contents, which increases processing time. It had the disadvantage that it was very long.

また、未知入力パターンと各標準パターンとの類似度計
算を1ビット毎に直列的に行なう必要があるため、その
計算に要する時間も長くなるという問題もあった。
Furthermore, since it is necessary to serially calculate the degree of similarity between the unknown input pattern and each standard pattern bit by bit, there is also the problem that the time required for the calculation becomes long.

本発明の目的は、簡単な構成で、かつ、高速度で候補パ
ターンの選択ができるパターン認識装置における分類装
置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a classification device in a pattern recognition device that has a simple configuration and can select candidate patterns at high speed.

このような目的を達成するために、本発明では選択され
る候補パターンの数に相当するメモリ容量を有するメモ
リを設け、新しい類似度が求められた時、上記メモリが
満たされていれば、該メモリへ登録されている最小類似
度を探して、その代りに新しい類似度を登録するように
したことに特徴がある。
In order to achieve such an object, the present invention provides a memory having a memory capacity corresponding to the number of candidate patterns to be selected, and when a new similarity is calculated, if the memory is filled, the corresponding The feature is that the minimum similarity registered in the memory is searched and a new similarity is registered instead.

以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明に係るパターン認識装置の基本構成の一
例を示すもので、2層処理構造からなり、第1層はぼか
しパターンを用いて、候補文字を2000字から1〜3
1字に絞る役目をする分類過程で、第2層は、第1層の
候補に対して、パターンマッチング法で、1つのパター
ンを決定する過程である。
FIG. 1 shows an example of the basic configuration of the pattern recognition device according to the present invention, which has a two-layer processing structure, in which the first layer uses a blur pattern to select 1 to 3 candidate characters from 2000 characters.
In the classification process that narrows down the candidates to one character, the second layer is a process of determining one pattern for the candidates in the first layer using a pattern matching method.

第1図において、10はミニコンビューク等の計算機、
20は文字パターンの2値化、切り出し、ぼかし処理等
を行なう前処理装置、30および40は上記第2層処理
を行なう認識装置およびディスク装置を示す。
In Figure 1, 10 is a calculator such as a miniconbuque;
Reference numeral 20 indicates a preprocessing device that performs binarization, cutting out, blurring processing, etc. of character patterns, and 30 and 40 indicate a recognition device and a disk device that perform the above-mentioned second layer processing.

50は上述した第1層処理を行なう高速分類相関器で、
本発明による分類装置に相当する部分である。
50 is a high-speed classification correlator that performs the first layer processing described above;
This is a portion corresponding to the classification device according to the present invention.

また、60は入出力インターフェース・バスである。Further, 60 is an input/output interface bus.

このような構成において,計算機10は入出力インタフ
ェース・バス60を通して、前処理装置20、認識装置
30、ディスク装置40、高速分類相関器50に接続さ
れている。
In such a configuration, the computer 10 is connected to a preprocessing device 20, a recognition device 30, a disk device 40, and a high-speed classification correlator 50 through an input/output interface bus 60.

まず、前処理装置20では,幅票上の文字パターンを撮
像して2値化処理し、各文字パターンの切り出し処理を
行ない、さらに、ぼかし処理を行ない、切り出された2
値文字パターンと、ぼかし処理された2値文字パターン
を計算機10内の主メモリ内に転送する。
First, the preprocessing device 20 images and binarizes the character patterns on the width slip, performs the cutting process for each character pattern, and further performs the blurring process.
The value character pattern and the blurred binary character pattern are transferred into the main memory of the computer 10.

次に、高速分類相関器50では、計算機10の主メモリ
から未知のぼかし文字パターンを取り込み、後述するよ
うに、このぼかしパターンとぼかし標準文字パターンと
の類似度(相関値)を求め、その類似度によって未知文
字パターンの分類を行ない、候補文字番号を計算機10
に返送する。
Next, the high-speed classification correlator 50 takes in the unknown blur character pattern from the main memory of the computer 10, calculates the degree of similarity (correlation value) between this blur pattern and the blur standard character pattern, and calculates the similarity between the blur pattern and the blur standard character pattern, as described later. The unknown character pattern is classified according to the degree of
send it back to

次に、認識装置30では、計算機10の主メモリ内の候
補文字査号表と切り出し文字パターンとを取り込み、デ
ィスク装置40内の標準パターンとのパターンマッチン
グにより認識処理を行なう。
Next, the recognition device 30 takes in the candidate character symbol table and cut-out character pattern in the main memory of the computer 10, and performs recognition processing by pattern matching with the standard pattern in the disk device 40.

その認識結果は計算機10に返送され、さらに、図示さ
れていない、プリンタ、磁気テープ装置、あるいは上位
の大形計算機との接続装置などに出力される。
The recognition result is sent back to the computer 10, and is further output to a printer, magnetic tape device, or connection device with a host large-scale computer (not shown).

本発明に関する分類相関器50は、第1図のように,計
算機10と接続するためのインタフエース回路51.マ
イクロプロセッサ(MPU)52、標準パターン格納用
メモリ53、並列形内積計算回路54、高速メモリ55
,最小値検出回路56,高速掛算回路57,内部データ
・バス58とからなっている。
As shown in FIG. 1, the classification correlator 50 according to the present invention includes an interface circuit 51 . Microprocessor (MPU) 52, standard pattern storage memory 53, parallel inner product calculation circuit 54, high speed memory 55
, a minimum value detection circuit 56, a high-speed multiplication circuit 57, and an internal data bus 58.

分類相関器50の動作の概要を説明する。An overview of the operation of the classification correlator 50 will be explained.

計算機10内の主メモリにある1文字のぼかしパターン
はインターフェース回路51、データ・バス58を通じ
て高速メモリ55に転送される。
The one-character blur pattern in the main memory of the computer 10 is transferred to the high-speed memory 55 through the interface circuit 51 and data bus 58.

転送されたぼかしパターンとメモリ53内のぼかし標準
パターンとの相関値(内積)が逐次並列形内積計算回路
54によって計算される。
A correlation value (inner product) between the transferred blur pattern and the blur standard pattern in the memory 53 is calculated by the serial parallel inner product calculation circuit 54.

いま、未知入力ぼかしパターンをf(r>.+)、ぼか
し標準パターンをgw(i,j)とすると、これらのパ
ターンの間の類似度S(f,gW)は次の(1)式のよ
うに表わされる。
Now, assuming that the unknown input blur pattern is f(r>.+) and the blur standard pattern is gw(i, j), the similarity S(f, gW) between these patterns is expressed by the following equation (1). It is expressed as follows.

このけ)式の右辺の分子部分は2つのパターンの内積を
表わし、また、分母部分で決まる値は、それぞれ次fl
2) , (3)式のように、正規化定数α,βといわ
れている。
The numerator part on the right side of the equation represents the inner product of the two patterns, and the value determined by the denominator part is
2) and (3), these are called normalization constants α and β.

内積計算回路54では、2つのパターンの相関値(内積
)が求められ、高速掛算回路57では、この相関値に、
予じめ計算されている正規化定数αおよびβWが掛けら
れ、最終的な類似度が得られる。
The inner product calculation circuit 54 calculates the correlation value (inner product) of the two patterns, and the high-speed multiplication circuit 57 calculates this correlation value by
The pre-calculated normalization constants α and βW are multiplied to obtain the final similarity measure.

このような処理は各標準パターン毎に行なわれ、逐次、
マイクロプロセッサ52に送られて,最小値検出回路5
6内のメモリスタック(候補文字査号とその類似度とを
記憶するRAM等のメモリ)に登録すべきか否かが、次
のように判定される。
Such processing is performed for each standard pattern, and sequentially,
is sent to the microprocessor 52 and minimum value detection circuit 5
It is determined as follows whether or not the candidate character should be registered in the memory stack (memory such as RAM that stores candidate character symbols and their similarities) in 6.

いま、上記メモリスタックに登録されている文字の数を
Nとすれば、このメモリスタックには、候補文字番号と
その類似度との対、登録されている数Nが記憶されてい
る。
Now, assuming that the number of characters registered in the memory stack is N, this memory stack stores the registered number N of pairs of candidate character numbers and their degrees of similarity.

ある標準パターンと未知入力パターンとの類似度が新し
く計算されると、その類似度が、それまでに計算された
類似度の最大値から一定の相対閾値εを引いたものより
大きく、かつ、絶対閾値δより大きい時には、新しい類
似度は、文字番号とともにメモリスタックに登録される
When a new similarity between a standard pattern and an unknown input pattern is calculated, the similarity is greater than the maximum similarity calculated so far minus a certain relative threshold ε, and the absolute When it is greater than the threshold δ, the new similarity is registered in the memory stack along with the character number.

いまカテゴリの数がMであるとすると、分類装置の役目
はM個の類似度{S(f,gω)|ω=1,2,・・・
M}の中から、値の大きい順にN個のカテゴリを選択す
る。
Assuming that the number of categories is M, the role of the classifier is to calculate M similarities {S(f, gω)|ω=1, 2,...
M}, N categories are selected in descending order of value.

原理的には、すべてのSを大きい順に並べて,ある規則
に従ってN個を選ぶ。
In principle, all S's are arranged in ascending order and N are selected according to a certain rule.

まず、S(f,gω)が絶対閾値δより小さいならば,
その力ヴゴリは候補となる可能性は小さいので捨てもよ
い。
First, if S(f, gω) is smaller than the absolute threshold δ, then
Vugori's power is unlikely to be a candidate, so you can throw it away.

すなわち、候補カテゴリとなるためには類似度δより大
きいことが必要である。
That is, in order to become a candidate category, the degree of similarity needs to be greater than δ.

つぎに,選び出す個数Nは状況に応じて町変にする必要
がある。
Next, the number N to be selected needs to be varied depending on the situation.

たとえば、未知パターンのカテゴリが類似パターンを多
く持つ場合は、Nは大きく、また類似パターンが少い場
合はNは小さくてよい。
For example, if the unknown pattern category has many similar patterns, N may be large, and if there are few similar patterns, N may be small.

このようにNを可変にすることは、相対閾値εを設けて
、最大類似度(maxS(f,gω))との差がε以内
の類似度を選択することにより実現できる。
Making N variable in this way can be achieved by providing a relative threshold ε and selecting a similarity within ε that differs from the maximum similarity (maxS(f, gω)).

したがって、逐次的にN個の候補を選択する場合におい
ても、新しく計算された類似度がそれまでに計算された
類似度の最大値からεを引いたものより大きく、かつδ
より大きいときに、その新しい類似度と文字番号をメモ
リスタックに登録する。
Therefore, even when sequentially selecting N candidates, the newly calculated similarity is greater than the maximum similarity calculated so far minus ε, and δ
When it is larger, register the new similarity and character number in the memory stack.

メモリスタックに登録されている類似度の数Nの最大値
は、許容されるメモリスタックの大きさから所定の値、
NM,例えば、31と設定されており、その数Nが所定
値NMより小さい時は、Nに1を加えて、その値を新し
い類似度とともにメモリスタックに追加登録する。
The maximum value of the number N of similarities registered in the memory stack is a predetermined value based on the allowable memory stack size,
NM is set to, for example, 31, and when the number N is smaller than a predetermined value NM, 1 is added to N and that value is additionally registered in the memory stack together with the new similarity.

しかし、NがNMになった時は、新たに登録する領域は
ないので、既に登録されている最小の類似度を探し,新
しい類似度およびその文字番号を最小類似度の代りに書
込むことにより登録する。
However, when N becomes NM, there is no new area to register, so by searching for the minimum similarity that has already been registered and writing the new similarity and its character number instead of the minimum similarity. register.

新しい類似度の方が最小類似より小さければ、そのまゝ
の状態を保持する。
If the new similarity is smaller than the minimum similarity, the state remains unchanged.

このようにして、すべての標準パターンとの上記処理が
終了すれば、最小値検出回路56のメモリスタックに登
録された類似度および文字番号が計算機10の主メモリ
に転送され、それによって1未知パターンに対する処理
を終了し、次の未知パターンへの処理に移る。
In this way, when the above processing with all standard patterns is completed, the similarity degree and character number registered in the memory stack of the minimum value detection circuit 56 are transferred to the main memory of the computer 10, and one unknown pattern is thereby transferred to the main memory of the computer 10. The process for the pattern is finished and the process moves on to the next unknown pattern.

第2図は、第1図の並列形内積計算回路54の具体的構
成の−fOを示すものである。
FIG. 2 shows -fO of a specific configuration of the parallel inner product calculation circuit 54 of FIG. 1.

図において、計算回路54は、標準パターンの4絵素(
4ビット×4)〔各絵素は4ビットからなるとする。
In the figure, the calculation circuit 54 calculates the standard pattern of four picture elements (
4 bits x 4) [Assume that each picture element consists of 4 bits.

〕を保持するレジスタ501,未知パターンの4絵素を
保持するレジスタ502.4ビットの整数同志を掛ける
ためのROMを用いた4つの掛算回路503、並列に行
われた掛算の結果を加えるバイナリ加算回路504,5
05、加算途中結果を保持するレジスタ506、および
途中結果と新しい結果とを加えるための加算回路507
から成っている。
], a register 502 that holds four picture elements of an unknown pattern, four multiplication circuits 503 using ROM for multiplying 4-bit integers, and a binary addition that adds the results of multiplication performed in parallel. circuit 504,5
05, a register 506 for holding the intermediate result of addition, and an addition circuit 507 for adding the intermediate result and a new result
It consists of

ぼかし未知パターンおよびぼかし標準パターンは、それ
ぞれ8×8の絵素からなっているとすれば,計算回路5
4を8X8/4=16回繰返し用いることにより、2つ
のパターン同志の内積が計算される。
Assuming that the unknown blur pattern and the standard blur pattern each consist of 8×8 picture elements, the calculation circuit 5
By repeatedly using 4 for 8×8/4=16 times, the inner product of the two patterns is calculated.

また、第2図において、53は全てのぼかし標準パター
ンおよび対応する正規化定数βを保持するメモリで、5
31が該メモリのアドレス指定レジスタ、532が該メ
モリの入出力ボートである。
In addition, in FIG. 2, 53 is a memory that holds all the standard blurring patterns and the corresponding normalization constant β;
31 is an address designation register of the memory, and 532 is an input/output port of the memory.

55はぼかし未知パターン、および後述するように求め
た正規化定数αを保持する高速メモリで、551がアド
レスレジスタ、552が入出力ポートである。
55 is a high-speed memory that holds an unknown blur pattern and a normalization constant α determined as described below, 551 is an address register, and 552 is an input/output port.

これらの回路の制御は、データパス58を通してマイク
ロプロセッサ52から送られる信号によって行なわれる
Control of these circuits is provided by signals sent from microprocessor 52 over data path 58.

第1図のマイクロプロセッサ52からデータ・バス58
を介して1文字分のぼかしパターンが順次高速メモリ5
5に転送され,記憶されると、そのパターンの4絵素分
ずつが並列に読み出されてレジスタ502に格納される
と同時に、あるぼかし標準パターンの対応する4絵素分
がメモリ53から読み出されて、レジスタ501に格納
される。
Microprocessor 52 to data bus 58 of FIG.
The blurring pattern for one character is sequentially stored in high-speed memory 5 through
5 and stored, four picture elements of that pattern are read out in parallel and stored in the register 502, and at the same time four picture elements corresponding to a certain standard blur pattern are read out from the memory 53. is output and stored in register 501.

4つの掛算回路503では、未知パターンと標準パター
ンの各絵素の内積を求め、加算回路504,505でそ
れらの加算を行ない,レジスタ506に保持する。
The four multiplication circuits 503 calculate the inner product of each pixel of the unknown pattern and the standard pattern, and the adder circuits 504 and 505 perform the addition and hold the result in the register 506.

次の4絵素分がレジスタ501,502に格納されると
、同様の演算が行なわれ、その結果とレジスタ506の
内容との加算が加算回路507で行なわれ、その結果が
再びレジスタ506に保持される。
When the next four picture elements are stored in registers 501 and 502, a similar operation is performed, and the result is added to the contents of register 506 in addition circuit 507, and the result is held in register 506 again. be done.

このような演算が、すべての絵素について繰り返し行な
われると、その時の加算回路507の加算結果すなわち
相関値がデータパス58を介して、マイクロプロセッサ
52に送られる。
When such calculations are repeated for all picture elements, the addition result of the adder circuit 507 at that time, that is, the correlation value, is sent to the microprocessor 52 via the data path 58.

マイクロプロセッサ52では,その相関値と、メモリ5
3および55に記憶されている正規化定数βおよびαを
読み出し、高速掛算回路57に送り、パターン間の類似
度を求める。
The microprocessor 52 stores the correlation value and the memory 5.
The normalization constants β and α stored in 3 and 55 are read out and sent to a high-speed multiplication circuit 57 to determine the degree of similarity between patterns.

なお、メモリ55に記憶される正規化定数αは、パター
ン間の相関値を求めるに先立って、同じ内積計算回路5
4を用いて求められる。
Note that the normalization constant α stored in the memory 55 is stored in the same inner product calculation circuit 5 before calculating the correlation value between patterns.
4.

すなわち、未知入力パターンは、メモリ55と同様に、
メモリ53の空部分にも書き込まれ、両未知パターンの
各絵素の内積が求められ、その結果の逆数の平方根を計
算して正規化定数αとしてメモリ55に格納される。
That is, the unknown input pattern is similar to the memory 55.
It is also written into an empty part of the memory 53, the inner product of each picture element of both unknown patterns is calculated, and the square root of the reciprocal of the result is calculated and stored in the memory 55 as a normalization constant α.

第3図は、第1図の最小値検出回路56の具体的構成の
一例を示すものである自 この最小値検出回路56は、アドレス・レジスタ601
、第2アドレスレジスタ602、上述のメモリスタック
に相当するランダム・アクセス・メモリ(RAM)60
3制御回路604、最小値保持用レジスタ605、初期
値回路606、マルチプレクサ607,大小比較回路6
08、基本クロツク発生回路609から成っている。
FIG. 3 shows an example of a specific configuration of the minimum value detection circuit 56 shown in FIG.
, a second address register 602, and a random access memory (RAM) 60 corresponding to the memory stack described above.
3 control circuit 604, minimum value holding register 605, initial value circuit 606, multiplexer 607, magnitude comparison circuit 6
08, a basic clock generation circuit 609.

RAM603は,例えば、32番地からなり、0〜31
香地には、候補文字番号とその類似度との対、32番地
には候補文字数Nが記録されている。
For example, the RAM 603 consists of 32 addresses, 0 to 31.
A pair of candidate character numbers and their degrees of similarity is recorded in the fragrance area, and the number N of candidate characters is recorded in address 32.

最小値検出回路56は、計算回路54および掛算回路5
7が内積計算および類似度の計算をマイクロプロセッサ
MPU52の制御のもとで行っている間に、RAM60
3内に登録されている類似度の最小値を保持するRAM
の番地を自律的に検知する。
The minimum value detection circuit 56 includes the calculation circuit 54 and the multiplication circuit 5.
7 is performing the inner product calculation and similarity calculation under the control of the microprocessor MPU52, the RAM 60
RAM that holds the minimum value of similarity registered in 3
autonomously detects the address of

第1図のマイクロプロセッサ52では、上述した種々の
条件を満たす候補文字が求められると、RAM603の
32番地に記憶されている候補文字数Nを読み出し、そ
の数が最大値NM,例えば31に達していなければ、そ
のNに1を加えたRAM603の番地に、上記候補文字
番号とその類似度が登録されると同時に、最終番地に1
だけ増加したNが登録される。
When the microprocessor 52 in FIG. 1 finds candidate characters that meet the various conditions described above, it reads out the number N of candidate characters stored at address 32 in the RAM 603, and determines if the number has reached the maximum value NM, for example 31. If not, the above candidate character number and its similarity are registered at the address of RAM 603 that is N plus 1, and at the same time, 1 is added to the final address.
N, which is increased by the same amount, is registered.

上述した候補文字数Nが最大値に達すれば、最小値検出
の開始信号627はMPU52よりバス58を経由して
制御回路604へ伝えられる。
When the number N of candidate characters mentioned above reaches the maximum value, a minimum value detection start signal 627 is transmitted from the MPU 52 to the control circuit 604 via the bus 58.

制御回路604は信号625により,アドレスレジスタ
601の内容を最初の類似度を保持する番地、例えば0
番地に初期化する。
In response to a signal 625, the control circuit 604 changes the contents of the address register 601 to the address holding the first similarity, for example 0.
Initialize to address.

信号623には該最初の類似度が現われる。The initial similarity appears in signal 623.

同時に、信号626が出力され,マルチプレクサ607
は初期値回路606からの信号630を選択し,かつレ
ジスタ605に初期値回路606のもつ値がラッチされ
る。
At the same time, signal 626 is output to multiplexer 607
selects the signal 630 from the initial value circuit 606, and the value of the initial value circuit 606 is latched into the register 605.

このあとマルチブレクサ607は信号623を選択し続
ける。
After this, multiplexer 607 continues to select signal 623.

606の持つ値は例えば、類似度の最大値であるところ
の0.99999である。
For example, the value of 606 is 0.99999, which is the maximum value of similarity.

このとき,比較回路608は最初の類似度信号623と
初期値信号631とを比較している。
At this time, the comparison circuit 608 compares the first similarity signal 623 and the initial value signal 631.

比較回路608は、信号623の値の方が信号631の
値よりも小さいときに信号624を出力する。
Comparison circuit 608 outputs signal 624 when the value of signal 623 is smaller than the value of signal 631.

この信号624は信号623の値をレジスタ605にラ
ッチする。
This signal 624 latches the value of signal 623 into register 605.

すなわち、レジスタ605はそれまでの繰返しで得られ
ている最小類似度を保持することになる。
That is, the register 605 holds the minimum similarity obtained in the previous iterations.

さらに信号624により、アドレス・レジスタ601の
内容を第2アドレス・レジスタ602ヘラツチする。
Additionally, signal 624 causes the contents of address register 601 to be fetched into second address register 602.

すなわち、602は,それまでの繰返しで得られている
最小類似度を保持する番地を記憶することになる。
That is, 602 stores the address that holds the minimum similarity obtained in the previous iterations.

これで1サイクルが終了し、次のサイクルに移る。This completes one cycle and moves on to the next cycle.

次のサイクルでは,信号625によってレジスタ601
の内容である番地に1が加えられ、次の類似度が信号6
23として現われる。
In the next cycle, signal 625 causes register 601 to
1 is added to the address that is the content of , and the next similarity is signal 6
Appears as 23.

比較回路608は前記と同様に、該類似度と、これまで
の最小類似度631とを比較し、類似度623の方が小
さいときは信号624を出力し、大きいときは信号62
4を出力しない。
Similar to the above, the comparison circuit 608 compares the similarity with the previous minimum similarity 631, and outputs the signal 624 when the similarity 623 is smaller, and outputs the signal 62 when it is larger.
Does not output 4.

以下同様に,上記サイクルを、最大候補数の31回繰返
す。
Similarly, the above cycle is repeated 31 times, which is the maximum number of candidates.

上記繰返しが終了すると、終了フラグが制御回路604
の中に立ち、バス58を経由してMPU52がセンスす
ることが出来る。
When the above repetition is completed, the end flag is set to the control circuit 604.
The MPU 52 can sense it via the bus 58.

得られた最小値を保持する番地は信号632としてデー
タパス58を経由してMPU52に取込まれ、新しい類
似度を登録するための番地となる。
The address holding the obtained minimum value is taken into the MPU 52 via the data path 58 as a signal 632, and becomes the address for registering a new similarity degree.

上述した動作が行なわれている間に、内債計算回路54
、掛算回路57では次の標準パターンとの類似度が計算
される。
While the above-mentioned operation is being performed, the domestic debt calculation circuit 54
, a multiplication circuit 57 calculates the degree of similarity with the next standard pattern.

第4図は第3図のアドレスレジスタ回路601、制御回
路604,基本クロツク発生回路609部分の具体的構
成の一例を示すもので,610はデコーダ.611,6
12はフリツプフロツプ、613はカウンタを示す。
FIG. 4 shows an example of a specific configuration of the address register circuit 601, control circuit 604, and basic clock generation circuit 609 in FIG. 3, and 610 is a decoder. 611,6
12 is a flip-flop, and 613 is a counter.

第5図は、第4図の動作を説明するタイミングチャート
で、(a)はデコーダ610で得られるスタート信号、
(b)は発生回路609からのクロツク信号、(C)お
よび(d)はそれぞれフリツプフロツプ611および6
12の出力信号を示す。
FIG. 5 is a timing chart explaining the operation of FIG. 4, in which (a) shows the start signal obtained by the decoder 610;
(b) is the clock signal from the generation circuit 609, (C) and (d) are the clock signals from the flip-flops 611 and 6, respectively.
12 output signals are shown.

第4図において,MPU52からバス58−1を経由し
て制御信号627−1が送られてくると、デコーダ61
0で解読されて,スタート信号625−1(第5図a)
となり、アドレスレジスタ601を初期値Oにクリアす
るとともに、カウンタ613を所定値−31に設定し、
さらに、フリツプフロツプ611および612をそれぞ
れリセットおよびセットする。
In FIG. 4, when a control signal 627-1 is sent from the MPU 52 via the bus 58-1, the decoder 61
0, and the start signal 625-1 (Figure 5a)
Then, the address register 601 is cleared to the initial value O, and the counter 613 is set to the predetermined value -31.
Additionally, flip-flops 611 and 612 are reset and set, respectively.

それによって、フリツプフロツプ612から第5図Cの
ような起動信号が発生回路609に印加され、その回路
から第5図bに示すようなクロツク信号625−2が順
次得られ、そのクロック毎に,アドレスレジスタ601
の内容が1ずゝ加算される。
As a result, an activation signal as shown in FIG. 5C is applied from the flip-flop 612 to the generation circuit 609, and a clock signal 625-2 as shown in FIG. 5B is sequentially obtained from the circuit. register 601
The contents of are added by 1.

それと同時に、カウンタ613の内容がカウントアップ
され、31個目のクロツクが印加されると、それから出
力を出してフリツプフロツプ611をセットし、第5図
dに示すような終了信号627−2を出力して、バス5
8−2を通してMPU52に知らせるとともに、フリツ
プフロツプ612をリセットして、発生回路609の動
作を停止する。
At the same time, the contents of the counter 613 are counted up, and when the 31st clock is applied, it outputs an output, sets the flip-flop 611, and outputs a termination signal 627-2 as shown in FIG. 5d. Hey, bus 5
8-2, the flip-flop 612 is reset, and the operation of the generation circuit 609 is stopped.

上述した実施例のように、候補パターンの数に相当する
容量だけを有するRAM603を設け、このRAMに登
録されている類似度の最小値をレジスタ、比較回路等か
らなる専用のハードウエアで求め、その最小値の数似度
を新しい類似度に置き代えることにより、類似度を記憶
するメモリの容量を著るしく減少させることができ、ま
た、専用のハードウエアで、しかも他の処理と並行して
最小値検出処理を行なうことができるので,処理時間を
著るしく短縮できる。
As in the embodiment described above, a RAM 603 having a capacity corresponding to the number of candidate patterns is provided, and the minimum similarity value registered in this RAM is determined using dedicated hardware consisting of registers, comparison circuits, etc. By replacing the minimum number similarity with a new similarity, the memory capacity for storing similarity can be significantly reduced, and it can also be done using dedicated hardware and in parallel with other processing. Since the minimum value detection process can be performed using the same method, the processing time can be significantly shortened.

さらに、相関直を求めるための処理を並列形内積計算回
路54で並列に行なっているので、類似度計算処理を高
速で行なうことができ,全体の処理時間を大巾に短縮で
きる。
Furthermore, since the process for determining the correlation coefficient is performed in parallel by the parallel inner product calculation circuit 54, the similarity calculation process can be performed at high speed, and the overall processing time can be significantly shortened.

さらに、標準パターンと未知パターンとを記憶するメモ
リをそれぞれ別個に設けていること、高速掛算器を設け
ていることなどによっても、処理時間のさらに大巾な改
善が可能である。
Furthermore, by providing separate memories for storing the standard pattern and unknown pattern, and by providing a high-speed multiplier, it is possible to further improve the processing time.

上述した実施例では、2層のパターン処理の例について
説明したが、3層以上のパターン処理についても適用で
きる。
In the above-mentioned embodiment, an example of pattern processing for two layers has been described, but the present invention can also be applied to pattern processing for three or more layers.

その場合には、各階層毎に第1図に示す高速分類相関器
を並列に設けてもよいし、あるいは、1つの高速分類相
関器を時分割的に使用するようにしてもよい。
In that case, the high-speed classification correlators shown in FIG. 1 may be provided in parallel for each layer, or one high-speed classification correlator may be used in a time-sharing manner.

また、第1図の前処理装置20、認識装置30としては
、従来より周知の専用装置を使用してもよいし、あるい
は、マイクロプロセッサ,メモリを備えたプログラム処
理装置を使用してもよい。
Further, as the preprocessing device 20 and the recognition device 30 shown in FIG. 1, conventionally known dedicated devices may be used, or a program processing device equipped with a microprocessor and memory may be used.

以上述べたように、本発明によれば、各種の情報、特に
、類似度を記憶するメモリの容量を著るしく減少できる
ばかりか、パターンの分類処理のための処理時間を著る
しく短縮できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, not only can the memory capacity for storing various types of information, especially similarity degrees, be significantly reduced, but also the processing time for pattern classification processing can be significantly shortened. There is an effect.

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

第1図は本発明に係るパターン認識装置の基本的構成の
一例の構成図、第2図および第3図はそれぞれ第1図の
一部の具体的構成の一例を示す構成図、第4図は第3図
の一部の具体的構成の一例を示す構成図、第5図は第4
図の動作を説明するタイムチャートである。 20は前処理装置、30は認識装置、50は高速分類相
関器、52はマイクロプロセッサ、54は並列形内積計
算回路、56は最小値検出回路を示す。
FIG. 1 is a block diagram of an example of the basic structure of a pattern recognition device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are block diagrams each showing an example of a specific structure of a part of FIG. 1, and FIG. is a configuration diagram showing an example of a specific configuration of a part of FIG. 3, and FIG.
It is a time chart explaining the operation|movement of a figure. 20 is a preprocessing device, 30 is a recognition device, 50 is a high-speed classification correlator, 52 is a microprocessor, 54 is a parallel inner product calculation circuit, and 56 is a minimum value detection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 撮像された視野情報パターンから、識別すべき未知
パターンを切り出し、該未知パターンに特定の処理を施
して処理パターンを得る前処理装置と、該装置で得られ
た処理パターンと複数個の標準パターンとの類似度を求
めて、N(N:正整数)個の候補パターンを得る分類装
置とからなる階属的パターン認識装置において、前記処
理パターンと前記複数個の標準パターンとの類似度を順
次繰返し求める計算手段と、候補パターンの類似度を最
犬NM(NM:2以上の整数)個まで記憶するメモリ手
段と、 該メモリ手段に記憶されているNM個の類似度の最小値
を検出する検出手段とを具備し、前記候補パターンの数
NがNMに等しくなってから前記計算手段で新たに求め
られた類似度が前記検出手段で検出された最小類似度よ
りも太きいとき、該最小類似度を有するメモリ手段上の
番地に前記新たに求められた類似度を記憶するようにし
たことを特徴とする分類装置。 2 前記処理パターンは前記未知パターンをぼかし処理
して得られたバターノであることを特徴とする特許請求
範囲第1項記載の分類装置。 3 前記最小値検出手段は、前記メモリ手段から順次読
み出された類似度と特定の類似度と比較し、前記メモリ
手段からの類似度が特定の類似度より小さい時出力を生
ずる比較手段と、最初、所定の初期値が設定され、前記
比較手段からの出力により,前記メモリ手段からの類似
度を前記特定の類似度として格納するレジスタ手段とか
らなることを特徴とする特許請求範囲第1項ないし第2
項記載の分類装l 4 前記検出手段は、さらに、前記比較手段から出力が
生じた時、前記メモリ手段から読み出されている類似度
の格納番地を記憶する第2のレジスタ手段を含むことを
特徴とする特許請求範囲第3項記載の分類装置。 5 前記計算手段は、前記第1の標準パターンを格納す
る第1のメモリと、前記処理パターンを格納する第2の
メモリと、前記第1および第2のメモリに格納されてい
る両パターンの複数絵素分の内積を並列的に順次求めて
、相関値を求める計算回路と、該回路で求められた相関
値に所定の定数を掛けて類似度を求める掛算回路とから
なることを特徴とする特許請求範囲第1項ないし第2項
記載の分類装置。 6 撮像された視野情報パターンから、識別すべき未知
パターンを切り出し,該未知パターンに特定の処理を施
して処理パターンを得る前処理装置と、該装置で得られ
た処理パターンと複数個の標準パターンとの類似度を求
めて、所定数の候補パターンを得る分類装置とからなる
階層的パターン認識装置において、前記処理パターンと
前記標準パターンとの類似度を順次繰返し求める計算手
段と、前記候補パターンの類似度を記憶するメモリ手段
とを具備し、前記計算手段で順次求められた類似度がす
でに記憶されている類似度のうちの最大値から所定値を
引算した値より大きいときに前記順次求められた類似度
を前記メモリ手段に記憶することを特徴とする分類装置
[Claims] 1. A preprocessing device that cuts out an unknown pattern to be identified from an imaged visual field information pattern and performs specific processing on the unknown pattern to obtain a processed pattern, and a processed pattern obtained by the device. and a classification device that obtains N (N: positive integer) candidate patterns by determining the degree of similarity between the processing pattern and the plurality of standard patterns. a calculation means for sequentially and repeatedly calculating the degree of similarity between candidate patterns; a memory means for storing up to NM (NM: an integer of 2 or more) degrees of similarity of candidate patterns; and NM degrees of similarity stored in the memory means. detection means for detecting a minimum value of NM, and after the number N of candidate patterns becomes equal to NM, the degree of similarity newly determined by the calculation means is greater than the minimum degree of similarity detected by the detection means. A classification device characterized in that, when the degree of similarity is large, the newly determined degree of similarity is stored at an address on the memory means having the degree of minimum similarity. 2. The classification device according to claim 1, wherein the processed pattern is a Batano obtained by blurring the unknown pattern. 3. The minimum value detection means compares the similarity sequentially read from the memory means with a specific similarity, and produces an output when the similarity from the memory means is smaller than the specific similarity; First, a predetermined initial value is set, and register means stores the similarity from the memory means as the specific similarity based on the output from the comparison means. or second
Classification system described in Section 4. The detection means further includes second register means for storing a storage address of the degree of similarity read from the memory means when an output is generated from the comparison means. A classification device according to claim 3, characterized in that: 5. The calculation means includes a first memory that stores the first standard pattern, a second memory that stores the processing pattern, and a plurality of both patterns stored in the first and second memories. It is characterized by comprising a calculation circuit that sequentially calculates inner products of picture elements in parallel to calculate a correlation value, and a multiplication circuit that calculates similarity by multiplying the correlation value calculated by the circuit by a predetermined constant. A classification device according to claims 1 and 2. 6 A pre-processing device that cuts out an unknown pattern to be identified from the imaged visual field information pattern and performs specific processing on the unknown pattern to obtain a processed pattern, and a processed pattern obtained by the device and a plurality of standard patterns. a classification device that obtains a predetermined number of candidate patterns by calculating the similarity between the processed pattern and the standard pattern; and a memory means for storing the degrees of similarity, and when the degrees of similarity sequentially determined by the calculating means are larger than a value obtained by subtracting a predetermined value from the maximum value of the already stored degrees of similarity, the A classification device characterized in that the calculated similarity degree is stored in the memory means.
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