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JPS6350745B2 - - Google Patents
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JPS6350745B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6350745B2
JPS6350745B2 JP7784981A JP7784981A JPS6350745B2 JP S6350745 B2 JPS6350745 B2 JP S6350745B2 JP 7784981 A JP7784981 A JP 7784981A JP 7784981 A JP7784981 A JP 7784981A JP S6350745 B2 JPS6350745 B2 JP S6350745B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
correlation
correlation value
output
digital
reference signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP7784981A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS57193865A (en
Inventor
Kyoshi Sato
Kyoichi Shimizu
Tadashi Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP7784981A priority Critical patent/JPS57193865A/en
Publication of JPS57193865A publication Critical patent/JPS57193865A/en
Publication of JPS6350745B2 publication Critical patent/JPS6350745B2/ja
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    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は相関器に係り、画像又は音声等のアナ
ログ信号をA/D変換した後、このデジタル入力
信号とあらかじめ記憶されているデジタル参照信
号との相関の全ての部分については一致度数を加
算し、相関を重視しない部分については不一致度
数に重み付けして加算することにより、人間の認
識レベルに近い相関値を得ることのできる相関器
を提供することを目的とする。 第1図は、従来の相関器の1例のブロツク系統
図を示す。端子1に入来した画像又は音声等のア
ナログ信号は、A/D変換器2にてアナログ−デ
ジタル変換される。nビツトからなる入力信号用
シフトレジスタ3は端子4に入来したクロツクパ
ルスにより、前記A/D変換器2からのデジタル
入力信号を直列に蓄積し、nコの排他的否定論理
和回路(以下EX−NOR回路と呼ぶ)5−1〜5
−nに、このデジタル入力信号を各々並例に供給
する。 一方、端子6に入来したデジタル参照信号は、
端子8に入来したクロツクパルスによりnビツト
からなる参照信号用シフトレジスタ7に供給され
直列に蓄積される。参照信号用シフトレジスタ7
は、蓄積されたこのデジタル参照信号をEX−
NOR回路5−1〜5−nに各々並列に供給する。 EX−NOR回路5−1〜5−nは、デジタル入
力信号とデジタル参照信号との対応するビツトの
値どおしの排他的否定論理和をとり、両方の値が
同一であれば“1”を出力し、互いに異なれば
“0”を出力する。これらのEX−NOR回路5−
1〜5−nの各ビツトごとの出力信号は、加算器
9に夫々供給されて加算される。従つて、この加
算器9からの出力はデジタル入力信号とデジタル
参照信号との相関の度合いを示す相関値である。 デジタル参照信号が、参照データとしてあらか
じめ決められたアナログ信号をA/D変換したデ
ジタルデータとして、参照信号用シフトレジスタ
7にセツトしておくことにより、加算器9はデジ
タル入力信号とデジタル参照信号との相関値を
次々と出力する。これにより入力される信号が、
参照データと同一か否かが判明する。 又、入力信号用シフトレジスタ3の出力を参照
信号用シフトレジスタ7に供給して、遅延された
デジタル入力信号をデジタル参照信号とすること
により自己相関をとることもできる。 第2図A〜Fは、上記相関器を画像パターン認
識に応用した場合のパターン図を示す。画像とし
ては簡略のために白黒の2値画像とし、8×3
(=24)画素からなる第2図Aに示す直線画像の
マツチングをとることにする。第2図A〜Fに示
す斜線部は黒画素、白い部分は白画素である。第
2図Aは基準となるべき参照信号で構成された直
線を意味する画像である。一方、デジタル入力信
号としては、第2図B〜Fに示す様々なパターン
の画像が入力信号用シフトレジスタ3に供給され
る。又、加算器9からの相関値はデジタル入力信
号とデジタル参照信号とが一致した画素数で表現
される。 まず、第2図Bに示す如くデジタル入力信号と
して全て白い画像が入力される時、これを前記の
相関器でマツチングをチエツクすると相関値は
“16”である。同様に、同図Cに示す如くデジタ
ル入力信号が全て黒の画像の時には、相関値は
8、同図Dに示す如くデジタル入力信号がデジタ
ル参照信号と完全に一致した画像との相関値は
“24”、同図Eに示す如くデジタル入力信号が折れ
線のような画像との相関値は“16”、同図Fに示
す如くデジタル入力信号がずれた直線の画像との
相関値は“18”である。ここで、同図Bに示すデ
ジタル入力信号が全て白い画像、及び同図Eに示
すデジタル入力信号が折れ線のような画像の相関
値はともに同じ“16”であり、人間がパターン認
識する結果と上記結果とは極度に異なる。さら
に、同図Fに示すほぼ直線に近い画像との相関値
は“18”であり、あまり高い一致度を示さない。
このように、あまりにも厳しくパターンマツチン
グを取り過ぎると、逆に相関器は適正な相関値を
示さないという問題点がある。 第3図は、上記問題点を改善した相関器の1例
の構成図である。同図中、第1図に示すブロツク
と同じ機能を有するものは、同一符号を付してあ
る。 ここで、第2図に示した例をもとに説明する。
第2図Aに示された画像のうち□の白い画素(16
画素)については、排他的否定論理和をとるのを
やめ常に“0”とするようなマスキングを第3図
に示す回路に於て実施する。即ち、上記の方法に
よれば第2図Bに示す画像での相関値は“0”、
同図Cに示す画像での相関値は“8”、同図Dに
示す画像での相関値は“8”、同図Eに示す画像
での相関値は“4”、同図Fに示す画像での相関
値は“5”となる。こうすれば、第1図に示す回
路により得た相関値に比べ、第2図E及び同図F
に示す画像は同図Bに示す画像に比しかなり直線
らしい相関値を得る。 第3図において、端子11に入来したマスクデ
ータは、端子12に入来したクロツクパルスによ
りマスク用シフトレジスタ10に供給され、ここ
で蓄積される。マスク用シフトレジスタ10は、
蓄積したマスクデータの各ビツトデータをゲート
回路13−1〜13−nに各々供給する。ゲート
回路13−1〜13−nはこのマスクデータによ
り、例えばこの内容が“0”の時は、EX−NOR
回路5−1〜5−nの出力とは無関係に常に
“0”を出力する。こうすることにより、デジタ
ル入力信号がデジタル参照信号の一致、不一致に
無関係にマスキングを行なうことができる。 又、このマスクデータにより上記とは逆にEX
−NOR回路5−1〜5−nの出力とは無関係に
常に“1”(一致している)とすることも可能で
ある。この場合には、第2図の例に従えば同図A
に示す画像パターンに対し、同図Bに示す画像の
相関値は“16”、同図Cに示す画像の相関値は
“24”、同図Dに示す画像の相関値は“24”、同図
Eに示す画像の相関値は“20”、同図Fに示す画
像の相関値は“21”となり、これは常にマスクデ
ータを“0”にした時の出力に一律に“16”を加
えたものになり同じ内容である。 このように、第3図に示す或る特定のあまり重
要でないデータの相関をとるのを止めるための機
能をもつた従来の相関器は、第2図E,Fに示す
画像のように直線に近い入力画像に対しての一致
度は高められるが、その逆作用として第2図Cに
示すすべて黒い画像は、第2図Aに示す直線の画
像パターンとは完全一致の相関度を示し、人間の
パターン認識とは著しく異なるという欠点があつ
た。 本発明は上記欠点を除去するもので、第4図と
共にその一実施例について説明する。 本発明の実施例も説明の便宜上、従来例と同じ
く画像パターン認識における相関器として説明す
る。本発明の基本的考え方は、マスクをかけてい
る部分については、他のマスクのかかつていない
部分とは異なつた扱いをする。すなわち、マスク
のかかつている部分の一致、不一致は他の部分の
一致、不一致より重み付けを小さくする(例えば
1/2)ことを行ない、この重み付け値と上記一致
画素数との和を相関値としたものである。 第4図は、上記相関値データをアナログ的に出
力する本発明になる相関器の一実施例の回路図を
示す。第4図の実施例では、8画素の相関を得る
相関器を示しているが、これを3組使用すること
により第2図A〜Fに示した8×3(=24)の画
素からなる画像について、パターンマツチングを
得ることができる。第4図において、第3図に示
す回路素子と同じ機能を有するものは同一番号を
付してある。 端子1に入来したデジタル入力信号は8ビツト
入力信号用シフトレジスタ3に供給され、端子4
に入来したクロツクパルスのタイミングで出力端
子Q1〜Q8より排他的論理和回路(以下EX−OR
回路と呼ぶ)14−1〜14−8に供給される。 又、端子6に入来したデジタル参照信号は8ビ
ツト参照信号用シフトレジスタ7に供給され、端
子8に入来したクロツクパルスのタイミングで出
力端子Q1〜Q8よりEX−OR回路14−1〜14
−8に供給される。一方、端子11に入来したマ
スクデータは8ビツトマスク用シフトレジスタ1
0に供給され、端子12に入来したクロツクパル
スのタイミングでダイオードD1〜D8のカソード
に供給される。 ここで、EX−OR回路14−1〜14−8の
出力側は抵抗R1-1〜R1-8を介して、トランジス
タTr1のエミツタ側に接続されており、マスク用
シフトレジスタ10の出力端子Q1〜Q8各々は、
ダイオードD1〜D8、抵抗R3-1〜R3-8を介してEX
−OR回路14−1〜14−8の出力端子と抵抗
R1-1〜R1-8の接続点の各々に接続されている。
トランジスタTr1のコレクタ側は、抵抗R2を介し
て+15Vの電圧源に接続され、かつ、出力端子1
5に接続されており、ベース側は+5Vの定電圧
源に接続されている。 ここで、マスク用シフトレジスタ10の出力が
全て“1”の時を考えてみる。マスク用シフトレ
ジスタ10の出力は全て“1”であるために、ダ
イオードD1〜D8には逆バイアス電圧がかかり、
抵抗R3-1〜R3-8には電流は流れない。一方、EX
−OR回路14−1〜14−8のゲート出力は、
オープンコレクタ出力であるので、デジタル入力
信号がデジタル参照信号に一致してEX−OR回
路14−1〜14−8の出力が“0”の時には、
抵抗R1-1〜R1-8に電流が流れる。トランジスタ
Tr1のベース側には定電圧が印加されているた
め、電源とトランジスタTr1のコレクタ側との間
に接続されたた抵抗R2には、EX−OR回路14
−1〜14−8の出力のうち、“0”の出力の数
に比例した電流が流れ、端子15からはこの電流
変化に比例した電圧が出力される。 例えば、トランジスタTr1のベース側に+5Vが
印加されていると、エミツタ電圧は4.3Vの定電
圧に保持されているため、EX−OR回路14−
1〜14−8のうちの1つの出力が“0”となる
と、抵抗R1-1〜R1-8の抵抗値を夫々R1オームと
すれば、抵抗R1-1〜R1-8のうち所定の1つの抵
抗には4.3/R1アンペアの電流が流れる。この電
流は抵抗R2を流れる電流とほぼ同じであるので、
抵抗R2の抵抗値をR2オームとすれば端子15よ
り(15−4.3R2/R1)Vの電圧が出力される。従
つて、EX−OR回路14−1〜14−8の出力
のうちデジタル入力信号とデジタル参照信号とが
一致して“0”と出力するものの数をnとする
と、端子15より出力される電圧は(15−4.3・
R2・n/R1)Vとなる。 従つて、マスク用シフトレジスタ10の出力端
子Q1〜Q8の出力が、“1”の時はEX−OR回路1
4−1〜14−8の出力にはマスクがかけられな
いので、この出力は有効に使用することができ
る。 次に、マスク用シフトレジスタ10の出力が全
て“0”の時を考えてみる。デジタル入力信号と
デジタル参照信号とが一致してEX−OR回路1
4−1〜14−8の出力が“0”の場合、前述の
如くEX−OR回路14−1〜14−8の出力は、
オープンコレクタ出力であるのでEX−OR回路
14−1〜14−8に電流が流れ、マスク用シフ
トレジスタ10は何の機能も有しない。一方、デ
ジタル入力信号とデジタル参照信号とが一致せず
EX−OR回路14−1〜14−8の出力が“1”
の場合、抵抗R1-1〜R1-8の抵抗値をR3オーム、
ダイオードD1〜D8の電圧降下を夫々0.7Vとすれ
ば、抵抗R1-1〜R1-8には夫々(4.3−0.7)/(R1
+R3)アンペアの電流が流れる。ここで、(4.3−
0.7)/(R1+R3)=4.3/2R1となるように抵抗
R3-1〜R3-8の抵抗値R3を選んだとすれば、端子
15からの出力電圧はデジタル入力信号とデジタ
ル参照信号とが0.5ビツト一致した出力レベルと
なる。 このことは、とりもなおさずマスクをかけた状
態でデジタル入力信号とデジタル参照信号とが不
一致の画素に対して1/2の重み付けをしたことに
なる。 このようにして、第4図に示す回路系統図を3
組準備して、第2図に示す3×8(=24)画素か
らなる直線画像の相関を上記回路系統図により求
めれば、きわめて人間のパターン認識に近い相関
値を得ることができる。 前述した第2図の例について具体的に説明す
る。マスクをかける画素については、従来例で説
明したのと同じ位置であるとする。第2図Bに示
す画像の場合、一致画素数は“16”、マスク部の
不一致画素数は“0”であるので、相関値は
“16”である。同図Cに示す画像の場合、一致画
素数は“8”、マスク部の不一致画素数は“16”
であるのでこの数に1/2の重み付けをして“8”
とし、相関値“16”を得る。同図Dに示す画像の
場合、一致画素数は“24”、マスク部の不一致画
素数は“0”であるので、相関値は“24”であ
る。同図Eに示す画像の場合、一致画素数は
“16”、マスク部の不一致画素数に重み付けをした
値は“2”であるので相関値“18”を得る。同図
Fに示す画像の場合、一致画素数は“18”、マス
ク部の不一致画素数に重み付けをした値は“1.5”
であるので相関値“19.5”を得る。このようにし
て得た第2図A〜Fの画像の相関値と、従来例で
得た相関値とを比較すると次表のようになる。
The present invention relates to a correlator that, after A/D converting an analog signal such as an image or audio, adds the degree of coincidence for all parts of correlation between this digital input signal and a pre-stored digital reference signal. It is an object of the present invention to provide a correlator that can obtain a correlation value close to the human recognition level by weighting and adding the mismatch frequency for parts where correlation is not important. FIG. 1 shows a block diagram of an example of a conventional correlator. Analog signals such as images or audio input to the terminal 1 are converted from analog to digital by the A/D converter 2. An input signal shift register 3 consisting of n bits stores the digital input signal from the A/D converter 2 in series according to a clock pulse inputted to a terminal 4, and stores n exclusive NOR circuits (hereinafter referred to as EX). - called NOR circuit) 5-1 to 5
-n are respectively supplied with this digital input signal in parallel. On the other hand, the digital reference signal that entered terminal 6 is
The clock pulse input to the terminal 8 is supplied to the reference signal shift register 7 consisting of n bits and stored in series. Reference signal shift register 7
converts this accumulated digital reference signal to EX−
It is supplied in parallel to each of the NOR circuits 5-1 to 5-n. EX-NOR circuits 5-1 to 5-n take the exclusive NOR of the corresponding bit values of the digital input signal and the digital reference signal, and if both values are the same, the result is "1". are output, and if they are different, output “0”. These EX-NOR circuits 5-
The output signals for each bit of 1 to 5-n are respectively supplied to an adder 9 and added. Therefore, the output from the adder 9 is a correlation value indicating the degree of correlation between the digital input signal and the digital reference signal. By setting the digital reference signal in the reference signal shift register 7 as digital data obtained by A/D converting an analog signal determined in advance as reference data, the adder 9 can convert the digital input signal and the digital reference signal. Outputs the correlation values one after another. As a result, the input signal is
It is determined whether the data is the same as the reference data. Furthermore, autocorrelation can also be taken by supplying the output of the input signal shift register 3 to the reference signal shift register 7 and using the delayed digital input signal as the digital reference signal. FIGS. 2A to 2F show pattern diagrams when the above correlator is applied to image pattern recognition. For simplicity, the image is a black and white binary image, 8 x 3.
Let us perform matching of the straight line image shown in FIG. 2A, which consists of (=24) pixels. The shaded areas shown in FIGS. 2A to 2F are black pixels, and the white areas are white pixels. FIG. 2A is an image representing a straight line composed of reference signals to be used as a standard. On the other hand, as digital input signals, images of various patterns shown in FIGS. 2B to 2F are supplied to the input signal shift register 3. Further, the correlation value from the adder 9 is expressed by the number of pixels in which the digital input signal and the digital reference signal match. First, when an all-white image is input as a digital input signal as shown in FIG. 2B, when this is checked for matching with the correlator, the correlation value is "16". Similarly, when the digital input signal is an all black image as shown in C of the same figure, the correlation value is 8, and the correlation value of an image where the digital input signal completely matches the digital reference signal as shown in D of the same figure is "24", the correlation value with an image where the digital input signal is a polygonal line as shown in E of the same figure is "16", and the correlation value with the image of a straight line with a shifted digital input signal as shown in F of the same figure is "18". It is. Here, the correlation value of the image in which the digital input signals are all white, shown in Figure B, and the image in which the digital input signals are like polygonal lines, shown in Figure E, are both the same "16", which is the result of human pattern recognition. This is extremely different from the above results. Furthermore, the correlation value with the almost straight line image shown in FIG.
In this way, if the pattern matching is too strict, there is a problem in that the correlator will not show an appropriate correlation value. FIG. 3 is a configuration diagram of an example of a correlator that improves the above-mentioned problems. In the figure, blocks having the same functions as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Here, an explanation will be given based on the example shown in FIG.
In the image shown in Figure 2A, □ white pixels (16
Regarding pixels (pixels), masking is performed in the circuit shown in FIG. 3 so that the exclusive NOR operation is stopped and the pixel is always set to "0". That is, according to the above method, the correlation value in the image shown in FIG. 2B is "0",
The correlation value for the image shown in C in the same figure is "8", the correlation value in the image shown in D in the same figure is "8", the correlation value in the image shown in E in the same figure is "4", and the correlation value is shown in F in the same figure. The correlation value in the image is "5". By doing this, compared to the correlation values obtained by the circuit shown in FIG.
The image shown in FIG. 3 obtains a correlation value that is much more linear than the image shown in FIG. In FIG. 3, mask data coming into terminal 11 is supplied to masking shift register 10 by a clock pulse coming into terminal 12, and is stored therein. The mask shift register 10 is
Each bit data of the accumulated mask data is supplied to gate circuits 13-1 to 13-n, respectively. The gate circuits 13-1 to 13-n use this mask data, for example, when this content is "0", EX-NOR
It always outputs "0" regardless of the outputs of circuits 5-1 to 5-n. By doing so, masking can be performed regardless of whether the digital input signal matches or does not match the digital reference signal. Also, with this mask data, EX
It is also possible to always set it to "1" (match) regardless of the outputs of the -NOR circuits 5-1 to 5-n. In this case, if you follow the example in Figure 2,
For the image pattern shown in Figure B, the correlation value of the image shown in Figure B is "16", the correlation value of the image shown in Figure C is "24", the correlation value of the image shown in Figure D is "24", and the correlation value of the image shown in Figure D is "24". The correlation value of the image shown in Figure E is "20", and the correlation value of the image shown in Figure F is "21", which means that "16" is always added to the output when the mask data is set to "0". The contents are the same. In this way, the conventional correlator shown in Figure 3, which has a function to stop correlating certain less important data, does not produce a straight line as shown in the images shown in Figures 2E and F. The degree of matching is increased for close input images, but as a reverse effect, the all-black image shown in Figure 2C shows a correlation that is a perfect match with the straight image pattern shown in Figure 2A, and human The disadvantage was that it was significantly different from pattern recognition. The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, and one embodiment thereof will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, the embodiment of the present invention will also be described as a correlator in image pattern recognition, like the conventional example. The basic idea of the present invention is to treat masked areas differently than other masked areas. In other words, matches and mismatches in the masked parts are given smaller weighting (for example, 1/2) than matches and mismatches in other parts, and the sum of this weighting value and the number of matching pixels is used as the correlation value. It is something. FIG. 4 shows a circuit diagram of an embodiment of a correlator according to the present invention which outputs the correlation value data in analog form. The embodiment shown in Fig. 4 shows a correlator that obtains the correlation of 8 pixels, but by using three sets of this correlator, the 8 x 3 (=24) pixels shown in Fig. 2 A to F are used. Pattern matching can be obtained for images. In FIG. 4, circuit elements having the same functions as those shown in FIG. 3 are given the same numbers. The digital input signal that enters terminal 1 is supplied to shift register 3 for 8-bit input signals, and is sent to terminal 4.
Exclusive OR circuit ( hereinafter referred to as EX- OR
(referred to as circuits) 14-1 to 14-8. Further, the digital reference signal input to the terminal 6 is supplied to the 8-bit reference signal shift register 7, and outputted from the output terminals Q1 to Q8 to the EX-OR circuits 14-1 to 14-1 at the timing of the clock pulse input to the terminal 8 . 14
-8 is supplied. On the other hand, the mask data input to terminal 11 is transferred to 8-bit mask shift register 1.
0, and is supplied to the cathodes of diodes D 1 -D 8 at the timing of the clock pulse that enters terminal 12. Here, the output sides of the EX-OR circuits 14-1 to 14-8 are connected to the emitter side of the transistor T r1 via resistors R 1-1 to R 1-8 , and the output sides of the EX-OR circuits 14-1 to 14-8 are connected to the emitter side of the transistor T r1. Each of the output terminals Q 1 to Q 8 is
EX through diodes D 1 to D 8 and resistors R 3-1 to R 3-8
-Output terminals and resistors of OR circuits 14-1 to 14-8
It is connected to each of the connection points R 1-1 to R 1-8 .
The collector side of the transistor T r1 is connected to the +15V voltage source via the resistor R 2 and is connected to the output terminal 1.
5, and the base side is connected to a +5V constant voltage source. Now, let us consider a case where all the outputs of the masking shift register 10 are "1". Since the outputs of the mask shift register 10 are all "1", a reverse bias voltage is applied to the diodes D1 to D8 .
No current flows through resistors R 3-1 to R 3-8 . On the other hand, EX
-The gate outputs of OR circuits 14-1 to 14-8 are:
Since it is an open collector output, when the digital input signal matches the digital reference signal and the output of the EX-OR circuits 14-1 to 14-8 is "0",
Current flows through resistors R 1-1 to R 1-8 . transistor
Since a constant voltage is applied to the base side of T r1 , the EX-OR circuit 14 is connected to the resistor R2 connected between the power supply and the collector side of transistor T r1 .
A current proportional to the number of "0" outputs among the outputs -1 to 14-8 flows, and a voltage proportional to this current change is output from the terminal 15. For example, when +5V is applied to the base side of the transistor T r1 , the emitter voltage is maintained at a constant voltage of 4.3V, so the EX-OR circuit 14-
When the output of one of 1 to 14-8 becomes "0", if the resistance value of each of the resistors R 1-1 to R 1-8 is R 1 ohm, then the resistors R 1-1 to R 1-8 A current of 4.3/R 1 ampere flows through one predetermined resistor. Since this current is approximately the same as the current flowing through resistor R 2 ,
If the resistance value of the resistor R 2 is R 2 ohm, a voltage of (15-4.3R 2 /R 1 )V is output from the terminal 15. Therefore, if n is the number of outputs from the EX-OR circuits 14-1 to 14-8 where the digital input signal and the digital reference signal match and output "0", then the voltage output from the terminal 15 is is (15−4.3・
R 2・n/R 1 )V. Therefore, when the outputs of the output terminals Q 1 to Q 8 of the mask shift register 10 are “1”, the EX-OR circuit 1
Since the outputs of 4-1 to 14-8 are not masked, these outputs can be used effectively. Next, consider the case where all outputs of the masking shift register 10 are "0". When the digital input signal and digital reference signal match, EX-OR circuit 1
When the outputs of 4-1 to 14-8 are "0", the outputs of EX-OR circuits 14-1 to 14-8 are as described above.
Since it is an open collector output, current flows through the EX-OR circuits 14-1 to 14-8, and the mask shift register 10 has no function. On the other hand, the digital input signal and digital reference signal do not match.
The output of EX-OR circuits 14-1 to 14-8 is “1”
, the resistance value of resistors R 1-1 to R 1-8 is R 3 ohm,
If the voltage drop of the diodes D 1 to D 8 is 0.7V each, the resistors R 1-1 to R 1-8 each have a voltage drop of (4.3−0.7)/(R 1
+R 3 ) A current of ampere flows. Here, (4.3−
0.7)/(R 1 + R 3 ) = 4.3/2R 1 .
If the resistance value R 3 of R 3-1 to R 3-8 is selected, the output voltage from the terminal 15 will be at an output level where the digital input signal and the digital reference signal match by 0.5 bit. This means that a pixel in which the digital input signal and the digital reference signal do not match is weighted by 1/2 in a masked state. In this way, the circuit system diagram shown in Fig. 4 can be converted into 3
If a set is prepared and the correlation of the linear image consisting of 3×8 (=24) pixels shown in FIG. 2 is determined using the above circuit diagram, it is possible to obtain a correlation value that is extremely close to human pattern recognition. The example shown in FIG. 2 mentioned above will be specifically explained. It is assumed that the pixels to be masked are at the same positions as described in the conventional example. In the case of the image shown in FIG. 2B, the number of matching pixels is "16" and the number of mismatching pixels in the mask portion is "0", so the correlation value is "16". In the case of the image shown in Figure C, the number of matching pixels is "8" and the number of mismatching pixels in the mask part is "16".
Therefore, weight this number by 1/2 and get “8”
Then, a correlation value of “16” is obtained. In the case of the image shown in Figure D, the number of matching pixels is "24" and the number of mismatching pixels in the mask portion is "0", so the correlation value is "24". In the case of the image shown in Figure E, the number of matching pixels is "16" and the weighted value of the number of mismatching pixels in the mask section is "2", so a correlation value of "18" is obtained. In the case of the image shown in Figure F, the number of matching pixels is "18", and the weighted value of the number of mismatching pixels in the mask part is "1.5".
Therefore, a correlation value of “19.5” is obtained. Comparing the correlation values of the images shown in FIGS. 2A to 2F obtained in this manner with the correlation values obtained in the conventional example, the following table shows the results.

【表】 上記表によれば、本実施例の方法により得た相
関値は従来例の相関値に比し、かなり人間の判断
するパターンマツチング度と合つていることが解
る。このように、マスクされた画素に対して重み
付けを施すことにより、マスクのもつ機能をより
高めてパターン認識できる。 なお本実施例ではマスク用シフトレジスタ10
の出力がオープンコレクタ出力でない為、出力端
子Q1〜Q8側にダイオードD1〜D8を設けたが、オ
ープンコレクタ出力であれば抵抗R3-1〜R3-8
けでもよい。あるいは、ダイオードD1〜D8を接
続することにより、その順方向電圧分だけ抵抗
R1-1〜R1-8の両端の電圧が低くなるため、結果
的にマスク用シフトレジスタ10による電流は
EX−OR回路14−1〜14−8による電流よ
りも小さくなることを利用して、抵抗R3-1
R3-8を省略し、ダイオードD1〜D8を抵抗R1-1
R1-8に接続してもよい。 さらに、本実施例では重み付け値を1/2とした
がこれに限定されず、認識対象の画像に応じてよ
り人間の認識パターンに近づくような重み付け値
を選択してよく、第3図の回路例では、抵抗
R3-1〜R3-8の抵抗値を可変にすることで任意に
重み付け値を設定できる。 さらに、本実施例ではマスクをかけている部分
で一致しているものに対しては、そのままその出
力を加算したが、これにも任意の重み付けをして
もよい。 このように、マスクをかけている部分の相関値
とマスクをかけていない部分の相関値との間に重
み付けの差をもたせ、さらにマスクをかけている
部分の相関値を求める時には一致、不一致の場合
で異なつた重み付けを行なうことも可能である。 なお、本実施例では相関値をアナログデータと
して出力したが、排他的論理和回路の出力及びマ
スク用シフトレジスタの出力をデジタル的に処理
及び加算してもよい。 さらに、本実施例では2値画像のパターン認識
を例にとつて説明したが、2値以外の階調画像又
は音声信号などの画像以外のアナログ信号でも、
デジタル変換することで、パターンデータに応じ
て適切なマスクデータを用いれば、本実施例を応
用できる。 上述の如く本発明になる相関器は、デジタル入
力信号とデジタル参照信号との2信号を各ビツト
ごとに一致又は不一致を判断する複数の排他的論
理和回路と、この複数の排他的論理和回路からの
出力を夫々加算する加算手段とからなる相関器に
おいて、デジタル入力信号の各ビツトをデジタル
参照信号との相関を重視するビツト部分と重視し
ないビツト部分とに分け、前記2信号の相関の重
視の有無に無関係に互いに一致する相関を重視す
るビツト部分については、この部分に対応する前
記排他的論理和回路の出力を前記加算手段に供給
し、前記相関を重視しないビツト部分について
は、前記相関を重視しないビツト部分に対応する
前記排他的論理和回路の出力に任意の重み付けを
してこの重み付け値を前記加算手段に供給するよ
うにしたため、デジタル入力信号がデジタル参照
信号と少しでも違つていると大幅に相関値が低下
することを防ぐことができ、又、重み付け値を加
算することで、デジタル入力信号がデジタル参照
信号に近い場合には、より高い相関値を得ること
ができ、かつ、デジタル入力信号がデジタル参照
信号と異なる場合には、より低い相関値を得るこ
とができるので、極めて人間の認識判断に近い相
関値が得られる特長を有する。 さらに、前記重み付け値を1/2とすることで直
線画像のパターン認識において、人間の認識判断
に近似した相関値が得られる特長を有する。
[Table] According to the above table, it can be seen that the correlation values obtained by the method of this embodiment are more in agreement with the degree of pattern matching judged by humans than the correlation values of the conventional example. By weighting the masked pixels in this way, the function of the mask can be further enhanced for pattern recognition. In this embodiment, the mask shift register 10
Since the output of is not an open collector output, diodes D 1 to D 8 are provided on the output terminals Q 1 to Q 8 side, but if it is an open collector output, only the resistors R 3-1 to R 3-8 are sufficient. Alternatively, by connecting diodes D 1 to D 8 , the resistance is increased by the forward voltage.
Since the voltage across R 1-1 to R 1-8 becomes low, the current caused by the mask shift register 10 is
Taking advantage of the fact that the current is smaller than that of the EX-OR circuits 14-1 to 14-8, the resistors R 3-1 to
Omit R 3-8 and replace diodes D 1 ~ D 8 with resistors R 1-1 ~
May be connected to R 1-8 . Furthermore, although the weighting value is set to 1/2 in this embodiment, the weighting value is not limited to this, and a weighting value that more closely resembles a human recognition pattern may be selected depending on the image to be recognized. In the example, the resistance
By making the resistance values of R 3-1 to R 3-8 variable, the weighting value can be set arbitrarily. Further, in this embodiment, for the masked portions that match, the outputs are directly added, but this may also be weighted arbitrarily. In this way, a difference in weighting is given between the correlation value of the masked part and the correlation value of the unmasked part, and when calculating the correlation value of the masked part, it is determined whether there is a match or a mismatch. It is also possible to carry out different weightings in different cases. In this embodiment, the correlation value is output as analog data, but the output of the exclusive OR circuit and the output of the masking shift register may be digitally processed and added. Furthermore, in this embodiment, pattern recognition of a binary image was explained as an example, but analog signals other than images such as gradation images other than binary or audio signals may also be used.
By performing digital conversion, this embodiment can be applied by using appropriate mask data according to the pattern data. As described above, the correlator according to the present invention includes a plurality of exclusive OR circuits that determine whether two signals, a digital input signal and a digital reference signal, match or do not match for each bit, and the plurality of exclusive OR circuits. In the correlator, each bit of the digital input signal is divided into a bit part where emphasis is placed on the correlation with the digital reference signal and a bit part where emphasis is not placed on the correlation with the digital reference signal. For bit portions that emphasize correlations that match each other regardless of the presence or absence of the bits, the output of the exclusive OR circuit corresponding to this portion is supplied to the adding means, and for bit portions that do not emphasize correlations, the correlations are Since the output of the exclusive OR circuit corresponding to the bit part that is not emphasized is arbitrarily weighted and this weighted value is supplied to the adding means, the digital input signal is even slightly different from the digital reference signal. It is possible to prevent the correlation value from decreasing significantly, and by adding the weighting value, it is possible to obtain a higher correlation value when the digital input signal is close to the digital reference signal, and If the digital input signal is different from the digital reference signal, a lower correlation value can be obtained, so it has the advantage of being able to obtain a correlation value that is extremely close to human recognition judgment. Furthermore, by setting the weighting value to 1/2, a correlation value that approximates human recognition judgment can be obtained in pattern recognition of a straight line image.

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

第1図は従来のマスクなしの相関器の1例を示
すブロツク系統図、第2図A〜Fは夫々パターン
認識の1例を示す各画像図、第3図は従来のマス
クありの相関器の1例を示すブロツク系統図、第
4図は本発明の相関器の1実施例を示す回路系統
図である。 2……A/Dコンバータ、3……入力信号用シ
フトレジスタ、5−1〜5−n……排他的否定論
理和回路、7……参照信号用シフトレジスタ、9
……加算器、10……マスク用シフトレジスタ、
13−1〜13−n……ゲート回路、R1-1
R1-8,R2,R3-1〜R3-8……抵抗、D1〜D8……ダ
イオード、Tr1……トランジスタ、14−1〜1
4−8……排他的論理和回路。
Fig. 1 is a block system diagram showing an example of a conventional correlator without a mask, Fig. 2 A to F are image diagrams each showing an example of pattern recognition, and Fig. 3 is a conventional correlator with a mask. FIG. 4 is a circuit diagram showing one embodiment of the correlator of the present invention. 2... A/D converter, 3... Input signal shift register, 5-1 to 5-n... Exclusive NOR circuit, 7... Reference signal shift register, 9
...Adder, 10...Mask shift register,
13-1 to 13-n...gate circuit, R1-1 to
R1-8 , R2 , R3-1 to R3-8 ...Resistor, D1 to D8 ...Diode, Tr1 ...Transistor, 14-1 to 1
4-8...Exclusive OR circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 デジタル入力信号とデジタル参照信号との2
信号を各ビツトごとに一致又は不一致を判断する
複数の排他的論理和回路と、該複数の排他的論理
和回路からの出力を夫々加算する加算手段とから
なる相関器において、デジタル入力信号の各ビツ
トをデジタル参照信号との相関を重視するビツト
部分と重視しないビツト部分とに分け、前記相関
を重視するビツト部分については、該部分に対応
する前記排他的論理和回路の出力を前記加算手段
に供給し、前記相関を重視しないビツト部分につ
いては、該相関を重視しないビツト部分に対応す
る前記排他的論理和回路の出力に任意の重み付け
をして、重み付け値を前記加算手段に供給するこ
とを特徴とする相関器。 2 該重み付け値を1/2としたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の相関器。 3 該重み付け値を前記2信号の一致の時と不一
致の時とで異ならしめたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の相関器。 4 該重み付け値を前記2信号の一致の時は1と
し、前記2信号の不一致の時は1/2としたことを
特徴とする特許請求の範囲第3項記載の相関器。
[Claims] 1. 2. A digital input signal and a digital reference signal.
In a correlator, each of the digital input signals is The bits are divided into a bit part where the correlation with the digital reference signal is emphasized and a bit part where the correlation is not important, and for the bit part where the correlation is important, the output of the exclusive OR circuit corresponding to that part is sent to the adding means. For the bit portion where the correlation is not emphasized, the output of the exclusive OR circuit corresponding to the bit portion where the correlation is not emphasized is arbitrarily weighted, and the weighted value is supplied to the addition means. Characteristic correlator. 2. The correlator according to claim 1, wherein the weighting value is set to 1/2. 3. The correlator according to claim 1, wherein the weighting value is made different when the two signals match and when they do not match. 4. The correlator according to claim 3, wherein the weighting value is set to 1 when the two signals match, and is set to 1/2 when the two signals do not match.
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