JPH07107709B2 - Pattern recognizer - Google Patents
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- JPH07107709B2 JPH07107709B2 JP1089657A JP8965789A JPH07107709B2 JP H07107709 B2 JPH07107709 B2 JP H07107709B2 JP 1089657 A JP1089657 A JP 1089657A JP 8965789 A JP8965789 A JP 8965789A JP H07107709 B2 JPH07107709 B2 JP H07107709B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はパターン認識装置に関し、特に、アナログ的に
パターンを認識するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a pattern recognition apparatus, and more particularly to pattern recognition in an analog manner.
[従来の技術] 非線形振動を行なう非線形振動子を多数結合し、全体の
協調制御によってアナログ的にパターン認識を行なうパ
ターン認識装置、すなわち、ホロビジョンシステムが提
案されている(例えば、特開昭62−103773号公報参
照)。[Prior Art] A pattern recognition device, that is, a holographic system, has been proposed in which a large number of nonlinear oscillators that perform nonlinear vibrations are coupled and pattern recognition is performed in an analog manner by overall coordinated control (for example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 62-62). -103773 gazette).
このようなパターン認識装置は、機能ブロックで表示す
ると第2図に示すようになり、パターン前処理部1と、
セルブロック2と、記憶部3と、基準振動子6とで構成
されている。Such a pattern recognition device has a function block as shown in FIG.
The cell block 2 includes a storage unit 3 and a reference oscillator 6.
パターン前処理部1は、入力図形パターン4を2次元ビ
ットパターンに変換するものであり、このパターン前処
理部1はバス5を介してセルブロック2に接続されてい
る。The pattern preprocessing unit 1 converts the input graphic pattern 4 into a two-dimensional bit pattern, and the pattern preprocessing unit 1 is connected to the cell block 2 via the bus 5.
セルブロック2は多層構造をなしている。第2図のもの
は4層21〜24のものである。各セルブロック層21〜24共
に、2次元マトリクス状に配置された非線形振動子2aか
ら構成されている。なお、パターン前処理部1による2
次元ビットパターンへの変換は、各セルブロック層21〜
24の非線形振動子2aの配置に対応するようになされる。
各非線形振動子2aは、ビットパターンの対応するビット
によって励起されるようにバス5を介してパターン前処
理部1に接続されている。The cell block 2 has a multilayer structure. The one shown in FIG. 2 has four layers 21 to 24. Each of the cell block layers 21 to 24 is composed of non-linear oscillators 2a arranged in a two-dimensional matrix. Note that the pattern preprocessing unit 1
Conversion to a dimensional bit pattern is performed for each cell block layer 21-
This is done so as to correspond to the arrangement of 24 nonlinear oscillators 2a.
Each nonlinear oscillator 2a is connected to the pattern preprocessor 1 via the bus 5 so as to be excited by the corresponding bit of the bit pattern.
ここで、第3図は、各セルブロック層の非線形振動子の
励振時の振動方向を示し、第4図は各セルブロック層の
非線形振動子の結合関係を示すものである。Here, FIG. 3 shows a vibration direction of the non-linear oscillator of each cell block layer during excitation, and FIG. 4 shows a coupling relation of the non-linear oscillator of each cell block layer.
第1のセルブロック層21は、第3図(A)に示すよう
に、2次元ビットパターンの0度(なお、混乱を避ける
ため、線分の角度単位を「度」で示し、位相単位を
「゜」で示す)の線分を検出するように各非線形振動子
2aの振動方向が定められている。また、第4図(A)に
示すように、この第1のセルブロック層21の非線形振動
子2aaは、周囲の8個の非線形振動子2ab〜2ahのうち、
0度の方向に隣合う非線形振動子2ab及び2afとの間では
励振を強化するように結合されており、90度の方向に隣
合う非線形振動子2ad及び2ahとの間では励振を大きく弱
めるように結合されており、45度及び135度の方向に隣
合う非線形振動子2ad及び2ahとの間では励振を少し弱め
るように結合されている。As shown in FIG. 3 (A), the first cell block layer 21 has 0 degrees of the two-dimensional bit pattern (in order to avoid confusion, the angle unit of the line segment is indicated by “degree” and the phase unit is indicated by Each non-linear oscillator so that the line segment (indicated by “°”) is detected
The vibration direction of 2a is defined. In addition, as shown in FIG. 4 (A), the nonlinear oscillator 2aa of the first cell block layer 21 has the following eight nonlinear oscillators 2ab-2ah.
The non-linear oscillators 2ab and 2af adjacent to each other in the direction of 0 degree are coupled so as to strengthen the excitation, and the non-linear oscillators 2ad and 2ah adjacent to each other in the direction of 90 degree are greatly weakened. Is coupled to the non-linear oscillators 2ad and 2ah adjacent to each other in the directions of 45 degrees and 135 degrees so as to weaken the excitation a little.
第2のセルブロック層22の各非線形振動子2aは、第3図
(B)に示すように、2次元ビットパターンの45度の線
分を検出できるように45度の方向に振動方向が選定され
ていると共に、第4図(B)に示すように、45度の方向
に隣合う非線形振動子とでは励振を強化し、135度の方
向に隣合う非線形振動子とでは励振を大きく弱め合い、
0度及び90度の方向に隣合う非線形振動子とでは励振を
少い弱め合うように結合されている。As shown in FIG. 3 (B), each of the nonlinear oscillators 2a of the second cell block layer 22 has a vibration direction selected in the direction of 45 degrees so that a 45-degree line segment of the two-dimensional bit pattern can be detected. As shown in FIG. 4 (B), the excitation is strengthened with the nonlinear oscillator adjacent in the direction of 45 degrees, and the excitation is greatly weakened with the nonlinear oscillator adjacent in the direction of 135 degrees. ,
The non-linear oscillators adjacent to each other in the directions of 0 degree and 90 degrees are coupled so as to weaken the excitations slightly.
第3のセルブロック層23及び第4のセルブロック層24は
それぞれ、詳述は避けるが、第3図(C)と第4図
(C)、及び、第3図(D)と第4図(D)に示すよう
に、2次元ビットパターンの90度及び135度の線分を検
出するものである。The third cell block layer 23 and the fourth cell block layer 24 will not be described in detail, but they are shown in FIG. 3 (C) and FIG. 4 (C), and FIG. 3 (D) and FIG. 4 respectively. As shown in (D), the 90-degree and 135-degree line segments of the two-dimensional bit pattern are detected.
セルブロック2の各セルブロック層21〜24の非線形振動
子2aは、バス8を介して基準振動子6に接続されてお
り、基準振動子6の振動に対して、セルブロック層毎に
異なる固有の位相で振動する。例えば、第1のセルブロ
ック層21の非線形振動子は基準振動に対して0゜の位相
で振動し、第2のセルブロック層22の非線形振動子は基
準振動に対して90゜の位相で振動し、第3のセルブロッ
ク層23の非線形振動子は基準振動に対して180゜の位相
で振動し、第4のセルブロック層24の非線形振動子は基
準振動に対して270゜の位相で振動する。従って、入力
ビットパターン中の特定の方向の傾きの線分は、セルブ
ロック2で特定の振動位相の振動を引き起こす。The non-linear oscillators 2a of the cell block layers 21 to 24 of the cell block 2 are connected to the reference oscillator 6 via the bus 8, and are different from the oscillation of the reference oscillator 6 in each cell block layer. It vibrates in the phase of. For example, the nonlinear oscillator of the first cell block layer 21 vibrates at a phase of 0 ° with respect to the reference vibration, and the nonlinear oscillator of the second cell block layer 22 vibrates at a phase of 90 ° with respect to the reference vibration. Then, the nonlinear oscillator of the third cell block layer 23 vibrates at a phase of 180 ° with respect to the reference vibration, and the nonlinear oscillator of the fourth cell block layer 24 vibrates at a phase of 270 ° with respect to the reference vibration. To do. Therefore, the line segment of the inclination in the specific direction in the input bit pattern causes the cell block 2 to vibrate in the specific vibration phase.
記憶部3は、セルブロック2とバス7を介して結合され
ている。記憶部3は、バス9を介して接続されている基
準振動子6の振動に対して、それぞれ固有の振動位相を
持つ複数の非線形振動子3aから構成されている。非線形
振動子3aは、セルブロック2の非線形振動子2aと相互に
影響し合って励振される。非線形振動子3aは、数個ずつ
のグループが特定のカテゴリー(三角形や四角形や八角
形や線分等)を表現しており、同一のカテゴリーにかか
る非線形振動子3aは互いに励振を強化し合うように結合
されている。The storage unit 3 is connected to the cell block 2 via the bus 7. The storage unit 3 is composed of a plurality of nonlinear oscillators 3a each having a unique oscillation phase with respect to the oscillation of the reference oscillator 6 connected via the bus 9. The nonlinear oscillator 3a interacts with the nonlinear oscillator 2a of the cell block 2 and is excited. In the nonlinear oscillator 3a, several groups each represent a specific category (triangle, quadrangle, octagon, line segment, etc.), so that the nonlinear oscillators 3a belonging to the same category mutually strengthen their excitation. Is bound to.
従って、記憶部3の非線形振動子3aは、セルブロック2
との相互作用と、記憶部3の中での相互作用とによっ
て、選択的に特定のカテゴリーを表す非線形振動子のみ
が励振する。これによって、入力された図形パターン4
のパターン認識がなされる。Therefore, the nonlinear oscillator 3a of the storage unit 3 is the cell block 2
Due to the interaction with and the interaction in the storage unit 3, only the nonlinear oscillator that selectively represents a specific category is excited. By this, the input graphic pattern 4
Pattern recognition is performed.
例えば、入力された線図形パターン4が、第5図(A)
に示すように、0度と45度と90度の線分でなる直角二等
辺三角形である場合には、第1のセルブロック層21、第
2のセルブロック層22及び第3のセルブロック層23がそ
れぞれ励振を強化し、すなわち、0度と45度と90度の線
分を検出し、記憶部3ではこれら励振状態(振動位相を
含む)に基づいて第5図(B)に示す直角二等辺三角形
のカテゴリーを構成する非線形振動子3aa〜3acが励振を
強化して活性化し、他方、他の非線形振動子の振動が非
活性化して直角二等辺三角形であることを認識する。For example, the input line figure pattern 4 is shown in FIG.
As shown in, in the case of a right-angled isosceles triangle composed of line segments of 0 degree, 45 degrees, and 90 degrees, the first cell block layer 21, the second cell block layer 22, and the third cell block layer 23 strengthens the excitation, that is, detects line segments of 0 degree, 45 degree, and 90 degree, and the storage unit 3 detects the right angle shown in FIG. 5 (B) based on these excitation states (including the vibration phase). Recognize that the non-linear oscillators 3aa to 3ac that compose the category of isosceles triangles activate and strengthen the excitation, while the vibrations of other non-linear oscillators are deactivated and are isosceles right triangles.
[発明が解決しようとする課題] 上述したパターン認識装置(ホロビジョンシステム)
は、それ以前のパターン認識装置における情報処理と原
理を異にするものであり、その原理が非常に新しく、研
究が十分に進んでいるわけでないことから、パターン認
識装置としては不十分な点がある。[Problems to be Solved by the Invention] The pattern recognition device (holovision system) described above.
Is different from the information processing in the pattern recognition device before that, and since the principle is very new and research is not sufficiently advanced, there are insufficient points as a pattern recognition device. is there.
問題点の一つとして認識パターンが予め持っているカテ
ゴリーの代表的なパターンに対して、入力パターンが回
転していた場合にはうまく認識できないことが挙げられ
る。そのために、同じ図形とそれを回転してできる図形
について、別個にカテゴリーを用意しなければならず、
記憶部3の構成が複雑になるという問題がある。One of the problems is that the recognition pattern cannot be recognized well when the input pattern is rotated with respect to a typical pattern of a category that the recognition pattern has in advance. Therefore, we have to prepare separate categories for the same figure and the figure that can be created by rotating it.
There is a problem that the configuration of the storage unit 3 becomes complicated.
例えば、第2図に示す4層構造のセルブロック2の場
合、上述したように、0度、45度、90度及び135度の線
分を検出でき、第6図(A)及び第6図(B)に示す同
一三角形の2次元ビットパターン4a及び4bに対してそれ
ぞれ対応する線分のセルブロック層が励振する。しか
し、記憶部3には三角形に対するカテゴリーとして、上
述した第5図(9に示すもののみが用意されている場
合、この用意されているカテゴリーと同一の第6図
(A)に対する入力パターン4aに対しては、第1、第
2、第3のセルブロック層21〜23からの振動位相に基づ
いて記憶部3のそのカテゴリーを構成する非線形振動子
3aa〜3acは励振を強化してカテゴリーは活性化するが、
同一三角形であっても向きが異なる第6図(B)に示す
三角形の入力パターン4bの場合には、第6図(B)に示
すようにに励振状態にあるセルブロック層21、23、24が
そのカテゴリーを活性化するセルブロック層21〜23とは
なっていないため、この入力パターンに対しては用意さ
れている三角形のカテゴリーの非線形振動子3aa〜3acは
活性化しない。For example, in the case of the cell block 2 having a four-layer structure shown in FIG. 2, line segments of 0 degree, 45 degrees, 90 degrees and 135 degrees can be detected as described above, and the cell blocks of FIG. 6 (A) and FIG. The cell block layers of the line segments corresponding to the two-dimensional bit patterns 4a and 4b of the same triangle shown in (B) are excited. However, when only the above-mentioned categories shown in FIG. 5 (9) are prepared in the storage unit 3 as categories for triangles, the same input pattern 4a as that shown in FIG. 6 (A) is prepared. On the other hand, a non-linear oscillator that constitutes that category of the storage unit 3 based on the vibration phases from the first, second, and third cell block layers 21 to 23.
3aa to 3ac strengthen the excitation and activate the category,
In the case of the triangular input pattern 4b shown in FIG. 6 (B), which has the same triangle but has different directions, the cell block layers 21, 23, 24 in the excited state as shown in FIG. 6 (B). Is not the cell block layers 21 to 23 that activate that category, the non-linear oscillators 3aa to 3ac of the triangular category prepared for this input pattern are not activated.
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、記
憶部に用意するカテゴリーを多くすることなく、同一形
状(大きさは異なっていても良い)であって回転関係に
あるパターンを共に認識することができるパターン認識
装置を提供しようとするものである。The present invention has been made in consideration of the above points. Patterns having the same shape (the size may be different) and having a rotational relationship can be obtained without increasing the number of categories prepared in the storage unit. An object of the present invention is to provide a pattern recognition device that can recognize both.
[課題を解決するための手段] かかる課題を解決するため、本発明においては、以下の
各手段でパターン認識装置を構成した。[Means for Solving the Problem] In order to solve the problem, in the present invention, the pattern recognition device is configured by the following means.
入力図形パターンを2次元ビットパターンに変換するパ
ターン前処理部と、変換された2次元ビットパターンの
対応するビットによって層に固有な振動位相で励振され
るように、かつ、2次元ビットパターンの所定方向の線
分を検出するように接続された複数の第1の非線形振動
子を2次元マトリクス状に配置した複数のセルブロック
層からなるセルブロックと、認識パターンのカテゴリー
ごとに、セルブロックの第1の非線形振動子に結合され
た複数の第2の非線形振動子から構成され、かつ、セル
ブロックの励振した第1の非線形振動子によって第2の
非線形振動子が選択的に励振されて入力図形パターンを
認識する複数の記憶部とを備える。さらに、セルブロッ
クと記憶部との間にそれぞれ設けられ、セルブロックの
第1の非線形振動子の振動位相を移相して対応する記憶
部に供給する複数の移相器を備える。A pattern pre-processing unit for converting an input figure pattern into a two-dimensional bit pattern, and a predetermined two-dimensional bit pattern so that the corresponding bits of the converted two-dimensional bit pattern excite a vibration phase unique to a layer. Cell blocks composed of a plurality of cell block layers in which a plurality of first non-linear oscillators connected so as to detect line segments in a direction are arranged in a two-dimensional matrix, and a cell block number The input figure is composed of a plurality of second nonlinear oscillators coupled to one nonlinear oscillator, and the second nonlinear oscillator is selectively excited by the excited first nonlinear oscillator of the cell block. And a plurality of storage units for recognizing patterns. Further, a plurality of phase shifters provided respectively between the cell block and the storage unit are provided to shift the oscillation phase of the first nonlinear oscillator of the cell block and supply the phase to the corresponding storage unit.
[作用] パターン前処理部は、入力図形パターンを2次元ビット
パターンに変換する。セルブロックは、変換された2次
元ビットパターンの対応するビットによって層に固有な
振動位相で励振されるように、かつ、2次元ビットパタ
ーンの所定方向の線分を検出するように接続された複数
の第1の非線形振動子を2次元マトリクス状に配置した
複数のセルブロック層からなる。記憶部は、認識パター
ンのカテゴリーごとに、セルブロックの第1の非線形振
動子に結合された複数の第2の非線形振動子から構成さ
れ、かつ、セルブロックの励振した第1の非線形振動子
によって第2の非線形振動子が選択的に励振されて入力
図形パターンを認識する。移相器は、セルブロックと記
憶部との間にそれぞれ設けられ、セルブロックの第1の
非線形振動子の振動位相を移相して対応する記憶部に供
給する。[Operation] The pattern preprocessing unit converts the input figure pattern into a two-dimensional bit pattern. A plurality of cell blocks are connected so as to be excited by corresponding bits of the transformed two-dimensional bit pattern in a vibration phase specific to the layer and to detect a line segment in a predetermined direction of the two-dimensional bit pattern. Of the first non-linear oscillator are arranged in a two-dimensional matrix and are formed of a plurality of cell block layers. The storage unit includes, for each category of the recognition pattern, a plurality of second nonlinear oscillators coupled to the first nonlinear oscillator of the cell block, and the first nonlinear oscillator excited by the cell block The second nonlinear oscillator is selectively excited to recognize the input graphic pattern. The phase shifter is provided between the cell block and the storage unit, and shifts the vibration phase of the first nonlinear oscillator of the cell block and supplies the phase to the corresponding storage unit.
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述す
る。Embodiment An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
ここで、第1図はこの実施例の構成を示すブロック図で
ある。Here, FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of this embodiment.
第1図において、この実施例のパターン認識装置は、パ
ターン前処理部11と、セルブロック12と、記憶部13と、
基準振動子16と、移相器18と、移相制御部19とで構成さ
れている。In FIG. 1, the pattern recognition apparatus of this embodiment includes a pattern preprocessing unit 11, a cell block 12, a storage unit 13,
It is composed of a reference oscillator 16, a phase shifter 18, and a phase shift controller 19.
この実施例においても、パターン前処理部11は、入力図
形パターン14を2次元ビットパターンに変換するもので
あり、このパターン前処理部11はバス15を介してセルブ
ロック12に接続されている。Also in this embodiment, the pattern preprocessing unit 11 converts the input graphic pattern 14 into a two-dimensional bit pattern, and the pattern preprocessing unit 11 is connected to the cell block 12 via the bus 15.
また、セルブロック12も従来装置と同様に、4層構造12
1〜124をなしているものであり、各セルブロック層121
〜124が、2次元マトリクス状に配置された非線形振動
子12aから構成されており、各非線形振動子12aが、ビッ
トパターンの対応するビットによって励起されるように
バス15を介してパターン前処理部11に接続されているも
のである。また、バス20を介して基準振動子16に接続さ
れており、基準振動子16の振動に対して、各セルブロッ
ク層121〜124は、異なる固有の位相で振動する。The cell block 12 also has a four-layer structure 12 as in the conventional device.
1 to 124, and each cell block layer 121.
To 124 are composed of non-linear oscillators 12a arranged in a two-dimensional matrix, and each non-linear oscillator 12a is excited via corresponding bits of the bit pattern via the bus 15 to the pattern pre-processing unit. The one connected to 11. Further, the cell block layers 121 to 124 are connected to the reference oscillator 16 via the bus 20, and the cell block layers 121 to 124 vibrate in different unique phases with respect to the vibration of the reference oscillator 16.
しかし、この実施例においては、セルブロック12の各セ
ルブロック層121〜124の振動情報は、記憶部13に直接与
えられるのではなく、移相器18を介して与えられる。However, in this embodiment, the vibration information of each of the cell block layers 121 to 124 of the cell block 12 is not directly applied to the storage unit 13 but is applied via the phase shifter 18.
移相器18は、後述する記憶部13に用意されているカテゴ
リー数分だけ設けられており、各移相器18は後述する移
相制御部19によって所定の位相量だけ各セルブロック層
121〜124の振動位相を移相する。The phase shifters 18 are provided by the number of categories prepared in the storage unit 13 described later, and each phase shifter 18 is controlled by the phase shift control unit 19 described later in each cell block layer by a predetermined phase amount.
The vibration phase of 121 to 124 is shifted.
このような移相器18を介した各セルブロック層121〜124
の振動状態(励振の強さや振動位相)がバス17を介して
記憶部13に与えられる。Each cell block layer 121-124 through the phase shifter 18
The vibration state (strength of excitation and vibration phase) is given to the storage unit 13 via the bus 17.
記憶部13は、バス29を介して接続されている基準振動子
16の振動に対して、それぞれ固有の振動位相を持つ複数
の非線形振動子13aから構成されている。非線形振動子1
3aは、移相器18を介したセルブロック12の非線形振動子
12aと相互に影響し合って励振される。非線形振動子13a
は、この実施例でも、数個ずつのグループが特定のカテ
ゴリー(三角形や四角形や八角形や線分等)を表現して
おり、同一のカテゴリーにかかる非線形振動子13aは互
いに励振を強化し合うように結合されている。The storage unit 13 is a reference oscillator connected via the bus 29.
It is composed of a plurality of nonlinear oscillators 13a each having a unique vibration phase with respect to 16 vibrations. Non-linear oscillator 1
3a is a nonlinear oscillator of the cell block 12 via the phase shifter 18.
Excited by interacting with 12a. Non-linear oscillator 13a
Also in this embodiment, several groups each represent a specific category (triangle, quadrangle, octagon, line segment, etc.), and the non-linear oscillators 13a belonging to the same category mutually enhance excitation. Are combined as.
なお、この実施例の場合、同一形状(大きさは問わな
い)については1個のカテゴリーだけが用意されてい
る。In the case of this embodiment, only one category is prepared for the same shape (regardless of size).
従って、記憶部13の非線形振動子13aは、移相器18を介
して接続されたセルブロック12との相互作用と、記憶部
13の中での相互作用とによって、選択的に特定のカテゴ
リーを表す非線形振動子13aのみが励振する。これによ
って、入力された図形パターン14のパターン認識がなさ
れる。Therefore, the non-linear oscillator 13a of the storage unit 13 has the interaction with the cell block 12 connected via the phase shifter 18, and the storage unit
Due to the interaction in 13, only the non-linear oscillator 13a that selectively represents a specific category is excited. As a result, the pattern recognition of the input graphic pattern 14 is performed.
ここで、移相器18を設けるようにしたのは、記憶部13に
用意しておくカテゴリーとして、同一形状のものはその
向きに関係なく1個のものに限定しても、向きの異なる
同一形状の入力パターンをこの移相器18の機能によって
記憶部13で認識できるようにするためである。Here, the phase shifter 18 is provided as a category prepared in the storage unit 13 even if the same shape is limited to one category regardless of its orientation, but the same orientation with different orientations. This is because the shape input pattern can be recognized in the storage unit 13 by the function of the phase shifter 18.
移相器18の移相量は、移相制御部19によって制御され
る。移相制御部19には、セルブロック12から振動情報が
与えられ、また、記憶部13からも振動情報が与えられ、
これら情報から移相量を次のように決定する。The phase shift amount of the phase shifter 18 is controlled by the phase shift controller 19. The phase shift control unit 19 is provided with vibration information from the cell block 12, and is also provided with vibration information from the storage unit 13.
From this information, the amount of phase shift is determined as follows.
ここで、記憶部13に用意されている第m番目のカテゴリ
ーに対する移相量をθp(m)、記憶部13に用意されて
いる第m番目のカテゴリーの第n番目の非線形振動子の
振動位相をθm(m,n)、セルブロック12の第kのセル
ブロック層の2次元的な位置(i,j)にある非線形振動
子の振動位相をθa(i,j,k)、セルブロック12の第k
のセルブロック層の2次元的な位置(i,j)にある非線
形振動子の振動振幅をra(i,j,k)とすると、移相制御
部19は、次式 に示すように、移相量θp(m)を徐々に変化させてい
く。なお、移相量θp(m)はあるところで安定する。
ここで、関数f(x)として、次式 f(x)=(tanh(ax+b)+1)/2 …(2) (但し、a、bは定数) に示すような適当な増加関数(シグモイド関数)を用い
る。Here, the phase shift amount for the m-th category prepared in the storage unit 13 is θp (m), and the vibration phase of the n-th nonlinear oscillator in the m-th category prepared in the storage unit 13 Is θm (m, n), the oscillation phase of the nonlinear oscillator at the two-dimensional position (i, j) of the kth cell block layer of the cell block 12 is θa (i, j, k), The k th
If the vibration amplitude of the nonlinear oscillator at the two-dimensional position (i, j) of the cell block layer of is set to ra (i, j, k), the phase shift control unit 19 calculates As shown in, the phase shift amount θp (m) is gradually changed. The amount of phase shift θp (m) stabilizes at some point.
Here, as the function f (x), an appropriate increasing function (sigmoid function) as shown in the following expression f (x) = (tanh (ax + b) +1) / 2 (2) (where a and b are constants) ) Is used.
従って、上述の実施例によれば、セルブロック12の各セ
ルブロック層121〜124からの振動位相を用意されている
カテゴリーに応じて移相させて記憶部13に与えるように
してパターンを認識させるようにしたので、記憶部13に
同一形状に対するカテゴリーとして1個だけを用意して
も、その形状と向きが異なるだけの入力パターンを認識
することができる。すなわち、記憶部13の構成を簡易な
ものとすることができる。また、そのときの移相量によ
ってその形状の向きをも認識することができる。Therefore, according to the above-described embodiment, the vibration phase from each cell block layer 121 to 124 of the cell block 12 is phase-shifted according to the prepared category and given to the storage unit 13 to recognize the pattern. Therefore, even if only one category is prepared for the same shape in the storage unit 13, it is possible to recognize an input pattern whose shape and orientation are different. That is, the configuration of the storage unit 13 can be simplified. Further, the direction of the shape can be recognized by the amount of phase shift at that time.
第7図は用意されている三角形とは異なる三角形の入力
パターンが入力された場合のセルブロック12の振動を示
す説明図、第8図は第7図の入力パターンに対するセル
ブロック12の振動パターン、記憶部13内での振動、カテ
ゴリーの活性度及び移相器18の移相量を示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram showing vibration of the cell block 12 when an input pattern of a triangle different from the prepared triangle is input, and FIG. 8 is a vibration pattern of the cell block 12 with respect to the input pattern of FIG. 4 is an explanatory diagram showing vibrations in a storage unit 13, activity of categories, and phase shift amounts of a phase shifter 18. FIG.
今、0度、45度及び90度でなる三角形(第5図(A)参
照)のカテゴリーが記憶部13に用意されている唯一の三
角形のカテゴリーとする。ここで、第7図(A)に示す
ような用意されている三角形に対して90度だけ回転され
た三角形のビットパターン14aが入力されたとする。こ
のとき、セルブロック12では、第7図(B)に示すよう
に各非線形振動子12aが励振する(なお、第7図(B)
は第1のセルブロック層121、第3のセルブロック層123
及び第4のセルブロック層124の振動を同一平面で示し
ている)。Now, let us say that the categories of triangles (see FIG. 5A) consisting of 0 degrees, 45 degrees, and 90 degrees are the only triangle categories prepared in the storage unit 13. Here, it is assumed that the triangular bit pattern 14a rotated by 90 degrees with respect to the prepared triangle as shown in FIG. 7A is input. At this time, in the cell block 12, each nonlinear oscillator 12a is excited as shown in FIG. 7 (B) (note that FIG. 7 (B)).
Is the first cell block layer 121 and the third cell block layer 123.
And the vibration of the fourth cell block layer 124 is shown in the same plane).
ここで、第1のセルブロック層121の基準振動子16に対
する振動位相は0゜であり、第3のセルブロック層123
の基準振動子16に対する振動位相は180゜であり、第4
図のセルブロック層124の基準振動子16に対する振動位
相は270゜であるので、セルブロック12の振動パターン
を横軸に時間をとってパルス信号で表すと、第8図
(A)に示すようになる。Here, the vibration phase of the first cell block layer 121 with respect to the reference oscillator 16 is 0 °, and the third cell block layer 123
The vibration phase of the reference oscillator 16 is 180 °,
Since the vibration phase of the cell block layer 124 with respect to the reference vibrator 16 is 270 ° in the figure, when the vibration pattern of the cell block 12 is represented by a pulse signal with time on the horizontal axis, as shown in FIG. 8 (A). become.
この振動パターンがセルブロック12から与えられると、
記憶部13内の「線分」を表すカテゴリーの振動は、第8
図(B)にその振動をパルスで表すように部分的に振動
するが、対応する図形でないので振動が強化されずに活
性度(破線)は0まで低下していく。なお、上述の移相
制御(移相量を一点鎖線で示す)によっては、この線分
カテブリーに対して移相はなされない。When this vibration pattern is given from the cell block 12,
The vibration of the category representing the “line segment” in the storage unit 13 is the 8th
The vibration is partially vibrated as shown by a pulse in FIG. 6B, but since it is not a corresponding figure, the vibration is not strengthened and the activity level (broken line) decreases to 0. Note that the phase shift is not performed for this line segment catery by the above-mentioned phase shift control (the amount of phase shift is indicated by the one-dot chain line).
同様に、記憶部13内の「四角形」及び「八角形」を表す
カテゴリーについても、第8図(D)及び(E)に示す
ように、移相制御に拘らず、活性度は低下していく。Similarly, with respect to the categories representing “quadrangle” and “octagon” in the storage unit 13, as shown in FIGS. 8D and 8E, the activity is lowered regardless of the phase shift control. Go.
これに対して、記憶部13内の「三角形」を表すカテゴリ
ーは、移相制御が進むにつれて活性度が上昇していき、
認識される。このときの移相器18の移相量によって用意
されている三角形パターンより90度だけ回転されている
三角形であることが認識される。On the other hand, in the category representing the “triangle” in the storage unit 13, the activity level increases as the phase shift control progresses,
Be recognized. It is recognized that the triangle pattern is rotated by 90 degrees from the prepared triangular pattern according to the amount of phase shift of the phase shifter 18 at this time.
なお、上述の実施例においては、セルブロック12が4層
構造のものを示したが、これより多い層を有するもので
あっても良い。Although the cell block 12 has a four-layer structure in the above-mentioned embodiments, it may have more layers.
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、セルブロックの各セル
ブロック層からの振動位相を移相させて記憶部に与える
ようにしてパターンを認識させるようにしたので、記憶
部に同一形状に対するカテゴリーとして1個だけを用意
しても、その形状と向きが異なるだけの入力パターンを
認識することができ、また、そのときの移相量によって
その形状の向きをも認識することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the vibration phase from each cell block layer of the cell block is phase-shifted and given to the storage unit so that the pattern is recognized. Even if only one category is prepared for the same shape, it is possible to recognize an input pattern whose direction differs from that of the shape, and also recognize the direction of the shape depending on the phase shift amount at that time. You can
第1図は本発明によるパターン認識装置の一実施例を示
すブロック図、第2図は従来装置を示すブロック図、第
3図は従来装置のセルブロック各層の検出方向を示す説
明図、第4図は従来装置のセルブロック各層の非線形振
動子の結合関係を示す説明図、第5図及び第6図はそれ
ぞれ従来装置の欠点の説明に供する説明図、第7図は上
記実施例における用意されている三角形カテゴリーとは
異なる三角形の入力パターンが入力された場合のセルブ
ロックの振動を示す説明図、第8図は第7図の入力パタ
ーンに対するセルブロックの振動パターン、記憶部内で
の振動、カテゴリーの活性度及び移相器の移相量を示す
説明図である。 11……パターン前処理部、12……セルブロック、13……
記憶部、16……基準振動子、18……移相器、19……移相
制御部、121〜124……セルブロックの各層。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a pattern recognition device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a conventional device, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing detection directions of respective layers of cell blocks of the conventional device. FIG. 7 is an explanatory view showing the coupling relationship of the non-linear oscillators in each layer of the cell block of the conventional device, FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams for explaining the defects of the conventional device, and FIG. 7 is prepared in the above embodiment. Fig. 8 is an explanatory view showing the vibration of the cell block when an input pattern of a triangle different from the triangular category is input. Fig. 8 shows the vibration pattern of the cell block with respect to the input pattern of Fig. 7, the vibration in the storage unit, and the category. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the degree of activity and the phase shift amount of the phase shifter. 11 …… Pattern preprocessing section, 12 …… Cell block, 13 ……
Storage unit, 16 ... Reference oscillator, 18 ... Phase shifter, 19 ... Phase shift control unit, 121 to 124 ... Each layer of cell block.
Claims (1)
に変換するパターン前処理部と、 変換された前記2次元ビットパターンの対応するビット
によって層に固有な振動位相で励振されるように、か
つ、前記2次元ビットパターンの所定方向の線分を検出
するように接続された複数の第1の非線形振動子を2次
元マトリクス状に配置した複数のセルブロック層からな
るセルブロックと、 認識パターンのカテゴリーごとに、上記セルブロックの
前記第1の非線形振動子に結合された複数の第2の非線
形振動子から構成され、かつ、上記セルブロックの励振
した前記第1の非線形振動子によって前記第2の非線形
振動子が選択的に励振されて入力図形パターンを認識す
る複数の記憶部と、 上記セルブロックと上記記憶部との間にそれぞれ設けら
れ、上記セルブロックの前記第1の非線形振動子の振動
位相を移相して対応する上記記憶部に供給する複数の移
相器とを備えたことを特徴とするパターン認識装置。1. A pattern pre-processing unit for converting an input graphic pattern into a two-dimensional bit pattern, wherein a corresponding bit of the converted two-dimensional bit pattern is excited in a vibration phase specific to a layer, and A cell block including a plurality of cell block layers in which a plurality of first nonlinear oscillators connected so as to detect a line segment in a predetermined direction of the two-dimensional bit pattern are arranged in a two-dimensional matrix, and a recognition pattern category For each of the cell blocks, the second non-linear oscillator is coupled to the first non-linear oscillator of the cell block, and the second non-linear oscillator is excited by the first non-linear oscillator of the cell block. A plurality of storage units for recognizing the input graphic pattern by selectively exciting the non-linear oscillator are provided respectively between the cell block and the storage unit. Pattern recognition apparatus characterized by comprising a first plurality supplies vibration phase of nonlinear oscillators in the storage unit corresponding to phase the phase shifter of the cell block.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1089657A JPH07107709B2 (en) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | Pattern recognizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1089657A JPH07107709B2 (en) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | Pattern recognizer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02268376A JPH02268376A (en) | 1990-11-02 |
JPH07107709B2 true JPH07107709B2 (en) | 1995-11-15 |
Family
ID=13976827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1089657A Expired - Lifetime JPH07107709B2 (en) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | Pattern recognizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07107709B2 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1258710A (en) * | 1985-07-06 | 1989-08-22 | Youko Yamaguchi | Pattern recognition apparatus |
JPS6250981A (en) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Fujitsu Ltd | Symbol recognition system |
JPS6381578A (en) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Toshiba Corp | Line segment detector |
-
1989
- 1989-04-11 JP JP1089657A patent/JPH07107709B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02268376A (en) | 1990-11-02 |
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