专利名称：具有通过反馈生长的功能的输入信号识别系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用计算机识别各种信息的识别系统，尤其涉及通过利用计算机，对各种传感器摄取的数据进行有效识别处理的系统。此外，本发明还涉及设法提高表征识别率(appearance recognition rate)的系统，其中，对于不可能识别的对象，通过对人的询问进行处理，摄取人的判断，并将其收集起来作为样本数据。
背景技术：
传统上，为了识别各种信息，由许多传感器摄取它们，并将所述信息数字化，通过进行与其必要性相对应的各种过程处理进行识别处理。尤其是，对一幅图像进行许多处理，以提取必要信息，然后再识别它。例如，需要大量的次数和硬件才能把识别目标与背景分开；也就是说，如果是一个运动体，存储每次图像，并对它们加以比较，以便通过将不变部分与改变部分相比较进行背景分离。
如上所述，现有技术通过各种传感器接收信息，并对其进行数字化处理。但是，如果存在许多传感器，那么，由传感器摄取的信息将会变得非常巨大，或者，处理条件将会变得复杂，致使需要许多时间进行识别处理。同时，系统的规模也会变得很大，从而难以切实可行地商业化。
因此，本发明的目的是，通过消除上述现有技术中的缺点，构筑以实际行得通的工作速度运行的或其规模切实可行的输入信号识别系统。
并且，当对传感器信息进行处理和作出识别时，实际上，在几乎所有的情况中，绝大部分资源用于系统作出一些判断的预处理步骤。但是，由于与判断无关的数据也被处理了，因此，这实在是在做无用功。通过消除上面无用的处理，可以提高工作速度和构筑规模合理的系统；也就是说，本发明实现了只处理用于判断的必要数据以作出必要判断的系统。
尤其是，在当前条件下的图像识别中，需要处理巨大的图像数据。上述巨大的数据包括了对作出任何判断都不需要的数据。本发明实现了只处理必要数据以作出必要判断的系统。
发明公开为了解决上述问题，在本发明中，使传感器智能化，也就是说，将存储器设置成存储用于在传感器上或正好在传感器之后作出判断的比较数据。用于比较的数据定义是从计算机提供的，并被设置在所述存储器部分上。并且，本发明提供了将传感器采集的信息与所述定义设置相比较的比较部分，以便只有当传感器信息与数据定义设置相同时，它才输出识别信号。
实际上，在利用计算机的识别目标鉴别系统中，该系统包括传感器；预处理由传感器识别的数据的数据处理部分；与数据库(对象定义词典)相连接的定义设置部分，所述数据库拥有至少一个识别目标的数据定义；和将预处理的数据与事先设置的定义和条件相比较，并被触发(fire)的部件(object)；并且，所述定义设置部分对部件设置数据定义。
此时的处理过程包括A根据识别目标，对各个部件设置各自的数据定义的步骤；B由传感器摄取识别目标的数据的步骤；C预处理所述数据的步骤；D将所述预处理数据与事先设置的数据定义相比较，只有当存在与定义相对应的识别目标数据时，才触发输出识别信号的步骤；E根据事先设置的定义，复位部件接收的数据的步骤；和F当完成输入信号的识别时，输出识别信号的步骤。
如果传感器太多，触发条件复杂，那么，最好，该系统包括传感器；预处理由传感器识别的数据的数据处理部分；与数据库(对象定义词典)相连接的定义设置部分，所述数据库拥有识别目标的各个识别部分的数据定义以及对象定义；从其它部件获取输出，将其与事先设置的定义和条件相比较，并被触发的识别信号传输部件；和将预处理的数据与事先设置的定义和条件相比较，并被触发的识别目标判断部件；并且，在对识别信号传输部件设置对象定义的同时，所述定义设置部分在从数据库中获取数据定义之后，对识别目标判断部件设置该数据定义。
此时的处理过程包括A根据识别目标，对各个识别目标判断部件设置各自的数据定义，同时对各个识别信号传输部件设置各自的对象定义的步骤；B当满足所涉及的数字定义以及触发定义时，将识别信号传输部件之一作为输出地，指定给识别目标判断部件的步骤；C由传感器摄取识别目标的数据的步骤；D预处理所述数据的步骤；E当存在满足数据定义的预处理数据时，将其告知预定识别信号传输部件的步骤；F只有当事先从预定部件获得通知时，才从同一预定部件获取输出的步骤；G根据定义的必要性，复位由自身拥有的保留数据的步骤；H将来自预定部件的所述输出与对象定义相比较，只有当满足对象定义和触发条件时，才将其告知预定识别信号传输部件的步骤；和I在最高层识别信号传输部件上，当来自预定部件的输出满足定义时，输出识别信号的步骤。
当对输入信号的识别做得不怎么好时，最好附加下列步骤A在识别输入信号的过程中找出故障的步骤；B向操作者询问的步骤；C接收来自所述操作者的响应的步骤；和D将所述响应登记到对象定义词典中的步骤。
为了使输入信号识别总是针对最新信息来进行，必须保持每个部件始终处在监视状态，当所述部件的一部分触发条件得到满足时，在本系统中调查相关部件，使所述部件触发和/或配备有复位存储器的DEMON(测试监督程序)。
通过所述方式，由于在传感器上或正好在传感器之后只处理必要信息，因此可以消除无用的处理。这样，可以使输入信号得到有效识别。尤其是在图像识别中，由于无需进行大量的处理，进行最低限度的必要处理就足够了，因此，可以实现利用切实可行系统结构的和在工作速度方面没有什么实际问题的识别。
附图简述
图1是表示本发明计算机识别目标鉴别系统的第一实施例的方块图；
在不充分条件触发处理步骤77中，保持一组部件72始终处于监视状态的DEMON每2秒钟检验各个部件的存储器一次，如果存在触发条件，即使是不充分触发条件，也检验靠下信息流生存的部件，必要的话，使所述部件触发，或复位它的存储器。
在上述中，DEMON每2秒钟检验一组部件一次。但是，应该注意到，这可以随识别目标而改变，并不局限于本例。
如上所述，根据本发明，如果它们是图像处理，那么，不需要处理大量不必要图像，处理最小量的必要图像就足以应付了，因此，具有使系统尺寸较小的优点。
同样，在除了图像之外的传感器信息的处理中，当存在许多传感器时，或当有必要相对复杂地处理来自各个传感器的拾取条件时，无需做不必要的处理，只做必要的处理。因此，具有使来自传感器的信息可以得到有效处理的优点。
并且，通过增加汲取操作者的判断或专门知识的反馈，可以具有提高识别精度的生长功能。G是将D(对眼睛和鼻子，以及它们的相关图像作出评估，传输其识别信号的部件)和B(对鼻子作出评估，传输其识别信号的部件)结合在一起，以便可以将组合识别信号与待鉴别脸部的那些识别信号相比较，并传输其符合度。H是是将E(对鼻子作出评估，传输其识别信号的部件)和F(对嘴巴作出评估，传输其识别信号的部件)结合在一起，以便可以将组合识别信号与待鉴别脸部的那些识别信号相比较，并传输其符合度。I是根据从G和H传输的评估结果，对脸部作出总体评估。
这里，将详细说明图1所示的一组部件A、B、C、……、H、I的各种相互关系。对于识别区13中的A-C，传递或设置来自图像预处理部分12的、目标部分的特征数据。
在A中，通过定义设置部分15，事先将人P1的眼睛设置成图像特征数据的鉴别对象目标部分，提取其中眼睛符合度大于70％的待鉴别对象的所有目标部分，并将识别信号传输到识别信号传输区14中的识别信号传输部件D。当被比较部分的符合度低于阈值(在此情况中，低于70％)时，不触发这个部分。
在B中，通过定义设置部分15，事先将人P1的鼻子设置成图像特征数据的鉴别对象目标部分，提取其中眼睛符合度大于60％的待鉴别对象的所有目标部分，并将识别信号传输到识别信号传输区14中的识别信号传输部件D、G和E。当被比较部分的符合度低于阈值(在此情况中，低于60％)时，不触发这个部分。
在C中，通过定义设置部分15，事先将人P1的嘴巴设置成图像特征数据的鉴别对象目标部分，提取其中眼睛符合度大于80％的待鉴别对象的所有目标部分，并将识别信号传输到识别信号传输区14中的识别信号传输部件D。当被比较部分的符合度低于阈值(在此情况中，低于80％)时，不触发这个部分。
在识别信号传输区14中的识别信号传输部件D中，由定义设置部分15事先设置的是，当来自A的信号的符合度大于95％时触发的条件；当来自A的信号的符合度不大于95％时不触发，由于延迟定时器的作用，0.3秒之后将来自同一A的信号输入给它自已的处理；在从A或B输入一个信号算起经过了0.2秒，其它信号还没有到达的情况下，要求将一个信号发送到其信号没有到达的其它信号源的请求；或者，确认信号源部件没有发送的原因的功能。这里，对于部件D，使用延迟定时器的原因是因为，在眼睛为对象的情况中，往往会发生眨眼现象，当输入眨眼时的图像时，符合度将会显著下降。因此，将时间延迟，并附加重新评估的功能。当这个部件被触发时，将识别信号传输到G。
在识别信号传输区14中的识别信号传输部件E中，由定义设置部分15事先设置的是，当来自B的信号的符合度大于80％时触发的条件，然后，将识别信号传输到H。
在识别信号传输区14中的识别信号传输部件F中，由定义设置部分15事先设置的是，当来自C的信号的符合度大于90％时触发的条件；或者，当来自C的信号的符合度不大于90％时不触发，由于延迟定时器的作用，0.5秒之后将来自同一C的信息输入给它自已的处理。这里，对于部件F，使用延迟定时器的原因是因为，在嘴巴为对象的情况中，当输入嘴巴正在动时的图像时，符合度将会显著下降。因此，将时间延迟，并附加重新评估的功能。当这个部件被触发时，将识别信号传输到G。
在识别信号传输区14中的识别信号传输部件G中，由定义设置部分15事先设置的是，当来自D或B的信号的符合度大于97％时触发的和/或当它们综合评估的符合度大于阈值(在该情况中，97％)时触发的条件。在触发的情况下，将识别信号传输到I。如果符合度低于阈值(在该情况中，97％)，则不触发这个部件。
在识别信号传输区14中的识别信号传输部件H中，由定义设置部分15事先设置的是，当来自E或F的信号的符合度大于87％时触发的和/或当它们综合评估的符合度大于阈值(在该情况中，87％)时触发的条件。并且在触发的情况下，将识别信号传输到I。如果符合度低于阈值(在该情况中，87％)，则不触发这个部件。
在识别信号传输区14中的识别信号传输部件I中，由定义设置部分15事先设置的是，当来自G的信号的符合度大于阈值(在该情况中，70％)时触发的条件；当来自H的信号的符合度大于80％时触发的条件；当E和F综合评估的符合度大于阈值(在该情况中，87％)时触发的条件；从G输入一个信号算起经过了0.5秒，来自H的信号还没有到达时，确认H没有发送的原因的功能；或者，在其它条件下不触发的功能。并且在触发的情况下，将识别信号传输到脸部鉴别处理部分17。
当H接收到询问，但不知道自身的原因时，还可以向信源询问。在这种情况中，当来自E的信号超过阈值，但如果来自F的信号低于阈值(87％)时，可以将询问信号发送到F。例如，如果真正的原因是F上嘴巴图像的符合度太低，则将这种状况传输到H和I。在I中，向操作者显示相关图像，并询问处理情况。
在待鉴别的人戴着面具的情况下，操作者通过图像确认那个人戴着面具。然后，将面具作为一种嘴巴加入数据库16中作为资料，以建立更高的评估点，并通过定义设置部分15对C作出附加定义。在作出附加定义之后，也可以鉴别戴着面具的人。作为对H的定义，如果定义为，当符合度比阈值低得多时，例如，当低于40％时，这个人可能戴着面具，那么，可以请这个人摘下面具，从而进一步提高了识别率。
在脸部鉴别处理部分17中综合判断和鉴别脸部的各个要素。
由一组上述部件组成的脸部鉴别设备是为每个人准备的。它将输入从这些脸部鉴别设备传输到脸部鉴别处理部分17。在脸部鉴别处理部分的部件中，根据从脸部鉴别处理部分传输的许多信号，输出通过判断符合度最高的脸部。据此，通过对成千上万的脸部数据进行并行处理，可以鉴别出摄像机11瞬时摄取的脸部。
在这个实施例中，识别目标是图像，但也可以从动画、静止图像、线条、斑点、文字、字符、语音、声音、次数和电信号中选择至少一个。
并且，在这个实施例中，摄像机用作传感器，但也可以从摄像机、图像扫描仪、麦克风、温度计、定时器和转换器中选择至少一种。
此外，在这个实施例中，预处理是模式匹配，但也可以从跟踪、函数化、开/关信号化、数字化、配位、参数化和轮廓化中选择至少一种。
(第二实施例)下面将参照图2说明本发明的第二实施例。这个实施例是在火烘炉中从温度随时间变化中发现火烘不正常的征兆的系统。这里，该系统包括许多个温度事先设置好的温度传感器(热电偶)，并找出各种问题(包括传感器的毛病)。
这里，21是温度传感器方块，22是含有识别目标判断部件A、B、……、J的部件容器。温度传感器配置在火烘炉中100个点A1、A2、….、A10、B1、B2、……、B10、C1、C2、……、C10、到J1、J2、………、J10上。它们被分成从A到J的10个组。在21和23中配置的识别目标判断部件和识别信号传输部件上，由定义设置部分24设置数据定义和对象定义。25是其中记录着数据定义和对象定义，并与定义设置部分24相连接的数据库。
定义设置部分24从数据库25中提取数据定义和对象定义，以作出各种判断，并将它们设置到相应识别信号传输部件a、b、……、j的每一个中。
下面具体说明它们的处理。图3是显示设置在识别目标判断部件A、B、………、J上的数据的数据表，所述数据表示特定时间下的温度(℃)。这显示了每个块A、B、……、J的温度范围。A的数据定义是280～290℃，A块中的温度传感器A1、A2、……、A10将检测的温度与这个数据定义相比较。B、……、J的每个块按相同方式进行比较。
各个条件显示在图4中。例如，部件A检验A块，并将传感器号与它落在范围280～290℃之外的温度数据一起输出到部件“a”。同样，利用各个条件处理B、……、J的每个块。
在图5中，显示了由每个部件摄取的传感器号和温度数据。通过查看A块中的传感器，当传感器A1的温度大于293℃时，以部件“a”上[293＜A1]的形式，将其从部件A输出到部件“a”。同样，B、……、J的部件将落在图3所示的限制之外的数据输出到每个部件“b”、“c”、……、“j”。在图6中，表示了部件“a”、“b”、“c”、……、“j”的对象定义。
当存在多于2个满足图6所示的对象定义的部件时，也就是说，当存在多于2个的异常块时，输出与其块号和不正常部分的温度数据一起的、显示不正常的信号。在上述这个实施例中，部件“c”、“f”、“h”和“i”被触发，通过将图6所示的条件与到图5所示的部件的输出结果相比较，输出与块号C、F、H和I以及各个温度数据一起的不正常信号。
(第三实施例)图7表示了第三实施例的概貌。其中在步骤71预处理来自一组传感器的信号以形成数据，对部件设置记录在数据库76中的数据定义，和在一组部件72上进行识别处理的过程已经作了充分说明。
在上述识别处理中，当存在不能作出识别或识别存在错误时，在识别故障寻找处理步骤73，提取这样的状况，并将其传递到询问处理步骤74。询问处理步骤74是告知作为操作者或专家的人，接收来自这样的人的输入，并将其登记到数据库76中。
在不充分条件触发处理步骤77中，保持一组部件72始终处于监视状态的DEMON每2秒钟检验各个部件的存储器一次，如果存在触发条件，即使是不充分触发条件，也检验靠下信息流生存的部件，必要的话，使所述部件触发，或复位它的存储器。
在上述中，DEMON每2秒钟检验一组部件一次。但是，应该注意到，这可以随识别目标而改变，并不局限于本例。
如上所述，根据本发明，如果它们是图像处理，那么，不需要处理大量不必要图像，处理最小量的必要图像就足以应付了，因此，具有使系统尺寸较小的优点。
同样，在除了图像之外的传感器信息的处理中，当存在许多传感器时，或当有必要相对复杂地处理来自各个传感器的拾取条件时，无需做不必要的处理，只做必要的处理。因此，具有使来自传感器的信息可以得到有效处理的优点。
并且，通过增加汲取操作者的判断或专门知识的反馈，可以具有提高识别精度的生长功能。术语用于判断比较数据用于比较的数据定义数据处理装置定义设置装置触发条件信号传输的触发条件询问处理装置存储器不充分条件触发处理装置对象定义对象定义词典目标部分识别故障信号识别故障寻找处理装置识别目标、识别目标候选者计算机的识别目标鉴别系统标题识别目标判断部件识别信号识别信号传输部件响应获取装置响应登记处理装置自指定传感器装置评估方式11 摄像机12 图像预处理部分13 识别区14 识别信号传输区15 定义设置部分16 数据库17 脸部鉴别处理部分21 温度传感器22 部件容器2324 定义设置部分25 数据库
权利要求
1.一种计算机识别目标鉴别系统，其中，所述系统包括识别一识别目标的传感器装置；与所述传感器装置相连接的数据处理装置，用于预处理由所述传感器装置摄取的数据；与所述数据处理装置相连接的部件，用于当满足记录的定义和记录的触发条件时触发和输出；对象定义词典，用于记录识别目标的目标部分的定义；和与对象定义词典和部件相连接的定义设置装置，用于从所述对象定义词典中取出识别目标的目标部分的定义，并将其记录在部件中。
2.一种计算机识别目标鉴别系统，所述系统包括识别一识别目标的传感器装置；与所述传感器装置相连接的数据处理装置，用于预处理由所述传感器装置摄取的数据；与所述数据处理装置相连接的识别目标判断部件，用于当存在满足记录的数据定义和记录的触发条件时触发和输出；数个分层结构的识别信号传输部件，包括自指定识别信号传输部件，所述识别信号传输部件的每一个都与所述识别目标判断部件相连接，以参考设置在其中的对象定义，将自已作为要输出的对象指定给满足对象定义和触发条件的部件，并且被设计成当满足定义和触发条件时，判断它们的输出，触发，和输出信号；对象定义词典，用于记录识别目标的目标部分的定义和对象定义；和与定义词典、识别目标判断部件和识别信号传输部件相连接的定义设置装置，用于从定义词典中取出数据定义和对象定义，并将其记录在各个部件中。
3.根据权利要求1或2所述的计算机识别目标鉴别系统，其特征在于，所述预处理是模式匹配、跟踪、函数化、开/关信号化、数字化、配位、参数化和轮廓化的至少一种。
4.根据权利要求1-3任何一项所述的计算机识别目标鉴别系统，其特征在于，所述传感器装置是摄像机、图像扫描仪、麦克风、温度计、定时器和转换器中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的计算机识别目标鉴别系统，其特征在于，所述传感器装置是感觉动画、静止图像、线条、斑点、文字、字符、语音、声音、次数和电信号中的至少一种的感觉装置。
6.根据权利要求1-5任何一项所述的计算机识别目标鉴别系统，其中所述系统还包括与所述部件相连接识别故障寻找处理装置，用于当识别输入信号成功时，产生识别信号，或当识别失败时，产生识别故障信号；与所述识别故障寻找处理装置相连接的询问处理装置，用于根据所述识别故障信号，向操作者询问；与所述询问处理装置相连接的响应获取装置，用于获取来自所述操作者的响应；和与所述响应获取装置和所述部件相连接的响应登记处理装置，用于将来自所述响应获取装置的响应登记在对象定义词典上。
7.根据权利要求1所述的计算机识别目标鉴别系统，其中所述系统还包括不充分条件触发处理装置，用于监视所述部件的每一个，和用于当满足所述触发条件的一部分时，如果必要的话，调查相关部件使其触发，或者复位存储器。
8.一种计算机识别目标鉴别方法，所述方法包括下列步骤根据识别目标，对部件设置数据定义；由传感器装置摄取识别目标的数据；预处理由传感器装置摄取的所述数据；将预处理数据与事先设置的数据定义相比较，当存在满足定义和触发条件的识别目标数据时，触发和输出；根据事先设置的定义，复位部件获取的数据；和当完成输入信号的识别时，输出识别信号。
9.一种计算机识别目标鉴别方法，所述方法包括下列步骤根据识别目标，分别对识别目标判断部件设置数据定义，和对数个分层的识别信号传输部件设置对象定义。参考数据定义，将识别信号传输部件之一作为输出地，指定给满足数字定义和触发条件的识别目标判断部件；由传感器装置摄取识别目标的数据；预处理由所述传感器装置摄取的数据；当预处理数据满足数据定义和触发条件时，告知预定识别信号传输部件；只有当从预定识别目标判断部件或识别信号传输部件获得通知时，才从预定部件获取输出；根据所述定义，复位由部件自身获得的数据；将从预定部件获得的输出与对象定义相比较，当满足所述定义时，告知预定识别信号传输部件；和在最高层识别信号传输部件上，当从指定部件获得的输出满足对象定义时，输出识别信号，以显示识别成功。
10.根据权利要求8或9所述的计算机识别目标鉴别方法，其特征在于，所述预处理是模式匹配、跟踪、函数化、开/关信号化、数字化、配位、参数化和轮廓化的至少一种。
11.根据权利要求8-10任何一项所述的计算机识别目标鉴别方法，其特征在于，所述传感器装置是摄像机、图像扫描仪、麦克风、温度计、定时器和转换器中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的利用计算机的识别目标鉴别方法，其特征在于，所述传感器装置是感觉动画、静止图像、线条、斑点、文字、字符、语音、声音、次数和电信号中的至少一种的感觉装置。
13.根据权利要求8-12任何一项所述的利用计算机的识别目标鉴别方法，其中，所述方法还包括下列步骤当识别输入信号成功时，产生识别信号，或当识别失败时，产生识别故障信号；根据所述识别故障信号，向操作者询问；获取来自所述操作者的响应；和将来自所述响应获取装置的响应登记在对象定义词典上。
14.根据权利要求8所述的计算机识别目标鉴别方法，其中所述方法还包括不充分条件触发处理步骤，含有监视各个部件，和当满足所述触发条件的一部分时，如果必要的话，调查相关部件使其触发，或者复位存储器。
全文摘要
事先定义识别目标的必要信息,只有当满足定义时才检索来自传感器的输入信号,以便只有在这样的时候才进行识别处理。此外,操作者反馈回识别结果,以便在识别精度方面具有自我完善功能。在来自传感器的输入信号的识别中,尤其是,当存在大量传感器信息时,可以有效地处理输入信号识别。
文档编号G06T7/00GK1342299SQ00804487
公开日2002年3月27日 申请日期2000年2月1日 优先权日1999年2月1日
发明者龙忠光 申请人:Cai株式会社