特征点集合间的对应方法、对应装置以及对应程序的制作方法

文档序号:9438966阅读:313来源:国知局
特征点集合间的对应方法、对应装置以及对应程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对作为特征点集合的2个对象进行比较,确定一个集合内的特征点与 另一个集合内的特征点之间的对应的对应方法、对应装置以及对应程序,其中,所述特征点 具有包括N(N为2以上的自然数)维空间中N个坐标值的坐标。
【背景技术】
[0002] 使N维(N为2以上的自然数)空间中的2个对象内的每个特征点相对应的技术包 括在各领域的应用。在此所述的特征点具有包括与N维空间相对应的N个坐标值的坐标, 并成为对象的要素。特征点也可以具有除坐标之外的属性值。
[0003] 例如,将2维平面上通过笔画来表现的手写输入文字以及为了与其进行比较而参 照的模板文字作为对象,可以将双方各笔画的起点和终点考虑为特征点。如专利文献1所 示,这种情况的特征点的对应被应用于联机文字识别的领域。
[0004] 或者,可以将在由频率与信号强度这两轴形成的频谱的2维平面上表现的音声信 号作为对象,并将其路径上的点考虑为特征点。如专利文献2所示,这种情况的2个音声信 号的特征点的对应被应用于音声识别的领域。
[0005] 上述任一应用领域均为教科书(非专利文献1)记载的一般性技术领域。
[0006] 在这些应用中,2个特征点对应是指,该2个特征点与各自对象中其他特征点在2 维平面上的相互位置关系是相同的。即,相对其他特征点也进行对应,因此,在各自对象中 的相互位置关系相同,作为整体才会对应。
[0007] 此外,对于这些应用中的对象,每个个体中存在被称为"失真"或"偏差"的变动, 而使对应变难。作为吸收被称为失真或偏差的变动而进行对应的方法,已知有被称作弹性 对应的手法之一的DP (动态规划)匹配(专利文献1、非专利文献2)。
[0008] DP匹配为最优化问题的解决方法,即,对被对应的2个对象中一个对象内的特征 点与另一个对象内的特征点的所有组合确定成本,使1对1的对应所形成的组的成本总计 最小化。如非专利文献2(2. 1项)还记述有"局部距离",该成本还经常被称为距离。实际 上,成本值中,2个特征点间的欧几里德距离也合计包括在内的情形较多。但是,如非专利文 献4或如专利文献1中作为以往技术而记述的,还存在将形状的差异表现为距离的情形,距 离这一用语并非一定符合几何学距离的定义。例如,非专利文献3(5. 1项)的"笔点移动方 向"的值便包括在距离中。
[0009] 如非专利文献4考虑在DP匹配中,将通过2个特征点的N维空间的坐标而得的欧 几里德距离包括在成本内的情况。如果欧几里德距离大则成本会变大,2个特征点相对应便 为否定的。即意味着,与各自对象中其他特征点的相互位置关系上,2个特征点差异大。反 之,如果该欧几里德距离小,则意味着2个特征点在上述相互位置关系中差异较少。如此, 在DP匹配这样的对应中可以解释为:由N维空间上的坐标而得的特征点间的距离被用作为 在对象内特征点的相互位置关系的差异大小的尺度。以下仅将如该欧几里德距离这样被用 作为在对象内特征点于N维空间上的相互位置关系的差异大小的尺度者称为距离。当然不 仅欧几里德距离,还将曼哈顿距离或不满足几何学距离定义者也称为距离。而非专利文献 3中记述的将形状差异作为距离来进行评价的情形则不称为距离。
[0010] 上述"失真"或"偏差"从对应的观点来看,可以被理解为以下现象,即,虽然特征 点在对象内的相互位置关系没有变化,但是N维空间的坐标却产生变动,作为结果距离也 会产生变动。
[0011] 另一方面,无论应用哪种对应方法,一般在对应之前要对对象客体进行某些预处 理。例如,非专利文献3 (5. 1项)记述了对文字数据进行了"规范化"。非专利文献1 (2. 4. 2 项)还记述有:作为用于调整的处理,采用平行移动或放大缩小处理。例如,如果是手写输 入的文字,所描绘的文字的位置或大小当然不是一律的,因此需要对大小或位置等进行修 正。即,在作为对应对象的对象中包括变动,该变动作为一般被称作规范化的处理的对象。 如非专利文献3所述,上述特征点间的欧几里德距离通常也在规范化后进行计算。
[0012] 现有技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1:日本特开平9-179940号公报
[0015] 专利文献2:日本特开平6-51793号公报
[0016] 非专利文献1:半谷精一郎《生物识别技术教科书-从原理到编制程序_》日本 CORONA 出版社 2012 年 7 月 ISBN-978-4-339-00835-7
[0017] 非专利文献2:内田诚一《DP匹配概论~基础与各种扩充》日本电子情报通信学会 技术报告PRM2006-1662006年12月
[0018] 非专利文献3:稹重弼、迫江博昭《用于笔顺·笔画数自由联机文字识别的 笔画对应确定法-多层次Cube检索》日本电子情报通信学会论文期刊(D-2)vol. J82-D-2no. 2ρρ· 230-2391999 年 2 月
[0019] 非专利文献4:小高和己、若原徹、增田功《不依赖于笔顺的联机手写文字识别运 算法则》日本电子情报通信学会论文期刊(D)vol.J65-D ηο·6ρρ·679-6861982年6月

【发明内容】

[0020] 发明要解决的问题
[0021] 在包括非专利文献3所述弹性对应的以往对应中,在取包含有上述由失真产生的 变动的坐标值的坐标系中、于N维空间上计算出的距离被用作为上述成本。因此,对于对应 则需要DP匹配等非单纯手法。
[0022] 在计算特征点间的距离时,如果不使用取包含有由失真产生的变动的坐标值的坐 标系,而是使用取表示上述相互位置关系本质的坐标值的坐标系,则会产生以下效果,即, 能够通过更简单的手法来进行对应,或者即使采用相同的手法,也会为更准确高速的处理。 并且,如果使用取表示相互位置关系本质的坐标值的坐标系的话,还会对作为规范化对象 的变动进行吸收。
[0023] 本发明的目的在于提供特征点的对应方法、装置以及程序,即为,从取包含由失真 产生的变动、或包含作为规范化对象的变动的坐标值的坐标系,转换到表示相互位置关系 本质的新坐标系,使用该新坐标系上的距离的、特征点的对应方法、装置以及程序。
[0024] 解决尚题的抟术方案
[0025] 本发明的特征点的对应方法的第1构成为:一种特征点的对应方法,构成为,将2 个以上的特征点作为要素的对象,其中所述2个以上的特征点均具有包括N(N为2以上的 自然数)维空间中N个坐标值的坐标,当对2个所述对象进行比较、使第1所述对象的所述 特征点与第2所述对象的所述特征点进行对应时,确定作为对应对象的所述特征点之间的 成本,使对应的所述特征点之间的所述成本的合计值变小,以确定对应,所述特征点的对应 方法的特征在于,包括:第1顺序坐标计算步骤,确定所述N维空间上彼此不平行的2个以 上的多个坐标轴,对所述多个坐标轴的每个坐标轴,求算作为所述第1对象要素的所述特 征点在该坐标轴上的坐标值,求取根据求算出的该坐标值将所述特征点按升序或降序排序 罗列的特征点序列,计算表示所述特征点在所述序列中的出现顺序的整数值,来作为所述 特征点在该坐标轴的顺序坐标值;第2顺序坐标计算步骤,对所述第2对象,也对作为其要 素的所述特征点的所述顺序坐标值进行计算;成本计算步骤,将所述第1对象的所述特征 点与所述第2对象的所述特征点这2个特征点之间的所述成本确定为,包括对所述2个特 征点在所述多个坐标轴的每个坐标轴上的所述顺序坐标值的差分进行单调增加而得的计 算值;以及利用通过所述成本计算步骤确定的所述成本来确定对应的步骤。
[0026] 根据该构成,通过以下2个效果来吸收由失真产生的变动。第1个效果为,即使坐 标值由于由失真产生的变动而稍微产生变化,顺序坐标值也会保持为相同的值。
[0027] 第2个效果为,在所述多个坐标轴中的一部分坐标轴上即使有时顺序坐标值产生 变动,通过保持其余坐标轴上的顺序坐标值,从而使整体上计算出的成本的变动被抑制得 较小。
[0028] 并且,在对应之前不需要进行大小或位置的规范化。吸收由失真产生的变动,并且 可以解释为,"利用顺序坐标值则具有相当于DP匹配这样的弹性对应的效果",或"顺序坐标 值体现了将如弹性对应所要处理的失真去除后的本质性相互位置关系"。
[0029] 本发明的特征点的对应方法的第2构成的特征在于:对于所述第1构成,在所述第 1顺序坐标计算步骤和所述第2顺序坐标计算步骤中,取代表示所述特征点在所述序列中 的出现顺序的整数值,而是使用将该整数值通过单调函数进行转换而得的值来作为所述顺 序坐标值。
[0030] 根据该构成,即使在作为所述第1对象要素的特
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