Устройство для выделения признаков при распознавании изображений объектов

)4 С 06 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а(21 (22 (46 СССР1984.ССР1986 ИЗ- НИЙ 9 блокженияния,ок 7 блок синх ды ы вх11, 15,ходы ппа руп 24 29 вы21 р на9 ы и ко о л лок Блок поп ной выдачи элементовФиг. 2) содержит региствига, разрядные входыонные выходы 53, элементами 55 и 56 и выходомЙ Вход 58 регистров ищий вход 59 регистров,ния51 изо ры м 52, ин ИЛИ 54 57, сд синхро игающ изиру азвертй выдаОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРНАКОВ ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ИЗОБРАЖЕОБЬЕКТОВ Изобретение относится к автоматике, в частности к устройству для выделения признаков при распознавании иэображений объектов, и может бьть использовано при разработке систем технического зрения автоматов.Цель изобретения состоит в повьппе нии надежности устроиства.На Фиг. 1 приведена блок-схеустройства; на Фиг. 2 - блок поной выдачи элементов изображенифиг. 3 - блок Формирования призизображения на фиг. 4 - блок свания изображения; на фиг. 5управления сдвигами; на фид. 6синхронизации; на Фиг. 7 - узелтывания данных; на фиг. 8 - форватель одиночных импульсов; нафиг. 9 - генератор импульсов.Устройство содержит матрицутоприемных элементов, блок 2 рки изображения, блок 3 попарно ЯО 1495828 А 1(57) Изобретение относится к автом тике, в частности к устройствам ввода и обработки оптических изображений. Цель изобретения состоит в повышении надежности устройства. Это достигается путем сравнения исходного и смещенного изображений по столбцам что обеспечивается введением первого и второго регистров сдвига, элемента ИЛИ, а также новых Функциональных связей между блоком считывания изображения и блоками синхронизации, управления сдвигами и формирования ризнаков изображения. 3 з.п. Ф-лы,и элементов изображения,мирования признаков изобралок 5 считывания изображеуправления сдвигами и блонизации.На фиг. 1 также показаныходы 9, входы 10, выходь2, выходы 13, выходы 14"и6, выход 17, вход 18, груодов, группа 20 входов,22 выходов и входов 23 и5, входы 26 - 28, выходыходы 36 - 46, выход 47, выходы 49.1 495828 оставитель А ехред Л.Олий ано орректор А Козори едактор А.Шанд к 269/48 Тираж 668 Год осударственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Рауиская на сное Зак НТ СССР и открытиямб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 13 1495828Блок формирования признаков изображения (Фиг, 3) содержит счетчик 60с синхронизирующим входом 61, элементИ 62 с входами 63 и выходом 64, счетный вход 65 счетчика, ключи 66 с вхсдами 67 и выходами 68, выходы 69счетчика, вход 70 ключей, элемент 71задержки с входом 72 и выходом 73,вход 74 установки счетчика в ноль.Блок считывания изображения(Фиг. 4) содержит первый 75 и второй76 счетчики, входы 77 - 79 счетчиков,коммутатор 80 с входами 81 - 84, выходы 85 счетчиков, дешифратор 86 с 15входами 87 и выходами 88, выходы 89коммутатора, элемент ИЛИ 90 с входами 91, выходы 92 счетчиков, триггер93 с входом 94 и выходом 95, выход 96элемента ИЛИ, элемент 97 задержки с 20входом 98 и выходом 99, вход 100триггера.Блок управления сдвигами (Фиг. 5)содержит регистр 101 с входами 102 -104, счетчик 105 с входами 106, выходы 107 регистра, вход 108 счетчика,дешифратор 109 с входами 110, выходы111 счетчика, первый элемент И 112 свходом 113 и выходом 114, вход 115счетчика, второй элемент И 116 с од- ЗОним входом 117 и выходом 118, выход119 дешифратора, элемент НЕ 20 свходом 121 и выходом 122, входы 123и 124 элементов И,Блок синхронизации (Фиг. 6) содер жит генератор 125 импульсов, .Формирователи 126 одиночных импульсов, узел(фиг. 8) содержат триггер 167, эле-;менты И 168 и 169, элемент ИЛИ 170,с входами 17 и 172 и выходом 173,вход 174 триггера, входы 175 и 176одного элемента И, выходы 77 и 178,вхоцы 179 - 81, выходы 182 и 183. 4Генератор импульсов (фиг. 9) со" держит элементы 184, накопительный элемент 185 (конденсатор),. резистор 186 и переключатель 187 с нормально замкнутыми 188 и нормально разомкнутыми 189 контактами.Работа устройства начинается с проектирования двумерного изображенНяобъекта на светочувствительную поверхность матрицы 1, преобразующей его в соответствующую совокупность электрических сигналов, поступающих на выходы 9 (фиг. 1).С включением питания генератор 125начинает вырабатывать импульсы прямоугольной Формы (фиг, 9). При нажатии переключателя 187 замыкаются его контакты 89. Появляющиеся при этом на выходе 130 импульсы, поступают на входы установки "О" всех блоков устройства, устанавливая тем самым их в исходное состояниесхема установки устройства в исходное состояние не показана ). При этом триггер 167 формирователя 126-1 также устанавливается в исходное состояние "0", а исходное состояние триггеров 167 остальных формирователей 126-2 - 126-4 безразлично.С отпусканием переключателя 187 размыкаются его контакты 189 и замыкаются контакты 188. В результатеочередной (первый) импульс генератора125 с его выхода 131 поступает навход 133 формирователя 126-1. Этотимпульс через подготовленный элементИ 168 проходит на выход 134 Формирователя 126-1 и далее - на вход 135 узла 128 и выход 30 блока 7. По. переднему Фронту этого импульса в узле 128 отключаются ключи 150, в результате чего разрядные выходы 155 двоичного счетчика 147 оказываются подключенными к адресным входам 143 подблока 127 (фиг. 6 и 7), что приводитк считыванию информации (многоразрядного слова) по "0"-му адресу (исходноесостояние счетчика 147 равно "0").Считанная информация появляется одновременно на всех выходах 144-,146 подблока 127. Информация с подблока 127 через выходы 21 блока 7 и входы 23 блока 5 поступает на разрядные входы 79 счетчика 75. Информация с выходов 145 подблока 127 через выходь 22 блока 7 и входы 24 блока 5 поступает на разрядные входы 79 счетчика 76. Информация с выходов 144 под5 149блока 27 через выходы 19 блока 7 ивходы 20 блока 6 поступает на разрядные входы 102 регистра 01. Импульсс выхода 30 блока 7 поступает черезвход 78 разрешения записи двоичных.счетчиков 75 и 76 блока 5, а черезвход 43 блока 6 - на вход 104 разрешения записи регистра 101. По заднему фронту указанного импульса осуществляется запись информации в соответствующие счетчики 75 и 76 и регистр 101,Одновременно по заднему фронту импульса на выходе 178 элемента 168происходит установка в "1" триггера167 формирователя 126"1 и установкав "0" триггера 167 формирователя126-2,Следующий (второй) импульс генератора 125 проходит через подготовлен-ный элемент 169 формирователя 126-1,через элемент 168 формирователя 126-2и далее с его выхода 135 поступает навход 44 блока 5 и на вход 38 блока 3.По переднему фронту импульса навходе 44 происходит подключение с помощью коммутатора 80 разрядных выходов 85 счетчика 75 к входам 87 дешифратора 86. Последний дешифрует состояние счетчика 75, в результате чегона его выходе 88, формируется уровень, поступающий на вход 16 блока 2развертки. Это, в свою очередь, приводит к считыванию информации состолбца фотоприемных элементов матрицыс заданным номером. Считаннаяинформация через блок 2 развертки поступает на входы 1 О блока 3 и далее -на разрядные входы 52 регистров 50и 51,По заднему фронту импульса с входа38 происходит запись указанной информации. в регистр 50. Одновременно позаднему фронту импульса на выходе 178элемента 168 происходит установка в"1" триггера 167 формирователя 126-2и установки в "0" триггера 167 формирователя 126-3.Следующий (третий) импульс генератора 125 проходит через элементы 169формирователей 26-1 и 126-2, элемент168 формирователя 126-3, выход 32блока 7 и поступает на вход 45 блока5, на вход 39 блока 3 и на вход 46блока 6.По переднему фронту импульса навходе 45 происходит подключение с помощью коммутатора 80 разрядных выхо 5828 6 дон 85 счетчика 76 к входам 87 дешифратора 86. Последний дешифрует состояние счетчика 76, н результате чегона выходе 88 формируется уронень, поступающий на один из входов 16 блока 2. Это, н свою очередь, принодитк считыванию информации с фотоприемных элементов матрицы 1 с заданнымномером. Считанная информлция черезблок 2 поступает на входы О блока 3и далее - на разрядные входы 52 регистров 50 и 51.По заднему фронту импульса на нхо де 39 происходит запись указанной информации и регистр 51 . Импульсом навходе 46 происходит перезапись информации с регистра 101 н счетчик105 (с сохранением информации н ре гистре 101).Следующий (четнертьп) импульсгенератора 125 происходит через элементы 169 Формиронателей 126-1, 126-3 и далее через выход 34 блока 7 25 и вход 41 блока 6 поступает на входы113, 124 элементов И 112 и 116.Если содержимое счетчика 105 от-.лично от нуля, на выходе 119 дешифратора 109 действует сигнал "0", н результате чего запирается элемент И116 и оказывается подготовленным кпропусканию импульсов элемент И 112.Импульс с выхода 114 последнего через выход 17 блока 6 и вход 18 блока3 поступает на вход 58 регистра 51,осуществляя сдвиг записанной в неминформации на один разряд вверх. Позаднему фронту импульса с выхода 114элемента И 112 происходит вычитание 40 1 из содержимого счетчика 105Следующий (пятый ) импульс генератора 125 проходит через схему устройства аналогично четвертому импульсу,сдвигая на один разряд содержимое ре гистра 51 и вычитая в из содержимого счетчика 105.Такой процесс продолжается до техпор, пока содержимое счетчика 05 нестанет равным нулю. В результате запирается элемент И 112 и открывается элемент И 116Очередной импульс свхода 41 блока 6 через элемент И 116,выход 47 блока 6 и вход 48 блока 7поступает на вход 133 формирователя126-4 и далее через подготовленный.элемент И 168 проходит на выход 35блока 7. Этот импульс с входа 42 блока 4 поступает на вход 6 счетчика60.:При этом, если н верхних разря 1495828дах регистрор 50 и 51 хранятся "1", благодаря совпадению на элементе И 62 происходит добавление "1" в содер" жимое счетчика 60, По заднему Фронту импульса с выхода 178 элемента И, 168 происходит переключение триггера 167 Формирователя 126-4 в состоя,ние ц 1"Последующий импульс генератора О "125, аналогично предыдущему, проходит через элемент И 116 блока 6, вход , 133 формирователя 126-4 и через под - готовленный элемент И 169 и выход 33 ,блока 7 поступает на вход 40 блока 3, 15 осуществляя одновременный сдвиг наодин разряд вверх записанной в регистрах 50 и 51 информации, По заднему фронту импульса на выходе 183 элемента И 169 в содержимое счетчика 129 20 добавляется "1", а триггер 167 формирователя 126-4 переключается вновь в состояние 0. В результате следующий импульс, генератора 125 аналогичным образом проходит на выход 134 25 формирователя 126-4 и разрешает добавление "1" (если она действует на входе 65) в содержимое счетчика 60 блока 4. По заднему Фронту укаэанного импульса триггер 167 Формировате ля 1 26-4 переключается в состояние "1", в результате чего вновь осуществляется сдвиг на один разряд содержимого регистров 50 и 51; в содержимое счетчика 129 добавляется 1 а триггер 167 Формирователя 126-4 переводится в состояние "01 и т.д.Такая поочередная выдача управляющих импульсов на выходе 134, 136 Формирователя 126-4 продолжается до тех 40 пор, пока информация в регистрах 50 и 51 полностью не выдвинется через выходы 53. С поступлением на счетчик 129 очередного импульса последний автоматически возвращается в исходное состояние "0", в результате чего на его выходе 139 переполнения формируется сигнал, добавляющий по "1" в содержимое счетчиков 75 и 76 блока 5 и возвращающий триггер 167 формировате ля 126-2 в состояние "0". В результате очередной импульс генератора 125 поступает на выход 134 формирователя26-2 и далее через выход 31 блока 7 поступает на вход 44 блока 5 и на вход 38" блока 3. Тем самым, аналогично описанному, происходит счи-, тывание информации (в регистр 50) со столбца Фотоприемных элементов мат-. рицы 1, номер которого соответствует коду, хранящемуся в счетчике 75,По заднему фронту импульса на выходе 178 элемента И 168 происходит установка в триггера 167 формирователя 126-. 2 и установка в "0" триггера 67 формирователя 126-3. В результате очередной импульс генератора 125 проходит на выход 134 формирователя 126-3 и далее через выход 32 блока 7 поступает на вход 45 блока 5, на вход 39 блока 3 и на вход 46 блока 6. Тем самым обеспечивается, аналогично описанному, считывание информации в регистр 51 со столбца Фотоприемных элементов матрицы 1, номер которого соответствует коду, хранящемуся в счетчике 76. Одновременно в счетчик 105 вновь заносится содержимое регистра 101.В дальнейшем, аналогично описанному, осуществляются сдвиги информации в регистрах 50 и 51 и сравнение их содержимого на элементе И 62. Результаты сравнения добавляются в содержимое счетчика 60.Такой процесс считывания информации со столбцов фотоприемных элементов матрицы 1 продолжается до тех пор, пока не произойдет переполнение одного из счетчиков 75 или 76 блока 5, В результате на одном из их выходов 92 Формируется сигнал перепол.нения, поступающий на вход 91 элемента ИЛИ 90 и далее на вход 94 установки "1" триггера 93. Последний переключается в состояние "1". Сформированный при этом на его выходе 95 сигнал задерживается на элементе 97 и далее по входу 100 вновь возвращает триггер 93 в исходное состояние "0". Такая работа триггера 93 и элемента 97 задержки блокирует поступление на выход 25 второго подряд импульса в случае одновременного переполнения обоих счетчиков 75 и 76, а сформированный таким образоМ на выходе 95 триггера 93 импульс поступает на вхо - ды установки "О" обоих счетчиков 75 и 76 и через выход 25 блока 5 поступает на вход 27 блока 4, на вход 28 блока .6 и на вход 26 блока 7, В результате в блоке 4 происходит выдача содержимого счетчика 60 на выходы,14 устройства, После этого задержанный в элементе 71 импульс устанавливает счетчик 60 в "О". В блоке 6 импульсом на входе 28 регистр 101 также ус1495828 1 Одов и выхо ов ), что также с по со бс твует повышению надежности устройства,35 40 50. танавливается в состояние "О", Импульсом на входе 26 происходит выда ча содержимого счетчика 147 через ключи 151 на выходы 49 устройства,5 Задержанный импульс с выхода 154 элемента 152 добавляет "1" в содержимое счетчика 147 и вычитает "1" из содержимого счетчика 148. Одновременно импульсом на входе 26 происходит установка в "О" триггера 167 формирователя 126-1.Следующим импульсом генератора 125 происходит считывание данных с подблока 127 и запись их, соответствец но, в счетчики 75 и 76 и регистр 101, В дальнейшем функционирование устройства происходит аналогично описанному, Каждый цикл его работы заверша. - ется выдачей на выходы 14 и 19 теку щих данных и вычитанием "1" из содержимого счетчика 148. После вычитания из последнего "1" его содержимое становится равным 0, что приводит к формированию управляющего сигнала 25 на выходе 166 дешифратора 149, свидетельствующего об окончании нормирования признаков данного изображения. В зависимости от конкретного применения и исполнения устройства данный сигнал 3 О может быть использован для останова устройства, для организации начала формирования признаков нового изображения и т.п. Таким образом, принцип выделения признаков в предложенном устройстве основан на сравнении исходного и смещенного изображений по столбцам. Бпагорадя этому отпадает необходимость наличия в схеме устройства блока одномерных и особенно блока двумерных регистров сдвига. Достаточно иметь два регистра (другими словами,в предложенном устройстве блок одномерных регистров "вырожден" в регистр 50,аблок двумерных регистров - в регистр 51). Это приводит к существенному уп рощению схемы устройства, а следовательно, к повышению его надежности.Отсутствие в схеме устройства блоков одномерных и двумерных регистров сдвига приводит к упрощению"блока формирования признаков изображения, к упрощению блока управления сдвигами (це требуется подблок сравнения кодов) и упрощению блока управления к синхронизации (уменьшается требуемое количество управляющих вхоФормула изобретения 1. Устройство для выделения признаков при распознавании изображений объектов, содержащее матрицу фотоприемцых элементов, выходы которых соединены с информационными входами бло- ка развертки изображения, управляющие входы которого подключены к выходам группы блока считывания изображения, блок синхронизации, первый управляющий вход которого соединен с выходом блока считывания изображения, второй управляющий вход подключен к -первому выходу блока управления сдвигами, первый и второй выходы блока синхронизации соединены с первым и вторым управляющими входами блока считывания изображения, третий выход блока синхронизации подключен к третьему управляющему входу блока считывания изображения, четвертыи выход соединен с четвертым управляющим входом блока считывания иэображения и с первым управляющим входом блока управления сдвигами, второй управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока синхронизации, третий управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, а информационные входы блока управления сдвигами подключенык выходам блока синхронизации первой группы, и блок формирования признаков изображения, вход разрешения записи которого соединен с шестым выходом блока синхронизации, а выходы являются выходами устройства, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повь 1 шения надежности устройства, в него введены первый регистр сдвига, информационные входы которого соединены с выходами блока развертки изображения, синхрониэирующий вход подключен к третьему выходу блока синхронизации, вход управления сдвигом соединен с седьмым выходом блока синхронизации, а выход подключен к одному информационному входу блока формирования признаков, второй регистр сдвига, информационные входы которого соединены с выходами блока развертки изображения, синхронизирующий вход подключен к четвертому выходу блока синхронизации, а выход сое 11 149динен с другим информационным входомблока формирования признаков изображения, и элемент ИЛИ входы которогоподключены к седьмому выходу блокасинхронизации и второму выходу блокауправления сдвигами, а выход соединенс входом управления сдвигом второгорегистра сдвига, при этом информационные входы первой и второй групп; блока считывания изображения подклю, чены к выходам второй и третьей группблока синхронизации соответственно,выходй четвертой группы которого являются синхронизирующими выходамиустройства, а вход управления считыванием блока формирования признаковизображения и установочный вход блока управления сдвигами подключены квыходу блока считывания изображения .2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок Формирования признаков изображения содержит элемент И, входы которого являются информационными входами блока, авыход соединен со счетным входомсчетчика, синхронизирующий вход которого является входом разрешения записи блока, установочный вход подключен к выходу элемента задержки, а выходы соединены с информационными входами ключей, управляющий вход которыхявляется входом считывания блокаавыходы ключей являются информационными выходами блока, при этом вход элемента задержки подключен к входу считывания блока,3, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок считывания изображения содержит первый ивторой счетчики, информационные входыкоторых являются информационными входами первой и второй групп блока,счетные входы являются первым управ 5828 2ляющим входом блока, синхронизирующие входы являются вторым управляющим входом блока, элемент ИЛИ, входыкоторого соединены с выходами переполнения счетчиков, а выход соединенс единичным выходом триггера, нулевойвход которого подключен к выходу элемента задержки, а выход триггера является выходом блока и соединен свходом элемента . задержки, коммутатор, информационные входы которогоподключены к выходам счетчиков, управляющие входы являются третьим ичетвертым управляющими входами блока,а выходы соединены с входами дешифратора, выходы которого являются выходами группы блока. 4. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления сдвигами содержит регистр, информационные входы которого являются информационными входами блока, синх ронизирующий вход является третьимуправляющим входом блока, установочный вход является установочным входом блока, а выходы подключены к информационным входам счетчика, синхронизирующий вход которого является первым управляющим входом блока, а выходы соединены с входами дешифратора, выход которого подключен к входу элемента НЕ, первый элемент И, один вход 35которого является вторым управляющим входом блока, другой - соединен с выходом элемента НЕ, а выход подключен к вычитающему входу счетчика и является вторым выходом блока, и второй элемент И, один вход которого соединен с выходом , дешифратора, другой подключен к второму управляющему входу блока, а выход является первым выходом блока, 1495828