Устройство для распознавания изображений

(51)4 С 06 НИ ТОРСНОМЪ( С Т ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(71) УФимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССР В 746610, кл. С 06 К 9/00, 1977.Авторское свидетельство СССР В 805365, кл. С 06 К 9/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при распознавании образов. Пель изобретения - расширение класса распознаваемых образов, Устройство содержит оптоэлектронный матричный преобразо" ватель, блок развертки изображения, первый и второй блоки памяти, блок задания адресов эталонов, три счетчика, блок принятия решений, блок нормализации, регистр хранения глобального экстремума, коммутатор, блок сравнения экстремальных значений, ключи, блок синхронизации и уйравления, блоки сдвигающих регистров, информационные и управляющие входы которых подключены соответственно к выходам блока развертки изображения и блока управления сдвигами, а выходы соединены с информационными входами блока выделения экстремальных значений, первые и вторые информационные входы которого подключены соответственно к входам записи. информации второго блока памяти и к информационным входам регистра хранения глобального экстремума, а управляющий выход соединен со счетным входом первого счетчика и сс управляющими входами ключей, счетныйе вход третьего счетчика подключен к информационному выходу блока управления сдвигами, а разрядные выходы через ключи соединены со входами запи- а си информации первого блока памяти, при этом управляющие входы и выходы блока выделения экстремальных значений подключены к соответствующим выходам и входам блока управления сдвишею гамм. Устройство обеспечивает инвари" фф антность результатов распознавания ффф к изменениям параметров положения распознаваемого изображения. 8 ил, СФв блоке 5 (фиг,8), Б итоге в блоке 8 памяти и регистрах 18 оказьваются записанными локальные экстремумы Функции Б й(а;) для всех четырех квадрантов круга (Фиг.7 и 8), а в блоке 8 памяти, кроме того, соответствующие коды углов о(; поворота вектора ЬПо завершении такого процесса описьваемое устройство приступает к выделению глобального экстремума Функции Я Г(01;) . среди ее локальных экстремумов, хранящихся в регистрах 118, При этом алгоритм рабо ты блока 7 аналогичен алгоритму выделения локальных экстремумов и отличие заключается лищь в том, что на каждый цикл сравнения кодов блок 7 запускается импульсами, поступающими 20 на него с выхода 95 блока 20, Первый из этих импульсов устанавливает триггер 143 в состояние "1",снимая тем самым сигнал запрета счета со счетчиков 146 и 151, и через элемент ИЛИ 144 поступает на вход одновибратора 145. Если на выходе элемента 136 присутствует уровень "1", задержанный импульс с выхода одиовибратора 145 проходит через элемент И 137, подтверждая исходное состояние "0" триггера 150а также записывая по переднему фронту первую "1" в счетчик 151 и по заднему Фронту первую "1" в счетчик 146, (элемент И 153 при этом заперт и записи информации в блок 8 не происходит). Импульс с выхода элемента 152 задержки переписывает содержимое регистра 115 в первый из регистров 118 (ключи 12 открыты) и в регистр 116, содержимое счетчика 114 - в регистр 115, содержимое последнего регистра 118 - в счетчик 114 и т,п.Если .же на выходе элемента 136 .присутствует уровень "0", импульс с выхода одновибратора 145 проходит через элементы И 139 и 140 и ИЛИ 147 и добавляет "1" в содержимое счетчика 146, а пройдя через элементы ИЛИ 154 и 141поступает на входы, записи регистров 115, 116, 118 и счетчика 114, В результате в них происходит перезапись (сдвиг) информации указанным выше образом, с той лишь разницей что информация с регистра 115 ие переписывается в первый из регистров 18 (ключи 119 закрыты уровнем "О" с элемента 136),Тем самым происходит исключение неэкстремального кода, хранящегося врегистре 118, Состояние счетчика 51при этом не меняется,С поступлением с блока 20 на вход129 ( М+2)-го импульса заканчиваетсяпервый цикл выделения глобальногоэкстремума, При этом информация срегистров 118 полностью ф"проталкивается" через счетчик 114 и регистр115, При наличии экстремума ключи19 оказьваются открытыми и код срегистра 115 переписывается в первыйиз регистров 11.8; при отсутствииэкстремума код с регистра 115 пере"писывается только в регистр 116 идалее теряется, Таким образом, ло завершении первого цикла выделения глобального экстремума в счетчике 115оказывается записанным код числа выделенных экстремумов, а (М+21-й импульс на входе счетчика 146 вызьваетего переполнение. Импульс переполнения поступает на вход элемента 148 задержки и на вход считьвания дешифратора 149. При этом, если содержимое счетчика 151 отлично от "1", импульс на его "единичном" выходе отсутствует. Импульс с выхода элемента 148 задержки устанавливает счетчик 151 в состояние "0".Последующие импульсы с выхода 95 блока 20 обеспечивают выполнение второго цикла выделения глобального экстремума и т.д, Такой процесс продолжается до тех пор, пока в регистрах 115, 118 и счетчике 114 не останется всего лишь один код (глобального экстремума). При этом, с приходом его в регистр 115 в счетчики 146 и 151 записывается по "1", а им пульс с выхода элемента 152 перепи шет глобальный экстремум в первый из регистров 118 и т.д, Последую" щие импульсы на входе 129 схемы 117 обеспечивают сдвиг глобального экстремума в регистрах 118, С приходом на счетчик 146 (М+21-го импульса импульс переполнения поступает на вход считывания дешифратора 149, При этом, так как в счетчике хранится код "1",на "единичном" выходедешифратора 149 появляется импульс,переключающий триггер 150 в состоя" ние "1", В дальнейшем сигнал "1"на выходе элемента И 137 появляетсятолько с записью глобального экстре- тора 12 0 дновременно с регистрамума в регист 115 Э ор , т т сигнал воз в блок 1 подается код глобальвращает т игге 150тояние "0". Вози аР р 0 в исходное сос- ного экстремума и по команда би . озникающий при этом ка 20 в блоке 11 происходит нормаперепад напряжения (с(с уровня 1 наП 1лизация указанных локальных экстре"0") на его прямом выходе черезмумов,выход 127 схемы 17 п с. вхо 82поступает на После этого на управляющийп с " входд 82 регистра 10, В результате 90 коммутатора 12 с блока 20 постукод глобального экса 115 пе птремума с регист- О пает сигнал, и нормализованныю е экстр переписывается через выходы ремальные значения функции 5; и33 схемы 17 в егист 10 ОО, Одновре- соответствующие им значения угловФменно блок 20 по вхо1зик по входу 83 сигнали- поступают через входы 54 б 4к по вхо - в локруется об окончании процесса вы- принятия е" 0р шенин, дновременно сделения глобального экстремума функ блока 20 на вхо 91 б о 1на вход лока 3 задания адресов эталонов поступаетС приходом сигнала на вход 83 управляющий сигнал, в результателок переходит в режим записиэталонов, Для этого счетчик 15 пред- я . б 4м ти и в лок принятия решенийварительно обн ляету ся, а затем на 20 поступает двоичный код класса изобнего начинают поступать импульсы с ражения, роме того, в блок 14ражения Квыхода 70 блока 20, фо ми я а ер ру др с, поступают (по входам 421 параллельпо которому происходит считывание ные коды норма ил зованных экстремумовс блока 8 памяти ко ов эб 8 д кстремальных функции 3; и соответствующих имзначений функции Я; в блок 11 нор- углов о, с блока. 9 памяти эталонов,мализации (фиг.1) и соответствующих В б. 1локепринятия решений происхокодов углов 0(; поворота вектора . дит сравнение нормализованныхна входы 44 коммутато а 12 0 ор . Одновре- эталонных и распознаваемых величинменно по командам с выхо ам да 85 блока ( т,е, признаков эталонного и рас 20 с регистра 1 О через входы 43 в ЗО познаваемого изобв мого изо ражения) и по реблок 11 считывается код глобального зультатам сра есравнения выносится реи о раженияэкстремума. Блок 11 обеспечивает нор- шение о принадлежности изобмализацию экстремальных значений данному классклассу,функции 8 которые с помощью коммуВ случае несовпадения эталонныхтатора 12 записываются в блок 9 па и распознаваемых величин для данномати (через входы 53). го класса иэображений из блока 14В режиме обучения указанным выше принятия решений на вход 93 блообразом в блок памяти могут быть ка 20 поступает сигнал поигнал, по которомузаписаны нормализованные значения в блок 13 поступа йет следующи управэкстремумов изображений различных 40 ляющий сигнал бвы орки эталонов слеклассов.Вдующего класса, и процесс сравнениярежиме распознавания устройству кодовдов признаков эталонного и распозпредъявляется изображение объекта наваемого изображений повторяется3 и в блок 8 памяти записываются до тех пор, пока не произойдет совзкстремальные значения функции 8 45 паденипадение эталонных и распознаваемыхи соответствующие значения углов оу Ф( величин для соответствующего классаповорота вектора, а в регистр 10 - изображений.глобальный экстремум данной функции. П ринцип работы устройства обеспеС поступлением сигнала на вход 83а на вход чивает инвариантность результатовлок 20 начинает выдавать на счет О араспознавания к изменениям параметчик .5 импульсы, по которым в нем ров полов положения изображения,формируется код адреса. По адресам,выб ан ераиным счетчиком 15, экстремаль- особенностями распознаваемых изеличина вектора 1 определяетсяиые значения функции 3 пост аютенностями распознаваемых изобрвс блока 8 памяти в блок 1 нормали этоэтом, для повышения достоверностизации, а соответствующие этим экст- , результатов асезультатов распознавания желательблока 8 памяти на входы 49 ко тачто ы при данной величине 1коммута- происходили, по возможности, максимальные изменения значений функции 8 Г(О 1,) для всех распознаваемых изображений,Формула изобретенияУстройство для распознавания изображений,.содержащее оптоэлектронный матричный преобразователь, выходы которого соединены с одними из входов блока развертки изображения, первый блок памяти, адресные входы которого подключены к разрядным выходам первого счетчика, второй блок памяти, адресные входы которого соединены с выходами блока задания адресов эталонов, а информационные выходы - с первой группой информационных входов блока принятия решений, второй счетчик, выход переполнения которого подключен к одному из входов. блока синхронизации и управления, а разрядные выходы соединены с другимн.входами блока развертки изображения, блок нормализации, первый и второй входы которого подключены соответственно к информационным выходам регистра хранения глобального экстремума.и первого блока памяти, коммутатор, первый и второй входы которого соединены соответственно с информационными выходами блока нормализации и первого блока памяти, а первый и второй выходы - соответственно входами записи информации второго блока памяти и с второй группой информациоииык входов блока принятия решений, третья группа информационных входов которого соединена с выходами блока задания адресов эталонов, и ключи, причем управляющиеФвыходы блока синхронизации и управ"ления подключены к управляющим входам оптоэлектронного матричного преобразователя, блока задания адресовэталонов, блока нормализации, коммутатора и к счетным входам первого10 и второго счетчиков, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения класса распознаваемых иэображений, оно содержит блоки сдвигающихрегистров и третий счетчик, счетный15 вход которого подключен к одному иэинформационных рыходов блока управления сдвигами, а разрядные выходысоединены через ключи с входами записи информации первого блока памяти,20 управляющие входы и выходы блока выделения экстремальных значений иблока управления сдвигами подключены к соответствующим выходам и входам блока синхронизации и управления,информационные.и управляющие входыблоков сдвигающих регистров подключены соответственно к выходам блокаразвертки иэображения и блока управления сдвигами, а выходы указанныхЗО блоков соединены с информационнымивходами блока выделения экстремальных значений, информационные выходыкоторого подключены соответственнок входам записи информации первого35 блока памяти И информационным входамрегистра хранения глобального экстре-мума, а управляющий выход соединенсо счетным входом первого счетчика и с управляющими входами40 ключей,Изобретение относится к техннческой кибернетике, а именно к распознаванию образцов, и может быть использовано, например, при разработкеустройств ввода и обработки символьной информации,Бель изобретения - расширениекласса распознаваемых изображенийпутем сопоставления между собой различных областей одного и того жеизображения при обеспечивании инвариантности результатов распознаванияк изменениям параметров положенияизображения,На фиг,1 приведена блок-схемаустройства; на фиг.2-6 соответственно функциональные схемы двумерногои одномерного сдвигающих регистров,блока выделения экстремальных значений, схемы сравнения трех последовательных значений площадей и блокауправления сдвигами; на фиг, 7 и 8схемы, поясняющие процесс распознавания изображений,Устройство щиг.1) содержит оптоэлектронный матричный преобразователь 1, на входе которого установлена оптическая система 2позволяющая спроектировать плоское изображение объекта 3 на фоточувствительнуюповерхность преобразователя 1,блок 4 развертки изображения, служащий для развертки иэображения постолбцам,.блоки 5 и 6 сдвигавшихрегистров, блок 7 выделения экстре"мальных значений, первый 8 и второй9 блоки памяти, регистр 10 храненияглобального экстремума, блок 11 нормализации, коммутатор 12, блох 13задания адресов эталонов, блок 14принятия решений, первый 15, второй16 и третий 17 счетчики, ключи 18,блок 19 управления сдвигами и блок20 синхронизации и управления,Выходы 21 преобразователя 1 соединены с одним из входов 22 блока 4,другие входы 23 которого подключены к разрядным выходам 24 счетчика16. Информационные входы 25 и 26соответственно блоков 5 и 6 соединены с выходами 27 блока 4, а выходы 28 и 29 упомянутых блоков подключены соответственно к информационнымвходам 30 и 31 блока 7, информационные выходы 32 и 33 которого соединены соответственно с входами 34записи информации блока 8 и информационными входами 35 регистра 1 О, а 0 15 20 25 за 35 40 45 50 55 управляющий выход 36 подключен ксчетному входу 37 счетчика 15 и куправляющим входам ЗЯ ключей 18,Адресные входы 39 блока 9 соединеныс выходами 40 блока 13, а инАормационные выходы 41 - с первой группойинформационных входов 42 блока 14,Первые 43 и вторые 44 входы блока 11подключены соответственно к инФормационным выходам 45 регистра 10 и кинформационным выходам 46 блока 8,а выходы 47 блока 1 соединены с первыми входами 48 коммутатора 12, вторые входы 49 которого подключенык информационным выходам 50 блока 8,а первый 51 и второй 52 выходы - соответственно к входам 53 записи информации блока 9 и ко второй группеинформационных входов 54 блока 14,третья группа информационных входов55 которого соединена с выходами 40блока 13. Выход 56 переполнения счетчика 16 подключен к входу 57 блока20, а счетный вход 58 - к выходу 59блока 20 и к входу 60 блока 19. Счетный вход 61 счетчика 17 соединен сияформационным выходом 62 блока 19,а разрядные выходы 63 подключены квходам 64 ключей 18, выходы 65 которых соединены со входами 66 записиинформации блока 8, адресные входы67 которого подключены к разряднымвыходам 68 счетчика 15, счетный вход69 которого соединен с управляющимвыходом 70 блока 20. Управляющиевходы 71-74 блока 5 соединены соответственно с управляющими выходами75-78 блока 19, управляюший выход 79которого подключен к управляющемувходу 80 блока 6. Управляющий выход81 блока 7 соединен с входом 82 записи регистра 1 О и с входом 83 блока 20,управляющие выходы 84-87 которого подключены к управляющим входам88-91 соответственно преобразователя1, блока 11, коммутатора 12 и блока 13, Управляющий выход 92 блока 14соединен с входом 93 блока 20, управляющие выходы 94 и 95 которого подключены соответственно к управляющимвходам 96 и 97 блока 7, управляющийвыход 98 которого соединен с входом99 блока 20. Управляющие выходы 100и 101 блока 20 подключены соответственно к управляющим входам 102 и103 блока 19, управляющий выход 104которого соединен с входом 05 блока 20. Информационные выходы 0635 блока 20 подключены к информапионнымвходам 07 блока 19.Преобразователь 1, содержащий матрицу И М Ю Фоточувствительных элементов, обеспечивает преобразование 5оптического изображения объекта 3 всовокупность электрических сигналовуровня "черного" (изображения) иуровня "белого" (Фон).Блок 4 развертки иэображения сосчетчиком 16 обеспечивает считывание информации с соответствующегостолбца Фоточувствительных элементов преобразователя 1 и коммутациюих выходов к информационным входам25 и 26 блоков 5 и 6 (изображениекодируется "единицами", Фон - "нулями") . Блок 5 позволяет сдвигатьзаписанную в него инормацию по координатам У и Х в четырех направлениях (вверх, вниз, вправо, влево),а блок 6 - по координате Х слеванаправо, Управление сдвигами и считывание информации с этих блоковобеспечивается блоками 19 и 20.Блок 7 выделения экстремальныхзначений предназначен для измеренияплощадей Б; взаимноперекрываемыхобластей изображения в исходном итекущем положениях при различных 30значениях угла Ы; поворота векторапараллельного переноса изображе"ния и выделения локальных и глобального экстремумов характеристическойфунКции Б;2 Ж;) изображения.Блок 8 памяти предназначен дляхранения кодов величин площадей 3;и соответствующих им кодов величинуглов Ы; . Запись указанных кодов вблок 8 производится по адресам, Формируемым счетчиком 15, который приработе устройства в режиме записиФиксирует (по входу 37) количествоэкстремумов функции Я; =Г(Ы;) выделяемых блоком 7, В режиме считывания . 45счетчик 15 Формирует код адреса поуправляющим импульсам, поступающимна его вход 69 с блока 20,Блок 9 памяти предназначен дляхранения последовательности кодов 50нормализованных экстремальных значений функции Я. и соответствующихим углов Ы; для различных классовизображений, Считывание данных кодовпри распознавании осуществляется 55блоком 13 задания адресов эталонов.Коммутатор 12 предназначен дляраспознавания нормализованных зкстремальных значений функции Я и соответствую их им углов о; поворотавектора Р в блок 9 памяти при рабо"те устройства в режиме обучения илизаписи эталонов, или в блок 14 приняти решений в режиме распознавания,Блок 14 принятия решений, на входы 54 которого с блока 8 в режимераспознавания поступают параллельныекоды нормализованных экстремальныхзначений Функции Я; и соответствую-щих им углов о(;, на входы 42 - параллельные коды эталонов с блока 9и на входы 55 - двоичный код классаизображения с блока 13, предназначендля сравнения распознаваемых и эталонных величин и определение классараспознаваемого изображения.Ключи 8 предназначены для записи в блок Я памяти двоичного кодаугла М; погорота вектора, Формируемого в счетчике 17,Блок 20 синхронизации и управле"ния посредством приема и выработкиуправляющих н информационных сигналов обеспечивает согласованную вовремени работу блоков устройства.Вариант выполнения схемы блока 5сдвигаюших регистров показан наФиг,2. Схема представляет собой матрицу ИЯ запоминающих элементов108, смежные столбцы которых соединены информационными связями, образуядвумерные регистры сдвига. Кроме того, выходы крайнего правого столбцазапоминающих элементов 108 подключе.ны дополнительно к входам крайнеголевого столбца аналогичных элементовчерез элементы 109 развязки, т.е.по координате Х запоминающие элементы 108 образуют Й кольцевых регистровсдвига. При поступлении сигналов сблока 19 на управлявшие входы 71-74обеспечивается сдвиг записанной втакую матрицу информации (изображе"ния) соответственно вверх, вниз,влево, вправо.Блок 6 сдвигающих регистров имеетболее простую схему (фиг,3). Онапредставляет собой матрицу Ю к Нзапоминающих элементов, смежныестолбцы которых по координате Х соединены информационными связями об"раэуя одновременные регистры сдвига.Выходы крайнего правого столбца эапо.мийаюших элементов 1 10 также подключены через элементы 111 развязки к10 20 входам крайнего левого столбца запоминающих элементов, т,е. по горизонтали они образуют Н кольцевых регистров сдвига, При поступлении сигнала с блока 9 на управляющий вход80 происходит сдвиг записанной в такую матрицу информации (изображения)слева направо,Блок 7 выделения экстремальныхзначений (фиг,4) содержит схему 12сравнения столбпов, регистр 113 сдвига на М разрядов, счетчик14 подсчета величины о; , регистры 115,и 116 пля хранения предыдущих значений Я 1 н Я;соответственно, схему117 сравнения содержимого счетчика1 14 и регистров 115 и 116, регистры118 хранения экстремумов Я, =ЯМ;) иключи 119 и 120,.Входы схемы 112 подключены к информапионным входам 30 и 31 блока7, а вьмоды - к разрядным входам регистра 1131 вьмод которого соединен25со счетным входом счетчика 14, разрядные выходы которого, а также разрядные выходы регистров 115 и 116подключены соответственно к информационным входам 121-123 схемы 117.Разрядные входы и выходы регистра 11530соединены соответственно с разряднымивыходами счетчика 114 и с разряднымивходами регистра 116,Кроме того, разрядные выходы регистра 115 подключены кинформационным выходам 33 блока 7 ик информационным входам ключей 119и 120, управляющие входы которыхсоединены соответственно с выходами124 и 125 схемы 117, а информационные выходы - соответственно с инфор- "мационными выходами 32 блока 7 и сразрядными входами первого иэ регистров 18, разрядные выходы каждогоиз которых соединены с разряднымивходамипоследующего регистра 118,а разрядные выходы последнего регистра 118 подключены к разрядным входам счетчика 114, Информационныйвход 96 блока 7 соединен со сдвигающим входом регистра 113 и с инфор-амционным входом 126 схемы 117, выходы 125 и 127 которого являются выходами 36 и 81 блока 7, а выход 128подключен к входам записи регистров115 и 16, последнего регистра 118, Йсчетчика 114 и к выходу 98 блока 7,вход 97 которого соединен с входом129 схемы 117, выход 130 которого подключен к входам записи регистров118 ( кроме входа записи последнегорегистра 118),Схема 112 представляет собой набор из 1 двухвходовых зле ентов Р( на чертежах не показаны), одни извходов которых подключены к соответствующим входам 30, а другие - ксоответствующим входам 3 блока 7,В блоке 7 общее число М регистров118 выбрано таким образом, что всегда выполняется условие: М ) 4 л,Схема 117 ( фиг,5) содержит цифроаналоговые преобразователи 131133, информационные входы которыхсоединены соответственно с входами121-23 схемы 117, компараторы 134и 135, прямые входы которых подключены к выходу преобразователя 132,а инверсные входы - соответственнок выходам преобразователей 131 и133 (полярность включения показанана чертеже, элемент равнозначности136, первый и второй входы которогосоединены соответственно с выходамикомпараторов 134 и 135, а выход подключен к выходу 124 схемы 117,.к первому входу элемента И 137 и к входуэлемента НЕ 138, выход которого соединен с первым входом элемента И 139,выход которого подключен к первымвходам элементов И 140 и ИЛИ,141,счетчик 142 на Н х И импульсов,счетный вход которого соединен с входом 126 схемы 117 и с входом установки "О" триггера 143, а выход переполнения - с первым входом элементаИЛИ 144, второй вход которого подключен к входу 129 схемы 117 и квходу установки триггера 143, авыход - к входу одновибратора 145,выход которого соединен с вторыми входами элементов И 137 и 139, счетчик146 на ( М+2) импульса, счетный входкоторого подключен к выходу элемента ИЛИ 147, а выход переполнения - квходу элемента 148 задержки и к входу считывания дешийратора 149, "единичный" выход которого соединен свходом установки "1" триггера 150,аинформационные входы подключены кразрядным выходам счетчика 151, входустановки "0" которого соединен свыходом элемента 148 задержки, и элемент 152 задержки, вход которОго соединен с выходом элемента 37, с первым входом элемента ИЛИ 147, сосчетным входом счетчика 51 сосо вхо-разрядным выходам соответственнодом установки "0" т игге а 1р р 150 и с регистров 158 и 159 хранения двоичпервым входом элемента И 153 в3 выход ных кодов чисел 2 п и и, реверсивныйкоторого является выходом 12525 схемы 5 счетчик 169, разрядные входы и вы 117, а второй вход подключен к вд к вхо- ходы которого соединены соответствендам запрета счета счетчиков 1ков 146 и но с информационными входами 107151 и к инверсному выхо т иду триггера блока 19 и входами дешифратора 161,143, прямой выход которого сое11 мр соединен нулевой выход которого подключенс вторым входом элемента И 1401 Онта И 140, к первому входу элемента И 162 и.квыход которого подключен к второму входу элемента НЕ 163, выход которовходу элемента ИЛИ 147 и к пе вом го соединен с первым входом элеменвходу элемента ИДИ 54 и и этри этом та И 164, второй вход которого.подединичный выход триггера 150 являет- ключен к входу 102 блока 19 и к втося выходом 127 схемы 117 вто ыерые рому входу элемента И 162, выход ковходы элементов ИЛИ 141 и 154154 соеди- торого соединен с выходом 104 блонены с выходом элемента 152 за еадерж" ка 9 и входом триггера 165, инверски, а выходы их являются соответс -соответст- ныи выход которого подключен к выходувенно выходами 128 и 130 схемы 117 62.блока 19 и к первому входу элеменРифроаналоговые преобразователи 20 И 166та , а прямой выход - к первопредназначены для преобразования му входу элемента И 167 второй вхой .;, .;.1 ихра- которого соединен с вторым входомнящихся соответственно в счетчике114 и регистрах 115 и 16 в соотве -элемента И 166, с вычитающим входомтвет- счетчика 160 и с выходом элементатриггер 168, счетный вход коствующие уровни напряжения, которые 5 И 164 т иггесравниваются между собой на компа а-,б " омпара . торого подключен к выходу схемы 155торах 134 и 135. и к входу установки "0" счетчикаЭлемент равнозначности 136 вы, а прямой и инверсный выходы соедает уровень только в сл чаелучае ра- динены соответственно с первыми вховенства напряжений на выходах ком- З 0 дами эдами элементов И 6 ч и 170 вто 1 е .параторов 134 и 135, входы которых подключены к считываюСчетчик 46 сл итуж для подсчета щему входу схемы 155 и к выходу элеколичества циклов сравнения между мента И 167, а выходы соединенысобой трех последовательных локаль- соответственно с выходами 76 н 75ных экстремумов функции Я; =Г(е;) 35 блока 19, триггер 171, счетный входпри работе блока 7 в режиме вьщеле- которого подключен к выходу схемыния глобального экстремума. 156 а прямой и ин ныйи инверс выходыСчетчик 151 служит для по счетад чета соединены соответственно с первьпчиколичества экстремумов функцииБ =Г( )входами элементов И 72 и 73, вторые.; = .(о(;) при работе блока 7 в режи входы котороторых подключены к считыО номе выделения глобального экстремума. вающему вхо у 156д схемы , к счетномудновибратор 145 служит для улуч- входу счет 57чика и к выходу элемеишения Формы импульса с выхода элемен- та И 166т 144а выходы соединены соответта 44 и задержки его на время уста- ственнно с первым входом элементановления переходных процессов на вы ИЛИ 174 и выходом 77 блока 19 и элеходах триггера 143 и на выходе эле- мент ИЛИ 175 пе выймента 136первый и второй входымента 36, вызванные записью послед- которого пого подключены соответственнонего импульса в счетчик 114, к входам 60 и 103 блоЭлемент 152м и блока 19, а вые 5 обеспечивает задержку ход " к выходу 79 блока 19 и ко втоимпульса с вьосода элемента 137 на 50 рому входу элемента ИЛИ 174, выходвремя считывания информации с регист- которого сторого соединен с выходом 78 блора 115 в блок 8 или в регистр 10, ка 19,Блок 19 управления сдвигами Н(д б)ринцип работы предлагаемого уст"иг.содержит схемы 55 и 156 ройства заключается в сопоставлениисравнения кодов, одни из информаци межд б ймежду со о различных областей одногоонных входов которых подключены к и,того же изображения и вынесенияразрядным выходам счетчика 157 сдви- . решения о и арешения о принадлежности его к томугов, а другие инФормационные входы - или иному кла сному классу по результатамков 5 и 6 (Аиг.1-3), разрешая темсамым запись информации с первогостолбца фоточувствительных элементовпреобразователя 1 в первые столбцызапоминающих элементов 108 и 110,По заданному фронту импульса разрешения записи и сдвига происходитзапись "1" в счетчик б.В следующий момент вновь появляются импульсы на выходах 84 и 59блока 20, по которым происходитсдвиг информации,1,перезапись) с первого столбца во второй столбец запоминаюших элементов 108 и 110 блоков5 и б, считывание информации со второго столбца фоточувствительныхэлементов преобразователя 1 и записьее в первые столбцы запоминающихэлементов 108 и 110.По заявленному фронту импульсовразрешения записи и сдвига вновьпроизводится добавление "1" в счет"чик 16,Данный процесс считывания и записи информации продолжается до техпо 1, пока не будет считана информация со всех М столбцов фоточувствительных элементов преобразователя 1,С записью на счетчик 16 Й -го импульса на его выходе появляется импульс переполнения, сигнализируюийблок 20 по его входу 57 (иг.1) обокончании считывания информации спреобразователя 1, По этому импульсублок 20 через информационные выходы106 выдает параллельно код числакоторый через входы 107 блока 19 записывается в реверсивный счетчик 160.При этом, благодаря дешнфратору 161и элементу НЕ 163 оказывается подготовленным к пропусканию импульсовэлемент И 164 и блокируется элементИ 162 (фиг.б).После записи в реверсивный счетчик 60 кода числа ь на выходе 100блока 20 появляется последовательность импульсов, каждый из которых,проходя через элементы И 164, 166,173, поступает на управляющий вход73 блока 5, осуществляя сдвиг записанной в него информации справа налево на один шаг. Кроме того, позаднему фронту этих импульсов происходит вычитание "1" с содержимогореверсивного счетчика 160 и добавление "1" в содержимое счетчика 57,С записью в последний фп-го импульса схема 156 выдает (по заднемуфронту п-го импульса) импульс совпадения, который переключает триг-.5 гер 171 в противоположное состояние(состояние "1").После прохождения по схеме блока19 данным образом и импульсов информация в блоке 5 оказывается сдви О0 нутои влево на и шагов, а счетчикв160 возврашается в исходное состояИ Иние 0 , в результате чего элементИ 164 блокируется,и, наоборот, открывается элемент И, 162, В следующий 55 момент (и+1)-й импульс с выхода00, пройдя через вход 102 блока 19и элемент И 162, переключает триггер165 в противоположное состояние (состояние "1") и сигнализирует блок 20 20 по его входу 105 об окончании на"чального сдвига изображения в блоке5 на н шагов влево, По этому импульсу блок 20 через свои выходы 101 и94 начинает выдавать последователь ности иэ М импульсов. Сначала появляется импульс на выходе 101, который, пройдя через элемент ИЛИ 175,поступает на выход 79, а пройдя также через элемент ИЛИ 174, поступает 30 на выход 78 блока 19. В результатена входе 74 блока 5 и входе 80 блокаб появляются импульсы, сдвигающиезаписанную в них инФормацию слеванаправо на один шаг. При этом на вы ходах Н-х;столбцов запоминающихэлементов 108 и 110 блоков 5 и 6(выходы 28 и 29) появляются сигналы,которые записывав тся в первые столбцы запоминаюших элементов 108 и 110 40 обоих блоков 5 и 6 и поступают навходы 30 и 31 блока 7 (Аиг.1,4).В схеме 112 блока 7 происходитсравнение содержимого одноименныхзапоминаюших элементов 108 и 110й-ых столбцов блоков 5 и 6, Результат сравнения .записывается в регистр .113 сдвига,В следующий момент на выходе 94 50 блока 20 появляется последовательность из й импульсов, сдвигавших записанную в регистре 113 информациюв счетчике 114. Тем самым унитарныйкод, сформированный в регистре 113Ф 55преобразуется в счетчике 1 14 в соответствующий двоичный код,Указанные импульсы с выхода 94блока 20 поступают также на вход126 схемы и подсчитываются счетчиком 142 (фиг.5).Далее появляется второй, импульс на выходе 101, аналогичным образом 5 считывающий информацию со следующих столбцов запоминающих элементов блоков 5 и 6 и через схему 112 записывающий ее н регистр 113, Вторая последовательность из И импульсов на выходе 94 блока 20 сдвигает ее в счетчик 114 и т,д, После появления Н-го импульса на выходе 101 и И Ф И импульсов на выходе 94 блока 20 про" , исходит полное считынание информации со всех И столбцов запоминающих элементов 108 и 110 блоков 5 и 6, При этом, благодаря обратным связям (фиг,2, 3) информация н блоках 5 и 6 полностью восстанавливается, а в счетчике 114 оказывается записанным двоичный код значения Бо для случая М =О, Ь = а = О= 0 (фиг.8).После поступления на вход 126 ИИ импульсов схема 117 начинает25 осуществлять сравнение содержимого регистра 115 с содержимыми. счетчика114 и регистра 116.Преобразователи 131-133 .непрерьвно выдают аналоговые сигналы, пропорциональные кодам, хранящимся в счетчике 114 и регистрах 115 и 116, Если уровень напряжения на выходе преобразователя 132 превышает напряжения на выходах преобразователей З 5 131 и 133, или, наоборот, напряжения на ньжодах 131 и 133 превышают одновременно напряжение на выходе преобразователя 32, то на выходах кампараторов 134 и 135 появляются двоичные 40 сигналы одинакового значения (соответственно "1" или "0"), В результате на выходе элемента 137 равнозначности появляется уровень "1" только в том случае, если в регистре 11545 хранится в данный момент код числа, соответствующего локальному экстремуму функции Я; =й(М ), В противном случае на выходе элемента 136 присутствует уровень "О". 50С йоступлением на вход 126 схемы117 первого импульса триггер 143 устанавливается в "О", блокируя счетчи-, ки 146 и 151, а в счетчик 142 записывается "1", С приходом на вход 126 55 (1 к И)-го импульса на выходе счетчика142 появляется сигнал переполнения, которыйчерез элемент ИЛИ 144 поступает на вход однонибратора 145.При наличии уровня пО" на выходе элемента 136 задержанный импульс с вьжо"да одновибратора 145 проходит элементИ 139 и черезэлемент ИЛИ 141 поступает на выход 128 схемы,117, В результате информация со счетчика 114переписывается в регистр 115, а споследнего регистра 118 в счетчик114 записывается код "0", Этим жеимпульсом блок 20 по входу 99 сигнализируется об окончании первого цикла сравнения,По сигналу на входе 99 блок 20производит запись н счетчик 160( Аиг,6) кода числа Ь . Импульсы свыхода 100 блока 20, проходя черезвход 102 блока 19, элементы И 164,167, 170, выход 75, поступают науправляющий вход 71 блока 5 и производят сдвиг записанной в нем информации снизу вверх (по координате )на число шагов, соответствующее величине Ь. После прохождения черезэлемент И 164 Ь импульсов счетчик160 оказывается н "О" и (Ь 4 +1)-йимпульс с выхода 100 переключаеттриггер 165 в протинополЬжное состояние (состояние "0") и сигнализирует блок 20 по входу 105 оГ окончании сдвига по координате 1( .Одновременно возникающий на инверсном выходе триггера 165 перепад напряжения (с уровня "1" на уровень"0") добавляет "1" в содержимоесчетчика 17,Го сигналу на входе 105 блок 20через выходы 106 выдает код а, который записывается в счетчик 160,После этого возникающая последовательность импульсов на выходе 100,пройдя через элементы И 164, 166,12 и элемент ИЛИ 174; поступаетна управляющий вход 74 блока 5,сдвигая записанную в нем информациюслева направо (по координате Х) начисло шагов, соответствующее а .После прохождения через элементИ 164 импульсов счетчик 160 оказывается в "0" и (а +1)-й импульс на выходе 100 переключает триггер 165 в.противоположное состояние (состояние "1") и сигнализирует блок 20 повходу 105 об окончании сдвига покоординате Х (состояние счетчика 17при этом не меняется),нает величину Я(регистр 15) с величинами 8 (счетчик 114) и Яо (регистр 116), При отсутствии экстремума н блоке 7 происходит лишь перезапись информации иэ регистра 115 врегистр 116 и из счетчика 114 в регистр 115, При наличии экстремума содержимое регистра 115 записывается вО блок 8 памяти. С появлением импульсана выходе элемента 152 задержки содержимое первого регистра 118 переписывается во второй регистр 118, содержимое регистра 115 переписывает-,ся в регистр 16 и в первый изрегистров 18 (: ключи 1 19 открыты),н регистр 115 переписывается содержимое счетчика 114, а в счетчик 114записьГвлется код "0" с последнегорегистра 118 (содержимое регистра116 теряется), Процесс выделениялокального экстремума заканчинаетсяпоступлением на вход 99 блока 20 импульса с выхода 98 блока 7,В следующий момент блок 20 выдаетв блок 19 значения кодов з и аЯи описанный вьппе процесс обработкиизображения повторяется.11 осле выдачи в блок 19 значенийЬп и а измерения величины Б,и выделения (если он есть) очередного экстремума н счетчике 157(фиг,6) оказывается записанным кодчисла 2 п, При этом в момент записив последний 2 п-го импульса схема155 выдает импульс (см.формулу (9,сбрасываюпщй данный счетчик в "0"и переключает триггер 168 в противоположное состояние (состояние "1").В результате последующие импульсына выходе 100 блока 20, соответствующие Ь+, , начинают поступать науправляющий вход 72 блока 5, осуществляя уже сдвиг инФормации в немсверху вниз (по координате 1 ). Далее, после записи в счетчик 157 следующих И импульсов импульс на выходе схемы 156 переключает триггер171 н противоположное состояние(состояние "О") и впоследствии . Управляющие импульсы начинают поступать на вход 73 блока 5, осуществляякаждый раз сдвиг справа налево (покоординате Х) и т,п.Описанный процесс выделения локальных экстремумов может быть повторен, при необходимости, для всех4 п текущих положений изображения По этому сигналу блок 20 через свои выходы 101 и 94 начинает вновь выдавать последовательности из Ч импульсон. В результате в счетчике 114 оказьвается записанным код, соответствующий величине Я.1 при сдвиге изображения в блоке 5 наи а(при этом в счетчике 17 оказывается сФормированным код угла о( ),С приходом счетчика 142 (Р Ю гго. импульса на его выходе вновь появляется сигнал переполнения, поступающий на вход одновибратора 145; При этом если на выходе элемента .136 присутствует уровень "0", происходит лишь перезапись информации с регистра 115 в регистр 116 и со счетчика 114 в регистр 115,Если же на выходе элемента 136 присутствует уровень 1 , данный импульс с выхода одновибра тора4 5 проходит через элемент И 1 3 7 и поступает на входы элементов 1 5 2 и 1 5 3 , С выхода элемента 1 53 импульс поступает на выход 1 2 525 . схемы 117 сравнения и открывает ключи,120 и 8, В результате содержимое регистра 115 (локальный экстремум) через выходы 32 записывается в блок 8 памяти по адресу, сФормированному н счетчике 15 ( н данном случае последний хранит код "0"1, Одновременно по этому же адресу в блок 8 через ключи 18 записывается код угла о поворота вектора 35По заднему Фронту импульса с выхода 36 в счетчик 15 записывается "1"9Импульс с выхода элемента 152 задержки через элементы ИЛИ 141 и 154 поступает на выходы 128 и 130 схемы 40 117 сравнения, В результате в первый из регистров 118 (ключи 119 открыты) и регистр 116 переписывается содержимое регистра 115,. в регистр 115 переписывается содержимое счетчика 114, а в счетчик 114 записываетсякод 0 с последнего регистра 1 1 8 ,Импупьс с выхода 1 28 схемы 1 1 7 сравнения поступает также на вход 99 блока 20 и запускает е го на управ ление формированием значения Я. Блок 20 аналогично предыдущему выдает коды Ь и ав блок 19, в результате чего вновь происходит сдвиг изображения в блоке 5 по обеим 55 координатам и измерение величиныЭ с поступлением на счетчик 142