Устройство для опознавания образов

ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соос Советски Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельства ЪЪ гфф1 ПК 6 061 9 аявлено 23.0.1970 ( 1397 397707,18-2 соединением заявк Коиитет по лелатлобретений и открытийи Совете МинистровСССР Приоритет - Опубликован 1 Д 1 х 621.391.19(088.8 юллетень М 23 я 20.1 Х.19 а опубликования описан Автор:зобретен Э. Л аявител СТРОЙСТВО ДЛЯ ОПО ВАНИЯ ОБРАЗОВ ряда ооъективов проектируется на прозрачные маски - эталоны ооразов, за которыми помещены фотоэлектронные умножитсли (ФЭУ). Каждому изооражению соответствует один ооъектив и одна маска-эталон (в качестве которой служит негатив), Кроме того, имеется еще одна маска, необходимая для осуществления процедуры нейтрализации, Ток ФЭУпомещенного за этой маской, вычитается с требуемым вссом пз тока каждого из остальных ФЭУ. Нейтрализация исключает влияние яркости изображения на результаты его опознания. Для получения одинаковых сшналов с выходов ФЭУ при совпадении изображеоий с эталонами регулруются коэффициенты усиления ФЭУ, Токи с выходов всех ФЭУ, т, с. с фотоэлектрического узла, подаются на вы- чослителВныЙ блок, Основным узлом которого является указатель положения ма симума. Этот указатель вырабатывает код эталона (номер эталона в двоичном коде), в каиале которого появился наибольший так, Этот код является ответохт опознания. Для того, чтобы изображетоие всегда находилось вблизи точки пересечения оптических осей объективов и для устранения необходимости механического перемещения каждого считываемого знака, в указан 1 ной точке, помешают центр выходного люминесцентного эхрана импульсного Изобретение относитсяк читающим автоматам.Известны системы читаощих автоматов, которые построены преимущественно в виде комбинации трех блоков: считывающего (выделяющего изображение) блока, фотоприемного блока, преобразующего изображение путем его развертки в совокупность электрических импульсов, и блока анализа, т. е. вычислительной машины, производящей логические операции их сопоставления с записанными в памяти элементами разложения эталонных образов и выносящей решение о ,принадлежности изображения к одному из эталонных образов, Достоинством таких систем является то, что в качестве фотоприемника можно использовать любую, передающую телеьизиовную трубку или линейку фотодиодов. Необходимость разложения изображения в сигналы, которые проходят сложную обработку кодирования, логическую обработку и т, д., создает большие помехи в опознании и требует применения сложного вычислительного блока.Известны системы, работающие без разложения изображения на элементы, В одном из таких автоматовработающих на принципе сопоставления изображения с эталонным образом, опознаваемое изображение (например, цифра или знак алфавита) посредством 5202530 ОГГ:,3:ОЗНАЯ5О гз 730 35 40 45 50 55 60 б 5 элскт ронго-оптического преобразователя типа ПИМ. Посредством системы отклоняющих пластин электгронное изображение (нроектидусмогд на фотокатод ПИМа текста) сдвигают так, что в центре экрана последовательно появляются разлггчггьге знаки. Фдтоэлектргггедкггй узел читающего автомата, содержащий в себе объектив, ПИМ-З, объективы эталодв, эталоны и их ФЭУ, так же как и агвтомат в целом имеет ряд недостатков. К нггм относится, во-первых, то оостоятельство, чтд число эталонных образов практически равгго числу объективов и фотоэлектроггньгх ухгножитслсгг, Это резко увеличивает сложность конструки автомата с мвелггчением числа эталонов и, таким образом, ограничивает число последих. Во-вторых, автомат пе позволяет опознать изображениеповернутое относительно его эталонного оораза или отличающееся от" него масштабом.Все это зггачггтельно ограничивает класс огпознгггваезгьгх изображений.Цельо изобретения является создание устройства (чггтающего автомата, использующего прггнцип непосредственного сравнения ,изооражения с эталоггггьгм обгразом), позволяющего значительно увеличить количество эталонных образов и опознать изображение, не только соответствующее эталоднохгу образу, но и отличающееся от него формой (масштаб, растяжение пли сжатие вдоль одной из осей координат) и расположением.Другой целью изобретения является созданнс устройства для опозггания изображений, в котором процесс изменения формы и расположения исходного ггздбражания для его сравнения с соотвстствугощигм эталонньв образом автозг атизи р о в а н,Указанньге цели достигагогся тем, что в устройство дополнительно введены блок гсомещэггческогд предбдазовагги 5 ггздбраг(егггя, решающий блок рг сантимзатор, причем вход блока геометрического преобразования изображения подключен к выходу электропно-оптического преобразователя, а выход - ко входу Олока элегхтрднггьгх умо(телег, к выходу которого последовательно гподклгдченьг блок эталонов и блок выделения экстгремума, Входы решающего блока соединены с вьгходазггг блока эталонов и с одним из выходов блока выделения экстремума, а его выход - со входом оптимизатора, выход которого подк;гочс гк управляющему входу блока геомстрпчссгкого лреобразования изображения.1 хрдзге того, устройство отличается тем, что часть его, состоящая пз электрого-дпти еского пгреобразователя, блока элсктроггных умггожителегг, олока эталонов и блока геометрического преобразования изображения, вьпполнена в виде одной фотоэлектронггой трубки. Взаггзгггд перпендигхулярные цилиндрические электроггггыс линзы и згагнитггые катушки, осуществляющие геометрическое нреобразоваггие изооражения, расположены снаружи колбы фотоэлактроггной трубки между фотокатодом и электронными умножптелязги, коллектогры которых, относящиеся к одному эталону, объедиггены вместе и выведегньг наружу колбы.На фиг, 1 изображена блок-схема устройства; на фггг. 2 - один из возможных вариаггтов реализации устройства в виде совдку:- ности специального типа многоканального фотоэлектронного умножителя и системы оптимального автоматического управления работой умножителя; на фиг, 3 - вид умножитсля со стороньг заднего торца.Предлагаемое устройство содержит элдктронно-оптический преобразователь 1, предбразугощий световсе изображение в элсктрдпное, блок 2 эталонов, блок 8 элсктро гных умножителей, блок 4 выделения экстремума, указывающий ту выходнуго цепь, в котороп течет згакоимальньггг ток, блок 5 ггндикацигг (плп регистрации), блок 6 гсдзгетрическотд преобразования электронного ггзображсния, решающий блок 7, определяющий отопсгидмаксггмального выходного тока и сузвгс токов в остальных цепях, автоматический оптимизатор 8, падающий на фотокатод светоой пото х (изображсние) 9, колбу 10 прибора, фотокатод 11, фокусгирующий электрод 12, конический анод 18, состоящую пз терех диафрагм цилиндрическую электронную .гггзу 14, цилиндрическую лииву 15, повернутуго под прямым углом к линзе 14, фокусиругощпе электроды 16 и 17, магнитную линзу 18, отклоняющую катушку 19, плеггоггьги втдрич:гдэлектронный эзгиттер, работагогций на прострел (пленку) 20, олок 21 каналов электронного умноквния, коллекторы 22 каналов и автоматический оптимизатор 28.Устройство работает следмгошюг образов, Неизвестное световое изооражение проектируется на фотокатод входной камеры электрого-опти еского преобразователя 1 и преобгразуется там в электроьгное изображение. Посредством совокупгности элсктронно-оптпчоских систем (электронных линз и систем отклонения и вращения) электронное изоб,ражение может быть,изменено по форме и положенио, После усиления этого изображения блоком 8 с отдельными кдллекторахги каналов оно проектируется па блок 2 эталонов. Посгпедгний вьгполге в виде электрических цепей, соединяющих коллегкторы в группы Ка г- дая цепь имеет очертангге эталонного образа. Все дсталшгые коллоктдры так:ге электртгчески соединены между собой. Опознание - поиск цепи, сигнал которой значительно превосходит слгхгу сияналов остальньгх цепей.Входная камера ФЗУ (см, фиг. 2) поддона камере электронно-оптическдго преобраздвателя типа ПИМ, В этой камере совмещены преобразователь 1 и олок 6. Блок гсометричесгкого предбразсгваггия изображения выполнен в виде двух скрещенных цгглггндрггческих элсктронгньгх линз и ддеваемой снаружи на камеру магииной катугпки. Блок электронных умножителей имеет отдельные коллек 310272торы на выходе каидого канала, Блок эталонов выполнен в виде электрического соединения в группы коллекторов электронных умножителей.Поле в пространстве фотдкатод - конический анод 13 создает электронное изображение в плоскости пленки 20. Масштаб этого издбракения может быть значительно изменен путем изменения напрякенцй мсжлу анодом И и плвнкой 20 и изменения потенциала электрода 12. Масштаб изобракения может быль изменеи также вдоль одной из осей коорлцнат цосрелством цилинлрнческих линз 14 или 15. Эти линзы могут быть и не одииоч:-1 ыми. Огклдисние изображения может сыть произвелеио,по двум осям координат дтклдня 1 ошими катушками, одна цз которых цокалана на рисунке.Вращвние изображения (вместе с его фокусировкой) осуществляется магнитной линзой 18.Дополнительные элдктростатичс" 1.Ие;1 и 1- зы, создаваемые,парами электродов, служат для компенсации фокусирующего действия других лнпз, которые могут сместить плоскость электронного изображения относительно ее цормального полокения, совпалающсго с пленкой 20. Это смещение не является критичным,при спозначин образов.На фиг. З,в виде кружков показаны несоприкасающиеся между собой коллекторы каналов. На их форне показаны лва зддбражасмых заданных эталоцнык образа - буквы А и Т, Все кружки, пересекаемые бухвой Л, электрически соединены мсклу собой, Тоже относится и к коллекторам, расположенным на букве Т, Коллекторы группы Л имеют (так жс, как и коллекторы группы Т) один элсктричсский вывод через стенку колбы, Таким образом можно объединить в соответствии с залацнымц эталонными образамц группы коллекторов. При этом кажлому групНовому элвкз 1 ричсскдму выводу сдотвстствует свой образ, Таким образОм может О 11 Т 1, использовано большое колчестно дбразов с малым числом точек (коллекторов) персссчсиия, так как размеры образов могут быть значительно мсньцюц, чем лцаметр блока каналов электронного умножения. Все не связацныс ии с каким образом коллекторы (свободные коллекторы) элект 1 рпческц сослццецы мскл, СОООЙ ц имеют Общий ВыВОд цз кдлды.2. Устройство по п. 1, отлачающееся тл 1, что часть сгэ, состоящая цз электронно-оптического преобразователя, блока электроцнык гмнокитслец, Олдка эталонов и Олдка гсдз 1 стрцческого преобразования изображения, выпол 11 ена в лиле одной фотоэлектронной трубки, причем взацм 11 О-псрпснлцккля 1 тныс ццлццлрцчсскцс электронные лцнзы ц магнитные катушки, осуществля 1 ощце геометрическое преэораздваице изображения, распэложсцы сна 1)ец колды фотоэлектронной Т 11 Окц между фотокатолом и электронными умидкителями, коллскторы которых, относящиеся и одному эталону, объединены вместе ц лывсдсны наруиу кдлоы. 10 13 20 30 331 О 15 50 Для решения простейших задач Опозна 1 гця образов устройство может быть выполнено ц без входной каме 1 ры вообще. В этом случае непосредственно за фотокатодом следует блок каНалов электронного умножения. В общем случае радоты с опцсане 1 дй фотоэлектронной трубкой может потребоваться весьма большое время для ознания образа. Для резкого снцкения затрат времени ц автоматизации опознания трубка соединена с системой оптимального автоматического регулирования,Предмет изобретения 1. Устройство для опознавания образов, сддсркащее элок преобразования оптического изображения в электронное, блок этало;1 ов, блок электрош 1 ых умнокителей, блок выделения эк:тремума ц блок индикации, от.1 ссчаюсиееся тем, что, с целью расширения классов опозцавасмык объектов, в пего дополнительно ввелецы блэк геометрического преобраздванця цзэоражс 11 ия, рсша 1 ощий блок ц Оптцмцзатср, нр;чем вхол блока геометрического предбразования изображения подключен и выхолу электронно-оптцческогд,преддразователя, а выкдл - ко вкдл блока электрдинык умножителей, к выкдлу которого последовательно полкл 1 очены олок эталонов ц блок вылслснця экстремума, вколы решающего блока сделцнецы ". выколамц блока эталонов и с одним цз выходов блока выделения экст 1 ремума, а его выкдл - со входом Оптимизатора, выход котордго нолключец к управляющем входу блока геометрического преобразования цзобракения.310272 20 21 22 Изд. М 1000 Тираж 473 Подписноепо делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тип. Хдрьк. фи ед. Патент Редактор Е. В, СемЗаказ 356/1253ЦНИИПИ Комизета оста вп Техред