Оптический коррелятор1 би6:

О П И С А Н И Е 328479ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельства Заявлено 08.Х 1.1970 (Лов 147326018-24)с присоединением заявкиПриоритет Кл. 6 06 д 7/52 Коми т по аелам ьй и открыт зобрет Ъ ДЬ, 681.333:519.2публ иков а но 02, И,1972. Б юлл нь 6 овете Министров Дата опубликования описания 28.111.19 АвторыизобретенияЗаявитель П. Иванченк и П. А, Двгаиг ядерной физики, электрониколитехническом институтеКирова о-исследовательс и автоматики пр ии институТомском ТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯ ческого типа ьзведения исмножителя 2,группой отительной чаедварительно нных изобраостоящего изтипа ФД-З, ву эталонных шений 5, ука- принадлежит Изобретение относится к информационной технике, в которой извлечение существенных признаков из изображения и сопоставление этих признаков с заложенной в памяти информацией осуществляется с помощью корреляторов оптического типа, например, в навигационных устройствах, в читающих автоматах и т. д,Известны устройства, позволяющие распознавать с большой скоростью изображения на основе принципов оптической корреляции. Одним из основных элементов таких устройств являются размножители изображешш, превращающие исследуемое изображение во множество идентичных копий. Б таких устройствах размножение осуществляется с помощью мозаики линз волоконного преобразователя, системы полупрозрачных зеркал или призм,Однако изготовление этих устройств требует большой затраты труда, применения большого количества линз, зеркал, призм, что существенно усложняет конструкцию оптического коррелятора, увеличивает его вес, габариты и стоимость.С целью упрощения схемы оптичсского коррелятора, содержащего размножитель изображении, увеличения быстродействия считывания информации и улучшения качества воспроизведения исследуемого изображения в предлагаемом корреляторе хтеняется оптически непрозрачный транспорант с группой отверстий малого диаметра, что позволяет отказаться от использования, волоконного преоб разователя, сложной мозаики линз, зеркал,призм, Изготовленые такого размножителя выгодно отличдегся от известных малой трудоемкостью. Наибольшее значение сигнала,пропорциональное взаимной корреляционной О функции сравниваемых изображений, выделяется в системе с помощью простой быстродействующей схемы параллельного типа.На фиг. 1 показана блок-схема оптическогокоррелятора; на фиг. 2 - диаграмма, поясня ющая пршщип размножения исследуемого образа и ььа фиг, 3 - принципиальная схема блока принятия решений. Предлагаемыи коррелятор опт О состоит из устройства 1 воспроь следуемого изображения, раз представляющего транспарант с верстнй малого диаметра, накоп сти устройства т, в которой пр 5 занесено некоторое число этало жений, блока фотодатчиков 4, с матрицы фотодиодов, например число которых равно количест изображений, блока принятия ре 30 зывающего класс, к которомуисследуемый образ, и лентопротяжного механизма б.Способ распознавания образов основан цд установлении корреляционных оцецок сходства сравниваемых изображений,С помощью устройства воспроизведешя 1 исследуемый образ проектируется па размцожитель 2, с по ощью которого получаем мном(ество цдептичных копий. Сравнение копий исследуемого образа со всем множеством эталонных, хранимых в накопительной части коррелятора 3, осуществляется с помощью пото. кд излучения от осветителя ца лампе .аклливация, проходящего через каждую пару сопоставляемых изображений. Вычислецие вздимцых корреляционных функций исследуемого образа со всем множеством эталонных для каждого фиксироваццого положения образа осуществляется практически мгновенно, При совпадении исследуемого образа с одцим цз эталонов взаимная корреляциошая функцгя принимает наибольшее значение, и сцгцлл, снимаемый с соответствующего диода матрицы, пропорциональный згачецшо функции корреляции, максимален.В качестве размцожцтеля цзображешш используется оптически непрозрачный трапспарант с группой отверстш малого диаметра,Принцип размножения изображений с помощью оптцческц непрозрачного транспаранта с кольцевой структурой поясняется фцг. 2. -1 цсло отверстий в трацспарацте выбирается равцым количеству здпомцеццых эталонных изображений. Применение такого размпожителя существенно упрощает схему коррелятора, его изготовление ц практически пе искажает изображение исследуемого образа, что трудно достигается (цутем усложцеця Оптической системы) прц исцользовашш самых высококачестьенцых лшз и зеркал,Оптцческш канал коррелОрд, вклклощпй устройство 1 воспроизведения исследуемого образа, размцожцтель 2, ц,коительцуо лсть ус)Оисвд 3, может быть реалзовдп по одной цз следуощцх фупкццондлшых схем.Первый влрцлцт - безлшзоный, когда световой поток от источника падает цепосредствсцно ца пленку с исследуемым образом. С помогьО трднсцдрацта исследуемый образ размножается цд идентичные кошц и в пкоштельно части устройства срашшвдетс со всем множеством запомненных образов.Второй вариант - оптический канал коррелятора с конденсаторной линзой, размещенной перед размцожцтелем и позволяющей легко изменять масштаб изображения исследуемого образа в плоскости сравнения.Третий вариант, когда транспарант 2 дл размцожеция изображения помещен непосредственно перед источником излучепця, а исследуемый образ после конденсаторной линзы, 5 10 15 20 2530 35 40 45 50 55 60 65 Для распозцовация движущихся образов в корреляторе предусмотрен лентопротяжный механизм, состоящий из двух кареток, редуктора, электродвигателя 7 и генератора опорных цапряжеций 8. Прп движении пленки сигналы с матрицы фотодподов достигают максимального зцачецця в то время, когда смещение исследуемого образа относительно эталона по оси перемещения отсутствует, опознавание исследуемого образа производится ца основе определения максимула сигналов, зацесеццх в ячейку памяти блока принятия решений (см. фиг. ) по одюму пз алгоритмов слепого поиска. Схема, реализующая этот алгоритм проста, обладает большим быстродейстием (см. фпг. 3) ц состоит из ячеек памяти нл конденсаторах 9, логическои схемы, выполненной цл диодах 10, ц импульсных трисфорцаОрах 11, например типа МИТ, ключа спроса 12, усилителя-ограничителя 13, триггера 11 Шмидта и ключей сброса 15. Сигналы с матрицы фотодатчцков, пропорциоцальцые функции взаимной корреляции сравниваемых образов, здносятся в ячейки памяти 9, каждой из которой цоставлец в соответствие ьцолце определенный образ, В то время, когда смещение образа отсутствует ца электроццый ключ 12 попадает импульс отрицательной полярности с усилителя-ограничител 5 13.Привязка к центру кадра исследуемого об. раза в момецт отсутствия смещения осуществляется с помощью генератора 8 опорных цапряженцй, сочленцого с валом электродвигателя 7 лентопротяжного мехашзма б (см. фпг. и 3),ЧдсОтд нлпряжешя согласована с размером клдрд и скоростью протяжки. Отрицательный импульс (пмпульс опроса), поступакцп цд ключ 12, коммутцрует логическую г хому цс диодах (О и грлцсформдтордх 11 Вь- де:ец 5 максимум.Ок цро екает то,Ько через гот диод лопшеской схемы, которьш подключен к ячейке с наибольшим сцгцллом. В результате па выходе соответствующему этому диоду импульсного трансформатора возникает импульс тока, который поступает цд схему индикации (илп регистрации) опозцанцого образа. В связи с тем, что выделение дксцмдльцого сцпдлл от всех ячеек памяти прсшзпюдц гся одцогремеиО (параллельно) практически исключаетсяошибка, обусловлешгая подобием оцозцавдемых образов (:ааков). Сброс коцдецсдторов 9 для каждого исследуемого образа при движецц ленты осуществляется посредством временной задержки импульса сброса, спваемого с триггера Шмидта, относительно импульса опроса. Временная здержка определяется выбором ,ровн сраблтывлнц тршггерд Шмидта и ныбирлетгя меньшей четверти времени прохождецгя пленки цо исследуемому образу.Импульс сброса с трцперл Шмидта поступает па ключи 15 и приводит ячейки памяти в исходное положение,328479 г.2 Макет предлагаемого устройства показал полную работоспособность при скорости протяжки ленты до 200 образов в минуту. Предмет изобретения1. Оптический коррелятор, содержащий устройство воспроизведения изображений, оптически связанный с размцожителем изображений, накопительное устройство, соединенное с олоком фотодатчикоВ, подключенным к Олоку принятия решений, соединенному через генератор опорного напряжения с лентопротяжным мекаиизмом, отлачаюшпшя тем, что, с целью упрощения коррелятора, в цем размиожитель изображений выполнен в виде оптически непрозрачного транспаранта с гр ппойотверстий,2. Устройство по п. 1, отлачающееся тем,5 что, с целью увеличения быстродействия приопознавании движущикся изображений, в немблок принятия решений выполнен в виде параллельной структуры, содержащей в каждомканале электронный ключ с водным запо 10 мииающим конденсатором, общую многовходовую скему выделения максимума с ключомопроса, соединенным с усилителем-ограничителем, подключеши.м к триггеру Шмидта и кгенератору опорного напряжения.328479 Реддкт орректор И. Шматова Гони 11 зд.175 Тирдгк 448делам изобретений и открытий ири Совет Москва, 7 К, Рау нская наб., д. 4,5 Заказ 118551,Н 11 ИПИ Комитета эяЛ Ю тавитель В. Жовииски 1екред 3. Тараненко пография, пр. Сапунова, 2 Подвисиоеинилров СССР