Способ опознавания объектов по их контурным изображениям

(н) 438029 ОП ИСАн ие ЙЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ависимое от авт. свидетельствааявлено 15.01.65 (2 1) 943655/1 8-24(51) М, Кл. С 061 с 9/06 вкис присоединением Государственный комите Совета Министров СССР оо делам изооретений. и открытийата опубликования описания 2.01.7 72) Р, А. Нашлюнас Специальное конструкторское бюро при Вильнюсском заводе счетных машин) СПОСОБ ОПОЗНАВАНИЯ ОБЪЕКТО ИХ КОНТУРНЫМ ИЗОБРАЖЕНИЯМ изе изображений объектоввлениях.повысить надежность автом деляют при аналнескольких напрЭто позволяеттического чтения5 На фиг. 1 прба опознавания;рирующий принПреобразоватеинформацию об10 парный код с ртов на отдельнытам изображенит"чение единицынуля,15 Блок 2 икса налиеляет д точ- точки ф ции точек пересечении а зирует коды строк изображения и опред точки пересечения контура в строках. По ками пересечений в строках понимаются переходов: фон - изображение объект изображение объекта - фон. При опр нии точек пересечений контура в стро блоке 2 устраняются случайные помехи чайные единичные и нулевые разряды) н не изображения и в его контуре. В блоке 3 ведется подсчет количества пересечений контура в каждой строке и жения объекта. Логическими схемами б,анализируется порядок следования ст разным количеством пересечений контур основе этого определяются разделяющиеделе ках в (слу точек зобрачока 4 рок с анна с сечеИзвестные способы опознавания объектов по их контурным изображениям основаны на нахождении разделяющих сечений в местах перехода строк с одним количеством пересечений с контуром на строки с другим количеством пересечений и используют для составления кодовых описаний изображений объектов длины белых и черных отрезков в строках и найденные разделяющие сечения, Однако такие способы имеют невысокую надежность опознавания контуров.Предлагаемый способ отличается от известных тем, что после нахождения разделяющих сечений относительно них фиксируют признаки замкнутости-разомкнутости отрезков контура и проверяют эти признаки по логическим суммам между разделяющими сечениями содержимых элементов строк, расположенных определенным образом по отношению к разделяющим сечениям. При этом в качестве критериев замкнутости отрезков контура принимают наличие количеств нулевых разрядов, меньших заданных порогов, а в качестве критериев разомкнутости отрезков контура - наличие количеств нулевых разрядов, больших заданных порогов, в логических суммах между разрядами, соответствующими точкам пересечения с контуром в строках разделяющих сечений. Кроме того, указанные признаки замкнутости-разомкнутости отрезков контура выедставлена блок-схема спосона фиг, 2 - пример, иллюстцип действия способа.ль 1 преобразует исходную опознаваемых объектах в биазбивкой изображений объеке строки: контурным элемен-объектов присваивается знаэлементам фона - значениения (строки), между которыми формируются логические суммы содержимых определенныхэлементов строк и вырабатываются команды,управляющие взаимодействием блоков устройства.Разделяющие сечения - это определенныестроки в зоне перехода строк с одним количеством пересечений на строки с другим количеством пересечений в зависимости от условий фиксации разделяющих сечений: строки в переходах определенного характера, строки с определенным количеством пересечений, строки с большим или меньшим количеством пересечений, строки с заданным номером относительно перехода, строки с привязкой условий их фиксации к разным переходам (к порядковому номеру перехода, к типу перехода) и т. д, Разделяющие сечения при необходимости также фиксируются при переходе с фона к строкам изображения объекта и/или при противоположном переходе, т, е. в началс и конце изображения объекта.С целью устранения случайного искажения изображений объектов, в блоке 4 в ряде случаев целесообразно предусмотреть выделение разделяющих сечений лишь при повторении строк с новым количеством пересечений несколько раз подряд (устойчивые разделяющие сечения). При заранее известном ансамбле опознаваемых объектов программа фиксации разделяющих сечений и зон знака между разделяющими сечениями, в которых формируются логические суммы, может быть задана блоку 4 на основе предварительного анализа наиболее информативных переходов строк с одним количеством пересечений в строки с другим количеством пересечений в контурных изображениях объектов. При заранее неизвестном ансамбле опознаваемых объектов разделяющие сечения фиксируются при обнаружении устойчивых переходов строк с одним количеством пересечений в строки с другим количеством пересечений (при этом условия вышеприведенного характера для фиксации разделяющих сечений должны задаваться лишь в общем виде), а логические суммы формируются между соседними разделяющими сечениями или между случайным образом выбираемыми разделяющими сечениями. Программа фиксации разделяющих сечений и формирования логических сумм в последнем случае окончательно вырабатывается в процессе классификации изображений объектов.Логическое суммирование содержимых элементов строк, расположенных определенным образом по отношению к разделяющим сечениям, например под прямым углом, между соответствующими разделяющими сечениями ведется в блоке 5 по командам блока 4. Запоминание точек пересечений и их взаимного расположения в разделяющих сечениях (строках) производится в блоке 6. При получснии команд с блока 4, указывающих на зафиксирование разделяющих сечений, с блока 2 вблок 6 передается информация о взаимном расположении точек пересечений в соответствующих им разделяющих сечениях. Выделение признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура между точками пересечений контура в разделяющих сечениях по соответ ствующим им логическим суммам осуществля.ется в блоке 7, а изменение критериев (поро.гов) выделения отдельных признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура - в 10 блоке 8 при получении команд с блока 4, определяющих начало анализа логических сумм.Критерии выделения отдельных признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура могут или меняться, например на основе ин формации о расстояниях между точками пересечения контура в разделяющих сечениях, поступающей в блок 8 из блока б, или быть заданы постоянными на основе предварительного статистического анализа изображений объек тов. Распределение в блоке 7 выделенных признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура по отдельным каналамблока 9 фиксации признаков осуществляется коммутатором 10 при получении с блока 3 ин формации о количестве точек пересечений контурной линии в разделяющих сечениях и команд с блока 4, указывающих на проверку признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура в блоке 7. Указанные признаки 30 распределяются и последовательно запоминаются в отдельных каналах ь . блока 9 в зависимости от количества точек пересечений в разделяющих сечениях, относительно которых выделяются упомянутые признаки.35В блоке 9 может предусматриваться лишьпростое последовательное запоминание признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура, но распределение признаков по от дельным каналам позволяет группировать опознаваемые изображения объектов на подклассы, например подкласс знаков, имеющих лишь однократные пересечения, не больше двух пересечений в направлении анализа и т, д., что 45 при классификации в ряде случаев повышаетдостоверность опознавания, Для запоминания признаков в каналах ь Ь,блока 9 целесообразно применять элементы памяти, имеющие три состояния: исходное их состояние 50 указывает на отсутствие проверки признаковзамкнутости-разомкнутости отрезков контура, другие два состояния соответственно обозначают признаки замкнутости и разомкнутости отрезков контура, Сравнение в каналах ь 6, 55, блока 9 запомненных последовательностей признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура с эталонными ведется в соответствующих каналах 1 ь 2, , 1 классификатора 11, В сравнении с эталонными признаками в этих каналах могут участвовать последовательности признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура, зафиксированные не только в соответствующих им каналах 6, Ь,блока 9, но и в любом из них, что на 65 блок-схеме условно указывается пунктирными10 15 го г 5 Зо 35 40 45 50 55 60 65 связями. На выходных шинах классификатора получаются сигналы опозпавапия объектов, При заранее неизвестном ансамбле объектов в процессе получения последовательностей признаков замкну,ости-разомкнутости отрезков контура опознвасмых объектов в блоке классификации ведется самообучение устройства к опознаванию.При классификации также целесообразно использовать признаки, вливающиеся в структуру выделения признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура: число строк в изображении объекта с заданным количеством пересечений, длины белых и черных отрезков в строке, расстояния между разделяющими сечениями и т. д, Можно предусмотреть выделение признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура при анализе изображения объекта в нескольких направлениях.Принцип действия способа иллюстрируется на примере изображения цифры 5 (см. фиг. 2). Пусть задаются следующие условия анализа изображений знаков:1. Анализ осуществляется сверху вниз по вертикальным строкам и слева направо по изображению знака;2. В качестве критериев фиксации пересечений в строках принимается обнаружение не менее, чем двух подряд следующих единичных разрядов после бело-черного перехода;3. Следующее пересечение в строке фиксируется в том случае, если оно от предыдущего отделено не меньше, чем на два нулевых разряда;4. В качестве точек пересечений принимаются первые единичные разряды в пересечении в направлении анализа строки;5. Логические суммы формируются в зонах между;- началом изображения знака и первой строкой двукратного пересечения, если за ней встречается не меньше, чем одна строка с двукратным пересечением;- началом изображения знака и первой строкой трехкратного пересечения, если за ней встречается не меньше, чем одна строка с трехкратным пересечением;- последней строкой трехкратного пересечения, если перед ней встречается не меньше, чем одна строка с трехкратным пересечением и концом изображения знака;6. Логическое суммирование содержимых элементов строк ведстся по направлению, перпендикулярному анализу строк;7. В качестве критериев разомкнутых отрезков контуров принимается обнаружение не меньше, чем двух нулевых разрядов в коде логической суммы между разрядами, соответствующими точкам пересечений в разделяющих строках,Изображение цифры 5 во время анализа автоматически разбивается на зоны формирования логических сумм: начало изображения знака (третья строка) - четвертая строка, начало изображения - шестая строк и копсц изображении знака (двенадцатая строк) -- д"ситя строка, Граничные строки ключаются в указанные зоны, которым соотвстствуют логические суммы:000001111110000111100000,000011111110000111110000 и000011000001111111100000. Логическим суммам соответствуют следующие разделяющие строки; четвертая строка с точками пересечения в шестом и шестнадцатом разрядах, шестая строка с точками пересечения в пятом, десятом и девятнадцатом разрядах и десятая строка с точками пересечения в пятом, двенадцатом и семнадцатом разрядах, После проверки логических сумм между указанными точками пересечений изображение цифры 5 характеризуется такой последовательностью признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура: разомкнуто-замкнуто-разомкнуто-разомкнуто - замкнуто. Сравнение выдсленпого кода с эталонными кодами изображений знаков в дальнейшем осуществляется согласно выбранной схеме классификатора. Предмет изобретения 1. Способ опознавания объектов по их контурным изображениям, основанный на фиксации разделяющих сечений в местах устойчивого перехода строк с одним количеством пересечений с контуром на строки с другим количеством пересечений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения признаков, инвариантных к смещениям изображения в кадре опознавания, устойчивых по отношению к изменениям толщины, ориентации и конфигурации контура, фиксируют признаки замкнутости-разомкнутости отрезков контура по отношению к разделяющим сечениям, проверяют эти признаки по логическим суммам между разделяющими сечениями содержимых элементов строк, расположенных перпендикулярно или под другим углом по отношению к разделяющим сечениям, причем в качестве критериев замкнутости отрезков контура принимают наличие количеств нулевых разрядов, меньших заданных порогов, а в качестве критериев разомкнутости отрезков контура - наличие количеств нулевых разрядов, больших заданных порогов, в логических суммах между разрядами, соответствующими точкам пересечения с контуром в строках разделяющих сечений.2. Способ по п, 1, о тл и ча ю щи й ся тем, что, с целью повышения достоверности опознавания и увеличения количества признаков, выделение указанных признаков замкнутости- разомкнутости отрезков контура осуществляют при анализе изображений объектов в нескольких направлениях.438020 а едактор Ильина Составитель И, Шелипов Корректор А. Степанова Тираж 624комитета Совета Мретений и открытийшская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова,аказ 3520/15 Изд,184 ЦНИИПИ ГосударственногоСССР по делам изобМосква, Ж-З 5, Ра Подписи нистров