Устройство для распознавания образов

ц 650087 ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 28.02.79по делам изобретений и открытийрдена Ленина институт кибернетики АН Украинской СС аявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗО Изобретение относится к области технической кибернетики, в частности к устройствам для распознавания образов, и может быть использовано для распознавания геометрических фигур на фоне помех.дИзвестно устройство для распознавания образов, содержащее объектив, телевизионную трубку, видеоусилитель, блоки кадровых и строчных ключей, распределители кадров и строк, блок триггеров, классифи катор, блок изменения координат, блок управления, генератор линейных напряжений, блок генераторов для генерирования напряжений и коммутатор 11.Недостатками такого устройства явля ются большой объем оборудования, обусловленный наличием в устройстве большого количества сложных блоков; низкое быстродействие из-за использования перемещений передающей телевизионной трубки; 20 малая вероятность распознавания образа на фоне помех.Наиболее близкое к изобретению техническое решение - устройство для распознавания образов, содержащее первый 25 блок памяти, соединенный через блок коммутации, подключенный к регистру сдвига, с первым блоком счетчиков, второй блок памяти, соединенный через регистр сдвига с блоком управления 2. 30 Для такого устройства характерны недостаточно высокая точность распознавания образов и конструктивная сложность.Цель изобретения - повышение точности распознавания и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок классификации спектров распознаваемых образов, соединенный с первым блоком счетчиков и с блоком управления, второй блок счетчиков, подключенный к первому блоку памяти и к блоку управления, и третий блок счетчиков, соединенный с вторым блоком памяти и управления,Блок классификации спектров распознаваемых образов содержит узел сравнения, соединенньш с регистром, коммутатором, счетчиком, первым элементом И, подключенным к коммутатору, и с вторым элементом И, подключенным к регистру и к коммутатору,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 показан блок классификации спектров распознаваемых образов.Устройство содержит первый блок 1 памяти, второй блок 2 памяти, блок 3 коммутации, блок 4 классификации спектров распознаваемых образов, первый блок 5 счетчиков, второй блок 6 счетчиков, третийблок 7 счетчиков, регистр сдвига 8, и блок 9 управления.Устройство работает следующим образом.В матрицу запоминающих элементов первого блока 1 памяти заносится изображение, включающее в себя произвольно ориентированные на плоскости геометрические данные, т. с. черно-белые с величинами яркости 1 и О, образы (прямая, полоса, круг, прямоугольник и т. п,), искаженные помехами. Запись изображения в матрицу первого блока памяти производится параллельно во все ее строки и последовательно внутри каждой строки. Считывание изображения выполняется последовательно по всем элементам матрицы первого блока памяти и несколько раз за время одного кадра, причем полученная таким образом информация об изображении каждый раз снова записывается в матрицу первого блока памяти за счет выполнения строк матрицы по кольцевой схеме и, кроме того, эта информация с помощью блока 3 коммутации поступает в счетчики первого блока 5 счетчиков, где формируются для каждого считывания спектры изображения, характеризующие распределение в матрице запоминающих элементов со значением 1 в различных направлениях.Блок 3 коммутации распределяет считанную с матрицы первого блока памяти информацию об изображении в счетчики первого блока счетчиков 5 таким образом, что при каждом считывании сформированный спектр изображения соответствует такому спектру, который можно получить после поворота образа в матрице на заранее определенный для данного считывания угол. Управление блоком коммутации осуществляется с помощью регистра сдвига 8. Правило распределения информации по счетчикам задается блоком 9 управления, а адреса счетчиков для выполнения этого правила хранятся во втором блоке 2 памяти. Устройство позволяет за время одного кадра просматривать под различными углами принятый образ и формировать соответственно этим направлениям спектры изображения, которые классифицируются в блоке 4 классификации спектров распознаваемых образов, Результат классификации спектров в блоке 4 является результатом распознавания образа, записанного в матрицу первого блока памяти,С первого выхода блока управления сигнал выбранного направления просмотра изображения подается на первый вход блока классификации спектров распознаваемых образов. С второго выхода блока управления на вход счетчика строк второго блока 6 счетчиков и на вход третьего блока 7 счетчиков последовательно подаются первые группы импульсов, причем число групп равно числу направлений просмотра изо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 бражения. Число импульсов, подсчитанное счетчиком строк второго блока 6 счетчиков и представленное в двоичном коде, указывает на номер строки в матрице первого блока памяти.С третьего выхода блока управления в счетчик столбцов второго блока счетчиков и в регистр сдвига подается вторая группа импульсов, количество которых равно количеству столбцов матрицы первого блока памяти и которые повторяются для каждой строки матрицы первого блока памяти, Число импульсов, подсчитанное счетчиком столбцов второго блока счетчиков и представленное в двоичном коде, является адресом и выбирает в матрице первого блока памяти соответствующий столбец элементов.В регистре 8, в котором направление сдвига задается блоком управления, каждый из импульсов второй группы поочередно сдвигает 1 на один разряд. Третий блок счетчиков выбирает во втором блоке памяти строку, в которой записан код адреса счетчика первого блока 5 счетчиков. В этот блок заносится значение элемента первой строки и первого столбца матрицы первого блока памяти. В определенный разряд регистра сдвига записывается 1, которая сдвигается импульсами второй группы и после каждого сдвига поступает в блок коммутации, соответствующий выход которого соединен с выходом определенного счетчика первого блока 5 счетчиков.Таким образом, при подаче с блока 9 управления импульсов обеих групп изображение считывается из матрицы первого блока памяти в определенные счетчики первого блока 5 счетчиков, в зависимости от направления просмотра. Процедура повторяется аналогично и при других направлениях просмотра.В исходном состоянии, т. е. к приходу первых импульсов из любой группы импульсов (например, для матрицы размерностью 32 Х 32 элемента количество групп импульсов равно 16) в счетчиках строк и столбцов второго блока 6 счетчиков и в регистре 8 записаны нули. С приходом импульсов из любой группы импульсов осуществляется с помощью третьего блока 7 счетчиков выбор кода адреса определенного счетчика первого блока 5 счетчиков из второго блока 2 памяти, установка в соответствующее адресу счетчика состояние регистра сдвига 8, выбор в матрице первого блока 1 памяти, с помощью счетчиков строк и столбцов второго блока 6 счетчиков, элемента первой строки и первого столбца и запись значения выбранного элемента через блок коммутации в тот счетчик первого блока счетчиков, адрес которого поступает из регистра 8 в блок коммутации. Далее после импульса первой группы с третьего выхода блока управления после 650087довательно поступают тактовые импульсы второй группы в счетчик столбцов второго блока счетчиков и в построенный по кольцевой схеме регистр сдвига 8. По этим сигналам производится выбор соответствующих столбцов матрицы первого блока памяти и счетчиков первого блока счетчиков. С приходом второго импульса первой группы счетчик столбцов второго блока счетчиков устанавливается в исходное положение, а в регистр 8 запишется первоначальный адрес счетчика первого блока счетчиков или же измененный адрес в зависимости от угла просмотра. С приходом очередных импульсов процедура повторяется для второй строки матрицы первого блока памяти и т, д,Таким образом, для заданного угла просмотра записанное в матрице первого блока памяти изображение считывается и формируется в первом блоке счетчиков соответствующий спектр изображения. Аналогично осуществляется работа описываемого устройства для других значений углов просмотра.Спектры изображений поочередно, по мере их формирования, поступают из первого блока счетчиков в блок классификации спектров распознаваемых образов, где они анализируются, и по результатам анализа осуществляется распознавание образа. В этом случае на выходные шины устройства выводятся данные о наличии образа, его некоторых геометрических размерах (ширина, длина), ориентации образа на плоскости, а также указывается класс образа. Если произошло распознавание образа, то из блока классификации спектров распознаваемых образов поступает в блок управления команда на прекращение формирования спектров изображения.В качестве примера одного из возможных вариантов построения блока 4 классификации спектров распознаваемых образов для распознавания образов в виде полос рассмотрим схему, изображенную на фиг,2. Она содержит регистр 10, узел 11 сравнения, коммутатор 12, первый и второй элементы И 13 и 14 и счетчик 15. Первый вход блока 4 классификации спектров распознаваемых образов соединен с первым входом второго элемента И 14, входом регистра 10 и коммутатора 12, вторые входы которого соединены с выходами блока о счетчиков. Выход регистра 10 соединен с первым входом узла 11 сравнения, второй вход которого соединен с выходом коммутатора 12 и первым входом первого элемента И 13. Выход узла 11 сравнения соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, входом счетчика 15 и первым выходом блока 4 классификации спектров распознаваемых образов, выходы которого соединены соответственно с выходами первого элемента И 13, узла 11 срав 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 нения, счетчика 15 и второго элемента И 14,При определенном угле просмотра изображения, задаваемом блоком 9 управления, в счетчики первого блока 5 счетчиков из матрицы первого блока 1 памяти через блок 3 коммутации считывается искаженное помехами двумерное изображение. Помехи имеют вид отдельных точек и их скоплений разной длины и ширины, размещенных под разными углами по отношению к образу.Последовательно из первого, второго и т, д. счетчиков величина, характеризующая спектральную составляющую образа, поступает на входы коммутатора 12, соединенного с блоком управления. С выхода коммутатора эта величина поступает на второй вход узла 11 сравнения и первый вход первого элемента И 13. В узле сравнения эта величина сравнивается с пороговой величиной, которая поступает из регистра 10. Величина порога, равная минимальной величине, характеризующей спектральную составляющую образа, засылается перед началом распознавания в регистр 10 из блока 9 управления.При условии превышения порога из узла 11 сравнения поступает импульс 1 обнаружения спектральной составляющей образа на выход блока 4 классификации спектров распознаваемы.; образов, соединенный с входом блока 9 управления, на второй вход первого элемента И 13, на выходную шину устройства, в счетчик 15 и на вход второго элемента И 14.С выхода первого элемента И величина, характеризующая спектральную составляющую образа, поступает в выходную шину устройства.На первый вход второго элемента И из блока управления подается импульс угла просмотра изображения и при совпадении сго с импульсом обнаружения 1 из узла 11 сравнения на выходную шину устройства подается сигнал обнаружения величины спектральной составляющей образа под заданным углом просмотра.В счетчике 15 происходит подсчет количества обнаруженных под углом просмотра спектральных составляющих образа, т. с. формируется ширина образа, и результат подается на выходную шину устройства.Введение новых блоков позволило значительно повысить точность распознавания образов и в 1,4 - 1,6 раза упростить конструктивное выполнение устройства по сравнению с известными. Формула изобретения 1. Устройство для распознавания образов, содержащее первый блок памяти, соединенный через блок коммутации, подключенный к регистру сдвига, с первым бло.650087 Фиг. Техред А. Камышникова Корректор Л. Брахнина Редактор Е. Караулова Заказ 90/8 Изд.199 Тираж 779 Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 ком счетчиков, второй блок памяти, соединенный через регистр сдвига с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности распознавания и упрощения устройства, оно содержит блок классификации спектров распознаваемых образов, соединенный с первым блоком счетчиков и с блоком управления, второй блок счетчиков, подключенный к первому блоку памяти и к блоку управления, и третий блок счетчиков, соединенный с вторым блоком памяти и управления.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что блок классификации спектров распознаваемых образов содержит узел сравнения, соединенный с регистром, коммутатором, счетчиком, первым элементом И,5 подключенным к коммутатору, и с вторымэлементом И, подключенным к регистру икоммутатору.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе10 1. Авторское свидетельство СССРМз 374636, кл. б 06 К 9/00, опублик. 1973.2. Авторское свидетельство СССРЮз 354436, кл, 6 06 К 9/00, опублик, 1972,