Анализатор изображений

Союз Советскнз Социалистических Республик(22) Заявлено 0 112,77 (21) 2549248/18-24с присоединением заявки Но(5)М. Кл. С Об К 9/006 Об К 11/00 Государственный коинтет СССР но делан нзобретеннй н открытнй(54) АНАЛИЗАТОР ИЗОБРАЖЕНИЙ Изобретение относится к автоматие и вычислительной технике и можетбыть использовано при построении систем автоматического распознаванияизображений.Известен анализатор изображений,действие кстброго основано на использовании принципов оптической голограФии 13.Наиболее близким по техническойсущности является анализатор изображений которой содержит оптически связанные источник когерентного света,транспарант с входным йзображениемблок прямого преобразования Фурье,мультипликатор, матрицу оптическихмасок, матриц Фотодетекторов и блокобработки, где осуществляется реализация алгоритмов обучения и распознавания (2, Устройство позволяетодновременно с высокой скоростьюФормировать набор признаков распознаваемсгс иэображения, конкретныйвид которого зависит от выбора оптических масок и осуществлять на основе этих признаков распознавание входного изображения,Однако такие устройства не обеспечивают надежное распознавание в случае, когда распознаваемый объектзанимает лишь небольшую часть полявходного изображения и находится вокружении сяда мешающих объектов, являющихся помехой пс отношению к распознаваемому объекту, Высокий урО-вень помех и неопределенность положения распознаваемых объектов на вход- О нсм иэображении обуславливаетнеприменимость известного устоойствав данном случаеЦелью изобретения является расширение применения анализатора эа счет 5обеспечения инвариантнссти к положению изображения.Это достигается тем, что в составизвестного устройства введены последовательно расположенные согласованный Фильтр с механизмом перемещения,дефлектор и блок обратного преобразования фурье, расположенные между блоком прямого преобразования Фурье имультипликатором, блок выделения ко 2 с ординат объектов, оптически связанные с блоком обратного преобразования Фурье, и блок управления, входкоторого подключен к выходу блока выделения координат объектов, а выходы - к управляющим вх. в ;лам дефлектораи механизма перемещения согласованнога фильтра.На чертеже изображена блоксхема устройства. Анализатор содержит источник 1 когерентного света транспарант 2 с входным изображением,блан 3 прямого преобразования фурье, согласованный фильтр 4, механизм 5 пеРемещения, дефлектор б, блокобратного преобразования фурье, мультипликатор 8, матрица 9 оптических масок, матрица 10 фотодетекторов, блок 11 выделения координат объектов и блок управления 12. Анализатор работает следуюшим обраЬом.Излучение источника когерентного света 1 освещает транспарант 2 с входным изображением, При этом в ныходной плоскости блока 3 прямого преустановлены согласованный фильтр 4 с механизмом 5 перемещения и дефлектор б. Согласованный Фильтр 4 соответствует эталонному объекту, В выходнойплоскости блока 7 обратного преобразования Фурье Формируется световоеполе, описываемое Функцией взаимнойкорреляции между входным изображением и эталонным, Это корреляционноесвЕтоное поле регистрируется блоком14 выделения координат объектов, Поскольку входное иэображение являетсясложным, т.е, на нем может находиться,целый ряд объектов, то корреляциониое световое поле будет состоятьиз ряда участков, каждый из которыххарактеризует значение Функций нзаимной корреляции между объектами и зталоном,причем каждому объекту будет-оатнетствонать вполне определенныйучасток корреляционного световогополя, строго определяющей положение объекта на входном изображении, Иэмеряя уровень н каждом участке светового поля и сравнивая его с заранее выбранным порогом, мы можем определить как наличие, так н положение обЪектон на входном изображении, Эти ФУНкции и выполнят блок 11 выделениякоординат объектов, СогласованныйФильтр 4 выполняет Функции обнаружение и определение положения похожихобЪектов. Для его записи используется эталон, представлявший одну из реализаций объектов интересуюшего нас класса.Для объектов данного класса, атакже для 1 похожих на них объектов других классов корреляции с записанным на согласованном фильтре 4 эталоном будет большей, чем для других присутстнуюших на сложном иэображении объектов, При необходимости определять принадлежность находящихся на сложном иэображении объектов к нескольклм заданным классам можно 65 образования фурье Формируется пространственный спектр анализируемого 20 изображения, В этой же плоскости использовать сложный согласованный фильтр. На такой фильтр необходимо последовательно записать несколько эталонных объектов, каждый иэ которых янляется характерным представителем одного из заданных классов, При записи необходимо сохранятьнеизменным угол падения плоской опорной волны, В этом случае световые распределения, "оотнетствуюшие функциям корреляции между объектами и эталонами, будут складынаться в определенных участках корреляционного поля, а.объекты заданных классов и "похожие" на . них объекты других классов будут характеризоваться небольшими суммарными значениями Функций взаимной корреляции, Введенный соотнетствуюший порог н блоке выделения координат объектон 12 обеспечивает селекцию тех объектов, которые необходимо использовать для дальнейшего распознанания, Выходные сигналы блока 11 выделения координатобъектов 11 через блок управления12 упранляют работой дефлектора б,который отклоняет снетовой поток вчастотной плоскости, Перед подачейупранляюших сигналов на дефлектор бс блока управления 12 на механизм 5перемешения подается сигнал, благодаря которому согласонанньй Фильтр4 выводится из светового пучка, Вотсутствии согласованного фильтра 4блок 7 обратного преобразования ФУрВе проектирует изображение на входмультипликатора 8, Таким образом,бпок 7 обратного преобразователя ФУрье выполняет дне функции: при наличии согласованного фильтра 4 он Формирует корреляционное поле, а приотсутствии согласованного фильтра4 - проектирует входное иэображениена вход мультипликатора 8,Отклонение светового потока н частотной плоскости дефлектором б приводит к перемещению изображения на выходе мультипликатора 8, Размер этого перемещения задается сигналамис блока управления 12 и, следовательно, положением объекта на входном иэображении, Размер апертуры мультипликатора 8 выбирается равным по размеру элементарного фрагмента входного изображения, содержащего выделенный объект, Таким образом, на вход мультипликатора 8 поочередно подаются распознаваемые объекты, предварительно отобранные с помощью согласованного фильтра 4На выходе мультипликатора 8 появ-ляется набор идентичных иэображений распознаваемого объекта, Эти иэображения попадают на матрицу 9 оптических масок, На каждой маске записана одна иэ функций системы функцийР(хф Световой поток на теневой стороне матрицы 9 оптических ".асок интегрируется с помошьюматрицы Фотодетек 742980торов 10. Выходные сигналы матрицы 10 фотодетекторов представляют собой набор признаков распоэнавэемых объектов и описываются величинамищкщЦЬ,Ьд)4 и,Ч)диац,Ьгде 1 - номер фрагментов входного сложного изображения, содержащего распознаваемый объект, Этот набор признаков, конкретный вид которого р. определяется выбором системнее функций РХ,Я и представляет собой выходнйе величины анализатора изображений,Формула изобретенияАнализатор изображений, содержащий оптически связанный источник когерентного света, транспарант с входным изображением, блок прямого преобразо вания Фурье, мультипликатор,матрицу оптических масок, матрицу фотодетекторов, отличающийсятем,что, с целью расширения области применения анализатора за счет обеспечения инварнантности к положениюиэображения, он содержит последовательно расположенные согласованныйфильтр с механизмом перемещения, дефлектор и блок обратного преобразования Фурье, расположенные между блоком прямого преобразования Фурье имультипликатором, блок выделения координат объектов, оптически связанные с блоком обратного преобразования Фурье, н блок управления, входкоторого подключен к выходу блокавыделения координат объектов, авыходы - к управляющим входам дефлектора и механизма перемещения согласованного ФильтраИсточники информации,принятые во внимание прй экспертизе1. Заявка Японии 9 50-40498,НКИ 97/7 В С 21, опубл. 24,12.75.2. Авторское свидетельство СССР9 343279, ИКИ 6 06 К 9/00 от22 ф 0672 (прототип)742980 ВНИИПИ Заказ 7927/2 Тираж 751 Подписно филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна