Способ распознавания геометрических фигур

(61) 1020840 (21) 4120702/24 (22) 06.06.86 (46) 23.02.88.Б тно юла (71) Физико-механи им,Г.В.Карпенко (72) В.И.Гордиенко (53) 681.391,19 (О (56) Авторское сви 9 1020840, кл. С 0 еский инстит и Б.П,Русы8.8етельствоК 9/00,19 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ФИГУР(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при распознаваиии плоских геометрических фигур вробототехнике, установках неразрущающего контроля, анализе микробиологических препаратов, Целью изобретения является повышение быстродействия способа. Это достигаетсяспособом распознавания геометрических фигур, основанным на сканировании и преобразовании изображенияфигуры в последовательности широимпульсных сигналов, сканированииизображения фигуры при непрерывномизменении угла сканирования, преобразовании для каждого угла сканирования последовательности широтноимпульсных сигналов в интегральныесигналы и выделении в интегральныхсигналах последовательности экстремальных уровней так, что для каждого экстремального уровня интегральныхсигналов формируют сигнал временного отсчета, формируют результирующиесигналы, пропорциональные сигналамвременного отсчета и обратно пропорциональные соответствующим экстремальным уровням интегральных сигналов, и по полученной последовательности результирующих сигналов судят.о распознаваемой геометрической фигуре. 2 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано при распознаванииплоских геометрических фигур в робототехнике, установках неразрушающе 5го контроля, анализе микробиологических препаратов и является усовершенствованием способа поавт.св. Р 1020840.1 ОЦель изобретения - повышение быстродействия за счет введения операциинормализации последовательности экстремальных уровней.На Фиг,1 приведены иэображения 15исследуемых геометрических фигур(а), интегральные сигналы этихФигур (б)эталонные последовательности сигналов, соответствующие распознаваемым образцам(в); на Фиг.2 в20блок-схема устройства, реализующегопредлагаемый способ распознавания.Сущность изобретения заключается вследующем. На первом этапе процессараспознавания каждая выпуклая геометрическая фигура, которая отражает.ся рецепторным полем, состоящим изНфЮ элементов, описывается интегральным сигналом ц фг.), учитывая,что рецепторный элемент принимает 30значение "единица", если он лежитвнутри или пересекает контур фигуры,и "нуль", если лежит извне, ц,(й)представляет собой распределение вовремени суммы единиц в каждой строкерецепторного поля, т,е, в процессесканирования изображения происходитпреобразование последовательностиширотно-импульсных сигналов в интегральный сигнал (фиг.1 б 1. 40С целью сокращения количества инФормации, достаточного для однознач"ного описания фигуры, что приводит кдополнительному уменьшению временина распознавание, для каждого интегрального сигнала определяютмоментывремени с; (фиг.1 б ), в которые меняется скорость изменения сигнала, исоответствующие им амплитудные значения уровней ц; и сигналов временного отсчета Ц ;. Такая обработка сигнала ц (с) дает возможность поста 4вить ему в соответствие последовательность экстремальных уровней 1,=фм55где 1 - число экстремальных уровней,зависящих от формы фигуры,Для устранения зависимости экстремальных уровней, выделенных в интегральных сигналах, от изменения масштаба фигур осуществляют операцию нормализации последовательности экстремальных уровней. Эта операция производится путем деления величин ц. и ц т.е. формирования отношений (ц,/ц;.). В связи с таким представлением образца для определения глобального экстремального уровня фигуры в процессе сканирования ее иэображения необходимо сформировать два интегральных сигнала, выделить в них последовательности экстремальных уровней 1и 1,1 нормализовать их, а затем сформировать из них глобальный экстремальный уровень 1, щ шах (1л 1 .Так как каждому классу геометрйческих Фигур можно поставить в соответствие только ему характерное количество максимальных экстремальных уровней 1;" шах 1 1 где = 0,2 н;1,1 (Я - количество классов фигур то 1 однозначно задает первую эталонную последовательность, применяемую для предварительного распознаванияПредварительное распознавание производится на основании сравнения глобального экстремального уровня с первой эталонной последовательностью, тешах 1 1Л 1, )- шах1(1)В случае, если в результате сравнения разность (1 ) равна нулю, принимается решение о классе, к которому относится исследуемая фигура.Однако этого часто недостаточно, так как во многих практических случаях возникает необходимость в оценке не только класса, но и подкласса фигуры.С этой целью в способ включен второй этап распознавания, заключающийся в том, что глобальный экстремальньп уровень сравнивается с второй эталонной последовательностью, представляющей собой множество нормализованных экстремальных уровней (ц /ц), определенных в каждом интегральном сигнале для всех направлений сканированияП; - ИСц,/ц), ""1 = 1,1, (2)Операция формирования Р. произ)водится предварительно до начала рас137610 разцов. последовательность, характеризующаямаксимально возможное число экстремальных уровней для данного классафигур. Если в результате обработкисовпадают величины 1 и шах 1 1 ,т.е,1 - шах 1 1, =О, то на выходеблока 13 появляется сигнал, которыйпоступает на второй вход блока 14,свидетельствующий о классе геометрической Фигуры. Для принятия устройством решения о подклассе, к которому относится фигура, на первый и третий входы второго блока 14 обработкипоступают соответственно из блоков10 и 11 деления нормализованные последовательности экстремальных уровней (результирующие сигналы), а навторой вход блока 14 - вторая эталонная последовательность, хранимая во 20втором блоке 16 памяти. При выполнении условия (3 ) процесс распознавания Фигуры оканчивается,Для предварительного формированияпервой и второй эталонных последовательностей и записи их соответственнов первый 15 и второй 16 блоки памятипредназначен блок 17 обучения. Блок17 работает в режиме, когда заранее 9 6не известны классы исследуемых обТаким образом, предлагаемый способ распознавания по сравнению с известным позволяет повысить быстродействие распознавания в 2 п раз, т,е, при числе гомотетий, например,п щ100, повышение быстродействия составляет более чем на два порядка. Ф о р и у л а и э о б р е т е н и я Способ распознавания геометричес" ких Фигур по авт,св.У 1020840, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в моменты появления экстремальных уровней интегральных сигналов Формируют сигналы временного отсчета, формируют результирующие сигналы, пропорциональные соответствующим сигналам временного отсчета и обратно пропорциональные соответствующим экстремальным уровням интегральных сигналов, и по полученной последовательности результирующих сигналов судят о распоэ. наваемой Фигуре,орректор В.Гирняк аказ 790/ 49 Тираж 704ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыт 13035, Москва, Ж,Раушская наб. одписно.4/5 Прои ен олиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная,