Способ выделения признаков при распознавании изображения

ОЮЭ СОВЕТСКИ ЦИАЛИСТИ СПУБЛИК 09 ав С 06 К 9/О ИЯ ЗОБ торяОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛНМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 211 3354070/18-24(22) 13,11.8146) 15. 10.83 Бел . й 38721 И.В. Разин и В,В. ТетеринБЗ) 621.391,011,7 (088.8)56) 1. Патент Японии й 53-36736,кл. 97 (7) В 622, 1978.2, Авторское свидетельство СССРИ 746611, кл, б 06 К 9/00, 1977(прототип 1.54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ос,нованный на формировании видеосигнала при построчном разложении изображения, квантования видеосигнала по двум уровням, одновременной задержке квантованного сигнала на время ,длительности строки и на время длительности элемента разложения, вычита-. ния задержанного сигнала из незадержанного квантованного, суммиоовании полученных разностных сигналов смежных строк и смежных элементов изображения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с .целью повышения достовер+ ности распознавания, видеосигналзадерживают на время длительностиэлемента разложения, вычитают егоиэ незадержанного видеосигнала и формируют совокупность разностных сигналов в направлении строки Х, сравнивают по знаку раэностные сигналысмежных в направлении строк Х истолбцов У элементов разложения иформируют импульсы несовпадения,суммируют импульсы несовпадения отдельно по двум направлениям, видеосигнал задерживают на время длительности строки разложения, вычитаютего из неэадержанного сигнала иформируют совокупность разностныхв направлениях У сигналов, .выполняютнад нею те же операции, что и надсовокупностью разностных сигналовв направлении строки разложения,над совокупностями разностныхв направлениях Х и У сигналов повют укаэанные операции до получениязаданной достоверности распознавания.аз иост аэност" Э 101(86ч 1 п п 11- общее число пересече 4 чний в направлении Х смешанной порядка (и, в) произ водной нуле вого уровня.Аналогично определяется значениесредней в направлении У частоты; 5лр 1, (о;в)Я1 я;ЙР.где(,йг 1 ц(" и 1- общее число пересе-чений в направлении. У смешанной 10порядка п, п) производной нулевогоуровня,0 - общее число пар смежных в направлении У элементов изображения.В том случае, когда изображения 15имеют одинаковые размеры, нормиро-,вочные константы в компонентах век-е 1тора ц могут быть опущены.Отметим так же что цем большимцислсм компонент вектора я мы распо-, 20лагаем, тем точнее описывается форйапространственного спектра изображенияПоэтому,. дпя получения требуемойдостоверности распознавания формируют последовательность неповторяю". 25щихся разностных сигналов, при которой каждая новая совокупность разност.ных сигналов получается иэ предыдущей задержкой на время длительности"элемента или строки разложения и вычитанием ее из неэадержанных раэностных сигналов. Другими словами, Фор"мируют такую последовательностьраэностных сигналов, которая бы однозначно соответствовала последоватепь" 35ности неповторяющихся производныхизображенияСледует иметь в виду,что производная, например, (2 и 1)порядка может быть получена тремяспособами путем последовательного . . 40дифференцирования иэображения двараза в направлении Х и один раэв направлении У:" дхЗЭ-. 45д Эюаа.а. а.а зПоэтому разностный сигнал треть"его порядка, соответствующий производной изображенияг " Х, ) формируют одним из трех способов, напри-.мер, последовательным Формированиемраэностного в направлении Х сигна:ла, .затем формированием из него разностного в направлении У сигнала,й, наконец, формированием из рного сигнала второго порядка р2 4 ного в направлении Х сигнала. С каждым новым разностным сигналом выполня. ют те же операции, что и с разностным в направлении Х сигналом, получая всякий раз два сигнала, соответ" ствующих числу пересечений в направлениях Х и У соответствующей произ" водной изображения нулевого уровня,,Необходимо отметить, цто накопленные сигналы могут быть п(еобразованы с тем, чтобы, компоненты век- тора представляли собой инвариант к повороту иэображения: - ( " 1 1(1 ( И,О 1 ф 11(2) р (ао)(д (р Ь,4) 1 1(Й,1оо 1 84 у( о 1 1 МД(р(го 1+ 1 М)(у(о,гР1 ол 1 оп + Цид 14 х х 1 й(О.о)ф 1)о о) ф 1(г)у(ао 1 Ю (о,ч" "21 а,о 1 " =" й 1 гНа фиг.,1 приведена Функциональная, схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 а- временная диаграмма, поясняющая принцип Формирования разностных сигналов смежных строк и разностных сигналов смежных элементов, на фиг. 2 о - то же, поясняющая принцип формирования имлульсов несовпадения.Устройство содержит последователь,- но соединенные телевизионный дат" чик 1 фиг. 1), амплитудный дискри- минатор 2 и узел 3 задержки, обеспе- . чивающий задержку квантованного сигнала на первом выходе на время длительности строки разложения, а на втором выходе - на время длительности элемента разложения. Выход амплитудного дискриминатора соединен также с входом, первого логического элемен-, таисключающее ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом узла 3 задержки, а выход соединен со счетным входом двоичного счетни" ка 5, тактовый вход. которого соединен с шиной тактового сигнала. Входы второго логического элемента 6 исключающее ИЛИ соединены с. выходом амплитудного дискриминатора 2 и вторым выходом узла 3 задержки, а выход со счетным входом двоичного счетчика 7, Выход телевизионного датчика соединен с .последовательно вклюценными аналого-циФровыми преобраэоюте" лем 8, вторым узлом задержки 9,1048492 вычитателем 10, другой вход которого соединен с выходом"АЦП 8, Первый выход вычитателя 1 О соединен со входом узла 11, содержащего последователь но включенные третий узел 12 задерж; 5 ки, третий логический элемент 13 исключающее ИЛИ и двоичный счетчик 14, а также последовательно включен,ные четвертый узел 15 задержки, четвертый логический элемент 16 исключаю 1 О щее ИЛИ и двоичный счетчик 17. Входы узлов задержки 12 и 15, а также вторые входы логических элементов 13 и .16 соединены с входом узла 11, Выход АЦП 8 соединен с последовательно 15 вклюценными узлом 8 задержки и вычитателем 19, другой вход которого соединен с выходом АЦП 8. Второй выход вычитателя 10 соединен с последовательно включенными узлом 20 20 задержки и вычитателем 21,и также последовательно вкпюценными, узлом22 задержки и выцитателем 23.Другие входы вычитателей 21 и 23 соединены с вторым выходом вычитателя 10, а 25 выходы вычитателей 19, 21 и 23 соединены с входами узлов соответственно 24 - 26, аналогичных узлу 11. Выходы счетчиков 5 и 7, а также 4 и 17 узлов 11, 24, 25 и 26 соединены с зо входами блока 27 принятия решения, Узлы задержки 9, 12 и 22 выполнены в виде и -разрядного регистра, обеспе. цивающего задержку кода на время длительности элемента разложения . Узлы задержки 15, 18 и 20 выполнены в виде 1 -параллельного регистра сдвига длиной щ (по числу и элементов разложения в строке ) и обеспечивают задержку кода на длительность строки разложения.Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все узлы45 устройства обнулены. Видеосигнал, соответствующий анализируемому изображению с выхода телевизионного датчика 1 (фиг. 1) поступает на вход амплитудного дискриминатора 2, в которрм его квантуют относительно,50 уровня среднего значения сигнала на два уровня. Задержанный на время длительности строки разложения ( диагр, О, Фи г. 2 а ) с первого выхода узла задержки 3 и текущий (диагр. 55 о, фиг. 2 о) с выхода амплитудного дискриминатора 2 сигналы поступают на входы первого логического эле 6мента 4 исключающее ИЛИ, При несовпадении во времени текущего и задержанного сигналов на выходе элемента 4 получают разностные сигналы смежных строк (диаграф 5, фиг. 2 а), общая длительность которых с дискретностью тактового сигнала, измеряетсясчетчиком 5. Задержанный на времядлительности элемента разложения(диагр. 3, Фиг. 2 а) со второго вы"хода узла 3 задержки и текущий свыхода дискриминатора 2 сигналыпоступают на входы второго логического элемента 6 исключающее ИЛИ .При несовпадении во времени и задержанных сигналов на выходе элемента 6Фбрмируются разностные сигналы смежных элементов (диагр, фиг. 20),количество которых накапливают всчетчике 7. Одновременно видеосигналс выхода телевизионного датчика 1(диагр. С 1, Фиг. 2 о.) поступает на вход аналого- цифро во го преобр азова теля 8 (АЦП); в котором его дискретизируют и квантуют на 2 уровнеи .Двоичный й -разрядный код (на диагр,б, фиг. 2 о условно изображен импульсами разной амплитуды) непосредствен"но, и через второй узел задержки 9диагр. о, фиг. 26) поступает на входы вычитателя 10, формирующего навтором выходе в виде и -разрядногодвоичного кода разностный в направлении Х сигнал (на диагр. 2, фиг, 2 Бусловно изображен импульсами разнойамплитуды и полярности), Код знакаразности, соответствующий сигналулогицеской "1" в случае положительной или логического "0" в случаеотрицательной разности, с первого выхода вычитателя 70 поступает на входузла 11 (диагр.я , Фиг. 2 Б), служащего для Формирования и накопленияимпульсов несовпадения разностныхсигналов по знаку, Код знака разнос"ти непосредственно и через третийузел задержки 12 (диагр, б, фиг. 25)поступает на входы третьего логического элемента 13 исключающее ИЛИ,формирующего импульсы несовпадениякодов знаков (диагр,ж, фиг. 2 б)разностных сигналов смежных в направленииХ элементов, Количество этихимпульсов несовпадения накапливаютв счетчике 14. Одновременно код знака разности через четвертый узел15.задержки (группа импульсов Ана диагр. , Фиг. 2 6) и непосредственно (группа импульсов .В, отстоя10484 щая от группы А на длительность . строки разложения) поступает на входы четвертого логического элемента 16 исключающее ИЛИ, Формирующего импульсы несовпадения кодов знака (диагрч, Фиг. 2 6) разностных сигналов .смежных в направлении У элементов, количество которых накапливают в счетчике 17. Аналогично работе узлов 9 и )О происходит : Ю работа узлов 18 и 19, а также работа узлов 20-23. На втором выходе вы" читателя 19 Формируется разностный в направлении У сигнал, а на вторых выходах вычитателей 21 и 23 форми- )5 92 8соответственно,а в счетчиках 5 и 7 соответственно й)ц(ь,о)(И 4)ро,о)С приходом кадрового гасящего импульсасодержимое счетчиков 5 7, 14 и 17считывается в блок 27 принятия рещения, в котором накопленные сигналы могут быть преобразованы по Формуле 6, Блок 27 принятия решения вырабатывает на.выходе код решения в со-,ответствии с одним из алгоритмов,например, по формуле (5), после чегоуказанные счетчики обнуляются, аустройство подготавливается к анализу следующего иэображения, руются разностные сигналы второго Использование предлагаемого спасо. порядка, соответствующие производным ба выделения признаков при распознаизображения ф) и о). Код знакаР ) вании иэображения обеспечивает по разности с первых выходов вычита- сравнению с известными способами потелей 19, 21 и 23 поступает на , 20 выщение достоверности классификации входы узлов соответственно 24 - 26, за счет использования более полной работа которых аналогична описан-: информации о структуре изображений, ной выше работе узла 11. К моменту воэможность работы в;реальном масщтаокончания разложения изображения бе времени, что является необходимым в счетчиках 14 и 17 узлов )1, 24,: 25 условием при решении задач распозна-.25 и 26 хранятся пеовый и второй вания изображений в большинстве накопленные сигналый 1 10); прикладных задач. Предлагаемый способМ 1 р(1,о) 1. Й 1) субд)(,йу(о), обеспечивает упрощение его техничесЙ)(1,1) 1 (Йд (1,1), (Й,) П,о): кой реализации.Составитель Т. Ничипоровичовик Техред И;Гергель Корректор И,Демч Тираж 70 ИПИ Государствен по делам иэобре 035, Иосква, Ж1 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектн Редактор Н . ВоВВ эю аМаЕЗаказ 7934/55 огоенийРа Подписноомитета СССРи открытийушская наб , д 4/с