Устройство для формирования информативных признаков при распознавании образов

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ А 1 СПУБЛИН 51)4 С 06 К 9/3 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ3 ис ЗОБ ИСА ТЕЛЬСТ УС АВТОРС-2 Бюл. Р 45 ий радиотехД Калмыков ческии 88.8 о СС 1987 видетельс 06 К 9/36 822402) опублик.(54) УСТРОЙС ФОРМАТИВНЫХ НИИ ОБРАЗОВ(56) АвторскоеР 1361592, кл.Патент США 11кл. С 06 К 9/00 ДЛЯ ФОР 1 ПИРОВАНИЯ ИН НАКОВ ПРИ РАСПОЗНАВ(57) Изобретение относится к автоматике, в частности к устройству дляформирования признаков при распознавании образов, и может быть использовано при построении распознающихсистем. Цель изобретения - повышениенадежности устройства - достигаетсяпутем формирования и использованияинформационных признаков произвольного вида, что обеспечивается введением второго счетчика, второго компаратора, четвертого регистра, второгоэлемента ИЛИ, реверсивного счетчика,дешифратора, инвертора, третьего ичетвертого элементов И, 1 ил.Изобретение относится к технической кибернетике и вычислительной технике, является составной частью распознаюпжх устройств и может применяться в распознающих системах робо 5тов, в читающих автоматах,Цель изобретения - повышение надежности устройства.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит первый регистр1, генератор 2 случайных чисел, мультиплексор 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 регистры, первый 7 и второй8 компараторы, первый счетчик 9, реверсивный счетчик 1 О, второй счетчик11, дешифратор 12, преобразователь13 унитарного кода в двоичный, сумматор 14, элемент 15 задержки, первый 2016, второй 17, третий 18 и четвертый19 элементы И, группа элементов И 20,первый 21 и второй 22 элементы ИЛИ,инвертор 23 и ключ 24.Устройство может работать в одном 25из двух режимов - обучение или распознавание.Работа устройства включает дваэтапа; этап предварительного сдвигаи этап формирования признака. 30В режиме обучения на этапе предварительного сдвига устройство работает следующим образом.На первый управляющий вход, соединенный с входом генератора 2 случайных чисел, подается импульс, по кото 1рому формируется некоторое случайноечисло. При каждом сдвиге информациив регистре формируется очередное случайное число. 40Одновременно с подачей первого управляющего импульса на первый входвыбора режима "Обуч", т.е. на первыйуправляющий вход мультиплексора 3 подается постоянный потенциал, который 45поддерживается на протяжении всегорежима обучения. Под воздействиемэтого управляющего потенциала мультиплексор 3 пропускает на свои выходыинформацию иэ генератора 2 случайныхчисел. Отдельные разряды мультиплексора 3 рассматриваются следующим образом. На первой группе выходов - коды направлений абсциссы на отделькыхучастках кривой, соответствующей формируемому информативному признаку,на второй группе выходов - начальнаяабсцисса, на третьей группе выходоя -начальная ордината, на четвертой группе выходов - коды знаков приращений ординаты на отдепьных участках,на пятой группе выходов - приращенияординаты.На втором такте подается импульс11 , 11У ст , О н а установочный вход , импульс1 11ЗпРгИ на вход записи и компонентыизображения на вторую группу информационных входов,Под воздействием импульса "Уст.Осчетчики 9 и 11 и сумматор 14 устанавливаются в исходные нулевые состояния. Под воздействием импульса"ЗпРгИ" компоненты изображения фиксируются в регистре 1, Регистр 1 представляет совокупность параллельнопоследовательных кольцевых регистров,расположенных в горизонтальном направлении. Эти регистры по сигналу"ЗпРгИ принимают все компонентыизображения. В этих регистрах можетосуществляться сдвиг влево или вправо, направление сдвига определяетсяподачей специального сигнала на одиниз двух входов направления сдвига,Управляющий вход сдвига влево подключен к выходу первого элемента ИЛИ21, а управляющий вход сдвига вправок выходу четвертого элемента И 19.При сдвиге в каком-либо направленииизображение смещается на один шаг истолбец, выталкиваемый на одном конце регистра 1, появляется на его противоположном конце,Далее на второй управляющий входподается серия импульсов Сдвиг , Вусловиях отсутствия управляющего сигнала на третьем управляющем входеинвертор 23 выдает на своем выходе"1", которая через элемент ИЛИ 21поступает на вход управления сдвигомвлево в регистр 1. Таким образом,при каждом импульсе "Сдвиг" изображение в регистре 1 смещается влево наодин шаг. Количество сдвигов подсчитывается первым счетчиком 9, на счетный вход которого через элемент И 17,открытый единицей с выхода инвертора23, поступают импульсы "Сдвиг".Так как кривая, соответствующаяинформативному признаку, фиксированаотносительно иэображения, то присдвиге изображения сдвигается и кривая,Сдвиг влево в регистре 1 происходит до тех пор, пока изображение исвязанная с ним кривая. информативногопризнака не займут такое положение,3 144301когда начальная точка кривой совпадает с левой границей растра, В этотмомент первый компаратор 7, на первую группу входов которого передается начальная абсцисса, сформирован 5ная в генераторе 2 случайных чисели переданная через мультиплексор 3,а на вторую поступает текущее содержимое первого счетчика 9, срабатывает и выдает сигнал,Так как выход первого компаратора7 связан с входами записи регистров4 - 6 и с входом записи реверсивногосчетчика 10, то срабатывание первогокомпаратора приведет к записи: начальной ординаты в реверсивном счетчике 1 О; кодов направлений абсциссына отдельных участках кривой, соответствующей информативному признаку,в регистре 4; кодов знаков приращений ординаты в регистре 5; приращений ординат в регистре 6.Срабатывание компаратора 7 приведет также к появлению импульсов на 2 бсинхронизирующем выходе "Осв. устройства. После появления импульса насинхронизирующем выходе в устройствереализуется этап формирования информативного признака, при котором на ЗОвторой управляющий вход продолжают11 нпоступать импульсы Сдвиг, а на третий управляющий вход подается управ -ляющий потенциал "ФП" (формированиепризнака), который поддерживается впродолжении всего этапа формированияпризнака.При наличии потенциала "ФП" на выходе инвертора 23 имеется "0", а навходах элементов И 18 19 - 1, так 40что направление сдвига в регистре 1определяется информацией в левом разряде регистра 4: например, сдвигувлево, т.е. изменению абсциссы слеваифнаправо соответствует 1 в левом 4 бразряде регистра 4, изменению абсциссы справа налево и, значит, сдвигувправо соответствует "0" в левом разряде регистра 4.11 1Итак, при подаче импульсов Сдвигизображение в регистре 1 сдвигаетсявлево или вправо.1 Импульсы "Сдвиг" через элемент И 16, открытый по второму входу управляющим потенциалом "ФП", поступают также на вход сдвига регистра 6, В последнем хранятся приращения ординаты отрабатываемой кривой, которые 3могут быть либо "0", либо " 1. Разрядность регистра 6 равна числу ячеек растра, лежащих на обрабатываемой кривой. Выталкиваемая слева при очередном импульсе Сдвиг информация из регистра 6 поступает на счетный вход реверсивного счетчика 1 О. Направление счета в реверсивном счетчике 10 определяется состоянием левого разряда регистра 5, где хранятся знаки приращений ординат отдельных участков отрабатываемой кривой.После отработки очередного участка на четвертый управляющий вход подается импульс "Сдвиг ", который поступает на входы сдвига регистров 4 и 5. Таким образом, после отработки очередного участка информация в регистрах 4 и 5 сдвигается влево и продолжается отработка следующего участка кривой линии, соответствующей информативному признаку. При этом направление изменения абсциссы и, значит, направление сдвига н регистреопределяется состоянием левого разряда регистра 4, а знак приращений ординаты, т.е. направление счета в реверсивном счетчике 10 на всем участке одинаково и определяется состоянп - ем левого разряда регистра 5.Следовательно, после каждого импульса "Сдвиг" текущая абсцисса соответствует столбцу изображения, находящемуся на левой границе регистра 1, а текущая ордината равна содержимому реверсивного счетчика 10.Содержимое счетчика 10 дешифрируется дешифратором 12, так что в группе элементов И 20 открыт тот элемент И, который соответствует текущей ординате. Поэтому на выход второго племента ИЛИ 22 проходит тот компонент, который соответствует текущей абсциссе и текущей ординате.Компоненты изображения, находящиеся в левом столбце регистра 1 и представляющие унитарный код, преобразуются в двоичный код преобразователем 13 унитарного кода в двоичный. Таким образом, на выходах преобразователя 13 в каждый момент имеется двоичный код числа единиц в левом столбце регистра 1.Таким образом, после каждого импульса "Сдвиг" на входы сумматора 14 поступает число, равное числу единиц в текущем столбце изображения; а на упвавляющий вход ключа 24 поступает25 5 14430компонент изображения, расположенныи:в ячейке с текущей абсциссой и ординатой, соответствующими отрабатьваемой кривой.Импульс Сдвиг , задержанный элементом 15 задержки на время переходных процессов в узлах 4-7, 9 - 13,16-23, поступает на вход разрешениясумматора 14 и на иформационньйвход ключа 24, выход которого соединен со счетным входом счетчика 11.Таким образом, в счетчике 11 подсчитывается число единичных компонентов изображения, расположенгых на отрабатываемой кривой; в сумматоре 14подсчитывается число единичых компонентов, расположенных в тех столбцахизображения, через которые проходитотрабатываемая кривая, причем. эти 20компоненты учитываются столько раз,сколько раэ отрабатываемая криваяпроходит .через данный столбец.Формируемое в сумматоре 14 числопоступает на первую группу входов,компаратора 8; формируемое в счетчи,ке 11 число поступает.на втору груп.пу входов компаратора 8,После того, как на этапе Формирования признака выполнены все сдв.лги, 30процедура формирования признака закончена. При этом признак хранит:яна выходе,компаратора 8, т.е. на выходе устройства.Параметр признака (число) хранится в регистре, входящем в соста:згенератора случайных чисел,и имеетсяна выходе устройства, Таким образом,после окончания Формирования информативного признака этот признак и 40его параметр могут быть приняты в основное распознающее устройствоПри обучении может возникнуть необходимость Формирования информатив ного признака для различных изображений при одном и том же параметре,В этом случае состояние генератора2 случайных чисел не должно изменяться, т.е. импульс на первый управляющий вход не подается. ВГ)Режим распознавания незначительноотличается от режима обучения. Отличие сводится к тому, что импульс напервый управляющий вход вообще не подается, кроме того, вместо постоянно- ббго потенциала "Обучение", подаваемого на первый вход выбора режима, подается постоянный потенциал "Распознавание" на второй вход выбора режи 13ма, т.е. на второй вход мультиплексора 3. Потенциал "Распозавае под - держивается а протяжешовсего режима распознавания. Под воздействием потенциала "Распознавание" мультиплексор пропускает на свои выходы параметр из памяти основного распознающего устройства, Этот параметр хранится и распознающем устройстве и непрерывно подается на первые информационные входы предлагаемого устройства, т.е. на вторую группу входов мультиплексора.Формула изобретенияУстройство для Формирования информативных признаков при распознаванииобразов, содержащее первый регистр, информационные входы которого являются информационными входами первой группы устройства, синхропизирующий вход явлется первым синхронизирующим входом устройства, а выходы соединены с информационными входами преобразователя унитарного кода в двоичньй, выходы которого подключены к инФормационным входам сумматора, установочный вход которого является установочным входом устройства, группу элементов 1 Л, входы которых подключены к соответствующим выходам первого регистра, генератор случайных чисел, вход которого является первым управляющим входом устройства, а выходы соединены с иформационными входами первой группы мультиплексора, информационгые входы второй группы которого являются информационнь;ми входами второй группы устройства, а управляющие входы являются управляощими вхо - дами группы устройства, первый элемент И, входы которого являются вторым и третьим управляющими входами устройства,. а вьход соединен с элементом задержки, второй элемент И, один вход которого подключен к второму управляющему входу устройства, соединенному с первым управляющим входом первого регистра, а выход подключен к счетному входу первого счетчика, установочный вход которого соединен с установочным входом устройства, второй и третий регстрь, информационные входы которых подключены к первому и второму выходам мультиплексора соответственно, г:ервый компаратор, одни информационные входы которого7 144 соединены с выходами первого счетчика, а другие подключены к третьему выходу мультиплексора, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым управляющим входом первого регистра, и ключ, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены второй счетчик, счетный вход которого соединен с выходом ключа, установочный вход подключен к установочному входу устройства, второй компаратор, информационные входы которого соединены с выходами второго счетчика и сумматора, а выход является информационным выходом устройства, четвертый регистр, информационные входы которого подключены к четвертому выходу мультиплексора, управляющий вход соединен с выходом первого элемента И, второй элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам соответствующих элементов И группы, а выход соединен с одним входом ключа, другой вход которого подключен к выходу элемента задержки, соединенному с синхрониэирующим входом сумматора, реверсивный счетчик, информационные входы которого подключены к пятому выходу мультиплексора, синхронизирую. щий вход соединен с выходом первого 3013 8компаратора, а управляющие входы подключены к выходам третьего н четвертого регистров, сннхронизирующие входы которых соединены с выходом первого компаратора, подключенного ксинхронизирующему входу второго регистра, дешифратор, информационныевходы которого соединены с выходамиреверсивного счетчика, а выходы подключены к другим входам элементов Игруппы, инвертор, вход которого соединен с третьим управляющим входомустройства, а выход подключен к одно му входу первого элемента ИЛИ и кдругому входу второго элемента И,третий элемент И, входы которого соединены с третьим управляющим входомустройства и с одним выходом второго 20 регистра, а выход подключен к другому входу первого элемента ИЛИ, четвертый элемент И, входы которого сое"динены с третьим управляющим входомустройства и с другим выходом второ го регистра, а выход подключен к третьему управляющему вхопу первого ре"гистра, при этом управляющий входвторого и третьего регистров являет- .ся четвертым управляющим входом уст. ЭО ройства, выход первого компаратораявляется синхронизирующим выходомустройства.ираж 704 Подписносударственного комитета СССРам изсбретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ческое предприятие, г, Ужгород, у: 1 ректная, ц