Устройство распознавания изображений

СОЮЗ СОВЕТСИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 006 Е 15/336 г ч;4 Н ЛЬСТВУ ский инсти-,в, С.В. Соков 06 Е 15/336,ВАНИЯ И 3, блок выде квантования ти БДП б,а АСМ 7, цифр (ЦПК) 8,емума БВЭ 4, бло инамической памя сдвиговую матриц ельный коррелято ления зкст БК 5, блок даптивную овой парал(фиг, 1) содерВК) 1, блокадегистров ББР ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ С(54) УСТРОЙСТВО РАСПОЗНАБРАЖЕНИЙ Изобретение относится к автоматике измерительнои технике и предназначенодля распознавания двумерных изображений объектов произвольной формы и определения их координат,Целью изобретения является повышение точности распознавания и точности определения положения распознаваемого объекта,На фиг. 1 представлена структурная схема устройства распознавания; на фиг, 2 - структурная схема блока квантования, цифрового параллельного коррелятора и блока выделения экстремума; на фиг, 3 - струк-. турная схема блока адресации; на фиг. 4 - структурная схема блока динамической памяти; на фиг, 5 - структурная схема адаптинной сдвиговой матрицы; на фиг, 6 - различные формы электронной апертуры "окна". Предлагаемое устроист жит телевизионную камеру ресации БА 2, блок буферны(57) Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники и предназначено для распознавания двумерных изображений объектов произвольной формы и определения их координат, Цель изобретения - повышение точности распознавания и повышение точности определения координат объектов. Введенные блок адресации, блок буферных регистров и адаптивная сдвиговая матрица позвал я ют формировать зле ктро нную апертуру - "окно" произвольной формы, подобной распознаваемому объекту. б ил. Блок квантования 5 (фиг, 2 а) содержит интегратор 9, линию задержки 10, схему сравнения 11, причем входы интегратора 9 и линии задержки 10 объединены и являются входом блока, а выходы поключены к входам схемы сравнения 11, выход которой является выходом блока,Цифровой параллельный коррелятор (фиг. 2 б) содержит 256 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, первый сдвиговый регистр 13 на 256 бит, 256 элементов ИЛИ - НЕ 14, второй сдвиговый регистр 15 на 256 бит, параллельный сумматор 16, Первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 являются первым 256-канальным входом ЦПК 8, а вторые входы подключены к выходам сдвигового регистра 13, информационный вход которого является вторым входом бло 1674153ка и четвертым входом устройства одновременно, а тактовый вход, обьединенный с тактовым входом сдвиговоо регистра 15, является третьим входом блока и пятым входом устройства одновременно. Информационный вход сдвигового регистра 15 является четвертым входом блока и шестым входом устройства одновременно, а выходы подключены к первым входам элементов ИЛИ - Н Е 14, вторые входы которых подключены к выходам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, а выходы подключены к , входам параллельного сумматора 16, выход которого является выходом блока.Блок выделения экстремума 4 (фиг. 2 в) содержит схему сравнения 17, счетчик 18 и два буферных регистра 19.1 и 19,2, Тактовый вход счетчика 18 является вторым входом блока, а выход подключен к информационному входу буферного регистра 19,2, выход которого является выходом блока и выходом устройства одновременно, Информационный вход буферного регистра 19,1, объединенный с первым входом схемы сравнения 17,является первым входом блока, а выход подключен к второму входу схемы сравнения 17, выход которой подключен к тактовым входам буферных регистров 19,1 и 19,2.Блок адресации 2 (фиг. 3) содержит шестнадцать первых счетчиков 20, второй счетчик 21, шестнадцать мультиплексоров 22 и ждущий мультивибратор 23. Входы разрешения счетчиков 20 объединены с входом установки "0" счетчика 21 и являются первым входом блока, тактовые входы всех счетчиков объединены с входом ждущего мультивибратора 23 и являются вторым входом блока, входы предварительной установки счетчиков 20 является третьим 16-канальным входом блока. Выходы счетчиков 20 подключены к первым инФормационным входам мультиплексоров 22, вторые информационные входы которых обьединены и подключены к выхо 1 у счетчика 21, а управ ляющие входы объединены и подключены к выходу ждущего мультивибратора 23, который является одновременно вторым выходом блока, а выходы мультиплексоров 22 являются 16-канальным выходом блока.Блок динамической памяти 6 (фиг. 4) содержит шестнадцать ОЗУ 24 и пятнадцать буферных триггеров 25, Входы режима ОЗУ 24 и тактовые входы триггеров 25 объединены и являются вторым входом блока, информационный вход шестнадцатого ОЗУ 24является первым входом блока, адресныевходы всех ОЗУ 24 являются третьим 16-канальным входом блока. Выходы ОЗУ 24 являются 16-канальным выходом блока,одновременно выход каждого к-го ОЗУ 24(кроме первого) подключен к информационному входу к-го триггера 25, выход которогоподключен к информационному входу (1 с)5 го ОЗУ 24.Адаптивная сдвиговая матрица 7 (фиг,5) содержит 256 мультиплексоров 26 и 256Р-триггеров 27, Первые информационныее входы мультиплексоров 26 первого сле 10 ва столбца являются первым 16-канальнымвходом блока, а первые входы мультиплексоров 26 прочих 1-х столбцов подключенык входам Р-триггеров 27 ф)-х столбцов.Прочие информационные входы мульти 15 плексоров 26 подключены к выходам определенных Р-триггеров 27, тактовые входыкоторых обьединены и являются вторымвходом блока. Управляющие входы всехмультиплексоров 26 объединены и являются20 третьим входом блока, Выходы всех Р-триггеров 27 являются 256-канальным выходомблока,Блок буферных регистров 3 содержитсемнадцать 8-разрядных буферных регист 25 ров, Тактовые входы всех регистров обьединены и являются третьим входом блока иустройства одновременно, информационные входы шестнадцати буферных регистров являются первым 16-канальным входом30 блока и устройства одновременно, а входсемнадцатого буферного регистра являетсявторым входом блока, Выходы шестнадцатибуферных регистров являются первым 16 канальным входом блока, а выход семнад 35 цатого регистра - вторым выходом блока.Устройство работает следующим образом,Сначала в устройство загружается эталонная информация, например, из ЭВМ. На40 вход А устройства подаются двоичные кодыначальных персональных адресов (НПА), навход В подается двоичный код формы "окна", на вход С подается тактирующийимпульс, по которому данные коды записы 45 ваются в ББР 3. На вход Р и вход Е одновременно подаются бинарные изображенияэталона и маски, на вход Е при этом подается 256 тактирующих импульсов. Эталон записывается в первый сдвиговый регистр 13,50 а маска - во второй сдвиговый регистр 15ЦПК 8,После включения ТВ К 1 с ее выхода 6 навход О БА 2 начинают поступать строчныегасящие импульсы, которые в начале каж 55 дой строки устанавливают счетчики 20 всостояние НПА, а счетчик 21 в состояние "0".С приходом каждого тактирующего импульса (ТИ), поступающего с выхода нТВК 1 навход н БА 2, ждущий мультивибратор 23вырабатывает отрицательный импульс, вовремя которого мультиплексоры 22 коммутируют на выход ь БА 2 персональные адреса от счетчиков 20, Тактирующий импульс, поступающий на входБДП 6, устанавливает ОЗУ 24 в режим чтения, и ри этом чтение осуществляется в соответствии с первоначальным адресом, Когда ждущий мульти- вибратор 23 возвращается в.исходное состояние, то по фронту. импульса считанная информация записывается в О-триггеры 27 первого столбца АСМ 7, при этом же в 10 матрице происходит сдвиг информации вправо (движение "окна" вдоль строк).Теперь на выходе БА 2 устанавливается общий текущего изображения из ОЗУ 24, который по срезу ТИ записывается в буферные триггеры 25. По срезу ТИ происходит также пе 20 реключение адресных счетчиков 20 (НПА увеличивается на единицу). По окончании ТИ ОЗУ 24 переходит в режим записи и информация из каждого 1-го буферного триггера 25 переписывается в (К - 1)-е ОЗУ 25 30 24. Таким образом обеспечивается сдвиг "окна" в кадровом направлении. Переключение счетчика 21 общего адреса осуществляется по фронту ТИ.Видеосигнал у(п, гл) с выхода ТВК 1 поступает на вход БК 5, В интеграторе 9 вычисляется скользящее среднее у, На выходе схемы сравнения 11 формируется бинарное текущее изображение в соответствии с вы- ражением О, если у(п, щ)ухт(п п 1) =1, если у(п, гп)уБлок кодирования 5 может быть реализован как в цифровом, так и в аналоговом виде, Функция преобразования видеосигнала в бинарное изображение также может быть различной. Например, при кодировании могут выделяться контура. Важно, чтобы эталон был закодирован аналогичным образом.С выхода БК 5 текущее изображение последовательно поступает на вход БДП 6, с выхода которого текущее изображение считывается уже столбцами в АСМ 7, В исходном состоянии АСМ 7 представляет из себя шестнадцать сдвиговых регистров по шестнадцать бит каждый. При изменении кода число регистров и их длина может из 40 45 50 яться за счет мультиплексирования целого регистра или его части к выходам 55регистров других строк. Выборка текущегоизображения, формируемая в каждом тактев АСМ 7, поступает на вход к ЦПК 8, где вычисляется ордината взаимокорреляционной функции в соответствии с выражением; для всех строк адрес, считываемый со счетчика 21. Происходит чтение щ-го столбца В(п, щ)=16х (и+, а + 9 9 х, ( Я )М (4=11=1С выхода ЦПК 8 числа В(п, щ) поступают на вход БВЭ 4, на входкоторого поступают импульсы с выхода ждущего мультивибратора 23 БА 2. Очередное число В (и, п 1) сравнивается схемой сравнения 17 с числом, хранящимся в первом буферном регистре 19.1, в случае, если текущее значение ординаты больше хранимого, то на выходе схемы сравнения 17 возникает сигнал, по которому текущее значение В (и, а) записывается в первый буферный регистр 19,1, Этим же сигналом содержимое счетчика 18 переписывается во второй буферный регистр 19,2. Счетчик 18 подсчитывает импульсы синхронные ТИ, следовательно его младшие разряды определяют номер текущего элемента а в строке, а старшие разряды определяют номер и текущей строки.Таким образом, в БВЭ 4 осуществляется поиск глобального экстремума взаимокорреляционной функции соответствующего идеальному совпадению эталона и объекта, при этом в буферном регистре 19.2 фиксируются его координаты (пэ, щэ).Формула изобретения Устройство распознавания изображений, содержащее телевизионную камеру, информационный выход которой через блок квантования соединен с информационным входом блока динамической памяти, цифровой параллельный коррелятор, выход которого подключен к информационному входу блока выделения экстремума, выход которого является выходом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности распознавания и точности определения положения распознаваемого объекта, оно содержит блок буферных регистров, блок адресации и адаптивную сдвиговую матрицу, два информационных и тактовый входы блока буферных регистров являются соответственно первым, вторым и третьим входами устройства, первый выход блока буферных регистров подключен к информационному входу блока адресации, выход которого подключен к информационному адресному входу блока динамической памяти, тактовый вход которого соединен с первым тактовым входом блока адресации и первым тактовым выходом телевизионной камеры, второй тактовый выход которой подключен ко второму тактовому входу блока адресации, тактовый выход которого подключен к тактовому входу блока выделения экстремума и тактовому входу адаптивной сдвиговой матрицы, первый информацион 1674153ный вход которого подключен к выходу блока динамической памяти, а второй информационный вход соединен с вторым выходом блока буферных регистров, выходы адаптивной сдвиговой матрицы подключены к группе входов цифрового параллельного коррелятора, первый и второй информационные и тактовый входы которого являются соответственно четвертым, пятым и шестым 5 входами устройства,1674153 Состави Техред М орректор С, Шевк ль А. КашМоргентал рупкина едакт 01 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гага каз 2924 Тираж 389 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушскэя наб 4/5