Устройство для распознавания образов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 172 1)5 0 06 К 9/6 Е Я нститут ,Э,Гече,ВАНИ ическойьзовановаай О ения -разр бразов содержит пных входо 31,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1236519, кл. 0 06 К 9/68, 1986.54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНОБРАЗОВ(57) Изобретение относится к техкибернетике и может быть испо Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано для решения задач диагностики и контроля, при обработке изображений, в системах переработки информации.Цель изобретения - повышение быстродействия за счет сжатия обрабатываемойинформации.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для распознавания образов (изображений); на фиг. 2 - структурная схема вычислителя весовых коэффициентов; на фиг, 3 - структурная схема блока ранжирования; на фиг. 4 - структурная схема блока сравнения образов; на фиг. 5 - структурная . схема формирователя адреса; на фиг. 6- структурная схема блока управления.Устройство для распознавания образов содержит первый блок 1 памяти, блок 2 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок 3 сравнения образов, второй блок 4 памяти, четвертый блок 5 памяти, первый счетчик 6, третий блок 7 памяти, вычислитель 8 весодля решения задачи диагностики и контроля, при обработке изображений, в системах переработки информации. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет сжатия обрабатываемой информации. Устройство содержит первый блок памяти, блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок сравнения образцов, второй блок памяти, четвертый блок памяти, первый счетчик, третий блок памяти, вычислитель весовых коэффициентов, блок ранжирования, формирователь адреса, второй счетчик, третий счетчик, блок управления и генератор тактовых импульсов. 6 ил,вых коэффициентов, блок 9 ранжирования, формирователь 10 адреса, второй счетчик 11, третий счетчик 12, блок 13 управления и генератор 14 тактовых импульсов (ГТИ),Вычислитель 8 весовых коэффициентов содержит и входов 15, и триггеров 15.0, элемент 16 задержки, управляющий вход 17, и счетчиков 18.0 веса, и выходов 18. Все выходы 18 вычислителя 8 весовых коэффициентов являются л-разрядными.Блок 9 ранжирования содержит и входов 19, и входов 20 задания номера столбца, п коммутаторов 21, и коммутаторов 22 номера столбца, первый 23, второй 24, третий 25 управляющие входы, и регистров 26, и регистров 27 номера столбца, схему 28 сравнения, п выходов 30 номера столбца,Все входы 19 блока 9 ранжирования являются п-разрядными, а все его входы 20 и выходы 30 являются а-разрядными, где а =оц 2 п.Блок 3 сравн оуправляющих в ядкоммутаторов 32, первый и-разрядный вход 33, второй и-разрядный вход 34, схему 35 сравнения и управляющий выход 36.Формирователь 10 адреса содержит и- разрядный выход 37 адреса, а входов 38, дешифраторы 39 и 40, группу элементов НЕ 41.1 и элемент НЕ 41.2, счетчик 42 адреса, группу двухвходовых элементов И 43, регистр 44, схемы 45 и 46 сравнения, первый 47, второй 48, третий 50 и четвертый 52 управляющие входы, первый 49 и второй 51 управляющие выходы.Блок 13 управления содержит триггеры 53 - 55 управления, счетчики тактов 56 и циклов 57 сортировки, пять формирователей 58.1 - 58.5 импульсов, семь двухвходовых элементов И 59.1 - 59.7, два двухвходовых элемента ИЛИ 60,1 и 60,2, два трехвходовых элемента И 61.1 и 61,2, два элемента Н Е 62,1 и 62,2, а также первый 63, второй 65, третий 66, четвертый 68, пятый 69, шестой 70, седьмой 71, восьмой 74, девятый 75, десятый 77, одиннадцатый 79, двенадцатый 80 управляющие выходы, первый 64, второй 67, третий 72, четвертый 73, пятый 76 и шестой 78 управляющие входы.Предлагаемое устройство предназначено для формирования математических признаков (информационных векторов) двумерных дискретных изображений путем распознавания характерных строк изображения при помощи сравнения строк распознаваемого образа (изображения) со строками матриц толерантности,Если А двумерное бинарное изображение, представленное на рецепторном поле, размеров 2 х 2 и и = г+ 1, то устройство относительно выбранных точек разложения а 1а реализует отображениеА-+ (Ч 1, Ч 2, Ч), (1) где размерность вектора Ч определяется равенством и -)+1,)к(0,1 п) и координаты чп вектора Ч удовлетворяют неравенст.ву 0чп 2. Для данного алгоритма количество битов, необходимых для записи вектора Чь не превосходит числа ) (и-)+1). Выражение);(и -у+1) принимает максимальи+1ное значение при) =2 , где а) - целая часть числа а. Следовательно, максимальное количество битов, необходимых для записи вектора Чь равно Таким образом, коэффициент сжатия Клюбого изображения, представленного ин 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 формационными векторами (1), удовлетворяет неравенству Полученный коэффициент сжатия К показывает целесообразность представления изображений информационными векторами при решении задачи распознавания изображений, так как это представление существенно сокращает объем обрабатываемой информации, что приводит к повышению быстродействия устройства, реализующего данный алгоритм.Перед началом работы на входе 20 блока 9 ранжирования выставляются номера столбцов для матрицы информации, которая будет поступать на вход 19 узла 9. На входе регистра 44 блока 10 выставляется число "1 в 2" -1, а на входах счетчиков 56 и 57 - соответственно число тактов и циклов сравнения (не показано).Образ, например двумерное бинарное изображение А, подлежащий распознаванию, хранится в первом блоке 1 памяти(распознаваемого образа 1). Блок 1 может хранить один телевизионный кадр изображения размерами 256 х 256 или 512 х 512. Обработка изображений в устройстве осуществляется покадрово, т.е. следующий кадр изображения запишется в блок 1 только после полной обработки предыдущего.Управление работой устройства осуществляется с блока 11 управления. Прекращение работы устройства и начальная установка элементов устройства осуществляется сигналом "Сброс", Запуск устройства происходит от сигнала "Пуск" (фиг. 6). Триггеры 53 и 55 управляют считыванием информации с блока 1. Триггер 53 разрешает считывание информации с блока 1 для подсчета веса столбцов вычислителем 8 весовых коэффициентов. Триггер 54 разрешает упорядочение ее блоком 9 ранжирования. Триггер 55 разрешает считывание информации с блока 1 для сравнения ее в блоке 3 с эталонами (строками матриц толерантности), поступающими с блока 4. Синхронизация работы устройства осуществляется под воздействием тактовых импульсов, поступающих на входы ТИ соответствующих узлов и блоков от ГТИ,Формула изобретения Устройстводля распознавания образов, содержащее два блока памяти, блок сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом второго блока памяти, блок управления и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовому входу блока. управления, запускающий вход которого является первым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия за счет сжатия обрабатываемой информации, в него введены третий и четвертый блоки памяти, три счетчика, блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вычислитель весовых коэффициентов, блок ранжирования и формирователь адреса, адресный вход первого блока памяти соединен с выходом первого счетчика, а выход подключен к первому входу блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, адресный вход которого подключен к выходу третьего счетчика, выход блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторым входом блока сравнения и входом вычислителя весовых коэффициентов, выход которого подключен к входу блока ранжирования, выход которого соединен с управляющим входом блока сравнения, первый выход второго блока памяти подключен к первому входу четвертого блока памяти, а второй выход - к второму входу четвертого блока памяти и входу формирователя адреса, выход которого соединен с адресным входом второго блока памяти, адресный вход четвертого блока памяти подключен к выходу второго счетчика, выходы блока управления подключены соответственно: первый выход - к управляющему входу первого счетчика, второй и третий - к стробирующему и управляющему входам третьего 5 счетчика, четвертый - к управляющему входувычислителя весовых коэффициентов,. пятый, шестой и седьмой - к первому, второму и третьемууправляющим входам блока ранжирования,восьмой - к первым управляющим 10 входам формирователя адреса и четвертогоблока памяти, девятый - к вторым управляющим входам формирователя адреса и четвертого блока памяти и стробирующему входу второго счетчика, десятый и один надцатый - к третьему и четвертомууправляющим входам формирователя адреса, а двенадцатый - к управляющему входу второго счетчика, входы блока управления подключены соответственно; первый - к вы ходу переноса первого счетчика, второй - квыходу переноса третьего счетчика, третий - к стробируемому выходу блока ранжирования, четвертый - к выходу блока сравнения, пятый и шестой - к первому и второму 25 управляющим выходам формирователя адреса, седьмой вход блока управления является вторым входом устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами счетчиков, блоков памя ти, вычислителя весовых коэффициентов, блока ранжирования и формирователя адреса.1725240Составитель А.Кашинктор С.Пекарь Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай Заказ 1178 Тираж , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10