Способ опознания контурных линий

ОЛ ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ 11528585 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 31.10,73 (21) 1968409/2с присоединением заявки -Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений 3) Приори 09.76, Бюллетень34(088,8) 43) Опубликован 45) Дата опубли 1 тий вания описания 07.12.76) Заявител 54) СПОСОБ ОПОЗНАВА КОНТУРНЫХ ЛИНИЙ 2 ома аче ус ич рных анто- ованактоала, ща,дц рат фор- авнендноитвет о ре заеИзобретение относится к области автти 1 ки и вычислительной техники и мбыть использовано при проектированииройств считывания и опознавания графской иооформации.Извест 1 ны способы опознавания контулиний, основанные на,преобразованиифу 1 исциональный аналоговый сипнал с квваянием его по уровнюпоследовательныммированием текущих уровней в фиксирные моменты времени, определяемые твыми пмпульсамп, и формировании сигпропорционального вольт-секундной плофучкциональс 1 ого сигнала в интервале,ном сто ллптельности.По указанным опособам опознаваниемы,контурных линий, производится срнием ,полученного значения вольт-секуплощади функционального сигнала с сооствующими эталонными значениями, пзультату:которого судят о форме опознмой контурной линии. Недостатками известных способов опознавания по значению вольт секундной площади являются зависимость результата опознават 1 ия от масштаба изображения линий и низкая достоверность,олознавания, поскольку полученные,после преобразования функциотталыные аналоговые сигналы могут обладать3 равными илп близкими лруг х другу зн ниями вольт-секуцлпой площади.Целью изобретения является обеспечение независимости ос 1 оз 11 аванпя контурных линий от масштаба их изображения, а также повышение достоверности опоз 1 авания,Это лостигается тем, что з моменты кзантсваш 1 я текущего уровня функционального сигнала фор;1 пруют импульсы считывания, выделяют группы тактовых пмпулысов от начала преобразования, гылслезгные пруппы им. пульсов суммируют, формируют результирующий спг 11 ал и определяют отношенис результирующего сигнала к сигналу, пропорциональному, вольт-секундной площади функционального сигнала, ло которому судят о форме контурной линии.Кроме того, 11 олученные иипульсы считы. вания преобразуют в монотонно-возрастающий сигнал, квантовый по уровню, послеловательно суммируют его текущие уровни, формируют второй результирующий сигнал, пропорциональный вольт-секундной,площади монотонно-возрастающего сигнала, и определяют,отношение второго результирующего с 11 гнала к сигналу, пропорциональному вольтсекунлпой площалп функционального сигнала, по которому судят о форме контурной 1 Л 1 ПН ИП.На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого уст)ойстза; ца ф 15 Г. 2 - графики фу 1 кццо;ял 1 цых яцалогозых си палов, изоора)кс 1- (/ЦЫХ В ОТЦОС 1 ТСГЬ.1 ЫХ ХООрдццятах фгд" .У,), . ( - соответственно, текущее и Я ) ". Л Ц . У:110 С:3 1С Ц И Е ф У Ц К Ц И О:1 Я 1 Ь:10 ГО Г 5 Г ия,я, 1 " тсСГ 1 цсе Врс)51, т; - :1 литсл 1 иОсть сиг:ала; ця фц:. 3 - цигклограммы формиро Вс и 1 Я 1)1:1 УГ 1 ь,.ОВ С 17 ы 1,1 ця 1.,11)Выдс,1 с - иця гру.-,.1 тя сгс:3 ых импульсов 1 И), Г 7 С Я,-- такущес 31 сццс колис т 3 и тс 1 кто- В.:х и)В 1 Ульсов; ца фцг. 4 - ц: .1 О; Ра1 преобразования импульсов считывания в мо 11 отоццо-Вохра тающий сигнал Г, ква 1 то вя 11 цый Гпо уровшо.На носителе 1 (фиг. 1) изображена контурная линия 2, которая читы)яетс 5 элсктрссцым лучом 8 с помОщыО О.1 Окя 4 следящего скяспровция и цреобр 1 Вова)1 ия, содс, - жац,аго узел 5 развертки и формирован,1 ч СИГЦ 1 ЛЯ, ГПОЛГХЛЮЧЕЦПЫй К ЭЛаКТРОГЦНО-ЛУЧОЗОй трубке б и,к фотоэлементу 7, воспринимав щему отражец 11 ый от цосц геля изобряжс Ги луч 8.В 1,хсл Олока 4 еле:ящсго скацировация ц ,преобразования подключен через нуль-орган 9 Гк блоку 10 синхронизации и управления и ко,Входу сгцдящего преобразователя 11 аналог - код, выходы которого подКлюсцы через группу вентилей 12 ко входам первого нагаили)3 ЯОщего сумматора 13, а также к формирователю 14 импульсов читызяцця.Выход форм 51 рователя 14 ц)пульсов считьзация подключен ко входу счетчика 15 импульсов считывания и черсз гру 15 у,всцтлей 16 хо входам второго накаплива 3 ощсго сумматора 17.Ганератор 18 тактовых им:Тульсов фцксирозаяной частоты подключен через вентиль 19 КО Входу сетчикя 20 тактовых им:у 1 ъсо 3 и ко вторым входам групп Вентилей 12 и 1 б Вь 1 ходы счетчика 20 таКтовых импульсов через групну вентилей 21 подключены ко входам 3-го накапливающего сумматора 22.Выходы накапливающих сумматоров 117, 2 подключены к вычислительному блоку9 р28, выходы которого связаны со входами блока 24 принятия решений, вторые входы которого подклюеиы к,постоянному за.омицающему устройству 25 в котором хранятсч гругппы эталонных значений, соответствуощие разл 1 пЫм формам функционяльць х сигиалов или ко)цтурных линий. Позицией 26 ооозначецы выходы б)лока 24.До:1 ачаля преобразования бло;и и узлы устройства устацовлены с помощью блока 10 синхронизации и управления импульсом сброса Гпо шцце У 0 в исходное состояццс, вентиль 19 закрыт и тактовые ю,пульсы с сне. ратора 18,не Гпоступяют на другие блоки и элеме 71 ты устройства.Предлагаемый способ включает в себя следующие операции,Праобразован 5 е контур ых линий В фуцк 65(13, - У, В 1 п Циоцальцый ЯЯГ 1 ОГ 01)ый сиГЯ;1 соотВс Ст 3 УОщсй фо 1 мы ц 1-:цЯс 1"51 цо кома.1 Ле Ус 5, по:ту:Яошей с блоха 10 си 11 хро 11 изацци у:1 ря:3 лс 1 ия 1 я б;Ок 4 с,СлящеГО скя 115 роВя 51 11 ."1 рсобразсс 3;1:1,я. П)ц это)1 У:3 с, д р 11)- Вс 3)7 и формирсзацц 51 фу;кциоцяльцого сигналя подается ца электронно-лучевую труб.ку б пя:ряжения, о)клоняОщис луч 8 в соОГВСТС 7.3 ии . Гиригцятым в устройстзе ялгорит мсм ска проза;1 ия. ЭГСст;оц:1 ы 1 луч 8 Отс;1 еж,: яст на носителе 1 цзобра)кения когцтур 1 уо лцшцо 2, с рег 11 ст;.)1 ццей отраженного ЛУ:я 8 фотоэлсмсцто.,1 7, с 1 олксиосцц 1.х узлу 5 развертки и фо;)мирова,цця функцио )5 .пялього аналогового сип 1 ала.Функциональный аналоговый сиг 11 ал фо)- мируется,на осцозе отклоняющих напряжении 3.П и .Осту:1 яст ца Вход преобразователя 1 Я 11 ялог - од и ца Вход нуль-органа 9, коГорый фГксц)ст мо е,1 ы перехода фуцкццо 1 я,ьиого сцгцял 5 Через нулевой уровень и формирус) ця сзос) Вы;Оде сирца:1 В Ви;3 с 11 с) с. Я,1 Я ц Я: ) и же 13 и 51, цостУС 1 Я 1 ОЩий на Оло.1 10 с:1;1 хро 1 изяЩц 1 3 прязлсция, цредцаз:1 ачеццый для сбссцс 1 еция согласозяццой ВО Врсмсгци работы всех )Локов устройства о:1 о.знавация Контурных линий и формирует ия своих выходах О:рс:слепцуО пцклограмму уцравляюгцих,сигналов.Представлецгцые ца фиг. 2,а, б кривысфункциональных сигналов соответству 1 от ко;1- турцым линиям: 27 кугполообразцой фор мы, 28 - сицмсоидальцой формы, 29 - квядряти 1 ВО 5 форм 1, 80 - Гкуоичиой формы, 81 симметричной пилообразной формы, 82, 88 несимметричной .1 илообразной формы, 14 эспоцецциальиой формы.Рассмотрим о:1 озцазацце контурной ли:и ;и я ир им е) с с и ц у с О ил я л ь ц ОО с и Ги я л я 28.401,вяцтовацис фм:1 кциоцальцого сипЯ,Я:1)урошпо (фиг. 2, ) с постоянным шагомвац тозация Л(1,осуществляется,с помощью прс образователя 11 (фиг. 1) аналог - код, 13 Я выходах которого формируется параллельный двоич цый код, соответствую 1 ций текущему уро 1 В 13 о этого сцг 11 яля и поступающий ца первые Входы группы вентилей 12, а также цз Входы формироватсл 51 14 им 1 ульсов считываПоследовательное с )чирсвацис текущегоуровня в моменты времени, Отмечаемые тактоВыми цмпульсямц фиксирозацной частоты (фиг. 2, в, г), обеспечивается с до)Ощь 1 О на- ЕаЛЛИВя 1 ощЕРО Сумм яТО,) а 13.Формирование сигнала, .1 ропорциоцальногоВольт-секундной площади функционального сигнала в интервалс, кратноам его длительно.сти, происходит ца входах сумматора 1:3.60Для синусоиды теку 1 ций уровень функциоцальцого,сигнала рязан:(3) где К) - (коэффициент прсрлорциональпости,Формирова(ние импульсов считывания в моменты квантования текущего уровня происходит на выходах формирователя 14, который фиксирует каждое изменение кода на выходах преобразователя 11, и формирует при этом время-цмпульсную глослелозательность рмпульсоз считывания (фиг. 3, а, б).На фцг. 3, б сформированные импульсы считывания изображены неравномерно, как это фактически соответствует цх ,моментам формиро(заявя ,зо времени, а на фиг. З,е - изображеца усло(зно-равномерная последова тельность, т.,к. здесь берется в качестве коордипаты не физический параметр - время 1, а формальный - порядксзый номер Т, цм- З 0 пульса в серии.Выделение групп тасхто)зых эслульсоз, прошедших от начала слелящего нреобразо вания,коцтурпой линиипроизводится с г;омощыо сформирова(нных импульсов счцтыза ния, поступаюццх ца вторые входы группы вентилей 21, путем считывания через цераз нс)мерные лромежут(ки времени, определяемые формой функционального аналогового,сигцала, параллельного кода текущего количества так товых импульсев Я,и (фиг, 3, а - д) в накапливающий сумматор 22.Выделенные группы импульсов суммируют для получения результирующего сигнала Е/реа)пРопоРци" нальцого сУмме гРУпп так тозых импульсов в упомянутом интервале длительцости функционального сигнала, Суммирование производят с помощью накапливающего сумматора 22, Значение результирующего сигнала пропорционально площади 50 фигуры 50 ВООе, которая, как видно цз фиг. З,д, рагца алгебраичесской сумме площадей со,стазлгцощцх ее фигур: Я и(макс) - КГс(1 рез=1 ЛОВСОГ:с( (ЯОАВОЕ 504 ВЯВС, (4) 55 где К. - коэффициент пропорциональности. Ст:елками и точками на фиг. 3, в, д, е ука. запы моменты времени и текущие зцаче)шч юторыс считываются с помощью СИ. 60 Число горизонтальных стрелок и номера СИ цал ними о)пределяют;количество считываний соот(зетствующих групп тактовых пмпульсоз. Аппроксимирующая пунктирная кривая на фиг. 3, д является преобразованной фор. 65зцачер 1 ие Вольт-секундной (площади 51 В иц. тервале от 0 ло т, определяется интегрированием: а значение сипнала О,пропорционального вольт-секундной площади, будет равно: мой исхсдцого функциональцого сигнала на фиг. 3, а и опрелеляет значение результирующего сигналапропорционального площалц фигуры ОВСРЕ.Поскольку площади фигур ОЛВ ц ВСР равны, то: Очевидно, что максимальное значение так товых импульсоз, прошедших в интервале от 0 до -,пропорционально величине этого интервала: где К, - коэффициент пропорциональности,определяемый фиксированной частотои тактовых импульсов.Максимальное число сформированных з этом же )штерзале цмпульсоз:-штывацця пропорционально удвоенному амплитудному значецию 2 Ут сигнала: гле 1( - коэффициент пропорциональности, определяемый заданным шаговым напряжением ЬУ,п, Из (5), (б), (7) следует: По соотношению результирующего сцгна. ла и сигнала, прспорццоцальцого вольт-секундной площади функционального сигнала, сулят о форме (контурной линии.Значение, соотношения является тем совокупным параметром, цпвариацтным,по отношению к амплитуде и длительности фуцкццоалального сигнала (т. с. независимым,от выбранного масштаба цзобра. женця контурной лццпц), по которому можно одцозначно сулить о форме этой лцнцц.Соотношение (9) получают в вычислительном блоке 23, выполняющем операцшо деления, сраз)шзают его в Олоке 24 принятия решений с группой эталон;(ых значений, запрашиваемых цз постоянного заспомццающсго устройства 2, в результате чего, производится опознавание формы ко:1 турцой лцнцп, а в результате опоз)рава)шя выдается на выходах 2 б в виде параллельного кола, соответстзующ(.ГО форме Опозцап 101 О Отрезка контур)101 пцнццДля функццоцальцых сигналов другихсформ соотношение Ь также це булет завц- СЕТЬ От Ут Ц тс ЦО УЧ).тЫВаЕт ЦЗМЕНЕНПЕ формы. Имея группу эталонных зцачсш 1 ц(1 == 1,2 и),с 1 рс ЬЬ К и2 й,(14) 0 1 гэт этэттэт 25 эолв ==- Сэвсв 50 1. Способ Опознавания конт :ых линий,осцозашьй на преобразовании цх в функциоЦЯЛЬый а 1 аЛОГОЗЫЙ СЦГ 111 Л С КвантоварцЕМ ЕГО гО УРОЗЦЮ, .ОСЛСДОВатЕЛЬЦЫМ СУММИРОВаНИСМ тСКУЩИХ УРОЗНСй В фКСИРОВаншаЕ МО .ленты времени, определяемые тактозымц цмцульсамц, ц формровапи сигнала, пропорционального вольт-секундной плсщадц функ.ццональо".о сигнала в интервале кратом его длтельости, О т л ц ч а ю щ ц й с я тем, что, с 60 целью обсспе е.я цезазцспмостц опозаваш формы кстурцых лццй от масштаба их изображения, з,моменты квантования текущего уроз функционального сигнала форми 17 уОт 1 м:ульсы считызаниявыделяют группы 65 тактовых импульсов от начала преобразова.( ч - ввакс 1-эовси та 2 с где и - число типовых котур:ых л . шй,и сравнивая цх с полученным зцаче:ием отношешя О, можно однозначно идентифицировать (опознавать) форму контурной лицинезависимо от ес масштаба, опредсляющеггСГ г И Тг фУЦИОа.гЬНОГО СПи 1;12.Для того, чтобы повысить достоверностьопознавания котурных линий з предлагаемом способе одновременно проводят до:олццтельнье,преобразования, суть которы поясняется фиг. 4, а, б, в, г,Другие операции, которые характеризуютдогполнительные отличительные прцзнакцпредложенного способа, заключаются в с;сдую шем,Время-импульсную последовательностьсформированных импульсов считывания(фиг, 4, б), полученную при квантовании поуро 1 вню того же функционального сигнала(фиг. 4, в), квантованный по уровню. Время-импульсцая последовательность импульсов считывания, поступающая ца вход счетчика 15, преобразуется в параллельный код, соответствующий текущему уровню монотонно-,возрастающего сигнала и поступаощий па первые входы пруппы вентилей 1 б. Формируют второй результирующий сигнал Урвэ который определяют;о и;гощади фцгуры ровсов, ограниченной кривой У =Ф(1) и осью времени с помощью тактовых цэпугь. сов (фиг. 4, г), по которым считывают ц последовательно суммируют в,накапли:1 ающем сумматоре 17 текущй уровень монотонно- возрастающего сигнала Ьв, т. е. Ьрсэ, = ;,ОВСОВ = Г(50:1 ВО - ОВ7 СЭ) -где К 5 - коэффициент прогорццональностцпоскольку, как и в предыдущем случае,Фигуры ОВС,ОЕ (фиг. 3, д и фиг. 4, в), хотя и подобны геометрически, цо цзображе ны,в различных коордизатах ц получаются при различных методах преобразования.Нетрудно, видеть, что где максцмаль ос з;шчс;1 це Гдостигаемое прц 1 =- т., пропорццоцагьно МаКСИМаЛЬНОМу ЧИСЛУ Л св ага г СИНХрОМ пульсов, сформированных в интервале от О до с.с Где Кт - коэффиИет п)707011 ционалыос 1.ЪгИтызая зыраже:я (7), (11) . и (12), 5 имеем: 3 ачецце соотношения10 является до.ор 17 ель 1 м совок, ым параметром, отличным От 0: цсзазисцмым От выбранного масштаба изображения контурс Пцои линии. д; также получают на выходах вычислительного блока 23.Для цараметроз 1 т; ( = 1,2и) з постоянцом завомцнающетм устройстве 25 храштся вторая группа эталонных зачей; Форму контурной лшшц оознают с помощью блока 24 принятия решений по созокупности двух соопношегпий (9) и (14) - первого и второго результирующего сигналов с сцпнарО 1, лропорционагыым вольт-секундной площади фу;кццоцальцого сгпнала.Опознавацс гпо двум совокупным параметрам, цолучеяым цезавцсцмо друг от;руга и С ПОМСЩЬЮ РаЗЛЧНЬХ ОгПЕРапнй фОРМИРОВация и реобразсзания, позволяет повысить достоворость способа.Ко; фор:гы Отрезка коцтт 11 ОЙ,ИНИН с выхода устройства 2 б может быть введен в ЭВМ для решеця:оследующих задач.После зызэда кода формы отрезка контурной гццц, блок 10 у:разлс гя ц сццхроцИзацци устанавливает блоки устройства в ис.ходное состояние и переходит к следующему 45 прсобр азовацю и о:оз:а:и: шо слс,дуОщсгоотрез к 1 ко 1 рОЙ линии. Формула цзобретенияния, свыделенные группы импульсов суммируют, формируют результирующий сигнал и определяют отношение результирующего сигнала к сипналу, пропорциональному вольт-секундной;площади фунскционального сигнала, по которэму судят о форме ко турной линии,2, Способ,по:п, 1, отл ич а ющ ийс я тем, что, с целью повышения достоверности опознавасния, импульсы считывания преобразуют в монотонно-,возрастающий сипнал, квантованный,по уровню, последовательно суммиру.ют его текущие уровни, формируют второй результирующий сигнал, пропорциональный 5 вольт-секундной площади монотонно-возрастающего сигнала и определяют отношение,второго результирующего сипнала к сигналу, пропорциональному вольт-секундной площади функционального сигнала, по скоторому судят 10 о форме контурной линии.528585 н-Б ) Романо оставнтель Техред Е,Редактор Н. Каменская Корректор В. Гутман урушина Изл. Ьа 1726 Тираж 864ИПИ Государственного комитета Совета Министроио делам изобретений н открытийМосква, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 ПодписноеСССР Заказ 959/1465 нп. Харьк фнл. пред, Патент