Устройство для коррекции изображений при воздействии шумов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 708371(51)М. Кл. 6 06 К 9/00 Государственный комитет ао делам изооретеиий и открытийОрдена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРОИ СТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИЗОВРАЖЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ШУМОВИзобретение относится к области вычислительной техники и может быть при - менено в составе специализированных быстродействующих вычислительных си- стем распознавания зрительных образов в5 условиях действия шумов, для коррекции геометрических изображений, поступающих с рецепторного поля в реальном масштабе времени. оИзвестно устройство для распознавания и коррекции изображений, содержащие фотоэлектрический преобразователь, например, блок. рецепторов, аналого-цифровой преобразователь, ограничитель шумов, блок па 15 мяти для запоминания плоского изображения, регистр для циркуляции изображения, арифметический блок, сумматор, дополнительный блок памяти для хранения вторичных сумм разностей, дешифратор, блок выделения признаков и блок распознавания 11,Недостатком лзвестного устройства является его сложность и большой объем оборудования. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является известное устройство для коррекции изображений, содержащее блок рецепторов, выходы которого подключены к одним из входов первого коммутатора, выходы которого соединены со входами блока памяти, выходы которого подклочены ко входам второго коммутатора, одни из выходов которого соединены со входами блока распознавания блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов и блока памяти 12В известном устройстве искаженное шумами изображение образа, представляющее собой знак-букву или цифру, последовательно считывается с блока рецепторов и через первый коммутатор записывается в запоминающие элементы блока памяти, причем вначале происходит последовательная запись в запоминающие элементы первои строки матрицы, затем -второй и т,д, С выхода блока памяти70837изображение знака поступает в указанные вьпце блоки для сведения к минимуму нежелательных черных пятен, фонаипи белых пропусков в изображении. Приэтом происходит обнаружение границы ивыделение признаков изображения - со -сг ваяния отдельных элементарных площадк и;юбражения. Улучшенное изображеппе поступает в дополнительный блок памяти, с выхода которого изображение 1 Опос гупаег через второй коммутатор вблок распо;цьчвания ипи через коммутаторы поступает в основной блок памяти дляпроведения последующей итерации коррекцпп. Итерации улучшения изображения про 15должаются до тех пор, пока не будет проведен последовательный просмотр всегополя изображения, После этого блок управления выдаег команду на остановкуцикла коррекции и записи новой информа - 20цни в основной блок памяти с блока рецепторов. Величина аппертуры должнабыть, с одной стороны, достаточно большой, чтобы обеспечить достоверное определение состояния исследуемой площади,а с другой стороны - следует уменьшатьвеличину аппер гуры, так как с увеличением аппергуры существенно усложняютсяблоки устройства,Недостатками устройства являются:большой объем аппаратурных затрат и низкое быстродействие, обусловленное необходимостью проведения большого ксличества итераций дпя коррекции изображения.Цепью изобретения является упрощениеустройства и повышение быстродействия.Это достигается тем, что устройствосодержит регистры сдвига и элементыИ-НЕ, входы которых соединены с первыми40выходами регистров сдвига, первые и вторые входы которых подключены соответсгвенно к выходам второго коммутатора ивыходам элементов И-НЕ, причем вторыевыходы регистров сдвига соединены с дру 45гими входами первого коммутатора, а выход блока распознавания подключен квходу блока управления,Дополнительное отличие предлагаемогоустройства состоит в том, что в нем запоминающие элементы блока памяти соединены последовательно в цепочки построкам и столбцам.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 а - 2 д поясняют прин -55цип последовательной коррекции изображения,Устройство содержит блок 1 рецепторов,первый коммутатор 2, второй коммутатор 1 43, блок 4 памяти, блок 5 распознавания,блок 6 управления, регистры сдвига иэлементы И-НЕ 8. Выходы блока 1 рецепторов соединены со входами первогоксмму тагора 2, выходы которого подкпг -чены соответственно ко входам блока 4памяти. Блок 4 памяти состоит из магрицы зап оминающих элементов 4, кото -1рые соединены последовательно в цепочкигю строкам 1 и по столбцам. Выходыблока 4 памяти соединены соответственно со входами второго коммутатора 3,одни из выходов которого соединены совходами блока 5 распознавания, подключенного выходом кс входу блока 6 управления, выходы которого соединены совходами первого 2 и второго 3 коммутаторов и блока 4 памяти. Другие выходывторого коммутатора соединены черезрегистры 7 с соответствующими входамипервого коммутатора 2. Выходы регистров 7 через соответствующие элементыИ-НЕ 8 соединены с другими входамитех же регистров 7,Устройство работает следующим об -разом,Искаженное шумами изображение образа, представленное на блоке 1 рецепгоров, записывается в матрицу запоминающих элементов блока 4 памяти черезпервый коммутатор 2. За время предъявления одного кадра в устройстве происходит сравнение состояния каждой элеменгарной плошади рецепгорного поля с окружающими ее элементарными площадкамис каждой стороны, по горизонтали и повертикали, причем сравнение производиг -ся сначала по строкам, а затем по столбцам, и в процессе сравнения принимается решение об измерении состояния или оего сохранении, Каждая элементарнаяплощадка может иметь только два состояния, т,е, быть черной или бедой, что можно соответственно представить как " 1"или "О". По сигналам блока 6 управленияв матрице запоминающих элементов осуществляется сдвиг информации об объектеодновременно по всем строкам или столбцам и выдача этой информации через второй коммутатор 3 на регистры 7. КаждыеК элементарных площадок анализируютсяс помощью элементов И-НЕ 8 и принимается решение с коррекции средней площадки нарегистрах 7. В таблице 1 приведен примеркоррекции для Кпри записи единиц вге разряды, которые соответствуют обособленным белым площадкам в пределахкаждой 1 - ой строки (или 5 -го столбца.708871 Табпиц Исходное состояние регистра 7 000 001 010 011 100 101 110 1 1 Код в регистре после коррекции 000 001 010 011 100 111 110 11 Исходное состояние регистра 7 000 001 010 011 100 101 110 111 Код в регистре после коррекции 000 001 000 011 100 101 110 111 25 В таблице 2 приведен пример коррекции для К=З при стирании единиц в тех разрядах, которые соответствуют обособПроцесс коррекции может содержать спедуюшие этапы: стирание единиц по строкам (или столбцам) и запись единиц по строкам (или столбцам), причем порядок проведения этих этапов коррекции в пределах одного цикла может изменяться30 в зависимости от априорных знаний о природе изображения, например, способов получения изображений: оптические, акустические и т.п. Поспе коррекции информации об объекте записывается соответственно по строкам (или столбцам) в мат 35 рицу запоминающих эпементов бпока 4 памяти через первый коммутатор 2, Откорректированная информация через второй коммутатор 3 выдается в блок 5 распознавания, который выдает сигнал на блок 6 управления о прекращении коррекции ипи об изменении порядка проведения ее этапов.В качестве примера исходное изоб 45 ражение представлено на фиг, 2 а, из которой видно, что образ искажен действием помех и нахбдится на фоне, представляющем собой распределенные случайным образом на рецепторном поле черные элементарные ппощадки или их группы, что существенно затрудняет немедленный процесс распознавания. Поэтому предъявлен ное изображение корректируется и топько после коррекции подается на вход блока 5 распознавания, Процесс коррекции разбит на следукшие этапы:1) параллельная обработка во времени по строкам и стирание единиц в матрице ленным черным площадкам в предепах каждой 1 -ой строки (ипи-го стопоцам) рецепторного поля,Т а б и и ц а 2 запоминающих элементов блока 4 памяти,которые соответствуют обособленным черным ппощадкам в пределах каждой строкина блоке 1 рецепторов (фиг. 2 б);2) аналогичная и. 1 обработка ностопбцам (фиг. 2 в);3) параллельная во времени обработкапо строкам и запись единиц в те запоминающие эпементы, которые соответствуютобособпения бепым площадкам в пределахкаждой строки на блоке 1 рецепторов(фиг.2 г);4) аналогична п.З обработка постолбцам (фиг, 2 д),По сравнению с известным техническимрешением аналогичной задачи, предпоченное устройство обладает бопьшим быстродействием и меньшими аппаратурнымизатратами за счет параллельной обработки информации и использования простогоалгоритма коррекции, который дает хорошие результаты при распознавании простых образов (прямая, ципиндр и т.п.),Для изображения размерностью ки( на практике И =32-128) количестваанализируемых плошадокК (достаточновыбирать К=З-.5) время коррекции впредлагаемом устройстве для четырех этапов равно 1=4 ( И хК ) так тов сдвига информации в регистрах 7. Формула изоб ретения 1, Устройство для коррекции изображений при воздействии шумов, содержа708371 7щее блок рецепторов, выходы которого подключены к одним из входов первого коммутатора, выходы которого соединены со входами блока памяти, выходы которого подключены ко входам второго коммутатора, одни из выходов которого соединены со входами блока распознавания, блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов и блока памяти, о гличающеесятем, что, сцелью упрощения устройства и повышения его быстродействия, оно содержит регистры сдвига и элементы И-НЕ, входы которых соединены с первыми вь.ходами регистров сдвига, первые и вторые входы которых подключены соответственно к вы 8ходам второго коммутатора и выходамэлементов И-НЕ, причем вторые выходырегистров сдвига соединены с другими.входами первого коммутатора, а выход5 блока распознавания подключен ко входублока управления.2. Устройство для коррекции изображений по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что в нем запоминающие элементыблока памяти соединены последовательнов цепочки по строкам и столбцам.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3805239,15 НКИ 340 146 3, 19742. Патент США3737855,НКИ 340-146, 3, 197 3 ( про то тип) .