NL7810943A - Lerende inrichting voor het herkennen van patronen van digitale signalen. - Google Patents

Description

•V

' ' * ' Ni PHN 9275

N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN TE EINDHOVEN

"Lerende inrichting voor het herkennen van patronen van digitale signalen".

In het algemeen heeft de uitvinding betrekking op het herkennen van patronen, zoals deze belichaamd zijn in een verzameling van digitale signalen. Bekende objek-ten voor dergelijke herkenning zijn gebinairiseerde karak-5 ters (letters, cijfers), bloedlichaampjes, chromosomen, radarbeelden van vliegmachines. Andere patronen waarop de uitvinding betrekking kan hebben zijn: reeksen codecijfers die eventueel verminkt kunnen zijn, menselijke stempatro-nen, en zo verder. De uitvinding betreft daarmee in het 10 bijzonder een inrichting voor het herkennen van een patroon van een voorafbepaald aantal afzonderlijke en volgens tenminste één coördinaat gerangschikte digitale signalen met elk een signaalwaarde, éelke inrichting bevat een ingang met eerste opslagmiddelëh om een genoemd patroon te ont-15 vangen en op te slaan, tweede opslagmiddelen met een voor afbepaald aantal geheugënplaatsen die elk een geheugenka-paciteit bezitten voor een genoemd patroon, een verschil-bepaalinrichting met een eerste ingang die met een infor-matie-uitgang van de eetste opslagmiddelen is verbonden en 20 een tweede ingang die met een informatie-uitgang van de tweede opslagmiddelen is verbonden, en met een uitgang om alternatief een verschil/overeenkomst signaal af te geven.

De coördinaten kunnen de x- en y-richtingen zijn in geval van een tweedimensionaal beeld, de tijd in geval 25 van een reeks ontvangen kodebits, tijd en toonhoogte in het geval van een stempatroon. Het aantal koördinaten kan 78 1 0 9 43 - 2 - .PHIL-9215_____________________________________________ 1 , 2, 3 of zelfs meer zijn. De signaalwaarde betreft dan de zwartings- of kleurkode in geval van tweedimensionale beelden, de intensiteit van het geluid in het geval van 1 een stempatroon, enzovoorts. Het herkennen van onbekende ! 5 patronen is al lang in de belangstelling en onderwerp van vele artikelen en octrooischriften. De beschrijving hierna is in het bijzonder toegespitst op het herkennen van tweedimensionale, statische beelden. De uitvinding kan ook j bij andere patronen worden toegepast, zoals reeds vermeld. 10 De uitvinding gaat uit van de gedachte dat vele patronen een samenstel van op zich zelf reeds signifikante onderdelen zijn. Zo kunnen medische röntgenfoto's een aantal details bevatten zoals skeletgedeelten. Andere beelden bevatten bijvoorbeeld chromosomen, bloedlichaampjes welke 15 geteld ei/of geïdentificeerd moeten worden. De uitvinding realiseert zich dat de informatie goeddeels is bevat in deelbeelden met grote gradiënten (dus bijvoorbeeld sprongen in de intensiteit van een beeld). Het is daarom een doelstelling van de uitvinding om een inrichting te geven die 20 zichzelf instelt op deelbeelden waar gradiënten optreden, zodat juist deze met voorbeeld-informatie kunnen worden ------vergeleken. De uitvinding realiseert de- doelstelling doordat hij het kenmerk heeft dat voor het herkennen van een middels een koördinaatsgewijs instelbare vensterinrich-25 ting uit een globaal patroon geselekteerd lokaal patroon de vensterinrichting een stapmechanisme bezit om koördi-naatsgewijs over een stap versteld te worden, en dat een gradientbepaalinrichting aanwezig is om voor voorafbepaalde koordinaatwaarden binnen het venster de absolute waar-30 de van de koördinaatsgewijze gradient vein de op die koör- dinaatwaarden vigerende waarden van genoemde digitale signalen te bepalen, een momentgenerator om genoemde absolute waarden te ontvangen en daarvan het moment ten opzichte van een vizierpunt van het venster te bepalen en een 35 uitgangssignaal bij een bereiken van een voorafbepaalde minimumwaarde van genoemd moment te genereren ter signale- 78 1 0 9 43 . - ï . ' ' 1 ....... 4"' "" '' 3 “ "" ρην 9275 ' ..............,:..............................________________________ .· ring van het bereiken van een lokaal maximum van de over het lokale patroon gemiddelde waarde in genoemde koördi-naatsgewijze gradient en dat een verbinding aanwezig is om; ! .'ï- genoemd uitgangssignaal als aktiveringssignaal aan genoem-i 5 de verschilbepaalinrichting toe te voeren.

Het is bijvoorbeeld mogelijk tijdens een lopende aftasting van het onbekende beeld telkens het moment te bepalen en bij een bereiken van een lokaal maximum van de j over het lokale patroon gemiddelde waarde in de koördinaats-10 gewijze gradient de vergelijking te starten. Dit kan dus een nuldoorgang zijn van een inrichting die genoemde gemid-delde waarde naar de tijd differentieert. Het vormen van het moment gebeurt zo, dat inderdaad op een maximum wordt; ingesteld (en dus niet op een minimum want dat levert, in 15 overeenstemming met het bovenstaande, slechts een beperkte; hoeveelheid informatie)·

In dit verband wordt een representatief voorbeeld van de stand van de techniek geleverd door een artikel door S. Kashioka et al, A transistor wire-bonding system uti-20 lizing multiple local pattern matching techniques, IEEE transactions on systems, man and cybernetics, Arg. 1976»

Vol. SMC-6, nr. 8, p. 5^2-570. Volgens dat artikel worden deelbeelden bij aftasting direct vergeleken en zonder de eerder genoemde tussenstap van het centreren op een rele-25 vant vizierpunt. Dit betekent dat slechts een klein aantal voorbeeldpatronen gebruikt kan worden* er vinden immers zeer veel vergelijkingen plaats, namelijk direkt bij de beeldaftasting. Volgens de uitvinding vindt het vergelijken pas plaats als de vensterinrichting goed is ingesteld.

30 Verder zijn volgens genoemd artikel de tolerabele verschillen klein. Dit betekent dat alleen gewerkt kan worden in een omgeving met weinig variabelen. Het artikel behandelt dan ook het lokaliseren van transistors, waar slechts een tweedimensionale translatie en een rotatie mogelijk zijn.

35 De bekende techniek is zonder resultaat als het objekt niet vormvast is, zodat de onderlinge afstand der details kan variëren.__/ _ _ __I

78 1 0 9 43 : - .i ~ k~ JPmL22Z5_____________________________________________

Het is gunstig als een voorinstelstapmechanisme , aanwezig is ora middels een voorafbepaald aantal voorinstel-stappen evenzovele beginposities aan de vensterinrichting | te geven, en dat een uitgang van het voorinstelstapmecha- j 5 nisme verbonden is met een ingang van de momentgenerator om deze laatste eerst na het bereiken van een beginpositie te aktiveren.

Elk der beginposities kan één uiteindelijke in- j stelling en dus ook één vergelijking geven. Door een goede: 10 verdeling van de beginposities kan een uitgebreid patroon op signifikante details worden onderzocht. Nabij elk der beginposities kan een lokaal maximum van de eerder vermelde koördinaatsgewijze gradient worden gevonden, bijvoorbeeld doordat een voorafbepaalde volgorde van vensterin-15 stellingen wordt doorlopen na het starten vanuit een beginpositie. Het ik mogelijk dat de uiteindelijke instelling bereikt wordt vanuit twee of zelfs meer beginposities. Desgewenst kan dit verhinderd worden doordat een extra inrichting aanwezig is, die onthoudt welke plaatsen reeds onder-20 zocht zijn en als zo'n plaats voor een tweedé_maal bereikt wordt de verschilbepaler een desaktiverend signaal geeft.

Zo kan het patroon systematisch worden onderzocht middels een geschikte spatiëring van genoemde beginposities.

Het is gunstig als een terugkoppelverbinding 25 aanwezig is tussen een uitgang van de momentgenerator en een aktiveringsingang van het stapmechanisme om aan het stapmechanisme een staprichtingssignaal toe te voeren.

Het venster wordt dan na instelling op een beginpositie telkens stapsgewijze verplaatst in de juiste richting om .30 zo snel mogelijk eerder genoemd moment te minimaliseren.

Zo verloopt het instellen automatisch en worden weinig stappen gedaan om de eindinstelling te bereiken.

Het is gunstig als een beëindigingselement aanwezig is om het aantal stappen dat vanuit een beginpositie 35 door een aan het stapmechanisme toegevoerd staprichtingssignaal aktiveerbaar is tot aan een bovengrens te beperken.

78 1 0 9 43 ” 5 “ i?m 9.215.______________________________________________—..................................................

Op die manier wordt het verder instellen van het venster beëindigd als voor het bereiken van de eindinstelling het aantal stappen te groot zou worden. Dit aantal stappen kan groot worden als in een bepaald gebied geen lokaal i 5 maximum van de koördinaatsgewijze gradient aanwezig is (maar bij voorbeeld alleen een lokaal minimum): dan kan de uiteindelijke instelling ook vanuit een andere beginpositie worden bereikt. Ook hiermee wordt het dubbel uitvoe-ren van instellen op hetzelfde uiteindelijke instelpunt 10 vermeden. Een ander geval waarbij veel steppen kunnen op treden is dat het lokale, tér vergelijking aangeboden patroon aan een tijdsafhankelijk ruisverschi jnsel onderhevig is, Dit kan bijvoorbeeld dóór kleine niveauverschui-vingen in diskriminatore die een analoog ingangspatroon 15 in een digitaal patroon omzetten. Dan kan de optimale in stelling van de vensterinrichting ook van de tijdafhanke-lijk zijn, zodat herhaald dezelfde instelling wordt verkregen. Ook dan geeft het gebruik van een genoemd beëindi-gingselement verkrijging van tijdverlies.

20 Het is gunsti|* als de vergelijkinrichting voor zien is van middelen om ingeval een ter vergelijking aangeboden paar signalen vin eerste en tweede opslagmiddelen voor een bepaalde koördinaatwaarde een voorafbepaald verschil bezit, maar de betreffende patronen voor die köördi-25 naatwaarde beide een koördinaatsgewijze voorafbepaalde gradient in de signaalwèarde bezitten het voor die koördinaatwaarde gegenereerde voorafbepaalde verschil te veronachtzamen. In het geval van een binair beeld is genoemd voorafbepaald verschil een verschil tussen "1” en "0".

30 In het geval van een meer waardig beeld kan het een zeker zwartings- of kleurverschil betreffen. De gradient kan op dezelfde manier bepaald worden als bij het instellen van het venster of op een andere manier. Door genoemde veronachtzaming worden bijvoorbeeld kleine verplaatsingen in 35 de rand van een karakterdeel of kleine tijdsverschillen in het aankomstmoment van een verandering in een signaal- 78 1 0 9 43 - 6 - .. PHN .9275 _________________________________________________________ ______________________ amplitude niet beschouwd als een bijdrage te geven aan een verschil. Dit blijkt een grote besparing op te leveren in het aantal patronen dat in de tweede opslagmidde-len moet worden opgeslagen. Ook bij eèn kleiner aantal 5 opgeslagen patronen is dan toch een goede identifikatie mogelijk.

Het is gunstig als derde opslagmiddelen aanwezig zijn om onder besturing van een overeenkomstsignaal van de verschilbepaalinrichting een als dan vigerende re-10 ferentiepositie van de vensterinrichting en een adressig naal voor de tweede opslagmiddelen op te slaan. Door deze opslag wordt het mogelijk een beeld vast te leggen dat op voorhands nog niet vaststaande manier is opgebouwd uit een aantal bekende komponenten of deelpatronen, 15 Het is gunstig als een cyclusgenerator aanwezig is om de respektievelijke opgeslagen informaties uit de tweede opslagmiddelen te presenteren aan de verschilbepaalinrichting, dat de verschilbepaalinrichting een diskri-minatieschakeling bezit om een verschil tussen twee ver-20 geleken patronen met eèn minimumverschil te vergelijken, en alternatief een kleiner dan/groter dan signaal te genereren, dat een "kleiner dan” signaal werkt als een eerste stopsignaal om middels genoemd overeenkomstsignaal een herkenning te signaleren,__en een "groter dan” werkt als 25 voortgangssignaal om verdere in de tweede opslagmiddelen opgeslagen patronen ter vergelijking aan te bieden totdat alle patronen aangeboden zijn waarbij een tweede stopsignaal werkt om een blokkeerelement tussen een uitgang van de eerste opslagmiddelen en een ingang van de tweede op-30 slagmiddelen te deblokkeren ter opslag van het in de eer ste opslagmiddelen opgeslagen patroon op een ongebruikte geheugenplaats van genoemde tweede opslagmiddelen. De opgeslagen beelden kunnen alle tegelijk, in verschillende vergelijkelementen, dan wel achtereenvolgens, ter verge-35 lijking worden aangeboden. De uitkomst kan zijn dat het on bekende deelpatroon geïdentificeerd wordt met één der op- 78 1 0 9 43

'f : '’T

- 7 ~ PHN 9275__________________________________________________________ geslagen deelpatronen, ofwel onherkenbaar is. Als er geen herkenning plaats vindt kan het niet herkende patroon auto>-matisch als "nieuw” voorbeeldpatroon worden opgeslagen. Het is zeer voordelig dat voor de lokale beelden zo een leer- I 5 fase en de gebruiks- of herkennihgsfase tesamen optreden? het kan immers mogelijk zijn dat niet van te voren bekend is, hoeveel verschillende lokale beelden aanwezig zullen zijn. Zo heeft een inrichting volgens de uitvinding een zekere mate van zelforganiserend vermogen. In het boven-10 staande kan het nieuw gepresenteerde patroon aan de opneem-middelen worden ontleend (bijvoorbeeld doordat de venster-inrichting in de opneemkamer a is belichaamd). Anderzijds kunnen de eerste opslagmiddelen ook belichaamd zijn in een specifiek geheugen, bijvoorbeeld een schuifregister.

15 Het is gunstig als een tweede vensterinrichting aanwezig is om de doorlating door genoemd blokkeerelement te beperken tot koördinaatsposities waarvoor ofwel een voorafbepaalde koördinaatsgewijze gradient van genoemde signaalwaarde is gedetekteerd, ofwel waarvoor bij een na-20 burige koördinaatspositie een voorafbepaalde koördinaatsge-wijze gradient van genoëmde signaalwaarde is gedetekteerd, en dat voorts middelen lijn om ongebruikte geheugenkapaci-teit in de zo gevulde gëheügenplaats van de tweede opslagmiddelen te voorzien vah indifferente (don't care) infor-25 matie als vergelijkingsinfonnatie. In een tweedimensionaal binair beeld wordt zo rn patroon deel waarvoor zelfs een naburige koördinaatpositie geen gradiënt vertoont, gevormd door een egaal gedeelte (zwart of wit), dat geen informatie over de vorm van het beeld bevat. Dergelijke gradients-30 loze delen van de patronen worden dan niet opgeslagen en ook later niet in de vergelijking meegenomen: een indifferente informatie geeft met een willekeurige andere informatie geen verschil aan, De vergelijking met latere te herkennen patronen wordt dan scherper omdat bijvoorbeeld 35 signaalruis in een overigens gradientsloos patroongedeel-te geen invloed heeft op het vergelijkingsresultaat.

78 1 09 43 X

... g ΓΗΝ Q275__________________________________________________________________________________________

Het is gunstig als een terugkoppelverbinding aanwezig is tussen een uitgang van de momentgenerator en een aktiveringsingang van het stapmechanisme om aan het stap-een staprichtingssignaal mechanism^iboe te voeren, waarbij vierde opslagmiddelen 5 aanwezig zijn om na het aanbieden van alle in de tweede opslagmiddelen opgeslagen patronen een als dan vigerende referentiepositie van de vensterinrichting voorlopig op te slaan en dat een herhalingsinrichting aanwezig is om als dan tenminste één extra beginpositie te genereren en dat 10 een vergelijkelement aanwezig is om na het daarop weer bereiken van de minimumwaarde van genoemd moment de alsdan vigerende referentiepositie van de vensterinrichting, met die welke in de vierde opslagmiddelen is opgeslagn te vergelijken en een saldo te vormen van overeenstemmingen en 15 tenslotte genoemd tweede stapsignaal te genereren na het bereiken van een voorafbepaald minimumsaldo, uitgaan de van genoemde tenminste ene extra beginpositie.

Het is gebleken dat soms een lokaal maximum in de gradient van de signaalwaarde voor de vensterinrichting 20 " slechts een zeer klein vangstgebied vormt: alleen een heel specifieke beginpositie levert juist dat stabiele of zelfs indifferente evenwicht op. In dat geval is zo’n lokaal patroon weinig signifikant en het wordt dan ook niet als ______voorbeeldpatroon opgeslagen. De extra beginposities kunnen 25 op verschillende manieren worden gevormd: het kunnen "normale" beginposities zijn die dus slechts een nieuw voorbeeldpatroon leveren als dat tenminste vanuit twee "normale" beginposities wordt bereikt. Het kunnen ook één of meer posities zijn die op een bepaald koördinaatverschil 30 ten opzichte van het bereikte instelpunt worden gepositioneerd.

Het bovenstaande geeft aan dat niet alle deelpa-tronen even zinvol zijn om als voorbeeld patroon opgeslagen te worden. Dit hangt met name af van het verder ge-35 bruik dat met de opgeslagen herkenningsresultaten beoogd is. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat een globaal beeld een 781 09 43 ... ·.....

ρην 32.75.___„_________..;........-..........................' ....._ ... ' :.......„______________________________.....

bepaald aantal herkende deelbeelden bevat, en bovendien één of meer onherkenbare deelbeelden. Het kan dan vaak nog herkenbaar zijn aan de hand van een betrekkelijk beperkt aantal herkende deelbeelden. Dit geval kan zich voor-5 doen ingeval produkten Herkend moeten worden die echter door andere produktèn (bijvoorbeeld vormgestanste plaatjes) overlapt worden. De deelbeelden die door de overlapping worden gevormd zijn niet relevant voor de herkenning. Verder is het voor de in de tweede opslagmiddelen opgeslagen voor— 10 beelden zeer gunstig als ze invariant zijn voor de schaal— waarde van de kodrdinaatposities. Voor een beeldaftasting is meestal de grootte van het beeld (bijvoorbeeld gegeven door de afstand tussen objekt en aftastorgaan) niet a priori bekend. Daarom kan men als extra eis aan een op 15 te slaan voorbeeldpatroon stellen dat onder een voorafbepaalde varidring in genoemde koördinaatwaarde het patroon ten hoogste een voorafbepaald verschil vertoont.

De uitvinding wordt uitgelegd aan de hand van enkele figuren.

20 Fig. 1 geeft ëerste patronen van digitale sig nalen, fig. 2 geeft tweede patronen van digitale signalen, .

fig. 3 geeft een blokschma van een inrichting 25 volgens de uitvinding, fig. 4a-% geven details bij fig. 3» fig. 5 geeft enkele beelden ter adstruktie van vergelijkingsregels, fig. 6 geeft een stroomdiagram van de signaalverwerking.

30 Eerder is vermeld dat de uitvinding gebruikt kan worden bij allerlei soorten patronen van digitale signalen. Eenvoudigheidshalve is de hiernavolgende beschrijving gewijd aan tweedimensionale beelden van binaire informaties? zwart, respektievelijk wit. Er zijn dus twee onafhan-35 kelijke koördinaten die "x” en ηγη genoemd kunnen worden.

Fig. 1 geeft de oorspronkelijke versie van zo 78 1 09 43 10 PHN 9275________________________________________________________________________________________ een tweedimensionaal beeld in onderbroken lijnen en de ge— binariseerde versie daarvan in getrokken lijnen, De gevraagde herkenning kan nu zijn het terugvinden van plaats , en aantal van de samenstellende figuren die geroteerd 5 en/of overlappend geplaatst kunnen zijn. Relevante deel- patronen (lokale beelden) zijn voor de cirkel bijvoorbeeld boven-, onder-, linker- en rechterrand. Relevante deel-patronen voor de driehoek zijn bijvoorbeeld de drie hoeken; laatstgenoemde worden niet beïnvloed door de schaal van 10 de driehoek.

Fig. 2 geeft op dezelfde manier een gebinari-seerd karakter ”4”, Relevante deelbeelden zijn hier door de letters A-F aangegeven. Het karakter kan herkend worden als een voldoend aantal deelbeelden is herkend, en in een 15 aanvaardbare onderlinge positie. Als sommige karakters een grote variatie vertonen zullen daarvan relatief veel deelbeelden worden opgeslagen. Zo wordt de kapaciteit van eerder genoemde tweede opslagmiddelen goed gebruikt. Er wordt nog opgewezen dat zulke karakters voorbewerkt kunnen zijn, 20 bijvoorbeeld door afdunnën of gladstrijken van de randen, met het doel de genoemde deelbeelden karakteristieker te maken of minder onderhevig aan ruisverschijnselen.

Fig. 3 geeft een blok schema van een inrichting volgens de uitvinding, speciaal voor tweedimensionale beel-25 den. De opnemer 1 is een bekende rasteropnemer die de aangeboden beelden aftast onder synchroniserende besturing door de klokpulsen op lijn 5-A·· Het element 1A is de generator voor de eigenlijke aftast zwaai en bevat op bekende manier een x-teller, een y-teller en een generator voor 30 het voorinstel- of beginpunt van de aftasting (dus twee voorinstelkoördinaten die in evenzovele registers kunnen zijn opgeslagen. Het beeld wordt in voorversterker 2 omgezet in een bitstroom, onder synchronisatie door de klokpulsen op lijn 5A. In het voorbeeld bevat het beeld een 35 Carré van 20x20 beeldpunten, dit kan bijvoorbeeld een ge deelte zijn van het hele ter analyse aangeboden beeld dat 78 1 0 9 43 ~TT>- PHN 9275_____________________________________________________ de omvang van bijvoorbeeld een televisiebeeld kan hebben.

De informatie van genoemde 400 punten wordt toegevoerd aan element 3 dat als een tweedimensionaal schuifregister is uitgevoerd (zie ook fig. 4a). Het opslaan gebeurt onder ! 5 besturing van de klokpulsen op lijn die (zie fig. 4b) in de besturingseenheid 5 worden doorgelaten door EN poort 162 als data flipflop 160 in de n1"-stand staat. De opgaande flanken van de klokpulsen op ingang 163 besturen elementen 1, 2, 3· Flipflop 160 komt in de "1"»stand onder 10 besturing van een terugstelsignaal op RAZ op klem 6 data samenwerkt met de via inverteur 161 geïnverteerde klokpuls. Daarna wordt middels OF-poort I65 flipflop 160 in de " 1" stand gehouden. Het signaal RAZ moet dus tenminste 4ên klokpulsperiode aanwezig zijn, maar kan bijvoorbeeld een 15 manueel signaal zijn. Eventueel kan de uitgang van OF-poort 165 een maatregel tegen jitteren in zich geïncorporeerd hebben. Element 7 ontvangt ook de klokpulsen van klok 5 en telt de opgaande flanken daarvan. In stand "400" geeft element 7 een overdrachtssignaal op lijn 8, Hij kan dan in 20 de nulstand komen. Een andere mogelijkheid is dat hij mede door het signaal RAZ in de nulstand wordt gesteld. Het signaal op lijn 8 werkt als terugstelsignaal (klem 164) · voor flipflop 160 en wel met voorrang boven het uitgangssignaal van OF-poort 165* Zolang het signaal RAZ niet meer 25 verschijnt, blijft de flipflop in de nulstand en is daar mee de opneemfase beëindigd,

In dit verband geeft fig, 4a een tweedimensionaal schuifregister van 3 x 3 posities, Db trappen 130 bevatten alle een bit informatie of anderzijds, zoveel informatie als 30 door de inrichting 2 voor elke beeldpositie gegenereerd wordt. De trappen worden samen middels niet getekende klokpulsen bekrachtigd om een informatie af te geven respek-tievelijk op te nemen. Dit kan doordat elke trap een meester en slaaf flipflop bezit. Op zichzelf is het toepassen 35 van een tweedimensionaal schuifregister in het gebied van patroon-herkenning bekend en bijvoorbeeld beschreven in 78 1 0 9 43 12 _PHN._92.Z5L_______________________________________________________________________________ het boek door J„R. Ullmann, Pattern Recognition Techniques, London 1973» in het bijzonder op bladzijden 34-37· In een bepaalde uitvoeringsvorm worden bij het opnemen doorlaat- f - * elementen 131» 132 bekrachtigd totdat na drie klokpulsen ; 5 de eerste kolom gevuld is. Bij de vierde klokpuls worden doorlaatelementen 131» 133 bekrachtigd en schuift de reeds opgeslagen informatie een kolom op. Dan volgen twee klokpulsen met bekrachtiging van doorlaatelementen 131»132, één klokpuls met bekrachtiging van doorlaatelementen 131» 10 133» twee klokpulsen met bekrachtiging van doorlaatelemen ten 131» 132, waarna negen bits zijn opgeslagen. Voor een groter schuifregister is de organisatie navenant. De informatie van de aftaster wordt ontvangen op ingang 136.

De trappen 130 hebben elk één informatie-ingang die met 15 vier doorlaatelementen is gekoppeld en één informatie- uitgang die met vier verdere doorlaatelementen is gekoppeld. De sequentie van de besturing der doorlaatelementen wordt verzorgd door op zichzelf bekende tellers, waarvan de stand wordt gedekodeerd. Voor meer grijsniveau*s 20 bevatten de trappen 130 een voldoend aantal parallelge- schakelde bit-opslagelementen.

Fig. 4c illustreert de besturing van het tweedimensionale schuifregister 3· Teller 300 ontvangt de klokpulsen op lijn 5-A.: voor een 20 x 20 punt schuifregis-25 ter heeft deze teller, evenals teller 7» 400 standen. De dekodeur 301 dekodeert de standen van deze teller en geeft selektief doorlaatbesturingssignalen af voor doorlaatelementen 131» 132, 133 op de evenzo geïndiceerde uitgangen. Door op zichzelf bekende maatregelen is gewaarborgd dat tij-30 dens het aktiveren van de schuifregistertrappen door een klokpuls op lijn de signaaltoestand aan de uitgangen van dekodeur 301 ongewijzigd blijft. De teller 300 Van nog een uitgang 305 bezitten voor een uitgangsoverdracht-signaal en een ingang 306 om hem aan het begin van het in-35 lezen in de nulstand terug te zetten (bijvoorbeeld door signaal RAZ). Verder bevat de besturing van schuifregister 78 1 0 9 43 “ 13 ~ PHN 9275______________________________________________ 3 een interne klok 302, waarvan de frequentie aangepast is aan de hoogste schuifsnelheid in register 3, Deze frequentie moet dus minstens zo hoog zijn als die welke overeenkomt met de snelheid van het inlezen, maar de snelheid ' 5 van het verwerken van de gegevens (zie later) kan veel lager zijn. Er is voorts een x-adresregister 303 met een data-ingang 307 en een laadbesturingsingang 308, Voorts is er een y-adresregister 311 met een data-ingang 309 en een laadbesturingsingang 310. Er is een bidirektioneel 10 werkende x-adresteller I3 en een overeenkomstige y-adres-teller 14 met telingangen 312, respektievelijk 313. (deze laatste zijn dubbel uitgevoerd voor zowel inwendige als uitwendige aktivering). De standen van de x-adresteller 13 en x-adresregister 303 worden vergeleken in vergelijkele-15 ment 304, dat een aktiverend kloksignaal ontvang van klok 302. Op dezelfde manier is er een vergelijkelement 314 om de standen van y-adresregister 311 en y-adresteller te vergelijken en een aktiverend kloksignaal te ontvangen van klok 302. De klok 302 wordt gestart door een laad bestu-20 ringssignaal op ingangen 308/310. De elementen 304, 314 worden daarna alternerend geaktiveerd en geven bij aktivering een groter dan/gelijk/kleiner dan signaal af. Als het gelijksignaal verschijnt gebeurt er verder niets. Als het Mgroter dan” of het ’’kleiner dan” signaal verschijnt, 25 ontvangt de desbetreffende adresteller een telpuls van de juiste polariteit, en worden de x-doorlaatelementen 131, 133» 135 door vergelijkelement 304, respektievelijk de y-doorlaatelementen 132, 134, I36A door vergelijkelement 314 op juiste wijze geaktiveerd zodat daarna het opgesla-30 gen beeld over een stap verschoven is. De ’’gelijk”-signalen van elementen 304, 314 verschijnen op de uitgangen 315, 316. Als de klok 302 door een signaal op ingang 317 ge-deaktiveerd is geven ook de vergelijkelementen 304, 314 geen signalen meer af. De tellers I3, 14 kunnen door een 35 geschikt signaal (bijvoorbeeld het signaal RAZ) op de resp ektieveli jke ingangen 318-, 319 op nul gesteld worden.

78 1 0 9 43 1k .JPHN 9273__________________________________________________________________________________________________________________

Het signaal op lijn 8 aktiveert een lees-cyclus in geheugen 9 via OF-poort 10. Element 9 kan een doodgeheugen zijn (ROM of PROM); daardoor wordt dus een !eerste adres gelezenj op ell® adrespositie bevat geheugen ! 5 9 de adresgegevens van een zogenaamd initieel vizierpunt.

Deze initiële vizierpunten worden gebruikt om de verdere verwerking te starten, De beeldpunten (en dus ook de informaties in schuifregister 3) vormen een twee-dimensionaal raster volgens £j:20, 1 :2oj . De vizierpunten vormen een 10 grover raster, bijvoorbeeld volgens £3,3; 3» 85 3,135 3»185 8,358,8 ... 18,18 . De uitgelezen woorden vormen de x en y coördinaten van het tweedimensionale schuifregister 3· Daardoor kunnen de daarin opgeslagen informaties middels een venster voor verdere bewerking beschikbaar komen. Zo- t 15 aIs uiteengezet verloopt de instelling van het schuifregis ter op een initieel vizierpunt intern door de in Fig. ko getoonde elementen.

Het schuifregister 3 is zo ingericht dat bij het schuiven geen informatie verloren gaat, middels een 20 meester-slaaf-organisatie voor de trappen 130 en doordat de uitgangen van de buitenste ri:jen van het register rondgekoppeld zijn naar de andere kant. De informatie van een bepaald deel van de elementen van het schuifregister is voor verdere bewerking beschikbaar middels niet getekende 25 uitgagen van de schuifregistertrappen. Het arrangement van deze uitgangen vormt een zogenoemd "venster" op het beeld. Yoor het schuiven van dit venster in de negatieve x-rich-ting wordt de informatie in de positieve x-richting geschoven. Dit gebeurt in Fig. ka. doordat alle trappen een 30 schuifpuls ontvangen en de doorlaatelementen 131 en 133 bekrachtigd zijn. De informatie van de meest rechtse kolom wordt dan terug opgeslagen in de meest linkse kolom. Voor verschuiving van het venster in de positieve x-richting worden de doorlaatelementen 135 bekraiitigd en de informatie 35 van de meest linkse kolom heropgeslagen in de meest rechtse kolom. Op dezelfde manier is er een niet getekende rond- 78 1 0 9 43 ........15’“ . PHN..9275______________________________________________________________________________________ koppeling voor tweerichtingsverkeer tussen de onderste rij en de bovenste rij van het schuifregister. Bekrachtiging van de doorlaatelementen 13¾ maakt verschuiving van de in- · - - ί formatie in de negatieve y-richting mogelijk, bekrachti- 5 ging van doorlaatelementen 136A maakt verschuiving in de positieve x-richting mogelijk. Voorts kan het schuifregis-ter nog een aantal extra rijen/kolommen bevatten die bij het inlezen van de informatie niet gevuld worden. Daardoor wordt bijvoorbeeld interaktie tussen de informatie van de 10 bovenrand van het beeld en die van de onderrand van het beeld vermeden. Deze extra posities zijn ook vervat in het rondkoppelsysteem maar worden bij het vullen van het schuifregister met een nieuw beeld leeg gelaten, bijvoorbeeld doordat ingang 136 niet met een Hrand”trap is ver-15 bonden. De eigenlijke (bruto)kapaciteit van het schuifre- gister 3 kan bijvoorbeeld 26 x 26 punten zijn. Zo geven dus de elementen 13 en 1U de positie van het beeld in het schuif-register aan, bijvoorbeeld doordat ze tellen volgens een éénwisselkode. Als op beide uitgangen 315» 316 een "gelijk”-20 signaal verschenen is, is het venster ingesteld op het uit geheugen 9 uitgelezen initieel vizierpunt. Dan is bijvoorbeeld de informatie van een carré van 11 x 11 punten binnen het schuifregister voor nadere evaluatie beschikbaar. Het venster is aangegeven door een onderbroken lijn 25 (18) en wordt gevormd doordat alleen van de betreffende trappen de informatie-uitgangen met verdere delen van de schakeling zijn verbonden. Tesamen vormen de desbetreffende 121 uitgangslijnen de bundel 19· Deze is verbonden met de inrichting 20 voor het bepalen van de koördinaatsgewij-30 ze gradient voor de 9 x 9 centraal gelegen posities van het venster. Hiervoor wordt verwezen naar fig. 4d.

in fig. 4d is voor één van de 9 x 9 vensterpun-ten een schakeling daarvoor gegeven. Element 106 symboliseert het centrale punt en zijn vier naaste buren. De 35 informaties daarvan worden op de aangegeven wijze selek-tief toegevoerd aan de vier EXCLUSIEF-OF-poorten 107-110.

78 1 09 43 -16-- PHN Q27^__________________________________________________________________________

Deze geven dus een ”1" af als de ontvangen informaties ongelijk zijn, anders een "O”. De uitgangssignalen worden in de sommeerder 111 opgeteld en de som is op klem 112 beschikbaar voor verder gebruik. Het waardebereik van deze som 5 is het gesloten interval [°<Ό . Er wordt op gewezen dat ook andere algorithmen voor het bepalen van de gradient-grootheid voordelig kunnen zijn. Het is ook mogelijk met de ongebinariseerde informatie te werken; in dat geval zouden de elementen 107-110 verschilversterkers kunnen zijn 10 en de absolute waarde van het verschil afgeven. In een andere uitvoering kan het algorithme voor het bepalen van de gradient anders zijn, bijvoorbeeld doordat het centrale punt middels 8 EXCLUSIEF-OF-poorten met zijn acht buren (volgens een 3x3 matrix) wordt vergeleken. De gradient 15 informaties van een venster van 9x9 punten worden vanuit de eenheid 20 over de lijn 330 aan de eenheid 21 toegevoerd, een schema daarvan is getoond in fig. 4e. De 9x9 punten zijn gesymboliseerd in het carré 100. De gradient waarden voor de bovenste negen vensterpunten worden gesom-20 meerd in sommeerversterker 101. Element 102 vermenigvul digt de ontvangen waarde met een vaste faktor 4 (deze fak-tor kan ook vast in het element 101 zijn ingebouwd). Het uitgangssignaal wordt toegevoerd aan de sommeerder 103· Op dezelfde wijze worden de signalen van de andere rijen ver-25 werkt, alleen nemen de vermenigvuldigingsfaktoren naar onderen toe eerst af en vervolgens neemt de faktor weer toe met negatief voorteken. De middelste rij wordt hierbij niet in aanmerking genomen: vermenigvuldigingsfaktor is nul. Het uitgangssignaal op de uitgang van sommeerder 30 103 kan positief, negatief of nul zijn (in het gesloten interval ....(zie verder blz. 17) 78 1 0 9 43 ι,7- : _phn 9275__________________________________________________________________________________________________________..... ' ^-360, +360^ ) . Dit is dus het moment (in de y-richting) van de absolute waarde van de gradient om de horizontale symmetrieas en ten opzichte van het vizierpunt (oorspronkelijk venster midden). In het bovenstaande wordt veronderï-5 steld dat de rand van het beeld van 20 x 20 punten geen bijdrage levert aan de gradient. Voor dit probleem zijn verschillende oplossingen. Een eerste is dat er niet zover geschoven wordt dat de rand wordt bereikt. Daartoe kan het aantal initiële vizierpunten gelegd worden in slechts 10 een klein middengebied van het 20 x 20 punts deelbeeld.

Een goed aantal is dan vier initiële vizierpunten op de posities: (8,8), (8,13)» (13»8) en (13*13) en voorts een bovengrens te stellen asui het aantal toelaatbare verschuivingen per initieel vizierpunt. Een andere mogelijkheid is 15 dat het beeld bestaat uit "zwarte" elementen op een "witte" achtergrond en de extra schuifregisterplaatsen (zie hiervoor) ook als "wit" gelden. Nog een andere mogelijkheid is dat de extra schuifregisterplaatsen oorspronkelijk gevuld worden met een "don’t care" informatie die nooit een 20 signaal aan de uitgang vein een EXCLUSIEF-OF-poort oplevert.

Als nu genoemd moment positief is bevat de bovenhelft van het venster meer gradiënt en moet het venster dus naar boven geschoven worden. Als het getal negatief is moet hst venster naar beneden geschoven worden. Als 25 het getal nul is (of althans kleiner dan een voorafbepaal de waarde) kan het venster, eventueel voorlopig, op dezelfde hoogte blijven. Fig. 4f, 4g geeft het geval van het centreren op de uitspringende hoek van een zwart (gearceerd) gedeelte van een beeid, Fig. kg geeft hierbij de 30 gradient waarden, waarbij de waarden nul zijn weggelaten.

Het resultaat van sommeerden 103 is in dit geval 8 + 6 + 4+2-2-10-9 = -1. Dit is een optimale centrering.

Op dezelfde manier wordt in de elementen 113-115 een koloms-gewijze som der gradiënten bepaald. Als deze som positief 33 is moet het venster naar rechts verschoven worden. Als de ze som negatief is moet het venster naar links verschoven 7810943 -18- PHN 9275 _____________________________________________________________________________________________, worden. In deze situatie is de som: 8+6+18+7 = 39· Bij verschuiven over een plaats naar rechts worden de gevormde sommen: 103* -*6' 115* +27

Nog eens naar rechts: 103* -11 115* +13 ' 5 Nog eens naar rechts: 103* -16 115* -3

Een maal naar beneden: 103* 0 115* 0

In deze positie is de hoek door een onderbroken lijn aangegeven. Nu is de centrering in beide richtingen optimaal. In fig. 3 bevat element 20 de bepaling van de lokale 10 gradient voor de 9 x 9 vensterpunten, dus bijvoorbeeld 81x de schakeling volgens 4d die dan opereert op de informaties van 11 x 11 b 121 punten van schuifbegister 3· Element 21 ontvangt de 81 gevormde infornEfcies bijvoorbeeld als een driebits kode en bevat de onderdelen van fig. 4e. De uit-15 gangssignalen van de elementen 103» 115 worden door een niet-aangegeven driewaarde-generator driewaardig gemaakt.

De driewaardegenerator bestaat voor elk van de tweekoördi-naatrihtingen uit twee drempelelementen die bijvoorbeeld een signaal "1" afgeven als het moment groter is dan +4, 20 respektievelijk kleiner dan -4. In het geval de som in het interval -4, +4 ligt is het tweebits uitgangssignaal dus (o,O) voor de betreffende coördinaatrichting. De elementen 103» 115 ontvangen elk nog een aktiverende klokpuls van de klok 4 langs de lijnen 320, respektievelijk 321. Deze heb-25 ben bijvoorbeeld een lagere frequentie (bijvoorbeeld 10 x lager) dan de klokpulsen op lijn omdat de elementen 20, 21 enige tijd vragen voor de signaalverwerking. Deze klokpulsen worden doorgelaten door element 15 (zie fig. 4h).

Het element 15 ontvangt de signalen van klemmen 315 en 316. 30 Deze stellen de respektievelijle flipflops 322 en 323 in de 111"-stand. Als beide een logische ”1" afgeven geeft EN-poort 327» die een differentiërende uitgang heeft, een logische "1” puls af om de doorlaatflipflop 324 in de "1"-stand te stellen, zodat de doorlaat EN-poorten 325, 326 ge-35 deblokkeerd worden- voor genoemde alternerende klokpuls- reeksen. De flipflops 324, 325, 326 worden op nul gesteld 78 1 0 9 43 -19'- :- PHN 9275_____________________________________ door een puls op ingang 328. De uitgangspuls van poort 327 kan gebruikt worden om klok 302 middels -ingang 317 te de-aktiveren. De beide tweebits—uitgangssignalen van element 21 sturen via de lijnen 23A. de adrestellers 13, 1¾ aan op ’ 5 dezelfde manier als de uitgangssignalen van de vergelijk-elementen 304, 31^·· Het venster is in het uitvoaringsvoorbeeld gecentreerd als de absolute waarde van beide momenten kleiner is dan 5·.'Al's het venster gecentreerd is, maar dit behoeft niet direkt te gebeuren, kunnen de flipflops 10 van element I5 weer in de blokkerende stand (o) worden gesteld middels lijn 328, In het uitvoeringsvoorbeeld gebeurt dit terugstellen doordat de door poort 325 doorgelaten pulsen in een deler 17¾ door zes worden gedeeld: dit heeft het voordeel dat het venster bij het centreren niet 15 zover "wegloopt" dat andere initiële vizierpunten worden gepasseerd. (Het aantal 6 is uiteraard anders te kiezen). Het uitgangssignaal van deler 17¾ verschijnt op klem 328, en kan ook gebruikt worden om de beëindiging van het centreren aan te geven.

20 Dit laatste signaal nu ( op lijn 2¾ in fig.

3) aktiveert een vergelijkingscyclus, ten eerste door een leesbesturingssignaal via OF-poort 27» waardoor het adres 0 in geheugen 25 wordt uitgelezen. Verder aktiveert het signaal op lijn 2¾ ook het vergelijkelement 26 door het 25 daarin heenstellen (fig, van flipflop 180. Het element 26 ontvangt via een aftakking 19A van de bundel 19 de centrale informatie van de 9 x 9Yvensterpunten. Als het geaktiveerd is geeft het onder medebesturing door een signaal van klok ¾ een tweewaardig signaal af "gelijk” of "niet gelijk".

30 In een eenvoudige uitvoering wordt telkens de tweewaardige informatie van een vensterpunt vergeleken met een uit geheugen 25 Uitgelezen informatie die middels datalijn 23 aan vergelijkinrichting 26 wordt toegevoerd. De inrichting 26 kan per vensterpunt een EXCLUSIEF-OF-poort bevatten 35 (fig. 4i toont er eenvoudshalve slechts drie (182-18¾) die de vergelijking uitvoeren en waarvan de uitgangssignalen 78 1 09 43 -20 - JPHN 92.7,5________________________________________________________________________________________ toegevoerd worden aan sommeerder 185. Het uit gangs si maal , in behandeld, daarvan wordt daifyciiskriminat or schakeling 186y“Deze wordt via de EN-poort 181 door een klokpuls aangestuurd.

In dit verband geeft fig. 4j in kombinatie i 5 met fig. ®en nadere detaillering van de behandeling in element 26. In de eerste plaats bevat de figuur de elementen 106-111 uit fig. 4d, Dit kunnen dus de onderdelen van element 20 in fig. 3 zijn. Aan de uitgang van element 111 verschijnt dus een gradient grootheid die via ook 10 lijnenbundel 330Ύδηη element 26 toegevoerd kan worden. Per beeldpunt is het waardebereik in het gesloten interval lp,4j . Voorts is een parallelarrangement aanwezig, dat in u J gesymboliseerde element 137 bevat deyxnformatiewaarden van vijf overeen-'komstige in het geheugen 25 opgeslagen voorbeeldpunten.

15 Ook hiervan wordt middels vier EXCLUSIEF-OF-poorten 138— 141 en sommeerder 142 de gradientwaarde bepaald. Elementen 143 en 144 maken uit de ontvangen signalen een binair signaal dat dus betekent: gradient *0, of φ 0. Element 145 is een EXCLUSIEF-OF-poort die de informaties van de twee 20 '’centrale" punten vergelijkt en een "0" afgeeft als deze twee informaties overeenkomen: deze poort korrespondeert dus met de poorten 182-184 in fig. 4i. Element 146 is een logische NIET-EN—poot die een "0" afgeeft als voor beide centrale punten de gradient ongelijk aan nul is. Anders 25 geeft deze poort een logische "1" af. EN-poort 147 geeft dan een logische "1" in het geval de twee punten verschillen, en bovendien voor tenminste één van deze punten ia.

de gradient "0" ' Een dergelijke inrichting kan dus aanwezig zijn voor elk van de EXCLUSIEF-OF-poorten in fig. 4i.

30 Fig. 5a“® geeft een andere opbouw van het ven ster; dit telt enerzijds weer 81 punten maar benadert meer de cirkelvorm. In sommige omstandigheden geeft dat een betere realisatie. Fig. 5a geeft een rand van een donker beeldgedeelte. De getoonde positie is een van de twee waar-35 in de centrering optimaal is (de rand kan ook een kolom naar rechts vershoven zijn). Fig. 5b geeft een dergelijke 78 1 0 9 43 -21 - "> _IM_S>2.7.5____________________________________________^____________________________________________ rand, die bijvoorbeeld afkomstig is van een objekt dat iets geroteerd is. De figuren 5a en 5b bezitten een verschil van vijf punten. Fig. 5° toont een rand met een uit- : - ' j steeksel. De centrering is hier niet optimaal, want de 5 rand zou eigenlijk meer naar rechts moeten liggen binnen het venster, maar dit wordt hier verwaarloosd. Het verschil is ook nu 5 punten. Door de inrichting volgens fig.

4j wordt het verschil tussen fig, 5a/b berekend als 0, tussen fig. 5a eu 5c als 4. Zo wordt de inrichting onge-10 voelig voor kleine verschudvingen in het beeld. Het boven staande vormt de rechtvaardiging voor het gebruik van de gekompliceerde inrihting volgens fig. 4j boven de EXCLU-ï· SIEF-OF-poorten van fig, 4i.

Als hij het vergelijken in element 26 het 15 uitgangssignaal van sommeerder 185 (deze kan dus de sig nalen van EXCLUSIEF-OF-poorten 182-184, of ook van de EN-poorten 147 ia fig. 4j ontvangen) groter is dan een minimum waarde wordt dit omgezet in een "ongelijk" bit. De inrichting 26 kan de 9 x 9 centraal gelegen vensterpunten 20 ontvangen of een andere selektie zoals bij fig. 5a is uit eengezet. Onder medebesturing door een kloksignaal (weer met een relatief lage klokfrequentie) via poort 181 verschijnt bij overeenkomst het "gelijk” signaal op lijn 28 en aktiveert bijhoudinrichting 29· Ia een eenvoudige uit-25 voering is dit een geheugen met evenveel adresplaatsen als geheugen 25· Het signaal op lijn 28 werkt dan om een lees-, modificeer-, schrijfcyclus te besturen, waarin het geheugen 29 geadresseerd wordt doorjadresregister 30 van geheugen 25 via lijn 30A en de modifikatie van de geadresseerde ge-30 heugenjiaats een incrementering met "1” is. Zo wordt in ge heugen 29 een histogram opgebouwd van het herkennen van deelbeelden. Uit dit histogram kunnen in een volgende stap nadere conclusies over het gehele beeld getrokken worden.

Deze volgende stap valt buiten het kader van de uitvinding 35 cu wordt daarom niet beschreven.

Op overeenkomstige wijze verschijnt het sig- 78 1 0 9 43 ~22~ PHN 9275______________________„_______________________________________________________________ naai "ongelijk" op lijn 31 en aktiveert het geheugen 25 via OF-poort 27 opnieuw om een volgend patroon uit te lezen. Daarbij wordt via een signaal op lijn 32 het adresregister met een eenheid opgehoogd. Via lijn 33 wordt het; 5 adres uit adresregister 30 toegevoerd aan vergelijkings- element 35· Dit ontvangt verder de stand van teller 3^··

Deze stand is een eenheid hoger dan het hoogste bezette adres. Als een ongelijkheid wordt gekonstateerd geeft vergelijker 35 geen signaal af want dan moet geheugen 25 10 verder worden afgewerkt. Als een gelijkheid wordt gekon stateerd betekent dit dat alle bezette adresplaatsen in geheugen 25 ter vergelijking zijn aangeboden zonder dat overeenstemming is gedetekteerd. In een eenvoudige uitvoering kan dit "gelijk” signaal als stopsignaal werken 15 zodat daarop een nieuw intieel vizierpunt wordt geakti- veerd. In een zelforganiserende versie werkt dit "gelijk"-signaal als schrijfbesturingssignaal op lijn 36. Deze bestuurt op het naasthogere adres in geheugen 25 een schrijf-aktie waarbij de gegevens op lijn 19A als data werken. De 20 schrijfaktie kan bijvoorbeeld op de voorflank van het puls- vormige signaal op lijn 36 plaats vinden. De achterflank van dit signaal bestuurt dan een incrementering van teller 34. Tegelijk met het schrijven van het nieuwe patroon in geheugen 25 kan ook de eerder genoemde schrijfaktie in 25 geheugen 29 plaatsvinden. Kortheidshalve is dit niet na der aangegeven. Het "gelijk"-signaal op lijn 28 en het incrementeersignaal op lijn 36 worden gekombineerd in OF-poort 37· Het uitgangssignaal van deze poort wordt korte tijd vertraagd tot element 38 en aan vergelijkele-30 ment 26 toegevoerd om dit buitenwerking te stellen middels het terugstellen van flipflop 180 waardoor EX-poort 181 is geblokkeerd. Voorts wordt het signaal van element 38 toegevoerd aan het (tellende) adresregister 30 om dit in de nulstand terug te stellen. Tenslotte wordt het signaal 35 van element 38 toegevoerd aan het adresregister 9A van geheugen 9 om dit met een eenheid te verhogen en aan 78 1 09 43 y· >23“ PHN 9275 _________________;___________________________ OF-poort 10 om op het verhoogde adres een leesaktie te initiëren. Verder wordt het signaal van poort 10 weer toegevoerd aan de laadingangen van de registers 303, 311 en aan de aktiveringsingang van klok 302. Zo wordt een nieuwe' 5 vergelijkingsoperatie gestart. Als de adresteller vein ge heugen 9 een voorafbepaalde stand heeft bereikt, verschijnt op uitgang 39 het signaal ’'klaar”. Dit kan gebruikt worden om het inlezen van een nieuw beeld te starten (dus als signaal RAZ, waarbij een nieuwe beginwaarde aan element 10 1A moet worden toegevoerd), om een in de tijd veranderend beeld weer in te lezen, of als signaal naar een gebruiker (operateur). Ook deaktiveert dit signaal zo nodig klok 302 via lijn 317· Het signaal van klem 39 kan hiertoe via een niet getekende OF-poort gekombineerd worden met het uit-15 gangssignaal van element 15·

In het bovenstaande was er een hecht verband tussen de geheugens 25 en 29· Een meer gekompliceerde opzet is de volgende.In geval van niet herkennen is de gang van zaken als hierboven uiteengezet. Als een gelijkheid 20 optreedt, ontvang geheugen 29 via lijn 3OA het adres in geheugen 25 (waarmee het voorbeeld bekend is). Bovendien ontvangt geheugen 29 via een aftakking van de adrestellers 13» 14 (niet getekend) de inhoud daarvan, terwijl het signaal "gelijk” op lijn 28 een schrijfaktie bestuurt en daar-25 op het adresregister met een eenheid incrementeert. Zo kan een totaalbeeld herkend worden als voldoende details daarvan op onderling gerelateerde posities gedetekteerd worden. Het is dan mogelijk om aan de hand van twee of meer details van een werkstuk de oriëntatie en positie ervan te 30 bepalen zelfs als een gemengde reeks van verschillende werkstukken wordt aangeboden. Op Zichzelf is het besturen van een gereedschapsmachine door een herkend werkstuk detail bekend uit de eerdere Amerikaanse octrooiaanvrage 618031 (PHB 32.467c) van dezelfde aanvrager, maar dat be— 35 treft slechts één enkel vaststaand detail. Als alle ini tiële vizierpunten behandeld zijnr bevat geheugen 29 dan 78 1 09 43 “ 2k JPHN.....927.3_______________________________________________________________________________________ voor alle in geheugen 25 opgeslagen voorbeelden een lijst of* deze voorbeelden wel of niet herkend zijn en waar ze herkend zijn (er mogen dan geen twee dezelfde werkstukken in dezelfde oriëntatie in het globale beeld zijn).

5 Ter nadere adstruktie nog het volgende.

Fig, 5e, f geven twee goed gecentreerde figuren. In het geval van fig. 5f is deze centrering instabiel: als het venster één kolom naar rechts verschoven is wordt het moment +29-31=-2 en dat levert onder omstandigheden 10 (lage drempel) een verder verschuivingskommando naar rechts op. Zo'n kleine verstoring kan toevallig optreden, bijvoorbeeld door een onsymmetrische aftasting. Door opvolgende verschuivingen kan het venster zich dan op de rechterrand van de figuur centreren. Een soort gelijke overweging 15 geldt in de y-richting. Een verdere eis voor een op te slaan patroon kan dan zijn dat het vangstgebied voldoende groot is, dat is dus het gebied vanwaar uit op dit patroon wordt gecentreerd. Een eis kan bijvoorbeeld zijn dat het vangstgebied minstens twee initiële vizierpunten moet be-20 vatten. Fig, 5e geeft een centrering die in x-richting stabiel, maar in y-richting indifferent is. Het bovenstaande kan zo gerealiseerd worden doordat pas bij de tweede ontmoeting met een patroon (1e keer geeft opslaan in geheugen 25» 2e keer geeft herkenning) een geldigheidsbit wordt 25 toegevoegd. Een geprefereerde mogelijkheid is om aan een centreringspunt extra initiële vizierpunten toe te voegen, bijvoorbeeld op een kleinere afstand dan tussen naastliggende vizierpunten. Het centreringspunt wordt alleen geaccepteerd als het voor een minimum aantal extra initiële 30 vizierpunten wordt teruggevonden. Gunstig is de spatiëring tussen initiële vizierpunten van 5 punten in x- of y-rich-ting. Nabij een centreringspunt worden dan vier extra initiële vizierpunten gegenereerd op afstanden van + 3 punten in x- of y-richting. Deze punten worden gevormd door 35 evenzovele stapsignalen te geven aan de adrestellers 13» 14. Het centreerpunt wordt onthouden (in fig. 3 niet separaataangegaven} en als alle.. 5 keer hetzelfde, centreerpunt 78 1 0 9 43 ' ' !-v Ψ* 25 “ PHN 9275______ ________________________ wordt gevonden is het een "echt" punt waarvoor element 15 het signaal "verder werken" geeft. Deze handelswijze vermindert sterk het aantal in geheugen 25 opgeslagen patronen.

5 Een verdere verbetering wordt besproken in verband met fig. 5b en fig, 4k. In fig. 5b is door een onderbroken lijn een middengebied aangegeven waarin de eigenlijke relevante informatie zich bevindt: de rand en het gebied nabij de rand tussen zwart en wit. Het onderbroken 10 paar lijnen geeft een masker aan, alleen het tussengebied wordt ter latere vergelijking aangeboden, de rest wordt gemaskeerd, bijvoorbeeld door een additionele informatie in geheugen 25 voorziene punten opgeslagen bit, die "don't care" aangeeft. In dit geval is dus een punt relevant als 15 er óf wel een koördinaatsgewijze gradient op dat punt aanwezig is, of wel een koördinaatsgewijze gradient aanwezig is voor één (of meer) van zijn 4 direkte buren in x- en y-richting. Fig. 4k heeft een arrangement I9O-I96 van de gradient informaties per punt. Dit is dus het gebinari-20 seerde uitgangssignaal van sommeerder 111 in fig. 4d. 0F- poort 199 ontvangt de informaties van elementen 191?193-196 en vormt de informatie voor het centrale punt 206: als dit een "1" is ligt punt 194 dus binnen het masker. Voor de andere punten is slechts een deel van de maskervorming aan-25 gegeven. Deze inrichting kan dus geschakeld zijn voor de data-ingang van geheugen 25 om per punt informatie ook een maskerinformatie weer te geven: als deze 1 is, aktiveert deze na uitlezen mede EN-pöort 147 in fig. 4j, zodat een verschil tot uiting kan koöien. Als de maskerinformatie 30 "0" is, is er altijd overeenstemming.

Fig. 6a-c geven een stroomdiagram van de verwerking van de beeldgegevens in de inrichting volgens fig.

3. De blokken hebben de volgende betekenissen: 401: Start: hier begint het inlezen van het 20 x 20 punts 35 beeld; 402: Reset counter: stel de teller op nul; 781 0 9 43 26- JPHN q27t> ______________________________________ ________________ 403: Gate clock pulses to shift register: bekrachting schuif-register 3 door klokpulsen; 4θ4: Read data point: lees een beeldpunt in; 405: Increment counter: verhoog tellerstand (7); ! 5 4o6: Counter = 400?: is het deelbeeld uitgelezen?; 407: Address initial visor point store: adresseer geheugen 9; 4θ8: Store visor point in registers: sla de adressen (x,y) op in de registers 303» 304; 10 409: Start shift register clock: start klok 302; 410: Step in + x direction: doe een positieve, negatieve of nulstap in de x-richting onder besturing van verge-lijkelement 304; 411: Step in £ y direction: doe hetzelfde in de y-richting 15 onder besturing van vergelijkelement 314; 412s Shift register settled?: staat het schuifregister 3 goed ingesteld? 413: Stop shift register clock: stop klok 302; 414: Activate moment determining unit: aktiveer de inrich-20 ting 21 voor het bepalen van de momenten door de blokkeren van eenheid 15; 415ï Increment step counter: verhoog de stand van teller 174; 4l6: Counter full?: Teller 174 volgeteld? 25 417s Determine pointwise gradient in window: bepaal voor de punten van het venster de puntsgewijze gradient (element 20); 418: Determine x, y moments: bepaal in element 21 de momenten van de gradient in de x- en y-richting; 30 419: X- or y-moment out of limit?: ligt één van de momenten (of beide) te ver van nul? 420: Step window in + x, + y direction: doe een stap in + x-richting, + y-richting, of een stap nul om zo genoemd moment te verkleinen; 35 421: Enable comparing unit: bekrachting vergelijkingsele- ment 26; 78 1 09 43

Claims (7)

1. 25 CONCLUSIES:
2. 1. Inrichting voor het herkennen van een patroon van een voorafbepaald aantal afzonderlijke en volgens tenminste één coördinaat gerangschikte digitale signalen met elk een signaalwaarde, welke inrichting bevat een ingang 30 met eerste opslagmiddelen om een genoemd patroon te ontvangen en op te slaan, tweede opslagmiddelen met een voorafbepaald aantal geheugenplaatsen, die elk een geheugenka-paciteit bezitten voor een genoemd patroon, een verschil-bepaalinrichting met een eerste ingang die met een infor-35 matie-uitgang van de eerste opslagmiddelen is verbonden en een tweede ingang die met een informatie-uitgang van de 78 1 0 9 43 " 28 ' ____EHN_.9.275_________________________________________________________________________________________ tweede opslagmiddelen is verbonden en met een uitgang om alternatief een verschil/overeenkomst signaal af te geven, met het kenmerk, dat voor het herkennen van een middels een koördinaatsgewijs instelbare vensterinrichting uit een 5 globaal patroon geselekteerd lokaal patroon de vensterin-richting een stapmechanisme bezit om koördinaatsgewijs over een stap versteld te worden, en dat een gradient-bepaalinrichting aanwezig is om voor voorafbepaalde koör-dinaatswaarden binnen het venster de absolute waarde van 10 de koördinaatsgewijze gradient van de op die koördinaats-waarden vigerende waarden van genoemde digitale signalen te bepalen, een momentgenerator om genoemde absolute waarden te ontvangen en daarvan het moment ten opzichte van een vizierpunt van het venster te bepalen en een uitgangs-15 signaal bij een bereiken vein een voorafbepaalde minimumwaarde van genoemd moment te genereren ter signalering van het bereiken van een lokaal maximum van de over het lokale patroon gemiddelde waarde in genoemde koördinaats-gewijze gradient en dat een verbinding aanwezig is om 20 genoemd uitgangssignaal als aktiveringssignaal aan genoemde verschilbepaalinrichting toe te voeren.
3. 2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een voorinstelstapmechanisme aanwezig is om middels een voorafbepaald aantal voorinstelstappen evenzovele be- 25 ginposities aan de vensterinrichting te geven, en dat een uitgang van het voorinstelstapmechanisme verbonden is met een ingang van de momentgenerator om deze laatste eerst na het bereiken van een beginpositie te aktiveren.
4. 3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, 30 dat een terugkoppelverbinding aanwezig is tussen een uitgang van de moment generator en een aktiveringsingang van het stapmechanisme om aan het stapmechanisme een stap-richtingssignaal toe te voeren. b. Inrichting volgens conclusie 3» met het kenmerk, 35 dat een beeindigingselement aanwezig is om het aantal stap- 78 1 09 43 ,ί . - 29- . _;ρην 9215______________________________........._________________________________________________________________________ pen dat vanuit een beginpositie door een aan het stap-mechanisme toegevoerd staprichtingssignaal aktiveerbaar is tot aan een bovengrens te beperken.
5. 5· Inrichting volgens één der conclusies 1 tot en J 5 met 4, met het kenmerk, dat de vergelijkinrichting voorzien is van middelen om ingeval een ter vergelijking aangeboden paar signalen van eerste en tweede opslagmiddelen voor een bepaalde koördinaatswaarde een voorafbepaald verschil bezit, maar de betreffende patronen voor die koördinaats-10 waarde beide een koördinaatsgewijze voorafbepaalde gradient in de signaalwaarde bezitten het voor die koördinaats-waarde gegenereerde voorafbepaalde verschil te veronachtzamen.
6. 6. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot en 15 met 5» met het kenmerk, dat derde opslagmiddelen aanwezig zijn om onder besturing van een overeenkomstsignaal van de verschilbepaalinrichting een alsdan vigerende referentie-positie van de vensterinrichting en een adressignaal voor de tweede opslagmiddelen op te slaan. 20 7· Inrichting volgens één der conclusies 1 tot en met 6, met het kenmerk, dat een cyclusgenerator aanwezig is om de respektievelijke opgeslagen informaties uit de tweede opslagmiddelen te presenteren aan de verschilbepaalinrichting, dat de verschilbepaalinrichting een diskrimi-25 natieschakeling bezit om een verschil tussen twee verge leken patronen met een minimumverschil te vergelijken, en alternatief een kleiner dan/groter dan signaal te genereren, dat een "kleiner dan" signaal werkt als een eerste stopsignaal om middels genoemd overeenkomstsignaal een herken-30 ning te signaleren, en een "groter dan" werkt als voortgangsei gnaal om verdere in de tweede opslagmiddelen opgeslagen patronen ter vergelijking aan te bieden tot dat alle patronen aangeboden zijn, waarbij een tweede stopsignaal werkt om een blokkeereleraent tussen een uitgang van de 35 eerste opslagmiddelen en een ingang van de tweede opslagmiddelen te deblokkeren ter opslag van het in de eerste 78 1 09 43 30' ί JEHH_92Z5______-_______________-_________________________-______ opslagmiddelen opgeslagen patroon op een ongebruikte ge-heugenplaats van genoemde tweede opslagmiddelen.
7. 8. Inrichting volgens conclusie 7» met het kenmerk, dat een tweede vensterinrichting aanwezig is om de doorla-' 5 ting door genoemd blokkeerelement te beperken tot koördi- naatsposities waarvoor öfwel een voorafbepaalde koördinaats-gewijze gradient van genoemde signaalwaarde is gedetek-teerd, ofwel waarvoor bij een naburige koördinaatspositie een voorafbepaalde koördinaatsgewijze gradient van genoem-10 de signaalwaarde is gedetekteerd, en dat voorts middelen aanwezig zijn om ongebruikte geheugenkapaciteit in de zo gevulde geheugenplaats van de tweede opslagmiddelen te voorzien van indifferente (don't care) informatie als vergelijkingsinformatie. 15 9· Inrichting volgens conclusie 7 of 8, waarbij een terugkoppelverbinding aanwezig is tussen een uitgang van de momentgenerator en een aktiveringsingang van het stap-mechanisme om aan het stapmechanisme een staprichtings-signaal toe te voeren, met het kenmerk, dat vierde opslag-20 middelen aanwezig zijn om na het aanbieden van alle in de tweede opslagmiddelen opgeslagen patronen een alsdan vigerende referentiepositie van de vensterinrichting voorlo- ____ pig op te slaan en dat een herhalingsinrichting aanwezig is om alsdan tenminste êên extra beginpositie te genereren 25 en dat een vergelijkelement aanwezig is om na het daarop weer bereiken van de minimumwaarde van genoemd moment de alsdan vigerende referentiepositie van de vensterinrichting met die welke in de vierde opslagmiddelen is opgeslagen te vergelijken en een saldo te vormen van overeen-30 stemmingen en tenslotte genoemd tweede stopsignaal te genereren na het bereiken van een voorafbepaald minimum-saldo, uitgaande van genoemde tenminste ene extra beginpositie . 781 0 9 43