RU2173880C2 - Method and device for separating attributes to identify images of objects - Google Patents
Method and device for separating attributes to identify images of objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2173880C2 RU2173880C2 RU99120046A RU99120046A RU2173880C2 RU 2173880 C2 RU2173880 C2 RU 2173880C2 RU 99120046 A RU99120046 A RU 99120046A RU 99120046 A RU99120046 A RU 99120046A RU 2173880 C2 RU2173880 C2 RU 2173880C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- image
- switch
- discrete elements
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к метрологии, автоматике и технической кибернетике и может быть использовано при разработке систем автоматического анализа и классификации изображений. The present invention relates to metrology, automation and technical cybernetics and can be used in the development of automatic analysis and classification of images.
Известен способ формирования признаков для распознавания изображений однородных структур, заключающийся в построчном сканировании изображений объектов или структур, формировании сигналов пересечения сканирующим лучом контура объекта и последующем анализе получаемых при этом видеоимпульсов, соответствующих хордам сканируемых объектов /1/. A known method of generating features for recognizing images of homogeneous structures, which consists in line-by-line scanning of images of objects or structures, generating signals of the intersection of the object contour with a scanning beam and subsequent analysis of the resulting video pulses corresponding to the chords of the scanned objects / 1 /.
Данный способ обладает низкой надежностью распознавания, т.к. может успешно применяться только для распознавания и анализа структур, которые образованы элементами с четко выраженными границами, формирование признаков полутоновых изображений данным способом невозможно. This method has low recognition reliability, because can be successfully used only for recognition and analysis of structures that are formed by elements with clearly defined boundaries, the formation of signs of grayscale images in this way is impossible.
Данный способ можно реализовать с помощью устройства для распознавания образов, содержащего первый блок памяти, соединенный через блок коммутации, подключенный к регистру сдвига, с первым блоком счетчиков, второй блок памяти, соединенный через регистр сдвига с блоком управления, блок классификации спектров распознаваемых образов, соединенный с первым блоком счетчиков и блоком управления, второй блок счетчиков, подключенный к первому блоку памяти и к блоку управления, и третий блок счетчиков, соединенный со вторым блоком памяти и управления /2/. This method can be implemented using an image recognition device containing a first memory block connected via a switching unit connected to a shift register to a first counter unit, a second memory block connected through a shift register to a control unit, a classification unit for recognizing pattern spectra, connected with the first counter unit and the control unit, the second counter unit connected to the first memory unit and to the control unit, and the third counter unit connected to the second memory unit and control Nia / 2 /.
Недостатками такого устройства являются его конструктивная сложность, возможность работы только с черно-белыми изображениями. The disadvantages of this device are its structural complexity, the ability to work only with black and white images.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ выделения признаков для распознавания объектов, заключающийся в разбиении проекции изображения объектов на дискретные элементы путем многократного одновременного проецирования не менее двух растров, дискретным деформированием изображений растров, выделении и подсчете в качестве дискретных элементов изображений зон пересечения растров /3/. Closest to the proposed technical essence is a method of identifying features for recognition of objects, which consists in dividing the projection of the image of objects into discrete elements by repeatedly projecting at least two rasters, discrete deformation of raster images, and selecting and counting as images of image areas of intersection of rasters / 3 /.
Однако данным способом невозможно выделить изображения объектов при знакопеременном контрасте, который наиболее часто встречается в естественных структурах. However, using this method, it is impossible to select images of objects with alternating contrast, which is most often found in natural structures.
Данный способ можно реализовать с помощью устройства для предварительной обработки подлежащего распознаванию изображения, содержащего фотоэлектрический преобразователь для сканирования исходного изображения, формирования сигналов по второму выходу и последовательных во времени электрических видеосигналов по первому выходу, с которым соединены последовательно соединенные схема для дискретизации видеосигналов, логическая схема по первому входу и набор счетчиков; со вторым выходом фотоэлектрического преобразователя соединены вход схемы для формирования позиционных сигналов, определяющих положение каждого двоичного видеосигнала на плоскости изображения, и вход памяти, использующей позиционные сигналы в качестве адресных, выход которой соединен со вторым входом логической схемы, а выход схемы для формирования позиционных сигналов соединен с одним из входов набора счетчиков /4/. This method can be implemented using a device for preliminary processing of the image to be recognized containing a photoelectric converter for scanning the original image, generating signals at the second output and time-sequential electrical video signals at the first output, to which are connected in series a circuit for sampling video signals, a logic circuit for the first entrance and a set of counters; a circuit input for generating positional signals determining the position of each binary video signal on the image plane and a memory input using positional signals as addressable, the output of which is connected to the second input of the logic circuit and the circuit output for generating positional signals is connected to the second output of the photoelectric converter with one of the inputs of the set of counters / 4 /.
Недостатком данного устройства является ограниченное число реализуемых операций для обработки изображений. The disadvantage of this device is the limited number of implemented operations for image processing.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности выделения многоцветного изображения объекта со знакопеременным контрастом без предварительного улучшения качества изображения (фильтрации сигналов) в условиях сложного фона за счет выделения в поле обзора объекта определенных габаритов, у которого цветовая (полутоновая) гамма изображения отличается от цветовой (полутоновой) гаммы окружающего фона. The objective of the invention is to increase the reliability of highlighting a multi-color image of an object with alternating contrast without first improving image quality (filtering signals) in a complex background by highlighting certain dimensions in the field of view of an object whose color (grayscale) gamut of the image differs from color (grayscale) gamma ambient background.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом изобретении в способе, заключающемся в преобразовании оптических сигналов в электрические видеосигналы, дискретизации видеосигналов, разбиении изображения объектов на дискретные элементы, сканировании изображения, выделении и подсчете дискретных элементов, сканирование по всем дискретным элементам изображения производят электронным окном в виде рамки фона, внутри которой в центре находится электронное окно изображения объекта (ОИО), причем размеры ОИО соизмеримы с размерами изображения объекта, при выделении и подсчете в качестве дискретных элементов изображения объекта принимаются дискретные элементы ОИО с такими значениями электрических сигналов, которые отсутствуют среди сигналов дискретных элементов рамки фона;
в устройство для предварительной обработки подлежащего распознаванию изображения, содержащее фотоэлектрический преобразователь, формирователь позиционных сигналов, схему дискретизации видеосигналов, память, логическую схему "И", счетчик, причем выход памяти соединен с первым входом логической схемы "И", выход которой соединен со вторым входом счетчика, дополнительно введены временное устройство, первый коммутатор, второй формирователь позиционных сигналов, второй коммутатор, третий коммутатор, причем выход второго формирователя позиционных сигналов соединен со вторым входом второго коммутатора, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя позиционных сигналов, третий вход - с первым выходом временного устройства и входом первого коммутатора, а выход соединен со вторым входом третьего коммутатора, первый вход которого соединен с выходом фотоэлектрического преобразователя матричного типа, выход третьего коммутатора соединен со входом схемы дискретизации видеосигналов, выход которой соединен со вторым входом памяти, первый вход которой соединен с выходом первого коммутатора, третий вход - со вторым выходом временного устройства, четвертый вход - с третьим выходом временного устройства и первым входом счетчика, четвертый выход временного устройства соединен со вторым входом логической схемы "И", выход счетчика является выходом устройства.The problem is achieved in that in the present invention in a method consisting in converting optical signals into electrical video signals, sampling video signals, dividing the image of objects into discrete elements, scanning an image, extracting and counting discrete elements, scanning across all discrete image elements is performed by an electronic window in in the form of a background frame, inside of which in the center there is an electronic image window of an object (OIO), and the sizes of the OIO are commensurate with the dimensions and siderations object, by isolating and counting as discrete object image elements received OAM discrete elements with such values of electric signals among the signals which are not discrete elements background frame;
into a device for preliminary processing of the image to be recognized, comprising a photoelectric converter, a positioner, a video sampling circuit, a memory, an AND circuit, a counter, the memory output being connected to a first input of an AND circuit, the output of which is connected to a second input counter, additionally introduced a temporary device, the first switch, the second driver of positional signals, the second switch, the third switch, and the output of the second driver signal is connected to the second input of the second switch, the first input of which is connected to the output of the first positioner, the third input to the first output of the temporary device and the input of the first switch, and the output is connected to the second input of the third switch, the first input of which is connected to the output of the photoelectric converter matrix type, the output of the third switch is connected to the input of the video sampling circuit, the output of which is connected to the second memory input, the first input of which is connected output of the first switch, the third input - to the second output timing device, the fourth input - a third output timing device and the first input of the counter, the fourth output timing device coupled to the second input of the logic "AND", the counter output is the output device.
Положительный эффект обеспечивается за счет выделения и подсчета дискретных элементов участка матрицы фотоэлектрического преобразователя, соизмеримого с размерами искомого объекта, со значениями электрических сигналов, которые отсутствуют среди сигналов дискретных элементов рамки фона, окружающей изображение объекта, причем не требуется предварительное улучшение качества изображения (фильтрация сигналов фотоэлектрического преобразователя), т. к. в результате произведенных операций из сюжета исключается (стирается) изображение фона с любым шумом. The positive effect is ensured by isolating and counting discrete elements of the matrix section of the photoelectric converter, commensurate with the dimensions of the desired object, with the values of electrical signals that are not among the signals of the discrete elements of the background frame surrounding the image of the object, and preliminary improvement of image quality is not required (filtering of the photoelectric signals converter), because as a result of the operations performed, the image is excluded (deleted) from the plot on with any noise.
Предлагаемый способ заключается в следующем. The proposed method is as follows.
Фотоэлектрический преобразователь матричного типа принимает оптические сигналы с поля зрения, содержащего искомый объект, осуществляет преобразование оптических сигналов в электрические видеосигналы и разбиение изображения сюжета на дискретные элементы. Производят дискретизацию видеосигналов и последовательный просмотр сигналов с элементов матрицы фотоэлектрического преобразователя электронным окном в виде рамки фона, внутри которой в центре находится электронное окно изображения объекта, причем размеры окна изображения объекта соизмеримы с размерами изображения объекта. Из дискретных элементов окна изображения объекта исключают элементы со значениями сигналов, которые присутствуют среди сигналов с дискретных элементов рамки фона. Этой операцией выделяют изображение объекта, имеющего знакопеременный контраст относительно окружающего фона и размеры, соответствующие размерам искомого объекта. В качестве признака изображения объекта, например площади, подсчитывают оставшиеся после исключения дискретные элементы участка объекта. The matrix-type photoelectric converter receives optical signals from the field of view containing the desired object, converts optical signals into electrical video signals and splits the plot image into discrete elements. The video signals are sampled and the signals from the photoelectric converter matrix elements are sequentially viewed by an electronic window in the form of a background frame, inside of which in the center there is an electronic image window of an object, and the dimensions of the image window of the object are comparable with the size of the image of the object. From discrete elements of the image window of an object, elements with signal values that are present among signals from discrete elements of the background frame are excluded. This operation selects an image of an object having alternating contrast with respect to the surrounding background and sizes corresponding to the dimensions of the desired object. As a sign of the image of the object, for example, the area, discrete elements of the object section remaining after exclusion are counted.
Данное техническое решение поясняется графическими материалами. This technical solution is illustrated by graphic materials.
На фиг. 1 изображено расположение областей электронного окна на фрагменте изображения сюжета, сформированного фотоэлектрическим преобразователем, где 1 - участок фона (рамка фона), 2 - окно изображения объекта (ОИО). На данном фрагменте, содержащем изображения искомого объекта и фона, для распознавания необходимо выделить изображение объекта. Определяют значения сигналов рамки фона. Рамка фона содержит сигналы с амплитудами, условно представленными на фиг. 2. Исключают (стирают) из изображения ОИО элементы матрицы фотоэлектрического преобразователя с данными значениями сигналов. В результате в ОИО остается изображение искомого объекта (фиг. 3). In FIG. 1 shows the location of the areas of the electronic window on a fragment of the plot image formed by the photoelectric converter, where 1 is the background section (background frame), 2 is the object image window (OIO). On this fragment containing images of the desired object and background, for recognition, it is necessary to select the image of the object. The signal values of the background frame are determined. The background frame contains signals with amplitudes conventionally shown in FIG. 2. Eliminate (erase) from the OIO image the matrix elements of the photoelectric converter with the given signal values. As a result, the image of the desired object remains in the OIO (Fig. 3).
На фиг. 4 изображена блок-схема устройства, с помощью которого можно реализовать предлагаемый способ, на фиг. 5 - циклограмма работы временного устройства. In FIG. 4 shows a block diagram of a device with which it is possible to implement the proposed method, FIG. 5 is a sequence diagram of the operation of a temporary device.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подаче питания сигнал с первого выхода временного устройства поступает на вход 3 коммутатора 2 (4) и устанавливает его в положение, когда на второй вход коммутатора 3 (6) через второй вход и выход коммутатора 2 поступают адреса ОИО, определенные во втором формирователе позиционных сигналов ОИО (2) в соответствии с законом сканирования, а коммутатор 1 (3) устанавливается в состояние "1", при котором с его выхода на первый вход памяти поступает сигнал "1". The proposed device operates as follows. When power is applied, the signal from the first output of the temporary device enters the
На втором выходе блока 9 формируется сигнал записи памяти, поступающий на третий вход памяти (8), разрешающий запись информации. На третьем выходе временного устройства (9) возникает импульс, устанавливающий устройство в начальное состояние: сброс (запись "0" во все элементы) по четвертому входу памяти и счетчика по входу 1. Сигнал "0" с четвертого выхода блока 9 поступает на второй вход логической схемы (10), являющейся схемой "И", и блокирует работу счетчика (11). At the second output of
На матрицу фотоэлектрического преобразователя проецируется анализируемое изображение. По адресам, поступающим из блока 2 через коммутатор 2 на второй вход коммутатора 3, блок 6 подключает элементы матрицы фотоэлектрического преобразователя, принадлежащие ОИО, к схеме дискретизации видеосигналов (7), в котором осуществляется преобразование аналогового сигнала с фотоэлектрического преобразователя в цифровой код. В блоке 8 происходит запись уровня "1", действующего на входе 1 с выхода коммутатора 1, по адресам, поступающим в память с выхода схемы дискретизации видеосигналов. В результате опроса элементов ОИО в памяти по адресам, равным амплитудам сигналов с элементов матрицы фотоэлектрического преобразователя, соответствующих ОИО, записаны "1", т. е. через значения адресов памяти определены значения амплитуд сигналов ОИО. The analyzed image is projected onto the matrix of the photoelectric converter. At the addresses coming from
По окончании опроса элементов ОИО на первом выходе временного устройства появляется импульс опроса элементов рамки фона, который поступает на третий вход блока 4 и переключает состояние коммутатора 2 в режим соединения первого формирователя позиционных сигналов рамки фона (1) со вторым входом коммутатора 3, а коммутатор 1 в состояние "0". At the end of the interrogation of the elements of the OIO, at the first output of the temporary device, an impulse of interrogation of elements of the background frame appears, which goes to the third input of
Теперь по адресам, поступающим на второй вход блока 6 из блока 1, коммутатор 3 подключает к схеме дискретизации видеосигналов элементы матрицы фотоэлектрического преобразователя, принадлежащие рамке фона. После схемы дискретизации видеосигналов на втором входе памяти появляются значения адресов рамки фона, по которым действующий на первом входе уровень "0" записывается в память. При этом меняется состояние только тех ячеек памяти, в которые на предыдущем этапе (опросе элементов ОИО) была записана "1", т.е. из памяти стирается информация по адресам, выраженным амплитудами сигналов, одинаковыми для ОИО и рамки фона. Now, at the addresses arriving at the second input of
По окончании опроса элементов рамки фона в память записана "1" только по тем адресам, значения которых равны значению амплитуд сигналов с элементов ОИО и отсутствуют среди амплитуд с элементов рамки фона. At the end of the interrogation of the elements of the background frame, “1” is written to the memory only at those addresses whose values are equal to the amplitudes of the signals from the elements of the OIO and are not among the amplitudes from the elements of the background frame.
Одновременно на третьем входе памяти появляется сигнал чтения со второго выхода временного устройства, на четвертом выходе временного устройства формируется сигнал "1", поступающий на второй вход блока 10 и разрешающий счетчику счет единичных импульсов, приходящих на его второй вход. Импульс первого выхода временного устройства переключает коммутатор 2 в исходное состояние, когда на второй вход коммутатора 3 поступают адреса ОИО. Если на втором входе памяти возникает импульс с амплитудой, равной адресу ячейки памяти, в которой хранится "1", с выхода памяти положительный импульс поступает на первый вход логической схемы "И", и с выхода блока 10 на второй вход блока 11, где производится подсчет единичных импульсов. At the same time, a read signal from the second output of the temporary device appears at the third memory input, a signal "1" is generated at the fourth output of the temporary device, which is fed to the second input of
Счетчик может быть выполнен, например, на микросхеме К155ИЕ2, логическая схема "И" - К155ЛА1, коммутаторы - К176КТ1, память - К155РУ5, схема дискретизации - аналогово-цифровой преобразователь К1107 ПВ1, фотоэлектрический преобразователь может быть выполнен, например, на ПЗС матрице /5/, временное устройство - как таймер 555 /6/, а формирователь позиционных сигналов - аналогично прототипу /4/. The counter can be performed, for example, on the K155IE2 chip, the logic circuit “I” is K155LA1, the switches are K176KT1, the memory is K155RU5, the sampling circuit is an analog-to-digital converter K1107 PV1, the photoelectric converter can be performed, for example, on a CCD / 5 /, the temporary device is like a timer 555/6 /, and the positioner of the signal signals is similar to the prototype / 4 /.
Таким образом, использование предлагаемых способа и устройства позволяет выделять изображение объекта с размерами, соответствующими размерам искомого объекта, имеющего контраст относительно близлежащего окружающего фона. Thus, the use of the proposed method and device allows you to select the image of the object with dimensions corresponding to the dimensions of the desired object, having a contrast with respect to the surrounding background.
Предлагаемые способ и устройство повышают надежность распознавания объекта, обеспечивают без фильтрации сигналов возможность распознавания полутоновых объектов при знакопеременном контрасте на сложном фоне в условиях помех. The proposed method and device increase the reliability of object recognition, provide without filtering signals the ability to recognize grayscale objects with alternating contrast against a complex background in the presence of interference.
Заявляемые способ выделения признаков для распознавания изображений объектов и устройство для его осуществления проверены с большой эффективностью в комплексе "Гермес". The inventive method of identifying features for recognizing images of objects and a device for its implementation are tested with great efficiency in the Hermes complex.
Источники информации
1. А.с. СССР N 748454, кл. G 06 К 9/00, 1980 - аналог.Sources of information
1. A.S. USSR N 748454, class. G 06
2. А.с. СССР N 650087, кл. G 06 К 9/00, 1970 - аналог. 2. A.S. USSR N 650087, class G 06 K 9/00, 1970 - analogue.
3. А.с. СССР N 987643, кл. G 06 К 9/30, 7.01.83 - прототип. 3. A.S. USSR N 987643, class G 06
4. A. з. Япония N 64-6508, кл. G 06 F 15/64, 15/66, G 06 К 9/20, 9/36 - прототип. 4. A. z. Japan N 64-6508, cl. G 06 F 15/64, 15/66, G 06
5. Л.И.Хромов, Н.В.Лебедев, А.К.Цыцулин, А.Н.Куликов. Твердотельное телевидение. М.: Радио и связь, 1986. 5. L.I. Khromov, N.V. Lebedev, A.K. Tsytsulin, A.N. Kulikov. Solid state television. M .: Radio and communications, 1986.
6. М.Тули. Справочное пособие по цифровой электронике/ М.: Энергоиздат, 1990, стр. 36-40. 6. M. Tuli. Reference manual on digital electronics / M.: Energoizdat, 1990, pp. 36-40.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99120046A RU2173880C2 (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Method and device for separating attributes to identify images of objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99120046A RU2173880C2 (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Method and device for separating attributes to identify images of objects |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2173880C2 true RU2173880C2 (en) | 2001-09-20 |
RU99120046A RU99120046A (en) | 2001-11-20 |
Family
ID=48232887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99120046A RU2173880C2 (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Method and device for separating attributes to identify images of objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2173880C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616575C2 (en) * | 2015-07-21 | 2017-04-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Method for isolating feature vector for recognizing images of objects and device for its implementation |
-
1999
- 1999-09-20 RU RU99120046A patent/RU2173880C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616575C2 (en) * | 2015-07-21 | 2017-04-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Method for isolating feature vector for recognizing images of objects and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4162482A (en) | Pre-processing and feature extraction system for character recognition | |
US4545070A (en) | Pattern discriminator | |
US4646355A (en) | Method and apparatus for input picture enhancement by removal of undersired dots and voids | |
US4694342A (en) | Spatial filter useful for removing noise from video images and for preserving detail therein | |
US5625709A (en) | Method and apparatus for identifying characteristics of an object in a field of view | |
US4486777A (en) | Defect detecting apparatus and method | |
JPS6357831B2 (en) | ||
US4176376A (en) | Image processing system | |
RU2173880C2 (en) | Method and device for separating attributes to identify images of objects | |
US4252425A (en) | Camera focus detecting device | |
US3883852A (en) | Image scanning converter for automated slide analyzer | |
US4736438A (en) | Image processing device for the real-time processing and recognition of two-dimensional images, and an image processing system including at least two series-connected image processing devices of this kind | |
RU2616575C2 (en) | Method for isolating feature vector for recognizing images of objects and device for its implementation | |
RU2209466C2 (en) | Device for separating flags in object identification | |
SU1479947A2 (en) | Characteristic selector in recognition of object images | |
JPS58219682A (en) | Read system of character picture information | |
RU2219564C2 (en) | Target detection process and device for its implementation | |
EP0448956A2 (en) | Target recognition using quantization indexes | |
JPS6027437B2 (en) | quantization circuit | |
SU1644183A1 (en) | Device for measuring picture areas | |
JPH0678136A (en) | Picture reduction processing system | |
SU1144128A1 (en) | Device for reading coordinates from crt screen | |
JPS6331829B2 (en) | ||
JPS58195986A (en) | Threshold value controller of character reader | |
SU1073793A2 (en) | Device for generating symbols on television receiver screen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080921 |