RU56030U1

RU56030U1 - IMAGE RECOGNITION DEVICE

Info

Publication number: RU56030U1
Application number: RU2006109618/22U
Authority: RU
Inventors: Андрей Анатольевич Мальцев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Ви Ай Пи Колор"
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Полезная модель относится к области устройств для распознавания изображений объектов, представленных в виде образов, сформированных с помощью отдельных чувствительных элементов, установленных в заданных точках, а также для цифровых вычислений и обработки данных для специальных применений и может быть использована, когда наблюдаемое двумерное изображение задано в виде двумерного массива цифровых отсчетов. Требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, достигается в устройстве, содержащем блок формирования координат, последовательный сумматор, первый блок памяти, второй блок памяти, блок умножения, при этом, первый и второй блоки памяти являются, соответственно, блоком памяти текущего изображения и блоком памяти вектора весовых коэффициентов.The invention relates to the field of devices for recognizing images of objects represented in the form of images formed using separate sensitive elements installed at specified points, as well as for digital calculations and data processing for special applications, and can be used when the observed two-dimensional image is specified in as a two-dimensional array of digital samples. The required technical result, which consists in expanding the functionality, is achieved in a device comprising a coordinate generation unit, a sequential adder, a first memory unit, a second memory unit, a multiplication unit, while the first and second memory units are, respectively, the current image memory unit and the memory unit of the vector of weights.

Description

Полезная модель относится к области устройств для распознавания изображений объектов, представленных в виде образов, сформированных с помощью отдельных чувствительных элементов, установленных в заданных точках, а также для цифровых вычислений и обработки данных для специальных применений и может быть использована, когда наблюдаемое двумерное изображение задано в виде двумерного массива цифровых отсчетов.The invention relates to the field of devices for recognizing images of objects represented in the form of images formed using separate sensitive elements installed at specified points, as well as for digital calculations and data processing for special applications, and can be used when the observed two-dimensional image is specified in as a two-dimensional array of digital samples.

Известно устройство, содержащее блок формирования координат, первый и второй регистры, блок формирования показателя степени достоверности, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого и второго регистров, первый и второй блоки формирования минимума, блок формирования функции принадлежности эталонного изображения объекта, блок формирования функции принадлежности наблюдаемого изображения объекта, блок вычитания, блок формирования модулей разности функций принадлежности, первая и вторая группы входов которого соединены с выходами, соответственно, блока формирования функций принадлежности эталонного изображения и блока формирования наблюдаемого изображения объекта, а группа выходов - с группой входов первого блока формирования минимума, первый последовательный сумматор, вход которого соединен с выходом второго блока формирования минимума, а выход - с информационным входом первого регистра, а также последовательно соединенные третий блок формирования минимума и второй последовательный сумматор, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, A device is known comprising a coordinate generation unit, first and second registers, a confidence level indicator formation unit, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first and second registers, the first and second minimum generation units, the membership function formation unit of the reference image of the object, block forming the membership function of the observed image of the object, a subtraction block, the block forming the modules of the difference of membership functions, the first and second groups of inputs to of which are connected to the outputs of, respectively, the unit for forming the membership functions of the reference image and the unit for generating the observed image of the object, and the group of outputs is connected to the group of inputs of the first minimum unit, the first sequential adder, the input of which is connected to the output of the second minimum unit, and the output to information input of the first register, as well as sequentially connected to the third block of the formation of the minimum and the second serial adder, the output of which is connected to the information nym input of the second register,

при этом, группа выходов блока формирования координат соединена с группами входов блока формирования функций принадлежности эталонного изображения объекта и блока формирования функций принадлежности наблюдаемого изображения объекта, на выходе блока вычитания формируются сигналы разности путем вычитания из единицы минимальных значений модулей разностей, формируемых первым блоком формирования минимума, третий блок формирования минимума формирует сигналы по сигналам разности, формируемым на выходе блока вычитания, второй блок формирования минимума формирует на выходе сигнал по сигналам с выхода первого блока формирования минимума [1].at the same time, the group of outputs of the coordinate formation block is connected to the input groups of the membership function formation block of the reference image of the object and the formation of membership functions of the observed image of the object, difference signals are generated at the output of the subtraction block by subtracting from the unit the minimum values of the difference modules generated by the first minimum formation block, the third minimum generating unit generates signals from the difference signals generated at the output of the subtraction unit, the second generating unit of the minimum generates an output signal from signals from the output of the first minimum formation unit [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блок формирования координат, первый и второй регистры, блок формирования показателя степени достоверности, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого и второго регистров, первый и второй блоки формирования минимума, блок формирования функции принадлежности эталонного изображения объекта, блок формирования функции принадлежности наблюдаемого изображения объекта, блок вычитания, блок формирования модулей разности функций принадлежности, первая и вторая группы входов которого соединены с выходами, соответственно, блока формирования функций принадлежности эталонного изображения и блока формирования наблюдаемого изображения объекта, а группа выходов - с группой входов первого блока формирования минимума, первый последовательный сумматор, вход которого соединен с выходом второго блока формирования минимума, а выход - с информационным входом первого регистра, а также последовательно соединенные третий блок формирования минимума и второй последовательный сумматор, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, The closest in technical essence to the proposed one is a device containing a coordinate generation unit, first and second registers, a confidence level indicator formation unit, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first and second registers, respectively, the first and second minimum formation blocks, block the formation of the membership function of the reference image of the object, the block of the formation of the membership function of the observed image of the object, the subtraction block, the block of the formation of modules separation and membership functions, the first and second groups of inputs of which are connected to the outputs, respectively, of the block of formation of membership functions of the reference image and the block of formation of the observed image of the object, and the group of outputs - with the group of inputs of the first block of minimum formation, the first sequential adder, the input of which is connected to the output the second minimum formation unit, and the output with the information input of the first register, as well as the third minimum formation unit and the second last connected in series successive adder whose output is connected to the data input of the second register,

при этом, группа выходов блока формирования координат соединена с группами входов блока формирования функций принадлежности эталонного изображения объекта и блока формирования функций принадлежности наблюдаемого изображения объекта, на выходе блока вычитания формируются сигналы разности путем вычитания из единицы минимальных значений модулей разностей, формируемых первым блоком формирования минимума, третий блок формирования минимума формирует сигналы по сигналам разности, формируемым на выходе блока вычитания, второй блок формирования минимума формирует на выходе сигнал по сигналам с выхода первого блока формирования минимума, введены блок памяти, первый вход которого соединен с выходом блока формирования показателя степени достоверности, блок выделения признака объекта, входы которого соединены с выходами блока памяти, регистр признака объекта, первый вход которого соединен с выходом блока выделения признака объекта, и дешифратор, вход которого соединен с входом признака объекта блока формирования функции принадлежности наблюдаемого изображения объекта и со вторым входом блока памяти, а также с выходом признака объекта блока формирования координат, а группа выходов и выход - соединены, соответственно, с третьим входом блока памяти и с управляющим входом регистра признака объекта [2].at the same time, the group of outputs of the coordinate formation block is connected to the input groups of the membership function formation block of the object reference image and the membership function formation block of the observed object image, difference signals are generated at the output of the subtraction block by subtracting from the unit the minimum values of the difference modules generated by the first minimum formation block, the third minimum generating unit generates signals from the difference signals generated at the output of the subtraction unit, the second generating unit of the minimum generates an output signal from the output of the first minimum generation unit, a memory block is introduced, the first input of which is connected to the output of the confidence level indicator forming unit, an object feature extraction unit, the inputs of which are connected to the memory unit outputs, an object attribute register, the first input which is connected to the output of the object attribute extraction unit, and a decoder whose input is connected to the object attribute of the object block of the membership function of the observed image of the object and with the second input of the memory unit, as well as with the output of the feature of the object of the coordinate formation unit, and the group of outputs and output are connected, respectively, with the third input of the memory unit and with the control input of the register of the feature attribute [2].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, обусловленные тем, что, устройство позволяет распознавать изображения на основе формирования решающих функций при известных функциях принадлежности эталонного и наблюдаемого объектов и не позволяет проводить распознавание изображений при формировании решающих функций с использованием другой исходной информации о наблюдаемом и эталонном изображениях.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality, due to the fact that the device allows you to recognize images based on the formation of critical functions with known membership functions of the reference and observed objects and does not allow image recognition when forming critical functions using other source information about the observed and reference images .

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет распознавания изображении с применением решающих функций, при формировании которых с The required technical result is to expand the functionality by recognizing the image using critical functions, the formation of which with

используется информация об эталонных изображениях в виде вектора весовых коэффициентов.information on reference images in the form of a vector of weighting coefficients is used.

Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее блок формирования координат, последовательный сумматор и первый блок памяти, введены второй блок памяти, адресный вход которого соединен с адресным входом первого блока памяти и с выходом блока формирования координат, блок умножения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого и второго блоков памяти, а выход - соединен с входом последовательного сумматора, а также пороговый блок, вход которого соединен с выходом последовательного сумматора, при этом, первый и второй блоки памяти являются, соответственно, блоком памяти текущего изображения и блоком памяти вектора весовых коэффициентов.The required technical result is achieved by the fact that, in the device containing the coordinate generation unit, the serial adder and the first memory unit, a second memory unit is introduced, the address input of which is connected to the address input of the first memory unit and with the output of the coordinate formation unit, the multiplication unit, the first and the second inputs of which are connected to the outputs, respectively, of the first and second memory blocks, and the output is connected to the input of the serial adder, as well as the threshold block, the input of which is connected to the output of the follower th adder, the first and second storage units are, respectively, the current image memory unit and the memory the weight vector.

На чертеже представлены: на фиг.1 - электрическая структурная схема устройства для распознавания изображений, на фиг.2 - блока формирования координат.The drawing shows: in Fig.1 - electrical block diagram of a device for image recognition, in Fig.2 - block formation of coordinates.

Устройство для распознавания изображений (фиг.1) содержит блок 1 формирования координат, последовательный сумматор 2, а также первый 3 и второй 4 блоки памяти.A device for image recognition (figure 1) contains a block 1 of the formation of coordinates, a sequential adder 2, as well as the first 3 and second 4 memory blocks.

Кроме того, устройство содержит блок 5 умножения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого 3 и второго 4 блоков памяти, а выход - соединен с входом последовательного сумматора 2, а также пороговый блок 6, вход которого соединен с выходом последовательного сумматора.In addition, the device contains a multiplication unit 5, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first 3 and second 4 memory blocks, and the output is connected to the input of the serial adder 2, as well as a threshold unit 6, the input of which is connected to the output of the serial adder.

В устройстве адресный вход первого второго блока 4 памяти соединен с адресным входом первого блока 3 памяти и с выходом блока 1 формирования координат, при этом, первый 3 и второй 4 блоки памяти являются, соответственно, блоком памяти текущего изображения и блоком памяти вектора весовых коэффициентов.In the device, the address input of the first second memory block 4 is connected to the address input of the first memory block 3 and with the output of the coordinate generation block 1, while the first 3 and second 4 memory blocks are, respectively, the current image memory block and the weight vector block.

Блок 1 формирования координат (фиг.2) содержит последовательно соединенные генератор 7 тактовых импульсов (ГТИ), делитель 8 частоты импульсов и первый счетчик 9 импульсов, а также второй счетчик 10 импульсов, вход которого соединен с выходом ГТИ 7.Block 1 formation of coordinates (figure 2) contains a series-connected generator 7 clock pulses (GTI), a divider 8 of the pulse frequency and the first counter 9 pulses, as well as a second counter 10 pulses, the input of which is connected to the output of the GTI 7.

Остальные блоки устройства являются стандартными элементами цифровой техники.The remaining units of the device are standard elements of digital technology.

Работает устройство для распознавания изображений следующим образом.The device for image recognition works as follows.

Предварительно в блок 3 памяти текущего изображения записывают в цифровом виде параметры текущего изображения, например, уровни сигналов на выходах отдельных чувствительных элементов, установленных в заданных точках изображения при его сканировании. Кроме того, по тем же координатам в блок 4 памяти записываю вектор весовых коэффициентов эталонного изображения, представляющего собой в частном случае последовательность нулей и единиц, которые соответствуют бинарным уровням отсчетов при сканировании эталонного изображения. Низкому уровню отсчета соответствует ноль, а при превышении уровня отсчета некоторого стандартного уровня - ему в соответствие устанавливают единицу. В общем случае значения весовых коэффициентов вектора могут соответствовать уровням сигналов на выходах отдельных чувствительных элементов при сканировании эталонного изображения.Previously, the current image parameters, for example, the signal levels at the outputs of individual sensitive elements installed at specified points in the image during scanning, are digitally recorded in the memory unit 3 of the current image. In addition, at the same coordinates in the memory unit 4, I write the vector of weighting coefficients of the reference image, which in a particular case is a sequence of zeros and ones that correspond to binary levels of readings when scanning the reference image. A low reference level corresponds to zero, and if the reference level exceeds a certain standard level, a unit is set in accordance with it. In the General case, the values of the weighting coefficients of the vector can correspond to the signal levels at the outputs of individual sensitive elements when scanning a reference image.

Параметры текущего изображения перемножаются в блоке 5 умножения с весовыми коэффициентами, поступающими из блока 4 на другой вход блока 5 умножения. Результаты умножения суммируются в последовательном сумматоре 2, выполненного в виде цифрового сумматора, тактируемого, например, от ГТИ 7 (связь от ГТИ 7 к тактирующему входу последовательного сумматора 2 для упрощения не показана).The parameters of the current image are multiplied in the multiplication block 5 with weighting factors coming from block 4 to another input of the multiplication block 5. The multiplication results are summed in a sequential adder 2, made in the form of a digital adder, clocked, for example, from the GTI 7 (communication from the GTI 7 to the clock input of the sequential adder 2 is not shown for simplification).

В результате, в последовательном сумматоре 2 формируется некоторая решающая функция, соответствующая сумме произведений параметров текущего изображения на составляющие вектора весовых коэффициентов.As a result, in the sequential adder 2 some decisive function is formed corresponding to the sum of the products of the parameters of the current image by the components of the vector of weighting coefficients.

Сформированная сумма сравнивается в пороговом блоке 6 с пороговым уровнем, устанавливаемым для различения текущих изображений. Если сигнал на выходе последовательного сумматора 2 превысит этот порог, то по уровню логической единицы на выходе порогового блока 6 принимается решение о соответствии текущего изображения эталонному, в остальных случаях - о таком несоответствии. Пороговый блок 6 может быть выполнен в виде блока с различением порогов в несколько уровней. Это позволяет принимать решения о виде текущего изображения в более широком диапазоне их вариантов.The generated amount is compared in the threshold block 6 with a threshold level set to distinguish between current images. If the signal at the output of the sequential adder 2 exceeds this threshold, then the level of the logic unit at the output of the threshold block 6 makes a decision on whether the current image matches the reference, in other cases, on such a discrepancy. The threshold block 6 can be made in the form of a block with a threshold difference in several levels. This allows you to make decisions about the form of the current image in a wider range of their options.

ГТИ 7 блока формирования координат прекращает работу после перебора всех возможных значений координат текущего изображения. Останов ГТИ 7 может быть проведен по появлению сигнала с уровнем логической единицы на выходе переполнения первого счетчика 9 (соответствующая связь для упрощения на чертеже не показана). Сигнал на выходе порогового блока 6 должен сниматься после останова ГТИ 7.The GTI 7 of the coordinate generation unit stops working after iterating over all possible coordinate values of the current image. The GTI 7 can be stopped by the appearance of a signal with a logic level at the overflow output of the first counter 9 (the corresponding connection is not shown in the drawing for simplicity). The signal at the output of the threshold block 6 should be removed after stopping the GTI 7.

Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей достигается решение поставленной технической задачи, поскольку решение о соответствии текущего изображения эталонному может производится при формировании решающих функций с использованием иной, чем в известном устройстве, исходной информации об эталонном изображении, в частности на основе вектора весовых коэффициентов эталонного изображения.Thus, thanks to the introduction of additional blocks and links, the solution of the technical problem is achieved, since the decision on the correspondence of the current image to the reference one can be made when forming decision functions using other than the known device source information about the reference image, in particular based on the vector of weight coefficients reference image.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. SU, 1791815, кл. G 06 F 7/58, 1990.1. SU, 1791815, cl. G 06 F 7/58, 1990.

2. RU, 2181909, С2, G 06 К 9/26, 2000.2. RU, 2181909, C2, G 06 K 9/26, 2000.

3. RU, 2246762, С1, G 06 К 9/26, 2003 (прототип).3. RU, 2246762, C1, G 06 K 9/26, 2003 (prototype).

Claims

An image recognition device comprising a coordinate generation unit, a sequential adder and a first memory unit, characterized in that a second memory unit is introduced, the address input of which is connected to the address input of the first memory unit and to the output of the coordinate formation unit, a multiplication unit, first and second inputs which are connected to the outputs of the first and second memory blocks, respectively, and the output is connected to the input of the serial adder, as well as the threshold block, the input of which is connected to the output of the serial adder, the first and second storage units are, respectively, the current image memory unit and the memory the weight vector.