SU1251134A1 - Устройство дл распознавани образов - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет решать задачи распознавани  и обнаружени  объектов на сложном фоне при недостаточности априорной информации об объектах анализа. Устройство содержит оптический коррел тор, в который введены дополнительно два полупрозрачных зеркала и ослабитель, позво- л юш,ие в реальном масштабе времени формировать автокоррел ционную функцию эталонного сигнала; электронное устройство обработки автокоррел ционной и взаимокоррел ционной функций и решаюшее устройство. Предлагаемое устройство может быть использовано дл  анализа и распознавани  сложных динамических изображений . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. to ел О5

Description

Изобретение относитс  к автоматике и технической кибернетике, в частности к устройствам распознавани  образов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности устройства дл  распознавани  образов .

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства дл  распознавани  образов; на фиг. 2 - схема блока прин ти  решений .

Устройство содержит источник 1 света, коллиматор 2, первый рассеиватель 3, первое полупрозрачное зеркало 4, первый объектив 5, эталонный транспарант 6 эталонного изображени , второй рассеиватель 7, второе полупрозрачное зеркало 8, нейтральный светофильтр 9, транспарант 10 распознаваемого образа, второй объектив 11, первый и второй регистраторы 12 и 13, вычитатели 14 коррел ционных сигналов, детектор 15 разностного сигнала, сумматор 16 и блок 17 прин ти  решени .

Устройство работает следующим образом .

Световой поток от источника 1 света через коллиматор 2 поступает на рассеиватель 3, расположенный в фокальной плоскости объектива 5, создающего параллельный пучок лучей, от каждой точки матового стекла. Вследствие этого эталонный транспарант б освещаетс  диффузным светом. В результате освещенность фокальной плоскости объектива 11 пропорциональна взаимокоррел ционной функции эталонного транспаранта 6 и входного транспаранта 10, рассеиватель 7 примен етс  в случае рассогласовани  транспарантов по информационной емкости, например, из-за различной разрещающей способности эталонного и входного транспарантов. Введенные в устройства полупрозрачных зеркал 4 и 8 позвол ют формировать автокоррел ционный сигнал эталонного транспаранта. Часть светового потока, отража сь от полупрозрачного зеркала 8, снова проходит через транспарант 6, объектив 5 и, отража сь от полупрозрачного зеркала 4, поступает на регистратор 13. Так как транспарант 6 освещаетс  диффузным светом, то световые лучи, прощедщие через каждую точку транспаранта 6, идут в различных направлени х. После отражени  от полупрозрачного зеркала 8 лучи, параллельные оптической оси устройства, попадут в те же точки транспаранта 6, из которых они выщли, и сфокусируютс  объективом 5 с помощью полупрозрачного зеркала 4 в центре плоскости регистрации регистратора 13. Лучи, которые идут под углом к оптической оси, попадут в другие точки транспаранта 6, сдвинутые относительно исходных точек транспаранта. Величина сдвига гем больще, чем больще угол, под которым идут лучи. Таким образом формируетс 

сдвиг участка изображени  и автокоррел ционный пространственный сигнал. Нейтральный светофильтр 9 введен в устройство дл  компенсации энергетических потерь , св занных с рассеиванием света на полупрозрачном зеркале 4. Коэффициент пропускани  светофильтра 9 зависит от физических свойств; элементов устройства и подбираетс  таким образом, чтобы в случае полного соответстви  транспарантов б

и 10 значени  коррел ционных сигналов, регистрируемых в регистраторах 12 и 13, были одинаковы.

Рассмотрим работу устройства при распознавании заданного количества объек

тов.

В этом случае дл  каждого эталонного объекта формируетс  автокоррел ционный и взаимокоррел ционный сигналы, которые вычитаютс  друг из друга в вычитателе 14. Разностный сигнал из вычитател  14 поступает в детектор 15, где формируетс  сигнал , пропорциональный абсолютной величине разности коррел ционных сигналов. Значени  разностного сигнала суммируютс  в сумматоре 16 по всей площади пространственных коррел ционных функций дл  каждого эталонного транспаранта. Блок 17 прин ти  рещении определ ет номер того эталонного транспаранта, дл  которого суммарный разностный сигнал минимален. Транспарант с этим номером соответствует распознанному объекту. При этом в процессе распознавани  более полно, используетс  информаци , заключенна  в коррел ционной функции, и индивидуальные особенности распознаваемых объектов.

Техническа  реализаци  предлагаемого коррел тора дл  распознавани  образов проста. Регистраторы 12 и 13 могут быть выполнены в двух вариантах: на основе стандартных фотоприемных матриц или на основе сканирующих телевизионных датчиков . В первом случае обработка коррел ционных сигналов осуществл етс  параллельно , при этом сумматор 16 осуществл ет усреднение по координатам коррел ционного пол . Во втором случае обработка проводитс  последовательно и усреднение

в сумматоре 16 осуществл етс  во времени. Вычитатель 14 может быть выполнен по стандартной схеме на определенном усилителе , детектор 15 - на полупроводниковых диодах; сумматор 16 - па полевых транзисторах или интегральных микросхемах.

На фиг. 2 приведена возможна  схема блока 17 прин ти  решени . Он состоит из АЦП 18, селекторов-мультиплексоров 19 и 20, регистров 21 и 22, эле.мента 23 сравнени , элементов 24 и 25 дифференцировани , двоичного счетчика 26, дешифратора 27 и индикатора 28. В процессе распознавани  при смене эталонных транспарантов происходит преобразование су.ммарного

сигнала из аналоговой формы в цифровую в блоке 18; сравнеиие текущего значени  суммарного сигнала с наименьшим из предыдущих , записанным в регистре 21, происходит в элементе сравнени  23, сигнал на выходе которого по вл етс  в том случае , когда значение текущего суммарного сигнала меньще предыдущего минимального значени  из регистра 21. Текущее значение номера эталонного транспаранта находитс  в счетчике 26. По сигналу с вы- хода элемента 23 происходит запись текущего сигнала в регистр 21 и его номера в регистр 22. Селекторы-мультиплексоры 19 и 20 предназначены дл  начальной установки регистра 21 и сброса счетчика 26. Номер распознанного образа дешифруетс  в дешифраторе 2 и отображаетс  на экране индикатора 28.

В случае обнаружени  объектов при недостаточности априорной информации в блоке прин ти  решени  должно проводить с  сравнение суммарного разностного сигнала с порогом. При этом в схеме блока 17 прин ти  решени  отключаетс  селектор- мультиплексор 20, в регистр 21 предварительно записываетс  значение порога, а в элемент сравнени  23 используетс  инверсный выход, сигнал на котором по вл етс , когда значение текущего суммарного сигнала больше порогового значени  из регистра 21. Таким образом, если обнаруживаемый объект отсутствует во входном тран- спаранте, то на выходе вычитател  и элемента сравнени  23 нулевой сигнал и в регистр 22 не. записываетс  номер текущего транспаранта. Следовательно, при отсутствии объекта во входном изображении на индикаторе 28 блока прин ти  решени  отображено нулевое значение. При по влении объекта в i-ом транспаранте сигнал на выходе детектора разностного сигнала отличен от нул  и в том случае, если суммарный сигнал больше порогового из регистра 21, на выходе элемента 23 по вл етс  единичный сигнал, по которому записываетс  в регистр 22 номер i транспаранта, в котором содержитс  обнаруживаемый объект.

Claims (2)

1. Устройство дл  распознавани  образов , содержащее расположенные на оптической оси источник света, коллиматор.

0 о

5

5

0

первый рассеиватель, первый объектив, эталонный транспарант эталонного изображени , второй рассеиватель, транспарант распознаваемого образа, второй объектив и первый регистратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства , в него введено первое полупрозрачное зеркало, расположенное под углом к оптической оси между первым рассеивате- лем и первым объективом, второе полупрозрачное зеркало, расположенное на оптической оси между вторым рассеивателем и транспарантом распознаваемого образа, нейтральный светофильтр, расположенный на оптической оси между вторым полупрозрачным зеркалом и транспарантом распознаваемого образа, второй регистратор, оптически св занный с первым полупрозрачным зеркалом, последовательно соединенные вычитатель коррел ционных сигналов, детектор разностного сигнала, сумматор и блок прин ти  решени , входы вычитател  соединены с первым и вторым регистраторами .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок прин ти  решени  содержит аналого-цифровой преобразователь, два мультиплексора , два элемента дифференцировани , два регистра, счетчик, дешифратор, элемент сравнени  и индикатор, причем вход аналого-цифрового преобразовател  соединен с входом первого элемента дифференцировани  и  вл етс  первым входом блока, а вход второго элемента дифференцировани   вл етс  вторым входом блока, выход аналого-цифрового преобразовател  подключен к первым входам элемента сравнени  и первого мультиплексора , а выход второго элемента дифференцировани  подключен к вторым входам мультиплексоров, причем первый вход второго мультиплексора соединен с выходом элемента сравнени , второй вход которого подключен к выходу первого регистратора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго мультиплексоров, первый вход счетчика подключен к выходу первого элемента дифференцировани , выход второго мультиплексора подключен к второму входу счетчика, выход которого соединен с первым входом второго регистра, первый вход которого соединен с выходом элемента сравнени , а выход подключен через дешифратор к индикатору.

56789

ГО 11

-

Г

м

П

тз

,J

Составитель А. Кашин

Редактор К. ВолощукТехред И. ВересКорректор В. Бут га

Заказ 4415/49Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, , Раушска  наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

74

75

1д

77

П

gjue.i

efuS.Z