Способ опознания контурных линий

Способ опознания контурных линий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

>528585

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3 а явлено 31.10.73 (21) 1968409/24

151) М.Кл. Ст 06 К 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.09.76. Бюллетень № 34 (45) Дата опубликования описания 07.12.76 (53) 4 ДК 681.142.97 (088.8) (72) Автор изобретения

В. М. Киселев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПОЗНАВАНИЯ

КОНТУРНЫХ ЛИНИЙ с присоединением заявки—

Изобретение относится к области автомати1ки и вычислительной техники и может быть использава но при проектировании устройств считывания и опознавания графиче ской иооформации.

Иззест1ны способы опознавания контурных линий, основанные на,преобразовании их в функциональный аналоговый сипнал с квацтова нием его по уравню,,последавательным суммирова нием текущих у равней в фиксированные моменты времени, определяемые та|ктовыми пмпульсамп, и формировании сигнала,. пропорционального зо IbT|-секундной площади фучкциональс1ого,сигнала в интервале, кратном сто ллпте IbHocTH.

По указанным способам опозна вание формы,ко нтурных линий, производится сравнением,полученного значения во IbT-секундной площади функционального сигнала с соответ ствующими эталонными значениями, по результату,которого судят о форме опознаваемой контурной линии.

Не1достатками известных способов опознавания |по значению вольт.се1кундной площади являются за висимость результата опознавания от масштаба изображения линий и низкая доставерность,опознава ния, поскольку полученные,помысле преобразавания функциотталыные аналоговые сигналы могут обладать равными илп близкими друг х другу значе ниями вольт-секуцлпой плошали.

Целью изобретения является обеспечение независимости опознавания контурных линий от масштаба их изображения, а та кже повышение достоверности опоз 1авания.

Это лостигается тем, что з моменты квантсваш1я текущего уровня функциональнаго сигнала формируют импульсы считывания, выделяют группы тактовых пмпулысоз от начала преобразования, гылслетгные пруппы импульсов суммируют, формируют результирующий спг11а1 и опралеля1от отноше нис результирующего сигнала к сигналу. пропорциональному, вольт-секундной площалп функционального сигнала, по которому судят о форме контурной линии.

Кроме то-.о, полученные иипульсы считывания преобразуют в монотонно-возрастающий сп-.нал, квантовый по уровню, .послеловательно суммируют его текущие уровни, формируют второй результирующий сигнал, пропорциональный вольт-секундной,площади монотонно-возрастающего сигнала, и определяют,отношение второго результирующего с11гнала к сигналу, пропорциональному вольтсекунлпой площади функционального сигнала,,lo .которому судят о форме кантурной1 I ПН ИП.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагае528585 мого ус) ройства; tta ф((г. 2 — графи!ки фу(кцио; à!» :»Ix аналого",ых сн!.налов, нзооражс.,—

111>1Х В ОТ:!ОСИТС !Ь(1Ь1Х tKOOР.I II?! с1Т ах у г. ": U t, . U... — соответственно, текущее и ам»ли-.уд 10с 01(ачс,lèo Йункци0 Iaclü:10го г и

Ii" Ла, l ---- ТСВ<УIЦ(.Е ВРС)1Я, тс — 1Л!!ТС,7ЫI(: Тl. сиг:!aла; 1(3 фпг. 3 — цнгклограммы форм! ров;. IIIH нм:!у, !b OB Cс(;17 ь ;!. :,пня 1,.11) I! BB17(., I(.— ния гргс(та(<гсзы| I!i!»ópil c()B (ТИ1, Q — — ТЕ ХУ (LIPÑ 3 с! Спl(C КО.I(! I С "l сl тсl(; !ОiBI: Х Н)!З)УЛЬСОВ; На фНГ. 4 — Ц1!с<(!ОГРа)!)!3 преобразования импульсов считызання в моцотз!(но-Bîaðà тающий си-,Ilaл U, ква(!то.

Ва(ГНЫй сяа УРОВШО.

На носителе 1 (фиг, 1) изображена конт "pl!351 линия 2, которая читыaapTc t элсктрснным лучом 8;с помощью алака 4 слсдяЩЕГО СКасинраза:Шя П ПрЕОбраЗОВасяня, Саде.;— жа, его узел б развертки и формирова1! .!ч

СИ;".13 IH, сПОДГХЛЮЧЕНПЫй К ЭЛаКТРОННО-ЛУЧСЗОй трубке б и 7< фотоэлементу 7, воспринима!Ощему отра>Kåa! IBIé от носи геля иaoбражс illa луч 8.

Выход o IÎK3 4 следящего сканирования и ,преобразования подключен через нуль-орган

9 гк блоку 10 синхронизации и управления и ко в|о ty слодящего преобразователя 11 «аналог — код», выходы которого под!ключcaû через группу вентилей 12 ко входам первого наг<апливающе(о сумматора 1. 3, а также к формирователю 14 импульсов,итыза! ия.

Выход формирователя 14 импульсов счить(»ання под!кл!Очен Ко входу счстч(. ка 15 импульсов считывания и черсз гру:i(ió,BC IT!I;Ie ;

16 о входам второго накаплива(ощсго cy)iматора 17.

Гане!р втор 18 тактовых импульсов фиксирозанной частоты подключен через вентиль

19 хо входу счетчика 20 тактовых нм:!ульсо. и ко вторым входам гру)III) вентилей 12 и 1б

Выходы счетчика 20 та!ктовых импульсов через группу вентилей 21 подключены ко входам 3-го накаспливающего сумматора 22.

Выходы (!3«3!пливающнх сумматоров 13

17, 2 !падкл!Очены к вычислительному блоку

28, выходы которого связаны со входами блока 24 принятия решений, вторые входы которого под!клю:Ipíû к,постоянному за.!оминающему устройству 25,,в котором хранятсч группы эталонных значений, соответству(ощие различным формам фун кциональнььх сигпалов илп ко((турных линий. Позицией 2б ооозначены выходы бTotKH 24.

До:(ачала преобразования блохи и узлы устройства ycTHIIOIBлены с помощью блока 10 синхронизации и управления импульсом сброса г!о шине У «0» в исходцое состояние, вевтиль 19 закрыт и тактовые н).,пульсы с (с)!ератора 18,не гпоступают на другие блоки и элементы устройства.

Предлагаемый способ включает в себя следующие операции.

Праобразование контурс!ых линий B функ65

U,, — U„,я!ис

ЦИОИ3ЛЬНЬ(й 31!сl.)ОГО ЫИ Cl! LН3Л COOTBPTСТЗУ(ОЩСй фОРсМЫ Иа-:i.i,!iåò=ß .in КО)!а(!ДЕ «!УС<<>, 110BTi -!3!Ощси (б !0,<;i 10 си(!хро(1изации у((ра:!Лс(!ия на б, IOK 4 следягцего ск!!и!.»ова5 И И!! И "I p(.ОбраЗС 3(1:1:.я. П, )И ЭТО)1 уэ,! д рсlэпср;н II формирсза((ия фу;! кцlloilaльного сиги(!Ла подается на электронно-лучевую труб ку б па:!ря)ке!шя, о) лоня!Ощнс луч 8 в соОТ: с ТСI .iÈÈ . С!Ри!НЯТЫХ! В УСтРОйотЗЕ 3ЛГОРИтt0 iI0)I ск;.: !нрозан(!я. Эг!(>хт»0.;:!ый луч 8 отсле жизаст на носителе 1 изсбра)кения ко птур 1lу!о линшо 2, с ре i!Ст,)ацией отраженного лу:!а 8 фотоэлемента,(7, .!о:(ключсш(ым узлу б развертчи! и фо;:)мирова,ния функцио.1 37ül!Ого анал",ToBnго сип!ала.

Функциональный аналоговый сиг)(ал формируется,на основе отклоняющих напряжении ).П и ..i0"тх.:(аст на вход преобразователя l «3 алог — <од > и íà вход нуль-органа

20 9 ко (орый ф!г,;; ill"., т !0|(е(!(ь1 11срсхода функц!101!ального = iгнала через нулезой уровс;1. и (()op)II!pvpT» t с:10см выходе сигнал B виде . I ",,) C.1с1:13 ! 3:I ) Я ЖPI 113, НОCTin! 3IOÙI!É Н3 070.

10 с:I:IKpo:11(зинни и i iipaз;!Сн! я, предназ:taченный для с(,сс:;с(ения согла "оза:!ной вn ярема:Ill работы всех n IDKQIB устройства о:10 знавания !контур!ных линий и формирует иа свои < выходах О:(рс (сленную пиклограмму управляющи|;сигналов.

ПрЕдетаВЛЕНсНЫЕ 113 фИГ. 2, а, б КрИВЫС функциональных сигналов соответствуют 1ко;1турны vl линиям: 27 куполообразно!! фор мы, 28 — синусоидальной формы, 29 — клял1)с»тич!ной формы, 80 — гкубичной формы, 81--симметричной пилообразной формы, 32,,33 нс"имметричной ..!илообразной формы, 84 э

Рассмотрим 0 :!озназание контурной ли:!! .i на и!р1! ма, ) с c! Il > co! t.7 альп 01 О с(! гнала 8.

КВЗНТОВапне (ЯМ!!КцИОНаЛЬНО: О СИ "IIH(iа По уроьппо (фиг. 2, (>) с постоянным шагом;<зантозания AU„, осуществляется,с помощью »рс образователя 11 (фиг. 1) «апалог — ко»>, !Са выходах !которого формируется параллельный двоич ный код, соответствую(ций текущему уровшо этого спг:(ала поступающий на первые (входы группы вентилей 12, а также на входы формирователя 14 II) . Ióëüñîâ считыва58

ПОСЛЕдОВатСЛЬНОС С )сМнрозаппе тЕКущЕ"0 уро вня в моменты времени, отмечаемые тактовыми !1мпульсами фиксирозанной частоты (фиг. 2, в, г), обеспечивается с по)!Ощь!О наг<авливающего сумматора 13.

Формирование cèãiiaëà, ..!poanpiiиоиального вольт-секундной площади функционального сигнала в ннтсрваac, кратно>м его длительности, происходит на в:<одах сумматора 1 3.

Для с1!ну 0H.7û те1<у(ции уровень функциональ.юго .сигнала рaaoí:

528585

S=- U-, 2

1 (и "с

I (2) Q ти(макс) (1реа, 1«,SO.-)В0 = R с) 11 си(макс) (O)

10 (3) где К) — (коэффициент прсрдорциональпости.

Форми ро(ва(ние импульсов считывания в моменты !«ванто1вания текущего уровня происходит на выходах формирователя 14, который фиксирует каждое изменение кода на выходах преобразователя 11, и формирует при этом время-им пульсную гдоследовательность рмпульсоз считывания (фиг. 3, а, б).

На фиг. 3, б сформиро зан Ible импульсы считьгзаьчия изображены неравномерно, как это фактически соответствует их моментам формиро)зания,зо времени, а на фиг. 3, е— изображена усло(зно-разномерHàÿ последовa тельность, т.,к. здесь берется 1В качестве коо1рдHHBTbl не физический параметр — время 1, а фОРМаЛЬНЫй — ПОРЯДКС1ЗЫй .НОМЕР Т,и ИМпульса в серии.

Выделение групп так«то)зых и х!сдульсоз, про)шедших от начала, следящего лреобразо вания;контурной линии,,производится с помощью сформирова)нных импульсов считызания, поступающих па вторые входы группы вентилей 21, путем ссп!тызания через нераз нс)мерные лромежут)«и tBpcvIBHkI, определяемые формой функционального аналогового,сигнала, параллельного .кода текущего количества так- 40 товых импульсс1з Q„, (фиг. 3, а — д) в накаплиза!ощ!!й сумматор 22.

Выделенные группы импульсов суммируют для получения результирующего сигнала

Ур„„)пРопоРци".наnbnîãо сУмме гРУпп так- 45 тозых импульсов в упомянутом интервале длительности функционального сигнала. Суммирова.цие производят с помощью накапливающего сумматора 22. Значение результирующего сигнала (пропорционально площади 50 фигуры SOBODB, iõoòoðàÿ, как видно из фиг. З,д, рагна алгебраической сумме площадей состазля)ощ)!х ее фигур:

Q „„„„,) — К.,-,, (б) (7) — 0 си(макс) — - а(1и > реа 1И 1 т с (8) — К.,К,К!

U,, 2h (9) где K — коэффициент пропорциональности.

Ст:елками и точками на фиг. 3, в, д, е указаны моменты времени и текущие значе.шч которые с штываются с помощью СИ. 60 (1исло горизонтальnbIx стрелок и номера СИ над ними о)пределяют:количество считываний соот)зетству)ощих гругрп тактовых пмиульсоз.

Апг!роксимирующая пункт!!рная кривая на фиг. 3, д является преобразованной форзначер!ие вольт-ce«IундноЙ (площади Sl В ии. тервале от 0 до т, определяется интегрированием: а значение сипнала U, „ пропорциональпого вольт-секундной площади, будет равно: (1реа 1 2 OBCDB — 1((ОАВОЕ S OAB SBCD) (4) мой исходного функционального сигнала на фиг. 3, а и определяет значение результирующего сигнала,,пропорционального площади фигуры OBCDE.

Поскольку площади фигур ОЛО и BCD равны, то:

Очевидно, что максимальное значение так.

ToBblx импульсоз, прошедших B интервале от

О до -„,nponopullonaльно величине этого интервала: где К, — коэффициент пропорциональности, определяемый фиксированной частотои тактовых I)vlnónüñoB.

Ма!«симальнос число сформироза)!иых з этом же )штсрза Ic импульсоз .=-штывация пропорционально удвоенному амплитудному зчачению 2U„, сигнала: где 1(.- — коэффициент пропорциопаль locTH, определяемый заданным шаговым напряжением ЬУи,, Из (5), (б), (7) следует:

По соотношению результирующего сигнала и сигнала, пр"nopu»oнальцого вольт-се1кундной площади функционального сигнала. судят о форме (контурной линии.

Значение, соотношения является тем созокуnHblvl параметром, ппв.)риантным,по отношению к амплитуде и длительности фуцкцио)гального сигнала (т. с. Нсзависимым,от выбранного масштаба изображения контурной лицин), по которому можно однозначно судить о форме этой линии.

Соотношение (9) получают в вычислительном блоке 28, выполняющем операцшо деления, сраз;шзают е."о в олоке 24 принятия решений с группой эталон;!ых значений, запрашиваемых пз постоянного заадоминающсго устройства 2(), в результате чего, производится опознавание формы ко:(турцой линии, а в результате onоз)рава шя выдается на выходах

2б в виде параллельного кода, соответстзующего форме опознанно"î отрезка контурной линии.

Для функцпо)!альных сигналов других с1 форм соотношение 1).: также це будет зависеть от U, и тс но У.l .TûBaåò изменение формы. Имея группу эталонных значсшш

528585 г>

U(! — !jt> .à((ñr -. rx- " св(чаэс(>

0 (1 ч

1эт> - эт > (эг "эт (12) (1 == 1,2, ..., n), где п — число типовых контур:1ы: л . шй, и сравнивая их с полученным зпаче:1ием отноше1шя 1г можно однозначно идситпфициРОвать (ОИОзнавать) ф013мУ кОптУРИОЙ IHf lit!l независимо от ес масштаба, оспредсляющег

U rr! И Т(. фу1:IuUHOII BЛЫ11ОГО СИИ1с1Л я.

Для того, чтобы повысить достоверность о>познавания контурных линий з прсдла "Вемом способе одновреме1шо проводят до:1олнительиые,преооразования, суть которы поясняется фиг. 4. а, б, в, г.

Другие операции, которые характеризуют до(полнительные отличительные призна(ки предложенного способа, заключаются в c.lcдующем

Время-импульсную последовагельность сформированных импульсов считывания (фиг. 4, б), полученную при квантовании Но jpofBHIo того же функционального cttãíBë2 (фиг. 4, а), од1ювременно преобразуют в монотонно-возрастающий сигнал U„„= — Ф(1) (фиг. 4, в), квантованный Iо уровшо.

U,- =1(,г(1(сK U —..

U f>(1т . К к К, 1 t „„. 21(, (14) т((П (П (1П (11t

fýò эт> " эт " эт

25 ОЛВ ==- ВС.О

5О 1. Способ опознавания коптуп:1ых л. ний, Осноза1нь>й на преобразова:1пп их в функциодаль:1ый ",:IBëîãîçûé сиг:1ал с квантованием его ".1о урс(зню, .Tocëc70âBTåëbíûì суммированием текуLU,Hx урознсй в фиксированные мо55 ленты apc»ett», определяемые тактоtttiltt »iiпульсами, и формировании сигнала, пропорционального вольт-секун IHokt площади функИ11оняльно".о сигнала в интер вале> крат tîì его дл11тельности, о т„l и ч а ю шийся тем, что, с

60 целью обсспе.cl!пя нсза.",испi ocòtt опознава11ия формы кс,:1турных линий от масштаба их изображения, в моменты квантования текущеt 0 уро1з1гя функционального сигнала формируют им.1ульсы считызания,,зыделяют группы тактозы c импульсов от начала преобразовач — в1чакс1

ООВСОВ ==- ((;

Время-импульсная последовательность импульсов считывания, поступающая Hct в%од счетчика 15, преобразуется в параллельный код, соответствующий текущему уровню монотонно-,возрастающего сигнала и поступающий па пер(вые входы пруппы вентилей 1б.

Формируют второй результирующий сип1ал

У„„„который определяют;1о площади фигуры SîâcDI.:, ограниченной кривой U....,=Ô(t) и осью времени с помощью тактовых H.(IHóëüc0fEi (фиг. 4, г), по:которым считывают и последо(зятелы10 c!r:it»IH(p(1IOT B >H2êÿï.7и:1210щсм сумматоре 17 текущий уровень монотонновозрастающего сигнал 12 U„„, т. е. рва, = r -;,SD>(сБ(3 = 1(;>(SD:1ВЭ SDË(3 Sr3CD)

= K; эо:1ВО, (1-4 где К5 — коэффициент пропорцпона !bностп, поскольку, как и в предыдущем случае, Фигуры ОВСОЕ (фиг. 3, д и фиг. 4, в), хотя и подобны гсомстри tcGKII, но пзображе. ны (в различных коорди IBTBx II получаются при различных методах преобразования.

Нетрудно, видеть, что

ТДЕ МаКС(1МаЛЬ ОС З;Ш-IC;IIIC (, „

ДОСтИГаЕМОЕ ПРИ t =- Тс, 17P070PIIIIOИаЛЬНО

МЯ КСИ>МаЛЬНОМу ЧИСЛУ Л1,„1„ак, СИНХрОПМпульсов, сформированных в интервале от

0äîò., где К-, — коэф Pt»ttfe!IT пропорциональност11.

Ъ читызая выраже:!Ия (7), (11) . и (12), имеем:

Значение соотношения

Я В Л Я С ТС Я Д 0 1 t 0;I FI t t T C;i b H ht _#_i С О З О К 1 и Ы М и Я Р Я(метром, отличным от (: и псза зис им ы м от выбраннOго масшTаб i пзÎбражения контур(П иои линии. (E; также получают на выходах вычислительного блока 23.

Д tkt »apa>ICTpoз Ь; (1 = 1, 2,... > n) з поlI стоян 1ом завоминающетм устройстве 25 храш1тся вторая группа эталонных значе11пй.

Форму контурной лшшп oft031! BIQT с помощью бло1ка 24 >принятия решений по совокупности двух соопноше(ний (9) и (14) — первого и второго результирующего сигналов: спппалом, Hfpo!Iopuиона tbttb»i вольт-секундной площади фу;1кцпонального с1гпнала.

Опознавап11с (по;1вум совокупным параметрам, получен11ым неза(впспмо др чг от;1руга и с помсщью (различных огпераций формирования и .1реобразоза(ния, .позволяет повысить достоверность способа.

1 код формы QTpcçH2 конт у pl!QH, Iинии с Выхода устройства 2б может быть введен в 3ВМ для решения:1оследующих задB(t.

После ны !07à кода формы отрезка контурной линии, блок 10 у:tpàçëcH.IH Il синхронизации уcTBHBBëktçBCT блоки устройства в iHcxo,Floe состояние и переходит к следующему

45 прсобр Язова и î 102:12зя ншо слсдующсгo

07ÐÅ:;Ха КОНТУРсНОй ЛИНИИ.

Формула изобретения

528585

1О

Фиг. l

У„О

"-4 с! а !

iil ; i

t с

Ш

II Г

1, 1.

1 с с 11 с Ir >,J

: -.- 1 с

Т пш Щшшш сс шШс1с, ;- с ния, свыделеснные группы импульсов суммируют, формируют результирующий .сигнал и определяют отношение результирующего сигнала к сипналу, пропорционалыному вольт-секусндной;площади фунскционального сигнала, по которому судят о форме контурной линии.

2. С пособ,по:п. 1, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности опознавасния, импульсы считывания .преобразуют

Г

1 Г= а и с

Д ) с ! —: ° .. t..., с - с" тс, Сссс,,.с,, с 1 шп! Е1йпйЫл!ЙЙЙ, 9

5 вольт-секундной площади монотонно-возрастающего сигнала и определяют отношение,второго результирующего сигнала к сигналу, пропорциональному вольт-секундной сплощади функционального сигнала, по скоторому судят о форме контурной линии. — (1 .с (: с - ,1, : ШшшшшЦш шшшс !шш, .-:

528585 си

f, и

) ГИ

Редактор Н. Каменская

Корректор В. Гутман

Заказ 959/)465 Изд. ¹ 1726 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений в открытий

Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фнл. пред, «Патент»

5 6,5 и Е

Фиг. 4

Составитель А. Романов

Техред Е. Подурушина

Ъ