Устройство для коррекции изображений при воздействии шумов

Устройство для коррекции изображений при воздействии шумов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 708371 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.09.77 (21)2529398/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.01.80. Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 08,01.80 (51)М. Кл. (л 06 К 9/00

Государственный комитет по делам изооретеиий и открытий (53) УДК 681.391, .19 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Грицык, Э. P. Златогурский, В. П. Боюн и Л. Г. Козлов

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОИ СТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИЗОВРАЖЕНИЙ

ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ШУМОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть при— менено в составе специализированных быс тродейс твуюших вычислительных систем распознавания зрительных образов в

5 условиях действия шумов, для коррекции геоме три ческих изобра жени й, пос тупающих с рецепторного поля в реальном масштабе времени. о

Известно устройство для распознавания и коррекции изображений, содержащие фотоэлектрический преобразователь, например, блок. рецепторов, аналого-цифровой преобразователь, ограничитель шумов, блок na t5 мяти для запоминания плоского изображения, регистр для циркуляции изображения, арифметический блок, сумматор, дополнительный блок памяти для хранения вторичных сумм разностей, дешифратор, блок выделения признаков и блок распознавания (1j, Недостатком известного устройства является его сложность и большой объем оборудования.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является известное устройство для коррекции изображений, содержащее блок рецепторов, выходы котороto подключены к одним из входов первого комму тагора, выходы которого соединены со входами блока памяти, выходы которого подкл|очены ко входам второго коммутатора, одни из выходов которого соединены со входами блока распознавания, блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов и блока памяти (2)

В известном устройстве искаженное шумами изображение образа, представляющее собой знак-букву или цифру, последовательно считывается с блока рецепторов и через первый коммутатор записывается в запоминаюшие элементы блока памяти, причем вначале происходит последовательная запись в запоминающие элементы первои строки матрицы, затем— второй и r.ä. С выхода блока памяти

70837 изображение знака поступает в указанные вьпце блоки для сведения к минимуму нежелательных черных пятен, фона или белых пропусков в изображении. При этом происходит обнаружение границы и выделение признаков изображения — со— сг >янпя отдельных элементарных плошад к и:юбра> ения. Улучшенное изображе пе поступает в дополнительный блок памяти, с выхода которого изображение 0 пос гупаег через второй коммутатор в блок распознавания или через коммутаторы поступает в основной блок памяти для проведения последуюшей итерации коррекцпп. Итерации улучшения изображения продолжаются до тех пор, пока не будет проведен последовательный просмотр всего поля изображения, После этого блок управления выдаег команду на остановку цикла коррекции и записи новой информа — 20 цни в основной блок памяти с блока рецепторов. Величина аппертуры должна быть, с одной стороны, достаточно большой, чтобы обеспечить достоверное определение состояния исследуемой площади, а с другой стороны — следует уменьшать величину аппер гуры, так как с увеличением аппергуры существенно усложняются блоки устройства.

Недостатками устройства являются: большой объем аппаратурных затрат и низкое быстродействие, обусловленное необходимостью проведения большого ксличества итераций для коррекции изображения.

Целью изобретения является упрощение усгройс гва и повышение быстродействия.

Это достигается тем, что устройство содержит регистры сдвига и элементы

И-НЕ, входы которых соединены с первыми

40 выходами регистров сдвига, первые и вторые входы которых подключены соотвегсгвенно к выходам второго коммутатора и выходам элементов И-НЕ, причем вторые выходы регистров сдвига соединены с дру45 ги ми входами первого коммутатора, а выход блока распознавания подключен к входу блока управления, Дополнительное отличие предлагаемого устройства состоит в том, что в нем запоминающие элементы блока памяти соединены последовательно в цепочки по строкам и столбцам.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2а — 2д поясняют прин—

55 цип последовательной коррекции изображения.

Устройство содержит блок 1 рецепторов, первый коммутатор 2, второй коммутатор

1 4

3, блок 4 памяти, блок 5 распознавания, блок 6 управления, регистры сдвига и элементы И-НЕ 8. Выходы блока 1 рецепторов соединены со входами первого ксмму тагора 2, выходы которого подклг— чены соответственно ко входам блока 4 памяти. Блок 4 памяти состоит из магрицы зап оминающих элементов 4 ., кото—

1 рые соединены последовательно в цепочки гю строкам 1 и по столбцам ) . Выходы блока 4 памяти соединены соответственно со входами второго коммутатора 3, одни из выходов которого соединены со входами блока 5 распознавания, подключенного вь.ходом кс входу блока 6 управления, выходы которого соединены со входами первого 2 и второго 3 коммутаторов и блока 4 памяти. Другие выходы второго коммутатора соединены через регистры 7 с соответствующими входами первого коммутатора 2. Выходы регистров 7 через соответствующие элементы

И-HE 8 соединены с другими входами тех же регистров 7.

Устройство работае-. следующим об— разом.

Искаженное шумами изображение образа, представленное на блоке 1 рецепгоров, записывается в матрицу запоминающих элементов блока 4 памяти через первый ксммугагор 2. За время предъявления одного кадра в устройстве происходит сравнение состояния каждой элеменгарной площади рецепгорного поля с окружающими ее элементарными площадками с каждой стороны, по горизонтали и по вертикали, причем сравнение производиг— ся сначала по строкам, а затем по столбцам, и в процессе сравнения принимается решение об изменении состояния или о его сохранении. К аждая эле мен гарная площадка может иметь только два состояния, т.е. быть черной или белой, что можно соответственно представить как "1" или "О". По сигналам блока 6 управления в матрице запоминающих элементов осуществляется сдвиг информации об объекте одновременно по всем строкам или столбцам и выдача этой информации через второй коммутатор 3 на регистры 7. Каждые

К элементарных площадок анализируются с помощью элементов И-НЕ 8 и принимается решение с коррекции средней площадки на регистрах 7. В таблице 1 приведен пример коррекции для К-3 при записи единиц в ге разряды, которые соответствуют обособленным белым площадкам в пределах каждой 1 — ой строки (или 5 ro столбца).

708371

Таблиц i ) Исходное состояние регистра 7

000 001 010 011 100 101 110 11

Код в регистре после коррекции

OOO OC1 010 O1l 100 111 1lO

Исходное состояние регистра 7

000 001 010 011 100 101 110 11) Код в регистре после коррекции

000 001 000 011 100 101 110 111

В таблице 2 приведен пример коррекции для К=Э при стирании единиц в тех разрядах, которые соответствуют обособПроцесс коррекции может содержать следуюшие этапы: стирание единиц по строкам (или столбцам) и запись единиц по строкам (или столбцам), причем порядок проведения этих этапов коррекции в пределах одного цикла может изменяться

30 в зависимости or априорных знаний о природе изображения, например, способов получения изображений: оптические, акустические и r.ï. После коррекции информации об объекте записывается соответственно по строкам (или столбцам) в маг35 рицу запоминаюших элементов блока 4 памяти через первый коммутатор 2. Огкорректированная информация через второй коммутатор 3 выдается в блок 5 распознавания, который выдает сигнал на блок 6 управления о прекрашении коррекции или об изменении порядка проведения ее этапов.

В качестве примера исходное изоб45 ражение представлено на фиг. 2а, из которой видно, что образ искажен действием помех и нахбдится на фоне, представляюшем собой распределенные случайным образом на рецепторном поле черные элементарные площадки или их группы, что сушественно затрудняет немедленный процесс распознавания. Поэтому предъявлен ное изображение корректируется и только после коррекции подается на вход блока

5 распознавания. Процесс коррекции разбит на следук.шие этапы:

1) параллельная обработка во времени по строкам и стирание единиц в матрице ленным черным площадкам в пределах каждой 1 -ой строки (или g -го сголоцам) рецепторного поля.

Таблица 2 запоминающих элементов блока 4 памяти, которые соответствуют обособленным черным плошадкам B пределах каждой строки на блоке 1 рецепторов (фиг. 2б);

2) аналогичная и. 1 обработка но столбцам (фиг. 2в);

3) параллельная во времени обработка по строкам и запись единиц в re запоминающие элементы, которые соответствуют обособления белым площадкам в пределах каждой строки на блоке 1 рецепторов (фиг.2г);

4) аналогична п.З обработка по столбцам (фиг. 29) .

По сравнению с известным техническим решением аналогичной задачи, предложенное устройство обладает большим быстродействием и меньшими аппаратурными затратами за счет параллельной обработки информации и использования простого алгоритма коррекции, который дает хорошие результаты при распознавании простых образов (прямая, цилиндр и г.п.).

Для изображения размерностью pm (на практике И =32: 128) количества анализируемых плошадокК (достаточно выбирать К=Э-. 5) время коррекции в предлагаемом устройстве для четырех этапов равно „=4 (И хК ) так тов сдвига информации в регистрах 7.

Формула изоб ре гения

1. Устройство для коррекции изображений при воздействии шумов, содержа708371

7 щее блок рецепторов, выходы которого подключены к одним из входов первого коммутатора, выходы которого соединены со входами блока памяти, выходы которого подключены ко входам второго коммутатора, одни из выходов которого соединены со входами блока распознавания, блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов и блока памяти, огличающеесятем, что,сцелью упрощения устройства и повышения его быстродействия, оно содержит регистры сдвига и элементы И-НЕ, входы которых соединены с первыми вь.ходами регистров сдвига, первые и вторые входы которых подключены соответственно к вы8 ходам второго коммутатора и выходам элементов И-НЕ, причем вторые выходы регистров сдвига соединены с другими. входами первого коммутатора, а выход

s блока распознавания подключен ко входу блока управления.

2. Устройство для коррекции изображений по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем запоминающие элементы блока памяти соединены последовательно в цепочки по строкам и столбцам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3805239, 15 HKIt 340-146.3, 1974..

2. Патент США № 3737855, НКИ 340-146. 3, 197 3 (про то тип) .

708371

Риг. Zl

Фиг. Г д

ЦНИИПИ Заказ 8491/45 Тираж 751 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4