Способ распознавания объектов

Способ распознавания объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1! ) 74661 1

+

1 - ° .. (63 ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.08.77 (21) 2517296/18-24 с присоединением заявки М вЂ” . (23) П риоритет (51) М. Кл.

G 06 К 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень РЙ25 (53) УДК 681 .327.12 (088. 8) Дата опубликования описания 08.07.80

В. И. Воробьев, А. И. Кундин, В. В. Макаренко, В. С. Нощенко, А. И. Офин, И. В. Разин и В. В. Тетерин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении автоматических систем анализа и распознавания изображений, например, цитологических и гистологических срезов.

Известен способ распознавания простых конфигураций изображений, основанный на фотоэлектрическом преобразовании при построчном разложении изображения, квантовании полученного видеосигнала по ам10 плитуде на два уровня, задержке квантованного сигнала на время длительности тт- строк и т1 элементов разложения, одновременного анализа исходного и за11 держанных сигналов и принятии решения на основе сравнения с эталоном,.представляюшим собой отрезок контура определенной длины (11 .

Недостатком укаэанного способа является низкая помехоустойчивость, обусловленная ослаблением корреляционных связей между элементами, в результате которой предъявляемый объект не иденти2 фицируется с эталоном, что приводит к ошибкам распознавания объектов простой конфигурации.

Ъ

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ рас1тознавания объектов, основанный на формировании видеосигнала при построчном разложении изображения, квантовании видеосигнала по уровню, задержке квантованного сигнала на время . длительности строки разложения, вычитании задержанного сигнала иэ текшего квантованного и принятии решения 21 .

Недостатком способа является ни кая достоверность распознавания объектов, вследствие того, что не используется информация об ориентации отрезков контуров объектов.

Белью изобретения является повышение достоверности распознавания объектов;

Эта пель достигается тем, что формируют видеосигнал при построчном раз- ложении изображения, квантуют видеосиг).г

1 где

Таким образом, разностные сигналы смежных строк одинаковой длительности йакапливают раздельно в зависимости от ,четырех различных комбинаций ях совпадения;

1) с текущими раэностными сигналами смежньа элементов положительной полярности, что соответствует аппроксимации левого контура объекта отрезком

3 . 7466 нап в уровню, задерживают квантован-, ный сигнал на время длительности эле мента разложения, вычитают е о из квантованного сигнала, задерживают полученные разностные сигналы смежных элемен-. тов разложения на время длительности

- строки рраэложения, задерживают квантованный сигнал на время длительности строки разложения, вычитают задержан« ный сигнал иэ текущего квднтованного, 10 фиксируют совпадение во времени раэнос1 ные сигналы. смежных строк с разностными сигналами смежных элементов, определяют полярность последних и принимают решение. 15

Сущность данного предложения заключается в том, что сигнал, полученный при построчном разложении, квантуют по амплитуде на два уровня, задерживают его как на время, равное длительнос-, 20 тй строки, так и на время, равное длительности элемента разложения. Задержанные сигналы вычитают из исходного

" " квантовапнЬго сигнала, при этом получают раэностные сигналы смежных строк и разностные сигналы смежных элементов. Разделяют раэностные сигналы смежных элементов на сигналы положительной и отрицательной полярности и задерживают их дополнительно на время, рав- З0 ное длительности строки разложения, на. капливают разностные сигналы смежных строк одинаковой длительности раздельно в зависимости от их совпадения во времени с текущим или задержанным раз- 35

" костными сигналами соседних элементов положительной или отрицательной полярности, сравнивают нисопленные сигналы с. эталонными и принимают решение. 40

Разностный сигнал смежных строк содержит информацию об ориентации прямолинейно| о отрезка," аппроксимирующего участок границы фигуры, заключенный между двумя смежными строками разло- 4> жения. Угол наклона "его 4 относитель но направления развертки кадра определяют следующим выражением: я (1) 1 - величина межстрочного рас- s0 стояния;

ФъА. — длительность раэностного сигнала," выраженная через

- число межстрочных расстояний, S5

Тангенс угла Х выражается""чйслом

М межстрочных расстояний; т.е. опре1 депяется безразмерной величиной„про1..

fl 4 порционапьной длительности разностного сигнала смежных строк. Однако эта величина не определяет однозначно ориентацию аппроксимирующего отрезка. Так, например, зеркальное отображение этого отрезка относительно направления кадровой развертки дает разностный сигнал смежных строк той же длительности, однако, ориентация этого отрезка будет другой. Дпя уточнении ориентации аппроксимирующего отрезка раздельно накапливают разностные сигналы смежных строк одинаковой длительности, для чего задерживают квантованный сигнал на время длительности элемента разложения, а затем вычитают задержанный сигнал из текущего. Полученный разностный сигнал смежных элементов задерживают на время длительности строки разложения и по совпадению во времени раэностного сигнала смежных строк с текущими или задержан-. ными раэностными сигналами смежных элементов окончательно определяют ориентацию аппроксимирующего отрезка. Так последний ориентирован справа-налево и сверху-вниз, если незадержанный разнос ный сигнал смежных элементов совпадает во времени с разностным сигналом смежных строк, и слева-направо и сверху-внизесли разностный сигнал смежных строк совпадает с задержанным разностным сигналом смежных элементов. В свою очередь, одинаковым образом ориентированные и равные по длине отрезки аппроксимируют как части левого, так и правого контура объекта, т.е. несут в себе самостоятельную информацию о его форме. Поэтому разностные сигналы смежных строк одинаковой длительности, соответствующие отрезкам, аппроксимирующим части левого или правого контура, накапливают раздельно . в зависимости or совпадения их во времени с раэностными сигналами смежных элементов положительной или отрицательной полярности, для чего разделяют разностные сигналы смежных элементов на сигналы положительной и отрицательной полярности.

Как видно из фиг. 1, части контура объекта, заключенные между смежными и +1 строками разложения, несут различную информацию о форме Объекта, поскольку по-разйому ориентированы (случай а и "6 ) и,кроме того, принадлежат в случае а" левому контуру (вхождение в объект по направлению ска- нирования, указанному стрелкой) и в случае в — правому контуру (выход из

5 7466 ориентированным справа-налево и сверхувниэ;

2) с текущими разностными сигналами смежных элементов отрицательной полярНОСТИ, ЧТО СООТВЕТСТВУЕТ аППРОКСИМаЦИИ правого контура объекта отрезком, ориен- тированным справа-налево и сверху-вниз;

3) с задержанными рвзностными сигналами смежных элементов положительной IloJIIIpHocTH> что сООтветствует &ImpoK симации левого контура объекта Отрезком, ориентированным слева-направо и сверхувниз, 4) с задержанными разностными сигналами смежных элементов отрицатель- 15 ной полярности, что соответствует аппроксимации правого контура объекта отрезком, ориентированным слева-направо и сверху-вниз.

Накопленные разностные сигналы 29 смежных строк сравнивают с эталонными например, по правилу

Я вЂ” „IX)II- Х, I, (2) где Х;„> - отсчет гистограммы разноса ных сигналов смежных строк 25

-Ой длительнОсти, К -ой комбинации (К=1,2,3,4)

Г

g --го класса, и принимают решение о принадлежнос-, ти опознаваемого объекта j-му классу, 39 для которого величина минимальна.

На фиг. 1 изображены четыре комбинации прямого края контура объекта (тело объейта заштриховано) и соответствующие каждой комбинации разностные сигналы L -ой и ((+1)-ой смежных строк раз-- ложения одинаковой длительности, на фиг. 2, а:изображен объект и 1, +1, . +2 строки его разложения; на . фиг. 2,6— разностные сигналы смежных элементов 40 соответствующих строк разложения; на фиг. 2, в - разностные сигналы соответ ствующих смежных строк разложения; на фиг. 3 приведена функциональная схема устройства, реалИзующего предлагае- 45 мый способ.

11 б

Четыре различные комбинации совпадения разностного сигнала смежных строк с текущим или задержанным раэностными сигналами смежных элементов положительной или отрицательной полярности, изображенные на временной диаграмме (фиг. 2,6

2,в), показаны на фнг. 2,а, когда момент окончания разностного сигнала смежных строк характеризуют комбинацией сигналов логической 1" и логического "0 „ следующих друг за другом. Так часть контура АР (фиг, 2,а) аппроксимируют .отрезком "а» (фиг. 1), что соответствует первой комбинации, характеризующейся последовательным появлением двух сигналов логической 1" (фиг. 2, а), часть контура i.ÑÄ (фиг. 2,a) аппроксимируют отрезком Г" (фиг. 1), что соответствует второй комбинации, характеризукипейся . последовательным появлением двух сигналов логического 0 (фиг. 2,а). Часть контура РЕ (фиг. 2,а) аппроксимируют отрезком б (фиг. 1), что соответствует третьей комбинации, характеризующейся последовательным появлением сигналов логического 0 и логической 1" (фиг. 2,a), а часть контура ВС (фиг.2,а) аппроксимируют отрезком в (фиг. 1), что соответствует четвертой комбинации характеризующейся последовательным появлением, сигналов логической «1" и логического 0" (фиг. 2,а).

Устройство реализует предложенный способ путем раздельного накопления аппроксимирующих эти части контура отрезков и содержит последовательно соединенные, телевизионный датчик 1, амплитудный дискриминатор 2 и узел задержки, обеспечивающий задержку текущего сигнала íà первом выходе на время длительности строки разложения, на втором выходе — на время длительности элемента разложения. Выход дискриминатора 2 соединен также с первым входом логического элемента 4 исключающее

ИЛИ", второй вход которого соединен с первым выходом узла 3. Выход элемента 4 соединен со счетным входом двоичного счетчика 5 и входом формирователя

6 управляющих сигналов, первый выход которого соединен с шивой установки нуля счетчика 5, второй выход — со строб-входом дешифратора 7, а третий выход — с управляющим .входом .блока счетчиков 8 выходы «оторого соединены со входами блока принятия решения 9. Шина тактового сигнала соединена с тактовым входом объекта) . счетчика 5, выходные шины которого сое/ динены с одноименными входными шинами стробируемого дешифратора 7, входные шины предпоследнего и последне о старших разрядов которого соединены соответственно со вторым выходом узла задержки 3 и выходом дискриминатора 2.

Выходы дешифратора 7 соединены со счет ными входами соответствующих двоичных счетчиков блока счетчиков 8.

Устройство работает следующим образом.

Полученный путем фотоэлектрического преобразования при построчном разложении изображения видеосигнал с выхода датчика 1 поступает на вход дискрими- натора 2, в котором его квантуют по амплитуде на два уровня. Задержанный на время длительности строки разложения с первого выхода узла задержки 3 и текущий с выхода дискриминатора 2 сигналы поступают на входы элемента 4

"исключающее ИЛИ" формирующего раэностный сигнал смежных строк, длительность которого с дискретностью тактового сигнала измеряется счетчиком 5„

По окончании разностного сигнала смежных строк на выходе элемента 4 в формирователе 6 формируется импульс, поступающий на строб-вход дешифратора 7.

По этому импульсу измеренная в счетчике 5 длительность разностного сигнала в соответствии с ее величиной и сигналами, поступающими на предпоследний и последний старшие разряды дешифратора 7 со второго выхода узла задержки

3 и соответственно с выхода дискриминатора 2 в виде одного импульса записывается в один из счетчиков блока счеч чиков 8. По окончании записи в выбранный счетчик блока счетчиков 8 аппроксимирующего отрезка по сигналу с первого выхода формирователя 6 производится установка в нулевое состояние счетчика

5, и устройство подготовлено к измерению и анализу следующего разностного сигнала смежных строк. В момент окончания кадра по импульсу с третьего

6611 8 выхода формироват.еля 6 накопленная в блоке счетчиков 8 информация об отрез- -,- ; - . -;:,.;,,.. - :.:„..- -.. ках,аппроксимирующих части контура, считывается в блок принятия решения 9, реализующего один из алгоритмов принятия решения, например алгоритм по формуле (2).

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность распознавания объектов эа счет использования информации об ориентации участков контуров. объекта, заключенных между смежными строками разложения, д Формула изобретения

Способ распознавания объектов, основанный на формировании видеосигнала при построчном разложении иэображения, кван26 товании видеосигнала по уровню, задержке квантованного сигнала на время длительности строки разложения, вычитании задержанного сигнала из текущего квантованного и принятии решения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности распознавания объектов,.квантованный сигнал задерживают на время длительности элемента разложения, вычитают его из квантованного

ЗО сигнала, задерживают полученные раэностные сигналы смежных элементов разложения на время длительности строки разложения„фиксируют совпадение во времени разностных сигналов смежных строк

3S с раэностными сигналами смежных элементов и определяют полярность последних.

Источники информации, ® принятые во внимание при экспертизе

1. Серединский А. В. и rtp. Телевизионный логический фильтр." Вопросы радиоэлектроники, серия ТТ, вып. 2, 1968.

2. Либенсон М. Н. и др. Автоматиз ция распознавания телеризионных изображений. М., Энергия",1975, с, 58-65 (нрототип) .

746611

Составитель О, Постников

Редактор Л. Утехина Техред Э. Фечо Корректор Е. Папи

Закаэ 3952/41

Тираж 751 Подписйое

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 б