Устройство для выделения признаков при распознавании образов

Устройство для выделения признаков при распознавании образов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)898464 (6l ) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 29. 05. 80 (21) 2931764/18-24 с присоединением заявки №(23) П риоритет

Опубликовано 15.01.82, Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 15 . 01 . 82 (5! )М. Кл . а 06 К 9/46

3Ъоударсткнный комнтет

СССР по делам нзабретеннй н отнрытнй (53) УДК 681.327..12(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н.Ляхов и А.И.Самарин.р с а )

Ростовский ордена Трудового Красного государственный университет (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИЗНАКОВ

ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ОБРАЗОВ

Изобретение относится к распознаванию образов, а именно к разделу выделения и кодирования признаков образа, и может быть использовано в системах зрительного восприятия адап5 тивных роботов.

Известно устройство для выделения признаков при распознавании образов, содержащее матрицу фотоприемников и нескольких слоев аналоговых нейроноподобных элементов с латеральным (боковым) торможением. Элементы в каждом слое группируются таким образом, что каждому из множества их входов соответствует определенный коэф15 фициент связи с другим элементом.

Слои соединены между собой на основании заранее заданных характерных зависимостей. Выходы каждого слоя соединены с выходами устройства (11 .

Недостаток этого устройства заключается в его конструктивной сложности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее блок фотоэлектрического преобразования, приводы которого соединены с блоком управления, а выходы через усилителиограничители и дифференцирующие элементы подключены к сумматору, датчики сигналов синхронизации, соединенные с блоком управления, компараторы, подключенные к соответствующим регис" трам, и логический блок (2).

Однако устройство характеризуется невысокой надежностью.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее усилители-ограничители, соединенные с блоком фотоэлектрического преобразования, приводы которого подключены к блоку управления, сумматор, входы которого соединены с дифферен" цирующими элементами, подключенными к соответствующим усилителям-ограничителям, датчик сигналов, соединенный с приводом блока фотоэлектричес898464

40 кого преобразования,. компараторы, подключенные к соответствующим регистрам, выходы которых являются выходом устройства, введены счетчик подключенный к датчику сигналов, и последовательно соединенные элемент задержки, запоминающий элемент и вычитающий элемент, другой вход которого подключен к сумматору, а выход соединен со входами соответст- 1О вующих компараторов.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 управ ления, приводы 2 и 3, блок 4 фотоэлектрического преобразования, выполненный в виде матрицы фотоприемников, усилители-ограничители 5, дифференцирующие элементы 6, сумматор 7, элемент 8 задержки, запоминающий элемент 9, вычитающий элемент 10, компараторы 11, регистры 12, датчик 13 сигналов (угла)и счетчик 14.

Устройство работает следующим образом.

Блок l управления осуществляет операции управления приводами 2 и 3, установки в исходное состояние и синхронизацию работы регистров l2 и счетчика 14, пуск и остановку устройства. С помощью привода 3 матрицы 4 фотоприемников совершает микроколебательные движения (по аналогии с физиологическим тремором глаз человека и высших животных) в плос35 кости, и араллел ь ной плоскости ра спознаваемога изображения, в различных направлениях. Изменение направления колебательных движений матрицы 4 осуществляется с помощью привода 2 по командам с блока 1 управления поворотом матрицы 4 как по часовой, так и против часовой стрелки, дискретно с шагом 5 . Колебательные движения матрицы 4 фотоприемников

45 приводят к периодическим микроперемещениям изображения на ее элементах. При этом в тех элементах матрицы 4, которые пересекают контурные линии изображения, формируются периодически изменяющиеся электрические сигналы, которые усиливаются и ограничиваются усилителями-ограничителями 5. Уровень ограничения усилителей-ограничителей выбран таким, что ширина диаграммы направлен- я ности каждого элемента матрицы составляет около 10 . Сигналы с выхода усилителей-ограничителей 5 дифференцируются соответствующими элементами 6. Таким образом, элементы 6 пропускают сигналы только с тех элементов матрицы 4, которые пересекают при своих микроперемещениях контурные линии изображения. Эти сигналы суммируются в сумматоре 7 и через элемент 8 задержки поступают на запоминающий элемент 9, где запоминается значение суммарного сигнала при данном направлении микроперемещений матрицы 4 фотоприемников. В вычитающем элементе 10 из суммарно" го сигнала, полученного на данном направлении микроперемещений матрицы 4, вычитается суммарный сигнал, полученный на предыдущем направлении микроперемещений. Время задержки, формируемое ь элементе 8 задержки, служит для осуществления устойчивой операции вычитания именно последующего суммарного сигнала из предыдущего и определяется суммарным временем срабатывания вычитающего элемента, компаратора и регистра, Разностный сигнал с вычитающего элемента 10 поступает на входы компараторов 11, где сравнивается с эталонными сигналами.

В зависимости от его величины срабатывает компаратор, соответствующий наличию определенного признака в иэображении на данном направлении микроперемещений матрицы 4 (т.е. с соответствующим эталонным сигналом).

Так различным значейиям разности соответствуют признаки прямой, дуги окружности и кривой, аналогичной спирали Архимеда, и т.п. Задавая различные пороги срабатывания компараторов, можно настроить устройство на выделение самых разнообразных признаков зрительных образов. Срабатывание каждого компаратора 11 фиксируется соответствующим регистром 12. Одновременно регистрами l2 фиксируется и направление микроперемещений матрицы 4, при котором выделен соответствующий признак образа (т.е. код угла, формируемый в счетчике 14 импульсов по сигналам с датчика 13).

Кодирование направления колебательных движений матрицы фотоприемников с шагом 5 позволило определять 72 градации направления ориентации линий, что дает возможность выделять признаки кривизны линий (углы, дуги) в широком диапазоне их значений (относительное изменение радиуса кривизны дуг 1-30). Так как призна898464 ки зрительного образа кодируются величинами приращений сигналов, получаемых при разных направлениях колебательных движений матрицы фотоэлементов, то предлагаемое устройство 5 позволяет осуществлять выделение сложных признаков, каждый из которых имеет свае отличное от других распределение приращений сигналов по пространственным координатам образа. Это дает возможность объединить любую комбинацию элементарных признаков в некоторый обобщенный признак, характеризующий тот или иной фрагмент зрительного образа. Предварительное парал- лельное суммированы сигналов по всем элементам матрицы фотоприемников дает интегральную оценку приращений сигналов, что повышает надеж" ность выделения признаков. 20

Использование предлагаемого устройства обеспечивает увеличение надежности выделения более широкого класса признаков как статических, так и движущихся образов, инвариантность выделения признаков к размерам и пространственному расположению образа, упрощение процесса распознавания по выделенным признакам.

Формула изобретения

Устройство для выделения признаков при распознавании образов, содержащее усилители-ограничители; соединенные с блоком фотоэлектрического преобразования, приводы которого подключены к блоку управления, сумматор, входы которого соединены с диф-, ференцирующими элементами, подключенными к соответствующим усилителямограничителям, датчик сигналов, соединенный с приводом блока фотоэлектрического преобразования, компараторы, подключенные к соответствующим регистрам, выходы которых являются выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит счетчик, подключенный к датчику сигналов, и последовательно соединенные элемент задержки, запоминающий элемент и вычитающий элемент, другой вход которого подключен к сумматору, а выход соединен со входами соответствующих компараторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIA N 3701095, кл. 340-146.3, опублик. 1970, 2. Патент СИА М 4173015, кл. 340-146.3, опублик. 1979 (прототип).

898464

Составитель Т.Ничипорович

Редактор В.Бобков Техред Е.Харитончик Корректор M.Демчик

Заказ 11952/67 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4