Устройство для распознавания изображений объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ, содержащее первый распределитель импульсов, вход которого соединен с первым генератором импульсов, а выходы подключены к блокам памяти группы, первый блок памяти , входы которого соединены с вторым распределителем импульсов,подключенным к второму генератору импульсов, к второму и к третьему блокам памяти, к блоку сканирования и к блоку индикации , с вычислительным блоком, подключенным к усилителю, вход которого соединен с блоком сканирования, а выход подключен к третьему блоку памяти , соединенному с первым распределителем импульсов,первьй пороговый блок, подключенный к блоку индикации и к первому вычитающему блоку, и последовательно соединенные второй вычитающий блок, один вход которого подключен к выходу второго блока памяти , умножитель, интегратор и второй пороговый блок, выход которого соединен с первым генератором импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности распознавания , оно содержит первый ключ, входыкоторого соединены с первым блоком памяти и с вторым распредели ,телем импульсов а выходы подключены к § второму вычитающему блоку и блоку памяти , группу умножителей, входы кото (Л рых соединены с третьим блоком памяти , второй ключ, входы которого подключены к блокам памяти группы, а выход соединен с одним умножителем группы, группу селекторов, выходы которых подключены к первому вычитающему блоку, и группу интеграторов, соединенных с соответствующими умножите .(ib лями и селекторами группы. ел О1 IND

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ä„SUÄÄ1104552

З51 С 06 К 9/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3558696/18-24 (22) 23.02,83 (46) 23.07.84. Бюл. № 27 (72) С.А. Моргулев и Т.Н. Павлова (53) 681.327.12(088.8) (56) 1. Патент США № 42S1799, кл. 340-146.3, опублик. 1981.

2. Патент Японии № 57-1033, кл. С 06 К 9/03, опублик. 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ, содержащее первый распределитель импульсов, вход которого соединен с первым генератором импульсов, а выходы подключены к блокам памяти группы, первый блок памяти, входы которого соединены с вторым распределителем импульсов,подключенным к второму генератору импульсов, к второму и к третьему блокам памяти, к блоку сканирования и к блоку индикации, с вычислительным блоком, подключенным к усилителю, вход которого соединен с блоком сканирования, а выход подключен к третьему блоку памяти, соединенному с первым распределителем импульсов, первый пороговый блок, подключенный к блоку индикации и к первому вычитающему блоку, и последовательно соединенные второй вычитающий блок, один вход которого подключен к выходу второго блока памяти, умножитель, интегратор и второй пороговый блок, выход которого соединен с первым генератором импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьнпения надежности распознавания, оно содержит первый ключ, входы которого соединены с первым блоком памяти и с вторым распределителем импульсов а выходы подключены к второму вычитающему блоку и блоку па- 19

О мяти, группу умножителей, входы которых соединены с третьим блоком памяти, второй ключ, входы которого под- (" " ключены к блокам памяти группы, а выход соединен с одним умножителем группы, группу селекторов, выходы которых подключены к первому вычитающеleeaL му блоку, и группу интеграторов, соединенных с соответствующими умножителями и селекторами группы.

Сл

ega

1 t 104

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для распознавания изображений, и может быть использовано для обнаружения различного рода аномальных областей на статически однородных изображениях (например, в рентгеновской дефектоскопии, где по рентгеновскому снимку объекта необходимо выделить области внутренних аномалий, в медицинской диагностике для автоматического обнаружения различного рода тканевых аномалий по их микроскопическим изображениям и т,п.).

Известно устройство для распознавания изображений объектов, содержа" щее блок сканирования, соединенный через коммутатор, подключенный к блоку управления с логическим блоком, блок принятия решения, подключенный к блоку управления, логическому блоку и к вычислительному блоку 51 1

Недостаток этого устройства заключается в его конструктивной сложности. 25

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее блок сканирования, соединенный через усилитель с вычислительным блоком, первый распределитель импульсов, соединенный с первыч генератором импульсов и с блоками памяти группы, второй распределитель импульсов, подключенный к вычислительному блоку, к первому блоку памяти, к второму генератору импульсов, к второму блоку памяти

35 и к блоку индикации, соединенному с первым пороговым блоком, другой вход которого подключен к первому блоку вычитания и последовательно соединен40 ные второй блок вычитания, вход которого подключен к второму блоку памяти, умножитель, интегратор и второй ! пороговый блок выход которого подЭ ключен к первому генератору импульсов 2 J.

Недостаток известного устройства заключается в недостаточно высокой надежности распознавания °

Цель изобретения — повышение надежности распознавания изображений объектов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый распределитель импульсов, вход которого соединен с первым генера- 55 тором импульсов, а выходы подключены к блокам памяти группы, первый блок памяти, входы которого соединены с

552 2 вторым распределителем импульсов, подключенным к второму генератору импульсов, к второму и к третьему блокам памяти, к блоку сканирования и к блоку индикации, с вычислиTå.It,ныл блоком, подключенным к усилителю, вход которого соединен с блоком сканирования, а выход подключен к третье му блоку памяти, соединенному с первым распределителем импульсов, первыр пороговый блок, подключенный к блоку индикации и к первому вычитающему блоку, H последовательно соединенные второй вычитающий блок, один вход которого подключен к выходу второго блока памяти, умножиггель, интегратор и второй пороговый блок, выход которого соединен с первым генератором импульсов, введены первый ключ, вход. которого соединены с первым блоком памяти и с вторым распределителем импульсов, а выходы подключены к второму вычитающему блоку и блоку памяти, группа умножителей, входы которых соединены с третьим блоком памяти, второй ключ, выходы которого подключены к блокам памяти группы, а выход соединен с одним умножителем группы, группа селекторов, выходы которых подключены к первому вычитающему блоку, и группа интеграторов, соединенных с соответствующими умножителями и с селекторами группы.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство включает бпок 1 сканирования, усилитель 2, вычислительный блок 3, выполненный в виде анализатора плотности распределения вероятностей, первый ключ 4, первый распределитель 5 импульсов, первый генератор

6 импульсов, второй распределитель 7 импульсов, второй генератор 8 импульсов, первый блок 9 памяти, первый вычитающий блок 10, умножитель 11, интегратор 12, первый пороговый блок

13, группу 14- t6 блоков памяти, второй ключ 17, второй блок 18 памяти, группу умножителей 19 и 20, группу интеграторов 21 и 22, группу 23 и

24 селекторов максимума, второй вычитающий блок 25, второй пороговый блок 26, третий блок 27 памяти и блок

28 индикации.

Устройство работает следующим образом, Для распознавания наличия аномальных областей на статически однородном иэображении сначала производится

Таким образом, на выходах интеграторов 21 и 22 формируются соответственно значения взаимнокорреляционного отклика анализируемого фрагмента изображения и автокорреляционной функции фрагмента..Значения максимумов этих функций выделяются в селекторах

23 и 24, после чего в блоке 25 формируется значение разности этих максимумов, выдаваемое на вход блока 13.

Если модуль разности превышает заданное значение порога, принимается решение о необнаружении классифицированной аномалии (фактически о нераспознавании). В противном случае, то есть в случае не превышения абсолютным значением входного сигнала блока 13 порогового значения — решение об обнаружении аномалии. В этом случае с выхода блока 13 на вход блока

28 выдается сигнал, инициирующий индикацию в блоке 28 факта обнаружения классифицированной аномалии.

Введение новых узлов н блоков позволило существенно полысить надеж3 11045 обучение устройства, заключающееся по существу н построении плотности распределения вероятностей значений яркостей анализируемого изображения.

Для этого блок 1 сканирования произ5 водит сканирование всего изображения, формируя развертку видеосигнала, мгновенные значения которого пропорциональны значениям яркостей соответствующих точек изображения. Указанный сигнал усиливается в усилителе

2 и выдается затем на вход анализатора 3 плотности распределения вероятностей. Последний формирует на своем выходе функцию распределения вероятностей значений яркостей всего изображения, которая фиксируется в первом блоке 9 памяти. Далее первый ключ 4 переводится в состояние "1i и информация переписывается из перво-2О го 9 во второй 18 блок памяти. На этом первыи этап распознавания (этап обучения устройства распознавания) закончен.

Второй этап распознавания — обна- 25 ружение аномальных областей на изо-.бражении. Блок 1 последовательно производит растровое сканирование участков изображения, размеры которых примерно соответствуют размеру обнаруживаемых аномалий. Видеосигналы, формируемые при сканировании каждого участка, усиливаются н усилителе 2 и выдаются на вход анализатора 3 плотности распределения вероятностей.

Последний последовательно формирует функции распределения вероятностей значений яркостей каждого из анализируемых фрагментон. Ключ 4 н режиме обнаружения аномальных областей 40 переводится н состояние "11". Упомянутые функции через ключ 4 последовательно выдаются с выхода блока 9 на вход блока 10, на второй вход которого с выхода блока 18 поступает 45 сигнал плотности распределения вероятностей всего изображения. Блок 1О вычитания формирует разностный сигнал, поступающий на вход умножителя 11, работающего в режиме кнадратора. С выхода умножителя 11 результат выдается на вход интегратора 12. Последний осуществляет интегрирование полученной функции по всем возможным значениям яркостей и полученный реЭ

55 зультат поступает на вход порогового блока 26. Если данное значение оказывается меньше некоторого заданного порога, то принимается решение о не52 4 обнаружении аномалии, и сигнал «а выходе блока 26 равен "О". Если же полученное значение превысит порог, принимается решение об обнаружении аномалии и выходной сигнал блока 26 запускает первый генератор 6 импульсов, обеспечивающий синхронизацию и управление работой устройства в третьем режиме — режиме классификации обнаруженной аномалии. Последний реализуется следующим образом.

Сигнал анализируемого участка иэображения с выхода усилителя 2 одновременно с входом блока 3 выдается на вход блока 27, где запоминается.

В случае обнаружения на данном участке изображения аномалии производится ее классификация . Изображения эталонных аномалий, составляющих алфавит образов, подвергаемых распознаванию, хранятся в блоках 14-16. Генератор

6 импульсов через распределитель 5 обеспечивает выдачу на блоки 14 — 16 и 27 памяти и второй ключ 17 сигналон, реализующих последовательную выдачу на входы второго умножителя 19 иэображений анализируемого фрагмента и одной из эталонных аномалий, а на входы третьего умножителя 20 сигна" лов изображения анализируемого фрагмента. Умножители 19 (20) и интеграторы 21 (22) по существу реализуют корреляторы изображений.

f 104552 ность распознавания изображений, Повышение надежности распознавания обеспечивается за счет реализации двухзтапной процедуры распознавания изображений, основанной на предварительном обнаружении некласгифицированных аномалий н последук1щей классификации этих аномалий с учетом результатов обнаружения, получаемых на первом этапе работы устройства.

1104552

ВНИКНИ Заказ 5264/37 Тираж 699 Подписное

Филиал ППП Иагент ° г. Ужгород, ул.Проектная,4