Устройство для распознавания изображений

 

Изобретение относится к автоматике и измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для обнаружения аноматьных областей различного рода на статистически однородных изображениях. Целью изобретения является повышение точности устройства путем адаптации к контрастности изображения. Для этого в устройство введены регистры, компараторы и второй сумматор. При этом выход аналогоцифрового преобразователя подключен к первым входам компараторов и через первый и второй регистры - к вторым входам компараторов соответственно. Выходы компараторов соединены с вторыми входами регистров соответственно . Выходы регистров соединены с входами второго сумматора, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго пороговых элементов. Второй выход распределителя импульсов соединен с установочными входами регистров. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)ю G 06.К 9/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1091195 (21) 4716206/24 (22) 24.05,89 (46) 23.04,91. Бюл. ¹ 15 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) С.Ж. Кишенский, А.Я. Крекер, Г.М, Иванов и В.Э. Игнатьев (53) 681.327.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1091195, кл, 6 06 К 9/62, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для обнаружения аномальных областей различного рода на

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, B частности к устройствам для распознавания образцов, может быть использовано для обнаружения аномальных областей различного рода на статистически однородных изображений и является усовершенствованием известного устройства по авт,ca. ¹ 1091195, Цель изобретения — повышение точности устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 сканирования, аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП}, первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6, пятый 7 и шестой 8 блоки памяти, первый 9 и второй 10 коммутаторы. формирователь 11 опорных сигналов, распределитель 12 импульсов, первый сумматор 13, генератор 14 импульсов, первый 15 и вто„„5U 1644184 А2 статистически однородных изображениях, Целью изобретения явпяется повышение точности устройства путем адаптации к контрастности иэображения. Для этого в устройство введены регистры, компараторы и второй сумматор. При этом выход аналогоцифрового преобразователя подключен к пер-. вым входам компараторов и через первый и второй регистры — к вторым входам компараторов соответственно. Выходы компвраторов соединены с вторыми входами регистров соответственно. Выходы регистров соединены с входами второго сумматора, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго пороговых элементов. Второй выход распределителя импульсов соединен с установочными входами регистров. 1 ил. рой16 пороговые элементы, элемент И 17, блок18 индикации. генератор 19 случайных чисел, регистры 20 и 21, компараторы 22 и

23 и второй сумматор 24.

Исходное статистически однородное О изображение, на котрром необходимо обнаружить аномальные области, подвергается фь, фотоэлектронному преобразованию в блоке а

1 сканирования. Аналоговый сигнал с выхо- р да блока сканирования поступает на АЦП 2 р и в аиде совокупности цифровых отсчетов запоминается в первом блоке 3 памяти. Одновременно с запоминанием последовательных отсчетов сигнала, выдаваемых )

АЦП, эти отсчеты поступают на регистры, которые в устройстве выполнены как регистры памяти;

Первым сигналом с второго выхода распределителя импульсов в начале аналогоцифрового преобразования все разряды

1644184

35

55 регистра 20 устанавливаются в единичное состояние. Дальнейшие сигналы, поступающие на регистр с второго выхода распределителя импульсов на данном этапе аналого-цифрового преобразования, не оказывают влияния на работу регистра 20, который совместно с компаратором 22 выполняет функцию выделения минимального значащего отсчета в общей последовательности отсчетов, формируемой аналого-цифровым преобразователем.

Это происходит следующим образом.

Отсчет сигнала с выхода АЦП 2 поступает на один из входов компаратора 22, а на второй его вход поступает значение сигнала с регистра 20. В компараторе 22 происходит вычитание значения отсчета с АЦП из значения отсчета с регистра 20. Если значение отсчета, снимаемого с АЦП, меньше, результат вычитания — положительный, что вызывает появление на выходе компаратора 22 импульса, являющегося управляющим для регистра 20 и вызывающего запись текущего отсчета, поступающего с АЦП 2 в регистр

20. Таким образом, дальнейшие отсчеты

АЦП 2 сравниваются с содержимым регистра 20 и записываются в него по мере того, как текущий отсчет определен компаратором 22 меньшим по сравнению с содержимым регистра 20. После окончания аналого-цифрового преобразования в регистре 20 записан отсчет с минимальным значением.

Аналогичным образом регистр 21 в совокупности с компаратором 23 определяют значение максимального отсчета в общей последовательности отсчетов, формируе° мых АЦП 2. Отличие при формировании максимального отсчета заключаются в следующем: первым сигналом с второго выхода распределителя 12 импульсов все разряды регистра 21 устанавливаются в нулевое со- стояние (имитируя исходный минимальный отсчет); в компараторе 23 осуществляется вычитание содержимого регистра 21 из значения текущего отсчета, поступающего с

ЛЦП 2.

Компаратор 23 выдает сигнал на управление записью регистр 21 при положитель ной разности отсчетов на его входах.

После окончания аналого-цифрового преобразования в регистре 21 оказывается записанным, таким образом, максимальный отсчет из совокупности отсчетов, выданный

АЦП 2.

Значения минимального и максимального отсчетов с выходов регистров 20 и 21 поступают на сумматор 24, где происходит вычисление разности этих значений. Разность в виде многоразрядного двоичного числа снимается с выхода сумматора 24 в течение всего процесса распознавания, т.е. неизменна при последующих первом и втором этапах распознавания. Указанная разность поступает на управляющие входы первого 15 и второго 16 пороговых элементов и устанавливает значения их порогов, обеспечивая повышение надежности распознавания. Очевидно, что чем меньше контрастность изображения (она и ропорциональна значению разности, снимаемому с выхода второго сумматора), тем меньше должны быть пороги пороговых элементов.

Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично работе известного устройства и происходит в два последовательных этапа.

На первом этапе формируется базовая выборка отсчетов яркости изображения.

При этом под управлением сигналов с генератора 14 импульсов распределитель 12 импульсов переводит коммутатор 9 в состояние, при котором выход блока 3 памяти подключается к входу блока 4 памяти, а коммутатор 10 переводится в состояние, при котором выход блока 6 памяти подключается к входу блока 3 памяти. Запускается генератор случайных чисел. Случайные числа с его выхода используются для формирования адресов отсчетов яркости иэображения (случайным образом). Эти адреса хранятся в блоке 6 памяти и в соответствии с входными случайными числами выдаются на вход блока 3 памяти, После окончания первого этапа работы в блоке 4 памяти оказывается записанной случайная выборка значений отсчетов яркостей иэображения, являющаяся опорной и используемая на втором этапе собственно распознавания.

На втором этапе осуществляется распознавание аномальных областей путем сравнения отсчетов яркостей опоркой выборки с отсчетами яркостей анализируемых фрагментов.

Для реализации этого этапа коммутатор

9 переводится в состояние, при котором выход блока 3 памяти подключен к входу блока

5 памяти, коммутатор 10 переводится s coстояние, при котором выход блока 8 памяти подключен к входу блока 3 памяти. В блоке

7 памяти хранятся номера фрагментов исходного изображения, подвергаемых распознаванию. 8 блоке 8 памяти хранятся адреса отсчетов яркостей каждого иэ указанных фрагментов, По сигналу с генератора 14 импульсов распределитель 12 импульсов генерирует импульс в блок 7 памяти, по которому на его выхОде формируется сигнал, соответствую1644184 щий номеру фрагмента, подвергающегося распознаванию на данном этапе. Данный сигнал подается на вход блока 8 памяти, с выхода которого на вход блока 3 памяти выдаются адреса отсчетов яркостей знали- 5 зируемого фрагмента. В результате считывания яркостей из блока 3 памяти в блоке 5 памяти оказывается записанной выборка отсчетов яркостей подвергаемого распознаванию фрагмента иэображения. Опорная 10 выборка отсчетов яркостей с выхода блока

4 памяти и анализируемая выборка с выхода блока 5 памяти поступают на входы формирователя 11 опорных сигналов ранжирования, который производит формирование 15 последовательности цифровых отсчетов, значения которых соответствуют рангу элементов анализируемой выборки в вариаци- онном ряду, составленном из совокупности отсчетов опорной и анализируемой выбо- 20 рок.

Сформированная таким образом ранговая последовательность суммируется в сумматоре 13 и значение суммы выдается на входы пороговых элементов 15 и 16, имею- 25 щих разные пороги срабатывания, интервал между которыми определяет область, при попадании в которую значения выходной суммы первого сумматора 13, принимается решение об отсутствии аномального объекта 30 (области) в анализируемом фрагменте иэображения.. Если же значение суммы не попадает в указанную область, принимается решение об обнаружении аномальной области. Пороги пороговых элементов устанавли- 35 вэются в соответствии с определенным в сумматоре 24 значением контрастности и индивидуальны для каждого исходного иэображения, преобразованного в совокупность цифровых отсчетов, записанных в 40 блоке 3 памяти на предварительном этапе.

Состояние пороговых элементов 15 и 16 дешифрируется элементом И 17, выходной сигнал которого обеспечивает отображение результатов распознавание в блоке 18 ин- 45 дикации.

Таким образом, предлагаемое, устройство позволяет реализовать адаптацию устройства к контрастности исходного изображения, Если в известном устройстве увеличение (уменьшение контрастности относительно некоторого оптимального значения вызывает увеличение) уменьшение суммы ранговой последовательности, снимаемой с выхода первого сумматора 13, а это может вызвать переход значения суммы (при неизменных порогах элементов 15 и 16) через значение одного из порогов либо внутрь, либо вовне области, задаваемой ими, и соответственно отсутствие распознавание имеющейся аномальной области (или ее ложное распознавание), то адаптация порогов пороговых элементов к контрастности исходного изображения позволяет пропорционально сумме, т.е, ее изменению в зависимости от контрастности изображения, изменять и пороги элементов 15 и 16 и таким образом корректировать область распознавания аномальных объектов пропорционально изменению укаэанной суммы, как следствию влияния переменной контрастности изображения, Формула изобретения

Устройство для распознавания изображенийпоавт.св.%1091195,отл ичающеес я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены 9ТороА сумматор, выход которого соединен с другими входами первого и второго пороговых элементов, регистры, информационные входы которых подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, установочные входы соединены с вторым выходом распределителя импульсов, а выходы подключены к информационным входам второго сумматора. и компараторы, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих регистров и аналого-цифрового преобразователя, а входы подключены к синхронизирующим входам соответствующих регистров.

1644184

Составитель А.Романов

Техред М,Моргентал Корректор М.Самборская !

Редактор,Н, Бобкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1242 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5