Способ опознавания объектов по их контурным изображениям

 

ОП ИСАн ие

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ (п) 438029

Союз Советских

Социалистицеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 15.01.65 (21) 943655/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.07.74. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 2.01.75 (51) М. Кл. G 06k 9/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретаний. и открытий (53) УДК 681 327.12 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Р. А. Нашлюнас

Специальное конструкторское бюро при Вильнюсском заводе счетных машин (54) СПОСОБ ОПОЗНАВАНИЯ ОБЪЕКТОВ

ПО ИХ КОНТУРНЫМ ИЗОБРАЖЕНИЯМ

Известные способы опознавания объектов по их контурным изображениям основаны на нахождении разделяющих сечений в местах перехода строк с одним количеством пересечений с контуром на строки с другим количеством пересечений и используют для составления кодовых описаний изображений объектов длины белых и черных отрезков в строках и найденные разделяющие сечения, Однако такие способы имеют невысокую надежность опознавания контуров.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что после нахождения разделяющих сечений относительно них фиксируют признаки замкнутости-разомкнутости отрезков контура и проверяют эти признаки по логическим суммам между разделяющими сечениями содержимых элементов строк, расположенных определенным образом по отношению к разделяющим сечениям. При этом в качестве критериев замкнутости отрезков контура принимают наличие количеств нулевых разрядов, меньших заданных порогов, а в качестве критериев разомкнутости отрезков контура — наличие количеств нулевых разрядов, больших заданных порогов, в логических суммах между разрядами, соответствующими точкам пересечения с контуром в строках разделяющих сечений. Кроме того, указанные признаки замкнутости-разомкнутости отрезков контура выделяют при анализе изображений объектов в нескольких направлениях.

Это позволяет повысить надежность автоматического чтения.

5 На фиг. 1 представлена блок-схема способа опознавания; на фиг. 2 — пример, иллюстрирующий принцип действия способа.

Преобразователь 1 преобразует исходную информацию об опознаваемых объектах в би10 парный код с разбивкой изображений объектов на отдельные строки: контурным элементам изображений объектов присваивается значение единицы, элементам фона — значение нуля.

15 Блок 2 фиксации точек пересечений анализирует коды строк изображения и определяет точки пересечения контура в строках. Под точками пересечений в строках понимаются точки переходов: фон — изображение объекта или

20 изображение объекта — фон. При определении точек пересечений контура в строках в блоке 2 устраняются случайные помехи (случайные единичные и нулевые разряды) на фо. не изображения и в его контуре.

25 В блоке 3 ведется подсчет количества точек пересечений контура в каждой строке изображения объекта. Логическими схемами блока 4 анализируется порядок следования строк с разным количеством пересечений контура и на

30 основе этого определяются разделяющие сече438029 ния (строки), между которыми формируются логические суммы содержимых определенных элементов строк и вырабатываются команды, управляющие взаимодействием блоков устройства.

Разделяющие сечения — это определенные строки в зоне перехода строк с одним количеством пересечений на строки с другим количеством пересечений в зависимости от условий фиксации разделяющих сечений: строки в переходах определенного характера, строки с определенным количеством пересечений, строки с большим или меньшим количеством пересечений, строки с заданным номером относительно перехода, строки с привязкой условий их фиксации к разным переходам (к порядковому номеру перехода, к типу перехода) и т. д. Разделяющие сечения при необходимости также фиксируются при переходе с фона к строкам изображения объекта и/или при противоположном переходе, т. е. в начале и конце изображения объекта.

С целью устранения случайного искажения изображений объектов, в блоке 4 в ряде случаев целесообразно предусмотреть выделение разделяющих сечений лишь при повторении строк с новым количеством пересечений несколько раз подряд (устойчивые разделяющие сечения). При заранее известном ансамбле опознаваемых объектов программа фиксации разделяющих сечений и зон знака между разделяющими сечениями, в которых формируются логические суммы, может быть задана блоку 4 на основе предварительного анализа наиболее информативных переходов строк с одним количеством пересечений в строки с другим количеством пересечений в контурных изображениях объектов. При заранее неизвестном ансамбле опознаваемых объектов разделяющие сечения фиксируются при обнаружении устойчивых переходов строк с одним количеством пересечений в строки с другим количеством пересечений (при этом условия вышеприведенного характера для фиксации разделяющих сечений должны задаваться лишь в общем виде), а логические суммы формируются между соседними разделяющими сечениями или между случайным образом выбираемыми разделяющими сечениями. Программа фиксации разделяющих сечений и формирования логических сумм в последнем случае окончательно вырабатывается в процессе классификации изображений объектов.

Логическое суммирование содержимых элементов строк, расположенных определенным образом по отношению к разделяющим сечениям, например под прямым углом, между соответствующими разделяющими сечениями ведется в блоке 5 по командам блока 4. Запоминание точек пересечений и их взаимного расположения в разделяющих сечениях (строках) производится в блоке 6. При получении команд с блока 4, указывающих на зафиксирование разделяющих сечений, с блока 2 в блок 6 передается информация о взаимном расположении точек пересечений в соответствующих им разделяющих сечениях. Выделение признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура между точками пересечений контура в разделяющих сечениях по соответствующим им логическим суммам осуществляется в блоке 7, а изменение критериев (порогов) выделения отдельных признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура — в блоке 8 при получении команд с блока 4, определяющих начало анализа логических сумм.

Критерии выделения отдельных признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура могут или меняться, например на основе ин15 формации о расстояниях между точками пересечения контура в разделяющих сечениях, поступающей в блок 8 из блока б, или быть заданы постоянными на основе предварительного статистического анализа изображений объек20 тов. Распределение в блоке 7 выделенных признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура по отдельным каналам i 2, ... 4 блока 9 фиксации признаков осуществляется коммутатором 10 при получении с блока 3 ин25 формации о количестве точек пересечений контурной линии в разделяющих сечениях и команд с блока 4, указывающих на проверку признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура в блоке 7. Указанные признаки

З0 распределяются и последовательно запоминаются в отдельных каналах il, 4, ... „блока 9 в зависимости от количества точек пересечений в разделяющих сечениях, относительно которых выделяются упомянутые признаки.

В блоке 9 может предусматриваться лишь простое последовательное запоминание признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура, но распределение признаков по от40 дельным каналам позволяет группировать опознаваемые изображения объектов на подклассы, например подкласс знаков, имеющих лишь однократные пересечения, не больше двух пересечений в направлении анализа и т. д., что при классификации в ряде случаев повышает достоверность опознавания. Для запоминания признаков в каналах il, 4, ... i„ блока 9 целесообразно применять элементы памяти, имеющие три состояния: исходное их состояние указывает на отсутствие проверки признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура, другие два состояния соответственно обозначают признаки замкнутости и разомкнутости отрезков контура. Сравнение в каналах Ll> 4, 55 ... tn блока 9 запомненных последовательностей признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура с эталонными ведется в соответствующих каналах jl, j>, ..., /„классификатора 11, В сравнении с эталонными признаками в этих каналах могут участвовать последовательности признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура, зафиксированные не только в соответствующих им каналах ll, 4, ... i блока 9, но и в любом из них, что на

65 блок-схеме условно указывается пунктирными

438029 о

15 го

5О

65 связями. F13 выходных шинах классификатора получаются сигналы опозпавапия объектов.

При заранее неизвестном ансамбле объектов в процессе полу ci{HH последовательностей признаков замкну1ости-разомкнутости отрезков контура о 1озн»васмых объектов в блоке классификации ведется самообучение устройства к опознаванию.

При классификации также целесообразно использовать признаки, вливающиеся в структуру выделения признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура: число строк в изображении объекта с заданным количеством перссече, длины белых и черных отрезков в строке, расстояния между разделяющими сечениями и т. д. Можно предусмотреть выделение признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура при анализе изображения объекта в нескольких направлениях.

Принцип действия способа иллюстрируется на примере изображения цифры 5 (см. фиг. 2).

Пусть задаются следующие условия анализа изображений знаков:

1. Анализ осуществляется сверху вниз по вертикаль ым строкам и слева направо по изображению знака;

2. В качестве критериев фиксации пересечений в строках принимается обнаружение не менее, чем двух подряд следующих единичных разрядов после бело-черного перехода;

3. Следующее пересечение в строке фиксируется в том случае, если оно от предыдущего отделено не меньше, чем на два нулевых разряда;

4. В качестве точек пересечений принимаются первые единичные разряды в пересечении в направлении анализа строки;

5. Логические суммы формируются в зонах между: — началом изображения знака и первой строкой двукратного пересечения, если за ней встречается не меньше, чем одна строка с двукратным пересечением; — началом изображения знака и первой строкой трехкратного пересечения, если за ней встречается не меньше, чем одна строка с трехкратным пересечением; — последней строкой трехкратного пересечения, если перед ней встречается не меньше, чем одна строка с трехкратным пересечением и концом изображения знака;

6. Логическое суммирование содержимых элементов строк ведстся по направлению, перпендикулярному анализу строк;

7. В качестве критериев разомкнутых отрезков контуров принимается обнаружение не меньше, чем двух нулевых разрядов в коде логической суммы между разрядами, соответствующими точкам пересечений в разделяющих строках.

Изображение цифры 5 во время анализа автоматически разбивается на зоны формирования логических сумм: начало изображения знака (третья строка) — четвертая строка, начало изображения — шестая строк» и копcö изоор»кепий1 31г»K3 (двен3дц»тая строка) — — д "сит»я строк3, Граничные строки

«кл1очаются в указанные зоны, которым соответствуют логические суммы:

000001111110000111100000, 000011111110000111110000 и

000011000001111111100000.

Логическим суммам соответствуют следующие разделяющие строки: четвертая строка с точками пересечения в шестом и шестнадцатом разрядах, шестая строка с точками пересечения в пятом, десятом и девятнадцатом разрядах и десятая строка с точками пересечения в пятом, двенадцатом и семнадцатом разрядах, После проверки логических сумм между указанными точками пересечений изображение цифры 5 характеризуется такой последовательностью признаков замкнутости-разомкнутости отрезков контура: разомкнуто-замкнуто-разомкнуто-разомкнуто - замкнуто. Сравнение выдсленпого кода с эталоннь1ми кодами изображений знаков в дальнейшем осу1цествляется согласно выбранной схеме классификатора.

Предмет изобретения

1. Способ опознавания объектов по их контурным изображениям, основанный на фиксации разделяющих сечений в местах устойчивого перехода строк с одним количеством пересечений с контуром на строки с другим количеством пересечений, отличающийся тем, что, с целью получения признаков, инвариантных к смещениям изображения в кадре опознавания, устойчивых по отношению к изменениям толщины, ориентации и конфигурации контура, фиксируют признаки замкнутости-разомкнутости отрезков контура по отношению к разделяющим сечениям, проверяют эти признаки по логическим суммам между разделяющими сечениями содержимых элементов строк, расположенных перпендикулярно или под другим углом по отношению к разделяющим сечениям, причем в качестве критериев замкнутости отрезков контура принимают наличие количеств нулевых разрядов, меньших заданных порогов, а в качестве критериев разомкнутости отрезков контура — наличие количеств нулевых разрядов, больших заданных порогов, в логических суммах между разрядами, соответствующими точкам пересечения с контуром в строках разделяю1цих сечений.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности опознавания II увеличения количества признаков, выделение указанных признаков замкнутостиразомкнутости отрезков контура осуществляют при анализе изображений объектов в пеСКОЛЬКИХ П»11Р»ВЛЕНИЯ ..

438029 Руг. 7

75

7О

20

Заказ 3520/15 Изд. № 1847 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров

СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 юг.2

Типография, пр. Сапунова, 2

Редактор Л, Ильина Составитель И, Шелипова

Корректор А. Степанова