Способ опознавания изображений объектов

 

ВС 1 т

С К"им

ОП И Е

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 446087

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Зависимое от авт. свидетельства

{22) ЗаЯвлено 23.11.71 {21} 1716943118 24 (51} M. Кл. Q 06$ 9/12 с присоединением заявки hbГасударственный комитет

Саввтв Министров СССР ао делам изобретений н открытий

{32) Приоритет

Опубликовано 05.10.74. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 24 04 75

{53) УДК 621.391.19 (088.8) (72) Авторы изобретения В. А. Ситовенко„И. Г. Спирт и Д. М. Бахмутский (71) Заявитель Институт электроники и вычислительной техники АН Латвийской CCP (54) СПОСОБ ОПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области опо энавания образцов и может быть исполь.зовано для опознавания многоградационных и двухградационных изображений объектов, в частности для опознавания видовой принадлежности микроооъектов с помошью телевизионной техники.

Известны способы опознавания объектов, согласно которым разлагают поле иэображения в растр, выделяют участок растра с опоэнаваемым изображением, преобразуют изображение в видеосигналы, формируют сигналы-образцы и сравнивают их с эталонными сигналами.

Однако при считывании многоградационных изображений, повернутых и сдефор.мированных относительно эталона, такие способы требуют большого объема цифровых вычислений и не обеспечивают доста- точной надежности. опознавания, Целью изобретения является ускорение процесса опознавания этих иэображений беэ значительного усложнения аппаратурной реализации способа.

Эта цель достигается тем, что по предложенному способу после выделения участ:

1 ка растра с опознаваемым изображением вращают считывающий растр, суммируют в направлении по кадру. видеосигналы всех строк при каждом положении считывающего растра и сравнивают суммарные видео- сигналы с эталонными сигналами.

На фиг. 1 изображены три объекта А, В, С на телевизионном растре; на фиг.

l0 а — объект А;

1 б — видеосигналы строк объекта А; в — суммарный видеосигнал — образ объекта А.

1н На фиг. 3 изображены три объекта А, В, С на телевизионном растре и суммарные видеосигналы-образцы объектов А, В, С; на фиг. 4, а — три объекта А, В, С

20 на телевизионном растре, повернутом, на о

90 относительно объектов по сравнению

I с растром на фиг. 3; б - суммарные видеосигналы-образцы объектов А, В, С.

На фиг, 5 дано устройство; реализующее

25 предложенный способ.

Способ получения суммарного сигнала заключается в следуюшем.

На фиг. 1 изображен телевизионный растр с присвоенными ему координатами: х — вдоль строки и у - по кадру. В кадре находятся изображения трех объектов (изображения — двухградационные, фон имеет яркость О, объект - единичную) фигур (А — треугольник,  — буква Т, С вЂ” буква П). Фпгура А начинается на строке У п и кончается на строке

JJ 1 занимая k строк, а ее поло В+К э ,жение на оси х определяется отрезком с координатами х -х . Все участки строк, 1 2" занимаемых объектом А, расположены внучри этого отрезка «х1х.Д .

j На фиг. 2 показан участок растра с фигурой А и приведены формы видеосигналов от этой фиг уры на всех строках от У до гп

Ущ . . Обозначив размах. видеосигнала в точке с координатой X>, расположенной на строке)как /-„) можно записать, что суммарный видеосигнал от объекта

А для точки с координатой >г „ равен уп+ ) ;А=,. .

Такил образом, по этой формуле можно найти суммарный видеосигнал для любой точки Х< в интервале х х, .

Вид суммарного видеосигнала для фигуры А приведен на фиг. 2, . Суммируя построчно видеосигналы для фигуры С со

3 строки g по строку р,„ для точек в интервале х х, а для фигуры В со стро3 4 ки Ч по строку Ч в интервале +( х х, получим суммарные видеосигналы5 б образцы, изображенные для этих фигур на фиг. 3. Иэ конфигураций этих суммарных сигналов-образов можно заключить, что они имеют совершенно характерные форл1ы„ позволяюшие классифицировать эти объекты..

Чтобы сделать описание инвариантным к смешениям, поворотам и деформациям иэображения, нужно получить несколько суммарHblx видеосигналов при различных углах поворота растра передаюшей трубки относитель. но изображения, проекцируемого íà ее $oтокатод. На фиг, 4, а приведено исходное изображение, но растр передаюшей трубки ортогонален растру на фиг. 1, и суммарные видеосигналы для объектов А, В, С для этого случая показаны на фиг, 4, б, Иэ сравнения образов фиг. 3 и фиг, 4 видно, что образы объекта А в обоих случаях отличаются от образов объектов В и

С, а образы объектов В и С при располо, жении растра, как на фиг. 4, между собой не различаются, т. е, эти объекты могут быть классифицированы только по суммарным видеосигналам, полученным для растра, ортогонального растру на фиг - 4.

Сокрашение описания опознаваемого

10 объекта по данному способу происходит за счет замены трехмерного видеосигнала исходного изображения двухмерным суммарным видеосигналом-образом. Каждый суммарный видеосигнал может быть описан несКолькими признаками, например числом вершин и их положением относительно начала и конца видеосигнала, крутизной склонов и положением склонов относительно вершин и т. д. Причем эти признаки удобно представлять в цифровой форме. Для многоградационных изображений суммируют

f видеосигналы по вышеприведенной формуле и получают признаки аналогично.

Способ может быть реализован в устройстве (фиг. 5 ), содержашим телевизионный датчик 1, селектор изображений объектов 2, блок суммирования 3, блок признаков суммарного видеосигнала 4, блок управления 5, блок признаков эталонов 6 и ре-: шаюший блок 7.

В блок признаков эталонов 6 вводят признаки суммарных видеосигналов в цифровой форме, которые определяются экспе. риментально для каждого класса опознава-, 5 емых объектов.

Телевизионным датчиком 1 видеосигнал подается на селектор изображений объектов 2, кс. .орый выделяет участок растра, занятого изображением опознаваемого объ4() екта.

Видеосигнал с выделенного участка растра нодается в блок 3, который может быть построен с использованием запоминаюшей электроннолучевой трубки, например типа ЛН-17. В этом блоке суммируются видеосигналы всех строк с выделенного участка растра, что осушествляется выключением кадровой развертки на трубке памяти. При этом эаписываюший луч прочерчивает на мишени трубки памяти одну и ту >ке траекторию для всех строк кадра,.

Селектор 2 открывает записываюший луч в re моменты времени, когда луч переда- . вшей трубки считывает изображение объек та, и, таким образом, н а одну и ту же трассу мишени трубки памяти накладыва- ются видеосигналы с участком строк, вы деленных селектором 2, т. е. на мишени оказывается записайным в виде потенциального рельефа видеосигнал, величина которого в каждой точке выражается вышеприведенной формулой. Суммирование происходит одновременно с процессом сканирования изображения., поэтому устройство работает в реальном масштабе времени с телевизионным датчиком 1, Во время обратного хода кадровой развертки передаюшей трубки суммарный видеосигнал, полученный на мишени запомина.эшей трубки, считывается в аналоговой форме и передается в блок признаков суммарного видеосигнала 4, где измеряются признаки, например, приведенные ранее. Если необходимо получить несколько суммарных видеосигналов при разных углах поворота, блок управления 5 осушествляет эту операцию. Этот же блок обеспечивает управление операцией сравнения признаков опознаваемого объекта с признаками эталонов и принятием решения об отнесении объекта к тому или иному классу, которое обеспечивается решаюшим блоком 7, Данный способ позволяет опознавать изображения объектов, произвольно расположенных в кадре, используя в качестве

1 датчика телевизионную систему с вешатель- ным стандартом развертки. Способ может быть также реализован при любых системах развертки: дискретно-шаговой, радиально-круговой, спиральной и т, д.

B качестве суммируюшего устройства могут быть применены цифровые сумматоры или накопительные аналоговые сумматоры.

1О

Предмет изобретения

Способ опознавания изображений объек15 тов путем разложения поля изображения в растр, выделения участка растра с опознаваемым изображением, преобразования изображения в видеосигнал, формирования сигналов-образов и сравнения их с эталонными сигналами„о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью ускорения процес-, са опознавания многоградационных изображений, повернутых и сдеформированных относительно эталона, суммируют в направ-, лении по кадру видеосигналы всех строк при каждом положении врашаюшегося раст- ! ра и сравнивают суммарные видеосигналы с эталонными сигналами.

446087

Составитель Г.йичипорович

РедактоР Л У . я ТехРед И аранщ шовФоРРектор B,БРьщснна

Заказ /Qf Изд. М .фб f Тираж 624

Поднисное .

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, ПЗОЗ-", Раушская наб., 4

Предприятие сПатент», Москва, Г-59, Бережковская иаб., 24