Устройство для распознаванияобразов

 

Сеюэ Coaercnx

СОцм4янстим4смнх

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

tu)822224

4F

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 09.07.79 (2!) 2793956/18-24 с присоединением заявки йо(23) Орноритет

Опубликовано 15.04 &1. Бюллетень йо 14

Дата опубликования описания 150481 (s>)w. к.

G 06 К 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681.327. . 12 (088. &) (72) Авторы изобретения

А.Г.Карпов .и О.M.Ðàâîäèí

Научно-иссле оват л д е ьский институт Ьвтомртики, и электромеханики при Томском институте ..авхрматизирЬМнных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ОБРАЗОВ

Изобретение относится к техничес кой кибернетике, в частности к уст-" ройствам распознавания образов, и может быть использовано при автоматизации механосборочных работ, осуществляемых с помощью роботов.

Известно устройство для распознавания образов, содержащее последовательно соединенные блок предъявления изображения, привод, блоки принятия решения, управления и выработки сигнала рассогласования и блок сравнения, выход которого соединен с блоком фотоэлектрического преобразования, а входы связаны с блоком предь-15 явления иэображения и с блоком памяти, причем выход блока фотоэлектрического преобразования связан с входом блока выработки сигнала рассогласования (1) . 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блок предъявления иэображения, фотоэлектрический преобразователь с подключенными ге-нераторами напряжения развертки, блок сравнения, входы которого подключены к блокам памяти и управления, и формирователь сигналов рассогла,сования, подключенный к блоку управ- 30 ления. Решение о том, что распознаваемое изображение соответствует ожидаемому, принимается в том случае, когда одновременно генерируются выходной сигнал блока памяти и преобразованный сигнал с выхода формирователя сигналов рассогласования (2).

Однако известные устройства имеют низкую надежность распознавания.

Цель изобретения — повышение надежности распознавания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для распознавания образов, содержащее последовательно соединенные блок, предъявления изображения, первый блок сравнения, входы которого подключены к блокам памяти и управления, фотоэлектрический преобразователь, подключенный к генераторам напряжения развертки, и формирователь сигналов рассогласования, подключенный к блоку управления, введены последовательно соеди.ненные блок оценки ширины экстремума сигнала, подключенный к фотоэлектрическому преобразователю, второй бпон сравнения, подключенный к блоку памяти, и ключ, входы которого подключены к выходам генераторов напряже,ния развертки и формирователя сигна822224 лов рассогласования, а выход соединен с выходом устройства.

Кроме того, блок оценки ширины экстремума сигнала содержит послвдова тельно соединенные узел памяти, подключенный ко входу блока и к первому элементу сравнения, вход которого соединен со входом блока, делитель напряжения и второй элемент сравнения, подключенный к узлу памяти и ко входу блока, и генератор пилообразного напряжения, входы которого соединены с элементами сравнения, а выход подключен к выходу блока.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последователь- (5 но соединенные блок 1 предъявления изображения, первый блок 2 сравнения, входы которого подключены к блокам памяти 3 и управления 4, фотоэлектрический преобразователь 5, подключен- gp ный к генераторам б и 7 напряжения развертки, блок 8 оценки ширины экстремума сигнала, второй блок 9 сравнения, подключенный к блоку 3 ïàìÿключ 10, ахох которого подклю- >5 чены к выходам генераторов б и 7 напряжения развертки и формирователя

11 сигналов рассогласования,а выход соединен с выходом устройства. Выход формирователя 11 сигналов рассогласо-, вания соединен со входом блока 4 управлени я .

Блок 8 оценки ширины экстремума сигнала содержит последовательно соединенные узел 12 памяти, подключенный ко входу блока 8 и к первому элементу 13 сравнения, вход которого соединен со входом блока 8, делитель

14 напряжения и второй элемент 15 сравнения, подключенный к узлу 12 памяти и ко входу блока 8, и генера- 4р тор 16 пилообразного напряжения, входы которого соединены с элементами

13 и 15 сравнения, а выход подключен к выходу блока 8.

Устройство работает следующим образом.

Изображение обстановки (например деталей на конвейере) через блок 1 предъявления иэображения, оптически связанный с блоком 2 сравнения, прое . цируется в блок 2 сравнения, куда также поступает эталонное иэображение из блока 3 памяти. Блок 2 сравнения, представляющий собой, например, оптический коррелятор Берджера, вычисляет взаимно-корреляционную функ- 55 цию Р (М, g,,cp ) предъявляемого изображения и эталонного образа сразу для всех значений аргументов E,g

+(g g ÷j lÖõ,ô 1 (х,lldк d t

Е где Х вЂ” площадь кадров изображейий, Г < и Е2 - функции, описывающие соответственно пердъявляемое и эталон ное изображения, хоу и хоу — систе- 65 ьы координат, относящиеся соответственно к предъявляемому и эталонному изображениям и связанные между собой соотношениями сдвига на величины х,у и поворота на угол (po х *(х хо-Ц)." +o 9И3 Jo ) &" 4 (р) у =i у - ),» q р)-i .-@ „„{q.-qj, Световая картина на экране фотоэлектрического преобразователя 5 преобразуется в последовательность электрических сигналов. Напряжение раз-, вертки при считывании световой картины при этом обеспечивается генераторами 6 и 7 напряжения развертки. Выходной сигнал фотоэлектрического преобразователя 5 поступает в формирователь 11 сигналов рассогласования. Выходной сигнал формирователя

11 сигналов рассогласования воздействуя через,блок 4 управления на первый блок 2 сравнения, поворачивает последний вокруг оптической оси так, что максимальный сигнал фото" электрического преобразователя 5 достигает своего наибольшего значения. Выходной сигнал фотоэлектрического преобразователя 5 поступает также в блок 8 оценки ширины экстремума сигнала, на выходе которого

Формируется напряжение, пропорциональное ширине, например на уровне

0,5, главного максимума выходного сигнала фотоэлектрического преобразователя 5. Второй блок 9 сравнения вырабатывает сигнал в случае совпадения напряжения, поступающего из блока 8 оценки ширины экстремума сигнала, с эталонным напряжением, поступающим иэ блока 3 памяти и пропорциональным эталонной ширине экстремума корреляционной функции опоз-. наваемого образа. Выходной сигнал второго блока 9 сравнения поступает на первый управляющий вход ключа 10, а на его второй управляющий вход подается сигнал с выхода формирователя 11 сигналов рассогласования, который формируется в момент достижения выходным сигналом фотоэлектрического преобразователя 5 своего максимального значения. При наличии сигналов на обоих управляющих входах ключа 10, последний открывается и пропускает поступающее на его функциональные входы напряжение разверток с выходов генераторов б и 7 напряжения развертки, пропорциональное координатам опознаваемого образа.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет распознавание и поиск координат образов, задаваемых блоком 3 памяти.

Блок 8 оценки ширины экстремума работает следующим образом.

Узел 12 памяти выдает напряжение, соответствующее максимальному значению входного сигнала. При уменьше822224 нии текущего значения напряжения первый элемент 13 сравнения выдает сигнал, пропорциональный временному положению экстремума. По этому сигналу начинается формирование линейнонарастающего напряжения генератором

16. Напряжение на выходе генератора

l6 перестает расти по сигналу со второго элемента 15 сравнения, который срабатывает в том случае, если текущее значение входного напряжения уменьшаетс, например, до половинного значения максимального, задаваемого делителем 14 напряжения. Одновременно сигналом со второго элемента 15 сравнения сбрасывается узел 12 памяти. Таким образом, напряжение на выходе генератора 16 пропорционально временному интервалу между сигналами элементов 13 и 15 сравнения, а временной интервал, s свою очередь, пропорционален ширине 20 экстремума.

Предлагаемое устройство отличается повышенной надежностью распознавания, особенно при наличии в поле зрения блока предъявления изображения объектов из другого класса, нежели эталонное. В предлагаемом устройстве распознавание образов ведется не только по величине максимального значения сигнала на выхо" де блока фотоэлектрического преобразования, как это происходит при работе прототипа, но и по ширине экстремума корреляционной функции, которая однозначно связана с пространственным спектром предъявляемого иэображения. Пространственный спектр, в свою очередь, определяется характерными признаками предъявляемого изображения (конфигурацией, размерами деталей и т.п.) . 40

Распознавание образа по двум признакам — величине максимума и его ширине, позволяет увеличить достоверность распознавания устранить ошибки распознавания, сийэанные с различной освещенностью (яркостью) иэображений, с различной зеличиной— (размерами) сравниваемых образов.

Формула изобретения

1. Устройство для распознавания образов, содержащее последовательно соединенные блок предъявления изображения, первый блок сравнения,входы которого подключены к блокам памяти и управления, фотоэлектрический преобразователь, подключенный к генераторам напряжения развертки, и формирователь сигналов рассогласова» ния, подключенный к блоку управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности распознавания, оно содержит последовательно соединенные блок оценки ширины экстремума сигнала, подключенный к фотоэлектрическому преобразователю, второй блок сравнения, подключенный к блоку памяти, и ключ, входы которого подключены,к выходам генераторов напряжения развертки и формирователя сигналов рассогласования, а вщсод соединен с выходом устройства.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок оцен-. ки ширины экстремума сигнала содер» жит последовательно соединенные узел памяти, подключенный ко входу и к первому элементу сравнения, вход которого соединен со.входом блока, делитель напряжения и второй элемент сравнения, подключенный к узлу памяти и ко входу блока, и генератор пилообразного напряжения, входы которого соединены с элементами сравнения, а выход подключен к выхо" ду блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 64391S, кл. G 06 K 9/00, 1976.

2. Патент Японии Ю 49-42339, кл. 97(7) В 67, опублик.1974 (прототип) .

822224

Составитель Т.Ничипорович

Редактор А. Наурсков Техред Ж. Кастелевич Корректор И. Шаров и

Заказ 1858/76 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4