Устройство для распознавания изображений

Полезная модель относится к области устройств для распознавания изображений объектов, представленных в виде образов, сформированных с помощью отдельных чувствительных элементов, установленных в заданных точках, а также для цифровых вычислений и обработки данных для специальных применений и может быть использована, когда наблюдаемое двумерное изображение задано в виде двумерного массива цифровых отсчетов. Требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, достигается в устройстве, содержащем блок формирования координат, последовательный сумматор, первый блок памяти, второй блок памяти, блок умножения, при этом, первый и второй блоки памяти являются, соответственно, блоком памяти текущего изображения и блоком памяти вектора весовых коэффициентов.

Полезная модель относится к области устройств для распознавания изображений объектов, представленных в виде образов, сформированных с помощью отдельных чувствительных элементов, установленных в заданных точках, а также для цифровых вычислений и обработки данных для специальных применений и может быть использована, когда наблюдаемое двумерное изображение задано в виде двумерного массива цифровых отсчетов.

Известно устройство, содержащее блок формирования координат, первый и второй регистры, блок формирования показателя степени достоверности, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого и второго регистров, первый и второй блоки формирования минимума, блок формирования функции принадлежности эталонного изображения объекта, блок формирования функции принадлежности наблюдаемого изображения объекта, блок вычитания, блок формирования модулей разности функций принадлежности, первая и вторая группы входов которого соединены с выходами, соответственно, блока формирования функций принадлежности эталонного изображения и блока формирования наблюдаемого изображения объекта, а группа выходов - с группой входов первого блока формирования минимума, первый последовательный сумматор, вход которого соединен с выходом второго блока формирования минимума, а выход - с информационным входом первого регистра, а также последовательно соединенные третий блок формирования минимума и второй последовательный сумматор, выход которого соединен с информационным входом второго регистра,

при этом, группа выходов блока формирования координат соединена с группами входов блока формирования функций принадлежности эталонного изображения объекта и блока формирования функций принадлежности наблюдаемого изображения объекта, на выходе блока вычитания формируются сигналы разности путем вычитания из единицы минимальных значений модулей разностей, формируемых первым блоком формирования минимума, третий блок формирования минимума формирует сигналы по сигналам разности, формируемым на выходе блока вычитания, второй блок формирования минимума формирует на выходе сигнал по сигналам с выхода первого блока формирования минимума [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блок формирования координат, первый и второй регистры, блок формирования показателя степени достоверности, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого и второго регистров, первый и второй блоки формирования минимума, блок формирования функции принадлежности эталонного изображения объекта, блок формирования функции принадлежности наблюдаемого изображения объекта, блок вычитания, блок формирования модулей разности функций принадлежности, первая и вторая группы входов которого соединены с выходами, соответственно, блока формирования функций принадлежности эталонного изображения и блока формирования наблюдаемого изображения объекта, а группа выходов - с группой входов первого блока формирования минимума, первый последовательный сумматор, вход которого соединен с выходом второго блока формирования минимума, а выход - с информационным входом первого регистра, а также последовательно соединенные третий блок формирования минимума и второй последовательный сумматор, выход которого соединен с информационным входом второго регистра,

при этом, группа выходов блока формирования координат соединена с группами входов блока формирования функций принадлежности эталонного изображения объекта и блока формирования функций принадлежности наблюдаемого изображения объекта, на выходе блока вычитания формируются сигналы разности путем вычитания из единицы минимальных значений модулей разностей, формируемых первым блоком формирования минимума, третий блок формирования минимума формирует сигналы по сигналам разности, формируемым на выходе блока вычитания, второй блок формирования минимума формирует на выходе сигнал по сигналам с выхода первого блока формирования минимума, введены блок памяти, первый вход которого соединен с выходом блока формирования показателя степени достоверности, блок выделения признака объекта, входы которого соединены с выходами блока памяти, регистр признака объекта, первый вход которого соединен с выходом блока выделения признака объекта, и дешифратор, вход которого соединен с входом признака объекта блока формирования функции принадлежности наблюдаемого изображения объекта и со вторым входом блока памяти, а также с выходом признака объекта блока формирования координат, а группа выходов и выход - соединены, соответственно, с третьим входом блока памяти и с управляющим входом регистра признака объекта [2].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, обусловленные тем, что, устройство позволяет распознавать изображения на основе формирования решающих функций при известных функциях принадлежности эталонного и наблюдаемого объектов и не позволяет проводить распознавание изображений при формировании решающих функций с использованием другой исходной информации о наблюдаемом и эталонном изображениях.

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет распознавания изображении с применением решающих функций, при формировании которых с

используется информация об эталонных изображениях в виде вектора весовых коэффициентов.

Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее блок формирования координат, последовательный сумматор и первый блок памяти, введены второй блок памяти, адресный вход которого соединен с адресным входом первого блока памяти и с выходом блока формирования координат, блок умножения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого и второго блоков памяти, а выход - соединен с входом последовательного сумматора, а также пороговый блок, вход которого соединен с выходом последовательного сумматора, при этом, первый и второй блоки памяти являются, соответственно, блоком памяти текущего изображения и блоком памяти вектора весовых коэффициентов.

На чертеже представлены: на фиг.1 - электрическая структурная схема устройства для распознавания изображений, на фиг.2 - блока формирования координат.

Устройство для распознавания изображений (фиг.1) содержит блок 1 формирования координат, последовательный сумматор 2, а также первый 3 и второй 4 блоки памяти.

Кроме того, устройство содержит блок 5 умножения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого 3 и второго 4 блоков памяти, а выход - соединен с входом последовательного сумматора 2, а также пороговый блок 6, вход которого соединен с выходом последовательного сумматора.

В устройстве адресный вход первого второго блока 4 памяти соединен с адресным входом первого блока 3 памяти и с выходом блока 1 формирования координат, при этом, первый 3 и второй 4 блоки памяти являются, соответственно, блоком памяти текущего изображения и блоком памяти вектора весовых коэффициентов.

Блок 1 формирования координат (фиг.2) содержит последовательно соединенные генератор 7 тактовых импульсов (ГТИ), делитель 8 частоты импульсов и первый счетчик 9 импульсов, а также второй счетчик 10 импульсов, вход которого соединен с выходом ГТИ 7.

Остальные блоки устройства являются стандартными элементами цифровой техники.

Работает устройство для распознавания изображений следующим образом.

Предварительно в блок 3 памяти текущего изображения записывают в цифровом виде параметры текущего изображения, например, уровни сигналов на выходах отдельных чувствительных элементов, установленных в заданных точках изображения при его сканировании. Кроме того, по тем же координатам в блок 4 памяти записываю вектор весовых коэффициентов эталонного изображения, представляющего собой в частном случае последовательность нулей и единиц, которые соответствуют бинарным уровням отсчетов при сканировании эталонного изображения. Низкому уровню отсчета соответствует ноль, а при превышении уровня отсчета некоторого стандартного уровня - ему в соответствие устанавливают единицу. В общем случае значения весовых коэффициентов вектора могут соответствовать уровням сигналов на выходах отдельных чувствительных элементов при сканировании эталонного изображения.

Параметры текущего изображения перемножаются в блоке 5 умножения с весовыми коэффициентами, поступающими из блока 4 на другой вход блока 5 умножения. Результаты умножения суммируются в последовательном сумматоре 2, выполненного в виде цифрового сумматора, тактируемого, например, от ГТИ 7 (связь от ГТИ 7 к тактирующему входу последовательного сумматора 2 для упрощения не показана).

В результате, в последовательном сумматоре 2 формируется некоторая решающая функция, соответствующая сумме произведений параметров текущего изображения на составляющие вектора весовых коэффициентов.

Сформированная сумма сравнивается в пороговом блоке 6 с пороговым уровнем, устанавливаемым для различения текущих изображений. Если сигнал на выходе последовательного сумматора 2 превысит этот порог, то по уровню логической единицы на выходе порогового блока 6 принимается решение о соответствии текущего изображения эталонному, в остальных случаях - о таком несоответствии. Пороговый блок 6 может быть выполнен в виде блока с различением порогов в несколько уровней. Это позволяет принимать решения о виде текущего изображения в более широком диапазоне их вариантов.

ГТИ 7 блока формирования координат прекращает работу после перебора всех возможных значений координат текущего изображения. Останов ГТИ 7 может быть проведен по появлению сигнала с уровнем логической единицы на выходе переполнения первого счетчика 9 (соответствующая связь для упрощения на чертеже не показана). Сигнал на выходе порогового блока 6 должен сниматься после останова ГТИ 7.

Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей достигается решение поставленной технической задачи, поскольку решение о соответствии текущего изображения эталонному может производится при формировании решающих функций с использованием иной, чем в известном устройстве, исходной информации об эталонном изображении, в частности на основе вектора весовых коэффициентов эталонного изображения.

Источники информации, принятые во внимание:

1. SU, 1791815, кл. G 06 F 7/58, 1990.

2. RU, 2181909, С2, G 06 К 9/26, 2000.

3. RU, 2246762, С1, G 06 К 9/26, 2003 (прототип).

Устройство для распознавания изображений, содержащее блок формирования координат, последовательный сумматор и первый блок памяти, отличающееся тем, что введены второй блок памяти, адресный вход которого соединен с адресным входом первого блока памяти и с выходом блока формирования координат, блок умножения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого и второго блоков памяти, а выход - соединен с входом последовательного сумматора, а также пороговый блок, вход которого соединен с выходом последовательного сумматора, при этом первый и второй блоки памяти являются, соответственно, блоком памяти текущего изображения и блоком памяти вектора весовых коэффициентов.