Способ формирования признаков для распознавания изображений однородных структур

 

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОДНОРОДНЫХ СТРУКТУР , заключающийся в том, что для каждого направления сканирования изображения формируют видеосигнал, сравнивают видеосигнал с опорными сигналами, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия способа, сравнение видеосигнала с опорными сигналами осуществляют выделением локальных экстрему.мов видеосигнала и в моменты достижения видеосигналом локальных экстремумов формируют первую последовательность импульсов, регистрируют моменты совпадения видеосигнала с опорны .ми сигналами и формируют вторую последовательность импульсов, генерируют последовательность опорных импульсов, фильтруют эту последовательность видеосигналом и формируют третью последовательность импульсов , по последовательностям импульсов судят о распознаваемых изображениях.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5ц G 06 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3610321/24-24 (22) 27.06.83 (46) 15.10.84. Бюл. № 38 (72) О. В. Базарский и 1О. В. Коржик (53) 681.327.12 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 748454, кл. G -06 К 9/00, 1980.

2. Либенсон М. Н., Хесин А. Я., Янсон Б. А., Автоматизация распознавания телевизионных изображений. «Энергия», М., 1975, с. 41 — 43 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ

ПРИЗНАКОВ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ИЗОБРАЖЕНИЙ ОДНОРОДНЫХ СТРУ КТУР, заключающийся в том, что для каждого направления сканирования изображе„,Я0„„1119042 A ния формируют видеосигнал, сравнивают видеосигнал с опорными сигналами, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия способа, сравнение видеосигнала с опорными сигналами осуществляют выделением локальных экстремумов видеосигнала и в моменты достижения видеосигналом локальных экстремумов формируют первую последовательность импульсов, рсгистри руют моменты совпадения видеосигнала с опорными сигналами и формируют вторую последовательность импульсов, генерируют последовательность опорных импульсов, фильтруют эту последовательность видеосигналом н формируют третью последовательность импульсов, по последовательностям импульсов судят о распознаваемых изображениях.

1119042

Изобретение относится к автоматике и технической кибернетике, в частности к способам автоматического распознавания изображений, и может быть использовано в тех областях науки и техники, где необходимо определять принадлежность различных струк-. тур к тому или иному классу на основе характерных признакоВ их изображений.

Известен способ формирования признаков для распознавания изображений однороных структур, основанный на построчном 9 сканировании изображений объектов или структур, формировании сигналов пересечения сканирующим лучом контура объекта и последующем анализе получаемых при этом видеоимпульсов, соответствуюших хор- < дам сканируемых объектов (1).

Однако данный способ успешно применяется только для распознавания и анализа, изображений структур, которые образованы элементами с четко выраженными границами. Большинстго естественных природных структур является полутоковыми. Поэтому формирование признаков для распознавания изображений полутоковых структур данным способом невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому явля- ется способ формирования признаков для распознавания изображений однородных структур телевизионным методом, заключающийся в том, что для каждого направления сканирования распознаваемого изображения формируют видеосигнал, сравнивют видео- 30 сигнал с опорными сигналами и формируют опорные импульсы. Полученная последовательность импульсов используется для построения признаков, несущих информацию о структуре распознаваемого изображения (2).

Однако из-за своей универсальности известный способ сложен в реализации и снижает скорость распознавания изображений.

Цель изобретения — повышение быстро- 4р действия формирования признаков.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу формирования признаков для распознавания изображений однородных структур, заключающемуся в том, что для каждого направления сканирования изобра- 4 жения формируют видеосигнал, сравнивают видеосигнал с опорными сигналами, сравнение видеосигнала с опорными сигналами осуществляют выделением локальных экстремумов видеосигнала и в моменты достижения видеосигналом локальных экстремумов формируют первую последовательность импульсов, регистрируют моменты совпадения видеосигнала с опорными сигналами и формируют вторую последовательность импульсов, генерируют последовательность опорных импульсов, фильтруют эту последовательность видеосигналом и формируют третью последовательность импульсов, по последовательностям импульсов судят о распознаваемых изображениях.

На фиг. 1 — 5 приведены, диаграммы формирования признаков по предлагаемому способу; на фиг. 6 — блок-схема устройства, реализующего способ.

Формирование признаков для распознавания изображений однородных структур происходит следующим образом.

Изображение структуры сканируется построчно в каждом из N заданных направлений. Под направлением сканирования понимается угловая ориентация анализируемого изображения структуры, изменяемая от 0 до 180 относительно траектории движения луча. При этом видеосигнал принимает определенные значения (фиг. 1). Для J-го направления сканирования (J = I...N) и

К-го порогового уровня (К = 1...М) формируются признаки Р; Р„и Р (фиг. 2, 3 и 5) где признак 1 . — число импульсов в последовательности, определяемое количеством локальных экстремумов видеосигнала в J-ом направлении сканирования;.

Признак P - — число импульсов в последовательности, определяемое числом пересечений видеосигналом К-го порогового уровня.

Последовательность импульсов Рд и последовательность опорных им пульсов (фиг. 4), следующих с периодом Т<, используются для формирования последовательности импульсов P f (фиг. 5), число которых характеризует длительность выбросов видеосигнала за К-ый пороговый уровень и образует признак Pqj. Как видно из фиг. 5, последовательность импульсов Р формируется фильтрацией последовательности опорных импульсов видеосигналом. Период опорных импульсов Топ должен быть существенно меньше средней длительности между локальными экстремумами видеосигнала.

На фиг. 6 приведена блок-схема системы, реализующей формирование признаков по предлагаемому способу. Система содержит блок 1 приема информации, блок 2 формирования видеосигнала, блок 3 выделения локальных экстремумов видеосигнала, блок 4 регистрации моментов совпадения видеосигнала с опорными сигналами, блок 5 фильтрации последовательности опорных импульсов видеосигналом, блок 6 формирования первой, второй и третьей последовательностей импульсов, блок 7 управления.

Система работает следующим образом.

Сканирование изображений структуры осуществляется в (приемном) блоке 1. Образованный в блоке 2 видеосигнал поступает в блоки 3 — 5-. Одновременно в эти блоки нз блока 7 управления поступают управляющие импульсы синхронизации. В блок 4— опорные сигналы, в блок 5 — опорные сигналы и последовательность опорных импульсов. Блок 6 принимает из блоков 3 — 5 сигна1119042

JP2J ОП лы, соответству ющие моментам выделения локальных экстремумов видеосигнала, моментам совпадения видеосигнала с опорными сигналами, а также отфильтрованную последовательность опорных импульсов, Из блока 7 в блок 6 поступают управляющие импульсы синхронизации, с помощью которых блок 6 формирует первую, вторую и третью последовательность мпульсов.

Несмотря на то, что формируемые предлагаемым способом признаки определяют- 10 ся путем простого подсчета числа импульсов, они заключают в себе достаточный объем информации об анализируемой структуре и могут быть использованы для определения ее различных статистических характеристик, имеющих вполне определенный физический смысл. Так, например, зависимость величины признака от направления сканирования может быть использована для определения степени изотропности анализируемой структуры: 20

A Р . (мах - 0$М мах (Р1(! где MjAX (P ) — максимальное значение

i-го признака в одном из направлений сканирования, Р; (мах +- 0,58) — значение это25 го же признака в перпендикулярном направлении. Ддя изотропных структур А 1. Чем

4 меньше коэффициент А, тем в большей степени для анализируемой поверхности характерны анизотропные свойства. Так как степень изменения признаков при изменении направления сканирования учтена коэффициентом А, то для последующего описания структуры целесообразно использовать среднее значение и дисперсию каждого признака по всем направлениям сканирования: и! pl н -нХ Рч D 4- и ., Рц- 4) .

Таким образом, на основе первичных при знаков Р можно сформировать систему из

Š— — 3 (1.+ 2М) признаков: Ai, М,, Р„. Выбор числа пороговых уровней М зависит от статистических свойств анализируемых структур. Для нормального закона распределения оптических плотностей в изображении структуры (М. = 2) и четырех направлений сканирования вычисляется, = 15 признаков, для чего требуется !05 вычислительных операций. В аналогичных известных способах формирования признаков необходимое число вычислительных операций пропорционально числу элементов разрешения в изображении структуры и достигает величины 10 — IO

Предлагаемый способ на несколько порядков сокращает время распознавания изображений однородных структур.!

119042

Реда кто р Н. Воло в ик

Заказ 7456/38

Составитель A. Краснов

Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Г осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4