Устройство для распознавания образов

 

Изобретение относится к области автоматики и технической кибернетики , а именно к оптическим устройствам для распознавания образов. Цель изобретения - повышение быстродействия . Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси осветитель, первый объектив, блок преобразования изображений, второй объектив и блок фотоприемников, выход которого подключен к анализатору спектра сигналов, соединенному с блоком сравнения, блок задания эталонных сигналов и блок принятия решений, блок формирования сигналов перемещения, узел отклонения светового пучка и светофильтр. В блок преобразования изображений входят оптический делитель, объектив, два полупрозрачных зеркала, световоды и светофильтры. Узел отклонения светового пучка выполнен в виде пьезокристапла в форме параллелепипеда, одна грань которого является зеркальной , а на две другие нанесены электроды, на которые поступают сигналы отклонения от блока формирования сигналов перемещения. Два светофильтра настроены на пропускание двух разных цветов, а третий - на пропускание цвета, являющегося комбинацией первых двух. Устройство может быть применено в технической диагностике и анализе визуальных объектов. 1 з.п-ф-лы, 3 ил. в (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) 41268 А1 (5в 4 G 06 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 ф (с !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3821172/24 — 24 (22) 29. 11. 84 (46) 30.06.86.Бюл. № 24 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) П.П.Кузьмин, А.Е.Городецкий и И.Л.Тарасова (53) 681.391.19(088.8) (56) Патент США № 3651461, кл. 340-146.3, опублик. 1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 798905, кл. G 06 К 9/00, опублик.

1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ОБРАЗОВ (57) Изобретение относится к области автоматики и технической кибернетики, а именно к оптическим устройствам для распознавания образов. Цель изобретения — повышение быстродействия. Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси осветитель, первый объектив, блок преобразования иэображений, второй объектив и блок фотоприемников, выход которого подключен к анализатору спектра сигналов, соединенному с блоком сравнения, блок задания эталонных сигчалов и блок принятия решений, блок формирования сигналов перемещения, узел отклонения светового пучка и светофильтр. В блок преобразования иэображений входят оптический делитель, объектив, два полупрозрачных зеркала, световоды и светофильтры. Узел отклонения светового пучка выполнен в виде пьезокристалла в форме параллелепипеда, одна грань которого является зеркальной, а на две другие нанесены электроды, на которые поступают сигналы отклонения от блока формированйя сигналов перемещения. Два светофильтра настроены на пропускание двух разных цветов, а третий — на пропускание цвета, являющегося комбинацией первых двух. Устройство может быть применено в технической диагностике и анализе визуальных объектов. 1 з.п-ф-лы, 3 ил.

l 2412

Изобретение относится к области автоматики и технической кибернетики, а именна, к оптическим устройствам для распознавания образов.

Целью изобретения является повы— шение быстродействия устройства. . Ha фиг.l изображена блок-схема устройства для распознавания образов; на фиг.2 — схема узла отклонения светового пучка и блока формирования сигналов перемещения; на фиг.3 — диаграмма сопряжения световых потоков.

Устройство (фиг.1) содержит осветитель 1, оптический делитель 2, объ— ективы 3 и 4, первое полупрозрачное зеркало 5, узел 6 отклонения светового пучка, блок 7 формирования сиг-. налов перемещения, светофильтр 8, световоды 9„ светофильтр 10, второе полупрозрачное зеркало 11 с светофильтром 12, блок 13 фотоприемников, объектив 14, анализатор 15 спектра сигналов, блок 16 сравнения, блок 17 задания эталонных сигналов и блок l8 принятия решения.

Узел 6 отклонения светового пучка и блок 7 формирования сигналов перемещения содержат кристалл 19 пьезоэлектрика грань 20 которого выполнена зеркальной, грань 21 жестко закреплена, а к граням 22 и 23 подключены электроды 24 и 25, связанные через переключатель 26 с источником

27 электроэнергии. В блок преобразования изображений входят элементы

2.,4,5,9,10-!2.

Распознаваемый объект обозначен на фиг.l цифрой 28.

Устройство работает следующим образом.

Изображение распознаваемого объекта 28 с помощью осветителя 1 через объектив 3 подается на вход оптического, целителя 2. В результате на выходе оптического делителя 2 образуется Ы изображений объекта 28 с шагом Н, которые через объектив 4 поступают на полупрозрачное зеркало 5.

В результате образуются два ряда изображений объекта 28. Один ряд изображений с шагом Н падает на узел 6, отражается и проходит через свето4мльтр 8, образуя на выходе световой поток, который описывается функцией

68 3 где q (х) — функция, описывающая контур распознаваемого образа.

Второй ряд изображений падает на световоды 9, установленные таким образом, что на вход каждого световада попадает только одно изображение. Вы— ходы световодов располагают таким образом, чтобы HB входе светофильтра

10 был ряд изображений объекта 28 с шагом h при условии, что h/H=p/q; (p,q) =1, р, q 6 Z которое означает, что шаги Н и h не равны и че кратны друг другу. Упомянутый ряд изабраже— ний объекта 28 проходит через свето фильтр 10 и образует на выходе световой поток, который можно описать функцией н

<;(х) = r Э(х+ ih).

1=0

Далее оба потока поступают на полупрозрачное зеркало 11, где они накладываются друг на друга. Так как светофильтры 8 и 10 настроены на разные цвета, то при наложении потоков образуется новый световой поток, который в местах совпадения накладывающихся потоков имеет комбинационный цвет. Этот новый световой .поток проходит через светофильтр 12, настроенный на комбинационный цвет.

Поэтому на выходе светофильтра 12 образуется комбинационный светсвой поток, который можно описать функцией

:Е(х) = Cp (х) CI q (х + 9), где 9 — расстояние между первыми элементами в световых потоках (фиг. 3) .

Комбинационный световой поток через объектив 14 поступает на вход блока 13 фотоприемников и преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный освещенности на входе.

В момент распознавания замыкают переключатель 26. В результате на грани 22 и 23 пьезокристалла 19 поступает от источника 27 электроэнергия. Грань 20 перемещается на рас— стояние, соответствующее смещению пав така, описываемого функцией Ср(х+О), относительно светового потока, описываемого функцией р(х), на расстояние T=pH=qh.

С выхода блока 13 фотоприемников на вход анализатора 15 спектра сиг— валов поступает сигнал ((х)= Х %(х + < l)о

1 О

Й(х) Йх, о

124 1 где k — коэффициент преобразования блока фотоприемников.

В анализаторе 15 спектра сигналов определяются гармоники А, сигнала

$(Д), которые характеризуют контур распознаваемого объекта 28. Вычисленные гармоники А; поступают в блок

16 сравнения в виде амплитуд напря— жения постоянного тока. Ка другой

- вход блока 16 поступают эталонные напряжения из блока 17 задания эталонных сигналов.

Соответствующие эталонные напряжения, пропорциональные вычисленным гармоник А сравниваю я с по- 15

1 мощью компараторов блока 16 сравнения, и результирующий сигнал поступает в блок 18 принятия решения, который индицирует на видеотерминале тип распознанного объекта 28.

Для повышения быстродействия срабатывания блока 7 формирования сигналов перемещения пьезокристалл 19 раскачивают постоянно от источника

27 электроэнергии на частоте, близ— кой собственной частоте кристалла 19 по малой амплитуде.

В момент распознавания с помощью переключателя 26 резко увеличивают амплитуду напряжения, подаваемого на пьезокристалл 19 и тем самым обеспечивают сдвиг световых истоков на расстояние Т за время, не превышающее десятков наносекунд.

Предлагаемое устройство может быть использовано при диагностике технических объектов по динамическим характеристикам, при анализ е сложных графиков диаграмм, в картографии для

40 автоматического распознавания замкнутых контуров на карте, в биологии при распознавании плоских биологичес— ких объектов, в системах наведения, а также при распознавании фигур по их проекциям.

268 4 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Устройство для распознавания образов, содержащее последоваtpJIbHo расположенные и оптически связанные осветитель, первый объектив, блок преобразования изображений, второй объектив и блок фотоприемников, выход которого подключен к входу анали— затора спектра сигналов, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, другой вход которого подключен к выходу блока задания эталонных сигналов, а выход — к входу блока принятия решений, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит блок формирования сигналов перемещения, узел отклонения светового пучка и первый светофильтр, а блок преобразования изображений содержит последовательно расположенные и оптически связ анные оптический делитель, третий объектив, первое полупрозрачное зеркало, световоды, второй светофильтр, .второе полупрозрачное зеркало и третий светофильтр, выход кото— рого является оптическим выходом блока преобразования изображений, оптическим входом которого является вход оптического делителя, причем выходы блока формирования сигналов перемещения соединены с управляющими входами узла отклонения светового пучка, оптически связанного с первым полупрозрачным зеркалом и через первый светофильтр — с вторым полупрозрачным зеркалом.

2. Устройство по п.1, о т л и— чающе е. с я тем, что узел отклойения светового пучка выполнен в виде пьезокристалла в форме параллелепипеда, одна грань которого выполнена зеркальной, другая, противоположная зеркальной, жестко закреплена в корпусе узла, на две другие грани нанесены электроды, являющиеся управляющими входами узла.

1241268

I () I в

J гв (х/

Фиг 4

+ fP

23 2д

4иг.2 иг,3

Составитель T.ÍH÷èïîðoâè÷

Техред В.Кадар Корректор А,Обручар

Редактор Е.Копча

Заказ 3601/45 Тираж 671

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная, 4