Устройство для формирования информативных признаков при распознавании образов

 

Изобретение относится к автоматике , в частности к устройству для формирования признаков при распознавании образов, и может быть использовано при построении распознающих систем. Цель изобретения - повышение надежности устройства - достигается путем формирования и использования информационных признаков произвольного вида, что обеспечивается введением второго счетчика, второго компаратора , четвертого регистра, второго элемента ИЛИ, реверсивного счетчика, дешифратора, инвертора, третьего и четвертого элементов И. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 А1 (19) (11) (б)) 4 G 06 К 9/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4242105/24-24 (22) 11.05.87 (46) 07.12.88. Бюл. 1(- 45 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (72) Ю.Н.Ефимов (53) 681.327.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1361592, кл. G 06 К 9/36, 1987.

Патент США Ф 3822402, кл. G 06 К 9/00, опублик. 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОИ(ИРОВАНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ПРИЗНАКОВ ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ОБРАЗОВ (57} Изобретение относится к автоматике, в частности к устройству для формирования признаков при распознавании образов, и может быть использовано при построении распознающих систем. Цель изобретения — повышение надежности устройства — достигается путем формирования и использования информационных признаков произвольно го вида, что обеспечивается введением второго счетчика, второго компаратора, четвертого регистра, второго элемента ИЛИ, реверсивного счетчика, дешифратора, инвертора, третьего и четвертого элементов И. 1 ил.

1443013

Изобретение относится к технической кибернетике и вычислительной технике, является составной частью распознающих устройств и может применяться в распознающих системах робо5 тов, в читающих автоматах.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый регистр

1, генератор 2 случайных чисел, мультиплексор 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 регистры, первый 7 и второй

8 компараторы, первый счетчик 9, реверсивный счетчик 10 второй счетчик

11, дешифратор )2, преобразователь

13 унитарного кода в двоичный, сумматор 14, элемент 15 задержки, первый

16, второй 17, третий 18 и четвертый

19 элементы И, группа элементов И 20, первый 21 и второй 22 элементы ИЛИ, инвертор 23 и ключ 24.

Устройство может работать в одном 25 из двух режимов — обучение или ðàñпознавание.

Работа устройства включает два этапа; этап предварительного сдвига и этап формирования признака. 30

В режиме обучения на этапе предварительного сдвига устройство работает следующим об р аз ом.

На первый управляющий вход, соединенный с входом генератора 2 случайных чисел, подается импульс, по которому формируется некоторое случайное число. При каждом сдвиге информации в регистре формируется очередное случайное число. 40

Одновременно с подачей первого управляющего импульса на первый вход выбора режима "Обуч", т.е. на первый управляющий вход мультиплексора 3 подается постоянный потенциал, который 45 поддерживается на протяжении всего режима обучения. Под воздействием этого управляющего потенциала мультиплексор 3 пропускает на свои выходы информацию иэ генератора 2 случайных чисел. Отдельные разряды мультиплексора 3 рассматриваются следующим образом. На первой группе выходов — коды направлений абсциссы на отделькых участках кривой, соответствующей фор- 5 мируемому информативному признаку, на второй группе выходов — начальная абсцисса, на третьей группе выходоя— начальная ордината, на четвертой группе выходов — коды знаков приращений ординаты на отдепьных участках, на пятой группе выходов — приращения ординаты.

На втором такте подается импульс

"Уст,О 1 на установочный вход, импульс

"ЗпРгИ на вход записи и компоненты изображения на вторую группу информационных входов.

Под воздействием импульса "Уст.0" счетчики 9 и 11 и сумматор 14 устанавливаются в исходные нулевые состояния. Под воздействием импульса

"ЗпРгИ" компоненты изображения фиксируются в регистре 1. Регистр 1 представляет совокупность параллельнопоследовательных кольцевых регистров, расположенных в горизонтальном направлении. Эти регистры по сигналу

"ЗпРгИ принимают все компоненты изображения. В этих регистрах может осуществляться сдвиг влево или вправо, направление сдвига определяется подачей специального сигнала на один из двух входов направления сдвига.

Управляющий вход сдвига влево подключен к выходу первого элемента ИЛИ

21, а управляющий вход сдвига вправок выходу четвертого элемента И 19.

При сдвиге в каком-либо направлении изображение смещается на один шаг и столбец, выталкиваемый на одном конце регистра 1, появляется на его противоположном конце.

Далее на второй управляющий вход подается серия импульсов 1Сдвиг". В условиях отсутствия управляющего сигнала на третьем управляющем входе инвертор 23 выдает на своем выходе

"1", которая через элемент ИЛИ 21 поступает на вход управления сдвигом влево в регистр 1. Таким образом, при каждом импульсе "Сдвиг" изображеI ние в регистре 1 смещается влево на один шаг. Количество сдвигов подсчитывается первым счетчиком 9, на счетный вход которого через элемент И 17, открытый единицей с выхода инвертора

23, поступают импульсы "Сдвиг".

Так как кривая, соответствующая информативному признаку, фиксирована относительно иэображения, то при сдвиге изображения сдвигается и кривая, Сдвиг влево в регистре 1 происходит до тех пор, пока изображение и связанная с ним кривая..информативного признака не займут такое положение, 55

14430 когда начальная точка кривой совпадает с левой границей растра, В этот момент первый компаратор 7, на первую группу входов которого передается начальная абсцисса, сформированная в генераторе 2 случайных чисел и переданная через мультиплексор 3, а на вторую поступает текущее содержимое первого счетчика 9, срабатывает и выдает сигнал.

Так как выход первого компаратора

7 связан с входами записи регистров

4 — 6 и с входом записи реверсивного счетчика 10, то срабатывание первого компаратора приведет к записи: начальной ординаты в реверсивном счетчике 10; кодов направлений абсциссы на отдельных участках кривой, соответствующей информативному признаку, в регистре 4; кодов знаков приращений ординаты в регистре 5; приращений ординат в регистре 6.

Срабатывание компаратора 7 приведет также к появлению импульсов на 25 синхронизирующем выходе "Oca." устройства. После появления импульса на синхронизирующем выходе в устройстве реализуется этап формирования информативного признака, при котором на щ второй управляющий вход продолжают поступать импульсы Сдвиг", а на третий управляющий вход подается управ— ляющий потенциал "ФП" (формирование признака), который поддерживается в продолжении всего этапа формирования признака.

При наличии потенциала "ФП" на выходе инвертора 23 имеется "0", а на входах элементов И 18 19 — "1", так 40 что направление сдвига в регистре 1 определяется информацией в левом разряде регистра 4: например, сдвигу влево, т.е. изменению абсциссы слева направо соответствует 1 в левом 45 разряде регистра 4, изменению абсциссы справа налево и, значит, сдвигу вправо соответствует чОч в левом разряде регистра 4.

Итак, при подаче импульсов "Сдвиг" 5 иэображение в регистре 1 сдвигается влево или вправо.

Импульсы "Сдвиг" через элемент

И 16, открытый по второму входу управляющим потенциалом "ФП", поступают также на вход сдвига регистра 6.

В последнем хранятся приращения ординаты отрабатываемой кривой, которые

l3 могут быть либо "0", либо "f". Разрядность регистра 6 равна числу ячеек растра, лежащих на обрабатываемой кривой. Выталкиваемая слева при очередном импульсе Сдвиг" информация из регистра 6 поступает на счетный вход реверсивного счетчика 1 О. Направление счета в реверсивном счетчике 10 определяется состоянием левого разряда регистра 5, где хранятся знаки приращений ординат отдельных участков отрабатываемой кривой.

После отработки очередного участка на четвертый управляющий вход подается импульс "Сдвиг ", который паступает на входы сдвига регистров 4 и 5. Таким образом, после отработки очередного участка информация в регистрах 4 и 5 сдвигается влево и продолжается отработка следующего участка кривой линии, соответствующей информативному признаку. При этом направление изменения абсциссы и, зна— чит, направление сдвига в регистре определяется состоянием левого разряда регистра 4, а знак приращений ординаты, т.е. направление счета в реверсивном счетчике 10 на всем участке одинаково и определяется состоянп— ем левого разряда регистра 5.

Следовательно, после каждого импульса "Сдвиг" текущая абсцисса соответствует столбцу изображения, находящемуся на левой границе регистра 1, а текущая ордината равна содержимому реверсивного счетчика 10.

Содержимое счетчика 10 дешнфрируется дешифратором 12, так что в группе элементов И 20 открыт тот элемент

И, который соответствует текущей ординате. Поэтому на выход второго элемента ИЛИ 22 проходит тот компонент, который соответствует текущей абсциссе и текущей ординате.

Компоненты изображения, находящиеся в левом столбце регистра 1 и представляющие унитарный код, преобразуются в двоичный код преобразователем

13 унитарного кода в двоичный. Таким образом, на выходах преобразователя

13 в каждый момент имеется двоичный код числа единиц в левом столбце регистра 1.

Таким образом, после каждого импульса "Сдвиг" на входы сумматора 14 поступает число, равное числу единиц в текущем столбце изображения; а на управляющий вход ключа 24 поступает

5 14430 компонент изображения, расположенныи. в ячейке с текущей абсциссой и ординатой, соответствующими отрабатываемой кривой.

Импульс Сдвиг, з адержаш|ый элементом 15 задержки на время переходных процессов в узлах 4-7, 9 — 13, 16-23, поступает на вход разрешения сумматора 14 и на информационный вход ключа 24, выход которого соединен со счетным входом счетчика 11.

Таким образом, в счетчике 11 подсчитывается число единичных компонентов изображения, расположенных на от- 1m рабатываемой кривой; в сумматоре 14 подсчитывается число единичных компонентов, расположенных в тех столбцах изображения, через которые проходит отрабатываемая кривая, причем- эти 2р компоненты учитываются столько раз, сколько раэ отрабатываемая кривая проходит .через данный столбец.

Формируемое в сумматоре 14 число поступает на первую группу входов 25 ,компаратора 8; формируемое в счетчи,ке 11 число поступает на втору|о группу входов компаратора 8, После того, как на этапе формирования признака выполнены все сдвиги, 30 процедура формирования признака закончена. При этом признак хранит =я на выходе,компаратора 8, т.е. на выходе устройства.

Параметр признака (число} хранится в регистре, входящем в соста:з генератора случайных чисел,и имеется на выходе устройства. -Таким образом, после окончания формирования информативного признака этот признак и ng его параметр могут быть приняты в основное распознающее устройство..

При обучении может возникнуть необходимость формирования информатив ноro признака для различных изображений при одном и том же параметре.

В этом случае состояние генератора

2 случайных чисел не должно изменяться, т.е. импульс на первый управляю— щий вход не подается. бо

Режим распознавания незначительно отличается от режима обучения. Отличие сводится к тому, что импульс на первый управляющий вход вообще не подается, кроме того, вместо постоянно- бб го потенциала "Обучение", подаваемого на первый вход выбора режима, подается постоянный потенциал "Распознавание" на второй вход выбора режи13 ма, т.е. на второй вход мультиплексора 3. Потенциал "Распознавание под— держивается на протяжешо| всего режима распознавания. Под воздействием потенциала "Распозпавапше" мультиплексор пропускает на свои выходы параметр из памяти основного распознающего устройства. Этот параметр хранится и распознающем устройстве и непрерывно подается на первые информационные входы предлагаемого устройст— ва, т.е. на вторую:-.руппу входов мультиплексора.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для формирования информативных признаков JlpH распознавании образов, содержащее первый регистр, информационные входы которого являются информационными входами первой группы уст ойства, синхропизирующий вход является первым синхронизирую— щим входом устройства, а выходы соединены с информационными входами преобразователя унитарного кода в двоич— ный, выходы которого подключены к информационным входам сумматора, установочный вход .которого является установочным входом устройства, группу элементов И, входы которых подключены к соответствующим выходам первого регистра, генератор случайных чисел, вход которого является первым управляющим входом устройства, а выходы соединены с информационными входами первой группы мультиплексора, инфор— мационные входы второй группы которого являются информационными входами второй группы ус — ðîéñòâà, а управляющие входы являются управляюцими вхо— дами группы устройства, первый элемент И, входы которого являются вторым и третьим управляющими входами устройства,. а выход соединен с эле— ментом задержки, второй элемент И, один вход которого подклочен к второму управляющему входу устройства, соединенному с первым управляющим входом первого регистра, а выход подключен к счетному входу первого счетчика, установочный вход которого соединен с установочным входом устройства, второй и третий регистры, информационные входы которых подключены к первому и второму выходам мультиплексора соответственно, г:ервый компаратор, одни информационные входи которого

7 144 соединены с выходами первого счетчика, а другие подключены к третьему выходу мультиплексора, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым управляющим входом первого регистра, и ключ, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены второй счетчик, счетный вход которого соединен с выходом ключа, установочный вход подключен к установочному входу устройства, второй компаратор, информационные входы которого соединены с выходами второго счетчика и сумматора, а выход является информационным выходом устройства, четвертый регистр, информационные входы которого подключены к четвертому выходу мультиплексора, управляющий вход соединен с выходом первого элемента И, второй элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам соответствующих элементов И группы, а выход соединен с одним входом ключа, другой вход которого подключен к выходу элемента задержки, соединенному с синхрониэирующим входом сумматора, реверсивный счетчик, информационные входы которого подключены к пятому выходу мультиплексора, синхрониэирующий вход соединен с выходом первого

3013 8 компаратора, а управляющие входы подключены к выходам третьего н четвертого регистров, сннхронизирующие вхо5 ды которых соединены с выходом первого компаратора, подключенного к синхронизирующему входу второго регистра, дешифратор, информационные входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы подключены к другим входам элементов И группы, инвертор, вход которого соединен с третьим управляющим входом устройства, а выход подключен к одно15 му входу первого элемента ИЛИ и к другому входу второго элемента И, третий элемент И, входы которого соединены с третьим управляющим входом устройства и с одним выходом второго

gp регистра, а выход подключен к другому входу первого элемента ИЛИ, четвертый элемент И, входы которого сое" динены с третьим управляющим входом устройства и с другим выходом второ25 ro регистра, а выход подключен к третьему управляющему вхопу первого pe" гистра, при этом управляющий вход второго и третьего регистров являет-. ся четвертым управляющим входом уст30 ройства, выход первого компаратора является синхронизирующим выходом устройства.

1443013

Составитель А. Романов

Техред А.Кравчук

Корректор С.Черни

Редактор А.Шандор

Заказ 6387/47

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изсбретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, у:.. !1р»сктная,