Устройство для распознавания объектов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для распознавания объектов в случае, когда их эталонные и наблюдаемые двумерные изображения заданы в виде нечетких множеств. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и повышение точности определения степени соответствия наблюдаемого и эталонного объектов. Для этого устройство содержит блок формирования координат, регистры, блок формирования показателя степени достоверности, блок формирования минимума, блок формирования функции принадлежности эталонного изображения объекта, блок формирования функции принадлежности наблюдаемого изображения объекта, блок вычитания, блок формирования модулей разности функций принадлежности. 2 ил.

Изобретение относится к области специализированных устройств вычислительной техники и может быть использовано для распознавания объектов в случае, когда их эталонные и наблюдаемые двумерные изображения заданы в виде нечетких множеств.

Известны способы и устройства преобразования нечетко заданных параметров [1, 2].

Их недостатком является относительно узкие функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сравнения двух нечетких величин, содержащее генераторы пилообразного напряжения, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, элементы ИЛИ, блоки памяти функций принадлежности, блоки определения минимума, блок памяти функции принадлежности, блоки сравнения, вычитатели, умножитель, блок вычитания из единицы, регистры, счетчик и элементы задержки с соответствующими связями [3].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности и относительно низкая достоверность результатов сравнения, обусловленные тем, что, сравнение наблюдаемого и эталонного объектов, описываемых нечеткими множествами, производится поэлементно, а не с использованием групп соседних элементов, что, как правило, позволяет произвести более объективную оценку степени соответствия наблюдаемого и эталонного объектов за счет использования большего объема информации.

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении точности определения степени соответствия наблюдаемого и эталонного объектов.

Требуемый технический результат достигается тем, что в 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 и блок вычитания, введены 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, группа выходов блока формирования координат соединена с группами входов блока формирования функций принадлежности эталонного изображения объекта и блока формирования функций принадлежности наблюдаемого изображения объекта, при этом 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.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройства для распознавания объектов, на фиг.2 - блока формирования координат.

Устройство для распознавания объектов (фиг.1) содержит блок 1 формирования координат, блок 2 формирования функций принадлежности эталонного изображения объекта, блок 3 формирования модулей разностей функции принадлежности, первый блок 4 формирования минимума, блок 5 вычитания, второй блок 6 формирования минимума, первый последовательный сумматор 7, первый регистр 8, блок 9 формирования показателя степени достоверности, блок 10 формирования функций принадлежности наблюдаемого изображения объекта, третий блок 11 формирования минимума, второй последовательный сумматор 12 и второй регистр 13.

Выходы блока 1 формирования координат подключены к входам блока 2 формирования функций принадлежности эталонного изображения объекта и блока 10 формирования функций принадлежности наблюдаемого изображения объекта, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 3 формирования модулей разностей функции принадлежности, выходы которого соединены с входами первого блока 4 формирования минимума, выход которого через последовательно соединенные блок 5 вычитания, третий блок 11 формирования минимума, второй последовательный сумматор 12, второй регистр 13 подключен к первому входу блока 9 формирования показателя степени достоверности, а через последовательно соединенные второй блок 6 формирования минимума, первый последовательный сумматор 7, первый регистр 8 - ко второму входу блока 9 формирования показателя степени достоверности. При этом на выходе блока 5 вычитания формируется разность путем вычитания из единицы минимального значения, формируемого первым блоком 4 формирования минимума.

Блок 1 формирования координат (фиг.2) содержит последовательно соединенные генератор 14 тактовых импульсов (ГТИ), делитель 15 частоты импульсов, первый счетчик 16 и первый блок задержки 17, а также последовательно соединенные второй счетчик 18, вход которого соединен с выходом ГТИ 14, и второй блок 19 задержки.

Блоки 2 - 6, 9, 11 в частном случае могут быть выполнены в виде ПЗУ, блоки 7 и 12 - в виде цифровых интеграторов с цифровым делителем на выходе.

Работает устройство для распознавания объектов следующим образом.

ГТИ 14 формирует последовательность импульсов, которая поступает на вход второго счетчика 18. В результате на выходе второго счетчика 18 формируется текущая координата x двумерного изображения объекта, а на выходе второго блока 19 - текущая координата со сдвигом x - Δx. После деления частоты следования импульсов ГТИ 14 в делителе 15 на выходе первого счетчика 16 формируется текущая координата y, а на выходе первого блока 17 задержки текущая координата со сдвигом y - Δy. На выходе блока 2 формируются функции принадлежности эталонного изображения объекта а на выходе блока 10, в который предварительно заносятся данные о наблюдаемых параметрах объекта - функции принадлежности наблюдаемого изображения объекта: На выходе блока 3, формируются модули разностей из которых в первом блоке 4 выделяются минимальные значения этих разностей:
На выходе блока 5 вычитания формируется разность

По сигналам μ^эт(x,y) и μ^об(x,y) с выходов соответственно блоков 2 и блоков 10 и сигналам и с выходов соответственно первого блока 4 и блока 5 на выходе второго блока 6 формируется величина

а на выходе третьего блока 11 - величина

Сигналы с выхода второго блока 6 накапливаются в сумматоре 7, на выходе которого формируется нормированная сумма

а сигналы с выхода третьего блока 11 - в сумматоре 12, в котором формируется нормированная сумма

После перебора всех координат изображения сформированные суммы по сигналу управления, формируемых, например, на выходе переполнения первого счетчика 16, нормированные суммы μ_1Σ и μ_2Σ переписываются в первый 8 и второй 13 регистры соответственно.

Окончательно в блоке 9 формируется значение показателя степени достоверности

которое используется для оценки соответствия наблюдаемого изображения эталонному.

Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей достигается решение поставленной технической задачи, поскольку решение о соответствии изображения наблюдаемого объекта эталонному принимается с использованием информации по результатам сравнения совокупности соседних элементов, т.е. по более информативному признаку.

Источники информации
1. Анисимов В. Ю., Борисов Э.В. Методы и устройства преобразования нечетко определенных параметров при проектировании радиотехнических систем. //Изв. вузов MB ССО СССР. Радиоэлектроника. - Киев, 1988, 9, с. 79-81.

2. Анисимов В. Ю., Борисов Э.В. Методы оценки достоверности реализации нечетких отношений в прикладных системах искусственного интеллекта//Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1991, 5, с. 110-114.

3. Авторское свидетельство СССР 1791815, кл. G 06 F 7/58, 1990 (прототип).

Формула изобретения

Устройство для распознавания объектов, 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 функций принадлежности эталонного изображения объекта, блок формирования функций принадлежности наблюдаемого изображения объекта и блок вычитания, отличающееся тем, что введены 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 функций принадлежности 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, группа выходов блока формирования координат соединена с группами входов блока формирования функций принадлежности эталонного изображения объекта и блока формирования функций принадлежности наблюдаемого изображения объекта, при этом 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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2