Устройство для распознавания образов



Устройство для распознавания образов
Устройство для распознавания образов
Устройство для распознавания образов
Устройство для распознавания образов
Устройство для распознавания образов
Устройство для распознавания образов
Устройство для распознавания образов
Устройство для распознавания образов
Устройство для распознавания образов

 


Владельцы патента RU 2540818:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического распознавания образов для распознавания состояний объектов по значениям их параметров. Техническим результатом является повышение эффективности распознавания образов. В устройство дополнительно включены логический элемент ИЛИ и блок памяти коэффициентов сигнатур, адресные входы которого подключены к выходам блока сдвиговых регистров, причем все выходы сдвиговых регистров подключены к выходам блока сдвиговых регистров, а сбросовые входы всех сдвиговых регистров объединены и подключены к сбросовому входу блока сдвиговых регистров, выходы блока памяти коэффициентов сигнатур подключены к выходам устройства и к входам логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму управляющему входу блока управления, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к управляющему входу обращения блока памяти коэффициентов сигнатур и к сбросовым входам блока сдвиговых регистров и счетчика адресов старших разрядов. 9 ил.

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах автоматического распознавания образов, в частности для распознавания состояний сложных объектов по ряду значений их параметров.

Известно устройство для распознавания образов (патент РФ на изобретение №2306605, опубл. 20.09.2007, БИ №26), используемое для идентификации состояний объектов по значениям их параметров, которое по своей технической сущности является наиболее близким к предлагаемому устройству. Это устройство содержит многоканальный коммутатор, информационные входы которого подключены к информационным входам устройства, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен к выходу многоканального коммутатора, счетчик адресов, блок памяти, у которого адресные входы младших разрядов подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, а адресные входы старших разрядов блока памяти подключены к выходам счетчика адресов и к адресным входам многоканального коммутатора, блок логических элементов И, в котором первые и вторые входы логических элементов И подключены к соответствующим первым и вторым входам блока логических элементов И, выходы логических элементов И являются выходами блока логических элементов И, блок сдвиговых регистров, в котором информационные входы первых разрядов сдвиговых регистров подключены к соответствующим информационным входам блока сдвиговых регистров, сдвиговые входы сдвиговых регистров подключены к соответствующим сдвиговым входам блока сдвиговых регистров, а выходы последних разрядов сдвиговых регистров подключены к выходам блока сдвиговых регистров, блок управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к управляющим входам счетчика адресов, блока памяти, ко второму входу блока логических элементов И и к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, а вход блока управления является управляющим входом устройства, выходы блока памяти подключены непосредственно к соответствующим информационным входам блока сдвиговых регистров и к соответствующим первым входам блока логических элементов И, выходы которого подключены к соответствующим сдвиговым входам блока сдвиговых регистров, выходы которого являются выходами устройства.

Недостатком устройства-прототипа является низкая производительность, обусловленная постоянным циклом распознавания, длительность которого пропорциональна числу используемых признаков n.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение производительности устройства.

Для достижения результата в устройство для распознавания образов, содержащее многоканальный коммутатор, информационные входы которого подключены к информационным входам признаков устройства, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен к выходу многоканального коммутатора, счетчик адресов старших разрядов, блок памяти коэффициентов ассоциативности признаков, у которого адресные входы младших разрядов подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, а адресные входы старших разрядов блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков подключены к выходам счетчика адресов старших разрядов и к адресным входам многоканального коммутатора, блок логических элементов И, в котором первые и вторые входы логических элементов И подключены к соответствующим первым и вторым входам блока логических элементов И, выходы логических элементов И являются выходами блока логических элементов И, блок сдвиговых регистров, в котором информационные входы первых разрядов сдвиговых регистров подключены к соответствующим информационным входам блока сдвиговых регистров, сдвиговые входы сдвиговых регистров подключены к соответствующим сдвиговым входам блока сдвиговых регистров, блок управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к счетному входу счетчика адресов старших разрядов, к управляющему входу обращения блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков, ко второму входу блока логических элементов И и к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, а первый вход блока управления подключен к управляющему входу устройства, выходы блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков подключены непосредственно к соответствующим информационным входам блока сдвиговых регистров и к соответствующим первым входам блока логических элементов И, выходы которого подключены к соответствующим сдвиговым входам блока сдвиговых регистров, дополнительно включены логический элемент ИЛИ и блок памяти коэффициентов сигнатур, адресные входы которого подключены к выходам блока сдвиговых регистров, причем все выходы сдвиговых регистров подключены к выходам блока сдвиговых регистров, а сбросовые входы всех сдвиговых регистров объединены и подключены к сбросовому входу блока сдвиговых регистров, выходы блока памяти коэффициентов сигнатур подключены к выходам устройства и к входам логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму управляющему входу блока управления, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к управляющему входу обращения блока памяти коэффициентов сигнатур и к сбросовым входам блока сдвиговых регистров и счетчика адресов старших разрядов.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - структурные схемы блока логических элементов И и блока сдвиговых регистров, на фиг.3 для пояснения принципа работы предлагаемого устройства и как пример реализации блока управления представлена структурная схема блока управления, на фиг.4 - временная диаграмма формирования сигналов на его выходе, а на фиг.5 представлена таблица адресов и содержимого блока памяти коэффициентов сигнатур 8. На фиг.6 и фиг.7 представлены графы переходов состояний сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9 в устройстве-прототипе для случаев, соответственно, если регистр соответствует или не соответствует распознанному образу при числе классов образов m, равном 2, и числе признаков распознавания n, равном 3. На фиг.8 и фиг.9 представлены графы переходов состояний сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9 в заявленном устройстве для случаев, соответственно, если регистр соответствует или не соответствует распознанному образу при числе классов образов m, равном 2, и числе признаков распознавания n, равном 3.

Устройство содержит многоканальный коммутатор 1, логический элемент ИЛИ 2, счетчик адресов старших разрядов 3, аналого-цифровой преобразователь 4, блок управления 5, блок памяти коэффициентов ассоциативности признаков, блок логических элементов И 7, блок памяти коэффициентов сигнатур 8, блок сдвиговых регистров 9, причем информационные входы многоканального коммутатора 1 подключены к информационным входам признаков устройства, информационный вход аналого-цифрового преобразователя 4 подключен к выходу многоканального коммутатора 1, адресные входы младших разрядов блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя 4, а адресные входы старших разрядов блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 подключены к выходам счетчика адресов старших разрядов 3 и к адресным входам многоканального коммутатора 1, выходы блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 подключены непосредственно к информационным входам блока сдвиговых регистров 9 и к соответствующим первым входам блока логических элементов И 7, вторые входы которого объединены и подключены к третьему выходу блока управления 5, а выходы подключены к соответствующим сдвиговым входам блока сдвиговых регистров 9, причем все выходы сдвиговых регистров 11 подключены к выходам блока сдвиговых регистров 9, а сбросовые входы всех сдвиговых регистров 11 объединены и подключены к сбросовому входу блока сдвиговых регистров 9, выходы которого подключены к адресным входам блока памяти коэффициентов сигнатур 8, выходы которого подключены к выходам устройства и к входам логического элемента ИЛИ 2, выход которого подключен ко второму управляющему входу блока управления 5, а первый вход блока управления 5 подключен к управляющему входу устройства, первый, второй, третий, пятый и шестой выходы блока управления 5 подключены соответственно к управляющему входу счетчика адресов старших разрядов 3, к управляющему входу обращения блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6, ко второму входу блока логических элементов И 7, к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя 4, к управляющему входу обращения блока памяти коэффициентов сигнатур 8 и к сбросовым входам блока сдвиговых регистров 9 и счетчика адресов старших разрядов 3.

Блок логических элементов И 7, как показано на фиг.2, содержит логические элементы И 10, число которых равно числу распознаваемых классов образов k, причем первые входы логических элементов И 10 через первые входы блока логических элементов И 7 подключены к соответствующим информационным входам блока сдвиговых регистров 9 и к соответствующим выходам блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 Q1-Qk, где Q1 - соответствует младшему разряду информационного слова блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6, a Qk - старшему разряду. Вторые входы логических элементов И 10 блока логических элементов И 7 подключены к объединенным вторым входам блока логических элементов И 7 и к третьему управляющему выходу блока управления 5, а выходы логических элементов И 10 блока логических элементов И 7 через соответствующие выходы блока логических элементов И 7 подключены к соответствующим сдвиговым входам блока сдвиговых регистров 9. Блок сдвиговых регистров 9, как показано на фиг.2, как и в известном устройстве, содержит k m-разрядных сдвиговых регистров 11, где m соответствует порогу распознавания, причем информационные входы первых разрядов, сдвиговые и объединенные сбросовые входы сдвиговых регистров 11 подключены к соответствующим информационным, сдвиговым и сбросовому входам блока сдвиговых регистров 9, а все выходы сдвиговых регистров 11 подключены к выходам блока сдвиговых регистров 9. Под порогом распознавания в предлагаемом устройстве так же, как и в известном устройстве, понимается минимальное число положительных проверок m на принадлежность значений проверяемых признаков некоторому классу образов, по достижении которого принимается решение о принадлежности проверяемой совокупности признаков данному классу образов. Этот термин достаточно широко используется в научно-технической литературе, например в работе Козлова Ю.М. "Адаптация и обучение в робототехнике" (- M.: Наука, 1990) на странице 221, а также в статье Тельных А., Когана А. и др. "Идентификация личности. Как это делается" (журнал "Компьютера", №10, 1999 г.).

Принципы работы логических элементов И 10 блока логических элементов И 7 и сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9, приведенных на фиг.2, представлены в описании работы предлагаемого устройства.

Блок управления, как показано на фиг.3, содержит триггер запуска-останова 12, генератор тактовых импульсов 13, логические элементы И 14, 15, блок формирования и распределения управляющих сигналов 16, а также логический элемент ИЛИ 17, причем установочный вход триггера запуска-останова 12 подключен к первому управляющему входу блока управления U1, выход - к первому входу логического элемента И 14, вторые входы логических элементов И 14, 15 объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов 13, а выход логического элемента И 14 подключен ко входу блока сформирования и распределения управляющих сигналов 16, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому, шестому выходам блока управления 5 и к первому входу логического элемента ИЛИ 17, первый вход логического элемента И 15 подключен ко второму управляющему входу блока управления U2, а выход логического элемента И 15 подключен ко второму входу логического элемента ИЛИ 17, выход которого подключен к сбросовому входу триггера запуска-останова 12.

На фиг.4 временные диаграммы: "a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j" и "k" - представляют процессы формирования и поступления сигналов, соответственно, с выхода генератора тактовых импульсов 13, на первом управляющем входе блока управления U1, на первом входе логического элемента И 14, на первом, втором, третьем, четвертом, пятом, шестом и седьмом выходах блока формирования и распределения управляющих сигналов 16, с выхода логического элемента ИЛИ 17.

Блок памяти коэффициентов сигнатур 8 имеет k*m адресных входов и k выходов. Он предназначен для хранения и выдачи на выход устройства кодов сигнатур, соответствующих состоянию сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9 и определяющих результат распознавания.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все сдвиговые регистры 11 блока сдвиговых регистров 9 обнулены, а все разряды счетчика адресов старших разрядов 3 содержат единицы. Каждая ячейка блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 содержит данные о кодах классов образов, соответствующих конкретному значению признака распознавания. Причем старшие разряды адреса каждой ячейки блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 определяют код наименования признака, являющийся и кодом адреса страницы блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6. В каждой странице хранятся коды классов образов по адресам, соответствующим значениям данного признака во всем диапазоне его изменения. Например, при числе признаков n, равном восьми, наименования признаков и наименования страниц блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 кодируются трехразрядным двоичным кодом, и число старших разрядов адреса блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков R1 равно трем. Предположим, что число младших разрядов адреса блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 R2, характеризующих значения признаков, равно восьми, тогда общая длина кода адреса блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 равна одиннадцати или R1+R2. Число информационных разрядов блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 соответствует числу распознаваемых классов образов k, причем первый (младший) разряд содержит код принадлежности (0 или 1) оцифрованного значения признака первому классу образов, второй разряд - код принадлежности второму классов образов и так далее. Например, наличие единицы в младшем разряде информационного кода свидетельствует о том, что значение признака, соответствующее адресу, по которому хранится эта единица, принадлежит первому классу образов. Соответственно, наличие единицы во втором или в любом другом разряде свидетельствует о принадлежности оцифрованного значения признака второму или другому классу образов. Наличие единиц в двух и более разрядах содержимого ячейки блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 свидетельствует о принадлежности данного значения признака соответствующим классам образов. Наличие нуля в информационном разряде свидетельствует о непринадлежности конкретного значения признака данному классу образов.

Запуск устройства производится подачей на управляющий вход U1 блока управления 5 (фиг.3) сигнала "пуск". При этом в счетчик адресов старших разрядов 3 поступает счетный импульс, который обнуляет все разряды счетчика адресов старших разрядов 3 для выбора первого информационного канала устройства, к которому подключен первый признак распознавания, и выбора первой страницы блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6. Фактически первый информационный канал признаков и первая страница блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 имеют нулевой код, например, 000. Далее по управляющему сигналу, поступающему с четвертого выхода блока управления 5 на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 4, производится преобразование аналогового сигнала первого признака в цифровой код, который поступает на адресные входы младших разрядов блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6. По совокупному адресу, сформированному из кода адреса счетчика адресов старших разрядов 3 и цифрового кода с выхода аналого-цифрового преобразователя 4, по сигналу чтения, поступающему со второго выхода блока управления 5 на управляющий вход блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6, коды классов образов, соответствующие оцифрованному значению первого признака, поступают на информационные входы блока сдвиговых регистров 9 и на первые входы блока логических элементов И 7. Далее на объединенные вторые входы блока логических элементов И 7 с третьего выхода блока управления 5 поступает управляющий сигнал занесения-сдвига для сдвиговых регистров 11, на информационных входах первых разрядов которых установлен единичный код, поступивший из блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6. Сигнал занесения-сдвига на сдвиговом входе сдвигового регистра 11 формируется логическим элементом И 10 блока логических элементов И 7 при совпадении на его входах единичного кода из блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 и сигнала с третьего выхода блока управления 5. По сигналу занесения-сдвига единичные коды классов образов через информационные входы первых разрядов сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9 заносятся в сдвиговые регистры 11. При этом порядковый номер каждого сдвигового регистра 11 блока сдвиговых регистров 9 соответствует номеру класса образов и порядковому номеру информационного разряда блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6. По совокупному адресу, сформированному из кодов принадлежности оцифрованных значений признаков для всех классов-образов со всех выходов сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9, по сигналу чтения, поступающему с шестого выхода блока управления 5 на управляющий вход блока памяти коэффициентов сигнатур 8, значения кода сигнатуры поступают на выход устройства и на входы логического элемента ИЛИ 2. При этом на выходе логического элемента ИЛИ 2 формируется управляющийся сигнал останова, который поступает на второй управляющий вход U2 блока управления 5. Распознавание класса образа завершается при появлении "1" на одном из выходов блока памяти коэффициентов сигнатур 8. Номер информационного разряда, содержащего "1", на выходе блока памяти коэффициентов сигнатур 8 свидетельствует о принадлежности исследуемых признаков распознавания классу образов, соответствующему порядковому номеру информационного разряда блока памяти коэффициентов сигнатур 8, и о необходимости завершения процесса распознавания. В случае если на выходе блока памяти коэффициентов сигнатур 8 отсутствует единичный код, то процесс распознавания не прерывается.

На фиг.5 для иллюстрации правила принятия решения на основе сигнатурного подхода представлена таблица адресов и содержимого блока памяти коэффициентов сигнатур 8 для распознавания одного из двух классов образов по трем признакам.

Как видно из фиг.5, при значениях разрядов сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9: r22 r21 r12 r11. соответствующих коду "0011" на адресном входе блока памяти коэффициентов сигнатур 8, на информационном выходе которого появляется код "01" (строка 4, фиг.5), что свидетельствует о распознавании образа Q1. Аналогичное состояние на выходе блока памяти коэффициентов сигнатур 8 соответствует значениям сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9 с кодом "0111" (строка 8, фиг.5). Значения разрядов регистров с кодами "1100" и "1101" соответствуют распознаванию образа Q2. Состояния сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9 в строках 3, 7, 9, 10, 11, 12, 15 и 16 (фиг.5) являются не существующими, так как эти комбинации не могут быть получены в процессе работы предлагаемого устройства.

Блок управления 5, структурная схема которого представлена на фиг.3, работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер пуска-останова 12 сброшен, на первом входе логического элемента И 14 установлен отрицательный потенциал, и импульсы с выхода генератора тактовых импульсов 13, представленные на временной диаграмме "a" фиг.4, не поступают на выход логического элемента И 14. При подаче на управляющий вход устройства сигнала "пуск", который поступает в виде импульса отрицательной полярности так, как показано на временной диаграмме "b" на фиг.4, триггер пуска-останова 12 переключается в единичное состояние. Это отражено на временной диаграмме "c". При этом импульсы с выхода генератора тактовых импульсов 13 поступают на вход блока формирования и распределения управляющих сигналов 16, который выдает последовательно на первый, четвертый, второй и третий выходы блока управления 5 сигналы для изменения адреса в счетчике адресов старших разрядов 3 так, как показано на диаграмме "d", сигналы запуска аналого-цифрового преобразователя 4, представленные на диаграмме "e", сигналы чтения из блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6, представленные на диаграмме "f", и сигналы занесения-сдвига, представленные на диаграмме "g", сигналы чтения из блока памяти коэффициентов сигнатур 8, представленные на диаграмме "h" и сигнал сброса на логический элемент ИЛИ 2, представленный на диаграмме "i". По окончании проверки соответствия всех признаков распознавания или при получении сигнала "стоп" на второй управляющий вход U2 блока управления 5 логический элемент ИЛИ 17 на свой выход подает сигнал сброса триггера пуска-останова 14 для перевода блока управления 5, счетчика адресов старших разрядов 3 и блока сдвиговых регистров 9 в исходное состояние.

Для иллюстрации и сравнения режимов распознавания в устройстве прототипе и предлагаемом устройстве на фиг.6-фиг.9 представлены графы переходов состояний одного из сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9 при m=2, n=3. В частности, на фиг.6 и фиг.8 представлен граф переходов состояний сдвигового регистра 11 блока сдвиговых регистров 9 в устройстве прототипе для случая, если регистр соответствует распознанному образу. На фиг.7 и фиг.9 представлен граф переходов состояний сдвигового регистра 11 блока сдвиговых регистров 9 в устройстве-прототипе для случая, если регистр не соответствует распознанному образу.

На фиг.6 и фиг.7 приняты следующие обозначения: Pс0-Pс9 - оценки вероятности (далее - просто вероятности) состояний S0-S9 сдвигового регистра, Pп1 - вероятность перехода состояния при условии отсутствия сбоя, Pп2 - вероятность перехода состояния при наличии сбоя, Pп3 - вероятность безусловного перехода.

В исходном состоянии S0 после сигнала сброса, поступающего с выхода блока управления 5, все сдвиговые регистры 11 блока сдвиговых регистров 9 обнулены. Код исходного состояния двухразрядного регистра - 00. При подаче на вход устройства первого признака сдвиговый регистр 11 блока сдвиговых регистров 9 может перейти в одно из двух состояний S1 с вероятностью Pп1 или S2 с вероятностью Pп2. Состояние S1 определяет соответствие первого признака распознаваемому образу. Состояние S2 соответствует сбою при распознавании первого признака. Состояние S3 определяет событие, когда второй признак соответствует распознанному образу, a S4 соответствует сбою. Аналогично, состояние S6 определяет событие, когда третий признак соответствует распознанному образу, a S7 - сбою. Состояние S4 определяет событие, когда при анализе второго признака происходит сбой. Состояния S6-S9 на фиг.6 соответствуют окончанию распознавания образа в устройстве прототипе. Состояния S3, S6 и S7 на фиг.8 - соответствуют окончанию процесса распознавания образа в предлагаемом устройстве.

Как видно на фиг.8, процесс распознавания в предлагаемом устройстве в одном состоянии из трех, в частности в S3, завершается за 2 такта, в состояниях S6 и S7 - за три такта. В то время как в известном устройстве-прототипе на фиг.6 все конечные состояния процесса распознавания достигаются за три такта.

На фиг.6 вероятности состояний P0-P9 рассчитываются следующим образом:

P с 1 = P с 0 × P п 1 ; P с 2 = P с 0 × P п 2 ; ( 1 )

P с 3 = P с 1 × P п 1 ; P с 4 = P с 1 × P п 2 ; ( 2 )

P с 5 = P с 2 × P п 3 ; P с 6 = P с 3 × P п 1 ; ( 3 )

P с 7 = P с 3 × P п 2 ; P с 8 = P с 4 × P п 3 ; ( 4 )

P с 9 = P с 5 × P п 3. ( 5 )

Аналогично, на фиг.8 вероятности состояний рассчитываются следующим образом:

P с 1 = P с 0 × P п 1 ; P с 2 = P с 0 × P п 2 ; ( 6 )

P с 3 = P с 1 × P п 1 ; P с 4 = P с 1 × P п 2 ; ( 7 )

P с 5 = P с 2 × P п 3 ; P с 6 = P с 4 × P п 3 ; ( 8 )

P с 7 = P с 5 × P п 3. ( 9 )

Если предположить, что Pc0=1, Рп1=0.9, Рп2=0.1, Рп3=1, то вероятность состояния Рс3 (фиг.8), когда устройство завершает распознавание за 2 такта, равна Pс3=0.81. Это свидетельствует о том, что в 81% из 100% случаев предложенное устройство завершит распознавание за 2 такта, в то время как в известном устройстве-прототипе - за 3 такта.

Если предположить, что число распознаваний равно N=1000, то в 810 случаях распознавание завершается за 2 такта, а в 190 случаях - за 3 такта. В то время как в известном устройстве-прототипе каждое распознание завершается за 3 такта, при этом общее число тактов равно 3×1000=3000. В конечном счете для рассмотренного примера, прирост производительности оценивается следующим образом:

Δ P = 3 × 1000 ( 2 × 810 + 3 × 190 ) 3 × 1000 × 100 % = 27 % . ( 10 )

Расчеты показывают, что для ситуаций при m=2 и n=3 производительность предлагаемого устройства выше на 27% по сравнению с известным устройством-прототипом.

Положительный эффект в предлагаемом техническом решении, по сравнению с известным, получен за счет использования сигнатурного подхода и введения в устройство распознавания логического элемента ИЛИ и блока памяти коэффициентов сигнатур.

Предлагаемое устройство может быть реализовано на базе доступных серийных интегральных микросхем, например сдвиговые регистры - на базе микросхем К155ИР1, блок управления и блок логических элементов И - на базе серии микросхем К 155, счетчик адреса - на микросхеме К155ИЕ7, а блок памяти - на микросхемах серии КР558РР1.

Примеры реализации блоков предлагаемого устройства представлены в научно-технической литературе. Схемы многоканального коммутатора 1, аналого-цифрового преобразователя 4 представлены, например, в справочном пособии «Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы», авторы: Якубовский СВ., Барканов Н.А. и др. (- М.: Радио и связь, 1984 г.), схемы счетчика адресов старших разрядов 3, блоков памятей 6 и 8, элементов И 10 блока логических элементов И 7 и сдвиговых регистров 11 блока сдвиговых регистров 9 - в справочнике «Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике», авторы: Данилов Р.В., Ельцова С.А. и др. (- М.: Радио и связь, 1986), схема блока управления 5 - в книге Букреева И.Н., Горячева В.И. и Мансурова Б.М. «Микроэлектронные схемы цифровых устройств» (- М.: Радио и связь, 1990. - 416 с.), а также в книге Угрюмова Е.П. «Цифровая схемотехника» (- Санкт-Петербург: изд-во «Санкт-Петербург», 2000. - 528 с.). Принцип страничной адресации описан в ряде литературных источников, например в книге Цилькера Б.Я. и Орлова С.А. «Организация ЭВМ и систем» (- М., Санкт-Петербург: «Питер», 2006. - 668 с.). Использование дополнительного блока памяти коэффициентов сигнатур 8 в предлагаемом устройстве приводит к изменениям в подключении выходов блока сдвиговых регистров 9 к адресным разрядам блока памяти коэффициентов сигнатур 8 так, как показано на фиг.1, и не изменяет типовых схемных реализаций счетчика адресов старших разрядов 3, блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков 6 и аналого-цифрового преобразователя 4, представленных в известном устройстве и вышеприведенной литературе.

Предлагаемое устройство также может быть использовано для оперативного распознавания дорожных ситуаций в системах обеспечения активной безопасности транспорта при наличии множества дорожно-транспортных признаков распознавания с произвольным характером изменения значений.

Устройство для распознавания образов, содержащее многоканальный коммутатор, информационные входы которого подключены к информационным входам признаков устройства, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен к выходу многоканального коммутатора, счетчик адресов старших разрядов, блок памяти коэффициентов ассоциативности признаков, у которого адресные входы младших разрядов подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, а адресные входы старших разрядов подключены к выходам счетчика адресов старших разрядов и к адресным входам многоканального коммутатора, блок логических элементов И, в котором первые и вторые входы логических элементов И подключены к соответствующим первым и вторым входам блока логических элементов И, выходы логических элементов И являются выходами блока логических элементов И, блок сдвиговых регистров, в котором информационные входы первых разрядов сдвиговых регистров подключены к соответствующим информационным входам блока сдвиговых регистров, сдвиговые входы сдвиговых регистров подключены к соответствующим сдвиговым входам блока сдвиговых регистров, блок управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к управляющему входу счетчика адресов старших разрядов, к управляющему входу обращения блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков, ко второму входу блока логических элементов И и к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, а первый вход блока управления подключен к управляющему входу устройства, выходы блока памяти коэффициентов ассоциативности признаков подключены к соответствующим информационным входам блока сдвиговых регистров и к соответствующим первым входам блока логических элементов И, выходы которого подключены к соответствующим сдвиговым входам блока сдвиговых регистров, отличающееся тем, что в него дополнительно включены логический элемент ИЛИ и блок памяти коэффициентов сигнатур, адресные входы которого подключены к выходам блока сдвиговых регистров, причем все выходы сдвиговых регистров подключены к выходам блока сдвиговых регистров, а сбросовые входы всех сдвиговых регистров объединены и подключены к сбросовому входу блока сдвиговых регистров, выходы блока памяти коэффициентов сигнатур подключены к выходам устройства и к входам логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму управляющему входу блока управления, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к управляющему входу обращения блока памяти коэффициентов сигнатур и к сбросовым входам блока сдвиговых регистров и счетчика адресов старших разрядов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения и обработки изображений. Технический результат заключается в обеспечении безинерционной системы управления лучом с электроскопической схемой регулирования параметров сигнала.

Изобретение относится к средствам распознавания объектов на изображении. Техническим результатом является повышение точности распознавания за счет корреляции горизонталей на изображении.

Изобретение относится к средствам маркировок для идентификации изделий. Технический результат заключается в повышении защищенности маркировки при установлении их подлинности.

Изобретение относится к средствам для осуществления доступа к обрабатывающей системе. Техническим результатом является повышение надежности доступа к обрабатывающей системе.

Изобретение относится к способам распознавания радиосигналов (PC), в частности к способам распознавания вида и параметров модуляции PC, и может быть использовано в устройствах распознавания PC со сложной частотно-временной структурой.

Изобретение относится к модульному электрическому устройству, содержащему корпус с передней стороной, на которой имеется участок идентификации, защищающую этикетку крышку, которая взаимодействует с упомянутым участком идентификации, образуя гнезда приема с открытым наружу пазом, и язычок, который установлен с возможностью перемещения в упомянутом гнезде приема через паз.

Изобретение относится к способу защиты товаров от подделки. Технический результат заключается в повышении надежности защиты товара от подделки.

Изобретение относится к способам и устройствам для автоматической регистрации анатомических точек на медицинских изображениях. Техническим результатом является повышение точности автоматической регистрации анатомических точек в трехмерных медицинских изображениях.

Изобретение относится к автоматическому планированию видов в объемных изображениях мозга. Техническим результатом является обеспечение надежности за счет повышения точности обработки изображений как высокой, так низкой разрешающей способности.

Изобретение относится к устройствам обработки изображения. Технический результат заключается в обеспечении возможности рисования линии, соответствующей действительно траектории перемещения курсора.

Изобретение относится к области обработки данных биометрических измерений. Технический результат заключается в повышении надежности идентификации личности при написании пароля. Технический результат достигается тем, что способ основан на контроле и вводе сигналов с последующей компьютерной обработкой, выделении динамических индивидуальных признаков моторных двигательных реакций и текущих психофизиологических состояний идентифицированных лиц, формировании эталонов двигательных реакций идентифицированных лиц, сравнении с информацией, полученной при первом и последующих контактах с идентифицированными лицами, для этого воспроизводят текст на графическом планшете, масштабируют функции на его выходе путем приведения их к стандартной длительности и интенсивности, формируют пространства признаков идентифицируемых лиц по особенностям их подписей, контролируют идентифицируемые лица, регистрируя физиологический параметр, отражающий их психофизиологическое состояние, разбивают диапазон значений физиологического параметра на поддиапазоны, составляют пароль, присваивают его каждому идентифицируемому лицу, при этом при сравнении признаков определяют номера поддиапазона эталона, для которого сходство сравниваемых описаний максимально, и по номеру этого поддиапазона принимают решение о психофизиологическом состоянии идентифицируемого лица, а по номеру эталона принимают решение о самом идентифицируемом лице. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области электросвязи. Технический результат - повышение установления синхронизации цифрового водяного знака электронного изображения (ЭИ) при разделении ЭИ со встроенным цифровым водяным знаком на составные части произвольного размера. Технический результат достигается тем, что у отправителя разделяют ЭИ на макроблоки, каждый макроблок разделяют на N≥2 блоков, из которых выбирают K<N блоков синхронизации, вычисляют подпоследовательности синхронизации передачи и встраивают в позволяющие встраивание блоки синхронизации, у получателя устанавливают синхронизацию цифрового водяного знака в принятом ЭИ, для чего начиная с выбранной начальной точки получателя принятое ЭИ последовательно разделяют на макроблоки и блоки, из которых выбирают блоки предполагаемой синхронизации, извлекают из них проверочные подпоследовательности и объединяют в проверочную последовательность, которую побитно сравнивают со всеми сдвигами вычисленной последовательности синхронизации приема, принятое получателем ЭИ считают ЭИ с установленной синхронизацией цифрового водяного знака, соответствующей предполагаемой последовательности синхронизации с наименьшим числом несовпадений. Заявленный способ может быть использован для повышения вероятности установления синхронизации цифрового водяного знака ЭИ, разделенного на составные части произвольного размера, а также для исключения появления визуально заметных искажений, вызванных встраиванием в блоки ЭИ с практически неизменными статистическими характеристиками подпоследовательностей синхронизации передач. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к автоматизированной регистрации в реальном времени морских млекопитающих. Техническим результатом является повышение точности регистрации в режиме реального времени морских млекопитающих. В способе на этапе предварительной обработки (FPP) изображений осуществляется коррекция изображения и невзвешенная полная сегментация (SEG) изображения на фрагменты, на этапе обнаружении (DET) используется алгоритм предельного значения на основе обнаруженного локального изменения контраста, на этапе классификации (CLA) выполняется контролируемое обучение с использованием метода опорных векторов (SVM) с гиперплоскостью (НЕ) для разделения на два класса, на этапе локализации (LOC) выполняется автоматическое вычисление расстояния до обнаруженной тепловой сигнатуры морского млекопитающего (TSMM) и его временных и пространственных изменений относительно судна (RV), на этапе верификации (VER) обеспечивается возможность мгновенной проверки решения оператором, и на этапе документировании (DOC) пользовательские данные (IRV) изображения обнаруженных тепловых сигнатур морских млекопитающих (TSMM) автоматически предоставляются в распоряжение. Для формирования данных используется система инфракрасной камеры (IRC) с регистрацией в пределах полного круга или части круга и с активной гироскопической стабилизацией относительно горизонта (HZ). 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к системе обнаружения периодических стационарных объектов. Система обнаружения периодических стационарных объектов для обнаружения периодического стационарного объекта в окрестностях движущегося объекта содержит устройство захвата изображений, модуль преобразования точки обзора, модуль извлечения характерных точек, модуль вычисления данных формы сигнала, модуль обнаружения информации пиков, модуль обнаружения вариантов периодических стационарных объектов и модуль оценки периодических стационарных объектов. Способ обнаружения периодических стационарных объектов для обнаружения периодических стационарных объектов в окрестности движущегося объекта содержит этап захвата изображений, этап преобразования точки обзора, этап извлечения характерных точек, этап вычисления данных формы сигнала, этап обнаружения информации пиков, этап обнаружения вариантов периодических стационарных объектов и этап оценки периодических стационарных объектов. Достигается высокоточное обнаружение периодических стационарных объектов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к области микроскопического исследования ткани и клеток. Техническим результатом является повышение точности извлечение материала из объекта в области биологии, гистологии или патологии. Способ содержит этапы, на которых: обеспечивают объект, содержащий биологический материал и включающий в себя множество смежных слоев и представляющую интерес особенность, простирающуюся через упомянутое множество смежных слоев; обеспечивают изображение среза первого из упомянутого множества смежных слоев, отрезанного от объекта; генерируют изображение среза второго из упомянутого множества смежных слоев, отрезанного от объекта, задержку между отрезанием срезов первого и второго смежных слоев упомянутого множества смежных слоев выбирают из любого из часов, дней, недель, месяцев, годов; определяют представляющую интерес область на изображении среза второго слоя на основании представляющей интерес области на изображении среза первого слоя, определяют представляющую интерес область в срезе второго слоя на основании представляющей интерес области на изображении среза второго слоя и извлекают материал из представляющей интерес области в срезе второго слоя. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам получения изображений движения, например, с помощью позитронно-эмиссионной томографии. Способ обнаружения движения во время получения изображений с помощью медицинской системы содержит этапы, на которых получают изображение субъекта, чтобы сформировать данные получения изображений, включающие в себя времяпролетные данные, контролируют времяпролетные данные во время получения изображений, анализируют времяпролетные данные для обнаружения движения. Способ оценки дыхательного движения в данных получения изображений содержит этапы, на которых дополнительно получают электрокардиограмму субъекта во время получения изображений и используют ее для стробирования данных изображений, чтобы сформировать кардиосинхронизированные данные, после чего делят кардиосинхронизированные данные на подинтервалы времени, чтобы получить синхронизированные по дыханию изображения сердца, определяют центр активности в синхронизированных по дыханию изображениях сердца и сравнивают центры активности в разных синхронизированных по дыханию изображениях сердца, чтобы сформировать векторы дыхательного движения. Во втором варианте способа оценки используют электрокардиограмму для разделения данных получения изображений на сердечные циклы, определяют центр активности в сердечных циклах и сравнивают центры активности в разных сердечных циклах, чтобы сформировать векторы дыхательного движения. Использование изобретения позволяет снизить вероятность ошибок при синхронизации исследования с дыхательными движениями. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области обработки изображения для анализа объекта. Технический результат - повышение точности и стабильности анализа объекта. Система для анализа объекта содержит фоновый узел, расположенный позади объекта для обеспечения фона для объекта, причем цвет фонового узла может быть выбран из любого набора цветов; контроллер, выполненный с возможностью автоматического определения распределения цвета объекта; определения цвета из набора цветов для фона на основании определенного распределения цвета объекта, при этом указанный цвет отличается от цвета объекта; и установления цвета фона в указанном цвете; камеру, выполненную с возможностью получения изображения, включающего объект и фон, установленный в указанном цвете; и узел обработки, выполненный с возможностью определения по меньшей мере одного признака, относящегося к объекту, в соответствие с изображением, полученным камерой. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к соотнесению полученных изображений с объектами. Техническим результатом является повышение точности диагностирования пациента. Система содержит: селектор изображения для выбора сохраненного изображения из базы данных, содержащей множество сохраненных изображений, причем база данных содержит соотношение между сохраненным изображением и интересующим объектом, показанным на сохраненном изображении; сканер изображения для получения нового изображения, содержащего представление по меньшей мере части интересующего объекта, во время сеанса формирования изображения пациента; пользовательский интерфейс для предоставления возможности пользователю во время сеанса формирования изображения пациента указывать, что новое изображение должно быть соотнесено с интересующим объектом, причем пользовательский интерфейс предусмотрен по меньшей мере частично на сканере изображения; и подсистему соотнесения для создания соотношения между новым изображением и интересующим объектом в базе данных. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области визуализации изображений, в частности к способу и системе для выполнения реконструкции изучаемой области (ROI) с максимальным правдоподобием, даже если исходные данные проецирования усечены. Техническим результатом является уменьшение визуальных искажений реконструированных изображений. В способе реконструкции изображения для формирования изображения изучаемой области собирают данные изображения, связанные с объектом визуализации в туннеле системы визуализации для формирования измеренных данных полной синограммы. Используют измеренные данные для выполнения реконструкции изображения туннеля и формирования реконструированного изображения туннеля. Определяют область итерации в реконструированном изображении. Удаляют область итерации из реконструированного изображения для формирования промежуточного изображения. Выполняют прямое проецирование промежуточного изображения для формирования данных смоделированной частичной синограммы. Вычитают данные смоделированной частичной синограммы из измеренных данных полной синограммы для формирования области итерации данных синограммы. Реконструируют данные области итерации синограммы для формирования изображения изучаемой области. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к обработке медицинских изображений. Техническим результатом является сокращение времени реконструкции изображения МРТ из недосемплированных данных. Способ включает в себя: получение недосемплированного спектра в k-пространстве, инициализацию несемплированных позиций в k-пространстве начальным приближением, многополосное разложение первоначально реконструированного спектра на ряд отдельных спектров, выполнение реконструкции с использованием словаря изображений, соответствующих разложенным полосам, и объединение реконструированных изображений для получения результирующего целевого изображения, причем инициализацию реализуют посредством регуляризации l1-нормы, и реконструкцию с использованием словаря вычисляют посредством чередования разреженной аппроксимации и восстановления измеренных частот. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх