Устройство для распознавания образов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

530571 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио11.03.75 (21) 2111891/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано15. 11.78.Бюллетень N 42 (45) Дата опубликования описания 25.11.78 (51) М. Кл., 06 К 9/00

Государственный номнтет

Совета )йнннстроа СССР ао делам нэабретеннй н вткрытнй (53) УДК 621.391. ,19 (088.8) Э. И. Крупицкий, А, И. Кунцин, B. С. Эмцин, А. С. Блок и О. N. Зюзин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. А. Бонч-Бруевича (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСГ!ОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

15

Изобретение относится к области информационной техники и может быть использовано при построении автоматического распознавания двумерных образов.

Одно из известных устройств цля распознавания образов представляет собой аналоговое оптико-электронное устройство распознавания образов с линейным правилом решения. Это устройство имеет ограниченную цостоверность распознавания образов (11.

Другое известное устройство для распознавания образов выполнено в виде многоканальног о оптическ oro к орреля тора с электронной схемой классификации (2) .

Однако такое устройство не обеспечивает высокого быстродействия.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для распознавания образов, соцержащее на оцной оптической ., оси источник излучения, модулятор и мультипликатор (3).

В этом устройстве формирование параметров первичного описания тп - (первичных признаков) распознаваемого иэображения осуществляется при помощи матрицы фотоэлементов с электронным коммутатором, а последующая обработка первичных признаков и принятие решения провоцятся на ЭВМ. Оцнако применение матрицы фотоэлементов ограничивает количество параллельных каналов обработки, а следовательно, и параметров первичного описания тп распознаваемого иэображения, а использование ЭВМ значительно увеличивает габариты, вес и стоимость системы и понижает быстродействие.

Цель изобретения — повышение достоверности и быстродействия распознавания эа счет наличия большого числа каналов обработки (до 10 ), увеличения скорости. обработки и получения возможности использования не только линейного алгоритма обработки как наиболее простого, но и более сложных алгоритмов.

Это достигается тем, что, устройство содержит маскированную телевизионйую трубку с генератором развертки и видео530571 усилителем, подключенную к выходу мультипликатора, три ключа, соединенные с ви цеоусилителем, интеграторы, послецовательно соединенные блок вычитания, блок порогового уровня, решающий блок и блок % обучения, формирователь порогового уровня, связанный с блоком обучения, с блоком порогового уровня и одним из ключей, блок стробирования, подключенный к блоку порогового уровня, и блок управле- 16 ния. Блок управления соединен с генератором развертки, вторым и третьим ключами, интеграторами, блоком стробирования, блоком обучения и формирователем порогового уровня, а интеграторы — с входами блока вычитания, выхоцами блока обучения, вторым и третьим ключами, Можно использовать вицикон с электронной схемой обучения, управления и принятия решений, 26

B качестве маскированной телевизионной трубки может служить обычная телевизионная трубка, у которой на зацнюю стенку планшайбы либо на переднюю лов ерхн ос ть (в случ ае стекловолоконной планшайбы) фотолитографическим методом нанесена матрица масок с записью бинарных опорных функций V„(x,Ó). После обработки они будут представлять собой непрозрачный слой металла (например, алю- миния) с окнами в тех местах, гце функции V-(x,ó) равны единице, Таким способом легко нанести несколько тысяч масок па площадь поряцка единиц квадратных сантиметров на .планшайбе видикона, Использование такой телевизионной трубки позволяет совместить в одном устройстве функции перемножителя двумерных функций, интегратора и преобразователя параметров М в электрические сигналы.

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже, где 1 - источник излучения; 2-модулятор; 3-мультипликатор;

4-маскированная передающая телевизионная трубка; 5 — видеоусилитель; 6 — генерaтор развертки; 7, 8, 9 —; 10, 11интеграторы с регулируемой весовой функцией; 12 — блок управления, . 13- блок вычитания; 14 — блок обучения", 15 — блок стробирования; 16 — блок порогового уровня; 17 — формирователь порогового уровня; 18 — решающий блок.

Свет от источника l,èçëó÷åíèÿ, преобразованный в модуляторе 2, поступает на мультипликатор 3 изображений. Мультиплицированные изображения с выхода мультипликатора фокусируются в плоскости перецней либо задней стенки планшайбы маскированной телевизионной трубки 4 в зависимости от того, где размещена матрица масок с записью бинарных опорных функций Ч (Х,9), таким образом, чтобы каждое мультиплицированное изображение попадало на одну из масок матрицы. Световой поток, прошецший через отдельную маску, пропорционален величине 11 ° . В соответствующий электрический ток он преобразуется путем считывания потенциала участка мишени, соответствующего цанной маске электронным лучом, управляемым генератором 6 развертки, запускаемым от блока 12 управления. Сечение луча {апертура) должно быть согласовано с формой и размерами отдельной маски.

Считанные в видиконе значения Р1. по1 даются через видеоусилитель 5 одновременно на входы ключей 7, 8, 9, управляемь 1 блоком 12. В моменты времени, когда считываются коэффициенты т;, соответствующие положительным весам, ключ 7 отперт, а ключ 8 заперт и наоборот. В интеграторах 10 и 11 происходит накопление импульсов тока, амплитуда которых пропорциональна п с весами о.

1 соответственно. После окончания . операции в блоке 13 вычитания получается напряжение, пропорциональное величине и .+ к

Z= KQ п1, -2"., g rn к1 КНН где rn проиумерованы таким образом, что номерам 1 = 1, 2..., П, соответствуют @ ) 00, а 1 = 0+1, и +2,.-. И, Я„-(0.

Это напряжение сравнивается с пороговым значением в блоке 16. После цикла обработки интеграторы 10 и 11 освобождаются от энергии. Нормировка по отношению яркости обрабатываемого изображения осуществляется путем использования "пустой маски", в виде прозрачного окна. При считывании получается коэффи2 циент й1 =JH (х,s)dxdw, который через ключ 9 подается на формирователь 17 и изменяет пороговое напряжение. Величины Z с Е„„„сравниваются в определенный момент времени в конце .цикла обработки, Этот момент задается блоком 15 стробирования. В случае превышения порога решающий блок 18 выцает сигнал о принадлежности обрабатываемого изображения к первому классу, а в случае непревышения — ко второму.

Обучение состоит в регулировании весов в интеграторах 10 и 11, запоминании.их знаков в блоке 12 управления и

530571

Составитель А. Карлов

Редактор Т, Колодцева Техред H. Андрейчук Корректор С. Гарасиняк

Заказ. 6594 /52 Тираж 784 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по цепам изобретений и открытий

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

Филиал ППЛ Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4 регулировании порога. Процесс обучения реализуется с помощью блока 14. Для обучения могут быть использованы известные рекуррентные процедуры. Однако процесс обучения может проходить и отдель- % но íà ILBM, a затем в данном устройстве вручную можно сделать соответствующие регулировки. В этом случае система оказ ывае тся ос о бенн о пр ост ой.

Использование маскированного видико- IO на выгодно отличает предлагаемое устройство от известных и дает возможность увеличить на несколько порядков количество каналов и скорость обработки, что значительно повышает надежность распознава-O ния, Применение функциональных электронных узлов обучения, управления и принятия решения позволяет отказаться от ЭВМ и превратить датчик первичных признаков в устройство распознавания, которое может осуществлять работу с использованием как простейшего линейного алгоритма, так и более сложных алгоритмов, а также повысить быстроцействие, снизить габариты, вес, стоимость всего устройства распознавания.

Ф ормула из обретения

Устройство для распознавания образов, O содержащее на оцной оптической оси источник излучения, модулятор и мультипликатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и быстроцействия распознавания, оно содержит маскированную телевизионную трубку с генератором развертки и видеоусилителем, соединенную с выходом мультипликатора, три ключа, соециненные с видеоусилителем, интеграторы, послецовательно соединенные блок вычитания, блок порогового уровня, решающий блок и блок обучения, формирователь порогового уровня, связанный с блоком обучения, с блоком порогового уровня и одним из ключей, блок стробирования, связанный с блоком порогового уровня, и блок управления, соециненный с генератором развертки, с вторым и третьим ключами, интеграторами, блоком стробирования, блоком обучения и формирователем порогового уровня; интеграторы соецинены с вхоцами блока вычитания, выходами блока обучения, вторым и третьим ключами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Л 417816, кл. Cj 06 к 9/00,06.11.73.

2. Патент СШЛ М. 3.622.988. кл. 340-146 3 р, 23.11.71.

3. Авторское свидетельство СССР

%307411, кл. Cj 06 к S/00, 02.04.71.