Устройство формирования признаков для систем распознавания образов

 

20. - (21) ) 947690 18 — 24

Гоеудврствеян= ; ..о... .. -.ет

СССР оо делам изобре-.енк.в откн -,т„;Д (23) Приоритет

Ог 5:-::.-.:".,"" =;.-;с 250 З.80 Бюллетень ¹ 11 (53) УДХ 821. З91.. 19 (088;8) ..=-. :=. -..—.. ;";:-!--.--= t".-:. о-.писания 28.03.80 (72) Автор и э о б р е т =:.- ; .-: (71) Заявитель (54, У ОТРОЙОТВО -OP"lI. ÐÎÇÀ×ÈЯ ЦРИЗНАКОВ

ДЛЯ СИОТА .." P>. ÏÎÇÊÀÂÀÍÈß ОБРАЗОВ

Изобретен -.†."= относится к устройствам для : а= †ознаэан обо з он и может быть использовано в сис-емах, обеспечивающих распознг.ванне печатных и рукописных текстов, о-:.— дельных объектов или уча.сткон местности и других изображ ний., Известны устройства для ра.спазн=,— вания обра.зон, содержащие источник когерентного света, коллиматор,. транспарант с распознаваемым изображением, галогра мы, оптические маски, набор линз обратного преобразования

Фурье, набор фотодетекторов r o числу масок, оптически связанные с источником когерентного света светоделительный узел, зеркало и линзу опорного луча., блок отклонения светового луча, подвижную диафрагму, оптически связанную с линзой спорного луча, и блок управления и синхронизации., один выход которо-о связан с блоком отклонения светового луча, другой — с подвижной диафрагмой (1) .

Известное устройство обладает недостаточной надежностью распознанания вследствие зависимости от величины фона и пространстненных помех (аддитинных и мультипликативных).

Нг.иболее близким к предлагаемому является устройство формиронания признаков для систем автоматического распознавания образов, содержащее объектив с диафрагмой, механически связанной с приводом, разделитель лучистого потока, оптически свяэачный с выходом объектива, входом блока выделения фрагментов изображения и входом блока приемников излучения, выходы которого подклю=-ены,о входам блока усилителей, оследонательно соединенные преобразователь сигналов начальных моментов в сигналы центральных моментов и преобразователь сигналов центральных моментов н сигналы инвариантных приэнакон (2) .

Недостатком известного устройства является низкая помехозащищенность, обуслонлечная зависимостью от величины фона и пространственных помех. цель изобретения — повьыение поиехозащищенности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит сумматор и оптически связанные блок рассеивателей ;лучистого потока с механиэнастройки H дополнительный блок приемников излучения, одни из входоь которого оптически связаны с выходом блока выделения фрагментов . изображения, а выходы подключены к дополнительным входам блока усилителей, выходы которого соединены через сумматор со входами преобразователя начальных моментов в сигналы центральных моментов.

На чертеже схематически изображечо предлагаемое устройство.

Блок-cõåìà устройства содержит объектив 1; разделитель 2 лучистого потока, блок 3 приемников излучения, включающий функциональные маски, конденсоры и чувствительные элементы; блок 4 усилителей с регулируемыми ксэффициентами усиления каналов и инвертированием сигналов в половине каналов; сумматор 5, предназначенный для попарного суммирования сигналов; преобразователь 6 сигналов начальных моментов изображения в сигналы центральных моментов; преобразователь 7 сигналов центральных моментов иэображения в сигналы инвариантных признаков; блок В рассеивателей лучистого потока; механизм 9 настройки; блок 10 выделения фрагментов изображения; дополнительный блок 11 приемников излучения, включающий функциональные маски„ конденсоры H матрицы чувствительных элементов с общим выходом, суммирующим по задаваемому блоку 10 м"--ожество элементов каждая; привод 12 диафрагмы 13 сбъектива 1; управляемую диафрагму 13 объектива 1 устройство работает следующим образом.

С>бъектив 1 при помощи разделителя 2 лучистого потока на 2 (N + 1) идентичных потока строит изображение объекта, располо>кенного в пределах угла зрения объектива, в > 4 основных и И дополнительных плоскостях анализа, в которых расположены 2 (— 1) функциональных масок блока

3 приемников излучения. Между выходом дополнительных каналов разделителя.

2 лучистого потока и соответствующими функциональными масками блока

3 приемников излучения размещен блок

8 рассеивателей лучистых потоков с изм няемыми при помощи механизма 9 настройки характеристиками рассеивания),и расстояниями от функциональных масок приемников излучения вдоль оптической оси.

Размещенный на выходе оптической системы многоканальный блок 3 приемников излучения формирует 2 К сигналов, пропорциональных начальным момоментам, по прямоугольной области, которая вписывается в поле изображения объектива 1 функции распределения об>лученности изображения.

5О

55 бО

Сигналы на выходе М основных каналов блока 3, пропорциональные моментам резкого изображения, усиливаются в блоке 4 усилителей и попарно суммируются в сумматоре 5 с аналогичными сигналами на выходе N дополнительных каналов блока 3, пропорциональными моментам рассеянного иэображения и усиленными с изменением знака на обратный (инвертированием) в блоке

4 усилителей. N разностных сигналов на выходе сумматора 5 через параллельный преобразователь 6 сигналов начальных моментов иэображения в (N — 2) сигнала центральных моментов поступают на параллельный преобразователь 7 (И вЂ” 2) сигналов центральных моментов изображения в (Й вЂ” 0 ) сигналов инвариантных признаков, величины которых не, изменяются при преобразовании распознаваемого изображения в пределах параметрической группы .геометрических преобразований на плоскости (= 4,6,8 для подобных аффиных, проективных преобразований соответственно) .

Допустимые значения числа И (число каналов блоков 2,3,4,5,6,8,10,11) равны n/2 (и + 1), гдето 2,3,4,5, Оо, Блок 3 приемников и злучени я содержит расположенные в плоскости анализа объектива 1 функциональные маски, расположенные за плоскостью анализа чувствительные элементы и конденсоры, расположенные между масками и чувствительными элементами таким образом, что они проектируют входное отверстие объектива 1 на чувствительные элементы.

Для обеспечения последовательного во времени формирования инвариантных признаков проекций отдельных объектов или их фрагментов в случае наличия на входе устройства сложного изображения (совокупность объектов, знаков и т. и.) к дополнительному 2(ч + 1)-му выходу разделителя 2 лучистого потока присоединен блок 10, имеющий L. > N управляющих выходов для последовательного по времени задания текущего подмножества 0 иэ 1. чувствительных элементов каждого иэ М основных и () дополнительных каналов дополнительного блока 11 приемников излучения, которые идентичны для всех каналов и соответствуют проекции отдельного объекта или его фрагмента в плоскости анализа объектива 1. Дополнительный блок .11, идентичный (за исключением чувствительных элементов) функциональному блоку 3 приемников излучения, содержит в каждом из 2 М каналов матрицу из L чувствительных элементов с общим выходом, суммирующим по задаваемому блоком 10 текущему подмножеству 1 чувствительных

123610 элементов матрицы. В предлагаемом

-устройстве используется либо блок 3 либо блоки 10 и 11 (путем замены или переключения указанных выше групп блоков) в зависимости от характера подлежащих распознаванию изображений. Для ограничения динамического диапазона сигналов в блоках 3-7, 10,, ll и, соответственно, уменьшения уровня собственных шумов (включая шумы нелинейности блоков при больших динамических диапазонах) апер1О турная диафрагма 12 объектива 1 соединена через управляемый привод 12 с выходом блока 4 усилителей, соответствующим каналу сигнала, пропорционального средней облученности по площади чувствительных элементов и снимаемого с чувствительных элементов блоков 3 или 11 приемников излучения, перед которыми отсутствует функциональная маска. Настройка устрой- 2О ства с целью повышения информативности формируемых признаков в условиях изменения характеристик фонов, шумов, регулярных помех и подлежащих распознаванию объектов, т. е. регулировка д

его пространственно-частотной передаточной функции, производится блоками 8, 9 и 4. При этом изменение степени нерезкости изображения распознаваемого объекта в плоскостях анализа дополнительных каналов производится путем изменения расстояний между плоскостями анализа и рассеизателями излучения 8, или путем изменения рассеивающих свойств рассеивателей 8 беэ их перемещения, или сочетанием обоих способов. Изменение весов попарного суммирования момента резкого изображения и инвертированного момента рассеянного изображения осуществляется Щ регулированием коэффициентов усиления соответствующих друг другу основных и дополнительных каналов блока

4 усилителей.

В качестве рассеивателей 8 лучистых потоков и механизма 9 для их настройки используют пары линейчатых рассеивающих оптических растров, размещенных с помощью соосных переходных оправ в универсальных оправах параллельно плоскостям анализа объектива 1. Переходные оправы для размещения с помощью обойм и тубусов пар рассеиваюших растров., имеют управляюШие башмаки с пазами для настроечных рукояток поступательного перемещения переходных оправ в универсальной оправе рассеивателя и противоповоротные штифты, а тубусы снабжены настроечными рукоятками или кольцами с ребристой канавкой и размещены в переходных оправах с помощью червячного хода.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает повышенной помехозащищенностью и позволяет повысить информативность формируемых признаков изображения.

Формула изобретения

Устройство формирования признаков для систем распознавания образов, содержащее Объектив диафрагмой, механически связанной с приводом, разделитель лучистого потока, оптически связанный с выходом объектива, входом блока выделения фрагментов изображения и входом блока приемников излучения, выходы которого подключены ко входам блока усилителей, последовательно соединенные преобразователь сигналов начальных моментов в сигналы центральных моментов и преобразователь сигналов центральных моментов в сигналы инвариантных признаков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства, оно содержит сумматор и оптически связанные блок рассеивателей лучистого потока с механизмом настройки и дополнительный блок приемников излучения, одни из входов которого оптически связаны с выходом блока выделения фрагментов изображения, а выходы подключены к дополнительным входам блока усилителей, выходы которого соединены через сумматор со входами преобразователя начальных моментов в сигналы центральных моментов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 388279, кл. G 06 К 9/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 249092, кл. G 06 К 11/00, 1967 (прототип). 123610

Составитель В. Киселев

Техред M Кузьма

Редактор А. Кравченко

Корректор Я. Веселовская

Заказ 930/16

Ц ИИПИ Государственного комитета СССР

НИИ по делам изобретений и открытий

11 0

3 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент

Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4