Способ распознавания изображений

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву и 746610

3 (22) Заявлено 22. 08. 79 (21) 2814205/18-24 (51) М. КЛ. с присоединением заявки №G 06 К 9/00

Гввуддрвтввииый комитет

СССР (23) П риорнтет по делам изабретеиий я открытий

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень ¹22 (53).УД К 621 ° 391.

19(088.8) Дата опубликования описания 17. 06,82

3 с

rE (72) Авторы изобретения

В. В. Грицык, Г. Т. Черчык и А.,.10 Луцык т

1 — 1 .; "1;, Физико-механический институт АН Украинской ССР (7!) Заявитель (54) СПОСОб РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для распознавания изображений объектов.

По основному авт. св.1т 746610, известен способ, основанный на преобразовании изображения в пе риодический функ циональный сигнал, сопоставлении функционального сигнала с эталонными сигналами и принятии решения по резуль10 татам сопоставления. При этом периодический функциональный с. гнал формируют путем преобразования проекции иэображения на первую координатную ось, рас1толоженную в плоскости изобра15 женил, при равномерном изменении угла поворота изображения второй координатной оси, перпендикулярной плоскости иэображения. Далее фиксируют последовательность локальных экстремальных. уровней функционального сйгнала, вы- . деляют из них сигнал глобальногоэкстремаль ного уровня, по которому нормализуют последовательность указанных локальных уровней функционального сигнала, а сопоставление с эталонными сигналами производят .путем сравнения нормализованной последовательности экстремальных уровней функционального сигнала с эталонными последовательностями сигналов в интервале, равном периоду повторения функционального сигнала. Кроме .этого, одновременно проводят дополнительные операции, заклочающиеся в том, что суммируют. текущие уровни функционального сигнала в интервале, кратном периоду его повторения, и сравнивают полученный суммарный сигнал с соответствующими эталонными (1).

Недостатком известного способа является значительное время распознавания изображений, обусловленное тем, что при распознавании формируют один функциональный сигнал, в интервале углов поворота от О до П.

Цель изобретения - повышение быстродействия за счет сокращения времени формирования функционального сигнала . указанная цель достигается тем, что формируют дополнительный функциональный сигнал путем преобразования и роек ции изображения на т рет ью координатную ось,расположенную в плоскости изображения и перпендикулярную первой оси,фиксируют дополнительную последовательность локальных экстремальных о уровней дополнительного функционального сигнала, нормализуют их по выделенному глобальному экстремальному уровчю функционального сиГнала и по нормализованной последовательности экстремальных уровней дополнительного сигнала судят о распознаваемом иэображении, На фиг. 1 показано изображение чеzo тырехугольника АВСД 1проекции четырехугольника на координатные оси преобразуются в периодический функциональный сигнал Е(сИ) и дополнительный периодический функциональный сигнал

Г (с14 ); на фиг. 2 и 3 — зависимости периодических функциональных сигналов

f(44) и f (nil) от угла поворота иэображения вокруг координатной оси, перпендикулярной пг:.скости изображения.

ЗО

Приняты следующие обозначения

Т1,(, Т,g — Т3 локальные экстремальВ ные уровни функционального сигнала

Г4 ф; а Т1 „, Ti. — l < - локальные экстремальные уровни дополнитель1 ного функционального сигнала f (ЫЪ .

Операции в предлагаемом способе осуществляются следующим образом. формирование дополнительного периодического функционального сигнала производится аналогично формированию известного периодического функционального сигнала, т. е. путем преобразования проекции Ti (V изображения (фиг.1) на третью координатную ось расположенную в плоскости иЗображения, при равномерном изменении угла поворота изображения вокруг второй координатной оси, перпендикулярной плоскости изображения (не показана) .

Четырехугольник АВСД (фиг. 11 имеет стороны АД и СД, диагонали АС и ВД, нормали АК, ИД, СН и РД, являющиеся при преобразовании изображения в пе-. риодический функциональный сигнал ло- H

4 каль ными э к ст ре мал ь ными пе риодичес ки повторяющимися уровнями Функциональных сигналов.

5 4

Для каждого поворота иэображениФчетырехугольника АВСД (фиг. 2 и 3) на угол g j6 (j — целое число;

dg - заданное минимальное значение угла поворота иэображения относитель-. но начального положения с = О) уровни .!

ТЫ М и Т с 1 периодических функциональных сигналов 1 длина значения) проекции иэображения на координатные оси

Х и f изменяются от максимального (минимального) экстремального значе; .М ний Т1с и Тiy для угла поворота

d = 0 (ex = 90 ) до минимального (максимального) экстремальных значе-. ..х ний 1 ig и Т4(для угла поворота о, = 11 1 4,= 100О) и т.д.

Минимальные и максимальные уровни

TLg4, 1 i 4 1 периодических функциональных сигналов (известногО и дополнительного), минимальные и максимальные значения длин проекций изображения, повернутого на углы с =с 1 ис(= с(4+

+ ф, г д; Ы М6 (О, ri ); о(y E j ; т; ;

Д (1;ДЕ );3С, определяют количеСтво экстремальных проекций Tide и Т с(.М именуемые локальными экстремальными уровнями функционального сигнала.

Локальные экстремальные уровни функциональных сигналов f(<4) и

f (d4) (известного и дополнительного) фиг. 2 и 3) сдвинуты оФносительно друг друга на постоянный угол ф, а величины соответствующих локальных экстремальных уровней сигналов одинаковые.

Из этого следует, что описание изображения четырехугольника с помощью известного и дополнительного периодических функциональных сигналов получается эа меньший интервал времени.

Сравнивая значения функциональных сигналов иэображений геометрически подобных фигур, можно установить, что они отличаются только величиной соответствующих локальных экстремальных уровней сигнала, размещены уровни на одном и том же определенном и одинаковом расстоянии друг от друга.

Изображения, принадлежащие к одному классу К изображений и отличающиеся друг от друга только коэффициентом подобия, описываются периодическими функциональными сигналами, локальные экстремальные уровни Ti a(0

° I и ТМ4 которых размещены на одинаковом и определенном угловом расстоянии друг от друга, чо различны по ве935985 личине уровня для каждого периодического сигнала на величину коэффициента подобия.

Для функциональных сигналов других изображений последовательность экстре мальных локальных уровней также не зависит от аффинных преобразований изображений, но учитывает я изменение формы.

Следовательно, если выделить из (известной ) последовательности ло- 16 кальных уровней функционального сигнала Е(dC) глобальный экстремальный; уровень и по нему нормализовать дополнительную последовательност ь указанных локальных уровней, то очевидно, что 1З изображения, принадлежащие к одному и тому же классу изображений, т.е, . отличающиеся друг от друга только значением коэффициента подобия, после нормализации их последовательнос- 20 тей локальных экстремальных уровней по соответствующим глобальным экстремальным уровням каждого функционального сигнала изображения из одного, класса, будут иметь одинаковые по 2$ значению нормализованные последовательности соответствующих локальных экстремальных уровней.

Следовательно, последовательности локальных экстремальных уровней функ- Эо циональных сигналов всех изображений из одного класса, которые отличаются между собой только значением коэффициента подобия, можне заменить двумя нормализованными последовательностями локальных экстремальных уровней дпя всех изображений из этого класса, полученными за меньшее время, чем в известном способе.

Таким образом, последующие операции в предлагаемом способе заключаются в том, что фиксируют известную и дополнительную последовательности ло-. кальных экстремальных уровней функциональных сигналов (известного 45 и дополнительного), выделяют из локальных уровней известного функционального сигнала сигнал глобального .экстремального уровня, по которому нормализуют соответственно я каждую последовательность указанных локальных уровней функциональных сигналов, а сопоставление с талонными сигналами производят методом сравнения нормализованных последовательностей экстремальных уровней известного и дополнительного функциональных сигналов с эталонными последовательностями сигналов.

Имея группу из 8 эталонных значений нормализованных последовательностей экстремальных локальных уровней функциональных сигналов изображений из разных классов изображений К, К

К, где 8 - число классов, и сравнивая их с полученным значением нормализованных последовательностей экстремальных локальных уровней известного и дополнительного Функционального сигналов распознаваемого изображения, можно однозначно идентифицировать (распознать) форму изображения независимо от аффинных преобразований изображения.

Технико-экономический эффект от использования предлогаемого способа распознавания изображений заключается в уменьшении времени распознавания изображений. формула изобретения

Способ распознавания изображении по авт. св. и 746610, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью ускорения распознавания изображений, формируют дополнительный функциональный сигнал путем преобразования проекции изображения на третью координат-, ную ось,. расположенную в плоскости изображения и перпендикулярную первой

Ь координатнои оси, фиксируют последовательность локальных экстрамальных уровней дополнительного функционального. сигнала, нормализуют их по выделенному глобальному экстремальному уровню функционального сигнала и по норма» лизова н ной последова тель нос ти экстремальных уровней дополнительного функционального сигнала судят о распозна". ваемом изображении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 746610, кл. G 06 К 11/00, 1977 (прототип).

935985

МЮ4 ye/)

Й7(<с Руе6 ,с Т

Ю 1Ж Щб Юд бб 180 Nl исжм м пп в к

Асе Э

Составитель Т. Ничипорович

Редактор Т. Парфенова Texgeg А. Бабинец Корректор Н. Швыдкая

Заказ 4215/54 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0)5 Москва Ж-) Раушская наб. g. 4Д филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4