Устройство для распознавания изображений объектов Советский патент 1984 года по МПК G06K9/62 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для распознавани изображений, и может быть использовано для обнаружения различного рода аномальных областей на статически однородных изображениях (например, в рентгеновской дефектоскопии, где по рентгеновскому снимку объекта необходимо вьщелить области внутренних аномалий, в медицинской диагностике для автоматического обнаружения различного рода тканевых аномалий по их микроскопическим изображениям и т.п. Известно устройство для распознавания изображений объектов, содержащее блок сканиррвания, соединенный через коммутатор, подключенный к блоку управления с логическим блоком блок принятия решения, подключенный к блоку управления, логическому блоку и к вычислительному блоку Cl i Недостаток этого устройства заклю чается в его конструктивной сложности. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее блок сканирования, соединенный яерез усилитель с вычислительным блоком, первый распределитель импульсов, соединенный с первьв4 генератором импульсов и с блоками памяти группы, второ распределитель импульсов, подключенн к вычислительному блоку, к первому блоку памяти, к второму генератору импульсов, к второму блоку памяти и к блоку индикации, соединенному с первым пороговым блоком, другой вход которого подключен к первому блоку вычитания и последовательно соединен ные второй блок вычитания, вход которого подключен к второму блоку памяти, умножитель, интегратор и второ пороговый блок, выход которого подключен к первому генератору импульсов С2 . Недостаток известного устройства заключается в недостаточно высокой надежности распознавания. Цель изобретения - повышение надежности распознавания изображений об1 ектов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый распределитель импульсов,вход которого соединен с первым генератором импульсов, а выходы подключены к блокам памяти группы, первый блок памяти, входы которого соединены с вторым распределителем импульсов, подключенным к второму генератору импульсов, к второму и к третьему блокам памяти, к блоку сканирования и к блоку индикации, с вычислнтс.мьньм блоком, подключенным к усилителю, вход которого соединен с блоком сканирования, а выход подключен к третье му блоку памяти, соединенному с первым распределителем импульсов, первьщ пороговый блок, подключенный к блоку индикации и к первому вычитающему блоку, и последовательно соединенныс второй вычитающий блок, один вход которого подключен к выходу второго блока памяти, умножиггель, интегратор и второй пороговый блок, выход которого соединен с первым генератором импульсов, введены первый ключ, вход которого соединены с первым блоком памяти и с вторым распределителем импульсов, а выходы подключены к второму вычитающему блоку и блоку памяти, группа умножителей, входы которых соединены с третьим блоком памяти, второй ключ, выходы которого подключены к блокам памяти группы, а выход соединен с одним умножителем группы, группа селекторов, выходы которых подключены к первому вычитающему блоку, и группа интеграторов, соединенных с соответствующими умножителями и с селекторами группы. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство включает блок 1 сканирования, усилитель 2, вычислительный блок 3, выполненный в виде анализатора плотности распределения вероятностей, первый ключ 4, первый распределитель 5 импульсов, первый генератор 6 импульсов, второй распределитель 7 импульсов, второй генератор 8 импульсов, первьй блок 9 памяти, первый вычитаюцрй блок 10, умножитель 11, интегратор 12, первый пороговый блок 13, группу 14-16 блоков памяти, второй ключ 17, второй блок 18 памяти, группу умножителей 19 и 20, группу интеграторов 21 и 22, группу 23 и 24 селекторов максимума, второй вычитающий блок 25, второй пороговый блок 26, третий блок 27 памяти и блок 28 индикации. Устройство работает следующим образом. Для распознавания наличия аномальных областей на статически однородном изображении сначала производится обучение устройства, заключающееся по существу в построении плотности распределения вероятностей значений яркостей анализируемого изобра:кения. Для этого блок 1 сканирования производит сканирование всего изображения формируя развертку видеосигнала, мгновенные значения которого пропорциональны значениям яркостей соответствующих точек изображения. Указанный сигнал усиливается в усилител 2 и выдается затем на вход анализатора 3 плотности распределения вероятностей. Последний формирует на своем выходе функцию распределения вероятностей значений яркостей всего изображения, которая фиксируется в первом блоке 9 памяти. Далее первый ключ 4 переводится в состояние 1 и информация переписывается из перво го 9 во второй 18 блок памяти. На этом первый этап распознавания (этап обучения устройства распознавания) закончен. Второй этап распознавания - обнаружение аномальных областей на изображении. Блок 1 последовательно производит растровое сканирование участков изображения, размеры которы примерно соответствуют размеру обнаруживаемых аномалий. Видеосигналы, формируемые при сканировании каждого участка, усиливаются в усилителе 2 и вьдаются на вход анализатора 3 плотности распределения вероятностей. Последний последовательно формирует функции распределения вероятнос тей значений яркостей каждого из ана лизируемых фрагментов. Ключ 4 в режи ме обнаружения аномальных областей переводится в состояние 11. Упомянутые функции через ключ 4 последовательно вьщаются с выхода блока 9 на вход блока 10, на второй вход которого с выхода блока 18 поступает сигнал плотности распределения вероя ностей всего изображения. Блок 10 вычитания формирует разностный сигна поступающий на вход умножителя 11, работающего в режиме квадратора. С выхода умножителя 11 результат выдается на вход интегратора 12. Последний осуществляет интегрирование полученной функции по всем возможным значениям яркостей, и полученный результат поступает на вход порогового блока 26. Если данное значение оказы вается меньше некоторого заданного порога, то принимается решение о необнаружении аномалии, и сигнал на выходе блока 26 равен О. Если же полученное значение превысит порог, принимается решение об обнаружении аномалии и выходной сигнал блока 26 запускает первый генератор 6 импульсов, обеспечивающий синхронизацию и управление работой устройства в третьем режиме - режиме классификации обнаруженной аномалии. Последний реализуется следующим образом. Сигнал анализируемого участка изображения с выхода усилителя 2 одновременно с входом блока 3 вьдается на вход блока 27, где запоминается. В случае обнаружения на данном участке изображения аномалии производится ее классификация. Изображения эталонных аномалий, составляющих алфавит образов, подвергаемых распознаванию, хранятся в блоках 14-16. Генератор 6 импульсов через распределитель 5 обеспечивает вьщачу на блоки 14 - 16 и 27 памяти и второй ключ 17 сигналов, реализующих последовательную выдачу на входы .второго умножителя 19 изображений анализируемого фрагмента и одной из эталонных аномалий, а на входы третьего умножителя 20 сигналов изображения анализируемого фрагмента. Умножители 19 (20) и интеграторы 21 (22) по существу реализуют корреляторы изображений. Таким образом, на выходах интегра:торов 21 и 22 фор№1руются соответственно значения взаимнокорреляционного отклика анализируемого фрагмента изображения и автокорреляционной функции фрагмента. Значения максимумов этих функций выделяются в селекторах 23 и 24, после чего в блоке 25 формируется значение разности этих максимумов, выдаваемое на вход блока 13. Если модуль разности превышает заданное значение порога, принимается решение о необнаружении классифицированной аномалии (фактически о нераспознавании) . В противном случае, то есть в случае не превьш1ения абсолютным значением входного сигнала блока 13 порогового значения - решение об обнаружении аномалии. В этом случае с выхода блока 13 на вход блока 28 выдается сигнал, инициирующий индикацию в блоке 28 факта обнаружения классифицированной аномалии. Введение новых узлов и блоков позволило существенно повысить надеж51104552 . 6

ность распознавания изображений.тельном обнаружении иеклассифицироПовышение надежности распознаванияванных аномалий и последующей класобеспечивается за счет реализациисификации этих аномалий с учетом редвухэтапной процедуры распознаваниязультатов обнаружения, получаемых на

изображений, основанной на предвари-5 первом этапе рабоТы устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ, содержащее первый распределитель импульсов, вход которого соединен с первым генератором импульсов, а выходы подключены к блокам памяти группы, первый блок памяти, входы которого соединены с вторым распределителем импульсов,подключенным к второму генератору импульсов, к второму и к третьему блокам памяти, к блоку сканирования и к блоку индикации, с вычислительным блоком, подключенным к усилителю, вход которого соединен с блоком сканирования, а выход подключен к третьему блоку памяти, соединенному с первым распределителем импульсов,первьй пороговый блок, подключенный к блоку индикации и к первому вычитающему блоку, и последовательно соединенные второй вычитающий блок, один вход которого подключен к выходу второго блока памяти, умножитель, интегратор и второй пороговый блок, выход которого соединен с первым генератором импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности распознавания, оно содержит первый ключ, входыкоторого соединены с первым блоком памяти и с вторым распредели,телем импульсов а выходы подключены к § второму вычитающему блоку и блоку памяти, группу умножителей, входы кото(Л рых соединены с третьим блоком памяти, второй ключ, входы которого подключены к блокам памяти группы, а выход соединен с одним умножителем группы, группу селекторов, выходы которых подключены к первому вычитающему блоку, и группу интеграторов, соединенных с соответствующими умножите.(ib лями и селекторами группы. ел О1 IND