Устройство для формирования информативных признаков при распознавании образов Советский патент 1988 года по МПК G06K9/36 

4

4

СО

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройству для формирования признаков при распознавании образов, и может быть использовано при построении распознающих систем. Цель изобретения - повышение надежности устройства - достигается путем формирования и использования информационных признаков произвольно- го вида, что обеспечивается введением второго счетчика, второго компаратора, четвертого регистра, второго элемента ИЛИ, реверсивного счетчика, дешифратора, инвертора, третьего и четвертого элементов И. 1 ил.

Юо

114

Изобретение относится к технической кибернетике и вычислительной тех- 1шке, является составной частью распознающих устройств и может применяться в распознакяцих системах роботов, в читакщих автоматах.

Цель изобретения - поньшение надежности устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит первьш регистр

I,генератор 2 случайных чисел, мультиплексор 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 регистры, первый 7 и второй 8 компараторы, первый счетчик 9, реверсивный счетчик 10, второй счетчик

II,дешифратор 12, преобразователь

13 унитарного кода в двоичный, тор 14, элемент 15 задержки, первый 16, второй 17, третий 18 и четвертый 19 элементы И, группа элементов И 20 первый 21 и второй 22 элементы 1-ШИ, инвертор 23 и ключ 24.

Устройство может работать в одном из двух режимов - обучение или распознавание.

Работа устройства включает два этапа: этап предварительного сдвига и этап формирования признака.

В режиме обучения на этапе предварительного сдвига устройство работает следукидим образом.

На первьй управляющий вход, соединенный с входом генератора 2 ных чисел, подается импульс, по которому формируется некоторое случайное число. При каждом сдвиге информации в регистре формируется очередное случайное число.

Одновременно с подачей первого управляющего импульса на первый вход выбора режима Обуч, т.е. на первый управляющий вход мультиплексора 3 подается постоянный потенциал, который поддерживается на протяжении всего режима обучения. Под воздействием этого управляющего потенциала мультиплексор 3 пропускает на свои выходы информацию из генератора 2 случайных чисел. Отдельные разряды мультиплексора 3 рассматриваются следующим образом. На первой группе выходов - кода направлений абсциссы на отдельн:ьгх участках кривой, соответствующей фор- мируемому информативному признаку, на второй группе выходов - начальная абсцисса, на третьей группе выходов - начальная ордината, на четвертой

0

5

0

5

0

е 0

5 д

0

132

группе выходов - коды знаков приращений ординаты на отдельных участках, на пятой группе выходов - приращения ординаты.

На втором такте подается импульс УСТ.О на установочный вход, импульс ЗпРгИ на вход записи и компоненты изображения на вторую группу информационных входов.

Под воздействием импульса Уст.О счетчики 9 и 11 и сумматор 14 устанавливаются в исходные нулевые состояния. Под воздействием импульса ЗпРгИ компоненты изображения фиксируются в регистре 1. Регистр 1 представляет совокупность параллельно- последовательных кольцевых регистров, расположенных в горизонтальном направлении. Эти регистры по сигналу ЗпРгИ принимают все компоненты изображения. В этих регистрах может осуществляться сдвиг влево или вправо, направление сдвига определяется подачей специального сигнала на один из двух входов направления сдвига.

Управляющий вход сдвига влево подключен к выходу первого элемента ИЛИ 21, а управляющий вход сдвига вправо - к выходу четвертого элемента И 19. При сдвиге в каком-либо направлении изображение смещается на один щаг и столбец, выталкиваемый на одном конце регистра 1, появляется на его противоположном конце. .

Далее на второй управляющий вход подается серия импульсов Сдвиг. В условиях отсутствия управляющего сигнала на третьем управляющем входе инвертор 23 выдает на своем выходе 1, которая через элемент ИЛИ 21 поступает на вход управления сдвигом влево в регистр I. Таким образом, при каждом импульсе Сдвиг изображение в регистре 1 смещается влево на один шаг. Количество сдвигов подсчитывается первым счетчиком 9, на счетный вход которого через элемент И 17, открытый единицей с выхода инвертора 23, поступают импульсы Сдвиг.

Так как кривая, соответствующая информативному признаку, фиксирована относительно изображения, то при сдвиге изображения сдвигается и кривая.

Сдвиг влево в регистре 1 происходит до тех пор, пока изображение и связанная с ним кривая.информативного признака не займут такое положение.

14А301

когда начальная точка кривой совпадает с левой границей растра, В этот момент первый компаратор 7, на первую группу входов которого передается начальная абсцисса, сформирован- ная в генераторе 2 случайных чисел и переданная через мультиплексор 3, а на вторую поступает текущее содержимое первого счетчика 9, срабатыва- Q ет и выдает сигнал.

Так как выход первого компаратора 7 связан с входами записи регистров 4 - 6 и с входом записи реверсивного счетчика 10, то срабатывание первого компаратора приведет к записи: начальной ординаты в реверсивном счетчике 10; кодов направлений абсциссы на отдельных участках кривой, соответствующей информативному признаку, 2о в регистре 4; кодов знаков приращений ординаты в регистре 5; приращений ординат в регистре 6.

Срабатывание компаратора 7 приведет также к появлению импульсов на 25 синхронизирующем выходе Осв, устройства. После появления импульса на синхронизирующем выходе в устройстве реализуется этап формирования информативного признака, при котором на зо второй управлягаций вход продолжают поступать импульсы Сдвиг, а на третий управляющий вход подается управляющий потенциал ФП (формирование признака), который поддерживается в продолжении всего этапа формирования признака.

При наличии потенциала ФП на выходе инвертора 23 имеется О, а на входах элементов И 18 19 - 1, так 4Q что направление сдвига в регистре 1 определяется информацией в левом раз- . ряде регистра 4: например, сдвигу влево, т.е. изменению абсциссы слева направо соответствует 1 в левом 5 разряде регистра 4, изменению абсциссы справа налево и, значит, сдвигу вправо соответствует О в левом разряде регистра 4.

Итак, при подаче импульсов Сдвиг gQ изображение в регистре 1 сдвигается влево или вправо.

Импульсы Сдвиг через элемент И 16, открытый по второму входу уп- равлякщим потенциалом ФП, поступают также на вход сдвига регистра 6. В последнем хранятся приращения ординаты отрабатываемой кривой, которые

5 о

Q 5

Q

5

34

могут быть либо о, либо f. Разрядность регистра б равна числу ячеек растра, лежащих на обрабатываемой кривой. Выталкиваемая слева при очередном импульсе Сдвиг информация из регистра 6 поступает на счетный вход реверсивного счетчика 10. Направление счета в реверсивном счетчике 10 определяется состоянием левого разряда регистра 5, где хранятся знаки приращений ординат отдельных участков отрабатываемой кривой.

После отработки очередного участка на четвертый управляющий вход подается импульс Сдвиг , который поступает на входы сдвига регистров 4 и 5. Таким образом, после отработки очередного участка информация в регистрах 4 и 5 сдвигается влево и продолжается отработка следующего участка кривой линии, соответствующей информативному признаку. При этом направление изменения абсциссы и, значит, направление сдвига в регистре I определяется состоянием левого разряда регистра 4, а знак приращений ординаты, т.е. направление счета в реверсивном счетчике 10 на всем участке одинаково и определяется состоянием левого разряда регистра 5.

Следовательно, после каждого им- пульса Сдвиг текущая абсцисса соответствует столбцу изображения, находящемуся на левой границе регистра 1, а текущая ордината равна coдepЖI o ry реверсивного счетчика 10.

Содержимое счетчика 10 дешифрируется дешифратором 12, так что в группе элементов И 20 открыт тот И, который соответствует текущей ординате. Поэтому на выход второго элемента ИЛИ 22 проходит тот компонент, который соответствует текущей абсциссе и текущей ординате.

Компоненты изображения, находящиеся в левом столбце регистра 1 и представляющие унитарньй код, преобразуются в двоичный код преобразователем 13 унитарного кода в двоичный. Таким образом, на выходах преобразователя 13 в каждьш момент имеется двоичный код числа единиц в левом столбце регистра 1.

Таким образом, после каждрго импульса Сдвиг на входы сумматора 14 поступает число, равное числу единиц в текущем столбце изображения; а на управляющий вход ключа 24 поступает

514430

компонент изображения, расположенньй. в ячейке с текущей абсциссой и ординатой, соответствующими отрабатываемой кривой,

Импульс Сдвиг, задержанный эле- ментом J5 задержки на время переходных процессов в узлах 4-7, 9 - 13, 16-23, поступает на вход разрешения сумматора 14 и на информационный IQ вход ключа 24, выход которого соади- нен со счетным входом счетчика 11.

Таким образом, в счетчике 11 подсчитывается число единичных компонентов изображения, расположенных на от- ig рабатываемой кривой; в сумматоре 14 пЬдсчитывается число единичных компонентов, расположенных в тех столбцах изображения, через которые проходит отрабатываемая кривая, причем- эти 20 компоненты учитьшаются столько раз, сколько раз отрабатываемая кривая проходит .через данный столбец.

Формируемое в сумматоре 14 число поступает на первую группу входов 25 |компаратора 8; формируемое в счетчи- |Ке 11 число поступает .на вторую группу входов компаратора 8.

После того, как на этапе формирования признака выполнены все сдвиги, 30 процедура формирования признака закончена. При этом признак хранится на выходе .компаратора 8, т.е. на выходе устройства.

Параметр признака (число) Хранит- 5 ся в регистре, входящем в состав генератора случайных чисел,и имеется на выходе устройства. -Таким образом, после окончания формирования информативного признака этот признак и 40 его параметр могут быть принятЕ 1 )з основное распознающее устройство,

При обучении может возникнуть необходимость формирования информатив- ного признака для различных изобра- 45 жений при одном и том же параметре. В этом-случае состоя1те генератора 2 случайных чисел не должно изкепять- ся, т.е. импульс на первый управляющий вход не подается.50

Режим распознавагшя незначительно отличается от режима обучения. Отличие сводится к тому, что импульс на первый управляющий вход вообще не; подается, кроме того,вместо постоянно- 55 го потенциала Обучение, подаваемого на первый вход выбора peжIiмa5 подается постоянный потенциал Распознавание на второй вход выбора ре;жи136

ма, т.е. на второй 1зход мультиплексора 3. Потенциал Распознавание под- дерясивается на протял ении всего режима распознавания. Под воздействием поте п;иала Распознавание мультиплексор пропускает на свои выходы параметр из памяти основного распознающего устройства. Этот параметр хранится в распознающем устройстве и непрерывно подается на первые информационные входы предлагаемого устройства, т.е. на вторую группу входов мультиплексора.

Формула изобретения

Устройство для формирования информативных признаков при распознавании образов, содержащее первый регистр, информационные входы которого являются информационными входами первой группы устройства, синхронизирующий вход явля1.ется первым синхронизирующим входом устройства, а выходы соединены с информацио1па№Ш входами преобразователя унитарного кода в двоичный, выходы которого подключены к информационным входам сумматора, установочный вход .которог О является установочным входом устройства, группу элементов И, входы которых подключены к соответствующим выходам первого регистра, генератор случайных чисел, вход которого является первым управляющим входом устройства, а выходы соединены с информационными входами первой группы мультиплексора, информационные входы второй группы которого являются информационныьш входами второй группы устройст1за, а управляю- :1ще входы являются управляющими входами группы устройства, первьй элемент И, входы которого являются вторым и третьим управляюпщми входами , устройства,.а выход соединен с элементом задержки, второй элемент И, один вход которого подключен к второму управляющему входу устройства, соединенному с первым управляющим входом первого регистра, а выход подключен к счетному входу первого счетчика, установочный вход которого соединен с установочным входом устройства второй и третий регистры, информационные входы которых подключены к первому и второму выходам мультиплексора соответственно, г:ервь Й компаратор одни информационные входь: которого

138

компаратора, а управляющие входы подключены к выходам третьего и четвертого регистров, синхронизирующие входы которых соединены с выходом первого компаратора, подключенного к синхронизирующему входу второго регистра, дещифратор, информационные входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы подключены к другим входам элементов И группы, инвертор, вход которого соединен с третьим управляющим входом устройства, а выход подключен к одному входу первого элемента ИЛИ и к другому входу второго элемента И, третий элемент И, входы которого соединены с третьим управляющим входом устройства и с одним выходом второго регистра, а выход подключен к другому входу первого элемента ИЛИ, четвертый элемент И, входы которого соединены с третьим управляющим входом устройства и с другим выходом второго регих:тра, а выход подключен к третьему управляющему Bxqfjy первого регистра, при этом управляющий вход второго и третьего регистров является четвертым управляющим входом устройства, выход первого компаратора является синхронизирующим выходом устройства.