Устройство для селекции признаков при распознавании изображений объектов Советский патент 1989 года по МПК G06K9/00 G06K9/46 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в системах автоматического анализа и распознавания изображений топологии изделий микроэлектроники, в биологии, металлографии, а также при создании систем зрительного восприятия роботов и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1347087.

Целью изобретения является повышение точности распознавания изображений объектов.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для селекции признаков при распознавании изображений объектов.

Устройство состоит из телевизионного датчика 1, формирователя 2 бинарного сигнала, первого, регистра сдвига 3, первого блока 4 формирования сигнала начала изображения, первого элемента И 5, первого 6 коммутатора, второго регистра 7 сдвига, первого блока 8 памяти, блока 9 задержки, второго блока 10 формирования сигнала начала изображений, второго коммутатора 11, третьего регистра 12 сдвига, первого 13 и второго 14 счетчиков, второго 15 и третьего 16 блоков памяти, элемента ИЛИ 17, второго 18 и третьего 19 элементов И, первого 20, второго 21, третьего 22 и четвертого 23 элементов НЕ, четвертого элемента И 24, четвертого регистра 25 сдвига, третьего блока 26 формирования сигнала начала, третьего коммутатора 27, пятого регистра 28 сдвига, третьего счетлшка 29, четвертого 30 и пятого 31 блоков памяти, пятого 32 и шестого 33 элемента И, пятого 34, шестого 35 и седьмого 36 элементов НЕ.

-U v

со со

4

го

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал развертки изображения объектов с выхода телевизионного датчика 1 поступает на вход формирователя 2, который квантует его по уровню. Сигнал с уровнем 1 на выходе формирователя 2 соответствует пересечению электронным лучом телевизионного датчика объектов изображения О - фона изображения. Элемент (точку), расположенный на пересечении i-й строки и j-ro столбца зображения (где i 1,...,N; j 1,... ,М) будем обозначать через (i. j). Значение сигнала в точке- (i, j) обозначим через W (i, j) . На выходе блока задержки сигналь: соответствуют яркости точек в заданной локальной окрестности сканируемой точки изображений (окне). Сигналы от соответствуюпдех элементов окна каждой точки изображения появляются на выходах блока 9 задержки, причем с его третьего выхода снимается сигнал центрального элемента окна (Q0), с второго - элемента окна , с первого - элемента окна Qv, с четвертого - элемента окна П3. На пятых выходах блока задержки сигналы соответствуют всем остальным элементам окна. Следует отметить, что при выборе окна других размеров на первых четырех выходах блока 9 задержки будут сигналы обозначенных элементов окна, а на пятых выходах - всех остальных. Например, пусть центру окна размером 3x3 соответствует точка изображения с координатами (i, j), тогда с второго выхода блока задержки будут сниматься сигнал точки (i, j-1), с первого - (i-1, j)s с четвертого - точки (i-1, j-1), а с пятых выходов - точек изображения: (i-1, j+1), (i, j + 1), (i+1, j-1), (i+1, j), (i-И, VO.

С помощью блока 10 формирования сигнала начала изображения осуществляется выделение точек начала анализируемого изображения. Точкой начала называется точка изображения, в которой выполняется условие: СО (i; j)Ac5 (i, j-1) Л И (, j) 1 Коммутатор 11 присваивает метки текущим точкам изображения по правилам:

если центральная точка окна попадает на точку начала объекта, то

0

5

на выходе коммутатора 11 появляется двоичный код, соответствующий порядковому номеру точки начала. Этот код считывается с выхода блока 10 формирования сигнала начала изображения;

если для точек изображения, попадающих в окно, выполняется условие

Q C0(i, j)ACO(i, j-1) - 1, Vo на выходе коммутатора 11 будет код, соответствующий метке точки (i, j-1). Этот код считывается с второго выхода регистра 12 сдвига. Регистр 12 сдвиc га осуществляет задержку кодов меток точек изображения так, что с его первого выхода снимаются коды меток, задержанных относительно входных на строку, а с второго - на такт, т.к. если на входе регистра 12 сдвига ,сигнал соответствует метке точки (i, j), то с первого выхода этого регистра снимается сигнал метки точки (i-1, j), а со второго - метки точки

(i, j-D;

если для точек изображения в окне выполняется условие C0(i, j)Ac5(i, j-1)/VtO(i-1, j) 1, то на выходе коммутатора 11 будет код метки точки (i-1, j). Этот код считывается с первого выхода регистра сдвига 12;

если в точке изображения не выполняется ни одно из указанных условий, то такой точке присваивается нулевая метка.

В точках связи изображения, т.е. таких, в которых выполняется условие СО (i, j)ACO(i, j-1)AGO(i-1, j) AQ(i-1, j-1) 1, происходит запись меток точек (i, j) и (i-1, j) в блок 15 памяти по адресу, равному порядковому номеру точки связи от начала р-азвертки, формируемому счетчиком 13.

Сигналы точек связи выделяются с помощью элемента И 18 и элемента НЕ 20.

Регистры сдвига 3 и 7, блок 4 формирования сигнала начала, комму0 татор 6, счетчик 14, элементы И 5 и 19, элементы НЕ 21, 22 и 23, элемент ИЛИ 17 и блоки памяти 8 и 16 в селекции признаков распознавания объектов с заданными размерами не

5 участвуют. С их помощью выделяют

признаки распознавания объектов, расстояние между которыми меньше заданного.

0

5

0

Сигналы с выходов блока 9 задержки поступают на входы элементов И 24, на выходе которого сигнал с уровнем 1 соответствует только тем- участкам объектов исходного изображения , которые целиком помещаются в окне, формируемом блоком 9 задержки.

Сигнал с выхода элемента И 24 поступает на вход регистра 25 сдвига, который осуществляет его задержку. С первого выхода этого регистра .снимается сигнал, задержанный относительно входного на такт, т.е. если на входе присутствует сигнал точки (i, j), то с первого выхода будет получен сигнал точки (i, j-1), с второго выхода регистра 25 снимается сигнал, задержанный относительно входного на строку, т.е. сигнал точки (Ј-1, j), а с третьего - на строку и такт, т.е. сигнал точки (i-1, j-1). Блок 26 формирования сигнала сначала выполняет те же функции, что и блоки 4 и 10, т.е„ формирует метки точек начала,

С помощью коммутатора 27 и регистра 28 сдвига происходит отметка точек сжатого изображения по тем же правилам, что и для коммутатора 11 и регистра 12 сдвига. При помощи элемента И 33 и элемента НЕ 36 выделяются сигналы в точках связи сжатого изображения. По этим сигналам происходит запись пар смежных меток, т.е. меток точек (i, j) и (i-1, j) в блрк памяти 30 по адресу, формируемому счетчиком 29.

С помощью элемента И 32 и элементов НЕ 34 и 35 происходит формирование сигналов записи в точках начала сжатого изображения. По этим сигналам по адресу, равному порядковому номеру точки начала, в блок 31 памяти записываются метки точек исходного изображения.

Формула изобретения

Устройство дня селекции признаков при распознавании изображений объект.ов по авт.св. № 1347087, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности устройства,

5

0

5

0

5

0

5

0

5

в него дополнительно введены четвертый и пятый регистры сдвига, третий блок формирования сигнала начала изображения, третий коммутатор, четвертый, пятый и шестой элементы И,четвертый и пятый блоки памяти,пятый, шестой и седьмой элементы НЕ и третий счетчик, причем выходы блока задержки соединены с входами четвертого элемента И, выход которого соединен с входом четвертого регистра сдвига, четвертым информационным входом третьего коммутатора, первым информационным входом блока формирований сигнала начала изображения и первыми входами пятого и шестого элементов И, а первый и второй выходы четвертого регистра соединены соответственно с вторыми и третьими информационными входами блока формирования сигнала начала изображения и третьего коммутатора, вторым и третьим входами пятого элемента И и входами шестого и седьмого элементов НЕ, выходы которых соединены с вторым и третьим входами шестого элемента И соответственно, третий выход четвертого регистра через пятый элемент НЕ подключен к четвертому входу пятого элемента И, выход третьего коммутатора соединен с первым информационным входом четвертого блока памяти,,адресным входом пятого блока памяти и входом пятого регистра сдвига, первый выход которого соединен с вторым информационным входом четвертого блока памяти и пятым информационным входом третьего коммутатора, а второй выход пятого регистра соединен с шестым информационным входом третьего коммутатора, информационный вход пятого блока памяти подключен к выходу второго коммутатора, а вход управления записи-считывания соединен с выходом шестого элемента И, выход пятого элемента И соединен с входом управления записи- считывания четвертого блока памяти и счетным входом третьего счетчика, выход которого соединен с адресным входом четвертого блока памяти, выход блока формирования сигнала начала изображения соединен с первым информационным входом третьего коммутатора.

Изобретение относится к системам распознавания образов ,в частности, к системам автоматического анализа изображений, и может быть использовано при создании сисем технического зрения. Цель изобретения - повышение точности распознавания изображений объектов. Поставленная цель достигается путем введения в устройство узлов, выделяющих признаки характерных для указанного класса объектов. Такими признаками являются пары смежных меток исходного изображения, смежных меток изображения, модифицированных операций "сжатие" окном заданного размера и меток пересечения. 1 ил.