Устройство для распознавания образов Советский патент 1990 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройству .для распознавания образов, и может найти применение при построении читающих автоматов.

Цель изобретения - повышение надежности распознавания. - ;

На фиг..1 представлена блрк-схе- ма предлагаемого устройства; на фиг. Ј - пример конструктивного выполнения селектора фрагментов; на фиг. 3 алгоритм работы в режимах обучения и распозна ва ния.

Устройство (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 регистры компараторы 3, генератор 4 случайных чисел,; мультиплексор 5, счетчик 6, селекторы 7 .Фрагментов, мажоритарный элемент 8, инвертор 9, триггер 10, блок 11 памяти, элемент 12.ИЛИ, элемент 13 .„задержки, преобразователь 14 уни- тарного кода в двоичный и фрагментарные; прербразбватели 15 унитарного кода в двоичный.

Селектор фрагментов (фиг. 2) содержит дешифратор 16, элементы И 17, элемент ИЛИ 18 и элемент 19 равнозначности.

Устройство работает следующим образом.

В режиме обучения устройство работает в соответствии с алгоритмом, граф-схема которого показана на фиг. 3. При этом на первый управляющий вход мультиплексора 5 непрерывно подается потенциал Обуч, обеспечивающий связь входов первого регистра 1 с выходами генератора 4 случайных чисел.

Описание работы в режиме обучения удобно связать с описанием вершин граф-схемы алгоритма обучения.

(А) На второй вход устройства, т.е. на установочный вход счетчика 6 подается импульс. (Б) Счетчик признаков в управляющем устройстве устанавливается в единичное состояние.

S

СП

31

(В) На третий вход устройства, т.е. на единичный вход триггера 10 подается импульс, Одновременно на четвертый вход, т.е. на синхровход триггера 10 подается синхронизирующий импульс., В результате этого триггер 10 устанавливается в единичное состояние. На этом же такте в управляющем устройстве счетчик изображений усганав- ливается в единичное состояние. При этом компоненты изображения подаются на входы преобразователей 14 и 15 унитарного кода в двоичный. Компараторы 3 выдают на своих выходах эле- менты кода.

В эгом же третьем такте на вход устройства, т.е. на вход генератора k случайных чисел, подается импульс. Генератор А выполнен на основе сдви- гового регистра, выходы некоторых .разрядов которого связаны со входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с информационным входом регистра. При подаче импульса на сдвиговый вход регистра в нем формируется очередное случайное число.

(Г) На пятый вход устройства, т.е на разрешающий вход регистра 1 пода- ется импульс, по которому случайное число из генератора k через мультиплексор 5 передается и фиксируется в регистре. Этот код подается на дешифратор 16 селекторов 7 и расшифровывается этим дешифратором. При этом открывается соответствующий элемент И из группы элементов И 17 и значение выбранного элемента поступает на вход элемента ИЛИ 18 и далее на вход элемента 19 равнозначности. С селектором 7 соединен так же еще оди разряд регистра 1, выход которого связан с вторым входом элемента 19 равнозначности Таким образом, в за- висимости от состояния этого разряда регистра 1 на выход элемента 19 равнозначности передается или. прямое значение элемента или его инверсия. Разрядности генератора b случайных чисел и мультиплексора 5 соответствуют разрядности первого регистра 1.

(Д) На четвертый вход устройства, т.е. на синхровход триггера 10 подается синхроимпульс. Egли на выходе мажоритарного элемента имеется 1, то триггер 10 не изменяет своего единичного состояния, в противном случае он

Q 5

0 5

0 Q 5 Q

5

14

переходит в нулевое состояние. (Е) ( Наращивается счетчик изображения. (Ж) Проверяется условие, если не все изображения обучающей выборки данного образа поданы в устройство, то повторяются пункты (Д, Е) алгоритма. (3) Проверяется состояние триггера 10. Последний остается в единичном состоянии, если для всех изображений обучающей выборки данного образа признак равен 1. Если хотя бы для одного изоб-. ражения признак равен -1 и на выходе мажоритарного элемента 8 присутствует ноль, то триггер 10 переходит при подаче соответствующего синхроимпульса в нулевое состояние. Если триггер находится в нулевом состоянии, то выполняется переход к шестому пункту алгоритма и в соответствии с этим триггер 10 устанавливается в единичное состояние, в генераторе 4 формируется очередное случайное число, а в устройство вновь начинают поступать изображения обучающей выборки, начиная с первого. (И) Если условие выполнено, то на вход записи Зп подается импульс, по которому случайное число из первого регистра 1 записывается в блок 11 по адресу, сформированному в счетчике 6. (К) Наращивается содержимое счетчика адреса и содержимое счетчика признаков. (Л) Проверяется условие определения заданного числа признаков. Если Заданное число признаков не найдено и не зафиксировано в памяти, то выполняется переход к шестому пункту алгоритма, т.е. продолжается поиск очередного признака. Если указанное условие выполнено, т.е. зафиксированы все признаки для данного образа, то осуществляется переход к пункту М, (наращивается счетчик образов), (Н) Проверяется условие окончания обучения. Если обучение по всем образам не закончено, то выпол- - няется переход к шестому пункту, т.е. выполняется процедура обучения или отбора признаков для очередного образа. Если указанное условие выполнено, то обучение закончено.

В режиме распознавания устройство работает в соответствии с алгоритмом, граф-схема которого представлена на фиг. ч„ При этом на второй управляющий вход мультиплексора 5 непрерывно подается -потенциал Расп, обеспечивающий связь входов регистра

515

1 с группой выходов блока 11. И режиме распознавания на группу входов устройства непрерывно подаются компоненты изображения.

Описание работы в режиме распознавания удобно связать с описанием вер-4 шин граф-схемы алгоритма распознавания. (А) На второй вход подается импульс, Одновременно счетчик образов устанавливается в единичное состояние. (Б) Счетчик признаков устанавливается в единичное состояние. На третий и четвертый входы подаются импульсы, устанавливающие триггер 10 в еди- ничное состояние. (В) На вход чтения подается импульс Г|Чт, по KOTO-N рому заданный параметр считывается из блока 11 по адресу, сформированному в счетчике 60 Одновременно на пя- тый вход устройства подается импульс, разрешающий фиксацию заданного параметра в регистре 1. (Г) Подается импульс на четвертый вход устройства и значение признака, сформированного узлами 1, 2, 3, 6, 7, 8, записывается в триггер 10. (Л) Наращиваются состояния счетчика адреса и счетчика признака. (Е) Проверяется условие использования заданного числа признаков. Если оно не выполнено, т.е. признаки по одному образу не исчерпаны, то возврат к пункту (В). (Ж) При выполнении указанного условия на шестой вход устройства, т.е. на сдвиговый вход регистра 2, подается импульс и содержимое триггера 10 фиксируется в крайнем правом разряде регистра 2. (3) Проверка условия окончания процесса распознавания. Если оно не выполнено, то возврат к пункту (Б) и повторение указанной процедуры для очередного признака. При выполнении условия конец распознавания. В результате выполнения этой процедуры обобщенная функция принадлежности сформируется в регистре 2. При этом единичное состояние соответствующего разряда этого регистра свидетельствует о принадлежности изображения к соответ- ствующему образу.

Формула изображения

1. Устройство для распознавания образов, содержащее первый регистр, управляющий вход которого является первым управляющим входом устройства, а выходы соединены с информационП°

ными входами блока памяти, адресные

входы которого подключены к выходу счетчика, установочный вход которого является первым установочным входом устройства, вход управления записью блока памяти является вторым управляющим входом устройства, а вход управления чтением блока памяти является третьим управляющим входом устройства, элемент ИЛИ, входы которого подключены к второму и третьему управляющим входам устройства, а выход соединен с входом элемента задержки, выход которого подключен к счетному входу счетчика, инвертор, генератор случайных чисел и компараторы, о т- личающееся гем, что, с целью повышения надежности распознавания, оно содержит селекторы фрагментов, информационные входы которых соединены с соответствующими выходами первого регистра, управляющие входы подключены к выходам компараторов входы которых являются информационными входами устройства, мажоритарный элемент, входы которого соединены с выходами селекторов фрагментов, а выход подключен к входу инвертора, мультиплексор, информационные входы которого соединены с выходами блока памяти и генератора случайных чисел, а выходы подключены ч соответствующим информационным входам первого регистра, управляющие входы мультиплексора являются четвертым и пятым управляющим входами устройства, а синхронизирующий вход генератора случайных чисел является первым синхронизирующим входом устройства, триггер, единичный вход которого является шестым управляющим входом устройства, синхронизирующий вход является вторым синхронизирующим входом устройства, а нулевой вход подключен к выходу инвертора, и второй регистр, информационный вход которого соединен с прямым выходом триггера, синхронизирующий вход является третьим синхронизирующим входом устройства, а выходы являются информационным выходом устройства. «

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что селектор фрагментов содержит элементы И, одни входы которых являются управляющими входами блока, другие подключены к выходам дешифратора, входы которого являются информационными вхо715752118

дами блока, а выходы соединены с вхо- равнозначности, другой вход которого, дами элемента ИЛИ, выход которого является информационным входом бло- , подключен к одному входу элемента ка, а выход является выходом блока.

Изобретение относится к вычислительной технике и технической кибернетике, может применяться в зрительных и классифицирующих системах роботов и при вводе графической информации в ЭВМ. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАСПОЗНАВАНИЯ. ПОСТАВЛЕННАЯ ЦЕЛЬ ДОСТИГАЕТСЯ ВВЕДЕНИЕМ СЕЛЕКТОРОВ ФРАГМЕНТОВ, МАЖОРИТАРНОГО ЭЛЕМЕНТА, МУЛЬТИПЛЕКСОРА, ТРИГГЕРА И ВТОРОГО РЕГИСТРА. 3 ИЛ.

Фиг. 2

Обучение

Распознавание

фиг.З