Устройство для определения моментных признаков изображения Советский патент 1991 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в различных контрольно-измерительных устройствах, в частности в системах обработки изображений, для распознавания образов, в робототехнике.

Цель изобретения - повышение точности устройства за счет вычисления момент- ных признаков изображения не только низших, но и более высших порядков.

На фиг.1 показана структурная схема устройства определения моментных признаков изображения; на фиг.2 -схема блока формирования частных моментных признаков с нулевого по четвертый порядков; на фиг.З - схема первого накопителя; на фиг.4 - схема второго накопителя; на фиг.5 - схема третьего накопителя; на фиг.б - схема четвертого накопителя; на фиг,7 - схема пятогона- копителя; на фиг.8 - схема одного из вари- антов построения блока управления

устройства; на фиг.9,10,11 - блок-схема ал- Ј горитма определения моментных признаков изображения.

Устройство определения признаков изображения (фиг.1) содержит блок 1 фотопреобразователей, аналого-цифровой преобразователь 2, первый 3 и второй 4 счетчики, вход первого 3 счетчика является первым входом установки устройства (количества строк блока 1 фотопреобразовате- лей), вход второго 4 счетчика является вторым входом установки устройства (количества столбцов блока 1 фотопреобразователей), первый 5 и второй 6 дешифраторы, входы которых соединены соответственно с первыми выходами первого 3 и второго 4 счетчиков, вход аналого-цифрового преобразователя 2 соединены с выходом блока 1 фотопреобразователей, первые управляющие входы которого соединены соответственно с выходами первого 5 дешифратора,

О 00

ю ю ч

а вторые управляющие входы соединены соответственно с выходами второго 6 дешифратора, причем блок 1 фотопреобразователей, аналого-цифровой преобразователь 2, первый 5 и второй б дешифраторы объединены в блок ввода изображения, который шиной 7 соединен с первым 8, вторым 9, третьим 10, четвертым 11, пятым 12 и шестым 13 блоками формирования частных моментных признаков с нулевого по четвертый порядков. Входы второго 9, третьего 10, четвертого 11, пятого 12 и шестого 13 блоков формирования соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами первого блока 8 формирования, вход которого соединен шиной 7 с; выходом аналого-цифрового преобразователя 2. Выходами устройства явля- ется выходы второго 9, третьего 10, четвертого 11, пятого 12 и шестого 13 блоков формирования. Триггер 14 переходов служит дпя установки режима работы устройства. Блок 15 управления имеет входы 161-164 и выходы 171-1723, первый 17i, двадцать третий 1723 выходы и первый 16i вход блока 15 соединены соответственно с входом установки в 1 (вход S), входом установки и О (вход R) и выходом триггера 14 переходов, второй 172, третий 17з и четвертый 174 выходы блока 15 управления соединены соответственно с первым управляющим входом первого блока 8 формирова- нмя, вторыми управляющими входами первого 3 и второго 4 счетчиков, пераые управляющие входы первого 3 и второго 4 счетчиков соединены соответственно с двадцать первым 1721 и тринадцатым 17is выходами блока 15 управления, а их зторые выходы - соответственно с третьим 16з и вторым 16а входами блока 15 управления, пятый 17s выход которого соединен с управляющими входами первого 5 и второго 6 дешифраторов. Управляющие входы с второго по восьмой первого блока 8 формирования соединены соответственно с шестого по двенадцатый 17e-17i2 выходами блока 15 управления, выходы которого с четырнадцатого по двадцатый 17i4-17.o соединены соответственно с вторым-восьмым управляющими входами второго 9, третьего 10, четвертого 11, пятого 12 и шестого 13 блоков формирования, первые управляющие входы которых соединены с двадцать вторым 1722 выходом блока 15 управления, Каждый из шести блоков 8-13 формирования (фиг.) содержит регистр 18, первый 19, второй 20, третий 21, четвертый 22 и пятый 23 накопители частных моментных признаков соответственно нулевого, первого, второго, третьего и четвертого порядков

выходы которых являются выходами каждого из блоков 8-13 формирования, входами которых является вход регистра 18, входы первого 19, второго 20, третьего 21, четвертого 22 и пятого 23 накопителей соединены с выходом регистра 18, его второй управляющий вход является вторым управляющим входом каждого из блоков 8-13 формирования, первый управляющий вход которых об0 разован первыми управляющими входами регистра 18, первого 19, второго 20, третьего 21, четвертого 22 и пятого 23 накопителей, вторые управляющие входы накопителей 19-23 соединены между собой и явля5 ются третьим управляющим входом каждого из блоков 8-13 формирования, четвертые управляющие входы которых образованы третьими управляющими входами накопителей 19-23, четвертые и пятые уп0 равляющие входы третьего 21, четвертого 22 и пятого 23 накопителей являются соответственно пятым и шестым управляющими входами блоков 8-13 формирования, седьмой управляющий вход каждого из которых

5 образован шестыми управляющими входами четвертого 22 и пятого 23 накопителей, седьмой управляющий вход пятого 23 накопителя является восьмым входом каждого из блоков 8-13.

0 Накопитель 19 (фиг.З) содержит накапливающий сумматор 24i, входы и выходы которого являются входами и выходами накопителя 19, а его первый и второй управляющие входы образованы первыми и

5 вторыми управляющими входами накапливающего сумматора 24i.

Накопитель 20 (фиг.4) содержит первый 25i и второй 252 накапливающие сумматоры, входы первого 25i и выходы второго 252

0 из которых являются соответственно входами и выходами второго 20 накопителя, первый управляющий вход которого образован первыми управляющими входами первого 25i и второго 252 накапливающих

5 сумматоров, вторые управляющие входы которых являются соответственно вторым и третьим управляющими входами накопителя 20, выход накапливающего сумматора 25i соединен с входом накапливающего

0 сумматора 252.

Накопитель 21 (фиг.5) содержит первый 26i и второй 262 регистры, а его входы образованы входы регистра 26i, выходы которого являются входами регистра 262, сумматор

5 27, первый 28i, второй 282 и третий 28з накапливающие сумматоры, выходы регистров 262 и 26i соединены соответственно с первыми и вторыми входами сумматора 27, выход которого соединен с входами накапливающего сумматора 28i, выходы которого

i aг-;с. ят :-:; Xо г:

.ъ 1: - -::reXтоi-;: :

;sЈrifО:.;.: si:5tto nll-.u

b;S : -. .i-1asуQ.aЈo,

:;j ;| J.ЪЈf.;.XЙ10,,(3

.... .- , .fx( .

.-:.. ; ..--,.:

с, ; о s

гг с-

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в робототехнике. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит блок фотопреобразователей, аналого-цифровой преобразователь, два счетчика, два дешифратора, триггер перехода, шесть блоков формирования частных моментных признаков, блок управления. Каждый из блоков формирования частных моментных признаков содержит регистр, пять накопителей, которые построены на основе регистров, сумматоров и накапливающих сумматоров, Блок управления содержит генератор тактовых импульсов, триггер, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, пять элементов И-ИЛИ, элемент НЕ. 7 з.п.ф-лы, 11 ил.

In; ±;v:j;--,-5x

fjм .-со -;:- l;7

) л ч -Г...

Ьй оS:5- S2

:Јч-j -J Ј- :r : :..;

«:О. S„ .: Jr:

fflо ,i

гмо,,.

и

.--. с-;

и: S

С

.- Ј :

Е:

выходами 17i блока 15 управления, выходы регистра 39 с двадцать пятого по двадцать седьмой соединены с вторыми входами соответственно элементов И 37а- 374, первые входы которых являются соот- вететвенно входами 16т-16з блока 15 управления, двадцать четвертый выход регистра 39 является входом сброса триггера 36, элементы ИЛИ 40i и 40а, элементы И- ИЛИ 411-415, элемент НЕ 42, первые входы элементов ИЛИ 40i и 402 соединены соответственно с выходами элемента И 372 и выходом элемента ИЛИ 40i, выходы элементов И 37з и 374 являются вторыми входами элементов ИЛИ 40i и 402 соответственно, первые входы элементов И-ИЛИ 41 i-41s соединены с выходами 28-32 регистра 39, выходы 33-37 которого соединены с третьими входами соответственно элементов И-ИЛИ 411-415, вторые входы которых соединены между собой и с выходом элемента НЕ 42, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 402 и с четвертыми входами элементов И-ИЛИ 411-415.

В основе работы устройства для опре- деления моментных признаков изображения лежит метод итерационных многоступенчатых накоплений, который сводится к вычислению в темпе ввода частных построчных моментных признаков на основе мх итерационных многоступенчатых накоплений (в общем случае - интегрирований) на накапливающих блоках с последующим вычислением полных моментных признаков путем многоступенчатых накоплений (ин- тегрирований) частных построчных моментных признаков.

Частные построчные моментные признаки вычисляют по формуле:

J,

/k i ai j 1 4- ai j -1 2 + ...

+ ai2 -(J-f) -ban -J.

где а - порядок моментных признаков по координате X,

а-0, 1,2,3,4...;

S, j - текущие координаты точек-элементов изображения соответственно по строке и по столбцу;

S т, rn-1,.,.0; j п, п-1,.,.0;

3j - значения точек-элементов изобра- гадкия;

n,m - размерность полк обработки по координатам X и Y соответственно.

Полные моментные признаки изображения вычисляют по формуле:

/kft r+Afci-i ...

Y,

V - . / -U-1) +/U1

где / «частичный построчный моментный признак строки I порядка а, где а 0, 1,2, 3,4...;

Р - порядок моментных признаков по координате Y,

1-0,1.2,3,4...

Из формулы видно, что полные моментные признаки являются частными момент- ными признаками по столбцу, где в качестве точек - элементов выступают частные построчные моментные признаки.

Устройство для определения моментных признаков изображения работает согласно алгоритму, блок-схема которого приведена на фиг,9, следующим образом.

Перед началом работы изображение объекта проецируют на блок 1 фотопреобразователей, который состоит из m- n фото- приемных ячек, каждая из которых преобразует оптический сигнал в прямо пропорциональный электрический сигнал.

Режимы работы устройства:

1)режим вычисления моментных признаков изображения - при установке триггера 14 переходов в единичное состояние,

2)режим окончания работы - при установке триггера переходов 14 в нулевое состояние.

По приходе сигнала на вход 164 блока 15 управления, являющийся входом пуска устройства, триггер 36 устанавливается в единичное состояние и разрешает проход импульсов с генератора 35 тактовых импульсов на синхровход регистра 39 и на вход выборки кристалла постоянного запоминающего устройства 38, происходит выборка его содержимого по адресу 00000 (табл.1). На первом выходе постоянного запоминающего устройства 38, а соответственно на первом выходе регистра 39 и выходе 17i блока 15 управления появляется единичный потенциал, т.е выполняется микрооперация установки триггера 14 переходов в единичное состояние. Таким образом устанавливается режим вычисления моментных признаков изображения. Адрес следующей микрооперации определяется либо кодом на выходах 28-32, либо кодом на выходах 33-37 постоянного запоминающего устройства 38, а значения, снимаемые с его выходов, хранятся в регистре 39. Код. задающий адрес следующей микрооперации, выбирается схемой, построенной на элементах И 372-374, элементах ИЛИ 401-402, элементе НЕ 42, элементах И-ИЛИ 41 i-41s.

Для режима вычисления моментных признаков изображения производится начальная установка устройства в исходное состояние: обнуление всех накапливающих

. О. .q :,i

о. р о Ј

i-i.- о

СЈ2.:х v;

, - со

Ј«дзгс,..; .v.

;--С1о;

Q.КE p;- Ф

. «:-

r:rоJi ;ь- uJ

оо- 955 Й

сgor.юi:: о

Ј к о

с. о

j- : fj О

-. s,.: - Я5

--.-- - --- г1 ; -с-со Ь

;Ј, U; о

;{SsЈ 4.0

i; as о. fe I- 5Jfc

« -

J2 s .j :i fiЈ S t- „.. . ;. 0;

C.T - о U Ф

о

вым и тринадцатым выходами блока управления, а их вторые выходы - соответственно с третьим и вторым установочными входами блока управления, пятый выход которого соединен с управляющими входами первого и второго дешифраторов, управляющие входы с второго по восьмой первого блока формирования частных моментных признаков соединены соответственно с шестого по двенадцатый выходами блока управления, выходы которого с четырнадцатого по двадцатый соединены соответственно с второго по восьмой управляющими входами второго, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков формирования частных моментных признаков, первые управляющие входы которых соединены с двадцать вторым выходом блока управления, четвертый установочный вход которого является зхо- дом запуска устройства.

2,Устройство по п.1, отлимающе- е с я гем, что каждый из блоков формирования частных моментных признаков содержит регистр, пять накопителей, выходы которых являются выходами блока форми- рования частных моментных признаков, входом которого является информационный вход регистра, информационные входы накопитэлей соединены с выходом регистра, первый управляющий вход которого яв- ляется первым управляющим входом блока формирования частных моментных признаков, вторым управляющим входом которого является второй управляющий вход регистра, первые управляющие входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого накопителей подключены к первому управляющему входу регистра, вторые управляющие входы всех накопителей соединены между собой и являются третьим управляющим входом блока формирования частных мо- ментчььч признаков, четвертый управляющий вход которого образован третьими управляющими входами с первого по пятый накопителей, четвертые и пятые управляю- щие входы третьего, четвертого и пятого накопителей являются соответственно пятым и шестым управляющими входами блока формирования частных моментных признаков, седьмой управляющий вход ко- торого образован шестыми управляющими входами четвертого и пятого накопителей, седьмой управляющий вход пятого накопителя является восьмым управляющим входом блока формирования частных моментных признаков.

первых входов и пятым выводом вторых зхо- дов второго сумматора, и т.д., n-ный вывод выходов первого сумматора соединен с гн- Н-м выводом первых входов и с n-t-3-м вы- водом вторых входов второго сумматора, выходы которого соединены с вторыми входами третьего сумматора, первые входы которого соединены с выходами первого сумматора, а выходы - с первыми входами

0 четвертого сумматора, вторые входы которого являются выходами первого регистра, первые и вторые входы пятого сумматора соединены с выходами соответственно четвертого регистра и четвертого суммато5 ра, первый, второй, третий, четвертый л пятый накапливающие сумматоры, информационные входы первого из которых являются выходами пятого сумматора, а выходы - информационными входами второго на0 капливающего сумматора, выходы которого соединены с информационными входами третьего накапливающего сумматора, выходы третьего и четвертого накапливающих сумматоров соединены с информэционны5 ми входами соответственно четвертого и пятого накапливающих сумматоров, выходы последнего из которых являются выходами пятого накопителя, первый управляющий вход которого образован первыми управля0 ющими входами первого, второго, третьего и четвертого регистров, первого, второго, третьего, четвертого и пятого накапливающих сумматоров, вторые управляющие входы первого, второго, третьего и четвертого

5 регистров являются вторыми управляющими входами пятого накопителя, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой управляющие входы которого образованы вторыми управляющими входами соответст0 венно первого, второго, третьего, четвертого и пятого накапливающих сумр аторов,

8, Устройство по п. 1,отличаю ще- е с я тем, что блок управления содержит генератор тактовых импульсов, триггер,

5 первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход соединен с прямым выходом триггера, вход установки которого является четвертым установочным

0 входом блока управления, постоянное запоминающее устройство, регистр, второй,третий и четвертый элементы И. выход первого элемента И соединен с входом выборки кристалла постоянного запоминающего уст5 ройства, выходы которого соединены с информационными входами регистра, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выходы регистра с первого по двадцать третий являются соответствующими выходами блока

управления, выходы регистра с двадцать пятого по двадцать седьмой соединены с вторыми входами соответственно второго, третьего и четвертого элементов И, первые входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим установочными входами блока управления, двадцать четвертый выход регистра является входом сброса триггера, первый и второй элементы ИЛИ, с первого по пятый элементы И-ИЛИ, элемент Н Е, первые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом второго элемента И и выходом первого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И являются вторыми

ГЬонменл П

Ч

входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, первые входы с первого по пятый элементов И-ИЛИ соединены с выходами регистра соответственно с двадцать

восьмого по тридцать второй, выходы с тридцать третьего по тридцать седьмой которого соединены с третьими входами соответственно первого, второго, третьего, Четвертого и пятого элементов И-ИЛИ, вторые входы которых соединены между собой и с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ и четвертыми входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИИЛИ.

I

9166891

П ( Г -

Wji L-ppj-i ,

Hi

Фиг.$

afy (ktefi

w

Фиг.

иг.$

L Sf/ fr rf

дгпф

I0i

Of

jpinuu

m(uWtttl -(

(mi

(lli U

K

гг

(Ш { №i

мРиРи

WuPu

(и)а

з

лчри

If

104

M &TJ1

(Ј

К618- 6ВИ

HSM 241: r HSM24i + Я б 18 HSM25i sHSM25i + RQ18 HSM25t: HSM25i + HSM25i RG26t - R626i K6293- K629i

Я632ц: Я6323

R626i-R618

R629z K629i

RG323 K632t

R629i-RG18

RG32Z:-X6321

RG32i-#618

SM21 .RG26i + RG2B2. 3M30i X629i Lf2)R629t

SM33r XG322+R6323

С Мне ц ) У 24

}

У7 У8

Начало алгоритма fywvcsieHt/я

час/янь/ момеяя - нш признаков

У7

0

Фиг. 9

N

i

J L

У/Я

Ш J

ЙУ|

I

vv

v/ i7i, /fl «У,, л ;

f

b -fa.

/Шз// - №М:,. Г7: №№ ffy-4f-- ЪЖЫ

Httr- --v/лтг/1/ ::ГУ/ - Г/ / . - Vi/ic//

г/-// /о. тй1/- 4vf

t f ftf/Ы& t C 4, Л-#Ь(.

tjCf/lf r r

f,Ј.3& i

i... iVfAi/e

- i-tVlbT

Кh b - №№

few /f / fe-://

м-к Vf MV/ ОС№+ СА г: % Ш/

,

У -f

1ОУ /л/,}.

+ ЈЈ№№/ W№ +

9166891

ХЗ

УП

Фиг.11