Устройство для выделения признаков при распознавании образцов Советский патент 1993 года по МПК G06K9/00 

фк&1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в радиолокационных системах распознавания при решении навигационных и других задач.

Цель изобретения - повышение надежности выделения признаков за счет исключения погрешности определения площадей изображений.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг.2 - схема блока цифровой фильтрации.

Устройство содержит N фильтров 1, коммутатор 2, блок преобразования в двухуровневый сигнал 3, блок цифровой фильтрации 4, первый счетчик 5, первый регистр 6, блок сравнения кодов 7, первый одновиб- ратор 8, делитель частоты 9, генератор импульсов 10, второй счетчик 11, третий счетчик 12, второй регистр 13, третий регистр 14, второй одновибратор 15.

Блок цифровой фильтрации 4 содержит первый элемент И 16, первый элемент задержки 17, второй элемент задержки 18, второй элемент И 19, третий элемент И 20, третий элемент задержки 21, первый элемент ИЛИ 22, первый одновибратор 23, инвертор 24, четвертый элемент задержки 25, четвертый элемент И 26, пятый элемент задержки 27, пятый элемент И 28, второй элемент ИЛИ 29, второй одновибратор 30, триггер 31.

Соединенные между собой входы фильтров 1 являются входами устройства, выходы фильтров 1 соединены с соответствующими информационными входами коммутатора 2, адресный вход которого соединен с выходом второго счетчика 11, вход которого соединен с выходом генератора импульсов 10. Выход коммутатора 2 соединен с входом блока преобразования в двухуровневый сигнал 3, выход которого соединен с первым выходом блока цифровой фильтрации 4, второй вход которого соединен с выходом второго одновибратора 15, вход которого соединен с выходом делителя частоты 9, вход которого соединен с выходом генератора импульсов 10. Первый выход блока цифровой фильтрации 4 соединен со входом разрешения счета первого счетчика 5, второй выход блока цифровой фильтрации 4 соединен с установочным входом первого счетчика 5, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов 10. Выход первого счетчика 5 соединен с информационным входом первого регистра 6, вход разрешения записи которого соединен с выходом блока сравнения кодов 7, установочный вход первого регистра 6 соединен с выходом второго

одновибратора 15, выход первого регистра 6 соединен со вторым входом блока сравнения кодов 7 и является первым выходом устройства. Первый выход блока цифровой фильтрации 4 соединен со входом первого одновибратора 8, выход которого соединен со входом разрешения записи второго регистра 13, информационный вход которого соединен с выходом третьего счетчика 12,

0

вход которого соединен с выходом генератора импульсов 10, выход второго регистра

13 соединен с информационным входом третьего регистра 14, вход разрешения записи которого соединен с выходом блока 5 сравнения кодов 7, выход третьего регистра

14 является вторым выходом устройства.

В блоке цифровой фильтрации 4 соединенные между собой второй вход первого элемента И 16 и вход инвертора 24 являются

0 первым входом блока. Выход первого элемента И 16 соединен со входами первого элемента задержки 17, второго элемента задержки 18 и вторыми входами второго элемента И 19 и третьего элемента И 20. Выход

5 первого элемента задержки 17 соединен с первым входом элемента И 19, выход которого соединен со входом третьего элемента задержки 21, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 22.

0 Выход второго элемента задержки 18 соединен с первым входом третьего элемента И 20, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ 22, выход которого соединен со входом первого

5 одновибратора 23, выход которого соединен с S-входом триггера 31, Выход инвертора 24 соединен со входом четвертого элемента задержки 25 и со вторым входом четвертого элемента И 26. Выход четвертого

0 элемента задержки 25 соединен с первым входом четвертого элемента И 26, выход которого соединен со входом пятого элемента задержки 27, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И 28,

5 выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 29, второй вход которого является вторым входом блока цифровой фильтрации 4, выход второго элемента ИЛИ 29 соединен со входом второго одно0 вибратора 30. Выход второго одновибратора 30 соединен с R-входом триггера 31, прямой выход которого соединен со вторым входом пятого элемента И 28, прямой выход триггера 31 является прямым выходом бло5 ка цифровой фильтрации 4. Инверсный выход триггера 31 соединен с первым входом первого элемента И 16 и является вторым выходом блока цифровой фильтрации 4.

В качестве признаков выбираются параметры составляющих скорости движения

частей объекта, соответствующих пикселем изображения. Работа устройства основана на выделении доплеровских частотных составляющих скорости движения объекта с последующим формированием признаков каждого пиксела изображения.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы регистры 7, 13 и 14, счетчики 5 и 11 обнулены, третий счетчик 12 установлен в состояние, на единицу меньшее максимального, на прямом выходе триггера 31 установлен нулевой сигнал.

Рассмотрим процесс выделения признаков изображения в каждом пикселе. На вход устройства поступает сигнал, в спектре которого присутствуют доплеровские частоты, совокупность которых определяется ве- личиной и направлением скорости движения объекта. N фильтров 1,.каждый из которых настроен на определенную допле- ровскую частоту, выделяют соответствующие составляющие входного сигнала, которые поступают на информационные входы коммутатора 2. Тактовые импульсы частотой F с выхода генератора импульсов 10 поступают на счетный вход счетчика 11. Импульсы с выхода счетчика 11 поступают на адресный вход коммутатора 2 и управляют последовательным подключением информационных входов коммутатора 2 к его выходу. Таким образом, на выходе коммутатора 2 появится сигнал в виде последовательности составляющих доплеровских частот, который поступает на вход блока преобразования в двухуровневый сигнал 3. На выходе этого блока появится последовательность импульсов, которая поступает на вход блока цифровой фильтрации 4. Этот блок формирует признаковые импульсы путем фильтрации входной последовательности импульсов по принципу: два или три импульса за три такта частотой F - начало, отсутствие импульсов два такта подряд - конец.

Блок цифровой фильтрации 4 работает следующим образом. На его вход поступает последовательность импульсов. На первом входе элемента И 16 установлен сигнал уровня логической единицы. Пусть на второй вход элемента И 16 поступает импульс. На выходе элемента И 16 появится импульс, который, задерживаясь на один такт элементом задержки 17, поступает на первый вход элемента И 19 и, задерживаясь на два такта элементом задержки 18, поступает на первый вход элемента И 20. Если во втором такте на втором входе элемента И 16 появится импульс, то в результате появления единичных сигналов на обоих входах элемента И 19 на выходе последнего появится импульс, который, задерживаясь на один такт элементом задержки 21. появится на выходе элемента ИЛИ 22. Если во втором такте на втором входе элемента И 16 импульс не появится, а появится на третьем такте, на выходе элемента И 20 появится импульс, который появится на выходе элемента ИЛИ 22. Таким образом, при появле0 нии на первом входе блока цифровой фильтрации 4 либо двух следующих один за другим импульсов и либо в случае появления двух импульсов за три такта, на выходе элемента ИЛИ 22 появится импульс, задер5 жанный на два такта относительного первого импульса входной последовательности Этот импульс поступает на выход одновибра- тора 23, который вырабатывает короткий импульс. Этот импульс поступает на S-вход

0 триггера 31, который изменяет свое состояние - на прямом выходе триггера 31 устанавливается сигнал уровня логической единицы, момент появления которого соответствует фиксации фронта признакового

5 импульса. Этот импульс поступает на второй вход элемента И 28.

Пусть затем во входной последовательности блока цифровой фильтрации 4 в течение двух тактов будут отсутствовать

0 импульсы. Тогда на выходе инвертора 24 последовательно появятся два импульса. Первый импульс задержится на один такт элементом задержки 25. Во время появления второго импульса на выходе элемента И

5 26 появится импульс, который задержится на один такт элементом задержки 27 для обеспечения двухтактной задержки спада признакового импульса, и через открытый элемент И 28 и элемент ИЛИ 29 поступит на

0 вход одновибратора 30. Одновибратор 30 сформирует короткий импульс, который возвратит триггер 31 в исходное состояние, что соответствует спаду признакового импульса.

5

Признаковый импульс поступает на вход разрешения счета счетчика 5 и вход одновибратора 8. Этот импульс запускает одновибратор 8, который вырабатывает им0 пульс короткой длительности. Этот импульс поступает на вход разрешения записи регистра 13. На его информационный вход поступает информация о количестве подсчитанных счетчиком 12 импульсов, ко5 торый подсчитывает тактовые импульсы частотой F, поступающие с генератора импульсов 10. В момент поступления на вход разрешения записи регистра 13 импульса, то есть информации о фиксации фронта признакового импульса, регистр 6

запишет информацию, находящуюся на его информационном входе.

На счетный вход счетчика 5 поступают тактовые импульсы частотой F с генератора тактовых импульсов 10. В момент поступле- ния сигнала разрешения счета счетчик 5 начинает подсчет импульсов. В начальный момент времени регистр 6 обнулен и на втором входе блока сравнения кодов 7 установлен нулевой сигнал. При поступлении информации о количестве импульсов, подсчитанных счетчиком 5, на первый вход блока сравнения кодов 7 происходит сравнение информации по двум входам. На выходе блока сравнения кодов 7 установится сиг- нал уровня логической единицы, который подается на вход разрешения записи регистра 6. Таким образом, информация о количестве подсчитанных импульсов со счетчика 5 записывается в регистр 6. Кроме того, сиг- нал с выхода блока сравнения кодов 7 поступает на вход разрешения записи регистра 14 и в него запишется информация с выхода регистра 13. При появлении спада признакового импульса на инверсном выходе триг- гера 31 появится сигнал единичного уровня, который обнулит счетчик 5, подготовив его тем самым к определению длительности следующего признакового импульса.

Пусть при поступлении на вход разре- шения счета счетчика 5 поступит следующий признаковый импульс, длительность которого превысит длительность предыдущего признакового импульса. Тогда число на первом входе блока сравнения кодов 7 превысит число на его втором входе и на выходе блока сравнения кодов 7 установится единичный сигнал. Этот сигнал даст раз- решение на запись в регистр 6 информации с выхода счетчика 5 и информации с выхода регистра 13, в котором зафиксирован момент начала последнего признакового импульса, в регистр 14.

После поступления на адресный вход коммутатора 2 N тактовых импульсов, т.е. после последовательного подключения к его выходу выходов всех N фильтров 1, на выходе делителя частоты 9 появится импульс, поступающий на вход одновибратора 15, Одновибратор 15 сформирует импульс короткой длительности, который обнулит регистр 6 и через элемент ИЛИ 29 и одно- вибратор 30 установит в исходное состояние триггер 31, при этом обнуляется счетчик 5. Устройство готово к обработке следующе- го пиксела. При этом в регистре 6 записано число, соответствующее максимальной длительности признакового импульса, а в регистре 14 -. число, соответствующее началу этого импульса. Эти значения и являются формируемыми признаками.

На этом процесс формирования признаков одного пиксела заканчивается.

Предложенный выбор признаков позволяет надежно характеризовать малоразмерные подвижные объекты, т.к. формируемые признаки зависят от характера движения объекта, а не от его геометрических свойств.

Формула изобретения

Устройство для выделения признаков при распознавании образов, содержащее блок преобразования в двухуровневый сигнал, блок сравнения кодов, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика, второй счетчик и генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности выделения признаков за счет исключения погрешности определения площади изображений, оно содержит фильтры, коммутатор, блок цифровой фильтраций, три регистра, два одновибратора, делитель частоты, третий счетчик, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, входами делителя частоты второго счетчика и счетным входом первого счетчика, вход разрешения счета которого подключен к первому выходу блока цифровой фильтрации и входу первого одновибратора, установочный вход - ко второму выходу блока цифровой фильтрации, а выход - к первому входу блока сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, являющегося первым информационным выходом устройства, а выход - с входами разрешения записи первого и второго регистров, входы фильтров объединены и являются входом устройства, а выходы подключены к входам коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход - с входом блока преобразования в двухуровневый сигнал, выход которого подключен к информационному входу блока цифровой фильтрации, тактирующий вход которого соединен с тактирующим входом первого регистра и выходом второго одновибратора, вход которого подключен к выходу делителя частоты, выход первого одновибратора соединен с тактирующим входом третьего регистра, информационный вход которого подключен . к выходу третьего счетчика, а выход третьего регистра соединен с информационных входом второго регистра, выход которого является вторым информационным выходом устройства.

Фиг. г

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в радиолокационных системах распознавания при решении навигационных и других задач. Устройство содержит фильтры 1, коммутатор 2, блок преобразования в двухуровневый сигнал 3. блок цифровой фильтрации 4, счетчики 5, 11, 12, регистры б, 13. 14, блок сравнения кодов 7, одновибраторы 8, 15, делитель частоты 9. генератор импульсов 10. 2 ил.