Способ распознавания изобрвжений фигур Советский патент 1977 года по МПК G06K9/00 

(54) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ФИГУР

Изобретение относится к кибернетике и преаназначено для использования в системах, осуществляющих обработку изображений f помощью некогерентной оптики. Известны способы распознавания изобра жении фигур, основанные на перемещениях анализируемого изображения и вычислении кросс-кэррепяционныхмоментов между смещенными изоб эа кениями и эталонными изображениями, причем поиск глобального экстремума осуществляют путем перебора зна чений корреляпионных моментов l . Однако для таких способов характерно ограничение скорости распозааБания, обусло ленное использованием слепого поиска. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ рас познавания изображений фигур, основанный на оптическом корреляционном сравнении анализируемого изображения, перемещаемого под воздействием управляющих сигналов с эталонным изображением 2, Управляющие сигналы формируются в результате кор реляционного с|:)авне)П1я сдвинутых друг относительно друга распознаваемого и эт&лонного изображен й. Однако в случае сложных форм распознаваемых фигур функция кросскорреляцин имеет несколько экстремумов вследствие чего определение глобального экстремума, характеризующее надежность распознавания, производится с ощибками. Целью изобретения является иовыщение быстродействия и надежности распознавания изображений фигур, дающих многоэкстремальные двумер 1ые свертки с транспарангами-эгапонами. Для этого управляющие сигналы формируют в результате предварительного сравнения анализируемого изображения с транспарантом, пропускание которого описывается двумерной выпуклой центральносимметричной функцией. Установив транспарант-эталон таким образом, чтобы в положении смещаемого изображения, соответствующем достижению экстремума при предварительном коррелировании, имеп место гпобапьный экстремум двумерной свертки смещенного изоб{)ажеиия с

транспарантом-эталоном, получают возможность при анализе изображений любых консфигураиий (в том ЧИСЛР дающих многЬэкстре мальные двумерные свертки трансйара н-; том-эталоном) реализовать дифференциальный поиск глобального экстремума коррелирования и исключить ошибки в его определении.

На чертеже схематически изображено устройство для осуществления предложенного спсоба.

Распознаваемые объекты формируют на входном окне катодного преобразоватепя 1. оптическое изображение фигуры. Оптически мультипликатор 2 разделяет поток излучения, несущий изображение, сформированное на экране катодного преобразователя 1, на два потока.

Один из потоков после прохождения через транспарант-эталон 3 поступает на пространственный интегратор 4, Пространственный интегратор 4 направляет интегрированный по площади поток на приемник излучения 5.

Другой поток излучения после прохождения транспаранта 6, распределение пропускания которого описывает двумерная выпуклая центральносимметричная функция, поступает на пространственный интегратор 7, в фокальной плоскости которого размещены четыре приемника 8, 9, 1О, 11 излучения. С выходов приемников 8 и 9 сигналы по- .ступают на горизонтально отклоняющую систему 12 катодного преобразователя 1 оптического изображения, а с выходов приемников 1О и 11 сигналы поступают на вертикально этклоняющую систему 13 преобразователя 1.

Для реализапии предложенного способа с помощью такого устройства необходимо, во-первых,установить тест-объект, формирующий на входном Окне преобразователя 1 распределение облученности, описываемое д мерной выпуклой центральносимметричной функцией, так,чтобы на выходе приемника 5 излучения получить сигнал, экстремальны по величине. Во вторых, установить приемники 8 и 9 излучения на одной горизонтали проходящей через точку, соответствующую экстремуму двумерной свертки анализируем го изображения с транспарантом 6. Кроме того приемники 8 и 9 следует установить на расстоянии друг от друга так, чтобы сигналы их были равны. Расстояние между приемниками 8 и 0 не должно превышать допустимую погрешность определения координат глобального экстремума. В-третьих, установить приемники 10 и 11 на одной вертикали аналогично установке приемников 8 и 0.

При смещении объекта по вертикали на выходах приемников 10 и Ц получим сигнайы, разнящиеся по величине, Разность амплитуд выходных сигналов приемников 10 и 11 воздействует на вертикально.отклоняющую систему 13 катодного преобразователя 1 оптического изображения. В результате воздействия вертикально отклоняющая система 13 перемещает изображение фигуры, сформированное на экране катодного преобрхазователя 1 оптического изображения. Процесс перемещения происходит до уравнивания амплитуд выходных сигналов приемников 10 и 11.

Анатогичный процесс происходит при смещении объекта по горизонтали.

При размещении объекта в произвольной точке систем отютонения 12 и 13 перемещают изображение, сформированное на экран катодного преобразователя 1, до уравнивани амплитуд выходных сигналов приемников 8, 9, 10, 11 излучения.

В соответствии с произведенной предварительно регулировкой в момент равенства сигналов приемников 8, 9, 10, 11 сигнал на выходе приемника 5 излучения соответствует глобальному экстремуму двумерной свертки.

Предложенный способ распознавания , фигур позволяет достигнуть быстродействия, более чем на два порядка превышающего быстродействие известных способов, осуществляющих перебор кросскорреляционных моментов при числе строк в кадре перебора больщем 100, Одновременно предложенный способ исключает ошибки в определении глобального экстремума, свойственные иэвесгным способам, осуществляющим дифференциальный поиск экстремума, и, таким образом, пригоден для анализа изображений фигур любых конфигураций, в.том числе для фигур, дающих многоэкстремальные двумерны свертки с трапспарантамл-эталонами.

Предложенный способ пригоден и для анализа изображнний фигур, движущихся с высокой скоростью (десятки и сотни км/сек

формула

изобр етения

Способ распознавания изображении фигур, основанный на оптическом корреляционном сравнении анализируемого изображения, перемещаемого под воздействием управляющих сигналов, с эталонным изображением, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности распознавания, управляющие сигналы формируют в результате предварительного сравнения анализируемого изображения с трансПарантом, пропускание которого описывается двумерной выпуклойценграпьносимметричной функцией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

НКИ 64 S 24.02. 61.

2. Патент США N° 2787188, НКИ 235-181,1964.