Устройство формирования признаков для систем распознавания образов Советский патент 1980 года по МПК G06K9/00 

MOM настройки и дополнительный блок приемников излучения, одни из входов которого оптически связаны с выходом блока вьвделения фрагментов изображения, а выходы подключены к дополнительным входам блока усилителей, выходы которого соединены через сумматор со входами преобразователя начальных моментов в сигналы центральных моментов,

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Блок-схема устройства содержит объектив 1; разделитель 2 лучистого потока блок 3 приемников излучения включающий функциональные маски, конденсоры и чувствительные элементы; блок 4 усилителей с регулируеMbn-w коэффициентами усиления каналов и инвертированием сигналов в половине каналов; сумматор 5, предназначенный для попарного суммирования сигналов; преобразователь б сигнлов начальных моментов изображения в сигналы центральных моментов; преобразователь 7 сигналов центральных моментов изображения в сигналы инвариантных признаков; блок 8 рассеивателей лучистого потока; механизм 9 настройки; блок 10 выделения фрагментов изображения; дополнительный блок 11 приемников излучения, включающий функциональные маски,- конденсоры и матрицы чувствительных элементов с общим выходом, суммирующим по задаваемому блоку10 множество элементов каждая; привод 12 диафрагмы 13 объектива 1; управляемую диафрагму 13 объектива

Устройство работает следующим образом.

Объектив 1 при помощи разделителя 2 лучистого потока на 2 (N + 1) идентичных потока строит изображение объекта, расположенного в пределах угла зрения объектива, вН основных и Ы дополнительных плоскостях анализа, в которых расположены CN - 1) функциональных масок блока 3 приемников излучения. выход дополнительных каналов разделителя2лучистого потока и соответствующими функциональными масками блока

3приемников излучения разметен бло 8 рассеивателей лучистьгх потоков с изменяемыми при помощи механизма 9 настройки характеристикам - рассеивания и расстояниями от функциональных масок приемников излучения вдол оптической оси.

Размещенный на выхода оптической системы многоканальный блок 3 приемников излучения формирует 2 н сигналов, пропорциональных начальным момоментам, по прямоугольной области, которая вписывается в поле изображения объектива 1 функции распределении облученности изображения.

Сигналы на выходе N основных каналов блока 3, пропорциональные моментам резкого изображения, усиливаются в блоке 4 усилителей и попарно суммируются в сумматоре 5 с аналогичными „ сигналами на выходе Н дополнительных каналов блока 3, пропорциональными моментам рассеянного изображения и усиленными с изменением знака на обратный (инвертированием) в блоке 4 усилителей. N разностных сигналов на выходе сумматора 5 через параллельный преобразователь б VI сигналов начальных моментов.изображения в (N - 2) сигнала центральных моментов поступают на параллель-5 ный преобразователь 7 ((4-2) сигналов центральных моментов изображения в {Н - v) ) сигналов инвариантных признаков, величины которых не изменяются при преобразовании распознаваемого изображения в пределах ) параметрической группы .геометрических преобразований на плоскости () 4,6,8 для подобных аффиных. Проективных преобразований соответственно) .

Допустимые значения числа N (число каналов блоков 2,3,4,5,6,8,10,11) равны п/2 (п + 1), где .п 2,3,4,5,

...... ,00.

Блок 3 приемников излучения содержит расположенные в плоскости анализа объектива 1 функциональные маски, расположенные за плоскостью анализа чувствительные элементы и конденсоры, расположенные между масками и чувствительными элементами таким образом, что они проектируют входное отверстие объектива 1 на чувствительные элементы.

Для обеспечения последовательного во времени формирования инвариантных признаков проекций отдельных объектов или их фрагментов в случае наличия на входе устройства сложного изображения (совокупность объектов, знаков и т. п.) к дополнительному 2 (N + 1)-му выходу разделителя 2 лучистого потока присоединен блок 10, имеющий L X VI управляющих выходов для последовательного по времени задания текущего подмножества из L чувствительных элементов каждого из N основных и М дополнительных каналов дополнительного блока 11 приемников излучения, которые идентичны для всех каналов и соответствуют проекции отдельного объекта или его фрагмента в плоскости анализа объектива 1. Дополнительный блок .11, идентичный (за исключением чувствительных элементов) функциональному блоку 3 приемников излучения, содержит в каждом из 2 N каналов матрицу из L чувствительных элементов с общим выходом, суммирующим по задаваемому блоком 10 текущему подмножеству Е чувствительных

элементов матрицы. В предлагаемом устройстве используется либо блок 3 либо блоки 10 и 11 (путем замены или переключения указанных выше груп блоков) в зависимости от характера подлежащих распознаванию изображений. Для ограничения динамического диапазона сигналов в блоках-3-7, 10 11 и, соответственно, уменьшения уровня собственных шумов (включая шумы нелинейности блоков при больших динамических диапазонах) апертурная диафрагма 12 объектива 1 соединена через управляемый привод 12 с выходом блока 4 усилителей, соответсвующим каналу сигнала, пропорционального средней облученности по площади чувствительных элементов и снимаемого с чувствительных элементов блоков 3 или 11 приемников излучения, перед которыми отсутствует функциональная маска. Настройка устройств а с целью повышения информативности формируемых признаков в условиях изменения характеристик фонов, шумов регулярных помех и подлежащих распознаванию объектов, т. е. регулировка его пространственно-частотной передаточной функции, производится блоками 8, 9 и 4. При этом изменение степени нерезкости изображения распознаваемого объекта в плоскостях анализа дополнительных каналов производится путем изменения расстояний между плоскостями анализа и рас сеивателями излучения 8, или путем изменения рассеивающих свойств рассеивателей 8 без их перемещения, или сочетанием обоих способов. Изменение весов попарного суммирования момента изображения и инвертированного момента ра ссеян- , ного изображения осуществляется регулированием коэффициентов усиления соответствующих друг другу основных и дополнительных каналов блока 4 усилителей.

В качестве рассеивателей 8 лучистых потоков и механизма 9 для их настройки используют пары линей чатых рассеивающих оптических растров, размещенных с помощью соосных переходных оправ в универсальных оправах параллельно плоскостям анализа объектива 1. Переходные оправы для размещения с помощью обойм и

тубусов пар рассеивающих растров.; имеют управляющие башмаки с пазами для настроечных рукояток поступателного перемещения Переходных оправ в универсальной оправе рассеивателя и противоповоротные штифты, а тубусы снабжены настроечными рукоятками или кольцами с ребристой канавкой и размещены в переходных оправах с помощью червячного хода.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает повышенной помехозащищенностью и позволяет повысить информативность формируемых признаков изображения.

IS

Формула изобретения

Устройство фop шpoвaния признаков для систем распознавания образов, содержащее Объектив диафрагмой, механически связанной с приводом, разделитель лучистого потока, оптически связанный с выходом объектива, входом блока выделения фрагментов изображения и входом блока приемни5ков излучения, выходы которого подключены ко входам блока усилителей, последовательно соединенные преобразователь сигналов начальных моментов в сигналы центральных моментов и преобразователь сигналов центральных моментов в сигналы инвариантных признаков, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства, оно содержит сумматор и оптически связанные блок рассеивателей лучистого потока с механизмом настройки и дополнительный блок приемников излучения, одни из входов которого оптически связа0ны с выходом блока вьделения фрагментов изображения, а выходы подключены к дополнительным входам блока усилителей, выходы которого соединены через сумматор со входами преобразователя начальных моментов

5 в сигналы центральных моментов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 388279, кл. G Об К 9/00, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 249092, кл. G 06 К 11/00, 1967 (прототип) ..