Анализатор изображений Советский патент 1980 года по МПК G06K9/00 G06K11/00 

Изобретение относится к автомати е и вычкслительноЯ технике и может быть использовано при построении систем автоматического распознавания изображений.

Известен анализатор изображений, действие которого основано на использовании принципов оптической голографии 1.

Наиболее близким по технической сущности является анализатор изображений которой содержит оптически связанные источник когерентного света, транспарант с входным (изображением t блок прямого преобразования Фурье, мультипликатор, матрицу оптических масок, матриду фотодетекторов и блок обработки, где осуществляется реализация алгоритмов обучения и распознавания 2, Устройство позволяет одновременно с высокой скоростью формировать набор признаков распоз наваемого изображения, конкретный вид которого зависит от выбора оптических масок и осушествлять на основе этих признаков распознавание входного изображения.

Однако такие устройства не обеспечивают надежное распознавание s случае, когда распознаваемый объект занимает лишь небольшую часть поля входного изображения и находится в

5 окружении ряда метаающих объектов, являющихся помехой по отношению к распознаваемому объекту. Высокий уро-, день помех и неопределенность положения распознаваемых объектов на входном изображении обуславливает

неприменимость известного устройства в данном случае.

Целью изобретения является расширение применения анализатора за счет

.J обеспечения инвариантности к положению изображения.

Это достигается тем, что в состав известного устройства введены последовательно расположенные согласованный фильтр с механизмом перемещения, дефлектор и блок обратного преобразования Фурье, расположенные между блоком прямого преобразования Фурье и мультипликатором, блок выделения координат объектовj оптически связанные с блоком обратного преобразования Фурье, и блок управления, вход которого подключен к выходу блока выделения координат объектов, а выходы - к управляющим входам дефлектора и механизма перемещения согласованно го фильтра. На чертеже изображена блок-схема устройства. Анализатор содержит источник 1 когерентного jrseTa транспарант 2 с входным изображением,блок 3 прямого преобразования Фурье, согласованный фильтр 4, механизм 5 пе| емещения, дефлектор б, блок-7 обратного преобразования Фурье, мульти шикатор 8, матрица 9 оптических , матрица 10 фотодетекторов, бло 11 выделения координат объектов и блОк управления 12. Анализатор работает следующим обраэом. Излучение источника когерентного света i освещает транспарант 2 с вхйдным изображением. При этом в выxoijHcfl плоскости блока 3 прямого пре об эазования Фурье формируется пространственный спектр анализируемого изображения, В этой же плоскости установлены согласованный фильтр 4 с механизмом 5 перемещения и дефлектор б, Согласованный фильтр 4 соответствует эталонному объекту, В выходной плоскости блока 7 обратного преобразо$ания Фурье формируется световое пофе, описываемое функцией взаимной корреляции между входным изображением и эталонным. Это корреляционное световое поле регистрируется блоком 14:выделения координат объектов. Поскфльку входное изображение является слфжным, т.е. на нем может находиться щелый ряд объектов, то корреляционное световое поле будет состоять из; ряда участков, каждый из которых характеризует значение функций взаим ной корреляции между объектами и эта лоном, причем каждому объекту будет соответствовать вполне определенный участок корреляционного светового поля, строго определяющей положение объекта на входном изображении. Изме ряя уровень в каждом участке светового поля и сравнивая его с заранее выбранным порогом, мы можем определить как наличие, так и положение объектов на входном изображении. Эти функции и выполнят блок 11 выделения координат объектов. Согласованный фильтр 4 выполняет функции обнаружение и определение положения похожих объектов. Для его записи используется эталон, представляющий одну из ре ализаций объектов интересующего нас класса. Для объектов данного класса, а также для похожих на них объектов других классов корреляции с записанным на согласованном фильтре 4 эталоном будет большей, чем для других присутствующих на сложном-изображении объектов. При необходимости опр еделять принадлежность J axoдящиxся на сложном изображении объектов к нескольким заданным классам можно использовать сложный согласованный фильтр. На такой фильтр необходимо последовательно записать несколько эталонных объектов, каждый из которых является характерным представителем одного из заданных классов. При записи необходимо сохранять неизменным угол падения плоской опорной волны. В этом случае световы распределения, соответствующие функциям корреляции между объектами и эталонами, будут складываться в определенных участках корреляционного ПОЛЯ, а.объекты заданных классов и похожие на . них объекты других классов будут характеризоваться .ебольшими суммарными значениями функций взаимной корреляции. Введенный соответствующий порог в блоке выделения координат объектов 11 обеспечивает селекцию тея объектов, которые необходимо использовать для дальнейшего распознавания. Выходные сигналы блока 11 выделения координат объектов 11 через блок управления 12 управляют работой дефлектора б, который отклоняет световой поток в частотной плоскости. Перед подачей управляющих сигналов на дефлектор б с блока управления 12 на механизм 5 перемещения подается сигнал, благодаря которому согласованный фильтр 4 выводится из светового пучка, В отсутствии согласованного фильтра 4 блок 7 обратного преобразования Фур&е проектирует изображение на вход 1yльтипликaтopa 8. Таким образом, 6jfo,K 7 обратного преобразователя Фурье выполняет две функции: при наличии согласованного фильтра 4 он формирует корреляционное поле, а при отсутствии согласованного фильтра 4 - проектирует входное изображение на вход мультипликатора 8. Отклонение светового потока в частотной плоскости дефлектором 6 приводит к перемещению изображения на выходе мультипликатора 8. Размер этого перемещения задается cигнaлa IИ с блока управления 12 и, следовательно, полсжеийем объекта на входном изображении. Размер апертуры мультипликатора 8 выбирается равным по размеру элементарного фрагмента входного изображения, содержащего выделенный объект. Таким образом, на вход мультипликатора 8 поочередно подаются распознаваемые объекты, предварительно отобранные с помощью согласованного фильтра 4, На выходе мультипликатора 8 появляется набор идентичных изображений распознаваемого объекта,Эти изображения попадают на матрицу 9 оптических масок. На каждой маске записана одна из функций системы функций)(,у)ь Световой поток на теневой стороне матрицы 9 оптических f.-iacoK интегрируется с помощью матрицы фотодетекторов id. Выходные сигнгшы матрицы 10 фотодетекторов представляют собой набор признаков распоэнавОемых объектов и описываются величинами

« «- IIsiC,y)KC., S

где 1 - номер фрагментов входного сложного изображения, содержешего распознаваемый объект. Этот набор признаков, конкретный вид котО1хэго оцределяется выбором систеки Функций AXiy); и представляет собой выходньае величины анализатс а изображений.

Формула изобретения

Анализатор изображений, содержащий оптически связанный источник когерентного света, транспарант с входным изображением, блок прямого преобразования Фурье, мультипликатор,матрицу оптических масок, матрицу фотодетекторов, отличаюмийся teM,

что, с целью расширения области применения анализатора за счет обеспечения инвариантности к положению изображения, он содержит последовательно расположенные согласованный f фильтр с механизмом перемещения, дефлектор и блок обратного преобразования Фурье, расположенные между блоком прямого преобразования Фурье и мультипликатором, блок выделения координат объектов, оптически связанные с блоком обратного преобразования Фурье, и блок управления, вход которого подключен к выходу блока выделения координат объектов, а выходы - к управляющим входам дефS лектора и механизма перемещения согласованного фильтра.

Источники информации, принятые во внимание пр экспертизе

1.Заявка Японии 50-40498, 0 НКИ 97/7 В С 21, ОПубл/24.12.75.

2.Авторское свидетельство СССР 343279, МКИ G 06 К 9/00 ОТ 22,06.72 (прототип).

(dtHttenn ysiitni)

IMoifg namtHffm

U