Способ распознавания изображений Советский патент 1982 года по МПК G06K9/00 

(k) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для распознавания изображений объектов. По основному авт.св. О, известен способ,основанный на преобразовании изображения в периодический функцио нальный сигнал,сопоставлении функционального сигнала с эталонными сигналами и принятии решения по результатам сопоставления. При этом периодический функциональный Сигнал формируют путем преобразования проекции изображения на первую координатную ось, расГюложенную в плоскости изобра жения, при равномерном изменении угла поворота изображения второй координат ной оси, перпендикулярной плоскости изображения. Далее фиксируют последовательность локальных экстремальных, уровней функционального сигнала, вы-деляют из них сигнал глобального экстремального уровня, по которому нормализуют последовательность указанных локальных уровней функционального сигнала, а сопоставление с эталонными сигналами производят -путем сравнения нормализованной последовательности экстремальных уровней функционального сигнала с эталонными последовательностями сигналов в интервале, равном периоду повторения функционального сигнала. Кроме этого, одновременно проводят дополнительные операции, заключающиеся в том, что суммируют текущие уровни функционального сигнала в интервале, кратном периоду его повторения,- и сравнивают полученный суммарный сигнал с соответствующими эталонными ,} 3. Недостатком известного способа является значительное время распознавания изображений, обусловленное тем, что при распознавании формируют один функциональный сигнал, в интервале углов поворота от О до П. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет сокращения времени формирования функционального сигнала . Указанная цель достигается тем, что формируют дополнительный функцио нальный сигнал путем преобразования проекции изображения на третью координатную ось .расположенную в плоскости изображения и перпендикулярную первой оси,фиксируют дополнительную последова тельность лоиальных экстремальных уровней дополнительного функционального сигнала, нормализуют их по выделенному глобальному экстремальному уровню функционального сигнала и по нормализованной последовательноети экстремальных уровней дополнитель ного сигнала судят о распознаваемом изображении. На фиг. 1 показано изображение четырехугольника АВСД проекции четырех угольника на координатные оси преобра зуются в периодический функциональный сигнал (011)) и дополнительный периодический функциональный сигнал f(oiV); на фиг. 2 и 3 - зависимости периодических функциональных сигналов {d и ) от угла поворота изоб ражения вокруг координатной оси, пер пендикулярной пг:скости изображения. следующие обозначения Т1д , Tir.j - локальные экстремаль ные уровни Функционального сигнала ); а Ti, Ti - 1i д- локальные экстремальные уровни дополнитель ного функционального сигнала f («(V) . Операции в предлагаемом способе осуществляются следующим образом. Формирювание дополнительного периодического функционального сигнала производится аналогично формированию известного периодического функцио нального сигнала, т.е. путем преобразования проекции изображения СФИГ.1) на третью координатную ось расположенную в плоскости изображения при равномерном изменении угла поворота изображения вокруг второй коорди натной оси, перпендикулярной плоскости изображения (не показана). Четырехугольник АВСД (фиг. 1) имеет стороны АД и СД, диагонали АС и ВД нормали АК, МД, СН и РД, являющиеся при преобразовании изображения в периодический функциональный сигнал локальными экстремальными периодически повторяющимися уровнями Функциональных сигналов. Для каждого поворота изображений четырехугольника АВСД (фиг. 2 и 3 на угол oi. jb (j - целое число; do - заданное минимальное значение угла поворота изображения относителы но начального положения о 0) уровни Т1о(периодических функциональных Сигналов лдлина значения) прюекции изображения на координатные оси X и Y изменяются от максимального (минимальногоJ экстремального значе-г НИИ Tif и Tic/, для угла поворота (л- О (yf 90 ) до минимального (максимального) экстремальных значеНИИ (2.для угла поворота сУ-2. 1 i i 00) и т.д. Минимальные и максимальные уровни Tiolt, Г1,г: периодических функциональных сигналов (известного и дополнительного) , минимальные и максимальные значения длин проекций изображения, повернутого на углы si eiV c/l+ + .|, гд,;. ci4)0,l :j;o/A)€ |;|7tJ; Л) 1 i3L ; ЭС, определяют количество экстремальных проекций TJo/ именуемые локальными экстремальньми уровнями функционального сигнала. Локальные экстремальные уровни функциональных сигналов f(dV) и f (oi (известного и дополнительного) (фиг. 2 и 3) сдвинуты ofнocитeльнo друг друга на постоянный угол Ж, а величины соответствующих локальных экстремальных уровней сигналов одинаковые . Из этого следует, что описание изображения четырехугольника с помощью известного и дополнительного периодических функциональных сигналов получается за меньший интервал времени. Сравнивая значения функциональных сигналов изображений геометрически подобных фигур, можно установить, что они отличаются только величиной соответствующих локальных экстремальных уровней сигнала, размещены уровни на одном и том же определенном и одинаковом расстоянии друг от друга. Изображения, принадлежащие к одному классу К изображений и отличающиеся друг от друга только коэффициентом подобия, описываются периодическими функциональными сигналами, локальные экстремальные уровни Tjafi и TiofV которых размещены на одинаковом и определенной угловом расстоянии друг от друга, но различны по неличине уровня для каждого периодичес кого сигнала на величину коэффициента подобия. Для функциональных сигналов други изображений последовательность экстре мальных локальных уровней также не зави сит от аффинных преобразований изображений, но учитывается изменение формы. Следовательно, если выделить из (известной) последовательности локальных уровней функционального сигнала fCdlA)) глобальный экстремальный уровень и по нему нормализовать дополнительнуо последовательность указа ных локальных уровней,то очевидно, что изображения, принадлежащие к одному и тому же классу изображений, т.е. . отличающиеся друг от друга только значением коэффициента подобия, после нормализации их последовательностей локальнц экстремальных уровней г1о соответЬтвующим глобальным экстре мальным уровням каждого функционального сигнала изображения из одного. класса, будут иметь одинаковые по значениюнормализованные последовательности соответствующих локальных экстремальных уровней. Следовательно, последовательности локальных экстремальных уровней функ циональных сигналов всех изображений из одного класса,которые отличаются между собой только значением коэффициента подобия, можно заменить двумя нормализованными последовательностими локальных экстремальных уровней для всех изображений из этого класса полученными за меньшее время, чем в известном способе. Таким образом, последующие операции в предлагаемом способе заключают ся в том, что фиксируют известную и дополнительную последовательности ло кальных экстремальных уровней функ циональных сигналов (известного и дополнительного), выделяют из локальных уровней известного функционального сигнала сигнал глобального .экстремального уровня, по которому нормализуют соответственно каждую последовательность указанных локальных уровней функциональных сиг956 налов, а сопоставление с талонными сигналами производят методом сравнения нормализованных последовательностей экстремальных уровней известного и дополнительного функциональных сигналов с эталонными последовательностями сигналов. Имея группу из б эталонных значений нормализованных последовательностей экстремальных локальных уровней функциональных сигналов изображений из разных классов изображений К, Kg KQ, где 6- число классов, и сравнивая их с полученным значением нормализованных последовательностей экстремальных локальных уровней известного и дополнительного функционального сигналов распознаваемого изображения, можно однозначно кдентифицировать (распознать) форму изображения независимо от аффинных преобразований изображения. Технико-экономический эффект от использования предлогаемого способа распознавания изображений заключается в уменьшении времени распознавания изображений. Формула изобретения Способ распознавания изображении по авт. св. № , отличающийся тем, что, с целью ускорения распознавания изображений, формируют дополнительный функциональный сигнал путем преобразования проекции изображения на третью координат-, ную ось, расположенную в плоскости изображения и перпендикулярную первой координатной оси, фиксируют последовательность локальных экстрамальных уровней дополнительного функционального- сигнала, нормализуют их по выделенному глобальному экстремальному уровню функционального сигнала и по норма.лизованной последовательности экстремальных уровней дополнительного функционального сигнала судят о распозна-. ваемом изображении. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № , кл. G Об К П/ОО, 1977 (прототип) .

Фиг.1

т

о

2 АС

//

М АИ

т

т

AD

ЮО

80

fO SO Wf02

О Ю15,5

ftfff 156 т SIт 90 too 105,5

At ЛКAC

НС К DP

Л. J

ZTaf - f ftfoj)

HC