Устройство для распознавания изображений Советский патент 1982 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к распознав нию образов и может быть использовано, например, при адаптации роботов, к форме и положению предметов. Расширение возможностей и сферы применения роботов тесно связано с совершенствованием их органов зрения, являющихся наиболее информативными каналами связи с внешней средой В ряде случаев достаточно, чтобы они обеспечивали ЭВМ робота не всей зрительной информацией об окружающих предметах, а только о некоторых их признаках. Такими признаками могут быть контуры изображений предметов. Выделение контуров в роботах может осуществляться как аппаратурными средствами, так и программным путем Аппаратурные средства в общем случае обеспечивают более высокую скорость обработки изображения и не тре буют места в памяти ЭВМ робота для .хранения программы выделения контура, Известно устройство для распознавания изображений, содержащее блок динамической расфокусировки, фотоприемную матрицу, решающие блоки, сумматоры и блоки вычислений ГО В таком устройстве для выделения контура осуществляют периодическую расфокусировку .изображения, спроецированного на плоскость фотоприемной матрицы, что вызывает изменение ос вещенности только тех фотоприемных элементов, на которых лежат контуры оптического изображения. Недостатки такого устройства - невысокое быстродействие и сложность технического решения. Наиболее близким по своей сущности к предложенному является устройство для распознавания изображений, содержащее бистабильную ячейку, первый вход которой соединен с соответвующим фотоприемным элементом , а выход является выходом устройств., и элемент И-ИЛИ, входы которого попарно соединены с выходами смежных бистабильных ячеек, а выход - со вторым входом данной бистабильной ячейки 2 Такое устройство позволяет выделить замкнутые линейчатые изображения за счет образования замкнутых це почек бистабильных ячеек, находящихся в состоянии 1. Однако такой принцип работы приводит к тому, что при несрабатывании хотя бы одного звена (од ной бистабильной ячейки) вся цепочка распадается. Это снижает надежность работы устройства. Цель изобретения - повышение надежности устройства и расширение его функциональных возможностей путем вы деления контуров плоских изображений Поставленная цель достигается тем ЧТО устройство для распознавания изо ражений содержит .элемент памяти, первый вход которого соединен с выхо дом элемента И-ИЛИ, а выход - со вто рым входом бистабильной ячейки, и элемент И-НЕ, входы которого соединены с выходами смежных бистабильных ячеек, а выход - со вторым входо элемента памяти. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство содержит бистабильную ячейку 1, элемент памяти 2 и логические элементы Й-ИЛИ 3 и И-НЕ 4. Вход 5 бистабильной ячейки 1 подключен к соответствующему фотоприемному элементу 6, вход 1 - к собственному выходу 8 и выходу 5 устройства, и вход 10 - к выходу 11 и входу 12 эле мента памяти 2, вход 13 которого под ключен к выходу 14 элемента И-ИЛИ 3. а вход 15 - к выходу 16 элемента И-НЕ k, входы 17 которого соединены с выходами 9 смежных бистабильных ячеек. Указанные выходы 9, .кроме того, попарно соединены со входами 18 элемента И-ИЛИ 3- Бистабильная ячейка 1 и элемент памяти 2 построены на основе одних и тех же логических элементов И-ИЛИ-НЕ и ИЛИ-НЕ и отличаются лишь тем, что при снятии сигналов 1 со входов 5 и 10 ячейка 1 возвращается в исходное (нулевое) со стояние, а элемент памяти 2 при снятии сигналов 1 с его входов 13 и 15 сохраняет записанную в нее информацию. На шину 19 подается сигнал установки устройства в исходное (нулевое) состояние. Совокупность элементо 6 образует фотоприемную матрицу (не показана), на которую проецируется плоское изображение объекта. Работа устройства начинается с подачи сигнала Установка на его шину 19. В результате на выходе 9, а следовательно на входах 7, Ю, 12 и 13 и,выходах 8 и 11 бистабильной ячейки 1 и элемента памяти 2 устанавливаются потенциалы, соответствующие 0. На выходе 16 элемента , а следовательно на входе 15 элемента 2 устанавливается потенциал, соответствующий 1. В следующий момент изображение проецируется на фотоприемную матрицу. На выходах тех фотоприемных элементов 6, на которые попадает изображение, появляется сигнал 1, поступающий на вход 5 бистабильной ячейки 1. В результате за счет наличия положительной обратной связи, соответствующая бистабильная ячейка 1 переходит во второе (единичное )состояние, а на выходе 8 и входе 7 последней и на выходе 9 данного устройства устанавливается потенциал, соответствующий 1. При этом, если на выходах 8 любых двух смежных бистаПильных ячеек также имеется сигнал 1 , пвыходе k элемента И-ИЛИ 3 появляется потенциал, соответствующий 1. Так как на входе 15 уже действовал си1- нал 1, единичный потенциал, поступая на вход 13. опрокидывает элемент памяти 2 в противоположное (единичное) состояние. В результате за счет наличия положительной обратной связи, на выходе 11 элемента памяти 2, а следовательно на входе 10 бистабильной ячейки 1 устанавливается потенциал, соответствующий 1. При этом данное (единичное состояние элемента памяти 2 может сохраняться и после снятия сигналов 1 с одного или двух его входов 13 и 15. Если же сигнал 1 действует на выходах 8 всех смежных бистабильных ячеек 1 (это имеет место, когда фотоприемный элемент 6 данной биста.бильной ячейки 1 находится внутри контура изображения), на выходе 16 элемента И-НЕ 4, а следовательно на входе 15 элемента памяти 2 появляется потенциал, соответствующий 0. При этом, если даже на входе 13 элемента 2 действует сигнал 1, последний не переходит в единичное состояние и на входе 10 ячейки 1 сигнал J ячейки отсутствует. После снятия изображения с фотоприемной матрицы сигнал 1 на выходах соответствующих элементов 6 исчезает, В результате, если на входе 1 данной ячейки 1 не действует сигнал 1, последняя возвращается в исходное (нулевое) состояние и на выходе 9 устанавливается потенциал , соответствующий 0. Сигнал 1 же действует на входе 10 ячейки 1 данного устройства только тогда, когда имеются, по крайней мере. Два смежных устройства, на выходах 9 которых присутствует сигнал 1. Исключение составляет тот случай, когда на выходах 9 всех смежных устройств действует сигнал 1. При этом элемент памяти 2 сохраняет свое нулевое состояние и на входе 10 ячейки 1 имеем сигнал 0. Таким образом, в предложенном устройстве, в отличие от прототипа, пос ле снятия изображения происходит стирание не только незамкнутых контуров но и стирание информации в ячейках 1, соответствующие фотоприемные элементы 6 которых расположены внутри (зам кнутых) контуров плоских изображений. j Тем самым достигается возможность выделения контуров плоских изображе:ний. Наличие элементов памяти 2 повышает надежность образования замкнутых цепочек бистабильных ячеек. 3 предложенном устройстве элемент памяти 2 построен на основе логических элементов И-ИЛИ-НЕ и ИЛИ-НЕ. В принципе он может быть выполнен и на основе других элементов и с дру гими связями между его компонентами. Общим для всех их будет то, что они в процессе работы устройства должны запоминать информацию о состоянии смежных бистабильных ячеек 1. В. предложенном устройстве, как и у прототипа, в качестве смежных 9 3 устройств (или бистабильных ячеек) принятые четыре устройства. В зависимости от конкретных условий и особенностей изображений в качестве смежных может быть принято и другое число устройств (например, восемь. Таким образом, предложенное устройство представляет собой элементарный блок обработки оптической информации. Оно производит опрос и запоминание состояния смежных бистабильных ячеек и выдачу сигнала, соответствующего этим состояниям. В предложенном устройстве сохранены все функции прототипа. Оно позволяет среди линейных изображений выбрать изображения с замкнутыми линиями . Формула изобретения Устройство для распознавания изоб ражений, содержащее бистабильную ячейку, первый вход которой соединен с соответствующим фотоприемным элементом, а выход является выходом устройства, и элемент И-ИЛИ, входы которого попарно соединены с выходами смежных бистабильных ячеек, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит элемент памяти, первый вход которого соединен с выходом элемента И-ИЛИ, а выход - со вторым входом бистабильной ячейки, и элемент И-НЕ входы которого соединены с выходами смежных бистабильных ячеек, а выход со вторым входом элемента памяти. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 601721, кл. G 06 К 9/00, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 566256, кл. G 06 К 9/00, 1975 (прототип).