УСТРОЙСТВО РАСПОЗНАВАНИЯ

Полезная модель относится к области обработки данных для специальных применений и может быть использована для обработки и распознавания сигналов и изображений.
Известно устройство, содержащее генераторы пилообразного напряжения, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, элементы ИЛИ, блоки памяти функций принадлежности, блоки определения минимума, блоки сравнения, блоки вычитания из единицы, регистры, счетчик и элементы задержки с соответствующими связями [SU 1791815, G06F 7/58,1990].
Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности.
Известно также устройство, содержащее n параллельных сумматоров, входы и выходы которых являются, соответственно, группой входов и группой выходов устройства, а также n блоков умножения на весовые коэффициенты, при этом вход i-ого блока умножения на весовые коэффициенты (i=1…N) соединен с выходом 1-ого параллельного сумматора, а каждый из выходов j-ого блока умножения на весовые коэффициенты (j=l…N) соединен с соответствующим ему входом взвешенного сигнала i-ого сумматора (i не=j) [А.В.Назаров, А.И.Лоскутов. Нейросетевые алгоритмы прогнозирования и оптимизации систем. Санкт-Петербург: Наука и Техника, 2003 г., стр.231].
Недостатком этого устройства также являются относительно узкие функциональные возможности.
Известно также устройство, содержащее N параллельных сумматоров, входы которых являются группой входов устройства, а также N блоков умножения на весовые коэффициенты, при этом каждый из выходов j-ого блока умножения на весовые коэффициенты (j=1…N) соединен с соответствующим ему входом взвешенного сигнала i-ого параллельного сумматора (i=1…N, i не=j), а также N блоков сжатия отображения, причем входы i-ых блоков умножения на весовые коэффициенты (i=1…N) соединены с выходами одноименных блоков сжатия отображения, входы которых соединены с выходами одноименных параллельных сумматоров, а выходы являются группой выходов устройства [RU 45579, U1, Н03М 7/14, 2005].
Это устройство также обладает относительно узкими функциональными возможностями.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обработки изображений, содержащее группу из М параллельных сумматоров и N групп по М блоков умножения на весовые коэффициенты, при этом, выход каждого из блоков умножения на весовые коэффициенты группы по М блоков умножения на весовые коэффициенты из N групп по М блоков умножения на весовые коэффициенты соединен со входом соответствующего параллельного сумматора группы из М параллельных сумматоров, а устройство содержит также блок формирования фрагментов изображения, группа из N пороговых блоков, каждый из которых содержит группу из Р пороговых элементов и группу из Q пороговых элементов, входы которых соединены с соответствующими выходами блока формирования фрагментов изображения, группа из N блоков бинарной дизъюнкции векторов, первые входы каждого из которых соединены с выходами соответствующего порогового блока группы из N пороговых блоков, блок формирования случайного бинарного разреженного вектора, выход которого соединен со вторыми входами каждого из блоков группы из N блоков бинарной дизъюнкции векторов, а также группа из N параллельных перемножителей, входы каждого из которых соединены с выходами соответствующего блока группы из N блоков бинарной дизъюнкции векторов, а выходы соединены с входами блоков умножения на весовые коэффициенты соответствующей группы по М блоков умножения на весовые коэффициенты из N групп по М, блоков умножения на весовые коэффициенты [RU 2321946, С1, Н03М 7/14, 2008].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая достоверность распознавания, поскольку устройство чувствительно к пространственным сдвигам эталонов относительно наблюдаемого изображения относительно наблюдаемого изображения.
Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее блок формирования фрагментов изображения, блок пороговых элементов, вход которого соединен с выходом блока формирования фрагментов изображения, а также первый и второй параллельные сумматоры, введены блок деления, первый и второй выходы которого соединены с выходами, соответственно, первого и второго параллельных сумматоров, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока деления, блок хранения эталонных отношений, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, и блок определения минимума, вход которого соединен с выходом блока сравнения, при этом, входы первого и второго параллельных сумматоров соединены соответственно, с прямыми и инверсными выходами блока пороговых элементов.
На чертеже представлена электрическая структурная схема устройства распознавания.
Устройство распознавания содержит блок 1 формирования фрагментов изображения и блок 2 пороговых элементов, вход которого соединен с выходом блока 1 формирования фрагментов изображения.
Кроме того, устройство распознавания содержит первый 3 и второй 4 параллельные сумматоры, блок деления 5, первый и второй выходы которого соединены с выходами, соответственно, первого 3 и второго 4 параллельных сумматоров, а также блок 6 сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока 5 деления, блок 7 хранения эталонных отношений, выход которого соединен со вторым входом блока 6 сравнения, и блок 8 определения минимума, вход которого соединен с выходом блока 6 сравнения, при этом, входы первого 3 и второго 4 параллельных сумматоров соединены соответственно, с прямыми и инверсными выходами блока 2 пороговых элементов.
Все элементы устройства являются стандартными элементами электронно-вычислительной техники. Особенности алгоритма их работы приведены ниже при описании работы устройства.
Работает устройство распознавания следующим образом.
Блок 1 формирования фрагментов изображения формирует поток отсчетов в сложном изображении или изображении, наблюдаемом на случайном фоне. В блоке 2 пороговых элементов, вход которого соединен с выходом блока 1 формирования фрагментов изображения, каждому отсчету из потока ставится в соответствие бинарная (двухуровневая) его характеристика - сигнал с уровнем логической единицы или сигнал с уровнем логического нуля.
Первый параллельный сумматор 3 определяет количество элементов с уровнем логической единицы, а второй параллельный сумматор 4 - с уровнем логического нуля, поскольку его входы подключены к инверсным выходам пороговых элементов блока 2.
В блоке 5 деления определяется отношение суммарного числа сигналов с уровнем логической единицы к суммарному числу сигналов с уровнем логического нуля. Это отношение инвариантно к повороту изображения или его фрагментов, поскольку учитывает только отношение сумм элементов с различным уровнем характеризующего изображения отсчетов.
Полученное в блоке 5 деления отношение сравнивается в блоке 6 сравнения с эталонными отношениями фрагментов изображения (или различных изображений) путем, например, вычитания текущих отношений из эталонных и формирования модуля полученных результатов вычитания.
Эти модули разности поступают в блок 8 определения минимума, в котором по минимальному модулю разности из множества полученных модулей разности определяется эталон, которому соответствует наблюдаемый фрагмент. Этим самым решается задача распознавания.
При этом, работа устройства и используемый в нем алгоритм инвариантны к повороту наблюдаемого фрагмента относительно эталона, чем достигается повышение достоверности его работы и что соответствует и требуемому техническому результату.