Спосіб розпізнавання зображень плоских фігур на основі відношень площин елементів фігури

Спосіб розпізнавання зображень плоских фігур на основі відношень площин елементів фігури, що включає центрування вхідного зображення за допомогою блока центрування пристрою, повертання зображення об'єкта навколо центра на дискретний кут Аф, за допомогою блока обробки р та S (БО р та S) пристрою, який відрізняється тим, що здійснюють перетворення отриманого зображення з прямокутної системи координат до полярної за допомогою перетворювача світлосигналу пристрою, в блоці обробки R (БО R) пристрою з центра тяжіння зображення фігури визначають два кола з мінімальним радіусом Rmm, що дотичне до найближчої точки, та з максимальним радіусом Rmax, ЯКЄ ДОТИЧНЄ ДО КОНТуру В МЭКСИМЭЛЬНО В1Д даленій точці від центра, коло з радіусом Rmax розбивають на N секторів з кроком кута Дф та значають площу сектора S-\]t що обмежена контуром фігури, максимальним колом та радіусвекторами Р| та р|+-|, площу сектора S^, що обмежена контуром фігури, мінімальним колом та радіус-векторами р, і p,+-j, за формулами Si,=7t(R 2 max-p 2 )/N, S 2 ,=7t(p 2 -R 2 min)/N, де р = здійснюють поворот фігури на кут Дф і за допомогою блока формування відношень пристрою формують параметри секторів фігури Q * = S7 > /S?,flKi за допомогою блоків порівняння пристрою порівнюють з параметрами секторів еталонного зображення Q• -SSr/Sp., поворот здійснюють доти, доки параметри Q * контрольQ* ної фігури не співпадуть з параметрами 0 5 ета со лонного зображення межами рі та р!+-|, за допомогою БО р та S ви СМ о Корисна модель відноситься до автоматики і обчислювальної техніки і може бути використана при розпізнаванні плоских фігур в робототехніці, в системах технічного зору, при аналізі мікробіологічних препаратів і рентгенограм і т п Відомо спосіб розпізнавання геометричних фігур [АС СССР №446087, 1974г], заснований на скануванні і перетворенні зображення фігури в ПОСЛІДОВНІСТЬ широтно-модульованих імпульсів, построково сканують ділянки зображення об'єкту з наступним перетворенням у відеосигнали з одночасним формуванням сумарних сигналів і порівнянням з еталонними сигналами Недоліком даного способу є низька швидкодія, яка обумовлена необхідністю багаторазового ска нування образу в напрямках 7027 ні сигнали, виділяють в інтегральних сигналах ПОСЛІДОВНІСТЬ екстремальних рівнів, фіксують КІЛЬКІСТЬ екстремальних рівнів і глобальний екстремальний рівень у виділеній ПОСЛІДОВНОСТІ, по яких судять про фігуру, що розпізнається Недоліком даного способу є обмежена область використання, внаслідок неможливості розпізнавання не опуклих фігур, низька швидкодія, яка обумовлена необхідністю багаторазового сканування образу в напрямках ф = 0,и для його точної ідентифікації, низька завадостійкість, що виникає в разі попадання в область рецепторного поля сторонніх сигналів Найбільш близьким за змістом є спосіб розпізнавання геометричних фігур [А С №48903, G06K9/00 Опубл 2002р, Бюл №8] Даний спосіб для розпізнавання плоских фігур полягає в тому, що перетворюють зображення в сукупність сигналів, визначають функцію площі перетину (ФПП) вхідної фігури та ґі копи, паралельно зсувають копію фігури і на кожному кроці зсуву визначають площу перетину вхідної фігури та її копи, проводять зсув до отримання площі перетину, яка дорівнюється нулю, що відповідає максимальному зсуву у відповідному напрямку, перпендикулярному першому, і визначають для нього функцію перетину площин, порівнюють з еталонними значеннями функцію перетину площин і визначають класи фтур X та Y для кожного напрямку ВІДПОВІДНО, а шукану фігуру визначають на перетині отриманих множин ф|ГУР, які належать ВІДПОВІДНИМ класам X та Y Недоліком даного способу є те, що він дозволяє розпізнавати прості фігури, такі як коло, прямокутник квадрат та трикутник, а також всі ІНШІ, для яких можливо аналітично визначити ФПП, а розпізнавання тих фігур, ФПП яких неможливо визначити, ускладнюється В основу корисної моделі поставлена задача створення способу розпізнавання зображень плоских фтур, в якому за рахунок опису фігури двома колами, центр яких співпадає з центром маси фігури, коло з меншим діаметром дотичне до найближчої точки фігури, а коло з більшим діаметром - до найдальшої точки фігури, а також за рахунок розбиття простору між двома колами на сектори, визначають дві площі в кожному секторі між колами та контуром Визначають відношення площин в кожному секторі і порівнюють з еталонними Співпадання відношень дає можливість розпізнавати плоску фігуру з високою точністю та швидкодією Поставлена задача вирішується тим, що спосіб розпізнавання зображень плоских фігур на основі відношень площин елементів фігури полягає в тому, що вхідне зображення центрують, а потім повертають зображення об'єкта навколо центра на кут Дф, здійснюють перетворення отриманого зображення з прямокутної системи координат до полярної, з центра тяжіння зображення фігури визначають два кола з мінімальним радіусом R m m , що дотичне до найближчої точки, та з максимальним радіусом R m ax > я к е дотичне до контуру в максимально віддаленій точці від центра, коло з радіусом Rmax розбивають на N секторів з кроком кута Дф та межами р, та р ) + і , визначають площу секторів S-||, що обмежена контуром фігури, максимальним колом та радіус-векторами р, та р , + і , площу сектора S21, що обмежена контуром фігури мінімальним колом та радіус-векторами р, та р,+-|, за формулами де р = _ здійснюють поворот фігури на кут Д і порівнюють параметри секторів фігури ф параметрами секторів еталонного зображення Q = ' А;6 , поворот здійснюють до/* ти, доки параметри О./* контрольної фігури не співпадають з параметрами Q^ еталонного зображення, що дасть можливість розпізнати (ідентифікувати) фігуру з високою точністю і швидкодією Точність розпізнавання залежить від обраної величини Дф або КІЛЬКОСТІ секторів N, на які розбивається фігура, тобто чим менше Д (більше ф N), тим більша точність На Фіг 1 приведено зображення фігури, контур якої розташований в межах двох кіл з радіусам и Rmin т а Rmax > Я К І розбиті на сектори з кутом, на Фіг 2 - блок-схема пристрою для розпізнавання зображень плоских фігур на основі відношень площин елементів фігури, на Фіг 3 - схема блоку обчислення R m in та Rmax (БОЯ), а на Фіг 4 - блок-схема блоку обчислення р та S(BOpmaS) Пристрій (Фіг 2) містить перетворювач світлосигналу (ПСС) 1, блок центрування (БЦ) 2, блок обчислення R (BOR) 3, блок обчислення р та S (BOpmaS) 4, блок формування відношення (БФВ) 5 та блок порівняння (БП) 6, причому вхід ПСС1 є входом пристрою, а вихід з'єднаний з входом БЦ 2, вихід котрого підключений до входу BOR 3, вихід якого з'єднаний з входом BOpmaS 4, а вхід та вихід БФВ 5, ВІДПОВІДНО, з'єднані з виходом BOpmaS 4 та входом БП 6 BOR З (Фіг 3) складається з клітинного матричного середовища (КМС) 7, центр котрого суміщений з початком ЛІНІЙКИ фотоприймачів (ЛФ) 8, вихід котрої підключений до входу блоку обробки (БО) 9 BOpmaS 4 містить (Фіг 4) КМС 10, ЛФ 11, блок формування р(БФр)12, вихід котрого підключений до першого входу блоку обчислення S(BOS) 13, другий та третій входи котрого підключені, ВІДПОВІДНО, до виходів регістрів Rmin 14 та Rma* 15, а четвертий вхід - до входу 16 значення Дф , вихід ЛФ 11 підключений до входу БФр 12, а початок ЛФ 11 суміщений з центром КМС 10 7027 Запропонований спосіб розпізнавання зобрацентрується відносно центра клітинного матричножень плоских фігур на основі відношень площин го середовища. Відцентроване зображення фігури елементів фігури полягає в наступному. проектується також відносно центра в BOR 3, який В початковий момент проектується зображеншляхом повороту фігури відносно центра середоня контурної замкненої фігури на дискретне матвища і центра мас фігури, визначає величини Rmax ричне середовище, в якому воно центрується відта Rmm. BOR 3 формує зображення, що присутнє в носно точки (Фіг.1). Визначається найвіддаленіша нього на вході, але з окресленими двома колами з точка контуру фігури від точки О і проводиться радіусами Rmax та Rmm- 3 його виходу отримані коло з радіусом Rmax, а також визначається найближча точка контуру до точки О і визначається дані подаються на БОр та S 4, в якому зображення коло з радіусом Rm,n. Коло з радіусом Rmax розбиповертається на дискретний кут Дф і обчислюєтьвається на дискретні сектори з кутом Аф (Фіг.1). В ся р,, р,+і, Sii та S2i. БФВ 5 формує відношення Q?, кожному секторі визначається площа Si, яка розяке подається в БП 6 для порівняння з еталонташована між дугою більшого кола, обмеженою ним Q. . кутом Дф, контурами в межах сектора та двома BOR 3 функціонує наступним чином (Фіг.З). радіус-векторами Rmax, які утворюють відповідний Зображення фігури проектується на КМС 7, центр сектор. Визначається також площа S21, обмежена котрого співпадає з центром мас фігури. Блок місконтуром, меншим колом та відповідними двома тить також ЛФ 8, перший фотоприймач якої співрадіус-векторами р, та р,+і. Сектори утворюють падає з центром КМС 7, а останній по вертикалі шляхом обертання фігури відносно точки О на виступає за середовище 7 (Фіг.З). Чим дальше від дискретний кут Дф . Таким чином, та частина кільпочатку розташований фотоприймач, тим більшу ця, яка знаходиться зсередини кожного і-го сектовагу він має. Зображення фігури в КМС 7 повертара має дві площі Si, та S21, розділені контуром фіється на 360° навколо центра з обраним кутом гури (Фіг.1). дискретизації. На кожному дискретному повороті Площі S-ii та Эа-розраховуються за формулаздійснюється зчитування коду ЛФ 8, що подасться ми: в БО 9, в якому обирається найбільше та найменше значення коду. БО р та S 4 функціонує наступним чином (Фіг.4). Центр мас спроектованої фігури співпадає з центром КМС 10, в якому також як і в BOR 3 (Фіг.З) розташована ЛФ 11 для обчислення р, та р,+і, при Дані площі отримуються після кожного повокожному дискретному повороті фігури на кут Дф . роту фігури на кут Д р і визначається відношення е Відповідні коди з ЛФ 11 поступають на БФр 12, який формує значення р. На базі отриманих знапФ Ф а і 2і чень BOS 13 обчислює величини Si, та S2i за представленими формулами. Для обчислення яке порівнюється з еталонним Q. = S:: / Sp: площин Si, та Sa на входи BOS з виходів БФр 12 та регістрів 14, 15 кодів Rmin та Rmax поступають в межах R m та Rmax. Поворот здійснюється до m необхідні дані при черговому повороті на Дф . тих пір, поки параметри Q^ не співпадуть з параНа виході BOS 13 формуються відповідні значення Si, та S2,. метрами Ор(О.Ф « Q p ) . Таким чином для отримання значень Rmax та Точність розпізнавання залежить від обраної Rm,n НеобхІДНО ПрОВвСТИ ПОВНЄ Обертання фігури величини Д або кількості секторів N, на які розф на 360°, а також для отримання Si, та S2, викорисбивається фігура, тобто чим менше Дф (більше товується повний поворот Чим менша величина N), тим більша точність. Дф, тим вища точність. Точність також залежить Пристрій для розпізнавання зображень плосвід величини і форми клітин КМС 7, 10. ких фігур на основі відношень площин елементів фігури функціонує наступним чином (Фіг.2). Початкове (контрольне) зображення подається на вхід ПСС 1, де воно перетворюється в необхідну форму і подається на вхід БЦ 2, в якому воно 7027 4 3 Фіг. 1 Фіг 5 I 2 1 в 11 ґ - \ \\ 1 1 \ \ 1 1 \ t гчштт \ \ 7 Фіг. З Комп'ютерна верстка Л Литвиненко Фіг. 4 Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601 6 1