РОБОТОТЕХНИКА

НЕСВЯЗНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ

При одном из подходов к визуальному распознаванию симво,- лов, исследовавшемся в Астонском университете физиками Ли - фером, Роджерсом и Стефенсом [9], использовался несвязный вариант преобразования Фурье. Прежде всего было проведено раз­граничение между распознаванием символов, когда все элементы класса символов, подлежащих распознаванию, известны заранее, и распознаванием образов, когда образы заранее неизвестны. Первая задача представлялась более легкой, и поэтому было ре­шено начать с нее.

Методы, основанные на использовании преобразований Фурье, имеют преимущество перед использованием прямого или авто- коррелированного изображений, которое заключается в том, что высокочастотный шум, возникающий, например, в результате отсечек или мелких дефектов, можно легко отфильтровать, хотя следует иметь в виду, что в некоторых случаях, например в случае заглавной буквы О, поступать так было бы ошибочно, поскольку это привело бы к неверному распознаванию.

Однако при использовании преобразования Фурье для рас­познавания символов, представляющих собой просто взаимную инверсию друг друга (например, 6 и 9), необходимо вводить какое - то различение фазы.

На практике оказалось возможным различать 10 печатных цифр фиксированного вида при помощи трех коэффициентов Фурье, заданных семью отсчетами (3 бита), один из которых задает фазу. Таким образом, используется всего 10 бит информации при ми­нимальном значении в 3,3 бита, так что надежность системы может рассматриваться равной трем.

В экспериментальном оборудовании символ, подлежащий рас­познаванию, освещался лампой, работающей на постоянном токе. Изображение проектировалось на рассеивающий экран, распо­ложенный в фокальной плоскости авиационной телефотокамеры, которая использовалась как коллиматор для получения параллель­ного пучка лучей. Круговое сканирование производилось вра - 212 щающимся зеркалом, поэтому работа системы не зависела от ориентации, расположенной перед фотоэлементами-датчиками прозрачной экранной сетки, состоящей из темных и светлых линий.

В дальнейшем перед фотоэлементами была установлена вторая сетка, чтобы большее число элементов участвовало в обнаружении образованного «муарового образа». Для обнаружения фазы был дополнительно введен также эталонный сигнал от светового пятна.

6 7 8 9 0

Рис. 11.1. Выходные изображения на 12-битовом дисплее

В результате на выходе экспериментального оборудования формировалось 12-битовое изображение, причем требовалось всего лишь 10 из 8192 возможных изображений образов. Однако, по­скольку две индикаторные лампы никогда не включались и были избыточными, оставалось только 2048 возможных комбинаций изображений.

При необходимости можно и далее понижать избыточность в данной системе. Поступая таким образом, автор обнаружил, что эта система позволяет уменьшить необходимый набор до пяти бинарных разрядов или ламп, т. е. на одну больше, чем дает теоретический минимум (рис. 11.1). После того как это сделано, можно при желании снова добавлять избыточность, что с инженер­ной точки зрения повышает надежность распознавания.