Курсовая работа: Блок керування для блока первинного центрування зображення
В даній роботі увага приділена особливостям розпізнавання симетричних об'єктів за моментними ознаками з формуванням еталонів об'єктів [6-9]. Сам процес формування результуючих сигналів класифікації вхідних зображень об'єктів передбачає такі етапи розпізнавання (рис. 1).
Відомо, що підхід до вибору математичної моделі зображення передбачає спосіб опису зображення, при цьому наскільки універсальним є спосіб опису зображення, настільки простішим буде виділення системи ознак, які містять інформацію про зображення [8, 10-13]. Джерелом інформації поля зору СТЗ служить світловий потік, який в даному разі описується функцією яскравості. Отже, на виході системи формування зображень утворюється відеосигнал, що відповідає яскравості об’єкта, який знаходиться в полі зору. Тому функцією такої "інтелектуалізації" є об’єднання процедур обробки зображень оптичними блоками та формування відповідних сигналів блоком керування з врахуванням певних особливостей (симетрії) зображень [14,15].
Первинне центрування дозволяє визначити центр тяжіння об’єкта
Рисунок. 1 - Етапи розпізнавання
Тому, в даному курсовому проекті буде проведена оптимізація пристрою керування для системи розпізнавання зображень за його геометричними ознаками із виділенням симетричності зображень об’єктів.
2. Розробка структурної схеми розпізнавання зображень
Розроблена структурна схема системи розпізнавання зображень наведена у Додатку А.
Система, яка реалізує формування еталонів симетричних зображень у пpoцeci розпізнавання останніх, складається з оптичного блока обробки (БО), який містить перший блок зсуву (центрування) з проектувальною оптикою, блок повороту зображення, другий блок зсуву, два канали обробки зображень, кожен з яких містить мультиплікатор світлового потоку, формувач сигналів статичних моментів, i блока керування.
Робота системи починається з подання сигналу "Запуск" на блок керування, в який по відповідним шинам записуються вхідні величини: N - кількість стовпців; М — кількість рядків зсуву зображення; L - число поворотів зображень; К - число комплектів масок. Блок керування на відповідному виході формує спочатку адреси у блоках зміни комплектів тіньових масок, що відповідають визначенню та зрівноважуванню статичних моментів першого порядку. Після завершення первинного центрування у двох формувачах для здійснення повторних центрувань блоком керування будуть сформовані конкретні адреси комплектів масок, які однозначно відповідають визначенню та зрівноважуванню статичних моментів більш високих порядків.
Система дозволяє обробляти бінарні й напівтонові зображення, для яких градації яскравості вхідного зображення мають центральну симетрію (якщо розпізнається центральносиметричне зображення) або осьову (зображення з осьовою симетрією). Первинне та повторне центрування можуть виконуватися оптичною системою першого блока зсуву з можливістю керованого зсуву за двома напрямками (двовимірні регістри зсуву) або за допомогою акустооптичних пристроїв (двокоординатний акустооптичний пристрій відхилення). Якщо нociєм інформації про зображення є об'єктив або рефлектор, то можна застосовувати акустооптичні рефлектори або пристрої для керування сигналом зсуву [16].
Оптичні зв'язки між блоками системи (між першим блоком зсуву з проекціювальною оптикою, блоком повороту зображення, другим блоком зсуву, між виходами мультиплікатора, блоком зміни масок i оптичних перетворювачів) можуть забезпечуватися безпосереднім оптичним з'єднанням та узгодженням їx входів або ж за допомогою волоконно-оптичних каналів зв'язку чи волоконно-оптичних джгутів [17,18].
Отже, блок керування розділений на два функціонально-самостійні пристрої МПК та aналізатоp, що дає можливість кожний з цих пристроїв синтезувати окремо з орієнтацією на перспективну елементну базу - ПЛІС.
2.1 Розробка блоку керування
Розроблена схема електрична-функціональна блоку керування наведена у Додатку Б.
Особливістю блока керування для даної системи є можливість виконання ним не тільки функцій керування, але й попередньої обробки інформацій про вхідний відеосигнал, в результаті чого формуються ознаки симетричності зображення.
Блок керування складається з двох частин: мікропрограмного пристрою керування МПК та аналізатора симетричності об'єктів. До складу МПК входять такі базові вузли: програмоване ПЗП ROM, регістр RG, дешифратори DC, генератор тактових імпульсів ГТІ, тригер Т i логічні елементи. Аналізатор містить шість лічильників СТ, дешифратор DC, чотири мікросхеми ОЗП RAM, два компаратори СОМ, три тригери Т i логічні елементи. Розділення структури блока керування на два функцюнально-самостійних пристрої, МПК й аналізатор, зумовлене не тільки специфікою використання у СТЗ, але й необхідністю перепрограмування блока керування в процeсі розширення функціональних можливостей системи розпізнавання. Структура та методика синтезу МПК загальновідомі [19,20].
2.2 Розробка схеми електричної-функціональної аналізатора симетричності об'єктів
Розроблена схема електрична-функціональна аналізатора симетричності об'єктів наведена у Додатку В.
В аналізаторі симетричності об'єктів шість лічильників задіяні таким
чином: один з лічильників використовується для організації циклу зміни i-гo комплекту тіньових бінарних масок; другий лічильник є лічильником кількості поворотів, в якому початково записується величина L = 90/∆φ, де ∆φ - крок повороту, i який використовується для організації циклу повороту зображення; третій та четвертий лічильники фіксують координати точки відліку А1 (XI, Y1) зображення вздовж осей X i Y відповідно в процесі первинного центрування вхідного зображення; останні два лічильники фіксують величини ∆xl, ∆х2,... ∆хk-1, та ∆yl, ∆у2,... ∆уk-1 зсуву зображення вздовж осей X i Y в1дповідно в процесі повторних центрувань вхідного зображення.
Чотири схеми ОЗП RAM використовуються для зберігання величини зсуву вздовж осей X i Y відповідно до комплекту масок при певних кутах повороту, причому, адреса комплекту масок використовується для вибору необхідної мікросхеми ОЗП, а адреса кута повороту є адресою, за якою записується певна інформація з відповідних лічильників в ОЗП.
Вихідними сигналами для аналізатора є результуючі сигнали Z1,72, Z3:
- одиничне значення сигналу Z1 свідчить про центральну симетрію зображення;
- одиничне значення сигналу Z2 свідчить про осьову симетрію зображення;
- одиничне значення сигналу Z3 фіксує несиметричність зображення.
Структура аналізатора містить такі компоненти, як дешифратори,
лічильники та запам'ятовуючі пристрої. Більшість ПЛІС містить бібліотеки таких макроелементів, що значно скорочує час їx програмування. Але основну складність реалізації схеми аналізатора в елементному базисі ПЛІС представляють собою елементи ОЗП, тому доцільно схему аналізатора поділити на дві частини: одна з яких складається з таких базових елементів, як дешифратори та лічильники, а інша - зі схем компараторів та ОЗП [24].
3. Розробка алгоритмічної частини розпізнавання зображення