Введение к работе
Актуальность темы .Главным фактором, сдерживающим практическое применение оптико-цифровых систем распознавания образов (ОЦС РО), является отсутствие надежных методов оптимизации таких систем для работы в реальном масштабе времени.
В настоящее время имеется богатый опыт решения сложных задач распознавания компьютерными средствами . В ряде случаев известны также методы оптимизации соответствующих алгоритмов по числу элементарных операций , необходимых для получения требуемого качества решения, в том числе с применением нескольких параллельно включенных процессоров. Однако эти результаты не могут быть непосредственно использованы при оптимизации жестко лимитированных оптико-цифровых систем. Причиной является необходимость учета существенного различия оптических аналоговых и электронных цифровых средств по ряду ключевых параметров : быстродействию, точности, помехозащищенности, структуре носителей базы данных и т.д.
Одним из путей решения этой проблемы является разработка комплексных методов "сжатия" компьютерных алгоритмов решения прикладных задач распознавания с учетом особенностей и ограничений ОЦС РО. Однако такой подход требует больших усилий и из-за высокой себестоимости разработки может быть использован лишь при создании уникальных систем.
В тоже время очевидно, что при всем многообразии компьютерных и аналитических методов РО в жестко лимитированных ОЦС их реализации сводятся к выбору одного из допустимых схемотехнических решений и синтезу соответствующей базы данных на основе имеющейся априорной информации.
Простейшая архитектура системы распознавания, обеспечивающая максимальное быстродействие при решении задачи обнаружения и целеуказания, включает одноканальный оптический коррелятор и блок цифровой постобработки, функция которого состоит в поиске пичка в корреляционной плоскости . Формирование корреляционного пика обеспечивает обобщенный эталон, который является фактичекси базой данных оптического блока ОЦС.
Методы проектирования обобщенных эталонов указанного типа достаточно хорошо разработаны. Поэтому есть основания полагать, что предельные характеристики простейшей ОЦС РО при решении конкретной задачи могут быть оценены достаточно точно.
Следующим шагом к повышению качества обработки при минимальном снижении быстродействия системы является использование многоканального коррелятора и методов расширенной постобработки множества корреляционных сигналов.
Объективная оценка эффективности допустимых функциональных решений блока цифровой постобработки для конкретной задачи РО требует разработки соответствующих алгоритмов синтеза баз данных оптического и электронного каскадов ОЦС. Однако в настоящее время систематический подход к решению этой задачи отсутствует.
Целью данной работы является разработка эффективного алгоритма синтеза и оптимизации банка обобщенных эталонов для ОЦС с простейшей статистической цифровой постобработкой множества корреляционных сигналов типа "lock-&-tumbler", а также выявление альтернативных по быстродействию функциональных решений блока цифровой постобработки.
Научная новизна работы заключается в следующем;
1. Дана классификация и определение критериев качества представлений объекта, формируемых банком обобщенных эталонов и оптимальных для быстрой цифровой обработки.
-
Разработана методика применения быстрого многовариантного сжатия изображений при решении задач РО, в том числе при синтезе банка обобщенных эталонов .
-
Разработан алгоритм синтеза банка обобщенных эталонов для цифровой постобработки "lock-&-numbler", обеспечивающий получение цифровых прототипов эталонов непосредственно в сжатом формате с разверткой при помощи генератора случайных чисел.
Практическая ценность.
Основные результаты работы внедрены при разработке блока топографической памяти в рамках НИР "Темпера-М" (НПО "Орион") и при разработке адаптивного спецпроцессора для обработки ТВ- и ТПВ-изображений в рамках НИР 'Энергия-0" (НПО "Геофизика").
Вклад автора . Изложенные в работе результаты получены автором лично .
Апробация работы. Основные результаты работы доклады
вались автором на II Всесоюзной н.-т. конференции
"Метрологическое обеспечение измерений частотных и спектральных
характеристик излучения лазеров" (Харьков, 1990), конференции
"Нейрокомпью- теры и их применение" (Москва, 1996 г) и "XXV
Международной Школе-симпозиуме по когерентной оптике и го
лографии" (г.Ярославль,1997г).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, 4 глав .Заключения и Приложения. В конце каждой главы сформулированы основные выводы, относящиеся к изложенному в ней материалу. Общий объем диссертации составляет 132 страницы
