запоминающе-распознающий блок и способ работы с ним

Формула изобретения

1. Система мгновенного компьютерного распознавания объектов, выполненная с возможностью записи, хранения, воспроизведения и распознавания информации, включающая в себя компьютер, запоминающе-распознающий блок (ЗРБ), многоканальный генератор импульсов, управляемый компьютером, подключенный к входным выводам ЗРБ, считывающее устройство компьютера, подключенное к выходным выводам ЗРБ, отличающаяся тем, что тиристоры плат страниц памяти (СП) ЗРБ, расположенные в узлах координатной сетки СП рядом с шинами этих плат одним из своих электродов, соответствующих знаку потенциала электрического тока на этих шинах - анодом к положительной шине, а катодом к отрицательной, соединены с этими шинами, а другими электродами через нагрузочные резисторы - с соответствующими электродами соседних тиристоров, обеспечивая возможность создания замкнутых электрических цепей из открытых тиристоров между шинами СП, а выводы управляющих электродов тиристоров (УЭТ), образующих входные выводы СП, выведены на обе стороны СП в узлах координатной сетки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что параллельно нагрузочным резисторам, расположенным между соединенными в электрические цепи тиристорами каждой СП, присоединены стабилитроны шунтирующих эти нагрузочные резисторы стабилитронных цепочек, расположенные с возможностью их пробоя под действием увеличенного падения напряжения, возникшего, например, в процессе распознавания объекта на вышеупомянутых нагрузочных резисторах, образуя уже тиристорно-стабилитронные ячейки (ТСЯ), а выводы стабилитронных цепочек выходят на обе стороны СП в узлах координатной сетки, образуя выходные выводы СП.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шаги координатных сеток, шаги ТСЯ по осям координат, координаты входных и выходных выводов СП одинаковы на всех СП.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входные и выходные выводы каждой СП соединены с аналогичными выводами соседних СП и соответственно с входными и выходными выводами ЗРБ, например, пайкой.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвод тока к ТСЯ, образующим на плате СП ячейки разветвленных электрических цепей, может быть осуществлен как двумя параллельными шинами, расположенными на минимальном расстоянии друг от друга, равным или кратным шагу ТСЯ, проходящими по оси симметрии платы СП, параллельными шинами, проходящими по краям платы, так и системой из нескольких пар шин, которые могут располагаться как по оси платы, так и по ее краям, каждая из которых обслуживает свою зону ТСЯ платы СП.

6. Устройство по п.1 или 5, отличающееся тем, что одна из шин СП в паре, например положительная, подключена к общей шине ЗРБ, подводящей электрический ток к СП, через тиристор, управляющий электрод которого имеет отдельный вывод.

7. Устройство по п.1 или 5, отличающееся тем, что в разрыв каждой шины СП между точками подсоединения к ней электродов тиристоров подключены резисторы.

8. Способ распознавания объектов, включающий в себя запись, воспроизведение и компьютерное распознавание объектов по их контуру, программа которого предусматривает предварительное приведение изображения объекта, которое нужно распознать, к нормальному, стандартному для данного способа виду - изменению масштаба, повороту в требуемое положение, центрированию, вписыванию в прямоугольник требуемого размера, отличающийся тем, что изображения как распознаваемого объекта, так и шаблонов перед записью на страницы памяти (СП) преобразуются в контурные одноцветные изображения объектов или рисунок, выполненный одной непрерывной непересекающейся линией, составленной из групп пикселов, соответствующих одной тиристорно-стабилитронной ячейке (ТСЯ), ширина которой кратна минимальной, которая определяется разрешающей способностью СП, после чего компьютер поочередно записывает нормализованные изображения шаблонов на СП, считывая из программы вывода нормализованного изображения запоминаемого объекта-шаблона на экран монитора расположение групп пикселов контура его изображения, соответствующих шагу одной ТСЯ СП, при этом разбивая длину и ширину контура изображения шаблона на экране монитора на отрезки, соответствующие одной ТСЯ, посылает открывающие импульсы электрического тока на входные выводы ЗРБ СП, соединенные с управляющими электродами тиристоров ТСЯ, адреса которых соответствуют координатам пикселов контура запоминаемого объекта, расположение которых на СП соответствует контуру запоминаемого объекта, открывая соответствующие каналы генератора импульсов, по которым поступают эти импульсы, и одновременно посылает импульс повышенного по сравнению с нужным для сохранения записанной информации напряжения на общую шину ЗРБ и открывающий импульс на управляющий электрод тиристора, соединяющего шину СП, на которой производится запись, с общей шиной ЗРБ, тиристоры на подготовленной к записи СП открываются, образуя замкнутую электрическую цепь между шинами СП, на которые подано напряжение электрического тока, контур электрического тока в этой цепи совпадает с контуром запоминаемого изображения и сохраняется в памяти, пока не обесточится эта электрическая цепь из-за воздействия импульса отрицательного потенциала, запирающего тиристор, соединяющий общую шину ЗРБ с шиной данной СП, а для вывода запомненной на СП информации на экран монитора компьютера на общую шину ЗРБ подают импульс повышенного по сравнению с напряжением для сохранения записанной информации напряжения и одновременно с ним на управляющий электрод тиристора, подводящего ток с общей шины ЗРБ на шину данной СП, подается более мощный импульс тока, чем при запоминании, что приводит к максимальному снижению сопротивления этого тиристора и к увеличению тока в замкнутой электрической цепи тиристоров, сохраняющих заложенную в них информацию, и пробою стабилитронов в стабилитронных цепочках, в результате чего подается напряжение на выходные выводы ЗРБ, контур выводов с напряжением на которых совпадает с контуром записанного изображения, считывая напряжение с которых, компьютер определяет контур выводов с напряжением и выводит его изображение на экран монитора, а при распознавании нормализованного объекта компьютер аналогично своим действиям при записи изображений шаблонов на СП считывает из программы вывода нормализованного изображения распознаваемого объекта на экран монитора расположение групп пикселов контура изображения, соответствующих одной ТСЯ СП, и на входные выводы ЗРБ СП, соединенные с управляющими электродами тиристоров ТСЯ СП, адреса которых соответствуют координатам пикселов контура изображения распознаваемого объекта, посылает импульсы электрического тока положительного потенциала меньшей мощности, чем при запоминании объекта, и одновременно с этим на общую шину СП ЗРБ подает импульс повышенного по сравнению с напряжением для сохранения записанной информации напряжения и на той СП, на которой контур распознаваемого объекта совпадает с контуром замкнутой цепи ТСЯ, по которым течет электрический ток, сопротивление всех тиристоров ТСЯ этой замкнутой электрической цепи падает и ток, текущий по ним, увеличивается, что ведет к пробою стабилитронов ТСЯ этой замкнутой цепи с током и появлению напряжения на выходных выводах ЗРБ, что является первичным сигналом распознавания, и после считывания и определения компьютером контура выводов с напряжением на выходных выводах ЗРБ изображение этого контура выводит на экран монитора или передает сигнал о распознавании исполнительному органу.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что при распознавании объекта как его внешний контур или его часть, так и контуры выделенных фрагментов изображений или только его частей становятся шире контуров изображений шаблонов как за счет смещения его внутрь объекта, так и наружу для компенсации некоторых отличий в контуре шаблона и распознаваемого объекта.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что компьютер определяет длину контура изображения на экране монитора, длину электрической цепочки ТСЯ, образующих контур изображения на СП, и, таким образом, величину ее сопротивления и посылает управляющие импульсы требуемой мощности на управляющий электрод тиристора, соединяющий шину СП с общей шиной ЗРБ, на общую шину ЗРБ и входные выводы ЗРБ, обеспечивая нужную величину электрического тока в цепи открытых тиристоров данной СП при запоминании, распознавании и выводе записанной на данной СП информации.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что к каждой паре шин, входящей в группы шин СП, подсоединяют свое изображение контура объекта или получают внутри основного контура объекта изображение контура характерного фрагмента для распознавания объекта и вывода их изображения на экран монитора независимо друг от друга.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что отдельные части сложного изображения шаблона записывают на разных СП для распознавания этих выделенных частей по отдельности или всего объекта целиком.

13. Способ по п.8, отличающийся тем, что в разрыв контурной линии изображения шаблона вставляют кодовое обозначение этого шаблона, написанное непрерывной непересекающейся линией, соединяющейся с линией контура изображения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а более конкретно к системам искусственного интеллекта.

Известные способы запоминания и воспроизведения графических объектов основаны на запоминании координат точек данного изображения в двоичной системе на каком-либо носителе: ферромагнитном, оптическом диске и пр. и при необходимости последующем воспроизведении.

Поэтому при компьютерном распознавании объектов компьютер последовательно, поочередно сравнивает характеристики изображения нормализованного распознаваемого объекта, выраженные в цифровой форме, с цифровыми же характеристиками изображений шаблонов, что требует при большом количестве шаблонов большого времени распознавания и не позволяет системе распознавания работать в реальном масштабе времени.

Известен способ компьютерного распознавания объекта, изображение которого вводится телекамерой в компьютер, после определения его характеристик и перевода их в цифровую форму, путем сопоставления его характеристик с характеристиками, также в цифровой форме, ограниченного числа заранее известных компьютеру объектов - шаблонов для отыскания среди них наиболее похожий на распознаваемый. Смотри книгу "Компьютер обретает разум". Перевод с английского. Издательство Мир. 1990 г. Стр.28. Раздел "Раскрытие загадки зрения - поиски подходящей модели".

Известны также методы нормализации, предварительной подготовки, приведения к стандартному для данной программы виду изображения распознаваемого объекта - изменение масштаба, поворот в требуемое положение, например расположение наибольшего длинноного размера распознаваемого объекта по оси Х, расположенной вдоль горизонтальной стороны экрана монитора, центрирование изображения по центру экрана монитора, вписывание в прямоугольник требуемого размера, широко применяемые, например, в системах автоматического компьютерного проектирования, в частности в широко известной программе AutoCad и упоминаемые в книге "Компьютер обретает разум" стр.28, данные о которых были приведены выше.

В нижеприведенных источниках также изображение распознаваемого объекта разными способами преобразуется в систему электрических импульсов, переводится в цифровую форму и в дальнейшем сравнивается с аналогично преобразованными эталонными изображениями.

Так в устройстве для распознавания образов по авторскому свидетельству №898465, МПК G 06 К 9/62, УДК 681.327.12 (088.8) в блок вводится изображение объекта и несколько изображений фотошаблонов, которые сравниваются, например, при помощи оптического коррелятора Берджера, световая картина на экране преобразуется в последовательность электрических импульсов, которые поступают на дальнейшую обработку, и при совпадении определенных характеристик происходит распознавание.

В способе распознавания по патенту US 5740266 А, МПК 6 G 06 K 9/46, выданном 14.04.98, происходит последовательное наложение масок на контур распознаваемого изображения с целью формирования контура пиксельного изображения. После первого наложения маски происходит отсечение части изображения, расположенного вне маски, формирование первого пиксельного контура из оставшейся части изображения, создание новой маски на основе первого пиксельного изображения и наложение ее на контур изображения с отсеченной частью, формирование второго контура и новой маски, сравнение второго контура с первым и т.д., пока число различий между контурами не уменьшится до заданного значения.

В способе распознавания образов по патенту US 5744743 A, МПК 6 G 06 Т 9/2, выданному 31.03.98 г., сравниваются изображения с выделением соответствующих одна другой точек в блоках изображений и затем производится распознавание.

В способе распознавания объектов по заявке №99125814/09(02001) с приоритетом 03.12.1999, по которой ФИПС принял решение о выдаче патента на изобретение 11 апреля 2002 г., по которому совмещаются на экране монитора компьютера предварительно нормализованные изображения распознаваемого объекта и шаблона, каждый из которых выполнен в градациях одного различного цвета. Цвет суммарного, результирующего изображения получается отличным от цветов совмещаемых изображений. И в случае совпадения контуров совмещенных изображений в результирующем изображении оператор констатирует распознавание объекта. Для облегчения распознавания объектов вокруг изображений шаблонов выполняются две определенной ширины эквидистантные полосы (которые могут быть разделены на ряд отрезков), граничащие друг с другом и с контуром изображения, цвет которых отличен как от цвета распознаваемого объекта, шаблона, так и друг от друга. Масштаб изображения распознаваемого объекта может делаться чуть больше масштаба изображения шаблона, чтобы изображение распознаваемого объекта при их совмещении вышло на первую контурную полосу тождественного ему шаблона, цвет контурной полосы при этом меняется, сигнализируя о распознавании.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных способов, относится то, что известными способами за приемлемое время можно сравнить распознаваемый объект с небольшим числом шаблонов (особенно, если графика сложная), что резко сужает область применения таких систем.

Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлена группа заявляемых изобретений, заключается в том, чтобы система распознавания могла мгновенно распознать объект среди большого или даже очень большого числа шаблонов, могла распознавать группы объектов, что позволило бы, например, промышленному роботу - системе из телекамеры, компьютера и исполнительного механизма - работать в реальном масштабе времени - выбирать не только ограниченное число деталей, расположенных преимущественно в строго определенном положении на конвейере, но и распознавать большое число объектов, групп объектов, среди большого числа шаблонов, хранящихся в памяти компьютера.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении группы изобретений, - резкое увеличение скорости распознавания вводимых в компьютер объектов, сравниваемых с большим количеством шаблонов, хранящихся в памяти ЗРБ.

Указанный технический результат при осуществлении группы изобретений достигается тем, что если в известных способах компьютерного распознавания объектов, предусматривающих предварительную нормализацию (приведение объекта, вводимого в компьютер, к стандартному для данного способа виду - изменению масштаба, повороту в требуемое положение, центрированию, вписыванию в прямоугольник требуемого размера), определение характеристик, например цвета, перевод их в цифровую форму с последующим последовательным сравнением отдельных характеристик и даже точек изображения распознаваемого объекта, вводимого или хранящегося в памяти компьютера, с характеристиками и точками изображения шаблонов, также переведенными в цифровую форму и хранящимся в памяти компьютера, выведение на экран монитора изображения распознаваемого объекта, преобразованное в изображение, выполненное в градациях - различных степенях яркости - одного цвета, например красного, и последовательное, поочередное совмещение его с изображениями хранящихся в памяти компьютера шаблонов, выполненных, например, в градациях зеленого, что позволяет увидеть в зоне совмещения изображений результирующее изображение другого, отличного от первых двух цветов, которое и фиксируется оператором как распознанное, если совмещаемые изображения идентичны, то особенностью предлагаемой группы изобретений является то, что он позволяет в автоматическом режиме мгновенно распознать нормализованный объект среди большого числа шаблонов (если, конечно, среди шаблонов есть идентичный распознаваемому объекту), так как при распознавании не производится вообще сравнивания распознаваемого объекта с шаблонами. Для этого предлагается контуры нормализованных изображений шаблонов записать на страницах памяти (СП) ЗРБ, в который потом для распознавания подать сигналы, соответствующие контуру распознаваемого нормализованного объекта. Если среди шаблонов ЗРБ есть контур, идентичный распознаваемому, то он сам (сама CП) сигнализирует о своем наличии тем, что на выходных выводах ЗРБ, контур которых совпадает с контуром распознаваемого объекта и шаблона, появляется напряжение. Компьютер, например, после считывания напряжения на этих выводах выводит изображение этого контура, контура шаблона на экран монитора или передает сигнал о распознавании исполнительному органу. Если же на СП ЗРБ нет шаблона, идентичного распознаваемому объекту, компьютер выдает сигнал, что распознавания не произошло, и переходит в режим ожидания следующего распознаваемого объекта.

Указанный выше единый технический результат при осуществлении группы изобретений - возможность мгновенного распознавания объекта среди множества шаблонов по объекту - устройству достигается тем, что ЗРБ СП для записи, хранения, распознавания и воспроизведения информации включает в себя платы СП, помещенные в герметичный корпус, с расположенными на них электронными приборами: резисторами, тиристорами, стабилитронами, диодами, входными и выходными проводниками электрического тока, электрическими шинами, расположенными на платах СП, общие шины ЗРБ, подводящие ток ко всем СП, (количество которых зависит от требуемого числа шаблонов) и штепсельные разъемы, которые могут подсоединяться к системам входных и выходных выводов ЗРБ для соединения с другими узлами и агрегатами. Особенность устройства заключается в том, что тиристоры, расположенные на платах в узлах координатной сетки, шаг которой по вертикали и горизонтали един для всех СП, рядом с шинами этих плат, одним из своих электродов, соответствующих знаку потенциала электрического тока на этих шинах, соединяются с этими шинами, а другим электродом через нагрузочные резисторы с соответствующими электродами соседних тиристоров, образуя таким образом разветвленные электрические цепи (при запоминании контура изображения объекта контур тока через открытые тиристоры СП повторяет контур запоминаемого изображения), выводы управляющих электродов которых на каждой плате СП выведены на обе стороны платы через, например, сквозные отверстия в узлах координатной сетки, что позволяет легко соединяться с соответствующими им по положению на платах СП управляющими электродами тиристоров соседних плат СП, например, при помощи пайки и выводятся из ЗРБ через изолирующую вставку одной из торцевых стенок герметичного корпуса, образуя систему входных выводов ЗРБ, Такое соединение выводов позволяет подавать управляющие импульсы, соответствующие контуру распознаваемого объекта, одновременно на все СП ЗРБ, хотя только на одной из них находится цепочка открытых тиристоров, образующих контур шаблона, аналогичный распознаваемому объекту, а шины каждой СП соединяются, например, пайкой с общими шинами ЗРБ, расположенными тоже в общем герметичном корпусе.

В качестве материала платы СП может использоваться как обычный электроизоляционный материала, так и пластина монокристалла кремния, в объеме которой могут быть образованы по технологии интегральных или совмещенных (комбинации твердых и пленочных) микросхем электронные приборы схемы СП; в качестве выводов, выводящих управляющие электроды тиристоров на обе стороны плат СП, в этом случае могут быть созданы участки проводимости в самом объеме монокристалла, а шины СП могут быть выполнены по технологии пленочных схем.

Шина каждой СП подключается к общей шине ЗРБ, подводящей электрический ток к СП через тиристор, управляющий электрод которого имеет отдельный вывод, выведенный из герметичного корпуса через одну из его боковых стенок, на который может быть подан импульс положительного потенциала различной мощности, открывающий этот тиристор с различным сопротивлением, или отрицательного, закрывающий тиристор.

Параллельно нагрузочным резисторам, расположенным между соединенными в электрические цепи тиристорами каждой СП, присоединены электрические цепочки из стабилитрона, резистора и диодов, образуя на платах как бы тиристорно-стабилитронные ячейки (ТСЯ) с определенным, равным для всех плат СП, шагом по осям координат. Стабилитроны этих ТСЯ пробиваются (открываются) при определенном увеличении падения напряжения на нагрузочных резисторах, возникающем при увеличении тока в замкнутой цепи ТСЯ. Увеличение тока в замкнутых цепях ТСЯ возникает при процессах воспроизведения записанной информации с данной СП и распознавании этой информации. Напряжение электрического тока с пробитых стабилитронов подается на отдельные выводы, которые также выведены на обе стороны платы, например, через сквозные отверстия в узлах координатной сетки, общей для всех СП ЗРБ (что облегчает их соединение, например, пайкой с соответствующими им по положению на платах СП выводами аналогичных электрических цепочек соседних плат СП), и выводятся из ЗРБ через изолирующую вставку во второй торцевой стенке герметичного корпуса, образуя систему выходных выводов ЗРБ.

Такое соединение выходных выводов позволяет мгновенно получить информацию с любой СП ЗРБ, на которой произошло увеличение тока в замкнутой электрической цепи ТСЯ (хранящих информацию о контуре изображения), достаточное для пробоя (открытия) стабилитронов в стабилитронных цепочках, подающих напряжение на выходные выводы ЗРБ при процессах распознавания или вывода информации со СП ЗРБ.

Теплоотвод от ЗРБ может осуществляться как через торцевые поверхности комплекта плат СП, контактирующие с плоскими боковыми металлическими стенками герметичного корпуса, так и через системы входных и выходных выводов ЗРБ, приходящих через торцевые поверхности герметичного корпуса.

Подвод тока к ТСЯ, образующим на плате СП разветвленные электрические цепи, может быть осуществлен как двумя параллельными шинами, расположенными на минимальном расстоянии друг от друга (равным или кратным шагу расположения на плате ТСЯ) и проходящими по оси симметрии платы СП до центра платы, параллельными шинами, проходящими по краям платы до ее конца, так и системой из нескольких пар шин, (которые могут располагаться как по оси платы, так и по ей краям) каждая из которых обслуживает свою зону платы СП, что позволяет на одной СП записывать несколько изображений (каждое в своей зоне) и по отдельности воспроизводить их. К дополнительным шинам могут быть подключены контурные изображения некоторых характерных элементов распознаваемого объекта, находящиеся внутри основного контура изображения, помогающие распознаванию. В разрыв каждой шины СП между тачками подсоединения к ней электродов тиристоров могут быть вставлены резисторы, уменьшающие потенциал для подключенной к шине более короткой электрической цепи ТСЯ.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - способу достигается тем, что если в известном способе распознавания объекта, программа которого предусматривает предварительное приведение изображения объекта, которое нужно запомнить или распознать, к нормальному, стандартному для данного способа виду - изменению масштаба, повороту в требуемое положение, центрированию, вписыванию в прямоугольник требуемого размера, то особенностью данного способа является то, что изображение как распознаваемого объекта, так и шаблонов, хранящихся на СП ЗРБ, преобразуется в контурные одноцветные изображения (если наложить друг на друга контуры нормализованного изображения, распознаваемого изображения и идентичного ему шаблона, то они совпадут), ширина контура которых, например черного цвета, должна быть кратной минимальной, которая определяется разрешающей способностью СП (отношению числа пикселов прямоугольника на экране монитора, в который вписываются изображения шаблонов и распознаваемых объектов при их нормализации к числу запоминающих элементов - ТСЯ на площади СП, на которую спроецируется изображение, вписанное в прямоугольник экрана монитора, и в идеальном случае это отношение должно быть равно единице). Для увеличения разрешающей способности площадь платы СП может быть больше площади изображения на экране монитора, а компьютер, считывая из программы вывода нормализованного изображения запоминаемого объекта на экран монитора расположение групп пикселов контура изображения, разбивает длину контура на отрезки, группы пикселов, соответствующие шагу одной ТСЯ СП ЗРБ, начиная, например, с точек пересечения контура изображения с шинами СП (изображение которых тоже может быть выведено на экран монитора совместно с контуром изображения и для наглядности может быть изображено другим цветом), учитывая место расположения шин на плате СП и несплошность контура изображения в месте соединения его c шинами, посылает открывающие положительного потенциала импульсы электрического тока на входные выводы ЗРБ, соединенные с управляющими электродами тиристоров ТСЯ СП ЗРБ, соответствующих этим отрезкам, группам пикселов контура изображения, расположение которых на СП соответствует контуру запоминаемого объекта, (каждый открытый тиристор ТСЯ на СП ЗРБ соответствует определенной группе пикселов, образующих контур изображения на экране монитора, определенной длине этого контура) открывая, например, соответствующие каналы генератора импульсов (каждому выводу управляющего электрода тиристора ТСЯ СП ЗРБ должен соответствовать свой канал генератора импульсов), по которым и поступают эти импульсы, получаемые, например, при разряде конденсаторов. Тиристоры открываются, образуя замкнутую электрическую цепь из открытых ТСЯ между шинами СП (на которые подано напряжение электрического тока), контур электрического тока в которой совпадает с контуром запоминаемого изображения, что и означает запоминание, и сохраняется в памяти, пока не обесточится эта электрическая цепь.

Расположение шин на плате СП можно и не учитывать, посылая открывающие импульсы на все ТСЯ контура, так как шины на СП расположены с учетом шага ТСЯ, шага координатной сетки, так что открывающие импульсы обязательно откроют тиристоры ТСЯ, соединенные с шинами.

Для запоминания контура объекта на данной СП ЗРБ одновременно с подачей открывающих импульсов электрического тока на управляющие электроды тиристоров ТСЯ (контур которых совпадает с контуром запоминаемого объекта) СП ЗРБ подается импульс повышенного напряжения на общую шину ЗРБ, подводящую ток к шинам СП и открывающий импульс, например, от генератора импульсов на управляющий электрод тиристора, соединяющего шину данной СП с шиной ЗРБ, чтобы тиристор открылся, обеспечивая для открывающихся тиристоров ТСЯ требующуюся им для открытия величину тока, подготавливая тем самым СП к запоминанию информации.

Все вышеуказанные импульсы электрического тока, выдаваемые, например, генератором импульсов, должны быть достаточной мощности и длительности, чтобы произошел процесс запоминания, записи на данной СП.

Для выведения запомненной на СП ЗРБ информации на экран монитора компьютера на управляющий электрод тиристора, подводящего ток с общей шины ЗРБ на шину СП, подается более мощный импульс тока, чем при запоминании, снижающий его сопротивление до минимума, что в сочетании с поданным на общую шину ЗРБ импульсом повышенного напряжения приводит к увеличению тока в замкнутой электрической цепи ТСЯ, (сохраняющих заложенную в них информацию) и пробою стабилитронов ТСЯ, в результате чего подается напряжение на выходные выводы ЗРБ (к которым может быть подключено считывающее устройство), считывая в этом случае напряжение с которых, компьютер определяет контур выводов, на которых есть напряжение, и выводит изображение этого контура на экран монитора.

Для стирания информации, запомненной на одной из СП ЗРБ, подается закрывающий (отрицательного потенциала) импульс тока на управляющий электрод тиристора, (тоже под управлением компьютера от генератора импульсов) соединяющий шину данной СП с шиной ЗРБ, обесточивая все электронные приборы этой СП и значит стирая информацию, записанную на ней.

Для распознавания изображения объекта компьютер считывает из программы вывода нормализованного изображения распознаваемого объекта на экран монитора расположение (координаты) групп пикселов контура изображения, соответствующих шагу одной ТСЯ СП, (разбивает длину контура на отрезки, равные шагу ТСЯ) и посылает импульсы положительного потенциала на систему входных выводов ЗРБ (меньшей мощности, чем при запоминании объекта, что препятствует несанкционированной записи на других открытых СП ЗРБ), расположение которых на СП соответствует контуру распознаваемого объекта, (так же, как и при запоминании, каждый открытый тиристор в ТСЯ на СП ЗРБ соответствует определенной длине контура изображения на экране монитора, определенному числу пикселов этого контура) открывая, например, соответствующие каналы генератора импульсов, по которым и поступают эти импульсы, получаемые, например, при разряде конденсаторов, и одновременно с этим на общую шину ЗРБ подается импульс повышенного напряжения (по сравнению с тем, что постоянно подводится для сохранения записанной информации); и на той СП ЗРБ, на которой контур распознаваемого объекта совпадает с контуром замкнутой цепи ТСЯ, по которым уже течет электрический ток, сопротивление всех тиристоров этой замкнутой электрической цепи падает, значит ток, текущий по ним, увеличивается, что ведет к пробою стабилитронов ТСЯ, выводящих напряжение на выходные выводы ЗРБ. Компьютер, например, после считывания напряжения на выходных выводах блока ЗРБ и определения контура выводов с напряжением выводит изображение этого контура (контура шаблона) на экран монитора (цвет которого для наглядности может быть отличным от цвета контуров нормализованного распознаваемого объекта и шаблона) или посылает сигнал о распознавании объема исполнительному органу.

В процессе распознавания ширина контура распознаваемого объекта или только его части может быть увеличена как за счет смещения его внутрь объекта, так и наружу для компенсации некоторых отличий в контуре шаблона и распознаваемого объекта, включая и наличие кодовой записи, вписанной в контур шаблона.

Для оптимизации процесса записи контура изображения и распознавания компьютер может определять длину контура изображения на экране монитора и, следовательно, длину цепочки ТСЯ, образующих контур изображения на СП, а значит и величину ее сопротивления, и посылает управляющие импульсы требуемой мощности на управляющий электрод тиристора, соединяющий шину СП с общей шиной ЗРБ, на общую шину ЗРБ и систему входных выводов ЗРБ, обеспечивая нужную величину электрического тока в цепи открытых тиристоров данной СП.

По предлагаемому способу к каждой паре шин, входящей в группы шин СП ЗРБ, можно подсоединить свое изображение контура объекта, что позволяет увеличить количество запоминаемых объектов в ЗРБ или получить внутри основного контура объекта, изображение контура характерного фрагмента, помогающего распознать объект и вызвать их изображение на экран монитора независимо друг от друга.

Отдельные части сложного изображения шаблона могут быть записаны на разных СП, что позволяет распознать как эти выделенные части по отдельности, так и весь объект целиком.

Кроме того, в разрыв контурной линии изображения шаблона может быть вставлено кодовое обозначение этого шаблона, например его числовой номер, написанный непрерывной непересекающейся линией, соединяющейся с линией контура изображения, что позволяет при распознавании объекта и выводе на экран монитора распознанного шаблона (идентичного распознанному объекту) прочитать его кодовое обозначение и значит узнать в дальнейшем все его характеристики, вызвав их, например, из основной памяти компьютера.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - способ работы с ЗРБ - предназначен для использования другого заявленного объекта - ЗРБ, при этом оба объекта группы изобретений направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.

На фиг.1 представлена СП ЗРБ в заявленной группе изобретений, где изображена принципиальная электрическая схема СП ЗРБ, на которой изображена часть находящихся на странице ТСЯ, подключенных к шинам СП; на фиг.2 показано возможное расположение шин на СП ЗРБ (по центру в вырыве платы показано центральное расположение групп шин, позволяющее делить СП на отдельные зоны, а по краям - крайнее расположение групп шин, также позволяющее делить СП на зоны); на фиг.3 показана в увеличенном масштабе одна из ТСЯ с тиристором, нагрузочным сопротивлением, шунтируемым цепочкой из стабилитрона, диодов и сопротивления; на фиг.4 показан контур объекта, подключенный к крайним шинам группы шин, расположенных по центру платы (в разрыв которого вставлено кодовое обозначение - число 124, написанное одной непрерывной непересекающейся линией, соединенной с контуром изображения), внутри контура которого расположены еще два контура, подключенные к другим парам шин этой группы; на фиг.5 показана группа рисунков, выполненных одной непрерывной, непересекающейся линией, подключенных к различным парам шин, расположенным по краям платы СП; на фиг.6 показан продольный разрез ЗРБ.

На плате СП ЗРБ, выполненной из электроизоляционного материала, (в качестве которой может быть использована сама пластина монокристалла кремния, в объеме которой и образованы электронные приборы) расположены шины 1 и 2 (фиг.1), подводящие электрический ток к электронным приборам платы, подключенные к общим шинам 3, 4 ЗРБ, подводящим ток ко всем СП ЗРБ. На общую шину 3 подводится как постоянное низкое напряжение положительного потенциала, так и может быть подведен канал генератора импульсов. Шина СП подключена к общей шине ЗРБ через тиристор 5, имеющий отдельный вывод 6. Тиристоры платы 7, расположенные с определенным шагом по осям координат, зависящим от размеров электронных приборов платы, рядом с шинами этих плат, одним из своих электродов, соответствующих знаку напряжения электрического тока на этих шинах, соединяются с этими шинами, а другим электродом через нагрузочные резисторы 8 с соответствующими электродами соседних тиристоров, расположенных тоже с определенным шагом. Такое соединение тиристорных цепочек представляет собой как бы ячейки, расположенные с определенным шагом по осям координат, образующие разветвленные электрические цепи. Выше шин платы (в разрыв которых между подключенными к ним тиристорами 7 могут быть вставлены нагрузочные резисторы 9) тиристоры 10 расположены так, чтобы могла получиться замкнутая электрическая цепь из открытых тиристоров 7, 10, расположенных слева, сверху и справа от шин (как доказано на фиг.1). Параллельно нагрузочным резисторам 8 каждого тиристора ТСЯ расположены шунтирующие их цепочки 11, состоящие из диодов 12, резисторов 13, стабилитронов 14, имеющие выводы 15. Шины 1, 2 могут располагаться на плате по оси симметрии до центра платы, как показано на фиг.1, или состоять из групп шин, расположенных тоже по центру платы (16, 17), (18, 19), (20, 21), каждая пара из которых подсоединяется к общей шине ЗРБ через отдельные тиристоры 22, как показано на фиг.2, в разрыве по центру платы, или, как тоже показано на фиг.2, по краям платы тоже образуя группы шин (23, 24), (25, 26), (27, 28), подключенные к общей шине ЗРБ через тиристоры 29.

При изготовлении электронных приборов СП по технологии интегральных микросхем с использованием нанотехнологий можно добиться высокой идентичности электронных приборов, исключающих большие паразитные токи утечки, обеспечивающей одновременность открытия включаемых тиристоров, одинаковых их сопротивлений, одинаковых токов управляющих импульсов и с требуемыми свойствами.

Миниатюризация электронных приборов может позволить получить высокую разрешающую способность СИ и малые габариты ЗРБ.

Выводы управляющих электродов 30 тиристоров 7, 10 ТСЯ выходят на обе стороны платы в углах координатной сетки (на схеме координатная сетка не показана), что позволяет при соединении плат в блок (наложении плат рабочими поверхностями друг на друга) с высокой степенью точности совместить эти выводы одной платы с выводами плат всего блока и соединить, например пайкой. Совокупность этих выводов образуют систему входные выводы ЗРБ. Подавая на определенную конфигурацию этих выводов импульсы тока, можно открыть тиристоры одной из СП, образующих такой же контур замкнутой электрической цепи, по которой потечет ток (если, конечно, начальный и конечный тиристоры этой цепи соединены с шинами платы СП, подключенными или подсоединенными к общей шине ЗРБ, например пайкой). Если импульсы подаются генератором импульсов, то каждый входной вывод ЗРБ должен быть подключен к своему каналу генератора импульсов, которые открываются под воздействием управляющих сигналов компьютера.

Выходные выводы 15 каждой СП ЗРБ также выходят на обе стороны платы в узлах координатной сетки и также соединяются с выходными выводами остальных плат СП ЗРБ, например пайкой, образуя систему выходных выводов (к которым может подключаться считывающее устройство), появление напряжения на каком-либо контуре выводов может считывать считывающее устройство компьютера, после чего компьютер, например при распознавании объекта, выводит изображение этого контура на экран монитора или посылает сигнал о распознавании исполнительному органу. Подвод тока к управляющим электродам тиристоров 5 или 22, или 29 можно осуществить, на экран монитора или посылает сигнал о распознавании исполнительному органу. Подвод тока к управляющим электродам тиристоров 5 или 22, или 29 можно осуществить, например, скользящим контактом, передвигаемым в нужное положение под управлением компьютера, импульсы тока на которые (также под управлением компьютера) может посылать генератор импульсов. Выводы управляющих электродов тиристоров 5 или 22, или 29 могут быть выведены через одну из боковых стенок корпуса 32 и могут быть подсоединены к штепсельному разъему, например пайкой. Комплект соединенных между собой плат СП 31 помещен в герметичный корпус 32, как показано на фиг.6, через изолирующие вставки 33 и 34 его торцевых стенок выведены системы входных выводов 30, выходных 15 и общих шин 3, 4 ЗРБ, которые могут подсоединяться к штепсельным разъемам 35, 36, например пайкой. Боковые металлические стенки корпуса 32 для лучшей теплоотдачи могут быть с ребрами, а торцевые могут образовываться заливкой компаундом.

Работает устройство следующим образом.

Для записи контура изображения на требующейся СП ЗРБ подается открывающий импульс (положительного потенциала) на управляющий электрод 6 тиристора 5 (подключающего данную СП к общей шине 3), требующейся для данного тиристора мощности и длительности, передаваемый, например, через скользящий контакт. Одновременно с этим на управляющие электроды 30 тиристоров 7, 10 ТСЯ, образующих замкнутую электрическую цепь между шинами 1, 2, контур которой на СП совпадает с контуром изображения на экране монитора, записываемого в память на данной СП ЗРБ, подаются открывающие импульсы, тоже требующейся для данных тиристоров мощности и длительности, и подается импульс повышенного (по сравнению с режимом сохранения записанной информации на СП ЗРБ, требующим минимального тока в замкнутой электрической цепи уже открытых тиристоров) напряжения на общую шину 3 ЗРБ (достаточной для открытия тиристоров 5, 7, 10 длительности), подводящую ток ко всем СП ЗРБ, требующийся для открытия тиристоров 5, 7, 10. В замкнутой электрической цепи ТСЯ (после открытия тиристоров ТСЯ и прекращения электрического тока через управляющие электроды тиристоров ТСЯ и тиристоров 5, соединяющих шину СП с общей шиной 3 ЗРБ) начинает течь минимальный ток (обеспечиваемый сопротивлением замкнутой цепи ТСЯ и минимальным напряжением на общей шине ЗРБ), требующийся для поддержания в открытом состоянии тиристоров этой замкнутой цепи ТСЯ, что и означает запоминание требующейся информации.

Несанкционированной записи этого же контурного изображения на других СП ЗРБ, где уже есть записанная информация, препятствуют хотя и открытие на данных СП тиристоры 5, но работающие в режиме сохранения записанной информации на маленьком токе, не имеющие дополнительно инжектированных электронов и поэтому имеющие достаточно большое сопротивление, что и не позволяет открыться другим тиристорам ТСЯ этих СП при несанкционированной записи.

При выводе записанной информации на экран монитора именно с данной СП ЗРБ подается открывающий импульс большей мощности, чем при процессе запоминания, на управляющий электрод 6 тиристора 5, снижающий его сопротивление, и одновременно с ним специально подобранный импульс повышенного напряжения на общую шину 3, что приводит к увеличению тока в цепи замкнутых ТСЯ и пробою стабилитронов 14 стабилитронных цепочек 11. При пробое (открытии) стабилитронов 14 стабилитронных цепочек 11 напряжение появляется на выводах 15 (при хранении информации появлению напряжения на выводах 15 препятствуют диоды 12 и стабилитрон 14, не пробивающийся при низком падении напряжения на резисторах 8 при хранении записанной информации, не допускающие также паразитных токов утечки в этих цепочках), и после, например, считывания и определения компьютером контура выводов с напряжением изображение этого контура выводится на экран монитора.

Напряжение пробоя стабилитронов подбирается таким, чтобы не происходило их пробоя при процессе хранения информации, при малом токе в замкнутых цепях ТСЯ, а только при выводе информации на экран монитора и при процессе распознавания. Если же пробой стабилитронов произойдет и при записи контура изображения на СП ЗРБ, то это будет просто сигнализировать о свершившемся процессе записи.

При подаче закрывающего (отрицательного потенциала) импульса на управляющий электрод 6 тиристора 5 нужной СП происходит обесточивание электронных приборов этой платы и значит стирание всей записанной на этой СП ЗРБ информации.

Для распознавания объектов по предлагаемому способу создается большая или даже очень большая библиотека шаблонов - нормализованных, изображений различных объектов, среди которых в дальнейшем и будет идти распознавание. Так как время распознавания в ЗРБ не зависит от числа шаблонов, то выигрыш времени по предлагаемому способу тем больше, чем больше число используемых для распознавания объекта шаблонов. Для распознавания объектов по предлагаемому способу необходимо, чтобы при совмещении контура распознаваемого объекта и контура шаблона с идентичным изображением на экране монитора произошло их совпадение. Для этого необходимо как изображение распознаваемого объекта, вводимого в компьютер, например, с телекамеры, так и изображения шаблонов, записанных в памяти ЗРБ, нормализовать, т.е. привести все изображения к стандартному для данного способа виду по определенному алгоритму, обеспечивающему наилучшее, стандартное расположение изображений на экране. Например, длинная сторона прямоугольника, в который полностью вписывается изображение объекта (в случае, когда длина объекта больше его ширины), была бы направлена вдоль оси X, которая, в свою очередь, направлена вдоль длинной стороны экрана монитора; масштаб изображения должен быть таков, чтобы наибольшая длина или высота изображения объекта не превышала размеров стандартного для данного способа прямоугольника, в который вписывается изображение. Наибольшая длина изображения объекта должна быть параллельна длинной стороне этого прямоугольника, изображение должно быть центрировано - точка пересечения диагоналей этого прямоугольника должна лежать в центре изображения. Такие преобразования изображений легко делаются в такой программе, как AutoCad. Каждому выводу ЗРБ присваивается свой адрес. В программах работы с ЗРБ устанавливается соответствие координат пикселов прямоугольника, в который вписывается изображение распознаваемого объекта, с адресами выводов ЗРБ и после нормализации распознаваемого объекта для его распознавания компьютер считывает из программы вывода этого нормализованного изображения на экран монитора расположение (координаты) групп пикселов контура изображения, соответствующих шагу одной ТСЯ СП, и посылает открывающие импульсы требующейся длины и мощности на входные выводы ЗРБ, как и при записи изображения шаблона на СП (хотя и меньшей мощности, чем при запоминании контура объекта, но позволяющие уменьшить из-за появления инжектированных электронов сопротивление тиристоров ТСЯ, замкнутых в электрическую цепь, по которой уже течет ток, но не достаточной мощности для открытия тиристоров ТСЯ на других СП, что препятствует несанкционированной записи на остальных СП ЗРБ), адреса которых соответствуют координатам пикселов или групп пикселов контура распознаваемого объекта, открывая, например, соответствующие этим адресам каналы генератора импульсов (к каждому входному выводу ЗРБ, подключенному к выводам 30 управляющих электродов СП ЗРБ, может быть подключен свой канал генератора импульсов) и одновременно с этим издавая от генератора импульсов на общую шину 3 ЗРБ специально подобранный импульс повышенного напряжения (по сравнению с тем напряжением, что постоянно подводится от источника питания к ЗРБ для сохранения записанной в нем информации) и на той СП ЗРБ, на которой контур распознаваемого объекта совпадает с контуром замкнутой цепи ТСЯ, по которым уже течет электрический ток, сопротивление всех тиристоров ТСЯ этой замкнутой электрической цепи падает, значит ток, текущий по ним, увеличивается до величины, необходимой для пробоя (открытия) стабилитронов 14 стабилитронных цепочек 11 ТСЯ, выводящих напряжение на выходные выводы 15 СП ЗРБ, а так как выходные выводы каждой стабилитронной цепочки СП соединены с соответствующими выводами других СП, то эти выводы на последней СП ЗРБ являются одновременно и выходными выводами всего ЗРБ, и появление напряжения на выводах, контур которых совпадает с контуром шаблона, является первичным сигналом распознавания. К выходным выводам ЗРБ может быть подключено считывающее устройство. В этом случае компьютер, считывая напряжение на выходных выводах ЗРБ, определяет контур выводов, имеющих напряжение, и выводит изображение этого контура (контура шаблона) на экран монитора (цвет этого изображения может быть для наглядности отличным от цвета контура нормализованных изображений распознаваемого объекта и шаблона) или передает сигнал о распознавании исполнительному органу. Так как ширина контура на распознаваемом объекте может быть увеличена, перекрывая на контуре изображения идентичного ему шаблона кодовое обозначение этого шаблона, например его числовой номер, вставленный в разрыв контурной линии, написанный непрерывной непересекающейся линией и соединяющейся с линией контура изображения, то в случае распознавания объекта на экране монитора будет виден и этот номер, по которому можно будет определить в дальнейшем характеристики распознанного объекта. После этого цикл работы программы распознавания заканчивается. Если среди шаблонов нет идентичного распознаваемому объекту, то компьютер выводит сигнал, что распознавания не произошло и переходит в режим ожидания ввода другого распознаваемого объекта. Для осуществления способа в качестве составной части программы для компьютера, на котором производится распознание объекта, может применяться программа типа AutoCad, в которой легко может быть создан требуемый набор шаблонов, произведена их нормализация, как и нормализация распознаваемых объектов.