Техника - молодёжи 1986-12, страница 7

ли в работу щелевые фильтры, которые выделяют из всего изображения только линии определенной ориентации.

Затем выделенные элементы проецируются на фотоприемные матрицы, которые преобразуют световые сигналы в электрические. Микро-ЭВМ «Эле-ктроника-60» обрабатывает полученную информацию и формирует код изображения. Блок расшифровки, названный адаптивным классификатором, сравнивает полученный код с хранящимися в его памяти кодами всех букв.

Скорость чтения ОКРУСа пока не велика. Он осиливает всего одну букву за три секунды. Любопытная деталь, хотя «латынь из моды вышла ныне», но прибор явно предпочитает латинский алфавит русскому. (По крайней мере с латинскими буквами он делает вдвое меньше ошибок. Вероятно, это связано с большой схожестью некоторых русских букв, таких, например, как «ш» и «щ».) Одним словом, пока система бо-

Г 1 L J

На этих рисунках видно, как при расфокусировке выделяются информативные фрагменты контура.

лее подходит для чтения эпиграфов, чем самих произведений.

Впрочем, уже заканчивается создание новой модели, лишенной, по мнению авторов, многих недостатков предшественника.

«БЛИЗОРУКИЙ» РОБОТ

Начнем с самого начала. В свое время в лаборатории, руководимой доктором технических наук Верой Моисеевной Гинзбург, разрабатывались диагностические автоматы, способные читать электрокардиограммы (ЭКГ). Требовалось написать программу для ЭВМ, в которой были бы собраны воедино признаки всех сердечных заболеваний.

— За помощью я обратилась к сестре,— вспоминает Вера Моисеевна.— Она врач-кардиолог. Мы отобрали ЭКГ с наиболее характерными сбоями ритмов и начали их описывать.

Над первой кардиограммой трудились весь вечер. Сначала выделили несколько десятков признаков, потом их набралась сотня, затем вторая. «Я и не подозревала, что признаков будет так много!» — призналась сестра.

— Как же ты узнаешь, о какой болезни свидетельствует кривая?

— Не знаю. Думать мне не приходится. Ответ приходит мгновенно, сам собой.

Интуиция, профессиональное

чутье — это, конечно, хорошо, но ясности такое признание не вносит. И В. М. Гинзбург начала изучать литературу о работе зрительной системы. Особенно заинтересовали ее уже знакомые читателям опыты А. Л. Ярбуса. Как же все-таки глаз выделяет информативные фрагменты?

Ответ пришел неожиданно. В одной из научно-популярных книг описывался эффект, хорошо знакомый фотолюбителям: «Если зеркальный фотоаппарат навести на дерево с опавшими листьями, а затем слегка расфокусировать изображение, то в местах пересечения веток и в узлах разветвлений появятся темные пятна. Это и будут информативные фрагменты».

Для того, чтобы проверить возможности метода, не пришлось прибегать к помощи фотоаппарата. Оказалось достаточным просто снять очки—в местах сбоя ритма на ЭКГ появились похожие на кляксы расплывчатые пятна. Болезнь, спрятанная среди многочисленных закорючек ЭКГ, откровенно заявила о себе.

Объяснение эффекта очень просто. При расфокусировке все линии уширяются, размываются. При этом близко расположенные детали изображения как бы наползают друг на друга. В этих местах и возникают пятна интенсивности. Информативные фрагменты — это неоднородности, места резкого изменения формы предмета. Здесь и появляются пятна.

Теперь механизм зрения можно представить себе так: на сетчатке глаза, за исключением фовеальной области, получается расфокусированное изображение объекта, выделяются информативные фрагменты. На них-то и направляется взор с тем, чтобы в фовеальной области были уже четкие, нерасфокусированные изображе

ния.

Подтверждение гипотезы было найдено в одном из медицинских журналов. Оказывается, хрусталик глаза действительно расфокусирован относительно сетчатки на 0,2—0,25 диоптрии.

Идея расфокусировки и составляет основной принцип работы видящего голографического робота.

Изображение рисунка (1), предъявленного роботу, передается в систему расфокусировки. Здесь информативные фрагменты становятся различимыми для чувствительных фотоэлементов. Сигналы о координатах наиболее ярких точек по каналу связи (4) поступают на сканирующее устройство, которое направляет глаз-объектив поочередно на каждый информативный фрагмент. Их изображения поступают в размножитель (6) — систему зеркал а затем на матрицу голографических фильтров (8), установленную в фокальной плоскости линз (7).

Фильтры — это фотопластинки с голограммами информативных фрагментов. Так, если робот должен читать текст, то фильтрами служат гологра-

ОКРУС вчитывается в текст

фические «картинки» отдельных литер.

Распознавание происходит так: на фильтры падают опорный лазерный луч и луч когерентного света, несущий изображение информативного фрагмента. В результате интерференции без ослабления интенсивности свет выходйт лишь из того фильтра, который соответствует рассматриваемому информативному фрагменту. На этот выходной сигнал отзывается фотодиод на матрице, находящейся за фильтрами.

Отсюда сигнал поступает в отображающее устройство (11). В простейшем случае это может быть электрическая пишущая машинка. Если же подсоединить описанную систему к ЭВМ и «руке» робота, она сможет выполнять и «интеллектуальные» действия: ориентироваться в пространстве, находить нужные предметы, оценивать по внешнему виду их качество.

Голографического робота можно научить и рисовать. Для этого разработан алфавит, «буквы» которого—круг, кольцо, полоса и т. д.— это графические элементы, наиболее часто встречающиеся в окружающем мире. С некоторой степенью упрощения из этого набора можно создать любое изображение.

Далеко не все ученые согласны с гипотезой расфокусировки. Возражения высказываются самые разные — от таких не слишком убедительных, что, мол, идея чересчур проста и потому нечего ее обсуждать, так как если бы в ней было рациональное зерно, то за рубежом такого робота давно бы построили, до весьма принципиальных. Например, не все информативные фрагменты при расфокусировке воспринимаются как пятна. Очень важные при распознавании образов концы линий смазываются и теряются.

Любую гипотезу можно доказать или опровергнуть только экспериментальным путем. Но пока к постройке действующего голографического робота никто не приступил, хотя, по мнению В. М. Гинзбург, эта задача по силам молодежному творческому коллективу. Может быть, наши читатели внесут ясность в споры ученых?

5