автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматизированная система управления технологическим процессом длительного хранения информации на видеоносителяхтипа микрофильмов

од

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РП од

3 и МАЙ

На правах рукописи

Крючков Александр Николаевич

Автоматизированная система управления технологическим процессом длительного хранения информации на видеоносителях типа микрофильмов

Специальность 05.13.07. -автоматизация технологических процессов и производств.

АВТОРЕФЕРАТ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Тула 1994г.

Работа выполнена на кафедре электронных вычислительных машин Тульского государственного университета

Научный руководитель доктор технических наук, профессор,

академик международной академии информатизации В. М. Игнатьев

Официальные оппоненты:- доктор технических наук, профессор,

Л.Н.Толкалин

- кандидат технических наук А.А.Илюха

Ведущее предприятие : | НИИ "Репрография"

06

Защита диссертации состоится I'*? 1994г.

в 14 час. на заседании специализированного совета Д 063.47.04 Тульского государственного технического университета (300600, г.Тула, пр. Ленина, 92). ;

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного технического университета.

'/3 ОА"

Автореферат разослан '" ' и 1994г.

'Ученый секретарь специализированного совета О.Г.Корякин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ Одна из важных сфер современного производства - информационное обеспечение - оказывает, в настоящее время, непосредственное влияние на ускорение научно-технического прогресса буквально во всех отраслях науки и промышленности. Глобальными и взаимосвязанными проблемами-информационного обеспечения являются проблемы накопления, _хранения и выдачи потребителям полезной информации. Указан-. иы". проблемы, порождают ряд задач, обусловленных специфичностью такого продукта жизнедеятельности, человека, как информация и прежде всего тем, что информация неотделима от своего материального носителя, что и позволяет осуществлять ее передачу не только в пространстве, но и во времени.

Традиционно в-качестве информационного носителя, предназначенного

* для длительного хранения, используются .микрофильмы различных типов (микрофиши, рулонные микрофильмы и т.п.) в которых информация, представляется в виде распределения оптической плотности фотослоя, помещенного на прозрачную основу. Благодаря высоким требованиям к уменьшению размеров и физических параметров микрофильмов эти носители широко применяются в информационно поисковых системах для' хранения аналоговой (чёловекс-читаемой) информации в виде факсимильных уменьшенных копий документов. Однако в связи о появлением в производстве специфической конструкторской и технологической документации, такой как программное обеспечение станков с ЧПУ, прошивон ПЗУ, возникла проблема ее хранения в течение сроков традиционной, конструкторской документации.

Существующие носители двоичной информации - магнитные носители, лазерные диски, ЗУ на магнитных доменах и т!д. по ряду параметров, в основном по срокам хранения не соответствуют указанным требованиям, что .и обусловило выбор'объекта исследования настоящей диссертации.Объектом исследования является авт?матизированная.система .управления тех-, н'ологпчоскпм 'процессом создания и длительного хранения двоичной информации на микрофильме, включающая устройство., вывода на .микрофильм лво-ичной информации ЕС 7603, хр .нилище и средства: считывания информации с ■ микрофильма. : . . -

Вследствие специфических особенностей микрофильма, двоичная информация, хранимая на нем представлена' в виде' изображений информаццон-

• ных полей, в каждом'из - которых закодирован логический ноль или едини ца. Однако при таком способе представления информации возникает опа.

нооть снижения помехозащищенности носителя вследствие того, что такие образования, .как пыль, царапины подложки и фотослоя, представляют собой такие изображения, спектральные характеристики которых близки к' спектральным характеристикам соответствующих информационных полей.

Поэтому особую актуал!ность имеет предмет исследования . диссертационной работы: способы организации и создания информации, обеспечивавшие сохранность ее в течение требуемых сроков, 'а также методы верификации и контроля технологического процесса хранения информации.

ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ является1 создание автоматизированной системы управления технологическим процессом долгосрочного хранения бинарной информации па промежуточном оптическом носителе с выдачей но запросу в виде магнитной ленты или диска, исследование методов повыие-шн надежности хранения бинарной информации на высокоилотном микрофильме и разработка комплекса программных средств .записи■- считывания информации на микрофильме при наличии искажений.

Для реализации'поставленной -цели автором решены следующие основные задачи:

1. Создание методов формирования изображений элементарных информационных полей микрофильма и организация их в массивы, при выводе двоичной информации (формирование п^лей).

2. обеспечение выделения информационных.полей-из изображений на микрофильмах при вводе информации (анализ сцен).

3. Разработка методов кодирования-декодирования информации, обеспечивающих при длительном -хранении требуемую надежность сохранности в-условиях помех, формируемых технологическим оборудованием й окружающей средой.

_ ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. При 'проведении исследований использовались: методы автоматического регулирования; теория помехоустойчивого кодирования двоичной информации; методы распознавания образов и анализа сцен; '

НАУЧНАЯ НОВИЗНА заключается в следующем.- .

1. Предложен комплексный подход к созданию систем длительного' хранения двоичной информации;" основанный на распределении защищающих факторов между средствами ввода-вывода изображений информационных полей- на микрофильм, оптимального кодирования бинарной информации и регламентными работами технологического процесса хранения информации.

2. Исследована возможность использования в' технологических процессах долгосрочного хранения информации, при, распознавания образов .саыообучэ-

ющихся алгоритмов, для обучения которых использованы результаты декодирования информации сформированной по принципам помехоустойчивого кодирования.

3.Разработан комплекс алгоритмов и программ для выделения двоичной информации из цифровой модели распределения оптической плотности микрофильма.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Учитывая тот факт, что долгосрочному хранению подлежит информация имеющая большую ценность, вопрос ее 'полного восстановления стоит очень остро, а данная разработка показывает один из способов обеспечения максимальной надежности выделения информации с носителя. Данная автоматизированная система управления технологическим процессом долгосрочного хранения информации разрабатывалась с учетом возможного изменения носителей информации и способов представления информации,, поэтому-примененный математический аппарат носит универсальный характер.

Предложенный способ определения _ обучающей выборки статистического алгоритма распознавания образов позволяет существенно сократить расходы на проведение экспериментальных работ, а также повысить надежность Выделения полезной информации, что приводит к существенному снижению материальных затрат при обработке больших массивов информации, снижению непроизводительного труда.

Результаты исследований вошедшие в диссертационную работу внедрены в 1990 году в НИИ Репрографии в научно-исследовательской работе НГУ-539-88 "Исследование и разработка методов фотоэлектронного'преобразования информации. Полученной на выходе ЭВМ';, с годовым экономическим эффектом 115740 рублей-в ценах 1ь»90года. и в 1992 году в эксперт-но-техническом отделе Управления гы/тренних дел Тульской области в научно-исследовательской работе "Программный комплекс по структурному распознаванию химических волокон".

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.Результаты исследования по геме диссертационной работы докладывались на ежегодных семинарах профессорско-преподавательского состава ТулГТУ" с 1995 по 1993 г. г. и обсуждались на 4-й Всесоюзной конференции "Перспективы и опыт внедрения статистических'методов в АСУ ТП" (г. Тула, 1990 г.), на научной конференции "Оптико-электронное приборостроение, проблемы автоматизации поиска, считывания, копирования, перевода, обработки, вывода с ЭВМ, передачи и использования научно-технической информации" (г. Киев, 1991г.), на 9-той научно-технической конференции ТВАИУ (г.Тула 1993г.').

СТРУКТУРА' И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Работа обстоит из введении.. заключений, 4 разделов, списка использованных источников из 71 нанменог лий. 8 приложений, содержит 20 рисунков' и 2 таблицы!

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ -' / .

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели и задачи .исследования, определяется научная новизна и практическая значимость работы. ' ' ■ В ПЕРВОЙ разделе исследуются вопроси создания АСУ 1П длительного хранения информации на микрофильме. Технологическая установка дли хра-

• нения информации состоит из: устройства вывода изображений на микрофильм типа'ЕС 7603; средств хранения информации (шкафи, стеллажи, ко-Рибки); экспериментальный образец устройства считывания информации с микрофильма на базе линейного- фоточувствительного прибора с зарядовой связью; средств управления'комплексом. .

На основании анализа и особенностей функционирова'ния устройства вывода ЕС 7603 предложен вариант формирования информационного поля и организации ■информации Показано, что информация на микрофильме подвергается воздействию помах, ' "как''на, этап* ее формирования, так и на этапе считывания и хранения. Произведена классификация шумов и выявлена сте-_ пень .их влияния на изображение. . • .

Кроме того,. необходимо учитывать взаимовлияние соседних элементов изображения при малых частотах расположения; - что целесообразнее всего

• представлять с. помодыо частотно-контрастных характеристик (ЧКХ)- от-' дельных составляющих систем записи-считывания. В нашем случае этим« составляющими являются; пленка (FnJI);' объектив (F0¿):-; ПЗС - матрица (Fn3C); электронная.система и другие составляющие, вносящие искажения ííjj,.)- Сданную ЧКХ следует определить по формуле: •

LV'äc та».' то иц,е оэдеиш дяезшш киаьюжя щи старешя íFít), Еря&ьишЬ к утяшшт ии1вяа кмратшш., вшогщиз т цряыедей-ш «>£та£ «ищи ива» ыгрещюаь т©йретичесжд лобо шакратнтамт.

Таи ЧКХ ШС-юцкн шташзъея ek'ckkW

¡F ^F'

'mil " « «'»ai"0 те&-

где Кге01,- составляющая ЧКХ, зависящая от геометрии элементарного окна и размеров дискретизатора:

( f ) (pi х аэ) SIN - X--

(Тмах) ( Р ) ■ р =-,-

1 г е ом *

f pi х аэ - X -:- '

где Гшах=1/р, р-шаг расположения элементов 18мкм; аэ-длина элемента 12мкм'р Г-пространственная частота (1/мм); р!-число

пи. ■

2 х р1 х Г

Гпер=ЕХР((-п х е>(1-СОЗ-)).

Гтах

где е-неэффективность переноса; д-число переносов. По приведенным формулам можно получить обобщенную ЧКХ:

Анализируя ЧКХ системы, следует сделать вывод о-том, что при базовой 'Частоте расположения, полей информации (40 л/мм) амплитуды противоположных полей (тёмные светлые) будут еще достаточными для их разделения в .каналах ПЗС. Это подтверждает и анализ фигур в центре которых оптическая плотность практически не отличается от плотности фона. Напротив, в центре фигуры оптическая плотность приближается к максимальной. В целом статистическая обработка полученных с помощью микроденситометра данных; а также визуальный анализ позволяет сделать следующие вы!-"ды: • .'•' ■ . '

- математическое ожидание юрмы и диаметра минимального пятна -круг диаметром 17 мм. Во:можно отклонение формы в сторону злдип-. са ло 20%; Отклонения щ "лт вероятностный '•' пктер с нормальным законом распределения; . , .

'мах Р

Об ^ Рпзс

- колебания местоположения пятна носят также вероятностный характер и подчинены нормальному закону распределения; ■

- расположение оптических плотностей светлых информационных полей ; решетки таете будет иметь вероятностный характер;

- среднеквадратичное отклонение на частоте 40 л/мм достигает 30%.

• Для выявления характера распределения плотности по площади элементарного пятна, соответствующего экспозиции луча в одной точке при формировании линии минимальной толщины, .можно проделать следующие теоретические выкЛадки. Поскольку оптическая плотность в середине штриха равна 1,2 ед. опт. плотности,а формирование штриха происходит путем четырехкратного наложения луча при его перемещении с шагом в 4 мкм и реальном распределении оптических плотностей смещающихся пятен 1+3 и' 2+4, а затем соответственно (1+3)+(2+4)

Все внешние помехи можно свести к царапинам и точечным помехам. Царапины воспринимаются обычно как темные информационные объекты ( т.е. сказываются только на светлых участках микрофильма ), оставляв темные участки практически без изменения, либо в некоторых случаях увеличивая максимальную оптическую плотность. Среди точечных помех встречаются как темные на светлых полях (86%), так и светлые на темных полях(Ш).

Исходя из анализа шумов произведен отбор методов обработки изображе-. ниГьВ качестве основного- операционного разцса обработки изображений приняты локальные операции.Для выделения полезной информации при низком уровне шумов предложено использовать структурные алгоритмы распознавания образов.Для компенсации заранее известных внешних помех применено помехоустойчивое кодирование. Для учета помех, превышающих возможности помехоустойчивого кода, использован алгоритм статистического распознавания образов.

Заканчивается первый раздел постановкой задачи. Целью диссертационной работы является создание автоматизированной системы управления технологическим процессом долгосрочного хранения бинарной информации на промежуточном оптическом носителе с выдачей но'запросу в виде магнитной ленты или диска, исследование методов повышения надежности хранения бинарной информации на высокоплотном микрофильме И разработка комплекса программных средств записи - считывания информации на микрофильме тфи наличии искажений. .

ВО ВТОРОМ разделе разработан математический аппарат процесса запи-си-счигывання бинарной информации в системе' длительного хранения. В процессе вывода элементарное информационное поле строится 'Исходя из

необходимости дальнейшего его распознавания системой классификации на этапе верификационного контроля и анализа ошибок, а также на этапе считывания информации. Суть математического аппарата сводится к следующему:

■ 1. Разработан метод структурного распознавания, основанный на простых решающи.; правилах. ' Для определения значения информационного бита ■ при известных границах его поля в строке возможно использование различных подходов. Так как задана геометрическая форма, эталонного изображения удобно использовать преобразование Хоха. При этом изображение объекта поиска переводится' в пространство параметров, описывающих его аналитически. Достоинством метода является то, что выделяемая линия не обязательно должна быть сплошной и четко видимой. Она может иметь разрывы и искажания, что неизбежно при обработке реальных изображений.

однако в условиях возможного воздействия па микрофильм помех нелепо -образным представляется использование подходов, базирующихся на применении усредненных оценок. Применительно к заданному описанию полей ин Формационногс бита это означает определение двух сумм значений отсчетов для каждых из шести отсчетов, образующих светлое и темное поля бита. Например для единичного бита:-

Б„=Т((31) (Х1-Х0) + .. .+Т (сЗп) (Хд-Хп.!); 0= (3; 3: 3; 3; 4; 4; 5; 12; 13; В; 4; 3); 31=3+3+3+3+4+4 51-20; 82=5+12+13*8+4+3 32=45;31<32 => бит единичный'

Случайные искажения значений отдельных отсчетов при этом не окажут решающего .воздействия на значения'сумм,. что обеспечит большую устойчивость классификации полей бита, и. соответственно, принятие решения о его значении. Меньшая сумма из двух сравниваемых определяет светлое Поле, • а другая сумма - темное. Таким образом принимается ■ решение о значении информационного бита.

2. Осуществлен выбор помехоустойчивого кодирования и декодирования. Показано практическое применение рыбранных кодов ' для решения конкретной задачи.

Процедуру.кодирования можно представить следующим образом.Обозначим А(х) = а)Хк-1 + а2'хк"2 + ... + ак- информационный многочлен, где а! - коэффициенты, принадлежащие полю вР(2). Многочлен = хг + . + g1xг"1 + ... + называется образующим многочленом циклического кода, который отвечаем определенным требованиям, где g1 -элементы поля

(2).Образующий многочлен ё(х) порождает циклический (п.к) - код над полем , где г=п-к.

Кодовый Многочлен можно получить умножением А(х) на g(x) с учетом того, что все операции выполняются в поле GF(2'). В этом случае кодовый многочлен В' (х) = A(x)*g(x) = b,xn_1 + Ьгх"_г + ... + bn соответствует так называемому несистематическому коду. Более удобным для практического применения является систематический код, который может быть получен по формуле В(х) = А(х) х хп~* + г(х), где г(х) - остаток от деления многочлена А(х) на образующий полином ;j(x). т.е. г(х) удовлетворяет соотношению А(х) = g(x)*q(x) + г(х), где q(x) - частное от деления мн.гочлена А(х) на g(x). Степень многочлена г(х) всегда меньше'г.

В коде, соответствующем кодовому многочлену В(х), младшие г-1 разрядов составляют проверочные, а старшие к являются'информационными. Таким образом кодируются все строки с первой по 454 включительно.Для обнаружения ошибок в циклическом коде достаточно разделить многочлен В1(х), соответствующий принятой кодовой комбинации, на порождающий многочлен g(x) и проанализировать полученный в результате деления остаток г(х). Если г(х)=0,.то считается, что принятая кодовая комбинация является правильной и ошибок не произошло. Если же г(х)*0, то при передаче произошли ошибки и необходимо выполнить процедуру исправления ошибок.

3. Разработан алгоритм декодирования. Общий алгоритм декодирования циклического (п,Ю-кода, порожденного' многочленом g(x) степени r=n-k, исправляющего одиночные пакеты ошибок длиной Ь, может быть записан-следующим образом:

а. 1:=0, где-1 - счетчик циклических сдвигов многочлена В1(х).

б. Вычисление остатка г(х) от деления принятого многочлена В1(х) на порождающий многочлен g(x). ' •

r(x):=Bl(x)-F [Bl(x)/g(x)J х g(x),

где F [Bl(xj/g(x)l - частное от деления В1(х) на g(x).

в. Если г(х)=0, то принимается, что ошибок не произошло^ Е=0 и осуществляется переход к п. 12. иначе - п.4.-

г. Определяется степень г<1) многочлена г'1;1 (х).

. д. Если r.(L)<b, то принимается, что многочлен ошибок Ег(х)=га) (х) и осуществляется переход к п.9, иначе к п.6.

е. L:=L+1. индикатор наличия ошибки Е:=1.

ж. Производится циклический сдвиг многочлена В1 (х; на один разряд влево.

\

з. Если число сдвигов L<n, то осуществляется переход к ii.2, иначе - к п. 11. ■

и. В(х) = (В1(x)+EL(х))mod 2 '

к. Производится циклический сдвиг исправленного многочлена на L разрядов вправо. Осуществляется' переход к п. 12.

л. Е:=2 - указатель того, что ошибка не может быть исправлена.

м. Конец декодирования.

4. Выбран критерий статистического распознавания образов. Сравнение трех стратегий, используемых для построения автоматических классификаторов, позволило сделать вывод о том, что алгоритм классификации, построенный на основе байесовского решающего правила, обеспечивает предельно достижимое среди статистических критериев качество оценивания состояния объекта и, следовательно, именно его целесообразно использовать при распознавании изображения, зафиксированного на микрофильме. Сопутствующими условиями применения критерия Байеса являются возможность многократного распознавания состояния объекта при неизменном признаковом пространстве, стабильном описании классов и неизменной платежной матрице, что характерно для задачи распознавания изображения на микрофильме.

Показано практическое применение критерия Байеса для выделения бинарной информации из цифровой модели микрофильма." Монохромное изображение на галогенидосеребряном микрофильме типа М35 представляет собой распределение оптической плотности на плоскости D(x,у), где х и у являются соответственно абциссой и ординатой. ПЗС считывает информацию построчно и тогда номер отсчета в строке будет соответствовать оси х, а номер строки - оси у. Основные понятия используемые в данном разделе: J- изображение; D(x,у)- распределение оптической плотности на плоскости, представленное в виде матрицы чисел; W={w,,w2,.,«„}- алфавит классов; D-{dj !,.., dXJI)- словарь признаков.

■ В нашем случае алфавит классов W={w1,wz},rae »^-"О'^ит, w2-"1"6iit, словарь признаков D={dj.....d12)-значения отсчетов ПЗС. соответствующие полю бита.

5. Исследовано обучение- статистического распознавания обра-, зов.Так как априорные вероятности P(wt) и условные плотности распределения f1(D), необходимые для применения критерия Байеса неизвестны, то положено определять' их с помощью обучения методом стохастической аппроксимации. Предложено определять значения, параметров изображений обу-.

чающей выборки статистического распознавания образов из результатов декодирования по исправленным битам и соответствующих им распределениям оптической плотности искаженных участков.

Определена совокупность объектов.^... Л! относительно которых известно, к какому классу и^ВДг каждый из них принадлежит. Требуется определить оценки априорных вероятностей появления объектов каждогокласса:-Р(ш,).Р(иг).По результаты декодирования известно к какому классу относится исправленное изображение т.е. (J¡...JГ) ж, и рг+1...Л,) щ и определяются в первом приближении оценка г 1-г

> = —, : Р^'г) = -

1 -1 На этом первый этап работы завершается. ,

Также определены в первом приближении оценки плотности вероятности (V)... Гт(V) и таким образом сформирована первоначальная система распознавания.' Затем на вход системы начинают поступать новые, неизвестные объекты, а система производит их классификацию. Это позволяет приступить ко второму этапу последовательного уточнения, оценок Р^). 1=1,2 на основе "использования текущей апостериорной информации, содержащейся в результатах отнесения.новых объектов к соответствующим классам. •

Обозначив через 3} количество объектов «¿-го класса, содержащихся-в обучающей выборке, а через а1(п,'1) количество объектов, -отнесенных в результате распознавания (пИ) объектов также к'и4 классу. Тогда искомая последовательная оценка априорной вероятности на (п+1)-м шаге в соответствии с алгоритмом стохастической аппроксимации будет

Рп*1<*1> " РпС'О+Гпм

Щ <п+1)

-р„ (Щ)

1+.П+1

где Р„(и,) - оценка, полученная на предыдущем шаге, т.е. после распознавания п-объектов

Если {Тп} выбрано так, что 0<Т„<1,

I Т„=оо и X Т2<°

П = 1 П = 1

то последовательные оценки [Рп(ш1)} стремятся (в смысле среднего квадрата) к величине Р(»1), 1=1,2 с вероятностью 1.

Теперь имеется возможность вычислить апостериорные вероятности принадлежности объекта. ч

Введение обучения статистического распознавания позволяет ввести обратную связь в системе записи-считывания двоичной информации на микрофильм, что иллюстрируется рисунком.

Схема процесса считывания информации

обучение.

Рис. 1

Применение результатов декодирования для определения обучающей выборки позволяет.- существенно повысить надежность выделения полезной информации и сократить расходы га проведение .экспериментальных работ.

ТРЕТИЙ раздел посвящен разраоотке аппаратно-программного комплекса Аппаратная часть состоит: устройство вывода на микрофильм, используется стандартное устройство та^а ЕС 7603; устройство ввода в ЭВМ. и; пользуется позиционное считывающее устройство'(П2С) с Фотоносителя согласно патентной заявке N 4929999/24 от 22/04/91 авторов В. М. Игнатьева, Н.И. Савина. Е. В. Ларкгпа.

.. Прг>; ¡-аммная часть обеспечивает выделение полезной информации из-цифровой модели распределения оптической плотности строки микрофильма.

Для этого осуществлена предобработка информации, т.е. выбор и обоснование структуры информационной строки, БЫбор общей структуры представ-, лопия информации на микрофильме, определение границ полезной информации, организация выделения двоичной информации при отсутствии перекоса' ПЗС относительно направляющих и организация выделения полезной информации при наличии перекоса.

В результате контрольных прогонов программ установлено ориентировочное время распознавания блока информации - 11=40 мин, кодирования блока информации 1:2=15 мин., декодирования и коррекции ошибок - 13=20 мин.

ЧЕТВЕРТЫЙ раздел посвящен экспериментальным исследованиям.Показано моделирование работы основных звеньев системы ввода-вывода бинарной - Проверка функционирования разработанных программных средств состоит из двух этапов. На первом этапе осуществляется автономная и комплексная отладка компонентов программного .обеспечения на'разработанных для этой цели имитационных моделях. Второй этап заключается в окончательной проверке функционирования комплекса аппаратно-программных средств. Учитывая то , что процесс обработки в системе ввода-вывода состоит из приема, формирования, кодирования, записи бинарной информации на микрофильм с последующим ее считыванием икоррекцией ошибок возникает'необходимость создания модели блока бинарной информации, - предназначенного для записи на микрофильм и модели функционирования считывающего автомата на основе ПЗС.

Модель блока бинарной информации состоит из моделей строки фрагмента и фрагмента в целом. В результате работы гфограммы БГУ создается искусственным путем блок информации (см рис. 2) и записывается в виде десяти файлов на НМД.В модели предусмотрено два способа формирования информации в блоке - специальным образом и случайным. В первом случае 'вся совокупность фрагментов в блоке разбивается на две части. В первой части отдельные поля фрагментов' заполняются информацией гак, как показано на рис. 1. б, а во второй - как показано на рис.1, в. После того', как тем или иным способом получены файлы блока"информации , производится копирование блока с записью на место исходных файлов.Таким- образом Формируется модель -декодированного блока. В эту модель-можно внести ошибки, что позволяет предварительно проанализировать работу программы декодирования, и коррекции "ошибок.

Модель информации в блоке

-I фрагмент

а)

1 ~ф

ф 1

Я

ф

Г ¿)

■1

"Ф

Рис. 2.

Исследование алгоритмов распорзиавания видеоинформации производится с помощью модели работы считывающего устройства. ■ В модели учтены возможность внесения перекоса и смещения'фрагмента при считывании, а также помех-типа "царапина" и "пятно"..Моделирование отсчетов, входящих, в поля информационных и и служебных -битов производится путем выражения эталонной формы кривой с внесенными случайным образом отклонениями, соответствующей распределению оптической плотности в пределах бита, в виде совокупности цифровых отсчетов. Модели "пятен" и "царапин" позволяют изменять их геометрические размеры' , а также значения оптической •плотности, имитирующие светлые и затемненные участки, а также участки с пониженным коэффициентом контрастности.

Произведена 'оценка степени надежности восстановления бинарной информации "с микрофильма.Вычислены -математические соотношения влияния возможных помех на надежность выделения полезиО'Л чцЩтшш И быстродействия работы программных средств.

• Ё'зашжзэд досе^щии обоими йшзедеяЯдго »евледо-

вания. «дою тр>ж» ышт « щ>ц&ттт, сщь тто -

рых изложена при рассмотрении ^.гЫ'Ж-ь работа.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1.Проведено комплексное исследование проблемы распознавания образов, учитывающее специфику долгосрочного хранения информации.

2.Разработашго программное обеспечение, основанное на простых решающих правилах распознавания образов, дЛя-выделения бинарной информации при отсутствии искажений'изоброжений пли при малых искажениях.

3. Разработан математический' аппарат кодирования бинарной информации перед' записью на микрофильм, с целью компенсации .внешних помех.

4.Разработан математический аппарат декодирования бинарной информации. ' основанный на тереме Меггита.

5.При искажениях, не дающих возможность'исправления информации с помощью избыточного кодирования, разработан алгоритм статистического распознавания образов, где за основу принимается критерий Еайеса. 'Значение каждого отсчета считывающего устройства принимается как отдельный объект распознавания. ;

6.В программном комплексе введены элементы обучения, системы выделения полезной информации, основанные на методах стохастической аппроксимации.

7.Предложено использовать в качестве данных для обучающей выборки статистического алгоритма'распознавания .образов значения параметров изображений подвергнутых воздействию внешних помех, а принадлежность объектов обучающей выборки к тому или иному классу определять по результатам декодирования исходной информация с использованием избыточного "кода. ; .

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ -ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ -РАБОТАХ

1.Игнатьев В.М., Савин Н.И., Крючков А.Н. Программное обеспечение системы ввода-вывода бинарной информации с высокоплотного микрофильма. Сборник радиотехнического института "Автоматизация проектирования ЭВМ" г. Рязань, 1990г. с. 12-18 .

2.Игнатьев В.М., Крючков А.Н- Стохастическая модель процесса считывания информации в АСУ ТП микрофильмирования. 4-я Всесоюзная конферьн-

ция "Перспективы и опыт внедрения статистически« методов в АСУ ТП" 1990г. г.Тула с.4-0

3.Игнатьев В.Н., Крючков А.Н.Автоматическая обработка- Евода-вывода бинарной информации на высокоплотных микрофильмах.Научно-техническая конференция "Оптико-электронное приборостроение, проблемы автоматизации поиска, считывания, копирования, перевода, обработки, вывода с ЭВМ, передачи и использования научно-технической информации". МинВУЗ УССР г.Киев 1931г,с.11-14

4.Игнатьев В.Н., Крючков А.Н.Ввод-вывод бинарной информации на микрофильмах с повышенной помехозащищенностью. "Автоматизация технологической подготовки механообработки деталей на станках с ЧПУ". "Знание" РСФСР, ЛДНТП г.Ленинград 1991г. с.7-9

5.Игнатьев В.М., Крючков А.Н. Обнаружение монохромного изобраяения на заявленном пола микрофильма, "Вопросы специальной электроники", серия РЛТ, выпуск 9, 1992г. г.Тула с.23-30

6.Игнатьев В.М., Крючков АЛ. Алгоритм обнаружения монохромного изображения на зашумленном поле высокоплотного микрофильма. 9-я научно-техническая конференция ТВАИН, 1993г. г,.Тула с.23-28

7.Игнатьев ВД., Краков А.Н, Ввод-вывод монохромного изображения в микрофильмировании с учетом внешних помех."Алгоритмы и структуры системы обработки информации" РСФСР, ТулШ, г.Тула, 1993г.с.5-7

8.Игнатьев В.М., Абузова И.В.,Кршчков А.Н. Сравнительный анализ алгоритмов' вычисления вероятности правильного опознавания элементов изображения в микрофильмировании. "Вопросы специальной электроники", серия Р/ГГ, выпуск 10, 1993г_ г.Тула с.31-36

9.Крючков А.Н. Ввод-вывод бинарной информации с микрофильма и оценка ее надежности."Алгоритмы и структуры системы обработки информации" . РСФСР, ТулПИ.г.Тула, 1992г.с.17-22

Подписано к печати 21.04.94. Форыат бумаги 60хЬ4 1/16. Буиага типогр. к! 2.0фсет.печ.Усл.печ.л.0,9.Уч.-изд.л.0,ь. Тираж 100 экз. Заказ 1а 550.

Издано в Тульской государственном технической университете. Тула.ул.Болдина, д.51. Отпечатано на ротапринте в ТулГТУ.