Устройство для распознавания прямых линий и краев изображений объектов

Устройство для распознавания прямых линий и краев изображений объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для распознавания прямых линий и краев изображений объектов при поиске дефектов, например изображений шлифов металлов. Цель изобретения - вьшение быстродействия устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй цифроаналоговый преобразователь , второй компаратор, второй злемент ИЛИ, третий и четвертый элементы И, второй элемент задержки, генератор пороговых сигналов и второй дифференцирующий элемент. Новым в устройстве является введение вспомогательного канала обработки видеосигнала , в котором за время формирования телевизионного кадра определяется уровень порога, обеспечивгйоощй заданную вероятность ложной тревоги. 2 ип.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Э4 ЛЮ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (11) (51)4 G 06 К 9/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ)Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3922224/24-24 (22) 03.07.85 (46) 30.07 .87. Бюл. В 28 (72) В.С.Гузеев, В.В.Зеленский и В.И.Можейко (53) 681.327.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 548873, кл. G 06 К 9/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

9 1084834, кл. G 06 К 9/36, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ПРЯМЫХ ЛИНИЙ И КРАЕВ ИЗОБРАЖЕНИЙ

ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для распознавания прямых линий и краев изображений объектов при поиске дефектов, например изображений шпифов металлов, Цель изобретения - повьппение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй цифроаналоговый преобразова.— тель, второй компаратор, второй элемент ИЛИ, третий и четвертый элементы И, второй элемент задержки, генератор пороговых сигналов и второй дифференцирующий элемент. Новым s устройстве является введение вспомогательного канала обработки видеосигнала, в котором за время формирования телевизионного кадра определяется g уровень порога, обеспечивакщий заданную вероятность ложной тревоги. 2 ип.

13271

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании зрительных анализаторов интегральных ро5 ботов для автоматического обнаружения дефектов на изображениях шлифов ме.таллов.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. 10

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2— схема генератора пороговых сигналов. устройство для распознавания пря- 15 мых линий и краев изображений объектов (фиг.1) содержит дифференцирующие элементы 1 и 2, на входы которых поступает видеосигнал, компараторы

3 и 4, генераторы 5 и 6 импульсов, элементы задержки 7 и 8, генератор

9 пороговых сигналов (фиг.2), состоящий из реверсивного счетчика 10, делителя 11 частоты, элемента ИЛИ 12, регистров 13 и 14. Кроме того, в уст- 25 ройство входят (фиг.1) элементы И 1518, элемент ИЛИ 19, регистры 20, 2 1, счетчики 22,23, схема 24 сравнения кодов, дешифратор 25, цифроаналоговые преобразователи 26,27, индикатор 30

28 и элемент ИЛИ 29.

Устройство работает следующим образом.

Входной видеосигнал поступает в формирователь контурного изображения 35 состоящий из дифференцирующего элемента 1 и компаратора 3. Дифференцирующий элемент 1 представляет пространственный фильтр, выполненный в виде цифровой матрицы размером, на- 40 пример 8 8 элементов, осуществляющий низкочастотную фильтрацию в зонах размером 4 4 элемента с последующим вычитанием отдельных зон матрицы для получения контурного сигна 45 ла. Сигнал с выхода дифференцирующего элемента 1 подается на вход компаратора 3, в котором производится квантование на два уровня. Двоичный сигнал с выхода компаратора 3 подается на вход селектора прямого края, состоящего из элементов И 15 и 16, элемента ИЛИ и элемента 7 задержки.

Рассмотрим работу селектора для случайных горизонтальных отрезков.

Выход элемента И 15 соединен с входом элемента 7 задержки, величина которой равна в случае горизонтального направления длительности эле36мента. Сигнал с выхода элемента 7 задержки поступает на вход элемента

ИЛИ, на второй вход которого приходит первая импульсная последовательность с выхода генератора 5 импульсов, разрешающая прослеживание отрезков гори- . зонтального направления и представляющая совокупность импульсов длительностью в один элемент, которая на экране видеоконтрольного устройства (не показано) может наблюдаться в виде вертикальных полос, расстояние между которыми определяется размером селектируемых отрезков. Поэтому, если контурный отрезок совпадает с каким-либо импульсом первой последовательности, то на обоих входах элемента И 15 появляются логические единицы и сигнал с выхода элемента И 15. поступает в линию обратной связи.

От следующего элемента горизонтального контурного отрезка элемент И 15 также срабатывает, хотя стробирующего импульса первой последовательности уже не будет. Срабатывание происходит благодаря поступлению импульса с элемента задержки от предыдущего элемента сигнала контурного отрезка. Если контур не имеет разрывов до появления последовательности импульсов от второго генератора 6 (сигнал которого также представляет вертикальные полосы), то на выходе элемента И 16 появляется сигнал,свидетельствующий о наличии в поле зрения отрезка длиной не меньше сдвига между импульсами первой и второй последовательностей по горизонтали.Импульсы с выхода элемента И 16 поступают на вход решающего устройства, состоящего из счетчика 22, дешифратора 25 и индикатора 28.

Эффективность работы устройства зависит от выбора порога в компараторе 3. Если устройство обнаружения перемещается в пространстве и характер исследуемого изображения изменяется во времени, необходимо также оперативно поцстраивать уровень порога во времени. Для решения этой задачи в устройство введен второй канал обработки видеосигнала, обеспечивающий слежение за уровнем порога в зависимости от изменения структуры изображения и статических характеристик фона. Необходимое значение уровня порога определяется за время одного кадра. Для этого уровень порога, з 1327136 4 формируемый с помощью генератора 9 тора 4 при больших значениях уровня пороговых сигналов и цифроаналогово- порога двоичный сигнал отсутствует.

ro преобразователя 26, изменяется По мере уменьшения уровня порога в . дискретйо в течение кадра от возмож- соответствукщих зонах начинают появ.5 ного максимального до минимального ляться контурные отрезки, число котозначения ° рых постепенно нарастает..Очевидно, Генератор 9 пороговых сигналов что для надежной работы распознающеработает следующим образом. ro устройства существует оптимальный

В регистре 14 хранится число, ко- 1О уровень порога, которому соответствуторое преобразовывается вторым цифро- ет определенное среднее число отрезаналоговым преобразователем 26 в на- ков на площади зоны. Это число для пряжение, соответствующее максималь- определения класса изображений апри- . ному уровню порога. Это число записьг орко известно и может быть записано вается кадровым синхроимпульсом в 15 в регистр 20, подключенный к входу реверсивный счетчик 10 и этим же кад- схемй 24 сравнения кодов. Второй вход ром синхроимпульсом после прохождения схемы 24 сравнения кодов подключен к элемента ИЛИ 12 переписывается в вы- выходу счетчика 23, в котором подсчиходной регистр 13. На вход вычитания тывается число отрезков в зоне при реверсивного счетчика 10 и вход дели- 2О соответствукщем уровне порога. Отрезтеля 11 поступают импульсы тактовой ки выделяются с помощью селектора, частоты, кратной по величине частоте состоящего иэ элементов И 17 и 18, строчных синхроимпульсов. При этом на элемента ИЛИ 19, элемента 8 задержки. выходе делителя через время, равное Селектор идентичен по устройству и произведению коэффициента деления N 25 работе селектору основного канала на период тактовой частоты, сформиру- обработки видеосигнала. ется импульс, который переписывает в Таким образом, в процессе дискрет-., выходной регистр 13 число, меньше ис- ного изменения уровня порога на входе ходного на величину N. Так будет про- компаратора 4 наступает момент времеисходить периодически с частотой †. 3P ни, когда число отРезков на выходе

f счетчика 23 оказывается больше или

ПРи этом число на выходе РегистРа 13 равно числу на выходе регистра 20, чеРез вРемЯ N/f7 пеРиодически Умень- При этом схема 24 сравнения кодов шается на величину N, должна сформировать импульс, которым

"апример,. если в регистр 14 запи-, цифровой код соответствующий опти35

Э сано число 2, f = 4f, а N = 64, мальномУ УРовню поРога, пеРеписываетто изменение информации на выходе ре- ся с выхода генератора 9 пороговых гистра 13 происходит периодически сигналов в регистр 21. Далее кадрочерез 16 периодов строчной частоты, вым синхроимпульсом указанный код во и каждый Раз выходное число уменьша- 4р время обратного хода кадровой разется на 64. Если в растре 256 строк, вертки переписывается в цифроаналогочисло на выходе регистра 13 ступен- вый преобразователь 27, выход которочато изменяется за период кадровой го соединен с управляющим входом комразвертки от 1024 (2ie ) до О, т.е. паратора 3 основного канала обработки площадь кадра условно как бы разби- 45 видеоСигнала. Таким образом величина вается на зоны, каждой иэ который со уровня порога выставляется в компараответствует свое значение уровня по- торе 3 основного канала во время кажрога. Размер эон, равный длительнос- дого обратного хода кадровой развертти ступеньки в напряжении порога на ки. выходе цифроаналогового преобраэова- 5р Использование пРедлагаемого устройтеля 26, зависит от требований к точ- ства обнаружения при создании зрительности подстройки уровня порога. ных анализаторов интегральных роботов

Например, если во всем диапазоне для автоматического обнаружения пряизменения порога содержится 16 града- .алых линий и краев иэображений объектов ций, а в растре 512 строк, то на каж- 55 позволит применять последние при исдую зону приходится 32 строки в изоб- .следовании быстроменякщихся и перемеражении. Таким образом, в компаратор щакщихся изображений, имекщих нерав4 подается перестраиваемый во време- номерный сложный фон. Повышение быстни порог. При этом на выходе компара родействия устройства обнаружения до практически предельного значения (время реакции на изменение фона рав- но периоду кадровой развертки} позволит значительно увеличить достоверность обнаружения.

Формула изобретения

Устройство для распознавания прямых линий и краев изображений объектов, содержащее первый дифференциру- Ю курций элемент, вход которого является информационным входом устройства, а выход подключен к первому входу первого компаратора, выход которого соединен с первым входом первого эле- i5 мента И, первый элемент ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам первого генератора импуль сов и первого элемента задержки, а выход соединен с вторым входом перво- >0

ro элемента И, выход которого подключен к входу первого элемента задержки и первому входу второго элемента

И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, 25 .а выход — со счетным входом первого счетчика импульсов, выходы которого подключены к входам дешифратора, выход которого соединен с входом индикатора, входы синхронизации первого 30 и второго генераторов импульсов являются входом строчных синхроимпульсов устройства, второй счетчик, первый и второй регистры, схему сравнения кодов и первый цифроаналоговый преобра- 35 зователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй цифроаналоговый преобразователь, второй компаратор, второй эле- 40 мент ИЛИ, третий и четвертый элементы И, второй элемент задержки, генеI

132 713б 6 ратор пороговых сигналов и второй дифференцирующий элемент, вход которого соединен с входом первого дифференцирующего элемента, а выход под5 ключен к первому входу второго компаратора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу второго элемента задержки и к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выходы которого подключены к одним входам схемы сравнения, другие входы которой соединены с выходами первого регистра, второй вход четвертой схемы И подключен к выходу второго генератора импульсов, входы второго элемента ИЛИ соединены . соответственно с выходами первого генератора импупьсов и второго элемента задержки, а выход подключен к второму входу третьего элемента И, информационные выходы генератора пороговых сигналов подключены к информационным входам второго цифроаналогового преобразователя и второго регистра, записывающий вход которого соединен с выходом схемы сравнения ко-, дов, а выходы — с информационными входами первого цифроаналогового пре образователя, выход которого подключен к второму входу первого компаратора, управляющий выход генератора пороговых сигналов соединен со сбросовым входом второго счетчика, выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к второму входу второго компаратора, причем входы синхронизации первого цифроаналогового преобразователя и генератора пороговых сигналов являются входом кадровых синхроимпульсов устройства.

1327136

Составитель Т.Ничипорович

Редактор M.Áàíäóðà Техред B.Kàäàð Корректор С. Черни

Заказ 3393/47 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4