Устройство для анализа геометрических параметров групп объектов изображения

Устройство для анализа геометрических параметров групп объектов изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()5о7ав1

И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВЯДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.04.73 (21) 1913163/18-24 и (51) М. Кл. (i 06 К 9/06 с присоединением заявки №

Гасударственный намнтет еаввтв Инннстроа СССР аа делам изобретений и аткрытнй (2З) Приоритет (43) Опубликовано 26.03.76, Бюллетень № 11

1 (53) УДК 681.327.19 (088.8) (45) Дата опубликования описания 20.05.76.

И. Н. Гуглин (72) Автор изобретения (71) Заявитель (з4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ГРУПП ОБ ЪЕКТОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к технике автоматического анализа совокупности объектов, проецируемых с по. мощью оптических устройств на оптико-электронный преобразователь, и может быть использовано для анализа параметров. совокупности объектов в медицине, биологии, дефектоскопин, физике твердого тела, а также в других областях науки и техники.

Известны анализирующие устройства, на вход которых подается видеосигнал от телевизионного датчика, содержащие на входе дискретнзатор и пороговый блок, а на выходе видеоконтрольные блоки, логические блоки, блоки обработки результатов и ре. гистраторы, Однако такие анализаторы черезвычайно сложны, поскольку используют нестандартную развертку либо применяют электромеханическую систему поиска объектов, К тому же у них не исключена возможность многократного анализа тех же объектов, неудовлетворительная селекция близко расположенных объектов, низкая производительность (скорость анализа),.

Цель изобретения - увеличение скорости при раздельном анализе близко расположенных объектов.

Достигается это тем, что устройство содержит последовательно соединенные коммутатор, блок временных задержек начала разверток по строке и кад ру, блок формирования вспомогательиьтхиьп1ульСов и блок формирования наклонных фигур вытеснения, вход коммутатора соединен с выходом дискретиэатора, а выход блока формирования наклонных фигур вытеснения - с одним из входов логического блока, другой вход которого соединен с выходом порогового блока, и формирователь импульса выделения объекта, вход которого подключен к выходу порогового блока, а выход - к уйравляющему входу коммутатора, причем вход1устройства соединен с входом порогового блоКа и с одним из входов блока обработки результатов.

Большое значение имеет изобретение для автомати ческого анализа биологических препаратов, например

1а мазков, с целью раннего обнаружения раковых и предраковых клеток

На фиг. 1 - функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. " - диаграммы Венна, поясняющие процесс формирования "подсвечивающего" сиг20 нала; на фиг. 3- функциональная схема блока ofipaботки результатов.

Предлагаемое устройство состоит из днскретизатора 1, выход которого подключен к коммутатору 2, и блока 3 временных задержек начала разверток по

Я строке и кадру, последовательно соединенных с нхо507 дом блока 4 формирован я вспомогательных имлуль-: сов, блоком 5 формирования наклонных фигур вытеснения логическим блоком 6, блоком 7 обработки результатов и регистратором 8, а также порогоного блока9, выход которого соединен с соответстФ

6 вующим входом логического блока 6, и через формирователь 10 импульса выделения объекта - с управляющим входом коммутатора 2, причем вход ви деосигнала ВС соединен с входом порогового блошка 9, с соответствующим входом блока 7 обработки результатов и входом видеоконтрольного блока 11, второй вход которого подключен к соответствующему выходу блока логики 6.

Диаграммы Венна 12-24 поясняют процесс форми,рования "подсвечиваюшего" сигнала.

И

Функциональная схема блока обработки результатов (см.фиг.3) состоит из узла автоматики 25, на вход кси торого подключен "подсвечивающий" сигнал и видео-, сигнал изображения ВС, выход которого параллельно подключен к входам нескольких пороговых уз- ц лов 26-28, а опорное напряжение 29 через резистивный делитель 30-32 и пороговые узлы 26-28 подключены к узлу памяти и реализации алгоритма 33.

Устройство работает следующим образом. Импуль .

I сы частоты строк f поступают на дискретизатор 1,, Я который осуществляет преобразование входного сиг-,i нала в пачку импульсов, следующих в течение всего интервала прямого хода строчной развертки. Импульсы дискретизации по горизонтали и вертикали при ! отсутствии исследуемых объектов поступают ерез коммутатор 2 на блок 3 временных задержек начала разверток по строке и кадру, который производит ф мирование динамических задержек по горизонфор тали и вертикати синхронно со скоростью развертки телевизионного датчика. Выходные сигналы устройств е„ временной задержки синхронизируют работу блока 4 фо мированкя вспомогательных импульсов, которые фор в режиме поиска слнфазны с текущими координатами развертки.

Наклонные фигуры вытеснения НФВ, формируемые блоком 5, отличаются от универсальных НФВ . тем, что имеют лишь одну или две степени свободы.

На фиг. 2 показаны диаграммы Венна четырех

НФВ (12-15), на которых стрелками показаны степени свободы (направления перемещения) . Поскольку

1 наклонная фигура вытеснения может занять на

1 растре любое положение (в соответствии с ее степенью свободы), то следовательно, из тех же вспомогательных импульсов не трудно сформировать

"подобнь|е" НФВ (l.6-19) . При отсутствии объекта исследования йодвцжный фронт сех НФВ проходит через одну точку в строгом соответствии с текущими координатами развертки. Диаграмма 20 обозначает условное положение всех НФВ в момент считывания сигнала в точке А с координатами А (Х,, У„) .

Если в точке А с координатами А (X, У ) произойдет первое совладение считывающего луча с исследуемым объектом, то видеосигнал ВС (см. фиг. 1), поступая через пороговый блок 9 на формирователь

110 импульса выделения объекта, будет преобразован .6О

881 в одиночньп кратковременныи импульс, расположен- ный в верхней части объекта.Осуществляется это, например, методом нерекрытия. Этот импульс "объекта" подает на коммутатор 2, который в свою очередь осуществит прерывание импульсов дискретйзации, а следовательно и остановку фронтов НФВ в точке

А (Х, У ) . В этот момент времени кончается режим "поиска", начинается этап формирования "подсвечивающего" сигнала, который с помощью наклонных фигур вытеснения выделит оптимальным образом анализируемый объект.

Видеосигнал изображения объектов ВС с помощью порогового блока 9 преобразуется в двухполярный сигнум-сигнал, показанный на фиг. 2,21, Этот сигнумсигнал поступает в блок логики 6, в котором он после совпадения с импульсами фронта каждой1 иэ

НФВ формирует сигналы обратной связи, подаваемые на блок формирования S. Эти сигналы обратной связи.действуют таким образом, что перемещаемый ими Г фронт НФВ как бы раздвигает "цодсвечивающий" сигнал подобно "ирисовой диафрагме" объектива до тех пор, пока совокупность НФВ не "охватит" исследуемый объект 22.

Если обозначить НФВ, показанные на фиг. 2, индексами Х, Х, У,, У, Я,,, Е, то логическую функцию выражающую подсвечивающий сигнал, как зто видно из фиг. 2,20-24, можно представить в виде

P-Х + Х " У .К +g +y +y qy

3 4

1 откуда после преобразования имеем

7 Х1ХРЛ 1ЕЪЬЗЕ4 °

"Подсвечиваюший" сигнал F в той или иной сте-, пени участвует в формировании сигналов обратной связи и окончательное его формирование заканчивается в момент окончания "развертки" данного объекта 22, т. е. во время окончания данного кадра.

Уменьшение числа НФВ с целью упрощения устройства приводит к ухудшению достоверности аналнза.

Действительно, в случае применения только четырех НФВ (Х, Х У, У,) формируемый сигнал Р примет вид

Р=Х1Х y„,, что соответствует формированию "подсвечиваюшего" сигнала в виде прямоугольника, который, очерчивая объект 22, совпал бы с сигналом близко расположенного объекта 23, что привело бы к охвату сразу двух объектов.

Обследование геометрических и оптических параметров объекта целесообразно производить однократно. Для этого необходимо удостовериться, что данный объект не был ранее обследован. С этой целью после формирования ™подсвечивающего" сигнала с помощью узла автоматики 25 определяют- ь

I ся .координаты, наиболее характерные для данного объекта. В данном случае вместо координат объекта на растре можно определить координаты "подсвечивающего" сигнала или наиболее характер-! —

5 . ной его части, а именно прямоугольника, формируемого с помощью НФВ Х, У, У . При этом часто ока- зьвается, что достаточно определйть,только координаты центра "подсвечивающего"сигнала, а именно координаты точки А, которые выражаются следующим образом Х .4. Х- У. Уу

1 1 2

А,, —. ц г

1 .А

Ц ,гда А - абсаисса ас иси АИ, Х, Х„- - абсциссы фронтов НФВ х1 и х2, 1 2

507881 6 сообразно производить во время обратного хода йо кадру, В течение следующего кадра происходит анализ геометрических и оптических параметров данного ,обьекта в соответствии с выбранным алгоритмом. C этой целью "подсвечивающий сигнал с выхода бло,ка логики„а также видеосигнал ВС поступают на ! блок обработки результатов 7, который, работая

"параллелъно" по ряду уровней видеосигнала, как

® показано на фиг. 3, осуществляет анализ выделенно. го объекта в течение одного кадра. При этом данные о геометрических и оптическйх параметрах объекта обрабатывают узлом 33 памяти и реализации алгорит

MR.

p, У- - ординаты фронтов НФВ у1 и у2.

У1 У2

Код координат точки А с помощью операцк сравнения сравнивается с кодами координат объектов, записанных ранее в "память" узла 25. Сложность памяти определяется точностью вводимых координат ЯО и числом ячеек памяти. В данном случае нет необходимости определять и запоминать координаты объектов с высотой точностью, а достаточно вводить некоторое "округленное" значение, так как центры объектов не могут быть блиэко расположены друг к дру- Я, гу. Число ячеек памяти также может быть выбрано

I ! небольшим, поскольку после, прохождения грутты строк, соответствующих высоте одного объекта, повторный анализ мало вероятен. Поэтому сравнение координат объекта с координатами объектов, запи- 3Q I ! санных ранее, следует производить в той последова; тельности, в которой была произведена запись координат. . В случае, если код координат найденного объекта совпадает с кодом координат ранее анализируемого объекта на выходе цифровых схем сравнения узла

25 появляется импульс, который, поступая на коммутатор 2, дает команду к поиску следующего о6ъекЕсли при поочередном сравнении координат найденного объекта не произойдет равенства с кодами координат ранее анализируемых объектов, то блок автоматики произведет перезапись координат объек " та в "память" вместо координат наиболее "уста1 февшего" во времени объекта. При этом произво- 4о дится разрешение на анализ. Данный процесс целе! Поиск следующего объекта производится во время следующего кадра. При этом коммутатор 2, синхронизируемый импульсами синхронизации, оснащает. ся ре истром "памяти" координат Х;У предыдуо, о щего объекта, Дальнейшая работа устройства происходит аналогично. Результаты анализа записываются в регистрирующем устройстве обычным образом.

Формула изобретения

Устройство для анализа геометрических параметров групп объектов изображения, содержащее днскретизатор, пороговый блок и последовательно соединенные логический блок, блок обработки результатов и регистратор, отличающее ся тем, что,сцельюувеличения быстродействия при раздельном анализе близ,ко расположенных объект.)B, устройство содержит последовательно соединенные коммутатор, блок временных задержек начала разверток по строке и кад ру, блок формирования вспомогательных импуль сов и блок формирования наклонных фигур вытес-! пения, вход коммутатора соединен с выходом дискретизатора; а выход блока формирования наклонных фигур вытеснения - с одним из входов логического блока, другой вход которого соединен с выходом порогового блока, и формирователь импульса выделения" объекта, вход которого подключен к выходу порогового блока, а выход - к управляющему входу коммутатора, причем вход устройства соединен со входом порогового блока и с одним из входов блока обработ, ки результатов.

507 881

Составитель М. Сидоров

Иаактор Е. Гончар Tex А. Лемыпюва Корректор И. оксич

Заказ 3f3$ Э раж 869" Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101