Устройство для определения геометрических параметров изображений

Устройство для определения геометрических параметров изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1 157 1820 (6l) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 25.04.75 (21),2130170/24 с присоединением заявки №(23) Приоритет (61) М. Кл.

2. (, 06 К 11/00

Государственный квинтет

Совета Инннстроа СССР но делам нзосретеннй н открытнй (43) Опубликовано 05,09. 77, Бюллетень №3 (53) УДК 681,327 12 (088.93 (45) Дата опубликования описания 26.10.77 (72) Авторы изобретения

C. Е, Каширин, Ю. Ф, Коркунов и Ю, Г. Огурцовский (7() Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Изобретение относится к технике прикладного телевидения и может быть! использовано при построении аппаратуры для автомати » ческого анализа изображения объектов, находяшихся в поле зрения, òåëåâèçèîííîãо 5 датчика, растрового электронного микроскопа ипи других устройств, использующих построчное сканирование.

;Известны устройства для анализа изображений микрообъектов (1j, содержашие датчик )p видеосигнала, пороговый элемент, счетчик, триггеры, линию задержки, логические элементы и процессор. Однако техническая реализация .такого устройства сложна, Наиболее близким по технической сушноо- д ти к изобретению является известное устройство $2(, содержашее датчик видеосигнала, подключенный через последовательно,соединенные элемент задержки, узел формирования,концахорди вентили к блоку памяти, од- 2î ни из входов которого соединены с адресным коммутатором, а выходы - через блок изме реиияс блоком регистрации, подключенным к ! блоку управления, входы которого соединены соответственно с выходами датчика виде ссиг-v 25 нала и элемента задержки. Выходы блока asмерения подключены K одним из входов вен» тилей, Недостатком известного устройства еевла» ется его сложность и недостаточно высокаи точность определения геометрических параметров изображений

Белью изобретении является повышение точности работы и упрошение устройства,Зта цель достигается тем, что предложенное устройство содержит распределитель им пульсов, входы которого соединены с соответствуюшими выходами блока управлении и адресного коммутатора, выходы — со входами управления блока памяти, а выход элемента задержки подключен ко входу адресного коммутатора.

На фиг. 1 показана блок схема устройства; на фиг. 2 - функциональнаа схема блока управления, на фиг,-З - функциональная схема распределителя импульсов и схема соедн ненни его с блоком. памяти.

Устройство содержит телевизионный дат» чик 1 зидеосигныа, включаюший схему предварительной обработки видеосигнапа, кван

571820 тования на два уровня> получения видеосигнела предыдущей строки сканирования и формирования модифицированного видеосит нала.

Блок 2 измерения l.ûoæåò, включать, схему измерения любого геометрического параметра или несколько схем одновременно, При этом выходы схем подключены к блоку 3 регистрации, который. може1 содержать многоканальный счетчик для регистрации геометрических параметров объектов в виде .гисто-> граммы, Блок 3 регистрации содержит схему для опознавания объектов с заданными геометрическими параметрами, Выходы схем блока 2 измерения через вентили 4 подключены ко входу записи блока 5 памяти. Число ячеек памяти в блоке 5 памяти равно числу максимально возможных хорд, лежащих на одной любой строке. Для практических целей достаточно двадцати ячеек памяти, что при равномерном распрецепении объек- тов примерно соответствует 300 объектам в псле зрения датчика.

Узел 6 формирования конца хорд, предназначенный для формирования заднего, фронта видеосигнале, соединен со входом управления вентилей 4 и может быть соединен со входом сброса блока 2 измерения. На вход узла 6 формирования и вход адресного комму татора 7 через элемент 8 задержки (линию задержки на период строки) подан двухурЬв 6 невый сигнал с выхода датчика 1. При анализе только выпуклых изображений видеосиг нал на выходе датчика 1 является двоичным видеосигналом текущей (данной) строки. При этом вход в/с блока 2 измерения (фиг, Х),б может быть соединен с выходом элемента

8 задержки. При анализе сложных изображений объектов на вход элемента 8 задержки подан модифицированный видеосигнал, соответствующий изображению с исключенными m верстиями, а на вход в/с блока 2 измерениядвоичный сигнал предыдущей строки, например, с выхода схемы предварительной обра ботки видеосигнала датчика 1.

Бпок 9управпения (фиг.2) содержигсхе- 4s му 1 1 формирования сигнала начапа объекта, схему 12 формирования сигнала конца объвк та схему 13 формирования сигнала объединения ответвлений, схему 14 формирования сигнала начала хорд.-На входы схем 11-13 Q подаются видеосигналы 15 с выхода датчика

1 и с выхода 16 элемента 8 задержки, т в видеосигнал текущей и предыдущей строк сканирования.

С выхода схемы 12 сигнал 17 подается 55 на вход управления блока 3 регистрации.— С выхода схемы 13 непосредственно и с выходов схем 11-13 через схемы 18-20 (ли» нии задержки на время, близкое к периоду стРоки) ямп7льсы чп>>в>>лд»»>а 9 1 98.. >и ся на входы управления распределителя 10 импульсов.

Распределитель 10 (фиг. 3) содержит триггер 25, элемент ИЛИ 26> элемент 27 запрета, входы 21-24 которых соединены с выходами блока 9 формирования. Прямой выход триггера 25 соединен со входом управ. ления сдвиг вправо блока 5 памяти, инверсный вход - со входом "сдвиг влево блока 5 пал1яти.

Выход элемента ИЛИ 26 через элементы

И 28-30 управляел е сигналами с нулево» го 31, первого 32, второго 33 и т.д. выхо- дов коммутатора 7, непосредственно и через элементы ИЛИ 34, 35 соединен со входами

36-38 управления сдвигом, первой 39, второй 40 и третьей 41 и т,д. ячеек памяти блока 5,, соединенных с первым, вторым и т.д. выходами коммутатора 7, Выход элемейта 27 запрета подключен ко входам элементов И 42-44, другие входы которых соединены.с первым Э2, вторым 33, третьим

34 и т.д. выходами коммутатора 7, соединенными также с элементами И 46, 47.

Входы последних соединены с выходом 24 блока 9 управления,: а выходы элементов И

42-47 непосредствейно и через элементы

ИЛИ 48, 49-со входами управления выводом 50-52 первой, второй, третьей и т.д,ячеек памяти блока 5, Импульсы 21 начала хорд поданы на вход элементов И 42«44 через элемент запрета

27, на запрещающий вход которого поданы импульсы 22 начала объекта.

Устройство работает следующим образом.

Блок 2 измерения, блок 3 регистрации и блок 5 памяти устанавливаются в исходное состояние кадровыми синхроимпульсами, ком мутатор 7 - строчными синхроимпульсами,Видеоимпульсы предыдущей строки подая>тся на вход блока 2 измерения модифици

> рованные видеоимпульсы — на входы элемента

8 задержки и блока 9 управления. Для объвк тов, не имеющих отверстий или ответвлений в направлении кадровой развертки (вниз), модифицированный видеосигнал совпадает с видеосигналом данной строки. В процессе сканирования изображения объектов формиру ютсясигналы 21,начала хорд, сигналы 22 начала объектов, сигналы 24 объединения ответвлений> сигналы 17 команд регистра» ции и сигналы 23 конца объектов.

На первой строке видеоимпульсы предыдущей строки отсутствуют, При этом формируется сигнал начала, объекта 53, который поступает на вход элемента 18 задержки я4 время, равное периоду строки.

На второй строке этот сигнал (импульс

22 управления) поступает на вход, распрвдв»

5718

5 щью элемента 27 запрета вывод иэ блока

5 памяти, С приходом первого, задержанного на строку виде оимпупьсв изображения объекта 53 коммутатор 7 разрешает запись в первую ячейку памяти блока 5 а в блоке 2 измерения измеряется геометрический параметр, например длительность видеоимпупьса в схеме измерения площади, По заднему фронту,видеоимпульсов (по концу хорды) разрешается перенос информации из блока 2 измерения через вентили 4 в первую ячейку памяти блока 5 и осуществляется сброс блока 2, Таким образом, в: N,-й ячейке блока

5 памяти хранится текущая информация об измеряемом изображении, хорда которого на 15 данной строке является N.-й по счету.

На третьей строке первой является хорда объекта 54. Чтобы не утратить информацию о первой хорде объекта 53, необходимо п ренести ее во вторую ячейку памяти, т,к, 0 на третьей строке информации об объекте 53 должна храниться во второй ячейке памяти, Импульс 22 начала объекта поступает нв вход триггера 25 распределителя 10 импуль сов и разрешает сдвиг информации в блоке 25

5 вправо, Этот же импульс 22 через элемент ИЛИ 26 поступает на вход апемента

И 29, открытый сигналом с первого выхо да 32 коммутатора 7. С выхода апемента

И 29 импульс сдвига поступает через схе- 30 мы ИЛИ 34, 35 и т.д. на входы 37, 38 второй, третьей и т.д, ячеек памяти;- Информация о текущем (измеряемом) параметре объекта 53 сдвигается во вторую ячейку пвмяти."В общем случае, если импульс кача- 5 ла объекта:поступает в момент, соответствующий И -й строке хорды, то осуществляется сдвиг в (pti ) й, (и 2)-й и тд,ячейках памяти.- Вывод.из первой ячейки памяти в блок 2 измерения не осуществляется, так как он запрещен с помошью элемента

27. Коммутатор 7 срабатывает по переднему фронту первого видеоимпульса объекта 54, разрешая запись в первую ячейку памяти.- По заднемуфронтуэтого видеоимпульса измеренный параметр объекта 54 переписывается в первую ячейку памяти, а блок измерения 2 устанавливается в исходное состояние.- Импульс 21 нвчвпа хорды на третьей строке через открытую схему запрета 27, через апемент И 43, открытый сигналом со второго входа 33 коммутатора 7 и через элемент

ИЛИ 48, поступает на вход разрешения вывода 51 второй ячейки памяти, В схему измерения плошади блока 2 измерения перепи- сывается информация иэ второй ячейки памяти, соответствующая длительности. первой хорды объекта 53. К концу второй хорды в схеме плошади измерена .длина двух хорд, о

6 ра) по заднему фронту видеоимпупьсв переписан В0 вторую ячейку 40 памяти, открытую сигналом со второго выхода 33 комму« татора 7.

На четвертой строке по сигналу 21 начала второй хорды объекта 54, проходящему через элементы И 27 и запрета 42 на вход

50 управления выводом из первой ячейки памяти, код, соответствующий длине первой хорды объекта 54, выводится в схему площади и измеряется длина второй хорды этого объекта. По заднему фронту видеосигнала величина измеренной плошади объекта 54 в виде кода возвращается в первую ячейку памяти, так как данная хорда является пер»вой нв четвертой строке сканирования, Вторая на четвертой строке хорда принадлежит объекту 54 ° Информация î ее длительности записывается во вторую ячейку памяти блока 5 памяти, в котором до прихода импуль са 22 хранился код плошади объекта 53, хорда которого является третьей от начала строки, поэтому импульс 22 начала объекта через элементы ИЛИ 26, И ЗО и ИЛИ 35 подается на вход 38 управления сдвигом третьей и т.д ячеек памяти, С помошью триггера 25 в блоке 5 памяти разрешен сдвиг вправо", элемент запрета 27 запрещает вы» вод кода из блока 5 памяти в блок 2 измерения. На четвертой и пятой строках площадь немодифицированного видеосигнала измеряеч ся аналогично, На первой от начала шестой строке хорды появляется импульс 24, сигнализируюший о том, что в первой и второй ячейках памяти блока 5 накапливается геометричеокий параметр одного и того же объекта 54, Этот импульс через элементы И 46 и ИЛИ

48 подается на вход управления выводом 51 второй ячейки памяти. В блоке 2 иэмеренаи накопленная с первой, второй, третьей и чао ти четвертой хорды текущая информация с0 поставляется с выводимой из второй|ячейки. блока 5 намни. Например, прй измерении плошади она суммируется, при измерении вы сот объектов сопоставляются коды высот от ветвлений и сохраняется большая величинв, -, Затем по заднему фронту импульса 24 через элементы 26, 29 и 34 и т,д -осушест впяется сдвиг информации иэ третьей ячей ки во вторую, иэ четвертой в третью и т@

Триггер 25 с лриходом импульса 24 рвзре шает сдвиг влево .,Далее на шестой, седь мой и восьмой строках процесс измерения протекает аналогично.; На восьмой строке появляются импульсы 17 регистрации, пос тупаюи.ие нв вход блока 3 регистрации, В блоке 3 при построении гистограммы параметров заносится 1 в канал многокаивпь571820 юг. 7 величиной измеренного параметра, а при опознавании объектов по геометрическим параметрам осуществляется регистрация наличия объекта, удовлетворяющего одному или нескольким заданным параметрам одновременно.На девятой строке импульс 23, сигнализирующий о конце объекта поступает на вход триггера 25, который разрешает сдвиг "влево и через элементы 26,. 28 и т.д.,- на входы 36-38 управления сдвигом первой, второй, третьей и т.д. ячеек памяти. При этом осуществляется сдвиг влево, т.е, от старших по номеру к младшим ячейкам памяти, Импупьс 22, постуцаюший на вход триг- 15

k epa 25, разрешает сдвиг вправо и, проходя через элементы 26, 29 и 53, осуществляет этот сдвиг, Dance процесс анализа изображений осуществляется аналогично.

Использование в устройстве распределителя импульсов, соединенного с блоком пав+ятн, блоком управления, адресным коммутатором, вход которого соединен со схемой задержки, позволяет отказываться от дискрети-. зации видеосигнала изображения до, блока из мерения и уменьшить число ячеек памяти.

В результате точность измерения геометрических параметров повышается, а устройство упрощается,.

Формула изобретения

Устройство дпя определения геометрических параметров изображений, содержащее датчик видеосигнала, подключенный через последовательно соединенные элемент задержки, узел, формирования конца хорд и вентили к блоку памяти, одни из входов «оторого соединены с адресным коммутатором, а вы ходы через блок измерения - с блоком регистрации, йодключенным к блоку управления, входы которого соединены соответственно с выходами датчика видеосигнала и элемента задержки, выходы блока измерения подключены к однимизвходоввентнлей, о т л и ч а ю щ еI

B с я тем, что,с цельюповышенкя .точности работы и упрощения устройства, îíî содержит распределитель импульсов, входы которо го соединены с соответствующими выходами блока управления и адресного коммутатора, выходы - со входами управления блока памя.. ти, а выход элемента задержки подключен ко входу адресного коммутатора, Источники информации, принятые во вий манне при экспертизе:

1. Патент Великобритании М 1328124, НКИ@4 Q 1973 r.

2. Патент Великобритании No 1264804, НКИ С 40, 1972 r.

571820

Редактор Л. Утехина акаэ 3894/1 Тираж 818 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета .Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий лг

Г

1Ю

Составитель В. Киселев

Техред 3, Фанта Корректор Е. Папп