Устройство выделения контурных изображений

Устройство выделения контурных изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

нля т

4,з рщ, Омъ.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18,0777 (21) 2509282/18-25 с присоединением заявки ¹ (51)м. Кл.

601 В 9/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 531.7 (088. 8) Опубликовано 050579. Бизллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 0505.79 (72) Авторы изобретения

Т.Е. Замора, A.A. Лукенюк и Б.В.иссыка

Специальное койструкторское технологическое бюро геофи зиче ского при боростроени я Фи зи ко-механического института AH Украинской ССР (71) Заявитель (5 4 ) УСТРО ACTBO ВЫДЕЛЕНИЯ КОНТУРНЫХ ИЗОБРЛЖЕНИ Й изобретение относится к устройствам для выделения информативных контурных иэображений..

Известные устройства выделения контурных изображений содержат блок развертки изображения; приемник излучения, электрический или апертур- ный (йространственный) фильтр, инвертор, сумматор и пороговый элемент (1) .В этом устройстве в качестве1

Фильтра используется апертурный фильтр, образованный круглой диафрагмой, которая производит развертывание йсследуемого изображения параллельно и од- новременно с основной информационной 15 диафрагмой.Для осуществления такой развертки сканирующий узел состоит иэ развертывающего элемента, полупрозрачного зеркала и двух объективов.

Устройство содержит также два приемника излучения. Входы сумматора устройства соединены с выходами приемников излучения: один — непосредственно, а второй — через инвертор.

Одним из недостатков такого устройства является сложность конструктивного исполнения его схемы, а другимневозможность обеспечения максимальной контрастной чувствительности выделения контуров на фоне простран2 ственных помех при уменьшении яркости исследуемого изображения. Второй недостаток обусловлен тем, что при снижении яркости изображения уменьшается амплитуда информационного сигнала. A так как уровень срабатывания порогового элемента при этом остается прежним, построенным на выделении информационных сигналов с большей амплитудой, то контурные линии с тем же оптическим контрастом не будут выделены., В случае, если порог настроен на срабатывание от минимально допустимой на фоне шумов амплитуды информационного сигнала при низкой яркости иэображения (порог более низкий), то при увеличении яркости изображения возрастает амплитуда пространственных шумов, обусловленных двумернои структурой исследуемого изображения, и повышается вероятность ложного срабатывания устройст;ва, что также недопустимо.

Наиболее близким, для данного технического решения является устройство (2), в котором применен электрический Фильтр низших частот, а блок развертки изображения содержит зеркальный барабан, объектив и сканирую661233 4 щую диафрагму, расположенную перед фотокатодом приемника излучения. Вы ход приемника излучения этого устройства соединен с первым входом сумматора и со входом фильтра. Выход фильтра подключен через инвер-

5 тор ко второму входу сумматора, выход которого соединен с пороговым элементом.

При развертке исследуемого изображения сканирующая диафрагма последовательно проходит по его полю. Cseтовой поток, проходящий через диафрагму на приемник излучения, пропорционален яркости участка изображения, выделенного сканирующей диафрагмой.

В момент пересечения сканирующей 18 диафрагмы с контурной линией изображения происходит изменение светового потока, в результате чего формируется световой импульс. Информационный световой импульс преобразует- ЯС ся в электрический сигнал и последующая задача при выделении контурных изображений заключается в регистрации данного электрического импульса с помощью порогового элемента.

В известном устройстве электрический сигнал проходит через фильтр нижних частот, на выходе которого есет HH>opì ö о знаю средней яркости исследуемого изображения и не содержит кр тковременного (высокочастотного} информационного импульса. Далее этот низкочастотный сигнал инвертируется и поступает на вход сумматора. На другой ®» вход сумматора поступает сигнал, содержащий как низкочастотную состав- -. ляющую, так и информационный сигнал.

В результате происходит вычетание средней составляющей из напряжения, 4С которое поступает на пороговый элемент. Этим осуществляется уменьшение зависимости амплитуды информационного сигнала от яркости исследуемого изображения. Однако эта зави- 45 симость полностью не устраняется, что приводит к снижению контрастной чувствительности устройства при изменении яркости изображения.

Это объясняется тем, что уровень срабатывания порогового элемента ус та нав лив ае тся в э ав ис имос ти от величины шумовых выбросов, амплитуда которых определяется в основном структурой- исследуемого изображения и зависит прямо пропорционально от яркости изображения. Амплитуда информационного импульса пропорциональна .произведению средней яркости изображения на контрас т контурной . линии. Поэтому при, 6С снижении яркости ухудшается контрастная чувствительность вьтпеленкя информационных сигналов.

Действительно, еслй при максимальной яркости изображении й„, » и 65 минимальном контрасте контурной линииК „,„уровень срабатывания порогового элемента равен ПОР 1П Х тй И

= wК где

V = lnRK тo для выполнения условия срабатывания порогового элемента.М М„- р -необходимо, чтобы Й.К >К„ „К ; .Отсюда вид. но, что при уменьшении яркости Р( возможно выделение контурных

ПЩХ линий с контрастом К>К, „., т.е. контрастная чувствительйость ухудшается, Целью изобретения является повышение контрастной чувствительности выделения контурных изображений.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее сканирующий узел, приемник излучения, фильтр, инвертор и пороговый элемент,,введены источник опорного напряжения, схема сравнения

H регулируемый аттенюатор.,Регулируемый аттенюатор данного устройства включен между выходом приемника излучения и первым входом сумматора.

При этом выход регулируемого аттенюатора и первый вход сумматора подключены через фильтр:нижних частот к первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом регулируемого аттенюатора.

Второй вход схемы сравнения подключен. к выходу источника опорного напряжения, который через инвертор соединен с вторым входом сумматора, выход которого подключен к пороговому элементу. Существенность отличий предложенного регистратора от известного состоит в том, что в него введены источник опорного напряжения, схема сравнения и регулируемый аттенюатор, а выход приемника излучения соединен со входом сумматора не непосредственно, как в известном устройстве, а через регулируемый аттенюатор.

Яа чертеже приведена блок-схема предложенного устройства. Устройство содержит блок развертки изображения

1, производящий развертку изображения 2„ приемник излучения 3, регулируемый аттенюатор 4, фильтр 5, схему 6 сравнения напряжения фильтра 5 с опорным напряжением источника 7, инвертор 8, сумматор 9 и пороговый .элемент 10.

Особенности устройства закЛючаются в следующем. На первый вход схемы сравнения 6 поступает сигнал с выхода регулируемого аттенюатора

4 через фильтр 5, который пропускает сигнал низких частот, соответствующих частотам изменения яркости иэображения 2. Информационный сигнал, как более высокочастотный, не проходит через фильтр 5.

661233 и, следовательно, контрастная чувствительность поддерживается максимально возможной.

Результаты проведенных исследований предложенного устройства и известного при выделении контурных ли30 ний с контрастом 0,1 — 0,8 на фоне пространственных помех (мешающих изображений), контраст которых не превышает 0,07 и изменение яркости изображения на 20 дб представлены

35 в таблице.

Средняя яркость изображения, отн.ед.

1 4 1 2 ) 1

Устройство

Минимальный контраст выделяемого контура К„„„

0,2 0,4 0 8

Известное 0,1 0,12 0,15

0,11 0,12 0,12

50 ную чувствительность выделения контурных линий и надежность обработки информации.

Формула изобретения

60

Изменение яркости исследуемого изображения 2 приводит к изменению напряжения на выходе приемника излучения 3 и соответственно на первом входе схемы сравнения 6, что вызывает появление сигнала разбаланса на выходе схемы сравнения. Сигнал разбаланса управляет регулируемым аттенюатором 4 таким образом, что на выходе регулируемого аттенюатора 4 поддерживается постоянное среднее (фоновое) напряжение, величина которого равна напряжению ис" точника опорного напряжения 7 независимо от яркости участка изображения

2, выделяемого в данный момент сканирующей диафрагмой. Этим осуществляется,автоматическое регулирование коэффициента передачи регулируемого аттенюатора в зависимости от яркости иэображения 2, что обеспечивает зависимость уровня информационного сигнала на выходе поро- гового элемента 10 от изменений яркости изображения. На вход порогового элемента поступает разность двух напряжений — с выхода регулируемого аттенюатора и с источника опорного напряжения, т.к. на вход сумматора 9 опорное напряжение поступает через инвертор 8. Этим устраняется постоянная составляющая на входе порогового элемента, которая равна напряжению опорного источника, величина которого устанавливается в зависимости от светотехнических условий работы устройс ва.

Амплитуда информационного сигнала

Предложенное 0,1 0„1 0,1

Сравнение полученных результатов подтверждает преимущество предложенного устройства, т.к. оно обеспечивает практически максимально допустимую контрастную чувствительность выделения контурных линий при изменении средней яркости исследуемого изображения. Предложенное устройство при изменении яркости в 10 раэ обладает контрастной чувствительй с- тью в 7 раэ высшей, чем известное устройство.

Использование предложенного устройства выделения контурных изображений по сравнению с известным имеет значительное преимущество, т.к. существенно повышает контрастЪ при таком регулировании не зависит от яркости изображения. Поэтому предложенное устройство позволяет поддерживать контрастную чувствительность выделения контурных изображений максимально возможной независимо от изменений яркости исследуемого изображения, т.е. обладает более высокой контрастной чувствительностью по сравнению с известным устройством.

Я В предложенном устройстве на пороговый элемент поступает информационный сигнал, амплитуда которогоЧ =âîïÿ КМ, где М вЂ” коэффициент передачи регулируемого аттенюатоРа."

Значение M обратно пропорционально средней яркости R исследуемого изображения М = -

Р

Поэтому условйе Ч >ч„р выполня т20 ся при любых значенйях яркости изображения

Устройство выделения контурных

Изображений, содержащее блок развертки изображения, приемник излучения, фильтр,инвертор,сумматор и.пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения контрастной чувствительности, оно содержит источник опорного напряжения, схему сравнения и регулируемый аттенюатор включенный между выходом приемника излучения и первым входом сумматора, причем нйход регулируемого аттенюатора и первый вход сумматора подклю fkljbI через Фильтр к первомутфкбду схемы .равнения, выход ко эфЖ соединен с управляющим входом регулируемого аттенюатора, а выход источника опорного напряжения соединен со вторым входом схемы сравнения и через иивертор подключен ко второму входу сумматора, выход которого соединен с пороговым элементом.

Источники информации, прйнятые во внимание при экспертизе

6 1 2 3 3

2. Абакумов В.Г. и др. Повышение надежности телевизионных преобразователей графической информации.

Вестник Киевского политехнического института, серия радиоэлектроника, 13, 1976, с. 37,28.

1. Кашпук О.А. Инвариантные фотоэлектрические узлы преобразователей графической информации. Сб. .Автоматизация проектирования в электро" нике, "Техника, 1974, вып. 9. с. 137-143. р др A,Aáðàìîâ

Заказ 24 20/34

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Составитель В.Зверев

Техрел Н. Бабурка «Корректоо Г. Назарова

Тираж 865 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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