Устройство для распознавания прямого края объекта

Устройство для распознавания прямого края объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >947882 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 171280 (21) 3221375/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3Q07.82 . Бюллетень HP 28

Дата опубликования описания 300782 М К з

6 06 К 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 327. 12 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.В. Сергеев

Ленинградский институт авиационного приборостроения (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ПРЯМОГО

КРАЯ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении зрительных анализаторов роботов. 5

Известны устрсс ства для распознавания прямого края объекта, содержащие телевизионные датчики и электронные блоки, обеспечивающие выделение полезной информации из совокупности сигналов, поступактдих с выходов телевизионных датчиков .(1 J. .Наиболее близким к предлагаемому является устройство для распознавания прямого края объекта, содержащее последовательно соединенные телевизи онный датчик, вход которого подключен к выходу синхроимпульсов блока синхронизации, и аналого-uH

Недостатками известного устройства являются низкая достоверность распознавания в условиях низкой освещенности и воздействии сильных флуктуа- ционных помех, поскольку при воздействии шумов граница между объектом и фоном разьявается. Например, уже при отношении сигнал/шум, равных 3, амплитуда шумовых выбросов становится соизмеримой с амплитудой полезного сигнала от объекта. Это приводит к тому, что уже на этапе локализации контурных точек, вычисление разности амплитуд незадеожанного видеосигнала с выхода телевизионного датчика и задержанного на один растровый элемент видеосигнала в элементе задержки и сравнении результата с порогом ограничения, предварительно установленным в первом пороговом элементе, на его выходе формируются импульсы, временное положение которых не соответствует положению истинных контурных точек. Кроме того, возникает большое количество ложных контурных точек от шумовых выбросов, превышающих порог ограничения s первом пороговом элементе, а также значительные разрывы в, контурах - в тех местах, где сумма сигнала и шума по абсолютной величине меньше уровня ограничения. Суммирование в первом сумматоре сигналов, не являющихся контурными, приводит к ошибкам при определении направления прямого края, а также к увеличению веро» ятности ложного распознавания. При дальнейшем уменьшении отношения сигнал-шум, до единицы и меньше, вооб947882

50 ще невозможно установить соответст-. вующий порог в первом пороговом элементе и надежно выделить контурный сигнал, а следовательно, распознать прямой край объекта. Здесь, как и в рассмотренных выше аналогах, перво» 5 начально выделяется перепад яркости между объектом и фоном, для нахождения которого используется только энергия граничных элементов, которой крайне недостаточно для выделения перепада при низких отношениях сигнал/шум (<3).

Кроме того, для распознавания, произвольно ориентированных прямолинейных элементов, в устройстве, осуществляется последовательное из менение направления суммирования, за счет считывания в каждом кадре из блока памяти во второй и третий сумматоры соответствующих приращений координат Х и У. При сравнении кодов сигналов на выходе счетчиков тактовых и строчных импульсов соответственно с кодами сигналов на выходе второго и третьего сумматоров, в схеме сравнения вырабатывается импульс, который открывает элемент И.

Если в данный момент времени имеется сигнал от контурного элемента на выходе первого порогового элемента, То этот сигнал пройдет через открытый элемент И на вход первого сумматора. Если в данном направлении имеется прямолинейный элемент, то амплитуда сигнала в первом сумматоре увеличивается и вызовет срабатыва- 35 ние второго порогового элемента. Поскольку процесс распознавания последовательный, то требуется значительное время для распознавания, которое линейно увеличивается с увеличением 40 частоты дискретизации по направлениям. Уменьшение же частоты дискретизации по направлениям, приводит к уменьшению достоверности распознавания произвольно ориентированного пря- 4 мого края.

Цель изобретения — повышение достоверности и уменьшение времени распознавания.

Укаэанная цель достигается тем, что в -устройство, содержащее последовательно соединенные телевизионный датчик, вход которого соединен с выходом синхроимпульсов блока синхронизации, и аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычитания, блок элементов И, первый, второй и третий сумматоры, введены первый блок умножения, первый блок деления, последовательно соединенные второй блок умножения, четвертый сумматор, тре- 60 тий блок умножения, второй блок вычитания и второй блок деления, последовательно соединенные первый квадратор, пятый сумматор, четвертый блок умножения и третий блок вычитания, а g5 также второй квадратор, пятый и шестой блоки умножения и блок управления, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами тактовых, строчных, строчных гасящих и кадровых гасящих импульсов блока синхронизации, первый выход блока управления подключен к входам стробирования блока элементов И и первого сумматора, второй выход - к входу синхронизации вто рого блока умножения и к входам стробирования второго, третьего и пятого сумматоров, третий выход — к входу стробирования четвертого сумматора, четвертый выход — к входам синхронизации первого, третьего, четвертого пятого и шестого блоков умножения, пятый выход - к входам синхронизации первого и второго блоков деления, шестой выход — к входу сброса первого сумматора, седьмой выход — к входам сброса второго, третьего, четвертого и .пятогв сумматоров, восьмой выход — к второму входу четвертого и первому входу шестого блоков умножения, девятый выход— к входу первого квадратора, информационному входу третьего сумматора, и к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к информационному входу блока элементов И, .выход которого соединен с информационным входом первого сумматора, выход которого соединен с информационным входом второго сумматора, .выход которого подключен к первому входу пятого блока умножения и к первому входу первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания, выход которого соединен с перэым входом первого блока деления, выход третьего сумматора подсоединен к вторым входам первого и третьего блоков умножения и к входу второго квадратора, выход которого соединен с вторым входом третьего блока вычитания, выход которого подключен к вторым входам первого и второго блоков деления, второй вхсд пятого блока умножения соединен, с выходом пятого сумматора, а выход — c вторым входом второго блока вычитания, второй вход шестого блока умножения соединен с выходом четвертого сумматора, а выход - со вторым входом первого блока вычитания, кроме того блок управления содержит первый счетчик строчных импульсов, первый счетчик тактовых импульсов, последовательно включенные регистр координаты Х, первую схему сравнения, первый триггер, первый элемент Н, второй счетчик строчных импульсов, вторую схему сравнения, второй:лемент И, пер-.

947882 вый элемент задержки и первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные регистр координаты У, третью схему сравнения, второй триггер, третий элемент И, второй счетчик тактовых импульсов, четвертую схему сравне- 5 ния, второй элемент задержки и второй элемент ИЛИ, а также регистр и третий элемент ИЛИ, первый и второй входы которого являются соответственно третьим и четвертым входами щ блока, а выход подключен к второму входу второго. элемента ИЛИ и к sxoду сброса первого счетчика тактовых импульсов, счетный вход. которого является первым входом блока, а выход .подключен к второму входу третьей схемы сравнения, выход первого счетчика строчных импульсов подключен к второму входу первой схемы сравнения, а счетный вход и вход сброса соединены соответственно с вторым и четвертым входами блока, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с четвертым. входом блока, а выход является седьмым выходом блока и подключен к входу сброса второго счетчика строчных импульсов .и к входу установки в нулевое состояwe первого триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, третий вход которого подключен к первому входу блока, а выход является первым выходом блока, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние второго триггера, с входами сбро- 35 са второго счетчика тактовых импуль-, сов и является шестым выходом блока, второй вход первого элемента И является вторым входом блока, выход регистра подключен к вторым входам вто- 4О рой и четвертой. схем сравнения и является восьмым вы одом блока, выход второго счетчика строчных импульсов является девятым выходом блока, вы. ход четвертой схемы сравнения подключен к второму входу второго элемента И и является вторым выходом блока, выход второго элемента И является четвертым выходом блока, второй выход первого элемента задержки является пятым выходом блока, второй выход второго элемента задержки является третьим выходом блока.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг..2 — структурная схема блока управления.

Устройство содержит телевизионный датчик 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 элементов И первый сумматор 4, второй блок 5 умножения, второй сумматор 6, пятый блок 7 умножения, первый блок 8 умножения, первый блок 9 вычитания, первый блок 10 деления, блок 11 синхронизации, блок 12 управления, тре- 65 тий сумматор 13, пятый сумматор 14, :четвертый сумматор 15, третий блок 16 умножения, четвертый блок 17 умножения, шестой блок 28 умножения, второй блок 19 деления, первый квадратор 20, второй блок 21 вычитания, второй квадратор 22, третий блок 23 вычитания

Блок 12 управления (фиг.2) содержит регистр 24 координаты Х, схему

25 сравнения, первый триггер 26, третий элемент И 27, первый элемент И

28, второй счетчик 29 строчных импульсов, вторую схему 30 сравнения, второй элемент И 31, первый элемент

32 задержки, первый элемент ИЛИ 33, первый счетчик строчных импульсов 34, регистр 35 координаты У, третью схему 36 сравнения, второй триггер 37, второй счетчик 38 тактовых импульсов четвертую схему 39 сравнения, второй элемент 40 задержки, второй элемент

ИЛИ 41, третий элемент ИЛИ 42, первый счетчик 43 тактовых импульсов и регистр 44.

Устройство работает следующим образом.

Объясним работу устройства укрупненно, а затем покажем детальное взаимодействие входящих в устройство блоков. С помощью блока 12 выбирается некоторый фрагмент из и х и растровых элементов в интересующей нас области телевизионного изображения.

Известно, что край, объекта прямой, т.е. координаты точек, принадлежащие прямому краю объекта, связаны между собой линейной зависимостью

Y = К Х+8 где К - тангенс угла наклона;

 — свободный член, но располагаться внутри фрагмента он может под любым произвольным углом.

Будем считать, что система координат, связанная с анализируемым фрагментом, декартовая, причем начало координат совпадает с левым верхним углом фрагмента, ocb ординат направлена вдоль строчной развертки, а ось абцисс — перпендикулярно направлению строчной развертки. Работу устройства будем рассматривать для случая двухградационных изображений, т.е. аналого-цифровой преобразователь 2 квантует сигнал с выхода телевизионного датчика 1 на два уровня, например на "1" и "0" будем считать, что развертка прогрессивная. Внутри выбранного фрагмента выполняется пространственная суммация значений сигнала с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 вдоль строки разложения телевизионного растра. Иначе говоря, для каждого значения Х 2, 2,... и, где Х вЂ” текущий номер строки в пределах анализируемого фрагмента, à n — размер фрагмента в раст947882 ровых элементах по вертикали, имеет некоторое накопленное значейие сигнала Ух. По этим данным, используя линейный регрессионный анализ, в частности метод наименьших квадратов, легко находятся параметры К и В 5 в линейном уравнении, которое связывает между собой координаты прямого края, относительно принятой системы координат. МетоД оcíoâûâàåòñÿ на выборе таких значений К и В, которые мини10 мизируют сумму квадратов вертикальных отклонений от линии регресси. Иными словами минимизируется сумма S

)) 2.

S -. (У - К-Х - В)

15 х=л по отношению к параметрам К и В. Экстремум находится обычным образом, т.е. берутся производные по К и В, приравниваются к нулю и затем полученные выражения решаются совместно..После 20 несложных вычислений получаются следующие выражения для вычисления по накопленным значениям Ух параметров

)) il u

Х -(X. Х) х=л х=1 и .) и м

,Е Х XYõ ХУхЕ Х ц „х=л х=1 х х=л хх=л и . и 30

И2 Х -(х)

А= I где Yx — накопленные значения сигналов с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 в пределах горизонтального разме- 35 ра анализируемого фрагмента в направлении строчной развертки (по оси ординат);

Х вЂ” текущий номер строки в пределах вертикального размера 40 анализируемого фрагмента.

Принимает значение от 1 до и с частотой строчной развертки; и — размер анализируемого фраг- 45 мента в растровых элементах как по горизонтали, так и по вертикали.

Для того, чтобы устройство было работоспособнйм,необходимо обеспечить его синхронизацию, т.е. для правильного взаимодействия входящих в устройство блоков, необходимо обеспечить требуемые временные соотношения между управляющими импульсами. Эти функции возлагаются на блок 11 синхронизации и на блок 12 управления. Причем блок 11 вырабатывает основные последовательности синхроимпульсов для работы телевизионного датчика 1 и блока

12. В свою очередь, блок 12, исполь- 60 зуя данные последовательности, а именно тактовые, строчные гасящие и кадровые гасящие им))ульсы, формирует для блоков устройства имп л) с)) стробирования, сброса I c)))I Yp"-)III ) ции: гребу- 65 емыми временными соотношениями. В режим начальной готовности устройство переходит по каждому кадровому гасящему импульсу блока 11, при этом сбрасывается содержимое всех сумматоров, устанавливаются в. нулевое состояние все счетчики и триггеры. Кадровые гасящие импульсы блока 11 подаются на вторые входы первого элемента ИЛИ 33 и третьего элемента ИЛИ 42. При этом сигнал с выхода первого элемента ИЛИ

33 идет на установку в нулевое состояние первого триггера 26, на вход сброса счетчика 29, на вход сброса со-держимого сумматора 6, сумматора 13 сумматора 15 и сумматора 14. Сигнал с выхода третьего элемента ИЛИ 42 на вход сброса первого счетчика 43 и через второй элемент ИЛИ 41 — на сброс первого сумматора 4„ на установку в нулевое состояние второго триггера 37 и на сброс второго счетчика 38. Первый счетчик 34 сбрасывается непосредственно кадровыми гасящими импульсами блока 11.

Итак, рассмотрим, как обеспечивается суммирование сигналов с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 вдоль направления строчной развертки, т.е. получение Ух для каждого значения Х = 1,2,...,п в выражениях для К и В. Координаты Х „ „ и Y ëåвого верхнего угла фрагмента, относительно системы координат, связанной с телевизионным растром (причем, как и для фрагмента, ось абцисс системы также направлена перпендикулярно, а ось ординат — вдоль направления строчной развертки) занесены в регистр координаты Х 24 и регистр координаты Y 35. Размер фрагмента в растровых элементах занесен в регистр 44.

При равенстве кода сигнала с выхода первого счетчика строчных импульсов

34 с кодом сигнала на выходе регистра 24, на выходе первой схемы сравнения 25 вырабатывается сигнал, который переводит триггер 26 в единичное состояние, при этом сигнал с его выхода будет разрешающим для первого элемента И 28 и третьего элемента

И 27. При этом строчные импульсы с выхода блока 11, через открытый первый элемент И 28 проходят на первый вход кторого счетчика 29, на выходе которого будет в двоичном виде код сигнала, соответствующий величинам

Х = 1,2,...,n в выражениях К и В и который изменяется последовательно с частотой строчной развертки.

На первом входе первого элемента

И 28 — единица, строчный импульс переводит второй счетчик 29 в состоя ние Х = 1. При равенстве кода сигнала на выходе первого счетчика 43 с кодом сигнала на выходе регистра 35, в третьей схеме сравнения 36 яыр»бат))вается импульс, кото) ый перея-—

947В82

10 дит в единичное состояние триггер 37, сигнал с выхода которого будет разрешакндим для третьего элемента И 27.

Третий элемент И 27 выполняет функцию конъюкции трех сигналов. Поскольку первый триггер 26 тоже в единич- 5 ном состоянии, т.е. на втором входе третьего элемента И 27 — единица, то тактовые импульсы блока 11 синхронизации через третий элемент И 27 проходят на счетный вход второго счет- 10 чика 38 и на входы стробирования блока элементов И 3 и сумматора 4. При этом сигналы с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 через блок 3 проходят на вход суматора 4 (все 15 используемые. в устройстве сумматоры накапливающего типа). При равенстве кода сигнала с выхода второго счетчика 38 с кодом сигнала на выходе регистра 44, в четвертой схеме 39 сравнения вырабатывается сигнал, который указывает на конец фрагмента по горизонтали. Таким образом, в этот момент времени, для Х = 1, в первом сумматоре 4 находится накопленный сигнал У, который затем сбрасывается сигналом с выхода второго элемента ИЛИ 41 (этот сигнал образуется по сигналу с в-лхода схемы 39 сравнения 39, задержанному во втором элементе 40 задержки). Сигналом с выхода 30 второго элемента ИЛИ 41 также сбрасывается второй счетчик 38 и устанавливается в нулевое состояние второй триггер 37. При этом, на первом входе третьего элемента И 27 — нуль, и 35 тактовые. импульсы через него не проходят. Назначение задержек будет объяснено позже.

Следукщий импульс с выхода блока

11 через открытый элемент И 28 уста- 4п новит на выходе второго счетчика 29 код сигнала, соответствующий Х = 2.

Далее накопление происходит аналогичным образом, т.е. при равенстве кода сигнала с выхода первого счет- 45 чика 43 с кодом сигнала на выходе регистра 35, в третьей схеме сравнения 36 вырабатывается импульс, который установит второй триггер 37 в единичное состояние, и следовательно, на первом входе третьего элемента И 27 — единица, а поскольку на втором его входе тоже единица (сигнал с выхода первого триггера 26), то тактовые импульсы через открытый третий элемент И .27 проходят на вход 55 второго счетчика 38 и на входы стробирования блока 3 и сумматора 4. Следовательно, сигналы с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 через блок 3 проходят на вход первого сум- 60 матора 4. При равенстве кода сигнала на выходе второго счетчика 38 с кодом сигнала на выходе регистра 44, в четвертой схеме 39 сравнения вырабатывается сигнал, который указыва- 65 ет на конец суммирования вдоль стро-:. ки в пределах горизонтального размера анализируемого фрагмента. Таким образом, в этот момент времени для

Х = 2 в первом сумматоре 4 находится накопленный сигнал Y „ который затем сбрасывается сигналом с выхода второго элемента ИЛИ 41. Этим же сиг-. налом сбрасывается счетчик 38 и устанавливается в нулевое состояние второй триггер 37. Следовательно, на первом входе третьего элемента И 27— нуль, и тактовые импульсы не проходят на выход. Далее следующий строчный импульс через открытый первый элемеит И 28 установит на выходе 29 код сигнала, соответствукщий Х 3, накопление сигналов происходит вдоль этой строки. Сигнал на выходе сумматора 4 в конце накопления равен У, и так далее, пока код сигнала на выходе счетчика 29 не равняется коду сигнала на выходе регистра 44, т.е. когда Х = n, в этом случае на выходе схемы 30 вырабатывается сигнал, который указывает на конец фрагмента по вертикали. A при совпадении сигналов с выхода схегы 30 с сигналом с выхода четвертой схемы 39 сравнения, на выходе второго элемента И 31 появляется сигнал, который указывает на конец фрагмента, т.е. указывает на правый нижний угол анализируемого фрагмента. Этот сигнал после задержки в первом элементе 32 задержки ис- пользуется для установки устройства в начальное состояние, т.е. он подается на вход первого элемента ИЛИ

33, а с его выхода — на входы сброса блоков устройства. При этом второй триггер 37 и счетчик 38 устанавливаются в нулевое состояние сигналом с выхода второго элемента ИЛИ 41 (этот сигнал вырабатывается по сигналу схемы 39 сравнения, задержанному во втором элементе 40 задержки). Следовательно, устройство устанавливается в начальное состояние или по кадровому гасящему импульсу блока 11, или по импульсу конца фрагмента.

Эти сигналы собираются по ИЛИ в первом элементе ИЛИ 33. Первый счетчик тактовых импульсов 43 сбрасывается в нулевое состояние или кадровым гасящим импульсом, или строчным гасящим импульсом. Эти сигналы собираются по ИЛИ в третьем элементе ИЛИ 42.

Второй триггер 37, второй счетчик 38 тактовых импульсов и первЕй сумматор

4 устанавливаются в нулевое состояние или кадровым гасящим, или строчным гасящим или импульсом конца фрагмента по горизонтали, задержанным во втором элементе 40 задержки.

Эти импульсы собираются по ИЛИ в третьем элементе ИЛИ 42 и втором элементе ИЛИ 41.

947882

60

Итак, мы рассмотрели, как осуществляется суммирование сигналов с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 в сумматоре 4, иначе говоря, получение Ух для каждого значения Х от 1 до п. Далее рассмотрим 5 функции и взаимодействие осталвных блоков устройства в соответствии с выражениями для К и В. Второй блок 5 умножения выполняет операцию перемножения на величину накопленного сигнала Ух. (Х 1,2,...,n), иными словами получение 1 Yg 2 Yg n.Y

Данная операция выполняется по сигналу с выхода четвертой схемы 39 сравнения, т.е. по концу суммирования вдоль строки в пределах горизонтального размера фрагмента. Этот сигнал подается на вход синхронизации блока 5 с выхода четвертой схемы 39 сравнения. Четвертый сумматор 15 выполняет операцию суммирования произведений, получаеьых в блоке 5. Суммирование осуществляется по задержанному во втором элементе 40 задержки сигналу четвертой схемы 39 сравнения. Этот сигнал подается на вход стробирования четвертого сумматора 15 со второго выхода второго элемента

40 задержки. Назначение второго элемента 40 задержки — разности по времени сигналы синхронизации блока

5, которые определяют начало опера ции перемножения и сигналы стробирования четвертого сумматора 15 такнм образом, чтобы сигнал стробирования четвертого сумматора 15 появлял- З5 ся после выполнения операции перемножения в блоке 5. Назначение шестого блока 18 умножения — получение произведения числа п, которое определяет в данном случае размер фрагмента .40 по вертикали в растровых элементах, на накопленную сумму произведений с выхода четвертого сумматора 15, иначе говоря получение уменьшаемого и

УК

45 х= 1 в числителе выражения для параметра

К. Начало выполнения операции перемножения осуществляется по сигналу с выхода второго элемента И 31, 1 т.е. сигналу конца фрагмента. Этот сигнал подается на вход синхронизации блока 18. Второй сумматор б выполняет суммирование накопленных значений Ух, т.е. и 55 х=ч х

Третий сумматор 13 вычисляет сумму значений Х, т.е. и

Е х 1+2+...+n

И

Информация с выхода сумматора 4 и второго счетчика. 29 строчных импульсов записывается соответственно в сумматор б и сумматор 13 по сигналу стробирования с выхода четвертой б5 схемы 39 сравнения (по концу фраг.мента по горизонтали). Первый блок ум. ножения 8 выполняет операцию перемножения сигналов с выхода второго сумматора б и третьего сумматора 13, т.е. на его выходе будет сигнал который и соответствует вычитаемому (х„й,у„в числителе выражения для параметра К.

Операция перемножения начинается по сигналу с выхода второго элемента

И 31 (сигнал конца фрагмента). Этот сигнаЛ подается на вход синхронизации первого блока 8 умножения. В блоке 9 вычисляется разность сигналов с выхода блока 18 и блока 9 для получения сигнала, соответствующего числителю и и

У т ху х У„

Х= 1 Хч х=4 выражения для параметра К.

Рассмотрим, каК вычисляется сигнал, соответствующий знаменателю выражения для К и 8. Квадратор 20 возводит в квадрат сигнал с выхода. счетчика 29, т.е. вычисляет X (X

1,2,...,п).. Сумматор 14 суммирует зти сигналы, т.е. вычисляет p X = 1 +2 + ...+n, причем информация с выхода квадратора 20 записывается в сумма.тор 14 по сигналу стробирования с выхода схемы 39 сравнения. В блоке 17 формируется сигнал, соответствующий уменьшаемому и „ Х в знаменателе выражений для К и В. Иными словами выполняется операция перемножения сигналов с выхода регистра 44 и сумматора 14. Операция перемножения начинается по сигналу с выхода второго элемента И 31 (сигналу конца фрагмента). который подается на вход синхронизации блока 17 умножения. Второй квадратор, 22 возводит в квадрат сигнал с выхода сумматора 13, т.е. на его выходе. образуется сигнал вычитаемого („ „.Х ) в знаменателе выражений для

К и 8. В блоке 23 вычисляется разность сигналов с выхода блока 17 и сигналов с выхода квадратора 22 для получения кода сигнала, соответствующего знаменателю и g „ x (g х) в выражениях для К и В. И, наконец, в первом блоке 10 делени. выполняется операция деления кода сигнала, соответствующего числителю (выход первого блока 9 вычитания ) на код сигнала, соответствующий знаменателю (выход третьего блока 23 вычитания) в выражении для параметра К. Операция деления выполняется по сигналу со второго выхода первого элемента 32 задержки, т.е. по задержанному сигналу с выхода второго элемента И 31,, и подается этот сигнал на вход синхронизациипервого блока 10 деления. Задержка между сигналом синхронизации блока 18 умножения и блока 17 умножения, который определяет начало операции пере13

947ВВ2 множения, и сигналом синхронизации блока 10, который определяет начало операции деления, осуществляется в первом элементе 32 задержки и требуется задержка для того, чтобы операция деления начала выполняться пос- 5 ле исполнения операций умножения и вычитания. Далее блок 7 выполняет операцию перемножения сигналов с выхода сумматора 14 и сумматора 6, т.е. по" м м лучение уменьшаемого z х р„у„в чис 1О лителе выражения для йараметра В.

Блок 16 выполняет операцию перемножения сигналов с выхода сумматора 13 и сумматора 15, т.е. получение вычитаемого R ху„е хв числителе выраже- (5

Х=1 Хк-1 ния для пармлетра В. Операция умножения в блоках 16 и 7 начинают выполняться по сигналу с выхода второго элемента И 31 (сигнал конца фрагмента), который подается на входы синхронизации блоков 16 и 7. Блок 21 вычисляет разность сигналов с выхода блока 7 и блока 16 для получения ко. да сигнала, соответствующего числим и и и телю x z.ó,-g xy r. х выРажения для пара25

«1 Хx, х= метра -В, и, йаконец, в блоке 19 вычисляется параметр В, т.е. выполняется деление кода сигнала, соответствующего числителю (выход блока 21) на код сигнала, соответствующего знаменателю (выход блока 23). Синхрониза- 30 ция начала деления выполняется сигналом со второго выхода первого элемента 32 задержки, который подается на вход синхронизации блока 19. Итак на выходе блока 10 будет код сигнала, соответствующий тангевсу угла наклона прямого края (К), а на выходе блока 19 — код сигнала, соответствующий свободному члену (В) в уравнении 1 = К К+В относительно принятой 40 системы координат. Далее по сигналам конца фрагмента и конца фрагмента по горизонтали с задержкой относительно сигнала стробирования блоков 10 и

19, устройство переходит в режим начальной готовности. Таким образом, процесс распознавания прямого края ..заканчивается.

Включение новых блоков и.связей отличает предлагаемое устройство от известного. Для распознавания прямого края, с одной стороны, используется интегральная, характеристика объекта в пределах анализируемого объекта (накопленные суммы значений сигнала вдоль строчной развертки ), что 55 позволяет полностью использовать энергию от объекта, а следовательно, распознавать прямой край при более низких отношениях сигнал/шум вплоть .до единицы и ниже, с другой сторо- 60 ны, за счет применения нового подхода регрессионного анализа к накопленным данным, сохраняется высокая разрешающая способность (оценки пара.метров К и  — несмещенные) и повышается точность определения направления прямого края в присутствии шумов

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность распознавания прямого края при отношениях сигнал/шум 3. Кроме того, поскольку в известйом используется последовательный принцип распознавания, то для проверки, например тридцати направлений, требуется тридцать кадров, в предлагаемом же устройстве процесс распознавания заканчивается по окончании сканирования анализируемого фрагмента, т.е. требуемое время меньше или равно времени кадра. Таким образом, время распознавания уменьшается в несколько десятков раз, при этом, структура устройства проста и легко реализуема и не требуется для уменьшения времени распознавания ставить большое количество устройств, каждое из которых настроено на определенное направление, и тем самым усложнять структуру предлагаемого устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для распознавания прямого края объекта, содержащее последовательно объединенные телевизионный датчик, вход которого соединен с выходом синхроимпульсов блока синхронизации, и аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычитания, блок элементов И, первый, второй и третий сумматоры, о т л и .ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и уменьшения времени распознавания, в устройство введены первый блок умножения, первый блок деления, последовательно соединенные второй блок умножения, четвертый сумматор, третий блок умножения, второй блок вычитания и второй блок деления, последовательно соединенные первый квадратор, пятый сумматор, четвертый блок умножения и третий блок вычитания, а также второй квадратор, пятый и шестой блоки умножения и блок управления, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами тактовых, строчных, строчных гасящих и кадровых гасящих импульсов блока синхронизации, первый выход блока управления подключен к входам стробирования блока элементов И и первого сумматора, второй выход — к входу синхронизации второго блока умножения и к входам стробирования второго, третьего и пятого сумматоров, третий выход — к входу стробирования четвертого сумматора, четвертый выход — к входам синхронизации первого, третьего, четвертого и шестого блоков умножения, 94?882

1б пятый выход — к входам синхронизации первого и второго блоков деления, шестой выход — к входу сброса первого сумматора, седьмой выход — к входам сброса второго, третьего, четвертого и пятого сумматоров, вось- 5 мой выход — к второму входу че вертого и первому входу шестого блоков умножения, девятый выход - к входу первого квадратора, информационному входу третьего сумматора и к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с вы-! ходом первого сумматора, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к информационнсйпу входу блока элементов И, выход которого соединен с информационным входом первого сумматора, выход которого соединен с информационным входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу пятого блока умножения и к первому входу первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания, выход которого соединен с первым входом первого блока деления, выход третьего сумматора подсоединен к вторым входам первого и третьего блоков умножения и к входу второго квадратора, выход которого соединен с вторым входом третьего блока вычита- ЗО ния, выход которого подключен к вторым входам первого и второго блоков деления, второй вход пятого блока умножения соединен с выходом пятого сумматора, а выход — с вторым входом 35 второго блока вычитания, второй вход шестого блока умножения соединен с выходом четвертого сумматора, а выход — с вторым входом первого блока вычитания. 40

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит первый счетчик строчных импульсов, первый счетчик тактовых импульсов, последовательно включенные регистр координаты Х, первую схему сравнения, первый триггер, первый элемент И, второй счетчик строчных импульсов, вторую схему сравнения, второй элемент И, первый элемент задержки и первый элемент

ИЛИ, последовательно соединенные регистр координаты У, третью схему сравнения, второй триггер, третий элемент И, второй счетчик тактовых импульсов, четвертую схему сравнения, второй элемент задержки и второй элемент ИЛИ, а также регистр и третий элемент ИЛИ, первый и второй входы которого являются соответственно третьим и четвертым входами блока, а выход подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и к входу сброса первого счетчика тактовых импульсов, счетный вход которого является первым входом блока, а выход подключен к второму входу третьей схемы сравнения, выход первого счетчика строчных импульсов подключен к второму входу первой схемы сравнения, а счетный вход и вход сброса соединены соответственно с вторым и четвертым входами блока, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с четвертым входом блока, а выход является седьмым выходом блока и подключен к входу сброса второго счетчика строчных импульсов и к входу установки в нулевое состояние первого триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, третий вход которого подключен к первому входу блока, а выход является первым выходом блока, выход второго элемента ИЛИ соединей с входом установки в нулевое состояние второго триггера, с входами сброса второго счетчика тактовых импульсов и является шестым выходом блока, второй вход первого элемента И является вторым входом блока, выход регистра подключен к вторым входам второй и четвертой схем сравнения и является восьмым выходом блока, выход второго счетчика строчных импульсов является девятым выходом блока, выход четвертой схемы сравнения подключен к второму входу второго элемента И и является вторым выходом блока, выход второго элемента И является четвертым выходом блока, второй выход первого элемента задержки является пятым выходом блока, второй выход второго элемента задержки является третьим выходом блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

9 548873, кл. G Об К 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2815580, кл. G 06 K 9/00, 1979 (прототип).