Способ определения параметров движения изображения со случайным распределением яркостей

(22) Заявлено 21.05,76 (21) 2367222/18-23 51) М, Кл. б 066 9/00 аявкис присоединением осудерственный комитет овете Министров СССР(43) Опубликовано 15,01,78 Бюллетень2 ло лелем изобрете и открытий 45) Дата опубликова гя описан 01.02.(8(72) Авторы изобретения Н. И. Назаров и В. В. Сбродов шевский политехнический институт им. В. В, Куйбышева(54) С ПО ИЗОБРА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМИЯ СО СЛУЧАЙНЪМЯРКОСТЕЙ РОВ ДВИЖЕНИЯ СП РЕДЕЛ ЕН И ЕМ На фиг. 1 покадвижущегося изобсхема устройствемый способ.Изображение ской Ао и измеритещейся вокруг своянной скоростьюпо прямой В, отстна кадровое расст ана картина ражения; на реализуюканирования тг. 2 - блокго описываканируется нач льной строкой го центра, кото периодически п оящей от начал ояние К. альнои стро- А;, вращаюрый с постоеремещается ьной строки Изобретение относится к области вычислительной техники, применяемой для измерения параметров движения, и может быть использовано при создании автономных систем навигации летательных и плавательных аппаратов относительно подстилающей поверхности или неподвижной среды, устройств для бесконтактного измерения параметров движущихся сред,Известен способ измерения параметров движения изображения со случайным распределением яркостей, заключающийся в фиксировании измерительной базы строками, разнесенными на величину кадра, запоминании строчных сигналов, нахождении функции взаимной корреляции между сигналами базовых строк и между первым запомненным строчным сигналом и последующими, разделенными с первым кадровым периодом, фиксировании момента появления экстремума корреляционной функции в кадровом периоде, сдвиге второго строчного сигнала на величину интервала задержки экстремума корреляционной функции в кадровом периоде, фиксировании момента появления экстремума корреляционной функции в строчном периоде и нелинейном преобразовании интервалов задержки в выходные сигналы - скорость движения и угол сноса изображения 1. Недостатком известного способа являетсяневозможность определения угла поворотапри перемещении изображения, информацияо котором необходима для надежной и точнойработы автономных навигационных системлетательных и плавательных аппаратов,Для обеспечения возможности измеренияугла поворота изображения при одновременном определении его угла сноса предлага 1 О емым способом вторую базовую строку вращают вокруг ее центра, периодически перемещают центр вращения по линии, фиксируютмоменты появления экстремума корреляционной функции в линейном периоде и в периоде15 вращения и преобразуют первый полученныйвременной интервал нелинейно, а второй линейно в выходные сигналы - угол сноса иугол поворота изображения,Таким образом, второй базовый измерительный участок сканируется набором строк Ак, Ак". Ак, центры которых расположены на прямой В длиной 1., причем индекс К характеризует угол поворота измерительной строки и изменяется от 1 до и.Устройство, реализующее описываемый способ, состоит из коррелятора 1, выполненного на регистрах 2 и 3, поразрядной схеме перемножения 4, автоматическом центрирующем устройстве 5 и сумматоре б выходных сигналов схемы перемножения 4, выход которого соединен с указателем 7 экстремума взаимной корреляционной функции, подключенным к блоку 8 выделения момента появления экстремума и преобразования временных интервалов в выходные сигналы.Сигнал сканирования строки А, синхронно записывают в регистр 2, где он хранится на цикле измерения (кадровый период). Сигналы сканирования последовательности строк А;, синхронно записывают в регистр 3, причем всякая последующая строка выталкивает предыдущую. В сумматоре б суммируют результаты поразрядного перемножения значений одноименных разрядов обоих регистров. Таким образом, находят величину, пропорциональную взаимной корреляционной функции двух реализаций изображения. Указатель 7 выдает импульс в момент появления экстремума, преобразуемый в блоке 8 в выходные сигналы, соответствующие определяемым параметрам движения изображения.При движении изображения без поворота перпендикулярно направлению линии В появление экстремума взаимной корреляционной функции возможно лишь в середине линейного периода Е, когда считывается строка А,ч. При другом направлении движения осуществляется автоматическое центрирование реализаций в линейном периоде при записи их в регистр 3 коррелятора, в результате которого получают момент появления экстремума взаимной корреляционной функции в линейном периоде, являющейся мерой тангенса угла а сноса изображения.Знак угла сноса определяется по направлению смещения экстремума относительно середины линейного периода.При движении изображения с поворотом реализации изображений начальной и измерительной строк окажутся сдвинутыми в перио 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 де вращения друг относительно друга. Поэтому необходимо центрирование реализаций впериоде вращения, осуществляемое центрирующим устройством 5, в результате чего получают момент появления экстремума взаимной корреляционной функции в периоде вращения, Длительность соответствующего временного интервала в периоде вращения пропорциональная углу р поворота изображения,знак которого определяется по направлениюсмещения экстремума относительно окончания цикла развертки вращения.Использование способа определения параметров движения изображения со случайнымраспределением яркостей обеспечивает измерение времени транспортного запаздывания,угла сноса и угла поворота при перемещенииизображения, что позволяет повысить точность и надежность работы автономных систем навигации летательных и плавательныхаппаратов.Формула изобретенияСпособ определения параметров движенияизображения со случайным распределениемяркостей, включающий фиксирование измерительной базы строками, разнесенными на величину кадра, запоминание строчных сигналов, нахождение функции взаимной корреляции между сигналами базовых строк и междупервым строчным запомненным сигналом ипоследующими, разделенными с первым кадровым периодом, фиксирование момента появления экстремума корреляционной функциив кадровом периоде и нелинейное преобразование полученного временного интервала ввыходной сигнал, отл и ч а ю щи й ся тем,что, с целью обеспечения возможности измерения угла поворота изображения при одновременном определении его угла сноса, вторую базовую строку вращают вокруг ее центра, периодически перемещают центр вращения по линии, фиксируют моменты появленияэкстремума корреляционной функции в линейном периоде и в периоде вращения и преобразуют первый полученный временной интервал нелинейно, а второй линейно в выходные сигналы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство Ко 37889 б, кл.6 066 9/00, 1971,ген каз 2915/17 Тирагк 818овста Министров Си открытийшская наб., д. 4/5 Изд, М 1043 Государственного комитета по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау