Устройство для определения параметров движения изображения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоциалмстическнкРеспублик и 994993 Жъ(53) УДК 621,317, ,39:531.767 (088.8) Опубликовано 07 02 83 Бюллетень )в 5Дата опубликования описания 07.02.83 ло делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения И, И, Волков, В. К, Семенычев, В В, Сбродов и В,Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамполитехнический институт им. В. В, Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОИЗОБРАЖЕНИЯ ЕН борострое бесконтактения иного измерения параметров движ дв жушихся сред и поверхностей.Известно устройство для определения ско рости движения изображения, основанное на5 определении временногосдвига (транспортного запаздывания) между двумя сигналами путем вычисления взаимной корреляционной функции этих сигналов 1.1 О Известно также устройство для определения параметров движения изображения, содержащее два фотоприемника, коррелятор,состоящий из двух регистров, одноименныевыходы которых соединены с входами поразрядной схемы перемножения, выходы которой соединены с входами сумматора, иблока управления, управляющие выходыторого подключены к коррелятору иприемникам 2) .Однако указанные устройствакую точность определения ларамния изображения в том случае,5 ко- фотоимеют низетров движеесли функция Изобретение относится к и и может быть использовано длвзаимной корреляции двух сигналов имеетколебательный характер и локальные экстремумы, кроме главного, так как устройствоможет выйти вместо главного экстремумана локальные (даже на минимум, а немаксимум),Кроме того, при пологой форме взаимокорреляционной функции поиск точки экстремума затруднен, следовательно, время транспортного запаздывания будет определятьсясо знап 1 тельной ошибкой.Целью изобретения является повышениеточности измерения параметров движенияизображения,Цель достигается тем, что в устройствовведены блок дополнительного суммирования, сравнения и отсчета времени, блок вычитания и ключ, вход которого соединен свыходом первого фотоприемника и с пер.вым входом блока вычитания, второй входкоторого подключен к выходу второго фотоприемника, а выход блока вычитаниясоединен с входом второго регистра, при2 О Устройство работает следующим образом.35Изображение сканируетсядвумя фотоприемниками (например, двумя линейными приемниками с зарядовой связью), отстоящими друг от друга на кадровое расстояние 1На нулевом такте работы устройства сигнал с выхода первого фотоприемника 1 через замкнутый ключ 3 записывается в регистр 6, где он хранится в течение всего цикла измерения (кадрового периода), Зтот сигнал представляет собой последовательность45 импульсов, амплитуда которых пропорциональна освещенности в ячейке строки. В блокеГ 10 дополнительного суммирования, сравнения и отсчета времени начинается отсчет времени, Одновременно указанный сигнал поступает на первый вход блока 4 вычитания. На второй вход блока 4 вычитания поступает сиг. нал с второго фотоприемника 2. В блоке 4 формируется разность этих сигналов, которая записывается в регистр 7 коррелятора 5,В поразрядной схеме 8 перемножения значения одноименных .разрядов регистров б и 7 непрерывно перемножаются, а результаты перемножения суммируют в сумматоре 9,этом выход ключа соединен с входом первого регистра, а выход сумматора - с входом блока дополнительного суммирования,сравнения и отсчета времени, блок управления подключен к управляющему входу ключаи выходу блока дополнительного суммирования, сравнения и отсчета времени.На фиг, 1 изображена схема устройства;на фиг. 2 а, б - возможный вид автокорреляционной функции сигнала с первого фо Отоприемника и взаимокорреляционной функции сигналов первого и второго фотоприемников соответственно,Устройство содержит два фотоприемника 1и 2, расположенные на расстоянии 1. друг 15от друга, лри этом выход фотоприемника 1соединен с входой ключа 3 и с первым входом блока 4 вычитания, второй вход кото-рого (инвертирующий) соединен с выходомфотоприемника 2, а выходы ключа 3 иблока 4 вычитания соединены с входамикоррелятора 5, который состоит из регистров 6 и 7, поразрядной схемы 8 перемножения, выходы которой подключены к сумматору 9, выход которого соединен с входами блока,10 дополнительного суммирования, сравнения и отсчета времени, выходкоторого является выходом устройства, Блок11 управления подключен к фотоприемникам 1 и 2, управляющему входу ключа 3,коррелятору 5, выходу блока 10 дополниЭтельного суммирования, сравнения и отсчетавремени. Таким образом, на нулевом такте работы устройства вычисляется путем усреднения по множеству разность оценок ординат автои взаимокорреляционных функций сигналов фотоприемников при нулевом аргументе. Вычисленная разность заносится в блок 10, где она сравнивается с нулем. Так как она не равна нулю (фиг. 2 а, 2 б), то на первом и последующих тактах работы устройства в регистр 7 поступает разность дВух преобразованных в электрическую форму видеосигналов с фотоприемников 1 и 2.Каждое последующее значение разности выталкивает из регистра 7 предыдущее значение и, после поразрядного, перемножения значений регистров 6 (ключ 3 после нулевого такта работы устройства разомкнут . и в регистре 6 хранится все время реализация нулевого такта) и 7 и усреднения по множеству, в блоке 9 указанные разности дополнительно суммируются в блоке 10, начиная с первого такта, и сравниваются с нулем.Таким образом сравниваются, площади заштрихованных фигур 1 фиг, 2 а, 2 б) при их ступенчатой аппроксимации. Очевидно, они будут равны лишь при и ЬВ=7,где и - число тактов, при котором результат сравнения в блоке 10 станетравным нулю;хВ - период квантования;г-- транспортное запаздывание изобраЧжения на расстоянии 1 при дви.жении его со скоростью Ч,Таким образом, при и= ь 5 /х будетвыполнено условие равенства соответствующих площадей, отсчет времени прекращает.ся, на выходе блока 10 появляется сигнал,пропорциональный времени транспортного запаздывания изображения. На блок 11 подается сигнал окончания цикла измерения. Таким образом при отсутствии сноса изображения, т.е, если направление вектора движе.ния изображения совпадает с осью(фиг. 1), зная с 3 , можно определитьскорость движения изображения по формулеМ = , Затем работа устройства повторяется с нулевого такта работы.При наличии угла сноса изображения с помощью предлагаемого устройства можно определить проекцию вектора скорости на ось 1, Чтобы определить проекцию вектора скорос.ти на ось 1 можно использовать аналогичное устройство, расположив фотоприемники перпен.дикулярно оси 1, Зная составляющие вектора скорости,.можно определить модуль вектора скорости и угол сноса изображения,5 9949Благодаря тому, что устройство работаетна основе сравнения усредненных ординаткорреляционных функций, оно обладает боль.щой помехозащищенностью.3 93 Формула изобретения Устройство для определения параметров движения изображения, содержащее два фото-В приемника, коррелятор, состоящий из двух регистров, одноименные выходы которых сое динены с входами поразрядной схемы перемножения, выходы которой соединены с входами сумматора, блок управления, соеди. 15 пенный с управляющими входами фотоприемников и коррелятора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены ключ, блок вычи 6тания и блок дополнительного суммирования, сравнения и отсчета времени, вход которого соединен с выходом коррелятора, авыход - с входом блока управления, приэтом выход первого фотоприемника подключен к первому входу блока вычитания ик входу ключа, управляюший вход которого соединен с блоком управления, выход -с первым регистром, а выход второго фотоприемника соединен с вторым входом бло.ка вычитания, выход которого подключенк входу второго регистра,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коэубовский С. Ф, Корреляционныеэкстремальные системы. Киев, "Наукова думка, 1973, с. 7.2, Авторское свидетельство СССР У 378896,кл, 6 06 6 9/00, 1971 (прототип).