Устройство для распознавания цвета

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК дд 4 С 06 К 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМЪ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-производственное объединение космических исследований приАН АЗССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯЦВЕТА(57) Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам оптической обработки информации, и может Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам оптической обработки информации, и можетбыть использовано в системах распознавания цвета объектов и в системахтехнического зрения промьппленных роботов,Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей за счет выделенияобрастей заданного цвета,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит светоделитель 1, блок 2 формирования цветовыхкомпонент, нормалиэатор 3 цветовыхкомпонент, первый сумматор 4, делитель 5, два блока 6 и 7 вычитания,801492357 А 1 2быть использовано в системах распознавания цвета объектов и в системах технического зрения промьппленных роботов, Цель изобретения состоит в повышении быстродействия и расширении функциональных возможностей устройства путем выделения областей заданного цвета, Устройство для распознавания цвета содержит светоделитель, блок формирования цветовых компонент, нормализатор цветовых компонент,два сумматора, два блока вычитания, делитель, блоки определения модуля и фазы вектора цвета, три элемента сравнения, блоки задания эталонов насыщенности, цветового тона и яркости, элемент И, аналоговый ключ, видеоконтрольный блок, три элемента эадЕржки и группу элементов задержки. 1 ил. второй сумматор 8, блок 9 определения фффмодуля вектора цвета, блок 10 опреде Ьления фазы вектора цвета, три элемен- ффта 11-13 сравнения, блоки задания эта- ффлонов насыщенности 14, цветового то-, ф;.на 15 и яркости 16, три элемента 17 (д19 задержки, элемент И 20, ключ 21,группу элементов 22 задержки, видеоконтрольный блок 23, Блок 2 формирования цветовых компонент содержиттри светофильтра 24-26 основных цветов, четыре матричных фотоприемника 27-30 на основе приборов с заря" вамдовой связью, четыре видеоусилителя 31-34, усилитель-Формирователь 35и генератор 36 синхроимпульсов,Устройство работает следующим образом, 1492357Светоделитель 1 делит световой поток (переносящий анализируемое изображение) от источника излучений начетыре равноинтенсивные части и прое 5цирует изображение объекта на четырефотоприемника 27-30, перед тремя иэкоторых установлены светофильтры 2426 основных цветов (красный, зеленый, и синий), В фотоприемниках на основеприборов с зарядовой связью осуществляется построчное сканирование че"тырех идентичных изображений объекта по управляющим сигналам, формируемым с помощью усилителя-формирователя 35 и генератором 36 синхроимпульсов, Центры ПЗС-матриц 27-30 приэтом располагаются по вершинам неко"торого квадрата, размер которого определяется толшиной пластин свето Оделителя 1,Выходной сигнал с выхода соответствующей ПХС"матрицы усиливается соответствующим видеоусилителем и подается на вход нормализатора 3 цветовых компонент, на соответствующем выходе которого образуется нормализованный сигнал 11 пь, (где 3 - номеРвхода или выхода нормалиэатора 3,1,2,3) 30П пь 1 ПоП э П иаксгде П - постоянная величина раво9ная максимально возможномузначению сигнала на выходенормализатора 3;35Ц - величина сигнала на 1-мвходе нормализатора;максимальный сигнал извходных сигналовНа выходе первого блока 6 вычитания Формируется сигнал = 0,865 хх(П пыПпы ), на выходе второгосумматора 8 формируется сигнал30,5 х (13 пь + Бпьц ), а на выходевторого блока 7 вычитания формируется сигнал ч= 1 ьь 1 ыэСигналы с выходов первого 6 и второго 7 блоков вычитания поступают навходы блока 9 определения модулявектора цвета и блока 10 определенияфазы вектора цвета, На выходе блока 9определения модуля вектора цвета формируется сигнал р , равный ф 2 ф55 а на выходе блока 10 определения фазы вектора цвета формируется сигнал ц, равный4 = агсЩ ыl,Сигнал О, пропорциональный модулювектора цвета с выхода блока 9 определения модуля вектора цвета, поступает на соответствующий вход делителя 5, на другой вход которого подается суммарный сигнал Б = 1 Гьы+ Пвьт++ Пс выхода первого сумматора 4,а на выходе делителя 5 формируетсясигнал насыщенности (или чиототы цвета), который поступает на первый элемент 1 сравнения, где сравниваетсяс эталоном насыщенности и в случаесовпадения измеряемого значения сэталонным в пределах некоторого допуска на выходе первого элемента 11сравнения появляется уровень логической единицы при значительном расхождении (превьппении или занижении) измеряемого значения насыщенности поотношению к эталонному на выходе первого элемента 11 сравнения устанавливается уровень логического нуля,Аналогично работают каналы цветового тона (блоки 12 и 15) и яркости(блоки 13 и 16), При этом на второйэлемент 12 сравнения подается сигналфазы вектора цвета с блока определения Фазы вектора цвета через элемент 19 задержки. На третий элемент 13сравнения подается сигнал с выходачетвертого видеоусилителя 34, пропорциональный яркости каждой точки анализируемого изображения через элемент 17 задержки. Одновременно этотже сигнал через два элемента 17 и 18задержки подается на информационныйвход аналогового ключа 21, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода элемента И 20 На видеоконтрольный блок 23 аналоговый сигнал (видеосигнал) с выхода четвертого фотоприемника 30 через видеоусилитель 34 поступает с той областикадра, цветовые характеристики которой совпадают с эталонными значениями заданного цвета в определенныхпределах,Работа видеоконтрольного блока 23синхронизируется импульсами, поступающими на его управляющие входы ссоответствующей группы выходов регистратора 36 синхроимпульсов через группу элементов 22 задержки,Известное устройство для распознавания цвета предназначено для определения цвета, При этом осуществляетсяинтегральная оценка параметров цветавсего кадра в целом, Такой метод из 5 49235мерения цветовых компонент не по=зволяет осуществить визуализацию области, где преобладает определенныйцвет, заданный набором эталонных5значений яркости, насыщенности ицветового тона,В отличие от известного устройства выходные сигналы фотоприемниковв предлагаемом устройстве несут информацию не только о временном изменении цветовых характеристик, но ио пространственном характере распределения заданного цвета в пределах обзорного кадра, 15Большая разрешающая способностьфотоприемников на ПЗС-матрицах позволяет с высокой точностью решать задачи планиметрии: определение границ,плошади и центра тяжести области 20распознаваемого цвета в реальном масштабе времени, что не обеспечиваетсяв известном устройстве,Формула изобретения25Устройство для распознавания цвета, содержащее блок формирования цветовых компонент, первый сумматор, делитель, три элемента сравнения блоки определения модуля и фазы век тора цвета, блоки задания эталонов насыщенности, цветового тона и яркости соответственно, выход первого сум- матора подключен к первому входу делителя, второй вход которого соединен с выходом блока определения модуля вектора цвета, выход делителя подключен к первому входу первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания эта лона насыщенности, выход блока задания эталона цветового тона подключен к второму входу второго элемента сравнения, выход блока задания эталона яркости соединен с вторым входом 45 третьего элемента сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем что ,с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей эа счет выделения областей заданного 50 цвета, в него введены светоделитель, оптически связанный с входами блока формирования цветовых компонент,нормализатор цветовых компонент, элемент И, ключ, второй сумматор, дваблока вычитания, три элемента задержки, группа элементов задержки и видеоконтрольный блок, вход светоделителя является оптическим входом устройства, первые три информационныхвыхода блока формирования цветовыхкомпонент подключены к соответствующим входам нормапизатора цветовыхкомпонент, четвертый информационныйвыход блока формирования цветовыхкомпонент соединен с входом первогоэлемента задержки, управляющие выходы блока формирования цветовых компонент через группу элементов задержки подключены к соответствующим управляющим входам видеоконтрольногоблока, выходы нормализатора цветовыхкомпонент соединены с соответствующими входами первого сумматора,первый выход нормализатора цветовых компонент подключен к первым входам первого блока вычитания и второго сумматора, второй выход нормалиэаторацветовых компонент соединен с вторым входом второго блока вычитания,третий выход нормализатора цветовыхкомпонент подключен к вторым входампервого блока вычитания и второгосумматора, выход которого соединен спервым входом второго блока вычитания, выход первого блока вычитанияподключен к первым входам блоков определения модуля и фазы вектора цвета, вторые входы которых соединены свыходом второго блока вычитания,выход блока определения фазы векторацвета через третий элемент задержкиподключен к первому входу второгоэлемента сравнения, выход первогоэлемента задержки соединен с первымвходом третьего элемента сравненияи через второй элемент задержки синформационным входом ключа, выходыпервого, второго и третьего элементов сравнения подключены к соответствующим входам элемента К, выход которого соединен с управляющим входомключа, выход которого подключен к информационному входу видеоконтрольногоблока,1492357 Составитель В.МакаренковТехред А.Кравчук Корректор О. Кравцова Редактор Г,Волкова В аве Заказ 3879/51 Тирак 668 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5