Устройство для распознавания объектов на двумерном поле

АВТОРСКОМУ а 14,СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР НИЕ ИЗС)БР СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский институт инженеровданской авиации(56) Авторское свидетельство СССРГв 1012459, кл. Н 04 й 7/18, кл Н 04 й1981.(54) УСТРОЙСТВО ДОБЬЕКТОВ НА ДВУ(57) Изобретение отн матического анализа быть использовано в кации, дефектоскопизмерительной техн го выделения обьект ЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ МЕРНОМ ПОЛЕ осится к технике авто- изображения и может телевидении, радиолоии, вычислительной и ике для автоматическоов на двумерном поле. Цель изобретения - повышение быстродействия путем сокращения времени калибровки, Устройство для распознавания обьектов на двумерном поле содержит телевизионный датчик 1, первый аналого-цифровой преобразователь 2, первый ключ 3, первый блок 4 памяти, первый интерполятор 5, синхронизатор 6, блок 7 управления, первый сумматор 9, второй интерполятор 10, второй блок 11 памяти, третий блок 12 памяти, второй сумматор 13, второй ключ 14, решающий блок 16, Цель достигается введением линии задержки 8, второго аналого-цифрового преобразователя 15, В устройстве с помощью первого компенсирующего видеосигнала компенсируется паразитный сигнал неравномерности фона видеосигнала телевизионного датчика, Для повышения чувствительности формируется второй компенсирующий сигнал. 1 ил,Изобретение относится к технике автоматического анализа иэображений и может быть использовано в области телевидения, радиолокации, дефектоскопии, вычисли. тельной и измерительной техники для автоматического выделения объектов на двумерном поле,Цель изобретения - повышение быстро действия путем сокращения врсмени калибровки.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для распознавания объектов на двумерном поле,Устройство для распознавания объектов на двумерном поле содержит телевизионный датчик 1, первый аналого-цифровой преобразователь АЦП) 2, первый ключ 3, первый блок 4 памяти, первый интерполлтор 5, синхронизатор 6, блок 7 управления, лигпию задержки 8, пер Й сумматор 9, второй ин" терполятор 10, второй блок 11 памяти, третий блок 12 памяти, второй сумматор 13, второй ключ 14, второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 15, решающий блок 16,Устройство для распознавания объектов на двумерном поле работает следующигл образам,Работа устройства состоит из двух этапов: этапа калибровки и рабочего этапа - непосредственного выделения Объекта на двумерном поле.На первом этапе видеосигнал представляющий собой фон без объекта) с выхода телевизионного датчика в виде одномерной реализации двумерного по:;я, на котором во времярабочего этапа будут и редъявляться распознаваемые объекты, подается на вход первого АЦП 2. Н видеоси нале имеется параэитный сигнал неравномерности фона видеосигнала, который снимается в виде цифровых отсчетов и через первый ключ 3, который в это время открыт разрешающим сигналом с первого выхода блока 7 управления, поступает в первый блок 4 памяти и записывается тзм. Отсчеты с выхода первого АЦП 2 формируются в моменты времени, Определяемые синхровходом АЦП 2. Временное положе" ние синхроимпульсов, подающихся на АЦП 2, соответствует моментам прохождения развертывающего луча через выбранные опорные точки, которые равномерно расположены на развертываемой области. Синхросигналы с синхронизатора поступают также на вход блока 7 управления, котсрый вырабатывает импульсы, поступзгащие с его пятого выхода на первый блок 4 пагляти синхронно с отсчетами поступающими на сигнальный вход первого блока 4 памяти спервого АЦП 2 через первыи ключ 3, Число ячеек памяти равно количеству опорных точек, Выбор ячеек первого блока 4 памяти для записи значений первого компенсирующего сигнала в опорных точках определяется сигналами на его адресных входах, поступающими от синхронизатора 6, в котором они Вырабатываются построчным и кад 10 150 2 г 30 35 4 Г 1 45 50 ровцм синхросигналам, приходящим от телевизионного датчика 1 и синхронными с ними.Первый интерполятор 5 воспроизводит в аналоговой форме первый компенсирующий сигнал во всех точках двумерного поля между опорными точками. При этом реализуется двумерная интерполяция: для этого с первого блока 4 памяти считываются отсчеты первого компенсирующего сигнала одновременно для четырех соседних Опорных точек., между которыми находится точка поля, в которой вычисляется первым ингерполятором 5 компенсирующий сигнал, - Считываемые такими группами опорные отсчеты поступают на вход первого интерполятора 5, который формирует первый аналого-цифровой компенсирующий сигнал для каждой развертываемой точки области. Этот сигнал представляет собой взвешенную сумму отсчетов компенсирующих сигналов для четырех соседних опорных то,ек с весами, обратно пропорциональными расстояниям от данной 1 точки до укаэанных опорных точек. Таким образом, первый интерполятор 5 формирует первый компенсирующий сигнал путем двумерной линейной ичтерполяции его отсчетов в опорных точках на все промежуточные (соответствующие) тОчки пОля, Это ОсущестВляется посредством сигнала, снимаемого с пятого ьыхода блока 7 управления, При подаче с этого выхода разрешающего сигнала на первый блок 4 памяти в него записывается соответствуощий опорный отсчет, Пои снятии разрешающего сигнала после записи данного отсчета происходит считываниэ из первого блока 4 памяти данного отсчета и эрех последующих что. как описано выше, ПОзволяет пОлучить значения компенсирующего первого) сигнала между этими четырьмя опорными точками для всехсоответствующих точек поля, Таким Обрзэом, сигнал с пятогО выхода блока 6 управления нз этапе калибровки являесяпрерывистым, обеспечивая запись и счить 1- вание отсчетов с этого блока,По считываемым из первого блока 4 памяти отсчетам полученный в первом интерполяторе 5(гО мере поступления отсчетов в перВый блог( пзмЯти) сигнал поступает нав горой вход первого сумматора 9 и вычита 168318240 45 50 ется из него, то есть из видеосигнала, поступающего с телевизионного датчика 1, Поскольку в первом интерполяторе 5 значение компенсирующего сигнала в некоторой точке поля получается с некоторой задержкой, определяемой временем, необходимым для получения двух в данном случае (по мере развертки) более поздних опорных точек, линия задержки 8 задерживает видеосигналы на время, достаточное для выработки компенсирующего (первого) сигнала для соответствующей точки поля, Совершенно очевидно, что задержка состояния всего поля и зависит лишь от расположения на поле опорных точек.В первом сумматоре 9 из видеосигнала вычитается синхронизированный с ним (посредством линии задеркки 8) первый компенсирующий видеосигнал, Тем самым компенсируется паразитный сигнал неравномерности фона видеосигнала телевизионного датчика. Однако, в результирующем сигнале присутствует паразитный сигнал остаточной, то есть нескомпенсированной, неравномерности фона видеосигнала из-за ограниченной точности взятия отсчетов (как следствие их квантования по уровню и погрешности интерполяции, а также - за счет динамических свойств неравномерности фона от кадра к кадру), Эти сигналы (за исключением последнего) синхронны с полезным сигналом с телевизионного датчика и могут в значительной степени снизить чувствительность устройства, Кроме того, второй блок 11 памяти также имеет собственный сигнал неравкомернасти фона, который также снижает чувствительность устройства, Для повышения чувствительности в данном устройстве формируется второй компенсирующий сигнал. Таким образом, в устройстве второй компенсирующий сигнал формируется практически одновременно с первым (запаздывая относительно первого на величину, определяемую линией задержки 8). Время задержки при равномерно расположенных точках отсчета (опорных точках) и временном интервале между ними т в данном случае (при получении интерполяционного сигнала из четырех последующих, смежных, отсчетов)4Для формирования второго компенсирующего сигнала сигнал с выхода первого сумматора 9 (раэностный) подается на сигнальный вход второго блока 11 памяти для накопления, В качестве второго блока 11 памяти (аналогового) можно использовать либо электронно-лучевую запоминающую труоку, либо запоминающее устройство на 5 10 15 20 25 30 35 на основе приборов с зарядовой связью(ПЗС) и т,д, Для реализации синхроннога накаплг.ния сигнала на втором блоке 11 памяти на его синхронизирующие,в случае электронно-лучевой трубки) или адресные (в случае приборов ПЗС) поступают синхросигналы с синхронизатора 6, Время накопления определяется длительностью сигнала, поступающего на управляющие входы первого интерполятора 5 и второго блока 11 памяти со второго выхода блока управления. Следует отметить, что в данном устройстве формирование первого компенсирующего сигнала также осуществляется многократно, параллельно с накоплением информации во втором блоке 11 памяти. При этом каждый новый проход поля развертки дает новые значения в первом блоке 4 памяти, чта позволяет при накоплении информации во втором блоке 11 памяти дополнительно усреднять и тем самым частично компенсировать динамическую неравномерность фана (от кадра к кадру).Па Окончании цикла накопления снимаются разрешающие сигналы с парлжц, О. О рого блоков 4,11 памяти (эт:. сигн-тл,: позволяли записывать инфармацию в саа; ветствующие блоки 4,11 памяти) и производится счить;зание информации са второго Ьсака 11 памяти по разрешающему сиГналу с четвертого выхода блока 7 управления чеОез второй сумматор 13 (на второй .зхад ка тарага в данном этапе ничего не гсступает) ва второй АЦП 15. с выхода ката;тга отсчеты второго компенсирующего сигнала в цифровой форме через второй кл;сч 14 поступают на ехад третьего блска 12 памяти, Подача сигнала на второй вход втор;го сумматора 13 са второго интерпалятарэ 10 запрещена синаам с третьего выхода блока 7 управления. Накапленнь:й г:аразитный видеаси нал, представляющий собой сумму трек паразитных сигналов (накопленной помехи дискретизации, сигнала нескампенсированной неравномерности фона видеосигнала телевизионного датчика 1 и сабственнаГО сиГнала неравнОмернасти второго блока 1" памяти), за счет многократного получения первого кампенсируащега сигнала - усредненной неравномерности (динамической. фана между разны,4 и кадрами паля, в конце этапа калибровки заг 1 исзн в третьем блоке 12 памяти в цифровой фарНа третьем этапе рабаты производится непосредственна анализ изабракеня. Уидеосигнал с ьыхада телевизионного датчикапредъявленным Обьектам падаетсл че. ръз Г)инл:а заде Гжуи Ц на церд ;Гу 1 яд, ар Я, ка второй вход которого падаетсл первый1683182 синхронизатор и последовательно соединенные второй ключ, третий блок памяти и второй интерполятор, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, при этом выход синхронизатора подключен к синхровходам первого АЦП, первого и второго интерполяторов, первый выход блока управления подключен к управляющему входу первого ключа, второй выход блока управления подключен к управляющим входам первого интерполятора и второго блока 5 10 Составитель Г,ЛерантовичТехред М.Моргентал Корректор М.Пожо Редактор И.Шубине Заказ 3422 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 компенсирующий сигнал, синхронный за счет линии задержки 8) с входным сигналом. По разрешающему сигналу со второго выхода блока 7 управления работает первый интерполятор 5 и сигнал с первого сумматора 9 поступает на второй блок 11 памяти, в котором аналогично этапу калибровки производится накопление с цельюффм Уэффективного выделения объекта. Время накопления задается длительностью сигнала со второго выхода блока 7 управления. После накопления второй разрешающий сигнал снимается и выдается разрешающий сигнал с третьего выхода блока 7 управления, по которому сигнал со второго блока 11 памяти алгебраически складывается на втором сумматоре 13 со вторым компенсирующим сигналом, поступающим с третьего блока 12 памяти через второй интерполятор 10, С выхода второго сумматора 13 выходной сигнал по разрешающему сигналу с третьего выхода блока 7 управления, поступающему на управляющий вход решающего блока 16, поступает на решающий блок 16, который может быть выполнен, например, в виде порогового блока, производящего выделение полезного сигнала и представляющего этот сигнал в форме, удобной для дальнейшего использования.Формула изобретения Устройство для распознавания объектов в двумерном поле, содержащее последовательно соединенные первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый ключ, первый блок памяти, первый интерполятор, первый сумматор, второй блок памяти, второй сумматор и решающий блок, а также телевизионный датчик, блок управления,15 20 25 30 35 памяти, а первый и второй выходы телевизионного датчика подключены ко входам синхронизатора, первая группа выходов которого подключена к адресным входам первого и третьего блоков памяти, причем к управляющему входу второго интерполятора подключен третий выход блока управления, четвертый выход которого подключен к управляющим входам третьего блока памяти и второго ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокращения времени калибровки, введены линия задержки и второй АЦП, к синхровходу которого и синхровходу блока управления подключен выход синхронизатора, вторая группа выходов которого подключена к адресным входам второго блока управления, третий и пятый выходы которого подключены к управляющим входам соответственно решающего блока и первого блока памяти, при этом третий выход телевизионного датчика подключен к информационному входу первого АЦП и через линию задержки к второму входу сумматора, а выход второго сумматора через второй АЦП подключен к сигнальному входу второго ключа,