Устройство для выделения контура бинарного изображения

(я)5 6 06 К 9/00 ОБРЕТЕН ПИСАНИ 2 и институт СССР87,во СССР ЛЕНИЯ КОНЖЕНИЯ автоматике и енно к устройой обработки жений, и мо(л О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕТУРА БИНАРНОГО ИЗОБРА(57) Изобретение относится квычислительной технике, а имствам ввода и предварительндвумерных бинарных изобра жет быть использовано, например, при разработке зрительных сенсоров космических и инспекционных роботов. Цель изобретения - повышение информативности выделяемых признаков. Для этого в устройстве, содержащем матрицу ячеек 1 обработки изображения, каждая из которых состоит из фотоприемного элемента 2, элементов И 6 - 8, элемента И - НЕ 3, первого элемента И - ИЛИ 4, элемента НЕ 11, в каждую ячейку 1 обработки изображения введены второй элемент И - ИЛИ 5 и элементы ИЛИ 9 и 10, Это позволяет кодировать двумерное бинарное изображение в виде матрицы при- . знаков, трехрядные коды которых содержат информацию не только о принадлежности соответствующего элемента контуру, но и о его длине напряженности. 2 ил,Изобретени(э о(ног ится к автоматике и гчисг(ис.льной технике, з иСнно к ус(ройствам ввода и пзедвзоительной обработки двумерных бинарных изОбр(экений и может быть ис ГОл ьзо вано на п р( мер при разработке зрительчых сечсороз космических и инспекционныро ото(э,Цель изобретения - повыление (ыфор- МЗТИВНОСТИ ВЫД(;ЛЯЕ(п ЫХ У" ТРОЙСГВОМ 1 И знаков.На ФИГ,1 предста:-лена схема устройства для Вьделения ко тура бинарного изображения; нз РиГ,2 . сх"из эесГ 10 лсжения ф 0 Т 0 П Р И 8 М Н Ь Х ЗЛ Е М Е Н Т 3 В,Устройство (фиГ,состои Г из мет)ицы ячеек 1 обработки изоб закен я, кажда; из КО(ОРЫХ СОДВРЖ фстгПРИВМ(ЬЯ ЭЛЕМЕНТ 2 элемент И - -(Е 3 первый 4 и второй 5 эпементы И - ИЛИ, геовый 5 второй 7 и третий 8 элементы И Врвый 9 и втооой 10 элементь ИЛИ и згеме; т НЕ 11, А,Б,В,Г,Д,Е,К,М - точки на различных ф:згментах контура изображения ИГ.2),ДРЯ Ячейки 1 с положение зо смехнь- ми ортОГснзльны 4 и ЯелОгся Я(ейки 1 с Яс. ложениЯми з 1,3;,зз,с 7 Для .-,йКи 1 с Г О Л 0 Ж " Н И Е М 3 О С М 8 Ж Н Ы М (ьД и З "0 НЛ Ь Н Ь М и явля(О ся ячейки с пОложеияИи зя,звзВ (фиг,2),Конструктивно соео.угНость зл вментов 2 образует фотоприем,у 0 мзтря у(не пс з- ЗаНЗ), НЗ,ОГОРУ О ПРОВУРУЕСЯ ПЛОС,ОЕ изобрс)Яе(ие обек (з,кзчгс (Ве фо)о" приемных элементов 2 могт бытьлспог зовзны фотодиоды Фототгзнзисторы, фоторезис"оры и",д. т,е элеме: - :Гы, обеспе. чивающие преобоазование воспринимзеМОй ОПтй;ЕСКОй ЗНЕР ИИ В ЗРОтРИЧВСКИЕ сиГналы. Гри необхо(имост/ В их сосГзе. могут входить дополнительно рззли Ные СОГлзсующи 8, усили Гель(ые фо.ирч(О(ци; - к т,п, элементы.Ус.ройство ребоэ;-т следуОщим зб:ззомБинарное (чеоно-белое) изображение обье ктз (н е показ но) г рое ци руэтся на мзтрицф фотоприемных элеме(п)е 2 Нз выходах тех фотоприемных элемен-ов 2. Нз которые попздае Г собсэ(эе-О изображени 8, появляются с 1 гнзлы 1, лс сэупзющи(э на первые Входы элемен(оз И 6 состветствующих ячеек 1 и через выходи(е шинь: - на соответствующие Вхоэ,ы эле ентое И - НЕ 3 смежных ячеек 1 В резульгзте нз вы ходе первого элемента И б кзхдой Я(ейки 1 реализуется логическзе Опер; цияГ(О - хО (1 х х:, ((,Гд 8 "а 1, газ а 5, Г а 7 двоиЧНЬ(8 СИГНЗ- лы, поступа ощие с выходов первых элементов И б смежных ортогональных ячеек 1.Соглас-(о этой операции проверяется наличие (; данном фрзгменге бинзрнОГО изображения двух его контурных элементов, расположенных ортогонально по отношению к рассматриваемому элементу (который может быть и не контурным),На вых(;де второго элемента И - ИЛИ 5 данной ячейки 1 реализуется лоическая операция: 35 гаО =-(а 2 (аВ + а 1ав +-а 2 Еа( 1 Наг Гав гао Газ ++а 2 гав 4 С к-,Гдв Еа 2, Еа 1,ав Еаз ДВОИЧНЫЕ СИГНаль. Поступающие с выхоцов первых элементов И 6 смежных диагональных ячеек 1,Согласно этой сперации проверяетсяналичие на данном фрагменте бинарного /5изображения двух его контурных элементов, расположенных диагонально по отношению к рассматриваемому элементу (который мокет быть и не контурным,.На Вых,)де Второгс элемента И 7 данной гОячейки 1 рез изуется логическая операция Еао =-(Еао + Гао,Г.ао-кСо гл з с и о это й операции проверяется наличие н з да н н ом ф р з гме н те бинарного изображения двух его контурных элементов, распслоке(ных ортогонально или диагонально по стношгнию к рассматриваемому элемечту, также принадлежащему его контуру где хо - двоичный сигнал, поступающий с фотоприемного элемента 2 данной ячейки 1 с положением зо,Х 1,хз, Х 5,Х 7- двоичный сигнал, поступаю 5 щий с фотоприемных элементов 2 смежных я(век 1, соответствующих положениям а 1,аз,а 5,а 7. Согласно этой операции проверяется выполнение условия принадлежности соот 10 ветствующегс элемента изображения его контуру. На выходе первогс элемента И - ИЛИ 4 данной ячейки 1 реализуется логическая операция 1 ц5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На выходе третьего элемента И 8 данной ячейки 1 реализуется логическая операцияГао = (РаО + Еао )аОИ11, 1 сСогласно этой операции проверяется наличие на данном фрагменте бинарного иэображения двух его контурных элементов, расположенных диагонально или комбинированно по отношению к рассматриваемому элементу, также принадлежащему его контуру (при комбинированном расположении один из смежных элементов расположен ортогонально, а другой - диагонально).На фиг.2 квадратами выделены области, за которые "отвечают" соответствующие центральные точки ао,а 1,а 2 ав, причем для области с точкой ао указаны возможные в ней фрагменты контура. Среди них можно выделить следующие фрагменты (отрезки) контуров; а) ортогональные АаоО, ВаоК, АаоВ, ВаоО, ОаоК, АаоК; б) диагональные БаоЕ, ГаоМ, БаоГ, ГаоЕ, ЕаоМ, БаоМ; в) комбинированные АаоБ, АаоГ,АаоЕ, АаоМ, БаоВ и др.Длина такого диагонального отрезка, как например, БаоЕ в 2 раз больше ортогонального отрезка АаоО, т.е, если принять длину отрезка АапО равной пяти единицам то длина отрезка БаЕ будет равной 5 2 = 5 1,4=7 единицам, а длина "комбинированного" отрезка АаоГ будет равной 5/2+7/2=2,5+3,5=6 единицам,Таким образом, можно сказать, что ортогональные отрезки имеют длину в пять единиц, диагональные - в семь единиц и комбинированные - в шесть единиц,Такая схема ячейки 1 позволяет формировать на выходах первого 6, второго 7 и третьего 8 элементов И трехразрядный параллельный двоичный код, величина которого определяется длиной соответствующего фрагмента контура. Например, если данной ячейке 1 соответствует фрагмент контура диагонального типа, на ее выходах формируется двоичный код 111 (с выхода первого элемента И 6 снимается старший разряд),При ортогональном и комбинированном фрагментах контура на выходах формируются двоичные коды 101 и 110 соответственно.Если же иэображение является "точечным (хо=1, х 3= х 2 =ха= О) на выходах ячейки 1 имеем код 110. В реальных условиях точечные иэображения также имеют определенную протяженность, чаще всего среднюю между ортогональной и диагональной протяженностями,Таким образом, предложенная совокупность существенных признаков предлагаемого устройства позволяет, в отличие от известного, кодировать двумерное бинарное изображение в виде матрицы признаков, трехразрядные коды которых содержат информацию не только о принадлежности соответствующего элемента контура, но и о его длине (протяженности). Такое новое свойство позволяет, в конечном счете, расширить функциональные возможности устройства, использовать его в системах реального времени, когда, например, требуется получение оперативной информации о геометрических параметрах анализируемого бинарного изображения обьекта,Формула изобретения Устройство для выделения контура бинарного изображения, содержащее матрицу ячеек обработки изображения, каждая из которых состоит из фотоприемного элемента, трех элементов И, элемента И - НЕ, первого элемента И - ИЛИ и элемента НЕ, причем выход фотоприемного элемента данной ячейки обработки изображения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента И - НЕ, входы которого соединены с выходами соответствующих фотоприемных элементов смежных ячеек обработки изображения, выход первого элемента И - ИЛИ подключен к входу элемента НЕ, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности выделяемых признаков, ячейка обработки изображения содержит второй элемент И - ИЛИ, два элемента ИЛИ, входы первого элемента И - ИЛИ попарно подключены к выходам соответствующих первых элементов И смежных ортогональных ячеек обработки изображения, входы второго элемента И - ИЛИ попарно соединены с выходами соответствующих первых элементов И смежных диагональных ячеек обработки изображения, выход второго элемента И - ИЛИ подключен к первым входам первого и второгоэлементов ИЛИ, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И - ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ соединен со вторым входом второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ подключен ко второму входу третьего элемента И, выход. первого элемента И соединен с первыми входами второго и третьего элементов И1693615 бган К Составитель В.МакаренкоТехред 1 Л,ЬМоргентал ректор Э,Лончакова едакт озориз оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород рина, 101 Заказ 4079 Тигэаэк ВНИИПИ Государственного комитета и 113035, Москва, Ж Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СРаушская наб., 4/5