Способ выделения динамических объектов

330406 Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исимое от авт. свидетел тва-аявлено 06 ЛЧ,1970 (М 1424288 18-1 М,Кл. 6 01 э 5/16 комитет оо делаеобретеиий и открыори Сооете МииистСССР риоритет -Опубликовано 24 Л 1,1972, БДата опубликования описан летеньия 23 Х.197 Авторыиэобретевия Гельфандбейн, И. Н. Гуглии,Н. Ершов еев, Я.есин и Б я:ви тел ОСОБ ВЫДЕЛЕН НАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ оотки электромагнитных или иных импульсов зондирования (например в допплеровских системах), что вскрывает работу систем обнаружения движущихся объектов;низкая степень помехозащищенности;использование очень сложных и малоэффективных способов селекции движущихся объектов нз совокупности стационарных;зависимость эффективности обнаруж т контрастности объекта и стационарнос я (фона);трудности в одновременной селекции нескольких динамических объектов с разными скоростями движения;невозможность визуального наблюдения только динамических объектов без присущего пм фона и стационарных объектов.Для выделения динамических объектов, перемещающихся с различными скоростями, из совокупности стационарных или слабо флуктуирующих в широком диапазоне изменения скоростей перемещения, определение их геометрических и динамических, параметров и визуальное наблюдение этих динамических объектов без стационарного фона по предлагаемому способу записанное на телевизионной трубке изображение оптически изолируют от реального нздбражения анализируемой совокупности объектов, хранят на этой трубке в течение времени, определяемого диапазоном возможения о ти пол О 30 с присоединением заявкиИзобретение относится к области выделения (селекции ) динамических (движущихся) объектов из совокупности стационарных с помощью пассивной электронно-оптической техники (телевизионной, инфракрасной, оптикомеханической, фотоэлектрической и т. д.). Такие вопросы возникают при анализе заданной совокупности различных случайных объектов с целью исследования отдельных из них, имеющих определенные параметры (например, скорость перемещения о)0). В этом случае нет необходимости анализировать каждый объект совокупности, что затрудняет процесс обследования, а достаточно выделить из имеющейся совокупности только динамические объекты, т. е, для которых о)0,Известны методы автоматического выделения динамических объектов. К ним можно отнести все способы, использующие допплеровский эффект, методы, основанные на изменении интенсивности облучения фотоэлемента, на использовании оригинальных траекторий сканирования, на модуляции светового потока, на анализе сейсмоколебаннй при движении обьекта на местности. Известен также ряд телевизионных систем, выделяющих движущиеся объекты на ярком фоне.Известные способы характеризуются следующими недостатками: необходимость выраУДК 681. 327:621.397.332. ,22 (088.8)ных динамических характеристик объектов поиска, далее считывают в режиме шаговой развертки с одновременным стиранием, задерживают полученный видеосигнал на время развертки одного кадра изображения, повторяют запись и считывание следующего кадра изображения анализируемой совокупности, сравнивают по строкам и столбцам считываемые дискретные сигналы с задержанными и по,величине временного рассогласования судят о параметрах перемещения динамических объектов, а по общему числу импульсов рассогласования - о их геометрических характеристиках.Для индчкации и визуального контроля ди-. намических объектов разностные сигналы от ряда идентичных датчиков по каналам связи связывают в систему зонального обнаружения динамических объектов и подают на индикатор (сигнализатор) и видеоконтрольное устройство, индицирующее местонахождение динамического объекта.На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Исследуемая область (плоскостная, пространственная, экраны приемников любых диапазонов волн, поле зрения телескопа, микроскопа и т. д,), содержащая совокупности стационарных и подвижных объектов, через оптическую систему проектируется на фотокатод передающей телевизионной трубки 1 с памятью. Полученное изображение может храниться в течение Т(Т- период просмотра кадров) на фотокатоде трубки при закрытом оптическом затворе 2. Это изображение после записи развертывается дискретной шаговой разверткой по строкам и по кадрам. Шаг развертки т р выбирается конструктивно с учетом характера и геометрических размеров анализируемого объекта и возможных минимальных расстояний, которые необходимо различить между двумя соседними объектами. Отличием развертки по кадрам является то, что она производится не непрерывно кадр за кадром, а с вьгдержкой времени между каждой парой последовательных кадров, где Т кв. ц .-: тр (тр- время развертки одного кадра),Период Тможет меняться в таких пределах, чтобы обеспечить обнаружение объекта по,всем присущим ему.диапазонам скоростей перемещения.Известно, что между последовательными телевизионными кадрами существует корреляционная связь.Это приводит к тому, что объект поиска с малой скоростью движения при сравнении дискретных видеосигналов двух соседних телевизионных кадров может быть не обнаружен. С этой целью время между сравнениями двух кадров изображения выбирается Т. ) т рЦиклограмма анализа кадров по строкам (фиг, 2) состоит из периода хранения изображения предыдущего (старого) кадра Т"при закрытом затворе, периода считывания 4и стирания т рэтого кадра, видеоимпульсы которого в это время поступают в блок задержки и периода записи, считывания и сравнения нового кадра .изображения т Рсо5 старым, на время которого затвор открывается и вновь закрывается, Таким образомосуществляется один цикл анализа (г - 1) -гокадра с г-ым, затем г-го кадра с (г+1) -ым и т. д.На фиг. 3 изображена исследуемая совокуп 10 ность со стационарными (А и Б) и подвижным(С) объектами.На фиг. 4 показаны временные диаграммы:а - на выходе из блока задержки (г - 1) -гокадра (старого),15 б - на входе блока сравнения г-го кадра(нового),в - формирование импульса обнаружения вблоке 4 сравнения и анализа.В исходном положении (фиг, 1) на фотока 20 тоде трубки 1 записано изображение, завор 2закрыт и изображение хранится в течениевремени Т ц. С помощью блока 3 дискретных разверток начинается "читывание в режиме строчной шаговой разверткч. Дискрет 25 ная последовательность видеосигнала черезблок 4 преобразования видеосигнала поступает в блок 5 задержки, который создает задержку на время развертки кадра т.д = г р. ьПо окончании считывания старого кадра он30 стирается устройством 6 стирания. Затем открывается затвор 2, записывается и считывается новое изображение. Одновременно с поступлением из блока 4 дискретной последовательности на вход блока 7 сравнения и анализа35 поступают также из блока 5 задержки импульсы развертки старого кадра. Производитсяих сравнение во временной области и определяется их временной сдвиг.Сигнал рассогласования поступает на инди 40 катор 8 обнаружения и далее на видеоконтрольное устройство 9. От блока 10 синхронизации поступают сигналы синхронизации .наблоки устройства для их временного сопряжения. Пвред затвором 2 ставится оптическая45 система 11.При считываниями неподвижных объектов импулысы рассогласования не вырабатываются,а при наличии движущихся объектов (С нафиг. 3) вырабатывается, импульс рассогласова 50 ния в (фиг. 4), характеризующий величинуперемещения объекта С в пространстве завремя между двумя кадрами. В частности, ширина импульса рассогласования может бытьлегко пересчитана в скорость, а количество им 55 пульсов шаговой развертки, поступающих вблок 4 преобразования видеосигнала, соответствует геометрическим размерам объекта анализа (поиска) вдоль строки.Наблюдение и распюзнавание только движу 50 щегося объекта производится на визуальномконтрольном устройстве 9 с помощью которогоможно наблюдать разностные межкадровыесигналы.Производя аналогичную процедуру по всем65 строкам (1=1, 2, , г), можно получить им:пульсы рассогласования, соответствующие скорости перемещения объекта и его геометриче,ским характеристикам во втором измерении (по второй координате), Для этого блок 7 сравнения и анализа составляется, например, 5 из матрицы регистров (ячеек) памяти и сравнения, число столбцов которой соответствует т - числу шагов строчной развертки, а число п - числу строк развертки в кадре. Каждой из возможных импульсов матрицы видеосигналов, 10 направляется для записи и сравнения только в свой регистр (их число равно т п - произведению числа шагов развертки ча количество строк) и на выходе блока 7 сравнения и анализа, таким образом, будут получаться импульсы 1 б расоогласования как по шаговой развертке вдоль строки (как это показано на фиг. 4), так и по столбцам, т. е. между строками, Это дает возможность следить за направлением движущегося объекта в двух измерениях (координа тах). В отдельных случаях (например, обнаружение перемещающихся объектов на местности) нет необходимости иметь матрицы регистров. В этом случае достаточно иметь устройства, реализующие способ построчного выделе ния подвижных объектов.Предмет изобретения1. Способ выделения динамических объектов зо из заданной совокупности, при котором анализируемое изображение предварительно записывают на фотокатод передающей телевизионной трубки с памятью, отличающийся тем, что, с целью автоматического определения геометрических и динамических параметров объектов, перемещающихся с различными скоростями на фоне стационарных или слабо флуктуирующих, записанное на телевизионной трубке изображение оптически изолируют от реального изображения анализируемои совокупности объектов, хранят на этой трубке в течение времени, определяемого диапазоном возможнь 1 х динамических характеристик объектов поиска, далее считывают в режиме шаговой развертки с одновремечным стиранием, задерживают полученный видеосигнал на время развертки одного кадра изображения, повторяют запись и считывание следующего кадра изображения анализируемой совокупности, сравнивают по строкам и столбцам считываемые дискретные сигналы с задержанными и по величине временного рассогласования судят о параметрах перемещения динамических (подвижных) объектов, а по общему числу импульсов рассогласования - о их геометрических характеристиках.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью индикации и визуального контроля динамических объектов, разностные сигналы от ряда идентичных датчиков при помощи имеющихся каналов связи связывают в систему зонального обнаружения динамических объектов и подают на индикатор (сигнализатор) и ьидеоконтрольное устройство, индицирующее местонахождение динамического объекта,330406 (с 1/Л -ьмгзиг 4Составитель А. Матвеевкпор С. Хейфиц Тсхред Л. Богданова Корректор С. Сатагулов Заказ 1461 Изд.288 Тираи 448 Подписное ЦНИИПИ Комитета пю делаы изобретений и ожрытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская иа 6., д 4/5бластная типография Костромского управления по печ