Устройство выделения контурных изображений

Ь,з, р,0 р ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических республик(51)М, Кл,2 601 В 9/08 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 050579. Бюллетень Ио 17 Дата опубликования описания 0505.79(72) Авторы изобретения Т.Е. Замора, А.Л. Лукенюк и Б,В,Осыка Специальное койструкторское технологическое бюрогеофи зиче ского при боростроени я Фи зи ко-механическогоинститута ЛН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ КОНТУРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ изобретение относится к устройствамдля выделения инФормативных контурных иэображенийИзвестные устройства выделения контурных изображений содержат блок развертки изображения; приемник излучения, электрический или апертур- ный (йространственный) фильтр, инвертор,сумматор и пороговый элемент 1) .В этом устройстве в качестве 10 Фильтра используется апертурный фильтр, образованный круглой диафрагмой, которая производит развертывание йсследуемого изображения параллельно и од- новременно с основной информационной 15 диафрагмой.Для осуществления такой развертки сканирующий узел состоит иэ развертывающего элемента, полупрозрачного зеркала и двух объективов. устройство содержит также два прием ника излучения. Входы сумматора устройства соединены с выходами приемников излучения: один - непосредственно, а второй - через инвертор, Одним из недостатков такого устройства является сложность конструктивного исполнения его схемы, а другим- невозможность обеспечения максимальной контрастной чувствительности выделения контуров на фоне простран 2ственных помех при уменьшении ярКости исследуемого изображения, Второй недостаток обусловлен тем, что при снижении яркости изображения уменьшается амплитуда информационного сигнала. Ь так как уровень срабатывания порогового элемента при этом остается прежним, построенным на выделении информационных сигналов с большей амплитудой, то контурные линии с тем же оптическим контрастом не будут выделены., В случае, если порог настроен на срабатывание от минимально допустимой на фоне шумов амплитуды информационного сигнала при низкой яркости иэображения (порог более низкий 1, то при увеличении яркости изображения возрастает амплитуда пространственных шумов, обусловленных двумернои структурой исследуемого изображения, и повышается вероятность ложного срабатывания устройст,ва, что также недопустимо.Наиболее близким. для данного технического решения является устройство 2), в котором применен электрический Фильтр низших частот, а блок развертки изображения содержит зеркальный барабан, объектив и сканируюхщую диафрагму, расположеннуюперед Фотокатодом приемника излучения, Вы ход приемника излучения этого устройства соединен с первым входом сумматора и со входом фильтра, Выход Фильтра подключен через инвер-5 тор ко второму входу сумматора, выход которого соединен с пороговым элементом.При развертке исследуемого изображения сканирующая диафрагма последовательно проходит по его полю. Световой поток, проходящий через диафрагму на приемник излучения, пропорционален яркости участка изображения, выделенного сканирующей диафрагмой, В момент пересечения сканирующей )8 диафрагмы с контурной линией изображения происходит изменение светового потока, в результате чего Формируется световой импульс. Информационный световой импульс преобразует- ЯС ся в электрический сигнал и последующая задача при выделении контурных изображений заключается в регистрации данного электрического импульса с помощью порогового элемента.В известном устройстве электрический сигнал проходит через Фильтр нижних частот, на выходе которого сигнал нест информацию о значении средней яркости исследуемого изображения и не содержит кр .ткоэременного (высокочастотного) информационного импульса. Далее этот низкочастотный сигнал инвертируется и поступает на вход сумматора. На другой ф вход сумматора поступает сигйал, содержащий как низкочастотную состав. ляющую, так и информационный .сигнал. В результате происходит вычетание средней составляющей из напряжения, 4 С которое поступает на пороговый элемент. Этим осуществляется уменьшение зависимости амплитуды информационного сигнала от яркости исследуемого изображения. Однако эта зави симость полностью не устраняется, что приводит к снижению контрастной чувствительности устройства при изменении яркости изображения.Это объясняется тем, что уровень срабатывания порогового элемента устанавливается в зависимости от величины шумовых выбросов, амплитуда которых определяется в основном структурой исследуемого изображения и зависит прямо пропорционально от яркости изображения, Амплитуда информационного импульса пропорциональна .произведению средней яркости изображения на контрас т контурной . линии. Поэтому при, 6 С снижении яркости ухудшается контрастная чувствительность вытеленкя информационных сигналов.Действительно, еслй при максимальной яркости изображении й и 65 минимальном контрасте контурной ли- нииК,уровень срабатывания порогового элемента равенЧпор 1 пах К тйигдев . коэффициент пропорциональности, а напряжение информационного сиг нала в общем случае равноЧ = пКК, тодля выполнения условия срабатывания порогового элемента.Ч Чбр -необходимо, чтобы й КйК; .Отсюда вид но, что при уменьшении яркости Я( й возможно выделение контурныхПЩХлиний с контрастом К)К, ., т.е. контрастная чувствительйость ухудшается.Целью изобретения является повышение контрастной чувствительности выделения контурных изображений.Поставленная цель достигается тем, что в изЬестное устройство, содержащее сканирующий узел, приемник излучения, фильтр, инвертор и поро" говый элементвведены источник опорного напряжения, схема сравнения и регулируемый аттенюатор.,Регулирувььй аттенюатор данного устройства включен между выходом приемника излучения й первым входом сумматора. При этом выход регулируемого аттенюатора и первый вход сумматора подключены через Фильтр:нижних частот к первому входу схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом регулируемого аттенюатора. Второй вход схемы сравнения подключен, к выходу источника опорного напряжения, который через инвертор соединен с вторым входом сумматора, выход которого подключен к пороговому элементу. Существенность отличий предложенного регистратора от известного состоит в том, что в него введены источник опорного напряжения, схема сравнения и регулируемый аттенюатор, а выход приемника излучения соединен со входом сумматора не непосредственно, как в известном устройстве, а через регулируемый аттенюатор.Яа чертеже приведена блок-схема предложенного устройства. Устройство содержит блок развертки изображения 1, производящий развертку изображения 2 приемник излучения .3, регулируемый аттенюатор 4, фильтр 5, схему 6 сравнения напряжения Фильтра 5 с опорным напряжением источника 7, инвертор 8, сумматор 9 и пороговый ,элемент 10.Особенности устройства закЛючаются в следующем, На первый вход схемы сравнения 6 поступает сигнал с выхода регулируемого аттенюатора 4 через фильтр 5, который пропускает сигнал низких частот, соответствующих частотам изменения яркости иэображения 2, Информационный сигнал, как более высокочастотный, не проходит через Фильтр 5.661233 и, следовательно, контрастная чувст вительность поддерживается максимально возможной.Результаты проведенных исследований предложенного устройства и известного при выделении контурных ли- ЗО ний с контрастом 0,1 - 0,8 на фонепространственных помех (мешающих изображений), контраст которых не превышает 0,07 и изменение яркости изображения на 20 дб представлены 35 в таблице,Средняя яркость изображения, отн.ед,4 12 Д 1 Устройство 10 Минимальный контраст выделяемого контура К О, 2 Ою 4 Оф 8 Известное Оф 1 Ок 12 Оу 15 Ок 11 012 Ок 12 50 ную чувствительность выделения контурных линий и надежность обработки информации. Формула изобретения 55 60 Изменение яркости исследуемого изображения 2 приводит к изменению напряжения на выходе приемника излучения 3 и соответственно на первомвходе схемы сравнения 6,что вызывает появление сигнала разбаланса на выходе схемы сравнения, Сигнал разбаланса управляет регулируемым аттенюатором 4 таким образом,что на выходе регулируемого аттенюатора 4 поддерживается постоянноесреднее (фоновое) напряжение, величина которого равна напряжению ис"точника опорного напряжения 7 независимо от яркости участка изображения2, выделяемого в данный момент сканирующей диафрагмой. Этим осуществляется,автоматическое регулирование коэффициента передачи регулируемого аттенюатора в зависимостиот яркости иэображения 2, что обеспечивает зависимость уровня информационного сигнала на выходе поро-гового элемента 10 от измененийяркости изображения, На вход порогового элемента поступает разностьдвух напряжений - с выхода регулируемого аттенюатора и с источникаопорного напряжения, т.к. на входсумматора 9 опорное напряжение поступает через инвертор 8. Этим устраняется постоянная составляющаяна входе порогового элемента, которая равна напряжению опорного ис"точника, величина которого устанавливается в зависимости от светотехнических условий работы устройства.Амплитуда информационного сигнала Предложенное 0,1 01 0,1 Сравнение полученных результатовподтверждает преимущество предложенного устройства, т.к оно обеспечивает практически максимально допустимую контрастную чувствительностьвыделения контурных линий при изменении средней яркости исследуемогоизображения, Предложенное устройство при изменении яркости в 10 раэобладает контрастной чувствительйТж-тью в 7 раэ высшей, чем известноеустройство,Использование предложенного устройства выделения контурных изображений по сравнению с известнымимеет значительное преимущество,т,к. существенно повышает контрастпри таком регулировании не зависитот яркости изображения, Поэтомупредложенное устройство позволяетподдерживать контрастную чувствительность выделенияконтурных изображений максимально возможной незави симо от изменений яркости исследуемого изображения, т.е. обладает более высокой контрастной чувствительностью по сравнению с известнымустройством.1 О В предложенном устройстве напороговый элемент поступает информационный сигнал, амплитуда которогоЧ =пя КМ,где М - коэффициент передачи регулируемого аттенюатора,"Значение М обратно пропорционально средней яркости Й исследуемогоизображения М = -щ-йПоэтому условйе ЧЧ выполняет ся при любых значенйях яркости изоб- ражения Устройство выделения контурных Изображений, содержащей блок развертки изображения, приемник излучения, Фильтр,инвертор,сумматор и.пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения контрастной чувствительности, оно содержит источник опорного напряжения, схему сравнения и регулируемый аттенюатор включенный между выходом приемника .излучения и первым входом сумматора,61 2 3 3 Составитель В.Зверевв. Техреду,Бабурка Коррект Тираж 865 Подписн ЦНИИПИ ГосудаРственного комитета по делам изобретений и открыт3035, Москва, Ж, Раушская наб., Г.Назарова релактоо А.АбрамЗаказ 2420/34 СССРд.45 илиал ППП Патент , г.ужгород, ул.Проектная,4 причем нйход регулируемо го атже нюатора и первый вход сумматора подклюМы через Фильтр к первомутфкоду схемы равнения, выход кщФЖ соединен с управляющим входом регулируемого аттенюатора, а выход источника опорного напряжения соединен со вторым входом схемы сравнения и через,иивертор подключен ко второму входу сумматора, выход которого соединен с пороговым элементом,Источники информации, прйнятые во внимание при экспертизе 81, Кашпук О.А. Инвариантные фотоэлектрические узлы преобразователей графической информации. Сб, .Автоматизация проектирования в электро" нике, ф"Техникаф, 1974, вып. 9.с. 137-143. 82. Абакумов В.Г. и др, Повышениенадежности телевизионных преобразователей графической информации.Вестник Киевского политехнического института, серия радиоэлектроника, Р 13, 1976, с. 37,28.