Устройство для распознаванияизображений обектов c однородной структурой

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубаик842872) Авторизобретения И. И. Стрижки аэрофотосъемки Московский институт инженеров ге и картографи(71) Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ С ОДНОРОДНОИ СТРУКТУРОЙ ча1 Ено 3Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для распознавания изображений объектов с однородной структурой, например, лес, водная поверхность и др.Известно устройство, реализующее способ распознавания изображений объектов с однородной структурой. Указанный способ состоит в наложении друг на друга двух идентичных изображений распознаваемого объекта и поворота одного из изображений в своей плоскости на угол до 10. В случае возникновения муаровой картины (имеющей круговую форму) принимается решение о принадлежности объекта к объектам, имеющим однородную структуру 1Известны устройства для распознавания изображений, содержащие источник света, оптическую систему, телевизионный датчик и блок обработки информации 2,Указанные устройства не обеспечивают выполнение операций по описанному выше способу.Известно устройство для распознавания изображений, которое является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, представляющее собой оптический коррелятор, состоящее из оптической системы проецирования изображения и фотоприемника (телевизионного датчика - видикона, связанного с блоком управления), причем оптическая система содержит расположенные последовательно на одной оси: осветитель, состоящий из источника света и линзы, два изображения и интегрирующую линзу 3.Недостаток известного устройства заклюется в низком быстродействии при распозвании изображений объектов с однородй структурой, для которых процесс поиска и совмещения одноименных участков должен выполняться предварительно человеком.Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее оптическую систему проецирования изображения, телевизионный датчик; связанный с блоком управления, введены коммутатор, элемент задержки, схема сравнения, а оптическая система проецирования изображения содержит первый осветитель, второй осветитель, транспарант с входным изображением, первый отражательный элемент, второй отражательный элемент, первый узел колебания, датчик узла наклона отражательного элемента, призму Дове; второй узел колебания, датчик угла поворота, первый осветитель оптически связан с телевизионным датчиком через транспарант с входным изображением и первый отражательный элемент, второй осветитель оптически связан с телевизионным датчиком через транспарант с входным изображением, второй отражательный элемент и призму Дове, призма Дове связана с первым узлом колебания и датчиком угла поворота, выход которого соединен с одним из входов блока управления, первый отражательный элемент связан со вторым узлом колебания и датчиком угла наклона отражательного элемента, выход которого подключен к одному из входов коммутатора, выход телевизионного датчика соединен с другим входом коммутатора, один выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, а другой через элемент задержки - со вторым входом схемы сравнения.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для распознавания, на фиг. 2 и 3 приведены рисунки, иллюстрирующие свойства муаровой картины изображений обектов с однородной структурой.Указанное устройство содержит: осветители 1 и 2, транспарант с входным изображением - фотоизображение 3, отражательные элементы в виде плоских зеркал (второго и первого) 4 и 5, узел 6 колебания второй), датчик 7 угла наклона (зеркала), призму 8 Лове, узел 9 колебания (первый), датчик 10 угла поворота (призмы), телевизионный датчик 1, блок 12 управления телевизионным датчиком), коммутатор 13, элемент 14 задержки, схему 5 сравнения, регистрирующий блок 16,Перечисленные блоки и элементы соединены следующим образом.Оптическая система предлагаемого устройства состоит из двух тождественных по конструкции каналов, один из которых содержит осветитель 1 и зеркало 5, а другой - осветитель 2 и зеркало 4, причем плоскость каждого зеркала перпендикулярна плоскости телевизионного датчика 11 и плоскости фотоизображения 3, которое расположено между осветителями и зеркалами. Оптические оси осветителей скрещены между собой и каждая из них составляет одинаковый угол с перпендикуляром к плоскости фотоизображения. В одном из каналов оптической систе мы, содержащем неподвижное зеркало 4, расположена призма 8 Дове, связанная с узлом 9 колебания и датчиком 10 угла поворота, выход которого соединен с одним из входов блока управления телевизионным датчиком 12. Плоское зеркало 5 связано с узлом 6 колебания и датчиком 7 его угла наклона. Выход датчика 7 соединен с одним из входов коммутатора 13. Выход телевизионного датчика 11 соединен с одним из входов коммутатора 13, два выхода которого соединены с соответствующими входамисхемы 15 сравнения, причем один из указанных выходов присоединен через элемент 4задержки, а выход схемы 15 сравнения соединен со входом регистрирующего блока 16.5 Каждый из осветителей представляетсобой одновременно и коллектор. В качестветелевизионного датчика 12 может быть использован видикон. Конструктивное исполнение блоков 6 и 9, датчиков 7 и 10, узлов 13 - 15, блока 16 определяется их функциональным назначением и различными известными техническими средствами.Оптическая система предлагаемого устройства позволяет получить на экране телевизионного датчика два изображения одногои того же участка фотоснимка, наложенныедруг на друга, причем одно из изображенийповорачивается призмой 8 на угол до 10.Поскольку оптимальный угол разворотаизображений зависит от их структуры илежит в пределах 1 - 10, призма 8 при 20 водится в колебательное движение узлом 9вокруг оси, параллельной ее основанию,с амплитудой 10. Это позволяет анализировать изображения с любой степенью однородности,В основе принципа действия предлагаемого устройства лежит также следующийэкспериментальный факт: при сдвиге одногоиз наложенных изображений в горизонтальном направлении муаровая картина перемещается в вертикальном направлении. На30 фиг. 2 и 3 приведены рисунки, иллюстрирующие это свойство муаровой картины. Онохарактерно только для муарового эффектаи использовано для его обнаружения. Присканировании наложенных изображенийпо двум строкам 1 - 11 и И 1 - 1 Ч (фиг. 3),соответствующие видеосигналы будут одинаковы только при наличии муаровой картины. В этом случае они отличаются такжесимметрией относительно середины строкисканирования (центра муаровой картины,40 совпадающего с точкой разворота изображений).Изложенный метод обнаружения муаровой картины реализован в предлагаемомустройстве с помощью следующих средств.Смещение одного из изображений осуществ 45 ляется колебательными движениями зеркала,подается в блок управления телевизионнымдатчиком 12, где используется для перемещения сканирующего луча телевизионногодатчика в то место, куда перемещается муа 50ровая картина. Кроме того, этот сигнал осуществляет переключение коммутатора,Сигнал с датчика 7 угла наклона зеркала 5 подается в блок 12 управления, гдеиспользуется для изменения длины строкисканирования изображений телевизионнымдатчиком 11. Это позволяет повысить быстродействие устройства за счет уменьшенияобъема сканирования и точность сранениявидеосигналов за счет сравнения сигналов,соответствующих только диаметрам возникающих муаровых картин. Частота сканирования изображений должна быть на 1 - 2 порядка выше частоты колебаний призмы 8.Предлагаемое устройство работает следующим образом,На экране телевизионного датчика 11 оптической системой формируются два наложенных друг на друга идентичных изображения, причем одно из них совершает развороты в своей плоскости, вызванные колебанием призмы 8, а другое совершает возвратно-поступательное движение в горизонтальном . (или вертикальном) направлении под действием зеркала 5. Телевизионный датчик 11, управляемый блоком 12, сканирует наложенные изображения последовательно по двум параллельным строкам. Сигналы, соответствующие двум строкам сканирования, поступают через коммутатор 13 в схему 15 сравнения, причем сигнал с первой строки задерживает элемент 14 задержки. Схема 15 сравнения сравнивает поступившие сигналы и при их равенстве (что имеет место при наличии муаровых картин) выдает сигнал на блок 16 регистрацииЗадача поиска и распознавания объектов с однородной структурой изображения на всей площади снимка может быть решена путем его последовательных перемещений в вертикальном и горизонтальном направлениях.Техническая эффективность предлагаемого устройства заключается в ускорении процесса распознавания и поиска изображений объектов с однородной структурой.Формула изобретенияУстройство для распознавания изображений объектов с однородной структурой,содержащее оптическую систему проецирования изображения, телевизионный датчик, связанный с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит коммутатор, элемент задержки, схему сравнения, а оптическая система проецирования изображения содержит первый осветитель, второй осветитель, транспарант с входным изображением, первый отражательный элемент, второй отражательный элемент, первый узел колебания, датчик угла наклона отражательного элемента, призму Дове,. второй узел колебания, датчик угла поворота, первый осветитель оптически связан с телевизионным датчиком через транспарант с вход ным изображением и первый отражательныйэлемент, второй осветитель оптически связан с телевизионным датчиком через транспарант с входным изображением, второй отражательный элемент и призму Дове, призма Дове связана с первым узлом колебания и датчиком угла поворота, выход которого соединен с одним нз входов блока управления, первый отражательный элемент связан со вторым узлом колебания и датчиком угла наклона отражательного элемента, выход 25 которого подключен к одному из входов блокауправления и к одному из входов коммутатора, выход телевизионного датчика соединен с другим входом коммутатора, один выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, а другой через элемент задержки - со вторым входом схемы сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по заявке Мо 2607472/18-24, кл, б 06 К 9/00, 1978.2. Полоник В. С. Телевизионная автоматика, Энергия, Л., 1970, с. 5 - 21.3. Гудмен Дж. Введение в Фурье оптику.М., Мир, 1970, с. 212 - 216 (прототип).842872 Исюоное положене иуаробоц картины фиг. Напрабленоесюесцеюсямуаровойарлио/ы Иалра 8 леюе изооражени ею Мака ренк И Редактор А. ВласенкоЗаказ 5106/64ВНИИПпо113035,Филиал ПП Составитель О. По Техред А, Бойкас Тираж 745 осударственного комам изобретений и ова, Ж - 35, Раушскаатент, г, Ужгород,тниковКорректорПодписнотета СССРткрытийнаб., д. 4/5ул. Проектная,