Устройство для подсчета плоских предметов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ Совэ СоветскихСоциалистическихРеснублик 1)1005411(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(33 УДК 621. 374. .32(088.8) Дата опубликования описания 15.03,83(72) Авторы изобретения Г.В. Поляков, Б.А. Финкельштейн и А,А. Суха вого красного Знамениверситет овский ордена Тр государственны) Заявител(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА. ПЛОСКПРЕДМЕТОВ нноебло етекпри Изобретение относится к телевизионным средствам автоматического анализа изображений, используемых например, для измерения числа и площади предметов, произвольно распределенных на плоскости носителя изображений, и может быть использовано в робототехнике для подсчета количест-. ва предметов на сцене и классификации по занимаемой ими площади, а также для подсчета и квтассификации биообъектов.Известно телевизио устройство, содержащее телекамеру к строчной развертки, выполняющий функцию поиска объектов, блок следящей развертки, выполняющей .обход контура объекта кипп-реле, подключенное к выходу телекамеры, пиковйй детектор, подключенный к блоку .следящей раз" вертки, схему антисовпадений, на один иэ входов которой подан сигнал с кипп-реле, а на другой вход подан сигнал с пикового детектора, к выходу схемы антисовпадений подключен счетчик С 13.Недостатком этого устройства является узкий диапазон размеров измеряемых частиц .иэ-эа ограничений, налагаемых кипп-реле и пиковым д тором а также неточность счета наличии в объектах визуальных отверстий, так как в устройстве нетселекции внешнего и внутреннего ктура. 5Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для подсчета плоскихпредметов, содержащее телевиэион ную камеру, входы которой соединеныс первыми выходами блока строчнойразвертки и блока следящей развертки, блок управления, первый и второйвыход которого через коммутатор подключен к первым входам блока строчной развертки, интегратор, выход которого через дискриминатор соединен с первым входом счетного блока,второй вход которого подключен ктретьему выходу блока управления.При этом вначале происходит выделение контурных линий объекта, затемих отображение на следующую телетрубку, оптически связанную с телекамерОйВ режиме поиска устройство работаеткак обычная телевизионная система спострочной разверткой, а при попадании луча на иэображение выделеннойконтурной линии на телекамере проис".ходит переход в режим пошагового слежения. за контуром. Данное устройст 1005111 4во не ограничивает диапазон размеров измеряемых частиц 2 )..НедоСтатком извЕстного устройстваявляется невысокая точность, таккак при наличии в частицах визуаль,ных отверстий происходит избыточныйПодсчет, а также сравнительно невысокая скорость подсчета из-за необходимости в предварительном выделе-,нии контуров для последующего ихобхода.Цель изобретения - повышение точности устройства и увеличение скорости подсчета числа предметов, т.е.повышение его быстродействия.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для подсчета плоских предметов, содержащее телевизионную камеру, входы которой соединены с первыми выходами блока строчной развертки и блока следящей развертки, блок управления, первый и второй выход которого через коммутатор подключен к первым входам блока строчной развертки и блока сле дящей развертки, интегратор, выход которого через дискриминатор соединен с первым входом счетного, блока, второй вход которого подключен к тре тьему выходу блока управления вве,дены формирователи импульсов, ключ, блок дифференцирования и блок регист рации контура, выхоц кфторого через первый формирователь импульсов соединен с первым входом. блока управления, четвертый выход которого подключен к второму входу блока следящей развертки, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления и с первым входом ключа, выход которого подключен к входу интегратора, выход телевизионной камеры соединен с третьим вхо- дом блока следящей развертки и через блок дифференцирования - с третьим входом блока управления, третий выход которого подключен к. второму входу ключа, первый и второй выходы блока строчной развертки соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока управления, третий выход блока строчной развертки подключен к первому входу блока регист- рации контура, к входу второго форин рователя импульсов, выход которого соединен с входом блока регистрации контура и с третьим входом счетного блока, второй выход блока следящей развертки подключен к третьему входу блока регистрации контура.Кроме .того блок управления содержит элемент памяти, элемент задержки, элемент сравнения, селектор полярности, формирователь импульсов, элемент И и элемент неравиозначности, первый вкод которого соединен .с первым входом блока управленйя, третий вход которого .через формирова тель импульсов подключен к вто 4 Ьмувходу элемента неравнозначности, выход которого соединен с вторым выходом блока памяти и с первым входом элемента И, выход которого под 5 ключен к третьему выходу блока управления, третий вход которого через селектор полярности соединен свторым входом элемента И, четвертыйи пятый входы блока управления под 10 ключены к входам элемента памяти,первый выход которого соединен счетвертым выходом блока управления,второй вход которого подключен кпервому входу элемента сравнения,15 выход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выходэлемента памяти через элемент за"держки подключен к второму входуэлемента сравнения.2 р Блок регистрации контура содержитблок считывания, блок стирания,блок записи и запоминающую электронно-лучевую трубку, входы которой соединены с выходами блока считывания,блока стирания и блока записи,входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьемувходам блока регистрации контура, выход которого соединен с выходомзапоминающей электронно-лучевой трубки.На чертеде представлена блок-схема устройства.Устройство содержит телевизионнуюкамеру 1, блок 2 строчной развертки,35 блок 3 считывания, элемент памяти 4,блок 5 следящей развертки, блок бзаписи, элемент 7 сравнения, блок 8дифференцирования, блок 9 управления,селектор 10 полярности, формирователь40 11 импульсов, элемент неравнозначности 12, элемент И 13,элемент 14 за-:держки , коммутатор 15, ключ 16,интегратор 17, дискриминатор 18,счетный блок 19, первый формирователь импульсов 20, запоминающуюэлектронно-лучевую трубку 21, блок22 регистрации контура, блок 23 стирания, второй формирователь .24 импульсов,Устройство работает следующим образом.Изображение проецируется на телевизионную камеру 1. В режиме поиска импульсы видеосигнала с камерыотсутствуют и устройство работа 55 ет как обычная телевизионная система с построчной разверткой изображения, осуществляемой блоком 2 строчной развертки, который управляет блоком 3 считывания. При попаданииЯ электронного луча на перепад яркости на телевизионной камере возникает видеосигнал, который на выходе блока 8 дифференцирования будет представлять собой Прямоугольный импульс, причем при перепадеМ15 20 Формула изобретения 45 50 темное - светлое будет положительный - а при .,перепаде светлое - темное будет отрицательным. После этого им" пуль поступает на Формирователь 11 импульсов, который на вход элемента неравнозначности 12. выдает только однополярные импульсы, независимо от полярности импульсов с блока 8 дифференцирования. На выходе селектора 10 полярности, на вход которого также поступают. импульсы с блока 8 дифференцирования будут импульсы только в том случае, когда перепад яркости при движении луча был светлоетемное, т.е. перепад фон в ,предмет, что соответствует внешнему контуру предмета. При поступлении видеосигнала на первый вход элемента неравнозначности 12 и отсутствии его на втором входе, который является выходом с первого формирователя 20 импульсов, на выходе элемента неравнозначности 12 возникает импульсныйсигнал, который, поступает иа входкоммутатора 15, переключающего работу блока 2 строчной развертки на работу блока 5 следящей развертки, азначит и работу блока 3 считывания на работу блока 6 записи, Начинаетсярежим непрерывного слежения расфокусированным лучом по границе перепадов яркости и одновременная запись контура на экран запоминающейэлектронно-лучевой трубки 21 до совпадения координат исходной точки обхода контура, занесенных в элементпамяти 4 и задержанныхэлементом задержки 14 для предотвращения срабатывания элемента сравнения 7 в начальный момент, и координаты конечнойточки замкнутого контура, При этомна экране запоминающей электроннолучевой трубки 21 отобразится контур предмета. Эти же сигналы блокаследящей развертки поступают черезключ 16, который отпирается элементом И 13, реагирующем .на внешнийконтур предмета, на интегратор 17,который определяет площадь внешнего контура. Выход интегратора поступает в дискриминатор 18 с выхода которого сигналы поступают в счетный блок 19,который регистрирует распределенияпо площадям и увеличивает на единицу предыдущее число предметов по сигналам с элемента И 13, После окончания обхода контура выходной сигналэлемента сравнения 7 поступает на 55 вход .коммутатора 15.и происходит переключение на работу строчной развертки и соответственно на работу блока 3считывания, причем с той же точки, в которой произошла остановка зафикси-.,Я) ровЪнной элементом памяти 4. При дальнейшем сканировании изображения предмета на телевизионной камере и одновременно считывании с запоминающей электронно-лучевой трубки возникают видеоимпульсы с телекамерыи выходные сигналы запоминающейэлектронно-лучевой трубки, элементнеравнозначности 12 не .срабатываети процесс сканирования продолжается,Затем происходит переключение на следящую развертку. Сигнал с выхода .блока 5 следящей развертки не проходит в интегратор 17 йз-за того, чтоключ 16 заперт, так как с выхода селектора 10 полярности не поступает навход элемента И 13. В этом случае неувеличивается и счет предметов, новнутренний контур отображается наэкране запоминающей электронно-лучевой трубки 21 и дальнейшая работаустройства продолжается до следующего предмета или до окончания скани-,рования всего кадра. При окончаниисканиронания кадра второй формирователь 24 импульсов запускает работублока 23 стирания и выдает сигналоб окончании очередного счета в счетный блок 19, а блок 2 строчной развертки переводит сканирующий луч висходное состояние и начинается новый цикл работы устройства,Устройство позволяет производитьсчет предметов при наличии в них визуальных отверстий, что невозможносделать в известном устройстве, таккак обход контуров происходит нена самом изображении, а на выделенных линиях контраста, что не позволяет отделить внешний контур предметаот визуальных отверстий. Данное устройство также обеспечивает увеличение скорости подсчета предметов вдва раза по сравнению с известнымза счет совмещения операций выделения контура и его обхода. 1. Устройство для подсчета плоских предметов, содержащее телевизионную камеру, входы которой соединены с первыми выходами блока .строчной развертки и блока следящей развертки, блок управления, первый ивторой выходы которого через коммутатор подключены к первым входам блока строчной развертки и блока следящей развертки, интегратор, выход которого через дискриминатор соединен с первым входом счетного блока, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены формирователи импульсов, ключ, блок дифференцирования и блок регистрации контура, выход которого через первый формирователь импульсов соединен с первым входом блока управления, четвертый выход которо 1005111го подйлючен к второму входу блока следящей развертки,первый выход которого соединен с вторым входом блока, управления и с первым входом ключа, выход которого подключен к входу интегратора, выход телевизионной камеры соединен с третьим входом блока следящей развертки и через блок дифференцирования - с третьим входом блока управления, третий выход которого .подключен к второму входу клю-ча первый и второй выходы блока строчной развертки соединены соответственно с четвертым и пятым входа" ми блока управления, третий выход блока строчной развертки подключен к 15 первому входу блока регистрации контура и к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации конура и с третьим входом счет О ного блока,"второй выход блока следящей развертки подключен к третьему входу блока регистрации контура.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что. блок управления содЕржит элемент памяти, элемент задержки, элемент сравнения, селектор. полярности, формирователь импульсов, элемент Й и элемент неравнозначности, первый вход которого соединен с первым входом блока управления, третий вход которого через формирователь импульсов подключен, к второму входу элемента неравнозначности, выход которого соединен с вторым выходом блока памяти и с первым входом элемента И, выход которого подключен к третьему выходу блока управления, третий вход которого через селектор полярности соединен с вторым входом элемента И, четвертый и пятый входы блока, управления подключены к входам элемента памяти, первый выход которого соединен с четвертым выходом блока управления, второй вход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход элемента памяти через элемент задержки подключен к второму входу элемента сравнения.3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок. регистрации контура содержит блок считывания, блок стирания, блок записи и запоминающую электронно-лучевую трубку, входы которой соединены с выходами блока считывания, блока стирания и блока записи, входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока регистрации контура, выход которого соединен с выходом запоминающей электронно-лучевой трубки. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 229590, кл. С 06 М 11/02, 1970,2. Авторское свидетельство СССРВ 433518, кл, С 06 М 11/02, 19721005111 Соста Техре орректор В.Бутяг Редактор К Вол ное одпР Зака