Способ определения периметра изображения объекта

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к способу определения периметра изображения, объекта, и можетбыть использовано при распознаванииобразов.Цель изобретения - повышение скорости определения периметра изображения объекта, 10На фиг.1, 2 показан принцип формирования сигналов изображения; нафиг.3 - пример практической реализации способа,Пусть на вход оптической системыпоступает некоторое изображение, Спомощью оптической системы на фотоприемное устройство проецируется сначала увеличенное, а затем уменьшенное изображение, или наоборот (возможно также формирование непосредственно на матричном фотоприемном устройстве кольца, окаймляющего исходное изображение). При проецированииувеличенного изображения его суммарная яркость, пропорциональная площади, преобразуется в электрическийсигнал (ток или напряжение), величина которого фиксируется. Затем проецируется уменьшенное изображение,3"световой поток которого также преобразуется в электрический сигнал, величина которого фиксируется. Еслисветовой поток преобразуется в напряжение, то получаются сигналы35 где Ы, П, Б+, Б - соответственнонапряжения и площади увеличенного и уменьшенного изображенийК - коэффициент преобразования,Предполагается, что плотность светового потока увеличенного и уменьшенного изображений одинакова (или,что то же, одинаковы удельные яркости увеличенного и уменьшенного изображений), Проецирование выполняетсятак, чтобы расстояния между контурами уменьшенного и исходного изображений и между контурами исходного иувеличенного изображений были одинаковы и равны АПосле определения напряжений П иП находится их разность(Б -Б)По найденному разностному напряжению П вычисляется периметр изображенчяПРь УГУЭта формула позволяет определитьточное значение периметра изображе"ния при условии, что известна величина / и она остается строго одинаковой для увеличенного и уменьшенногоизображений, Это условие может бытьобеспечено с помощью специальной оптической системы и специальной геометрии фотоприемного устройства. Кроме того, возможность варьированиягеометрии фотоприемного устройства(например, фотокатода) и соответствующей настройки оптической системыпозволяет добиваться компенсации оптических искажений, влияния изменений плотности светового потока.(удельной яркости изображения) при проецировании уменьшенного и увеличенногоизображений, В матричных фотоприемных устройствах постоянство величиныК обеспечивается постоянством размеров ячеек.На фиг. 3 представлена обобщеннаяфункциональная схема устройства (реализующего данный способ), обеспечивающего возможность одновременного формирования и преобразования в электрические сигналы увеличенного и уменьшенного изображения с помощью двухпараллельных каналов преобразования.Устройство содержит оптическуюсистему (ОС) 1, вход которой являете,1ся входом устройства, блок 2 преобразования светового потока (БПСП),оптический вход которого оптическисоединен с выходом ОС 1, измерительный блок (ИБ) 3, вычислительный блок (ВБ) 4 и блок 5 управления(БУ), Выход БУ 5 соединен с управляющж входом ОС 1 и с управляющимвходом ВБ ч. Выход БПСП 2 соединен,с входом ИБ 3, выход которого подключен к входу ВБ 4, выход 7 которого является выходом устройства.Вход 6 БУ 5 является входом запуска устройства,ОС 1 формирует световые потоки,с помощью которых обрабатываемоеизображение проецируется на фотоприемное устройство БПСП 2Под действием сигналов БУ 5, запускаемого169 б 9 10 15 20 25 30 3540455055 3 14 сигналом на входе Ь, оптическая сис" тема формирует увеличенное и уменьшенное изображения, причем при формировании этих изображений плотность потока световой энергии поддерживается постоянной (т.е. энергия, попадающая на элемент поверхности фотоприемного устройства блока 2 не уменьшается). Изменение размеров изображения ОС 1 может выполнять путем расфокусировки изображения или же путем изменения фокусного расстояния линзовой системы и одновременного перемещения ее (это может достигаться, например, с помощью перемещающегося вдоль оси объекта, в котором перемещение его вдоль оси сопряжено с взаимным смещением линз внутри объектива), Поддерживать постоянной плотность потока световой энергии можно путем регулирования интенсивности света источника излучения оптической,системы (например, регулированием тока лампочки накапливания или светодиода) или путем соответствующего ослабления светового потока. Для стабилизации плотности потока энергии можноприменить в оптической системе обратную связь по световому потоку посредством использования фотоприемника, вырабатывающего электрический сигнал обратной связи, который служит для изменения плотности потока энергии.Допустим, что сначала ОС 1 формирует увеличенное изображение. Соответствующий световой поток поступает на БПСП 2, где преобразуется в электрическое напряжение. Затем формируется уменьшенное изображение, световой поток которого также преобразуется блоком 2 в электрическое напряжение. Полученные в результате преобразования электрические напряжения поступают с выхода блока 2 на ИБ 3, в котором определяется разность напряжений, соответствующая разности площадей увеличенного и уменьшенного изображений. С выхода ИБ 3 разностный сигнал поступает на вычислительный блок 4, который вычисляет периметр изображения и выда" ет на выходе 7 результат вычисления,ИБ 3 может фиксировать напряжения, запоминая их на нужное время в цифровом или аналоговом виде, а затем оп ределять их разность, или может измерять непосредственно разностныйсигнал, выделяя его как амплитудупеременного напряжения, которое возникает на выходе блока 2 при периодическом поочередном формировании увеличенного и уменьшенного изображений. ВБ 4 может быть цифровым или аналоговым устройством - это зависит от того, в каком виде поступает на еговход разностный сигнал (в цифровомили аналоговом), в каком виде представляется выходной результат и т.д.БУ 5 задает цикл измерения, он формирует последовательность управляющих сигналов, по первому из которыхформируется увеличенное изображениепо второму - уменьшенное, после чего измерительный блок формирует разностный сигнал, по третьему - вычисли.тельный блок 4 определяет периметризображения. Если разностный сигналфиксируется как амплитуда переменного напряжения, то сигнал с блока управления на вычислительный блок необязателен, в этом случае блок управления просто дает сигналы, по которым оптическая система поочередно формирует увеличенное и уменьшенное изображения. Для обеспечения высокой точности суммирования необходимо выполнять центрирование и нормализацию обрабатываемых изображений по размеру. Это означает, что изображение должно располагаться по центру фотоприемного поля блока 2 (например, его геометрический центр должен совпадать с центром поля) и занимать на фотоприемном поле определенную зону (например, находиться внутри круга или прямоугольника, занимающего 903 площади фотоприемного поля .и центрированного в нем, будучи вписанным в этот круг или прямоугольник). Засчет нормализации изображения по размеруобеспечивается постоянство величиныразности / между контурами исходного,увеличенного и уменьшенного изображений, а также то, что величина / известна заранее. При использовании в блоке 2 матричных фотоприемных устройств постоянство и известность заранее величины 8 обеспечивается тем,что ячейки матрицы одинаковы и имеютодни и те же размеры, в этом случаенормализация иэображения по размерутребуется для приведения интегральш 12 1 сР10 гДе УШ 1 с 5 141 ного выходного сигнала блоблока 2 к более узкому диапазону изменения. Формула изобретенияСпособ определения периметра изоб-, ражения объекта, основанный на преобразовананни светового потока изображения объекта в опорный электрический сигнал, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения скорости определения периметра изображения, последовательно формируют уменьшенное и. увеличенное изображения объекта, преобразуют световые потоки уменьшенного и увеличенного изображений объектов в первый и второй электрические сигна 69 б 9.лы, суммируют их амплитуды с различными знакамзнаками и по полученному результату ссудят о периметре иэображениянияобъекта с учетом масштаба изображе 5по формуле разностное напряжение;масштабный коэффициент;коэффициент преобразованияоптического иэображения вэлектрический сигнал;расстояние между контурамиисходного, уменьшенного иувеличенного изображенийобъектов.1416969 Составитель А. РомановТехред Л.Олийнык Корректор С.Черни Редактор Л.Пчолинская Заказ 4065/46 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5