Устройство для анализа геометрических параметров групп объектов изображения

(11) 507 881 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1) Дополнительи вт. свид-ву явлено 28,04,73 (21) 1913163/18.оединением заявкиМ. Кл, 06 К Ю) теенный намнтет Инннстроа СССР ем изобретений аткрытнй Гаауд Савв(45) Дата опубликования описания 20,05.76.(72) Автор изобретения 1) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГРУПП ОБ ЪЕКТОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ Изобретение относится к технике автоматическогоанализа совокупности объектов, проецируемых с по, мощью оптических устройств на оптико-электронныйпреобразователь, и может быть использовано для анализа параметров. совокупности объектов в медицине,биологии, дефектоскопии, физике твердого тела, атакже в других областях науки и техники.Известныанализирующие устройства, на вход которых подается видеосигнал от телевизионного датчика, содержащие на входе дискретизатор и пороговый блок, а на выходе видеоконтрольные блоки, логические блоки, блоки обработки результатов и регистраторы,Однако такие анализаторы чрезвычайно сложны,поскольку используют нестандартную развертку либоприменяют электромеханическую систему поискаобъектов, К тому же у ннх не исключена возможностьмногократного анализа тех же объектов, неудовлетворительная селекция близкорасположенных объектов,низкая производительность (скорость анализа),.Цель изобретения. увеличение скорости при раздельном анализе близко расположенных объектов.Достигается это тем, что устройство содержитпоследовательно соединенные коммутатор, блок временных задержек начала разверток по строке и кад. ру, блок формирования вспомогательиьтхньп 1 ульСовн блок формирования наклонных фигур вытеснения,вход коммутатора соединен с выходом дискретизатора, а выход блока формирования наклонных фигурвытеснения . с одним из входов логического блока,другой вход которого соединен с выходом порогово.го блока, и формирователь импульса выделения объекта, вход которого подключен к выходу пороговогоблока, а выход - к уйравляющему входу коммута.тора, причем вход 1 устройства соединен с входом порогового блоКа и с одним иэ входов блока обработкирезультатов.Большое значение имеет изобретение для автомати ческого анализа биологических препаратов, например 1 а мазков, с целью раннего обнаружения раковых и пред.раковых клетокНа фиг. 1 - функциональная схема предлагаемогоустройства; на фиг. " . диаграммы Венна, поясняю.щие процесс формирования "подсвечиваюшего" сиг.20 нала; на фиг, 3. функциональная схема блока обра.ботки результатов.Предлагаемое устройство состоит из дискретнза.тора 1 выход которого подключен к коммутатору 2,и блока 3 временных задержек начала разверток по я тстроке и кадру, последовательно соединенных с ахо 507дом блока 4 формирования вспомогательных имлуль.сов, блоком 5 формирования наклонных фигур вы.теснениялогическим блоком 6, блоком 7 обработки результатов и регистратором 8, а также порогоного блока 9, выход которого соединен с соответст.Ф6вующим входом логического блока 6, и через формирователь 10 импульса выделения объекта - с управ.ляющим входом коммутатора 2, причем вход ви.деосигналаВС соединен с входом порогового бло(ка 9, с соответствующим входом блока 7 обработкирезультатов и входом видеоконтрольного блока 11,второй вход которого подключен к соответствующе.му выходу блока логики 6.Диаграммы Венна 12-24 поясняют процесс форми.,рования "подсвечиваюшего" сигнала,ИФункциональная схема блока обработки результатов (см,фиг.3) состоит из узла автоматики 25, на вход кщторого подключен "подсвечиваюший" сигнал и видео-,сигнал изображения ВС, выход которого параллельно подключен к входам нескольких пороговых уз-цлов 26.28, а опорное напряжение 29 через резистивный делитель 30-32 и пороговые узлы 26.28 подключены к узлу памяти и реализации алгоритма 33.Устройство работает следующим образом. Импуль.сы частоты строкпоступают на дискретизатор 1 Якоторый осуществляет преобразование входного сит-,нала в пачку импульсов, следующих в течение всегои нтервала прямого хода строчной развертки, Импульсы дискретизации по горизонтали и вертикали приотсутствии исследуемых объектов поступают ерезкоммутатор 2 на блок 3 временных задержек началаразверток по строке и кадру, который производитф мирование динамических задержек по горизонформи отали и вертикатн синхронно со скоростью разверткителевизионного датчика, Выходные сигналы устройстввременной задержки синхронизируют работу блока 4ф мированкя вспомогательных импульсов, которыеформирв режиме поиска спнфазны с текущими координата.ми развертки.Наклонные фигуры вытеснения НФВ, формируемые блоком 5, отличаются от универсальных НФВ, тем, что имеют лищь одну или две степени свободы.На фиг. 2 показаны диаграммы Венна четырехНФВ (12-15), на которых стрелками показаны степени свободы (направления перемещения) . Посколькунаклонная фигура вытеснения может занять нарастре любое положение (в соответствии с ее.степенью свободы), то следовательно, из тех жевспомогательных импульсов не трудно сформировать"подобные" НФВ (1.6-19) . При отсутствии объектаисследования йодвижный фронт сех НФВ проходитчерез одну точку в строгом соответствии с текущими;координатами развертки. Диаграмма 20 обозначаетусловное положение всех НФВ в момент считываниясигнала в точке А с координатами А (Х Уо). уЕсли в точке А с координатами А (Хо, У ) произойдет первое совладение считывающего луча с исследуемым объектом, то видеосигнал ВС (см. фиг. 1),поступая через пороговый блок 9 на формирователь10 импульса выделения объекта, будет преобразован .6 О 881в одиночный кратковременный импульс, расположен-ный в верхней части объекта,Осущедтвляется это,например, методом перекрытия, Этот импульс "объек.та" подает на коммутатор 2, который в свою очередьосуществит прерывание импульсов дискретйзации,а следовательно и остановку фронтов НФВ в точкеА (Х, У ). В этот момент времени кончается режимпоиска", начинается этап формирования "подсвечиваюшего" сигнала, который с помощью наклонныхфигур вытеснения выделит оптимальным образоманализируемый объект,Видеосигнал изображения объектов ВС с помощьюпорогового блока 9 преобразуется в двухполярныйсигнум. сигнал, показанный на фиг. 2,21, Этот сигнумсигнал поступает в блок логики 6, в котором онпосле совпадения с импульсами фронта каждой 1 иэНФВ формирует сигналы обратной связи, подаваемыена блок формирования 5, Эти сигналы обратнок связи.действуюттаким образом, что перемещаемый имиГфронт НФВ как бы раздвигает "нодсвечиваюший"сигнал подобно "ирисовой диафрагме" объективадо тех пор, пока совокупность НФВ не "охватит"исследуемый объект 22,Если обозначить НФВ, показанныена фиг, 2, индек.сами Х, Х, УУ, Я, а, , г., то логическую функцию выражающую" подсвечивающийсигнал ,какзто видно из фиг. 2,20-24, можно представить ввиде"Подсвечивающий" сигнал Р в той или иной сте., пени участвует в формировании сигналов обратной связи и окончательное его формирование заканчивается в момент окончания "развертки" данного объекта 22, т. е. во время окончания данного кадра.Уменьшение числа НФВ с целью упрощения устройства приводит к ухудшению достоверности аналнза, Действительно, в случае применения только четырех НФВ (Х, Х У, У,) формируемый сигналрпри 1мет видР=Х 1 ХГУчто соответствует формированию "подсвечиваюшего" сигнала в виде прямоугольника, который, очерчивая объект 22, совпал бы ссигналом близко расположенного объекта 23, что привело бы к охвату сразу двух объектов.Обследование геометрических и оптических параметров объекта целесообразно производить однократно, Для этого необходимо удостовериться, что данный объект не был ранее обследован. С этой целью после формирования подсвечивающего" сигнала с помощью узла автоматики 25 определяют- ."Ъся ,координаты, наиболее характерные для данного объекта, В данном случае вместо координат объекта на растре можно определить координаты "подсвечивающего" сигнала или наиболее характер.. ной его части, а именно прямоугольника, форьируемо. го с помощью НФВ Х,У, У. При этом часто оказьвается, что достаточно определйть,только коорди. наты центра "подсвечивающего"сигнала, а именно координаты точки А, которые выражаются следующим образом Х +Х-+ г 1 1 1 2 А,т 1 2.,где А вбщисса топси АХ, Х- - абсциссы фронтов НФВ х 1 и х 2,1 2 5078816сообразно производить во время обратного хода йокадру,В течение следующего кадра происходит анализгеометрических и оптических параметров данного,ка логикиа также видеосигнал ВС поступают наблок обработки результатов 7, который, работая"параллелъно" по ряду уровней видеосигнала, какпоказано на фиг. 3, осуществляет анализ выделенного объекта в течение одного кадра, При этом данныео геометрических и оптическйх параметрах объектаобрабатывают узлом 33 памяти и реализации алгоритма, 1 У,У- - ординатыфронтов НФВУ иу . У 1 У 2Код координат точки А с помощью операнд срав. пения сравнивается с кодами координат объектов, записанных ранее в "память" узла 25. Сложность памяти определяется точностью вводимых координат ЯО и числом ячеек памяти. В данном случае нет необходимости определять и запоминать координаты объектов с высотой точностью, а достаточно вводить некоторое "округленное" значение, так как центры объектов не могут быть близко расположены друг к дру- Ягу. Число ячеек памяти также может быть выбранонебольшим, поскольку после, прохождения грут ты строк, соответствующих высоте одного объекта, повторный анализ мало вероятен. Поэтому сравнение координат объекта с координатами объектов, записанных ранее, следует производить в той последова;тельности, в которой была произведена запись координат,В случае, если код координат найденного объекта совпадает с кодом координат ранее анализируемого объекта на выходе цифровых схем сравнения узла 25 появляется импульс, который, поступая на коммутатор 2, дает команду к поиску следующего объекЕсли при поочередном сравнении координат най. 40 денного объекта не произойдет равенства с кодами координат ранее анализируемых объектов, то блок автоматики произведет перезапись координат объек- та в "память" вместо координат наиболее "уста уевшего" во времени объекта. При этом произво б дится разрешение на анализ, Данный процесс целе Поиск следующего объекта производится во вре.мя следующего кадра. При этом коммутатор 2, синх.рониэируемый импульсами синхронизации, оснащает ся ре истром "памяти" координат Х;У предьщу.о, ощего объекта, Дальнейшая работа устройства происходит аналогично. Результаты анализа записываются в регистрирующем устройстве обычным образом,Формула изобретенияУстройство для анализа геометрических параметров групп объектов изображения, содержащее днскрети. затор, пороговый блок и последовательно соединенные логический блок, блок обработки результатов и регист. ратор, отличающееся тем, что,сцельюуве. личения быстродействия при раздельном анализе близ. ,ко расположенных объектов, устройство содержит последовательно соединенные коммутатор, блок вре. менных задержек начала разверток по строке и кадру, блок формирования вспомогательных импульсов и блок формирования наклонных фигур вытес.пения, вход коммутатора соединен с выходом диск. ретизатора; а выход блока формирования наклонных фигур вытеснения - с одним из входов логического блока, другой вход которого соединен с выходом порогового блока, и формирователь импульса выделению объекта, вход которого подключен к выходу порого. вого блока, а выход - к управляющему входу комму. татора, причем вход устройства соединен со входом порогового блока и с одним из входов блока обработ. ,ки результатов.507 В 81 ь М. Ощо ОставитеРе 1 А369" оуректорИ г Зека одпи Мини ражГосударственного комитетало делам изобретений113035, Москва, Ж, Рауш стров СОЛф и открытий скаянаб д 4/5