Устройство для определения геометрических параметров изображений

Союз Советских Социалистических РеспубликОп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ(21),2 130170/2 11/О с присоединением зая осударственнЬй комете Совета Инннстроа СССР но делам нзосретеннй н откритнй) Заявите РОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ 5,4) 1, Выводы им из вв окая соотиия и вводами ментао ком 20 Изобретение относится к технике прикладного телевидения и может быть использовано при построении аппаратуры для автоматического анализа изображения объектов, находящихся в поле зрения телевизионногодатчика, растрового электронного микроскопа или других устройств, использующих построчное сканирование.Известны,устройства для анализа изображений микрообъектов 11 , содержащие датчиквидеосигнала, пороговый элемент, счетчик,триггеры, линию задержки, логические элементы и процессор. Однако техническая реализация .такого устройства сложна,Наиболее близким по технической сушнооти к изобретению является известное устройство 2, содержащее датчик видеосигнала,подключенный через последовательно;соединенные элемент задержки, узел формирования,концавордивентили к блоку памяти, одни из входов которого соединены с адреснымкоммутатором, а выходы - через блок изме 1 реиияс блоком регистрации, подключенным кблоку управления, входы которого соединенысоответственно с выводами датчика виде ссиг,нала и элемента задержки блока измерения подключены к одн одов вевтилей,Недостатком известного устройства авлеется его сложность и недостаточно высточность определения геометрических параметров изображенийБелью изобретении является повышениеточности работы и упрощение устройства,.Эта цель достигается тем, что предложенное устройство содержит распределитель импульсов, входы которого соединены светствуюшими выводами блока управлеадресного коммутатора, выводы - соуправления блока памяти, а выход элезадержки подключен ко входу адреснагмутатора,На фиг. 1 показана блок- схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блокауправления, на фиг, 3 - функциональная схема распределителя импульсов и схема соедвненни его с блоком. памяти.Устройство содержит телевизионный датчик 1 зидеосигныа, включающий схему предварительной обработки видеосигнала,квантования не два уровня получения видеосигне.ла предыдущей строки сканирования и формирования модифицированного видеосит налеБлок 2 измерения может, включать схму измерения любого геометрического параметра или несколько схем одновременно, Приэтом выходы схем подключеньцк блоку 3 регистрации, который. може 1 содержать многоканальный счетчик для регистрации геометрических параметров объектов в виде гисто-Граммы, Блок 3 регистрации содержит схему для опознавания объектов с заданнымигеометрическими параметрами,Выходы схем блока 2 измерения черезвентили 4 подключены ко входу записи блока 5 памяти. Число ячеек памяти в блоке 5 памяти равно числу максимально возможных хорд,лежащих на одной любой строке. Для практических целей достаточно двадцати ячеек памяти, что при равномерном респрецепении объек-тов примерно соответствует 300 объектамв поле зрения датчика.Узел 6 формирования конца хорд, предназначенный для формирования заднего: фронтавидеосигнале, соединен со входом управления 5вентилей 4 и может быть соединен со входом сброса блоке 2 измерения, На вход узла 6 формирования и вход адресного коммутатора 7 через алемент 8 задержки (линиюзадержки на период строки) подан двухуров Мневый сигнал с выхода датчика 1. При анализе только выпуклых изображений видеосигнел на выходе датчика 1 является двоичнымвидеосигналом текущей (данной) строки. Приатом вход в/с блока 2 измерения (фиг, Х),бможет быть соединен с выходом алэмента8 задержки. При анализе сложных изображений объектов на вход алемента 8 задержкиподан модифицированный видеосигнал, соответствующий изображению с исключенными от 1 Вверстиями, а на вход в/с блока 2 измерениядвоичный сигнал предыдущей строки, например,с выхода схемы предварительной обработки видеосигнала датчика 1.Бпок 9 управпения (фиг.2) содержигсхему 11 формирования сигнала начала объекта,схему 12 формирования сигнала конца объекте схему 13 формирования сигнала объединения ответвлений, схему 14 формированиясигнала начала хорд. На входы схем 11-13 ьОподаются видеосигналы 15 с выхода датчика1 и с выхода 16 элемента 8 задержки, тевидеосигнал текущей и предыдущей строксканирования.С выхода схемы 12 сигнал 17 подается 55на вход управления блока 3 регистрации. - Свыхода схемы 13 непосредственно и с выходов схем 11-13 через схемы 18-20 (лвнии задержки на время, близкое к периодустРоки) ямп 7 пьсы чппвдлва 91 ом.,ф л .Ь ся не входы управления распределителя 10импульсов,Распределитель 10 (фиг. 3) содержиттриггер 25, элемент ИХИ 26 элемент 27запрета, входы 21-24 которых соединеныс выходами блока 9 формирования. Прямойвыход триггере 25 соединен со входом управления сдвиг вправо блоке 5 памяти, инверсный вход - со входом "сдвиг влево блока 5 пал 1 яти.Выход элемента ИЛИ 26 через элементыИ 28-30, управляемые сигналами с нулевого 31, первого 32, второго 33 и т.д. выхо-дов коммутатора 7, непосредственно и черезэлементы ИЛИ 34, 35 соединен со входами36-38 управления сдвигом, первой 39, второй 40 и третьей 41 и т,д. ячеек памятиблока 5 соединенных с первым, вторым ит.д. выходами коммутатора 7, Выход элемейта 27 запрета подключен ко входам алементов И 42-44, другие входы которых соединены.с первым Э 2, вторым 33, третьим34 и т.д. выходами коммутатора 7, соединенными также с элементами И 46, 47.Входы последних соединены с выходом 24блока 9 управления, е 1 выходы элементов И42-47 непосредствейно и через элементыИЛИ 48, 49-со входами управления выводом 50-52 первой, второй, третьей и т,д,ячеек памяти блока 5,Импульсы 21 начала хорд поданы на входэлементов И 4244 через элемент запрета27, на запрещающий вход которого поданыимпульсы 22 начала объекта.Устройство работает следующим образом.Блок 2 измерения, блок 3 регистрации иблок 5 памяти устанавливаются в исходноесостояние кадровыми синхроимпульсами, коммутатор 7 - строчными синхроимпульсами,- Видеоимпульсы предыдущей строки подаятся на вход блока 2 измерения модифицированные видеоимпульсы - на входы алемента8 задержки и блока 9 управления. Для объектов, не имеющих отверстий или ответвленийв направлении кадровой развертки (вниз),модифицированный видеосигнал совпадает свидеосигналом данной строки. В процессесканирования изображения объектов формируютсясигналы 21,начала хорд, сигналы 22начала объектов, сигналы 24 объединенияответвлений сигналы 17 команд регистрации й сигналы 23 конца объектов.На первой строке видеоимпульсы предыдущей строки отсутствуют, При этом формируется сигнал начала,объекта 53, которыйпоступает на вход элемента 18 задержки я 4время, равное периоду строки,На второй строке атот сигнал (импульс22 управления) поступает на вход, распреде571851 цью элемента 27 запрета вывод иэ блока 5 памяти, С приходом первого, задержанного на строку виде оимпупьсв изображения объекта 53 коммутатор 7 разрешает запись в первую ячейку памяти блока 5, в в блоке 2 измерения измеряетсягеометрический параметр, например длительность видеоимпульсв в схеме измерения площади, По заднему фронту,видеоимпульсов (по концу хорды) разрешается перенос информации из блока 2 измерения через вентили 4 в первую ячейку памяти блока 5 и осуществляется сброс блока 2, Таким образом, в: Ю-й ячейке блока 5 памяти хранится текущая информация об измеряемом изображении, хорда которого на 15 данной строке является И.-й по счету.На третьей строке первой является хорда объекта 54. Чтобы не утратить информацию о первой хорде объекта 53, необходимо п ренести ее во вторую ячейку памяти, т,к, 0 на третьей строке информации об объекте 53 должна храниться во второй ячейке памяти, Импульс 22 начала объекта поступает нв вход триггера 25 распределителя 10 импуль сов и разрешает сдвиг информации в блоке 25 5 вправо Этот же импульс 22 через элемент ИЛИ 26 поступает на вход элемента И 29, открытый сигналом с первого выхо да 32 коммутатора 7. С выхода элемента1И 29 импульс сдвига поступает через схе мы ИЛИ 34, 35 и т.д. на входы 37, 38 второй, третьей и т,д,.ячеек памяти; Информация о текущем (измеряемом) параметре объекта 53 сдвигается во вторую ячейку пвмяти."В общем случае, если импульс кача ла объекта:поступает в момент, соответствующий И -й строке хорды, то осуществляется сдвиг в (Ф 1 ) й, (И 2)-й и тд,. ячейках памяти.-Вывод.из первой ячейки памяти в блок 2 измерения не осушествляется, 0 так как он запрещен с помощью элемента 27. Коммутатор 7 срабатывает по переднему фронту первого видеоимпульса объекта 54, разрешая запись в первую ячейку памяти.- По заднему фронтуэтого видеоимпульса измеренный параметр объекта 54 переписывается в первую ячейку памяти, а блок измерения 2 устанавливается в исходное состояние Импульс 21 нвчвпа хорды на третьей строке через открытую схему запрета 27, через элемент И 43, открытый сигналом со второго входа 33 коммутатора 7 и через элемент ИЛИ 48, поступает нв вход разрешения вывода 51 второй ячейки памяти, В схему измерения площади блока 2 измерения перепи-сывается информация иэ второй ячейки памяти, соответствуюшвя длительности. первой хорды объекта 53. К концу второй хорды в схеме плошадиизмеренадлина двух хорд,ю6рв) по заднему фронту видеоимпульсв переписан во вторую ячейку 40 памяти, открытую сигналом со второго выхода 33 комму татора 7.Нв четвертой строке ло сигналу 21началв второй хорды объекта 54 проходяшему через элементы И 27 и запрета 42 на вход 50 управления выводом из первой ячейки памяти, код, соответствующий длине первой хорды объекта 54, выводится в схему площади и измеряется длина второй хорды этого объекта. По заднему фронту видеосигнала величина измеренной плошади объекта 54 в виде кода возвращается в первую ячейкупамяти, так как данная хорда является первой нв четвертой строке сканирования, Вторая нв четвертой строке хорда принадлежит объекту 54Информация о ее длительности записывается во вторую ячейку памяти блока 5 памяти, в котором до прихода импуль са 22 хранился код плошади объекта 53, хорда которого является третьей от начала строки, поэтому импульс 22 начала объекта через элементы ИЛИ 26, И ЗО и ИЛИ 35 подается на вход 38 управления сдвигом третьей и т.д, ячеек памятиС помощью триггера 25 в блоке 5 памяти разрешен сдвиг вправо", элемент запрета 27 запрещает вью вод кода из блока 5 памяти в блок 2 измерения, Нв четвертой и пятой строках плошадь немодифицироввнного видеосигнала измеряеъся аналогично.Нв первой от начала шестой строке хорды появляется импульс 24, сигнализируюший о том, что в первой и второй ячейках памяти блока 5 накапливается геометричеокий параметр одного и того же обьекта 54, Этот импульс через элементы И 46 и ИЛИ 48 подается на вход управления выводом 51 второй ячейки памяти. В блоке 2 измерении накопленная с первой, второй, третьей и чао ти четвертой хорды текущая информации сопоставляется с выводимой из второйячейки блока 5 ламяФи, Например прй измерении площади онв суммируется, при измерении вы сот объектов сопоставляются коды высот от ветвлений и сохраняется большая величина Затем по заднему фронту импульса 24 через элементы 26, 29 и 34 и т,д-осушест вляется сдвиг информации иэ третьей ячей ки во вторую, иэ четвертой в третью и т,д Триггер 25 с лриходом импульса 24 рвзре швет сдвиг "влево.,Далее на шестой, седа мой и восьмой строках процесс измерения протекает аналогично.; На восьмой строке появляются импульсы 17 регистрации, пос тупвюи,ие нв вход блока 3 регистрации, В блоке 3 при построениигистограммы параметров заносится "1 в канал миогокаиаль571820 юг. 1 величиной измеренного параметра, а приопознавании объектов по геометрическим параметрам осуществляется регистрация наличия объекта, удовлетворяюц 1 его одному илинескольким заданным параметрам одновременноНа девятой строке импульс 23, сигнализирующий о конце объекта поступает на входтриггера 25, который разрешает сдвиг "влево и через элементы 26,. 28 и т.д.,- навходы 36-38 управления сдвигом первой,второй, третьей и т.д. ячеек памяти, Приэтом осуществляется сдвиг фвлевоф, т,е, отстарших по номеру к младшим ячейкам памяти, Импупьс 22, поступающий на вход тригЬера 25, разрешает сдвиг "вправо" и, проходя через элементы 26, 29 и 53, осуществаяет этот сдвиг, йалее процесс анализаизображений осуществляется аналогично.Использование в устройстве распределителя импульсов, соединенного с блоком паь+яти, блоком управления, адресным коммутатором, вход которого соединен со схемой зедержки, позволяет отказываться от дискретно,зации видеосигнала изображения до, блока измерения и уменьшить число ячеек памяти.В результате точность измерения геометрических параметров повышается, а устройствоупрощается,Формула изобретения Устройство дпя определения геометрических параметров изображений, содержащеедатчик видеосигнала, подключенный черезпоследовательно соединенные элемент задержки, узел, формирования конца хорд и вентили к блоку памяти, одни из входов оторогосоединены с адресным коммутатором, а выходы через блок измерения - с блоком регистрации, йодключенным к блоку управления,входы которого соединены соответственно сввыходами датчика видеосигнала и элемента задержки, выходы блока измерения подключены коднимизвходоввентнлей, о т л и ч а ю щ е/е с я твм, что,с цельюповышенкя .точностиработы и упрощения устройства, оно содеял.жит распределитель импульсов, входы которого соединены с соответствующими выходамиблока управления и адресного коммутатора,выходы - со входами управления блока,памя.ти, а выход элемента задержки подключенко входу адресного коммутатора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент Великобритании М 1328124,НКИф 4 Я 1973 г.2. Патент Великобритании М 1264804,НКИ Сг 40, 1972 г,/1 Тираж 81 НИИПИ ГпсдарственнОГО еомит по делам изобретений