Способ поиска изображений линейных объектов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 11968833(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 2310.82, Бюллетень Мо 39 531 УДК б 81. 327. .12(088.8) Дата опубликования описания 23 . 10 . 82(54) СПОСОБ ПОИСКА ИЗОБРАЖЕНИЙ ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ2Изобретение относится к автомати- ченных ограниченных разностных сигнаке и вычислительной технике, в част- лов, сравнении амплитуды суммарного ности к классу системы автоматическо- сигнала с пороговым сигналом с зараго распознавания и регулирования, и 5 нее выбранной постоянной амплитудой может найти применение при автомати- и при превышении амплитудой суммарнозации процесса анализа изображений . го сигнала порогового сигнала приняна пленочном носителе с покадровым тии решения об обнаружении протяженотображением информации, например ного линейного объекта 1. для поиска элементов изображений 1 О Недостаток такого способа состоит объектов и определения их преимущест- , в невысокой точности поиска изображевенного направления. Линейные элемен- ний объектов. ты на изображениях являются простыми Наиболее близким к предлагаемому зрительными образами и им соответст-. является способ, основанный на повуют системы оросительных каналов, элементном сравнении сигналов яркосдороги, долины, горные хребты, геоло ти от двух примыкающих .друг к другу гические структуры и другие протяжен- прямоугольных областей анализируемо. ные системы на фотоснимках, го кадра при последовательном измене. Известен способ поиска изображе- нии положения этих прямоугольных обний линейных объектов, основанный на 2 ластей в кадре. формировании амплитуды сигналов яр- Перебор положений сравниваемых костей от элементов изображения при прямоугольных областей в анализируего построчном сканировании, вычита- емом кадре производится с целью сбвнии амплнтуды сигналов, яркости одно- мещения одной из них с линейным элеименных элементов разложения изобра- ментом изображений., поскольку при жения соседнихстрок при последователь 25 этом осуществляется поэлементнов сравном построчном сканировании и после- нение яркостей линейного элемента довательном изменении направления ска- изображения и прилегающего к нему ,нирования, ограничении всех получен- участка фона в результате которого ных разностных .сигналов по амплитуде происходит обнаружение линейного элена одном уровне и суммировании поли мента изображения.Чзменение положения прямоугольной области - апертуры, осуществляется за счет ее углового перемещения в кадре в пределах угла 0-180 и линейного. передвижения относительно анализируемого кадра. На операцию поиска согласования положения прямоугольной -апертуры с положением линейного эле мента изображения, затрачивается много времени. Время предъявления кадра для поиска и обнаружения на нем линей 10 ного элемента определяется скоростьюлинейного передвижения прямоугольной апертуры и числом направлений линейной развертки, которое зависит от .допустимого углового рассогласования 15 между направлениями прямоугольной апертуры (направлением развертки)и линейным элементом изображения в момент их взаимодействия. Допусти-. мое угловое расоогласование выбирается таким, чтобы обеспечить уверенное выделение, линейного элемента, предьявляемого на сложном поле в прйсутствии множества объектов другой информации 225Его недостаток заключается в невысокой скорости поиска.Цепль изобретения - повышение скорости поиска изображений объектов.Поставленная цель достигается тем что согласно способу, основанному на построчном сканировании изображений объектов, вычитании амплитуд сигналов яркости одноименных элементов изображений объектов смежных строк,(ограничении по амплитуде полученных З 5 разностных сигналов, суммировании их амплитуд и сравнении результирующей амплитуды с амплитудой первого порогового сигнала, и формировании второго порогового сигнала, дополни тельно суммируют первые по порядку амплитуды ограниченных разностных сигналов соседних элементов каждой строки в одном направлении, сравнивают суммарную амплитуду с амплитудой 45 второго порогового сигнала и по результату сравнения судят о необходимости дальнейшего сканирования изобра. жений линейных объектов в других направлениях. 50На Фиг. 1 представлена блок-,.схема устройства, реализуищего предлагаемьй способ; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Устройство включает телевизионный датчик 1, блоки 2 вычитания, элемен-ты 3 задержки видеосигнала на время длительности одной строки и элемента разложения соответственно, амплитуд- ный ограничитель 4, элемент 5, задерж ки видеосигнала на время длительности однойстроки с отводами через время длительности сканирования одного элемента разложения изображения, сумматор 6, пороговый элемент 7 первый 65 ключ 8, датчик 9 строчных синхроим-.пульсов с периодом Т, триггер 10,счетчик .11, датчик 12 кадровых синхроимпульсов с периодом Т , ждущиймультивибратор 13, второй ключ 14,генератор 1 Ь тактовых импульсов,блок 16 протяжки пленки, носитель ин"формации, например пленка 17, кадр 18с изображением на пленке.Устройство работает следующим образом,Датчик 1 видеосигнала Формируетэлектрический сигнал при строчнойИ.кадровой развертках изображения.Видеосигнал с кадровыми и строчнымисинхроимпульсами показан на диаграмме О , Видеосигнал с датчика непосредственно и через элемент задержки 3 поступает на блок 2 вычитания,где происходит вычитание амплитчдысигналов яркости одноименных элементов иэображения соседних строк. Разностные сигналы, свидетельствующиео наличии перепадов яркости междуэлементами изображения соседнихстрок, ограничиваются по амплитудена одном уровне амплитудным ограничителем 4. Этим устраняется влияниеабсолютной яркости иэображения напринятие решения. Нормированные поамплитуде сигналы на выходе ограничителя:4 показаны на соответствующей.диаграмме Й. Здесь прямоугольниками условно показаны строчные синхроимпульсы, а цифрами обозначеныразностные сигналы. С выхода ограничителя 4 нормированные по амплитудесигналы поступают на элемент задержки с отводами 5, на выходах которогоодновременно появляются все разност- .ные сигналы, сформированные за времясканирования одной строки. Эти разностные сигналы суммируются в сумматоое б. При превышении амплитудойсуммарного сигнала заранее выставленного порогового уровня в пороговом элементе 7 на выходе его формируется сигнал распознавания линейного объекта йа пленке, Эта часть.схемы работает в соответствии с ограничительной частью формулы изобретения, реализуя известный способ.распознавания линейных элементовизображения. Для поиска линейногообъекта необходимо последовательноменять направление построчного сканирования анализируемого кадра впределах угла 0-180 ф., чтобы обеспечить совпадение направления прямолинейной границы иэображения линейного объекта с направлением строки.По окончании полного цикла анализаодного кадра 18 блок 16 протяжкипротягивает пленку 17 на один кадр,при этом для анализа предъявляетсяследующий за проанализированным кадр.Одновременно с поступлением .наблоки 2 и 3 видеосигнала с телевизи20 формула изобретения Способ поиска иэображений линейных объектов, основанный на построчном сканировании изображений объектов,вычитании амплитуд сигналов яркостиодноименных элементов изображенийобъектов смежных строк, ограничениипо амплитуде полученных разностных4 ф сигналов, суммировании их амплитуд.и сравнении результирующей амплитудыс амплитудой первого порогового сигнала, и Формировании второго порого"вого сигнала, о т л и ч а ю щ и й 45 с я тем, что, с целью повышенияскорости поиска изображений линейныхобъектов, суммируют первые по порядку амплитуды ограниченных раэностныхсигналов смежных элементов каждой50 строки в одном направлении, сравнивают суммарную амплитуду с амплитудой второго порогового сигнала и порезультату сравнения судят о необхо"димости дальнейшего сканирования55 изображений линейных объектов в других направлениях.Источники информации,.принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 630524, кл. 6 06 К 9/13, 1978.2. Авторское свидетельство СССР9 597274, кл. 6 Об К 9/13, 1976(прототип)онного датчика 1 непосредственно ичерез соответствующий элемент 3 задержки поступает в соответствующийблок 2, где происходит вычитание амплитуд сигналов яркости соседнихэлементов разложения каждой атроки.Разностные сигналы, свидетельствующие о наличии перепадов яркостимежду соседними элементами разложения в строке, поступают на вход первого ключа 8, управляемого от датчика 9 строчных синхроимпульдов (диаг рамма С ). С помощью датчика 9 иключа 8 иэ видеосигнала вырезаютсястрочные синхроимпульсы (диаграмма й ). С выхода ключа 8 первый попорядку раэностный сигнал приводит к срабатыванию триггера 10, который формирует на выходе. прямоугольный перепад сигнала, прерываемый в концестроки, так как строчный синхроимпульс с датчика 9 возвращает триггер10 в исходное состояние. Процесс формирования только по одному импульсу .от первых по порядку разностных сигналов на каждой строке показан на диаграмме Е. Импульсы с триггера 10поступают на вход счетчика 11, который подготавливаетая к работе в начале каждого кадра (сбрасыВание Содержимого счетчика ) кадровыми синхроимпульсами, поступающими от датчика кадровых синхроимпульсов 12 (диаграмма 4 ), Счетчик 11 просчитывает импульсы, поступающие от триггера 10 .за время сканирования одного кадрав одном направлении (диаграмма К ). Эта операция эквивалента суммированию числа первых по,порядку ограниченных .сигналов каждой строки за вре"мя сканирования иэображения.в одномнаправлении. При поступлении на счетчик 11 заранее определенного числа импульсов с его выхода снимается сигнал, включающий ждущий мультивибратор 13, который Формирует импульс., длительность. которого соответствуетвремени анализа (Тц) одного кадра по всем направлениям строчной развертки в пределах угла 0"180 . Этот. импульс может быть прерван сигналом, поступающим с выхода порогового элемента 7, т.е, после обнаружения на кадре линейного объекта.Работа ждущего мультивибратора иллюстрируется диаграммой а, Сигнал с выхода ждущего мультивибратора за" крывает второй ключ 14 на время анализа кадра То, прекращая на это время протяжку пленки 17, так как на блок 16 протяжки за это время (Т не поступают управляющие импульсы от тактового генератора, синхронизи" руемого кадровыми синхроимпульсами от датчика 12. Работа этой части иллюстрируется диаграммами щ и п. Таким образом, при обнаружении на кадре за время его сканирования в одномнаправлении сложной структуры илилинии произвольного направления (когда еще не определена ее ориентация),формируется сигнал, превышающий заранее выставленное его значение. Он запирает схему протяжки пленки. Кадрсо сложной структурой остается в по 10 ле зрения автомата на, время его полного анализа по всем направлениямили до обнаружения линейного объектас фиксацией его расположения и направления. При попадании в поле зре-ния автомата кадра с негладким" фоном или слабо пораженными помехами фономсуммарный сигнал на счетчике 11 недостигнет заранее установленного значения, схема протяжки пленки не блокирована, тактовый генератор 1 ф управляет блоком 16 протяжки пленки и происходит смена кадров после сканирования их только в одном направлении -обеспечивается ускоренная протяжка 25 пленки.1. Введение дополнительных операцийпозволяет повысить скорость поискаизображений линейных объектов.Тираж 731Государственного комитета ССелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,