Устройство для распознавания линий в изображениях объектов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 09.07. 81(21) 3356011/18-24 511 М.КЛ.з с присоединением заявки Мо 3322522/18-24(23) Приоритет -С 06 К 9/46 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088, 8) Дата опубликования описания 150383(71) Заявитель СПОЗНАВАНИЯ ЛИНИЙХ ОБЪЕКТОВ ОЙСТВО ДЛЯ В ИЗОБРАЖЕ й Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при построении телевизионных устройств распознавания образов по выделяемым краевым (граничным) линиям.Известно устройство для распознавания линий в изображениях объектов, содержащее датчик видеосигналов, соединенный с первым и вторым генераторами импульсов, первый логический элемент И, соединенный с вторым генератором импульсов и с:последовательно подключенными счетчиком, дешифратором и блоком индикации, В это устройство также входит блок формирования сигналов, логический элемент ИЛИ, блок задержки, блок дифференцирования, соеди ненный с датчиком видеосигнала и с блоком формирования сигналов, и второй логический элемент И, один вход которого подключен к блоку формирования сигналов, другой вход через логический элемент ИЛИ подключен к первому генератору импульсов и к блоку задержки, а выход соединен с первым логическим элементом И и с блоком задержки (,1).Однако это устройство не обладает высокой достоверностью распознавания в условиях действия помех, что связа. -но с разрывом обратной связи, т.е.в тех случаях, когда хотя бы в одностроке разложения из-за действия шумов с выхода блока формирования сигнала не придет импульс от прослеживаемого связного объекта на вторую логическую схему И.Наиболее близким к предлагаемому 1 р является устройство, содержащее первый блок задержки, счетчик импульсов,выходы которого подключены к входамдешифратора, первый и второй генераторы импульсов, логическую схему ИЛИ,элемент дифференцированйя, на входкоторого подан входной сигнал, фильтрнижних частот, пороговые элементы положительных и отрицательных значенийсигнала, формирователи импульсов за О данной длительности, коммутатора, детектор знака, второй блок задержки,регистр сдвига и третий генератор импульсов. При этом выход элемента дифференцированйя видеосигнала подключен к входу фильтра нижних частот,выход которого подключен к последовательно соединенным пороговому элементу положительных значений сигнала ипервому формирователю импульсов заданной длительности и к последовательно соединенным пороговому элементуотрицательных значений сигнала и второму формирователю импульсов заданнойдлительности. Выходы формирователейимпульсов заданной длительности соединены.с входами коммутатора, выходвторого формирователя импульсов заданной длительности подключен такжек.входу детектора знака, выход которого соединен с входом второго блоказадержки. Выход второго блока задержки подключен к второму входу детекто Ора знака и третьему входу коммутатора, выходы которого соединены с входами счетчика импульсов, а выходы последнего подключены к информационнымвходам установки начального состояния 15регистра сдвига, выходы которогочерез первый блок задержки соединены с информационными входами установки начального состояния счетчика импульсов-и входами логическойсхемою, ИЛИ. Выход логической схемыИЛИ соединен с третьим входом детектора знака и с четвертым входом коммутатора. Выходы первого генератора импульсов соединены с соответствующимивходами первого и второго блока задержки. На его входы поданы импульсычастоты строк и частоты полей. Выходывторого генератора импульсов соединены с .соответствующими входами первого и второго блоков задержки, комму- Зотатора и счетчика импульсов. На еговход поданы импульсы тактовой частоты, Выходы третьего генератора импульсов подключен к входам регистрасдвига, На его входы поданы импульсы 35частоты строк, частоты полей и тактовой частоты 2 ,Недостаток известного устройствазаключается в невысокой надежностираспознавания 40Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем,что в известное устройство, содержащее фильтр нижних частот,подключенный 45к дифференцирующему элементу, входкоторого является входом устройства,и к пороговым элементам, выходы которых соединены с первым .и вторым .формирователями импульсов соответственно,подключенными к одним входам первого .коммутатора, другие входы которогосоединены с первыми генератором импульсов, элементом задержки и элементом ИЛИ, а выходы подключены кпервому счетчику, первый детектор сии 5налов, входы которого соединены с вторым формирователем импульсов, с первым элементом задержки и с первымэлементом ИЛИ, а выход подключен кодному входу первого элемента задерж ки, другие входы которого соединеныс генераторами импульсов, входы кото.-,рых являются входами устройства, первый регистр сдвига, подключенный кпервому счетчику, соединенному с65 первым генератором импульсов, и к одним входам второго элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами импульсов, а выходы подключены к входам первого элемента ИЛИ и,первого счетчика, первый дешифратор, соединенный с выходами первого счетчика и второго генератора импульсов, введены последовательно соединенные третий формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу первого дешифратора, формирователь сигналов знака, другой вход которого подключен к выходу первого детектора сигналов, второй детектор сигналов, третий элемент задержки, другие входы которого подключены к генераторам импульсов, а выход подключен к входу второго детектора сигналов, второй коммутатор, другие входы которого подключены кформирователю сигнала знака, к третьему формирователю импульсов и к первому генератору импульсов, и блок формирования выходных сигналов, входы которого подключены к первому и второму генераторам импульсов, один выход соединен с входами вторых детектора сигналов и коммутатора, а другой является выходом устройства. При этом блок формирования выходных сигналов содержит либо последовательно соединенные четвертый элемент задержки, входы которого являются одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом блока, второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к четвертому элементу задержки и к второму,дешифратору, выход которого является другим выходом устройства, либо последовательно соединенные четвертый элемент задержки, входы которого являются одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом блока, второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к второму дешифратору, выход которого является другим выходом блока, и второй регистр, входы которого являются третьими входами блока, а выходы соединены с четвертым элементом задержки.На фиг.1 представлена блок-схема устройства с одним вариантом конструк- тивного выполнения блока формирования выходных сигналов; на фиг.2 - другой вариант конструктивного выполнения блока формирования выходных сигналов.Устройство включает дифференцирующий элемент 1, фильтр 2 нижних частот,первый 3 и второй 4 пороговые элементы, первый 5 и второй 6 формирователиимпульсов, первый коммутатор 7, первый детектор 8 сигналов, первый элемент 9 задержки, первый счетчик 10,первый дешифратор 11, первый регистр12 сдвига, второй элемент задержки 13,первый элемент 14 ИЛИ, третий Форми рователь 15 импульсов, второй коммутатор 16, формирователь сигналов знака 17, второй детектор 18 сигналов, . 5третий элемент задержки 19,первый 20 ивторой 21 генераторы импульсов и блок22 формирования выходных сигналов,один вариант конструктивного выполнения которого приведен на фиг.1, а 10другой на фиг,2, При этом в первомслучае этот блок содержит второй элемент 23 ИЛИ, второй счетчик 24, четвертый элемент 25 задержки и второйдешифратор 26, а во втором случае,кроме перечисленных выше элементов,он содержит дополнительно и второйрегистр 27 сдвигаУстройство работает следующим образом.Видеосигнал подается на вход диф. Ференцирующего элемента 1, в которомустраняется постоянная составляющаявидеосигнала и выделяются сигналы отперепадов яркости, т.е. формируетсяконтурный сигнал. Контурный сигналчерез фильтр нижних частот 2 подаетсяна пороговые элементы положительных 3и отрицательных 4 значений сигнала.В каждый момент времени срабатываетне более одного порогового элемента, Срабатывание, пороговых элементов 3 или 4 приводит к запуску Формирователей импульсов заданной длительности 5 или 6 соответственно ипри этом вырабатываются последовательности импульсов единичной амплитуды,соответствующие разным ситуациям вовходном сигнале.Эти последовательности импульсов.поступают на коммутатор 7 и оттуда 40после объединения подаются на входсчетчика 10, коммутатор 7, кроме того, управляет режимами работы счетчика 10, устанавливая его начальноесостояние, соответствующее коду числа, подающегося с выходом элемента 13задержки на информационные входы установки начального состояния счетчика 10, а также прибавляя (или вычитая)к этому коду (из этого кода) входнойсигнал, подающийся через коммутатор 7с выходов формирователей импульсов 5и 6 на вход переноса счетчика 10.Режим установки начального состояния счетчика 10 включается коммутатором 7, когда на него подается соответствующий импульс с выхода генератора импульсов 20,Включение режимов суммирования(или вычитания) входного кода счетчика 10 к коду (из кода) числа, записанного по информационным входам установки начального состояния счетчикаимпульсов осуществляется коммутатором7 жедующим образом. Если код знакавыходного сигнала формирователей им пульсов 5 и 6 совпадает с кодом знака числа, записанного в счетчик 10 ихранящегося в элементе задержки 9, тосчетчик 10 осуществляет операцию сложения числа. В противном случае, всчетчике 10 производится операция вычитания кода входного сигнала из кода,записанного в счетчик 10 по.информационным входам установки начальногосостояния с соответствующих выходовэлемента задержки 13. Соответствующимвыходным сигналом генератора импульсов 20 обеспечивается синхронизацияработы счетчика 10 с другими узламиустройства, Синхронизация работы элемента задержки 13 обеспечивается соответствующими выходными сигналами генераторов импульсов 20 и 21.Элемент 14 ИЛИ предназначен дляиндикации нулевого кода на выходахэлемента 13 задержки. Когда этот коднулевой, то выходной сигнал элемента ИЛИ 14 также равен нулю. Этот сигнал логического нуля подается на коммутатор 7, который независимо от кода знака входного сигнала включает .всчетчике 10 режим сложения.На детектор 8 подаются выходныесигналы Формирователя импульсов 6,элемента ИЛИ 14 и элемента 9 задержки,Выходной сигнал детектора 8 соответствует коду знака числа, получившемусяв счетчике 10 после выполнения операции сложения (или вычитания)Этоткод совпадает с кодом знака числа,записанного в счетчик 10 с выходов элемента задержки 13, если этот код ненулевой. В противном случае код числа на выходе детектора 8 соответст- .вует коду числа выходного знака числа, с выхода детектора 8 подается длязапоминания на вход элемента задержки 9 и при подаче. соответствующихразрешающих сигналов с выходов генераторов импульсов 20 и 21 подаетсяс его выхода для определения новогокода знака числа и режима работысчетчика 10 (сложение или вычитание)в следующем периоде работы устройствараспознавания пряьых линий и краев,отстоящем от данного на время Т.Выходные сигналы счетчика 10,соответствующие накопленному в немкоду числа просуммированных импульсов,подаются на соответствующие входа дешифратора 11, где код результата накопления импульсов сравнивается с эаданныи порогом,Выходные сигналы счетчика 10 подаются .также на соответствующие информационные входы установки начального состояния регистра сдвига 12для записи. В регистре сдвига 12 эаписываеваюй в него код с выходов счетчика 10 через несколько строк сдвига-,ется с помощью соответствующих выходных сигналов генератора импульсов 2в сторону младаих разрядов (в каждомтакте) на один разряд, что соответствует умножению накопленного н счетчике 10 кода на коэффициент 0,5, Умножение результата накопления на коэффициент 0,5 ограничивает накопление шумов и унеличивает достоверность распознавания полезного сигнала при предварительном накоплении.Выходные сигналы регистра сдвига12 подаются на соответствующие входыэлемента задержки 13 и запоминаются 10в нем на время Т,Когда накопленным в счетчике 10сигналом превышается порог дешифратора 11.и когда на дешифратор с соответствующего выхода генератора импульсов 21 подается разрешающий сигнал,служащий для обеспечения декорреляции накапливаемых на втором этапе импульсов, то выходным сигналом дешифратора 11 запускается третий формирователь 15 импульсов заданной длительности и одновременно Формирователем сигнала знака 17 фиксируется кодзнака выходного сигнала формирователя 15.Принципиально работа второй ступени накопления не отличается от описанной выше работы первой ступени.Отличие заключается н том, что длительность импульсов во второй ступени накопления выбирается больше, что-З 0бы обеспечить накопление полезныхсигналов от всей длины обнаружинаемой линии. Кроме того, эти импульсывырабатываются формирователями 15 и17 не в каждой строке растра, как 35это происходит н формирователях 5 и6, если на нходы пороговых элементов3 и 4 приходит соответствующий контурный сигнал, а только н той строке,н которой выходным сигналом счетчика 4010 превышенпорог, установленный вдешифраторе 11 и когда на вход дешифратора 11 подан разрешающий сигналс соответствующего выхода генератораимпульсов 21, 45При превышении накопленным всчетчике импульсов 24 кодом порога,установленного во втором дешифраторв26, принимается решение, что н анализирующей сцене имеется искомаялиния. Пороги в первом дешифраторе11 и втором дешифраторе 26 устанавливаются не обязательно одинаковыми.Введение новых узлов и блоков, атакже новых конструктивных связейпозволяет существенно повысить надежность устройства.Формула изобретения601. Устройство для распознавания линий в изображениях объектов, содержащее Фильтр нижних частот, подключенный к дифференцирующему элементу, вход которого является входом устрой ства, и к пороговым элементам, выходы которых соединены с первым и вторым Формирователями импульсов соответственно, подключенными к одним входам первого коммутатора, другие входы которого соединены с первым генератором импульсов, элементом задержки и элементом ИЛИ, а выходы подключены к первому счетчику, первый детектор сигналов, входы которого соединены с вторым формирователем импульсов, с первым элементом задержки и с первым элементом ИЛИ, а выход подключен к одному входу первого элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами, импульсов, входы которых,являются входами устройства, первый регистр сдвига, подключенный к первому счетчику, соединенному с первым генератором импульсов, и с одним входом второго элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами импульсов, а выходы подключены к входам первого элемента ИЛИ и первого счетчика, первый дешифратор, соединенный с выходами первого счетчика и второго генератора импульсон, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, а целью повышения надежности распознавания, оно содержит последовательно соединенные третий формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу первого дешифратора, формирователь сигнала знака, другой вход которого подключен к выходу первого детектора сигналов, второй детектор сигналов, третий элемент за-" держки, другие входы которого подключены к генератору импульсов, а выход подключен к входу второго детектора сигналон, второй коммутатор, другие входы которого подключены к Формирователю сигнала знака, к третьему Формирователю импульсов и к первому генератору импульсов, и блок формирования выходных сигналов, входы которого подключены к первому и второму генераторам импульсов, один выход соединен с выходами вторых детектора сигналов и коммутатора, а другой является выходом устройства.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок формирования выходных сигналов содержит последовательно соединенные четвертый элемент задержки, вход которого является одними входами блока, авыходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, ныход которого является одним выходом блока, второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к четвертому элементу задержки и к второму дешифратору, выход которого является другим выходом блока.3. Устройство по п.1, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что блок Формирования выходных сигналов содержит последовательно:соединенные четвертыйэлемент задержки, входы которого являются одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, .выход которого являетсяодним выходом блока., второй счетчик, 5входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены квторому деюифратору, выход которогоявляется другим выходом блока, ивторой регистр, вход которого являет ся третьими входами блока, а выходысоединены с четвертым элементом задержки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 548873, кл. б 06 К 9/46, 1975.2Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 3272663,кл, 6 06 К 9/46.1005101 Составитель Т.НичипоровиТехред О,Неце орректор В.Бутяг еда ол а дписно Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 04/67 ТиражВНИИПИ ГосУдаРстпо делам изо113035, Москва,04венногоретенийЖ, Р митета СССРоткрытийская наб д,4/5