Устройство для выделения контура изображения

(088,8)видетельс06 К 9/3 во СССР20.04,87,НИЯ КОНТУвычис ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРОГИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕРА ИЗОБРАЖЕНИЯ(57) Изобретение относитс Изобретение относится к области вычислительной техники, предназначено для обработки изображений в системах технического зрения роботов и является усовершенствованием основного изобретения по авт.св. У 1451741.Цель изобретения - повышение точности устроиства.На фиг,1 приведена схема устройства; на фиг.2 - схема преобразователя кода; на фиг, 3 - схема расположения фотоприемных элементов и соответствующих ячеек обработки изображения; на фиг.4 - контур изображения и основные его информационные признаки, выделяемые устройством.Устройство состоит из матрицы ячеек 1 обработки изображения, каждая из которых содержит первый сумматор 2, преобразователь 3 кода, второй сумматор 4, регистр 5, фотоприемный элемент 6, элемент 7 задержки, первый,.ЯО 1538176 тельной технике и предназначено дляиспользования в системах технического зрения роботов. Цель изобретения - повышение точности устройства.Это достигается тем, чтб в каждуюячейку устройства для выделения контура изображения введены двенадцатьэлементов НЕ-И, элемент ИЛИ, элементИЛИ-НЕ и элемент И, что позволит нетолько выделять контур изображения,но и выделять прямолинейные участки.контура различной ориентации, концевые точки контура и точки его перегиба. 4 ил. 8 элемент ИЛИ, элемент НЕ 9, первый 1 О элемент И; элемент 11 памяти,выход 12 знакового разряда регистра 5, выходы 1313значащих разрядов регистра 5, специальные шины 14-29, первый 30, второй 31, третий 32,четвертый 33, пятый 34, шестой 35, седьмой 36, восьмой 37, девятый 38, десятый 39, одиннадцатый 40, двенадцатыйФисй 41 элементы НЕ-И, второй 42 элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, второй 44 эле- СЬ мент И, специальные шины 45-50.Устройство работает следующим образом.Работа устройства начинается с подачи, единичного сигнала "Установ" е на шину 19.После этого изображение объекта проецируется на матрицу фотоприемных элементов 6. На выходах тех Фотоприемных элементов 6, на которые попадает изображение объекта, появляются1538176 оследовательные двоичные положительые и + 1 разрядные числа в прямом оде, значения которых соответствуот освещенности в соответствующих точках иэображения, а на выходах остальных элементов 6 Фотоприемной матрицы появляются нулевые сигналы.Эти сигналы поступают на вход линии 7 задержки соответствующих ячеек 1 и - ерез их шины 18 подаются на соответствующие входы 14-17 первого суматора 2 смежных ячеек 1, Линия 7 задержки осуществляет задержку на 2 такта времени двоичного пП разрядного прямого кода (Хо)пр = (ХпХ.Х ) , поступающего с вы 0 кафффхода Фотоприемного элемента 6 данной ячейки 1 (т,е. осуществляет сдвиг указанного кода на 2 разряда в сторону старших разрядов) и, слецовательно, на выходе схемы 7 появляется последовательный прямой двоичный коц числа (4 Хп)пр, Первый сумматор ,2 осуществляет суммирование двоичных и+1 разрядных последовательных прямых кодов,. поступающих на его входы 14-17 через шины 18 с выходов Фотоприемных элементов 6 смежных ячеек 1, соответствующих положениямХ 7 (Фиг,З). Ка выходе первого сумматора 2 реализуется опе " ра цкя(ХБО рф (Хво последовательные и + 1 разрядные прямые коды, поступающие с выходов Фотоприемных элементов 6 смежных ячеек 1, соответствующих положениям Х Х , Х , Х(Фиг.3).Величина (У,),р с выхода первого сумматора 2 поступает йа вход 5 О(Фиг.2) схемы преобразования прямого кода в дополнительный 3 (Фиг,1), которая под действием единичного сигнала "Установ" настроена на реализацию операции 55(У ) пр ( У )Аоп эв соответствии с которой прямой код (У,)положительного последовательного двоичного числа У преобразуется в дополнительный код (-У;),рп отрицательного двоичного числа -У Величина (-У)с вьхода схемы 3 (Фиг.1) поступает на первый вход второго сумматора 4 В этот же момент времени на второй вход второго сумматора 4 с выхода линии 7 задержки поступает величина (4 ХП)р. В результате на выходе второго сумматора 4 образуется п+1 разрядный двоичный дополнительный код суммы (У) д =2 ДОП(4 Х) и + (-У )п коорый в течение и+ тактов времени записывается в регистр 5. В в+2 такт времени на шину 20 (Фиг,) подается единичный управляющий сигнал длительностью в 1 такт, которьй поступает на третий вход первого элемента И 10 Одновременно на первьй и второй входы первого элемента И 10 гоступают сигналы соответственно с выходов первого элемента ИЛИ 8 и элемента ИЛИ 9, При этом, первый элемент ИЛИ 8 реализует логическую Функцию) ь где УУ У д - значащие разряды,двоичного дополнитеьно о да (У;,) А и, в соответствии с которой осуществляется проверка условия наличия хотя бы одного единичного значащего разряда величины (У) , а элемент 11 Е 9 осуществляет инверсию знакового РазРЯда У 1 числа (У)и. В результате на выходе первого элемента И 10 реализуется Функция1, если (У)акоп) 01 Б-яп(Уд.) опу Ьоп О, если (У 2)Доп ( ОеВ соответствии с этой Функцией проверяется условие принадлежности анализируемой точки Х полутонового или бинарного изображения его контуру, которое Фиксируется элементом 11 памяти на выходе которого появляется величина Е, = Б.дп(У,)п . При этом происходит переход от произвольного (полутонового или бинарного) исходного изображения к бинарному контурному изображению, что позволяет использовать довольно несложные логические схемы для его дальнейшего анализа.Выходные сигналы Е, - Еэлементов 11 памяти через шины 21 смежныхячеек 1, соответствующих положениям5 538Х- Х 8 (фиг.З),поступают соответственно на шины 22 - 29 данной ячейкисоответствующей положению Хо(фиг.З).Указанные сигналы г - Е 8, а также выходной сигнал Е элемента 11 памяти данной ячейки 1 поступают на соответствующие входы (фиг.1) первого 30, второго 31, третьего 32, четвертого 33, пятого 34, шестого 35,седьмого 36, восьмого 37, девятого38, десятого 39, одиннадцатого 40двенадцатого 41 элементов НЕ-И данной ячейки 1. В результате (фиг,1)на выходе первого элемента НЕ-И ЗОреализуется логическая функцияг,=г, г,.к,г, к к,г,еу 28,в соответствии с которой проверяется условие принадлежности анализируемой точки Х контуру,(т,е, когдаоЕ = 1) и одновременно наличие наданном фрагменте контура толькодвух его точек Х 1(Е, = 1) и Х (2 э =1), расположенных по разные стороны от точки изображения, т,е, происходит выделение прямолинейного участка контура с вертикальной ориентацией (фиг,З).На выходе второго 31 элементаНЕ-И реализуется логическая Функция24Евэ.в соответствии с которой проверяется условие принадлежности точки Хконтуру и одновременно наличие наданном фрагменте контура линейногоучастка, ориентированного в соответствии с прямой, проведенной черезточки Х, Х, и Хб (фигЗ), т,е.происходит выделение прямолинейногоучастка контура указанной ориентации,176 6 На выходе третьего 32 элемента НЕ-И реализуется логическая функциятг = кк, к г г5гб8 фв соответствии с которой проверяется условие принадлежности анализируемой точки Хо контуру и одновременноО наличие на данном фрагменте контуралинейного участка, ориентированнс гов соответствии с прямой, проведеннойчерез точки Х , Х и Х 7 (Фиг,З),т,е, происходит выделение горизонтального линейного участка контураизображения,На выходе четвертого 33 элементаНЕ-И реализуется логическая функцияР = Ео Е, ЕрЕ 24.Ез Е 6 27 ЕВв соответствии с которой проверяется25 условие принадлежности анализируемойточки контуру и одновременно наличие на данном фрагменте контура линейного участка, ориентированногов соответствии с прямой, проведеннойчерез точки Х 4, Х о и Х (фиг.З),т,е. происходит выделение прямолинейного участка контура указанной ориентации. Таким образом, на выходахпервого 30, второго 31, третьего 3235и четвертого 33 элементов НЕ-И происходит выделение прямолинейных участков контура всех возможных ориентаций,На выходах пятого 34,шестого 35, 4 ц седьмого 36, восьмого 37, девятого38, десятого 39, одиннадцатого 40 и двенадцатого 41 элементов НЕ-И реализуются соответственно логические ФункцииВ соответствии с которыми проверяется условие принадлежности анализируемой точки Х контуру и одновременно наличие только одной соседней контурЙои точки Х или Х или Хили Х, или Х, или Хбили Х, ипи Х, 1.е. происходит выделение всех возожных положений концевой точки конура, Выходные сигналы Р - Р пятоо 34, шестого 35, седьмого 36,; восього 37, девятого 38, десятого 39, диннадцатого 40 и двенадцатого 41 лементов НЕ-И поступают на входы торого 42 элемента ИЛИ, на выходе оторого реализуется Функция Ь 51 6 Т 6 91 Р 12 вв соответствии с которой происходит логическое объединение Функций Рз. Р, т.е. выделение концевой точки контура при любых возможных ее положениях.Выходные сигналы Р, - Р первого 30, второго 31, третьего 32 и четвертого 33 элементов НЕ-И и выходной сигнал Р второго 42 элемента ИЛИ поступают на входы элемента ИЛИ"-НЕ 43, выход которого подключен к акопу второго 44 элемента И, на второй. вход которого поступает выходной сигнал Е элемента 11 памяти, В результате на выходе второго 44 элемента И реализуется логическая Функцияье з ) в соответствии с которой проверяется условие принадлежности анализируемой точки Х контуру и одновременно,когда эта точка Х не принадлежит.прямолинейному участку контура и неявляется концевой, происходит выделе 5ние точек перегиба контура.Формула изобретенияУстройство для выделения контура изображения по авт.св. У 1451741,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, в каждуюячейку обработки изображения введены первый - двенадцатый элементы 15 НЕ-И, первые входы которых подключены к выходу элемента памяти даннойячейки, который является первым выходом матрицы, другие Одноименные входы элементов НЕ-И объединены и под ключены к выходам элементов памя."исоответствующих смежных ячеек обработки изображения. элемент ИЛИ-НЕ,входы которого подключены соответственно к выходам первого, второго, 25 третьего и четвертого элементовНЕ-И, второй элемент ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам пятого - двенадцатого элементов НЕ-И, которые являются соответ ственно вторым, третьим, четвертыми пятым выходами матрицы, и к выходувторого элемента ИЛИ, который являет"ся шеатым выходом матрицы, второйэлемент И, первый вход которого подключен к выходу элемента памяти данной ячейки обработки изображения,а второй вход соединен с выходомэлемента ИЛИ-НЕ, выход второго элемента И является седьмым выходомматрицы,1538176 О О О О О О О С ф. Фитель А.БарановЛ.Сердюкова Сост Техр Корректор М. Максимиши Гратилло еда Заказ 1 . ВНИИПИ сударственного 113035, изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,Тираж 5 ч омитета иосква, ЖПодписное изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Раушская наб., д. 4/5