Устройство для счета числа объектов, расположенных беспорядочно

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик О П И С А Н И Ец 894757ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТРРС КОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ. 32 (088. 8) ао делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30,1281(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТА ЧИСЛА ОБЬЕКТОВ,РАСПОЛОЖЕННЫХ БЕСПОРЯДОЧНОИзобретение относится к телевизи"1 рнно-вычислительной автоматике и может быть использовано для счета числа объектов (различного рода частиц, кровяных телец, микроорганизмов, деталей на конвейере и т.д.), находящихся в поле наблюдения.Известен телевизионный счетчик объектов, состоящий из телевизионного датчика, преобразующего путем сканирования изображение объектов в серию видеоимпульсов,отображающих их число, форму, размеры и т.д., и анализирующе-индикаторного устройства, выдающего необходимые контрольные данные 1 1,Недостаток данного устройства 15 низкая точность счета.Наиболее близким к предлагаемому является счетчик микрочастиц, содержащий телевизионный датчик, вход и выго ход которого соединены с выходом и входом блока согласования, второй выход которого подключен к блоку контроля, блоку формирования видеоимпульсов и 2блоку программного управления, выход которого соединен с управлвощим входом блока вывода и установочным вхо-. дом реверсивного счетчика, выход ко" торого подключен к информационному входу блока вывода, выход блока формирования видеоимпульсов соединен с первым входом первого элемента И, первым входом элемента И-НЕ и входом первого элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента И-НЕ и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, В известном счетчике находится разность между числом пересечений изображения объектов и числом совпаденийоднотонных сигналов от двух смежных строк. Работа данного счетчика заключается в следующем, Видеосигнал, снимаемый через блок канала с телевизионной камеры, поступает на блок форми 894757рования видеоимпульсов, которые формируются в соответствии прохождениялуча по объектам. Сформированные видеоимпульсы поступают непосредственно на первый двоичный счетчик, линиюзадержки и схему совпадения, с выхода которой видеоимпульсы, в случаесовпадения с видеоимпульсом предыдущей строки, поступают на второй двоичный счетчик. По окончании кадра 1 О:производится вычитание содержимогопервого счетчика из второго. Эта разность фиксируется индикатором на цифровом табло и соответствует количеству объектов в поле наблюдений 2315Недостатки известного устройствабольшой объем оборудования и большоевремя счета (несколько периодов кадровой развертки).Цель изобретения - упрощение уст- щройства и повышение его быстродействия,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для счета числа объектов, расположенных беспорядочно, со- ддержащее телевизионный датчик, входи выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока согласования, второй выход которого подключен к блоку контроля, блоку Формирования видеоимпульсов и блокубпрограммного управления, выход которогосоединен с управляющим входом блокавывода и установочным входом реверсивного счетчика, выход которого под 55ключен к информационному входу блокавывода, выход блока формирования видеоимпульсов соединен с первым входомпервого элемента И, первым входомэлемента И-НЕ и входом первого эле 4 Омента задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента И-НЕи вторым входом первого элемента И,выход которого подключен к вичитающему входу реверсивного счетчика, сум 45мирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, введеныблок анализа, второй элемент задержкии В 5- три г гер, пер вый вход блока анализа соединен с выходом блока формирования видеоимпульсов и первым установочным выходом В 5-триггера, второйвход блока анализа подключен к выходупервого элемента задержки, а выходк третьему входу первого элемента И,выход элемента И-НЕ соединен со вторым установочным входом В 5-триггера,выход которого подключен к первомувходу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второгоэлемента задержки,На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства.Схема включает телевизионный датчик 1, блок 2 согласования, блок 3контроля, блок 4 формирования видеоимпульсов, первый элемент 5 задержкина строку, блок 6 анализа, элементцИ 7 и 8, второй элемент 9 задержки,элемент И-НЕ 10, В 5-триггер 11, реверсивный счетчик 12, блок 13 программного управления, блок 14 вывода.Теле ви зи о нный дат чи к 1, по входуи выходу соединен с блоком контроля3,. блоком 4 формирования видеоимпульсов, блоком 13 программного управления, выход которого соединен с управляющим входом блока 14 вывода иустановочным входом реверсивного счетчика 12, выход которого заведен наинформационный вход блока 14 вывода,выход флока 4 формирования видеоимпульсов соединен с первым входом блока 6 анализа, первым входом элемента7, первым входом элемента И-НЕ 1 О,входом второго элемента 9 задержки,Р-входом В 5-триггера 11 и входом первого элемента 5 задержки, выход которой соединен со вторым входом элемента И-КЕ 10, вторым входом элементаИ 7 и вторым входом блока 6 анализавыход которого заведен на третий входэлемента И-НЕ 10, выход которого заведен на вычитающий вход реверсивногосчетчика 12, выход элемента И-НЕ 10соединен с В-входом В 5-триггера, единичный выход которого заведен на первый вход второго элемента И 8, второйвход которого соединен с выходом второго элемента 9 задержки, а выход "с суммирующим входом реверсивного счетчика 12,Блок 6 анализа предназначен дляформирования сигнала разрешения только в том случае, если видеоимпульспоследующей строки приходит раньшезадержанного видеоимпульса предыдущей и сигнала запрета, и в случаеодновременного прихода нового видеоимпульса и видеоимпульса предыдущейстроки с первого элемента задержки5 или прихода задержанного видеоимпульса раньше видеоимпульса новойстроки.8 качестве блока б анализа можноприменить О-триггер, который полностью отвечает требованиям указанныхусловий. И этом случае первым входом5 8блока анализа являются К и О-выходьО-триггера, вторым - вход С, а выходом - единичное плечо О-триггера.Время задержки второго элементазадержки 9 равно сумме времени задержки при включении элемента И-НЕ 10 итриггера 11, которое необходимо длязадержки видеоимпульса до включенияэлемента И-НЕ 10 и триггера 11.Блок 13 программного управленияв соответствии импульсов развертоквырабатывает сигналы сброса реверсивного счетчика 12 и синхронизирует работу блока 11 вывода. В качестве блока вывода могут быть использованы"0" в начале каждого кадра или одинраз за несколько кадров. Триггер блока 6 анализа и триггер 11 любым прерыванием видеоимпульсов устанавливаются в исходное состояние, а именнотриггер блока 6 анализа - в нулевое,а триггер 11 - в единичное,Устройство работает следующим образом.На выходе блока согласования 2в соответствии с расположением объектов в поле наблюдения телевизионного датчика 1 выдается видеосигнал,который подается на блок 3 контроляи блок 1, с выхода которого в соответствии с пересечением сканирующимлучом изображения объекта выдаетсявидеоимпульс, который, в случае отсутствия на выходе первого элемента6 задержки задержанного импульсапредыдущей строки через второй элемент задержки 9 и второй элемент И 8поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 12, С приходом нового видеоимпульса в соответствии сновым объектом или выступом сложногообъекта на счетчике 12 повторяетсядобавление нового импульса (импульсов) и т.д.В случае одновременного приходанового видеоимпульса и импульса предыдущей строки с первого элемента 5задержки или прихода задержанноговидеоимпульса раньше видеоимпульсановой строки, но при соблюдении критерия частичного перекрытия, запрещается прохождение видеоимпульса через элемент И 8. В случае приходавидеоимпульса раньше задержанного через элемент И 8 на реверсивный счетчик 12 добавляется импульс, триггер10 1 20 2 30 3 40 4 0блока 6 анализа по переднему фронтузадержанного импульса устанавливается в "1" и, тем самым, через элементИ.7 на вычитающий вход счетчика 12 поступает ймпульс, содержимое которогоуменьшается .на 1. При дальнейшем пре-,рывании задержанных импульсов принепрерывном видеоимпульсе через первый элемент И 7 на вычитающий входдобавляются импульсы.Для более наглядной работы схемы .рассмотрим процесс счета на примересложного объекта, приведенного нафиг. 2,При прохождении первой строки пересечения с объектом нет, поэтомусхема находится в исходном состоянии.На второй строке от среднего выступачерез элемент И 8 в реверсивный счетчик 12 записывается "1". На третьейстроке от левого выступа опять в счетчик 12 записывается "1", от среднеговидеоимпульс появляется одновременнос задержанным от второй строки, поэтому триггер 11 устанавливается внулевое состояние и тем самым запрещает прохождение видеоимпульса черезсхему И 8. Триггер 6 не изменяет своего состояния и не освобождает элемент И 7 от запрета. При пересечениисканирующим лучом правого выступа вреверсивный счетчик 12 записываетсятретий импульс, На М, 5 и 6 строкахсостоянис счетчика 12 не изменяется.Если же считать, что видеоимпульс отправого выступа приходит раньше, чемзадержанный от З-ей, затем 5-ой и6-ой строк, тогда вначале через элемент И 8 на счетчик 12 добавляют "1",а с приходом задержанных импульсовчерез элемент И 7- вычитаются. На 7-ойстроке в первый момент задержанныйимпульс совпадает с видеоимпульсоми поэтому запись не происходит. Сприходом переднего фронта задержанногоимпульса от среднего выступа при непрерывном видеоимпульсе данной строкиО-триггер 6 устанавливается в "1",тем самым счетчик 12 отрабатывает на"1" обратно, а с приходом переднегофронта задержанного импульса от пра-.вого выступа отрабатывает еще раз,На восьмой строке формирование импульсов счета не будет. На девятойстроке видеоимпульс приходит немного раньше и поэтому через элемент И 8в счетчик 12 добавляется "1", но сприходом задержанного импульса (переднего фронта от левого выступа)эо О-триггер блока 6 анализа устанавливается в "1" и тем самым через элемент И 7 в реверсивном счетчике 12 отнимается "1".При прохождении импульса от первого горизонтального выступа на элемент И 8 подается сигнал запрета с триггера 11, установленного в нулевое состояние предыдущим совпадением видеоимпульса и задержанного сигнала.Элемент И 7 в данном случае запрещен отсутствием задержанного видеоимпульса, На остальных строках выдерживается совпадение задержанных импульсов от предыдущих строк и видеоимпульсов текущих. Если считать, что задержанный видеоимпульс приходит одновремен.но или раньше относительно видеоимпульса текущей строки, то ни один изэлементов И 7 и 8 не пропускают импульсы счета, Если же видеоимпульсприходит раньше, например это можетбыть при сканировании лучом левогонижн е го вы сту па объе кт а, т о ка к уже рассматривалось, вначале элемент И 8 проходит видеоимпульс, а затем с приходом переднего фронта задержанноговидеоимпульса О-триггер 6 устанавливается в "1". и тем самым разрешаетпрохождение видеоимпульса через элемент И 7. В итоге на реверсивнсЬ счетчике 12 записывается "1. Если в поленаблюдения находится ц объектов, то и состояние сцетцика равно Н, причем окончание счета происходит в момент окончания сканирования лучом изображения последнего объекта в поле наблюдения.Таким образом, введение в известное устройство блока анализа, схемы задержки и Р 5-три ггера и связей позволяет уменьшить разрядность счетчика числа объектов и колицество оборудования для управления вычислением. Кроме того, реальное количество числа объектов в поле наблюдения может выводится на регистрирующие устройства по окончании сканирования лучом изображения последнего объекта (объектов) в поле наблюдения, цто повы 57 8шает операти вност ь отображения (регистрации) числа объектов.формула изобретенияУстройство для счета числа объектов, расположенных беспорядочно,содержащее телевизионный датчик,вход и выход которого соединены соот вет ст вен но с выходом и входом блока со гла сования, второй вь 1 ход которого подключен к блоку контроля, блокуформирования видеоимпульсов и блокупро гр аммно го у пр а вления, выход которого соединен с управляющим входом блокавывода и установочным входом реверсивного счетчика, выход которого подключен кинформационному входу блока вывода,выход блока формирования видеоимпульсов соединен с первым входом первогоэлемента И, первым входом элементаИ-НЕ и входом первого элемента задержки, выход которого соединен совторым входом элемента И-НЕ и вторымвходом первого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входуреверсивного счетчика, суммирующийвход которого соединен с выходом второго элемента И, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощенияустрой ст ва и повышения е го быстродействия, в него введены блор анализа,второй элемент задержки и Р 5-три ггер,первый вход блока анализа соединен свыходом блока формирования видеоимпульсов и первым установочным входомР 5-триггера, второй вход блока анализа подклюцен к выходу первого элеменга задержки, а выход - к третьему вхо"ду первого элемента И, выход элементаИ-НЕ соединен со вторым установочнымвходом Р 5-триггера, выход которогоподключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединенс выходом второго элемента задержки,Источники информации,принятые во внимание,лри экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 61123, кл. О 06 И 11/02, 1976.2. Полоник В. С. Телевизионные аа"томатицеские устройства, И.,"Связь".1971, с. 40 (прототип),894757Составитель Н. ВагановаРедактор Л, Пчелинская Техред Е, Харитончик Корректор Г, РещетникЗаказ 11493/81 Тираж 748 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород ул. Проектная, 4