Устройство для распознавания прямого края объекта

Номер патента: 1439636

Автор: Сергушичев

ZIP архив

Текст

(51) 4 С 06 К 9/Оо ЕНИЯ производится грубаоложения прямого ктранения неоднознаэтапе эта оценкаове метода наимень оценкая объектаости, наочняетсях квадратапе ст второмна оснтов.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕРЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССВ 873252, кл. С 06 К 9/00, 1979.Авторское свидетельство СССРВ 947882, кл. С 06 К 9/00, 1980,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ПРЯМОГО КРАЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к област автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для распо навания прямого края объекта в системах обработки изображений. Цель зобретения - повышение достовернос ти распознавания, В устройство содержащее телевизионный датчик, аналого-цифровой преобразователь, первый блок элементов И, пять сумматоров, шесть блоков умножения, три блока вычитания, блок синхронизации и блок управления, введены блок повоа телевизионного датчика, второй к элементов И, первый и второй блоки сравнения, первый и второй ре гистры, четвертый блок вычитания, шестой сумматор и элемент задержки. Распознавание прямого края объекта состоит из двух этапов. На первом40 45 50 Изсб 1 етецс. стцоситс.я к атомат;не.".в)Пс.ситсльцой тсянике ц мжстбьть использовано в ус:тройс:тах обработси и.юображеций е1 ель изобретения. - повышение дос 5товерцости распознавания,На чертеже даца структурная с:хемапредлагаемого устройства,Устройство содержит последовательно соединенные телевизионныйдатчик 1, аналого-циФровой преобразователь 2, первый блок 3 элементовИ и первый сумматор 4, второй блок5 умножения, второй сумматор 6, пятый блок 7 умножения, первый блок 8умножения, первый блок 9 вычитания,первый блок 10 деления, блок 11 синхронизации, блок 12 управлецця, пятый сумматор 13, четвертый сумматор14, третий сумматор 15, третий блок16 умножения, четвертый блок 17 умножения, шестой блок 18 умножения,второй блок 19 деления, первый квадратор 20, второй блок 21 вычитания,второй квадратор 22, третий блок 23вычитания, выход которого подключенк вторым входам первого 10,и второго 19 блоков деления, блок 24 поворота телевизионного датчика, второйблок элементов И 25, информационныйвход которого подключен к выходу первого блока 3 элементов И, шестойсумматор 26, первый блок 27 сравнения, последовательно соединенныепервый регистр 28 и второй блок 29сравнения, выход которого подключенк входу стробировацил второго блокаэлементов И 25, ключ 30, четвертыйблок 31 вьлситация, второй информационный вход которого подключен квыходу первого сумматора 4, а выход - к второму инФормационному входу ключа 20, элемент 32 задержки,выход которого подключен к входусинхронизации первого Ьлока 5 умножения и входам стробирования второго 6, четвертого 14 и пятого 13сумматоров. Выход сицхроимпульсовблока 11 синхронизации подключенк входу сицхроцизациц датчика 1,а выход кадровых гасящих импульсовк входу блока 24, Первый, второй,третий и четвертый входы блока 12управления подключены соответственно к выходам тактовых, строчных,55строчных ц ка;срсых гасящих импульсов блока 11. 11 ервый выход блока 12подключен к входам стробировация первого блока 3 элементц 11, первоголестого 26 суматорс, второ выход - к входу элементов 32 задержки и входу стробировация четвертого блока 31 вьлптания, третий выход к входу стробирования третьего сумлаторс 15, четвертый выход - к входам синхронизации первого 8, третьего 16, четвертого 17, пятого 7 и шестого 18 блоков умножения,и входу стробирования первого. блока 27 сравнения, пятый выход - к входам синхроцизации первого 10 и второго 19 блоков деления, шестой выход - к входу сброса сумматора 4, седьмой выход - к входам второго 6, третьего 15, четвертого 14, пятого 13 и дестого 26 сумматоров, восьмой выход - к вторым входам четвертого 17 и шестого 18 блоков умножения, девятый выход - к входу первого квадратора 20, информационному входу пятого сумматора 13, к второму входу второго блока 29 сравнения и к первому информационному входу первого блока 5 умножения, второй информационный вход которого подключен к выходу ключа 30Выход пятого сумматора 13 подключен к вторым входам первого о и третьего 16 блоков умножения. Первый информационный вход блока 31 вычитания подключен к выходу второго регистра 33.Устройство работает следующимобразом.Работу предлагаемого устройства можно разделить на два этапа. На первом этапе производится грубая оценка местоположения прямого края объекта для разрешения неоднозначности, на втором этапе эта оценка уточняется на основе метода. наименьших квадратов.На первом этапе при помощи блока 24 телевизионный датчик 1 поворачиовается на 90 относительно его основного положения. В интересующей нас области телевизионного изображения выбирается некоторый фрагмент из и х и растровых элементов. В выбранном фрагменте координаты точек, принадлежащие прямому краю объекта, связаны линейной зависимостью У=КХ+В, однако тангенс угла наклона К и свободный член В при этом неизвестны и подлежат определению. В блок 12 управления заносится информация о размерах и х и фраг35 40 504 1, ец и ко(1(и (; ;и 1-( 1( 1, 1( 53 (О (3 (3 р х(.о ъ 1 ,и(р дм е ц т я и Г ц(- т(льцо систм координат цязццй с телевизионным растром, в которй5 ось ординат цапрявлеця вдоль 33 я(3 р(цлеция строчной развертки, а ось абсцисс - перпендикулярно цдпрявиецию строчной развертки. В первый регистр 28 в двоич(ом коде заносится 10 информация Х =- 1, соответствующая номеру первой строки анализируемого фрагмента. Во второй регистр 33 в двоичном коде заносится информация (и+1)е Ключ 30 находитсЯ В состоянии 15 при котором к входу второго сумматора 6 подключен выход первого сум - матора 4, Телевизионный датчик 1 в соответствии с синхроимпульсами, поступающими с блока 11 синхронизации, формирует телевизионное изображение. Аналого-цифровой преобразователь 2 квантует сигнал с выхода датчика 1 на два уровня "0 и 1. Одновременно тактовые и строчные синхроимпуль сы с блока 11 поступают на первый и второй входы соответственно блока 12, в котором производится их раздельный подсчет. Как только количество строчных импульсов становится равным коду сигнала Х , на девятом выходе блока 12 в двоичном коде формируется сигнал, соответствующий величине Х" =1. Нри этом на выходе второго блока 29 сравнения вырабатывается сигнал стробирования второго блока элементов И 25, разрешающий прохождение сигнала с выхода первого блока 3 элементов И на информационный вход шестого сумматора 26, Как только количество подсчитанных тактовых импульсов в блоке 12 сравняется с У, ири наличии в нем сигнала Х"= 1, тактовые импульсы через первый выход блока 12 начинают поступать на входы стробирования первого блока 3 элементов И, первого 4 и шестого 26 сумматоров, Тактовые импульсы разрешают суммирование сигналов с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 в первом 4 и шестом 26 сумматорах. Как только количество тактовых импульсов превысит величину (У, +п), блок 12 запрещает прохождение тактовых импульсов на55 блок 3 элементов и и и( р(3 п 1 4 и шестой 26 сумматоры. При этом суммирование сигналов изобрджиия вдоль первой строки прекра(с тся и в сумматордх 4 и 26 бу;т цхч(33 т( ся цдкосниц(й сигнал ). якоилеццый сигнал У"сохрдцяет(.я ц шестом суммдторе 26 до коцд кддря, я сумматор 4 сбрясыцд(.ГС 5 ц)ле (.уыюро 5(яц 33 я В кяждОЙ строке пО .игцялу с шестого выходя блока 12. Строчные импульсы продолжают поступать ца блок 12, в соответствии с которыми на девятом ныходе его формируются в д)зо)3 чцом коде сигналы, соответствующие номеру строки в фрагменте Х = 2,3п до тех пор пока количество строчных импульсов це превысит величш(у (Х +нсч Ч п). В соответствии с номером строки фрагмента Х" =2,3п в сумматоре 4 аналогично тому,как это происходило в первой строке, формируются сигналы соответственноф У ф фУ осле того, как в сумматоре 4 сформируется сигнал У" , в первом блоке 27 сравнения по сигналу стробиронания с четвертого выхода блока 12 сравниваются коды сигналов с выходов первого 4 и шестого 26 сумматоров, т,е, У и У . Если У ) У ) то сигнал, формируемый на выходе первого блока 27 сравнения, оставляет ключ 30 в исходном состоянии. При этом к входу сумматора 6 подключен выход первого сумматора 4, Если У,У то сигнал, формируемый на выходе первого блока 27 сравнения переводит ключ 30 в противоположное состояние, При этом к входу второго сумматора 6 подключается выход четвертого блока 31 вычитания. По кадровому гася(цему импульсу с выхода блока 11 синхронизации блок 24 поворачивает телевизионный датчик 1 в основное положение, ня седьмом выходе блока 12 формируется сигнал сброса в)(орого 6, третьего 15, четвертого 14, пятого 13 и шестого 26 сумматоров, а в блок%12 вместо Хи У, заносится ин- . формация О коордицятах Хи У, левого верхнего угля выбранного фрагмента, относительно связанная с телевизионным растром системы координат, На этом первый этап работы устройства заканчивается.Ня втором этапе телевизионный дат чик 1 в соотцетстгии с сицхроимпульсами, поступ(3 и(и с блока 11 синхроциздции, Ори 1 у(т т( левизионное изобрджецие. Ацд)о-пк 1 роной преобразователь 2 к 33(ту.Г сигнал с выхода ддтчикяц(;(ч) уровня, 0 ит39636 510 55 5 14 11 111 , Од и о цр е ме и цо тактовые и стр о чцыс с е и хроимп ульсы с блока 1 1 по ступ ают ца первый и второй входы соответственно блока 1 2 , в котором производится их раздельный под сч е т . Как только количество строчных импульсов ста повит с я равным Х наН 11 Ч Х .девятом выходе блока 12 с частотой строчной развертки начинают формироваться сигналы Х = 1,2,и до тех пор, пока количество строчных импульсов не превысит величину (Х +наЧ +и) . При ХО, как только количество подсчитанных тактовых импульсов в блоке 12 сравняется с У, тактовые импульсы через первый выход блока 12 начинают поступать на входы стробировация первого блока 3 элементов И и первого сумматора 4. Тактовые импульсы разрешают прохождение сигнала с аналого-циФрового преобразователя 2 через первый блок 3 элементов И и суммирования его в сумматоре 4, Как только количество тактовых импульсов превысит величину (У, +п), блок 12 запрещает прохождение тактовых импульсов на блок 3 и суматор 4. В этот момент времени для определенной строки Фрагмента с номером Х в первом сумматоре 4 находится соответствуюеций накопленный вдоль строки сигнал У, По сигналу стробирования с второго выхода блока 12 в четвертом блоке 31 вычитания вычисляется разность кодов сигналов с выходов первого сумматора 4 и второго регистра 33, т,е. для Х = 1,2,. ,п Формируется код сигнала соответственно п+1-У и+1-У, и+1-У. Таким образом, к этому моменту времени на первый информационный вход ключа 30 поступает сигнал У а на второй информационный вход - сигнал (и+1-У ).В зависимости от сигнала, поступающего на управляющий вход ключа 30 с выхода первого блока 27 сравнения, ключ 30 подает на вход второго сумматора 6 либо код сигнала У, либо (и+1-У ). Для обоих сигналов функции и взаимодействие блоков 5-23, а также элемента 32 задержки одинаковы.Для определенности рассмотрим случай, когда на вход второго сумматора Ь поступает код сигнала (и+1-У).Первый квадратор 20 возводит в квадрат код сигналя Х с девятого выхода блока 12, т,е вычисляет Х (Х=1,2,и) . По сиг 1 алу с второго выхода блока 12, задержанному в э.1 в.м 1 ецт 1. 32 задержки ца время выполеЕе 11111 оп 1 рации езьечитанея в блоке 31, второц сумматор б вычисляет сумму значений, кодов сигналов (п+1-У ), т.е. нп+1-У), четвертый сумматор 14 вьех:л иГГГ числяет сумму значений Х , т.е.Х,-15 умножнния выполняет операцию перемножения (и+1-Ух) на.Х, т,е, Формирует 1 (и+1-У), 2 (и+1-У) (и++1-У).п. По сигналу с шестого выходаблока 12 сбрасывается первый сумматор 4. По сигналу с третьего выхода 20 блока 12 третий сумматор 15 вычисляет сумму значений (п+1-Ук) Х т.е.пЯ (и+1-У).Х. По сигналу с четХ=1.вертого выхода блока 12 первый блок 25 8 умножения выполняет операцию перемножения кодов сигналов с выходоввторого б и пятого 13 сумматоров,т.е, формирует "3 Х ".Е . (и+1)-У ),Х=К 1 30 третий блок 16 умножения выполняетоперацию перемножения кодов сигналовс выходов третьего 15 и пятого 13исумматоров, т.е. Формирует ) Х хй= 35 к(п 1-Ук) .:Я Х, четвертый блок 17х=умножения выполняет операцию перемножения кодов сигналов с выхода четвертого сумматора 14 й с восьмоговыхода блока 12, т,е. формирует 40 ни .,Х , пятый блок 7 умножения вы 1полняет операцию перемножения кодовсигналов с выходов второго и четвертого 14 сумматоров, т,е. Формирует 45 ииХ .: (п+1-У), шестой блокХ: 1 К:118 умножения выполняет операцию перемножения кодов сигналов с выходатретьего сумматора 15 и с восьмоговыхода блока 12, т.е. формируетпХ (п+1-У,), Квадратор 22 возх: водит в квадрат сигнал с выхода пятого сумматора 13, т. е. вычисляетн11396 Второй блок 21 вычитания формирует5код сигнала, соответствующийХ ки иЕ (и+1-Г)- Е Х(и+1-г)Х,к:л х: л х. - л Третий блок 23 вычитания формирует код сигнала, соответствующийи- г аи. Х-( Е Х ) . 11 о сигналу сх:л к=лпятого выхода блока 12 блок 10 деления выполняет операцию деления кода сигнала с выхода первого блока 9 вы 15Х)При других соотношениях между дующие значения параметров К и В: У " и х устройство формирует сле 30 и Х У-,;К Х. У, к=л х= л х-л ии,- =Х -(,ЯХ)к=( х:ли иХ, Г- .2:Х Хх- л х:л ии 2и ,-Я Х -( К Х) л к телевизионный датчик, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого под ключен к информационному входу первого блока элементов И, выход которого соединен с информационным входом первого сумматора, второй сумматор, выход которого подключен к первыминформационным входам первого и пятого блоков умножения, выход первого блока умножения. соединен с первым информационным входом первого блока вычитания, выход которого подключен 55 к первому информационному входу первого блока деления, второй информационный вход которого соединен с вторым информационным входом второго блока деления и с выходом третьего 1ии( 1-У,) Х-;, Х - (и+1-у).1 д к= л к: л Приведение устройства в начальное положение производится по сигналу сброса, формируемому блоком12 на седьмом выходе по кадровому гасящему сигналу с блока 11 синхронизации, Процесс распознавания прямого края объекта заканчивается.Предлагаемое устройство при вычислении параметров К и В обеспечивает такую же точность, как и известное. Однако,за счет включения новыхблоков и связей предлагаемое уст ройство, в отличие от известного, обеспечивает однозначное распознава ние прямого края объекта. Формула изобретенияУстройство для распознаванияпрямого края объекта, содержащее 36 8читания на код сигнала с выхода третьего блока 23 вычитания, т.е, вычисляет тангенс угла наклона К прямого края объекта в выбранной системе координат, блок деления 1 О выполняет операцию деления кода сигнала с выхода второго блока 21 вычитания на код сигнала с выхода третьегоблока 23 вычитания, т.е. вычисляетсвободный член В. Таким образом, дляслучая, когда суммарный сигнал Уфв первом столбце выбранного фрагмен"та меньше суммарного сигнала У впоследнем столбце выбранного фрагмента, устройство формирует следующие значения параметров К и В:(1 141 блока вычитания, второй блок умножения выхд ктор 01 О 11 одк 1 н)ч ен к информ 1 цииному входу .третьего суммятора, выход которого соединен с первым информационнь)м входом третьего блока умножения, вьгход которого подключен к первому информационному входу второго блока вичитяния, виход которого соединен с первым ин -формационным входом второго блокаделения, первый квядрятор, выход которого подключе 11 к информационному входу четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым информационным входом пятого блока умножения и первым информационьплм входом четвертого блока умножения, выход которого подключен к первому информационному входу третьего блока вычитания, пятый сумматор, выход которого соединен с информационным входом второго квадратора, выход которого подключен к второму информационному входу третьего блока вьиитания, выход пятого блока умножения соединен с вторым информационным входом второго блока вычитания, шестой блок умножения, первый информационным вход которого подключен к выходу третьего сумматора, а выход - к второму информационному входу первого блока вычитания, блок синхронизации, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входами тактовых, строчных, строчных гасящих и кадровых гасящих Фимпульсов блока управления, первый выход которого подключен к стробирующим входам первого блока элементов И и первого сумматора, третий выход - к стробирующему входу третьего сумматора, четвертый виход - к синхронизирующим входам первого, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков умножения, пятый выход к синхронизирующим входам первого и второго блоков деления, шестой выход - к сбросовому входу первого сумматора, седьмой выход - к сбросовым входам второго, третьего, четвертогс, пятого и шестого сумматоров, восьмой выход - к вторым информационным входам четвертого и шестого блоков умножения, девятый выход - к входу первого квадрятора, информационному входу пятого сумматора и к первому информационному вхолч вт 1 рого блока умножения, второй Э 1 Збин 1101 гл)ЯЦИОнн 14% вхОД КОто 1)ОГО с 1 е 11 нен с информационным входом второгосумматора, выход пят 1)го сум.ят 1 гряподключен к вторым информационным 5Входям первогс и третьего б)Оков умножения и входу второго квадратора,пятый выход блока синхронизации соединен с синхрднизирую 1 цил 1 входом телевизионного датчика, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности распознавания,оно содержит блок поворота телевизионного датчика, второй блок элемента И, первый и второй блоки сравнения, первый и второй регистрь 1,ключ, четвертый блок вычитания, шестой сумматор и элемент задержки,вход которого подключен к второмувыходу блока управления, а выходк си 11 хронизирук)щему входу второгоблока умножения и стробирующим входам второго, четвертого и пятогосумматоров, выход первого сумматора 25 соединен с первым информационнымвходом ключа и вторыми информационными входами первого блока сравненияи четвертого блока вычитания, первыйинформационный вход которого подключен к выходу второго регистра, второй информационный вход - к выходупервого сумматора, стробирующий входк второму выходу блока управления,а выход - к второму информационнномувходу ключа, управляюцц 1 й вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход - с информационным входом второго сумматора и вторым информационным входом второго 4 О блока умножения, стробирующий входпервого блока сравнения подключен кчетвертому выходу блока управления,а первый информационный вход - к вьгходу шестого сумматора, стрсбирующий 45 вход которого соединен с первым выходом блока управления, сбросовыйвход - с седьл 1 им выходом блока управления, а информационный вход -с выходом второго блока элементовИ, информационный вход которого подключен к выходу первого блока элементов И, а стробирующий вход - квыходу второго блока сравнения, первый информационный вход которого соединен с выходом первого регистра, 55а второй информационный вход - с девятым выходом блока управления, четвертый выход блока синхронизацииподключен к управляющему входу блока)ОБрот те) си). ц) )ц ц ) дф ) ) )цть выход блока сццхроцизацие сое - ход которого соедицоц с уцрдв)юц) дицсц с сццхр)цизируюцим входом тевходом телевизиоццог) датчика, а левизиоццог о датчика. Составитель Т,Ничипорович Техред М,Ходацич Корректор Э,Лоцчакова Редактор Л.Гратилло Заказ 6080/50 Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж,.Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Смотреть

Заявка

4253682, 26.03.1987

ВОЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ КРАСНОЗНАМЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. А. Ф. МОЖАЙСКОГО

СЕРГУШИЧЕВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G06K 9/00

Метки: края, объекта, прямого, распознавания

Опубликовано: 23.11.1988

Код ссылки

<a href="https://patents.su/7-1439636-ustrojjstvo-dlya-raspoznavaniya-pryamogo-kraya-obekta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для распознавания прямого края объекта</a>

Похожие патенты