Устройство для счета количества изображений объекта

(57) Изо ЕТА КОЛИЧЕСТВА ОЙСТВО ДЛЯИЙ ОБЬЕК лов в блок аналиэиров етение от ится к автой технике, вм для счета в ыч ислитель нк устройства изображени атике и астност ся дополнительный 5 ил.,3 з.п. ф-лы оличес объектов вий 4 ь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) АвтоМ 951347,АвторскВ 61 041,2Ъ поле зрения телевизионного датчика, и может быть использовано для прижизненного анализа количественных характеристик биологических объектов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем анализа изображения. Устройство содержит телевизионный датчик 1, блок 2 квантования, блок 3 памяти, элемент ИЛИ 4, реверсивный счетчик 5, блок 6 временного разделения импульсов. Путем запоминания кода изображения в блоке 3 памяти и временного разделения счетных сигнае 6 устройство позволяетать ранее считанное изображение объекта. При этом не требуетвидеомагнитофон.15 21мени сканирования изображений объектов.Видеосигнал поступает также в блок 3 памяти для выделения из него .строчных и кадровых гасящих импульсов,С выхода блока 2 квантования импульсы пересечения поступают на оба входа блока 3 памяти для записи интересуемого кадра изображения. Затем блок 3 памяти переводится из режима записи в режим считывания и на его выходах появляются везадержанные и задержанные на период строчной развертки импульсы пересечения. На один из входов элемента ИЛИ 4 поступают задержанные импульсы пересечения. Незадержанные импульсы пересечения поступают на дру:ой вход элемента ИЛИ 4 и на вычитающий вход реверсивного счетчика 5.Устройство работает следующим образом.Видеосигнал с выхода телевизионного датчика 1 поступает на вход блока Р квантования, в котором преобразуется в двухуровневый сигнал - импульсы пересечения, длительность каждого иэ которых соответствует вре 35 На выходе элемента ИЛИ 4 формируются импульсы сложения ,поступающие на суммирующий вход реверсивного счетчика 5. Разнбсть между количеством импульсов, поступающих на входы реверсивного счетчика 5 через блоки 6 временного разделения импульсов, равна количеству объектов, находящихся в записанном кадре иэображения.Блок 3 памяти работает следующим образом.Интересуемое информативное поле изображения, находящееся в поле зрения телевизионного датчика 1, записывается в узлы 12 и 13 оператив - ной памяти, причем в узле 13 информация записывается со сдвигом на единицу по адресам строк. Если, например, в узле 12 текущая строка поля изображения записывается по столбцам первой адресной строки, то в узле 13 эта же информация записывается по столбцам второй адресной строки. В режиме считывания изузлов 12 и 13 сдвиг по адресам строкзапрещен, поэтому если из узла 12 будет считана информация, например, четвертой строки поля изображения, то из узла 13 по этому же строчному адресу будет считана информация третьей строки поля изображения. Такосуществляется задержка импульсовпересечения на перипд строчной развертки, что необходимо для реализации алгоритма счета количества изображений объектов.Таким образом, блок 3 памяти, кроме своей асцанцой задачи, выполняет еще и функцию блока задержки.Одновременно блок 3 памяти запоминает интересуемое информативное поле изображений объектов, что очень важно н случае исследанания подвижных многосвязных . объектов, посчитать которые можно лищь после восстановления их односвязаннасти (ликвидации внутренних отверстий). Восстановление аднасняэности требует времени много большего, чем период кадровой развертки, а также требуется неподвижность объектов. Поэтому если кадр не запомнить, та выполнить операцию восстановления адносвязности объектов будет невозможно, так как иэ-эа подвижности объектов расположение изображений объектов на мишени видикона телевизионного датчика также будет меняться.Таким образам, блок 3 памя гц позволяет испольэовать устройство для анализа подвижных многосвязных объектовв, чта расширяет ега функциональные возможности.Синхронную работу в."ех узлов блока 3 памяти осуществляет узел 15 управления, который выделяет КГИ и СГИ, необходимые для синхронизации работы блока 3 памяти с работой телевизионного датчика 1, и формирует счетные импульсы для первого 8, второго 9 и третьего 10 счетчиков, которые являются соответстнечна формирователями адресов столбцов, адресов строк в рабочем режиме и адресов строк в режиме регенерации узлов 12 и 13 оперативной памяти. Узел 15 управления вырабатывает импульсы установки в "0" первого 8 и второго 9 счетчиков, управляет мультиплексором 11 по мультиплексированию адресов столбцов, адресан строк в рабочем режиме и адресов строк в режиме регенерации, управляет Формированием сдвига адресов строк в рабочем режиме на сумматоре 14 в режиме записи информации, а также формирует необходимые сигналы по управлению работой узлов 12 и 13 и задает режим записи нли считывания блока 3 памяти.Узел 15 управления формирует следующие сигналы; строб САЯ адреса столбцов (выход 6);строб КА 8 адреса строк (ныход 7);сигнал ЫК/РЭ запись-считывание(выход 5);сигналы установки н "0 первого8 и второго 9 счетчиков (выходыи 3);счетные импульсы первого 8, нтаО рого 9 и третьего 10 счетчиков (выходы 3,4 и 11);сигналы управления мультиплексором 11 (выхады 8 и 9) ,сигнал упраглеьия входам переца 5 са сумматора 14 (выхад 3 6) .Узел 15 управления работает следующим образом.В режиме записи переключательЗапись-считывание разомкнут. При20 этом ца выходе элемента НЕ 27 формируется отрицательный уровень сигнала ГК записи.Работа начинается с приходам КГИ,который передним фронтам сбрасывает25 счетчик 9 адреса суток.Ва время действия активного отрицательного импульса СГИ идет циклрегенерации узлов 12 и 13. Передним фронтом СГИ устанавливается в30 ачерецное состояние счетчик 9, в результате чего абцуллютсл триггеры21 и 22, При этом элемент И 24 разблокируется и пропускает тактовыеимпульсы генератора 7 с частотой2 МГц на суммирующий вход счетчика10 адреса строки в режимерегенерации, а через элемент ИЛИ-НЕ 23 импульсы КАЯ генератора поступаютна входы узлов 2 и 3 для Фикса 40 ции текущих адресов регенерируемыхячеек обоих узлов в оперативной памяти. Регенерация осуществляетсяобращением к каждой из 128 строк нереже, чем через 2 мс одним лишь45 сигналом ВАБ. При этом сигнал САБнаходится в состоянии логическойединицы. Необходимая длительностьцикла регенерации, равная 2 мс, на 1ходится н указанном допуске, что50 видно из следующих соображений; длительность СГИ равна с = 12 мкс;частота смены адреса суток в режимерегенерации равна Е т = 2 МГц (ТЕ,.== 0,5 мкс); период строчной развертки55 Т = 64 мкс.За время деиствия одного СГИ будет регенерированос и ТЕт = 12:Оь 5 = 24 строки45 50 55 На регенерацию 128 строк понадобиться время, равное 128;24 Т= 128:24 64 = 342 мкс. Таким образом, цикл регенерации вы полняется за 342 мкс, что меньше 2 мс,Управление мультиплексором 11 осуществляется кодом сигналов на шине СГИ и на выходе одновибратора 17. В цикле регенерации этот код равен 01, что обеспечивает передачу через мультиплексор 11 содержимого счетчика 1 О.Задним положительным фронтом СГИ запускается первый 17 и второй 18 од новибраторы. Одновибратор 17 формирует импульс длительностью (350 400) не За это время устанавливается и фиксируется строчный адрес в узлах 12 и 13. Одновибратор 18 формирует импульс длительностью (200 240) нс. Этот импульс необходим для того, чтобы учесть задержку установки адреса строки на входах узла 13,25 вносимую счетчиком 9, мультиплексором 11 и сумматором 14. По заднему фронту этого импульса формируется сигнал НАЯ .на выходе цепочки триггер 2 - элемент ИЛИ-НЕ 23, На управляющих входах мультиплексора 11 на время длительности выходного импульса одновибратора 17 будет код 11, что обеспечивает передачу содержимого счетчика 9 на адресные входы узлов 1 2 и 13. Импульс положительной 35 полярности с прямого выхода одновибратора 17 через элемент И 26 поступает на вход переноса сумматора 14, чем обеспечивается сдвиг на единицу адреса строки на входе узла 3. 40 По заднему положительному фронту выходного импульса одновибратора 17 разблокируется элемент И 25 и разрешит передачу импульсов генератора 7 на суммирующий вход счетчика 8, Одновременно каждый положительный фронт импульсов генератора 7 запускает одновибратор 19, выходной импульс которого форьпрует задержку появлеНия сигнала С:Я на входах узлов 12 и 13 на время задержки, вносимой счетчиком 8, мультиплексором 11 и сумматором 4. Длительность выходного импульса одновибратора 19 равна (200-240) нс.На прямом выходе первого одновибратора 17 в это время будет логический ноль, что запрещает через элемент И 26 формирование сдвигаадреса столбца на узле 1, На управляющих входах мультиплексора 11будет код 10, что обеспечивает передачу через мультиплексор 1 содержимого счетчика 8. Так осуществляется запись по столбцам по сигналу САБ, который формируется позаднему положительному фронту выходного импульса одновибратора 19 наинверсном выходе одновибратора 20длительностью (150-200) нс. Приэтом сигнал КАБ до конца строкинаходится в состоянии логическогонуля, т.е. происходит страничныйрежим записи.С приходом очередного "ГИ процесс повторяется: идет цикл регенерации - содержимое .четника 9 увеличивается на единицу - запись постолбцам очередной строки,Режим считывания включается замыканием переключателя. При этомработа узла 16 управления по формированию вышеуказанных управляющих сигналов остается такой же, каки в режиме записи, но без сдвига вадресации строк узла 13, так какв этом случае н вход, элемента НЕ27 будет уровень логического нуля,который заблокирует элемент И 26, ина входе переноса сумматора 14 будет постоянно присутствовать уровеньлогического "0 . 1Формирователь 15 работает следующим образомКомпаратор 29 сравнивает напряжение видеосигнала с телевизионного датчика 1 с опорным напряжением, величина которого выбрана такой, чтобы компаратор 29 срабатывал от амплитуды СГИ и КГИ. В результате на выходе компаратора 29 формируются СГИ и КГИ, которые поступают на шину СГИ и на вход схемы задержки(наличие КГИ на шине СГИ на правильность работы узла 5 управления не влияет) .Сигнал КГИ формируется на выходе элемента 31 задержки, параметры ко - торого выбраны такими, чтобы емкость не успевала зарядиться до уров. ня логической единицы за время действия на ее входе СГИ, в результате чего СГИ не проходят на шину КГИ. Необходимым условием работоспособности элемента 31 задержки, построенного на элементе И-НЕ, является собблюде н не К2 к Ом,Блок 6 временного разделения работает следующим образом.5В исходном состоянии, когда навходах схемы находятся нулевые сигналы, триггеры 32 и 33 находятся вединичном состоянии, а на выходныхшинах находятся единичные сигналы, Отак как на входы триггера 36 с выходов расширителей 35 и 34 поступают нулевые сигналы. Допустим, чтона тактовый вход триггера 32 с выхода узла 13 поступил положительный импульс, Этот импульс переднимфронтом переводит триггер 32 в нулевое состояние. При этом на выходерасширителя 34 появляется единичныйсигнал, который разрешает установку 20триггера 36 в нулевое состояние попрямому выходу, Нулевой сигнал с прямого выхода триггера 36, поступаяна установочный вход триггера 32,возвращает его в единичное состояние,На выходе расширителя 34 нулевойсигнал появляется с задержкой, определяемой параметрами схемы расширителя.Таким образом, на прямом выходе 30триггера 36 формируется отрицательный импульс, длительностью ь,лНа выходе дифференцирующего элемента формируется отрицательныйсигнал с длительностью, меньшей ьи определяемой параметрами дифференцирующего элемента 37.Аналогично работает цепочка триггер 32 - расширитель 34 - триггер36 - дифференцирующий элемент 38. 40Если во время формирования выходного сигнала цепочкой от входного сигнала одновременно с триггером 32также срабатывает и триггер 33(т.е. при совпадении во времени вход 45ных импульсов), то сразу же послеокончания формирования отрицательного сигнала на прямом выходе триггера 36 начинает формироваться импульс на инверсном выходе триггера 5036,При совпадении импульсов на двух установочных входах триггера 36, триггер 36 с равной вероятностью может установиться в одно из двух ус: тойчивых состояний, что не сказывается на правильности счета количества изображений объектов. Дифференцирующие элементы 38 н 37 введеныдля "разнесения" во времени заднего и переднего фронтов выходных импульсов, что предотвращает возникновение "состязаний" фронтов на входах "1" и "-1" реверсивного счетчика.Блок 2 квантования представляет собой пороговое устройство, задачей которого является преобразование пороговых сигналов н цифровую форму.Предлагаемое устройство можно испольэовать для исследования подвижных многосвязных объектов без привлечения в этих целях, например, видеомагнитофона.Формула и э о б р ее и и я1 . Устройство для .счета количества изображений объекта, содержащее телевизионный датчик, выход которого соединен с входом блока квантования, элемент ИЛИ и реверсивный счетчик,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных в о эможнос тей ус тройс тв а путем аналнза изображения,в него введены блок памяти и блок временного разделения импульсов, выходы телевизионного датчика и блока квантования соединены соответственно с первым и вторым входами блока памяти, первый выход которого подключен к первому входу элемента ИПИ и к первому входу блока временного разделения импульсов, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика, второй выход блока памяти подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму ьходу блока временного разделения импульсов.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок памяти содержит генератор импульсов, первый, второй и третий счетчики, сумматор, мультиплексор, первый и второй узлы оперативной памяти и узел управления, первый вход которого является первым входом блока памяти, выход генератора импульсов соединен с вторым входом узла памяти, первый и второй выходы которого через первый счетчик подключены к первому входу мультиплексора, выход которого соединен с первыми входами первого узла оперативной памяти и первым входом второго узлаоперативной памяти, третий и четвертый выходы узла упрлвлеия через второй счетчик соеднцеы с вторым входом мультиплексора, пятый, шестой5 ц седьмой выходы узла управления подключены соогветственцо к вторым, третьж 1 и четвсртым входам первого и второго узлов оперативной памяти, выходы которых являются соответст вено вторым и первым выходами блока памяти, вторым входом которого являются объедцчецые пятые входы узлов оперативной лмяти, восьмой и девять.й выходы узла управления сое .дицецы соответственно с третьим и четвертым входами мультиплексора, десятый выход узла управления подключен к второму входу сумматора, одиицадцлтый ыход узла управления 20 через третий счетчик соединен с пятым входом мустьтиплоксорл. 3. Устройство ио и. 1, о т л и ч л ю щ е е с я том, что узел управ лецця содержит с первого по четвертый одновибраторы, первый и второй триггеры, цервый, второй и третий элементы И, первый и торой элеметы НЕ, элемент И., ключ и формирователь 30 импульсов, вход которс го является первым входом узла управления, первы вьгход формировлте;я импульсов явпяется восьмым вы:;сдом улл управления и сосдицец с лхс 1 дами первого,З 5 второго одиогибраторов, второго элемситл 1 Е и с е.ыми ходами триггеров, второй выход формирователя импульссв и выход второго элемента НЕ являютс ю .оотвс те.вено :ретьим и 40 четвлртьм выходами уэлл управления, первь й выход иервсго одовибраторлявляетсн деярым выходом уэлл управления и иодкл:лч;.и , первому входу третьего элемента И, 11 ход ключа со едиец с вторым вход.1 сретьего элемента Ии с входом первого элемента НЕ, дыход которого яв;1 ятся пятым выходом узла управления, второй выход первого одцогибрлтора под:почни. к первому входу второго элемента И и к второму входу второго триггера, первыйвыход которого соединен с первымвходом первого элеме та И, выход которого является одицнадцатым выходомузла управления и подключен к первомувходу элемента И-НЕ, выход которогоявляется седьмым выходом узла управления, объединенные вторые входы первого и второго элементов И являютсявторым входом узла управления, второй выход второго триггера соединентретьим входом второго элемента И,выход которого является вторым выходом узла управления и через третийодновибратор подключен к входу четвертого одновибратора, выход которогоявляется шестым выходом узла управления, выход третьего элемента И является десятым выхоцсм узла управления, первый выход второго одцовибратора соединец г вторым входом нервовго триггера. выход которого подключен к второму входу элемента ИЕ,второй выход второго одцовибратора является первым выходом узла управления,Устроиство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, блок временного разделения импульсов содержиттриггеры, расширители импульсов идифференцирующие элементы, тактовыевходы первого и второго триггеровявляются соответственно первым и вторым входами блока временного разделения импульсов, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно через первый и второй расширители импульсов с установочными входамитретьего триггера, прямой выход третьего триггера подключен к установочному входу первого триггера и к входупервого дифференцирующего элемента,инверсный выход третьего триггера соединен с установочным входом второготриггера и с входом второго дифференцирующего элемента, выходы дифференцирующих элементов являются выходамиблока временного разделения импульсов,информационные входы первого и второго триггеров заземлены.1494021 Фиг. едактор А. Рев И. Горная ираж бб 8 Подписное митета по изобретениям и открытиям сква, Ж, Раушская наб., д. 4/5ГКНТ СССР 1 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород л. Гагарина, 1 Заказ 4112/46 ВН 11 ИПИ Госуда венного 113035,Составител Техред А Усачевавчук Коррект