Устройство для селекции изолированных фигур телевизионного изображения

к техникеможет телевизи Цель ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЯТЕЛЬСТ(56) Техника средств связиТехника телевидения, 1985,с,93-101(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКЦИИРОВАННИХ ФИГУР ТКЛЕВИЗИОННВРАЩЕНИЯ(57) Изобретение относитсяприкладного телевидения ииспользоваться, напримеронных распознающих система Изобретение относится к технике прикладного телевидения и может использоваться, например, в телевизионных распознающих системах.Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет расширения класса селектируеьых Аигур.На Аиг. 1 представлена структурная схема устройства для автоматической селекции изолированных Фигур телевизионного изображения; на Анг,2 - временные диаграммы тактирующей и стробирующей импульсных последовательностей; на Аиг.3 - структурная схема блока сканирующей апертуры;на Аиг.4 - то же, блок:, селекции; на фиг 5 - схема структурного элемента блока селекции; ча Аиг.б - последовательность нумерации элементов апер 2изобретения - расширение области применения устройства за счет расширения класса селектируемых Ангур. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее телевизионный датчик, бинарный кяантовятель, блок сканирующей апертуры, блок селекции и синхрогенератор, введен блок выделения центрального элемента селекции, входы которого подключены к выходам блока сканирующей апертуры, а выходы - к входу управления блока селекции. Введение указанного блока позволяет селектировать Аигуры, содержащие пустоты во внутренней области. 1 з.п. А-лы, 9 ил.С туры блока сканирующей логическойлапертуры; на Аиг.7 - схема поясняющая процесс выделения изолированной Аигуры телевизионного изображения в устройстве; на Аиг,8 - структурная схема блока выделения центрального элемента селекции; на Фиг .9 - структурная схема одного из элементов бло" ка выделения центрального элемента селекции.Устройство для селекции изслированжх Аигур телевизионого изображения (Аиг.1) содержит телевизионный датчик 1, бинарный квантователь 2, блок 3 сканирующей апертуры, блок 4 селекции, блок 5 выделения центрального злемента селекции и синхрогенератор 6.Блок 3 сканирующей апертуры (Аиг.З) содержит ш последовательно2ш; А = а 2п Если на управляющий вход некоторого (" центрального" ) элемента того55 же блока 4 селекции подается на" пряжение "1", а на остальные управляющие входы - напряжение "О", то на его выходах в каждом такте дискретносоединенных сдвигающих регистров с элементами 7 задержки. Первые и эле-ментов задержки каждого из этих регистров образуют в совокупности собственно апертуру 8 размером шхп)5 выделенную на шиг.3 пунктиром.1 лок 4 селекции (Лиг.4) содержит матрицу элементов 9 селекции, каждый из которых представляет собой комбинационный цифровой автомат, реализованный на логических элементах ИЛИ 10 и И 11 (Лиг,5).Блок 5 выделения центрального элемента селекции (Фиг,8) содержит логические элементы И 5-15-К с прямыми и инверсными входами, где К = (пхп - 1).- . Устройство работает следующим образом. 20Видеосигнал ч) Аормируемый телевизионным датчиком 1 с прогрессивной разверткой изображения, синхронизируемой импульсами кадровой Р и строч" ной Р частот синхрогенератора б подвергается квантованию на два уров" ня в бинарном квантователе 2 (Аиг 11). так, что всем его значениям, превышающим некоторое пороговое значение, ставится в соответствие логическая 1) а остальным значениям - логический "О", При этом элементы телевизионного растра с единичными значениями получаемого в итоге видеосигнала ю считаются принадлежащими изображению наблюдаемого телевизионным датчиком 1 объекта) а элементы с нулевыми значениями ы - принадлежащими Лону.Для обеспечения возможности одно- О временной обработки различных элементов изображения выходной сигнал ю бинарного квантователя 2 преобразуется в параллельную йорму блоком 3 сканирующей апертуры размером шхп и поступает на инАормационные входы блока 4 селекции в виде матрицы двоичных сигналов:го сканирования полного телевизионного кадра блоком 3 сканирующей логической апертуры образуется матрицасигнапов Б =Ьд(3) 2, и который в каждом такте дискретного сканирования осуществляет поиск элемента изображения, ближайшего к фактическому (геометрическому) центру СА, и Аормирует на соответствующем выходе 0)напряжение "1". Данный сигнал, попадая на управляющий вход соответствующего элемента Ъ 1блока 4 селекций, передает ему фракции центрального элемента апертуры, обеспечивая тем самым выделение изолированной фигуры)ближайшей к Ьактическому центру СА.Тактирование блока 3 сканирующей апертуры осуществляется импульсами Р синхрогенератора 6, а вырабатываемые тем же синхрогенератором 6 стробирующие импульсы Р (импульсы "разрешения" ) использДтся для стробирования элементов блока 4 селекции (Миг. 1) после окончания переходных процессов в блоке 3 сканирующей апертуры, возникающих в начале каждого такта сканирования. Если переходные процессы затухают к концу каждого импульса тактовой последовательности Рз) то стробирующие импульсы Г могут быть получены инподобная матрице (1) ) но отличающаяся от нее сохранением логических "1" только на тех элементах Ькото) рые соответствуют элементам а,одной единственной Аигуры телевизионного изображения, попадающей каким-ли- бо своим элементоМ на указанный центральный элемент блока 4 и соответствующий элемент сканирующей апертуры О".А)Выделение центрального элемента селекции обеспечивается в устройстве использованием блока 5 выделения центрального элемента селекции, формирующего на своих выходах настроечные сигналы вида(5) Ь = а, ю)1 т,е, соответствующий КЦА просто передает состояние элемента а блока 3 5 164760 вертированием импульсной последовательности Г (Аиг.2).Блок 3 сканирующей апертуры размера ггхп представляет собой дискретную 1 5 линию задержки с отводаии (фиг.З), образованную последовательным соединением гг сдвигающих регистров с элеиентами (ячейками) 7, тактируемыи импульсами частоты Г., равной частоте следования элементов разложения в строке телевизионного растра, Количество ячеек каждого из первых ярегистровравно количеству Б элементов разложения в строке (т.е. У = = 0;Г ), чем обеспечивается синфазное с растровой разверткой изображения перемещение инАормации по ячейкам. Первые и ячеек каждого из этих регистров совместно с п ячейками 2 О последнего ш-го регистра, обведенные иа фнг.3 пунктиром, образуют собственно апертуру 8 размером гхп, с выходов ячеек которой параллельно снииаются сигналы (1), соответствующие 25 элементам вписанного в эту апертуру Арагмеита изображения полного теле,визионного кадра.Так как каждый импульс тактовой частоты Р сдвигает информацию в 3 О апертуре на одну позицию вправо., то за время развертки полного кадра данная апертура дискретно сканирует растр телевизиоиого датчика 1 по строкам слева направо.Елок 4 селекции (Аиг.4) образован совокупностью однотипных элементов селекции 9 (комбинационных цифровых автоиатов КЦА), осуществляющих логи- . ческое преобразование сигналов (1) и сигналы (2) по алгоритмуЬщ Уа; (О; + Ь;, +6сканирующей апертуры на выход Ь ф блока 4 селекции.При Ув - 1 и О,= О нз (4) сиедует, что Ь;=а;(Ь" +Ь+ +(6)8Ь = У а (П+сЕ Ь )Яе где Ъ- выходной сигнал произвольногоэлеиента 9 блока 4 селекции; - выходной сигнал соответствующего еиу элемента блока 3сканирующей апертуры; - выходные сигналы элементовблока 4 селекции, соседнихпо отнопгегию к элементу Ь,пронумерованные в направлении против часовой стрелки,начиная с соседнего левого; - стробирующий и настроечныйсчгналы элемента Ъ. т,е, выход Ь; блока 4 селекции возбужден (находйтся в состоянии "1") только в тои случае, когда возбугден соответствуюнй ему элемент а; блока 3 сканирующей апертуры и одйовременно хотя бы один из соседних с ним выходов блока 4 селекции.ЭААект селекции проявляется в том, что согласно (5) и (6) элементы Ьс настроечными сигналами 01= 1 при а= 1 играют роль источников отУ которых возбуждение последовательно распространяется по всем другим элементам блока 4 селекции. Это возбуждение не захватывает, одгено, тех элементов данного блока, которым соответствуют невозбужденные элементы блока 3 сканирующей апертуры или которые полностью изолированы от источников возбуждения промежуточными невозбуж-. денными элементами.Характер связи между элементами 9 блока 4 селекции, определяемых алгоритмом (4), показан на фиг.4, а на Аиг.5 .приведена одна из возможных схем такого элемента ОЩА). При этом использовано упрощенное представление Аормулы (4) в следующем виде45 50 55 Периферийные элементы матрицы В блока 4 селекции (т,е. элементы, расположенные на внепгнем контуре этой матрицы) имеют меньшее количест.во соседних элементов, чем внутренние, Поэтому для их реализации могут быть использованы логические элементы ЕПИ 10 (фиг.5) с меньшим количеством входом. При использовании стандартных КЦА (с 9-входоными элементами ИЛИ 10) на нсе свободные входы должны быть поданы логические "0", (фиг,4).Блок 5 вьделения центрального элемента селекции вычисляет в каждом такте дискретного сканирования телевизионного кадра следующие логические функции:По = аду1 аоа ю(7)аааИк = а,аа 2,акУ а где использована последовательная нумерация элементов а, ааК блока 3 сканирующей апертуры при их обходе по спирали, раскручивающейся от центра СА, как показано на фиг.6 для апертуры 9 х 9. При этом К = (я х х и - 1) - порядковый номер последнего элемента апертуры. Аналогичная нумерация принята и для управляющих входов И Иг ИэлементовЬо, Ь Ь блока 4 селекции.Как следует из (7), любой возбужденный элемент а, считается ближайшим к центру СА (для него И, = 1), если не возбужден ни один из предшествующих ему элементов а, а аИменно этот элемент а и на-1дел ется в описываемом устройстве функциями центрального элемента, т.е. источника, от которого возбуждение непосредственно передается соответствующему элементу Ь блока 4 селекции. От элемента Ь возбуждение распространяется далее по всем другим элементам блока 4 селекции, соответствующим возбужденным элементам блока 3 сканирующей апертуры, примыкающим к "центральному" элементу а; 15 20 25 ЗО либо непосредственно, либо через промежуточные возбугкденные элементы.В качестве примера на фиг,7 показана процедура выделения прямоугольного кольца. Роль центрального элемента в данном случае играет элемент а блока 3 сканирующей апертуры, которому соответствует элемент Ь блока 4 селекции. Тем самым обеспечивается неискаженное вьделение наблюдаемой изолированной Фигуры (двойная штриховка, фиг.7). Последовательность поиска нового "центрального" элемента апертуры показана на фиг,7 пунктиром.Структурная схема блока вьделения центрального элемента 5 селекции, определяемая непосредственно формула- ми (7), приведена на фиг,8, Она представляет собой совокупность логических элементов И 5-1 .5-К с прямыми и инверсными входами, При помощи известных правил тождественного преобразования логических функций эти формулы могут быть приведены к виду, удобному для реализации и в любом другом элементном базисе. Напри-мер, функцию И можно представить в видеа = (ао+ а, +,,+ а 7) х х (а + а + + а ) х х (а 16 + а 1 + + а) акоторому соответствует схема (фиг.9),на логических элементах 5-24-15-24-4, эквивалентная по выполняемойфункции логическому элементу 5-24(фиг.8).Таким образом, введение в устройство блока выделения центрального элемента селекции, формирующего настроечные сигналы вида (7), позволяет ньделять любое из наблюдаемых в кадре изображений в момент его наиболее "удачного" (например, центрально"симметричного) расположения в пределах сканирующей апертуры независимо от того, попадает ли оно каким-либо своим элементом на центр этой апертуры или нет, При этом существенно расширяется класс селектируемых фигур, н который попадают теперь и фигуры с пустотами во внутренней области, 1647606Формула изобретения 1. Устройство для селекции измированных Аигур телевизионного изображения,содержащее синхрогенератор, последовательно соединенные телевизионный датчик, бинарный квантователь и блок сканирующей апертуры, блок селекции, содержащий матрицу элементов селекции, информационные входы которого подключены к выходам блока сканирующей апертуры, причем выходы синхрогенератора подключены к входам синхронизации телевизионного датчика, к тактовому входу блока сканирующей логической апертуры и к стробирующему входу блока селекции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет расширения класса селектируемых Фигур, в него введен блок выделения центрального элемента селекции, входы и выходы которого подключены соответственно квыходам блока сканирующей апертурыи к входам управления блока селекции.2. Устройство по п.1, о т л и ч а"1ю щ е е с я тем, что блок выделенияцентрального элемента селекции содержит К = (ахи - 1) элементов И,где ш и п - соответственно количество строк и столбцов матрицы элементов селекции, причем -й элементИ ( = 1К) имеет +1 вход,первыеиз которых - инверсные,первый вход блока подключен к первымвходам элементов И и к первому выходу блока, а )-й вход блока (=2К+1) подключен к -му входу 2 О 1-го элемента Иэ где 1 = 3-1,Укрвыход которого подключен к -мувыходу блока.Т Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагар Заказ 1402 ВНИИПИ Госу твенног 113035 аж 396 Подписное комитета по изобретениям и откр Москва, Ж, Раушская наб., д иям при ГКНТ ССИ