Селектор изображений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 6 М 11/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ПКТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ изи. Цук1 тро с наваЗинатевив ел етенениявыдел нии не долж скретов 9 ил.(57) Изобретение относится к тедениюи может быть использованоизмерительных и распознавающихвизионных системах. Цель изобрния - расширение области примеселектора за .счет возможностиподвижные. объекты на изображенииСелектор содержит блок 1 квантоо амплиту , бло 2 свертки в сигнала, блок 3 и элементов 4 задержки с регистрами сдвига, группу и+1 формирователей 5 апертуры, группу и элементов ИЛИ 6, элемент И 7. Расширение класса селектируемых фигур в селекторе достигается за счет того, что в нем одинаково надежно обнаруживаются как неподвижные объекты, так и движущиеся, если только за время длительностью и/2 телевизионных кадров они не выходят из апертуры п щ элементов, первоначально устанавливаемой центром на центр. телевизионного изображения объекта. При этом, поскольку отсчет кадров производится от среднего кадра А в последователькности кадров ААп (т.е. 1 с=п/2), то допустимо любое направление движения объекта, в то время как его максимальная скорость при равномерном прямолинейном движе на пре(ю)/2 ди за и/2Изобретение относится:, к телевидению и может использоваться в изме"рительных и разпознающих телевизионных системах.Цель изобретения - расширение области применения устройства путемобеспечения возможности выделять подвижные объекты на изображении.На фиг. 1 приведена схема селектора; на фиг. 2 -схема Формирования выходного сигнала селектора;- нафиг. 3 - схема блока свертки видеосигнала; на Фиг. 4 - схема Формирователя апертуры; на Фиг 5 - связимежду ячейками узла выделения Фигурыв апертуре; на Фиг, 6 - схема ячейки узла выделения фигуры в апертуре;,на фиг. 7 - процесс выделения изолированной, фигуры телевизионного изображения в блоке; на фиг. 8 - процессформирования проекцийвыделенной фигуры на координатные оси Х и У в блоке; на фиг. 9 -, схема блока анализаположения фигуры.Селектор содержит (фиг. 1) блок1 квантования по амплитуде, блок 2.свертки видеосигнала, блок 3 п элементов задержки с регистрами 4 сдвига, группу (и+1) формирователей апертуры 5, группу п элементов ИЛИ 6,элемент И 7.Блок 2 свертки видеосигнала содержит (Фиг. 3) формирователь 8 апертуры, узел 9 выделения фигуры вапертуре, анализатор 10 положенияфигуры.Формирователь 8 апертуры содержит(фиг, 4) сдвиговые регистры 11 иапертуру 12,Узел 9 выделения фигуры в апертуре содержит (Фиг. 5) ячейки 13.Ячейка 13 содержит элемент ИЛИ 14 ивторой элемент И 15.Анализатор 10 положения Фигурысодержит (фиг. 9) группу элементовИ 16, элементы ИЛИ 17 и третий элемент И 18.Селектор работает следующим образом.Видеосигнал ч, формируемый телевизионным датчиком с прогрессивнойразверткой изображения, подвергается амплитудному квантованию на двауровня в блоке 1 квантования по амплитуде (Фиг, 1) так, что элементамрастра, принадлежащим изображениюобъекта, ставится в соответствие логическая а остальным (Фоновым)элементам - логический "0". Получаемый в результате бинарный видеосигнал ч подается в блок 2 сверткивидеосигнала, тактируемый импульснойпоследовательностью С, где из неговыделяются видеоимпульсы, соответствующие центральным элементам изолированных фигур телевизионного изображения, т.е. вьптолняется операция О свертки видеосигнала.. Свернутый видеосигнал Я с выходаблока 2 пропускается последовательночерез Ь регистров 4 блока элементов задержки, в результате чего образуется (и+1) его реализаций Я,..,Яяб)взаимно смещенных во временй друготносительно друга на один телевизионный кадр. Каждый из этих видеосигналов, преобразуется далее в параллельную форму своим формирователем5 апертуры размером ш х ш, котораяпод действием тактовых импульсов Споэлементно просматривает полный те-левизионный кадр в темпе его растровой развертки, формируя в каждом так-.те совокупность (матрицу) видеосигналов:(1) 30играющую роль сканирующего стробаселектора, Всего образуется и+1 таких стробов А,А , параллельносканирующих и+1 последовательных телевизионных кадров.35 40 45 50 55 Пусть 1 с - номер среднего кадра в , сканируемой последовательности из и+1 кадров и (ао )к - выход центрального элемента 1-й (средней) группы 5 с элементами А, (фиг. 1). Тогда логично считать, что при (а ) =1е,о к на центральный элемент 1-й апертуры попадает изображение . объекта ( его центр) , если в пределах каждой из предшествующих А , . . ., А , и послео фк- дующих Ац 1ф А , апертур имеется хотя бы один засвеченный (находящийся в состоянии " 1 " ) элемент (фи г . 2, , и=3 при а=5 ) . В противном случае з начение (а .) = 1 следует отнести к случайной помехе , не повторяющейся в других телевизионных кадрах.Данное условие сечекции выражается логической функцией354854 6ек которой параллельно снимаютсясигналы (1), соответствующие элементам вписанного в эту апертуру фрагмента изображения.5Каждый импульс й тактовой частотысдвигает информацию в апертуре наодну позицию влево, поэтому апертурадискретно (потактно) сканирует полетелевизионного кадра по строкам слева направо в темпе его растровой,развертки.Узел выделения фигуры в апертуре9 (фиг. 3) образован совокупностьюоднотипных ячеек 13, каждая из которых реализует на своем выходе функцию. 5 16ВыхОдных сигналоВапертуры,А.Сигналы а дляО 1 1 с, 1 с+ +1и формируются непосредственно на логических элементах ИЛИ а сиг 3 нал (арр) на логическом элементе И (фиг. 2).Расширение класса селектируемых фигур в предлагаемом устройстве достигается за счет того, что в нем одинаково, надежно (по критерию и из и) обнаруживаются как неподвижные объекты, так и движущиеся, если только за время длительности и/2 телевизионных кадров они не выходят из апертуры размером шХ ш элементов, первоначально устанавливаемой своим центром на центр телевизионного изображения объекта. При этом, поскольку отсчет кадров производится от сред- пего кадра Ак в последовательности кадров А ,А (т.е. 1 с=п/2), то допустимо любое направление движения объекта, в то время как его максимальная скорость при равномерном прямолинейном движении не должна превосходить (ш)/2 дискретов за и/2 кадров.Наличие в предлагаемом селекторе блока 2 свертки видеосигнала, выделяющего центры изолированных фигур телевизионного изображения, исключает возможность попадания в пределы каждой из апертур фрагментов изображений большой площади с соседних участков растра, что увеличивает разрешающую способность устройства.Формирователь 8 апертуры размером ш ш элементов представляет собой дискретную линию задержки с отводами (фиг. 4), образованную последовательным соединением ш сдвигающих регистров с элементами (ячейками) 111., 11 ш , управляемых импульсами С тактовой частоты, равной частоте следования элементов разложения изображения в строке телевизионного растра. Количество ячеек каждого из первых шрегистров равно количеству И элементов разложения в строке, чем обеспечивается синфазное с растровой разверткой изображение перемещения информации по их ячейкам 1111, , Первые ш ячеек каждого из этих регистров совместно с ш ячейками последнего ш-го регистра (фиг.4, пунктир) образуют собственно апертуру 12 размером ш хш, с выходов ячеЬ,=Са;(Б;+Ь;+Ь;, 1.,+Ь;,+Ь +,120 где С и 0; - стробирующий и настроечный сигналы (1,3)-й ячейки 13, соответствующей (,1)-му элементу матрицы (1). блока 8, При С=1 и Пф =1 из(2) следует . 325Ь =а, (3)Ч Чт.е, соответствующая ячейка простопередает состояние элемента афор 1мирователя 8 на выход Ь," узла 9.При С=1 и Б," =0 иэ (2) следует.1т.е. выход Ь;узла 9 возбужден толь 35ко в том случае, когда возбужден со.ответствующий ему элемент аформи 11рователя 8 и одновременно хотя быодин из соседних с ним выходов узла 9.Эффект селекции проявляется в том,40 что согласно (3) и (4) элементы Ьц фс настроечными сигналами П; =1 приа; =1 играют роль источников, от которьх Возбуждение последовательно распространяется по всем другим элемен 45 там узла 9. Это возбуждение не захватывает тех элементов данного узла,которьм соответствуют невозбужденныеэлементы формирователя 8 или которыеполностью изолированы от источников50 возбуядения промежуточными невозбужденными элементами,Характер связей между ячейками 13узла 9, определяемый алгоритмом (2),показан на фиг. 5, а одна из возмож 55 ных схем такой ячейки приведена нафиг. 6. При этом использовано упрощенное представление формулы (2) ввиде(5) Х= Гх хх и проекция 7ТЪ=Са(11+Ь ),5+где Ь - выходной сигнал произвольной ячейки 12 узла 9;а - выходной сигнал соответствующего ему элемента Формирователя 8В ; я=18 - выходные сигналы ячеекузла 9, соседних по отношению к элементу Ь, пронумерованные в направлении против часовой стрелки, начиная с соседнего левого;С и 1) - стробирующий и настроечныйсигналы элемента.В предлагаемом устройстве настроечный вход центральной ячейки узла 9 (Фиг. 3) подключен к источникулогической единицы, а на настроечные входы других его ячеек поданонапряжение "0". В результате узел 9выделяет из всех изолированных фигур телевизионного изображения в пределах апертуры только ту, которая 25связана с центром апертуры (фиг. 7,ш=9), Выделенная Фигура (штрих) представляется выходными сигналами узла9, образующими в совокупности матрицу сигналов 30В= ГЬфтой же размерности, что и матрицаА в (1),Стробиру Ц е ульсы Формируются из тактовых импульсови используются для блокировки ячеек 13 узла9 (фиг. 6) на время переходных процессов в Формирователе 8, возникающих в начале каждого такта. 40Анализатор 10 (Фиг. 3) представляет собой комбинационный цифровойавтомат, вырабатывающий сигнал Я=1всякий раз, когда в процессе дискрЬного сканирования полного телевизион"ного кадра апертурой 12 (Фиг. 4)иэображение в матрице В узла 9 оказывается расположенным симметрично(с точностью до одного дискрета) относительно ее центра (Фиг, 8). Дляэтого при помощи многовходовых логических элементов ИЛИ предварительноФормируются проекции содержащейся вматрице В Фигуры на две взаимно перпендикулярные координатные оси, аименно проекция)1 =соответственно показанные на фиг. 8 для ш=9. Каждая из этих проекций оценивается на симметричность ее расположения относительно центра апертуры при помощи многовходовых логических элементов И 1 б, реализующих функции 11 =х, хх, рш;1 =хх.х1в щ М+21=ххх 1для оси Х и Функции Ь.-У 1 У 2 Ув.2 Уь2 У 2 УЗ 1 ъф-1(7)Ъ-=угугу-ув-ьаЬ = у уг+ уМ+2.для оси У, где г=(ш) /2.Сигнал Я центра изображения объекта форжруется при этом по Формуле,Я =(1,+1 1)(Ь,+Ь Ь,) (8) согласно которой Я принимает значение " 1" только при условии симметричного (с точностью до дискрета) рас" положения каждой из проекций Х и У относительно центра апертуры. Размеры же самих проекций могут быть произвольными в пределах от 1 до ш."2.В качестве примера на фиг. 9 представлена одна из возможных схемных реализаций соотношений (6)-(8) для проекций фиг. 8 на многовходовых логических элементах ИЛИ 17 и И 18 с прямыми и инверсными входами,Формула изобретения 1. Селектор иэображений, содержащий блок и-элементов задержки, где и - размерность растра, управляющие входы которых являются тактовым входом селектора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения селектора. путем обеспечения возможности выделять подвижные объекты на изображении, он содержит блок квантования по амплитуде, вход которого является информационным входом селектора, блок свертки1654854 10 входами элемента И, выход (и+1)-го и формирователя апертуры соединен свидеосигнала, группу из и+1 формирователей апертуры, входы синхронизацкоторых соединены с тактовым входомселектора, группу из и элементов ИЛИи элемент И, выход которого являетсявыходом селектора, вход блока свертки видеосигнала соединен с выходомблока квантования по амплитуде, а выход соединен с информационным входомблока элементов задержки, выходы блока элементов задержки соединены с информационными входами формирователейапертуры группы, выходы которых соединены с входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с и 2. Селектор по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок свертки видеосигнала содержит последовательно соединенные формирователь апертуры, узел выделения фигуры в апертуре и анализатор положения фигуры, вьг ход которого является выходом блока, вход формирователя апертуры является входом блока, вход синхронизации формирователя апертуры является тактовым входом блока.1654854 Составитель А.Глотовдактор Л.Гратилло Техред Л.Сердюкова орректор С Лекма СССР извадств Заказ НИИПИ 953 Тираж 388 Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Иосква, Ж, Рауюская наб., д. 4/5 издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1