Устройство для распознавания линий в изображениях объектов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (si)3 M53 0 3 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (511М.Кл з (22) Заявлено 09. 07. 81 (21) 3356011/18-24 с присоединением заявки ¹ 3322522/18-24 (23) Приоритет—

G 06 К 9/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1503.83. Бюллетень № 10 (ЯЗ) УДК 681 ° 327 ° 1" (088. 8) Дата опубликования описания 150383 (72) Авторы изобретения

И.С.Горьян и A.Ã.Ñòàðèêoâ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ЛИНИЙ

В ИЗОБРАЖЕНИЯХ О БЪЕКТО В

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при построении телевизионных устройств распознавания образов по выделяемым краевым (граничным) линиям.

Известно устройство для распознавания линий B изображениях объектов, содержащее датчик видеосигналов, соединенный с первым и вторым генераторами импульсов, первый логический элемент И, соединенный с вторым генератором импульсов и c:ïîñëåäîâàòåëüíî подключенными счетчиком, дешифратором и блоком индикации. В это устройство также входит блок формирования сигналов, логический элемент ИЛИ, блок задержки, блок дифференцирования, соединенный с датчиком видеосигнала и с блоком формирования сигналов, и второй логический элемент И, один вход которого подключен к блоку формирования сигналов, другой вход через логический элемент ИЛИ подключен к первому генератору импульсов и к блоку задержки, а выход соединен с первым логическим элементом И и с блоком задержкии (. 1 l. . Однако это устройство не обладает высокой достоверностью распознавания в условиях действия помех, что связа.— но с разрывом обратной связи, т.е. в тех случаях, когда хотя бы в одной строке разложения из-за действия шумов с выхода блока формирования сигнала не придет импульс от прослеживаемого связного объекта на вторую логическую схему И.

Наиболее близким к предлагаемому

1р является устройство, содержащее первый блок задержки, счетчик импульсов, выходы которого подключены к входам дещифратора, первый и второй генераторы импульсов, логическую схему ИЛИ, элемент дифференцированйя, на вход которого подан входной сигнал, фильтр нижних частот, пороговые элементы положительных и отрицательных значений сигнала, формирователи импульсов за2О данной длительности, коммутатора, детектор знака, второй блок задержки, регистр сдвига и третий генератор импульсов. При этом выход элемента дифференцированйя видеосигнала подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого подключен к последовательно соединенным пороговому элементу положительных значений сигнала и первому формирователю импульсов заданной длительности и к последовательно соединенным пороговому элементу

1005101 отрицательных значений сигнала и второму формирователю импульсов заданной длительности. Выходы формирователей импульсов заданной длительности соединены-с входами коммутатора, выход второго формирователя импульсов за- 5 данной длительности подключен также к.-входу детектора знака, выход которого соединен с входом второго блока задержки. Выход второго блока задержки подключен к второму входу детекто- )0 ра знака и третьему входу коммутатора, выходы которого соединены с входами счетчика импульсов, а выходы последнего подключены к информационным входам установки начального состояния15 регистра сдвига, выходы которого через первый блок задержки соединены с информационными входами установки начального состояния счетчика импульсов-и входами логической схем, ИЛИ. Выход логической схемы

ИЛИ соединен с третьим входом детектора знака и с четвертым входом коммутатора. Выходы первого генератора импульсов соединены с соответствующими входами первого и второго блока задержки. На его входы поданы импульсы частоты строк и частоты полей. Выходы второго генератора импульсов соединены с .соответствующими входами первого и второго блоков задержки, коммутатора и счетчика импульсов. На его вход поданы импульсы тактовой частоты. Выходы тр етьего генератора импульсов подключен к входам регистра сдвига. Ha его входы поданы импульсы 35

1 частоты строк, частоты полей и тактовой частоты (2 ).

Недостаток известного устройства заключается в невысокой надежности распознавания.. 40

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее фильтр нижних частот,подключенный4 к дифференцирующему элементу, вход которого является входом устройства, и к пороговым элементам, выходы которых соединены с первым .и вторым формирователями импульсов соответственно, подключенными к одним входам первого . коммутатора, другие входы которого соединены с первыми генератором импульсов, элементом задержки и эле ментом ИЛИ, а выходы подключены к первому счетчику, первый детектор сиА5 налов, входы которого соединены с вторым формирователем импульсов, с первым элементом задержки и с первым элементом ИЛИ, а выход подключен к одному входу первого элемента задерж-60 ки, другие входы которого соединены с генераторами импульсов, входы кото.-, рых являются входами устройства, ïåðвый регистр сдвига, подключенный к первому счетчику, соединенному с 65 первым генератором импульсов, и к одним входам второго элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами импульсов, а выходы подключены к входам первого элемента ИЛИ и .первого счетчика, первый дешифратор, соединенный с выходами первого счетчика и второго генератора импульсов, введены последовательно соединенные третий формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу первого дешифратора, формирователь сигналов знака, другой вход которого подключен к выходу первого детектора сигналов, второй детектор сигналов, третий элемент задержки, другие входы которого подключены к генераторам импульсов, а выход подключен к входу второго детектора сигналов, второй коммутатор, другие входы которого подключены к формирователю сигнала знака, к третьему формирователю импульсов и к первому генератору импульсов, и блок формирования выходных сигналов, входы которого подключены к первому и второму генераторам импульсов, один выход соединен с входами вторых детектора сигналов и коммутатора, а другой является выходом устройства.

При этом блок формирования выходных сигналов содержит либо последовательно соединенные четвертый элемент задержки, входы которого являются одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом блока, второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к четвертому элементу задержки и к второму,дешифратору, выход которого является другим выходом устройства, либо последовательно соединенные четвертый элемент задержки, входы которого являются одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом блока, второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к второму дешифратору, выход которого является другим выходом блока, и второй регистр, входы которого являются третьими входами блока, а выходы соединены с четвертым элементом задержки.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства с одним вариантом конструк- тивного выполнения блока формирования выходных сигналов; на фиг.2 — другой вариант конструктивного выполнения блока формирования выходных сигналов.

Устройство включает дифференцирующий элемент 1, фильтр 2 нижних частот, первый 3 и второй 4 пороговые элементы, первый 5 и второй 6 формирователи импульсов, первый коммутатор 7 первый детектор 8 сигналов, первый элемент 9 задержки, первый счетчик 10, 1005101 пульсов 5 и 6 совпадает с кодом знака чи сла, записанного в счетчи.к 10 и хранящегося в элементе задержки 9, то счетчик 10 осуществляет операцию сложения числа. В противном случае, в счетчике 10 производится операция вычитания кода входного сигнала из кода, записанного в счетчик 10 по-информационным входам установки начального состояния с соответствующих выходов элемента задержки 13. Соответствующим выходным сигналом генератора импульсов 20 обеспечивается синхронизация работы счетчика 10 с другими узлами устройства. Синхронизация работы элемента задержки 13 обеспечивается соответствующими выходными сигналами генераторов импульсов 20 и 21.

Элемент 14 ИЛИ предназначен для индикации нулевого кода на выходах элемента 13 задержки. Когда этот код нулевой, то выходной сигнал элемента ИЛИ 14 также равен нулю. Этот сигнал логического нуля подается на ком- . мутатор 7, который независимо от кода знака входного сигнала включает .в счетчике 10 режим сложения.

На детектор 8 подаются выходные сигналы формирователя импульсов 6, элемента ИЛИ 14 и элемента 9 задержки.

Выходной сигнал детектора 8 соответствует коду знака числа, получившемуся в счетчике 10 после выполнения операции сложения (или вычитания). Этот код совпадает с кодом знака числа,записанного в счетчик 10 с выходов элемента задержки 13, если этот код не нулевой. В противном случае код числа на выходе детектора 8 соответст-вует коду числа выходного знака числа, с выхода детектора 8 подается для запоминания на вход элемента задержки 9 и при подаче. соответствующих разрешающих сигналов с выходов генераторов импульсов 20 и 21 подается с его выхода для определения нового кода знака числа и режима работы счетчика 10 (сложение или вычитание) в следующем периоде работы устройства распознавания пряьых линий и краев, отстоящем от данного на время Т.

Выходные сигналы счетчика 10, соответствующие накопленному в нем коду числа просуммированных импульсов, подаются на соответствующие входМ дешифратора 11, где код результата накопления импульсов сравнивается с эаданныи порогом.

Выходные сигналы счетчика 10 подаются .также на соответствующие информационные входы установки начального состояния регистра сдвига 12 для записи. В регистре сдвига -12 записываемый в него код с выходов счетчика 10 через несколько строк сдвига-, . ется с помощью соответствующих выходных сигналов генератора импульсов 21 в сторону младаих разрядов (в каждом первый -дешифратор 11, первый регистр

12 сдвига, второй элемент задержки 13, первый элемент 14 ИЛИ, третий форми-рователь 15 импульсов, второй коммутатор 16, формирователь сигналов знака 17, второй детектор 18 сигналов, . 5 третий элемент задержки 19,первый 20 и второй 21 генераторы импульсов и блок

22 формирования выходных сигналов, один вариант конструктивного выполнения которого приведен на фиг.1, а )Q другой на фиг.2. При этом в первом случае этот блок содержит второй элемент 23 ИЛИ, второй счетчик 24, четвертый элемент 25 задержки и второй дешифратор 26, а во втором случае, кроме перечисленных выше элементов, он содержит дополнительно и второй регистр 27 сдвига..

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал подается на вход диф. ференцирующего элемента 1, в котором устраняется постоянная составляющая видеосигнала и выделяются сигналы-от перепадов яРкости, т.е. формируется контурный сигнал. Контурный сигнал через фильтр нижних частот 2 подается на пороговые элементы положительных 3 и отрицательных 4 значений сигнала.

В каждый момент времени срабатывает не более одного порогового элемента. Срабатывание, пороговых элементов 3 или 4 приводит к запуску формирователей импульсов заданной длительности 5 или 6 соответственно и при этом вырабатываются последователь- 35 ности импульсов единичной амплитуды, соответствующие разным ситуациям во входном сигнале.

Эти последовательности импульсов. поступают на коммутатор 7 и оттуда 4О после объединения подаются на вход счетчика 10, коммутатор 7, кроме того управляет режимами работы счетчика 10, устанавливая его начальное состояние, соответствующее .коду числа, подающегося с выходом элемента 13 задержки на информационные входы установки начального состояния счетчика 10, а также прибавляя (или вычитая) к этому коду (из этого кода) входной сигнал, подающийся через коммутатор 7 с выходов формирователей импульсов 5 и 6 на вход переноса счетчика 10.

Режим установки начального состояния счетчика 10 включается коммутатором 7, когда на него подается соответствующий импульс с выхода генератора импульсов 20.

Включение режимов -суммирования (или вычитания) входного кода счетчи.ка 10 к коду (из кода) числа, запи- .40 санного по информационным входам установки начального состояния счетчика импульсов осуществляется коммутатором

7 следующим образом. Если код знака выходного сигнала формирователей им- 65

1005101 такте) на один разряд, что соответствует умножению накопленного в счетчике 10 кода на коэффициент 0,5, Умножение результата накопления на коэффициент 0,5 ограничивает накопление шумов и унеличивает достоверность рас- 5 познавания полезного сигнала при предварительном накоплении.

Выходные сигналы регистра сдвига

12 подаются на соответствующие входы элемента задержки 13 и запоминаются 10 в нем на время T.

Когда накопленным в счетчике 10 сигналом превышается порог дешифратора 11.и когда на дешифратор с соответствующего выхода генератора импуль- f5 сов 21 подается разрешающий сигнал, служащий для обеспечения декорреляции накапливаемых на втором этапе импульсов, то выходным сигналом дешифратора 11 запускается третий формирователь 15 импульсов заданной длительности и одновременно формирователем сигнала. знака 17 фиксируется код знака выходного сигнала формировате-. ля 15.

Принципиально работа второй ступени накопления не отличается от описанной выше работы первой ступени.

Отличие заключается н том, что длительность импульсов во второй ступени накопления выбирается больше, что-З0 бы обеспечить накопление полезных сигналов от всей длины обнаружинаемой линии. Кроме того, эти импульсы вырабатываются формирователями 15 и

17 не в каждой строке растра, как 35 это происходит н формирователях 5 и

6, если на нходы пороговых элементов

3 и 4 приходит соответствующий контурный сигнал, а только н той строке, н которой выходным сигналом счетчика 40

10 превышен порог, установленный в дешифраторе 11 и когда на вход де шифратора 11 подан разрешающий сигнал с соответствующего выхода генератора импульсов 21, 45

При превышении накопленным в счетчике импульсов 24 кодом порога, установленного во втором дешифраторе

26, принимается решение, что н анализирующей сцене имеется искомая линия. Пороги в первом дешифраторе

11 и втором дешифраторе 26 устанавливаются не обязатель но одинаковыми.

Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связей позволяет существенно -повысить надежность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для распознавания линий в изображениях объектов, содержащее фильтр нижних частот, подключенный к дифференцирующему элементу, вход которого является входом устрой- 65 ства, и к пороговым элементам, выходы которых соединены с первым и вторым формирователями импульсов соответственно, подключенными к одним входам первого коммутатора, другие входы которого соединены с первым генератором импульсов, элементом задержки и элементом ИЛИ, а выходы подключены к первому счетчику, первый детектор сигналов, входы которого соединены с вторым формирователем импульсов, с первым элементом задержки и с первым элементом ИЛИ, а выход подключен к одному входу первого элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами, импульсов, входы которых,являются входами устройства, первый регистр сдвига, подключенный к первому счетчику, соединенному с первым генератором импульсов, и с одним входом второго элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами импульсов, а выходы подключены к входам первого элемента ИЛИ и первого счетчика, первый дешифратор, соединенный с выходами первого счетчика и второго генератора импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности распознавания, оно содержит последовательно соединенные третий формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу первого дешифратора, формирователь сигнала знака, другой вход которого подключен к выходу первого детектора сигналов, второй детектор сигналов, третий элемент за-" держки, другие входы которого подключены к генератору импульсов, а выход подключен к входу второго детектора сигналон, второй ко жутатор, другие входы которого подключены к формирователю сигнала знака, к третьему формирователю импульсов и к первому генератору импульсов, и блок формирования выходных сигналов, входы которого подключены к первому и второму генераторам импульсов, один выход соединен с выходами вторых детектора сигналов и коммутатора, а другой является выходом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок формирования выходных сигналов содержит последовательно соединенные четвертый элемент задержки, вход которого является одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, ныход которого является одним выходом блока, второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к четвертому элементу задержки и к второму дешифратору, выход которого является другим выходом блока.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем,,что блок формирования выходных сигналов содержит пос1005101

10 ледовательно:соединенные четвертый элемент задержки, входы которого являются одними входами блока, а выходы-подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом блока., второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к второму дешифратору, выход которого является другим выходом блока, и второй регистр, вход которого являет- 10 ся третьими входами блока, а выходы соединены с четвертым элементом задержки.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 548873, кл. G. 06 К 9/46, 1975.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3272663, кл. G 06 К 9/46.

1005101.

Составитель Т.Ничипорович

Редактор К.Волощук Техред О.Неце Корректор В.Бутяга

Заказ 1904/67 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4