Устройство для измерения периметра объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИМЕТРА ОБЪЕКТОВ, содержащее, блок считывания информации, блок коррекции и блок измерения периметра, отлич/ающееся тем, что, с целью повышения быстродействия изме рения, оно снабжено блоком управления , блок считывания информации выполнен в виде оптоэлектронной мат рицы и двух соединенных последовательно матричных регистров, первый из которых соединен с выходом оптоэлектронной матрицы, блок коррекций состоит из соединенных последова-тельнр дешифратора,счетчика и сумма тора, блок измерения периметра выполнен в виде канала измерения верт кальных составляющих и канала измере-f ния горизонтальных составляющих, каждый из которых состоит из соединен- i ных последовательно схемы сравнения, счетчика и сумматора, первый и второй выходы второго матричного регистра соединены соответственно с первым входом дешифратора блока коррекции и с вторым входом дешифратора блока коррекции, соединенным с входом схемы сравнения канала измерения вертикальных составлякяцих, третий выход второто матричного регистра соединен с входом схемы сравнения канала измерения горизонтальных составляющих, вторые входы счетчиков блока коррекции и блока измерения Р периметра соединены между собой, третьи входы счетчиков блока коррекции и канала измерения вертикальных составляющих объединены, соответствующие выходы блока управления соединены с объединенными входами счетчиков блока коррекции и блока измерения периметра, блока коррекции и канала измерения вертикальных составляющих, с третьим входом счетчика канала измерения горизонтальных составляющих,с вторым входом первого матричного регистра иС вторым матричным регистром.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 G 01 В 21 ?

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3348407/18-28 (2?) 12.10.81 (46) 07.07.84. Бюл. Р 25 (72) P.Э.Чяпас, И.-Г.К.Пунис и С.К.Восилюс (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (53) 531.71(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 546916, кл. - 0 06 Y. 11/02, 1972.

2. Авторское сьидетельство СССР

М 185438, кл. G 01 N 15/02, 1965 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРИМЕТРА ОБЪЕКТОВ, содержашее блок считывания информации, блок коррекции и блок измерения периметра, отли faющеесятем,что,с целью повышения быстродействия измерения, оно снабжено блоком управления, блок считывания информации выполнен в виде оптоэлектронной матрицы и двух соединенных последовательно матричных регистров, первый из которых соединен с выходом оптоэлектронной матрицы, блок коррекции состоит иэ соединенных последовательно дешифратора,счетчика и сумматора, блок измерения периметра выполнен в виде канала измерения верти„.SU„„, 74 А кальных составляющих и канала иэмере ния горизонтальных составляющих, каждый из которых состоит из соединенных последовательно схемы сравнения, счетчика и сумматора, первый и второй выходы второго матричного регистра соединены соответственно с первым входом дешифратора блока коррекции и с вторым входом дешифратора блока коррекции, соединенным с входом схемы сравнения канала измерения вертикальных составляющих, третий выход второго матричного регистра соединен с входом схемы сравнения канала измерения горизонтальных составляющих, вторые входы счетчиков блока коррекции и блока измерения периметра соединены между собой, третьи входы счетчиков блока коррек- фф ции и канала измерения вертикальных %УФ составляющих объединены, соответствующие выходы блока управления соединены с объединенными входами счетчиков блока коррекции и блока измерения периметра, блока коррекции

1 и канала измерения вертикальных составляющих, с третьим входом счетчика канала измерения горизонтальных составляющих,с вторым входом первого матричного регистра и с вторым

;матричным регистром.

1101674

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в автоматических анализаторах, изображения.

Известно устройство для автоматического подсчета изолированных фигур в телеьизионном изображении, содержащее дискретную апертуру, логические элементы И, ИЛИ, НЕ и счетчик. Принцип действия устройства основан на параллельном считывании изображения и параллельном нелинейHouri его преобразовании логическими элементами 1J.

Недостатком этого устройства является узкие функциональные ьозмож ности, так как оно не обеспечивает измерение периметра фигуры.

Наиболее близким к изобретению яьляется устройство для измерения периметра объектов, содержащее блок считывания информации, блок коррекции и блок измерения периметра, в котором оптическое изображение фигуры преобразуют в последовательность электрических сигналов, выделяют и с корректирующими поправками суммируют импульсы, соответствующие сторонам многоугольника, вершины которого образованы точками пересечения изображения строками сканирования и проекциями этих точек на соседние строки 23.

Недостатком изьестного устройства является низкая скорость измерения периметра.

Целью изобретения является повышение быстродействия измерения периметра.

Поставленная цель достигается тем, что, устройство для измерения периметра объектов, содержащее блок считывания информации, блок коррекции. и блок измерения периметра, снабжено блоком управления, блок считывания информации выполнен в виде оптоэлектронной матрицы и двух соединенных последовательно матричных регистроь, первый из которых соединен с выходом оптоэлектронной матрицы, блок коррекции состоит из соединенных последовательно дешифратора, счетчика и сумматора, блок измерения периметра выполнен в виде канала измерения вертикальных составляющих и кайала измерения горизонтальных составляющих, каждый из которых состоит из соединенных последовательно схемы сравнения, счетчика и сумматора, первый и второй выходы второго матричного регистра соединены соответственно с первым входом дешифратора блока коррекции и с вторым входом дешифратора блока коррекции, соединенным с входом схемы сравнения канала иЗмерения вертикальных составляющих, третий выход второго матричного регистра соединен с входом схемы

55 б0

65 сравнения канала измерения горизонтальных составляющих, вторые входы счетчиков блока коррекции и блока измерения периметра соединены между собой, третьи входы счетчиков блока коррекции и канала измерения вертикальных составляющих объединены, соответствующие выходы блока управления соединены с объединенными входами счетчиков блока коррекции и блока измерения периметра, блока коррекции и канала измерения вертикальных составляющих, с третьим входом счетчика канала измерения горизонтальных составляющих, с вторым входом первого матричного регистра и с вторым матричным регистром.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - 4 — пример, поясняющий работу устройства.

Устройство для измерения периметра содержит блок сяитывания информации, выполненный в виде оптоэлектронной матрицы 1, первого матричного регистра 2, второго матричного регистра 3, блок 4 управления, блок 5 коррекции, выполненный в виде дешифратора б, счетчика 7 и сумматора

8, блок измерения периметра, содержащий канал 9 измерения вертикальных составляющих, выполненный в виде схемы 10 сравнения, счетчика 11 и сумматора 12, канал 13 измерения горизонтальных составляющих, выполненный в виде схемы 14 сравнения, счетчика 15 и сумматора 16, и вычислитель 17 периметра, выход которого является выходом устройства.

Выход оптоэлектронной матрицы 1 подключен к первому входу первого матричного регистра 2, соединенного последовательно с вторым матричным регистром 3, второй вход матричного регистра 2 соединен с выходом блока

4 управления.

Первый и второй выходы второго матричного регистра 3 подключены соответственно к первому и второму входами дешифратора б, к выходу которого последовательно подключены счетчик 7 и сумматор 8. Второй и третий выходы второго матричного регистра 3 соответственно подключены к схемам 10 и 14 сравнения, к выходам которых соответственно последовательно подключены счетчики

11 и 15 и сумматоры 12 и 16, первый, второй и третий входы вычислителя

17 периметра соответственно подключены к выходам сумматоров 8,12 и 16. .Выходы блока 4 управления соединены с счетчиками 7,11 и 15, матричными регистрами 2,3 и четвертым входом вычислителя 17.

Устройство работает следующим образом.

Измерение периметра. изображения производится путем апроксимации

1101674

p = К (x,"+Y .) 35

Учитывая нышеизложенное, формулу подсчета периметра представим в следующем виде

tn n

40 р „ (x,,+ó..)-к (2-б}, I где К д (2 — 2) корректирующая по-! ги правка. Если обозначить, v.. y

45 щ и

1) и .Е Y =Т, то окончательная

1 формула подсчета периметра примет нид истинной контурной линии (фиг. 2) при проецировании изображения объек та на дискретизирующую сетку (матрицу), содержащую и элементов в горизонтальном направлении (например, и =8) и п элементов в вертикальном направлении(m =8).

После апроксимации истинной контурной линии ступенчатой кривой с постоянным шагом в горизонтальном и и вертикальном направлении получим изображение объекта, представ10 ленное на фиг. 3. Операции апроксимации и преобразования осущетсвляются путем матричного считывания изображения, после чего получается бинарное изображение объекта.

Белый элемент иэображения кодируется нулем, а черный элемент (заштрихованный) кодируется единицей. Так закодированное изображение запоминается в регистре матричного типа, со- 29 держащем sm ячеек памяти (в изображенном случае 8 8). В каждой ячейке. которого хранится информация одного элемента иэображения, ноль или единица.

Периметр изображейия объекта (фиг. 3) 25 состоит только из вертикальных и горизонтальных элементарных составляющих, где элементарная составляющая равна стороне клетки дикретизирующей сетки. Затем производится попарное сравнение двух элементов изображения в строках и в столбцах матрицы.

Если соседние элементы изображения .в строке неравны между собой, т.е. один — О, другой -- 1, то эти элементы образуют составляющую периметра, в этом месте имеющего вертикальное направление. В первой строке (верхней) (фиг. 3) все элементы изображения равны между собой, значит состанляющих периметра в этой строке нет.

Во второй строке две пары элементов иэображения не равны между собой (1-я и 7-я), значит в этой строке имеются две вертикальные составляющие периметра и т.д. Затем производится суммирование в строках,пар неравных между собой элементов.

Полученная сумма будет равна длине вертикальных составляющих периметра изображения объекта. Сравнение элементов в строке осуществляется параллельно, т.е..одновременно, также параллельно осуществляется суммирование пар неравных между собой элементов. Операцию сравнения и суммирования можно произвести за один такт, т.е. за один такт получается сумма вертикальных составляющих, содержащихся н одной строке.

Соответственно сумму всех вертикальных составлякщих периметра фигуры 60 . получается за гп тактон. Аналогично осуществляются операции сравнения и суммирования пар неравных элементов изобоажеиия в столбцах матрицы.

Сумму н<.ех горизонтальных состав- 65 ляющих получим за л тактов. Длину периметра получим за n +m тактов.

Подсчитанный периметр больк:е истинного периметра (фиг. 2 ) Более точно можно измерить периметр, если исходное изображение апроксимируем (фиг.4) путем сглаживаний углов фигуры, представленной на фиг. 3.

Определить полученный периметр можно, зная количество сглаженных углов, на которых осуществлялась операция сглаживания, и периметр при несглаженных углах (фиг. 3)

Г = (1 — К d) где Р— периметр при несглаженных углах (фиг. 3 );

К вЂ” количество несглаженных углов;

d — коэффициент превышения длины; а — шаг сетки дискретизации.

Периметр Р, подсчитывается по формуле где х;. — горизонтальная элементарная составляющая периметра; у,. — вертикальная элементарная составляющая периметра.

Коэффициент является разницей между длиной периметра несглаженного угла и длиной периметра сглаженного угла а2 + а2 д"— — 2 — ) 2

P =(Х + У вЂ” К(2- F2)j

Определение количества углов, на которых осуществлялась операция сглаживания выполняется параллельным анализом каждых рядом стоящих четырех элементов изображения. Параллельный клеточный анализ изображения можно осуществить, например, с помощью линейки дешифраторов. Так как клеточный анализ осуществляется в плоскости; то общее количество искомых углов на изображении находится за тактов.

Блок считывания информации с оптоэлектронной матрицей 1, содержащей п п элементарных фотоприемных

1101674 Риг. Z

Составитель Е.Глазкова

Редактор Г.Волкова Техред О. Неце Корректор А.Ференц

Заказ 4749/25 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 элементов, считывает изображение объекта и параллельно по пп каналам выдает сигналы изображения н а rle рвый.матричный регистр 2, содержащий элементы памяти с отдельными выходами и входами. Блок 4 управления вы- 5 дает импульс на первый матричный регистр 2, при поступлении которого осуществляется параллельная запись бинарных сигналов изображения. Это изображение хранится в первом матрич-)0 ном регистре 2 пока производится измерение периметра объекта. С выхода первого матричного регистра 2 информация параллельно поем,каналам поступает на входы второго матрично- 15 го регистра 3 и записывается в него при поступлении импульса "Запись" от блока 4 управления. После этого выполняется сравнение соседних элементов иэображения в последнем столбце матрицы, схемой 10 сравнения, а также дешифрация двух последних столбцов дешифратором 6 и подсчет,и параллельное суммирование счетчиками 7,11 и 12. Далее блок 4 управления сдвигает информацию, содержащуюся во втором матричном регистре 3 направо и опять выполняются операции сравнения, деврюфрации и параллельного суммирования;. За п тактов канал 9 измерения вертикаль- 30 ных составляющих выдает значение а блок 5 коррекции выдает значение

K на вычислитель 17 периметра. Так как информация изображения во втором матричном регистре 3 пропала за счет и тактов сдвига, то необходимо ее восстановить (перезаписать) с первого матричного регистра 2. После этого осуществляется попарное сравнение соседних элементов изображения в последней строке матрицы схемой

14 сравнения и параллельный счет и суммирование счетчиком 15 и сумматором 16. Далее выполняется сдвиг информации второго матричного регистра 3 вниз и опять попарное сравнение и параллельное суммирование. За т тактов канал 13 измерения горизонтальных составляющих выдает значение

h на вычислитель 17. В итоге на входах вычислителя 17 имеются все необходимые данные для подсчета периметра и блок 4 управления выдаст импульс запуска вычислителя 17. Подсчет периметра осуществляется по формуле

P =Х+У вЂ” К (2- 12) а.

В конце работы — после выдачи устройством периметра фигуры — блок

4 управления обнуляет счетчики 7,11 и 15.

Таким образом, путем автоматизированного параллельного считывания изображения объекта при применении предлагаемого устройства, повышается быстродействие измерения периметра.