Способ выделения контуров объектов в изображениях

 

Изобретение может использоваться при обработке телевизионных изображений . Контурные участки выделяются независимо от их .направления относительно развертки. Для формирования видеосигнала используют циклоидальную построчно-спиральную траекторию сканирования. Такое напряжение развертки получают путем наложения на пилообразное напряжение строчной развертки синусоидального напряжения с частотой, имеющей порядок единиц МГц, а на пилообразное напряжение кадровой развертки - косинусоидального напряжения той же частоты. В сформированном при развертке изображения видеосигнале определяют перепад видеосигнала, превышающий заданный порог. По превышению заданного порога судят о наличии контура в изображении, а по его временному положению относительно начальной фазы синусоидального напряжения об ориентации контура. В14Дел нный (Л контур наблюдают на видеоконтрольном блоке, 4 нл. со СП 4 00 сд

CQO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 04 N 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3730774/24-09 (22) 12.04.84 (46) 30. 11.85. Бюл.9 44 (72) С.В.Кокорина и В.В.Молебный (53) 621.397(088.8) (56) Прэтт У.,Цифровая обработка изображений. Т. 2. М.: Мир, 1982, с. 510.

Патент Англии 11 1358619, кл. G 01 S 3/78, 1974. (54) СПОСОБ ВЦЦЕЛЕНИЯ КОНТУРОВ ОБЪЕКТОВ B ИЗОБРАЖЕНИЯХ. (57) Изобретение может использоваться при обработке телевизионных изображений. Контурные участки выделяются независимо от их.направления относительно развертки. Для формирования видеосигнала используют циклоидальную построчно-спиральную траек„„SU„„1195485 д торию сканирования. Такое напряжение развертки получают путем наложения на пилообразное напряжение строчной развертки синусоидального напряжения с частотой, имеющей порядок единиц

МГц, а на пилообразное напряжение кадровой развертки — косинусоидаль-. ного напряжения той же частоты.

В сформированном при развертке изображения видеосигнале определяют перепад видеосигнала, превышающий заданный порог. Па превышению заданного порога судят о наличии контура в изображении, а по его временному положению относительно начальной фазы синусоидального напряжения— об ориентации контура. Выделенный контур наблюдают на видеоконтрольном блоке, 4 ил.

1195485

Изобретение относится к обработке изображений, в частности к обработке телевизионных изображений, и предназначено для использования при вьщелении контуров объектов 5 с целью классификации последних, например при проведении экспрессанализа микрообъектов в медицинской практике, при дистанционном контроле технологических процессов в про- 1О мышленном производстве или при выработке сигналов автоматического . управления угловым положением телевизионной камеры в замкнутых системах телевидения. 15

Целью из обретения явля ется выделение контурных участков независимо от их направления относительно развертки.

На фиг. 1 представлена траектория считывающего луча; на.фиг. 2 — структурная электрическая схема устройства, реализующего способ вьщеления ! контуров объектов в изображениях; на фиг. 3 — участки траектории ска- 25 нирования, пересекающей контур объекта; на фиг. 4 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Способ вьделения контуров объектов

30 в изображении осуществляется за счет анализа соотношений между уровнями видеосигналов, соответствующих совокупности элементов разложейия. Для формирования видеосигнала используют циклоидальную траекторию сканирования (фиг. 1). На фиг. 1 строки стандартного телевизионного разложения обо° значены С1, С2, С3. Считывание по циклоидальной траектории обеспечивает непрерывный видеосигнал, несущий в одном цикле информацию о совокупности элементов, достаточной для оценки градиента видеосигнала при любой ориентации контура объекта в изображении. Амплитуда циклоиды по вертикали D выбирается не менее двух строк стандартного телевизионного изображения. При четких контурах объектов эта амплитуда равна величине двух строк, при размытых же контурах ее увеличивают. Амплитуда D циклоиды по горизонтали обеспечивает обход одного элемента разложения за один цикл при четких изображениях. При размытых изображениях амплитуду Р 55 увеличивают пропорционально D . Амплитуду и частоту синусоидальйого напряжения и диаметр считывающего луча выбирают, учитывая, кроме того, соображения непропуска информации при считывании. Циклоидальное напряжения развертки в соответствии со способом получают путем наложения на пилообразное напряжение строчкой развертки синусоидального напряжения с частотой, имеющей порядок верхней частоты в видеосигнале стандартного телевизионного разложения (единицы МГц), а также наложения на пилообразное напряжение кадровой развертки косинусоидального напряжения той же частоты. Амплитуды этих гармонических напряжений подбираются так, чтобы обеспечить указанные геометрические размеры совокупности элементов изображения в одном цикле. Далее в сформированном видеосигнале определяют наличие перепадов видеосигнала, превышающих заданный порог. Это осуществляется путем сравнения с заданным порогом продифференцированного видеосигнала, при разности незадержанного видеосигнала и видеосигнала, задержанного на полупериод синусоидального напряжения. Пороговый уровень устанавливают в зависимости от допустимого уровня ложных тревог: чем выше уровень ложных тревог, тем ниже задают пороговый уровень. По превышению заданного порога судят о наличии контура в изображении и по временному Положению перепада видеосигнала, превышающего порог, относительно начальной фазы синусоидального напряжения судят об ориентации контура.

Устройство, реализующее способ выделения контуров объектов в изображениях (фиг. 2), содержит передаю-. щую телевизионную камеру 1 с кадровой отклоняющей системой 2 и строчной отклоняющей системой 3. С кадровой и строчной отклоняющими системами 2 и 3 через сумматоры 4 и 5 соединены соответственно генератор 6 кадровой развертки и генератор 7 строчной развертки. Со вторыми входами сумматоров 4 и 5 соединен генератор 8 синусоидального напряжения.

Выход передающей телевизионной камеры 1 соединен с блоком 9 вьделения перепадов видеосигнала, пре- вышающих заданный порог. Выход блока 9 соединен с видеоконтрольным блоком 10.

1195485

Формула изобретения з

Блок 9 представляет собой после-. довательно соединенные дифференцирующую цепочку (или фильтр верхних частот) и пороговый блок. Блок 9 может,быть выполнен также в виде последовательно соединенных блока вычитания и порогового блока, причем один вход блока вычитания соединен непосредственно с выходом передающей телевизионной камеры 1, а второй. — p через линию задержки.

Устройство. работает следующим образом.

С пилообразными сигналами с выходов генератора 6 и 7 суммируются гармонические сигналы с выходов генератора, 8 синусоидального напряжения. Последние сдвинуты по фазе относительно друг друга так, что обеспечивают кольцевую траекторию считывающего луча передающей камеры.

Благодаря одновременному действию пилообразных и синусоидальных напряжений траектория считывающего луча получается циклоидальной (спиралевидной) — фиг. 1. Сигнал с выI .хода передающей телевизионной камеры 1 поступает на блок 9 выделения перепадов видеосигнала, превышающих заданный порог. С заданным порогом в блоке 9 сравнивается либо продиффереицированный видеосигнал, либо разность задержанного и неэадержанного видеосигналов. Сигнал, превысивший порог, поступает на видеоконтрольный блок 10, на котором отобра35 жаются контуры объектов.

Формирование сигнала контура объ,екта.

Циклоидальная траектория сканирования АБСИД (фиг. 3) пересекает границу фон - объект (объект заштрихован). На участках АВ и CD видеосигнал соответствует фонуф а на участ- 45 ке ВС - объекту. На фиг. 4а и б показаны гармонические компоненты развертывающих напряжений, а на фиг.4 ,формируемый видеосигнал. г

В случае, когда блок 9 вьщеления перепадов видеосигнала, превьппающих заданный порог, представляет собой последовательно соединенные дифференцирующую цепочку и пороговый блок, сигнал отображен на фиг. 4 L. Здесь в результате сравнения продифференцированногц видеосигнала с порогом получают отметки, превышающие порог, которые и свидетельствуют о наличии контура.

В случае, когда блок 9 выделения перепадов видеосигнала, превышающих заданный порог, производит вычитание видеосигнала, задержанного на полупериод синусоиды (фиг. 4ot), из незадержанного (фиг. 4e) и сравнение результата вычитания с порогом (фиг. 4е) при пересечении контура объекта получают участки, превышающие порог, что и свидетельствует о наличии контура в изображении.

Способ вьщеления контуров объектов в изображениях, основанный на построчном преобразовании оптического изображения в видеосигнал путем перемещения электронного луча по мишени передающей телевизионной камеры, вьщелении участков видеосигнала с перепадом уровня вьппе заданного. и стробировании этих участков на экране видеоконтрольного блока, отличающийся тем, что, с целью вьщеления крнтурных участков независимо от их направления относительно развертки, преобразование. оптического изображения в видеосигнал осуществляют путем построчно-спирального перемещения электронного луча по мишени передающей телевизионной камеры, причем размах кольцевых участков в вертикальном направлении устанавливают равным не менее двух элементов разложения изображения, а частоту спирали устанавливают равной верхней граничной частоте видеосигнала.

tpua 2 рие,З

Составитель А.Иванов

Редактор Т. Колб Техред Ж. Кастелевич Корректор М.демчик

Заказ 7425/60 Тираж 658 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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