Устройство для центрирования изображений

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) .. а ы/лай.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3285757/24-24 (22) 28.04.81 (46) 23.05.88. Бюл. N 19 (71) Куйбьппевский политехнический институт им. В. В. Куйбьппева (72) Е.M. Карпов, О. Г. Корганова и Н.И.Назаров (53) 681.327 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и - 9 11570, кл. G 06 К 9/32, 1978.

Катыс Г.П. Оптические информационные системы роботов-манипуляторов. — М.: Машиностроение, 1977, с. 232-234. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее блок фотоэлектрического преобразователя, к выходу которого подключен усилительограничитель, соединенные последовательно первый синхронный детектор, первый фильтр низкой частоты, первый интегратор, выход которого через первый усилитель подключен к первому входу первого сумматора, соединенные последовательно второй синхронный детектор, второй фильтр низкой частоты, второй интегратор, выход которого через второй усилитель подключен к первому входу второго сумматора, выход усилителя-ограничителя подключен к первым входам первого и второго синхI ронных детекторов, к вторым входам первого и второго сумматоров подключены выходы соответственно первого и второго генераторов развертывающего напряжения, выходы первого и второго усилителей являются соответственно первым и вторым выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности центрирования, устройство содержит первый и второй элементы задержки, первый и второй блоки вычитания, двухвходовой нуль-индикатор, выходы первого и второго генераторов развертывающего напряжения подключены к вторым входам первого и второго синхронных детекторов соответственно, выходы первого и второго сумматоров подключены соответственно к первому и второму входам блока фотоэлектрического преобразования, входы первого и второго элементов задержки и первые входы первого и второго блоков вычитания подключены к выходам первого и второго усилителей соответственно, вторые входы первого и второго блоков вычитания подключены соответственно к выходам первого и второго элементов задержки, а выходы — к входам двухвходового нуль-индикатора, выход которого является третьим выходом устройства.

1 13978 зации производственных процессов. 5

Цель изоб ре тения — повышение точности центрирования.

Повышение точности центрирования достигается за счет реализации в уст10 ройстве алгоритма центрирования по статическим моментам.

20

30

Изобретение относится к телевизионным системам, предназначенным для определения параметров объектов, и может быть использовано при автоматиНа чертеже представлена блок-схема устройства для центрирования изображений.

Устройство содержит блок 1 фотоэлектрического преобразования, усилитель-ограничитель 2, первый и второй синхронные детекторы 3 и 4, первый и второй фильтры 5 и 6 низкой частоты, первый и второй интеграторы 7 и

8, первый и второй усилители 9 и 10, первый и второй сумматоры 11 и 12, первый и второй генераторы 13 и 14 раэвертывающеro напряжения, первый и второй элементы 15 и 16 задержки, Первый и второй блоки 17 и 18 вычитания, нуль-индикатор 19.

Устройство работает следующим образом.

Перед блоком 1 фотоэлектрического преобразования устанавливается объект распознавания (не показан), изображение которого с помощью объектива (не показан) проецируется на фотокатод диссектора блока 1 фотоэлектрического преобразования. Работают два идентичных канала (строчный и кадровый), иэ которых каждый осуществляет совмещение осей растра (т.е. прямых, проведенных через центр растра в направлении строчной и кадровой разверток) с центром иэображения объекта распознавания.

Пилообразное напряжение с генератора строчного и кадрового развертывающих напряжений соответственно Через блоки 11 и 12 поступают на первый и второй входы блока фотоэлектрического преобразования — на строчную и кадровую отклоняющие катушки. Тем самим осуществляется считывание изображения методом строчно-кадровой развертки.

Совмещение в строчном направлении происходит следующим образом. Пилообраэ1 ное напряжение с блока 13,симметричное относительно оси времени, поступает на синхронный детектор З.Видеосигнал с выхода блока 1 фотоэлектрического преоб40

97 2 разования после ограничения усилителемограничителем 2 поступает на вход синхронного детектора 3, на выходе которого присутствует двухполярный сигнал треугольной формы, причем длительность импульсов каждой полярности зависит от соотношения фаз сигнала строчной развертки и ограничения видеосигнала. Тем самым в блоке 3 осуществляется перемножение сигналов, пропорциональных на текущий момент строчного сканирования соответственно площади изображения объекта, "накрываемого" аппертурой блока фотоэлектрического преобразования, и смещению "накрытого" участка изображения относительно вертикальной кадровой оси, проходящей через центр растра. Выходной сигнал синхронного детектора 3 поступает на фильтр 5 низких. частот, где за время сканирования кадра происходит суммирование указанных произведений. Тем самым находится сигнал, пропорциональный статическому моменту площади изображения объекта относительно вертикальной кадровой оси растра. Затем сигнал с выхода блока 5 поступает на интегратор 7.

Если вертикальная кадровая ось растра, относительно которой найден статический момент, проходит через центр изображения объекта, указанный статический момент равен нулю. Напряжение на выходе интегратора 7 остается неизменным и центр растра никуда не смещается в строчном направлении. Если же эта ось не проходит через центр изображения объекта, названный статический момент не будет равен нулю, выходное напряжение интегратора 7 после усиления усилителем 9 суммируется в сумматоре 11 с импульсами строчной развертки и поступает на строчную отклоняющую катушку блока 1 фотоэлектрического преобразования. В результате этого центр растра смещается в строчном направлении. Процесс смещения, определяемый нарастающим или убывающим выходным сигналом интегратора, прекращается в момент равенства нулю выходного сигнала блока 5. При этом вертикальная кадровая ось растра, относительно которой ищется статический момент, проходит через центр изображения объекта, а напряжение с выхода усилителя 9 соответствует смещению центра изображения объекта

3 139 в строчном направлении относительно вертикальной оси У, проходящей чере центр фотокатода диссектора блока 1 фотоэлектрического преобразования.

Совершенно аналогично работает второй кадровый канал, включающий блоки 4, 6, 8, 10, 12 и 14. Напряжение с выхода усилителя 10 соответствует смещению центра изображения объекта в кадровом направлении относительно горизонтальной оси Х, проходящей через центр фотокатода диссектора блока 1 фотоэлектрического преобразования.

Таким образом, центр растра совпадает с центром изображения объекта, причем это совпадение получается на основе сведения к нулю найденных сигналов, пропорциональных статическим моментам площади изображения объекта.

Для фиксирования момента совпадения центра растра с центром изображения объекта, сигналы с выходов усилителей

9 и 10 подаются на строчную и кадровую линии 15 и 16 задержки соответственно, и на вторые входы блоков 18 и

17 вычитания соответственно, на первые входы которых подаются напряже7897

4 ния с выходов строчной и кадровой ли- нии задержки. Выходы вычитающих устройств 17 и 18 подключены к двухвходовому нуль-индикатору 19. Когда центр

5 растра совмещается с центром изображения объекта, уровни выходных сигналов блоков 9 и 10 стабилизируются, на выходах блоков 17 и 18 сигналы становятся равными нулю и двухвходовой нуль-индикатор 19 выдает сигнал, который указывает на фиксацию центра изображения объекта, а сигналы с усилителей 9 и 10 показывают значения координат центра изображения объекта относительно центра фотокатода блока

1 фотоэлектрического преобразования.

Реализация алгоритма нахождения центра изображения объекта посредством нахождения статического момента площадей по сравнению с алгоритмом нахождения центра изображения по площади, существенно повышает точность работы устройства, поскольку устра25 няет неоднозначность определения центра изображения в зависимости от его поворота в плоскости, перпендикулярной оптической оси блока фотоэлектрического преобразователя.