Способ определения периметра изображения объекта

 

Изобретение относится к автоматике , в частности к способу определения периметра изображения объекта, и может быть использовано при распознавании образов.,Цель изобретения состоит в повышении скорости определения периметра изображения объекта. Поставленная цель достигается тем, что последовательно формируют уменьшенное , и увеличенное изображения объекта , преобразуют световые потоки уменьшенного и увеличенного изображений объектов в первый и второй . электрические сигналы, суммируют их амплитуда с разными знаками и по полученному результату судят о периметре изображения объекта по приведенной формуле. 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1416969 А1 (51) 4 С 06 К 9/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4088862/24-24 (22) 10.07.86 (46) 15.08.88. Бюл. ¹ 30 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.П.Кожемяко, А.Т.Теренчук, В.Б. Гайда, О.M.Гунченко, Ю.Ф.Кутаев и К.М Мержиевский (53) 681.327.12 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР № 1153334, кл. G 06 К 9/48, 1983.

Заявка Японии № 60-708, кл. С 06 К 9/00, опублик. 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИМЕТРА

ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к автоматике, в частности к способу определения периметра изображения объекта, и может быть использовано при распознавании образов..Цель изобретения состоит в повышении скорости определения периметра изображения объекта.

Поставленная цель достигается тем, что последовательно формируют уменьшенное. и увеличенное изображения объекта, преобразуют световые потоки уменьшенного и увеличенного изображений объектов в первый и второй электрические сигналы, суммируют их амплитулы с разными знаками и по полученному результату судят о периметре изображения объекта по приведенной формуле. 3 ил.

14169б9

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к способу определения пери.метра изображения;объекта, и может быть исполь зов ано при распознав ании образов.

Цель изобретения — повышение скорости определения периметра изображения объекта. 10

На фиг.1, 2 показан принцип формирования сигналов изображения, на фиг.3 — пример практической реализации способа.

Пусть на вход оптической системы поступает некоторое изображение. С помощью оптической системы на фотоприемное устройство проецируется сначала увеличенное, а затем уменьшенное изображение, или наоборот (воз-. можно также формирование непосредственно на матричном фотоприемном ус;— ройстве кольца, окаймляющего исходное изображение). При проецировании увеличенного изображения его суммар- 25 ная яркость, пропорциональная площади, преобразуется в электрический сигнал (ток или напряжение), величина которого фиксируется. Затем прое>цируется уменьшенное изображение, 3" световой поток которого также преобразуется в электрический сигнал, величин а ко торо го фик сируе тся. Е сли световой поток преобразуется в напряжение, то получаются сигналы

Up=kS

U = 1 Б где U+, П, S+, Б — соответственно напряжения и площади увеличепноГО И УМЕНЬШЕННОго изображений„

К вЂ” коэффициент преобразования.

Предполагается, что плотность светового потока увеличенного и уменьшенного изображений одинакова (или, что то же, одинаковы удельные яркости увеличенного и уменьшенного изображений). Проецирование выполняется так, чтобы расстояния между контурами уменьшенного и исходного изображений и между контурами исходного и увеличенного изображений были одина- 55 ковы и равны А

После определения напряжений П+ и

U„ находится их разность

U-U„— U =k(S+ — S)

По найденному разностному напряжению U вычисляется периметр изображенчя

Эта формула позволяет определить точное значение периметра изображения при условии, что известна величина d и она остается строго одинаковой для увеличенного и уменьшенного изображений. Это условие может быть обеспечено с помощью специальной оптической системы и специальной геометрии фотоприемного устройства. Кроме того, возможность варьирования геометрии фотоприемного устройства (например, фото катода) и соответствующей настройки оптической системы позволяет добиваться компенсации оптических искажений, влияния изменений плотности светового потока.(удельной яркости изображения) при проецировании уменьшенного и увеличенного изображений, В матричных фотоприемных устройствах постоянство величины

d обеспечивается постоянством размеРОВ ЯЧЕЕК.

На фиг. 3 представлена обобщенная функциональная схема устройства (реализующего данный способ), обеспечивающего возможность одновременного формирования и преобразования в электрические сигналы увеличенного и уменьшенного изображения с помощью двух параллельных каналов преобразования.

Устройство содержит оптическую систему (OC) 1, вход которой являет.=:

1 ся входом устройства, блок 2 преобраэов ания светового потока (БПСП), оптиче ский вход ко торо ro о птиче ски со един ен с выходом ОС 1, изме рительный блок (ИБ) 3, вычислительный блок (ВБ) 4 и блок 5 управления (БУ) . Выход BY 5 соединен с управляющж входом ОС 1 и с управляющим входом ВБ 4. Выход БПСП 2 соединен, с входом ИБ 3, выход которого подключен к входу ВБ 4, выход 7 которого является выходом устройства.

Вход 6 БУ 5 является входом запуска устройства.

ОС 1 формирует световые потоки, с помощью которых обрабатываемое изображение проецируется на фотоприемное устройство БПСП 2 ° Под действием сигналов БУ 5, запускаемого

169б9

15

55

3 14 сигналом на входе 6, оптическая сис тема формирует увеличенное и уменьшенное изображения, причем при формировании этих изображений плотность потока световой энергии поддерживается постоянной (т.е. энергия, попадающая на элемент поверхности фотоприемного устройства блока 2 не уменьшается). Изменение размеров изображения ОС 1 может выполнять путем расфокусировки изображения или же путем изменения фокусного расстояния линзовой системы и одновременного перемещения ее (это может достигаться, например, с помощью перемещающегося вдоль оси объекта, в котором перемещение его вдоль оси сопряжено с взаимным смещением линз внутри объектива). Поддерживать постоянной плотность потока световой энергии можно путем регулирования интенсивности света источника излучения оптической,системы (например, регулированием тока лампочки накапливания или светодиода) или путем соответствующего ослабления светового потока. Для стабилизации плотности потока энергии можно применить в оптической системе обратную связь по световому потоку посредством использования фото.приемника, вырабатывающего электрический сигнал обратной связи, который служит для изменения плотности потока энергии.

Допустим, что сначала ОС 1 формирует увеличенное изображение. Соответствующий световой поток поступает на БПСП 2, где преобразуется в электрическое напряжение. Затем формируется уменьшенное изображение, световой поток которого также преобразуется блоком 2 в электрическое напряжение. Полученные в результате преобразования электрические напряжения поступают с выхода блока

2 на ИБ 3, в котором определяется разность напряжений, соответствующая разности площадей увеличенного и уменьшенного изображений. С выхода ИБ 3 разностный сигнал поступает на вычислительный блок 4, который вычисляет периметр изображения и выдает на выходе 7 результат вычисления.

ИБ 3 может фиксировать напряжения, запоминая их на нужное время в цифровом или аналоговом виде, а затем оп« ределять их разность, или может измерять непосредственно разностный сигнал, выделяя его как амплитуду переменного напряжения, которое возникает на выходе блока 2 при периодическом поочередном формировании увеличенного и уменьшенного изображений.

ВБ 4 может быть цифровым или аналоговым устройством — это зависит от того, в каком виде поступает íà его вход разностный сигнал (в цифровом или аналоговом), в каком виде представляется выходной результат и т.д.

БУ 5 задает цикл измерения, он формирует последовательность управляющих сигналов, по первому из которых формируется увеличенное изображение по в то рому — уме ныне нное, после че го измерительный блок формирует разностный сигнал, по третьему — вычисли.тельный блок 4 определяет периметр изображения. Если разностный сигнал фиксируется как амплитуда переменного напряжения, то сигнал с блока управления на вычислительный блок необязателен, в этом случае блок управления просто дает сигналы, по которым оптическая система поочередно формирует увеличенное и уменьшенное изображения.

Для обеспечения высокой точности суммирования необходимо выполнять центрирование и нормализацию обрабатываемых изображений по размеру. Это означает, что изображение должно располагаться по центру фотоприемного поля блока 2 (например, его геометрический центр должен совпадать с центром поля) и занимать на фотоприемном поле определенную зону {например, находиться внутри круга или прямоугольника, занимающего 90Х площади фотоприемного поля .и центрированного в нем, будучи вписанным в этот круг или прямоугольник). За счет нормализации изображения по размеру обеспечивается постоянство величины разности J между контурами исходного, увеличенного и уменьшенного изображений, а также то, что величина d известна заранее. При использовании в блоке 2 матричных фотоприемных устройств постоянство и известность заранее величины 8 обеспечивается тем, что ячейки матрицы одинаковы и имеют одни и те же размеры, в этом случае нормализация иэображения по размеру требуется для приведения интеграль5 1416969 ит > с различбо- лы, сУммиРУют их íòÓÐ ного выходного сигнала блока к оными знаками и по полученному реэульлее узкому диапазону изменения. тату судят о периметре иэображения м л а и з о б р е т е н и я ооъекта с учетом масштаба изображения

Формула изо р по формуле

Способ определения периметра изоб-, m U ражения объекта, основанный на прео— п еоб- P

2kK разовании светового потока р отока изображет ический где U — разностное на е напряжение; ния объекта в опорныи элек р 1Π— на сигнал, о тлича щ ю ий ся тем, что, с целью повышения скорости опоптического иэображения в ределения периметра изо раж изоб ажения поэлектрический сигнал; следовательно формируют умень еньшенное и. екта п е- 1 тояние между контурами — расст увеличенное изображения объе, р го еньшенного и еньшенного образуют световые потоки умень увеличенного изображений и увеличенного изображений объектов в объектов. первый и второй электрические сигна- 1416969

Составитель А. Романов

Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Редактор Л. Пчолинская

Заказ 4065/46

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4