Устройство для распознавания цвета

 

Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам оптической обработки информации, и может быть использовано в системах распознания цвета объектов и в системах технического зрения промышленных роботов. Цель изобретения состоит в повышении быстродействия и расширении функциональных возможностей устройства путем выделения областей заданного цвета. Устройство для распознания цвета содержит светоделитель, блок формирования цветовых компонент, нормализатор цветовых компонент, два сумматора, два блока вычитания, делитель, блоки определения модуля и фазы вектора цвета, три элемента сравнения, блоки задания эталонов насыщенности, цветового тона и яркости, элемент И, аналоговый ключ, видеоконтрольный блок, три элемента задержки и группу элементов задержки. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК дд 4 С 06 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4201281/24-24 (22) 11,02.87 (46) 07.07,89. Бюл. М 25 (71) Научно-производственное объединение космических исследований при

АН АЗССР (72) А.И,Гавриш, К,Х.Исмаилов, M.lI.Êåðèìoâ и И,И,Шваченко (53) 621.3,037(088.8) (56) Петренко А,И. и Фесечко B.A.

Методы и устройства распознавания цвета, — М,:Энергия, 1972, рис,49, с.80. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ЦВЕТА (57) Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам оптической обработки информации, и может

Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам оптической обработки информации, и может быть использовано в системах распознавания цвета объектов и в системах технического зрения промьппленных роботов, Цель изобретения — повьппение быстродействия и расширение функциональных возможностей за счет выделения обрастей заданного цвета, На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит светоделитель 1, блок 2 формирования цветовых компонент, нормалиэатор 3 цветовых компонент, первый сумматор 4, делитель 5, два блока 6 и 7 вычитания, „„SU„„1492357 A1

2 быть использовано в системах распознавания цвета объектов и в системах технического зрения промьппленных роботов, Цель изобретения состоит в повьппении быстродействия и расширении функциональных возможностей устройства путем выделения областей эаданного цвета, Устройство для распознавания цвета содержит светоделитель, блок формирования цветовых компонент, нормализатор цветовых компонент,два сумматора, два блока вычитания, делитель, блоки определения модуля и фазы вектора цвета, три элемента сравнения, блоки задания эталонов насыщенности, цветового тона и яркости, элемент И, аналоговый ключ, видеоконтрольный блок, три элемента задержки и группу элементов задержки. 1 ил. второй сумматор 8, блок 9 определения модуля вектора цвета, блок 10 опреде- пфЬ ления фазы вектора цвета, три элемен- {© та 11-13 сравнения, блоки задания эта- фф лонов насыщенности 14, цветового то-, фф .на 15 и яркости 16, три элемента 17

19 задержки, элемент И 20, ключ 21, группу элементов 22 задержки, видеоконтрольный блок 23, Блок 2 формирования цветовых компонент содержит три светофильтра 24-26 основных цветов, четыре матричных фотоприемника 27-30 на основе приборов с заря- иЬ довой связью, четыре видеоусилителя 31-34, усилитель-формирователь 35 и генератор 36 синхроимпульсов, Устройство работает следующим обPBS0M, 1492357

Светоделитель 1 делит световой поток (переносящий анализируемое изображение) от источника излучений на четыре равноинтенсивные части и прое5 цирует изображение объекта на четыре фотоприемника 27-30, перед тремя иэ которых установлены светофильтры 2426 основных цветов (красный, зеленый, и синий), В фотоприемниках на основе приборов с зарядовой связью осуществляется построчное сканирование четырех идентичных изображений объекта по управляющим сигналам, формируемым с помощью усилителя-формирова- 15 теля 35 и генератором 36 синхроимпульсов, Центры ПЗС-матриц 27-30 при этом располагаются по вершинам некоторого квадрата, размер которого определяется толшиной пластин свето- 2р делителя 1, Выходной сигнал с выхода соответствующей ПХС"матрицы усиливается соответствующим видеоусилителем и подается на вход нормализатора 3 цвето- 25 вых компонент, на соответствующем выходе которого образуется нормализованный сигнал 1»ьы„ (где j — номер входа или выхода нормалиэатора 3, j = 1,2,3) 30

1. вы l Ц> П»/П,цаке где U — постоянная величина раво ная максимально возможному значению сигнала на выходе нормализатора 3;

U — величина сигнала íà j -м ! входе нормализатора; максимальный сигнал из входных сигналов

На выходе первого блока 6 вычита- 4р ния формируется сигнал » = 0,865 х х(У ь,„I — Рь„,„>) на выходе второго сумматора 8 формируется сигнал

0 5 x (U»»»„» + Ue„„) a Ha выход второго блока 7 вычитания формирует- 45

csl сигнал w < = !» Bl,)„z — w °

Сигналы с выходов первого 6 и второго 7 блоков вычитания поступают на входы блока 9 определения модуля вектора цвета и блока 10 определения фазы вектора цвета. На выходе блока 9 определения модуля вектора цвета формируется сигнал р, равный z

1» 2 °

55 а на выходе блока 10 определения фазы вектора цвета формируется сигнал Ср равный ф = arCtg W„/W р

Сигнал р, пропорциональный модулю вектора цвета с выхода блока 9 определения модуля вектора цвета, поступает на соответствующий вход делителя 5, на другой вход которого подае.гся суммарный сигнал П = Гьы„, + ьы„,+

+ U „„ь с выхода первого сумматора 4, а на выходе делителя 5 формируется сигнал насыщенности (или чистоты цвета), который поступает на первый элемент ll сравнения, где сравнивается с эталоном насыщенности и в случае совпадения измеряемого значения с эталонным в пределах некоторого допуска на выходе первого элемента 11 сравнения появляется уровень логической единицы при значительном расхождении (превышении или занижении) измеряемого значения насыщенности по отношению к эталонному на выходе первого элемента 11 сравнения устанавливается уровень логического нуля, Аналогично работают каналы цветового тона (блоки 12 и 15) и яркости (блоки 13 и 16), При этом на второй элемент 12 сравнения подается сигнал фазы вектора цвета с блока определения фазы вектора цвета через элемент 19 задержки. На третий элемент 13 сравнения подается сигнал с выхода четвертого видеоусилителя 34, пропорциональный яркости каждой точки анализируемого изображения через элемент 17 задержки. Одновременно этот же сигнал через два элемента 17 и 18 задержки подается на информационный вход аналогового ключа 21, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода элемента И 20,. На видеоконтрольный блок 23 аналоговый сигнал (видеосигнал) с выхода четвертого фотоприемника 30 через видеоусилитель 34 поступает с той области кадра, цветовые характеристики которой совпадают с эталонными значениями заданного цвета в определенных пределах, Работа видеоконтрольного блока 23 синхронизируется импульсами, поступающими на его управляющие входы с соответствующей группы выходов регист ратора 36 синхроимпульсов через группу элементов 22 задержки, Известное устройство для распознавания цвета предназначено для определения цвета, При этом осуществляется интегральная оценка параметров цвета всего кадра в целом, Такой метод из—

5 149235 мерения цветовых компонент не по= зволяет осуществить визуализацию области, где преобладает определенный цвет, заданный набором эталонных

5 значений яркости, насьпценности и цветового тона.

В отличие от известного устройства выходные сигналы фотоприемников в предлагаемом устройстве несут информацию не только о временном изменении цветовых характеристик, но и о пространственном характере распределения заданного цвета в пределах обзорного кадра, 15

Большая разрешающая способность фотоприемников на ПЗС-матрицах позволяет с высокой точностью решать задачи планиметрии. определение границ, плошади и центра тяжести области 20 распознаваемого цвета в реальном масштабе времени, что не обеспечивается в известном устройстве, Формул а изобретения

Устройство для распознавания цвета, содержащее блок формирования цветовых компонент, первый сумматор, делитель, три элемента сравнения блоки определения модуля и фазы век- 30 тора цвета, блоки задания эталонов насыщенности, цветового тона и яркости соответственно, выход первого сум- матора подключен к первому входу делителя, второй вход которого соединен с выходом блока определения модуля вектора цвета, выход делителя подключен к первому входу первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания эта- 40 лона насыщенности, выход блока задания эталона цветового тона подключен к второму входу второго элемента сравнения, выход блока задания эталона яркости соединен с вторым входом 45 третьего элемента сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем> что,с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей эа счет выделения областей заданного 50 цвета, в него введены светоделитель, оптически связанный с входами блока формирования цветовых компонент,нормализатор цветовых компонент, элемент И, ключ, второй сумматор, два блока вычитания, три элемента задержки, группа элементов задержки и видеоконтрольный блок, вход светоделителя является оптическим входом устройства, первые три информационных выхода блока формирования цветовых компонент подключены к соответствующим входам нормапиэатора цветовых компонент, четвертый информационный выход блока формирования цветовых компонент соединен с входом первого элемента задержки, управляющие выходы блока формирования цветовых компонент через группу элементов задержки подключены к соответствующим управляющим входам видеоконтрольного блока, выходы нормализатора цветовых компонент соединены с соответствующими входами первого сумматора,первый выход нормализатора цветовых компонент подключен к первым входам первого блока вычитания и второго сумматора, второй выход нормалиэатора цветовых компонент соединен с вторн.м входом второго блока вычитания, третий выход нормализатора цветовых компонент подключен к вторым входам первого блока вычитания H второго сумматора, выход которого соединен с первым входом второго блока вычитания, выход первого блока вычитания подключен к первым входам блоков определения модуля и фазы вектора цвета, вторые входы которых соединены с выходом второго блока вычитания,выход блока определения фазы вектора цвета через третий элемент задержки

1 подключен к первому входу второго элемента сравнения, выход первого элемента задержки соединен с первым входом третьего элемента сравнения и через второй элемент задержки с информационным входом ключа, выходы первого, второго и третьего элементов сравнения подключены к соответствующим входам элемента К, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого подключен к информационному входу видеоконтрольного блока, 1492357

Составитель В.Макаренков

Техред А.Кравчук Корректор О. Кравцова

Редактор Г,Волкова

° ЮЮЮ

Заказ 3879/51 Тира к 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101