Устройство для выделения признаков изображений

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для применения в системах обработки изображений. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет выделения признаков высших и низших пространственных частот изображений. Устройство содержит блок формирования сканирующей апертуры, четыре блока сумматоров, пять мультиплексоров, два блока сравнения, и элемент сравнения. Независимое выделение признаков пространственных частот изображений достигается переключением устройства внешним управляющим сигналом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5! 14 G 06 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4328290/24-24 (22) 16.11.87 (46) 23.10.89. Вюл. !! 39 (72) В.П.Крылов (53) 772,99(088.8) ,(56) Денисов Д,А., Низовкин В.А. Сегментация изображений на ЭВИ. — Зарубежная радиоэлектроника, 1985, Ф 10, с.11-14.

Патент США Ф 3936800,. кл. G 06 К 9/12, опублик. 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИЗНАКОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ .(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предИзобретение относится к,области автоматики и вычислительной техники и предназначено для применения в системах обработки изображений для за" дач технического зрения, топографии, обработки фотоснимков.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства за счет выделения признаков высоких и низких пространственных частот иэображений.

На фиг,1 показана текущая апертура обрабатываемого изображения; на фиг. 2 и 3 — блок-схема устройства.

Текущая апертура (электронное окно) формируется из элементов изобра жения а,b,с,d, f (m, ï), е, f, g,h, как показано на позиции 1 фиг,l, Данная алертура "бежит" вдоль строк изображения °

Устройство содержит блок 2 формирования сканирующей апертуры, выпол„„Я0„„1517047 А 1 назначено для применения в системах обработки изображений. Целью изобрете ия является расширение функцио" нальньгх возможностей устройства за счет выделения признаков высших и низших пространственных частот изображений. Устройство содержит блок формирования сканирующей апертуры, четыре блока сумматоров, пять мультиплексоров, два блока сравнения и элемент сравнения. Независимое выде- ление признаков пространственных частот изображений, достигается переключением устройства внешним управляющим сигналом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ленной на двух элементах 3 и 4 вре- С менной задержки видеосигнала на величину длительности одной строки изобг ражения и из шести элементов 5-10 ° и временной задержки на величину дли- ф тельности одной дискретной точки изоб- > ражения, два одинаковых операционных узла 11 и 12, элемент 13 сравнения и аи мультиплексор 14. вР

Каждый из операционных узлов 11 и

12 содержит два блока !5 и 16 сумматоров, два мультиплексора 17 и 18 и блок 19 сравнения, состоящий из соб" ственно элемента 20 сравнения и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21. Каждый из названных блоков сумматоров состоит из одного дифференциального 22 и одного прямого 23 сумматоров, подклюн ченных входами к соответствующим выходам блока формирования сканирующих апертур.

15!7047

Блоки сумматоров операционных узлов 11 и 12 являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым

6локами сумматоров устройства.

Мультиплексоры 11 и 2 узлов являются соответственно первым, в торым, третьим и четвертым мультиплексорами устройства.

Блоки сравнения узлов 11 и 12 являются соответственно первым, вторым блоками сравнения устройства.

Мультиплексор 14 является пятым мультиплексором устройства.

В качестве элементов 3-10 временной задержки (фиг.2) в устройстве могут быть использованы любые сдвиговые регистры, например микросхемы

555ИР24, набираемые до соответствующей величины задержки и тактируемые щ с частотой дискретизации изображения.

В качестве сумматоров 22 и, 23 — АЛУ на микросхемах 555ИПЗ, в качестве элементов 20 и 13 сравнения — предназначенные для этого микросхемы 25

555СПI, в качестве мультиплексоров

14, 17 и 18 — микросхем 555КП?, в качестве логического элемента 21 — микросхема 555ЛЕI.

Устройство работает следующим образом.

В одном иэ режимов операционные узлы производят вычисление градиентов яркости.

Величина градиентов вычисляется с помощью дифференциальных сумматоров

22, входящих в блоки 15 и 16 сумматоров операционных узлов 11 и !2, по каждому отдельному направлению одновременно. Полученные разности зна- 40 чений сравниваются, затем попарно в каждом операционном узле с помощью блока 19, выходным сигналом которого, определяющим знак сравнения и управляющим мультиплексором 17, выбирает- 45 ся максимальное из сравниваемых значений путем соответствующего подключения названного мультиплексора к требуемому блоку сумматоров и передачи этого значения на выход конкретного операционного узла. Выделенные

50 попарно максимальные разности окончательно сравниваются элементом 13 и с помощью мультиплексоров 14, управляемого этим элементом, наибольшее иэ всех значения градиентов поступает на выход устройства, определяя собой результат обработки. Вп время всей описанной процедуры сигнал управления устройством, лоддер— живаемый на неизменном уровне и воздействующий на входы управления блока 19 сравнения и мультиплексора 14, однозначно определяет порядок выбора перераспределяемых данных и весь олисаньп и режим вычисления градиентов в целом. После обработки на иэображенли остаются одни только высокочастотные составляюшие его пространственного спектра частот, представляющие собой контурные признаки обь— ектов.

В другом режиме работы устройства, точнее — er*o операционных узлов, сопровождающимся изменением сигнала управления на противоположное логическое значение, помимо выделения элементарных градиентов в блоках 15 и

16 сумматоров происходящего аналогич" ным образом, производится вычисление среднего значения яркости для каждого соответствующего направления апертуры с гомощью прямого сумматора 23, За счет использования логического элемента ИСКЛЮЧАРЩЕЕ ИЛИ 21 в блоке !9 сравнения, инвертирующегo выходной сигнал последнего, мультиплексор 17 пролускает на выход своего операционного уэлл же наибольшую, а наименьшую из двух сравниваемых разчостей, Одчовременло с этим на выход того же узла чер з мультиплексор 18 будет передан;, среднее значение яркости по напр; влеплю, для которого определена мичимальная разность. Сравнивая между гобой разности с выходов узла 11 и !2, элемент 13 подключит мультиплексор 14 к выходу среднего значения того из них, в котором был определен наименьший градиент. Это произойдет благодаря наличию соответствующего внешнего управляющего сигнала на вход данного мультиплексора. Результат выделения признаков изображения в этом режиме будет прямо TIpотивоположным ранее описанному, т.е. из иэображения исчезнут высокочастотные шумы и помехи. Однако следует подчеркнуть, что резкие перепады от границ протяженных объектов лри этом будут сохранены, т.е. устройство будет вести себя аналогично медианному фильтру.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для выделения признаков изображений, содержащее блок

5 )51704 формирования сканирующей апертуры, выходы которого связаны с входами четырех блоков сумматоров, о т л и ч а" ю щ е е с я тем что с целью рас1 9

5 ширения функциональных возможностей устройства за счет выделения признаков высоких и низких пространственных частот изображений, оно дополнительно содержит пять мультиплексоров,,р два блока сравнения и элемент сравнения, причем дифференциальные выходы первого и четвертого блоков сумматоров связаны соответственно с первыми информационными входами первого и четвертого мультиплексоров, вторые информационные входы которых соеди нены соответственно с дифференциальными выходами второго и третьего бло ков сумматоров, прямые выходы перво- 20 го и четвертого блоков сумматоров связаны соответственно с первыми нн формационными входами второго и третьего мультиплексоров, вторые информационныее входы которых соединены с 25 прямыми выходами второго и третьего блоков сумматоров, первый и второй информационные входы первого блока сравнения связаны соответственно с первым и вторым информационными вхо- 3О дами первого мультиплексора, первый и второй информационные входы второго блока сравнения câÿçàíû соответственно с первым и вторым информационными входами третьего мультиплексора, З управляющие входы первого, второго, третьего и четвертого мультиплексоров соединены соответственно с выходами первого и второго блоков сравнения, управляющие входы которых объединены и являются управляющими входами устройства, выход первого мультиплексора связан с первым входом элемента сравнения и вторым информационным входом пятого мультиплексора, выход второго мультиплексора связан с первым информационным входом пятого мультиплексора, выход третьего мультиплексора связан с вторым входом элемента сравнения и третьим информационным входом пятого мультиплексора, выход четвертого мультиплексора связан с четвертым информационным входом пятого мулутиплексора, первый и второй управляю" щие входы которого соединены соответственно с выходом элемента сравнения и управляющим входом устройства, и выход является выходом устройства.

2. Устройство по п.I, о т л и ч аю щ е е с я тем, что каждый блок сравнения содержит элемент сравнения, входы которого являются первым и вторым информационными входами блока сравнения, а выход соединен с одним из входов элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, другой вход которого является управляющим входом блока сравнения, а выход — выходом блока.!

517047

Фиг. У

Составитель А.Краснов

Редактор В.Бугренкова Техред Л.Олийнык

Корректор М. Шароши

Заказ 6392/52 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "11атент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101