Устройство для выделения контура изображения

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в системах технического зрения роботов. Цель изобретения - повышение точности устройства. Это достигается тем, что в каждую ячейку устройства для выделения контура изображения введены двенадцать элементов НЕ-И, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ и элемент И, что позволит не только выделять контур изображения, но и выделять прямолинейные участки контура различной ориентации, концевые точки контура и точки его перегиба. 4 ил.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 К 9 36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 1451741 (2i) 4402727/24-24 (22) 04.04.88 (46) 23.01.90, Бюл. У 3 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (72) Г,А,Галуев (53) 681.327.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1451741, кл, 6 06 К 9/36, 20.04 ° 87 °

1 (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КОНТУРА ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислиИзобретение относится к области вычислительной техники, предназначено для обработки изображений в системах технического зрения роботов и является усовершенствованием основного изобретения по авт.св. У 1451741.

Цель изобретения — повышение точности устроиства.

На фиг,1 приведена схема устройства; на фиг.2 — схема преобразователя кода; на фиг. 3 — схема расположения фотоприемных элементов и соответствующих ячеек обработки изображения; на фиг.4 — контур изображения и бсновные его информационные признаки, выделяемые устройством.

Устройство состоит из матрицы ячеек 1 обработки изображения, каждая из которых содержит первый сумматор

2, преобразователь 3 кода, второй сумматор 4, регистр 5, фотоприемный элемент 6, элемент 7 задержки, первый,Я0„„153817.6 A 2

2 тельной технике и предназначено для использования в системах технического зрения роботов. Цель изобретения — повышение точности устройства.

Это достигается тем, чтб в каждую ячейку устройства для выделения контура изображения введены двенадцать элементов НЕ-И, элемент ИЛИ, элемент

ИЛИ-НЕ и элемент И, что позволит не только выделять контур изображения, но и выделять прямолинейные участки .контура различной ориентации, концевые точки контура и точки его перегиба. 4 ил.

8 элемент ИЛИ, элемент HE 9, первый

10 элемент И; элемент 1 I памяти,выход 12 знакового разряда регистра 5, выходы 13„,...,13 „значащих разрядов регистра 5, специальные шины 14-29, первый 30 второй 31, третий 32,четвертый 33, пятый 34, шестой 35, седьмой 36, восьмой 37, девятый 38, десятый 39, одиннадцатый 40, двенадцатый

Фа сй

41 элементы НЕ-И, второй 42 элемент

ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, второй 44 эле- С5 мент И, специальные шины 45-50.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства начинается с подачи, единичного сигнала "Установ" на шину 19. tv

После этого изображение объекта проецируется на матрицу фотоприемных элементов 6. На выходах тех фотоприемных элементов 6, на которые попадает изображение объекта, появляются

1538176 оследовательные двоичные положитель»ые n + 1 разрядные числа в прямом оде, значения которых соответству»от освещенности в соответствующих точках иэображения, а на выходах остальных элементов б фотоприемной матрицы появляются нулевые сигналы.Эти сигналы поступают на вход линии 7 задержки соответствующих ячеек 1 и -. ерез их шины 18 подаются на соответствующие входы 14-17 первого суматора 2 смежных ячеек 1. Линия 7

|,,задержки осуществляет задержку на 2 такта времени двоичного пП-1 разрядного прямого кода (Х )„,„ = (Х„„, Х,..., Х„„) „, поступающего с вью» 9 0 4 Ф ф хода фотоприемного элемента 6 данной ячейки 1 (т.е. осуществляет сдвиг указанного кода на 2 разряда в сторону старших разрядов) и, следовательно, на выходе схемы 7 появляет-!,ся последовательный прямой двоичный ( коц числа (4Хо) и„. Первый сумматор

,2 осуществляет суммирование двоичных n+1 разрядных последовательных прямых кодов,. поступающих на его входы 14-17 через шины 18 с, выходов фотоприемных элементов б смежных ячеек 1, соответствующих положениям

Х» ХЗ Х Х т (»ЬИ3.,3 гав выхоце первого сумматора " реализуется oIIepa ция (У,)„= (Х,)„, (Х,)п

+(х), +(Х1) Г !...Х,„)„,,;

Х и)п .

Хзп ) п1! !!! ф > XI> )п о " (где (Х,)„ (x>) пр (Х )„„ (Х7) Р (v LABQ э0 (Х5о р о (Х,о:последовательные n + 1 разрядные прямые коды, поступающие с выходов фотоприемных элементов 6 смежных ячеек 1, соответствующих положениям Х,, Х, Х, Х z (фиг.3).

Величина {У,) пп с выхода первого сумматора 2 поступает йа вход SQ (фиг.2) схемы преобразования прямого кода в дополнительный 3 (фиг.l), которая под действием единичного сигнала "Установ настроена на реализацию операции 55

У» ),Аоп э в соответствии с которой прямой код (У ») „ положительного последовательного двоичного числа У» преобразуется II дополнительный Kop, (-Y;),»оп отрицательного двоичного числа -У, .

Величина (-У„) „ с вь»хода схемы 3 (фиг.l) поступает на первый вход второго сумматора 4,, В этот же момент времени на второй вход второго сумматора 4 с выхода линии 7 задержки поступает величина (4Хо)„ . В результате на выходе второго сумматора 4 образуется п+1 разрядный двоичный дополнительный bcop, суммы (Y )

2 Доп (4Х ) „+ (-Y ) „, который в течение n+j тактов времени записываетl ся в регистр 5. В n+2 такт времени на шину 20 (фиг.1) подается единичный управляющий сигнал длительностью в

1 такт,,Iкоторьй поступает на третий вход первого элеме "ra И 10„ Оцновременно на первь»й и торой входы первого элемента И 10 гоступают сигналы соответственно с выходов первого элемента ИЛИ 8 и элемента ИЛИ 9. При этом, первый элемент ИЛИ 8 реализует логическую функцию

Y!I YL2. > ° Ура ° где Y..... .Y,. „°,Y <д — значащие разряды,цВОичного допОлнитеiILHQI о кОra (Y;) „п, в соответстзии с которой осуществляется проверка условия наличия хотя бы одного единичного значащего разряда величины (Y<) „, а элемент 11Е 9 осуществляет инверсию зна> разряда- " о числа (Уй),1оп °

В результате на выходе первого элемента И 10 реализуется функция

1 если (Yg) и ) 0

8 an(Ya) оп д Доп О, если (У ) „а О.

В соответствии с этой функцией проверяется условие принадлежности анализируемой точки Х полутонового или бинарного изображения его контуру, которое фиксируется элементом 11 памяти„ на выходе которого появляется величина Е, = Б1дп(У,) оп . При этом происходит переход от произвольного (полутонового или бинарного) исходного изображения к бинарному контурному изображению, что позволяет использовать довольно несложные логические схемы для его дальнейшего анали а.

Выходные сигналы Е, — Е элемен тов i l памяти через шины 21 смежных ячеек 1, соот|зетствующих положениям

5 1538

Х < — Х8 (фиг.3),поступают соответственно на шины 22 — 29 данной ячейки соответствующей положению Хо (фиг.3).

Указанные сигналы Zl - Е8, а также выходной сигнал Z элемента 11 памяти данной ячейки 1 поступают на соответствующие входы (фиг.l) первого 30, второго 31, третьего 32, четвертого 33, пятого 34, шестого 35, седьмого 36, восьмого 37, девятого

38, десятого 39, одиннадцатого 40,, двенадцатого 41 элементов НЕ-И данной ячейки 1. В результате (фиг.l) на выходе первого элемента HF. — È 30 реализуется логическая функция

F< = Ео Е, Ед. Е Е,. Е, Е,х

ЕУ Е8, в соответствии с которой проверяется условие принадлежности анализируемой точки Х контуру .(т,е. когда о

Е = l ) и одновременно наличие на данном фрагменте контура только двух его точек Х((Z, = 1) и X (z э =

1), расположенных по разные стороны от точки изображения, т,е. происходит выделение прямолинейного участка контура с вертикальной ориентацией (фиг.3).

На выходе второго 31 элемента

НЕ-И реализуется логическая функция

Ео Е< Е Еь Е4 Е Еб < х Е< Е8, .в соответствии с которой проверяется условие принадлежности точки Хо контуру и одновременно наличие на данном фрагменте контура линейного участка, ориентированного в соответствии с прямой, проведенной через точки Хо, Хо и Хб (фиг..3), т,е. происходит выделение прямолинейного участка контура указанной ориентации, l 76 6

На выходе третьего 32 элемента

HF.— È реализуется логическая функция г = Е ° Е, Z Z3 ° Z

Е Е Е Е8 в соответствии с которой проверяется условие принадлежности анализируемой точки Хо контуру и одновременно наличие на данном фрагменте контура линейного участка, ориентированнс го в соответствии с прямой, проведенной через точки Х, Хо и Х7 (фиг.3), т,е, происходит выделение горизонтального линейного участка контура изображения, На выходе четвертого 33 элемента

НЕ-И реализуется логическая функция

Fq=Ео ° Е, Е Е, Е

Е 7 в соответствии с которой проверяется

25 условие принадлежности анализируемой точки контуру и одновременно наличие на данном фрагменте контура линейного участка, ориентированного в соответствии с прямой, проведенной через точки Х4, Х о и Х> (фиг.3), т,е. происходит выделение прямолинейного участка контура указанной ориентации. Таким образом, на выходах первого 30, второго 31, третьего 32

35 и четвертого 33 элементов НЕ-И происходит выделение прямолинейных участков контура всех возможных ориентаIJ HH

На выходах пятого 34,шестого 35, седьмого 36, восьмого 37, девятого

38, десятого 39, одиннадцатого 40 и двенадцатого 41 элементов НЕ-И реализуются соответственно логические функции

Z 8l

Е д, Е8х

Ео

Е.

)1 б

Zî

Z»

Z 8 х

Ез

261

Zî

Ео

Z g

Е2

Е

<о

F!<

Z, ° Z< °

Е(Е °

Z< Zg

Е, ° Е, Ео

z, z, Z3. ЕФ Е5.

z, z,.z, Z> Z Z

Еэ Z4. Z

Е Е4 Е .

Еэ Ее Ео

Ез Zq Е

Ео Е4 Еб

Е7

Еб Е-

Z6 Е7

z, е, Е 6 Е Т

Еб Е7

Z6 Е7

Еб Zt Е8х

1538176

В соответствии с которыми проверяется условие принадлежности анализируемой точки Х контуру и одновременно наличие только одной соседней контурНои тОчки Х или Х или Х или

Х, или Х, или Хб„или Х, ипи Х, V.å. происходит выделение всех возожных положений концевой точки конура, Выходные сигналы F < — F пятоо 34, шестого 35, седьмого 36,; восього 37, девятого 38, десятого 39, диннадцатого 40 и двенадцатого 41 лементов НЕ-И поступают на входы торого 42 элемента ИЛИ, на выходе оторого реализуется функция ь 51 6 1 9 1О1 и1 ! 1 12 в в соответствии с которой происходит ! логическое объединение функций F>

F 2, т.е. выделение концевой точки контура при любых возможных ее поло1 жениях.

Выходные сигналы F — F первого 30, второго 31, третьего 32 и четвертого 33 элементов НЕ-И и выходной сигнал Р< второго 42 элемента ИЛИ поступают на входы элемента ИЛИ-HE

43, выход которого подключен к акопу второго 44 элемента И, на второй. вход которого поступает выходной сигнал Е элемента 11 памяти. В результате на выходе второго 44 элемента И реализуется логическая функция ( Fр = (F„Y FдVF Ч1" 9 F ) I в соответствии с которой проверяе:— ся условие принадлежности анализируемой точки Х контуру и одновременно, когда эта точка Х не принадлежит .прямолинейному участку контура и не является концевой, происходит выделе5 ние точек перегиба контура.

Формула изобретения

Устройство для выделения контура изображения по авт.cn. N 1451741, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в каждую ячейку обработки изображения введены первый — двенадцатый элементы

15 HE-И, первые входы которых подключены к выходу элемента памяти данной ячейки, который является первым выходом матрицы, другие одноименные входы элементов HE-И объединены и под20 ключены к выходам элементов памя."и соответствующих смежных ячеек Обработки изображения„ элемент ИЛИ-НЕ, входы которого подключены соответстВенно к ВЫКОдам перзогО BTopoI Î третьего и четвертого элементов

HE-И, второй элемент ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам пятого — двенадцатого элементов HE-И, которые являются соответ30 ственно вторым, третьим, четвертьгl и пятым выходами матрицы, и к выходу второго элемента ИЛИ, который является шеатым выходом матрицы, второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу элемента памяти данной ячейки обработки изображения, а в-.îðîé вход соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, выход второго элемента И является седьмым выходом

40 матрицы.

153817б

11

1б

17

13

l9

2Z

23

86

27

Z8 гЯ

1538176

Фи. 2

3 о o o o o o o о о о î о о о о

О Q О О

Составитель А.Баранов

Техред Л.Сердюкова

Редактор Л.Гратилло

Корректор M,Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 170 Тираж 519 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101