Селектор изображений

 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в измерительных и распознаваниях телевизионных системах Цель изобретения - расширение области применения селектора за счет возможности выделять подвижныеобъекты на изображении. Селектор содержит блок 1 квантования по амплитуде, блок 2 свертки видеосигнала , блок 3 п элементов 4 задержки с регистрами сдвига, группу п+1 формирователей 5 апертуры, группу п элементов ИЛИ 6, элемент И 7„ Распгирение класса селектируемых фигур в селекторе достигается за счет того, что в нем одинаково надежно обнаруживаются как неподвижные объекты, так и движущиеся, если только за время длительностью п/2 телевизионных кадров они не выходят из апертуры тх. та. элементов, первоначально устанавливаемой центром на центртелевизионного изображения объекта. При этом, поскольку отсчет кадров производится от среднего кадра А в последовательности кадров А0,..о,Ап (т.е. ), то допустимо любое направление движения объекта, в то время как его максимальная скорость при равномерном прямолинейном движении не должна превосходить (т-1)/2 дискретов за п/2 кадров. 1 з.п. ф-лы, 9 ил. «о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) Al (gg)g (06 М 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4462939/24 (22) 18.07.88 (46) 07.06.91 Бюл, g. 21 (72) N.Â.Äìèòðèåíêî и В.П.Сизов (53) 681.327.12(088.8) (56) Цифровое кодирование телевизионных изображений./Под ред. И.И.Цуккермана, И.:, Радио и связь, 1981.

Розенфельдс Р.Г..Цифровое устройств о задержки видеосигнала. — В сб.

Автоматизация анализа и распознавания изображений, вып. 3, Рига: Зинатне, 1982. (54) . СЕЛЕКТОР ИЗОБРАЛ0 .НИЙ (57) Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в измерительных и распознавающих телевизионных системах. Цель изобретения — расширение области применения селектора за .счет возможности выделять подвижные. объекты на изображении.

Селектор содержит блок 1 квантования по амплитуде, блок 2 свертки видео2 сигнала, блок 3 и элементов 4 задержки с регистрами сдвига, группу n+1 формирователей 5 апертуры, группу п элементов ИЛИ 6, элемент И 7. Расширение класса селектируемых фигур в селекторе достигается за счет того, что в нем одинаково надежно обнаруживаются как неподвижные объекты, так и движущиеся, если только за время длительностью n/2 телевизионных кадров они не выходят из апертуры 7IiK щ элементов, первоначально устанавливаемой центром на центр- телевизионного изображения объекта. При этом, поскольку отсчет кадров производится от среднего кадра А в последовательк ности кадров А,...,Ап (т.е. k=n/2), то допустимо любое направление движения объекта, в то время как его максимальная скорость при равномерном прямолинейном движении не должна превосходить (m-1)/2 дискретов за n/2 кадров. 1 з.п. Ф-лы, 9 ил.

1654854

Из обретение относится:, к телевидению и может использоваться в измерительных и разпознающих телевизионных системах.

Цель изобретения — расширение области применения устройства путем обеспечения возможности выделять подвижные объекты на изображении.

На фиг. 1 приведена схема селектора; на фиг. 2 -схема формирования выходного сигнала селектора;" на фиг. 3 — схема блока свертки видеосигнала; на фиг. 4 — схема формирователя апертуры; на фиг..5 — связи между ячейками узла выделения фигуры в апертуре; на фиг, 6 — схема ячейки узла выделения фигуры в апертуре; на фиг. 7 - процесс выделения изолированной, фигуры телевизионного изображения в блоке; на фиг. 8 — процесс формирования проекций выделенной фигуры на координатные оси Х и У в блоке; на фиг. 9 -, схема блока анализа положения фигуры.

Селектор содержит (фиг. 1) блок

1 квантования по амплитуде, блок 2. свертки видеосигнала, блок 3 п элементов задержки с регистрами 4 сдвига, группу (и+1) формирователей апертуры 5, группу п элементов ИЛИ 6, элемент И 7.

Блок 2 свертки видеосигнала содержит (фиг. 3) формирователь 8 апертуры» узел 9 выделения фигуры в апертуре, анализатор 10 положения фигуры.

Формирователь 8 апертуры содержит (фиг. 4) сдвиговые регистры 11 и апертуру 12, Узел 9 выделения фигуры в апертуре содержит (фиг. 5) ячейки 13.

Ячейка 13 содержит элемент ИЛИ 14 и второй элемент И 15.

Анализатор 10 положения фигуры содержит (фиг. 9) группу элементов

И 16, элементы ИЛИ 17 и третий элемент И 18.

Селектор работает следующим образом.

Видеосигнал v формируемый телевизионным датчиком с прогрессивной разверткой изображения, подвергается амплитудному квантованию на два уровня в блоке 1 квантования по амплитуде (фиг, 1) так, что элементам растра, принадлежащим изображению объекта, ставится в соответствие логическая "t"» а остальным (фоновым) эЛементам — логический "0" . Получаемый в результате бинарный видеосигнал v подается в блок 2 свертки видеосигнала, тактируемый импульсной последовательностью t, где из него выделяются видеоимпульсы, соответствующие центральным элементам изолированных фигур телевизионного изображения, т.е. выполняется операция!

О свертки видеосигнала.. Свернутый видеосигнал Я с выхода блока 2 пропускается последовательно через h регистров 4 блока элементов

Пусть k — номер среднего кадра в, сканируемой последовательности из и+1 кадров и (ац )„— выход центрального элемента k-й (средней) группы 5 с элементами А, (фиг. 1). Тогда логично считать, что при (а ) „=1 а,о к на центральный элемент k-й апертуры попадает изображение. объекта (его центр), если в пределах каждой из предшествующих Aî»... »А к и послео к- дующих А „ ...,А„ апертур имеется хотя бы один засвеченный (находящийся в состоянии "1") элемент (фиг. 2,, п=3 при ш=5). В противном случае значение (аоо)„=t следует отнести к случайной помехе, не повторяющейся в других телевизионных кадрах.

Данное условие сечекции выражается логической функцией

I (ао,о)к аоаi » »аK-йо,о)K K» як+ » »аl) 40

55 где а 5 (а ° ) — логическая умма

4)

1.J задержки, в результате чего образуется (n+1} его реализаций Я,...,Яя я) взаимно смещенных во временй друг относительно друга на один телевизионный кадр ° Каждый из этих видеосигналов, преобразуется далее в параллельную форму своим формирователем

5. апертуры размером ш к m» которая под действием тактовых импульсов t поэлементно просматривает полный телевизионный кадр в темпе его растровой развертки, формируя в каждом так-. те совокупность (матрицу) видеосигналов: (1)

30 играющую роль сканирующего строба селектора. Всего образуется n+1 таких стробов Ао»...»А, параллельно сканирующих n+1 последовательных телевизионных кадров.

54854 6 ек которой параллельно снимаются сигналы (1), соответствующие элементам вписанного в эту апертуру фрагмента изображения.

Каждый импульс t тактовой частоты сдвигает информацию в апертуре на одну позицию влево, поэтому апертура дискретно (потактно) сканирует поле телевизионного кадра по строкам слева направо в темпе его растровой, развертки.

Узел выделения фигуры в апертуре

9 (фиг. 3) образован совокупностью

ОднОтипных ячеек 13 у каждая из кОто рых реализует на своем выходе функцию.

5 16

ВыхОдных сигналоВ апертуры,А .

Сигналы а, для q=0,1,..., k-1, k+

+1,...,n формируются непосредственно на логических элементах ИЛИ а сиг9

3 нал (а р р) на логическом элементе И (фиг. 2).

Расширение класса селектируемых фигур в предлагаемом устройстве достигается за счет того, что в нем одинаково, надежно (по критерию и из и) обнаруживаются как неподвижные объекты, так и движущиеся, если только за время длительности п/2 телевизионных кадров они не выходят из апертуры размером mX m элементов, первоначально устанавливаемой своим центром на центр телевизионного изображения объекта. При этом, поскольку отсчет кадров производится от средпего кадра А в последовательности кадров А „...,А (т.е. k=n/2), то допустимо любое направление движения объекта, в то время как его максимальная скорость при равномерном прямолинейном движении не должна превосходить (m-1)/2 дискретов за n/2 кадров.

Наличие в предлагаемом селекторе блока 2 свертки видеосигнала, выделяющего центры изолированных фигур телевизионного изображения, исключает возможность попадания в пределы . каждой из апертур фрагментов изображений большой площади с соседних участков растра, что увеличивает pasрешающую способность устройства.

Формирователь 8 апертуры размером ш > m элементов представляет собой дискретную линию задержки с отводами (фиг. 4), образованную последовательным соединением m сдвигающих регистров с элементами (ячейками)

11,,..., 11„,, управляемых импульсами t тактовой частоты, равной частоте следования элементов разложения изображения в строке телевизионного растра. Количество ячеек каждого из первых m-1 регистров равно количеству N элементов разложения в строке, чем обеспечивается синфазное с растровой разверткой изображение перемещения информации по их ячейкам

11„,,...,11,„„ Первые m ячеек каждого из этих регистров совместно с m ячейками последнего m-ro регистра (фиг.4, пунктир) образуют собственно апертуру 12 размером m x m, с выходов ячеЬ > =Са l> (U;> +Ь +Ь;,,+Ь;„+b;+, ° .„

20 где С и 0; - стробирующий и настроечный сигналы (i j)-й ячейки 13, соответствующей (,1)-му элементу матрицы (1). блока 8. При С=1 и U =1 из ! (2) следует

Ь" =а ° (3)

Ч Ч т.е. соответствующая ячейка просто передает состояние элемента а форI) мирователя 8 на выход Ь," узла 9.

При С=1 и U," =0 иэ (2) следует.

1 т.е. выход Ь; > узла 9 возбужден толь35 ко в том случае, когда возбужден соответствующий ему элемент а ° форми11 рователя 8 и одновременно хотя бы один из соседних с ним выходов узла 9.

Эффект селекции проявляется в том, 40 что согласно (3) и (4) элементы Ь!) с настроечными сигналами U =1 при а;I =1 играют роль источников, от которь|х Возбуждение последовательно распространяется по всем другим элемен45 там узла 9. Это возбуждение не захватывает тех элементов данного узла, которьм соответствуют невозбужденные элементы формирователя 8 или которые полностью изолированы от источников

50 возбуядения промежуточными невозбужденными элементами.

Характер связей между ячейками 13 узла 9, определяемый алгоритмом (2), показан на фиг. 5, а одна из возможных схем такой ячейки приведена на фиг. 6. При этом использовано упрощенное представление формулы (2) в виде

1654854 с элементами (6) Ъ (5}

Х» Х Х »» ех. и проекция

7

b=Ca(U+ b ), 5+« где Ь вЂ” выходной сигнал произвольной ячейки 12 узла 9; а — выходной сигнал соответствующего ему элемента формирователя 8„

В ; s=1,8 — выходные сигналы ячеек узла 9, соседних по отноше- 10 нию к элементу Ь, пронумерованные в направлении против часовой стрелки, начиная с соседнего левorо;

С и U - стробирующий и настроечный сигналы элемента.

В предлагаемом устройстве настроечный вход центральной ячейки узла 9 (фиг. 3) подключен к источнику логической единицы, а на настроечные входы других его ячеек подано напряжение "0". В результате узел 9 выделяет из всех изолированных фигур телевизионного изображения в пределах апертуры только ту, которая связана с центром апертуры (фиг. 7, m=9). Выделенная фигура (штрих) нредставляется выходными сигналами узла

9, образующими в совокупности матрицу сигналов 30

В= ГЬ ;, =1,m), »»» той же размерности, что и матрица

А в (1)..

Стробируксцие импульсы формируются из тактовых импульсов t и используются для блокировки ячеек 13 узла

9 (фиг. 6) на время переходных процессов в формирователе 8, возникающих в начале каждого такта. 40

Анализатор 10 (фиг. 3) представляет собой комбинационный цифровой автомат, вырабатывающий сигнал Сд =1» всякий раз, когда в процессе дискрЬ ного сканирования полного телевизион" ного кадра апертурой 12 (фиг. 4) иэображение в матрице В узла 9 оказывается расположенным симметрично (с точностью до одного дискрета) относительно ее -центра (фиг. S). Для этого при помощи многовходовых логических элементов ИЛИ предварительно формируются проекции содержащейся в матрице В фигуры на две взаимно перпендикулярные координатные оси, а именно проекция

«« \ и« вЂ” Ь

il»

)=« соответственно показанные на фиг. 8 для m=9. Каждая из этих проекций оценивается на симметричность ee расположения относительно центра апертуры при помощи многовходовых логических элементов И 1б, реализующих функции

1 =х, х<х р ;

1g. а з -szz -. !

° °

" ««-«z«x«««- x«««- 2»

1, =х«,к„,««х ««««,., для оси Х и функции

h< =у у у«««gY»

"z

° 4 ° (7)

h« -«=У« -«У«. У««««-У«««-« »

h = «У« + >-« +2. для оси У, где r=(m-1)/2.

Сигнал Я центра изображения объекта формируется при этом по формуле, Ы =(1i++1 ++o о 4++1 ) (hÔ++h ++9 o o++h ) (8) согласно которой Я принимает значение "1" только при условии симметричного (с точностью до дискрета) расположения каждой из проекций Х и У относительно центра апертуры. Размеры же самих проекций могут быть произвольными в пределах от 1 до m-2.

В качестве примера на фиг. 9 представлена одна из возможных схемных реализаций соотношений (6)-(8) для проекций фиг. 8 на многовходовых логических элементах ИЛИ 17 и И 18 с прямыми и инверсными входами.

Формула изобретения

Селектор иэображений, содержащий блок п-элементов задержки, где

n — - размерность растра, управляющие входы которых являются тактовым входом селектора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения селектора путем обеспечения возможности выделять подвижные объекты на изображении, он содержит блок квантования по амплитуде, вход которого является информационным входом селектора, блок свертки

1654854

10 входами элемента И, выход (и+1)-ro

«и формирователя апертуры соединен с (и+1)-м входом элемента И. видеосигнала, группу из n+1 формиро вателей апертуры, входы синхронизац» которых соединены с тактовым входом селектора, группу из п элементов ИЛИ и элемент И, выход которого является выходом селектора, вход блока свертки видеосигнала соединен с выходом блока квантования по амплитуде, а выход соединен с информационным входом блока элементов задержки, выходы блока элементов задержки соединены с информационными входами формирователей апертуры группы, выходы которых соединены с входами элементов ИЛИ груп- 15 пы, выходы которых соединены с и2. Селектор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что блок свертки видеосигнала содержит последовательно соединенные формирователь апертуры, узел выделения фигуры в апертуре и анализатор положения фигуры, вьг ход которого является выходом блока, вход формирователя апертуры является входом блока, вход синхронизации формирователя апертуры является тактовым входом блока.

1654854

Фаз. 3

1654854 а11

1654854

1654854

Составитель А.Глотов

Редактор Л.Гратилло Техред jI.Ñåðäþêîâà Корректор С. Шекмар

Заказ 1953 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раутская наб., д. 4/5

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