Устройство для распознавания объектов на двумерном поле

 

Изобретение относится к технике автоматического анализа изображения и может быть использовано в телевидении, радиолокации , дефектоскопии, вычислительной и измерительной технике для автоматического выделения объектов на двумерном поле. Цель изобретения - повышение быстродействия путем сокращения времени калибровки . Устройство для распознавания объектов на двумерном поле содержит телевизионный датчик 1, первый аналого-цифровой преобразователь 2, первый ключ 3, первый блок 4 памяти, первый интерполятор 5, синхронизатор 6, блок 7 управления, первый сумматор 9, второй интерполятор 10, второй блок 11 памяти, третий блок 12 памяти, второй сумматор 13, второй ключ 14, решающий блок 16. Цель достигается введением линии задержки 8, второго аналого-цифрового преобразователя 15. В устройстве с помощью первого компенсирующего видеосигнала компенсируется паразитный сигнал неравномерности фона видеосигнала телевизионного датчика. Для повышения чувствительности формируется второй компенсирующий сигнал. 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Ы 1683182 А1 (я) s Н 04 N 7/18, 5/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 5

Э6Цщцщ,.--ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и„„",,",",.":: (К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ОБЪЕКТОВ НА ДВУМЕРНОМ ПОЛЕ (57) Изобретение относится к технике автоматического анализа изображения и может быть использовано в телевидении, радиолокации, дефектоскопии, вычислительной и измерительной технике для автоматического выделения обьектов на двумерном поле. (21) 4745664/09 (22) 03.10.89 (46) 07.10.91, Бюл. № 37 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) С.Ж,Кишенский, А.Я.Крекер, Г,М.Иванов и В,Э.Игнатьев (53) 621,397 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1012459, кл. Н 04 N 7/18, кл Н 04 N 5/14, 1981.

Цель изобретения — повышение быстродействия путем сокращения времени калибровки, Устройство для распознавания обьектов на двумерном поле содержит телевизионный датчик 1, первый аналого-цифровой преобразователь 2, первый ключ 3, первый блок 4 памяти, первый интерполятор 5, синхронизатор 6, блок 7 управления, первый сумматор 9, второй интерполятор 10, второй блок 11 памяти, третий блок 12 памяти, второй сумматор 13, второй ключ 14, решающий блок 16. Цель достигается введением линии задержки 8, второго аналого-цифрового преобразователя 15, В устройстве с помощью первого компенсирующего видеосигнала компенсируется паразитный сигнал неравномерности фона видеосигнала телевизионного датчика, Для повышения чувствительности формируется второй компенсирующий сигнал. 1 ил, 16В3182

Изобретение относится к технике автоматического анализа изображений и может быть использовано в области телевидения, радиолокации, дефектоскопии, вычислительной и измерительной техники для автоматического выделения объектов на двумерном поле, Цель изобретения — повышение быстродействия путем сокращения врсмени калибровки.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для распознавания объектов на двумерном поле, Устройство для распознавания объектов на двумерном поле содер>кит телевизионный датчик 1, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, первый ключ 3, первый блок 4 и!I.Iяти, первый интерполлтор 5, синхронизатор 6, блок 7 управления, линию задер;кки 8, пер;.I и сумматор 9, второй иитерполятор 10, второй блок 11 памяти, третий блок 12 памяти, второй сумматор I:3, второй ключ 14, второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 15, решающий блок

16, Устройство для распознавания объектов на двумерном поле работает следующигл образом, Работа устройства состоит из двух этапов: этапа калибровки и рабочего этапа— непосредственного выделения Объекта на двумерном поле.

На первом этапе видеосигнал (представляюший собой фон без объекта) с выхода телевизионного датчика в виде одномерной реализации двумерного по:;я, на котором во время рабочего этапа будут и редъявляться распознаваемые объекты, подается на вход первого АЦП 2. В видеосигнале имеется паразитный сигнал неравномерности фона видеосигнала, который снимается в виде цифровых отсчетов и через первый ключ 3, который в "=Io время открыт разрешающим сигналом с первого выхода блока 7 управления, поступает в первый блок 4 памяти и записывается там.

Отсчеты с выхода первого АЦП 2 формируются в моменты времени, определяемые синхровходом АЦП 2. Временное положе-. ние синхроимпульсов, г,одающихся на АЦП

2, соответствует моментам прохо>кдения развертывающего луч":. через выбранные опорные точки, которые равномерно расположены на развертываемой области. Синхросигналы с синхронизатора поступают также на вход блока 7 управления, который вырабатывает импульсы, поступа>ащие с его пятого выхода на первый блок 4 памяти синхронно с отсчетами,, поступающими на сигнальный вход первого блока 4 памяти с первого АЦП 2 через первый ключ 3, Число ячеек памяти равно количеству опорных точек, Выбор ячеек первого блока 4 памяти для записи значений первого компенсирующего сигнала в опорных точках определяется сигналами на его адресных входах, поступающими от синхронизатора 6, в котором они вырабатываются построчным и кад10

QД

3Q

4Д

5О ровым синхросигналам, приходящим от телевизионного датчика 1 и синхронными с ними.

Первый интерполятор 5 воспроизводит в аналоговой форме первый компенсирующил сигнал во всех точках двумерного поля между опорными точками. При этом реализуется двумерная интерполяция: для этого с первого блока 4 памяти считываются отсчеты первого компенсирующего сигнала одновременно для четырех соседних опорных точек., между которыми находится точка поля, в которой вычисляется первым ингерполятором 5 компенсирующий сигнал.—

С гитываемые такими группами опорные QT счеты поступают на вход первого интерполятора 5, который формирует первый аналого-цифровой компенсирующий сигнал для каждой развертываемой точки области.

Этот сигнал представляет собой взвешенную сумму отсчетов компенсирующих сигналов для четырех соседних опорных то.ек с весами, обратно пропорциональнblìë рас;-:ояниям от данной1 точки до указанных опорных точек. Таким образом, первый интерполятор 5 формирует первый компенсирующий сигнал путем двумерной линейной ичтерполяции его отсчетов в опорных точках на Вс8 промежуточные (соответствующие) точки поля. Это осушествляется посредством сигнала, снимаемо-о с пятого ьыхода блока 7 управления, При подаче с этого выхода разрешающего сигнала на первый блок 4 памяти в него записывается соответствующий опорный отсчет. Пр:i снятии разрешающего сигнала после за",ìcè данного отсчета происходит считывани;-- a первого блока 4 памяти данного отсчета и . рех последующих что. как описано ebiu е, пОзволяет пОлучить значения компенсирующего (первого) сигнала между этими четырьмя Опориыми точками для ВсВх соответствjjющих точек поля. Таким Образом, сигнал c liqroro выхода блока 6 управления на этапе калибровки являе ся

Ipepывистым, обеспечивая запись и считывание отсчетов с этого блока..

По считываемым из первого блока 4 памяти отсчетам полученный в первом интерполяторе 5(по мере поступления отсчетов в первый блок памяти) сигнал поступает на в горой вход первого сумматор" "9 и вычита1683182 ется из него, то есть из видеосигнала, поступающего с телевизионного датчика 1, Поскольку в первом интерполяторе 5 значение компенсирующего сигнала в некоторой точке поля получается с некоторой задержкой, определяемой временем, необходимым для получения двух в данном случае (по мере развертки) более поздних опорных точек, линия задержки 8 задерживает видеосигнал ы на время, достаточное для вы работки компенсирующего (первого) сигнала для соответствующей точки поля, Совершенно очевидно, что задержка состояния всего поля и зависит лишь от расположения на поле опорных точек.

В первом сумматоре 9 из видеосигнала вычитается синхронизированный с ним (посредством линии задер>кки 8) первый компенсирующий видеосигнал, Тем самым компенсируется паразитный сигнал неравномерности фона видеосигнала телевизионного датчика. Однако, в результирующем сигнале присутствует паразитный сигнал остаточной, то есть нескомпенсированной, неравномерности фона видеосигнала из-за ограниченной точности взятия отсчетов (как следствие их квантования по уровню и погрешности интерполяции, а также — за счет динамических свойств неравномерности фона от кадра к кадру), Эти сигналы (за исключением последнего) синхронны с полезным сигналом с телевизионного датчика и могут в значительной степени снизить чувствительность устройства. Кроме того, второй блок 11 памяти также имеет собственный сигнал неравкомерности фона, который также снижает чувствительность устройства. Для повышения чувствительности в данном устройстве формируется второй компенсирующий сигнал.

Таким образом, в устройстве второй компенсирующий сигнал формируется практически одновременно с первым (запаздывая относительно первого на величину, определяемую линией задержки 8). Время задержки при равномерно расположенных точках отсчета (опорных точках) и временном интервале между ними т в данном случае (при получении интерполяционного сигнала из четырех последующих, смежных, отсчетов)

4f

Для формирования второго компенсирующего сигнала сигнал с выхода первого сумматора 9 (раэностный) подается на сигнальный вход второго блока 11 памяти для накопления, В качестве второго блока 11 памяти (аналогового) можно использовать либо электронно-лучевую запоминающую трубку, либо запоминающее устройство на

ЗО

40

50 на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС) и т,д. Для реализации синхронного накопления сигнала на втором блоке 11 памяти на его синхронизирующие <в случае электронно-лучевой трубки) или адресные (в случае приборов ПЗС) поступают синхросигналы с синхронизатора 6, Время накопления определяется длительностью сигнала, поступающего на управляющие входы первого интерполятора 5 и второго блока 11 памяти со второго выхода. блока? управления. Следует отметить, что в данном устройстве формирование первого компенсирующего сигнала также осуществляется многократно, параллельно с накоплением информации во втором блоке 11 памяти. При этом каждый новый проход поля развертки дает новые значения в первом блоке 4 памяти, что позволяет при накоплении информации во втором блоке 11 памяти дополнительно усреднять и тем самым частично I,OI

По око кчгнии цикла накопления снимаются разрешающие сигналы с и".p-,o;- .. c! o рого блоков 4,11 памяти (эт: сиги э.: позволяли записывать информацию в со,"; ветствующие блоки 4,11 памяти) и производится c«èòü,:3aI-!I. e информации =o второго

bi,oI a 1 1 памяти по разрешающему сигналу с четвертого выхода блока 7 управления чере3 вторОй сумма! ор 13 (Ha вторОЙ,1ход которого в данком этапе ничего не г сступает)

Во второй АЦП 15. с выхода (О70;зпго oTci!еты второго компенсируюн,«.=.о сигнала в цифровой форме:ерез второй кл;сч 14 поступают на uxor; третьего блс a 12 памяти, Подача си,-кала на второй вход второго сумматора 13 со второго интерпо..яторэ 10 "-апрещена сигналом G третьегО aI!dopa блока

7 управления. Накоплен",.!;:é г:аразитный вкдеоси, кал, представляющий собой сумму тре паразиткых сигналов (како: ëåííîé оомехи дискретизации, с,:гнала нескомпеI!oèрованной неравномерности фона видеосигнала телевизионного датчика 1 и собственного ".и;.нала неравномерности второго блока 1" памяти), за счет многократного получения первого компексиру ощего сигнала — усредненной неравно : еркости (ди н а м и ч е с к О и > ф О к а между p a 3 h b! . 4! I г, а д;.:: а ми паля, в конце этапа калибровки aar!исаи в третьем блоке 12 памяти в цифровой форме, На третьем этапе работы производится непосрадственно анализ изображен!!я. "идеосигкал с ьыхода телевизионно -О дат-:; ка предьявленным Обье"- том Iiolïaeòсл leре3 !v1к л;О заде Г ж /и 8 ка перв „; cyr I a-: op

9, ка второй вход которого подаетс 1 i-;еовый

1683182 синхронизатор и последовательно соединенные второй ключ, третий блок памяти и второй интерполятор, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, при этом выход синхронизатора подключен к синхровходам первого АЦП, первого и второго интерполяторов, первый выход блока управления подключен к управляющему входу первого ключа, второй выход блока управления подключен к управляющим входам первого интерполятора и второго блока

10

Составитель Г,Лерантович

Техред М.Моргентал Корректор M.Ïîæî

Редактор И.Шубине

Заказ 3422 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 компенсирующий сигнал, синхронный (за счет линии задержки 8) с входным сигналом. По разрешающему сигналу со второго выхода блока 7 управления работает первый интерполятор 5 и сигнал с первого сумматора 9 поступает на второй блок 11 памяти, в котором аналогично этапу калибровки производится накопление с целью

> м ° эффективного выделения объекта. Время накопления задается длительностью сигнала со второго выхода блока 7 управления.

После накопления второй разрешающий сигнал снимается и выдается разрешающий сигнал с третьего выхода блока 7 управления, по которому сигнал со второго блока 11 памяти алгебраически складывается на втором сумматоре 13 со вторым компенсирующим сигналом, поступающим с третьего блока 12 памяти через второй интерполятор

10. С выхода второго сумматора 13 выходной сигнал по разрешающему сигналу с третьего выхода блока 7 управления, поступающему на управляющий вход решающего блока 16, поступает на решающий блок 16, который может быть выполнен, например, в виде порогового блока, производящего выделение полезного сигнала и представляющего этот сигнал в форме, удобной для дальнейшего использования.

Формула изобретения

Устройство для распознавания объектов в двумерном поле, содержащее последовательно соединенные первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый ключ, первый блок памяти, первый интерполятор, первый сумматор, второй блок памяти, второй сумматор и решающий блок, а также .телевизионный датчик, блок управления, 15

35 памяти, а первый и второй выходы телевизионного датчика подключены ко входам синхронизатора, первая группа выходов которого подключена к адресным входам первого и третьего блоков памяти, причем к управляющему входу второго интерполятора подключен третий выход блока управления, четвертый выход которого подключен к управляющим входам третьего блока памяти и второго ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокращения времени калибровки, введены линия задержки и второй АЦП, к синхровходу которого и синхровходу блока управления подключен выход синхронизатора, вторая группа выходов которого подключена к адресным входам второго блока управления, третий и пятый выходы которого подключены к управляющим входам соответственно решающего блока и первого блока памяти, при этом третий выход телевизионного датчика подключен к информационному входу первого АЦП и через линию задержки к второму входу сумматора, а выход второго сумматора через второй АЦП подключен к сигнальному входу второго ключа,