Устройство для выделения контура бинарного изображения
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s G 06 К 9/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4605530/24 (22) 14.11.88 (46) 23.11.91. Бюл. N 43 (71) Уфимский авиационный институт им,Серго Орджоникидзе (72) З.M.Ãàôàðîâ (53) 681.327.12 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1444837, кл. G 06 К 9/00, 1987, Авторское свидетельство СССP 1Ф
1257674, кл, G 06 К 9/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КОНТУРА БИНАРНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам ввода и предварительной обработки двумерных бинарных изображений, и мо«, Я2„„1693615 А1 жет быть использовано, например, при разработке зрительных сенсоров космических и инспекционных роботов. Цель изобретения — повышение информативности выделяемых признаков. Для этого в устройстве, содержащем матрицу ячеек 1 обработки изображения, каждая из которых состоит из фотоприемного элемента 2, элементов И 6—
8, элемента И вЂ” НЕ 3, первого элемента И—
ИЛИ 4, элемента НЕ 11, в каждую ячейку 1 обработки изображения введены второй элемент И вЂ” ИЛИ 5 и элементы ИЛИ 9 и 10, Это позволяет кодировать двумерное бинарное изображение в виде матрицы признаков, трехрядные коды которых содержат информацию не только о принадлежности соответствующего элемента контуру, но и о его длине напряженности. 2 ил, 1!)(1 ) б15
ИЗОбpЕТЕHÈ(; 01 Н(: ИТСЯ- К В ВTOI»rfBT!rlÊ8 И
Г)ычисли (.льной ТехН IK8, к» и(сино к ус (!30!71cтвам ввода и пзедв; —::рительиой обработки двумерных бинарных 13!!!бр)!))<ений и может быпгь использовано напр:. Мер при,эазработке зi) ител ь ч ы) с 8чс о р0,:1 I< Осмvч(.Of<èõ и инспекционны < рОсо ofb
Цель изобре Геня)» — (»;)f)bfLfiekfvie лнформативности Выделяе(ых у" т!)ОЙОГВОм 1))»1 знаков.
На фиг.1 представлена схема устройства для выделения ко-»Tópa бинарного изображЕНИЯ; На фИГ.2 - С (8»rfà ЭЕ»СГIОЛС>I<8 H»rf
Ус! ройство (фиГ. i (.О(.тОи из ме)т()ицы ячеек 1 обработкл и30б зажения, f КОТОРЫХ СОДЕрж».!т Фотс прием!.1::,Iirl ЭЛЕМЕНТ 2. элемент И вЂ” НЕ 3 первый 4 !л втор»:й!5 элементы И вЂ” И,1И, геовый 6 второй 7 и третий 8 элементы И. »ервый (! л втооой 10 3 18fi!l8HTf.,l Ir1 Г1(1 ir"i )Ле»»1(; 1 Н 1: f 1 А,Б,В, Д,Е,К,М вЂ” то-il(kf иа различных ф!:агI»rI8HTB;< КОНтура ИЗОбрвжЕИИЯ »!»>(»Г.2), Для Ячейки 1 с погожгние BO смежнь)— Mfrf СрТОГСНа/IЬНЫ14»л ЯЕ/ISIIOГСЯ .» 18(If Гlол Ож ением BO с меж из»м(l,ди в "0 чал ьн ыыи ЯВЛЯЮ (СЯ ЯЧейКИ С ПОЛО!l(Е Ь ИЯ!»!И 37,ав.а<,аа (фиг,2), Конструктивно cOEО,(упн»-)с (ь зл вментов 2 образует фотоприем)-,у о матр>)цу(не пс (Bзана), НB <î ору о проец»»р», ;:1ся плос<ое изобра>кение Об.ек1а. 3 кач !ciee фотоRpIrI8ìHûx элементов 2 »лог,,т быт b!rfcoo/fbзованы фотодиоды Фототг»аизисторbl, фоторезис оры и,д, т,е элемe, - гы, обеспечивающиее и реобсазо ва н и,"-. Вс сп ринимаеМ О и 0 П T M ; 8 C f< 0 É 3 И 8 Г) frl r» В 3! " I(((3 и Ч 8 С К fri 8 СИГНВЛЫ. Г Pfri Н800ХОДИ!40CТ1, i- ИХ СОС ГЭЕ . могут входить допэлнительио различные соГласующие, усили Гельиые фо:)! :»и()»110!ци — »/ Т. П, ЭЛPÌ8HТЫ. ус)ройство ребо;3(;т следующим зг! аЗОМ Бииар)-!08 (чеоно-()елое) изображение обьекта (ие показано) гроецируется на матpv.Li" фотоприемных элемel»>пзе ?. На выхо/ах тех фотопр»л- мнь < зле."icH;0;: . ). 1;а которые попадае Г cof)c I3PLI-i . изображc H Vi 8, П 0 я В Л я Ю Т С я С ) г И а /; Ы 1,: 1 С»3»»/ П а 1»3 ((),И 8 на первые входы:)леме:1)оз И 6 состветствующих ячеек 1 и через выходи,»е шинь:— на соответствующие „!00»ы -Bëe. »еитое И— Hf;> смежных ячеек 1 В резульгате иа вы ходе перво(о элем "HTB "1 б каж!:;Oé Я-»ейкк! 1 реализуется логическая О г е р;!I f f 3 Fa0 = хО (х1 х! х, х1 где хо — двоичный си-íàë,,поступающий с фотоприемного элемента 2 двиной ячейки 1 с полОжением ар, xI,хз, Х5,Х7- двоичный сигнал, поступаю5 щий с фотоприемных элементов 2 смежных ячеек 1, соответствующих положениям а1,аз,a5,а7. Согласно этой операции проверяется выполнение условия прлнадлежности соотl0 Ветствующегс элемента изображения его контуру. На выходе первогс элемента И вЂ” ИЛИ 4 данной Ячейки 1 реализуется логическая операция 1Г! == F,I )< (:а.» ), к - ), »а5» +»аз Fa7 + + Fa3 а5 +»а5 а7 + k F k .— (, i ! а1 а7 Fa0 20 35 Fàà =Fa2 l аг» + Fa4 Faa + l! - !< k k — k ir,, k k + Faz Far; + ) а» Faa (! а5 ая + ): k + а2 FaR r f0 k )< . !< -0 -Де Fa;, Га/), 1 — 1»6, Faa — Двоичные Сигна: —;=,. Поступающие с выхоцов первых элементов И 6 смежных диагональных ячеек 1, Согласно этэй сперации проверяется наличие на данном фрагменте бинарного /! 5 иэображения дзух его i На выхэде второгс элемента И 7 данной 0 ячейки 1 реа, изуется логическая операция а0 (" а0 + Fa0,! Fa0 — 1), к Согласно этой операции проверяется наличие на данном фрагменте бинарного изображения двух его контурных элементОВ, распсложеHHb!x ортогоиально или диагонально по стиошению к рассматриваемому элементу, также принадлежащему его контуру. k k — Fa1 аз а5, Fà7 двОИЧНЬ)8 СИГНалы, поступа ощие с выходов первых элементов И 6 смежных ортогоиальных ячеек 1. 25 СО: лась10 этОЙ Операции» прОВерЯетсЯ наличие I IB paf !HQM фрагме)н) 8 бииарнОГО изображения двух его контурных элементов, расположенных ортогонально по отношению к рассматриваемому элементу (который может быть и не контурным), На вых<.де второго элемента И вЂ” ИЛИ 5 данной я !ейки 1 реализуется логическая Операция: 1693615 На выходе третьего элемента И 8 данной ячейки 1 реализуется логическая операция Fap — (Fap + Fap ) Fap IV II, Ic Согласно этой операции проверяется наличие на данном фрагменте бинарного иэображения двух его контурных элементов, расположенных диагонально или комбинированно по отношению к рассматриваемому элементу, также принадлежащему его контуру (при комбинированном расположении один из смежных элементов расположен ортогонально, а другой — диагонально). На фиг.2 квадратами выделены области, эа которые "отвечают" соответствующие центральные точки ао,a>,а ...ав, причем для области с точкой ао указаны возможные в ней фрагменты контура. Среди них можно выделить следующие фрагменты (отрезки) контуров; a) ортогональные AaoD, BaoK, АаоВ, BapD, ОаоК, АаоК; б) диагональные БаоЕ, ГаоМ, БаоГ, ГаоЕ, ЕарМ, 6aoM; e) комбинированные АаоБ, АаоГ,АаоЕ, АаоМ, БаоВ и др. Длина такого диагонального отрезка, как например, БаоЕ в 2 раз больше ортогонального отрезка AaoD, т.е, если принять длину отрезка AapD равной пяти единицам то длина отрезка БаоЕ будет pasной 5 ° Y2 = 5 1,4=7 единицам, а длина "комбинированного" отрезка АаоГ будет равной 5/2+7/2=2,5+3,5=6 единицам. Таким образом, можно сказать, что оотогональные отрезки имеют длину в пять единиц, диагональные — в семь единиц и комбинированные — в шесть единиц. Такая схема ячейки 1 позволяет формировать на выходах первого 6, второго 7 и третьего 8 элементов И трехразрядный параллельный двоичный код, величина которого определяется длиной соответствующего фрагмента контура. Например, если данной ячейке 1 соответствует фрагмент контура диагонального типа, на ее выходах формируется двоичный код 111 (с выхода первого элемента И 6 снимается старший разряд). При ортогональном и комбинированном фрагментах контура на выходах формируются двоичные коды 101 и 110 соответственно. Если же иэображение является "точечным" (хо=1. х = x2 = ... ха= 0),на выходах ячейки 1 имеем код 110. В реальных условиях точечные иэображения также имеют определенную протяженность. чаще всего 45 среднюю между ортогональной и диагональной протяженностями, Таким образом, предложенная совокупность существенных признаков предлагаемого устройства позволяет, в отличие от известного, кодировать двумерное бинарное изображение в виде матрицы признаков, трехразрядные коды которых содержат информацию не только о принадлежности соответствующего элемента контура, но и о его длине (протяженности). Такое новое свойство позволяет, в конечном счете, расширить функциональные возможности устройства, использовать его в системах реального времени, когда, например, требуется получение оперативной информации о геометрических параметрах анализируемого бинарного изображения обьекта, Формула изобретения Устройство для выделения контура бинарного изображения, содержащее матрицу ячеек обработки изображения, каждая из которых состоит из фотоприемного элемента, трех элементов И, элемента И вЂ” НЕ, первого элемента И вЂ” ИЛИ и элемента НЕ, причем выход фотоприемного элемента данной ячейки обработки изображения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента И вЂ” НЕ, входы которого соединены с выходами соответствующих фотоприемных элементов смежных ячеек обработки изображения, выход первого элемента И— ИЛИ подключен к входу элемента НЕ. о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности выделяемых признаков, ячейка обработки изображения содержит второй элемент И вЂ” ИЛИ, два элемента ИЛИ, входы первого элемента И вЂ” ИЛИ попарно подключены к выходам соответствующих первых элементов И смежных ортогональных ячеек обработки изображения, входы второго элемента И вЂ” ИЛИ попарно соединены с выходами соответствующих первых элементов И смежных диагональных ячеек обработки изображения, выход второго элемента И вЂ” ИЛИ подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И вЂ” ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ соединен со вторым входом второго элемента И. выход второго элемента ИЛИ подключен ко второму входу третьего элемента И, выход. первого элемента И соединен с первыми входами второго и третьего элементов И. 7593615 Составитель B.×àêàpåíêoB Техред M,Моргентал Корректор Э.Лончакова Редактор А,Козориз Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 4079 ирам(Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
